KR100591732B1 - 필라멘트 와인딩 성형공법 - Google Patents
필라멘트 와인딩 성형공법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100591732B1 KR100591732B1 KR1020030019071A KR20030019071A KR100591732B1 KR 100591732 B1 KR100591732 B1 KR 100591732B1 KR 1020030019071 A KR1020030019071 A KR 1020030019071A KR 20030019071 A KR20030019071 A KR 20030019071A KR 100591732 B1 KR100591732 B1 KR 100591732B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- filament winding
- mandrel
- temperature
- degrees celsius
- molding
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000009730 filament winding Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 13
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 11
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 5
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 claims description 5
- 238000001723 curing Methods 0.000 abstract description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 206010040844 Skin exfoliation Diseases 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 7
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 abstract description 5
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 12
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000864 peroxy group Chemical group O(O*)* 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 238000001276 Kolmogorov–Smirnov test Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000011074 autoclave method Methods 0.000 description 1
- 238000006757 chemical reactions by type Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009787 hand lay-up Methods 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/32—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core on a rotating mould, former or core
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
- B29K2067/06—Unsaturated polyesters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2309/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2303/00 - B29K2307/00, as reinforcement
- B29K2309/08—Glass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2023/00—Tubular articles
- B29L2023/22—Tubes or pipes, i.e. rigid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
본 발명은 복합재료 고온 열경화시 발생되는 균열, 박리를 열경화시 요구되는 온도와 경화시간의 자동제어로 해결하여, 저가의 설비로 고기능의 복합재료 파이프를 대량 생산할 수 있는 필라멘트 와인딩 성형공법에 관한 것으로, 기존의 균열및 박리, 강도저하, 절연성의 문제점을 해결하여 개발된 파이프는 균열이 없고, 인장 강도가 충분히 높으며, 절연도가 우수하고, 특히 제품 두께가 100밀리미터 이상의 성형이 가능하고 다용도 재료의 성형이 가능하며 파이프의 자동화 생산이 가능하다. 본 발명은 섬유강화재(FRP)를 수지혼합물에 통과시킨 후에 젖은 상태로 맨드릴(mandrel: 형틀)에 연속적으로 감는 방법인 필라멘트 와인딩에 의한 일체형 성형기술을 개발하며, 고성능 경화로의 개발로 파이프의 균열, 박리를 방지할 수 있는 기술로서, 고강도와 고탄성률 강화 파이프, 무균열및 무박리 복합파이프, 초절연성을 갖는 절연체등에 적용된 필라멘트 와인딩 성형공법을 제공한다.
실리카, 건조로, 경화시간, 맨드릴, 무기충진재
Description
제 1도는 본 발명의 실시예의 항목에 따른 데이터를 예시한 도면,
제 2도는 본 발명의 실시예의 시험 실시 데이터를 예시.
본 발명은 필라멘트 와인딩 성형공법에 관한 것으로, 특히 복합재료 고온 열경화시 발생되는 균열, 박리를 열경화시 요구되는 온도와 경화시간의 자동제어로 해결하여, 저가의 설비로 고기능의 복합재료 파이프를 대량 생산할 수 있는 필라멘트 와인딩 성형공법에 관한 것이다.
최근 산업의 다각화에 따라 경량화된 고강도 및 고탄성률을 갖는 강화된 제품의 수요가 늘고 있으나, 국내 복합재료(FRP: fiber reinforced plastics) 생산및 성형 기술은 선진국에 비해 매우 낙후되어 있다. 복합재료 성형기술은 일반적으로 레이업(lay-up), 필라멘트 와인딩(filament widing)및 수지 이송 성형(RTM)등으로 나눌 수 있으며, 복합재료 파이프 성형에는 필라멘트 와인딩 성형기법이 가장 많이 사용되고 있다. 필라멘트 와인딩 성형기술은 짧은 역사에도 불구하고 많은 연구와 기술축적을 바탕으로 제품의 질적인 면에서 비약적인 발전을 이룩하였다. 그러나, 상온경화 및 고온경화로 인하여 발생되는 균열및 박리등의 문제로 인하여 국내에서는 고강도 및 고탄성을 갖는 파이프를 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.
