KR20090072843A - 일방향 섬유 시트의 제조 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합재료, 방호제품, 스포츠용품, 토목 및 건축 등에 쓰이는 강화재 및 보강재를 만드는데 사용되는 일방향 섬유 시트의 제조 방법과, 이에 사용되는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 여러 가닥의 섬유가 송출 롤러에 의해 한 방향으로 송출되고 코우머 가이드를 통과하여 확개 롤러에서 펴지게 하여 시트화시키는 단계; 시트화 된 섬유를 열가소성 수지에 함침시켜 일방향직물인 프리프레그를 제조하는 단계; 프리프레그화 된 섬유 시트에 섬유와 같은 재질의 필름을 입히는 단계; 건조로에서 건조시켜 솔벤트를 제거하는 단계; 수축팽창을 막기 위해 인출 롤러에 권취시켜 상온에서 냉각과 안정화시키는 단계;를 포함하여 구성된 일방향 섬유 시트의 제조 방법과 이에 사용되는 장치가 제공된다.
Figure P1020070141075
일방향 섬유, 코우머 가이드, 열가소성 수지, 롤러

Description

일방향 섬유 시트의 제조 방법 및 그 장치{Manufacturing process and manufacturing apparatus for unidirectional fiber sheet}
본 발명은 방탄력과 내구성이 우수한 섬유강화 복합재료, 방호제품, 스포츠용품, 토목 및 건축 등에 쓰이는 강화재 및 보강재를 만드는데 사용되는 일방향 섬유 시트의 제조 방법과, 이에 사용되는 장치에 관한 것이다.
지금까지 일방향 시트는 카본(carbon) 섬유나 유리섬유에 열경화성 수지(epoxy, phenol) 등에 이형지나 페이퍼(paper)를 함침시킨 뒤, 페이퍼에 묻어 있는 수지를 가열 롤러로 압착하여 페이퍼 위에 도포된 수지가 섬유에 접착하도록 하는 방법이 사용되었다. 이와 같은 방법은 제조에 소요되는 시간이 길어 생산성이 낮고, 이형지를 사용함으로써 고가의 부자재가 필요했으며, 아울러 열경화성 수지는 시효경과 수지이기 때문에 오래 보관 사용이 불가능하였다.
본 발명은 상기의 종래의 방법과 같이 생산성이 낮은 문제점 등을 해소하고자 하는 것으로, 이형재나 수지가 도포된 종이를 사용하지 않고 PE 섬유에 동일한 재질의 PE film을 사용함으로써 back up용 paper가 필요 없이 동시에 일방향섬유 시트를 제조할 수 있도록 함에 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 초고분자량 폴리에틸렌 섬유를 열가소성 수지에 함침시켜 일방향 시트를 제조한다. 섬유는 아라미드 섬유 및 유리섬유 혹은 카본섬유, PBO, PP 섬유 등이 이용될 수 있고, 수지(함침 수지)는 특히 열가소성 수지를 이용한다.
열가소성 수지를 일방향 섬유시트에 함침시키는 방법으로는 다수의 섬유다발을 크릴대에 정렬시킨 뒤(단위면적에 따라 100∼2000개) 빗(comb)처럼 생긴 코우머 가이드를 통해 5개 이상 롤러로 인출하여 섬유의 만곡, 개섬이 없이 균일하게 장력을 주어 다수의 롤러를 통해 섬유의 확개가 이루어져 시트상 섬유로 되고, 이 시트상 섬유를 회전하는 롤러에 수지가 묻어져 함침이 된다. 아울러 이 함침된 시트상 섬유는 필름(film)에 놓이게 되어 드라이 오븐(dry oven)을 거치면서 솔벤트(solvent)는 기화되고 인출 롤러에 끌려 들어가 필름과 합포되면서 롤러에 최종 감기게 되어 연속 공정으로 시트(sheet)상 일방향 직물을 제조할 수 있게 된 다.
