KR102178644B1 - Hybrid yarn for reinforcing material of car components and method of manufacturing material of car compoments thereby - Google Patents
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Abstract
본 발명의 자동차 부품 소재 강화용 하이브리드 원사는 아라미드 섬유와 융점이 아라미드 섬유보다 상대적으로 낮은 열가소성 섬유들이 혼재하며, 하이브리드 원사 전체중량대비 상기 아라미드 섬유의 함량이 50~99중량%로 구성된다.
본 발명의 자동차 부품 소재의 제조방법은 (ⅰ) 상기 하이브리드 원사를 사용하여 자동차 부품 소재 강화용 섬유 시트물을 제조하는 공정; (ⅱ) 상기 섬유 시트물에 매트릭스 수지로서 폴리프로필렌 수지를 함침시킨 후 열처리하여 프리프레그를 제조하는 공정; 및 (ⅲ) 상기 프리프레그를 금형 내에 적층한 후 가열 가압하여 자동차 부품 소재를 성형하는 공정;을 포함한다.
본 발명은 하이브리드 원사 내에 매트릭스 수지인 폴리프로필렌 수지와 상용성이 우수한 열가소성 섬유가 아라미드 섬유와 함께 혼재되어 있어서, 프리프레그 및 자동차 부품 소재 제조시 아라미드 섬유와 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지)간의 접착력을 크게 향상시켜 준다.
또한, 본 발명은 하이브리드 원사 내에 충격 흡수성이 뛰어난 아라미드 섬유가 포함되어 이로 제조된 자동차 부품 소재의 내충격성을 크게 향상시켜 준다.The hybrid yarn for reinforcing automobile parts material of the present invention is a mixture of aramid fibers and thermoplastic fibers with a melting point relatively lower than that of aramid fibers, and the content of the aramid fibers is 50 to 99% by weight relative to the total weight of the hybrid yarn.
The manufacturing method of a vehicle component material of the present invention includes (i) a process of manufacturing a fiber sheet for reinforcing vehicle component material using the hybrid yarn; (Ii) a step of impregnating the fiber sheet with a polypropylene resin as a matrix resin and then heat treatment to produce a prepreg; And (iii) laminating the prepreg in a mold, followed by heating and pressing to form a material for automobile parts.
In the present invention, since the hybrid yarn contains polypropylene resin, which is a matrix resin, and thermoplastic fiber having excellent compatibility with aramid fiber, the adhesion between aramid fiber and polypropylene resin (matrix resin) is greatly increased when manufacturing prepreg and automobile parts material. Improves
In addition, according to the present invention, aramid fiber having excellent shock absorption is included in the hybrid yarn, and thus the impact resistance of the automobile part material manufactured therefrom is greatly improved.
Description
본 발명은 자동차 부품 소재 강화용 하이브리드 원사 및 이를 이용한 자동차 부품 소재의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 충격흡수성이 우수함과 동시에 매트릭스 수지인 폴리프로필렌 수지와의 접착성도 뛰어난 자동차 부품 소재 강화용 하이브리드 원사 및 이를 이용한 자동차 부품 소재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid yarn for reinforcing automobile parts material and a method of manufacturing an automobile part material using the same, and more specifically, a hybrid for reinforcing automobile parts material having excellent shock absorption and excellent adhesion to polypropylene resin as a matrix resin. It relates to a yarn and a method of manufacturing an automobile part material using the same.
자동차 범퍼, 백빔 등과 같은 자동차 부품용 소재들은 (ⅰ) 열가소성 수지와 (ⅱ) 상기 열가소성 수지에 함침되어 있으며 강화용 섬유(Reinforcing fiber)들이 일방향(Uni-Direction)으로 배열되어 있는 강화용 섬유 UD로 이루어진 프리프레그(Prepreg)를 원하는 형태로 성형, 열처리하여 제조된다.Materials for automobile parts such as automobile bumpers and backbeams are (i) thermoplastic resin and (ii) impregnated with the thermoplastic resin, and reinforcing fibers UD in which reinforcing fibers are arranged in one direction (Uni-Direction). It is manufactured by molding and heat treating the formed prepreg into a desired shape.
