KR100301360B1 - Process for preparing filament winding product - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장척(長尺)의 성형품이라도 경제적이고 또 기계적 강도가 우수할 뿐만 아니라 내식성 및 전기특성이 우수한, 고전압기기에 적용가능한 보이드레스(Voidless) FRP 제품을 제조할 수 있는 필라멘트 와인딩 성형품의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to manufacture a filament winding molded article that can manufacture voidless FRP products that can be applied to high voltage devices, which are economical and excellent in mechanical strength as well as excellent in corrosion resistance and electrical properties, even in long molded articles. To provide a way.
수지함침 공정에 있어서, 대기압 중에서 복수회 반복하여 드럼(2)의 표면상에 그라스로빙(3)을 통과시켜 그라스로빙(3)에 수지액(7)을 함침한다. 이와같이 수지함침 공정을 행함으로써 그라스로빙(3)의 함침상태을 양호하게 하고, 수지액(7)과 공기와의 치환을 충분히 행하여, 보이드레벨을 높여 내식성 및 전기특성이 우수한 FW 성형품(6)을 얻을 수 있다.In the resin impregnation step, the glass roving 3 is passed on the surface of the drum 2 repeatedly in a plurality of times under atmospheric pressure to impregnate the resin liquid 7 in the glass roving 3. Thus, the impregnation state of the glass roving 3 is made good by performing the resin impregnation process, and the resin liquid 7 and air are fully substituted, and the void level is raised to obtain the FW molded article 6 excellent in corrosion resistance and electrical characteristics. Can be.
Description
본 발명은 섬유강화 플라스틱의 제조방법에 있어서, 회전하는 맨드렐에 연속적으로 보강섬유재를 권취하여 통형상의 섬유강화 플라스틱을 제조하는 필라멘트·와인딩법에 관한 것이고, 특히 회전하는 드럼상에서 보강섬유재에 수지를 함침하는 드럼방식으로 개량한 것이다.The present invention relates to a filament winding method for producing a tubular fiber-reinforced plastic by winding a reinforcing fiber material continuously on a rotating mandrel in a method for producing a fiber-reinforced plastic, and in particular, a reinforcing fiber material on a rotating drum. It is an improvement of the drum method to impregnate the resin.
종래부터 기계적강도나 절연성이 우수한 소재로서 섬유강화 프라스틱 소위 FRP가 각종분야에 널리 사용되고 있다. FRP의 제조방법으로는 필라멘트·와인딩(이하 FW라고 약칭함)법이나 인발성형법, 또는 진공함침법 등이 공지되어 있다.Conventionally, fiber reinforced plastic so-called FRP is widely used in various fields as a material having excellent mechanical strength and insulation property. As a method for producing FRP, a filament winding (hereinafter abbreviated as FW) method, a drawing molding method, a vacuum impregnation method and the like are known.
이중에서 FW법이란 대기압중에서 장척품의 성형을 목적으로한 제조방법이고, 보강섬유재의 표면에 포함된 공기와 열경화성 수지와의 치환을 행하여 보강섬유재에 수지를 함침하면서, 소정의 권취각도로 보강섬유재를 연속적으로 맨드렐에 권취하는 비교적 간단한 방법이다.Among them, the FW method is a manufacturing method for forming long articles at atmospheric pressure, and reinforcing fibers at a predetermined winding angle while impregnating the resin in the reinforcing fibers by performing replacement of air contained in the surface of the reinforcing fibers with a thermosetting resin. This is a relatively simple way of winding the ash onto the mandrel continuously.
이러한 FW법은 수지의 함침방식의 상위에 따라 디핑(Dipping)방식과 드럼방식으로 대별된다. 디핑방식이란 수지액을 채운 함침조내에서 보강섬유재에 수지를 함침하는 방식이고, 드럼방식이란 회전하는 드럼상에서 보강섬유재에 수지를 함침하는 방식이다. 이들 2가지 방식중 디핑방식은 보강섬유재를 대개 직선적으로 배치하여야 하므로, 함침조가 대형화하여야 하는 불편이 있다. 이것에 비해서 드럼방식은 드럼표면의 곡면부분에 접촉시키면서 보강섬유재를 통과시키므로 함침조를콤팩트화 할 수 있는 잇점이 있다.The FW method is roughly divided into a dipping method and a drum method according to the difference of the resin impregnation method. The dipping method is a method of impregnating a resin in a reinforcing fiber material in an impregnation tank filled with a resin liquid, and the drum method is a method of impregnating a resin in a reinforcing fiber material on a rotating drum. Among these two methods, the dipping method has to be arranged in a straight line, so that the impregnation tank has to be large. On the other hand, the drum method allows the impregnation tank to be compact since the reinforcing fiber material is passed while contacting the curved surface portion of the drum surface.
