KR20010054149A - Process of resin composition - Google Patents

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KR20010054149A
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최치훈
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이계안
현대자동차주식회사
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Abstract

PURPOSE: A resin composition producing method for the outside plate of a vehicle body is provided to reduce the weight of the outside plate and a raw cost by newly producing a hand lay-up material in a high intensity and low specific gravity type, better than a glass fiber reinforced plastic, using a complex material selectively mixed with glass fiber, carbon fiber and kevlar fiber. CONSTITUTION: Unsaturated polyester resin is coated on a mold and a reinforcing material selectively mixed with glass fiber, carbon fiber and kevlar fiber is layered in two to five layers. Then, the resin is molded in a land lay-up method. The unsaturated polyester resin includes 15 to 60wt% of the reinforcing material. The unsaturated polyester resin is selected from denatured bisphenol grouped resin, bisphenol grouped resin, iso-grouped resin, ortho-grouped resin, tere-grouped resin and vinyl ester grouped resin. The reinforcing material is selected from a chopped strand mat shape, a woven roving shape, cloth shape or a yarn shape.

Description

차체 외판용 수지 조성물의 제조방법{Process of resin composition}Process for producing resin composition for vehicle body exterior plate

본 발명은 차체 외판용 수지 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차체 외판용 수지 조성물의 제조방법에 있어, 차체 외판용 보강재로서 일반적으로 단독 사용되는 유리섬유와 탄소섬유 및 케블라 섬유 중에서 선택된 재료를 함께 병용하여 기존의 유리섬유 보강 복합재료(glass fiber reinforced plastic, GFRP) 보다 물성이 우수한 수지 조성물을 제공하고, 핸드 래이-업(Hand Lay-Up) 공법으로 수지 조성물을 제조함으로써, 제조공정을 단순화시키고 제품의 경량화 및 원가절감을 이룰 수 있는 차제 외판용 수지 조성물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a resin composition for vehicle body panels, and more particularly, to a method for manufacturing a resin composition for vehicle body panels, selected from among glass fibers, carbon fibers, and kevlar fibers that are generally used alone as reinforcement materials for vehicle body panels. By using the material together to provide a resin composition with better physical properties than conventional glass fiber reinforced plastic (GFRP), and manufacturing the resin composition by the hand lay-up method, manufacturing process The present invention relates to a method for manufacturing a vehicle exterior resin composition capable of simplifying and reducing the weight and cost of a product.

자동차 차체 외판은 외부에 의한 충격을 견딜 수 있으며, 일정수준 이상의 강성을 요구하는데, 이를 위해 사용되고 있는 제품으로는 일반적으로 스틸 패널 제품과 플라스틱 제품이 있다. 이러한 스틸 패널 제품과 플라스틱 제품은 각각 재질과 제조 공법이 구별되는 것으로, 그 특성을 비교해 보면 다음과 같다.The outer shell of a car body can withstand the impact of the outside, and requires a certain level of rigidity, and the products used for this are generally steel panel products and plastic products. Such steel panel products and plastic products are distinguished from materials and manufacturing methods, respectively, and the characteristics thereof are as follows.

우선, 차체 외판 제품에 사용되는 재질로는 일반적으로 강판(SPRC35)이 사용되는데, 코일 형태의 강판을 일정크기로 절단한 후 금형을 사용하여 프레스(press)성형하여 제조된다. 그러나, 상기 공법은 강판의 성형특성상 요구형상을 얻기 위하여 보통 3 ∼ 4번의 금형이 필요하므로, 제조공정이 복잡하고 금형 및 시설투자비가 높은 문제를 야기한다. 또한, 상기 프레스 공법으로 제조한 스틸 제품은 두께가 0.7t로서 얇기는 하지만, 비중이 7.8 정도로 높아 성형품의 중량이 무겁기 때문에 바람직하지 않다.First, a steel sheet (SPRC35) is generally used as a material used for a vehicle body plate product, and is manufactured by pressing a sheet using a mold after cutting the coil-shaped steel sheet to a certain size. However, the above method usually requires 3 to 4 molds in order to obtain the required shape due to the forming characteristics of the steel sheet, which causes a complicated manufacturing process and high mold and facility investment costs. In addition, although the steel product manufactured by the press method is thin as 0.7t, the specific gravity is about 7.8, which is not preferable because the weight of the molded article is heavy.

