KR101783080B1 - Continuous fiber reinforced composite material - Google Patents

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Abstract

제1 표면층, 중간층 및 제2 표면층을 순차적으로 포함하는 적층 구조이고, 상기 제1 표면층 및 상기 제2 표면층은 각각 탄소섬유가 폴리아마이드계 수지에 함침되어 형성된 수지 함침 탄소섬유층이고, 상기 중간층은 유리섬유가 폴리올레핀계 수지에 함침되어 형성된 수지 함침 유리섬유층인 섬유 보강 수지 복합재를 제공한다.Wherein the first surface layer and the second surface layer are each a resin-impregnated carbon fiber layer formed by impregnating a carbon fiber with a polyamide resin, and the intermediate layer is a glass- And a resin-impregnated glass fiber layer formed by impregnating the fiber with a polyolefin-based resin.

Description

섬유 보강 수지 복합재{CONTINUOUS FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL}{CONTINUOUS FIBER REINFORCED COMPOSITE MATERIAL}

섬유 보강 수지 복합재에 관한 것이다.
Fiber reinforced resin composite material.

복합재료는 두 가지 이상의 재료를 결합하여 섬유, 판, 입자 등의 강화재(reinforcing material)가 기지재(matrix material)에 묻혀있는 형태로 제조될 수 있다. The composite material can be manufactured in such a form that a reinforcing material such as fibers, plates, and particles is embedded in a matrix material by combining two or more materials.

강화재는 공강도 및 고강성 특성을 가져야 하며, 예를 들어, 연속 섬유를 사용하는 경우, LFT (long fiber-reinforced thermoplastic) 또는 GMT (glass mat-reinforced thermoplastic)과 같이 5-50 mm 길이 수준의 장섬유 강화 플라스틱에 비하여 보다 더 기계적 강도, 강성 및 충격 성능이 우수하다.Reinforcing materials should have high strength and high stiffness properties. For example, when continuous fibers are used, a length of 5-50 mm length such as long fiber-reinforced thermoplastic (LFT) or glass mat-reinforced thermoplastic (GMT) Compared to fiber-reinforced plastics, it has superior mechanical strength, stiffness and impact performance.

기지재는 강화재의 측면 지지력을 제공하고 하중을 전달한다.
The matrix provides lateral support of the reinforcement and transmits the load.

본 발명의 일 구현예는 비용 측면에서 경제적이고, 우수한 기계적 물성이 부여된 섬유 보강 수지 복합재를 제공한다.
An embodiment of the present invention provides a fiber reinforced resin composite material which is economical in terms of cost and is given excellent mechanical properties.

본 발명의 일 구현예에서, 제1 표면층, 중간층 및 제2 표면층을 순차적으로 포함하는 적층 구조이고, 상기 제1 표면층 및 상기 제2 표면층은 각각 탄소섬유가 폴리아마이드계 수지에 함침되어 형성된 수지 함침 탄소섬유층이고, 상기 중간층은 유리섬유가 폴리올레핀계 수지에 함침되어 형성된 수지 함침 유리섬유층인 섬유 보강 수지 복합재를 제공한다.In one embodiment of the present invention, the first surface layer and the second surface layer each have a laminated structure including a first surface layer, an intermediate layer, and a second surface layer, wherein the first surface layer and the second surface layer are each formed of a resin impregnated Wherein the intermediate layer is a resin-impregnated glass fiber layer formed by impregnating a glass fiber with a polyolefin-based resin.

상기 유리섬유 또는 상기 탄소섬유는 연속섬유일 수 있다.The glass fiber or the carbon fiber may be a continuous fiber.

상기 유리섬유 또는 상기 탄소섬유는 직물이거나, 연속섬유가 일 방향으로 나란히 배열된 형태의 단일 방향 섬유 시트로서 포함될 수 있다.The glass fiber or the carbon fiber may be a fabric or may be included as a unidirectional fiber sheet in a form in which continuous fibers are arranged side by side in one direction.

상기 제1 표면층, 제2 표면층 또는 이들 모두는 단층 또는 다층의 탄소섬유로 직조된 직물 또는 단일 방향 탄소섬유 시트를 포함할 수 있다.The first surface layer, the second surface layer or all of them may comprise a single-sided carbon fiber sheet or a woven fabric of single or multi-layer carbon fibers.