FW법에서는 전술한 어느방식에 있어서도, 수지를 함침한 후는 보강섬유재를 만드렐에 권취하여 권취품을 제조하고, 이 권취품을 경화시키고, 코어를 제거한다. 이러한 순서로 제조한 FW성형품은 수도관이나 저장탱크·우주항공기 등 기계적강도가 필요로하는 구조물로서 널리 사용된다.In the FW method, in any of the above-described methods, after impregnating the resin, the reinforcing fiber material is wound on the mandel to manufacture a wound product, the wound product is cured, and the core is removed. FW molded parts manufactured in this order are widely used as structures requiring mechanical strength, such as water pipes, storage tanks, and spacecraft.
또한 진공함침법이란 진공 분위기중에서 수지를 함침함으로써 보이드레스 FRP를 제조하는 방법이다. 진공함침법은 우선 그라스크로스(glass cloth)(구체적으로는 폭 1m정도)를 금형에 권취하고, 이 금형전체를 진공탱크내에 셋트한다. 그리고 진공펌프로 진공탱크내의 기압을 1 Torr 이하로 감압한다. 이 상태하에서, 진공분위기중에서 그라스크로스상에 수지를 적하하여 그라스크로스에 수지를 함침한다. 이렇게 수지를 함침한 후, 형전체를 가압탱크(오토클레이브)로 이동하여 30kg/㎠·G의 압력으로 가압경화하고, 이형을 행하여 보이드레스 FRP를 제조할 수 있다. 이러한 보이드레스 FRP는 기계적강도 뿐아니라, 내식성이나 전기적특성이 우수하므로 보이드레스 FRP의 용도로는 고전압기기가 적합하다.In addition, the vacuum impregnation method is a method of manufacturing a voidless FRP by impregnating a resin in a vacuum atmosphere. In the vacuum impregnation method, first, a glass cloth (specifically, about 1 m in width) is wound on a mold, and the entire mold is set in a vacuum tank. The pressure in the vacuum tank is reduced to 1 Torr or less with a vacuum pump. Under this condition, the resin is dropped onto the glass cross in a vacuum atmosphere, and the glass cross is impregnated with the resin. After impregnating the resin in this way, the entire mold is moved to a pressure tank (autoclave), pressurized and cured at a pressure of 30 kg / cm 2 · G, and mold release can be performed to produce a voidless FRP. Since the voidless FRP has not only mechanical strength but also excellent corrosion resistance and electrical characteristics, high voltage equipment is suitable for the purpose of the voidless FRP.
그런데, 상기의 FW법이나 진공함침법은 다음과 같은 문제점이 있다. 즉 FW법에서는 수지함침공정을 대기압 중에서 행하므로, 수지를 함침할 때에 보강섬유재나 수지에 대기 중의 공기가 혼입되어, 공기와 수지와의 치환을 충분히 행할 수 없었다. 따라서 제조된 FW 성형품 중에 미세한 보이드가 다수 포함된다. 그 결과 FW성형품은 내식성이나 전기특성이 열악하여, 고전압기기에 적용하는 전기적 용도로는 바람직하지 않다.However, the FW method and the vacuum impregnation method have the following problems. That is, in the FW method, the resin impregnation step is carried out at atmospheric pressure, so that air in the atmosphere is mixed with the reinforcing fiber material or the resin when impregnating the resin, so that the air cannot be sufficiently replaced with the resin. Therefore, many fine voids are included in the manufactured FW molded article. As a result, the FW molded article is poor in corrosion resistance and electrical characteristics, and thus is not suitable for electrical applications applied to high voltage equipment.
