KR101199652B1 - 균일한 코팅 중량의 프리프레그용 수지필름 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리프레그용 수지필름 제조장치에 관한 것으로서, 상세하게는 고분자 수지의 코팅에 사용되는 롤러를 틸트하여 장축 방향이 서로 어긋나게 배치하여 롤러 갭의 가운데 부분은 가장 좁고, 가장자리로 갈수록 넓어지는 형태를 가지게 하여 균일한 코팅 중량을 갖는 프리프레그를 제조할 수 있는 균일한 코팅 중량의 프리프레그용 수지필름 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것이다.

Description

균일한 코팅 중량의 프리프레그용 수지필름 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING RESIN FILM FOR UNIFORM COATING WEIGHT PREPREG}

본 발명은 프리프레그용 수지필름 제조장치에 관한 것으로서, 상세하게는 고분자 수지의 코팅에 사용되는 롤러를 틸트하여 장축 방향이 서로 어긋나게 배치하여 롤러 갭의 가운데 부분은 가장 좁고, 가장자리로 갈수록 넓어지는 형태를 가지게 하여 균일한 코팅 중량을 갖는 프리프레그를 제조할 수 있는 균일한 코팅 중량의 프리프레그용 수지필름 제조장치에 관한 것이다.

고분자 수지를 매트릭스로 하는 섬유강화 복합재료는, 역학특성, 내식성 등이 우수하여 기계, 전자, 건축 산업 등에 폭넓게 사용되고 있다. 섬유강화 복합재료는 매트릭스 수지의 조성, 보강섬유의 조합 등에 의해 다양한 물성의 발현이 가능하며, 이러한 섬유강화 복합재료의 한 종류가 프리프레그 이다.

프리프레그는 일반적으로 시트 형상을 하고 있고, 직물 형태의 보강섬유에 액체 수지를 함침시킨 후 건조 내지는 반경화 하여 얻어진다. 보강섬유로는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 등을 사용하는데, 프리프레그를 제조하는 방법은 크게 두가지로 구별된다.

하나는, 직물 형태의 보강섬유를 수지에 침지시킴으로써 수지를 보강섬유에 함침시키는 침지법으로서 제조과정이 단순하면서도 연속적인 프리프레그의 제조가 가능하다는 장점을 갖는다. 그러나, 침지법의 경우 보강섬유 내에 공기가 잡혀서 비함침부를 남길 수 있다는 단점이 있다.

다른 한가지 방법은 핫멜트법으로서, 핫멜트법에서는 수지가 도포된 이형지와 보강섬유를 맞붙인 다음 이를 가열 및 가압함으로써 수지를 녹여 보강섬유에 함침시키는 방법이다. 도 1은 기존의 핫멜트법에 의한 수지필름 제조과정을 도식화한 것이고, 도 2는 기존의 핫멜트법에 의한 함침공정을 도식화한 것이다. 좀더 자세히 설명하면, 핫멜트법은 이형지 위에 수지가 도포된 수지필름 제조단계, 및 수지를 보강섬유에 녹여 함침시키는 함침단계로 구분된다. 수지필름은 액체상의 고분자 수지가 코팅된 롤러의 원주면에 이형지를 연속적으로 공급 및 프레스하여 이형지 위에 수지를 도포한 다음, 이를 냉각판(cold plate)에 통과시켜 수지층을 형성시키고, 이형지와 맞닿은 수지층의 반대 면에 이형필름을 붙임으로서 제조한다. 또한, 상기 함침단계는 제조한 수지필름에서 이형필름을 벗긴 후, 이형필름과 맞닿았던 수지층의 한쪽 면을 보강섬유과 접촉시킨 다음, 이를 가열 및 프레스함으로써 보강섬유 내로 수지를 녹여 함침시킨다.

그러나, 핫멜트법에서는 이형지 위에 수지가 도포되는 수지필름 제조단계에서 롤러들(도 1에서 이형지가 공급되는 롤러(1)과 고분자 수지가 코팅된 롤러(2) 해당)이 장시간 운전을 하게 되면 롤러들의 중간 부분이 롤러들의 양측면에 비하여 벌어지게 되고, 이로 인하여 롤러들의 중간부분에는 더욱 많은 수지가 도포되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 고분자 수지의 코팅에 사용되는 롤러를 틸트하여 장축 방향이 서로 어긋나게 배치하여 롤러 갭의 가운데 부분은 가장 좁고, 가장자리로 갈수록 넓어지는 형태를 가지게 하여 균일한 코팅 중량을 갖는 프리프레그를 제조할 수 있는 균일한 코팅 중량의 프리프레그용 수지필름 제조장치 및 이를 이용한 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 이형지에 액체상의 고분자 수지를 도포하기 위한 프리프레그용 수지필름 제조장치는 이형지가 공급되는 롤러와 액체상의 고분자 수지가 코팅된 롤러의 장축 방향이 서로 어긋나게 배치하여 상기 양 롤러 사이 갭의 가운데 부분은 가장 좁고, 상기 양 롤러의 가장자리로 갈수록 상기 양 롤러 사이 갭이 넓어지는 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 양 롤러의 장축이 0.1 ~ 10도 어긋나게 배치된다.