이에 반해, 본 발명에서 사용되는 플라스틱 제품은 불포화 폴리에스테르(unsaturated polyester, UP) 수지와 유리섬유를 혼합하는 복합재료를 이용한 핸드 래이-업(Hand Lay-Up) 공법이 적용되는데, 이는 주로 시작품 제조 또는 전동차 및 선박 등의 내장 패널로 사용되는 년간 생산량이 매우 적은 특수한 분야에 적용할 수 있는 양산 공법이다.In contrast, the plastic product used in the present invention is a hand lay-up method using a composite material that mixes an unsaturated polyester (UP) resin and a glass fiber, which is mainly manufactured a prototype Or it is a mass production method that can be applied to a special field where the annual output is very low, which is used as a built-in panel of electric cars and ships.

상기 플라스틱 복합재료의 물성은 주로 사용되는 수지, 보강재, 필터 등의 종류 및 함량에 의해 결정된다. 상기 핸드 래이-업(Hand lay-Up) 공법으로 제조되는 열경화성 플라스틱 복합재료의 경우, 수지로는 불포화 폴리에스테르(unsaturated polyester, UP), 보강재로는 유리섬유(glass fiber, GF)가 많이 사용되고 있는데, 이들은 가격면에서는 가장 저렴하지만 물성의 한계가 있어 바람직하지 않다. 이러한 유리섬유 보강 플라스틱 제품은 두께가 2.5t일 때, 프레스 공법으로 제조한 스틸 제품보다 두껍지만, 비중이 1.5 정도로 낮아 패널 중량은 스틸 제품보다 약 30% 정도 가볍다. 즉, 차체 외판으로 적용시 스틸 패널과 동등 수준의 외판강성을 가지려면 유리섬유 보강 플라스틱 패널의 두께는 최소한 2.5 mm가 되어야 하고, 이때 경량화 효과는 최대 약 30% 정도밖에 되지 않는 문제가 있다.Physical properties of the plastic composite material is mainly determined by the type and content of the resin, reinforcing material, filter and the like used. In the case of the thermosetting plastic composite material manufactured by the hand lay-up method, an unsaturated polyester (UP) is used as the resin and glass fiber (GF) is used as the reinforcing material. They are the least expensive in terms of price but are not preferred because of their limited physical properties. When the glass fiber reinforced plastic product is 2.5t thick, it is thicker than the steel product manufactured by the press method, but the specific gravity is about 1.5, and the panel weight is about 30% lighter than the steel product. That is, the thickness of the glass fiber reinforced plastic panel should be at least 2.5 mm in order to have the same level of stiffness of the steel panel when applied to the body shell, there is a problem that the weight reduction effect is only up to about 30%.

이와 같이, 종래 차체 외판용에 적용되는 수지 조성물은 상기와 같은 문제점을 야기하므로, 이를 개선할 수 있는 물성이 우수하고 경량화 효과가 우수한 차체 외판용 수지 조성물을 제조하기 위한 새로운 방법이 요구되고 있다.As described above, since the resin composition applied to a conventional vehicle body shell plate causes the above problems, there is a demand for a new method for producing a resin composition for vehicle body shell plate having excellent physical properties and excellent weight reduction effect.

이에, 본 발명은 종래의 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 현재 자동차 차체 외판용 재질로 사용되고 있는 스틸(steel)을 플라스틱으로 대체하기 위해, 일반적인 보강재로 단독 사용되는 유리섬유와 탄소섬유 및 케블라 섬유 중에서 선택된 복합재를 함께 이용하여 기존에 사용중인 유리섬유 보강 복합재료(glass fiber reinforced plastic, GFRP) 보다 우수한 고강도 저비중 형태의 핸드 래이-업(Hand Lay-Up) 재료를 신규 개발함으로써, 제품의 경량화 및 원가절감을 이룰 수 있는 자동차 차제 외판용 수지 조성물의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the problems as described above, in order to replace the steel (steel) that is currently used as a material for the exterior of the automobile body with plastic, among the glass fiber and carbon fiber and Kevlar fiber used alone as a general reinforcement By using the selected composite materials together, we have developed a new high-strength low-weight hand lay-up material that is superior to the existing glass fiber reinforced plastic (GFRP). It is an object of the present invention to provide a method for producing a resin composition for automobile exterior panels, which can achieve cost reduction.

