KR102209369B1

KR102209369B1 - T-rtm 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법

Info

Publication number: KR102209369B1
Application number: KR1020190178884A
Authority: KR
Inventors: 황상하; 박현규; 이동규
Original assignee: 한화큐셀앤드첨단소재 주식회사
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2021-01-28

Abstract

본 발명은 T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법에 관한 것으로, 천연섬유 프리폼이 하부금형에 배치되는 단계, 수지가 압력을 받아 상기 하부금형과 상부금형 사이의 캐비티로 사출되는 단계, 상기 상부금형이 하강하여 상기 수지와 상기 천연섬유 프리폼을 가압하는 단계 및 상기 상부금형이 승강하여 천연섬유복합재가 인취되는 단계를 포함하고, 상기 상부금형의 하강속도가 상기 상부금형의 승강속도 보다 빠르게 하여 천연섬유 셀 내로 수지를 침투시킬 수 있다.

Description

T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법 {NATURAL FIBER COMPOSITE MOLDING METHOD USING T-RTM PROCESS}

본 발명은 T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 천연섬유 프리폼이 하부금형에 배치되는 단계, 수지가 압력을 받아 상기 하부금형과 상부금형 사이의 캐비티로 사출되는 단계, 상기 상부금형이 하강하여 상기 수지와 상기 천연섬유 프리폼을 가압하는 단계 및 상기 상부금형이 승강하여 천연섬유복합재가 인취되는 단계를 포함하고, 상기 상부금형의 하강속도가 상기 상부금형의 승강속도 보다 빠르게 하여 천연섬유 셀 내로 수지를 침투시킬 수 있다.

섬유강화 고분자 복합재료는 보강재료인 섬유에 기지재료인 고분자 수지를 함침시켜 만들어진다.

고분자 복합재료는 무게에 비해 강도가 크고, 화학적으로 안정하며, 피로 한도가 큰 등의 여러 장점이 있으며, 우수한 무게비 성능을 요구하는 항공 우주 산업, 각종 자동차 부품 등에 그 적용 범위를 넓혀가고 있다.

섬유 강화 고분자 복합재료의 성형 방법에는 Autoclave Molding, 필라멘트 와인딩, 테이프 적층법, RTM(Resin Transfer Molding), Pultrusion, Compression Molding 등의 여러 방법이 있다.

이러한 여러 성형 공정 중 RTM은 양산성이 좋은 방법으로, 성형 시간과 설비 투자 비용을 절감하기 위해 주로 사용되고, 하이사이클, HP-RTM, Surface-RTM 및 T-RTM 공정 등 대폭적인 시간 단축과 비용 절감 실현을 위해 개발이 꾸준히 진행되고 있다.

이 중 열가소성 수지 RTM 성형(Thermoplastic RTM Process)는 열가소성 수지를 이용한 RTM 성형 기술로, 열경화성 수지를 주입하는 대신 열가소성 모노머를 촉매 및 활성 물질과 함께 주입하고, 금형 내에서 중합하는 방법이다.

여기서, 가열된 금형에 섬유 강화재를 배치할 때 사용되는 섬유는 천연섬유를 사용할 수 있고, 천연섬유는 유리섬유에 비해 인장탄성률이 낮지만, 유리섬유 보다 낮은 밀도를 가져 비강도, 비탄성률에서 우수한 특성을 보여 내장재에 주로 사용되어진다.

도 1 및 2는 천연섬유의 셀을 확대 도시한 것이다.

도 1은 천연섬유에 수지가 함침되기 전의 상태로, 기공이 많은 천연섬유는 플라스틱의 강화제로 작용하여 기계적 성질이 우수한 산업용 내장재나 난연물질을 첨가할 경우 불에 잘 타지 않는 건축자재로도 활용이 가능하다.

또한, 천연섬유는 유리섬유 보다 낮은 밀도를 지니는 점에서 경량화에 유리한 장점이 있다.

도 2는 천연섬유에 수지가 함침된 후의 상태를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 천연섬유의 셀을 확대해 보면, 수지가 함침되지 않은 미함침 영역이 존재하여 여전히 기공이 남아있는 것을 확인할 수 있다.

