KR20090119431A - Prepreg sheet having many axes and the manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A multi-shaft prepreg sheet and a manufacturing method thereof are provided to produce multi-shaft prepreg sheets without post-treatment in order to reduce production costs. CONSTITUTION: A method for manufacturing a multi-shaft prepreg sheet comprises: a first step of cutting a taped sheet at a desired angle to prepare a tape arrangement adhesive sheet(S400); and a second step of overlapping at least one tape arrangement adhesive sheet on one side of a prepreg sheet in one direction, and heating and compressing the overlapping sheets together using compression rollers(S500).

Description

다축 프리프레그 시트 및 그 제조방법{PREPREG SHEET HAVING MANY AXES AND THE MANUFACTURING METHOD}Multi-axis prepreg sheet and its manufacturing method {PREPREG SHEET HAVING MANY AXES AND THE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 다축 프리프레그 시트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열경화성 수지를 함침시킨 일방향 강화섬유시트를 다축으로 교차되게 형성하여 하나의 시트로 제작된 다축 프리프레그 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-axial prepreg sheet and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a multi-axial prepreg sheet made of a single sheet by forming a one-way reinforcing fiber sheet impregnated with a thermosetting resin to cross a multi-axis and a method of manufacturing It is about.

강인성(toughness)은 하중을 받는데 이용되는 구조물질에 요구되는 가장 중요한 성질 중의 하나이며, 크랙(crack)의 발생이나 진행에 대한 그 물질의 고유한 저항성이라 정의할 수 있다. 이제까지 대부분의 구조재는 금속이나 무기재료들이 차지해 왔으나 최근에 들어서 이들을 강인한 고분자 재료들이 가벼운 무게, 낮은 생산비, 우수한 가공성 등의 특성으로 인하여 점차적으로 대체하고 있다.Toughness is one of the most important properties required for the structural material used to load and can be defined as the material's inherent resistance to the occurrence or propagation of cracks. Until now, most structural materials have been occupied by metals or inorganic materials, but recently, tough polymer materials are gradually being replaced due to characteristics such as light weight, low production cost, and excellent workability.

특히 일반 레저 분야를 넘어서 내구성 소재가 요구되는 우주항공, 자동차, 그리고 건축 분야에서 금속과 세라믹을 대체할 수 있는 소재로서 섬유보강 고분자 복합소재의 사용이 증가되고 있다. In particular, the use of fiber-reinforced polymer composites is increasing as a material that can replace metals and ceramics in aerospace, automotive, and construction fields that require durable materials beyond general leisure.

섬유 보강 복합소재는 매트릭스로서 열경화성 수지 혹은 열가소성 수지가 사용되어지며 유리 섬유, 카본 섬유와 같은 보강 섬유를 이들 수지에 함침시켜 프리 프레그를 제조하고 이를 다양한 성형방법에 의하여 shaping하여 원하는 성형체를 제조한다. The fiber reinforced composite material is a thermosetting resin or thermoplastic resin is used as a matrix, and the pre-preg is prepared by impregnating the reinforcing fibers such as glass fibers and carbon fibers in these resins and shaping them by various molding methods to produce the desired molded body.

프리프레그란 열경화성 수지와 경화제를 당량비에 맞게 적절히 배합한 후 일방향 혹은 직물상의 보강 섬유에 함침시켜 반경화 상태인 B-Stage로 만들어진 복합 재료의 기초 소재를 말한다. 일반적으로 열경화성 수지로는 에폭시 수지가 사용되며 경화제로는 주로 아민계 화합물이 사용된다. 에폭시 수지를 사용하는 프리프레그는 경화 온도에 따라 250℉ 경화형, 350℉ 경화형 및 140℉ 경화형 프리프레그로 구분된다. 프리프레그에서 경화 온도는 경화물의 사용온도를 결정지으며 대략 유리 전이온도는 80∼180℃정도이다.Prepreg refers to the base material of the composite material made of B-Stage which is semi-cured by appropriately mixing the thermosetting resin and the curing agent according to the equivalent ratio and impregnating the reinforcing fibers in one direction or fabric. Generally, an epoxy resin is used as the thermosetting resin, and an amine compound is mainly used as the curing agent. Prepregs using epoxy resins are classified into 250 ° F. hardening, 350 ° F. hardening and 140 ° F. hardening prepregs depending on the curing temperature. The curing temperature in the prepreg determines the use temperature of the cured product, and the glass transition temperature is about 80 ~ 180 ℃.

기존의 고분자 복합재료 중 고성능을 추구하는 구조용 연속섬유 복합재료는 자동화가 어려운 제조 특성으로 인한 고 공정비용으로 인하여 우주·항공 산업에만 그 시장이 제한되어 왔으며, 저성능·고생산성 지향의 강화 엔지니어링 플라스틱으로 대표되는 불연속 섬유 복합재료는 주로 사출성형품으로 전자·전기 부품시장을 확보하고 있다. Structural continuous fiber composite material, which pursues high performance among existing polymer composite materials, has been limited to the aerospace and aviation industry due to high process cost due to difficult manufacturing characteristics, and reinforced engineering plastics with low performance and high productivity. Discontinuous fiber composites, which are represented by, are mainly injection molded products, securing the electronic and electronic parts market.

그러나, 자동차, 건설, 일반 내구성 기계부품 등의 대형 시장에서는 이들 두 재료의 중간 성능을 지닌 제품군을 요구하고 있으며, 이를 위해서는 불연속섬유 복합재료에서보다 10~100배 긴 강화섬유를 제품 내에서 원하는 방향으로 강제 배향시키는 기술과 아울러 연속강화섬유 복합재료의 중간재로서 일방향 프리프레그에 결핍된 가공성을 한 차원 높인 다축 프리프레그 시트의 제조 기술이 요구되고 있다.However, large markets such as automotive, construction and general durable machinery parts require products with medium performance between these two materials, which requires 10 to 100 times longer reinforcement fibers in the product than in discontinuous fiber composites. In addition to the technology of forced orientation, a technique for producing a multiaxial prepreg sheet having a higher level of workability lacking in unidirectional prepreg as an intermediate material of a continuous reinforced fiber composite material is required.

