KR100997447B1 - Fiber Reinforced Plastic and Method for Producing Thereof - Google Patents
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Abstract
섬유 강화 플라스틱 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 섬유 강화 플라스틱 및 그 제조 방법은, 각각 복수의 섬유사가 결집되어 형성되며, 시트(sheet) 형상으로 마련되는 복수의 섬유 매트; 높이 방향으로 적층되는 복수의 섬유 매트 간을 재봉하는 매트 결속 재봉실; 및 매트 결속 재봉실에 의해 재봉된 섬유 매트와 복합되어 소정 형상으로 경화되는 합성수지를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 생산성을 향상시킬 수 있으면서도 합성수지의 침습이 용이하도록 하여 섬유 매트와 합성수지의 결합력을 증대시킬 수 있다.Disclosed are fiber reinforced plastics and methods of making the same. The fiber-reinforced plastics of the present invention and a manufacturing method thereof include a plurality of fiber mats each formed by gathering a plurality of fiber yarns and having a sheet shape; A mat binding sewing thread for sewing a plurality of fiber mats stacked in a height direction; And it is characterized in that it comprises a synthetic resin which is combined with the fiber mat sewn by the mat-binding sewing thread and cured to a predetermined shape. According to the present invention, it is possible to increase the bonding strength of the fiber mat and the synthetic resin to facilitate the invasion of the synthetic resin while improving the productivity.
섬유 강화 플라스틱, FRP, 로빙클로스, 촙트 스트랜드, 재봉 Fiber reinforced plastic, FRP, roving cloth, felt strand, sewing
Description
본 발명은, 섬유 강화 플라스틱 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 생산성을 향상시킬 수 있으면서도 합성수지의 침습이 용이하도록 하여 섬유 매트와 합성수지의 결합력을 증대시킬 수 있는 섬유 강화 플라스틱 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fiber-reinforced plastic and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a fiber-reinforced plastic and a manufacturing method thereof, which can increase the bonding strength of the fiber mat and the synthetic resin to facilitate the invasion of the synthetic resin while improving the productivity It is about a method.
섬유 강화 플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastics)은 합성수지와 섬유 강화재를 복합하여, 플라스틱의 내부식성, 성형의 용이성과 같은 장점을 그대로 유지할 뿐만 아니라, 첨가되는 섬유 강화재로 인한 인장 강도, 내충격성, 내열성 등의 장점을 추가로 얻을 수 있는 복합 재료이다.Fiber Reinforced Plastics (FRP) is a composite of synthetic resin and fiber reinforcement, which not only maintains the advantages of corrosion resistance and ease of molding, but also tensile strength, impact resistance and heat resistance due to the added fiber reinforcement. It is a composite material that can get additional advantages.
이와 같은, 섬유 강화 플라스틱은 가격이 저렴하고 무게가 가볍기 때문에 소형 선박의 선체, 욕조, 정화조, 헬멧 등의 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 그 사용되는 기술 분야가 점차 증가되고 있는 추세이다. Such fiber-reinforced plastics are used in various fields such as hulls, bathtubs, septic tanks, helmets, etc. of small vessels because of their low cost and light weight, and the technical fields used are gradually increasing.
도 1은 종래의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱의 파단 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 종래의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱(101)은, 섬 유 강화재로서 섬유사가 무작위로 분산 배치되어 이루어지는 섬유 매트(110)와, 섬유 매트(110)와 복합되어 소정 형상을 유지하도록 경화되는 합성수지(150)를 포함한다.1 is a broken perspective view of a fiber-reinforced plastic according to a conventional embodiment, as shown in this, the fiber-reinforced
그런데, 이러한 종래의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱(101)에 있어서는, 정화조 등과 같이 소정 형상을 갖도록 제작하기 위해서는 그 두께를 두껍게 증가시켜야 하며 이를 위해 섬유사(103)가 분산 배치된 섬유 매트(110)의 두께를 증가시켜야 하는데, 생산성을 위하여 두꺼운 섬유 매트(110)를 사용하는 경우 많은 양의 섬유사(103)가 무작위로 분산 배치되어 있기 때문에 합성수지(150)가 섬유 매트(110)의 내부에 충분히 침습하지 못하여 합성수지(150)와 섬유 매트(110)의 결속력이 약해지고, 이를 방지하기 위해 얇은 섬유 매트(110)를 적층해 가면서 소정의 형상으로 성형하여야 하므로 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.By the way, in the fiber-reinforced
이러한 문제점을 해결하고자 섬유 매트(110)의 두께를 증가시키는 대신에 합성수지(150)의 양을 증가시켜 섬유 강화 플라스틱(101)의 두께를 증가시키려는 노력이 있지만, 사용되는 합성수지(150)의 양이 크게 증가하여 비용이 증가되며, 합성수지(150)의 양에 비해 섬유사(103)의 양이 부족하여 섬유 강화 플라스틱(101)으로서의 기능을 충분히 발휘하지 못한다는 문제점이 있었다.In order to solve this problem, instead of increasing the thickness of the
따라서, 생산성을 향상시킬 수 있으면서도, 합성수지의 침습이 용이하도록 하여 섬유 매트와 합성수지의 결합력을 증대시킬 수 있는 섬유 강화 플라스틱의 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for the development of fiber-reinforced plastics that can improve productivity, but also facilitate the invasion of synthetic resins and increase the bonding strength of the fiber mats and synthetic resins.