상기 강화용 섬유 UD 대신에 강화용 섬유로 제직된 직물이 사용되기도 한다.In place of the reinforcing fiber UD, a fabric woven as a reinforcing fiber may be used.
자동차 부품 제조에 사용되는 상기 열가소성 수지로는 가격이 저렴하고 성형시간이 단축 가능한 폴리프로필렌 수지가 주로 사용되고 있다.Polypropylene resins, which are inexpensive and can shorten molding time, are mainly used as the thermoplastic resin used for manufacturing automobile parts.
한편, 자동차 부품 제조에 사용되는 상기 강화용 섬유(Reinforcing fiber)로는 매트릭스 수지와의 접착성 개선을 위해 표면을 실리카 유제로 처리한 유리섬유가 사용되어 왔으나 유리섬유의 경우 비중이 높아서 자동차의 경량화가 어려운 문제점이 있었다.On the other hand, as the reinforcing fiber used in manufacturing automobile parts, glass fiber whose surface is treated with silica emulsion has been used to improve adhesion with matrix resin. There was a difficult problem.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 상기 강화용 섬유로 유리섬유 대신 탄소섬유를 사용하였으나, 탄소섬유는 비강성이 커서 내충격성이 떨어지는 문제점이 있었다.In order to solve this problem, carbon fiber was used instead of glass fiber as the reinforcing fiber, but the carbon fiber had a problem of low impact resistance due to its high specific rigidity.
최근, 자동차의 경량화 및 내충격성 개선을 동시에 달성하기 위해서 상기 강화용 섬유로 내열성 및 고강도가 우수하면서도 동시에 내충격 특성이 뛰어난 아라미드 섬유를 사용하려고 많은 노력을 해왔지만, 통상적인 아라미드 섬유는 자동차 부품 제조에 가장 널리 사용되지만 표면에 반응기가 없는 폴리프로필렌 수지와 상용성 및 접착성이 떨어져 최종 제품인 자동차 부품의 파손강도가 크게 저하되는 문제가 발생되었다.Recently, in order to achieve weight reduction and improvement in impact resistance of automobiles at the same time, many efforts have been made to use aramid fibers having excellent heat resistance and high strength as the reinforcing fibers and at the same time excellent in impact resistance, but conventional aramid fibers are used in manufacturing automobile parts. Although it is most widely used, its compatibility and adhesion with polypropylene resin without a reactor on its surface have caused a problem that the breaking strength of the final product, an automobile part, is greatly reduced.
상기 문제점을 개선하기 위한 또 다른 종래기술로서 본원발명의 출원인이 출원한 대한민국 출원특허 제10-2014-0081600호에서는 표면에 변성 디메틸 폴리실록산을 포함하는 유제가 도포된 자동차 부품 소재 강화용 아라미드 섬유를 게재하고 있다.As another conventional technique for improving the above problems, Korean Patent Application No. 10-2014-0081600 filed by the applicant of the present invention discloses aramid fibers for reinforcing automobile parts materials coated with an emulsion containing modified dimethyl polysiloxane on the surface. Are doing.
그러나, 상기 종래 기술은 매트릭스와 아라미드 섬유와의 접착성을 어느정도 개선시킬 수 있으나, 유제처리 공정 등으로 공정이 복잡해지고, 제조원가도 상승하는 문제 등이 있었다.However, the prior art can improve the adhesion between the matrix and the aramid fibers to some extent, but there is a problem in that the process becomes complicated and the manufacturing cost increases due to an emulsion treatment process or the like.