본 발명은 이형재나 수지가 도포된 종이를 사용하지 않고 PE 섬유에 동일한 재질의 PE 필름을 사용함으로써 back up용 paper가 필요 없이 동시에 일방향섬유 시트를 제조할 수 있게 된다. 그리고, 함침 수지로서 열가소성 수지를 이용할 경우 매우 편리하게 설계 및 제조할 수 있다. 또한 초고분자량 폴리에틸렌 섬유나 아라미드 섬유와 같은 방호용 섬유를 사용했을 경우 열가소성 수지에 함침해 보면 수지와 섬유 간의 높은 접착력으로 인해 성형 후에 직물과 상호 박리현상이 일어나지 않아 높은 인장력과 방탄력이 향상되고, 가열 가압 시에도 성형성이 우수하고 표면 균열현상이 없으며, 적층 분리가 발생되지 않는 효과가 있다.
본 발명에 의한 방법은 다음과 같다.
섬유 가닥이 권취된 다수개의 섬유 다발로부터 각각의 섬유 가닥을 인출하여 코우머 가이드(50)를 통과시킨다.
코우머 가이드(50)를 통과한 섬유 가닥을 평행되게 다수개 설치된 1~7번 롤러인 송출 롤러(51)에 권취시켜 균일하게 펴지게 하여 시트화한다.
시트화된 섬유가 열가소성 수지에 함침되어, 일방향 직물이라고 칭하는 프리프레그화한다. 열가소성 수지 함침온도는 30~120℃ 이내로 조절하는 것이 바람직하 다.
프리프레그화 후 롤러에 감길 때 서로 붙지 않도록 중간에 필름(52)을 이용하여 상호접착을 방지하고, 이 필름(52) 역시 성형시 소재로 일익을 담당하여 방호제품 성형에 도움이 될 수 있어 소재의 활용도를 높이며, 간편한 기계를 통해 일방향 열가소성 수지 함침 프리프레그를 생산할 수 있다.
마지막 대형 인출 롤러의 역할을 하는 19~23번 인출 롤러(53)의 속도가 1~7번 롤러인 송출 롤러(51)의 속도보다 1.1~2.0배 빠르기 때문에 끌어당기는 장력이 생긴다.
섬유 확개를 위해 8~12번 롤러인 확개 롤러(54)가 앞서 설치된 송출 롤러(51) 역할을 하는 7개의 롤러보다 1.0~0.3배의 직경을 가지므로 섬유가 확개되고, 이 펴진 시트상 섬유에 함침 롤러(55)가 수지통(56) 속에서 회전하면서 수지를 감아 올려 원호형태의 곡면상을 타고 흐르는 시트상 섬유에 수지를 코팅해 준다.
이후 건조로(57)에 들어가 솔벤트(solvent)가 건조되고 수축 팽창을 막기 위해 19~23번 롤러의 대형 롤러가 상온으로 냉각하면서 안정화시켜 마지막 권취 롤러(24)에 감긴다. 건조로(57)의 온도는 125℃ 이하로 조절하는 것이 바람직하다.
상기에서 사용되는 모든 롤러는 크롬 도금이 되어 있고, 롤러 크기에 대해 송출 롤러(51), 확개 롤러(54), 함침 롤러(55), 인출 롤러(53)의 직경의 크기 비는 1 : 1/2 : 2 : 2가 바람직하고, 중요한 확개 롤러(54) 크기는 송출 롤러(51)보다 작아야 효과적이다.
상기 섬유 속의 원호상 곡면에 대한 입출각은 80~300°로 함이 바람직하다.
14~16번 롤러인 필름 송출 롤러(58)는 익스텐션 롤러나 크롬 도금에 나선형 홈이 새겨진 롤러를 사용하여 필름(52)이 구겨지는 것을 방지하고 필름(52)이 쫙 펴지게 하는 롤러를 사용한다.
열가소성 수지에 filler(필러 : 나노입자 내지는 아주 적은 분말)를 섞어 함침하면 방호력(방탄효과)이 더욱 크게 나타나므로, 이 필러를 첨가할 수도 있는데 이들 필러로서는 나노분말인 카본블랙, 실리카, 글라스, micro ballon 등을 첨가할 수 있으며 전체무게 50중량%까지 가능하다.
