KR101173061B1 - Thermal Plastic Composition And Manufacturing Method For Hybrid Front End Module - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어의 경량화를 통해 이산화탄소를 줄이고, 연비향상의 효과가 있다.
이를 위하여 수지 혼합물을 섬유 매트층 표면에 도포하고 본 발명의 3 단계 공정에 따라 제조된 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체에 관한 것이다.
The present invention relates to a thermoplastic composite composition for a hybrid front end module carrier and a method for manufacturing the same, the present invention is to reduce the carbon dioxide through the weight reduction of the hybrid front end module carrier, has the effect of improving fuel efficiency.
To this end, the resin mixture is applied to the surface of the fiber mat layer and relates to a thermoplastic composite composite for a hybrid front end module carrier manufactured according to the three-step process of the present invention.

Description

하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체 조성물 및 이의 제조 방법{Thermal Plastic Composition And Manufacturing Method For Hybrid Front End Module}Thermoplastic Composition And Manufacturing Method For Hybrid Front End Module Carrier And Manufacturing Method Thereof

본 발명은 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어의 경량화를 통해 이산화탄소를 줄이고, 연비향상의 효과가 있다.The present invention relates to a thermoplastic composite composition for a hybrid front end module carrier and a method for manufacturing the same, the present invention is to reduce the carbon dioxide through the weight reduction of the hybrid front end module carrier, has the effect of improving fuel efficiency.

이를 위하여 수지 혼합물을 섬유 매트층 표면에 도포하고 본 발명의 3 단계 공정에 따라 제조된 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체에 관한 것이다.
To this end, the resin mixture is applied to the surface of the fiber mat layer and relates to a thermoplastic composite composite for a hybrid front end module carrier manufactured according to the three-step process of the present invention.

최근 자동차 산업은 고연비, 이산화탄소(CO2)의 저감을 목적으로 하는 친환경 자동차 생산을 위해 다방면으로 기술 개발을 수행 중이다. 특히 대체 에너지원을 이용한 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 수소 자동차, 태양 전기 자동차 등 많은 분야에서 친환경 자동차에 대한 연구가 진행 중이다. 하지만 기존 내연기관을 이용하고 있는 차량의 전량 대체에는 많은 시일과 비용이 소요될 것이며, 이에 따라 자동차 업체에서는 단기적으로 경량화 소재를 이용한 차량 경량화를 통하여 연비향상, 이산화탄소(CO2)의 감소를 통한 친환경 자동차 개발에 주력하고 있다. Recently, the automotive industry is carrying out various technologies for producing eco-friendly vehicles aimed at reducing fuel consumption and carbon dioxide (CO 2 ). In particular, research on environmentally friendly vehicles is underway in many fields such as electric vehicles, hybrid vehicles, hydrogen vehicles, and solar electric vehicles using alternative energy sources. But is based on a number of sealing and money take is the total amount replacement of the vehicle which use an existing internal combustion engine, so that automobile manufacturers in improved fuel economy via the short term vehicle weight using a weight material, the carbon dioxide green vehicle with a reduction of (CO 2) We are focusing on development.

한편, 자동차 업체에서는 조립성 향상을 목적으로 모듈화 부품 개발이 보편화되어 있다. 즉, 종래에는 모든 자동차 부품을 납품 받아 자동차 조립 라인에서 조립하여 차량을 제조하였으나, 최근에는 납품업체에서 모듈(module)화를 통한 일부 부품을 선 조립 후, 자동차 조립 라인에 공급하여 최종적으로 조립함으로써 시간과 비용을 절감하고 있다. 이러한 모듈화 부품에는 도어 모듈, 헤드라이닝 모듈, 캇핏 모듈 등이 있으며, 본 발명의 프론트 엔드 모듈도 이러한 모듈화의 한 부분이다. 하기에서 프론트 엔드 모듈에 대해 보다 상세히 설명하겠다. Meanwhile, automakers are developing modular parts for the purpose of improving assembly performance. That is, in the past, all automobile parts were delivered and assembled in an automobile assembly line, but in recent years, a supplier has assembled some components through module assembly and supplied them to an automobile assembly line for final assembly. It saves time and money. Such modular parts include door modules, headlining modules, and catpit modules, and the front end module of the present invention is also part of this modularization. The following describes the front end module in more detail.

