KR100827054B1 - 섬유 복합 부품 제조용 섬유 복합 재료를 제조하기 위한방법 - Google Patents

섬유 복합 부품 제조용 섬유 복합 재료를 제조하기 위한방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 수지에 첨가된 하나 이상의 충전재 및 상기 수지-충전재 혼합물에 첨가된 보강 섬유로 이루어진 섬유 복합 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다. 수지 또는 수지-충전재 혼합물에는 상기 섬유 외에 섬유 분말이 첨가된다. 본 발명은 또한 수지 매트릭스 체계(resin matrix system), 보강 섬유 및 경우에 따라 충전재로 구성된 SMC(Sheet Moulding Compound)와 관련이 있으며, 이때 충전재로는 보강 섬유의 재료와 동일 재료로 만들어진 분말 재료가 사용된다.

Description

섬유 복합 부품 제조용 섬유 복합 재료를 제조하기 위한 방법{METHOD FOR PRODUCING A FIBRE-COMPOSITE MATERIAL FOR PRODUCING FIBRE-COMPOSITE COMPONENTS}
본 발명은 섬유 복합 부품을 제조하기 위한 섬유 복합 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기 섬유 복합 재료는 충전재가 첨가된 매트릭스(matrix)와 보강 섬유로 형성되며, 이때 매트릭스는 수지계이다. 반응성 수지와의 결합시 충전재를 사용하는 방법은 널리 이용되고 있다.
충전재로는 보통 탄산칼슘, 백운석, 고령토, 활석, 석영, 규회석, 수산화알루미늄, 삼산화안티몬, 중정석 또는 유리 중공구체(hollow glass sphere)가 사용된다.
그런데 지금까지 종래 기술에 공지된 충전재를 사용하면 섬유 복합 부품의 매끄러운 표면, 즉 차량 구조에서 class A "외장 부품"의 현행 요건에 부합하는 표면을 얻을 수 없다.
따라서 본 발명은, 섬유 복합 부품의 기계적 및 시각적 특성(class A surface)을 이전보다 더 개선시킬 수 있으면서, 더 빠르게 제조할 수 있는, 다시 말해 더 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
본래의(현재 사용된) 보강 섬유(예: 탄소섬유)의 재료로 이루어진 충전재를 사용하면 이전보다 더 바람직한 특성을 갖는 훨씬 더 균질의 부품을 제조할 수 있다. 그 외에도 부품 표면이 매우 매끄러워지기 때문에 차량 외장 부품에 대한 필수 요건인 class A 표면이 획득될 수 있다. 고온 또는 저온에서 부정적인 변형이 발생하지 않으며, 나중에 부품을 보다 간단하게 저렴한 비용으로 재활용할 수 있다.
바람직하게 고반응성 반응 수지로 형성된 수지, 즉 차세대 매트릭스에 충전재로서 본래의 보강 섬유의 재료로 형성된 재료가 첨가된다. 이를 위해 섬유 재료는 미세하게 분쇄되거나 절단되어 수지에 혼합된다. 분말 재료는 2mm 미만의 크기를 가지며, 절단 섬유는 20mm 미만의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 전술한 충전재, 즉 섬유 복합 부품 본래의 보강 섬유로 형성된 분말 제품 및 절단 섬유 중 하나 또는 둘 모두를 함유한 수지 피막과도 관련이 있다. 이러한 수지 피막은 직물, 망사, 편물, 단방향 스크림(unidirectional scrim) 또는 다축 스크림(multiaxial scrim)과 같은 섬유 반제품과 결합될 수 있다.
충전재가 프리프레그(prepreg)로 분산되거나 팽창되는 방식으로, 충전재를 종래의 프리프레그와 결합하는 것도 가능하다.
또한, 수지-충전재 혼합물을 분무 코팅 기법(spray coating method)을 이용하여 직물, 편물, 망사, 단방향 스크림 또는 다축 스크림과 같은 섬유 반제품에 도포하는 것도 가능하다. 이 경우 상기 섬유 반제품은 추후에 예컨대 예비 성형품(preform)으로 부가 처리될 수 있다.
본 발명은 또한 SMC와도 관련이 있다. SMC, 즉 시트 몰딩 컴파운드(Sheet Moulding Compound)는 수지 기지 체계(resin matrix system)와 보강 섬유 및 경우에 따라 충전재로 구성된다. 본 발명에 따르면, 충전재 내지는 부가 충전재로서 보강 섬유의 재료와 동일한 재료로 이루어진 분말 제품이 사용된다.

Claims (10)

  1. 보강 섬유, 수지 및 충전재로 이루어진, 섬유 복합 부품을 제조하기 위한 섬유 복합 재료를 제조하는 방법으로서, 상기 충전재가 분쇄된 보강 섬유, 절단된 보강 섬유, 또는 분쇄된 보강 섬유 및 절단된 보강 섬유로 이루어지고, 여기서, 상기 분쇄된 보강 섬유가 2mm 미만이며, 상기 절단 섬유의 크기가 20mm 미만이고,
    상기 분쇄된 보강 섬유, 절단된 보강 섬유, 또는 분쇄된 보강 섬유 및 절단된 보강 섬유가 섬유 복합 부품의 매트릭스를 형성하는 반응성 수지로 구성되는 수지와 혼합되고,
    상기 수지-충전재 혼합물이 피막(film)으로 가공되며,
    상기 수지-충전재 피막이 섬유 반제품 위에 도포되는 것을 포함하는, 섬유 복합 재료의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 본래의 섬유 반제품(들)이 예비 성형품(preform)으로서 부품 주형 내에 삽입되기 전에, 상기 수지-충전재 피막이 그 자체로 상기 부품 주형 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 섬유 복합 재료의 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 수지-충전재 혼합물이 분무 코팅 기법(spray coating method)으로 부품 주형 내에 또는 섬유 반제품 상에 도포되는 것을 특징으로 하는 섬유 복합 재료의 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 수지-충전재 혼합물이 분무된 섬유 반제품은 예비 성형품을 제조하기 위해서도 이용되는 것을 특징으로 하는 섬유 복합 재료의 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 섬유 반제품이 직물, 편물, 망사, 단방향 스크림(unidirectional scrim) 또는 다축 스크림(multiaxial scrim)인 것을 특징으로 하는 섬유 복합 재료의 제조 방법.
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