본 발명은 금형 위에 불포화 폴리에스테르계 수지를 겔 코팅한 다음, 여기에 유리섬유, 탄소섬유 및 케블라 섬유 중에서 선택된 보강재를 2 ∼ 5겹으로 적층하고, 핸드 래이-업(Hand Lay-Up) 공법으로 성형하여 제조하는 차체 외판용 수지 조성물의 제조방법을 그 특징으로 한다.The present invention gel-coated an unsaturated polyester resin on a mold, and then laminated a reinforcing material selected from glass fibers, carbon fibers and Kevlar fibers in two to five layers, by a hand lay-up method The manufacturing method of the resin composition for vehicle body outer panels manufactured by shape | molding is characterized by the above-mentioned.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.

본 발명은 차체 외판용 수지 조성물을 플라스틱 복합재료 제조공법의 일종인 핸드 래이-업 공법으로 제작시, 현재 자동차 차체 외판용 재질로 사용되고 있는 스틸(steel)을 플라스틱으로 대체하기 위해, 일반적인 보강재로서 단독 사용되는 유리섬유를 탄소섬유 또는 케블라 섬유와 함께 이용함으로써, 기존에 사용중인 유리섬유 보강 복합재료(glass fiber reinforced plastic, GFRP) 보다 우수한 고강도 저비중 형태의 핸드 래이-업(Hand Lay-Up) 재료를 신규 개발하여 경량화 및 원가절감을 이룰 수 있는 차제 외판용 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention, when manufacturing the resin composition for the outer shell of the vehicle body by a hand lay-up method, which is a kind of plastic composite material manufacturing method, to replace the steel (steel) currently used as a vehicle outer shell material with plastic, as a general reinforcement By using the glass fiber used together with carbon fiber or Kevlar fiber, it has a high strength, low specific gravity, hand lay-up material, which is superior to glass fiber reinforced plastic (GFRP). The present invention relates to a resin composition for a car shell that can be newly developed to achieve weight reduction and cost reduction.

본 발명은 차체 외판용 수지 조성물의 조성에 원료수지로서 불포화 폴리에스테르 수지를 주재로 사용하며, 고온에서의 성형물의 내열 안정성을 높이기 위하여 비닐 에스테르 수지를 사용하기도 한다. 이러한 본 발명에 따른 불포화 폴리에스테르 수지로는 변성 비스페놀계, 비스페놀계, 이소계, 오르토(ortho)계, 테레(tere)계 및 비닐 에스테르계 수지 중에서 선택하여 사용할 수 있다.In the present invention, an unsaturated polyester resin is mainly used as a raw material resin in the composition of the outer shell resin composition, and a vinyl ester resin is also used to increase the heat resistance stability of the molded product at a high temperature. The unsaturated polyester resin according to the present invention may be selected from modified bisphenol-based, bisphenol-based, iso-based, ortho-based, tere-based and vinyl ester-based resins.

또한, 본 발명은 수지 조성물의 물성 향상 및 경량화 효과의 증대를 위하여 보강재로서 탄소섬유 또는 케블라 섬유를 유리섬유와 함께 사용하는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 본 발명은 보강재로서 유리섬유와 탄소섬유 및 케블라 섬유 중에서 선택된 것을 단독 또는 혼합 사용할 수 있다.In addition, the present invention is characterized in that the carbon fiber or Kevlar fiber is used together with the glass fiber as a reinforcing material in order to improve the physical properties of the resin composition and increase the weight reduction effect. That is, the present invention may be used alone or mixed as a reinforcing material selected from glass fiber, carbon fiber and Kevlar fiber.