자동차 전단부의 부품을 모듈화 한 프론트 엔드 모듈(Front End Module)은 차량의 전방부에 장착되는 부품 집합체로서 그 구성 부품으로는 라디에이터, 팬 쉬라우드, 쿨링 팬, 헤드라이트 등이 있으며, 이들 구성 부품은 프론트 엔드 모듈 캐리어에 일괄 장착되게 된다. 종래의 프론트 엔드 모듈 캐리어는 통상적으로 플라스틱으로만 제작되는 플라스틱 타입과, 강판을 인서트(insult)하여 사출 성형한 하이브리드 타입이 있다. 플라스틱 타입의 프론트 엔드 모듈 캐리어는 중량이 가볍고 사출 성형이 용이한 반면 강성과 내구성이 하이브리드 타입보다 부족하여 충돌에 약하며, 고중량물이 부착될 경우 변형되는 문제점이 있다. 또한, 하이브리드 타입의 프론트 엔드 모듈 캐리어는 플라스틱 타입의 프론트 엔드 모듈 캐리어에 비하여 강성과 내구성이 뛰어나지만 강판의 무게에 의한 제품 중량이 많다는 문제점이 있다. 이와 같은 이유로 플라스틱 타입의 프론트 엔드 모듈은 소형차 중심으로, 하이브리드 타입의 프론트 엔드 모듈은 중형차 이상에 적용되고 있다.The Front End Module, which modularizes parts of the front end of an automobile, is a assembly of parts mounted at the front of a vehicle, and its components include a radiator, a fan shroud, a cooling fan, and a headlight. It will be packaged in the front end module carrier. Conventional front end module carriers are typically of plastic type, which is made only of plastic, and hybrid types, which are injection molded by inserting steel sheets. The plastic type front end module carrier is light in weight and easy to injection molding, but is less susceptible to collision due to lack of rigidity and durability than the hybrid type, and has a problem in that it is deformed when a heavy object is attached. In addition, the hybrid type front end module carrier is superior in rigidity and durability compared to the plastic type front end module carrier, but has a problem in that the product weight is large due to the weight of the steel sheet. For this reason, plastic type front end modules are mainly applied to small cars, and hybrid type front end modules are applied to more than medium cars.

도 1은 하이브리드 프론트 엔드 모듈을 도시하는 도면으로서, 차량의 전단부에 설치되어 여러 부품들을 장착하는 프론트 엔드 모듈 캐리어(9)를 도시하고 있다.
FIG. 1 shows a hybrid front end module, which shows a front end module carrier 9 mounted at the front end of a vehicle to mount various components.

이에 본 발명자들은 기존의 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체의 상기와 같은 문제점을 해결하고자 연구, 노력한 결과, 강판 적용 부위를 용융점도 조절 수지와 폴리카보네이트(Polycarbonate)의 수지 혼합물로 대체함으로써, 부품의 중량 감소와 이에 따른 이산화탄소 배출량 감소 및 연비향상을 달성할 수 있음을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have studied and tried to solve the above problems of the thermoplastic composite for hybrid front end module carriers, and as a result, by replacing the steel sheet application part with a resin mixture of melt viscosity control resin and polycarbonate, The present invention has been completed by discovering that the reduction of the weight of the carbon dioxide and the reduction of the carbon dioxide emission and the improvement of the fuel efficiency can be achieved.

따라서 본 발명은 수지 혼합물과 폴리카보네이트가 혼합된 수지 혼합물을 포함하는 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermoplastic composite composite for a hybrid front end module carrier comprising a resin mixture in which a resin mixture and a polycarbonate are mixed.

본 발명은 The present invention

섬유 매트(fiber mat) 층이 45 ~ 65 부피%를 차지하며;The fiber mat layer comprises 45 to 65% by volume;

싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트, 카프로락탐, 폴리올레핀, 폴리아릴레이트 및 폴리에스테르 중에서 선택된 용융점도 조절 수지와 폴리카보네이트(Polycarbonate)가 0.1 : 99.9 ~ 10 : 90의 중량비로 혼합된 수지 혼합물을 포함하는 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체를 특징으로 한다. A hybrid front comprising a resin mixture in which a melt viscosity control resin selected from cyclic butylene terephthalate, caprolactam, polyolefin, polyarylate and polyester and a polycarbonate are mixed in a weight ratio of 0.1: 99.9 to 10: 90 A thermoplastic composite for an end module carrier is featured.

또한, 본 발명은In addition,

싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트, 카프로락탐, 폴리올레핀, 폴리아릴레이트 및 폴리에스테르 중에서 선택된 용융점도 조절 수지와 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 0.1 : 99.9 ~ 10 : 90의 중량비로 혼합하여 수지 혼합물을 얻는 단계; Mixing a melt viscosity adjusting resin selected from cyclic butylene terephthalate, caprolactam, polyolefin, polyarylate, and polyester and polycarbonate in a weight ratio of 0.1: 99.9 to 10: 90 to obtain a resin mixture;

섬유 매트층에 상기 수지 혼합물을 균일하게 도포하는 단계; 및Uniformly applying the resin mixture to a fiber mat layer; And

상기 수지 혼합물이 균일하게 도포된 섬유 매트층에 250 ~ 300 ℃ 온도에서 10분 ~ 1시간 동안 열처리하여 수지 혼합물을 섬유 매트층에 함침 및 중합시키는 단계;Impregnating and polymerizing the resin mixture in the fiber mat layer by heat treatment at a temperature of 250 ° C. to 300 ° C. for 10 minutes to 1 hour on the uniformly coated fiber mat layer;

를 포함하는 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체의 제조 방법을 또다른 특징으로 한다.
It characterized by another method for producing a thermoplastic composite composite for a hybrid front end module carrier comprising a.

