KR101283827B1 - 고화 및 가수분해를 방지할 수 있는 압출/사출 동시 성형 장치 및 이를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법 - Google Patents

고화 및 가수분해를 방지할 수 있는 압출/사출 동시 성형 장치 및 이를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

중간재가 공기 중에 노출되어 고화 및 가수분해되는 것을 방지하여 길이 보전으로 기계적 물성이 우수하며, 직접 혼합을 통하여 첨가제의 구성비를 조절할 수 있는 압출/사출 동시 성형 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 압출/사출 동시 성형 장치는 열가소성 플라스틱이 투입되는 제1 주입부, 상기 제1 주입부의 주변에 배치되며 보강재가 투입되는 제2 주입부 및 상기 제1 및 제2 주입부와 연통되어 상기 제1 및 제2 주입부로부터 제공되는 열가소성 플라스틱 및 보강재를 용융 혼련시켜 중간재를 생성하는 혼합부를 갖는 압출부; 상기 압출부의 혼합부와 연통되어 용융 혼련된 중간재가 공기와 노출되는 것을 차단하며, 상기 혼합부로부터의 중간재를 공급받아 금형으로 사출하는 사출부; 및 상기 압출부와 사출부 사이에 배치되며, 상기 혼합부의 중간재를 사출부에 선택적으로 공급 또는 차단하는 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고화 및 가수분해를 방지할 수 있는 압출/사출 동시 성형 장치 및 이를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법{EXTRUSION AND INJECTION SIMULTANEOUS FORMING DEVICE PREVENTING SOLIDIFICATION AND HYDROLYSIS AND MANUFACTURING METHOD OF LONG FIBER THERMOPLASTIC STRENGTH COMPLEX MATERIAL USING THE SAME}
본 발명은 압출/사출 동시 성형 장치 및 이를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중간재가 공기 중에 노출되지 않는 압출/사출 동시 성형 장치를 제공하는 것을 통하여 중간재가 고화 및 가분 분해되는 것을 방지하며, 보강섬유의 길이 보전으로 기계적 물성이 우수하며, 직접 혼합을 통하여 첨가제의 구성비를 조절할 수 있는 압출/사출 동시 성형 장치 및 이를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 경량화를 목적으로 금속 대체용으로 재생 플라스틱 제품이 사용되고 있다. 일반적으로, 열가소성 수지만을 이용하여 사출 등의 공법으로 성형되는 플라스틱 제품의 경우 강도 및 강성이 부족하여 금속을 대체하기에는 어려움이 따르고 있다.
이에 대한 해결책으로, 열가소성 수지에 보강재를 함침시킨 고강도 플라스틱 제품이 금속 대체용으로 사용되고 있는 추세이다.
이때, 사출성형 공법으로도 보강재가 혼합된 고강도 플라스틱을 제조할 수 있다. 그러나, 장섬유 강화 플라스틱(LFT-D)의 물성이 우수한 것은 보강재로 사용되는 섬유의 길이가 최종 제품에서 길게 남아 있을 수 있기 때문이다.
일반적으로, 열가소성 플라스틱에 보강재가 혼합된 고강도 플라스틱 제품은 LFT-D(Direct Long Fiber Thermoplastic) 공법을 통하여 제조되고 있다.
상기 LFT-D 공법은 1차 압출기에서 열가소성 수지 및 첨가제가 혼합되어 2차 압출기로 이송되고, 2차 압출기에서는 보강재가 투입되어 혼합된 중간재가 만들어진다. 상기 중간재는 온도 조절기능이 있는 터널을 통과하여 금형으로 이송되고 금형에서 압력을 가하여 최종품으로 성형된다.
그러나, 종래의 LFT-D 공정은 중간재가 온도 조절기능이 있는 터널을 통과하는 과정에서 공기 중에 노출되기 때문에 중간재에 고화가 일어나 성형이 어려워지는 문제가 있다.