한편 진공함침법은 수지함침공정을 진공탱크, 경화공정을 가압탱크 중에서 실시하므로 제조 코스트가 높아 성형품이 매우 고가로 된다. 특히 진공함침법으로 장척품의 성형을 행하면, 성형품의 사이즈에 동반하여 진공탱크나 가압탱크가 대형화하기 때문에 경제적으로 불리하다.On the other hand, in the vacuum impregnation method, the resin impregnation process is carried out in a vacuum tank and a hardening process in a pressurized tank, so that the manufacturing cost is high and the molded article becomes very expensive. In particular, when the long product is molded by the vacuum impregnation method, it is economically disadvantageous because the vacuum tank and the pressurized tank increase in size with the size of the molded product.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것이고, 그 목적은 장척의 성형품이라도 경제적으로 또 기계적강도 뿐아니라 내식성 및 전기특성이 우수한 고전압기기에 적용가능한 보이드레스 FRP 제품을 제조할 수 있는 필라멘트·와인딩 성형품의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and its object is to provide a filament that can produce a voidless FRP product that can be applied to a high voltage device excellent in corrosion resistance and electrical properties as well as economical and mechanical strength even in a long molded article. It is to provide a method for producing a winding molded article.
도1은 본 발명의 제1 실시형태의 구성도1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
도2(a)는 제1 실시형태에 의한 FW 성형품의 정면도, 도2(b)는 동측면도Fig. 2 (a) is a front view of the FW molded article according to the first embodiment, and Fig. 2 (b) is an ipsilateral side view.
도3은 제1 실시형태에 의한 FW 성형품과 진공함침법으로 제조한 FRP와 종래의 FW 성형품의 전기특성(내인펄스 시험)의 그래프Fig. 3 is a graph of the electrical characteristics (intrinsic pulse test) of the FW molded article according to the first embodiment and the FRP manufactured by the vacuum impregnation method and the conventional FW molded article.
도4는 제2 실시형태의 구성도4 is a configuration diagram of a second embodiment;
부호 설명Code Description
1. 함침조1. Impregnation tank
2. 드럼2. Drum
3. 그라스로빙3. Grass Roving
4. 맨드렐4. Mandrel
5. 권취품5. Winding article
6. FW 성형품6. FW molded parts
7. 수지액7. Resin Liquid
8. 스크레바8. Scrub
9. 받는 용기9. Receiving Container
상기의 목적을 달성하기 위하여, 청구항1의 발명은, 수지액을 채운 함침조와 상기 함침조내의 상기 수지액이 적어도 표면에 접촉하도록 배치된 회전 가능한 드럼과 상기 드럼에 인접하여 배치된 회전 가능한 맨드렐을 구비하고, 보강섬유재를 상기 함침조내의 상기 수지액에 침지하지 않고 상기 드럼의 표면상에 통과시키고 상기 드럼을 회전시켜서 드럼 표면상에서 상기 수지를 상기 보강섬유재에 함침시키는 함침공정을 행하고, 계속해서 상기 수지가 함침된 보강섬유재를 회전하는 상기 맨드렐에 연속적으로 권취하여 권취품을 제조하는 권취공정을 행하고, 또한 상기 권취품을 경화한 후 상기 맨드렐의 코아를 제거하는 경화·코어제거 공정을 행하여 섬유강화 플라스틱제의 절연체인 필라멘트·와인딩 성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 함침공정에서, 대기압 중에서 복수회 반복하여 상기 드럼의 표면상에 상기 보강섬유재를 통과시킴으로써 상기 보강섬유재에 상기 수지를 함침시키는 것을 특징으로한다.In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a rotatable drum disposed so that the impregnating tank filled with the resin liquid and the resin liquid in the impregnation tank at least contact the surface, and a rotatable mandrel disposed adjacent to the drum. And impregnating the reinforcing fiber material on the drum surface by passing the reinforcing fiber material on the surface of the drum without immersing the resin liquid in the impregnation tank and rotating the drum. Then, a curing step of winding the resin-impregnated reinforcing fiber material continuously to the rotating mandrel to produce a wound product, and further curing the wound product to remove the core of the mandrel. A method for producing a filament-winding molded article, which is an insulator made of fiber-reinforced plastic, by performing a removing step, wherein By saliva in the process, passing the reinforcing fiber material by repeating a plurality of times on the surface of the drum from atmospheric pressure characterized in that for impregnating the resin into the reinforcing fiber material.
