KR101465874B1 - 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법 - Google Patents

복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법 Download PDF

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Abstract

간단하면서 제조하는 데 소요되는 시간을 줄이고, 충분한 기계적인 강도를 확보하며, 복잡한 형상의 부품을 손쉽게 만들 수 있는 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법을 제시한다. 그 방법은 강화섬유 및 열경화성 수지를 포함하는 원재료가 수분산된 펄프를 만든 후, 안정제 및 정착제를 투입하고, 펄프에 포함된 수분을 제거한 다음, 수분이 제거된 펄프를 펠렛 형태로 제조하여, 사출 성형기에 투입하고, 사출 성형기의 열과 압력에 의해 복합소재로 이루어진 성형품을 제조한다.

Description

복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법{Method of injection molding for molding product using composite material}
본 발명의 성형품의 사출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 높은 기계적인 강도 및 생산성, 가벼운 중량을 확보하기 위하여 섬유상과 같은 강화재료가 포함된 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법을제공하는 데 있다.
에너지와 환경문제가 초미의 관심사로 대두되고 있음에 따라, 자동차 등의 부품에 경량화 및 친환경 소재를 적용하기 위한 노력이 계속되고 있다. 즉, 차의 중량을 낮춰 연비를 향상시키고, 동시에 배출가스도 줄이자는 것으로, 현재의 철강, 알루미늄, 유리 등을 플라스틱이나 복합소재로 대체하고 있다. 하지만, 플라스틱은 충격에 약하고, 열 안정성과 기계적인 강도가 충분하지 못하다는 등의 단점이 있어서, 복합소재의 사용이 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들면, 복합소재 범퍼(bumper), 복합소재 헤드램프(head lamp), 엔진용 부품 등이 이에 해당된다.
부품의 경량화 및 친환경에 부응하기 위한 복합소재의 개발은 매우 다양한 방식으로 전개되고 있다. 그 중에서 최근에는 시트(sheet) 형태로 제조된 복수개의 복합소재 시트를 적층하여 열과 압력에 의해 압착하여 제조하는 방식이 주목을 받고 있다. 구체적으로, 수지, 충진제, 강화재료 등을 수분산시켜 펄프 형태로 만든 후에 안정제 및 정착제를 첨가하고 수분을 제거하여 시트 형태로 만든다. 그후, 복수개의 시트를 적층하여 압착한 다음, 소정의 형태로 분리된 부품을 열로 처리하여 최종 부품을 완성한다.
하지만, 종래의 복합소재는 복수개의 시트를 적층하여 만들기 때문에, 생산성이 떨어진다. 다시 말해, 적절한 두께의 부피(volume)를 얻기 위해, 시트를 적층하는 과정, 이를 압착하고 열처리하는 과정이 복잡하고 많은 시간이 소요된다. 또한, 시트 적층 복합소재는 시트 사이에 층간 박리를 일으키기 쉬워서, 기계적인 강도가 떨어질 수 있다. 나아가, 시트를 이용하여 제조되는 복합소재를 소정의 형태로 분리하면, 복잡한 형상의 부품을 만드는 데 어려움이 있다. 예를 들어, 부품이 굴곡지거나 경사진 면이 있으면, 시트 적층 복합소재로는 이를 구현하기 힘들다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간단하면서 제조하는 데 소요되는 시간을 줄이고, 충분한 기계적인 강도를 확보하며, 복잡한 형상의 부품을 손쉽게 만들 수 있는 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법에 의하면, 먼저 강화섬유 및 열경화성 수지를 포함하는 원재료가 수분산된 펄프를 만든다. 그후, 상기 수분산된 펄프에 안정제 및 정착제를 투입한다. 상기 펄프에 포함된 수분을 제거한다. 상기 수분이 제거된 펄프를 펠렛 형태로 제조한다. 상기 펠렛을 사출 성형기에 투입한다. 상기 사출 성형기의 열과 압력에 의해 복합소재로 이루어진 성형품을 제조한다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 강화섬유는 내열성 합성섬유(synthetic fiber), 탄소 섬유(carbon fiber), 유리 섬유(glass fiber), 금속 섬유(metallic fiber) 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 상기 열경화성 수지는 페놀 수지(phenol resin), 불포화 폴리에스터 수지(unsaturated polyester resin) 또는 에폭시 수지(epoxy resin) 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 강화섬유의 전부 또는 일부는 다공성을 갖는 것이 바람직하다. 이때, 상기 성형품은 굴곡지거나 경사진 면을 포함할 수 있다.