상기 제1 표면층 또는 상기 제2 표면층이 다층의 상기 단일 방향 탄소섬유 시트를 포함하는 경우, 각층의 탄소섬유 시트의 섬유 방향이 직각 방향으로 교차되도록 탄소섬유 시트가 적층되어 포함될 수 있다. When the first surface layer or the second surface layer includes the multi-layered unidirectional carbon fiber sheet, the carbon fiber sheet may be laminated so that the fiber direction of the carbon fiber sheet of each layer crosses in a direction perpendicular to the first direction.

상기 중간층은 단층 또는 다층의 유리섬유로 직조된 직물 또는 단일 방향 유리섬유 시트를 포함할 수 있다.The intermediate layer may comprise a mono-layer or multi-layer glass fiber woven fabric or a unidirectional glass fiber sheet.

상기 중간층이 다층의 상기 단일 방향 유리섬유 시트를 포함하는 경우, 각층의 유리섬유 시트의 섬유 방향이 직각 방향으로 교차되도록 유리섬유 시트가 적층되어 포함될 수 있다.When the intermediate layer includes the multi-layered unidirectional glass fiber sheet, the glass fiber sheets may be stacked so that the fiber directions of the glass fiber sheets of the respective layers cross at right angles.

상기 제1 표면층 및 상기 중간층 사이, 상기 제2 표면층 및 상기 중간층 사이 또는 이들 모두에 계면 접착층을 포함할 수 있다.An interfacial adhesion layer may be provided between the first surface layer and the intermediate layer, between the second surface layer and the intermediate layer, or both.

상기 계면 접착층은 말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있다.The interfacial adhesion layer may comprise a maleic anhydride-grafted polyolefin-based resin.

상기 계면 접착층은 폴리올레핀 수지 약 100 중량부 및 말레익안하이드라이드 약 0.1 내지 약 5 중량부의 함량비로 말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있다.The interfacial adhesion layer may comprise a maleic anhydride grafted polyolefin resin in an amount ratio of about 100 parts by weight of a polyolefin resin and about 0.1 to about 5 parts by weight of maleic anhydride.

상기 폴리아마이드계 수지는 폴리아마이드6, 폴리아마이드12, 폴리아마이드66 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The polyamide based resin may include at least one selected from the group consisting of polyamide 6, polyamide 12, polyamide 66, and combinations thereof.

상기 중간층의 두께가 약 100㎛ 내지 약 3000㎛일 수 있다.The thickness of the intermediate layer may be from about 100 mu m to about 3000 mu m.

상기 제1 표면층 및 상기 제2 표면층은 각각 상기 중간층 두께의 약 10 내지 약 30% 두께일 수 있다.The first surface layer and the second surface layer may each be about 10 to about 30% of the thickness of the intermediate layer.

상기 유리섬유 및 상기 탄소섬유가 수지에 완전 함침된 상태일 수 있다.
The glass fiber and the carbon fiber may be completely impregnated with the resin.

상기 섬유 보강 수지 복합재는 기계적 물성이 우수하면서도 생산 단가를 낮추어 비용 측면에서 경제적이다.
The fiber-reinforced resin composite material is excellent in mechanical properties and lowers the production cost and is economical in terms of cost.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 섬유 보강 수지 복합재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 섬유 보강 수지 복합재의 단면도이다.
1 is a cross-sectional view of a fiber-reinforced resin composite material according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a fiber-reinforced resin composite according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. In the drawings, for the convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.

이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the formation of any structure in the "upper (or lower)" or the "upper (or lower)" of the substrate means that any structure is formed in contact with the upper surface (or lower surface) of the substrate However, the present invention is not limited to not including other configurations between the substrate and any structure formed on (or under) the substrate.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 섬유 보강 수지 복합재(100)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a fiber-reinforced resin composite material 100 according to an embodiment of the present invention.

상기 섬유 보강 수지 복합재(100)는 제1 표면층(10), 중간층(30) 및 제2 표면층(20)을 순차적으로 포함하는 적층 구조를 갖는다. The fiber reinforced resin composite material 100 has a laminated structure including a first surface layer 10, an intermediate layer 30, and a second surface layer 20 sequentially.

상기 제1 표면층(10) 및 상기 제2 표면층(20)은 각각 수지 함침 탄소섬유층이고, 상기 중간층(30)은 수지 함침 유리섬유층이다.The first surface layer 10 and the second surface layer 20 are each a resin-impregnated carbon fiber layer, and the intermediate layer 30 is a resin-impregnated glass fiber layer.