기존의 일방향 프리프레그 시트에 대한 성형 방법은 국내에서 잘 알려져 있 으며, 이러한 일방향 프리프레그 시트의 이용은 낚시대에 있어서 강한 응력이 더해지는 부분에 충분한 강도를 주기 위하여 중공관의 외부에 프리프레그를 원주방향으로 감고 소성 경화시킨 외부 보강층을 형성하는 방법으로 제작한다. 또한 골프 샤프트는 제조시 적층순서와 적층각을 적절히 조절함으로써 골퍼의 요구에 상응하는 다양한 범위의 굽힘 강성과 비틀림 강성을 구현할 수 있는 샤프트를 제조할 수 있다.Forming methods for the existing one-way prepreg sheet are well known in Korea, and the use of this one-way prepreg sheet circumferentially prepregs the outer side of the hollow tube in order to give sufficient strength to the part where strong stress is added in the fishing rod. It prepares by the method of forming the outer reinforcement layer wound and hardened by baking. In addition, the golf shaft can manufacture a shaft that can implement a wide range of bending stiffness and torsional rigidity corresponding to the golfer's needs by appropriately adjusting the stacking order and the stacking angle during manufacturing.

즉, 종래의 낚시대나 골프 샤프트의 외주에 미리 설계된 치수로 재단된 좁은 폭의 강화 섬유 테이프를 θ각 ±45°사선방향으로 여러 번 감아 돌려 외주 보강층(바이어스층)을 형성하고, 다시 그 위에 한 번 더 θ각 0°로 강화섬유시트를 여러 번 감아 돌려 스트레이트층을 적층하는 방법으로 제작되어 왔다. That is, a narrow reinforcing fiber tape cut to a predesigned dimension on the outer circumference of a conventional fishing rod or golf shaft is wound several times in a diagonal direction of ± 45 ° to form an outer circumferential reinforcement layer (bias layer). It has been produced by laminating the reinforcing fiber sheet several times with a θ angle of 0 ° and laminating a straight layer.

그러나, 이러한 방법은 2번에 걸쳐 강화섬유시트를 감아야 하기 때문에 감긴 상태가 일정하지 않고, 이에 따른 뒤틀림이나 꼬인 상태로 형성된다면 뒤틀림이나 꼬인 부분에 의한 섬유 폭 및 강도 물성이 불균일하게 되고, 외관의 품위가 불량하게 될 뿐만 아니라 뒤틀림이나 꼬인 부분이 두꺼워지고 표면에 요철이 발생한다. 이 때문에 제작되는 대상물에 외력이 작용한다면 그 뒤틀림이나 꼬인 부분에 부분적으로 응력이 집중하고, 강화섬유시트로서의 강도 물성의 저하가 생기는 문제점이 있다.However, since this method requires winding the reinforcing fiber sheet twice, the wound state is not constant, and if it is formed in a twisted or twisted state, the fiber width and strength properties due to the twisted or twisted parts become uneven, and the appearance In addition to the poor quality of the warp or twisted parts are thickened and irregularities occur on the surface. For this reason, if an external force acts on the object to be manufactured, there is a problem in that stress is partially concentrated in the warped or twisted portion, and a decrease in strength properties as a reinforcing fiber sheet occurs.

또한, 연속적으로 강화섬유시트를 감는 후처리 공정에 의해 제조시간이 많이 소요되고 인력이 낭비되는 문제점이 있다. In addition, there is a problem in that a lot of manufacturing time and manpower is wasted by the post-treatment process of winding the reinforcing fiber sheet continuously.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 탄소섬유와 같이 값비싼 섬유로 만들어진 다축 프리프레그 시트를 후처리 공정없이 한 번의 성형으로 제조하고, 이로부터 제조원가를 낮출 수 있는 다축 프리프레그 시트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the problems described above is to produce a multi-axial prepreg sheet made of expensive fibers, such as carbon fiber in one molding without a post-treatment process, and to reduce the manufacturing cost therefrom And to provide a method for producing the same.

본 발명의 다른 목적은 일방향 강화섬유시트에 대해 주된 방향에 대하여 대각을 이루는 균일성을 가진 외관 무늬를 가지는 다축 프리프레그 시트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a multiaxial prepreg sheet having an appearance pattern with uniformity diagonal to the main direction with respect to the unidirectional reinforcing fiber sheet, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 거칠거나 불규칙한 표면이 없는 양호한 표면 규칙성을 유지하고 재료의 손실을 제한하면서 비교적 넓은 다축 프리프레그 시트 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.It is a further object of the present invention to provide a relatively wide multiaxial prepreg sheet and a method of manufacturing the same while maintaining good surface regularity without rough or irregular surfaces and limiting loss of material.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다축 프리프레그 시트의 제조방법은,테이프형 시트를 설계된 각도에 따라 재단하여 테이프배열 접착시트를 제조하는 단계; 및 일방향 프리프레그 시트의 편면에 적어도 하나 이상의 상기 테이프배열 접착시트를 다축으로 교차되게 중첩한 다음, 중첩된 시트를 압착롤러로 가열, 가압하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a multiaxial prepreg sheet, the method comprising: cutting a tape type sheet according to a designed angle to prepare a tape array adhesive sheet; And overlapping at least one or more of the tape array adhesive sheets on one side of the one-way prepreg sheet in a multi-axially intersecting manner, and then heating and pressing the overlapped sheets with a compression roller.