특히, 고온의 중간재가 공기 중에 노출될 경우, 다수의 열이력과 다양한 제조 공정을 거치기 때문에 분자량 분포가 일정하지 않고, 수분함유량이 높은 경우가 많기 때문에 가수분해의 가능성도 높다. 이러한 이유로, 종래의 LFT-D 공법을 이용할 경우, 고화가 빨리 진행되어 성형이 어렵고, 가수분해가 일어나 물성이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명의 하나의 목적은 중간재가 공기 중에 노출되는 것에 의하여 고화가 빨리 진행되거나 가수분해로 인해 기계적 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 압출/사출 동시 성형 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 압출/사출 동시 성형 장치를 이용하여 고강도 및 고강성을 갖는 열가소성 장섬유 복합재를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치는 열가소성 플라스틱이 투입되는 제1 주입부, 상기 제1 주입부의 주변에 배치되며 보강재가 투입되는 제2 주입부 및 상기 제1 및 제2 주입부와 연통되어 상기 제1 및 제2 주입부로부터 제공되는 열가소성 플라스틱 및 보강재를 용융 혼련시켜 중간재를 생성하는 혼합부를 갖는 압출부; 상기 압출부의 혼합부와 연통되어 용융 혼련된 중간재가 공기와 노출되는 것을 차단하며, 상기 혼합부로부터의 중간재를 공급받아 금형으로 사출하는 사출부; 및 상기 압출부와 사출부 사이에 배치되며, 상기 혼합부의 중간재를 사출부에 선택적으로 공급 또는 차단하는 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법은 압출부의 제1 및 제2 주입부에 열가소성 플라스틱 및 보강재를 투입하는 원료 투입 단계; 상기 제1 및 제2 주입부로부터 상기 제1 및 제2 주입부와 연통되는 혼합부에 공급되는 열가소성 플라스틱 및 보강재를 용융 혼련시켜 중간재를 생성하는 중간재 생성 단계; 상기 압출부 및 상기 압출부의 혼합부에 연통되는 사출부 사이에 배치되는 밸브를 개방하여, 상기 용융 혼련된 중간재를 사출부의 임시 저장부에 저장하는 중간재 저장 단계; 및 상기 임시 저장부에 저장된 중간재를 사출기의 피스톤 유닛으로 금형에 주입하여 열가소성 장섬유 강화 복합재를 형성하는 사출 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 압출/사출 동시 성형 장치는 혼합부 내에서 직접 혼합이 가능하기 때문에 보강재로 사용되는 섬유의 길이를 보전할 수 있을 뿐만 아니라 중간재 원료의 첨가량을 조절하는 것이 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 압출/사출 동시 성형 장치를 이용하여 열가소성 장섬유 강화 복합재를 제조할 경우, 혼합부 내에서 용융 혼련된 중간재가 공기 중에 노출되는 것 없이 금형 내부에서 사출 성형이 이루어질 수 있다. 따라서, 중간재가 고화되거나 가수분해되는 것을 미연에 방지할 수 있으므로 열가소성 장섬유 강화 복합재의 기계적 물성이 향상될 수 있다.
따라서, 상기 제조 방법으로 제조되는 장섬유 강화 복합재는 자동차용 언더커버, 계기판(instrument panel), 시트 백 프레임(seat back frame), 로드 플로어(road floor), 러기지 커버, 건축용 바닥재 등으로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고화 및 가수분해를 방지할 수 있는 압출/사출 동시 성형 장치 및 이를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치(100)는 압출부(120), 사출부(140) 및 밸브(160)를 포함한다.
압출부(120)는 상단에 배치되어 열가소성 플라스틱(115)이 투입되는 제1 주입부(122), 상기 제1 주입부(122)의 주변에 배치되며 보강재(125)가 투입되는 제2 주입부(124) 및 상기 제1 및 제2 주입부(122, 124)와 연통되어 상기 제1 및 제2 주입부(122, 124)로부터 제공받는 열가소성 플라스틱(115) 및 보강재(125)를 용융 혼련시켜 중간재(135)를 생성하는 혼합부(130)를 포함한다.