상기와 같은 특징을 지닌 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체의 조성물과 이의 제조 방법을 도입하여 차량 경량화를 제공하고 이를 통하여 연비향상, 이산화탄소 저감 등의 친환경 자동차를 개발할 수 있다.
By introducing a composition of the thermoplastic plastic composite for a hybrid front end module carrier having the above characteristics and a method of manufacturing the same, it is possible to provide vehicle weight reduction and thereby to develop eco-friendly vehicles such as fuel efficiency improvement and carbon dioxide reduction.

도 1은 하이브리드 프론트 엔드 모듈을 도시하는 도면으로써, 차량의 전단부에 설치되는 여러 부품들을 장착하는 프론트 엔드 모듈 캐리어(9)를 도시하고 있다.
도 2와 도 3은 본 발명에 의해 제조되는 열가소성 플라스틱 복합체의 제조 공정에 관한 것이다.
FIG. 1 shows a hybrid front end module, showing a front end module carrier 9 for mounting various components installed in the front end of a vehicle.
2 and 3 relates to the manufacturing process of the thermoplastic composite prepared by the present invention.

이와 같은 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체에 대하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The thermoplastic plastic composite for a hybrid front end module carrier will be described in more detail as follows.

하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체 조성물은 수지 혼합물을 섬유 매트층 표면에 도포한 복합체로서, 높은 내열성과 충격강도를 나타내는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)에 저 용융점도를 갖는 용융점도 조절 수지를 혼합한 수지 혼합물을 섬유 매트층 표면에 도포한 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체 조성물에 관한 것이다.The thermoplastic composite composition for a hybrid front end module carrier is a composite obtained by applying a resin mixture to the surface of a fiber mat layer, and mixing a melt viscosity controlling resin having a low melt viscosity with a polycarbonate (PC) having high heat resistance and impact strength. A thermoplastic composite composition for a hybrid front end module carrier, wherein a resin mixture is applied to a surface of a fiber mat layer.

상기 섬유 매트층은 유리 섬유(Glass fiber) 또는 탄소 섬유(Carbon fiber)중에서 선택된 1 종 이상의 층을 결합 또는 접합시켜 형상을 유지한다. 섬유 매트층은 일반적으로 일정한 방향으로 배열되어 있으므로 특정한 방향에 대한 높은 기계적 물성을 구현할 수 있으며, 위브(weave), 바이엑스(biax) 등 다양한 형태의 매트(Mat)를 사용할 경우 제조하고자 하는 부품에 요구되는 물성과 형태에 따라 섬유 매트의 기계적 물성을 최적화 시킬 수 있는 장점이 있다. 섬유 매트층의 함량은 45 ~ 65 부피%이며, 바람직하게는 48 ~ 55 부피% 이다. 섬유 매트층의 함량이 45% 이하일 경우, 충분한 강성이 나오지 않아 제품상에서 쉽게 변형되거나 파손되는 문제가 있으며, 65 부피% 이상일 경우, 과도한 강성으로 인해 다음 공정인 열 성형에 문제가 발생 할 수 있다. The fiber mat layer combines or bonds one or more layers selected from glass fiber or carbon fiber to maintain shape. Since the fiber mat layer is generally arranged in a certain direction, high mechanical properties in a specific direction can be realized, and in the case of using various types of mats such as weave and biax, According to the required physical properties and forms there is an advantage that can optimize the mechanical properties of the fiber mat. The content of the fiber mat layer is 45 to 65% by volume, preferably 48 to 55% by volume. If the content of the fiber mat layer is 45% or less, there is a problem that the product does not have sufficient rigidity and is easily deformed or broken on the product. If the content is more than 65% by volume, excessive stiffness may cause a problem in the next process, thermoforming.