그리고 또한, 상기 테이프배열 접착시트는, 일방향 프리프레그 시트에서 이 형지를 제거한 일방향 강화섬유시트를 다시 권취장치에 재권취하는 단계와; 재권취된 일방향 강화섬유시트를 테이프 형태가 되도록 절단하는 단계와; 절단된 테이프를 이형지 위에 일정한 간격으로 올려놓고 압착롤러로 가열 가압하여 테이프형 시트를 제작하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The tape array adhesive sheet may further include rewinding the unidirectional reinforcing fiber sheet from the unidirectional prepreg sheet to the winding apparatus; Cutting the rewound one-way reinforcing fiber sheet into a tape form; Placing the cut tape on a release paper at regular intervals and heat-pressing with a compression roller to produce a tape-like sheet; preferably made.

그리고 또한, 상기 다축 프리프레그 시트는, 서로 다른 종류의 일방향 강화섬유시트로 만들어진 테이프배열 접착시트가 중첩된 것이 바람직하다.In addition, the multiaxial prepreg sheet, it is preferable that the tape array adhesive sheet made of different kinds of unidirectional reinforcing fiber sheet is superimposed.

그리고 또한, 상기 다축 프리프레그 시트는, 상기 일방향 프리프레그 시트의 길이방향에 대해 하나 이상의 대각으로 가로지르는 테이프배열 접착시트를 중첩함으로써 제조되는 것이 바람직하다.In addition, the multiaxial prepreg sheet is preferably manufactured by superposing one or more diagonally arranged tape array adhesive sheets with respect to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet.

그리고 또한, 상기 다축 프리프레그 시트는, 상기 일방향 프리프레그 시트의 길이방향에 대해 직교하도록 테이프배열 접착시트를 중첩함으로써 제조되는 것이 바람직하다.In addition, the multiaxial prepreg sheet is preferably manufactured by overlapping a tape array adhesive sheet so as to be orthogonal to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet.

그리고 또한, 상기 다축 프리프레그 시트는, 상기 일방향 프리프레그 시트의 편면에 3 이상의 테이프배열 접착시트를 중첩함으로써 제조되되, 그 중 하나의 테이프배열 접착시트는 일방향 프리프레그 시트의 길이방향에 대해 직교하도록 중첩되고, 2 이상의 다른 테이프배열 접착시트는 상기 일방향 프리프레그 시트의 길이방향에 대해 상이한 각도를 형성하는 대각으로 가로지르도록 중첩되는 것이 바람직하다.Further, the multiaxial prepreg sheet is manufactured by superimposing three or more tape array adhesive sheets on one side of the one-way prepreg sheet, wherein one tape array adhesive sheet is orthogonal to the longitudinal direction of the one direction prepreg sheet. It is preferred that the two or more different tape array adhesive sheets overlap each other so as to cross diagonally to form different angles with respect to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet.

한편, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 다축 프리프레그 시트의 제조방법은, 절단된 테이프를 이형지 위에 일정한 간격으로 올려놓고 압착롤러로 가열 가압하여 테이프형 시트를 제작하는 단계와; 상기 테이프형 시트를 설계된 각도에 따라 재단하여 테이프배열 접착시트를 제조하는 단계; 및 상기 테이프배열 접착시트의 편면에 적어도 하나 이상의 테이프배열 접착시트를 다축으로 교차되게 중첩한 다음, 중첩된 시트를 가열, 가압하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the manufacturing method of the multi-axial prepreg sheet according to another preferred embodiment of the present invention, the step of placing the cut tape on a release paper at regular intervals and heat-pressing with a compression roller to produce a tape-like sheet; Producing a tape array adhesive sheet by cutting the tape-shaped sheet according to a designed angle; And overlapping at least one tape array adhesive sheet on one side of the tape array adhesive sheet so as to intersect in multiple axes, and then heating and pressing the overlapped sheets.

한편, 본 발명은 상기의 제조방법으로 제조되는 다축 프리프레그 시트를 제공하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention is characterized by providing a multi-axial prepreg sheet produced by the above production method.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명의 다축 프리프레그 시트는 기존의 일방향 프리프레그 시트보다 강도가 증가하고 균일성을 가진 외관 무늬를 가지며, 취급이 우수한 효과가 있다.The multi-axis prepreg sheet of the present invention having the configuration as described above has an appearance pattern with increased strength and uniformity than the conventional one-way prepreg sheet, and has an excellent handling effect.

또한, 본 발명에 따르면 한 번에 다축 강화섬유시트를 감을 수 있기 때문에 2차 가공의 편의성 및 작업공정을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the multi-axial reinforcing fiber sheet can be wound at a time, there is an effect of reducing the convenience and the work process of secondary processing.

또한, 본 발명에 따른 다축 프리프레그 시트를 포함하는 복합재료로 된 부품을 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that it is possible to provide a component made of a composite material including the multi-axial prepreg sheet according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 다축 프리프레그 시트 및 그의 제조방법에 관해 보다 상세한 설명을 하기로 하며, 이해를 돕기 위해 도면을 참조하기로 한다. 여기에 첨부되는 도면은 본 발명의 하나의 실시예로서 구체화한 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.Hereinafter, a multiaxial prepreg sheet and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings for clarity. The accompanying drawings are embodied as one embodiment of the present invention, and various changes are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 다축 프리프레그 시트의 제조방법의 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 일방향 프리프레그 시트의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 일방향 프리프레그 시트에서 이형지를 제거한 일방향 강화섬유시트를 제조하기 위한 제조설비의 개략도이다.1 is a process chart of the manufacturing method of a multi-axial prepreg sheet according to the present invention, Figure 2 is a perspective view schematically showing the structure of a one-way prepreg sheet according to the present invention, Figure 3 is a one-way prepreg sheet according to the present invention It is a schematic diagram of the manufacturing equipment for manufacturing the one-way reinforcing fiber sheet from which the release paper was removed.