상기 제1 표면층(10) 및 상기 제2 표면층(20)은 각각 탄소섬유가 폴리아마이드계 수지에 함침되어 형성된 수지 함침 탄소섬유층이다.The first surface layer 10 and the second surface layer 20 are each a resin-impregnated carbon fiber layer formed by impregnating a carbon fiber with a polyamide resin.

상기 폴리아마이드계 수지의 구체적인 종류를 예시하면, 폴리아마이드6, 폴리아마이드66, 폴리아마이드6.6 등 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다.Specific examples of the polyamide-series resin include, but are not limited to, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 6.6, and the like, or combinations thereof.

상기 중간층(30)은 유리섬유가 폴리올레핀계 수지에 함침되어 형성된 수지 함침 유리섬유층이다.The intermediate layer 30 is a resin-impregnated glass fiber layer formed by impregnating a glass fiber with a polyolefin resin.

상기 섬유 보강 수지 복합재(100)는 유리섬유 및 탄소섬유를 강화재로, 수지를 기지(matrix)재로 포함하는 복합재이다. 이와 같은 복합재는 우수한 기계적 물성을 구현할 수 있고, 다양한 용도에 유용하게 적용될 수 있다. The fiber reinforced resin composite material 100 is a composite material containing glass fiber and carbon fiber as reinforcement materials and resin as a matrix material. Such a composite material can realize excellent mechanical properties and can be usefully used for various purposes.

예를 들어, 상기 섬유 보강 수지 복합재는 자동차, 항공기, 건축 자재, 풍력 분야 등에서 경량화 보강재로서 유용하게 적용될 수 있다.For example, the fiber reinforced resin composite material may be usefully applied as a lightweight reinforcing material in automobiles, aircraft, building materials, wind power fields, and the like.

상기 섬유 보강 수지 복합재(100)는 유리섬유 및 탄소섬유를 함께 사용함으로써, 탄소섬유의 높은 기계적 물성을 이용하면서도 비용이 저렴한 유리섬유를 함께 포함하여 생산 단가를 낮춘다.The fiber reinforced resin composite material (100) uses glass fiber and carbon fiber together to reduce the production cost by incorporating low-cost glass fiber while utilizing high mechanical properties of carbon fiber.

일반적으로 표면 쪽으로 굴곡 하중이 크게 걸리기 때문에, 상기 섬유 보강 수지 복합재(100)에서 수지 함침 탄소섬유층은 표면층으로 형성됨으로써, 보다 효과적으로 굴곡 물성을 가질 수 있다.The resin-impregnated carbon fiber layer in the fiber-reinforced resin composite material 100 is formed as a surface layer, so that the fiber-reinforced resin composite material 100 can have flexural properties more effectively.

상기 폴리아마이드계 수지의 구체적인 종류를 예시하면, 폴리아마이드6, 폴리아마이드12, 폴리아마이드66, 등 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다.Specific examples of the polyamide-based resin include, but are not limited to, polyamide 6, polyamide 12, polyamide 66, etc., or combinations thereof.

상기 제1 표면층(10) 및 제2 표면층(20)에 포함되는 탄소섬유와 폴리아마이드계 수지에 비해 상기 중간층(30)에 포함되는 유리섬유와 폴리올레핀계 수지는 가격이 저렴하여, 상기 섬유 보강 수지 복합재(100)는 우수한 기계적 물성을 가지는 재료이면서 동시에 가격 경쟁력을 확보한다. 일반적으로 폴리올레핀계 수지는 폴리아마이드계 수지에 비해 상대적으로 낮은 가공온도와 넓은 가공온도 범위를 가진다는 점에서 상기 섬유 보강 수지 복합재(100)는 그 제조시 짧은 가공 시간으로 제품 성형에 필요한 열에너지 공급이 가능해진다.The glass fiber and the polyolefin resin contained in the intermediate layer 30 are lower in cost than the carbon fiber and the polyamide resin contained in the first surface layer 10 and the second surface layer 20, The composite material 100 is a material having excellent mechanical properties and at the same time, securing price competitiveness. Since the polyolefin resin generally has a relatively low processing temperature and a wide processing temperature range as compared with the polyamide resin, the fiber-reinforced resin composite material 100 can be supplied with thermal energy required for product molding at a short processing time It becomes possible.