이상과 같은 청구항1의 발명에서는, 복수회 반복하여 드럼표면상에서 보강섬유재에 수지를 함침시키기 때문에 보강섬유재의 함침상태가 양호하고, 보강섬유재나 수지에 대기 중의 공기가 혼입하지 않아서 공기와 수지와의 치환을 충분히 행할 수 있다. 따라서 미세한 보이드의 발생을 억제할 수 있으므로 내식성, 전기적특성 및 기계적강도가 우수하고, 장척품이라도 경제적으로 보이드레스 FW 성형품을 제조할 수 있다.In the invention of claim 1 as described above, since the reinforcing fiber material is impregnated with resin on the drum surface a plurality of times, the impregnated state of the reinforcing fiber material is good, and air in the air does not mix with the reinforcing fiber material or resin, Can be sufficiently substituted. Therefore, it is possible to suppress the generation of fine voids, excellent corrosion resistance, electrical characteristics and mechanical strength, even economically can be produced voidless FW molded articles.
또한 청구항1의 발명은 수지액을 채운 함침조와 상기 함침조내의 상기 수지액이 적어도 표면에 접촉하도록 배치된 회전 가능한 드럼과 상기 드럼에 인접하여 배치된 회전 가능한 맨드렐을 구비하고, 보강섬유재를 상기 함침조내의 상기 수지액에 침지하지 않고 상기 드럼의 표면상에 통과시키고 상기 드럼을 회전시켜서 드럼 표면상에서 상기 수지를 상기 보강섬유재에 함침시키는 함침공정을 행하고, 계속해서 상기 수지가 함침된 보강섬유재를 회전하는 상기 맨드렐에 연속적으로 권취하여 권취품을 제조하는 권취공정을 행하고, 또한 상기 권취품을 경화한 후 상기 맨드렐의 코아를 제거하는 경화·코어제거 공정을 행하여 섬유강화 플라스틱제의 절연체인 필라멘트·와인딩 성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 함침공정에서, 상기 드럼의 표면상에서 상기 수지를 상기 보강섬유재에 함침시킬때 발생하는 기포가 상기 함침조내의 상기 수지액에 들어가지 않도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the invention of claim 1 includes an impregnating tank filled with a resin liquid, a rotatable drum disposed so that the resin liquid in the impregnation tank contacts at least a surface thereof, and a rotatable mandrel disposed adjacent to the drum. An impregnation step is performed in which the resin is impregnated into the reinforcing fiber material on the surface of the drum by passing on the surface of the drum without being immersed in the resin liquid in the impregnation tank and rotating the drum. It is made of fiber-reinforced plastics by carrying out a winding step of continuously winding the mandrel rotating the fiber material to produce a wound product, and curing and removing the core of the mandrel after curing the wound product. In the method for producing a filament-winding molded article which is an insulator of the above, in the impregnation step, the table of the drum On to the said resin, it characterized in that the not enter the resin mixture in the impregnating bath of bubbles generated when impregnated into the reinforcing fiber material.
또한, 이상과 같은 청구항1의 발명에서는, 드럼 표면상에서 수지를 보강섬유재에 함침시킬 때에 기포가 발생하지만, 이 기포가 함침조내의 수지액에 들어가지 않도록 하였으므로, 보강섬유재가 수지액중의 기포와 접촉하여 기포를 포함할 빈도가 감소되어서, 공기와 수지와의 치환을 충분히 행할 수 있다. 따라서 미세한 보이드 발생이 억제되어 내식성, 전기적특성 및 기계적강도가 우수한 보이드레스 FW 성형품을 경제적으로 제조할 수 있다.In addition, in the invention of claim 1 described above, bubbles are generated when the resin is impregnated into the reinforcing fiber material on the drum surface. However, since the bubbles do not enter the resin liquid in the impregnation tank, the reinforcing fiber material is the bubble in the resin liquid. The frequency of inclusion of bubbles in contact with is reduced, so that air and resin can be sufficiently substituted. Therefore, it is possible to economically manufacture a voidless FW molded article excellent in corrosion resistance, electrical characteristics, and mechanical strength by suppressing generation of minute voids.
청구항3의 발명은 청구항1 기재의 필라멘트·와인딩 성형품의 제조방법에 있어서, 상기 함침조로부터 상기 기포를 제거하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, in the method for producing a filament-winding molded article according to claim 1, the air bubbles are removed from the impregnation tank.
