KR101964342B1 - Preparation method of asymmetric composite material sheet via resin combination and asymmetric composite material sheet prepared by the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 비대칭 복합재료 시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 캐리어 필름, 제 1 매트릭스 수지 도포층, 제 1 강화섬유층, 제 2 매트릭스 수지 도포층 및 제 2 강화섬유층을 하부에서 상부로 순차적으로 적층하여 형성한 뒤 가열 및 가압하여 형성하는 것을 특징으로 하며, 상기 가열 및 가압에 의하여 상기 제 1 매트릭스 수지 도포층의 반응성 또는 흐름성이 조절되어 제 1 매트릭스 수지가 상기 제 1 강화섬유층을 통하여 함침되어 들어가고, 이와 동시에 제 2 매트릭스 수지 도포층의 반응성 또는 흐름성이 조절되어 제 2 매트릭스 수지가 제 2 강화섬유층 및 제 2 매트릭스 수지 도포층과 맞닿은 제 1 강화섬유층의 최상부에 각각 함침되어 들어가며, 제 2 매트릭스 수지 도포층과 맞닿아 있는 제 1 강화섬유층 최상부 층의 내부에서 제 1 매트릭스 수지와 제 2 매트릭스 수지가 접촉하여 수지 결합되고, 상기 제 2 매트릭스 수지가 상기 제 2 강화섬유층의 수직 구조 중 상기 제 2 매트릭스 수지 도포층과 맞닿은 부분의 일부까지만 매트릭스 수지의 함침이 일어나고 그 외의 영역은 매트릭스 수지에 의한 함침이 일어나지 않도록 하여, 제 2 강화섬유층이 매트릭스 수지 함침 영역과 상기 매트릭스 수지 함침 영역 외의 상부에 매트릭스 수지 비함침 영역의 2중층 구조로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 비대칭 복합재료 시트를 제공한다.
본 발명에 따른 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 기술에 따르면, 기존과 같이 강화섬유를 고분자 매트릭스 수지를 이용하여 완전히 함침하는 것이 아니라, 강화섬유에 대해서 하부 영역의 일부에서만 부분적으로 함침이 일어나도록 함으로써, 하부 영역에서는 기계적 물성 등 성능 향상의 특성을 가지면서 반대측 표면은 섬유(또는 직물) 상태 그대로 제작되도록 함으로써, 섬유(또는 직물)의 질감을 줄 수 있어 휴대폰 배면 커버로 사용될 경우 기존의 매끈한 표면이 아닌 직물 느낌을 줄 수 있어 감성적 효과를 줄 수 있고, 이러한 시트를 건축재로 사용할 경우에는 섬유(또는 직물) 소재가 표면에 노출되어 있으므로 다른 소재와의 접착이 용이해지는 효과가 있으며, 그대로 벽체 표면으로 사용될 경우에는 별도로 장식을 하지 않아도 내장으로 사용이 가능한 효과를 갖는다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of producing an asymmetric composite sheet by resin bonding and an asymmetric composite sheet produced by the method. More particularly, the present invention relates to a method for producing an asymmetric composite sheet, 2 Matrix resin coated layer and second reinforcing fiber layer are formed by sequentially laminating layers from the bottom to the top, followed by heating and pressing, wherein the reactive or flow of the first matrix resin coating layer The first matrix resin is impregnated through the first reinforcing fiber layer while the reactivity or flowability of the second matrix resin coating layer is controlled so that the second matrix resin is mixed with the second reinforcing fiber layer and the second matrix resin Impregnated into the uppermost portion of the first reinforcing fiber layer abutted against the application layer, respectively, and the second matrix number Wherein a first matrix resin and a second matrix resin are in contact with each other and are resin bonded in a first reinforcing fiber layer uppermost layer in contact with the ground coating layer and the second matrix resin is in contact with the second reinforcing fiber layer The matrix resin is impregnated only up to a portion of the portion abutted with the matrix resin coating layer and the other region is not impregnated with the matrix resin so that the second reinforcing fiber layer is coated with the matrix resin impregnated region and the matrix resin impregnated region, Layer structure of a non-impregnated region, and an asymmetric composite sheet produced by the method.
According to the manufacturing technique of the asymmetric composite sheet through the resin bonding according to the present invention, the reinforcing fiber is not completely impregnated with the polymer matrix resin as in the conventional method, but the reinforcing fiber is partially impregnated only in a part of the lower region The surface of the opposite side is made in the state of fiber (or fabric) so that the texture of the fiber (or the fabric) can be provided, so that when used as a cellular phone back cover, (Or fabric) material is exposed on the surface when the sheet is used as a building material, so that adhesion with other materials can be facilitated. As a result, When used as a surface, it does not need to be decorated As shown in FIG.
Description
본 발명은 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 비대칭 복합재료 시트에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 강화섬유에 대해서 전체가 아닌 부분적인 함침을 통해 2중 적층 구조를 갖는 비대칭 복합재료 시트를 제조하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a method of producing an asymmetric composite sheet by resin bonding and an asymmetric composite sheet produced by the method, and more particularly to a method of producing a double laminated structure by partial impregnation, 0001] The present invention relates to a technique for producing an asymmetric composite sheet having an asymmetric composite sheet.
복합재료(composite material)란 두 가지 이상 구성물질의 혼합체로서 서로 화학적으로 구분되는 구성 물질들이 각각의 특성을 유지한 채 결합되어 있으면서 각 구성물질의 독특한 기계적, 물리적, 화학적 특성이 서로 상호 보완적으로 작용하여 개개의 구성 물질이 분리되어 있을 때 보다 우수한 특성을 얻도록 인위적으로 구성된 물질을 일컫는다.A composite material is a mixture of two or more constituent materials, and the constituent materials chemically distinguished from each other are combined while maintaining their respective characteristics, and the unique mechanical, physical and chemical properties of each constituent material are mutually complementary Refers to a material that is artificially constructed to function to obtain better properties when individual constituent materials are separated.
기존에는 복합재료의 구성물질인 강화섬유와 기지재인 고분자 수지를 서로 혼합하여 결합시킴에 의해 강화섬유를 외부로부터 보호하고 복합재료의 형태를 유지하게 하는 기능을 갖도록 하며 고분자 수지로 인해 성능 향상 효과를 갖도록 제조되었다. 한편, 상기 복합재료에 사용되는 강화섬유는 외부 응력을 지탱하여 복합재료가 일반 기지재에 비하여 우수한 기계적 성질을 나타내게 하며 기지재 내에 섬유 형태로 분산되어 있다.In the past, reinforcing fibers, which are the constituent materials of composites, and polymer resin, which are known materials, are mixed and bonded together to protect reinforcing fibers from the outside and to maintain the shape of the composite material. . On the other hand, the reinforcing fiber used in the composite material supports external stress so that the composite material exhibits excellent mechanical properties as compared with general matrix materials and is dispersed in the form of fibers in the matrix material.