이는, 천연섬유는 리그닌, 셀룰로오스 등으로 구성되어 모두 친수성을 나타내고 있는데 이러한 특성으로 인해, 친수성 천연섬유에 소수성 수지를 함침시키는 공정에서 계면 결합력이 낮아 발생될 수 있고, 낮은 계면 결합력으로 물성이 개선되기 어려운 문제가 있다.

이에, 천연섬유에 수지를 함침하여 진행되는 복합재료 제조 시, 물성을 저하시키는 천연섬유의 친수성기 제거를 위한 표면처리 및 상용화제 도입이 필수적이다.

그러나, 친수성기 제거를 위한 종래의 표면처리 및 상용화제 도입의 공정에서 화학물질의 필수적 도입에 따른 작업자들의 안전을 위협하는 점과 환경 오염 물질 발생에 따른 작업 환경 개선 필요성이 제기되고 있다.

따라서, 천연섬유에 수지를 함침하는 T-RTM 공정에 있어서, 천연섬유 내에 수지 함침의 한계를 극복하고, 환경 친화적이면서 복합재료의 전체적인 물성을 극대화시킬 수 있는 공정 방법의 개발이 필요한 실정이다.

KR 10-1561287 B1

본 발명의 목적은 천연섬유 내의 수지 함침의 한계를 극복하고, 환경 친화적이면서 복합재료의 전체적인 물성을 극대화시킬 수 있는 공정 방법으로, 천연섬유 프리폼이 하부금형에 배치되는 단계, 수지가 압력을 받아 상기 하부금형과 상부금형 사이의 캐비티로 사출되는 단계, 상기 상부금형이 하강하여 상기 수지와 상기 천연섬유 프리폼을 가압하는 단계 및 상기 상부금형이 승강하여 천연섬유복합재가 인취되는 단계를 포함하고, 상기 상부금형의 하강속도가 상기 상부금형의 승강속도 보다 빠르게 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 T-TRM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형방법은 천연섬유 프리폼이 하부금형에 배치되는 단계, 수지가 압력을 받아 상기 하부금형과 상부금형 사이의 캐비티로 사출되는 단계, 상기 상부금형이 하강하여 상기 수지와 상기 천연섬유 프리폼을 가압하는 단계 및 상기 상부금형이 승강하여 천연섬유복합재가 인취되는 단계를 포함하고, 상기 상부금형의 하강속도가 상기 상부금형의 승강속도 보다 빠르다.

본 발명에 따르면, 상기 천연섬유의 셀 내로 상기 수지가 침투된다.

본 발명에 따르면, 상기 수지는 상기 상부금형이 승강할 때 침투되는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 수지는 중합 시, 고분자로 변형되는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 수지가 압력을 받아 상기 캐비티로 사출되는 단계에서, 상기 수지는 모노머 상태에서 주입되는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 수지가 주입될 때, 상기 수지는 카프로락탐(Caprolactam)인 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 수지가 주입될 때, 촉매(Catalyst) 물질이 함께 첨가된다.

본 발명에 따르면, 상기 수지가 주입될 때, 개시제(Initiator)가 함께 첨가된다.

본 발명의 T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형에 의하면 수지가 단일상태의 분자의 모노머 상태로 천연섬유 프리폼에 주입되어 점도가 낮아 작업성 및 함침이 용이하기 때문에 침투성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 수지가 카프로락탐 형태로 후속 화학 반응을 통해 중합될 때, 물과 유사하게 낮은 점도를 지니는 특징으로 인해, 내부 금형 압력이 낮더라도 천연섬유 프리폼 내로 침투가 용이한 효과가 있다.

또한, 카프로락탐의 경우, 모노머 상태에서 고분자로 중합되는 시간이 10~15min정도 빠르고, 짧은 반응시간 동안 모노머에서 고분자로 전환율 또한 95% 이상으로 우수하여 공정시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상부금형의 가압에 따라 천연섬유의 셀이 눌림 현상에 의해 축소되었다가, 상부금형의 상승에 따라 수지와 천연섬유의 셀의 압력 차이로 인해 수지가 천연섬유의 셀로 삽입되는 모세관 현상을 적용시켜 천연섬유의 셀 내로 수지를 채워 친수성의 천연섬유와 소수성의 고분자를 지닌 수지의 결합을 용이하게 할 수 있도록 진행함에 따라 소수성 성질을 변형시키기 위해, 천연섬유의 NaOH를 통한 표면처리 작업을 생략할 수 있어 작업 환경이 개선되는 효과가 있다.