단위 면적당 열가소성 수지의 양은 함침 롤러(55)의 속도 조절이나 수지의 용제(solvent)의 조절로서 즉 점도 조절로서 5~50중량%까지 조절 가능하고 방호제품으로서 수지 양은 전체 단위 면적당 무게에 대해 30∼40중량%가 최적이며 방호복일 경우 20~40중량%가 좋고 헬멧용일 경우 20~30중량%가 최적이다.
열가소성수지에 쓰이는 솔벤트는 파라핀 오일, Ketone, 알코올, aromatic solvent 혹은 hydrocarbon solvent 또는 이들의 혼합물이다. 자이렌, 톨루엔, 옥탄 등도 포함된다.
일방향섬유(Unidirectional Cloth)에 관해서는 카본섬유를 시트화하여 열경화성수지(에폭시수지)를 가장 많이 사용하고 있다. 이것으로 낚싯대 등 스포츠용품을 제조하는데 주간소재로서 프리프레그화하여 이용되고 있는 것으로서 최대 이점은 섬유가 직포와 같이 크게 만곡하지 않고 평행하게 일방향으로 되어있기 때문에 섬유가 갖는 강도 및 탄성률을 효과적으로 이용할 수 있다는데 있으며 성형시 섬유의 압축으로 직물간의 높이 차이로 말미암아 깨지거나 절단되는 점이 적다는 것이 이 일방향 섬유의 특징이라고 할 수 있다.
이 수지의 함침 방법으로서는 용액법, 무용액법 등이 있으나 대부분 기판이나 롤러를 가열하여 점도를 낮게 함여 함침이 용이하도록 한 것에 특징이 있다. 뿐만 아니라 이형지에 열경화성 수지가 일정하게 도포되어야 하는 문제와 이형지의 물성이 이 일방향섬유시트의 물성을 좌우한다는 기술적 어려움이 상존하고 있는 것이 사실이다. 본 발명은 이형지를 사용하지 않고 직접 롤러에서 열가소성 수지를 픽업(pick up)하면서 일방향섬유시트는 수지통(56)에서 회전하는 함침 롤러(55)에 의해 함침된다.
본 발명에 의한 일방향 섬유 시트의 제조 방법은 다음의 단계를 가진다.
제1단계에서는 섬유를 시트상으로 하기 위해서 100∼1,000개의 섬유 다발을 크릴대로부터 빗(comb)처럼 생긴 코우머 가이드(50)를 통해 롤러 1에서 7까지 송출 롤러(51)를 통해 섬유 다발을 균일하게 인출시킨다.
이때 빗살 코우머 가이드(50)는 3가지를 사용하는데 3mm, 5mm, 7mm의 코우머 가이드(50)를 사용한다. 이 코우머 가이드(50)의 역할은 시트의 단위 면적에 섬유 다발이 얼마나 펼쳐 지느냐에 따라 단위 면적당 섬유 두께를 조절할 수 있는 기술이므로 중요하다.
즉 폴리에틸렌 섬유일 경우 1,200 denier를 사용할 때 monofilament가 1 denier일 경우가 있으며 이때는 1,200 filament가 모아져 있다는 뜻이고 monofilament가 2 denier일 경우에는 600개의 monofilament가 합해진 경우가 되며 이렇게 될 때 이론적으로 10∼13 마이크론의 단섬유 직경이 되며 이들 섬유직경이 일렬로 배열했을 때는 6mm에서 8mm 사이가 되므로 코우머 가이드(50)의 종류는 5mm 간격을 가진 것을 이용함으로써 보다 균일한 시트 개발이 용이하다. 그리고 200 denier 이상일 때는 코우머 가이드(50)를 7mm짜리를 사용하면 된다. 또한 보다 세섬유일 경우는 3mm의 코우머 가이드(50)를 사용하는 것이 유리하며 더욱 얇은 두께를 요구하고 있는 요즘의 경향을 볼 때 세섬유의 개발 또는 낮은 denier의 섬유 개발이 요구되고 있다. 따라서 코우머 가이드(50)의 적절한 사용은 생산성을 높이는 결과를 주기 때문에 대단히 중요하다. 그러나 카본화이바, 아라미드화이바를 보강섬유로 사용할 경우 장력이 다르고 섬유직경이 여러 가지로 종류에 따라 새로운 코우머 가이드(50)를 사용해야 한다. 따라서 코우머의 사용조절로서 단위면적당 무게를 조절할 수 있다. 즉 단위면적의 무게를 높이거나 낮게 할 수 있다는 것이다.