상기 수지 혼합물은 폴리카보네이트에 150 ~ 190 ℃ 용융점도에서 점도가 거의 없는 특성을 지니는 물질로서 싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트, 카프로락탐, 폴리올레핀, 폴리아릴레이트 및 폴리에스테르 중에서 선택된 용융점도 조절 수지를 혼합하여 제조될 수 있다. 특히, 싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트는 135℃ 이상의 용융온도를 나타내므로 폴리카보네이트와 혼합 후 상온에서 용출되는 문제가 없으므로 이를 선택하는 것이 바람직하다. 상기 용융점도 조절 수지와 폴리카보네이트는 0.1 : 99.9 ~ 10 : 90 의 중량비로 혼합되며, 바람직하게는 1 : 99 ~ 5 : 95 의 중량비로 혼합되는 것이 좋다. 용융점도 조절 수지가 상기 범위 이하로 포함되면 융융점도가 충분히 낮아지지 않아 상용성이 떨어지고, 매트층에 충분히 함침되지 않아 매트 층간의 박리문제를 발생할 수 있으며, 상기 범위를 초과하여 포함되면 복합재의 내열성 및 충격강도가 크게 저하되는 문제가 있다. The resin mixture is a material having almost no viscosity at a melt viscosity of 150 ~ 190 ℃ to polycarbonate by mixing a melt viscosity control resin selected from cyclic butylene terephthalate, caprolactam, polyolefin, polyarylate and polyester Can be prepared. In particular, since cyclic butylene terephthalate exhibits a melting temperature of 135 ° C. or higher, there is no problem of eluting at room temperature after mixing with polycarbonate. The melt viscosity control resin and polycarbonate are mixed in a weight ratio of 0.1: 99.9 to 10: 90, preferably mixed in a weight ratio of 1: 99 to 5: 95. If the melt viscosity control resin is contained within the above range, the melt viscosity is not sufficiently low, the compatibility is low, and the mat layer may not be sufficiently impregnated, which may cause a problem of peeling between the mat layers. And impact strength is greatly reduced.

용융점도 조절 수지로서 단분자 형태의 싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트(Cyclic Butylene Terephthalate, CBT)는 중합반응을 통해 고분자 형태의 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)가 되며, 카프로락탐은 중합반응을 통해 폴리아마이드(나일론 수지)가 된다. As the melt viscosity controlling resin, cyclic butylene terephthalate (CBT) in the form of a single molecule becomes a polybutylene terephthalate (PBT) in a polymer form through a polymerization reaction, and caprolactam is a polyamide through a polymerization reaction. (Nylon resin).

일반적으로 고분자 소재를 이용한 복합체를 제조할 경우, 보강제 소재를 고분자 소재가 감싸는 형태로 제작되는데, 이때 보강재 소재가 고분자 소재에 충분히 함침되어야 하며, 함침도가 높을수록 기계적 물성이 우수해진다. 하지만, 내열성과 충격강도 등 열적, 기계적 강도가 우수한 고분자 소재는 점탄성을 갖고 있으며, 용융점도가 매우 커서 상기 섬유 매트(fiber mat)층 사이로 함침이 매우 어렵기 때문에, 섬유(fiber) 함량이 높은 고강도용 복합체 제조가 어려운 실정이다. 상기의 문제를 해결하기 위해 쉬트 몰딩 컴파운드(Sheet Molding Compound, SMC), 벌크 몰딩 컴파운드(Bulk Molding Compound, BMC) 공법들이 개발되어 일부 제품에 적용 중 이지만, 이러한 공법에 적용되는 고분자 수지는 열가소성이 아닌 열경화성 수지를 이용하므로 제작에 필요한 비용과 시간이 많이 소모될 뿐만 아니라, 리싸이클에 불리한 단점이 있다. 또한 섬유 매트층 안의 섬유 사이로 고분자 수지가 충분히 함침이 되지 않아 고분자 수지가 응고된 후 미 충진 된 부분에서는 피로파괴의 시발점이 되는 내구력 문제를 내포하고 있다. 본 발명에서는 이와 같은 단점을 해결하고자 연구 노력한 결과, 섬유(Fiber) 사이로 수지의 침투가 용이하고, 함침율이 높으며, 궁극적으로 물성향상을 유도할 수 있는 소재를 사용하였다. 더욱 구체적으로, 초기에는 파우더(powder) 형태의 단분자 구조를 갖고 있지만, 이를 가열하면 용융점 이상의 온도에서 점도가 매우 낮아지며, 점도가 낮은 상태에서 섬유(Fiber) 사이로 침투가 용이하게 일어나는 수지를 이용하였다. 이로 인하여 섬유(fiber)함량이 45 ~ 65 부피% 인, 섬유(fiber) 함량이 높은 고성능 열가소성 플라스틱 복합체의 제조가 가능하다.In general, when manufacturing a composite using a polymer material, the reinforcing material is manufactured in a form in which the polymer material is wrapped, wherein the reinforcing material should be sufficiently impregnated in the polymer material, and the higher the impregnation degree, the better the mechanical properties. However, polymer materials having excellent thermal and mechanical strength, such as heat resistance and impact strength, have viscoelastic properties and have a very high melt viscosity, so that impregnation between the fiber mat layers is very difficult. It is difficult to prepare a composite for the situation. In order to solve the above problems, Sheet Molding Compound (SMC) and Bulk Molding Compound (BMC) methods have been developed and applied to some products, but the polymer resin applied to these methods is not thermoplastic. Since the thermosetting resin is used, not only the cost and time required for manufacturing are consumed, but there are disadvantages in recycling. In addition, the polymer resin is not sufficiently impregnated between the fibers in the fibrous mat layer, and the polymer resin is solidified, thereby imparting a durability problem that is the starting point of fatigue failure in the unfilled portion. In the present invention, as a result of research efforts to solve the disadvantages, it is easy to penetrate the resin between the fibers (Fiber), the impregnation rate is high, and ultimately used a material that can induce physical properties. More specifically, it has a powder-like monomolecular structure, but when it is heated, the viscosity is very low at a temperature above the melting point, and a resin that easily penetrates between fibers at low viscosity is used. . This enables the production of high performance thermoplastic composites with a high fiber content, with a fiber content of 45-65% by volume.