도 1은 수지가 함침되기 전의 천연섬유의 셀을 확대 도시한 것이다.
도 2는 수지가 함침된 후의 천연섬유의 셀을 확대 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 천연섬유 프리폼이 하부금형에 배치되는 단계를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 상부금형이 하강하여 수지와 천연섬유 프리폼을 가압하는 단계를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 상부금형이 상승하는 단계를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 T-RTM 공정의 상부금형이 하강하여 가압될 때, 천연섬유의 셀의 단면을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 T-RTM 공정 후의 상부금형이 상승할 때, 천연섬유의 셀의 단면을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 T-RTM 공정의 순서도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "길이 방향"이란, 도 3을 기준으로 x축 방향이며, "폭 방향"이란, 도 3을 기준으로 y축 방향이며, "수직 방향"이란, 도 3을 기준으로 z축 방향이다. 또한, "상부"란, 수직 방향에서 위쪽 방향을 의미하고, "하부"란 수직 방향에서 아래쪽 방향을 의미한다.

본 발명에 따른 T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형방법은 천연섬유 프리폼이 하부금형에 배치되는 단계(S100), 수지가 압력을 받아 상기 하부금형과 상부금형 사이의 캐비티로 사출되는 단계(S200), 상기 상부금형이 하강하여 상기 수지와 상기 천연섬유 프리폼을 가압하는 단계(S300) 및 상기 상부금형이 승강하여 천연섬유복합재가 인취되는 단계(S400)를 포함한다.

먼저, 도 8을 참조하여 천연섬유 프리폼(50)이 하부금형(200)에 배치되는 단계(S100)를 설명하도록 한다.

도 3과 같이, 천연섬유복합재 제조를 위해, 하부금형(200)의 상부면에 천연섬유 프리폼(50)이 배치될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 천연섬유 프리폼(50)은 천연섬유 물질로, 일 예로, 목질 섬유 물질, 아마 섬유 물질, 대마 섬유 물질 및 사이잘 섬유 물질일 수 있다.

또한, 천연섬유 프리폼(50)의 형태는 필라멘트 다발(섬유다발)로 구성된 크로스, 다수 개의 필라멘트가 일방향으로 배열된 필라멘트 다발인 일방향성 섬유다발의 형태를 가질 수 있고, 수지(R)는 천연섬유 프리폼(50)에 함침되는데 있어서, 미함침 영역이 발생되지 않도록 배치되는 한 천연섬유 프리폼(50)의 배치의 제한이 없음을 밝혀둔다.

따라서, 하부금형(200)의 상부면에서 천연섬유 프리폼(50)은 시트(중간 플레이트) 형태로, 하부금형(200)의 상부면의 형상에 대응되도록 재단 및 성형되어 사용될 수 있다.

다음으로, 수지가 압력을 받아 상기 하부금형(200)과 상부금형(100) 사이의 캐비티로 사출되는 단계(S200)를 설명하도록 한다.

상부금형(100)은 RTM 공정에서 사용되는 공지의 금형의 일부로, 다수의 엑츄에이터를 포함하며, 각각의 압력 엑츄에이터는 독립적으로 작동할 수 있다.

일 예로, 도 3을 참조하면, 상부금형(100)의 상부에 수지 주입기(10) 및 가압구동장치(110)가 연결될 수 있다. 수지 주입기(10)는 미 도시된 액츄에이터의 구동에 따라 상부금형(100)에 주입되도록 압력이 가해질 수 있고, 수지(R)가 액체 형태로 상부금형(100)에 주입되게 된다.

따라서, 상부금형(100)은 도면에 미 도시되었지만, 수지 주입기(10)와 연통되는 홈이 가공되고, 천연섬유 프리폼(50)에 함침되도록 수지(R)가 배출되는 다수의 홈이 구비될 수 있다. 또한, 수지 주입기(10)는 파이프 또는 수지제 튜브로 구성될 수 있다. 또한, 상부금형(100) 및 하부금형(200)의 주변부는 O-ring이 배치되고, 탄성체 등으로 이루어지는 밀봉재가 구비될 수 있다.