먼저, 본 발명의 다축 프리프레그 시트(40)를 제작하기 위해 사용되는 일방향 프리프레그 시트(10)를 설명하기로 한다.First, the one-way prepreg sheet 10 used to manufacture the multiaxial prepreg sheet 40 of the present invention will be described.

상기 일방향 프리프레그 시트(10)는, 도 2에 도시된 바와 같은 형태로 제작되는 기존의 제품으로서, 일방향 강화섬유시트(12)의 일면에 이형지(14)가 접착된 형태로 이루어진다. 이때, 상기 일방향 강화섬유시트(12)에 사용되는 강화섬유로서는 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 알루미나 섬유 등의 연속적인 섬유의 1종 또는 복수 종을 사용하는 것이 바람직하고, 특히 탄소 섬유로 제작되는 것이 가장 바람직하다. 또한, 상기 이형지(14)는 통상 종이의 표면을 실리콘수지로 처리한 양면 이형지로서 일방향 강화섬유시트(12)와 적합한 정도의 접착성을 가지며, 성형가공시에 용이하게 박리하는 성질이나 다축 프리프레그 시트의 제조공정에서 필요한 장력이나 열에 대하여 충분히 견딜 수 있는 강신도와 내열성을 가지며, 또한 일방향 강화섬유시트(12)의 형태유지에 필요한 두께와 강도 등의 다방면에 걸친 요구조건을 만족시키는 통상의 이형지가 사용될 수 있다. The one-way prepreg sheet 10 is a conventional product manufactured in the form as shown in Figure 2, made of a release paper 14 is bonded to one side of the one-way reinforcing fiber sheet 12. At this time, as the reinforcing fibers used in the one-way reinforcing fiber sheet 12, it is preferable to use one or more types of continuous fibers such as glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, alumina fibers, and the like. Most preferably. In addition, the release paper 14 is a double-sided release paper, which is usually treated with a silicone resin on the surface of the paper, has a suitable degree of adhesiveness with the one-way reinforcing fiber sheet 12, and easily peels off during molding processing or multiaxial prepregs. A general release paper that has sufficient elongation and heat resistance that can withstand the tension and heat required in the sheet manufacturing process and satisfies various requirements such as thickness and strength required for maintaining the shape of the unidirectional reinforcing fiber sheet 12 is Can be used.

이와 같이 일방향 강화섬유시트(12)와 이형지(14)로 이루어지는 일방향 프리프레그 시트(10)를 사용하여 다축 프리프레그 시트(40)를 제조하기 위해서는 먼저, 도 3의 제조설비를 사용하여 이 일방향 프리프레그 시트(10)의 일단을 보유지지할 수 있는 적어도 하나의 죔쇠를 갖춘 릴로부터 풀려나오게 한 다음, 상기 일방향 프리프레그 시트(10)를 일측에서 당기면서 이면에 접착된 이형지(14)를 제거시킨 후 다시 일방향 강화섬유시트(12)만을 권취장치(1)에 권취시킨다(S100). Thus, in order to manufacture the multiaxial prepreg sheet 40 using the one-way prepreg sheet 10 composed of the one-way reinforcing fiber sheet 12 and the release paper 14, first, the one-way prepreg using the manufacturing equipment of FIG. After unwinding from the reel having at least one clamp that can hold one end of the leg sheet 10, the release paper 14 adhered to the back surface is removed while pulling the one-way prepreg sheet 10 from one side. After again winding only one-way reinforcing fiber sheet 12 to the winding device (1) (S100).

다음 공정으로, 다시 권취된 일방향 강화섬유시트(12)를 테이프 절단 전용기(미도시)를 사용하여 일정한 폭의 테이프 형태가 되도록 다수 개로 절단한다(S200). 여기서 절단된 테이프(20)의 폭은 부착되는 제품에 따라 2mm ~ 40mm의 범위 내에서 다양하게 절단될 수 있으며, 이러한 절단된 테이프(20)의 폭은 비교적 좁은 폭이어서 조밀한 고강도의 다축 프리프레그 시트를 만들 수 있게 된다.In the next process, the one-way reinforcing fiber sheet 12 wound again is cut into a plurality of tapes of a predetermined width using a tape cutting machine (not shown) (S200). Here, the width of the cut tape 20 may be variously cut within a range of 2 mm to 40 mm depending on the product to be attached. The width of the cut tape 20 is a relatively narrow width, so that the high-strength multiaxial prepreg is dense. You will be able to create a sheet.

다음 공정으로, 도 4는 본 발명에 따른 절단된 테이프(20)와 빈 테이프(21)가 교대로 장착된 샤프트(23)를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에서 테이프배열 접착시트를 제조하기 위한 제조설비의 개략도이다.In the following process, Figure 4 is a view showing a shaft 23 is alternately mounted with a cut tape 20 and a blank tape 21 in accordance with the present invention, Figure 5 is to prepare a tape array adhesive sheet in the present invention Is a schematic diagram of a manufacturing facility.

도 4에 도시된 바와 같이, 샤프트(23)에 다수 개로 절단된 테이프(20)들을 빈 테이프(21)와 교대로 끼워 테이프(20)들 간의 간격을 조정한다.As shown in FIG. 4, a plurality of tapes 20 cut on the shaft 23 are alternately fitted with the empty tape 21 to adjust the distance between the tapes 20.