한편 상기 수지 혼합물은 UV 안정제, 색상 조절 첨가제 등을 추가적으로 포함할 수 있다. Meanwhile, the resin mixture may further include a UV stabilizer, a color control additive, and the like.

본 발명은 수지 혼합물을 섬유 매트층 표면에 도포하는 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체의 제조 과정에도 그 특징이 있으며 하기에서 자세히 설명하겠다.The present invention is also characterized in the manufacturing process of the thermoplastic composite composite for a hybrid front end module carrier for applying the resin mixture on the surface of the fiber mat layer will be described in detail below.

하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체는 다음의 3 단계를 통하여 제조된다.Thermoplastic composites for hybrid front end module carriers are produced in three steps:

용융점도 조절 수지와 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 0.1 : 99.9 ~ 10 : 90 중량부로 혼합하여 수지 혼합물을 얻는 제 1 단계; A first step of mixing a melt viscosity controlling resin and a polycarbonate in an amount of 0.1: 99.9 to 10: 90 parts by weight to obtain a resin mixture;

섬유 매트층에 상기 수지 혼합물을 균일하게 도포하는 제 2 단계; 및A second step of uniformly applying the resin mixture to a fiber mat layer; And

상기 수지 혼합물이 균일하게 도포된 섬유 매트층에 250 ~ 300 ℃ 온도에서 10분 ~ 1시간 동안 열처리하여 수지 혼합물을 섬유 매트층에 함침 및 중합시키는 제 3 단계;A third step of impregnating and polymerizing the resin mixture in the fiber mat layer by heat-treating the fiber mat layer uniformly coated at a temperature of 250 to 300 ° C. for 10 minutes to 1 hour;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리트 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체의 제조 방법을 그 특징으로 한다.Characterized in that the method for producing a thermoplastic composite composite for a hybrid front end module carrier comprising a.

하기에서 각 단계에 대하여 자세히 설명하겠다.Each step will be described in detail below.

제 1 단계에서는, 싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트, 카프로락탐, 폴리올레핀, 폴리아릴레이트 및 폴리에스테르 중에서 선택된 용융점도 조절 수지와 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 0.1 : 99.9 ~ 10 : 90 중량부로 혼합하여 수지 혼합물을 제조한다.In the first step, the resin mixture is mixed by mixing 0.1 to 99.9 to 10:90 parts by weight of a melt viscosity adjusting resin and polycarbonate selected from cyclic butylene terephthalate, caprolactam, polyolefin, polyarylate and polyester. Manufacture.

제 2 단계에서는, 섬유 매트층 위에 상기 수지 혼합물(2)을 고르게 도포 한 후 마지막 3 단계에서는 250 ℃ ~ 300 ℃로 가열 처리하여 함침 및 중합반응을 진행한다. 더욱 바람직하게는 260 ℃ ~ 290 ℃ 에서 진행한다. 상기 가열처리온도가 250 ℃ 이하의 경우 수지의 용융이 일어나지 않아, 고체분말 상태로 존재하여 물성저하의 원인이 되며, 300 ℃ 이상의 경우, 수지의 열화에 의해 물성이 저하되는 문제가 발생한다. In the second step, the resin mixture 2 is evenly applied on the fibrous mat layer, and in the final three steps, the resin mixture 2 is heated to 250 ° C to 300 ° C for impregnation and polymerization. More preferably, it advances at 260 degreeC-290 degreeC. When the heat treatment temperature is 250 ° C. or less, melting of the resin does not occur, and the resin is present in a solid powder state, which causes a decrease in physical properties. When the temperature is 300 ° C. or more, a problem arises in that physical properties decrease due to deterioration of the resin.

이와 같은 공정을 통하여 제조된 프리프레그의 두께는 0.7 ~ 3.0 mm 이며, 바람직하게는 1.0 ~ 2.0 mm 이다. 이때 프리프레그의 두께가 0.7 mm 이하이면 강도가 부족한 문제가 발생하고, 3.0 mm 이상이면 복잡한 형상을 갖는 제품을 제조하기 어려운 문제가 발생한다.The thickness of the prepreg produced through such a process is 0.7 to 3.0 mm, preferably 1.0 to 2.0 mm. In this case, if the thickness of the prepreg is 0.7 mm or less, a problem of insufficient strength occurs, and if it is 3.0 mm or more, a problem of difficulty in manufacturing a product having a complicated shape occurs.