본 발명의 목적은, 생산성을 향상시킬 수 있으면서도 합성수지의 침습이 용이하도록 하여 섬유 매트와 합성수지의 결합력을 증대시킬 수 있는 섬유 강화 플라스틱 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced plastic and a method for manufacturing the same, which can improve productivity while making it easier to invade synthetic resins, thereby increasing the bonding force between the fiber mat and the synthetic resin.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 각각 복수의 섬유사가 결집되어 형성되며, 시트(sheet) 형상으로 마련되는 복수의 섬유 매트; 높이 방향으로 적층되는 상기 복수의 섬유 매트 간을 재봉하는 매트 결속 재봉실; 및 상기 매트 결속 재봉실에 의해 재봉된 상기 섬유 매트와 복합되어 소정 형상으로 경화되는 합성수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 플라스틱에 의해서 달성된다.According to the present invention, a plurality of fiber mat is formed by a plurality of fibers are gathered, respectively, a plurality of fiber mats are provided in a sheet (sheet) shape; A mat binding sewing thread for sewing the plurality of fiber mats stacked in a height direction; And it is achieved by a fiber-reinforced plastic, characterized in that it comprises a synthetic resin which is combined with the fiber mat sewn by the mat-binding sewing thread and cured to a predetermined shape.
여기서, 섬유 강화 플라스틱은, 상기 복수의 섬유 매트 사이사이에 마련되며, 복수의 섬유사가 배치되는 섬유사 집합체를 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the fiber reinforced plastic further includes the fiber yarn assembly provided between the said some fiber mat, and in which the some fiber yarn is arrange | positioned.
상기 섬유 매트는, 각각 복수의 섬유사가 결집되어 마련되며, 상호 나란하게 배열되는 복수의 섬유 와이어; 및 상기 복수의 섬유 와이어의 가로 방향을 항하며, 상기 복수의 섬유 와이어 간을 결속시키는 와이어 결속 재봉실을 포함할 수 있다.The fiber mat may include a plurality of fiber wires each of which is provided with a plurality of fiber yarns gathered together and arranged in parallel with each other; And a wire binding sewing thread that crosses the plurality of fiber wires and binds the plurality of fiber wires.
상기 매트 결속 재봉실은 상기 복수의 섬유 와이어의 가로 방향을 따라 배치되며, 상기 섬유 매트의 두께 방향을 따라 지그재그(Zigzag) 식으로 관통 이동하며 상기 복수의 섬유 매트 간을 규칙적으로 재봉하는 것이 바람직하다.The mat-binding sewing thread is disposed along the transverse direction of the plurality of fiber wires, and it is preferable to sew the plurality of fiber mats regularly while moving through the zigzag type along the thickness direction of the fiber mat.
또한, 상기 섬유 매트는 복수의 섬유사가 배열되어 시트 형상을 이루는 촙트 스트랜드(Chopped Strand) 형태의 매트일 수도 있다.In addition, the fiber mat may be a mat in the form of a chopped strand in which a plurality of fiber yarns are arranged to form a sheet.
상기 매트 결속 재봉실은 상기 촙트 스트랜드 형태의 매트가 적층되어 상호 결속될 수 있도록 상기 섬유 매트의 두께 방향을 따라 지그재그(Zigzag) 식으로 관통 이동하며 상기 복수의 섬유 매트 간을 규칙적으로 재봉하는 것이 바람직하다.It is preferable that the mat binding sewing thread moves through the zigzag type along the thickness direction of the fiber mat so that the mats in the form of the strand strand are stacked together and sew the plurality of fiber mats regularly. .