본 발명의 과제는 내충격 특성이 우수함과 동시에 자동차 소재용 열가소성 수지로 널리 사용되고 있으나 표면에 반응기가 없는 폴리프로필렌 수지와의 접착특성이 뛰어나 자동차 부품 소재의 경량화와 파손강도를 향상시킬 수 있는 자동차 부품 소재 강화용 하이브리드 원사를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.The subject of the present invention is a material for automobile parts that has excellent impact resistance and is widely used as a thermoplastic resin for automobile materials, but has excellent adhesion properties with polypropylene resin without a reactor on the surface, so that the weight of automobile parts materials and the strength of damage can be improved. It is to provide a method of manufacturing a reinforcing hybrid yarn.
본 발명의 또 다른 과제는 상기 하이브리드 원사를 사용하여 자동차 부품 소재를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an automobile part material using the hybrid yarn.
이와같은 효과를 달성하기 위해서, 본 발명에서는 아라미드 섬유 50~99중량%와 융점이 아라미드 섬유보다 상대적으로 낮은 열가소성 섬유 1~50중량%를 합사 또는 공기교락 등 방법으로 혼재시킨 하이브리드 원사를 자동차 부품 소재 강화용 원사로 사용한다.In order to achieve such an effect, in the present invention, a hybrid yarn obtained by mixing 50 to 99% by weight of aramid fiber and 1 to 50% by weight of thermoplastic fiber having a lower melting point than that of aramid fiber by a method such as plying or air entanglement is used as a material for automobile parts. Used as a reinforcing yarn.
또한, 본 발명에서는 (ⅰ) 상기 하이브리드 원사를 사용하여 자동차 부품 소재 강화용 섬유 시트물을 제조하는 공정; (ⅱ) 상기 섬유 시트물에 매트릭스 수지로서 폴리프로필렌 수지를 함침시킨 후 열처리하여 프리프레그를 제조하는 공정; 및 (ⅲ) 상기 프리프레그를 금형 내에 적층한 후 가열 가압하여 자동차 부품 소재를 성형하는 공정;들을 거쳐 자동차 부품 소재를 제조한다.In addition, in the present invention, (i) a process of manufacturing a fiber sheet material for reinforcing automobile parts by using the hybrid yarn; (Ii) a step of impregnating the fiber sheet with a polypropylene resin as a matrix resin and then heat treatment to produce a prepreg; And (iii) laminating the prepreg in a mold, followed by heating and pressing to form an automobile part material.
본 발명은 하이브리드 원사 내에 매트릭스 수지인 폴리프로필렌 수지와 상용성이 우수한 열가소성 섬유가 아라미드 섬유와 함께 혼재되어 있어서, 프리프레그 및 자동차 부품 소재 제조시 아라미드 섬유와 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지)간의 접착력을 크게 향상시켜 준다.In the present invention, since the hybrid yarn contains polypropylene resin, which is a matrix resin, and thermoplastic fiber having excellent compatibility with aramid fiber, the adhesion between aramid fiber and polypropylene resin (matrix resin) is greatly increased when manufacturing prepreg and automobile parts material. Improves
또한, 본 발명은 하이브리드 원사 내에 충격 흡수성이 뛰어난 아라미드 섬유가 포함되어 이로 제조된 자동차 부품 소재의 내충격성을 크게 향상시켜 준다.In addition, according to the present invention, aramid fiber having excellent shock absorption is included in the hybrid yarn, and thus the impact resistance of the automobile part material manufactured therefrom is greatly improved.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 자동차 부품 소재 강화용 하이브리드 원사는 아라미드 섬유와 융점이 아라미드 섬유보다 상대적으로 낮은 열가소성 섬유들이 혼재하며, 하이브리드 원사 전체중량대비 상기 아라미드 섬유의 함량이 50~99중량%인 것을 특징으로 한다.First, the hybrid yarn for reinforcing automobile parts material according to the present invention is a mixture of aramid fibers and thermoplastic fibers having a melting point relatively lower than that of aramid fibers, and the content of the aramid fibers is 50 to 99% by weight relative to the total weight of the hybrid yarn. To do.
