KR102445460B1 - 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치 및 그 방법 - Google Patents

메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102445460B1
KR102445460B1 KR1020170113431A KR20170113431A KR102445460B1 KR 102445460 B1 KR102445460 B1 KR 102445460B1 KR 1020170113431 A KR1020170113431 A KR 1020170113431A KR 20170113431 A KR20170113431 A KR 20170113431A KR 102445460 B1 KR102445460 B1 KR 102445460B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
epoxy resin
mesh screen
carbon
carbon nanotube
carbon nanotubes
Prior art date
Application number
KR1020170113431A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180029883A (ko
Inventor
박경래
차은자
김영근
최웅재
Original Assignee
주식회사 테크위드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 테크위드 filed Critical 주식회사 테크위드
Publication of KR20180029883A publication Critical patent/KR20180029883A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102445460B1 publication Critical patent/KR102445460B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/525—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
    • B29C70/525—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C70/528—Heating or cooling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

메쉬스크린을 이용하여 프리프레그를 제조하는 장치 및 방법이 개시된다. 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치는, 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하는 호퍼(Hopper)와; 상기 호퍼로부터 공급되는 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 통과시키는 메쉬스크린과; 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브가 공급된 이형필름을 이동시키는 제1 롤러와; 개섬된 탄소섬유에 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 상기 이형필름을 이용하여 함침시키는 제2 롤러를 포함한다. 따라서, 메쉬스크린을 통해 일정한 점도의 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하고, 수지의 점도 정밀제어가 가능하여 일정한 점도의 수지 등을 공급하여 균일한 품질의 프리프레그 제조할 수 있다.

Description

메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING PREPREG USING MESH SCREEN AND METHOD THEREOF}
본 발명은 프리프레그 제조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메쉬스크린을 이용하여 프리프레그를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
섬유강화 복합재료는 고강도 및 고강성, 우수한 피로특성을 가지고 이방성의 기계적 물성을 가지기 때문에 제품 설계 시 요구되는 강도, 강성 등에 맞추어 설계가 가능한 설계 유연성을 가지므로 경량화가 요구되는 우주항공 산업, 방위산업, 자동차 산업 등의 제조업 전반에 걸쳐 널리 이용되고 있다.
스포츠 산업에서의 복합재료의 이용은 세계적으로 빠르게 증가하는 추세로 국내에서도 2004년부터 단계적으로 시행에 들어간 주 5일 근무제의 영향으로 레저 스포츠 산업이 크게 성장하면서 복합재료를 이용한 고성능의 경량화 스포츠 용품 시장에 대한 요구가 커지고 있는 실정이다.
특히, 탄소강화 복합재료 제조기술을 이용한 소재의 초경량화, 에너지 친화성, 복합기능화는 매우 중요하며, 특히 탄소섬유의 나노화는 높은 비표면적과 aspect ratio에 따른 우수한 기계적 및 열적 특성, 경량성으로 인해 우주항공 산업뿐만 아니라 첨단 전자 정보 산업 등과 같은 여러 최첨단 산업분야에서 국제 경쟁력을 확보할 수 있는 것이다.
최근, 자전거 시장은 지속되는 고유가의 영향과 웰빙 열풍의 영향으로 빠르게 성장하고 있으며, 자전거 시장의 성장과 더불어 자전거 경량화에 대한 관심이 커지며 자전거 중량의 많은 부분을 차지하는 자전거 프레임 및 구동계의 경량화에 대한 연구가 요구되고 있다.
도로 경기용 사이클 자전거의 경기력 향상을 위하여, 나노카본 복합재료 기반 경량 자전거 구동계 관련 부품 소재 개발을 위한 고내열성 프리프레그(Prepreg) 및 고탄성 카본 소재 개발과 이를 활용한 구동계 관련 핵심 부품(크랭크 셋, 휠 림 등) 개발의 필요성이 시급하다.
그러나 국내 자전거 산업은 생산기반 및 부품 등에 대하여 수요를 충족시키지 못 하고 전량 수입에 의존하고 있기 때문에, 자전거 산업의 국내 설계 및 제조 기반 확보가 필요하며, 자체 개발을 통한 부품 국산화가 필요한 상황이다.