기존의 복합재료는 강화섬유가 기지재에 완전히 함침되어 사용되어 왔으며, 강화섬유의 일부가 표면에 노출되도록 하는 기술의 개발은 진행된 바가 없다.Conventional composite materials have been used in which reinforcing fibers are completely impregnated into a matrix, and development of a technique for exposing a part of the reinforcing fibers to the surface has not been developed.
관련기술로서, 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1383621호 "인장강도 및 굴곡강도가 향상된 재활용 폴리프로필렌 고분자 복합재료 조성물 및 그 제조방법"은 재활용 폴리프로필렌 수지와 탈크와 나노클레이 마스터배치로 이루어진 고분자 혼합수지 및 무수말레산 그라프트 폴리프로필렌을 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 인장강도와 굴곡강도가 향상된 효과가 있으며, 폐 폴리프로필렌을 재활용함으로 인해 환경오염을 줄이며, 신재 폴리프로필렌에 비해 적은 에너지와 저 탄소발생으로 제조할 수 있으므로 제조원가를 절감하기 위한 기술에 관한 것이다. As a related art, Korean Patent Registration No. 10-1383621 entitled " Recycled Polypropylene Polymer Composite Composition with Improved Tensile Strength and Flexural Strength and Method for Producing the Same "discloses a high-molecular recycled polypropylene resin composition comprising a recycled polypropylene resin, And a maleic anhydride grafted polypropylene. It has an effect of improving the tensile strength and flexural strength, reducing the environmental pollution by recycling the waste polypropylene, reducing energy consumption The present invention relates to a technique for reducing manufacturing cost because it can be manufactured with low carbon generation.
또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2003-0021215호 "상용성이 우수한 고분자 혼합물"은 범용 고분자인 폴리염화비닐과 폴리올레핀의 고분자 혼합물에 층상 실리케이트를 첨가하여 나노복합체화 함으로써 이종(異種) 수지간의 상분리를 최소화하여 혼용성을 증가시키며 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 특히 폴리염화비닐과 폴리올레핀이 주성분으로 포함되어 있는 폐 합성 수지에 층상 실리케이트를 첨가하게 되면 보다 현저한 기계적 물성 향상 효과를 얻을 수 있어 폐수지 처리를 위한 환경 부담을 줄일 수 있는 상용성이 우수한 고분자 혼합물에 관한 것이다.Korean Patent Application No. 10-2003-0021215 "Highly Compatible Polymer Mixture" refers to a polymer mixture of polyvinyl chloride and polyolefin, which is a general purpose polymer, by adding a layered silicate to a nanocomposite, It is possible to minimize the phase separation to increase the compatibility and improve the mechanical properties. Particularly, when the layered silicate is added to the waste synthetic resin containing polyvinyl chloride and polyolefin as main components, a remarkable improvement in mechanical properties can be obtained, The present invention relates to a polymer blend having excellent compatibility with the present invention, which can reduce the environmental burden for plowing.
또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2000-0083861호 "충격강도 및 난연성이 향상된 스티렌계 열가소성 복합재료"는 고무변성 스티렌계 그라프트 공중합체(이하 ABS), 난연제, 유리섬유 및 커플링제로 이루어진 충격강도와 난연성이 향상된 스티렌계 열가소성 복합재료에 관한 것이다.Korean Patent Application No. 10-2000-0083861 "Styrene-based thermoplastic composite material having improved impact strength and flame retardancy" is made of a rubber-modified styrene-based graft copolymer (ABS), a flame retardant, a glass fiber and a coupling agent To a styrenic thermoplastic composite material having improved impact strength and flame retardancy.
또한, 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2015-7016886호 "혼합 매트릭스 중합체 조성물(Mixed matrix polymer compositions)"은 투과성이 지속되는 시간의 연장된 기간과 같은 개선된 투과성 특성을 나타내는 유체 분리 막(즉, 감소된 에이징 영향을 보여주는 막)으로서 사용하기에 적합한 새로운 중합체 조성물에 관한 것이다. Korean Patent Application No. 10-2015-7016886, entitled "Mixed matrix polymer compositions ", also discloses a fluid separation membrane that exhibits improved permeability characteristics such as an extended period of time in which permeability is sustained, ≪ / RTI > a membrane showing reduced aging effects).
이와 같이 종래 기술들은 대부분 강화섬유에 수지를 함침함으로써 기계적 물성 등 성능을 향상시키는 기술에 관한 것이나, 함침 범위 조절을 통해 비대칭 구조를 갖는 섬유강화 복합재료에 관해서는 개발되거나 제안된 적이 없다.However, the fiber reinforced composite material having an asymmetric structure has not been developed or proposed by controlling the impregnation range.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 감안하여 새로이 개발된 것으로, 강화섬유에 에폭시 수지나 폴리에스테르, 나일론 등의 고분자 수지 성분을 함침하여 복합재료를 형성함에 있어서, 기존과 같이 고분자 수지 성분을 완전히 함침하는 것이 아니라, 수지 결합에 의해 강화섬유에 대해서 부분적으로만 함침되도록 함으로써 기본적으로 기계적 물성이 우수한 특성을 가지면서도 매트릭스 수지가 함침되지 않은 강화섬유 표면은 섬유 또는 직물 상태 그대로 형성되도록 하여 섬유 소재의 질감 등 표면 특성을 그대로 유지시키고, 타 소재와의 접합 성능 강화 등의 기능을 부여할 수 있는 비대칭 구조를 갖는 복합재료 시트를 제조하기 위한 기술을 제공하고자 한다. The present invention has been developed in view of the circumstances of the prior art as described above. In the present invention, in forming a composite material by impregnating a reinforcing fiber with an epoxy resin, a polymer resin component such as polyester or nylon, The surface of the reinforcing fiber, which is basically impregnated with the reinforcing fiber and has excellent mechanical properties and is not impregnated with the matrix resin, is formed as a fiber or fabric state, To provide a technique for manufacturing a composite sheet having an asymmetric structure capable of maintaining the surface characteristics such as the texture of the composite material and enhancing bonding performance with other materials.