하이브리드 원사를 구성하는 상기의 열가소성 섬유는 자동차 부품 소재용 프리프레그를 제조하는 공정중에 가해지는 열에 의해 용융되어 열가소성 수지 용융물로 변하게 되며, 상기 열가소성 수지 용융물은 아라미드 섬유들의 사이에 깊숙이 침투하거나 아라미드 섬유들 표면에 고르게 도포된다.The thermoplastic fibers constituting the hybrid yarn are melted by the heat applied during the process of manufacturing the prepreg for automobile parts and are converted into a thermoplastic resin melt, and the thermoplastic resin melt penetrates deeply between the aramid fibers or the aramid fibers It is evenly applied to the surface.
이와같이, 매트릭스 수지인 열가소성 수지와 상용성이 우수한 열가소성 수지 용융물이 아라미드 섬유들 내부 깊숙이 침투되어 있거나 아라미드 섬유 표면에 도포되어 있기 때문에, 아라미드 섬유와 매트릭스 수지인 열가소성 수지와의 접촉면적이 넓어져 이들 간의 접착성도 향상된다.In this way, since the thermoplastic resin melt, which has excellent compatibility with the matrix resin thermoplastic resin, penetrates deep inside the aramid fibers or is applied on the surface of the aramid fibers, the contact area between the aramid fibers and the thermoplastic resin matrix resin is widened. The adhesion is also improved.
이론상 접착제와 피접착제가 비슷한 성질, 예를 들어 극소수성을 구비하는 경우 접착제와 피접착제 간의 표면장력이 낮아져 접착제는 피접착제의 표면에 넓게 펴져 피접착제와 피접착제의 표면에 펴져있는 접착제가 이루는 접촉각이 낮아지고, 이로인해 결국 접착특성이 좋아진다.In theory, when the adhesive and the adhesive have similar properties, for example, very hydrophobicity, the surface tension between the adhesive and the adhesive decreases, so the adhesive spreads widely on the surface of the adhesive and the contact angle between the adhesive and the adhesive spread on the surface of the adhesive. Is lowered, which in turn improves the adhesive properties.
본 발명에서도 표면에 반응기가 없는 소수성의 매트릭스 수지인 폴리프로필렌 수지(접착제에 해당됨)와 열가소성 섬유의 용융물인 소수성의 폴리프로필렌 수지가 표면에 도포되거나 내부에 침투되어 있는 아라미드 섬유들(피접착제에 해당됨)은 모두 극소수성을 구비하기 때문에, 상기 이론에 따라 이들 간의 표면장력과 접촉각이 낮아져 결국 접착특성이 향상된다.In the present invention, polypropylene resin (corresponding to an adhesive), which is a hydrophobic matrix resin without a reactor on the surface, and aramid fibers (corresponding to an adhesive) coated on the surface or penetrated into a hydrophobic polypropylene resin, which is a melt of thermoplastic fibers. ) Are all extremely hydrophobic, and according to the above theory, the surface tension and contact angle between them are lowered, resulting in improved adhesive properties.
상기 하이브리드 원사내 아라미드 섬유의 함량은 50~99중량%이고, 상기 열가소성 섬유의 함량은 1~50중량%이다. 아라미드 섬유의 함량이 50중량% 미만일 경우에는 자동차 부품 소재의 파손강도 등의 물성이 저하되고, 열가소성 섬유의 함량이 1중량% 미만일 경우에는 아라미드 섬유와의 매트릭스 수지인 열가소성 섬유와의 접착성이 저하된다.The content of aramid fibers in the hybrid yarn is 50 to 99% by weight, and the content of the thermoplastic fiber is 1 to 50% by weight. When the content of aramid fiber is less than 50% by weight, physical properties such as breakage strength of the material of automobile parts decrease, and when the content of thermoplastic fiber is less than 1% by weight, the adhesion of the aramid fiber to the matrix resin, the thermoplastic fiber, decreases. do.