본 발명에서는 상기 보강재의 사용함량을 15 ∼ 60 중량부로 사용하는 것이 바람직한데, 이때 그 사용함량이 15 중량부 미만이면 강성이 부족하여 두께를 증가시켜야 하는 문제가 있고, 반면 60 중량부를 초과하여 과량으로 사용하게 되면 원료수지와의 함침성이 나빠져 오히려 성형성이 불량해지고 강도 등의 물성 감소가발생할 수 있어 바람직하지 않다.In the present invention, it is preferable to use the use content of the reinforcing material in 15 to 60 parts by weight, but if the use content is less than 15 parts by weight, there is a problem in that the thickness is insufficient to increase the thickness, whereas the excess exceeds 60 parts by weight. If it is used as a poor impregnation with the raw material resin rather poor moldability and may cause a decrease in physical properties such as strength is not preferred.

본 발명에서 사용되는 보강재의 형태는 요구되는 물성에 따라 절단유리섬유 매트(Chopped Strand Mat, CSM) 형태, 또는 직물 조방사(粗紡絲)(Woven roving, WR) 형태, 옷감(Cloth) 형태 및 방사(Yarn) 형태 중에서 선택하여 사용할 수 있다.The shape of the reinforcement used in the present invention is in the form of chopped strand mat (CSM), or woven roving (WR), cloth (Cloth) form and You can choose from Yarn type.

또한, 본 발명에 따른 복합재료의 비중은 수지 및 보강재의 체적분율에 비례한다. 원료수지인 불포화폴리에스테르 수지의 비중은 1.2이고 유리섬유, 탄소섬유 및 케블라 섬유의 비중은 각각 2.5, 1.8 ∼ 2.0 및 1.4이므로 동일 두께에서의 경량화 효과는 케블라 섬유>탄소섬유>유리섬유 순으로 증가하게 된다.In addition, the specific gravity of the composite material according to the present invention is proportional to the volume fraction of the resin and the reinforcing material. Since the specific gravity of the unsaturated polyester resin, which is a raw material resin, is 1.2, and the specific gravity of glass fiber, carbon fiber and kevlar fiber is 2.5, 1.8 to 2.0 and 1.4, the weight reduction effect at the same thickness increases in the order of Kevlar fiber> carbon fiber> glass fiber. Done.

본 발명은 유리섬유로서 E-글래스 또는 S-글래스, 탄소섬유로서 PAN계 피치(pitch)계 등을 사용할 수도 있다. 또한, 통상적인 경화반응을 위하여 주로 MEKPO(methylethylkethone peroxide) 또는 BPO(benzoyl peroxide)가 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 0.1 ∼ 5 중량부 범위에서 사용될 수 있다.In the present invention, E-glass or S-glass may be used as the glass fiber, or PAN system pitch may be used as the carbon fiber. In addition, MEKPO (methylethylkethone peroxide) or BPO (benzoyl peroxide) may be mainly used for a conventional curing reaction, and may be used in the range of 0.1 to 5 parts by weight in the present invention.

한편, 본 발명에서 특징으로 하는 핸드 래이-업(Hand Lay-Up, HLU) 공법은 말 그대로 수작업으로 복합재료를 성형하는 공법으로 가장 비용이 저렴한 제조기술이다. 이러한 핸드 래이-업 공법은 SMC(Sheet Molding Compound)나 RTM(Resin Transfer Molding)과 달리 상/하 금형이 존재하지 않는다.On the other hand, the Hand Lay-Up (HLU) method characterized by the present invention is a manufacturing method of molding a composite material by hand as the most cost-effective manufacturing technology. The hand lay-up method does not have upper and lower molds unlike sheet molding compound (SMC) or resin transfer molding (RTM).

특히, 본 발명에서 사용되는 핸드 래이-업(Hand lay-up) 공법은 내부 패널과 외부 패널의 조합으로 부품이 구성되는 후드(Hood), 테일게이트(Tailgate), 도어 등의 경우 본 발명에서 얻어지는 수지 조성물을 사용하면 경량화를 효과적으로 이룰 수 있다.In particular, the hand lay-up method used in the present invention is obtained in the present invention in the case of a hood, tailgate, door, etc., in which a part is composed of a combination of an inner panel and an outer panel. The use of the resin composition can achieve weight reduction effectively.