이와 같이 샤프트(23)에 설치된 절단된 테이프(20)들을 수지가 코팅된 이형지(22) 위에 나란히 올려 놓고, 도 5의 제조설비를 사용하여 가열 가압하여 테이프형 시트(24)를 제조한다(S300). 이때 압착롤러(3)의 온도는 10∼140℃ 사이에서 작업하고, 압착롤러(3)의 압력은 0.5kgf/㎠∼10kgf/㎠, 열판(5)의 온도는 10∼140℃로 하는 것이 바람직하다. 여기서 압착롤러(3) 및 열판(5)의 온도가 10℃ 이하이면 가열이 이루어지지 않게 되며, 온도가 140℃ 이상으로 가열한 경우 절단된 테이프(20) 자체도 열화되거나 또는 변성되는 문제점이 있다. 또한 압착롤러(3)의 압력 이 0.5kgf/㎠이하가 되면 가압의 효과가 없으며, 10kgf/㎠ 이상이 되면 시트가 눌러지는 동안 늘어나게 되고 강신도가 떨어지게 되는 문제점이 있다. As such, the cut tapes 20 installed on the shaft 23 are placed side by side on the release coated paper 22 coated with resin, and heated and pressurized using the manufacturing equipment of FIG. 5 to produce a tape-shaped sheet 24 (S300). ). At this time, the temperature of the pressing roller 3 is worked between 10 ~ 140 ℃, the pressure of the pressing roller 3 is 0.5kgf / cm 2 ~ 10kgf / cm 2, the temperature of the hot plate 5 is preferably set to 10 ~ 140 ℃. Do. If the temperature of the pressing roller 3 and the hot plate 5 is 10 ° C or less, no heating is performed, and when the temperature is heated to 140 ° C or more, the cut tape 20 itself may be deteriorated or denatured. . In addition, when the pressure of the pressing roller (3) is less than 0.5kgf / ㎠ has no effect of pressing, when more than 10kgf / ㎠ has a problem that the sheet is stretched while the elongation is lowered.

도 6a 및 도 6b와 같이, 상기 절단된 테이프(20)들을 상기 이형지(22)에 부착시켜 테이프형 시트(24)를 제조한 후 다시 권취장치(1)에 권취시킨다. 본 공정에 의해 완성된 상기 테이프형 시트(24)의 단면도는 도 6c와 같은 형태가 된다. 6A and 6B, the cut tapes 20 are attached to the release paper 22 to produce a tape-like sheet 24, and then wound up on the winding device 1. The cross-sectional view of the tape-like sheet 24 completed by this step is in the form as shown in Fig. 6C.

다음 공정으로, 상기 테이프형 시트(24)를 다시 재단 다이에 설치한 후 설계된 각도로 재단하여 도 7처럼 각도가 10∼80°가 있는 테이프배열 접착시트(30)를 완성한다(S400).In the next step, the tape-like sheet 24 is installed on the cutting die again and then cut at the designed angle to complete the tape array adhesive sheet 30 having an angle of 10 to 80 ° as shown in FIG. 7 (S400).

다음 공정으로, 도 8과 같은 제조설비를 사용하여 일방향 프리프레그 시트(10)의 편면에 상기 테이프배열 접착시트(30)를 다축으로 교차되도록 배열한 다음, 압착롤러(3)는 10∼140℃ 범위에서의 가열 및 0.1kgf/㎠ ∼10kgf/㎠ 범위에서의 압력으로 가압하여 본 발명의 최종 다축 프리프레그 시트(40)를 완성한다(S500). 본 공정에 의해 완성된 다축 프리프레그 시트(40)의 사시도 및 단면도를 도 9a 및 도 9b에 나타내었다.In the next step, the tape array adhesive sheet 30 is arranged on the one side of the one-way prepreg sheet 10 so as to intersect in multiple axes using the manufacturing equipment as shown in FIG. 8, and then the pressing roller 3 is 10 to 140 ° C. Heating in the range and pressurizing at a pressure in the range of 0.1kgf / cm 2 to 10kgf / cm 2 completes the final multiaxial prepreg sheet 40 of the present invention (S500). The perspective view and sectional drawing of the multiaxial prepreg sheet 40 completed by this process are shown to FIG. 9A and 9B.

이와 같이 제작된 본 발명에 따른 다축 프리프레그 시트는 기존의 일방향 프리프레그 시트보다 강도가 증가하고 균일성을 가진 외관 무늬를 가지게 된다.The multi-axial prepreg sheet according to the present invention manufactured as described above has an appearance pattern with increased strength and uniformity than the conventional one-way prepreg sheet.

또한, 본 발명에 따른 다축 프리프레그 시트(40)는 서로 다른 소재로 만들어진 일방향 프리프레그 시트(10) 및 테이프배열 접착시트(30)를 중첩시켜 제조될 수 있다. 예를 들면, 탄소섬유 소재로 만들어지는 일방향 프리프레그 시트(10)의 편면 위에 유리섬유 소재로 만들어지는 테이프배열 접착시트(30)를 중첩시켜 제조할 수 있다. 상기 예시된 소재에 한정되는 것이 아니라 다양한 소재로 중첩하여 사용할 수 있다.In addition, the multiaxial prepreg sheet 40 according to the present invention may be manufactured by overlapping the one-way prepreg sheet 10 and the tape array adhesive sheet 30 made of different materials. For example, the tape array adhesive sheet 30 made of glass fiber material may be superposed on one side of the one-way prepreg sheet 10 made of carbon fiber material. It is not limited to the above illustrated materials, but can be used by overlapping with various materials.