상기 제1 주입부(122)는 열가소성 수지(112)가 투입되는 제1 용기(122a)와 상기 제1 용기(122a)와 연통되며 첨가제(114)가 투입되는 제2 용기(122b)를 포함한다. 이때, 상기 제1 용기(122a)를 통과하는 열가소성 수지(112)와 제2 용기(122b)를 통과하는 첨가제(114)의 혼합에 의하여 열가소성 플라스틱(115)이 생성된다.
이때, 상기 열가소성 수지(112)는 PP(polypropylene), PE(polyethylene), PET(polyethylene terephthalate), PBT(polybutylene terephthalate), PA(polyamide), ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 및 PC(polycarbonate)-ABS 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 첨가제(114)는 산화 방지제, 열안정제, 분산제, 상용화제, 안료, 난연제, 전도성 첨가제, 대전방지제, UV 안정제 및 나노첨가제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2 주입부(124)는 제1 주입부(122)의 주변에 배치되며 보강재(125)가 투입된다. 이때, 제2 주입부(124)는 제1 주입부(122)와 이격된 좌측에 배치하는 것이 바람직하나, 이는 일 예에 불과할 뿐, 상기 제2 주입부(124)는 제1 주입부(122)와 이격된 우측에 배치될 수도 있으며, 그 배치는 다양한 형태로 변경할 수 있다.
이때, 상기 보강재(125)는 유리 섬유, 탄소 섬유, 바잘트(basalt) 섬유, 아라미드 섬유 및 천연섬유 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
혼합부(130)는 제1 및 제2 주입부(122, 124)와 연통되어 제1 및 제2 주입부(122, 124)로부터 제공받는 열가소성 플라스틱(115) 및 보강재(125)를 용융 혼련시켜 중간재(135)를 생성한다. 상기 중간재(135)는 강도 및 성형성을 고려할 때, 열가소성 플라스틱 : 20 ~ 50 중량% 및 보강재 : 50 ~ 80 중량%를 포함하도록 배합하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 혼합부(130)의 후단은 제1 주입부(122)와 연통되고, 상기 혼합부(130)의 전단은 제2 주입부(124)와 연통되도록 설계된다. 이와 같이 설계하는 것은 제1 주입부(122)에 의하여 혼합된 열가소성 플라스틱(115)이 혼합부(130)의 후단에서 전단으로 통과하는 과정에서 혼합부(130)의 전단에 연통된 제2 주입부(124)를 빠져 나온 보강재(125)가 열가소성 플라스틱(115)에 용이하게 함침되도록 유도하기 위함이다.
사출부(140)는 압출부(120)의 혼합부(130)와 연통되어 용융 혼련된 중간재(135)가 공기와 노출되는 것을 차단하며, 상기 혼합부(130)로부터의 중간재(135)를 공급받아 금형(170)으로 사출한다.
이때, 상기 사출부(140)는 혼합부(130)로부터 공급받는 중간재(135)를 임시 저장하는 임시 저장부(142)와 상기 임시 저장부(142)에 저장된 중간재(135)를 금형(170)으로 사출하기 위한 피스톤 유닛(144)을 포함할 수 있다.
밸브(160)는 압출부(120)와 사출부(140) 사이에 배치되며, 상기 혼합부(130)의 중간재(135)를 사출기(120)에 선택적으로 공급 또는 차단한다. 이때, 상기 밸브(160)는 하나의 예를 들면, 솔라노이드 밸브가 이용될 수 있다.