이와 같은 본 발명의 핸드 래이-업 공법을 이용하는 차체 외판용 수지 조성물의 제조방법을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the manufacturing method of the resin composition for a vehicle body plate using the hand lay-up method of the present invention in more detail as follows.

우선, 본 발명은 매스터 모델(positive mold, 목형이나 목업(Mock up)이라고도 부름)을 제조한 다음, 이를 기준으로 FRP(Fiber Reinforced plastic) 또는 에폭시로 금형(negative mold)을 제조한다.First, the present invention manufactures a master model (also called a mold or a mock up), and then manufactures a mold from a fiber reinforced plastic (FRP) or epoxy based on this.

본 발명은 금형을 제작한 후, 그 위에 겔 코팅을 한 다음, 보강섬유를 깔고 수작업으로 롤러를 사용하여 원료수지를 함침시키면서 상온에서 경화시킨다. 경화시간은 보통 5 ∼ 15분 정도가 바람직하며, 완전 경화가 이루어지기 전에 다시 보강섬유를 깔고 성형품의 요구 두께에 따라 래이-업(lay-up)하되, 두께는 1.0 ∼ 4.5 mm 범위로 하고, 적층수는 총 2 ∼ 5겹이 되도록 하며, 유리섬유와 탄소섬유가 함께 적층되거나 또는 유리섬유와 케블라 섬유가 함께 적층될 수 있다.In the present invention, after the mold is manufactured, the gel is coated thereon, and then the reinforcing fiber is laid and cured at room temperature while impregnating the raw material resin using a roller by hand. The curing time is usually about 5 to 15 minutes, and before the complete curing, the reinforcing fibers are laid again and laid-up according to the required thickness of the molded article, but the thickness is in the range of 1.0 to 4.5 mm, The number of laminated sheets is 2 to 5 ply in total, and the glass fibers and the carbon fibers may be laminated together or the glass fibers and the kevlar fibers may be laminated together.

이와 같은 본 발명의 결과로부터 핸드 래이-업 공법 재료의 경우 경량화 효과와 물성 측면을 고려하여 최적의 재료를 선정할 수 있다. 즉, 안쪽 패널의 경우, 수지는 SR825(세원화성)를 사용하고 보강재는 탄소섬유를 사용하며, 외부 패널의 경우, 수지는 SR825를 사용하고 보강재는 케블라 섬유를 사용하면 성능 및 경량화 효과를 동시에 증대시킬 수 있다.From the results of the present invention as described above, in the case of the hand lay-up method material, an optimal material may be selected in consideration of the weight reduction effect and physical properties. In other words, for the inner panel, the resin uses SR825 (reinforcement), the reinforcement uses carbon fiber, the outer panel uses SR825 and the reinforcement uses Kevlar fiber, which simultaneously increases performance and light weight. You can.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples.

비교예 1Comparative Example 1

다음 표 1과 같은 조성으로 평판형태의 시편형성 금형(mold)을 제작한 후, 아래와 같은 원재료를 사용하여 겔 코팅하고, 불포화 폴리에스테르 수지 및 Woven cloth 형태의 유리섬유를 사용하여 일정 두께로 적층하여 성형하였다. 사용한 보강재의 적층수는 총 3겹이었으며, 최종성형물의 두께는 2.4mm이었다. 구체적으로는 겔 코팅용 수지로서 불포화 폴리에스테르 수지 GC 230(애경산업), 매트릭스 수지로서 불포화 폴리에스테르 수지 R235(일반 등급, 세원화성), 그리고 보강재로서 유리섬유(woven roving 형태, WR570, 한국 owense-corning)를 사용하였다. 성형품에서 채취한 시험편의 물성을 측정하였으며, 그 결과는 다음 표 2에 나타내었다.Next, after forming a plate-shaped mold forming mold (mold) with the composition as shown in Table 1, using a raw material as shown in the following gel-coated, laminated with a predetermined thickness using an unsaturated polyester resin and Woven cloth glass fiber Molded. The number of laminated reinforcing materials used was three ply, and the thickness of the final molded product was 2.4 mm. Specifically, unsaturated polyester resin GC 230 (Aekyung Industrial) as a resin for gel coating, unsaturated polyester resin R235 (general grade, sewon) as a matrix resin, and glass fiber as a stiffener, WR570, Korea owense- corning) was used. The physical properties of the test specimens collected from the molded articles were measured, and the results are shown in Table 2 below.