상기의 과제를 달성하기 위해 본 발명은 In order to achieve the above object,
캐리어 필름, 제 1 매트릭스 수지 도포층, 제 1 강화섬유층, 제 2 매트릭스 수지 도포층 및 제 2 강화섬유층을 하부에서 상부로 순차적으로 적층하여 형성한 뒤 가열 및 가압하여 형성하는 것을 특징으로 하며, 상기 가열 및 가압에 의하여 상기 제 1 매트릭스 수지 도포층의 반응성 또는 흐름성이 조절되어 제 1 매트릭스 수지가 상기 제 1 강화섬유층을 통하여 함침되어 들어가고, 이와 동시에 제 2 매트릭스 수지 도포층의 반응성 또는 흐름성이 조절되어 제 2 매트릭스 수지가 제 2 강화섬유층 및 제 2 매트릭스 수지 도포층과 맞닿은 제 1 강화섬유층의 최상부에 각각 함침되어 들어가며, 제 2 매트릭스 수지 도포층과 맞닿아 있는 제 1 강화섬유층 최상부 층의 내부에서 제 1 매트릭스 수지와 제 2 매트릭스 수지가 접촉하여 수지 결합되고, 상기 제 2 매트릭스 수지가 상기 제 2 강화섬유층의 수직 구조 중 상기 제 2 매트릭스 수지 도포층과 맞닿은 부분의 일부까지만 매트릭스 수지의 함침이 일어나고 그 외의 영역은 매트릭스 수지에 의한 함침이 일어나지 않도록 하여, 제 2 강화섬유층이 매트릭스 수지 함침 영역과 상기 매트릭스 수지 함침 영역 외의 상부에 매트릭스 수지 비함침 영역의 2중층 구조로 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 방법을 제공한다. A first matrix resin coating layer, a first reinforcing fiber layer, a second matrix resin coating layer, and a second reinforcing fiber layer are formed by sequentially laminating a carrier film, a first matrix resin coating layer, a first reinforcing fiber layer, a second matrix resin coating layer and a second reinforcing fiber layer from bottom to top, and then heating and pressing. The reactivity or flowability of the first matrix resin coating layer is controlled by heating and pressing so that the first matrix resin is impregnated through the first reinforcing fiber layer while the reactivity or flowability of the second matrix resin coating layer And the second matrix resin is impregnated in the uppermost portion of the first reinforcing fiber layer abutting the second reinforcing fiber layer and the second matrix resin coating layer, respectively, and the inside of the first reinforcing fiber layer uppermost layer abutting the second matrix resin- The first matrix resin and the second matrix resin are in contact with each other to be resin-bonded, and the second matrix The matrix resin is impregnated only up to a part of the portion of the vertical structure of the second reinforcing fiber layer contacting the second matrix resin coating layer and the other region is not impregnated with the matrix resin, Layered structure of a matrix-resin-non-impregnated region on an upper portion of the resin-impregnated region and outside the matrix-resin impregnated region. The present invention also provides a method for producing an asymmetric composite sheet by resin bonding.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)과 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)은 분말 상태 또는 필름 형상의 매트릭스 수지를 도포하여 얻어지는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the first matrix resin coating layer 120-1 and the second matrix resin coating layer 120-2 are formed by applying a powdery or film-like matrix resin .
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 강화섬유층 및 제 2 강화섬유층은 섬유 상태 또는 직물 상태의 강화섬유를 적층하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the first reinforcing fiber layer and the second reinforcing fiber layer are characterized by laminating reinforcing fibers in a fiber state or a fabric state.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 매트릭스 수지는 고분자 수지의 단량체를 고분자 중합 촉매와 함께 분말 상태로 상기 캐리어 필름에 도포한 뒤 가열 및 가압에 의해 중합이 일어나도록 함으로써 강화섬유층과 일체화되도록 하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the first matrix resin is obtained by applying a monomer of a polymer resin to the carrier film in powder form together with a polymeric polymerization catalyst, and causing polymerization by heating and pressing, So that they are integrated.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 강화섬유층은 단수 또는 복수의 층으로 구성되며, 복수의 층으로 구성될 경우 상기 제 1 매트릭스 수지는 상기 복수의 제 1 강화섬유층 최하부에 도포하거나 상기 복수의 제 1 강화섬유층 사이에 각각 도포되는 것을 특징으로 한다. In an embodiment of the present invention, the first reinforcing fiber layer is composed of a single layer or a plurality of layers. When the first reinforcing fiber layer is composed of a plurality of layers, the first matrix resin may be applied to the lowermost portion of the plurality of first reinforcing fiber layers And the first reinforcing fiber layers are respectively applied between the plurality of first reinforcing fiber layers.
이때, 상기 제 1 강화섬유층을 복수층으로 적층할 경우에 있어서는, 상기 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)을 상기 제 1 강화섬유층의 최상부를 기준으로 하부면 방향으로만 산포시킨 상태에서 가열 및 가압하여 제 1 매트릭스 수지가 강화섬유층을 통과하여 용융 또는 중합되어 함침되고, 이와 같이 강화섬유층을 통과한 제 1 매트릭스 수지가 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)과 맞닿아 있는 제 1 강화섬유층(130)의 최상부 층(130-2)의 내부에서 만나게 되는 제 2 매트릭스 수지와 수지 결합되며, 반대편 표면에 해당하는 제 2 강화섬유층의 상부면까지는 함침되지 않도록 조절하는 것을 특징으로 한다.At this time, when the first reinforcing fiber layers are laminated in a plurality of layers, the first matrix resin coated layer 120-1 is heated in the state of scattering only in the lower surface direction with respect to the uppermost portion of the first reinforcing fiber layers, And the first matrix resin is impregnated and melted or polymerized through the reinforcing fiber layer, and the first matrix resin thus passed through the reinforcing fiber layer is pressed against the second matrix resin resin layer 120-2 Bonded to the second matrix resin to be brought into contact with the inside of the uppermost layer 130-2 of the fiber layer 130 and the upper surface of the second reinforcing fiber layer corresponding to the opposite surface is not impregnated.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은In order to achieve the above object,
상기 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되며, 상기 제 2 강화섬유층이 매트릭스 수지 함침 영역과 상기 매트릭스 수지 함침 영역 상부에 형성된 매트릭스 수지 비함침 영역의 2중층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트를 제공한다. Wherein the second reinforcing fiber layer comprises a matrix resin impregnated region and a matrix resin non-impregnated region formed on the matrix resin impregnated region, wherein the second reinforcing fiber layer is made of a double layer structure of a resin- Thereby providing a composite sheet.