또한, 본 발명에 따른 다축 프리프레그 시트(40)는 상기 일방향 프리프레그 시트(10)에 대해 2개의 테이프배열 접착시트(30)(30')를 반대부호의 각도를 형성하는 대각으로 중첩시켜 제조할 수 있다. 이때, 탄소섬유 소재로 만들어지는 일방향 프리프레그 시트(10)의 편면 위에 대각으로 가로지르는 2개의 테이프배열 접착시트(30)(30')를 중첩시켜 제조하되, 하나의 테이프배열 접착시트(30)는 탄소섬유 소재로 만들어지고 다른 하나의 테이프배열 접착시트(30')는 유리섬유 소재로 만들어질 수도 있다. In addition, the multiaxial prepreg sheet 40 according to the present invention is manufactured by overlapping two tape array adhesive sheets 30, 30 'with respect to the one-way prepreg sheet 10 at a diagonal to form opposite angles. can do. At this time, two tape array adhesive sheets 30 and 30 'crossing diagonally on one side of the one-way prepreg sheet 10 made of a carbon fiber material are manufactured by overlapping one tape array adhesive sheet 30. Is made of carbon fiber material and the other tape array adhesive sheet 30 'may be made of glass fiber material.

도 10은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 다축 프리프레그 시트의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 다축 프리프레그 시트의 사시도이다.10 is a perspective view of a multi-axis prepreg sheet according to another preferred embodiment of the present invention, Figure 11 is a perspective view of a multi-axis prepreg sheet according to another preferred embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다축 프리프레그 시트(40)는 일방향 프리프레그 시트(10)의 편면에 길이방향으로 +45°, -45°의 각도로 되는 2개의 테이프배열 접착시트(31,32)를 포함하여 이루어질 수 있다. 사용된 테이프배열 접착시트(31,32)들은 반드시 동일한 폭을 가질 필요는 없다. 즉, 도시된 바와 같이 -45°의 테이프배열 접착시트(31)의 폭은 넓고, +45°의 테이프배열 접착시트(32)의 폭은 좁게 형성될 수 있다. 이때, 상기 일방향 프리프레그 시트(10)에 대해 가로지르는 테이프배열 접착시트(31,32)들이 형성하는 각도는 +20°나 -20°, +30°나 -30°, +60°나 -60° 등 그 밖의 디자인 측면에서 필요로 하 는 다양한 각도를 가질 수 있으며, 또한 일반적으로 반대부호의 각도이되 반드시 2개의 각도가 동일하지 않은 각도일 수도 있다. As shown in FIG. 10, the multi-axis prepreg sheet 40 according to an embodiment of the present invention has two angles of + 45 ° and −45 ° in the longitudinal direction on one side of the one-way prepreg sheet 10. Tape array adhesive sheets 31 and 32 may be included. The tape array adhesive sheets 31 and 32 used do not necessarily have the same width. That is, as shown, the width of the tape array adhesive sheet 31 of −45 ° may be wide, and the width of the tape array adhesive sheet 32 of + 45 ° may be narrow. At this time, the angles formed by the tape array adhesive sheets 31 and 32 that cross the one-way prepreg sheet 10 are + 20 ° or -20 °, + 30 ° or -30 °, + 60 ° or -60 It may have a variety of angles required by other design aspects, such as °, and may also be generally the angle of the opposite sign, but not necessarily two angles.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다축 프리프레그 시트(40)는 상기 일방향 프리프레그 시트(10)에 중첩되는 테이프배열 접착시트(30)는 일방향 프리프레그 시트(10)의 길이방향으로 평행하게 놓이거나 수직으로 교차되게 놓일 수 있다.In addition, the multi-axial prepreg sheet 40 according to another embodiment of the present invention, the tape array adhesive sheet 30 overlapping the one-way prepreg sheet 10 is parallel to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet 10. It can be laid or vertically crossed.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 다축 프리프레그 시트(40)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 일방향 프리프레그 시트(10)의 편면에 3 이상의 테이프배열 접착시트(31,32,33)를 중첩함으로써 제조되되, 그 중 하나의 테이프배열 접착시트(33)는 일방향 프리프레그 시트(10)의 길이방향에 대해 직교하도록 중첩되고, 2 이상의 다른 테이프배열 접착시트(31,32)는 상기 일방향 프리프레그 시트(10)의 길이방향에 대해 상이한 각도를 형성하는 대각으로 가로지르도록 중첩되게 놓일 수 있다.In addition, the multi-axial prepreg sheet 40 according to another embodiment of the present invention, as shown in Figure 11, three or more tape array adhesive sheets 31, 32 on one side of the one-way prepreg sheet 10 And 33, wherein one of the tape array adhesive sheets 33 is overlapped to be perpendicular to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet 10, and two or more other tape array adhesive sheets 31 and 32 are formed. May be superimposed so as to cross diagonally to form a different angle with respect to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet 10.

한편, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 다축 프리프레그 시트(40)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 상술한 일방향 프리프레그 시트(10)의 편면에 테이프배열 접착시트(30)를 중첩시키는 형태가 아닌, 테이프배열 접착시트(30)의 편면에 다른 테이프배열 접착시트(31)를 놓음으로써 일방향 프리프레그 시트(10)를 갖지 않는 다축 프리프레그 시트를 형성할 수도 있다. Meanwhile, in the multiaxial prepreg sheet 40 according to another preferred embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 12, the tape array adhesive sheet 30 is superposed on one side of the one-way prepreg sheet 10 described above. It is also possible to form a multiaxial prepreg sheet without the one-way prepreg sheet 10 by placing another tape array adhesive sheet 31 on one side of the tape array adhesive sheet 30, which is not in the form.