비교예 2Comparative Example 2

비교예 1과 동일한 방법으로 제작하되, 매트릭스 수지로서 불포화 폴리에스테르 수지 대신에 비스페놀계 비닐에스테르(SR825: 초내열 등급, 세원화성)를 사용하였고, 두께는 2.3mm가 되었다.It produced in the same manner as in Comparative Example 1, but instead of the unsaturated polyester resin bisphenol-based vinyl ester (SR825: ultra heat resistance grade, sewonhwa) was used, the thickness was 2.3mm.

실시예 1Example 1

비교예 1과 동일한 금형에서 동일한 방법으로 제작하되, 보강재로서 탄소섬유(Woven roving 형태, CF6638, 한국카본)를 동시에 사용하여 성형하였다. 적층순서는 유리섬유 2겹, 탄소섬유 1겹 순으로 총 3겹이었으며, 최종 성형물의 두께는 2.2mm가 되었다.In the same mold as in Comparative Example 1 was produced in the same manner, but was molded using a carbon fiber (Woven roving form, CF6638, Korea Carbon) at the same time as a reinforcing material. The stacking order was 3 layers in order of 2 layers of glass fiber and 1 layer of carbon fiber, and the final molding thickness was 2.2 mm.

실시예 2Example 2

실시예 1과 동일한 금형에서 동일한 방법으로 제작하되, 보강재로서 케블라섬유(Woven roving 형태, HK285, 한국카본)를 사용하여 성형하였다. 적층순서도 마지막층에 케블라 섬유 1겹을 대어 총 3겹이었으며, 최종 성형물의 두께는 2.9mm가 되었다.The same mold as in Example 1 was produced, but was molded using Kevlar fiber (Woven roving form, HK285, Carbon Korea) as a reinforcing material. The stacking order was 3 ply with one layer of Kevlar fiber on the last layer, and the final molding thickness was 2.9mm.

실시예 3 ∼ 6Examples 3-6

실시예 1과 동일한 금형에서 동일한 함량 및 방법으로 제작하되, 보강재로서 유리 섬유 1겹에 탄소섬유 및 케블라 섬유를 각각 2겹 또는 유리섬유를 사용하지 않고 탄소섬유 및 케블라 섬유만을 3겹 사용하여 성형하였으며, 최종 성형물의 두께는 각각 2.1, 1.7, 2.0 및 1.5mm가 되었다.In the same mold as in Example 1, the same content and method were used, but the carbon fiber and the kevlar fiber were formed by using the carbon fiber and the kevlar fiber in three layers instead of two or each of the glass fiber as the reinforcing material. The final molding thicknesses were 2.1, 1.7, 2.0 and 1.5 mm, respectively.

실시예 7Example 7

실시예 5와 동일한 방법으로 제작하되, 매트릭스 수지로서 불포화 폴리에스테르 수지 대신에 비스페놀계 비닐에스테르(SR825: 초내열 등급, 세원화성)를 사용하였고, 최종 성형물의 두께는 2.0mm가 되었다.It was prepared in the same manner as in Example 5 except that bisphenol-based vinyl ester (SR825: ultra heat-resistant grade, thinning resistance) was used in place of the unsaturated polyester resin, and the final molded product had a thickness of 2.0 mm.