특히 카본 자전거의 경우 전량 수입에 의존함으로써 관련된 부품 산업조차 제대로 활성화되어 있지 못하며, 부품개발을 위한 소재 분야도 침체되어 있으므로, 국내 스포츠산업의 고도화 및 발전을 위하여 국내 자체 기술력으로 특성화된 소재 개발 및 부품개발이 필요하다.
자전거 부품이나 프레임 또는 림, 안장 등 특히 크랭크 셋의 바(고탄성율 프리프레그를 사용)를 제조 생산하기 위해 프리프레그를 먼저 제조해야 한다.
종래의 핫멜트법으로 에폭시 수지를 공급하여 용매 증발을 위한 에너지가 필요로 하지 않고 폐기물 처리가 편리하여 경제적이나, 높은 점도를 가지는 용융수지 시스템 공정을 위한 복잡한 장비가 필요하며, 조성물 또는 충진재 입자가 전체적으로 균일하게 표면에 접착하는 것이 아니라 직물 내에 불균일하게 분포하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 메쉬스크린을 이용하여 프리프레그를 제조하는 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 메쉬스크린을 이용하여 프리프레그를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치는, 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하는 호퍼(Hopper)와; 상기 호퍼로부터 공급되는 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 통과시키는 메쉬스크린과; 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브가 공급된 이형필름을 이동시키는 제1 롤러와; 개섬된 탄소섬유에 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 상기 이형필름을 이용하여 함침시키는 제2 롤러를 포함한다.
여기에서, 상기 메쉬스크린은, 상기 제1 롤러의 상단에 위치할 수 있다.
여기에서, 상기 메쉬스크린은, 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 용융 상태로 유지시키는 히터 기능을 수행할 수 있다.
여기에서, 상기 장치는, 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 용융 상태로 유지시키기 위하여 상기 메쉬스크린에 열을 가하는 히터를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 방법은, 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하는 단계와; 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 메쉬스크린에 통과시키는 단계와; 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브가 공급된 이형필름을 이동시키는 단계와; 개섬된 탄소섬유에 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 상기 이형필름을 이용하여 함침시키는 단계를 포함한다.
여기에서, 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 메쉬스크린에 통과시키는 단계는, 상기 메쉬스크린은 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 용융 상태로 유지시킬 수 있다.
여기에서, 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 메쉬스크린에 통과시키는 단계는, 상기 메쉬스크린의 온도를 제어하여 용융 상태의 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브의 온도를 제어할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 메쉬스크린을 통해 일정한 점도의 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하고, 수지의 점도 정밀제어가 가능하여 일정한 점도의 수지 등을 공급하여 균일한 품질의 프리프레그 제조할 수 있다.
또한, 탄소나노튜브가 첨가되면 열발산력이 높아서 고속으로 회전하는 바퀴에 브레이크를 잡을 때 발생하는 열이 외부로 발산되어 온도가 낮아지고, 접착강도, 진동감쇄 및 충격흡수 등의 물성이 증가하게 되기 때문에, 고성능의 자전거 림에 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
프리프레그(Prepreg)를 제조하는 방법은, 모재인 수지를 액상으로 하고 보강재인 Fiber/Fabrics를 함침시키는 Solvent Prepreg Process와 수지를 Film 형태로 만든 후 보강재에 함침시키는 Hot Melt Prepreg Process로 구분할 수 있다.
도 1을 참조하여 Hot Melt Prepreg Process를 설명한다.
Hot Melt Prepreg Process는 Fiber Creel로부터 Fiber Yarn을 직접 단일방향으로 가닥가닥 놓이게 하고, 수지의 공급은 Resin Hopper에서 이루어 지는데, 혼합된 수지와 경화제는 용제에 녹여져 있는 상태가 아닌 열에 의해 점도가 낮은 상태로 존재하며 종이 한쪽 면 위에 공급 접착된다. 이렇게 일방향으로 배열된 fiber 위에 한쪽 면에 수지가 접착된 종이가 부착되면서 진행된다. 이 때 종이에 접착된 수지와 섬유가 효과적으로 함침이 되도록 열과 압력을 가하여 압착하게 된다.
상세하게는, 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 방법은, Fiber Creel, Spreader, Resin Hopper, Guide Roll 및 Compaction Roll 등을 포함하여 구성된 장치에 의해 수행될 수 있다.