본 발명에 따른 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 기술에 따르면, 기존과 같이 강화섬유를 고분자 매트릭스용 수지를 이용하여 완전히 함침하는 것이 아니라, 수지 결합 방법을 이용해 강화섬유에 대해서 하부 영역에서만 부분적으로 함침이 일어나도록 함으로써, 하부 영역에서는 기계적 물성 등 성능 향상의 특성을 가지면서 반대측 표면은 섬유(또는 직물) 상태 그대로 제작되도록 함으로써, 섬유(또는 직물)의 질감을 줄 수 있어 휴대폰 배면 커버로 사용될 경우 기존의 매끈한 표면이 아닌 직물 느낌을 줄 수 있어 감성적 효과를 줄 수 있고, 이러한 시트를 건축재로 사용할 경우에는 섬유(또는 직물) 소재가 표면에 노출되어 있으므로 다른 소재와의 접착이 용이해지는 효과가 있으며, 그대로 벽체 표면으로 사용될 경우에는 별도의 장식을 하지 않아도 내장으로 사용이 가능한 효과를 갖는다. According to the manufacturing technique of the asymmetric composite sheet through the resin bonding according to the present invention, instead of completely impregnating the reinforcing fiber with the resin for the polymer matrix, the reinforcing fiber is partially So that the surface of the opposite side can be fabricated in the state of fiber (or fabric) so that the texture of the fiber (or fabric) can be provided, so that it can be used as a cellular phone back cover (Or fabric) material is exposed on the surface when the sheet is used as a building material, the effect of facilitating the adhesion to other materials can be obtained. If it is used as a wall surface as it is, You do not need to have the effect that can used as internal.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view showing the structure of an asymmetric composite sheet through resin bonding according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a method of manufacturing an asymmetric composite sheet by resin bonding according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a view showing the structure of an asymmetric composite sheet through resin bonding according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining a method of manufacturing an asymmetric composite sheet through resin bonding according to an embodiment of the present invention FIG.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 비대칭 복합재료 시트(1000)를 제조하기 위한 적층 구조(100)는 캐리어 필름(Carrier film 또는 Carrier Sheet)(110), 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1), 제 1 강화섬유층(130), 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2) 및 제 2 강화섬유층(130b)을 하부에서 상부로 순차적으로 적층하여 형성한 뒤 가열 및 가압함으로써, 매트릭스 수지 함침부(1100) 및 매트릭스 수지 비함침부(1200)로 이루어진 2중층 구조의 비대칭 복합재료 시트(1000)를 제조할 수 있다. 여기서 매트릭스 수지 함침부(1100)는 제 1 강화섬유층(130) 외부와 그 사이의 제 1 매트릭스 수지층(1110), 제 1 매트릭스 수지가 함침된 제 1 강화섬유층(1120), 제 2 매트릭스 수지가 함침된 제 1 강화섬유층(1130), 제 1 강화섬유층(130)과 제 2 강화섬유층(130b) 사이의 제 2 매트릭스 수지층(1140), 제 2 매트릭스 수지가 함침된 제 2 강화섬유층(1150)으로 구성된다. 1 and 2, a
또한, 상기 매트릭스 수지 함침부(1100)는 제 1 매트릭스 수지가 용융 또는 중합하면서 제 1 강화섬유층(130)에 함침되어 형성된 부분(1100-1)과 제 2 매트릭스 수지가 용융 또는 중합하면서 제 2 강화섬유층(130b)과 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)에 맞닿아 있는 제 1 강화섬유층(130-2)에 각각 함침되면서 형성된 부분(1100-2)으로 구성되어 있고, 상기 제 1 강화섬유층의 최상층(130-2)의 내부에서 상기 두 부분의 경계가 만나면서 제 1 매트릭스 수지와 제 2 매트릭스 수지의 결합이 일어난다. The matrix resin impregnated
이를 위한 공정 과정을 구체적으로 살펴보면, 캐리어 필름(110) 위에 분말 상태 또는 필름 형상의 제 1 매트릭스 수지를 도포하여 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)을 형성하고, 그 상부에 섬유 상태 또는 직물 형상에 해당하는 제 1 강화섬유층(130)을 적층한 후, 다시 상기 제 1 강화섬유층(130) 상부에 분말 상태 또는 필름 형상의 제 2 매트릭스 수지를 도포하여 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)을 형성하고, 다시 그 상부에 제 2 강화섬유층(130b)를 적층하여 적층 구조를 형성한 후, 구성물에 열과 압력을 가하여 상기 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)이 용융 또는 중합되면서 제 1 강화섬유(130) 층에 함침되어 들어가도록 한다. 상기 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)은 열과 압력에 의하여 용융되면서 상부의 제 2 강화섬유층(130b)과 하부의 제 1 강화섬유층(130)의 최상부 층을 이루는 강화섬유층(130-2)에 함침된다. 상기 캐리어 필름은 동 발명에 의한 최종 생성물의 구성 요소로서 복합재료 시트의 일 면을 구성할 수 있고, 또는 복합재료 시트의 제작 공정에 보조재로서만 사용되어 최종 공정에서 제거될 수도 있다.Specifically, the first matrix resin coating layer 120-1 is formed by applying a first matrix resin in a powder state or a film shape on the
이 때, 열(온도)과 압력에 의하여 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)의 반응성 또는 용융물의 흐름성이 조절되어 상기 제 1 강화섬유층(130)을 통하여 함침되어 들어가도록 한다. 상기 제 1 강화섬유층을 통해 유입되어 들어온 제 1 매트릭스 수지는 상기 제 1 강화섬유층(130) 중의 최상층(130-2)의 내부에서 상기 제 2 매트릭스 수지와 수지 결합되고, 상기 제 2 매트릭스 수지가 상기 캐리어 필름(110)의 반대면에 위치한 제 2 강화섬유층(130b)의 수직 구조 중 상기 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)과 맞닿은 부분의 상부 일부까지만 매트릭스 수지의 함침이 일어나고 그 외의 영역은 매트릭스 수지에 의한 함침이 일어나지 않도록 한다. At this time, the reactivity of the first matrix resin coating layer 120-1 or the flowability of the melt is controlled by heat (temperature) and pressure so that the first matrix resin resin layer 120-1 is impregnated through the first reinforcing fiber layer 130. The first matrix resin introduced through the first reinforcing fiber layer is resin bonded with the second matrix resin in the uppermost layer 130-2 of the first reinforcing fiber layer 130, The matrix resin is impregnated only up to a part of the vertical structure of the second reinforcing fiber layer 130b located on the opposite side of the
이렇게 함으로써, 제 2 강화섬유층(130b)이 제 2 매트릭스 수지 함침 영역과 상기 제 2 매트릭스 수지 함침 영역 외의 상부에 매트릭스 수지 비함침 영역의 2중층 구조로 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다. Thus, the second reinforcing fiber layer 130b is formed in a double-layer structure of the matrix resin-non-impregnated region on the second matrix resin-impregnated region and the second matrix resin-impregnated region.