상기와 같은 공정을 통하여 제조된 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체는 200 ~ 290 ℃에서 예열 후 열성형 금형에 삽입하여 5 ~ 10 기압의 압력으로 눌러 프론트 엔드 모듈 캐리어 제품을 제조한다. 이때 프레스 압력이 5 기압 이하이면 매트간 결합이 충분하지 않아 매트간 층 분리가 되는 문제가 발생 할 수 있고, 10 기압 이상이면 유리 섬유가 프레스압에 의해 파손되는 문제가 발생할 수 있다.
The thermoplastic composite composite for the hybrid front end module carrier manufactured by the above process is preheated at 200 to 290 ° C. and then inserted into a thermoforming mold to press the pressure of 5 to 10 atm to produce a front end module carrier product. At this time, if the press pressure is 5 atm or less, there is a problem that the mat between the mat is not enough due to the separation between the mat may occur, and if more than 10 atm may cause a problem that the glass fiber is damaged by the press pressure.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.

실시예 1~2Examples 1-2

하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조를 위해 우선 섬유 매트층을 구성하였다. 상기 유리 섬유 매트를 사용하였으며, 이 때 유리 섬유 매트의 적층구조는 최대강성을 보유하도록 다음과 같은 순서로 적층하였다. 위브(weave)(0/90°) + 바이엑스(biax)(+45/-45°) + 바이엑스(+45/-45°) + 위브(0/90°)의 4 층의 구조를 갖도록 유리 매트(glass mat)를 겹쳐서 적층하였다. A fibrous mat layer was first constructed for the production of hybrid front end module carriers. The glass fiber mat was used, and the laminated structure of the glass fiber mat was laminated in the following order so as to retain maximum rigidity. To have a four-layer structure of weave (0/90 °) + biax (+ 45 / -45 °) + biex (+ 45 / -45 °) + weave (0/90 °) Glass mats were stacked on top of each other.

그리고, 싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트(Cyclic Butylene Terephthalate, CBT)(Cyclics사 제품) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)(LG Dow사 제품)를 3 : 97의 중량비로 혼합하여 수지 혼합물을 얻었으며, 이를 상기 섬유 매트층에 고르게 도포한 후 190 ℃에서 10 분간 열처리하여 중합반응을 진행하였다. 이때 유리 섬유 매트(Glass fiber Mat)의 함량은 각각 50 부피%(실시예 1), 55 부피%(실시예 2)로 조절하였다. Cyclic butylene terephthalate (CBT) (manufactured by Cyclics) and polycarbonate (PC) (manufactured by LG Dow) were mixed in a weight ratio of 3:97 to obtain a resin mixture. After the coating evenly applied to the fiber mat layer was heat-treated at 190 ℃ for 10 minutes to proceed with the polymerization. At this time, the content of the glass fiber mat (Glass fiber Mat) was adjusted to 50% by volume (Example 1), 55% by volume (Example 2), respectively.

상기 과정을 통해 프리프레그 형태의 매트를 제조하며 프리프레그(Prepreg)는 수지 혼합물이 용융되어 섬유 매트(Fiber Mat) 사이로 흘러들어 충분히 함침되고, 이후 냉각과정을 통하여 고화된다. 이러한 프리프레그의 두께는 1.3 mm 이었다. 상기와 같이 제조된 복합체 프리프레그를 270 ℃에서 예열 시킨 후 열성형(thermoforming) 금형에 삽입하여 8 기압의 압력으로 눌러 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어 제품을 제조하였다. Through the above process to prepare a mat in the form of prepreg prepreg (prepreg) is melted into the resin mixture flows between the fiber mat (Fiber Mat) is sufficiently impregnated, and then solidified through the cooling process. The thickness of this prepreg was 1.3 mm. The composite prepreg prepared as described above was preheated at 270 ° C., inserted into a thermoforming mold, and pressed at a pressure of 8 atmospheres to prepare a hybrid front end module carrier product.

상기 실시예 1 및 2의 물성을 ASTM D3039 방법에 의하여 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of Examples 1 and 2 were measured by ASTM D3039 method, which is shown in Table 1 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 428428 485485 인장모듈러스(GPa)Tensile Modulus (GPa) 2020 2323

한편, 상기와 같이 제조된 열가소성 플라스틱 복합체의 비강도(강도를 밀도로 나눈 값) 물성을 나일론, 폴리프로필렌, 스틸, 알루미늄과 비교하면 다음 표 2와 같다. On the other hand, compared to the nylon, polypropylene, steel, aluminum properties of the specific strength (value divided by the density) physical properties of the thermoplastic composite prepared as described in Table 2 below.