즉, 일방향 프리프레그 시트(10)에서 이형지(14)를 제거한 일방향 강화섬유시트(12)를 다시 권취장치(1)에 재권취하고(S100), 재권취된 일방향 강화섬유시트(12)를 테이프 형태가 되도록 절단하고(S200), 절단된 테이프(20)를 수지가 코팅 된 이형지(22) 위에 일정한 간격으로 올려놓고 압착롤러(3)로 가열 가압하여 테이프형 시트(24)를 제작한 후(S300), 상기 테이프형 시트(24)를 설계된 각도로 재단하여 테이프배열 접착시트(30)를 제조하여 상기 테이프배열 접착시트(30)의 편면에 적어도 하나 이상의 테이프배열 접착시트(30)를 다축으로 교차되게 중첩한 다음, 중첩된 시트를 가열, 가압하여 제조되는 것이다.That is, the one-way reinforcing fiber sheet 12 from which the release paper 14 is removed from the one-way prepreg sheet 10 is rewound to the winding apparatus 1 again (S100), and the rewound one-way reinforcing fiber sheet 12 is tape-shaped. After cutting (S200), the cut tape 20 is placed on a resin-coated release paper 22 at regular intervals and heated and pressed with a pressing roller 3 to produce a tape-type sheet 24 (S300). ), The tape-shaped sheet 24 is cut at a designed angle to manufacture a tape array adhesive sheet 30 to cross at least one tape array adhesive sheet 30 on one side of the tape array adhesive sheet 30 in multiple axes. After superimposing, the superimposed sheets are manufactured by heating and pressing.

지금까지는 본 발명의 특정한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 상술한 바와 같이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 한정하는 것이 아니라 예시한 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described with reference to specific embodiments of the present invention, but it is apparent that various modifications and changes can be made as described above without departing from the technical spirit described in the claims of the present invention. Accordingly, the detailed description of the invention and the accompanying drawings should be construed as illustrative rather than limiting to the spirit of the invention.

본 발명에 따른 다축 프리프레그 시트 제조 기술은 2차 가공의 편의성, 높은 강인성 등의 장점을 갖고 있어 앞으로도 낚시대, 골프샤프트, 자전거 프레임 외에 각종 파이프류 등 그 응용분야가 확장될 것으로 기대되며, 고분자 복합재의 소요가 증대되고 있는 현실을 볼 때 본 발명이 이러한 사회 기반산업에 크게 활용될 수 있는 유용한 발명인 것이다.The multi-axis prepreg sheet manufacturing technology according to the present invention has the advantages of convenience of secondary processing, high toughness, etc. and is expected to expand its application fields such as various kinds of pipes in addition to fishing rods, golf shafts, bicycle frames, and the like. The present invention is a useful invention that can be greatly utilized in such a social infrastructure industry in view of the fact that the demand for this is increasing.

도 1은 본 발명에 따른 다축 프리프레그 시트의 제조방법의 공정도.1 is a process chart of the manufacturing method of a multi-axis prepreg sheet according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 일방향 프리프레그 시트의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.Figure 2 is a perspective view schematically showing the structure of a one-way prepreg sheet according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 일방향 프리프레그 시트에서 이형지를 제거한 일방향 강화섬유시트를 제조하기 위한 제조설비의 개략도.Figure 3 is a schematic view of a manufacturing facility for producing a one-way reinforcing fiber sheet removed from the release paper in the one-way prepreg sheet according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 절단된 테이프와 빈 테이프가 교대로 장착된 샤프트를 나타낸 도면.Figure 4 shows a shaft alternately mounted with a cut tape and a blank tape according to the present invention.

도 5는 본 발명에서 테이프형 시트를 제조하기 위한 제조설비의 개략도.5 is a schematic view of a manufacturing facility for producing a tape-like sheet in the present invention.

도 6a 및 6b는 본 발명의 제조방법에 따라 완성된 테이프형 시트의 사시도 및 단면도6a and 6b are a perspective view and a cross-sectional view of a tape-like sheet completed in accordance with the manufacturing method of the present invention

도 7은 본 발명에 따른 소정의 각도로 양단이 절단된 테이프배열 접착시트의 사시도.7 is a perspective view of a tape array adhesive sheet is cut at both ends at a predetermined angle according to the present invention.

도 8은 본 발명에서 완성된 다축 프리프레그 시트를 제조하기 위한 제조설비의 개략도.8 is a schematic view of a manufacturing facility for producing a multi-axis prepreg sheet completed in the present invention.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제조방법에 따라 완성된 다축 프리프레그 시트의 사시도 및 단면도.9A and 9B are perspective and cross-sectional views of a multiaxial prepreg sheet completed according to the method of the present invention.

도 10은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 다축 프리프레그 시트의 사시도.10 is a perspective view of a multi-axis prepreg sheet according to another preferred embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 다축 프리프레그 시트의 사시도.11 is a perspective view of a multi-axis prepreg sheet according to another preferred embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 테이프배열 접착시트와 테이프배열접착시트로 제작된 다축 프리프레그 시트의 사시도.12 is a perspective view of a multi-axis prepreg sheet made of a tape array adhesive sheet and a tape array adhesive sheet of the present invention.

*도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명** Explanation of symbols on main parts of the drawings *

1. 권취장치 3. 압착롤러1. Winding device 3. Pressing roller

5. 열판 10. 일방향 프리프레그 시트5. Hotplate 10. One-way prepreg sheet

12. 일방향 강화섬유시트 14. 이형지12. One-way reinforced fiber sheet 14. Release paper

20. 절단된 테이프 21. 빈 테이프20. Cut tape 21. Blank tape

22. 수지가 코팅된 이형지 23. 샤프트22. Release paper coated with resin 23. Shaft

24. 테이프형 시트 30,31,32,33. 테이프배열 접착시트24. Tape-shaped sheets 30, 31, 32, 33. Tape Array Adhesive Sheet

40. 다축 프리프레그 시트40. Multi-Axis Prepreg Sheet

Claims (8)