본 발명의 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법에 의하면, 강화섬유 및 열경화성 수지를 포함하여 이루어진 펄프를 펠렛 형태로 사출기에 투입하여 사출하여 성형함으로써, 간단하면서 제조하는 데 소요되는 시간을 줄이고, 충분한 기계적인 강도를 확보하며, 복잡한 형상의 부품을 손쉽게 만들 수 있다. 또한, 상기 강화섬유의 일부 또는 전부에 다공성을 부여함으로써, 열경화되어 결합하는 접촉점의 수를 늘려 기계적 강도를 더욱 크게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 적용된 사출 성형기의 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 복합소재를 이용한 성형품의 제조방법에서 열경화가 일어나기 전후의 복합소재의 상세 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예는 강화섬유 및 열경화성 수지를 포함하여 이루어진 펄프를 펠렛 형태로 사출기에 투입하여 사출하여 성형함으로써, 간단하면서 제조하는 데 소요되는 시간을 줄이고, 충분한 기계적인 강도를 확보하며, 복잡한 형상의 부품을 손쉽게 만들 수 있는 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법을 제시한다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에 적용되는 복합소재를 상세하게 살펴보고, 상기 복합소재를 사출로 성형하는 과정을 구체적으로 알아보기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 강화재료를 포함한 원재료가 수분산된 펄프(pulp)를 만든다(S10). 즉, 원재료에는 강화재료, 열경화성 수지, 충진제, 분산제 및 기타 첨가제가 포함되고, 선택적으로 재활용 소재 등을 추가할 수 있다. 이와 같은 원재료를 교반기 안에 들어있는 물, 바람직하게는 탈이온수에 투입시켜 교반을 시켜 상기 펄프를 제조한다. 구체적으로, 상기 원재료가 투입된 물을 교반기 내에 장착된 스크루(screw)를 회전시켜 원재료를 균일하게 분산시키고, 또한 원재료를 구성하는 성분의 농도를 조절하기 위하여 상기 성분을 적절하게 첨가할 수 있다.
강화재료는 섬유 형태가 바람직하며, 내열성 합성섬유(synthetic fiber), 탄소 섬유(carbon fiber), 유리 섬유(glass fiber), 금속 섬유(metallic fiber) 중에 선택된 적어도 하나일 수 있다. 즉, 강화재료는 본 발명의 실시예가 사용되는 부품의 환경, 특성 등을 고려하여 상기 섬유 중의 어느 하나일 수 있고, 상기 섬유들이 혼합된 것일 수 있다. 상기 내열성 합성섬유는 기계적인 강도가 우수한 것이 바람직하며, 예를 들어 방향족 폴리아미드(polyamide), 방향족 폴리에스터(polyester), 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드이미드(polyamideimide) 등을 들 수 있다. 내열성 합성섬유는 내약품성이나 내후성이 우수하여 이를 이용하는 성형품에 적절하다.