이같은 청구항3의 발명에서는 함침조내의 수지액이 다량의 기포를 포함하여도, 이 기포를 함침조의 밖으로 제거하기 때문에 보강섬유재가 수지액중의 기포와 접촉하지 않게되어 공기와 수지와의 치환을 확실히 행할 수 있다.According to the invention of claim 3, even if the resin liquid in the impregnation tank contains a large amount of bubbles, the bubbles are removed out of the impregnation tank so that the reinforcing fiber material does not come into contact with the bubbles in the resin liquid, thereby ensuring the substitution of air and resin. I can do it.
청구항4의 발명은 청구항 1 또는 3 기재의 필라멘트·와인딩 성형품의 제조방법에 있어서, 상기 보강섬유재가 상기 드럼 표면상을 접촉하면서 통과함으로써 상기 드럼이 회전하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing a filament-wound molded article according to claim 1 or 3, the drum is rotated by passing the reinforcing fiber material while touching the drum surface.
이러한 청구항4의 발명에서는 보강섬유재가 드럼 표면상에 접촉하는 힘을 이용하여 드럼을 회전시키므로, 드럼을 회전시키기 위한 구동원이 필요없어 구성의 간략화를 추진할 수 있다.In the invention of claim 4, since the reinforcing fiber material rotates the drum using a force contacting the drum surface, the driving source for rotating the drum is not necessary, so that the configuration can be simplified.
청구항5의 발명은 청구항 1 또는 3 기재의 필라멘트·와인딩 성형품의 제조방법에 있어서, 상기 드럼 자체가 회전하는 것을 특징으로 한다.According to a fifth aspect of the invention, in the method for producing a filament-wound molded article according to claim 1 or 3, the drum itself is rotated.
이러한 청구항5의 발명에서는 드럼 자체가 회전하므로 드럼의 표면상에 보강섬유재를 원할하게 통과시킬 수 있다.In the invention of claim 5, since the drum itself rotates, the reinforcing fiber material can be smoothly passed on the surface of the drum.
청구항6의 발명은 청구항1 기재의 필라멘트·와인딩 성형품의 제조방법에 있어서, 상기 함침조가 복수개 설치된 것을 특징으로 한다.According to a sixth aspect of the present invention, in the method for producing a filament-winding molded article according to claim 1, a plurality of impregnation tanks are provided.
이러한 청구항 6의 발명에서는 함침조를 복수개 설치함으로써 더욱 확실히 보강섬유재에 수지를 함침할 수 있다.In the invention of claim 6, the reinforcing fiber material can be impregnated with resin more reliably by providing a plurality of impregnation tanks.
실시예Example
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 제1 및 제2의 실시형태를 예로하여 상세히 설명한다. 제1 실시형태는 청구항 1 및 4의 발명에 대응하는 것인데, 도1의 구성도를 참조하여 설명한다. 또한 도2a는 제1 실시형태에 의한 FW성형품의 정면도, 도2b는 동측면도, 도3은 제1의 실시형태에 의한 FW 성형품과 진공함침법으로 제작한 FRP와 종래의 FW성형품의 전기특성(내인펄스 시험) 그래프이다. 또한 제2 실시형태는 청구항 1 및 3의 설명에 대응하는 것인데, 도4의 구성도를 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail, taking a 1st and 2nd embodiment as an example. The first embodiment corresponds to the invention of claims 1 and 4, which will be described with reference to the configuration diagram of FIG. 2A is a front view of the FW molded article according to the first embodiment, FIG. 2B is an isometric view, and FIG. 3 is an electrical characteristic of the FW molded article according to the first embodiment and the FRP formed by the vacuum impregnation method and the conventional FW molded article. (Inner pulse test) It is a graph. In addition, although 2nd Embodiment respond | corresponds to description of Claims 1 and 3, it demonstrates with reference to the block diagram of FIG.
모든 실시형태에 있어서, 보강섬유재로서는 E 그라스로빙(닛토보세키 제:RS110RR-520)을 사용하였으며, 인출하여 가지런히 한 갯수는 10개로 하였다. 또한 보강섬유재로서는 E 그라스로빙 뿐만 아니라, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 알루미나섬유 등을 사용할 수 있다. 또한 수지액으로는 에폭시 수지 EP827, 경화제로는 산무수물계 경화제 HHPA, 촉진제로는 아민계 촉진제 K61B를 사용하였으며, 수지온도는 50~60℃로 설정하였다.In all the embodiments, E glass roving (RS110RR-520, manufactured by Nitto Boseki) was used as the reinforcing fiber material, and the number of the pulled out and aligned pieces was set to 10 pieces. As the reinforcing fiber material, not only E glass roving but also glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, alumina fiber and the like can be used. As the resin liquid, an epoxy resin EP827, an acid anhydride type curing agent HHPA as the curing agent, and an amine accelerator K61B as the accelerator were used, and the resin temperature was set to 50 to 60 ° C.