다축 프리프레그 시트의 제조방법에 있어서, In the manufacturing method of a multi-axis prepreg sheet, 테이프형 시트(24)를 설계된 각도에 따라 재단하여 테이프배열 접착시트(30)를 제조하는 단계(S400); 및Cutting the tape-shaped sheet 24 according to a designed angle to manufacture a tape array adhesive sheet 30 (S400); And 일방향 프리프레그 시트(10)의 편면에 적어도 하나 이상의 상기 테이프배열 접착시트(30)를 다축으로 교차되게 중첩한 다음, 중첩된 시트를 압착롤러(3)로 가열, 가압하는 단계(S500);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다축 프리프레그 시트의 제조방법.Stacking at least one or more of the tape array adhesive sheets 30 on one side of the one-way prepreg sheet 10 so as to cross each other in multiple axes, and then heating and pressing the overlapped sheets with a pressing roller 3 (S500); A method for producing a multiaxial prepreg sheet, comprising: 제 1 항에 있어서, 상기 테이프형 시트(24)는,The method of claim 1, wherein the tape-like sheet 24, 일방향 프리프레그 시트(10)에서 이형지(14)를 제거한 일방향 강화섬유시트(12)를 다시 권취장치(1)에 재권취하는 단계(S100)와;Rewinding the one-way reinforcing fiber sheet 12 from which the release paper 14 is removed from the one-way prepreg sheet 10 to the winding apparatus 1 (S100); 재권취된 일방향 강화섬유시트(12)를 테이프 형태가 되도록 절단하는 단계(S200)와;Cutting the rewound one-way reinforcing fiber sheet 12 into a tape form (S200); 절단된 테이프(20)를 상기 이형지(22) 위에 일정한 간격으로 올려놓고 압착롤러(3)로 가열 가압하여 테이프형 시트(24)를 제작하는 단계(S300);를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 다축 프리프레그 시트에 제조방법.The cut tape 20 is placed on the release paper 22 at regular intervals and heated and pressed by a pressing roller 3 to produce a tape-like sheet 24 (S300); Process for producing multiaxial prepreg sheet. 제 1 항에 있어서, 상기 다축 프리프레그 시트(40)는,The method of claim 1, wherein the multi-axis prepreg sheet 40, 서로 다른 종류의 일방향 강화섬유시트(12)로 만들어진 테이프배열 접착시트(30)가 중첩된 것을 특징으로 하는 다축 프리프레그 시트의 제조방법.Method for producing a multi-axial prepreg sheet, characterized in that the tape array adhesive sheet 30 made of different kinds of one-way reinforcing fiber sheet 12 is superimposed. 제 1 항에 있어서, 상기 다축 프리프레그 시트(40)는,The method of claim 1, wherein the multi-axis prepreg sheet 40, 상기 일방향 프리프레그 시트(10)의 길이방향에 대해 하나 이상의 대각으로 가로지르는 테이프배열 접착시트(30)를 중첩함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 다축 프리프레그 시트의 제조방법.Method for producing a multi-axial prepreg sheet, characterized in that the manufacturing by overlapping the tape array adhesive sheet (30) crossing at least one diagonal to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet (10). 제 1 항에 있어서, 상기 다축 프리프레그 시트(40)는,The method of claim 1, wherein the multi-axis prepreg sheet 40, 상기 일방향 프리프레그 시트(10)의 길이방향에 대해 직교하도록 테이프배열 접착시트(30)를 중첩함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 다축 프리프레그 시트의 제조방법.Method for producing a multi-axial prepreg sheet, characterized in that the manufacturing by overlapping the tape array adhesive sheet (30) orthogonal to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet (10). 제 1 항에 있어서, 상기 다축 프리프레그 시트(40)는,The method of claim 1, wherein the multi-axis prepreg sheet 40, 상기 일방향 프리프레그 시트(10)의 편면에 3 이상의 테이프배열 접착시트(30)를 중첩함으로써 제조되되, 그 중 하나의 테이프배열 접착시트(30)는 일방향 프리프레그 시트(10)의 길이방향에 대해 직교하도록 중첩되고, 2 이상의 다른 테이프배열 접착시트(30)는 상기 일방향 프리프레그 시트(10)의 길이방향에 대해 상이한 각도를 형성하는 대각으로 가로지르도록 중첩되는 것을 특징으로 하는 다축 프리프레그 시트의 제조방법.It is manufactured by superimposing three or more tape array adhesive sheets 30 on one side of the one-way prepreg sheet 10, wherein one of the tape array adhesive sheets 30 is with respect to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet 10. Of the multi-axial prepreg sheet, characterized in that overlapping orthogonal, two or more other tape array adhesive sheet 30 is overlapped so as to cross at a diagonal forming a different angle with respect to the longitudinal direction of the one-way prepreg sheet 10. Manufacturing method. 다축 프리프레그 시트의 제조방법에 있어서, In the manufacturing method of a multi-axis prepreg sheet, 절단된 테이프(20)를 이형지(22) 위에 일정한 간격으로 올려놓고 압착롤러(3)로 가열 가압하여 테이프형 시트(24)를 제작하는 단계(S300)와;Placing the cut tape 20 on the release paper 22 at regular intervals and heat-pressing it with a pressing roller 3 to produce a tape-shaped sheet 24 (S300); 상기 테이프형 시트(24)를 설계된 각도에 따라 재단하여 테이프배열 접착시트(30)를 제조하는 단계(S400); 및Manufacturing the tape array adhesive sheet 30 by cutting the tape-shaped sheet 24 according to a designed angle (S400); And 상기 테이프배열 접착시트(30)의 편면에 적어도 하나 이상의 테이프배열 접착시트(30)를 다축으로 교차되게 중첩한 다음, 중첩된 시트를 가열, 가압하는 단계(S510);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다축 프리프레그 시트의 제조방법.And overlapping at least one tape array adhesive sheet 30 on one side of the tape array adhesive sheet 30 to cross each other in multiple axes, and then heating and pressing the overlapped sheets (S510). A method for producing a multiaxial prepreg sheet. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 다축 프리프레그 시트.A multiaxial prepreg sheet produced by the method according to any one of claims 1 to 7.
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