본 발명에 의한 균일한 코팅 중량의 프리프레그용 수지필름 제조방법은 이형지가 공급되는 롤러의 축과 상기 고분자 수지가 코팅된 롤러의 축이 서로 어긋나게 배치하여 상기 양 롤러 사이 갭의 가운데 부분은 가장 좁고, 상기 양 롤러의 가장자리로 갈수록 상기 양 롤러 사이 갭이 넓어지는 형태를 가지는 제조장치를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프리프레그 제조방법은 프리프레그 제조에 사용되는 수지 필름의 증량편차를 해결하여 프리프레그의 품질을 향상시킬 수 있으며, 따라서 최종 성형품의 물성 및 치수 안정성에 기여할 수 있다.

도 1은 기존의 핫멜트법에 의한 수지필름 제조과정을 도식화한 것이다.
도 2는 기존의 핫멜트법에 의한 함침공정을 도식화한 것이다.
도 3은 본 발명의 프리프레그 제조장치를 도식화한 것이다.
도 4는 두 축의 확대도이다.

이하에서는 본 발명을 더욱 자세하게 설명하겠다.

일반적으로 프리프레그의 제조방법은 액체상의 고분자 수지가 코팅된 롤러의 원주면에 이형지를 공급하여 이형지에 액체상의 고분자 수지를 도포하는 단계; 및 이형지에 도포된 액체상의 고분자 수지를 냉각하여 수지층을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명은 이 중 액체상의 고분자 수지가 코팅된 롤러의 원주면에 이형지를 공급하여 이형지에 액체상의 고분자 수지를 도포하는 단계와 관련된다.

도 3은 본 발명의 프리프레그 제조장치를 도식화한 것으로 종래 기술에서의 도 1에 대응하는 도면이고, 도 4는 두 축만을 확대 도시한 것으로서 (a)는 위에서 본 도면이고, (b)는 측면에서 본 그림이다. 도 3과 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 프리프레그 제조장치는 이형지가 공급되는 롤러(1)와 액체상의 고분자 수지가 코팅된 롤러(20)가 맞닿으면서 이형지에 액체상의 고분자 수지를 도포시키되, 상기 이형지가 공급되는 롤러(1)의 축과 상기 고분자 수지가 코팅된 롤러의 축(20)의 장축 방향이 서로 어긋나게 배치하여 상기 양 롤러 사이 갭의 가운데 부분은 가장 좁고, 상기 양 롤러의 가장자리로 갈수록 상기 양 롤러 사이 갭이 넓어지는 형태를 가진다. 바람직하게는 상기 이형지가 공급되는 롤러의 축과 상기 고분자 수지가 코팅된 롤러의 축은 상기 두 축의 중간부분을 기준으로 0.1 ~ 10 도 틀어지게 설치한다. 여기서 각도가 0.1도 미만이면 본 발명에 의해 향상되는 효과가 거의 없으며, 각도가 10도 이상이면 가장자리 부분의 균일성이 떨어진다.

이는 이형지가 공급되는 롤러의 축과 상기 고분자 수지가 코팅된 롤러의 축이 상기 두 축의 중간부분을 중심으로 서로 일정한 각도 내에서 틀어져 있음으로 인하여 양 축의 중간부분에서 두축 사이의 갭보다 양축의 양말단에서의 두축 사이의 갭이 더욱 벌어지게 되고, 이로 인하여 장시간 운전을 하여 양축의 중간부분이 추가로 더 벌어지더라도 양축의 양말단 사이의 갭과 비슷하게 되고, 이로 인하여 균일한 수지의 도포가 가능하게 된다.

참고로 도 3에서는 고분자 수지가 코팅된 롤러의 축이 틀어진 것으로 도시하였지만, 필요에 따라서는 이형지가 공급되는 롤러의 축이 틀러질 수도 있고, 둘 다 틀어질 수도 있다.

본 발명에 의한 제조방법은 상기된 제조장치를 이용하여 균일한 코팅이 가능하게 한다.

즉 본 발명에 의한 프리프레그용 수지필름 제조방법은 이형지가 공급되는 롤러와 액체상의 고분자 수지가 코팅된 롤러가 맞닿으면서 이형지에 액체상의 고분자 수지를 도포하는 단계에서, 상기 이형지가 공급되는 롤러의 축과 상기 고분자 수지가 코팅된 롤러의 축이 서로 어긋나게 배치하여 상기 양 롤러 사이 갭의 가운데 부분은 가장 좁고, 상기 양 롤러의 가장자리로 갈수록 상기 양 롤러 사이 갭이 넓어지는 형태를 가지는 제조장치를 이용하여 프리프레그를 제조한다.

Claims (3)

1. 이형지에 액체상의 고분자 수지를 도포하기 위한 프리프레그용 수지필름 제조장치에 있어서,
   상기 프리프레그용 수지필름 제조장치는 이형지가 공급되는 롤러와 액체상의 고분자 수지가 코팅된 롤러의 장축 방향이 0.1 ~ 10도 서로 어긋나게 배치하여 상기 양 롤러 사이 갭의 가운데 부분은 가장 좁고, 상기 양 롤러의 가장자리로 갈수록 상기 양 롤러 사이 갭이 넓어지는 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 균일한 코팅 중량의 프리프레그용 수지필름 제조장치.
   
   
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