상기 하이브리드 원사를 구성하는 열가소성 섬유로는 폴리프로필렌 섬유나 폴리에틸렌 섬유와 같은 폴리올레핀계 섬유, 보다 바람직하기로는 폴리프로필렌 섬유를 사용하는 것이 매트릭스 수지로 널리 사용되고 있는 폴리프로필렌 수지와의 상용성을 높이는데 바람직하다.As the thermoplastic fibers constituting the hybrid yarn, polyolefin fibers such as polypropylene fibers or polyethylene fibers, more preferably polypropylene fibers, are preferably used to increase compatibility with polypropylene resins widely used as matrix resins. Do.
한편, 하이브리드 원사를 구성하는 열가소성 섬유로서 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리아크릴 섬유 또는 폴리비닐알코올 섬유 등을 사용할 수도 있다.On the other hand, polyester fibers, polyamide fibers, polyacrylic fibers, polyvinyl alcohol fibers, or the like may be used as the thermoplastic fibers constituting the hybrid yarn.
상기 하이브리드 원사는 아라미드 섬유와 열가소성 섬유들을 합사하여 제조될 수도 있고, 아라미드 섬유와 열가소성 섬유를 공기교락하여 제조될 수도 있다.The hybrid yarn may be manufactured by plying aramid fibers and thermoplastic fibers, or may be manufactured by air entanglement between aramid fibers and thermoplastic fibers.
다음으로는, 이상에서 설명한 본 발명의 하이브리드 원사를 사용하여 자동차 부품 소재를 제조하는 방법에 대하여 살펴본다.Next, a method of manufacturing an automobile part material using the hybrid yarn of the present invention described above will be described.
본 발명에 따른 자동차 부품 소재의 제조방법은, (ⅰ) 아라미드 섬유와 융점이 아라미드 섬유보다 상대적으로 낮은 열가소성 섬유들이 혼재하며, 하이브리드 원사 전체중량대비 상기 아라미드 섬유의 함량이 50~99중량%인 하이브리드 원사를 사용하여, 자동차 부품 소재 강화용 섬유 시트물을 제조하는 공정; (ⅱ) 상기 섬유 시트물에 매트릭스 수지로서 열가소성 수지를 함침시킨 후 열처리하여 자동차 부품 소재용 프리프레그(prepreg)를 제조하는 공정; 및 (ⅲ) 상기 프리프레그들을 자동차 부품 소재용 금형 내에 적층한 후 가열 및 가압하여 자동차 부품 소재를 성형하는 공정;을 포함한다.The method for manufacturing an automobile part material according to the present invention includes (i) aramid fibers and thermoplastic fibers having a melting point relatively lower than that of aramid fibers, and the content of the aramid fibers is 50 to 99% by weight relative to the total weight of the hybrid yarn. A process of manufacturing a fiber sheet material for reinforcing a material for automobile parts using yarn; (Ii) a step of impregnating the fiber sheet with a thermoplastic resin as a matrix resin and then heat-treating to prepare a prepreg for a material for automobile parts; And (iii) laminating the prepregs in a mold for an automobile part material, followed by heating and pressing to form an automobile part material.
상기 섬유 시트물은 하이브리드 원사들이 일방향으로 평행하게 배열된 UD시트(uni-direction sheet)일 수도 있고, 하이브리드 원사들로 제조된 직물 또는 편물일 수도 있다.The fiber sheet may be a UD sheet (uni-direction sheet) in which hybrid yarns are arranged in parallel in one direction, or may be a fabric or knitted fabric made of hybrid yarns.
상기 매트릭스 수지로 사용되는 열가소성 수지로는 폴리프로필렌 수지를 사용하는 것이 성형시간 단축이 가능하고 가격이 저렴하여 바람직하다.As the thermoplastic resin used as the matrix resin, polypropylene resin is preferably used because the molding time can be shortened and the price is low.