탄소 섬유는 유기섬유를 불활성기체 속에서 적당한 온도로 열처리해 탄화, 결정화시킨 섬유로서, 흑연(graphite)상의 탄소로 된 고강도 및 고인성 등 기계적 성질이 뛰어나다. 탄소 섬유는 섬유 축에 평행에 가깝게 배열된 고배향(高配向) 탄소 섬유와 방향성이 없는 등방성 탄소 섬유가 있다. 특히 고배향 탄소 섬유는 인장강도, 탄성률이 높고, 선팽창계수가 낮다. 유리 섬유는 녹인 유리를 기계적으로 잡아 늘이거나, 공기나 수증기로 날리거나, 원심력에 의해 주위에 날려 붙이는 방법 등으로 섬유 모양으로 만든 것이다. 유리 섬유는 고온에 견디며, 흡습성이 적으며, 부식에 강하고, 신장률이 적으며, 전기 절연성이 크고, 내마모성이 적으며, 비중이 나일론의 2.2배, 무명의 1.7배이고, 단열 및 방음성이 우수하다.
금속 섬유는 Al, Ag, Au, Cu, W 등과 같이 도전성과 전성이 우수한 극세선(極細線) 또는 와이어를 말한다. 금속 섬유 중에서 W, Mo, 강철, 스테인리스 같은 섬유는 기계적 특성이 우수하다. 금속 섬유는 집속 심선(集束芯線), 용융 방사(溶融紡??), 용융 인스트럭션(melt instruction), 펜던트 드롭(pendant drop) 방식 등으로, 가느다란 섬유도 만들 수 있다. 금속 섬유는 복합소재를 강화시키는 역할을 하면서, 금속 소재 자체의 특성을 충분하게 활용할 수 있는 장점이 있다.
필요에 따라, 본 발명의 실시예에 적용되는 강화섬유는 상기 내열성 합성섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유 및 금속 섬유가 혼합된 섬유도 가능하다. 예를 들어, 금속 섬유에 내열성 합성수지가 피복될 수도 있다.
나아가, 본 발명의 강화섬유는 내부에 3차원적으로 그물눈(network)을 형성한 기공이 포함된 다공체일 수 있다. 강화섬유를 다공체로 만들면, 상기 열경화성 수지가 다공체의 기공 속으로 파고 들어가, 강화섬유와 수지 사이의 결합력을 증대시킬 수 있다. 복합소재에 포함되는 다공성 섬유는 전부 또는 일부가 다공체일 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 복합소재의 기계적인 강도를 고려하여, 다공성 섬유의 일부를 다공체로 할 수 있다. 이는 내열성 합성섬유, 유리 섬유 및 금속 섬유는 상대적으로 탄소 섬유에 비해 다공성을 구현하기 용이하기 때문이다.
열경화성 수지는 강화섬유를 서로 접착하여 기계적인 강도를 높이는 것으로, 강화섬유들을 결합시키는 역할을 한다. 이와 같은 수지는 페놀 수지(phenol resin), 불포화 폴리에스터 수지(unsaturated polyester resin), 에폭시 수지(epoxy resin) 등을 들 수 있으며, 본 발명의 실시예서는 페놀 수지를 사용하였다. 본 발명의 강화섬유는 열에 의해 열경화성 결합제인 상기 수지에 의해 3차원 그물눈 구조(network structure)를 형성한다.
충진제(filler)는 본 발명의 복합소재의 치밀성을 높이고 분산성을 향상시키기 위하여 첨가하는 것으로, 섬유의 형태가 아닌 입상(粒狀)의 형태일 수 있다. 상기 충진제는 무기물 또는 유기물 모두 사용할 수 있고, 강화섬유 사이에 들어가 복합소재를 충진율을 높이고, 분산성을 향상시키는 역할을 한다. 충진제는 필요에 따라 선택적으로 추가하며, 그 함량은 강화섬유 및 수지를 통하여 얻어지는 복합소재의 양상에 따라 달리할 수 있다.
분산제는 큰 입자와 응집한 입자를 분쇄하여 보다 작은 입자와 콜로이드 입자로 만들며, 생성된 미소 입자의 응집을 방지한다. 분산재로는 계면 활성제, 고분자 물질 등 흡착성 물질이 사용된다. 기타 첨가제로는 묽은 용액 속에서 계면에 흡착하여 그 표면장력을 감소시키는 계면활성제를 추가할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 계면활성제는 비이온(nonioic) 계면활성제를 사용하였다. 상기 계면활성제에 의해 본 발명의 열경화성 수지는 강화섬유에 부착되어 떨어지지 않게 된다.