제1단계에는 1에서 7번까지 롤러를 거치면서 장력이 균일하게 생긴다. 이들 1∼7번 롤러의 속도는 19∼23번 롤러 속도보다 느리기 때문에 장력이 생기게 된다. 이들 속도의 비율은 1.1~2.0배 정도가 효과적이며 가능한 속도가 100~200% 이하가 되면 좋다. 1번부터 7번까지의 롤러는 모터 1개에서 금속 체인(chain)으로 연결 속도가 동일하다.
제2단계에서는 섬유가 확개되는 단계이다. 만곡이나 개섬이 없으며, 8~12번 롤러인 확개 롤러(54)의 직격은 송출 롤러(51)인 1번∼7번의 직경에 대하여 약 1/2 이하이고, 이때가 가장 효율적인 섬유의 퍼짐 현상이 균일하다.
더욱이 확개 롤러(54)는 섬유가 확개되는 현상이 발생되는 롤러인데 적어도 곡률반경 200°이상까지 감아 줌으로써 섬유가 균일하게 동일한 두께로 시트상으로 빈틈없이 형성된다.
제3단계에서는 열가소성 수지가 연속적으로 일정한 높이가 되도록 수지가 흘러 들어오고 넘치는 것은 다른 출구로 저장 탱크 속으로 들어가 순환되도록 수지통(56)이 설계되어 있다. 일정한 양만 함침 롤러(55)에 수지가 픽업(pick up)되어 12번 롤러를 타고 온 섬유 시트가 함침되어지고, 이들 수지 함침의 온도는 30~120℃의 범위이고, 40~50℃가 특히 바람직하다. 13번 롤러인 함침 롤러(55)에는 40~50℃의 온수가 들어가는 구조가 있고, 이의 온도 유지는 중요하며, 이때 열가소성 수지의 점도는 10-1 포아즈 정도가 최적이며 대개 102에서 103 포아즈까지 가능하다.
제4단계에서는 17번 롤러에서 필름(52)이 들어와 수지가 코팅된 시트 상 섬유에 합포되어 18번 롤러를 거쳐 건조로(57)에서 건조되는데, 이때 온도는 110~130℃가 적당하다. 120℃ 이상 건조시 섬유 손상이 생길 수 있으므로 주의해야 하고, 이때 수지에 포함된 솔벤트(solvent)가 휘발되어 프리프레그가 된다.
제5단계에서는 수지가 함침된 시트상 섬유를 수축을 방지하기 위해서 가장 큰 장력으로 균일하게 고정시키는 역할을 한다. 19번부터 23번 롤러인 인출 롤러(53)는 1번에서 7번 롤러인 송출 롤러(51)의 회전속도 보다 1.1~2.0배 빠르게 회전한다. 이 빠른 회전이 결국 인출 장력 역할을 해서 섬유가 퍼지게 된다. 즉 원호상 곡면기체를 주행하는 섬유속 내의 각 단섬유(섬유다발 중 1다발, 크릴대에 꽂혀있는 수백 개 중 1개)의 공급량이 모두 같게 하면 곡면 주행 시에 있어서 한 번 의 외측을 주행하는 단섬유는 내측을 주행하는 단섬유에 대해 비틀림을 받아 내측으로 압착된다. 이때 서로간의 섬유다발의 마찰이 적으면 주행상태에 있기 때문에 점차적으로 넓게 펴지며 그 결과 연속적으로 섬유다발이 확포가 되고 결국 전체적으로 시트상 섬유가 된다.
따라서 원호상 곡면의 곡률 반경이 급격히 적어지면 효과가 더욱 크기 때문에 8, 9, 10, 11, 12번 롤러의 직경은 7번 롤러의 약 1/2이 된다. 이 때 급격히 롤러의 직경이 너무 적어지면 많은 장력을 받고 있기 때문에 섬유 손상뿐만 아니라 기계의 롤러 휨 발생이나 기어의 파손이 우려되므로 약 1/2 정도가 최상의 경우였다. 이 때 압축각은 160~300°까지가 최상태였다.