종래의 복합 파이프생산은 핸드레이업 및 필라멘트 와인딩 성형기법을 병행하여 상온 및 고온 경화시 오토클레이브를 이용하여 고압성형을 하고 있으나, 파이프의 균열 및 강도 저하로 인하여 고강도의 제품을 얻을 수 없다. 오토클레이브 방법을 이용한 성형기술은 고가의 장비와 대형설비, 장시간 사용에 따른 생산성 저하로 경제성이 매우 낮아지고 있다.
통상적으로 종래 열경화성 수지를 이용한 필라멘트 와인딩성형은 화이버그라스(fiberglass:섬유)를 수지에 합침하여 맨드릴위에 성형하는 방식이다. 모드(mandrel)상으로 형성된 적층재를 실온 또는 가열 경화시켜 성형품이 얻어진다. 주된 성형품에는 고압파이프, 압력용기 절인체링 등이 있다.
지금까지는 상온성형시에 경화과정에서 급격한 반응열로 인하여 쉽게 균열되고 박리하는 현상이 나타나며, 탄성률, 강도가 저하되고, 절연성의 문제점이 있으며, 특히 두께가 10밀리이상인 경우 한번에 성형하지 못하고 2내지 10회 나누어서 반응발열을 제거후 성형한다. 하지만 이때에도 층간 박리가 나타나 좋은 제품을 얻을 수 없다. 또한, 상온에서 10-150밀리를 일체로 성형시에 미량의 경화제를 사용하여 며칠, 몇주동안 경화를 진행할 수 있으나 완전 경화가 이루어지지 않아서 비효율적이고, 비경제적인 면이 다분히 있었다.
고온 성형시에는 두께가 1-5밀리미터 정도에는 균열이 발생하지 않으나 두께가 5밀리미터 이상인 경우에는 균열과 박리가 나타나고 있다. 이를 극복하기 위하여 오토크레이브 경화로에 가압을 주어 성형하는 방식도 있으나 소형제품에 한해서 가능하고 대형물인 경우에는 설비비가 많이 드는 단점이 있다.
또한, 기존파이프는 균열도에 있어 미세한 균열이 있으며, 강도가 낮고, 절연효과가 불량하며 제품 두께가 20밀리미터 이하에서 주로 성형하고, 생산설비에 있어 단일 재료 성형만이 가능하고, 대량생산의 자동화가 이루어지지 못하였다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하고 다양한 크기의 무균열박리, 내충격성 절연성이 우수하고 경제적인 새로운 일체 성형기술을 제공하는 데 있다.
즉, 발명자는 균열및 박리문제를 해결할 수 있는 일체형 성형기술을 개발하여 고기능을 갖는 복합 파이프를 자체 생산하며, 새로 개발하고자 하는 일체형 성형기술은 복합재료 고온 열경화시 발생되는 균열, 박리문제를 열경화시 요구되는 온도와 경화시간의 자동조절로 해결하므로서, 수입에 의존하고 있는 고강도, 고탄성 및 고기능의 첨단 복합파이프를 직접 개발,생산하여 수입 대체 효과를 갖는다. 그리하여 새로운 열경화에 필요한 고온 경화로를 개발하고, 개선된 필라멘트 와인딩 기기를 제작하여 무균열파이프 및 초절연 파이프등의 고성능 파이프를 양산하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 개발 파이프는 균열이 없고, 인장 강도가 충분히 높으며, 절연도가 우수하고, 특히 제품 두께가 100밀리미터 이상의 성형이 가능하고 다용도 재료의 성형이 가능하며 자동화 생산이 이루어지도록 한다.
본 발명은 섬유강화재(FRP)를 수지혼합물에 통과시킨 후에 젖은 상태로 맨드릴(mandrel: 형틀)에 연속적으로 감는 방법인 필라멘트 와인딩에 의한 일체형 성형기술을 개발하며, 고성능 경화로의 개발로 파이프의 균열, 박리를 방지할 수 있는 기술로서, 고강도와 고탄성률 강화 파이프, 무균열및 무박리 복합파이프, 초절연성을 갖는 절연체등의 제조에 적용된 피라멘트 와인딩 성형공법에 대해 기술한다.