여기서, 상기 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)은 기존의 에폭시 수지나, 폴리에스테르, 나일론 등과 같은 고분자 수지 상태로 사용될 수도 있으며, 고분자 수지 상태가 아닌 단량체 또는 올리고머 상태의 수지를 고분자 중합 촉매와 함께 분말 상태로 캐리어 필름(110) 상에 도포한 뒤, 가열 및 가압에 의해 용융 및 중합이 완료되도록 함으로써 비대칭 복합재료 시트(1000)가 제조되도록 할 수 있다. Here, the first matrix resin coating layer 120-1 may be used in the form of a polymer resin such as a conventional epoxy resin, polyester, or nylon, or may be a polymeric polymerization catalyst And then the mixture is heated and pressurized to complete the melting and polymerization so that the
본 발명의 다른 실시예로 제 1 강화섬유(130)는 단층 외에 복수층(도 2의 130-1 및 130-2))으로 적층된 상태에서 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)을 최상부의 강화섬유층(130-2)을 기준으로 하부면 방향으로만 산포시킨 상태에서 열과 압력을 가해 제 1 매트릭스 수지가 강화섬유를 통과하여 용융 또는 중합되어 함침되도록 하고, 이와 같이 강화섬유층을 통과한 제 1 매트릭스 수지가 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)과 맞닿아 있는 제 1 강화섬유층(130)의 최상부 층(130-2) 내부에서 만나게 되는 제 2 매트릭스 수지와 수지 결합되도록 한다. In another embodiment of the present invention, the first reinforcing fiber 130 is laminated with a plurality of layers (130-1 and 130-2 in FIG. 2) in addition to the single layer, and the first matrix resin application layer 120-1 The first matrix resin is melted or polymerized and impregnated through the reinforcing fibers by applying heat and pressure under the condition that the reinforcing fiber layer 130-2 is dispersed only in the lower surface direction, 1 matrix resin is resin-bonded to the second matrix resin to be encountered in the uppermost layer 130-2 of the first reinforcing fiber layer 130 abutting the second matrix resin application layer 120-2.
본 발명의 또 다른 실시예로, 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)은 각 강화섬유층(130)로 이루어진 층 간에 도포될 수도 있다. 즉, 도 2에서 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)은 캐리어 필름(110)과 강화섬유층(130-1) 사이에만 도포된 것으로 도시되어 있으나, 강화섬유층(130-1)과 강화섬유층(130-2) 사이에도 도포될 수 있다. 이 경우에도 각 층에 도포된 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)이 각 강화섬유층(130-1, 130-2)을 따라 함침되어 들어가서 공정 조건(가열 가압 조건)을 조절하여 제 1 매트릭스 수지의 점도를 상승시킴에 따라, 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)으로부터 상기 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)과 맞닿아 있는 제 1 강화섬유층(130)의 최상부 층(130-2)으로 함침되어 들어오는 제 2 매트릭스 수지와 만나 수지 결합됨으로써 추가적인 함침이 일어나지 못하도록 하여 최외곽 제 2 강화섬유층(130b)을 일부만 함침시키고 표면은 미함침 상태로 남겨둘 수 있다. In another embodiment of the present invention, the first matrix resin application layer 120-1 may be applied between the layers of each reinforcing fiber layer 130. [ 2, the first matrix resin coating layer 120-1 is shown to be applied only between the
결과적으로, 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)에 의한 제 2 강화섬유(130b)로의 함침 공정을 조절함으로써, 제 2 강화섬유층(130b) 내의 강화섬유가 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)의 매트릭스 수지에 완전히 함침이 되지 않고, 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)이 도포된 방향의 반대면 외부는 함침되지 않은 상태로 강화섬유가 노출된 비대칭 구조를 형성하고, 비대칭 복합재료 시트(1000)는 복합재료로 이루어짐으로써 기본적으로 기계적 물성이 우수한 특성을 갖는다.As a result, by controlling the impregnation process with the second reinforcing fiber 130b by the second matrix resin application layer 120-2, the reinforcing fibers in the second reinforcing fiber layer 130b are prevented from being stuck to the second matrix resin application layer 120- 2), the outside of the opposite side of the direction in which the second matrix resin coating layer 120-2 is coated is formed asymmetrically with the reinforcing fibers exposed in a state not impregnated, and the asymmetric composite Since the
이와 동시에 제 2 강화섬유층(130b) 중 외부 영역은 외측으로 노출되어 추가 기능을 하는 구성을 갖는다. 즉, 노출된 강화섬유 노출부, 다른 말로 매트릭스 수지 비함침부(1200)는 강화섬유층의 재질과 직조 방법에 따른 외관 장식용 또는 타 소재(예: 건축 소재 등)와의 접착 공정에서 접착 강도를 높이기 위한 목적으로 사용이 가능하다. 즉, 상기 노출된 강화섬유 노출부, 즉 매트릭스 수지 비함침부(1200)는 타 소재와의 접착 공정에서 접착제층이 함침될 수 있으므로 매우 강한 접착력을 발휘할 수 있게 된다.At the same time, the outer region of the second reinforcing fiber layer 130b is exposed to the outside to have an additional function. In other words, the exposed reinforcing fiber exposed portion, in other words, the matrix resin non-impregnated
한편, 이를 위해, 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)과 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)은 용융물의 점도, 반응성 등이 상이한 수지를 각각 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 저점도 폴리아미드 6 수지를 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)으로, 고점도 폴리아미드 6 수지 필름을 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)으로 사용할 수 있다.For this purpose, the first matrix resin coating layer 120-1 and the second matrix resin coating layer 120-2 may be selected from resins each having a different melt viscosity, reactivity, or the like. For example, a low viscosity polyamide 6 resin can be used as the first matrix resin coating layer 120-1, and a high viscosity polyamide 6 resin film can be used as the second matrix resin coating layer 120-2.
또한, 본 발명의 다른 실시예로, 고온 경화형 에폭시 수지를 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)으로, 저온 경화형 에폭시 수지를 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)으로 사용할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the high temperature curable epoxy resin may be used as the first matrix resin coating layer 120-1 and the low temperature curable epoxy resin may be used as the second matrix resin coating layer 120-2.
또한 본 발명의 또 다른 실시예로, 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)으로 에폭시 수지를, 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)으로 폴리아미드 6 수지 필름을 사용할 수 있다 .In yet another embodiment of the present invention, an epoxy resin may be used as the first matrix resin coating layer 120-1 and a polyamide 6 resin film may be used as the second matrix resin coating layer 120-2.