상기 섬유사는, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 케블라(Kevlar) 중 어느 하나의 재질로 마련될 수 있다. The fiber yarn may be made of any one of glass fiber, carbon fiber, and Kevlar.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 각각 복수의 섬유사가 결집되어 형성되며, 시트 형상으로 마련되는 복수의 섬유 매트를 높이 방향으로 배열하는, 배열 단계; 상기 복수의 섬유 매트를 상호간 결속하기 위하여 매트 결속 재봉실에 의해 재봉하는, 재봉 단계; 및 상기 매트 결속 재봉실에 의해 재봉된 상기 복수의 섬유 매트에 합성수지를 복합하여 소정 형상으로 경화시키는, 경화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 플라스틱 제조 방법에 의해서도 달성된다.On the other hand, the above object, according to the present invention, each of the plurality of fiber yarns are formed by aggregating, arranging a plurality of fiber mats provided in a sheet shape in the height direction; A sewing step of sewing by a mat binding sewing thread to bind the plurality of fiber mats to each other; And it is also achieved by a fiber-reinforced plastic manufacturing method comprising a hardening step, by combining a plurality of fiber mats sewn by the mat-binding sewing thread to cure a synthetic resin to a predetermined shape.
여기서, 상기 배열 단계는, 하나의 상기 섬유 매트를 배치하는 단계; 배치된 상기 섬유 매트 위에 섬유사를 공급하여 섬유사 집합체를 형성하는 단계; 및 상기 섬유사 집합체 위에 다른 하나의 상기 섬유 매트를 배치하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Wherein the arranging step comprises: arranging one said fiber mat; Supplying fiber yarns on the arranged fiber mats to form a fiber yarn aggregate; And arranging the other fiber mat on the fiber yarn assembly.
상기 섬유 매트는, 복수의 섬유사가 결집되어 각각 마련되며, 상호 나란하게 배열되는 복수의 섬유 와이어; 및 상기 복수의 섬유 와이어의 가로 방향을 향하며, 상기 복수의 섬유 와이어 간을 결속시키는 와이어 결속 재봉실을 포함하는 것이 바람직하다.The fiber mat may include a plurality of fiber wires, each of which is provided by gathering a plurality of fiber yarns and arranged side by side; And it is preferable to include a wire binding sewing thread to the horizontal direction of the plurality of fiber wires, and to bind between the plurality of fiber wires.
상기 재봉 단계에서, 상기 매트 결속 재봉실은 상기 복수의 섬유 와이어의 가로 방향을 따라 배치되며, 상기 섬유 매트의 두께 방향을 따라 지그재그(Zigzag) 식으로 관통 이동하며 상기 복수의 섬유 매트 간을 규칙적으로 재봉하는 것이 바람직하다.In the sewing step, the mat-binding sewing thread is disposed along the transverse direction of the plurality of fiber wires, moving through the zigzag type along the thickness direction of the fiber mat, and regularly sewing between the plurality of fiber mats It is desirable to.
상기 섬유 매트는 섬유사가 무작위로 배열되는 촙트 스트랜드(Chopped Strand) 형태의 매트이며, 상기 재봉 단계에서, 상기 매트 결속 재봉실은 상기 촙트 스트랜드 형태의 매트가 적층되어 상호 결속될 수 있도록 상기 섬유 매트의 두께 방향을 따라 지그재그(Zigzag) 식으로 관통 이동하며 상기 복수의 섬유 매트 간을 규칙적으로 재봉하는 것이 바람직하다.The fiber mat is a chopped strand-shaped mat in which fibers are randomly arranged, and in the sewing step, the mat-binding sewing thread has a thickness of the fiber mat so that the mat of the chopped strand-type is stacked and bound together. It is preferable to regularly sew between the plurality of fiber mats while moving in a zigzag manner along the direction.
상기 경화 단계는, 헥사메틸렌테트라민, 아민류 및 폴리아미드 중 어느 하나의 경화제에 의하여 경화될 수 있다.The curing step may be cured by a curing agent of any one of hexamethylenetetramine, amines and polyamide.