본 발명에서 열경화성 수지는 불포화폴리에스테르, 에폭시, 페놀 등이 사용될 수 있으나 불포화폴리에스테르수지를 선택하였고, 참고예에 사용된 무기충진제로는 실리카 또는 탄산칼슘을 사용하여 발열온도를 낮추었다.
본 발명에 따르면 불포화폴리에스테르 조성물이 전체중량 기준 10-50% 사용하여 제조된 성형품이 내충격성, 내열성, 내탄성이 실질적으로 우수한 것으로 밝혀졌다. 또한, 발열을 제거하는 데 있어서는 상온 경화반응형보다는 중·고온 경화하는 형은 주위온도를 냉각시 섭씨 0-10도 가교반응이 일어나지 않으나 주위온도가 중대한 영향을 미친다는 점을 알수 있다.
본 발명에 따르면, 열경화수지(에폭시 또는 불포화폴리에스테르)를 상온에서 경화시키지 않고, 외부온도를 가열하여 중·고온으로 조절하여 경화하는 시키는 것이 바람직하며, 실질적으로도 반응열을 제거하는 데 우수하다는 것으로 밝혀졌다. 따라서 본 발명은 맨드릴 온도를 섭씨 60-120도로 가열하고, 건조로 온도를 섭씨 10-70도로 하여 반응열을 제거한다.
본 발명의 참조예에서 사용되는 무기충진제는 당분야에서 통상적으로 사용되는 실리카 미분과 함께 탄산칼슘이 사용된다. 탄산칼슘은 비표면적이 비교적 커서 수지를 흡수하는 데 반해 실리카는 비표면적이 적어 수지를 적게 흡수한다. 또한, 비표면적이 크면 점도가 상승하고 내약품성이 떨어지는 반면 열흡수열이 남는 장단점이 있다.
바람직하게는 비표면적이 매우 작은 실리카를 사용하여 점도 상승을 방지하면서 발열을 흡수하고 내약품성이 뛰어난 성형품을 얻을 수 있다. 상기의 무기충진제인 실리카 미분과 탄산칼슘 비율을 혼합해 사용할 수 있다. 사용되는 무기충진제는 불포화폴리에스테르 100중량부에 대하여 5-20중량부로 혼합된다. 실리카 미분의 평균 직경은 300-500밀리미터가 바람직하며 탄산칼슘의 평균 직경은 200-300밀리미터가 좋다.
경화제는 상온, 중온, 고온 경화용으로 구분되고, TBPB(t부틸퍼옥시밴조에이트)와 TBHP(t부틸하이드로퍼옥시사이드)등 10여가지 종류가 있다. 본 발명에서는 중온 또는 고온 경화용으로 사용되는 TBPB(t부틸퍼옥시밴조에이트)를 사용하였으며 불포화 폴리에스테르수지 100중량부에 대하여 0.5-3 중량부로 혼합된다.
도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 기술하면 다음과 같다.
도 1에서 보듯이 참조예 1은, 혼합되는 함침액의 중량비가 폴리에스테르수지 : TBPB경화제 : 실리카 = 40 : 1 : 10 이 되도록 혼합한 다음, 상온에서 고속으로 5분간 교반하여 이 용액을 함침기로 옮겨넣고, 상기 함침액에 화이버그라스(중량비:함침액 : 화이버그라스 = 51 : 50)를 함침시킨 다음, 맨드릴 위에 성형하고 오븐(건조로)에 넣은 다음 오븐의 온도를 섭씨 100도로 가열하여 2시간 경화시킨다.
