KR0182231B1

KR0182231B1 - Method for resin bathing for correcting composite fiber and compound material and its apparatus thereof

Info

Publication number: KR0182231B1
Application number: KR1019960005894A
Authority: KR
Inventors: 변준형; 김병하; 이상관
Original assignee: 서상기; 한국기계연구원
Priority date: 1996-03-07
Filing date: 1996-03-07
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970065867A

Abstract

본 발명은 합사직물의 복합재료 성형에 있어서, 중요한 기술중의 하나인 수지 함침을 원활하게 일어나게 하는 수지 함침장치에 관한 것으로서, 원추형 함침장치(1)의 표면(4)에는 360도에 걸쳐서 균일한 수지 함침이 일어날 수 있도록 수지배출구멍(2)이 뚫어져 있고, 이 각각의 구멍을 통하여 수지가 스며나오게 된다. 원추형 함침장치(1)의 밑면에는 수지이송펌프 등을 이용하여 계속적인 수지공급이 일어날 수 있도록 수지주입구멍(5)이 있다. 이 원추형 함침장치(1)는 섬유 다발이 그 표면(4)을 접하여 돌아가면서 지날 때 작용하는 접촉 압력과 합사기계에 의한 섬유의 원주방향 및 길이방향의 운동으로 인하여 벌어진 섬유다발 및 섬유사이로 수지 침투가 원활히 일어나도록 하는 구조이다.The present invention relates to a resin impregnation device for smoothly causing resin impregnation, which is one of the important techniques in molding a composite material of a plywood fabric, wherein the surface 4 of the conical impregnation device 1 is uniform over 360 degrees. The resin discharge hole 2 is drilled so that resin impregnation can occur, and the resin is permeated through each hole. The bottom surface of the conical impregnation device 1 has a resin injection hole 5 so that continuous resin supply can occur using a resin transfer pump or the like. This conical impregnation device 1 penetrates resin between the fiber bundles and the fibers that are formed due to the circumferential and longitudinal movements of the fibers by the weaving machine and the contact pressure acting as the fiber bundle passes through the surface 4 in turn. It is a structure to make it happen.

Description

Resin impregnation device for forming woven fabric into composite material

제1도는 일반적인 직조(브레이딩) 성형법.1 is a general woven (braiding) molding method.

제2도는 수지 함침장치가 장착된 브레이딩 성형법.2 is a braiding molding method equipped with a resin impregnation device.

제3도는 원추형 함침장치 단면도.3 is a cross-sectional view of the conical impregnation device.

제4도는 원추형 함침장치 윗면도.4 is a top view of the conical impregnation device.

제5도 원추형 함침장치 밑면의 윗면도.Top view of the underside of a conical impregnation device.

제6도는 원추형 함침장치 밑면의 단면도.6 is a cross-sectional view of the bottom of the conical impregnation device.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 원추형 함침장치 2 : 수지배출구멍1: conical impregnation device 2: resin discharge hole

3 : 맨드렐출구 4 : 원추형 함침장치 표면3: mandrel outlet 4: conical impregnation device surface

5 : 수지주입구멍 6 : 맨드렐입구5: resin injection hole 6: mandrel inlet

7 : 외부고정용 구멍7: hole for external fixing

본 발명은 직조된 직물을 복합재료로 성형하기 위한 수지 함침장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 직조된 직물에 수지를 침투하여 복합재료로 성형함에 있어서 중요한 기술중의 하나인 수지 함침을 원활하게 일어나게 하는 수지 함침장치이다. 즉, 원추형 함침장치의 표면에는 360도에 걸쳐서 균일한 수지 함침이 일어날 수 있도록 수지배출구멍이 뚫어져 이 각각의 구멍을 통하여 수지가 스며 나오게 한다 .원추형 함침장치의 밑면에는 수지이송펌프 등을 이용하여 계속적인 수지공급이 일어날 수 있도록 수지주입구멍을 뚫는다. 이 원추형 함침장치는 섬유 다발이 그 표면을 접하여 돌아가면서 지날 때 작용하는 접촉압력과 직조기계(Braiding)에 의한 섬유의 원주방향 및 길이방향의 운동으로 인하여 벌어진 섬유다발 및 섬유사이로 수지침투가 원활히 일어나도록 하는 것이다.The present invention relates to a resin impregnation apparatus for molding a woven fabric into a composite material, and more particularly, to smoothly induce resin impregnation, which is one of important technologies in molding a composite material by infiltrating the resin into the woven fabric. It is a resin impregnation device. That is, the resin discharge hole is drilled in the surface of the conical impregnation device so that a uniform resin impregnation can occur over 360 degrees, and the resin bleeds out through each hole. Drill resin injection holes to allow continuous resin supply. This conical impregnation device has a smooth penetration of resin between the fiber bundles and the fibers that are caused by the contact pressure acting as the fiber bundle passes through the surface and the circumferential and longitudinal movement of the fiber by the braiding machine. To do that.