본 발명에 따르면, 생산성을 향상시킬 수 있으면서도 합성수지의 침습이 용이하도록 하여 섬유 매트와 합성수지의 결합력을 증대시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to increase the bonding strength of the fiber mat and the synthetic resin to facilitate the invasion of the synthetic resin while improving the productivity.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 로빙클로스 형태의 섬유 매트를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 한 쌍의 섬유 매트와 그 사이에 개재되는 섬유사 집합체가 매트 결속 강화실에 의해 재봉된 형상을 도시한 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a fiber reinforced plastic according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2, Figure 4 is a perspective view showing a fiber mat of the roving cloth type shown in Figure 3 5 is a perspective view showing a shape in which the pair of fiber mats shown in FIG. 3 and the fiber yarn aggregates interposed therebetween are sewn by the mat-binding reinforcing chamber.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱(1)은, 각각 복수의 섬유사(3, 도 5 참조)가 결집되어 형성되며 시트(sheet) 형상으로 마련되는 복수의 섬유 매트(10)와, 복수의 섬유 매트(10) 사이사이에 마련되며, 복수의 섬유사(4, 도 3 참조)가 균일하되 무작위로 배치되는 섬유사 집합체(20)와, 복수의 섬유 매트(10) 및 섬유사 집합체(20)가 상호간 결속되도록 복수의 섬유 매트(10) 및 섬유사 집합체(20) 간을 재봉하는 매트 결속 재봉실(30)과, 이들과 복합되어 소정 형상으로 경화되는 합성수지(50)를 포함한다.As shown in these drawings, the fiber-reinforced
먼저, 복수의 섬유 매트(10) 각각은 로빙클로스(Roving Cloth) 형태의 섬유 매트(10)로 마련된다. 로빙클로스 형태의 섬유 매트(10)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 섬유사(3, 도 5 참조)가 길이 방향으로 결집되어 각각 마련되는 복수 개의 섬유 와이어(11)와, 상호 나란하게 배치되는 복수의 섬유 와이어(11)를 상호 결속시키기 위한 와이어 결속 재봉실(15)을 구비한다.First, each of the plurality of
복수의 섬유 와이어(11) 각각은, 길이 방향을 갖는 섬유사(3, 도 5 참조) 복수 개가 실질적으로 평행하게 배열된 후 일 방향으로 소정 각도만큼 회전함으로써 마련되며, 이러한 구조에 의해 복수의 섬유사(3)가 상호간 분리되는 것을 저지할 수 있다. 이 때 섬유 와이어(11) 각각을 이루는 섬유사(3)의 개수를 달리 함으로써 섬유 매트(10)의 두께를 어느 정도 조절할 수 있으며, 이에 따라 보다 다양한 제품군에 적용시킬 수 있는 장점이 있다.Each of the plurality of
여기서, 섬유 와이어(11)는 복수의 섬유사(3)가 결집되어 형성된다고 상술하였는데, 섬유사(3)란, 유리 섬유, 탄소 섬유, 케블라(Kevlar)와 같은 방향족 나일론 섬유가 사용될 수 있으며, 그 중에서도 직경 0.1mm 이하의 유리섬유를 섬유사(3)로 사용할 경우, 섬유 강화 플라스틱(1)의 내열성, 인장 강도, 내충격성 및 내부식성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 무게 또한 경량화 할 수 있는 장점을 가질 수 있다.Here, the
한편, 이러한 섬유 와이어(11)들은 일 방향으로 나란히 배열되며, 와이어 결속 재봉실(15)에 의해 재봉되어 결속된다. 와이어 결속 재봉실(15)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 섬유 와이어(11)의 가로 방향을 향하여 규칙적으로 배치되며, 섬유 와이어(11) 간을 견고히 결속시킬 수 있도록 각각의 와이어 결속 재봉실(15)은 하나의 섬유 와이어(11)의 상부를 통과한 후 인접한 섬유 와이어(11)의 하부를 통과하는 방식, 즉 교번적으로 섬유 와이어(11)들을 통과하는 재봉 패턴으로 재봉된다. 따라서, 복수의 섬유 와이어(11)가 와이어 결속 재봉실(15)에 의해 결속되는 경우 섬유 매트(10)는 규칙적인 형상을 가지게 되며, 복수의 섬유 와이어(11)와 와이어 결속 재봉실(15)의 결속 부분에 합성수지(50)가 통과할 수 있는 관통공(13)이 형성되어 합성수지(50)가 섬유 매트(10) 사이사이 및 복수의 섬유 매트(10) 사이에 배치되는 섬유사 집합체(20)로 용이하게 침습할 수 있게 된다.On the other hand, these
이러한 와이어 결속 재봉실(15)은, 섬유 와이어(11)와 같이 섬유사들이 결집되어 마련될 수 있을 것이나, 제작의 편의를 위해 일반적인 실로 마련되어도 무방하다 할 것이다.The wire binding