(1) 제1 실시형태(1) First embodiment
도1에 나타난 바와같이, 제1 실시형태에서는 수지액(7)을 채운 함침조(1)가 복수 배치되어 있고, 각 함침조(1)에는 수지액(7)의 액면을 회전하는 드럼(2)이 설치되어 있다. 이러한 제1 실시형태에서는 다음과 같이 FRP 절연통인 FW 성형품을 제조했다.As shown in Fig. 1, in the first embodiment, a plurality of impregnation tanks filled with the resin liquid 7 are disposed, and in each impregnation tank 1, a drum 2 for rotating the liquid surface of the resin liquid 7 is shown. ) Is installed. In this 1st Embodiment, the FW molded article which was FRP insulation cylinder was manufactured as follows.
① 수지함침공정① Resin impregnation process
우선, 그라스로빙(3)을 0.1~30 m/분의 실(絲)속도, 바람직하게는 0.5~20 m/분의 실속도로 드럼(2)표면에 접촉시키면서 인출했다. 그라스로빙(3)과 드럼(2)과의 접촉면에 발생하는 힘에 의해 드럼(2)을 회전시키고, 수지액(7)이 부착된 드럼(2) 표면을 그라스로빙(3)과 접촉시킴으로써 그라스로빙(3)에 수지액(7)을 함침시켰다. 그 때 드럼(2) 표면에 부착된 수지액(7)의 양은 그라스로빙(3)의 번수에 맞추어 적절하게 조절했다.First, the glass roving 3 was taken out while making contact with the surface of the drum 2 at a yarn speed of 0.1 to 30 m / min, preferably a 0.5 to 20 m / min. The drum 2 is rotated by the force generated on the contact surface between the glass roving 3 and the drum 2, and the surface of the drum 2 to which the resin liquid 7 is attached is brought into contact with the glass roving 3 The roving 3 was impregnated with the resin liquid 7. At that time, the amount of the resin liquid 7 adhered to the drum 2 surface was appropriately adjusted in accordance with the number of times of the glass roving 3.
제1 실시형태에서는 복수회 반복하여 드럼(2)의 표면상에 그라스로빙(3)을 통과시켜서 그라스로빙(3)에 수지액(7)을 함침시키는 것을 특징으로하고 있다. 이러한 수지 함침공정에서는 진공처리는 일체 행하지 않고, 대기압 중에서 실시했다.The first embodiment is characterized in that the glass roving 3 is impregnated with the resin liquid 7 by passing the glass roving 3 on the surface of the drum 2 repeatedly a plurality of times. In such a resin impregnation process, a vacuum process was not performed at all and it was implemented in atmospheric pressure.
② 권취공정② Winding process
복수의 드럼(2)을 통과시켜 수지액(7)이 충분히 함침된 그라스로빙(3)을 회전하는 맨드렐(4)에 연속적으로 권취하여 외경250×내경230×길이1000mm의 권취품(5)을 제조했다.Winding article 5 having an outer diameter of 250 × inner diameter of 230 × length of 1000 mm by winding the glass roving 3 in which the resin liquid 7 is sufficiently impregnated by passing through the plurality of drums 2 and rotating in the mandrel 4. Prepared.
③ 경화·코어제거 공정③ Hardening and core removal process
수지액(7)을 경화시킬 때에도, 가압을 행하지 않고, 대기압 중에서100℃/2시간, 130℃/3시간 더 경화시켰다. 그 후, 맨드렐(4)의 코어 제거를 행하여 도2(a), 도2(b)에 나타낸 FW 성형품(6)을 제조할 수 있었다.Even when hardening the resin liquid 7, it hardened 100 degreeC / 2 hours and 130 degreeC / 3 hours in atmospheric pressure, without pressurizing. Thereafter, the core of the mandrel 4 was removed to manufacture the FW molded article 6 shown in Figs. 2 (a) and 2 (b).