합사제조는 제1도에서 보는 바와같이 기계중심선 상에 위치 맨드렐 위에 섬유가 일정한 각도로 배열되는 직물 제조방법으로서, 각각의 섬유는 상·하 움직임에 의해 서로 얽혀져서 짜여진다. 합사제조 기술을 이용하면 섬유를 연속적으로 정확한 각도로 성형할 수 있고 복잡한 3차원 형상의 제품을 만들 수 있으며 자동화가 가능하기 때문에 복합재료의 생산성을 향상시키는데 그 잠재력이 매우 크다. 일반적으로, 직조된 직물로 복합재료로 성형하기 위해서는 직물을 금형내에 넣고 수지를 주입한 후 경화시키는 방법을 사용하고 있으나 이런 경우 서로 얽혀져서 짜여진 직물 및 섬유 사이로 수지를 침투시키기가 매우 힘들며 합사과정과 수지 함침과정이 분리되어 복합재료의 생산성을 저하시킨다. 만약, 복합재료 성형시 수지함침이 원활하게 일어나지 않으면 기포 등이 형성되어 제품의 기계적 물리적 성능이 현저하게 떨어진다. 이에 본 발명자는 합사되면서 바로 수지 침투를 시키면 복합재료의 생산성을 현저하게 향상시킬 수 있는 점에 착안하여 제2도와 같이 섬유가 서로 얽혀져서 직물을 형성하기 바로 전에 수지를 침투시킴으로써 수지가 섬유 사이로 잘 스며들게 하는 수지 함침장치를 개발하였다.Plywood fabrication is a fabric manufacturing method in which fibers are arranged at a constant angle on a position mandrel on a machine center line as shown in FIG. 1, and each fiber is entangled with each other by up and down movement. Plywood technology has the potential to increase the productivity of composites because of the ability to continuously form fibers at precisely accurate angles, produce complex three-dimensional products and automate them. In general, in order to mold the woven fabric into a composite material, the fabric is placed in a mold and resin is injected, followed by curing. However, in this case, it is very difficult to penetrate the resin between the woven fabric and fibers intertwined with each other. The resin impregnation process is separated to reduce the productivity of the composite material. If the resin impregnation does not occur smoothly during molding of the composite material, bubbles are formed and the mechanical and physical performance of the product is significantly reduced. In this regard, the present inventors pay attention to the fact that when the resin is penetrated, the resin can be significantly improved in the productivity of the composite material, and the resin penetrates into the fiber just before forming the fabric because the fibers are entangled with each other as shown in FIG. A percolating resin impregnation device was developed.

이하, 본 발명의 요지를 그 실시예인 첨부도면에 의거 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the gist of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings which are embodiments thereof.

먼저, 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.First, the configuration of the present invention will be described.

원추형 함침장치(1)는 섬유 가닥들이 집결되는 지점 바로 전에 위치시킴으로써 수지 함침효과를 최대로 줄 수 있다. 맨드럴을 사용하여 직조하는 경우 맨드렐입구(6)및 출구(3)를 통하여 맨드렐이 지나갈 수 있도록 되어 있다. 원추형 함침장치(1)의 표면(4)에는 360도에 걸쳐서 균일한 수지 함침이 일어날 수 있도록 다수개의 수지배출구멍(2)이 천공되어 있고 이 각각의 구멍을 통하여 수지가 스며나오게 된다. 수지는 펌프 등을 이용하여 수지주입구멍(5)을 통하여 주입되고 원추형 함침장치(1) 내부를 가득 채운 후 수지배출구멍(2)으로 스며나오게 된다. 수지배출구멍(2)은 가능한 한 그 직경을 작게 가공하여 함침에 필요한 적정량의 수지공급뿐 아니라 수지 압출압력을 높임으로써 섬유다발 및 섬유사이에 수지 침투가 용이하게 할 필요가 있다. 만약 수지배출구멍(2)이 너무 크면 과도한 양의 수지가 배출되어 섬유를 플러내려 합사장비를 오염시킬 염려가 있다. 수지 함침장치(1)의 원추 각도는 원하는 합사섬유 각도와 일치되도록 설계되어야 하며 그 표면(4)은 섬유 손상을 방지하기 위하여 매끄럽게 가공되어야 한다. 합사과정의 각도가 클수록 원추형 표면(4)에 가공할 수 있는 수지배출구멍(2)의 수는 적어지므로 충분한 함침이 일어나지 못할 염려가 있다. 이런 경우에는 원추 길이를 길게 하여 수지배출구멍(2)의 수를 증가시킬 필요가 있다.The conical impregnation device 1 can maximize the resin impregnation effect by placing it just before the point where the fiber strands are collected. When weaving using the mandrel, the mandrel can pass through the mandrel inlet 6 and the outlet 3. The surface 4 of the conical impregnation apparatus 1 is perforated with a plurality of resin discharge holes 2 so that uniform resin impregnation can occur over 360 degrees, and resin is exuded through each of these holes. The resin is injected through the resin injection hole 5 using a pump or the like, and fills the inside of the conical impregnation device 1 and then exudes into the resin discharge hole 2. The resin discharge hole 2 needs to be made as small as possible in diameter to facilitate resin penetration between the fiber bundle and the fiber by increasing the resin extrusion pressure as well as supplying the appropriate amount of resin necessary for impregnation. If the resin discharge hole 2 is too large, an excessive amount of resin may be discharged to flush out the fibers and contaminate the fusing equipment. The cone angle of the resin impregnation device 1 should be designed to match the desired braided fiber angle and the surface 4 should be smoothed to prevent fiber damage. The larger the angle of the plywood process, the smaller the number of resin discharge holes 2 that can be processed in the conical surface 4, so there is a fear that sufficient impregnation may not occur. In this case, it is necessary to increase the number of resin discharge holes 2 by lengthening the cone length.