이때, 상부금형(100)을 통해 주입되는 수지는 모노머(Monomer) 상태에서 주입되는 것이 바람직하다.

이는, 수지(R)가 단일상태의 분자의 모노머 상태로 천연섬유 프리폼(50)에 주입되면, 점도가 낮아 작업성 및 함침이 용이하기 때문에 침투성을 향상시킬 수 있는 장점이 있기 때문이다.

위와 같은 수지(R)는 수지 주입기(10)를 통해 상부금형(100)에 주입되고, 도면에 미 도시되었지만, 수지 주입기(10)와 다른 경로의 수지 배출구가 구비되어 수지가 금형 캐비티(cavity, 상부금형(100) 및 하부금형(200)이 맞물려 결합된 내부 상태) 내에 서서히 차오르면서 모두 충전되고, 잉여 수지는 수지 배출구를 통해 수지가 배출되므로, 금형 캐비티 내의 수지의 충전이 완료?瑛습? 알 수 있고, 수지 주입을 중지하고, 금형 캐비티 내에 열을 가하여 일정 시간 수지를 경화시키는 단계로 진행될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 수지(R)가 상부금형(100)을 통해 천연섬유 프리폼(50)에 침투될 때, 카프로락탐(Caprolactam)인 것이 바람직하다.

이는, 수지(R)가 카프로락탐 형태로 후속 화학 반응을 통해 중합될 때, 물과 유사하게 낮은 점도를 지니는 특징으로 인해, 내부 금형 압력이 낮더라도 천연섬유 프리폼(50) 내로 침투가 용이한 효과가 있다.

위와 같은 수지(R)는 입자의 형태로 주입될 수 있고, 천연섬유 프리폼(50)에 균일하게 분포될 수 있으며, 입자 형태의 경우, 천연섬유 프리폼(50)의 유입정도가 높아 강도가 향상될 수 있고, 천연섬유에 굴곡이 형성되지 않도록 체적평균 입경이 나노마이크로(㎛) 단위일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 수지(R)가 상부금형(100)을 통해 천연섬유 프리폼(50)에 주입될 때, 개시제(Initiator)가 함께 주입되는 것이 바람직하다.

개시제는 수지가 금형 캐비티 내로 완전히 충진된 후에, 상부금형(100)이 가압된 상태에서, 열이 가해지면 중합(polymerization)반응을 개시(시작)하게 만드는 물질을 의미한다.

이와 같은 개시제는 천연섬유복합재의 굽힘강도 및 탄성계수에 영향을 미치지 않도록 농도의 조절을 통해 주입될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 수지(R)가 상부금형(100)을 통해 천연섬유 프리폼(50)에 주입될 때, 개시제와 함께 촉매(Catalyst) 물질이 함께 주입되는 것이 바람직하다.

촉매의 유형에 따라 중합반응의 속도가 제어될 수 있고, 촉매 물질에 따라 즉시 수지(R)의 중합을 개시하거나 일정 시간 동안 중합의 개시를 지연시키거나 할 수 있게 된다.

위와 같이, 개시제 및 촉매 물질을 조합하여 수지(R)가 고분자로 중합되도록 진행될 수 있다.

다음으로, 상기 상부금형(100)이 하강하여 상기 수지(R)와 상기 천연섬유 프리폼(50)을 가압하는 단계(S300)를 설명하도록 한다.

상세하게 설명하면, 도 3에서 상부금형(100) 및 하부금형(200)이 수직 방향으로 일정간격 띄워져 있는 상태에서 천연섬유 프리폼(50)이 배치되고, 수지(R), 개시제 및 촉매 물질이 투입된 후에, 도 4와 같이, 상부금형(100)이 하부금형(200)을 향해 가압되게 된다.

이처럼, 상부금형(100)이 하강하여 수지(R)와 천연섬유 프리폼(50)을 가압하는 단계(S300)에서 진행되는 가열 등에 의해 천연섬유 프리폼(50)이 용융상태가 되면, 다른 피착재와 용이하게 접착되고, 적층제와 피착재의 일체화가 가능하게 된다.