전술한 구성을 갖는 압출/사출 동시 성형 장치는 혼합부 내에서 직접 혼합이 가능하기 때문에 보강재로 사용되는 섬유의 길이를 보전할 수 있을 뿐만 아니라 중간재 원료의 첨가량을 조절하는 것이 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 압출/사출 동시 성형 장치는 혼합부 내에서 용융 혼련된 중간재가 공기 중에 노출되는 것 없이 금형 내부에서 사출 성형이 이루어지므로, 중간재가 고화되거나 가수분해되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 상기 중간재가 고화되거나 가수분해에 의해 기계적 물성이 저하되는 문제를 원천적으로 방지하는 것을 통하여 열가소성 장섬유 강화 복합재의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법은 원료 투입 단계(S110), 중간재 생성 단계(S120), 중간재 저장 단계(S130) 및 사출 성형 단계(S140)를 포함한다.
원료 투입 단계(S110)에서는 압출부(120)의 상단에 위치하는 제1 및 제2 주입부(122, 124)에 열가소성 플라스틱(115) 및 보강재(125)를 투입한다.
상기 제1 주입부(122)는 열가소성 수지(112)가 투입되는 제1 용기(122a)와 상기 제1 용기(122a)와 연통되며 첨가제(114)가 투입되는 제2 용기(122b)를 포함한다. 이때, 상기 제1 용기(122a)를 통과하는 열가소성 수지(112)와 제2 용기(122b)를 통과하는 첨가제(114)의 혼합에 의하여 열가소성 플라스틱(115)이 생성된다.
상기 열가소성 수지(112)는 PP(polypropylene), PE(polyethylene), PET(polyethylene terephthalate), PBT(polybutylene terephthalate), PA(polyamide), ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 및 PC(polycarbonate)-ABS 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 첨가제(114)는 산화 방지제, 열안정제, 분산제, 상용화제, 안료, 난연제, 전도성 첨가제, 대전방지제, UV 안정제, 나노첨가제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 보강재(125)는 유리 섬유, 탄소 섬유, 바잘트 섬유, 아라미드 섬유, 천연섬유 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 혼합부(130)의 후단은 제1 주입부(122)와 연통되고, 상기 혼합부(130)의 전단은 제2 주입부(124)와 연통되도록 설계하는 것이 좋다. 이와 같이 설계할 경우, 제1 주입부(122)에 의하여 혼합된 열가소성 플라스틱(115)이 혼합부(130)의 후단에서 전단으로 통과하는 과정에서 혼합부(130)의 전단에 연통된 제2 주입부(124)를 빠져 나온 보강재(125)가 열가소성 플라스틱(115)에 용이하게 함침될 수 있게 된다.
중간재 생성 단계(S120)에서는 제1 및 제2 주입부(122, 124)로부터 상기 제1 및 제2 주입부(122, 124)와 연통되는 혼합부(130)에 공급되는 열가소성 플라스틱(115) 및 보강재(125)를 용융 혼련시켜 중간재(135)를 생성한다.
상기 중간재(135)는 열가소성 플라스틱 : 20 ~ 50 중량% 및 보강재 : 50 ~ 80 중량%를 포함하도록 배합하는 것이 바람직하다. 만약, 상기 중간재(135)의 전체 중량 중 열가소성 플라스틱(115)의 함량이 20 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 성형성 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 열가소성 플라스틱(115)의 함량이 50 중량%를 초과하여 첨가될 경우에는 강도 및 강성이 낮아져 목표로 하는 기계적 물성을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다.
이때, 도면으로 제시하지는 않았지만, 열가소성 플라스틱(115) 및 보강재(125)는 혼합부(135)에 내장된 단일 스크류 또는 이중 스크류에 의하여 용융 혼련될 수 있다. 이 경우, 용융 혼련은 열가소성 플라스틱(115) 및 보강재(125)의 혼련이 균일하게 이루어지며, 열화를 최소화할 수 있는 적정 온도 및 적정 스크류 회전 속도로 실시하는 것이 바람직하다.