19번, 20번, 21번, 22번, 23번 롤러는 동일한 장력이 일정하게 유지되어야 하므로 1개의 모터에서 금속 체인으로 동시 작동하도록 하여 전체 속도의 변속을 가능하게 하였다.
제6단계에서는 열가소성 수지가 건조로(57)에서 솔벤트가 휘발하고 난 뒤 19번 롤러부터 23번 롤러까지 거치면서 냉각 롤러를 통했기 때문에 상온으로 된 일방향 시트 합포물(film)을 권취 롤러(24)에 감아 0~90°방향 일방향 직물을 생산하게 된다.
종합적으로 확개 공정에서는 모터와 기어박스로 이루어진 구동장치가 취부된 섬유속 확개장치를 보여주고 있으며, 크릴대의 섬유다발 코우머 가이드, 8, 9, 10, 11, 12의 확개용 롤러, 13번 롤러의 함침 롤러, 17번 롤러의 필름 합포, 건조로(57), 또 시트상 섬유 안정화 롤러(19∼23) 및 냉각 롤러 마지막 시트 권취 장치를 보여 주고 있으며, 롤러 14∼16까지는 필름이나 백업(back up) 재료인 유리섬유나 페이퍼(paper)를 합포시킬 수 있는 익스텐션 롤러(extension roller, 혹은 금속 크롬 도금 롤러에 나선형 홈을 판 롤러를 사용하면 된다)를 나타내고 있다.
상기의 장치를 사용하여 섬유다발의 확개 또는 엷은 시트 즉 일방향성 섬유 시트 생산 제조를 했으며 사용된 섬유다발은 1,200 denier 초고분자량 폴리에틸렌 섬유로 이루어져 중량은 40∼45g/㎡에서 80∼90g/㎡까지 주행조건은 1m/min, 장력은 500g이었다.
[실시예 1]
본 발명의 일방향 수지 함침 시트 프리프레그 제조 장치는 직경이 크고 작은 롤러 모두를 크롬 도금하여 표면 거칠기를 1/1,000 이하로 했으며 1,200 denier 초고분자량 폴리에틸렌 섬유속 350개 정도를 0.5mm 코우머 가이드(50)를 이용 일방향시트 중량 35∼40g/㎡를 제조한다.
[실시예 2]
70∼85g/㎡를 760개 섬유 1,200 denier로서 1m/min 속도로 0.5mm 코우머 가이드(50)를 사용 제조한다.
[실시예 3]
일방향 수지 함침시트 기계에 수지는 열가소성 수지의 일종인 isopropylene 수지에 용제 나프탈렌을 사용 10-1 포아즈(40℃)에서 제조했으며 용제는 자이론, 키실론, 휘발유 등 여러 가지가 가능하였다.
[실시예 4]
이형지를 사용하지 않고 PE film(두께 5∼10 마이크론)을 사용하고, 성형시 함께 성형하도록 고려하여 방호제품의 일방향 프리프레그를 제조하였다.
도 1은 본 발명의 전체 구성도
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
50 : 코우머 가이드 51 : 송출 롤러
52 : 필름 53 : 인출 롤러
54 : 확개 롤러 55 : 함침 롤러
56 : 수지통 57 : 건조로
58 : 필름 송출 롤러 24 : 권취 롤러

Claims (8)

  1. 여러 가닥의 섬유가 송출 롤러(51)에 의해 한 방향으로 송출되고 코우머 가이드(50)를 통과하여 확개 롤러(54)에서 펴지게 하여 시트화시키는 단계; 시트화 된 섬유를 열가소성 수지에 함침시켜 일방향직물인 프리프레그를 제조하는 단계; 프리프레그화 된 섬유 시트에 섬유와 같은 재질의 필름(52)을 입히는 단계; 건조로(57)에서 건조시켜 솔벤트를 제거하는 단계; 수축팽창을 막기 위해 인출 롤러(53)에 권취시켜 상온에서 냉각과 안정화시키는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 일방향 섬유 시트의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 열가소성 수지의 함침 온도는 30~120℃임을 특징으로 하는 일방향 섬유 시트의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 건조로(57)의 온도는 110~130℃임을 특징으로 하는 일방향 섬유 시트의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 열가소성 수지에는 필러가 50중량% 이하가 포함됨을 특징으로 하는 일방향 섬유 시트의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 시트의 단위 면적당 열가소성 수지의 양은 방호제품일 경 우 시트 전체 중량에 대하여 30∼40중량%이고, 방호복일 경우 20~40중량%이며, 헬멧용일 경우 20~30중량%임을 특징으로 하는 일방향 섬유 시트의 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 열가소성수지에는 솔벤트가 사용되고, 솔벤트는 파라핀 오일, Ketone, 알코올, aromatic solvent, hydrocarbon solvent 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 일방향 섬유 시트의 제조 방법.