위와 같이, 상부금형(100) 및 하부금형(200)이 맞닿아 천연섬유 프리폼(50)은 가열 및 가압(진공압)됨에 따라, 투입된 수지(R), 개시제 및 촉매 물질은 금형 캐비티 내부를 따라 흐르게 되며, 일정시간 동안 경화 처리된다.

구체적으로, 중합 가능한 열가소성 수지는 고온에서 중합이 빨리 진행되므로, 해당 열가소성 수지의 중합 시작 온도 내지 열 분해 전 온도 범위로 급속으로 금형을 가열하는 것이 바람직하다. 단, 260℃ 이상에서는 열분해될 가능성이 있으므로, 단 시간 내에 해당 온도로 가열하고, 일정 시간 유지 후 급속으로 냉각 진행할 수 있다. 여기서, 경화 작업을 위한 금형의 압력, 온도에 대한 설정은 수지 특성, 수지 배출 홈의 수와 배치 관계, 주입 압력, 성형 온도, 수지 유속 및 수지의 온도 특성 등을 충분히 고려한 다음에 해당 분야의 기술을 가진 자의 설계에 따라 적정하게 설계되어질 수 있다.

다음으로, 상기 상부금형이 승강하여 천연섬유복합재가 인취되는 단계(S400)를 설명하도록 한다.

서술한 바와 같이, 상부금형(100)이 하부금형(200)을 향해 하강하여 금형 캐비티 내에 위치된 천연섬유 프리폼(50)에 적층된 수지(R), 개시제 및 화학물질에 진공으로 유지하면서 열과 압력을 가한 뒤, 일정 시간 냉각 과정 후에 상부금형(100)이 하부금형(200)으로부터 승강할 수 있다.

이때, 본 발명에 따르면, 상부금형(100)의 하강속도가 상부금형(100)의 승강속도보다 빠른 것을 특징으로 한다.

즉, 도 5와 같이, 금형 캐비티 내의 경화 작업 이후의 상부금형(100)은 하부금형(200)으로부터 수직 방향을 기준으로 일정 거리가 발생되도록 띄어질 수 있다. 이는, 플라스틱 형상으로 성형된 천연섬유복합재가 인취되기 전에, 상부금형(100)이 하부금형(200)으로부터 소정의 간격이 이격된 상태로 열을 가하여 중합되는 과정을 거치기 위함이다.

일 예로, 본 발명에서 상부금형(100)의 하강속도를 V1이라 하고, 상부금형(100)의 상승속도를 V2라고 지칭한다.

본 발명에서는 상부금형(100)이 하부금형(200)을 향해 하강하는 속도 V1 보다 상부금형(100)이 상부를 향해 승강하는 속도 V2가 더 느리게 진행함에 따라 속도 차이로 천연섬유의 셀 주변에 압력 차이를 발생시켜 적층된 수지(R)가 천연섬유 셀 내부로 순간 함침될 수 있도록 할 수 있다(도 7 참조).

즉, 상부금형(100)이 하강속도 V1에 비해 비교적 천천히 상승하는 상승속도 V2를 가지면서 천연섬유와 상부금형(100) 사이에는 미세한 클리어린스가 형성된다.

구체적으로, 상부금형(100)의 가압에 따라 천연섬유의 셀이 눌림 현상에 의해 축소되었다가, 상부금형(100)의 상승에 따라 수지(R)와 천연섬유의 셀의 압력 차이로 인해 수지(R)가 천연섬유의 셀로 삽입되는 모세관 현상을 적용시켜 천연섬유의 셀 내로 수지(R)를 채워 친수성의 천연섬유와 소수성의 고분자를 지닌 수지(R)의 결합을 용이하게 할 수 있도록 진행하였다(서술된 모세관 현상을 적용시킴에 따라, 소수성 성질을 변형시키기 위해, 천연섬유의 NaOH를 통한 표면처리 작업을 생략할 수 있어 작업 환경이 개선되는 효과가 있다).

또한, 서술한 바와 같이, 수지(R)가 카프로락탐의 모노머로 천연섬유 프리폼(50)에 주입되어 단일 분자로 분자량을 낮춰 천연섬유 셀 사이에 침투를 더 용이하게 할 수 있다.