이어서, 수분산된 펄프에 안정제 및 정착제를 투입한다(S20). 상기 안정제는 강화섬유 및 열경화성 수지 등 본 발명의 복합소재를 이루는 재료가 시간이 지남에 따라 열화를 방지하기 위함이다. 예를 들어, 상기 안정제는 산화 방지제, 열 안정화 및 자외선의 차폐 및 흡수 등의 기능을 하는 것으로, 상기 안정제에 의해 복합소재에 다양한 기능을 부여할 수 있다. 정착제는 본 발명의 펄프를 구조적으로 고정시키기 위한 것으로, 예컨대, 초산비닐수지(polyvinyl acetate resin), 티오황산나트륨(sodium thiosulfate) 등이 있다.
다음에, 상기 펄프에 포함된 수분을 통상적인 방법을 통하여 제거한다(S30). 하나의 예로써, 수분은 미세한 구멍이 뚫린 원통형의 망에 상기 펄프를 넣고 회전시켜, 원심력에 의해 제거할 수 있다. 다른 예로써, 저면에 개폐되는 발수구멍이 형성된 용기에 상기 펄프를 올려놓고, 상기 펄프 위에서 고압의 기체 등의 매체를 분사하여 상기 발수구멍이 열릴 때, 상기 펄프에 포함된 수분을 제거할 수도 있다. 상기 펄프에 포함된 수분을 제거하면, 탈수된 펄프는 시트(sheet) 형태가 된다. 이러한 시트의 두께는 펄프의 점성, 원심력 및 매체의 압력 등에 의해 조절될 수 있다.
계속하여, 수분이 제거된 펄프 시트를 펠렛(pellet)으로 제조한다(S40). 시트를 펠렛으로 만드는 방법은 복수개의 시트를 적층시킨 후에 이를 적절한 크기로 분할하여 만들거나, 시트를 접거나 말아서 펠렛을 형성할 수도 있다. 그 외에도 본 발명의 범주 내에서 다른 방식으로 펠렛을 제조할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 펠렛을 만드는 이유는 추후에 사출 성형기에 공급하기 위함이다. 그후, 사출 성형기에 상기 펠렛을 투입한다(S50).
마지막으로, 사출 성형기에 투입된 펠렛을 사출하여 복합소재로 이루어진 성형품을 제조한다(S60). 도 2는 본 발명에 적용된 사출 성형기의 개략적인 도면이다. 도시된 바와 같이, 호퍼(10)에서 공급된 펠렛은 본체(14)에 설치된 가열 실린더(12)에서 혼합시켜 가면서 실린더 선단의 스크루(16)로 이송하고 그 과정에서 재료는 균일하게 가소화(可塑化) 된다. 스크루(16) 선단부에 일정량의 펠렛이 축적되면 스크루(16)가 정지하고 형(型) 체결 장치로 밀폐된 금형(30)내에 용융된 펠렛(20)이 사출 실린더에 의해서 고압으로 사출된다.