  7. 다수 개의 섬유 가닥을 통과시켜 정렬하는 코우머 가이드(50); 코우머 가이드(50)를 통과한 섬유를 감아 정렬하는 다수개의 송출 롤러(51); 정렬된 섬유를 감아 늘려 확개시키는 확개 롤러(54); 확개된 섬유를 감아 회전하면서 수지에 함침시키는 함침 롤러(55); 함침 롤러(55)가 삽입되고, 수지가 담긴 수지통(56); 필름(52)을 송출하여 수지가 함침된 시트에 층착시키는 롤러(17)(18); 수지를 건조하여 솔벤트를 제거하는 건조로(57); 건조된 시트를 권취하여 당기는 인출 롤러(53);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 일방향 섬유 시트의 제조 장치.
  8. 제 8항에 있어서, 상기 송출 롤러(51), 확개 롤러(54), 함침 롤러(55), 인출 롤러(53)의 직경의 비는 1 : 1/2 : 2 : 2임을 특징으로 하는 일방향 섬유 시트의 제조 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150123071A (ko) * 2014-04-24 2015-11-03 주식회사 티포엘 스프레딩 장치 및 그 스프레딩 장치가 포함된 프리프레그 제조 시스템
KR102070824B1 (ko) 2019-08-26 2020-01-29 주식회사 티포엘 배향각도 조절이 가능한 복합재료용 일 방향 섬유시트 제조장치와 제조방법, 일 방향 배향 섬유시트 적층체의 제조장치 및 제조방법
CN111356537A (zh) * 2017-09-15 2020-06-30 特迪爱股份公司 用于对聚酰亚胺膜涂覆硅酮的方法
KR20220036589A (ko) * 2020-09-16 2022-03-23 (주)엘엑스하우시스 섬유 공급장치 및 이를 포함하는 연속섬유 강화 열가소성 복합재 제조장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101609209B1 (ko) 2014-04-15 2016-04-06 다이텍연구원 열경화성 및 열가소성 프리프레그 선택적 제조시스템

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08118354A (ja) * 1994-10-26 1996-05-14 Nitto Boseki Co Ltd 繊維補強熱可塑性樹脂含浸シート及びその製造方法
JP2002355818A (ja) 2001-05-31 2002-12-10 Mizuno Corp プリプレグおよびそれらからなるゴルフシャフト
JP2007276249A (ja) 2006-04-06 2007-10-25 Toray Ind Inc ガラススクリムクロスプリプレグ材およびその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150123071A (ko) * 2014-04-24 2015-11-03 주식회사 티포엘 스프레딩 장치 및 그 스프레딩 장치가 포함된 프리프레그 제조 시스템
CN111356537A (zh) * 2017-09-15 2020-06-30 特迪爱股份公司 用于对聚酰亚胺膜涂覆硅酮的方法
KR102070824B1 (ko) 2019-08-26 2020-01-29 주식회사 티포엘 배향각도 조절이 가능한 복합재료용 일 방향 섬유시트 제조장치와 제조방법, 일 방향 배향 섬유시트 적층체의 제조장치 및 제조방법
KR20220036589A (ko) * 2020-09-16 2022-03-23 (주)엘엑스하우시스 섬유 공급장치 및 이를 포함하는 연속섬유 강화 열가소성 복합재 제조장치

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