다시 말해, 도 6과 같이, 상부금형(100)이 하부금형(200)을 향해 하강하여 천연섬유 프리폼(50)을 가압하게 되면, 천연섬유의 셀은 하부금형(200)에 누운 타원형상의 단면으로 d1의 수직방향의 길이를 지니고, 도 7과 같이, 상부금형(100)이 상부를 향해 하강속도 보다 느리게 상승하여 천연섬유의 셀은 상부금형(100)에 순간 달라붙어 d1 보다 수직 방향의 길이가 긴 d2를 지니게 된다. 여기서, 천연섬유의 수직 방향의 길이가 d1에서 d2로 변형됨과 동시에 수지(R)가 즉시 함침될 수 있게 된다.

종래의 RTM 방법으로는 다단계 주입 포트를 이용하여 수지의 흐름 문제를 해결하고자 했지만, 주입 포트의 위치 결정이 어렵고, 금형에 적용 및 최적화시키는데 어려움이 있었다. 또한, 금형 설계 및 수정에 비용이 크게 들어가므로 수정 및 공정 변경이 어려운 문제가 있다.

한편, 함침율을 높이고자 수지 또는 화학 촉매제의 투입율을 증가시키기엔 성형체의 물성, 성질 변형 및 화학적 처리로 인한 작업환경의 열악한 문제가 존재한다.

이에 따라 본 발명에서는 상부금형(100)의 하강속도 및 상승속도를 달리하는 방법을 적용하여 천연섬유의 셀 내로 수지(R), 개시제 및 촉매 물질의 함침율을 향상시켜 미함침 영역 발생가능성을 낮추는 효과 및 비용 절감의 효과를 발생시킬 수 있다. 함침율 향상에 따른 천연섬유복합재의 기계적 물성, 치수안정성 및 표면 품질이 우수하게 됨은 자연스럽게 연결 발생되는 효과이다.

게다가, 종래의 화학물질의 추가가 아닌 공정에 의한 함침 방법으로, 공정시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

이에 따라, 짧은 사이클 타임으로 성형할 수 있어 생산성이 우수한 TRM 공정의 목적에 부합하도록 보수, 연마에 많은 시간을 걸리는 것을 제거할 수 있게 된다.

이 후, 성형 사이클을 위해 금형을 일 예로 30초 이하의 시간으로 급속 냉각을 시킬 수 있다. 성형품을 하부금형(200)으로부터 인취할 수 있고, 급속 냉각으로 대량생산을 위한 고속 공정을 가능케할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

R : 수지, 10 : 수지 주입기,
50 : 천연섬유 프리폼, 100 : 상부금형,
110 : 가압구동장치, 200 : 하부금형.

Claims

천연섬유 프리폼이 하부금형에 배치되는 단계;
수지가 압력을 받아 상기 하부금형과 상부금형 사이의 캐비티로 사출되는 단계;
상기 상부금형이 하강하여 상기 수지와 상기 천연섬유 프리폼을 가압하는 단계; 및
상기 상부금형이 승강하여 천연섬유복합재가 인취되는 단계;를 포함하고,
상기 상부금형의 하강속도가 상기 상부금형의 승강속도 보다 빠름으로 인하여, 상기 천연섬유의 셀 주변에 압력 차이를 발생시켜 상기 상부금형의 승강 시 상기 천연섬유의 셀이 상기 상부금형에 달라붙어 상기 천연섬유의 셀 내로 상기 수지가 침투가 용이한 것인
T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 수지는 중합 시, 고분자로 변형되는 것인
T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법.
제4항에 있어서,
상기 수지가 압력을 받아 상기 캐비티로 사출되는 단계에서,
상기 수지는 모노머 상태에서 주입되는 것인
T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법.
제5항에 있어서,
상기 수지가 주입될 때, 상기 수지는 카프로락탐(Caprolactam)인 것인
T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법.
제6항에 있어서,
상기 수지가 주입될 때, 촉매(Catalyst) 물질이 함께 첨가되는
T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법.
제7항에 있어서,
상기 수지가 주입될 때, 개시제(Initiator)가 함께 첨가되는
T-RTM 공정을 활용한 천연섬유복합재 성형 방법.