상기 하이브리드 원사를 구성하는 열가소성 섬유로는 폴리프로필렌 섬유나 폴리에틸렌 섬유와 같은 폴리올레핀계 섬유, 보다 바람직하기로는 폴리프로필렌 섬유를 사용하는 것이 매트릭스 수지로 널리 사용되고 있는 폴리프로필렌 수지와의 상용성을 높이는데 바람직하다.As the thermoplastic fibers constituting the hybrid yarn, polyolefin fibers such as polypropylene fibers or polyethylene fibers, more preferably polypropylene fibers, are preferably used to increase compatibility with polypropylene resins widely used as matrix resins. Do.
한편, 하이브리드 원사를 구성하는 열가소성 섬유로서 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리아크릴 섬유 또는 폴리비닐알코올 섬유 등을 사용할 수도 있다.On the other hand, polyester fibers, polyamide fibers, polyacrylic fibers, polyvinyl alcohol fibers, or the like may be used as the thermoplastic fibers constituting the hybrid yarn.
하이브리드 원사로 구성된 섬유 시트물에 매트릭스 수지를 함침시킨 후 열처리하여 자동차 부품 소재용 프리프레그를 제조하는 공정중에, 하이브리드 원사를 구성하는 열가소성 섬유는 용융되어 열가소성 수지 용융물로 변하게 되고, 상기 열가소성 수지 용융물은 아라미드 섬유들 사이에 깊숙이 침투하거나 아라미드 섬유 표면에 고르게 도포된다.During the process of manufacturing a prepreg for automobile parts material by impregnating a fiber sheet made of hybrid yarn with a matrix resin and then heat treatment, the thermoplastic fiber constituting the hybrid yarn is melted to change into a thermoplastic resin melt, and the thermoplastic resin melt is It penetrates deeply between the aramid fibers or is evenly applied to the surface of the aramid fibers.
이와같이, 매트릭스 수지인 열가소성 수지와 상용성이 우수한 열가소성 수지 용융물이 아라미드 섬유들 내부 깊숙이 침투되어 있거나 아라미드 섬유 표면에 도포되어 있기 때문에, 아라미드 섬유와 매트릭스 수지인 열가소성 수지와의 접촉면적이 넓어져 이들 간의 접착성도 향상된다.In this way, since the thermoplastic resin melt, which has excellent compatibility with the matrix resin thermoplastic resin, penetrates deep inside the aramid fibers or is applied on the surface of the aramid fibers, the contact area between the aramid fibers and the thermoplastic resin matrix resin is widened. The adhesion is also improved.
이론상 접착제와 피접착제가 비슷한 성질, 예를 들어 극소수성을 구비하는 경우 접착제와 피접착제 간의 표면장력이 낮아져 접착제는 피접착제의 표면에 넓게 펴져 피접착제와 피접착제의 표면에 펴져있는 접착제가 이루는 접촉각이 낮아지고, 이로인해 결국 접착특성이 좋아진다.In theory, when the adhesive and the adhesive have similar properties, for example, very hydrophobicity, the surface tension between the adhesive and the adhesive decreases, so the adhesive spreads widely on the surface of the adhesive and the contact angle between the adhesive and the adhesive spread on the surface of the adhesive. Is lowered, which in turn improves the adhesive properties.
본 발명에서도 표면에 반응기가 없는 소수성의 매트릭스 수지인 폴리프로필렌 수지(접착제에 해당됨)와 열가소성 섬유의 용융물인 소수성의 폴리프로필렌 수지가 표면에 도포되거나 내부에 침투되어 있는 아라미드 섬유들(피접착제에 해당됨)은 모두 극소수성을 구비하기 때문에, 상기 이론에 따라 이들 간의 표면장력과 접촉각이 낮아져 결국 접착특성이 향상된다.In the present invention, polypropylene resin (corresponding to an adhesive), which is a hydrophobic matrix resin without a reactor on the surface, and aramid fibers (corresponding to an adhesive) coated on the surface or penetrated into a hydrophobic polypropylene resin, which is a melt of thermoplastic fibers. ) Are all extremely hydrophobic, and according to the above theory, the surface tension and contact angle between them are lowered, resulting in improved adhesive properties.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Comparative Examples.