한편, 섬유사 집합체(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 섬유 매트(10) 사이에 배치되는 섬유사(4)들의 집합체로서, 섬유 매트(10)를 테이블의 상면에 배치한 후 섬유사(4)를 공급하는 공급 장치(미도시)에 의해 섬유 매트(10) 상면에 섬유사(4)를 흩뿌린 후 그 상면에 섬유 매트(10)를 덮음으로써 한 쌍의 섬유 매트(10) 사이에 섬유사 집합체(20)가 배치될 수 있다. 이로써 섬유사 집합체(20)가 섬유 강화 플라스틱(1)의 일 두께를 차지하게 되며, 이는 합성수지(50)를 적은 양만 사용하고도 섬유 강화 플라스틱(1)의 두께를 증가시킬 수 있으며, 따라서 비용을 절감시킬 수 있음을 의미한다.Meanwhile, the
이러한 섬유사 집합체(20)를 이루는 각각의 섬유사(4)들의 상부 및 하부에 섬유 매트(10)가 배치된 후 후술할 매트 결속 재봉실(30)에 의해 재봉 작업이 이루어지게 되면 섬유 매트(10) 외부로 섬유사(4)가 이탈되는 것을 저지할 수 있으며, 섬유 매트(10) 사이에 형성된 관통공(13)을 통과한 합성수지(50)가 섬유사 집합체(20)의 각 섬유사(4) 사이사이로 원활하게 침습된 후 경화되어 합성수지(50)와 섬유 매트(10) 간의 결속력이 강화되는 효과를 얻을 수 있다.When the
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예의 경우 섬유사 집합체(20)의 상부 및 하부에 배치되는 섬유 매트(10)들을 접착제가 아닌 매트 결속 재봉실(30)에 의해 결속시키게 되므로 합성수지(50)의 침습이 종래보다 훨씬 용이하게 이루어질 수 있다.As such, in the embodiment of the present invention, the
한편, 복수의 섬유 매트(10)와, 섬유 매트(10) 사이에 섬유사 집합체(20)를 배치시킨 후 바로 합성수지(50)에 의해 경화시키는 경우, 섬유 매트(10) 간의 결속력 및 섬유 매트(10)와 섬유사 집합체(20) 간의 결속력이 약화될 우려가 있다. 즉, 전체적인 내구성이 저하될 우려가 있는 것이다. 따라서 이 경우 접착제를 사용하여 섬유 매트(10) 간을 결속시킬 수 있다.On the other hand, when the plurality of
그러나 본 발명의 경우는 이와 달리 복수의 섬유 매트(10) 간을 매트 결속 재봉실(30)에 의해 재봉한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시 예의 매트 결속 재봉실(30)은, 섬유사 집합체(20)를 중심으로 상하부에 배치되는 한 쌍의 섬유 매트(10) 간을 지그재그(zigzag)식으로 이동하며 섬유 매트(10) 간을 견고히 결속시키는 역할을 담당한다.In the case of the present invention, however, the plurality of
이에 대해 보다 상세히 설명하면, 매트 결속 재봉실(30)은, 섬유 매트(10)의 섬유 와이어(11)의 가로 방향을 향하여 규칙적으로 재봉되며, 상부에 있는 섬유 매트(10)와 하부에 있는 섬유 매트(10)가 상호 결속될 수 있도록 섬유 매트(10) 및 섬유사 집합체(20)의 두께 방향으로 재봉된다. 이 때 매트 결속 재봉실(30)은 섬유 매트(10)에 형성된 관통공(13)을 관통하여 재봉될 수 있으며, 따라서 도 5에 도시된 바와 같이 지그재그식의 재봉 패턴이 구현될 수 있다. In more detail, the mat binding
즉, 상부에 마련된 섬유 매트(10)의 관통공(13)을 통과한 매트 결속 재봉실(30)은 섬유사 집합체(20)를 관통한 후 하부에 마련된 섬유 매트(10)의 관통공(13)을 통과하며, 이어서 매트 결속 재봉실(30)이 다시 역방향으로 이동하며 섬유 매트(10)와 섬유사 집합체(20) 간을 견고히 결속시키게 되는 것이다. 다만, 본 실시 예에서는, 매트 결속 재봉실(30)에 의해 섬유 매트(10)가 규칙적인 재봉 패턴으로 재봉된다고 상술하였으나, 복수의 섬유 매트(10) 간을 재봉할 수 있다면 매트 결속 재봉실(30)이 불규칙적으로 재봉되어도 무방하다 할 것이다.That is, the mat-
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예의 경우 섬유사 집합체(20)의 상부 및 하부에 배치되는 섬유 매트(10)들을 접착제가 아닌 매트 결속 재봉실(30)에 의해 결속시키게 되므로 합성수지(50)의 침습이 종래보다 훨씬 용이하게 이루어질 수 있다.As such, in the embodiment of the present invention, the
한편, 이러한 매트 결속 재봉실(30)의 재봉은 제침기(미도시), 즉 산업용 재봉틀에 의해 견고히 이루어지며, 이로 인해 종래보다 제작에 소요되는 시간이 단축되어 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.On the other hand, the sewing of the mat-binding
매트 결속 재봉실(30)은, 일반적인 실이 사용될 수 있으며, 제작이 용이하다면 복수의 섬유사가 길이 방향으로 결집된 실이 사용되어도 무방하다 할 것이다. 이와 같이, 매트 결속 재봉실(30)이 복수의 섬유 매트(10) 간을 견고히 결합시킬 수 있으며, 이로 인해 접착제를 사용하여 복수의 섬유 매트 간을 결속시키는 종래의 결속 방법에 비해 내구성이 향상된 섬유 강화 플라스틱(1)을 구현할 수 있다. 또한 합성수지(50)의 침습이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 모양이 쉽게 흐트러지지 않게 된다.Mat binding
한편, 합성수지(50, 도 2 및 도 3 참조)는, 섬유 매트(10) 및 섬유 매트(10) 사이에 배치되는 섬유사 집합체(20)에 침습한 후 소정 형상을 유지할 수 있도록 경화된다. 전술한 바와 같이, 합성수지(50)는 섬유 매트(10)에 형성된 관통공(13) 및 섬유사 집합체(20)에 형성된 관통공(21)의 사이사이로 원활하게 침습되어 섬유 매 트(10) 및 섬유사 집합체(20)와 견고히 결합될 수 있다. 이러한 합성수지(50)는 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 특히 불포화 폴리에스테르를 사용할 경우, 상온, 상압 하에서 성형이 가능하여 난연성, 내부식성 등의 물성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Meanwhile, the synthetic resin 50 (see FIGS. 2 and 3) is hardened so as to maintain a predetermined shape after invading the