이와 같이 된 본 발명 구성의 작용효과는 다음과 같다.The effect of the present invention configuration thus obtained is as follows.

원추형 함침장치(1)는 섬유 가닥이 집결되는 지점 바로 전에 위치하며, 외부고정용 구멍(7)을 이용하여 외부프레임에 고정시켜 사용할 수 있다. 먼저, 수지이송펌프를 이용하여 수지를 수지주입구멍(5)을 통하여 원추형 함침장치(1)에 주입하고 수지가 그 표면(4)에 형성된 수지배출구멍(2)로부터 스며 나오는 것을 확인한 후 브레이딩을 시작한다. 이때, 섬유다발이 원추형 함침장치(1)의 표면(4)을 접하여 돌아가면서 생기는 접촉압력과 직조기계에 의한 섬유의 원주방향 및 길이방향의 운동으로 인하여 벌어진 섬유다발 및 섬유사이로 수지침투가 원활히 일어난다. 실제로, 개개의 섬유다발은 원추형 함침장치(1)의 표면(4)에 360도 회전하면서 여러개의 수지배출구멍(2)을 지나게 되므로 반복적으로 수지함침이 일어난다. 이렇게 함침이 완료된 섬유다발은 섬유 집결지점에 모여서 얽혀지면서 직조가 되며 섬유가 모이는 과정중에 함침된 섬유다발이 수지를 짜내는 효과가 일어나므로 수지 함침이 완벽하게 되고 기포제거 작용이 동시에 일어난다.The conical impregnation device 1 is located just before the point where the fiber strands are collected, and can be used by being fixed to the outer frame using the outer fixing holes 7. First, the resin is injected into the conical impregnation apparatus 1 through the resin injection hole 5 by using a resin transfer pump, and after confirming that the resin is seeping out of the resin discharge hole 2 formed in the surface 4, the braiding is performed. To start. At this time, the resin penetrates smoothly between the fiber bundles and the fibers formed due to the contact pressure generated when the fiber bundle is in contact with the surface 4 of the conical impregnation device 1 and the motion in the circumferential and longitudinal directions of the fiber by the weaving machine. . In practice, individual fiber bundles pass through several resin discharge holes 2 while rotating 360 degrees to the surface 4 of the conical impregnation device 1, so that resin impregnation occurs repeatedly. The fiber bundles impregnated in this way are gathered and entangled at the fiber gathering point to be woven, and as the fiber bundles impregnate the resin during the assembling process, the resin impregnation becomes perfect and bubble removing occurs simultaneously.

원추형 함침장치(1)의 표면(4)에 남아 있는 여분의 수지는 아래로 떨어지게 되고 그 밑에 수지 회수용기를 장착하며 회수된 수지는 다시 펌프로 이송되어 원추형 함침장치(1)에 수지를 계속적으로 공급하게 된다. 이렇게 함침이 완료된 직물은 계속 이동을 하여 수지 경화용의 가열된 금형을 통과하거나 아니면 적당한 길이로 절단하여 수지 경화용 금형에 넣은 후 이 금형을 가열하여 복합재료를 성형한다.The excess resin remaining on the surface 4 of the conical impregnation device 1 falls down, and a resin recovery container is mounted thereunder, and the recovered resin is pumped back to the conical impregnation device 1 continuously. Will be supplied. The fabric thus impregnated is continuously moved to pass through a heated mold for curing resin or cut into a suitable length and put into a mold for curing resin, and the mold is heated to form a composite material.

그러므로, 본 발명은 직조직물 산업분야에 널리 실용화, 보급시킬 수 있는 것이다.Therefore, the present invention can be widely used and spread in the textile industry.

Claims

The conical impregnation device 1 is configured as an assembly screwed into the conical body, and the conical body drills a plurality of resin discharge holes 2 over 360 degrees of the conical impregnation device surface 4, and the resin injection hole ( 5) and a mandrel outlet 2 in the center of the conical body, and a mandrel inlet 6 in the center of the assembly, and external fixing holes 7 formed on both sides. Resin impregnation device for forming woven fabric into composite material.