하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 구현예로서 발명의 보호범위가 하기 실시예들 만으로 한정되는 것은 아니다.The following examples are preferred embodiments of the present invention, and the scope of the invention is not limited to the following examples.
실시예Example 1 One
1,500 데니어의 아라미드 필라멘트 4가닥과 1,000데니어의 폴리프로필렌 필라멘트 3가닥을 합사하여 폴리프로필렌 필라멘트의 함량이 25중량%인 하이브리드 원사를 제조하였다.Four strands of 1,500 denier aramid filaments and three strands of 1,000 denier polypropylene filaments were combined to prepare a hybrid yarn having a polypropylene filament content of 25% by weight.
상기와 같이 제조된 하이브리드 원사를 일방향으로 평행하게 배열하여 UD시트를 제조한 후, 상기 UD시트에 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지)를 함침시켜 프리프레그를 제조하였다. 이때 프리프레그 내 UD시트 함량은 40중량%로 하였고, 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지) 함량은 60중량%로 하였다.After the hybrid yarns prepared as described above were arranged in parallel in one direction to prepare a UD sheet, a prepreg was prepared by impregnating the UD sheet with a polypropylene resin (matrix resin). At this time, the content of the UD sheet in the prepreg was 40% by weight, and the content of polypropylene resin (matrix resin) was 60% by weight.
다음으로는 상기와 같이 제조된 프리프레그 20매를 자동차 백빔용 금형 내에 적층한 후 가압/가열하여 자동차 백빔을 성형하였다.Next, the 20 prepregs prepared as described above were stacked in a mold for an automobile backbeam, and then pressurized/heated to form an automobile backbeam.
제조된 자동차 백빔의 파단강도 ASTM D 3039 방법으로 측정한 결과 980Mpa로 우수하였다.As a result of measuring the breaking strength of the manufactured vehicle backbeam by ASTM D 3039 method, it was excellent as 980Mpa.
실시예Example 2 2
1,000 데니어의 아라미드 필라멘트 5가닥과 1,000데니어의 폴리프로필렌 필라멘트 4가닥을 합사하여 폴리프로필렌 필라멘트의 함량이 35중량%인 하이브리드 원사를 제조하였다.Five strands of 1,000 denier aramid filaments and four strands of 1,000 denier polypropylene filaments were combined to prepare a hybrid yarn having a polypropylene filament content of 35% by weight.
상기와 같이 제조된 하이브리드 원사를 경사 및 위사로 사용하여 직물을 제직한 후, 상기 직물에 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지)를 함침시켜 프리프레그를 제조하였다. 이때 프리프레그 내 UD시트 함량은 40중량%로 하였고, 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지) 함량은 60중량%로 하였다.After weaving a fabric using the hybrid yarn prepared as described above as warp and weft, a prepreg was prepared by impregnating the fabric with a polypropylene resin (matrix resin). At this time, the content of the UD sheet in the prepreg was 40% by weight, and the content of polypropylene resin (matrix resin) was 60% by weight.
다음으로는 상기와 같이 제조된 프리프레그 20매를 자동차 백빔용 금형 내에 적층한 후 가압/가열하여 자동차 백빔을 성형하였다.Next, the 20 prepregs prepared as described above were stacked in a mold for an automobile backbeam, and then pressurized/heated to form an automobile backbeam.
제조된 자동차 백빔의 파단강도 ASTM D 3039 방법으로 측정한 결과 977Mpa로 우수하였다.As a result of measuring the breaking strength of the manufactured vehicle backbeam by the ASTM D 3039 method, it was excellent as 977Mpa.
실시예Example 3 3
1,500 데니어의 아라미드 필라멘트 4가닥과 1,000데니어의 폴리에틸렌 필라멘트 3가닥을 합사하여 폴리에틸렌 필라멘트의 함량이 25중량%인 하이브리드 원사를 제조하였다.Four strands of 1,500 denier aramid filaments and three strands of 1,000 denier polyethylene filaments were combined to prepare a hybrid yarn having a polyethylene filament content of 25% by weight.