먼저, 탄소섬유는 Fiber Creel에서 해사(unwinding)되고, Fiber Creel에서 해사된 탄소섬유는 Spreader에 의해 개섬(開纖, opening)될 수 있다.
Top Paper과 Bottom Paper는 각각 이형지(이형필름)를 공급할 수 있고, Top Paper에 의해 공급되는 이형지 상에는 (에폭시) 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)가 공급될 수 있다. 상세하게는, Resin Hopper는 Top Paper에 의해 공급되는 이형지 상에 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)를 공급할 수 있고, Knife는 이형지 상에 공급되는 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)의 두께 등을 조절할 수 있다.
Top Paper과 Bottom Paper에서 공급되는 이형지는 Guide Roll에 의해 가이드되어 복수의 Compaction Roll를 통과할 수 있다.
또한, Spreader에 의해 개섬된 탄소섬유는 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)가 공급된 이형지와 함께 복수의 Compaction Roll를 통과함으로써 탄소섬유에 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)가 함침될 수 있다. 상세하게는, Compaction Roll는 압력과 열을 가하여 탄소섬유에 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)를 함침시킬 수 있다.
수지 또는 탄소나노튜브(CNT)가 함침된 탄소섬유는 Slitter 및 Takeup 장치를 거치고 난 후, 후처리를 통해 프리프레그로 산출될 수 있다. 또한, 산출된 프리프레그에 대한 표면 처리가 수행될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치는, 제1 롤러(11, 12, 13), 히터(20), 제2 롤러(31, 32), 호퍼(40) 및 메쉬스크린(50)을 포함한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치를 개략적으로 도시한 것으로, 도 1을 참조하여 더욱 명확히 이해될 수 있다.
제1 롤러(11, 12, 13)은 개섬된 탄소섬유 또는 이형필름을 이동시킬 수 있다.
호퍼(Hopper)(40)는 이형필름에 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급할 수 있다. 즉, 호퍼(40)는 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 저장할 수 있고, 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 이형필름에 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 제2 롤러(31, 32)를 통과함으로써 탄소섬유에 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브(CNT)를 함침시킬 수 있고, 히터(20)는 탄소섬유에 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브가 함침되도록 온도를 가할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 호퍼(40)에 의해 공급되는 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브는 메쉬스크린(50)을 통과하게 되고, 메쉬스크린(50)은 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브가 일정한 점도를 유지하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 메쉬스크린(50)은, 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 용융 상태로 유지시키는 히터 기능을 수행하거나, 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 용융 상태로 유지시키기 위하여 메쉬스크린에 열을 가하는 히터를 더 포함할 수 있다.
또한, 탄소나노튜브가 첨가되면 열발산력이 높아서 열이 외부로 발산되어 온도가 낮아지고, 접착강도, 진동감쇄 및 충격흡수 등의 물성이 증가하게 된다
더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치에 의해 제조되는 탄소섬유 복합재는 탄소나노튜브가 별도 첨가되어 에폭시 수지와 탄소나노튜브의 혼합 조성물의 형태로 공급되어 물성을 향상시킬 수 있다.
일반적으로, 자전거용 프리프레그의 경우, 접착력, 충격흡수 및 진동감쇄, 열발산력이 가장 중요한 요인으로 이러한 요건을 갖추는 탄소나노튜브의 경우 물성향상의 기능보다는 접착력 향상, 진동감쇄 및 충격흡수가 주 목적으로 기계적 강도에 전혀 영향을 주지 않으나 자연적으로 강도가 향상되는 효과가 있다.
특히, 에폭시 수지와의 접착력 향상을 위해 사용되는 여러 가지 입자 중에서 침상 형태의 물질이 가장 효과가 좋으며, 침상의 물질 중 탄소나노튜브가 가격이 하락 중이고 경량으로 상대적으로 효과가 높음(침상물질 중 SiC는 탄소나노튜브보다 고가이며, 무거움)으로 인해, 탄소나노튜브를 도입하는 것이 효과적이다.
상세하게는, 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치는, 탄소섬유에 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 함침시키는 경우, 고화된 수지를 용융시켜 일정한 용융상태를 유지시키기 위하여, 메쉬스크린(50) 상부에 고화수지를 공급하는 호퍼(40)를 배치하고, 메쉬스크린(50)을 히팅하여 용융 상태의 수지를 유지시킬 수 있다.
