KR20150069163A - 열가소성 프리프레그의 제조방법 - Google Patents

열가소성 프리프레그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150069163A
KR20150069163A KR1020130155255A KR20130155255A KR20150069163A KR 20150069163 A KR20150069163 A KR 20150069163A KR 1020130155255 A KR1020130155255 A KR 1020130155255A KR 20130155255 A KR20130155255 A KR 20130155255A KR 20150069163 A KR20150069163 A KR 20150069163A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber
thermoplastic resin
electrically conductive
thermoplastic
prepreg
Prior art date
Application number
KR1020130155255A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102100953B1 (ko
Inventor
선 윤
Original Assignee
코오롱글로텍주식회사
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 코오롱글로텍주식회사 filed Critical 코오롱글로텍주식회사
Priority to KR1020130155255A priority Critical patent/KR102100953B1/ko
Publication of KR20150069163A publication Critical patent/KR20150069163A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102100953B1 publication Critical patent/KR102100953B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/243—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/248—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using pre-treated fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/22—Thermoplastic resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 섬유의 와인딩 공정을 이용하는 열가소성 프리프레그의 제조방법에 있어서, (A) 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유를 와인더에 공급하는 단계; (B) 상기 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유를 합사 및 스프레딩하는 단계; 및 (C) 상기 합사 및 스프레딩된 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유 복합체를 전압이 인가된 2개 이상의 전도성 구조체에 통과시켜 전기 전도성 강화재 섬유에 열가소성 수지 섬유를 함침시키는 단계를 포함하는 열가소성 프리프레그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

열가소성 프리프레그의 제조방법{A method of preparing thermoplastic prepreg}
본 발명은 열가소성 프리프레그의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 섬유의 와인딩 공정 중에 전기 전도성 강화재 섬유의 저항 발열을 이용하여, 열가소성 섬유를 함침시키는 열가소성 프리프레그의 제조방법에 관한 것이다.
프리프레그는 섬유 강화 복합재를 만들기 위한 1차 가공재에 해당하는 것으로서, 프리프레그의 제조는 열가소성 또는 열경화성 수지를 용액화하거나 칩상 또는 필름상 수지를 용융하여 강화재 섬유에 함침하는 방법이 이용되고 있다.
용액 함침법은 사용되는 용매의 휘발에 따라 작업자뿐만 아니라 환경적으로도 유해하고, 건조 시간이 필요하며, 용액의 흘러내림으로 인한 불균일성이 발생할 우려가 있다. 또한 최종 제품의 물성에 영향을 주는 수지 함침량의 계산이 어려운 단점이 있다. 열가소성 수지의 경우에는 용해 가능한 용매로 위험성이 큰 물질을 사용하게 되어 이용에 어려움이 있다.
용융 함침법은 가장 많이 사용되는 방법으로서, 용액수지의 용융을 위해 별도의 열을 가해야 하므로 가열 장비가 필요하다. 주로 적외선, 열풍, 히팅롤러에 의해 열을 가하여 열의 전달율이 낮고 열을 가하는 구간도 많아서 에너지 소비가 크며, 수지의 탄화, 열분해를 일으킬 우려가 있다. 또한 필름상 또는 칩상 수지들은 강화재 섬유 표면으로 공급되는데 용융된 상태의 수지의 점도가 높아서 강화재 섬유 내부로의 수지 침투가 어렵다. 따라서, 추후 제품의 불량 원인으로 되는 공기 방울 등이 자주 발생하는 단점이 있다.
이에 공기 방울 등이 발생하지 않고 균일하게 함침되도록, 다양한 용융 함침법의 개선된 방법이 제안되어 있다. 예를 들면, 용융된 수지의 점도를 낮추기 위하여 이물질을 혼입하는 방법, 저분자량의 물질에 열을 가하면서 최종으로 수지를 중합하는 방법, 높은 압력을 이용하여 강화재 섬유 내로 침투시키는 방법 등이 있다.