상기 유리섬유 또는 상기 탄소섬유는 연속섬유일 수 있다. 구체적으로, 상기 유리섬유 또는 상기 탄소섬유는 직물이거나, 연속섬유가 일 방향으로 나란히 배열된 형태의 단일 방향 섬유 시트(unidirectional sheet, UD 시트)를 사용할 수 있다.The glass fiber or the carbon fiber may be a continuous fiber. Specifically, the glass fiber or the carbon fiber may be a fabric or a unidirectional sheet (UD sheet) in which continuous fibers are arranged side by side in one direction.

상기 제1 표면층(10), 상기 중간층(30) 및 상기 제2 표면층(20)은 각각 모두 수지 함침 섬유층으로서, 전술한 바와 같이, 연속섬유인 직물이나 단일 방향 섬유 시트로서 포함할 수 있는데, 이러한 직물이나 단일 방향 섬유 시트를 단층으로 포함할 수도 있고, 다층으로 포함할 수도 있다.The first surface layer 10, the intermediate layer 30 and the second surface layer 20 may each be a resin-impregnated fiber layer, as described above, as a continuous fiber or a unidirectional fiber sheet. A fabric or a unidirectional fiber sheet may be included as a single layer, or may include multiple layers.

수지 함침 섬유층을 제조하는 방법은 공지된 방법에 의해 제조될 수 있고, 예를 들어, 직물이나 단일 방향 섬유 시트와 수지 시트를 함께 적층한 뒤 열과 압력을 가하여 수지가 용융되어 직물이나 단일 방향 섬유 시트로 함침되게 하는 용융 압착에 의해 형성할 수 있다. 다른 예로는, 바쓰(bath) 타입의 수지가 담긴 통을 통과시키는 방법을 사용할 수도 있다.The resin-impregnated fiber layer can be produced by a known method, for example, by laminating a fabric or a unidirectional fiber sheet and a resin sheet together, and then applying heat and pressure to melt the resin, To thereby impregnate the metal foil. As another example, a method of passing a cylinder containing a bath-type resin may be used.

일 구현예에서, 연속섬유를 다층으로 포함되도록 제조하기 위해서는 다층의 직물이나 단일 방향 섬유 시트 사이사이에 수지 시트가 개재되도록 적층한 뒤 열과 압력을 가하여 용융 압착에 의해 다층의 연속섬유층을 포함하는 수지 함침 섬유층을 제조할 수 있다.In one embodiment, in order to produce continuous fibers in a multilayer structure, a resin sheet is laminated between a multi-layered fabric or a unidirectional fiber sheet, and then heat and pressure are applied to the resin Impregnated fiber layer can be produced.

상기 용융 압착은 공지된 공정에 의해 제한 없이 수행될 수 있다. 구체적으로, 섬유에 수지를 함침시키기 위해 사용하는 열원으로는 더블벨트를 사용할 수 있고, 예를 들어, 카렌더링 방식인 핫 롤 방식에 의해 용융 압착을 수행할 수 있다.The melt-pressing can be performed without limitation by a known process. Specifically, a double belt can be used as a heat source for impregnating the resin with the resin, and for example, hot pressing by a car rendering method can be performed.

상기 수지 함침 섬유층은 공지된 방법에 의해 상기 유리섬유 및 상기 탄소섬유가 수지에 완전 함침된 상태가 되도록 제조될 수 있다.
The resin-impregnated fiber layer may be prepared so that the glass fiber and the carbon fiber are completely impregnated with the resin by a known method.

일반적으로 섬유는 섬유 다발로 형성된다. 상기 유리섬유 또는 상기 탄소섬유의 섬유 다발의 수는 제한이 없으나, 예를 들어, 시판되는 형태인 2k, 3k, 4k, 6k, 12k, 24k 50k 등을 사용할 수 있다. 이러한 유리섬유 또는 탄소섬유는 평균 직경은 약 5㎛ 내지 약 20㎛일 수 있다. 상기 범위의 크기를 가지는 유리섬유 또는 탄소섬유를 포함하는 상기 섬유 보강 수지 복합재(100)는 적절한 유연성이 부여되면서 기계적 강도를 가지도록 함침성을 구현하기에 적합하다. Generally, the fibers are formed of fiber bundles. The number of the fiber bundles of the glass fibers or the carbon fibers is not limited. For example, 2k, 3k, 4k, 6k, 12k, 24k 50k and the like commercially available forms can be used. Such glass fibers or carbon fibers may have an average diameter of about 5 占 퐉 to about 20 占 퐉. The fiber reinforced resin composite material 100 comprising glass fibers or carbon fibers having a size within the above range is suitable for realizing the impregnation property so as to have mechanical strength while being given appropriate flexibility.