이 경우 제 2 강화섬유층(130b)의 가열 및 가압에 따라 결과적으로 외부에 노출된 강화섬유 노출부(1200)는 본래 복합재료의 기계적 물성을 강화하는 기능 외에 다른 기능을 하는 복합재료에 해당한다. 즉, 제 2 강화섬유층(130b)의 일부는 제 2 매트릭스 수지가 함침되어 복합재료의 강화섬유로서 작용을 하고, 일부는 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)의 매트릭스 수지가 함침되지 않고 외부에 노출되어 추가 기능을 발휘하는 구조를 갖는다. In this case, the exposed portion of the reinforcing
즉, 제 2 강화섬유층(130b) 전체에 걸쳐 함침되도록 하는 것이 아니라 일측면에만 함침되도록 하고, 반대측 표면은 섬유 상태 그대로 제작되도록 함으로써, 직물 섬유의 질감을 제공할 수 있다. 이에 따라, 휴대폰 배면 커버로 사용될 경우 기존의 매끈한 표면이 아닌 직물 느낌을 제공할 수 있는 효과가 있고, 건축재로 사용할 경우에는 섬유로 인해 다른 소재와의 접착이 용이해지는 효과가 있고, 그대로 벽체표면으로 사용될 경우에는 별도로 장식을 하지 않아도 내장으로 사용이 가능한 효과가 있다. That is, it is possible to provide the texture of the fabric fiber by not impregnating the entire second reinforcing fiber layer 130b but impregnating the fiber reinforcing fiber layer 130b only on one side and fabricating the opposite side surface in the fiber state. Accordingly, when used as a cellular phone back cover, it has an effect of providing a fabric feeling rather than a smooth surface, and when used as a building material, it has an effect of facilitating adhesion to other materials due to fibers. If it is used, there is an effect that it can be used as a built-in without needing to decorate it separately.
본 발명에서, 고분자 수지를 용융시킨 상태의 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)에 있어, 고분자 매트릭스 수지는 기계적 물성이 우수한 고분자라면 모두 사용이 가능하며, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드, 열가소성 폴리우레탄, 폴리케톤 등 열가소성 고분자 또는 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 열경화성 우레탄 수지 등 열경화성 고분자 등을 들 수 있다. In the present invention, in the first matrix resin coating layer 120-1 in a state where the polymer resin is melted, the polymer matrix resin can be used as a polymer having excellent mechanical properties, and examples thereof include polyethylene terephthalate, polyamide , Thermosetting polymers such as polyphenylene sulfide, thermoplastic polyurethane, and polyketone, or thermosetting polymers such as epoxy resin, unsaturated polyester, vinyl ester, and thermosetting urethane resin.
다만, 직물 형상의 제 1 강화섬유층(130)과 열가소성 고분자로 된 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)을 복합화하여 비대칭 복합재료 시트(1000)를 제조할 경우, 열가소성 고분자 수지의 높은 용융 점도로 인하여 직물 형상의 강화섬유층에 고분자 매트릭스 수지를 함침시키는 것이 용이하지 않을 수 있으므로, 다음과 같은 방법을 선택할 수 있다.However, when the
즉, 비대칭 복합재료 시트(1000)는 중합 촉매를 포함하며 분말 상태의 열가소성 고분자의 단량체(및 올리고머)를 직물 형상의 제 1 강화섬유 위에 산포시킨 다음 이를 가열 처리하여 분말이 용융되어 상기 매트 형상 제 1 강화섬유에 함침되도록 하면서 열가소성 고분자의 단량체(및 올리고머)를 열가소성 고분자로 중합시키는 방법으로 형성될 수 있다. That is, the
단량체(및 올리고머)는 분말에 분산된 공지의 중합 촉매에 의해 적절한 조건 하에서 고분자로 중합되며, 이 고분자는 열가소성을 갖는다. 분말의 매트릭스로서 단량체(및 올리고머)를 사용하는 이유는, 고분자를 사용하는 경우 높은 용융 점도로 인하여 섬유로 이루어진 직물 형상의 강화섬유층에 함침이 어려울 수 있기 때문이다. 단량체나 올리고머는 낮은 분자량으로 인해 용융 점도가 낮으므로 직물 형상의 강화섬유에 잘 함침될 수 있다. 이러한 열가소성 고분자의 단량체 또는 올리고머로는 사이클릭 부틸렌 테레프탈레이트, 카프로락탐 등을 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 사이클릭 부틸렌 테레프탈레이트는 중합되어 폴리부틸렌테레프탈레이트가 되며, 카프로락탐은 중합되어 폴리아미드가 된다. 이들 고분자는 모두 내열성 및 기계적 강도가 우수한 엔지니어링 플라스틱으로 잘 알려져 있다.The monomers (and oligomers) are polymerized under suitable conditions with a known polymerization catalyst dispersed in a powder, which polymer is thermoplastic. The reason why the monomer (and oligomer) is used as a matrix of the powder is that, when a polymer is used, it may be difficult to impregnate the fiber-reinforced reinforcing fiber layer made of fibers due to a high melt viscosity. Monomers and oligomers are low in melt viscosity due to their low molecular weight and can therefore be well impregnated with reinforcing fibers in the form of a fabric. Examples of the monomer or oligomer of such a thermoplastic polymer include, but are not limited to, cyclic butylene terephthalate, caprolactam and the like. The cyclic butylene terephthalate is polymerized to polybutylene terephthalate, and the caprolactam is polymerized to form a polyamide. All of these polymers are well known for engineering plastics with excellent heat resistance and mechanical strength.
본 발명에서 상기 분말 상태의 단량체(및 올리고머)는 산포 공정을 통해 직물 형상의 강화섬유층의 표면에 분산될 수 있으면 모두 사용할 수 있으므로 그래뉼(granule), 펠렛(pellet) 등 모든 형태를 포함하는 의미로 해석되어야 한다.In the present invention, since the monomers (and oligomers) in the form of powder can be used as long as they can be dispersed on the surface of the reinforcing fiber layer in the form of a fabric through a scattering process, they can be used in any form including granules and pellets Should be interpreted.
상기 단량체(및 올리고머)를 이용한 일부 함침 공정에 관하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The partial impregnation process using the monomer (and oligomer) will be described in more detail as follows.