또한, 합성수지(50)는 섬유 매트(10) 및 섬유 매트(10) 사이에 배치되는 섬유사 집합체(20)와 복합된 후 경화됨으로써, 본 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱(1)의 소정 형상을 유지할 수 있는 매트릭스(matrix)의 역할을 담당한다. 따라서 필요에 따라 소정 형상을 갖도록 합성수지(50)를 경화시킴으로써 섬유 강화 플라스틱(1)은 소형 선박의 선체, 욕조, 정화조, 화학 탱크, 인테리어, 컨테이너, 테니스 라켓, 헬멧 및 항공기 기체 등과 같은 다양한 제품에 적합한 형상을 가질 수 있다.In addition, the
이 경우, 섬유 매트(10) 및 섬유사 집합체(20)와 복합되는 합성수지(50)는 경화제(미도시)에 의하여 경화되는데 경화제로는 헥사메틸렌테트라민, 아민류 및 폴리아미드를 사용할 수 있으며, 경화를 촉지하기 위하여 3급 아민과 같은 경화 촉진제를 사용할 수도 있다.In this case, the
이하에서는, 이러한 구성을 갖는 섬유 강화 플라스틱(1)의 제조 방법에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, the manufacturing method of the fiber reinforced
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱 제조 방법을 순차적으로 도시한 순서도로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱(1) 제조 방법은, 각각 복수의 섬유사(3)가 결집되어 시트 형상으로 마련되는 복수의 섬유 매트(10)를 배열하는 배열 단계(S10)와, 배열된 복수의 섬유 매트(10)를 상호간 결속하기 위하여 매트 결속 재봉실(30)에 의하여 재봉하는 재봉 단계(S20)와, 매트 결속 재봉실(30)에 의해 재봉된 복수의 섬유 매트(10)에 합성수지(50)를 복합하여 소정 형상으로 경화시키는 경화 단계(S30)를 포함한다.6 is a flowchart sequentially showing a method of manufacturing a fiber-reinforced plastic according to an embodiment of the present invention, as shown in the drawing, a method of manufacturing the fiber-reinforced
먼저, 복수의 섬유 매트(10)를 배열하는 배열 단계(S10)는, 로빙클로스 형상의 섬유 매트(10)를 배치하는 단계(S11)와, 배치된 섬유 매트(10) 위에 섬유사(4)를 무작위로 공급하여 섬유사 집합체(20)를 형성하는 단계(S12)와, 섬유사 집합체(20) 위에 또 다른 섬유 매트(10)를 배치하는 단계(S13)를 구비한다. First, the arrangement step (S10) of arranging the plurality of
여기서, 로빙클로스 형태의 섬유 매트(10)는, 복수의 섬유사(3)가 결집되어 각각 마련되는 복수의 섬유 와이어(11)를 상호 나란하게 배열한 후, 복수의 섬유 와이어(11)의 가로 방향을 향하여 규칙적으로 배치되는 복수의 와이어 결속 재봉실(15)에 의해 복수의 섬유 와이어(11) 간을 결속함으로써 마련될 수 있다. 즉, 복수의 섬유 와이어(11)와, 복수의 와이어 결속 재봉실(15) 간을 상호 꼬이도록 결합시킴으로써 로빙클로스 형태의 섬유 매트(10)가 마련되는 것이다.Here, the
한편, 재봉 단계(S20)는, 배열된 복수의 섬유 매트(10) 및 그 사이에 배치되는 섬유사 집합체(20) 간을 매트 결속 재봉실(30)에 의해 재봉하는 단계이다. 매트 결속 재봉실(30)은 섬유 매트(10)의 섬유 와이어(11)의 가로 방향을 따라 재봉되되 섬유 매트(10)의 두께 방향을 따라 지그재그식으로 관통 이동하여 적층된 섬유 매트(10) 간을 결속시킬 수 있다. 단, 본 실시 예에서는, 매트 결속 재봉실(30)에 의해 섬유 매트(10) 간을 재봉할 때 규칙적인 재봉 패턴에 의해 재봉한다고 상술하였으나, 섬유 매트(10) 간을 견고히 결속시킬 수 있다면 불규칙적인 재봉 패턴에 의 해 재봉하여도 무방하다 할 것이다.On the other hand, sewing step (S20) is a step of sewing between the plurality of arranged
한편, 매트 결속 재봉실(30)에 의해 재봉된 섬유 매트(10) 및 섬유사 집합체(20)에 합성수지(50)를 복합하여 소정 형상으로 경화하는 단계는, 섬유 매트(10) 및 섬유 매트(10) 사이에 배치되는 섬유사 집합체(20)에 합성수지(50)를 복합한 후, 헥사메틸렌테트라민, 아민류 및 폴리아미드와 같은 경화제를 첨가하여 경화시키는 단계이다. 이 때, 섬유 매트(10)에는 다수의 관습공(13)이 형성되어 있고, 또한 섬유 매트(10) 사이에 배치되는 섬유사 집합체(20) 사이사이에는 합성수지(50)가 침습할 수 있는 다수의 관통공(21)들이 마련되기 때문에, 섬유 매트(10) 및 섬유사 집합체(20) 사이사이로 합성수지(50)가 원활하게 침습할 수 있으며, 따라서 섬유 매트(10) 및 섬유사 집합체(20)와, 합성수지(50)는 강하게 결속될 수 있다.On the other hand, the step of combining the