구분division 실시예 1
Example 1
나일론
(Nylon)
nylon
(Nylon)
폴리프로필렌
(PP)
Polypropylene
(PP)
유리섬유35%
/나일론
Fiberglass 35%
/nylon
스틸steal 알루미늄aluminum
비강도
(σ/ρ: MPa)
Nasal strength
(σ / ρ: MPa)
238238 6969 3737 120120 4242 115115
인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
428428 7878 3333 192192 346346 312312
밀도
(g/cm3)
density
(g / cm 3)
1.81.8 1.131.13 0.90.9 1.61.6 8.38.3 2.72.7

표 2의 물성 결과를 보면 본 발명의 조성물과 제조방법을 통하여 형성된 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 플라스틱이 비강도, 인장강도, 밀도의 물성이 우수함을 알 수 있다.The physical properties of Table 2 show that the plastic for hybrid front end module carrier formed through the composition and the manufacturing method of the present invention has excellent physical properties of specific strength, tensile strength and density.

상기 공정을 통해 제작된 성형품을 프론트 엔드 모듈 캐리어 금형에 인서트하고 PA6소재를 이용하여 일반적인 사출공정을 통해 프론트 엔드 모듈 캐리어를 제작 하였다. 이때 사출공정은 통상적으로 강판을 인서트하여 제작하는 기존공정과 동일하다.
The molded product manufactured by the above process was inserted into the front end module carrier mold, and the front end module carrier was manufactured through a general injection process using a PA6 material. In this case, the injection process is usually the same as the existing process of manufacturing by inserting the steel sheet.

비교예 1 ~ 2Comparative Examples 1 and 2

하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어 제조를 위해 우선 섬유 매트층을 구성하였다. 상기 유리 섬유 매트를 사용하였으며, 이 때 유리 섬유 매트의 적층구조는 최대강성을 보유하도록 다음과 같은 순서로 적층하였다. 위브(weave)(0/90°) + 바이엑스(biax)(+45/-45°) + 바이엑스(+45/-45°) + 위브(0/90°)의 4 층의 구조를 갖도록 유리 매트(glass mat)를 겹쳐서 적층하였다. A fibrous mat layer was first constructed for the production of hybrid front end module carriers. The glass fiber mat was used, and the laminated structure of the glass fiber mat was laminated in the following order so as to retain maximum rigidity. To have a four-layer structure of weave (0/90 °) + biax (+ 45 / -45 °) + biex (+ 45 / -45 °) + weave (0/90 °) Glass mats were stacked on top of each other.

그리고, 싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트(Cyclic Butylene Terephthalate, CBT)(Cyclics사 제품) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)(LG Dow사 제품)를 3 : 97의 중량비로 혼합하여 수지 혼합물을 얻었으며, 이를 상기 섬유 매트층에 고르게 도포한 후 190 ℃에서 10 분간 열처리하여 중합반응을 진행하였다. Cyclic butylene terephthalate (CBT) (manufactured by Cyclics) and polycarbonate (PC) (manufactured by LG Dow) were mixed in a weight ratio of 3:97 to obtain a resin mixture. After the coating evenly applied to the fiber mat layer was heat-treated at 190 ℃ for 10 minutes to proceed with the polymerization.

상기 과정을 통해 프리프레그 형태의 매트를 제조하며 프리프레그(Prepreg)는 수지 혼합물이 용융되어 섬유 매트(Fiber Mat) 사이로 흘러들어 충분히 함침되고, 이후 냉각과정을 통하여 고화된다. 이러한 프리프레그의 두께는 1.3 mm 이었다. 상기와 같이 제조된 복합체 프리프레그를 270 ℃에서 예열 시킨 후 열성형(thermoforming) 금형에 삽입하여 8 기압의 압력으로 눌러 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어 제품을 제조하였다. Through the above process to prepare a mat in the form of prepreg prepreg (prepreg) is melted into the resin mixture flows between the fiber mat (Fiber Mat) is sufficiently impregnated, and then solidified through the cooling process. The thickness of this prepreg was 1.3 mm. The composite prepreg prepared as described above was preheated at 270 ° C., inserted into a thermoforming mold, and pressed at a pressure of 8 atmospheres to prepare a hybrid front end module carrier product.

이때 유리 섬유 매트(Glass fiber Mat)의 함량에 따른 물성 변화를 비교하기 위하여 30 부피%(비교예 1), 40 부피%(비교예 2)를 갖는 시편을 각각 제조하여 실시예의 시편과 비교하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다. At this time, in order to compare the change in physical properties according to the content of the glass fiber mat (30% by volume) (Comparative Example 1), 40% by volume (Comparative Example 2) were prepared and compared with the specimens of the examples, The results are shown in Table 3 below.