참조예 2는 혼합되는 함침액의 중량비가 폴리에스테르수지 : TBPB경화제 : 탄산칼슘 = 40 : 1 : 10 이 되도록 혼합한 다음, 상온에서 고속으로 5분간 교반하여 이 용액을 함침기로 옮겨넣고, 상기 함침액에 화이버그라스(중량비:함침액 : 화이버그라스 = 51 : 50)를 함침시킨 다음, 맨드릴 위에 성형하고 오븐(건조로)에 넣은 다음 오븐의 온도를 섭씨 100도로 가열하여 2시간 경화시킨다.
참조예 3은 혼합되는 함침액의 중량비가 폴리에스테르수지 : TBPB경화제 = 50 : 1 이 되도록 혼합한 다음, 상온에서 고속으로 5분간 교반하여 이 용액을 함침기로 옮겨넣고, 상기 함침액에 화이버그라스(중량비:함침액 : 화이버그라스 = 51 : 50)를 함침시킨 다음, 맨드릴 위에 성형하고 오븐(건조로)에 넣은 다음 오븐의 온도를 섭씨 100도로 가열하여 2시간 경화시킨다.
도 1에서 보듯이 실시예 4는, 혼합되는 함침액의 중량비가 폴리에스테르수지 : TBPB경화제 = 50 : 1 이 되도록 혼합한 다음, 상온에서 고속으로 5분간 교반하여 이 용액을 함침기로 옮겨넣고, 상기 함침액에 화이버그라스(중량비는 폴리에스테르수지 : 화이버그라스 = 1 : 1)를 함침시킨 다음, 맨드릴 위에 성형하고 오븐(건조로)에 넣은 다음 맨드릴의 온도를 섭씨 100도로 가열하고, 오븐의 온도를 섭씨 80도로 가열하여 130분간 경화시킨다.
실시예 5는, 혼합되는 함침액의 중량비가 폴리에스테르수지 : TBPB경화제 = 50 : 1 이 되도록 혼합한 다음, 상온에서 고속으로 5분간 교반하여 이 용액을 함침기로 옮겨넣고, 상기 함침액에 화이버그라스(중량비는 폴리에스테르수지 : 화이버그라스 = 1 : 1)를 함침시킨 다음, 맨드릴 위에 성형하고 오븐(건조로)에 넣은 다음 맨드릴의 온도를 섭씨 110도로 가열하고, 오븐의 온도를 섭씨 70도로 가열하여 120분간 경화시킨다.
실시예 6은, 혼합되는 함침액의 중량비가 폴리에스테르수지 : TBPB경화제 = 50 : 1 이 되도록 혼합한 다음, 상온에서 고속으로 5분간 교반하여 이 용액을 함침기로 옮겨넣고, 상기 함침액에 화이버그라스(중량비는 폴리에스테르수지 : 화이버그라스 = 1 : 1)를 함침시킨 다음, 맨드릴 위에 성형하고 오븐(건조로)에 넣은 다음 맨드릴의 온도를 섭씨 120도로 가열하고, 오븐의 온도를 섭씨 60도로 가열하여 110분간 경화시킨다.
도 2를 참조하여 상기 제조된 성형품의 인장 강도, 충격, 굴곡강도, 발열도, 내약품성을 시험한 결과 인장강도, 충격/굴곡강도 공히 참조예보다는 월등히 양호하였다. 또한, 참조예에서는 균일 박리가 미세하게 발생했으나, 실시예에서는 균일 박리가 없었고, 내약품성도 참조예에 비해 우수하였다. 도 2로 미루어 내부와 외부의 온도 편차가 많을수록 경화시간도 줄어들고, 발열 온도가 낮아지므로 반응열에 의한 균열을 방지한다는 것이 입증되었다.
상기 시험의 평가방법은 인장강도, 굴곡강도인 경우에 UTM 시험기에 의한 KS시험으로 개발 목표치가 20~50kg/mm2이고, 균열박리는 현미경 사진으로 이루어지고, 경화로는 자동 온도콘트롤 시험을 하였다.