상기와 같이 제조된 하이브리드 원사를 일방향으로 평행하게 배열하여 UD시트를 제조한 후, 상기 UD시트에 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지)를 함침시켜 프리프레그를 제조하였다. 이때 프리프레그 내 UD시트 함량은 40중량%로 하였고, 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지) 함량은 60중량%로 하였다.After the hybrid yarns prepared as described above were arranged in parallel in one direction to prepare a UD sheet, a prepreg was prepared by impregnating the UD sheet with a polypropylene resin (matrix resin). At this time, the content of the UD sheet in the prepreg was 40% by weight, and the content of polypropylene resin (matrix resin) was 60% by weight.
다음으로는 상기와 같이 제조된 프리프레그 20매를 자동차 백빔용 금형 내에 적층한 후 가압/가열하여 자동차 백빔을 성형하였다.Next, the 20 prepregs prepared as described above were stacked in a mold for an automobile backbeam, and then pressurized/heated to form an automobile backbeam.
제조된 자동차 백빔의 파단강도 ASTM D 3039 방법으로 측정한 결과 975Mpa로 우수하였다.As a result of measuring the breaking strength of the manufactured vehicle backbeam by the ASTM D 3039 method, it was excellent as 975Mpa.
비교실시예Comparative Example 1 One
1,500 데니어의 아라미드 필라멘트 6가닥을 합사하여 강화용 아라미드 원사를 제조하였다.Six strands of 1,500 denier aramid filaments were laminated to prepare a reinforcing aramid yarn.
상기와 같이 제조된 강화용 아라미드 원사를 일방향으로 평행하게 배열하여 UD시트를 제조한 후, 상기 UD시트에 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지)를 함침시켜 프리프레그를 제조하였다. 이때 프리프레그 내 UD시트 함량은 40중량%로 하였고, 폴리프로필렌 수지(매트릭스 수지) 함량은 60중량%로 하였다.After preparing a UD sheet by arranging the reinforcing aramid yarns prepared as described above in parallel in one direction, a prepreg was prepared by impregnating the UD sheet with a polypropylene resin (matrix resin). At this time, the content of the UD sheet in the prepreg was 40% by weight, and the content of polypropylene resin (matrix resin) was 60% by weight.
다음으로는 상기와 같이 제조된 프리프레그 20매를 자동차 백빔용 금형 내에 적층한 후 가압/가열하여 자동차 백빔을 성형하였다.Next, the 20 prepregs prepared as described above were stacked in a mold for an automobile backbeam, and then pressurized/heated to form an automobile backbeam.
제조된 자동차 백빔의 파단강도 ASTM D 3039 방법으로 측정한 결과 810Mpa로 낮았다.The breaking strength of the manufactured vehicle backbeam was as low as 810Mpa as measured by ASTM D 3039 method.
Claims (9)
(ⅱ) 상기 섬유 시트물에 매트릭스 수지로서 폴리프로필렌 수지를 함침시킨 후 열처리하여 자동차 부품 소재용 프리프레그(prepreg)를 제조하는 공정; 및
(ⅲ) 상기 프리프레그들을 자동차 부품 소재용 금형 내에 적층한 후 가열 및 가압하여 자동차 부품 소재를 성형하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 부품 소재의 제조방법.(I) Aramid fibers and thermoplastic fibers with a melting point relatively lower than that of aramid fibers, polypropylene fibers are mixed, and a hybrid yarn containing 50 to 99% by weight of the aramid fiber relative to the total weight of the hybrid yarn is used, A process of manufacturing a reinforcing fiber sheet material;
(Ii) a step of impregnating the fiber sheet with polypropylene resin as a matrix resin and then heat treatment to produce a prepreg for an automobile part material; And
(Iii) laminating the prepregs in a mold for a vehicle component material, heating and pressing the prepreg to form an automotive component material.
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