다만, 전술한 경화제 이외에도 섬유 매트(10) 및 섬유 매트(10) 사이에 배치되는 섬유사 집합체(20)와 결합된 합성수지(50)가 소정 형상을 유지하도록 경화될 수만 있다면, 다른 어떠한 경화제에 의하여 경화되더라도 무방하다 할 것이다. 뿐만, 아니라 별도의 경화제를 첨가하지 않고 자연적으로 경화시키는 방법도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.However, in addition to the above-described hardener, if the
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 복수의 섬유 매트(10) 간을 매트 결속 재봉실(30)에 의해 재봉함으로써 접착제를 사용하지 않고서도 섬유 매트(10) 간의 결속력을 강화할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 합성수지(50)의 침습이 용이하게 이루어져 종래보다 향상된 내구성을 구현할 수 있으며, 또한 간단한 장비인 제침기에 의해 재봉이 이루어짐으로써 생산비용을 줄일 수 있으며 나아가 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Thus, according to one embodiment of the present invention, by sewing the plurality of
한편, 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱을 설명하기로 한다. 단, 본 발명의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.On the other hand, with reference to the accompanying drawings will be described a fiber reinforced plastic according to another embodiment of the present invention. However, the same as described in the fiber-reinforced plastic according to an embodiment of the present invention will be omitted.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱이 구비하는 촙트 스트랜드 형태의 섬유 매트를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 한 쌍의 섬유 매트와 그 사이에 개재되는 섬유사 집합체가 매트 결속 강화실에 의해 재봉된 형상을 도시한 사시도이다. FIG. 7 is a perspective view illustrating fiber strands in the form of bolt strands provided in the fiber-reinforced plastic according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a pair of fiber mats shown in FIG. 7 and fiber yarns interposed therebetween. It is a perspective view which shows the shape in which the aggregate was sewn by the mat-binding reinforced chamber.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱(1a)의 섬유 매트(10a)는 촙트 스트랜트 형태의 매트(10a)로 마련된다. 즉, 전술한 일 실시 예에서는 로빙클로스 형태의 섬유 매트(10, 도 4 참조)가 적용되었다면, 본 실시 예에서는 그와는 다른 촙트 스트랜드 형태의 섬유 매트(10a)가 적용되는 것이다.As shown in these figures, the
촙트 스트랜드(Chopped Strand) 형태의 섬유 매트(10a)는, 섬유사(3a)의 길이를 적당하게 절단한 후 무방향으로 배치한 다음 균일한 두께가 되도록 가압하고, 이후 결합제(미도시)를 사용하여 시트 형상으로 성형한 섬유 매트(10a)를 가리킨다. 이러한 형태의 섬유 매트(10a)는 규칙적으로 배열을 하지 않아도 되기 때문에 제작이 용이하다는 장점이 있으며, 또한 불규칙하게 배열된 섬유사(3a)들 사이사이로 관통공(13a)이 형성되어 합성수지(미도시)와 복합 시 합성수지가 침습할 수 있는 통로를 제공하며 이로 인해 섬유 매트(10a) 및 섬유 매트(10a) 사이에 배치되는 섬유사 집합체(20a)와, 합성수지 간의 결속력을 증대시킬 수 있다.The
한편, 매트 결속 재봉실(30a)은, 전술한 일 실시 예와 마찬가지로 접착제 대신에 촙트 스트랜드 형태의 섬유 매트(10a)의 일방향을 따라 규칙적으로 재봉될 수 있으며, 또한 복수의 섬유 매트(10a) 간을 견고히 결속시킬 수 있다면 불규칙적으로 재봉되어도 무방하다 할 것이다.Meanwhile, the mat binding
이와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 촙트 스트랜드 형태의 섬유 매트(10a)가 적용됨으로써 섬유 매트(10a)의 제작을 용이하게 할 수 있으며, 따라서 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, according to another embodiment of the present invention, the