상기 탄소섬유 및 유리섬유는 추가적으로 커플링 에이전트나 사이징 에이전트(sizing agent)로 처리된 것이 사용될 수도 있다. The carbon fiber and the glass fiber may further be treated with a coupling agent or a sizing agent.

일 구현예에서, 상기 중간층(30)은 다층의 연속섬유층을 포함할 수 있고, 예를 들어, 다층의 단일 방향 섬유 시트가 각 층의 섬유 방향이 직각 방향으로 교차되도록 적층되게 하여 포함할 수 있다. In one embodiment, the intermediate layer 30 may comprise a multi-layer continuous fibrous layer, for example, by allowing the multi-layer unidirectional fiber sheet to laminate such that the fiber direction of each layer intersects in a right angle direction .

도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 섬유 보강 수지 복합재(200)의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a fiber-reinforced resin composite material 200 according to another embodiment of the present invention.

상기 섬유 보강 수지 복합재(200)는 상기 제1 표면층(10) 및 상기 중간층(30) 사이, 상기 제2 표면층(20) 및 상기 중간층(30) 사이 또는 이들 모두에 계면 접착층(40)을 포함할 수 있다.The fiber reinforced resin composite material 200 includes an interfacial adhesion layer 40 between the first surface layer 10 and the intermediate layer 30, between the second surface layer 20 and the intermediate layer 30, .

상기 계면 접착층(40)은 말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀계 수지를 포함하여 형성할 수 있다. 이와 같이 상기 계면 접착층(40)을 형성함으로써, 제1 표면층(10) 또는 제2 표면층(20)과 상기 중간층(30)의 계면 접착력을 향상시킨다. The interfacial adhesion layer 40 may include a maleic anhydride-grafted polyolefin-based resin. By forming the interfacial adhesion layer 40 as described above, the interfacial adhesion between the first surface layer 10 or the second surface layer 20 and the intermediate layer 30 is improved.

말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀계 수지는 폴리올레핀계 수지와 폴리아마이드계 수지 모두에 대하여 높은 계면 접착력을 가진다. 따라서, 폴리올레핀계 수지와 폴리아마이드계 수지는 서로 간의 계면 접착력이 낮지만, 상기 구조를 형성한 상기 섬유 보강 수지 복합재(200)는 각 층이 모두 높은 계면 접착력을 가질 수 있다. The maleic anhydride-grafted polyolefin-based resin has a high interfacial adhesion to both the polyolefin-based resin and the polyamide-based resin. Therefore, although the polyolefin resin and the polyamide resin have a low interfacial adhesion to each other, the fiber-reinforced resin composite material 200 having the above structure can have a high interfacial adhesion strength to each layer.

말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀계 수지는 폴리올레핀계 수지와 폴리아마이드계 수지 모두에 대하여 높은 계면 접착력을 가질 뿐만 아니라, 폴리올레핀계 수지와 비슷한 수준의 가공 온도를 가지므로 상기 제1 표면층(10) 및 상기 중간층(30) 사이, 상기 제2 표면층(20) 및 상기 중간층(30) 사이, 즉, 상이한 수지 간의 계면에 위치하여 열 전달 측면에서도 효율적이다. 이와 같은 구조는 표면층(10 또는 20)으로부터 열이 잘 전달되고 중간층(30)에서 가공 온도가 낮은 수지를 사용하므로, 중간층(30)이 가공에 적합하도록 필요한 열이 전달되는 시간을 줄일 수 있기 때문이다.The maleic anhydride-grafted polyolefin-based resin has a high interfacial adhesion to both the polyolefin-based resin and the polyamide-based resin, and has a processing temperature similar to that of the polyolefin-based resin, And is also effective in terms of heat transfer between the intermediate layers 30, between the second surface layer 20 and the intermediate layer 30, that is, at the interface between different resins. Since such a structure uses a resin with a good heat transfer from the surface layer 10 or 20 and a low processing temperature at the intermediate layer 30, it is possible to reduce the time required for transferring the necessary heat so that the intermediate layer 30 is suitable for processing to be.