본 발명이 적용된 개발 제품으로 고강도 무균열 파이프, 초절연 파이프, 탄소섬유 복합파이프, 복합재료등이 있는데, 이중에서 고강도 무균열 파이프는 그 특성이 균열/박리가 없고, 고온 열경화를 이용한 일체형 성형기법이 적용되어 화학플랜트 유체 이송용 및 링형태의 절연체/실링 재료로 이용된다. 또한, 상기 초절연 파이프는 2종이상의 수지, 폴리에스테르, 페놀, 에폭시등을 복합사용하며, 탄성율 및 복원율이 높은 특성을 갖아서, 복합 판스프링용, 산업용 초절연체로 이용된다.
본 발명의 일체형 성형기술로서 종래 복합재료 성형시 수지가 상이할 경우 별도의 성형설비를 갖추어야 하는 문제를 해결하고, 단일 설비에 다양한 수지를 성형할 수 있어 비용절감과 중복투자 방지효과를 가져온다. 새로운 시스템을 이용한 파이프는 목적과 용도에 따라 폴리에스테르, 페놀, 에폭시등 다양한 열경화성 소재의 적용이 가능하며, 특히 탄소 섬유, 무기/유기물 섬유계등을 이용한 복합 소재를 생산하므로서 비용절감 효과뿐 아니라 대량 생산이 가능하여 우주항공, 산업기계및 해양산업 분야에 크게 기여할 수 있다.
Claims (7)
- 화이버그라스를 열경화성수지에 함침한 뒤 맨드릴에 권선하여 성형하고, 이를 건조로에 넣어 건조로를 가열함으로써 중온 또는 고온에서 경화시키는 필라멘트 와인딩 성형공법에 있어서,상기 열경화성수지는 에폭시 또는 불포화폴리에스테르 중 하나를 선택하여 사용하고, 선택된 열경화성수지에 경화제를 혼합한 다음, 상기 화이버그라스를 경화제가 혼합된 열경화성수지에 함침하고 맨드릴에 권선하여 성형한 뒤, 맨드릴 온도를 섭씨 60-120도로 가열하고, 건조로 온도를 섭씨 10-70도로 하여 반응열을 제하면서 경화시키는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 성형공법.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제조 공정에 사용되는 경화제는 선택된 불포화폴리에스테르수지 100중량부에 대하여 0.5-3중량부로 첨가되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 성형공법.
- 제 1항 또는 제 4항에 있어서,상기 열경화성수지로는 불포화폴리에스테르수지를 선택하고 경화제를 50 : 1의 중량비로 혼합교반하여 함침기로 옮겨 넣고, 여기에 화이버그라스를 상기 불화폴리에스테르수지와 1 : 1의 중량비로 함침하여 맨드릴 위에 성형한 다음, 맨드릴온도를 섭씨 100도로 가열하고, 건조로를 섭씨 80도로 가열하여 130분간 경화시키는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 성형공법.
- 제 1항 또는 제 4항에 있어서,상기 열경화성수지로는 불포화폴리에스테르수지를 선택하고 경화제를 50 : 1의 중량비로 혼합교반하여 함침기로 옮겨 넣고, 여기에 화이버그라스를 상기 불화폴리에스테르수지와 1 : 1의 중량비로 함침하여 맨드릴 위에 성형한 다음, 맨드릴온도를 섭씨 110도로 가열하고, 건조로를 섭씨 70도로 가열하여 120분간 경화시키는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 성형공법.