실시예 8 ∼ 10Examples 8-10

실시예 7과 동일한 방법으로 제작하되, 보강재로서 유리섬유 2겹에 케블라섬유 2겹, 유리섬유 1겹에 케블라 섬유 3겹 및 케블라 섬유만 5겹을 사용하여 성형하였다. 최종 성형물의 두께는 각각 2.7, 2.5 및 2.6mm가 되었고, 물성 결과를 다음 표 2에 나타내었다.It was manufactured in the same manner as in Example 7, but was molded using two layers of glass fibers, two layers of Kevlar fibers, three layers of Kevlar fibers and five layers of Kevlar fibers as one reinforcing material. The final moldings were 2.7, 2.5 and 2.6 mm thick, respectively, and the physical properties are shown in Table 2 below.

상기 표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 수지 조성물은 인장 강도의 경우 탄소 섬유 및 케블라 섬유의 적층 횟수가 증가할수록 증가하였으며, 굴곡 강도는 이종의 섬유를 적층한 실시예 1, 2, 3 및 4가 더 우수한 물성을 나타내었다.인장 탄성율 및 굴곡탄성율은 탄소섬유 및 케블라섬유의 적층 횟수가 증가할수록 증가하였다. 내열수지를 사용하여 제조한 실시예 7 ∼ 11의 경우 일반수지를 사용하여 제조한 실시예 1 ∼ 6에 비하여 물성이 10 ∼ 20% 정도 향상되었다.As can be seen in Table 2, the resin composition according to the present invention was increased as the number of lamination of carbon fiber and Kevlar fiber in the case of tensile strength was increased, the flexural strength of Examples 1, 2, 3 and laminated 4 showed better physical properties. Tensile modulus and flexural modulus increased with increasing number of carbon fibers and Kevlar fibers. In Examples 7 to 11 manufactured using heat resistant resins, physical properties were improved by about 10 to 20% compared to Examples 1 to 6 prepared using general resins.

따라서, 본 발명의 수지는 강성이 탄성율×(두께)3에 비례하므로 탄소섬유 및 케블라섬유를 사용하면 유리섬유 보강 복합재료에 비하여 약 30% 및 25%의 추가적인 경량화가 이론적으로 가능하다. 따라서, 탄소섬유를 사용하면 스틸 패널에 대하여 약 40% 정도의 경량화가 가능해진다.Therefore, since the resin of the present invention has a stiffness proportional to the elastic modulus x (thickness) 3 , it is theoretically possible to further reduce weight by about 30% and 25% when using carbon fiber and Kevlar fiber. Therefore, the use of carbon fibers makes it possible to reduce the weight of steel panels by about 40%.

또한, 보강재로서 유리섬유 대신에 케블라 섬유를 사용하면 비중이 낮아 동일 두께에서도 경량화 효과를 추가로 기대할 수 있다. 비중은 부품 중량에 비례하므로 탄소섬유 및 케블라섬유를 사용하면 유리섬유 보강 복합재료에 비하여 약 7% 및 15%의 추가적인 경량화가 이론적으로 가능하다. 따라서, 케블라 섬유를 사용하면 스틸 패널에 대하여 약 35% 정도의 경량화가 가능해진다.In addition, when Kevlar fiber is used instead of glass fiber as the reinforcing material, the specific gravity is low, and the weight reduction effect may be additionally expected at the same thickness. Since specific gravity is proportional to the part weight, carbon fiber and Kevlar fiber can theoretically achieve about 7% and 15% additional weight reduction compared to glass fiber reinforced composites. Therefore, the use of Kevlar fibers makes it possible to reduce the weight of steel panels by about 35%.