상기 계면 접착층(40)은 폴리올레핀 수지 100 중량부 및 말레익안하이드라이드 약 0.1 내지 약 5 중량부의 함량비로 말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있다.The interfacial adhesion layer 40 may comprise a maleic anhydride grafted polyolefin resin at a ratio of 100 parts by weight of a polyolefin resin and about 0.1 to about 5 parts by weight of maleic anhydride.

상기 말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀계 수지 중 말레익안하이드라이드 함량을 상기 범위 이내로 하여 과도하게 원가를 상승시키지 않으면서도 폴리아마이드계 수지에 대한 접착력 향상을 적절히 부여하면서도 물성의 저하를 방지할 수 있다. The content of the maleic anhydride in the maleic anhydride grafted polyolefin-based resin is within the above-mentioned range, whereby the improvement of the adhesion to the polyamide-based resin is suitably provided while preventing the cost from being increased excessively, .

상기 중간층의 두께는 약 100㎛ 내지 약 3000㎛ 일 수 있다. The thickness of the intermediate layer may be from about 100 [mu] m to about 3000 [mu] m.

상기 제1 표면층 및 상기 제2 표면층은 각각 상기 중간층 두께의 약 10 내지 약 30% 두께가 되도록 형성할 수 있다.The first surface layer and the second surface layer may each be formed to have a thickness of about 10 to about 30% of the thickness of the intermediate layer.

상기 섬유 보강 수지 복합재는 상기 중간층과 상기 표면층의 두께를 상기 범위 또는 비율로로 형성하여, 과도하게 원가를 상승시키지 않으면서도 탄소섬유의 기계적 강도 특성을 발현시킬 수 있다.
The thickness of the intermediate layer and the surface layer may be in the range or in the above ratio so that the mechanical strength characteristics of the carbon fiber can be expressed without excessively increasing the cost.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. The following embodiments are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

(( 실시예Example ))

실시예Example 1 One

하기와 같이 (1) 내지 (5)의 시트를 준비하였다.(1) to (5) were prepared as follows.

(1) 25㎛ 두께의 폴리아마이드6 필름 (효성 제조)을 4장 적층하여 100㎛ 두께의 시트를 준비함.(1) Four polyimide 6 films (manufactured by Hyosung Co.) having a thickness of 25 탆 were laminated to prepare sheets having a thickness of 100 탆.

(2) 3k 연속 탄소섬유로 직조된 200g/m2의 평량을 갖는 twill 직물 (도레이 제조)을 준비함.(2) Prepare a twill fabric (manufactured by Toray) having a basis weight of 200 g / m < 2 > woven with 3k continuous carbon fibers.

(3) 말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀 수지 (말레익안하이드라이드 5 중량% 함량비로 공중합된 폴리에틸렌 수지)를 압출하여 100㎛ 두께의 시트를 준비함.(3) Maleic anhydride grafted polyolefin resin (polyethylene resin copolymerized with maleic anhydride at a content of 5 wt%) was extruded to prepare a sheet having a thickness of 100 탆.

(4) 4k 연속 유리섬유로 직조된 600g/m2의 평량을 갖는 직물 (오웬스코닝사 제조)을 준비함. (4) Prepare a fabric (manufactured by Owens Corning) having a basis weight of 600 g / m < 2 > woven with 4k continuous glass fiber.

(5) 100㎛ 두께의 폴리프로필렌 시트를 준비함.
(5) Prepare a 100 μm thick polypropylene sheet.

상기 준비된 시트를 (1)-(2)-(1)-(3)-(5)-(4)-(5)-(4)-(5)-(3)-(1)-(2)-(1)의 순서대로 적층한 뒤, 금형에 넣고 핫프레스로 5분간 260℃에서 예비가열한 뒤, 같은 온도에서 4MPa의 압력으로 5분간 압축 성형하여 총 4mm 두께의 섬유 보강 수지 복합재를 제조하였다. 100℃까지 냉각시킨 후 금형에서 빼냈다.
(1) - (2) - (1) - (3) - (5) - (4) - (5) - (4) - (5) - ) - (1), put in a mold, preheated at 260 DEG C for 5 minutes by hot press, and then compression-molded at the same temperature and pressure of 4 MPa for 5 minutes to prepare a fiber reinforced resin composite material having a total thickness of 4 mm Respectively. After cooling to 100 ° C, it was taken out of the mold.