- 제 1항 또는 제 4항에 있어서,상기 열경화성수지로는 불포화폴리에스테르수지를 선택하고 경화제를 50 : 1의 중량비로 혼합교반하여 함침기로 옮겨 넣고, 여기에 화이버그라스를 상기 불화폴리에스테르수지와 1 : 1의 중량비로 함침하여 맨드릴 위에 성형한 다음, 맨드릴온도를 섭씨 120도로 가열하고, 건조로를 섭씨 60도로 가열하여 110분간 경화시키는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 성형공법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030019071A KR100591732B1 (ko) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 필라멘트 와인딩 성형공법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030019071A KR100591732B1 (ko) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 필라멘트 와인딩 성형공법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040084188A KR20040084188A (ko) | 2004-10-06 |
| KR100591732B1 true KR100591732B1 (ko) | 2006-06-22 |
Family
ID=37367792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020030019071A KR100591732B1 (ko) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 필라멘트 와인딩 성형공법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100591732B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150067204A (ko) * | 2012-09-18 | 2015-06-17 | 큐빅 테크 코포레이션 | 가요성 복합재 시스템들 |
| KR20170035451A (ko) | 2015-09-23 | 2017-03-31 | (주)세광그린텍 | 내마모제층을 구비한 파이프의 제조방법 |
| KR20190142023A (ko) | 2018-06-15 | 2019-12-26 | (주)동성화인텍 | 친환경 복합재 파이프의 제조방법 및 그 파이프 |
-
2003
- 2003-03-27 KR KR1020030019071A patent/KR100591732B1/ko active IP Right Grant
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150067204A (ko) * | 2012-09-18 | 2015-06-17 | 큐빅 테크 코포레이션 | 가요성 복합재 시스템들 |
| KR102214206B1 (ko) * | 2012-09-18 | 2021-02-09 | 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. | 가요성 복합재 시스템들 |
| KR20170035451A (ko) | 2015-09-23 | 2017-03-31 | (주)세광그린텍 | 내마모제층을 구비한 파이프의 제조방법 |
| KR20190142023A (ko) | 2018-06-15 | 2019-12-26 | (주)동성화인텍 | 친환경 복합재 파이프의 제조방법 및 그 파이프 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040084188A (ko) | 2004-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107187078B (zh) | 一种碳纤维预浸料快速模压成型工艺 | |
| CN111844946A (zh) | 一种新型复合板及其制备方法 | |
| CN106863838A (zh) | 一种连续纤维编织物增强热塑性复合材料的制备方法 | |
| KR100591732B1 (ko) | 필라멘트 와인딩 성형공법 | |
| Singh et al. | Optimization of microwave power and reinforcement in microwave-cured coir/HDPE composites | |
| CA2657156C (en) | Composite material formulation | |
| JP2013545869A (ja) | ねじれ樹脂コート繊維を有する複合材料 | |
| US20120006482A1 (en) | Method for improving rubber bonding property between rubber and epoxy-composite | |
| KR20170133769A (ko) | Rtm 성형 방법 및 장치 | |
| Rakesh et al. | A Concise Review on processing of Hybrid Composites produced by the combination of glass and natural fibers | |
| TW201630737A (zh) | 隔熱材及其製造方法 | |
| KR101603492B1 (ko) | Ｄｃｐｄ 수지를 기지재로 한 섬유 복합소재의 제조방법 | |
| CN212979447U (zh) | 一种新型复合板 | |
| CN104985830A (zh) | 玻璃钢格栅的防腐阻燃处理工艺 | |
| Rajak et al. | Manufacturing Technologies of Carbon/Glass Fiber-Reinforced Polymer Composites and Their Properties: A Review. Polymers 2021, 13, 3721 | |
| Ambrosio et al. | Chapter 2 Composite Materials | |
| CN110600211B (zh) | 一种改性poe塑料作外层的复合绝缘子芯棒 | |
| CN107345602B (zh) | 一种柔性复合管及其制造方法 | |
| KR100757084B1 (ko) | 고강도 고단열 ｆｒｐ패널 및 그 제조방법 | |
| KR102021354B1 (ko) | 내마모성 탄소섬유 강화 플라스틱 제조방법 | |
| CN102839437B (zh) | 一种复合材料组合式离心缸 | |
| US8859666B2 (en) | Variable viscosity solventless prepolymer formulation | |
| Kale | Nano Composite Material With Multiwall Carbon Nano Tubes As Composite, Glass Fibre As Fibre With the Help of Epoxy Resin As Resin | |
| SU794032A1 (ru) | Способ производства резинотехни-чЕСКиХ издЕлий | |
| KR101785625B1 (ko) | Bio 복합재료 제조방법 및 이에 의해 제조된 bio 복합재료 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130624 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140403 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150505 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160525 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170525 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180329 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190328 Year of fee payment: 14 |