게다가, 향후 개발 자체 외판 부품에 본 발명에서 개발된 재료를 적용한다면 도어 페널 어세이와 같이 내부/외부 패널로 구성된 부품의 내부 패널의 재질로서는 탄소섬유를 사용하는 것이 경량화 효과면에서 가장 유리하며, 내부/외부 패널로 구성된 부품의 외부 패널 또는 루프 패널, 측면 외부 패널과 같은 1-피이스(piece) 패널은 두께를 일정하게 2.5t로 유지해야 하므로 케블라 섬유를 사용하는 것이 경량화 효과면에서 가장 유리하다. 또한, 사용 원료 수지만을 변경해도 10 ∼ 20%의 물성이 향상될 수 있으므로, 최적재료 선정시 스틸 패널에 대하여 40% 이상의 경량화도 가능함을 확인하였다.In addition, if the material developed in the present invention is applied to the outer shell part of the future development, carbon fiber is most advantageous in terms of the weight reduction effect as the material of the inner panel of the parts composed of the inner and outer panels, such as a door panel assay. One-piece panels, such as exterior panels or roof panels and side exterior panels of components consisting of internal and external panels, must maintain a constant thickness of 2.5 tonnes, so using Kevlar fiber is the most advantageous in terms of light weight. Do. In addition, since only 10-20% of physical properties can be improved by changing only the raw material resin, it was confirmed that weight reduction of 40% or more with respect to the steel panel can be achieved when selecting the optimum material.

아울러 본 발명에서 제조한 수지 조성물을 차체 외판에서 적용할 경우 내덴트성(dent), 차체강성, 내부식성 및 설계자유도 향상 효과가 있다.In addition, when the resin composition prepared in the present invention is applied to a vehicle body shell, there is an effect of improving dent resistance, vehicle rigidity, corrosion resistance, and design freedom.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 수지는 보강재로서 유리섬유를 단독으로 사용하는 대신에 탄소섬유 또는 케블라 섬유를 병용하여 사용함으로써, 물성이 우수해지고 두께 감소에 의한 경량화 효과를 기대할 수 있으며, 핸드 래이-업 공법을 이용하기 때문에 종래 스틸 제품을 제조하는 프레스 공법보다 제조공정을 단순화 시킬 수 있어 경제적이다.As described above, the resin of the present invention can be used in combination with carbon fiber or Kevlar fiber instead of glass fiber alone as a reinforcing material, excellent physical properties and can be expected to reduce the weight by reducing the thickness, hand lay Because it uses up-up method, it is economical because it can simplify manufacturing process than press method for manufacturing steel products.

Claims (4)

금형 위에 불포화 폴리에스테르 수지를 겔 코팅한 다음, 여기에 유리섬유, 탄소섬유 및 케블라 섬유 중에서 선택된 보강재를 2 ∼ 5겹으로 적층하고, 핸드 래이-업(Hand Lay-Up) 공법으로 성형하여 제조하는 것을 특징으로 하는 차체 외판용 수지 조성물의 제조방법.Gel-coated unsaturated polyester resin on the mold, and then laminated by reinforcing material selected from glass fibers, carbon fibers and Kevlar fibers in two to five layers, and molded by the hand lay-up method The manufacturing method of the resin composition for vehicle body exterior panels characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지에는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 유리섬유, 탄소섬유 및 케블라 섬유 중에서 선택된 보강재 15 ∼ 60 중량부가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 차체 외판용 수지 조성물의 제조방법.The method of claim 1, wherein the unsaturated polyester resin contains 15 to 60 parts by weight of a reinforcing material selected from glass fiber, carbon fiber and Kevlar fiber with respect to 100 parts by weight of unsaturated polyester resin. Manufacturing method. 제 2 항에 있어서, 상기 불포화 폴리에스테르 수지가 변성비스페놀계, 비스페놀계, 이소계, 오르토(ortho)계, 테레(tere)계 및 비닐에스테르계 수지 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 차체 외판용 수지 조성물의 제조방법.According to claim 2, wherein the unsaturated polyester resin is selected from modified bisphenol-based, bisphenol-based, iso-based, ortho-based, tere-based and vinyl ester-based resin composition Manufacturing method. 제 1 항에 있어서, 상기 보강재는 절단유리섬유 매트(Chopped Strand Mat)형태, 직물 조방사(粗紡絲)(Woven Roving) 형태, 옷감(Cloth) 형태 또는 방사(Yarn) 형태 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 차체 외판용 수지 조성물의 제조방법.The method of claim 1, wherein the reinforcing material is selected from the shape of chopped fiber mat (Chopped Strand Mat), woven roving (Woven Roving), cloth (Cloth) form or yarn (Yarn) characterized in that The manufacturing method of the resin composition for vehicle exterior panels.
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