먼저, 준비한 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)을 이루는 분말은 캐리어 필름(110) 위에 산포시킨다. 즉, 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)을 이루는 분말을 캐리어 필름(110) 위에 균일하게 산포시킴에 따라 캐리어 필름(110)의 표면은 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)을 이루는 분말로 덮이게 된다. 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)을 이루는 분말의 산포 두께에 따라 직물 형상의 제 1 강화섬유층(130)의 두께 또는 층수를 조절할 수 있다. 상기 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1) 위에 제 1 강화섬유층(130)을 적층한다.First, the powder constituting the prepared first matrix resin coating layer 120-1 is dispersed on the
이어서, 상기 제 1 강화섬유층(130) 위에 고분자 수지로 이루어진 제 2 매트릭스 수지를 도포하여 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)을 형성한다. 상기 제 2 매트릭스 수지는 단량체(및 올리고머) 상태 보다는 일반적인 고분자 수지 필름 상태의 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. Next, a second matrix resin made of a polymer resin is coated on the first reinforcing fiber layer 130 to form a second matrix resin coating layer 120-2. More preferably, the second matrix resin is in the form of a polymer resin film rather than a monomer (and oligomer) state.
이어서, 상기 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)이 형성된 위에 다시 최외각층을 구성하는 제 2 강화섬유층(130b)을 적층한다. Subsequently, a second reinforcing fiber layer 130b constituting an outermost layer is laminated on the second matrix resin coating layer 120-2.
그런 다음, 전체 구성을 가열 및 가압 처리하여, 상기 제 1 매트릭스 수지 도포층(120-1)을 이루는 분말이 용융되어 제 1 강화섬유층(130)에 함침되도록 하면서 열가소성 고분자의 단량체(및 올리고머)를 열가소성 고분자로 중합시킨다.Then, the entire composition is heated and pressurized to melt the monomer (and oligomer) of the thermoplastic polymer so that the powder constituting the first matrix resin coating layer 120-1 is melted and impregnated in the first reinforcing fiber layer 130 It is polymerized with a thermoplastic polymer.
분말들이 산포된 상태로 가열처리하면, 분말의 매트릭스 성분인 단량체(및 올리고머)가 용융되는데, 단량체(및 올리고머)의 용융액은 점도가 낮으므로 제 1 강화섬유층(130)에 잘 함침되어 들어간다. 또한, 제 1 강화섬유층(130)에 함침된 단량체(및 올리고머) 용융액은 분산된 중합 촉매에 의해 고분자로 중합된다. When the powders are dispersed, the monomer (and oligomer), which is a matrix component of the powder, is melted. Since the melt of the monomer (and oligomer) is low in viscosity, the first reinforcing fiber layer 130 is well impregnated. Further, the melt of the monomer (and oligomer) impregnated in the first reinforcing fiber layer 130 is polymerized into a polymer by a dispersed polymerization catalyst.
상기 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)은 가열 및 가압 처리에 의하여 용융되면서 상부의 제 2 강화섬유층(130b)과 하부의 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)에 맞닿아 있는 제 1 강화섬유층(130)의 최상부 층을 이루는 강화섬유층(130-2)에 함침된다. 단, 제 2 매트릭스 수지는 제 1 강화섬유층 및 제 2 강화섬유층에 제 1 매트릭스 수지에 비하여 용이하게 함침이 되지 않도록 고분자 수지를 사용하거나 공정 조건을 조절하는 것이 유리하다.The second matrix resin coating layer 120-2 is melted by the heating and pressurizing treatment, and the first matrix resin resin coating layer 120-2 and the second matrix resin resin coating layer 120-2, which are in contact with the second upper reinforcing fiber layer 130b and the second lower matrix resin coating layer 120-2, Impregnated into the reinforcing fiber layer 130-2 constituting the uppermost layer of the reinforcing fiber layer 130. However, it is advantageous to use the polymer resin or to control the process conditions so that the second matrix resin is not easily impregnated into the first reinforcing fiber layer and the second reinforcing fiber layer as compared with the first matrix resin.
이와 같이 용융되어 함침 및 유입되는 제 1 매트릭스 수지는 제 2 매트릭스 수지 도포층(120-2)과 맞닿아 있는 제 1 강화섬유층(130)의 최상부 층을 이루는 강화섬유층(130-2)에서 상기 제 2 매트릭스 수지와 만나 수지 결합되면서 점도 상승과 온도 하락으로 인해 추가적인 함침 진행은 중단되게 된다. 이렇게 됨으로써 상기 제 2 강화섬유층은 하부는 매트릭스 수지에 의해 함침된 영역이 존재하고 상부는 매트릭스 수지에 함침되지 않은 2중 구조를 형성하게 되는 것이다. The first matrix resin melted and impregnated and inflowed in this way is introduced into the reinforcing fiber layer 130-2 forming the uppermost layer of the first reinforcing fiber layer 130 abutting the second matrix resin application layer 120-2, 2 matrix resin, the additional impregnation process is interrupted due to viscosity increase and temperature drop. As a result, the second reinforcing fiber layer has a double-layered structure in which the lower portion is impregnated with the matrix resin and the upper portion is not impregnated with the matrix resin.
본 발명에서 상기 가열 및 가압 조건에 관해서는 매트릭스 수지 함침부와 비함침부가 2중층으로 구성될 수 있는 조건을 구체적인 공정 별로 정할 수 있는 조건을 의미하는 것으로서, 본 발명에서는 이에 관해서는 구체적으로 한정하지는 않는다. In the present invention, the heating and pressurization conditions refer to conditions under which the matrix resin impregnated portion and the non-impregnated portion can be composed of a double layer by specific processes. In the present invention, the conditions are not specifically limited Do not.
이상, 본 발명인 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 비대칭 복합재료 시트에 관하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하였다. As described above, the method of manufacturing the asymmetric composite sheet by resin bonding and the asymmetric composite sheet produced by the method of the present invention have been specifically described with reference to the drawings.