이상과 같은 제1 실시형태에서는, 복수회 반복하여 드럼(2)상에서 그라스로빙(3)에 수지액(7)을 함침시키므로 그라스로빙(3)의 함침상태가 양호하고, 그라스로빙(3) 및 수지액(7)에 대기 중의 공기가 혼입되지 않았다. 따라서 공기와 수지액(7)과의 치환을 충분히 행할 수 있으므로 미세한 보이드의 발생을 억제할 수 있었다.In the first embodiment as described above, the glass roving 3 is impregnated with the resin liquid 7 on the drum 2 repeatedly, and the impregnated state of the glass roving 3 is good. The air | atmosphere in air | atmosphere was not mixed in the resin liquid 7. Therefore, since air can be substituted with the resin liquid 7 sufficiently, generation | occurrence | production of a fine void was suppressed.
구체적으로는 FW 성형품(6)의 보이드 함유율(JIS-K-7053에 준거함)은 1 중량% 이하이고, 종래의 FW 성형품의 보이드 함유율이 4.5~5.0 중량%인 것에 비하여, 아주 우수한 보이드레벨을 확보할 수 있었다. 이결과 도3에 나타낸 바와같이, 진공함침법으로 제작한 FRP와 동등의 전기특성(내인펄스 시험)을 얻을 수 있었다.Specifically, the void content of the FW molded article 6 (based on JIS-K-7053) is 1 wt% or less, and the void level of the conventional FW molded article is 4.5 to 5.0 wt%. I could secure it. As a result, as shown in Fig. 3, the electrical characteristics (inner pulse test) equivalent to those of the FRP produced by the vacuum impregnation method were obtained.
상기 제1 실시형태에 의하면, FW법의 채용에 의해 장척의 성형품이라도 경제적으로 제조할 수 있고, 게다가 우수한 보이드레벨을 확보할 수 있기 때문에 내식성, 전기적특성 및 기계적강도가 향상되어, 기계적강도를 필요로하는 구조물 뿐만아니라 고전압기기에도 적합하게 사용할 수 있는 FW 성형품을 제조할 수 있다. 또한 제1 실시형태에 있어서는, 그라스로빙(3)이 드럼(2) 표면상에 접촉하는 힘을 이용하여 드럼(2)을 회전시킨다. 그 때문에 드럼(2)을 회전시키기 위한 구동원이 필요없으므로 구성의 간략화가 가능하다.According to the first embodiment, by adopting the FW method, even long molded articles can be manufactured economically, and an excellent void level can be ensured, and thus corrosion resistance, electrical characteristics and mechanical strength are improved, and mechanical strength is required. It is possible to manufacture FW molded articles which can be suitably used for high voltage equipment as well as structures. In the first embodiment, the glass roving 3 rotates the drum 2 by using a force that contacts the surface of the drum 2. Therefore, since a drive source for rotating the drum 2 is not necessary, the configuration can be simplified.
(2) 제2 실시형태(2) Second Embodiment
도4에 나타낸 바와같이, 제2 실시형태에서는 함침조(1)에 스크레버(8) 및 받는 용기(9)가 배치되어 있고, 수지함침 공정에 있어서, 함침조(1)로부터 기포를 함유한 수지액(7)을 스크레바(8)로 제거하고, 받는 용기(9)로부터 함침조(1)의 밖으로 배출하는 것을 특징으로 하고 있다. 권취공정 및 경화·코어제거 공정은 상기 제1 실시형태와 동일하다.As shown in Fig. 4, in the second embodiment, a scrubber 8 and a receiving container 9 are disposed in the impregnation tank 1, and in the resin impregnation step, bubbles are contained from the impregnation tank 1. It is characterized by removing the resin liquid 7 with the scrubber 8 and discharging it out of the impregnation tank 1 from the container 9 to which it is received. The winding process and the hardening / core removal process are the same as that of the said 1st Embodiment.