비교예Comparative Example 1 One

실시예 1에서 준비된 시트 또는 직물 중 (5)-(2)-(5)-(2)를 1층으로 하여 총 3층을 적층하여 총 4mm 두께로 섬유 보강 수지 복합재를 제조하였다.
A total of three layers of (5) - (2) - (5) - (2) out of the sheets or fabrics prepared in Example 1 were laminated to produce a fiber reinforced resin composite having a total thickness of 4 mm.

비교예Comparative Example 2 2

실시예 1에서 준비된 시트 또는 직물 중 (5)-(4)-(5)-(4) 를 1층으로 하여 총 5층을 적층하여 총 4mm 두께로 섬유 보강 수지 복합재를 제조하였다.
A total of five layers of (5) - (4) - (5) - (4) of the sheets or fabrics prepared in Example 1 were laminated to form a fiber reinforced resin composite having a total thickness of 4 mm.

비교예Comparative Example 3 3

실시예 1에서 준비된 시트 또는 직물 중 (1)-(2)-(1)-(2) 를 1층으로 하여 총 3층을 적층하여 총 4mm 두께로 섬유 보강 수지 복합재를 제조하였다.
A total of three layers of (1) - (2) - (1) - (2) out of the sheets or fabrics prepared in Example 1 were laminated to form a fiber reinforced resin composite material having a total thickness of 4 mm.

비교예Comparative Example 4 4

실시예 1에서 준비된 시트 또는 직물 중 (1)-(4)-(1)-(4) 를 1층으로 하여 총 4층을 적층하여 총 4mm 두께로 섬유 보강 수지 복합재를 제조하였다.
Four layers of (1) - (4) - (1) - (4) of the sheet or fabric prepared in Example 1 were laminated in total to form a fiber reinforced resin composite having a total thickness of 4 mm.

평가evaluation

실험예Experimental Example 1 One

실시예 1 및 비교예 1-4에서 제조된 섬유 보강 수지 복합재에 대하여, ASTM D790에 의해 굽힘 강도 및 굽힘 강성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
The flexural strength and flexural rigidity of the fiber-reinforced resin composite material produced in Example 1 and Comparative Example 1-4 were measured according to ASTM D790 and are shown in Table 1 below.

구분division 굽힘 강도 (MPa)Bending strength (MPa) 굽힘 강성 (GPa)Bending Stiffness (GPa) 실시예 1Example 1 500500 4040 비교예 1Comparative Example 1 9090 2222 비교예 2Comparative Example 2 300300 2424 비교예 3Comparative Example 3 600600 4848 비교예 4Comparative Example 4 350350 2424

상기 표 1의 결과로부터 실시예 1의 구조를 가지는 경우 동일한 두께에 대하여도 굽힘 강도 및 굽힘 강성이 우수함을 확인할 수 있었다.
From the results shown in Table 1, it can be confirmed that the bending strength and the bending rigidity are excellent in the same thickness when the structure of Example 1 is used.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And falls within the scope of the invention.

10: 제1 표면층
20: 제2 표면층
30: 중간층
40: 계면 접착층
100, 200: 섬유 보강 수지 복합재
10: First surface layer
20: Second surface layer
30: middle layer
40: Interfacial adhesion layer
100, 200: Fiber reinforced resin composite material

Claims (14)