전술한 일 실시 예에서는, 섬유사 집합체를 사이에 두고 로빙클로스 형태의 섬유 매트가 양측에 배치된다고 상술하였고. 또한 전술한 다른 실시 예에서는 섬유사 집합체를 사이에 두고 촙트 스트랜드 형태의 섬유 매트가 양측에 배치된다고 상술하였으나, 섬유사 집합체를 사이에 두고 일측에는 로빙 클로스 형태의 섬유 매트를, 타측에는 촙트 스트랜드 형태의 섬유 매트를 배치한 후 이들 간을 매트 결속 재봉실에 의해 재봉하여도 무방하며, 또한 다른 형태의 섬유 매트를 적용시켜도 무방하다 할 것이다.In the above-described embodiment, the fiber mat in the form of a roving cloth is disposed on both sides with the fiber yarn assembly therebetween. In addition, in the above-described other embodiments, the fiber strands in the form of chopped strands are arranged on both sides with the fiber yarn aggregates interposed therebetween, but the roving cloth-shaped fiber mats are formed on one side with the fiber yarn aggregates interposed therebetween, After arranging the fibrous mats, these livers may be sewn with a mat-binding sewing thread, and other types of fibrous mats may be applied.
또한, 전술한 일 실시 예 및 다른 실시 예에서는, 복수의 섬유 매트 사이에 섬유사 집합체를 배치한다고 상술하였으나, 섬유사 집합체 없이 섬유 매트만을 적층시킨 후 재봉하여도 무방하다 할 것이다.In addition, in the above-described embodiments and other embodiments, the fiber yarn assembly is disposed between the plurality of fiber mats, but only the fiber mat without the fiber yarn assembly may be sewn after sewing.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
도 1은 종래의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱의 파단 사시도이다.1 is a broken perspective view of a fiber-reinforced plastic according to a conventional embodiment.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 로빙클로스 형태의 섬유 매트를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 한 쌍의 섬유 매트와 그 사이에 개재되는 섬유사 집합체가 매트 결속 강화실에 의해 재봉된 형상을 도시한 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the configuration of a fiber reinforced plastic according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2, Figure 4 is a perspective view showing a fiber mat of the roving cloth type shown in Figure 3 5 is a perspective view showing a shape in which the pair of fiber mats shown in FIG. 3 and the fiber yarn aggregates interposed therebetween are sewn by the mat-binding reinforcing chamber.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱 제조 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.6 is a flowchart sequentially showing a method of manufacturing a fiber-reinforced plastic according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 섬유 강화 플라스틱이 구비하는 촙트 스트랜드 형태의 섬유 매트를 도시한 사시도이다.7 is a perspective view showing a fiber mat in the form of bolt strands provided in the fiber-reinforced plastic according to another embodiment of the present invention.
도 8은 도 7에 도시된 한 쌍의 섬유 매트와 그 사이에 개재되는 섬유사 집합체가 매트 결속 강화실에 의해 재봉된 형상을 도시한 사시도이다.FIG. 8 is a perspective view showing a shape in which the pair of fiber mats shown in FIG. 7 and the fiber yarn aggregates interposed therebetween are sewn by the mat binding reinforcement chamber. FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 섬유 강화 플라스틱 3, 4 : 섬유사 1: fiber reinforced
10 : 섬유 매트 11 : 섬유 와이어10: fiber mat 11: fiber wire
15 : 와이어 결속 재봉실 20 : 섬유사 집합체15: wire binding sewing thread 20: fiber yarn assembly
30 : 매트 결속 강화실 50 : 합성수지30: mat binding reinforcement chamber 50: synthetic resin
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