이러한 제2 실시형태에서는 함침종료후 등 함침조(1)내의 수지액(7)이 다량의 기포를 포함하고 있는 경우에, 스크레버(8) 및 받는 용기(9)가 이 기포를 함침조(1)로부터 조밖으로 제거할 수 있다. 그 때문에 그라스로빙(3)이 수지액(7)중의 기포에 접촉하여 이것을 함유하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 상기 제1 실시형태와 동일하게, 미세한 보이드의 발생이 억제되어 내식성, 전기특성 및 기계적강도가 우수한 보이드레스 FW 성형품(6)을 저코스트로 제조할 수 있으며, FW 성형품(6)을 고전압기기에 적용할 수 있다.In this second embodiment, when the resin liquid 7 in the impregnation tank 1 contains a large amount of bubbles after the completion of impregnation, the scrubber 8 and the receiving container 9 impregnate the bubbles ( It can be removed out of tank from 1). Therefore, it is possible to prevent the glass roving 3 from contacting the bubbles in the resin liquid 7 and containing them. Therefore, as in the first embodiment, the generation of fine voids can be suppressed to produce a low-cost voidless FW molded article 6 excellent in corrosion resistance, electrical characteristics, and mechanical strength, and the FW molded article 6 can be manufactured in a high voltage device. Applicable to
(3) 다른 실시형태(3) another embodiment
본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지 않으며, 열경화성수지로서 에폭시수지 이외에도 폴리에스테르수지, 비닐에스테르수지, 페놀수지, 메라민수지 등을 사용할 수 있다. 또한 경화제나 경화촉진제는 사용하는 열경화성 수지종류에 따라서 임의로 선택할 수 있고, 본 발명의 목적에 반하지 않는 범위내에서 또는 필요에 따라서 탈포제, 윤활제, 실란커플링제 등의 다른 성분을 첨가, 배합할 수 있다.The present invention is not limited to the above embodiments, and polyester resins, vinyl ester resins, phenol resins, melamine resins and the like can be used as the thermosetting resin, in addition to epoxy resins. The curing agent or curing accelerator may be arbitrarily selected according to the type of thermosetting resin to be used, and other components such as a defoaming agent, a lubricant, a silane coupling agent, etc. may be added and blended within the range not required for the purpose of the present invention or as necessary. Can be.
또한 요구되는 보이드레벨, 전기특성, 기계특성에 따라 보강섬유재의 섬유경, 인출 갯수, 번수 등도 임의로 선택할 수 있다. 또한 맨드렐의 형상을 변경하여 원통상, 원추상, 다각상, 타원상 등 각종 형상의 FW 성형품을 얻을 수도 있다.또한 청구항4의 발명에 대응하는 실시형태로서 드럼자체가 회전하는 것을 특징으로한 제조방법도 포함한다. 이러한 실시형태에 의하면 보강섬유재를 원활하게 통과시킬 수 있다.In addition, according to the required void level, electrical characteristics, mechanical characteristics, the fiber diameter, the number of draws, the number of reinforcement fibers can be arbitrarily selected. In addition, the shape of the mandrel can be changed to obtain FW molded articles of various shapes such as cylindrical, conical, polygonal, elliptic, and the like. The embodiment of the invention according to claim 4 is characterized in that the drum itself rotates. It also includes a manufacturing method. According to this embodiment, a reinforcing fiber material can be passed smoothly.
또한 상기 실시형태에서는 함침조를 2개 설치한 것에 대해 도시하고 설명했지만, 함침조는 2개에 한하지 않고 3개 이상 설치하여도 좋다. 이같은 실시형태에 의하면 보강섬유재의 수지함침횟수를 증가시킬수 있으므로, 더욱 확실히 보강섬유재에 수지를 함침시킬 수 있다.In addition, in the said embodiment, although having shown and demonstrated having provided two impregnation tanks, three or more impregnation tanks may be provided. According to this embodiment, since the number of resin impregnations of the reinforcing fiber material can be increased, the resin can be impregnated with the reinforcing fiber material more reliably.
이상의 설명으로부터 명확히 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 필라멘트·와인딩 성형품의 제조방법에 의하면, 대기압 중에서 복수회 반복하여 보강섬유재에 수지를 함침시킴으로써 장척의 성형품이라도 경제적이고, 또 기계적강도 뿐만아니라 내식성 및 전기특성이 우수한, 고전압기기에 적용가능한 보이드레스 FRP 제품을 제조할 수 있다.As can be clearly seen from the above description, according to the manufacturing method of the filament-winding molded article of the present invention, the reinforcing fiber material is impregnated with a resin repeatedly at a plurality of times under atmospheric pressure, so that even a long molded article is economical and not only in mechanical strength but also in corrosion resistance. And a voidless FRP product which can be applied to a high voltage device having excellent electrical characteristics.
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