제1 롤러(11, 12, 13) 상부에 열 컨트롤이 가능한 메쉬스크린(50)을 설치하여 일정 흐름의 수지 조성물을 공급하고자 하는 것이다. 즉, 메쉬스크린(50)의 상부에 고화수지를 공급하고 메쉬스크린(50)을 히팅(가열)하여 수지를 용융상태를 유지하며 일정하게 수지를 공급하도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치는, 이형 필름에 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하는 경우, 액상의 상태를 유지시키기 위해 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하는 관의 상부를 메쉬스크린(50) 형태로 제작하고, 메쉬스크린(50) 부분을 일정 온도로 히팅하여 일정 조건의 수지 등을 공급할 수 있다.
따라서, 본 발명은 에폭시 수지의 저장 공간의 온도 제어를 통해 용융상태의 에폭시 수지를 공급하는 경우, 높은 점도를 가지는 용융수지 시스템 공정을 위한 복잡한 장비를 필요로 하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 메쉬스크린(50)의 상부에 고화 수지를 배치하고, 메쉬스크린(50)을 히팅하여 수지의 점도를 정밀 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 방법은, 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하는 단계(S310)와; 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 메쉬스크린에 통과시키는 단계(S320)와; 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브가 공급된 이형필름을 이동시키는 단계(S330)와; 개섬된 탄소섬유에 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 이형필름을 이용하여 함침시키는 단계(S340)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 방법은, 상술한 도 2에 따른 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치에 의해 수행될 수 있다.
특히, 메쉬스크린이 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 용융 상태로 유지시킬 수 있다. 즉, 메쉬스크린의 온도를 제어하여 용융 상태의 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브의 온도를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상술한 도2에 따른 제조 장치에 의해 제조된 프리프레그를 제공하고, 상술한 도 2에 따른 제조 장치에 의해 제조된 프리프레그를 이용한 자전거 림을 제공할 수 있다.
상술한 본 발명은 메쉬스크린을 통해 일정한 점도의 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하고, 수지의 점도 정밀제어가 가능하여 일정한 점도의 수지 등을 공급하여 균일한 품질의 프리프레그 제조할 수 있다.
또한, 탄소나노튜브가 첨가되면 열발산력이 높아서 고속으로 회전하는 바퀴에 브레이크를 잡을 때 발생하는 열이 외부로 발산되어 온도가 낮아지고, 접착강도, 진동감쇄 및 충격흡수 등의 물성이 증가하게 되기 때문에, 고성능의 자전거 림에 활용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
11, 12, 13: 제1 롤러
20: 히터
31, 32: 제2 롤러
40: 호퍼
50: 메쉬스크린

Claims (7)

  1. 고화상태로 이루어진 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 저장하면서 상기 고화상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브의 자중으로 상기 고화상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 공급하는 호퍼(Hopper);
    상기 호퍼로부터 공급되는 상기 고화상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 가열하여 용용상태의 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브의 자중으로 상기 용융상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 통과시켜 이형필름에 공급하는 메쉬스크린;
    개섬된 탄소섬유와 함께, 상기 용융상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브가 공급된 상기 이형필름을 이동시키는 제1 롤러; 및
    상기 개섬된 탄소섬유에 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 상기 이형필름을 이용하여 함침시키는 제2 롤러를 포함하고,
    상기 메쉬스크린은,
    상기 제1 롤러의 상단에 위치하는, 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메쉬스크린은, 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 용융 상태로 유지시키는 히터 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는,
    메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 용융 상태로 유지시키기 위하여 상기 메쉬스크린에 열을 가하는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치.
  5. 호퍼를 사용하여 고화상태로 이루어진 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 저장하면서 상기 고화상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브의 자중으로 상기 고화상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 메쉬스크린에 공급하는 단계;
    상기 메쉬스크린을 사용하여 상기 고화상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 가열하면서 용융상태의 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브의 자중으로 상기 용융상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 상기 메쉬스크린에 통과시켜 상기 용용상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 이형필름에 공급시키는 단계;
    상기 메쉬스크린 아래에서 제1 롤러를 사용하여 개섬된 탄소섬유와 함께 상기 용융상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브가 공급된 상기 이형필름을 제2 롤러를 향해 이동시키는 단계; 및
    상기 제2 롤러를 사용하여 상기 개섬된 탄소섬유에 상기 용융상태의 상기 에폭시 수지 또는 탄소나노튜브를 상기 이형필름을 이용하여 함침시키는 단계를 포함하는,
    메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브를 메쉬스크린에 통과시키는 단계는,
    상기 메쉬스크린의 온도를 제어하여 용융 상태의 상기 에폭시 수지 또는 상기 탄소나노튜브의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는,
    메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 방법.