금형(30)은 부품이 굴곡지거나 경사진 면을 포함하는 복잡한 형상의 제품을 성형하기 위한 공간이 제공한다. 이는 종래의 복합소재는 복수개의 시트를 적층하여 만드는 것에 비하여 생산성이 비약적으로 증가한다. 다시 말해, 시트를 적층하는 과정, 이를 압착하고 열처리하는 과정이 생략되므로 성형하는 데 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다. 또한, 시트 적층 복합소재는 시트 사이에 층간 박리가 일어나지 않으므로, 기계적인 강도가 저하되는 일이 없다. 나아가, 시트를 이용하여 제조되는 복합소재를 소정의 형태로 분리하여 성형품을 제조하는 것에 비해, 복잡한 형상, 예를 들어, 부품이 굴곡지거나 경사진 면이 있는 형태로 손쉽게 만들 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 복합소재를 이용한 성형품의 제조방법에서 열경화가 일어나기 전후의 복합소재의 상세 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 의하면, 열경화는 정밀한 온도와 압력의 조절에 의해 금형(30)에서 일어난다. 열경화가 일어나기 전에는 강화섬유(50)의 주변에는 열경화성 수지(52)가 부착되어 있다. 열경화가 일어나면, 강화섬유(50)가 만나는 접촉점(54)에서 열경화가 일어나 강화섬유(50)가 서로 결합한다. 즉, 열경화성 수지(52)가 경화반응을 일으켜 강화섬유(50)가 서로 접착하여 기계적인 강도가 높은 3차원 그물구조를 이룬다.
또한, 강화섬유(50)의 일부 또는 전부가 다공성을 이루면, 열경화성 수지(52)는 강화섬유(50)의 내부를 관통하여 강화섬유(50)의 외부로 노출된다. 이렇게 되면, 다공성 강화섬유(50)의 경우, 상기 접촉점(54)은 다공성이 아닌 경우에 비해 훨씬 많아진다. 이에 따라, 접촉점(54)이 늘어나 강화섬유(50) 사이의 결합력을 증대한다. 또한, 열경화성 수지(52)가 강화섬유(50)를 관통하여 서로 연결되므로, 그 결합력은 더욱 커진다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10; 호퍼 12; 실린더
14; 본체 16; 스크루
30; 금형 50; 강화섬유
52; 열경화성 수지 54; 접촉점

Claims (5)

  1. 강화섬유 및 열경화성 수지를 포함하는 원재료가 수분산된 펄프를 만드는 단계;
    상기 수분산된 펄프에 안정제 및 정착제를 투입하는 단계;
    상기 펄프에 포함된 수분을 제거하는 단계;
    상기 수분이 제거된 펄프를 펠렛 형태로 제조하는 단계;
    상기 펠렛을 사출 성형기에 투입하는 단계; 및
    상기 사출 성형기의 열과 압력에 의해 복합소재로 이루어진 성형품을 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 강화섬유의 전부 또는 일부는 다공성을 갖는 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 강화섬유는 내열성 합성섬유(synthetic fiber), 탄소 섬유(carbon fiber), 유리 섬유(glass fiber), 금속 섬유(metallic fiber) 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 페놀 수지(phenol resin), 불포화 폴리에스터 수지(unsaturated polyester resin) 또는 에폭시 수지(epoxy resin) 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 성형품은 굴곡지거나 경사진 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 복합소재를 이용한 성형품의 사출 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH089200B2 (ja) * 1989-04-27 1996-01-31 日本鋼管株式会社 繊維強化プラスチックシート及びその製造法
KR960016583B1 (ko) * 1993-06-16 1996-12-16 서현열 열가소성 수지와 펄프섬유를 주재로 하는 사출재의 제조방법
JPH11300777A (ja) * 1998-04-27 1999-11-02 Japan Polychem Corp ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂射出成形体の製造方法
JP2000218711A (ja) * 1999-02-02 2000-08-08 Asahi Chem Ind Co Ltd 炭素繊維含有熱可塑性樹脂成形品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH089200B2 (ja) * 1989-04-27 1996-01-31 日本鋼管株式会社 繊維強化プラスチックシート及びその製造法
KR960016583B1 (ko) * 1993-06-16 1996-12-16 서현열 열가소성 수지와 펄프섬유를 주재로 하는 사출재의 제조방법
JPH11300777A (ja) * 1998-04-27 1999-11-02 Japan Polychem Corp ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂射出成形体の製造方法
JP2000218711A (ja) * 1999-02-02 2000-08-08 Asahi Chem Ind Co Ltd 炭素繊維含有熱可塑性樹脂成形品

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