본 발명에 따른 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트의 제조 기술에 따르면, 기존과 같이 강화섬유를 고분자 매트릭스용 수지를 이용하여 완전히 함침하는 것이 아니라, 강화섬유에 대해서 하부 영역의 일부에서만 부분적으로 함침이 일어나도록 하여, 하부 영역에서는 기계적 물성 등 성능 향상의 특성을 가지면서 반대측 표면은 섬유(또는 직물) 상태 그대로 제작되도록 함으로써, 섬유(또는 직물)의 질감을 줄 수 있어 휴대폰 배면 커버로 사용될 경우 기존의 매끈한 표면이 아닌 직물 느낌을 줄 수 있어 감성적 효과를 줄 수 있고, 이러한 시트를 건축재로 사용할 경우에는 섬유(직물) 소재가 표면에 노출되어 있으므로 다른 소재와의 접착이 용이해지는 효과가 있으며, 그대로 벽체 표면으로 사용될 경우에는 별도로 장식을 하지 않아도 내장으로 사용이 가능한 효과를 갖는다. According to the manufacturing technique of the asymmetric composite sheet through resin bonding according to the present invention, instead of completely impregnating the reinforcing fiber with the polymer matrix resin, the reinforcing fiber is partially impregnated only in a part of the lower region And the other side surface is made in the state of fiber (or fabric) in the lower region while having the property of improving the mechanical properties such as mechanical properties, thereby giving the texture of the fiber (or fabric) It is possible to give a feeling of fabric rather than a smooth surface, thereby giving an emotional effect. When such a sheet is used as a building material, since the fiber (textile) material is exposed on the surface, When used as a surface, it does not need to be decorated separately. The effect has a possible effect.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
100 : 적층 구조 110 : 캐리어 필름
120-1 : 제 1 매트릭스 수지 도포층
120-2 : 제 2 매트릭스 수지 도포층
130 : 제 1 강화섬유층 130b : 제 2 강화섬유층
1000 : 수지 결합을 통한 비대칭 복합재료 시트
1100 : 매트릭스 수지 함침부
1110 : 제 1 매트릭스 수지층
1120 : 제 1 매트릭스 수지가 함침된 상태의 제 1 강화섬유층
1130 : 제 2 매트릭스 수지가 함침된 상태의 제 1 강화섬유층
1140 : 제 2 매트릭스 수지층
1150 : 제 2 매트릭스 수지가 함침된 상태의 제 2 강화섬유층
1200 : 매트릭스 수지 비함침부100: laminated structure 110: carrier film
120-1: a first matrix resin coating layer
120-2: Second Matrix Resin Coating Layer
130: first reinforcing fiber layer 130b: second reinforcing fiber layer
1000: Asymmetric composite sheet through resin bonding
1100: Matrix resin impregnation portion
1110: a first matrix resin layer
1120: First reinforcing fiber layer in a state in which the first matrix resin is impregnated
1130: First reinforcing fiber layer in a state in which the second matrix resin is impregnated
1140: a second matrix resin layer
1150: second reinforcing fiber layer in a state in which the second matrix resin is impregnated
1200: Matrix resin non-impregnated portion
Claims (7)
상기 제 1 매트릭스 수지는 고분자 수지 단량체를 고분자 중합 촉매와 함께 분말 상태로 상기 캐리어 필름에 도포한 뒤 가열 및 가압에 의해 중합이 일어나도록 함으로써 제 1 강화섬유층과 일체화되도록 하는 것을 특징으로 하되, 상기 제 1 강화섬유층은 상기 캐리어 필름의 일측에 복수의 층으로 구성되며, 상기 제 1 매트릭스 수지는 상기 복수의 제 1 강화섬유층 최하부에 도포하거나 상기 복수의 제 1 강화섬유층 사이에 각각 도포되는 것을 특징으로 하며,
상기 제 1 매트릭스 수지 도포층을 상기 제 1 강화섬유층의 최상부를 기준으로 하부면 방향으로만 산포시킨 상태에서 가열 및 가압하여 제 1 매트릭스 수지가 강화섬유층을 통과하여 용융 또는 중합되어 함침되고, 이와 같이 강화섬유층을 통과한 제 1 매트릭스 수지가 제 2 매트릭스 수지 도포층과 맞닿아 있는 제 1 강화섬유층의 최상부 층의 내부에서 만나게 되는 제 2 매트릭스 수지와 수지 결합되며, 반대편 표면에 해당하는 제 2 강화섬유층의 상부면까지는 함침되지 않도록 조절하는 것을 특징으로 하며,
상기 고분자 수지 단량체는 열가소성 고분자의 단량체 및 올리고머로 이루어진 분말 상태의 수지로서 직물 형상의 제 1 강화섬유 위에 산포시킨 다음 이를 가열 처리하여 분말이 용융되어 상기 제 1 강화섬유에 함침되도록 하면서 열중합되는 방법에 의해 수지 함침층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 배면 커버 또는 건축재용 비대칭 복합재료 시트의 제조 방법.
A first matrix resin coating layer, a first reinforcing fiber layer, a second matrix resin coating layer, and a second reinforcing fiber layer are formed by sequentially laminating a carrier film, a first matrix resin coating layer, a first reinforcing fiber layer, a second matrix resin coating layer and a second reinforcing fiber layer from bottom to top, and then heating and pressing. The reactivity or flowability of the first matrix resin coating layer is controlled by heating and pressing so that the first matrix resin is impregnated through the first reinforcing fiber layer while the reactivity or flowability of the second matrix resin coating layer And the second matrix resin is impregnated in the uppermost portion of the first reinforcing fiber layer abutting the second reinforcing fiber layer and the second matrix resin coating layer, respectively, and the inside of the first reinforcing fiber layer uppermost layer abutting the second matrix resin- The first matrix resin and the second matrix resin are in contact with each other to be resin-bonded, and the second matrix The matrix resin is impregnated only up to a part of the portion of the vertical structure of the second reinforcing fiber layer contacting the second matrix resin coating layer and the other region is not impregnated with the matrix resin, Impregnated region and a matrix resin-impregnated region on the top of the resin-impregnated region and the matrix resin-impregnated region, the method comprising the steps of:
The first matrix resin is characterized in that the polymer resin monomer is applied to the carrier film in powder form together with the polymeric polymerization catalyst and then polymerized by heating and pressing so as to be integrated with the first reinforcing fiber layer, 1 reinforcing fiber layer is composed of a plurality of layers on one side of the carrier film and the first matrix resin is applied to the lowermost part of the plurality of first reinforcing fiber layers or is respectively applied between the plurality of first reinforcing fiber layers ,
The first matrix resin coating layer is heated and pressed under the condition that the first matrix resin coating layer is dispersed only in the lower surface direction with respect to the uppermost portion of the first reinforcing fiber layer so that the first matrix resin is melted or polymerized through the reinforcing fiber layer and impregnated, The first matrix resin having passed through the reinforcing fiber layer is resin-bonded with the second matrix resin which is to be encountered inside the uppermost layer of the first reinforcing fiber layer abutting the second matrix resin application layer, and the second reinforcing fiber layer Is not impregnated up to the upper surface of the substrate,
Wherein the polymeric resin monomer is dispersed on a first reinforcing fiber in the form of a fabric and is thermally polymerized so that the powder is melted and impregnated into the first reinforcing fiber as a powdered resin composed of a monomer and an oligomer of a thermoplastic polymer So as to form a resin-impregnated layer on the back surface of the cellular phone.
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