KR1020170113431A 2016-09-13 2017-09-05 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치 및 그 방법 KR102445460B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160117912 2016-09-13
KR20160117912 2016-09-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180029883A KR20180029883A (ko) 2018-03-21
KR102445460B1 true KR102445460B1 (ko) 2022-09-22

Family

ID=61900556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170113431A KR102445460B1 (ko) 2016-09-13 2017-09-05 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102445460B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003239171A (ja) 2002-02-14 2003-08-27 Toray Ind Inc 炭素繊維その製造方法および炭素繊維強化樹脂組成物
JP2005280348A (ja) * 2004-03-04 2005-10-13 Toray Ind Inc 強化繊維基材の製造方法および該基材を用いた複合材料の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59137576A (ja) * 1983-01-17 1984-08-07 三菱レイヨン株式会社 炭素繊維用表面処理剤
JP3656864B2 (ja) * 1996-02-14 2005-06-08 東レ株式会社 炭素繊維およびその製造方法ならびにその炭素繊維を使用したプリプレグ
KR100254401B1 (ko) * 1998-04-29 2000-05-01 추호석 탄소섬유 복합재 제조방법 및 그 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003239171A (ja) 2002-02-14 2003-08-27 Toray Ind Inc 炭素繊維その製造方法および炭素繊維強化樹脂組成物
JP2005280348A (ja) * 2004-03-04 2005-10-13 Toray Ind Inc 強化繊維基材の製造方法および該基材を用いた複合材料の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180029883A (ko) 2018-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102947496B (zh) 用于伸展纤维束以供预浸料的连续生产的设备及方法
US10155344B2 (en) System for impregnating fibers to form a prepreg
JP2009062648A (ja) チョップド繊維束、成形材料、および繊維強化プラスチックの製造方法
US11738522B2 (en) Thermoplastic composite in-situ melt processing method for composite overwrapped tools
JP2006213059A (ja) Ｆｒｐ複合物を製造する方法
US11220025B2 (en) Methods of separating carbon fiber tows
KR102445460B1 (ko) 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치 및 그 방법
KR102519524B1 (ko) 격벽을 구비한 호퍼를 이용하여 탄소나노튜브를 첨가한 탄소섬유 복합재 및 그 제조방법
KR102437965B1 (ko) 고온 에어 공급에 의한 탄소섬유 복합재 및 그 제조방법
CN103717379B (zh) 一种适合于形成中空零件的芯轴
KR101407215B1 (ko) 일방향 프리프레그의 제조 방법 및 제조 장치
KR102536971B1 (ko) 롤러프레임과 서포터가 일체화된 프리프레그 제조 장치
JP5598931B2 (ja) 繊維強化された樹脂基材、樹脂成形体の製造方法及びその実施のための樹脂加工機
KR102428285B1 (ko) 자전거 림을 위한 고온 수지 조성물 및 이를 이용한 자전거 림
TWI489023B (zh) Prepreg impregnation equipment
EP2899396B1 (en) Method for manufacturing windmill blade
Uthemann et al. Cost efficiency through load-optimised and semi-impregnated prepregs
KR20180029881A (ko) 방향성이 부여된 탄소나노튜브를 포함한 탄소섬유 복합재 및 그 제조방법
JP2005255927A (ja) 熱可塑性樹脂プリプレグとその製造方法
TW202114854A (zh) 一種提高纖維紗束展紗穩定性與樹脂含浸性的設備及其方法
CN109677037A (zh) 纤维复合材料及其制法
Hamblyn et al. A review of carbon fibre rollers in the printing, papermaking and allied industries
Bijwe et al. Influence of content of carbon fabric on the low amplitude oscillating wear performance of polyetherimide composites
Glawe Coating and Processing Technology for the Production of Prepreg-Semi Products by Use of Textile Fibre Compounds
JP2023066505A (ja) 強化繊維束の幅制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right