중간재 저장 단계(S130)에서는 압출부(120) 및 상기 압출부(120)의 혼합부(130)에 연통되는 사출부(140) 사이에 배치되는 밸브(160)를 개방하여, 상기 용융 혼련된 중간재(135)를 사출부(140)의 임시 저장부(142)에 저장한다.
이때, 상기 사출부(140)의 임시 저장부(142)에 저장되는 중간재(130)의 양은 피스톤 유닛(144)의 후퇴 및 전진 운동에 의해 제어될 수 있다. 상기 중간재 저장 단계(S130)에서는 피스톤 유닛(144)을 후퇴시키는 것이 바람직하다.
사출 성형 단계(S140)에서는 임시 저장부(142)에 저장된 중간재(135)를 사출부(140)의 피스톤 유닛(144)을 전진시켜 일정한 압력을 가하여 금형(170)에 주입하여 열가소성 장섬유 강화 복합재(180)를 형성한다.
이러한 사출 형성 단계(S140)시에는 밸브(160)를 닫아 혼합부(130)로부터의 용융 혼련된 중간재(135)가 임시 저장부(142)로 공급되는 것을 차단하는 것이 바람직하다.
도면으로 나타내지는 않았지만, 상기 사출 성형 단계(S140)시, 섬유 부직포 또는 성형 시트(미도시)를 금형(170) 내에 미리 투입한 상태에서 사출 성형하는 인서트 몰딩을 수행할 수도 있다.
이상으로, 본 발명의 실시예에 따른 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재를 제조할 수 있다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명에 압출/사출 동시 성형 장치를 이용하여 열가소성 장섬유 강화 복합재를 제조할 경우, 혼합부 내에서 용융 혼련된 중간재가 공기 중에 노출되는 것 없이 금형 내부에서 사출 성형이 이루어질 수 있다. 따라서, 중간재가 고화되거나 가수분해되는 것을 미연에 방지할 수 있는바, 이를 통해 열가소성 장섬유 강화 복합재의 기계적 물성을 향상할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 압출/사출 동시 성형 장치 112 : 열가소성 수지
114 : 첨가제 115 : 열가소성 플라스틱
120 : 압출부 122a, 122b : 제1 및 제2 용기
122 : 제1 주입부 124 : 제2 주입부
125 : 보강재 140 : 사출부
142 : 임시 저장부 144 : 피스톤 유닛
160 : 밸브 170 : 금형
180 : 열가소성 장섬유 강화 복합재

Claims (8)

  1. 열가소성 플라스틱 20~50 중량%가 투입되는 제1 주입부, 상기 제1 주입부의 주변에 배치되며 보강재 50~80 중량%가 투입되는 제2 주입부 및 상기 제1 및 제2 주입부와 연통되어 상기 제1 및 제2 주입부로부터 제공되는 열가소성 플라스틱 및 보강재를 용융 혼련시켜 중간재를 생성하는 혼합부를 갖는 압출부;
    상기 압출부의 혼합부와 연통되어 용융 혼련된 중간재가 공기와 노출되는 것을 차단하며, 상기 혼합부로부터의 중간재를 공급받아 금형으로 사출하는 사출부; 및
    상기 압출부와 사출부 사이에 배치되며, 상기 혼합부의 중간재를 사출부에 선택적으로 공급 또는 차단하는 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출/사출 동시 성형 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주입부는
    열가소성 수지가 투입되는 제1 용기와,
    상기 제1 용기와 연통되며, 첨가제가 투입되는 제2 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출/사출 동시 성형 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사출부는
    상기 혼합부로부터 공급받는 중간재를 임시 저장하는 임시 저장부와,
    상기 임시 저장부에 저장된 중간재를 금형으로 사출하기 위한 피스톤 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 압출/사출 동시 성형 장치.