구분division 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 168168 267267 인장모듈러스(GPa)Tensile Modulus (GPa) 13.813.8 16.316.3

실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2의 결과에서와 같이 유리 섬유(Glass Fiber)의 함량이 높을수록 기계적 물성이 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 하지만 유리 섬유의 함량이 60 부피%를 넘게 되면 시편제작에 어려움이 있으며, 이는 가압공정시 유리 섬유가 부분적으로 파손되기 쉽다. 따라서 제품 생산성을 고려한다면 유리 섬유 매트의 함량은 바람직하게 45 ~ 60 부피%에 가장 적합하였다.
As in the results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the higher the content of the glass fiber (Glass Fiber) was confirmed that the mechanical properties increase. However, when the glass fiber content exceeds 60% by volume, it is difficult to prepare a specimen, which is likely to partially break the glass fiber during the pressing process. Therefore, considering the product productivity, the content of the glass fiber mat was preferably most suitable for 45 to 60% by volume.

실시예 3 ~ 4Examples 3-4

싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트의 함량에 따른 물성 변화를 확인하기 위하여 싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트와 폴리카보네이트의 중량비를 1 : 99(실시예 3), 5 : 95(실시예 4)로 변화시켜가며 시편을 제조하였다. 제조 방법은 실시예 1에 나타나 있는 방법과 동일한 방법(유리 섬유 매트 함량 50 부피%)으로 제조하였다. In order to confirm the change in physical properties according to the content of cyclic butylene terephthalate, the weight ratio of cyclic butylene terephthalate and polycarbonate was changed to 1:99 (Example 3) and 5:95 (Example 4). Was prepared. The production method was prepared by the same method as shown in Example 1 (glass fiber mat content 50% by volume).

상기 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다. The physical properties of the prepared specimens were measured and shown in Table 4 below.

구분division 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 425425 415415 인장모듈러스(GPa)Tensile Modulus (GPa) 1919 1717

상기 표 4에서 보는 바와 같이 알 수 있듯이, 싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트의 함량이 높아지면 폴리카보네이트의 함량이 감소하여 기계적 강도가 다소 감소하나, 그 변화는 그다지 크지 않음을 확인할 수 있었다. As can be seen from Table 4, when the content of the cyclic butylene terephthalate is increased, the content of polycarbonate is reduced, the mechanical strength is somewhat reduced, but the change is not so large.

Claims (4)

섬유 매트(fiber mat) 층이 45 ~ 65 부피%를 차지하며;
싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트, 카프로락탐, 폴리올레핀, 폴리아릴레이트 및 폴리에스테르 중에서 선택된 용융점도 조절 수지와 폴리카보네이트(Polycarbonate)가 0.1 : 99.9 ~ 10 : 90 의 중량비로 혼합된 수지 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체.
The fiber mat layer comprises 45 to 65% by volume;
Melt viscosity control resin and polycarbonate selected from cyclic butylene terephthalate, caprolactam, polyolefin, polyarylate and polyester comprises a resin mixture in a weight ratio of 0.1: 99.9 to 10: 90 Thermoplastic composite for hybrid front end module carriers.
제 1 항에 있어서, 상기 용융점도 조절 수지는 싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체.
The thermoplastic composite of claim 1, wherein the melt viscosity controlling resin is a cyclic butylene terephthalate.
제 1 항에 있어서, 상기 섬유 매트층은 유리 섬유(Glass fiber) 또는 탄소 섬유(Carbon fiber) 중에서 선택된 1 종 이상의 층을 결합 또는 접합시켜 형상을 유지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체.
The thermoplastic mat of claim 1, wherein the fiber mat layer maintains its shape by bonding or bonding one or more layers selected from glass fibers or carbon fibers. Plastic composites.
싸이클릭 뷰틸렌 테레프탈레이트, 카프로락탐, 폴리올레핀, 폴리아릴레이트 및 폴리에스테르 중에서 선택된 용융점도 조절 수지와 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 0.1 : 99.9 ~ 10 : 90 중량부로 혼합하여 수지 혼합물을 얻는 단계;
섬유 매트층에 상기 수지 혼합물을 균일하게 도포하는 단계; 및
상기 수지 혼합물이 균일하게 도포된 섬유 매트층에 250 ~ 300 ℃ 온도에서 10분 ~ 1시간 동안 열처리하여 수지 혼합물을 섬유 매트층에 함침 및 중합시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 프론트 엔드 모듈 캐리어용 열가소성 플라스틱 복합체의 제조 방법.
Mixing a melt viscosity adjusting resin and a polycarbonate selected from cyclic butylene terephthalate, caprolactam, polyolefin, polyarylate, and polyester at 0.1: 99.9 to 10: 90 parts by weight to obtain a resin mixture;
Uniformly applying the resin mixture to a fiber mat layer; And
Impregnating and polymerizing the resin mixture in the fiber mat layer by heat treatment at a temperature of 250 ° C. to 300 ° C. for 10 minutes to 1 hour on the uniformly coated fiber mat layer;
Method for producing a thermoplastic plastic composite for a hybrid front-end module carrier comprising a.
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