제1 표면층, 중간층 및 제2 표면층을 순차적으로 포함하는 적층 구조이고,
상기 제1 표면층 및 상기 제2 표면층은 각각 탄소섬유가 폴리아마이드계 수지에 함침되어 형성된 수지 함침 탄소섬유층이고, 상기 중간층은 유리섬유가 폴리올레핀계 수지에 함침되어 형성된 수지 함침 유리섬유층이고,
상기 제1 표면층 및 상기 제2 표면층은 각각 상기 중간층 두께의 10 내지 30% 두께이고,
상기 제1 표면층 및 상기 중간층 사이, 상기 제2 표면층 및 상기 중간층 사이 또는 이들 모두에 계면 접착층을 포함하는 섬유 보강 수지 복합재.
A laminated structure including a first surface layer, an intermediate layer and a second surface layer sequentially,
Wherein the first surface layer and the second surface layer are each a resin-impregnated carbon fiber layer formed by impregnating a carbon fiber with a polyamide resin, and the intermediate layer is a resin-impregnated glass fiber layer formed by impregnating a glass fiber with a polyolefin resin,
Wherein the first surface layer and the second surface layer are respectively 10 to 30% of the thickness of the intermediate layer,
An interfacial adhesion layer between the first surface layer and the intermediate layer, between the second surface layer and the intermediate layer, or both.
제1항에 있어서,
상기 유리섬유 또는 상기 탄소섬유는 연속섬유인
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 1,
The glass fiber or the carbon fiber is a continuous fiber
Fiber reinforced resin composite.
제1항에 있어서,
상기 유리섬유 또는 상기 탄소섬유는 직물이거나, 연속섬유가 일 방향으로 나란히 배열된 형태의 단일 방향 섬유 시트로서 포함된
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 1,
The glass fiber or the carbon fiber may be a fabric or may be a single-directional fiber sheet in which continuous fibers are arranged side by side in one direction
Fiber reinforced resin composite.
제1항에 있어서,
상기 제1 표면층, 제2 표면층 또는 이들 모두는 단층 또는 다층의 탄소섬유로 직조된 직물 또는 단일 방향 탄소섬유 시트를 포함하는
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 1,
The first surface layer, the second surface layer or all of them may comprise a mono-layer or multi-layer carbon fiber woven fabric or a unidirectional carbon fiber sheet
Fiber reinforced resin composite.
제4항에 있어서,
상기 제1 표면층 또는 상기 제2 표면층이 다층의 상기 단일 방향 탄소섬유 시트를 포함하는 경우, 각층의 탄소섬유 시트의 섬유 방향이 직각 방향으로 교차되도록 탄소섬유 시트가 적층되어 포함된
섬유 보강 수지 복합재.
5. The method of claim 4,
When the first surface layer or the second surface layer includes the multi-layered unidirectional carbon fiber sheet, the carbon fiber sheet is laminated so that the fiber directions of the carbon fiber sheets of the respective layers cross in a direction perpendicular to the direction
Fiber reinforced resin composite.
제1항에 있어서,
상기 중간층은 단층 또는 다층의 유리섬유로 직조된 직물 또는 단일 방향 유리섬유 시트를 포함하는
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 1,
The intermediate layer may comprise a single layer or multi-layer glass fiber woven fabric or a unidirectional glass fiber sheet
Fiber reinforced resin composite.
제6항에 있어서,
상기 중간층이 다층의 상기 단일 방향 유리섬유 시트를 포함하는 경우, 각층의 유리섬유 시트의 섬유 방향이 직각 방향으로 교차되도록 유리섬유 시트가 적층되어 포함된
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 6,
When the intermediate layer includes the multi-layered unidirectional glass fiber sheet, the glass fiber sheets are stacked so that the fiber directions of the glass fiber sheets of the respective layers intersect at right angles to each other
Fiber reinforced resin composite.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 계면 접착층은 말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀계 수지를 포함하는
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the interfacial adhesion layer comprises a maleic anhydride grafted polyolefin-based resin
Fiber reinforced resin composite.
제1항에 있어서,
상기 계면 접착층은 폴리올레핀 수지 100 중량부 및 말레익안하이드라이드 0.1 내지 5 중량부의 함량비로 말레익안하이드라이드 그라프팅된 폴리올레핀계 수지를 포함하는
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the interfacial adhesion layer comprises a maleic anhydride-grafted polyolefin-based resin in an amount ratio of 100 parts by weight of a polyolefin resin and 0.1 to 5 parts by weight of maleic anhydride
Fiber reinforced resin composite.
제1항에 있어서,
상기 폴리아마이드계 수지는 폴리아마이드6, 폴리아마이드12, 폴리아마이드66 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the polyamide based resin comprises at least one selected from the group consisting of polyamide 6, polyamide 12, polyamide 66, and combinations thereof
Fiber reinforced resin composite.
제1항에 있어서,
상기 중간층의 두께가 100㎛ 내지 3000㎛인
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the intermediate layer is 100 mu m to 3000 mu m
Fiber reinforced resin composite.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유리섬유 및 상기 탄소섬유가 수지에 완전 함침된 상태인
섬유 보강 수지 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the glass fiber and the carbon fiber are completely impregnated with the resin
Fiber reinforced resin composite.
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