  4. 압출부의 제1 및 제2 주입부에 열가소성 플라스틱 20~50 중량% 및 보강재 50~80 중량%를 투입하는 원료 투입 단계;
    상기 제1 및 제2 주입부로부터 상기 제1 및 제2 주입부와 연통되는 혼합부에 공급되는 열가소성 플라스틱 및 보강재를 용융 혼련시켜 중간재를 생성하는 중간재 생성 단계;
    상기 압출부 및 상기 압출부의 혼합부에 연통되는 사출부 사이에 배치되는 밸브를 개방하여, 상기 용융 혼련된 중간재를 사출부의 임시 저장부에 저장하는 중간재 저장 단계; 및
    상기 임시 저장부에 저장된 중간재를 사출기의 피스톤 유닛으로 금형에 주입하여 열가소성 장섬유 강화 복합재를 형성하는 사출 성형 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사출 성형 단계시,
    상기 밸브를 닫아 상기 혼합부에서 용융 혼련된 중간재가 상기 임시 저장부로 공급되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 보강재는
    유리 섬유, 탄소 섬유, 바잘트 섬유, 아라미드 섬유 및 천연섬유 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 열가소성 플라스틱은
    PP(polypropylene), PE(polyethylene), PET(polyethylene terephthalate), PBT(polybutylene terephthalate), PA(polyamide), ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 및 PC(polycarbonate)-ABS 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열가소성 플라스틱은
    산화 방지제, 열안정제, 분산제, 상용화제, 안료, 난연제, 전도성 첨가제, 대전방지제, UV 안정제 및 나노첨가제 중 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출/사출 동시 성형 장치를 이용한 열가소성 장섬유 강화 복합재의 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160050762A (ko) 2014-10-31 2016-05-11 한국생산기술연구원 장섬유 강화 열가소성 복합재료의 성형 장치 및 이를 이용한 제조방법
KR20210050391A (ko) * 2019-10-28 2021-05-07 홍충기 대용량 사출기

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101696391B1 (ko) * 2014-04-16 2017-01-13 주식회사 엘지화학 열가소성 수지 성형품 제조 방법 및 장치
JP6396071B2 (ja) 2014-05-02 2018-09-26 兵神装備株式会社 流動体供給システム、及び成型システム
KR102163898B1 (ko) * 2017-04-19 2020-10-12 (주)엘지하우시스 섬유 강화 복합재 및 이의 제조방법
KR101974408B1 (ko) * 2017-12-13 2019-05-02 (주)엠피코 복합소재 기반의 차량용 와이퍼 성형방법
AT520183B1 (de) * 2017-12-22 2019-02-15 Engel Austria Gmbh Injektionssystem
KR102037031B1 (ko) * 2019-05-24 2019-10-25 윤진한 데크보드의 제조장치 및 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003291176A (ja) * 2002-03-25 2003-10-14 Biotech One Inc 分解性高分子重合体の成形方法およびその装置
KR20040011205A (ko) * 2002-07-29 2004-02-05 에스케이케미칼주식회사 폴리에스테르 사출성형기 및 이를 이용한 사출 성형방법
KR100761229B1 (ko) * 2000-04-28 2007-10-04 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 열가소성 수지 조성물의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100761229B1 (ko) * 2000-04-28 2007-10-04 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 열가소성 수지 조성물의 제조방법
JP2003291176A (ja) * 2002-03-25 2003-10-14 Biotech One Inc 分解性高分子重合体の成形方法およびその装置
KR20040011205A (ko) * 2002-07-29 2004-02-05 에스케이케미칼주식회사 폴리에스테르 사출성형기 및 이를 이용한 사출 성형방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160050762A (ko) 2014-10-31 2016-05-11 한국생산기술연구원 장섬유 강화 열가소성 복합재료의 성형 장치 및 이를 이용한 제조방법
KR20210050391A (ko) * 2019-10-28 2021-05-07 홍충기 대용량 사출기
KR102268843B1 (ko) 2019-10-28 2021-06-25 홍충기 대용량 사출기

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