그러나 여전히 보다 균일하면서도 용이하게 수지를 함침할 수 있는 프리프레그의 제조방법에 대한 개발은 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명은 금속이나 기존의 엔지니어링 플라스틱을 대체할 섬유복합재를 제조함에 있어, 중간재인 프리프레그를 매우 간단하게 또는 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하려고 한다. 특히 수지가 균일하게 함침될 수 있어 우수한 물성을 가지는 프리프레그의 제조방법을 제공하려고 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 섬유의 와인딩 공정을 이용하는 열가소성 프리프레그의 제조방법으로서, (A) 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유를 와인더에 공급하는 단계; (B) 상기 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유를 합사 및 스프레딩하는 단계; 및 (C) 상기 합사 및 스프레딩된 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유 복합체를 전압이 인가된 2개 이상의 전도성 구조체에 통과시켜 전기 전도성 강화재 섬유에 열가소성 수지 섬유를 함침시키는 단계를 포함하는 열가소성 프리프레그의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 전기 전도성 강화재 섬유는 탄소 섬유가 될 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 전기 전도성 강화재 섬유는 전도성 성분을 포함하는 아라미드 섬유, 유리 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 나일론 섬유, PET 섬유, 셀룰로이드 섬유 및 마 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 섬유가 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 전도성 성분은 금, 은, 니켈, 구리, 알루미늄, 주석, 폴리아닐린, 폴리피롤, 피닷(PEDOT), 카본나노튜브(CNT), 카본 블랙 및 그래파이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 열가소성 섬유는 폴리프로필렌, 폴리페닐설폰, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 나일론, 아라미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐알코올(PVA) 및 폴리우레탄(PU)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 수지로 이루어진 섬유가 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 섬유의 합사는 상기 섬유들이 롤러 또는 가이드 구조체를 따라서 진행하는 방향이 전환될 때 걸리는 압축힘으로 인해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 섬유는 토우(Tow) 또는 스프레드 얀 형태인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 전도성 구조체 통과 시에 상기 복합체에는 50~400℃의 열이 발생할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 (A) 단계, (B) 단계 및 (C) 단계를 포함하는 열가소성 프리프레그의 제조 공정은 1~20회 반복 실시될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명의 프리프레그의 제조방법에 따라 제조되어, 열가소성 수지가 균일하게 함침된 열가소성 프리프레그를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 열가소성 프리프레그는 전기 전도성 강화재 섬유와 열가소성 수지 섬유가 부피 기준으로 5~90% 범위로 함침되어 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 금속이나 기존의 엔지니어링 플라스틱을 대체할 섬유복합재의 제조 시 중간재로 사용되는 열가소성 프리프레그를 매우 용이하게 우수한 물성을 가지도록 제조할 수 있다. 따라서 기존의 열경화성 프리프레그를 사용하여 복합재를 만들 경우보다 작업 시간을 단축할 수 있고, 환경 및 에너지 면에서도 유리한 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 프리프레그의 제조 공정을 나타내는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합사 및 스프레딩 과정을 상세하게 나타낸 도면이다.
본 발명은 섬유 형태의 수지(이하, '수지 섬유'로 기재함)와 강화재 섬유를 합사하는 방식을 이용하는 프리프레그의 제조방법에 관한 것으로서, 이 방법에 따르면 강화재 섬유의 방향성과 수지 섬유의 방향성을 일치시켜 보다 높은 균일성을 확보할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그의 제조 공정을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 프리프레그의 제조방법은 섬유의 와인딩 공정을 이용한다. 섬유를 와인딩하는 공정은 섬유를 실로서 연사하기 전에 장력을 조절하기 위한 공정이나, 본 발명은 이 공정을 이용하여 매우 용이하게 수지 섬유가 강화재 섬유 내부에 균일하게 함침된 열가소성 프리프레그를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 섬유의 와인딩 공정을 이용하는 열가소성 프리프레그의 제조방법은 (A) 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유를 와인더에 공급하는 단계; (B) 상기 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유를 합사 및 스프레딩하는 단계; 및 (C) 상기 합사 및 스프레딩된 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유 복합체를 전압이 인가된 2개 이상의 전도성 구조체에 통과시켜 전기 전도성 강화재 섬유에 열가소성 수지 섬유를 함침시키는 단계를 포함한다.
먼저 (A) 단계는 전기 전도성 강화재 섬유(11)와 열가소성 수지 섬유(12)를 각각 와인더에 공급하는 공정 단계이다.
전기 전도성 강화재 섬유(11)와 열가소성 수지 섬유(12)는 각각 스프레드 얀 또는 토우(Tow) 형태로 제공될 수 있으며, 바람직하게는 스프레드 얀 형태로 제공될 수 있다. 스프레드 얀은 일반적으로 탄소 섬유를 이용한 섬유 복합재를 제조할 때 사용되는 형태이다. 직물이나 편물의 경우에는, 섬유간 굴곡이 생기고 이러한 굴곡이 힘의 집중을 일으켜 파단(breaking)이 쉽게 되거나, 굴곡부가 인장에 의해서 직선화됨에 따라 초기 탄성 모듈러스가 감소하는 단점을 가지기 때문에, 스프레드 얀 형태가 섬유 복합재 제조시 널리 이용되고 있다.
이와 같은 스프레드 얀이나 토우를 구성하는 섬유상 가닥수를 조정하면, 매우 용이하게 수지 섬유의 함침량을 조절할 수 있다.
전기 전도성 강화재 섬유(11)로는 탄소 섬유와 같이 전기 전도도를 자체에 가지고 있는 섬유나, 또는 전기 전도성 성분을 포함하는 천연 또는 합성 섬유가 사용될 수 있다. 이와 같은 섬유는 전기적 저항을 가지게 되어, 후술하는 저항 발열이 일어나게 할 수 있다.
전도성 성분을 포함하는 천연 또는 합성 섬유로는 아라미드 섬유, 유리 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 나일론 섬유, PET 섬유, 셀룰로이드 섬유 및 마 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 섬유가 될 수 있다.
전도성 성분으로는 금, 은, 니켈, 구리, 알루미늄, 주석과 같은 전도성 성분; 폴리아닐린, 폴리피롤, 피닷(PEDOT)과 같은 전도성 고분자; 및 카본나노튜브(CNT), 카본 블랙 및 그래파이트와 같은 탄소 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
이러한 전도성 성분은 천연 또는 합성 섬유에 증착, 도금, 함침 등의 방법으로 포함될 수 있다.
열가소성 수지 섬유(12)는 폴리프로필렌, 폴리페닐설폰, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 나일론, 아라미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐알코올(PVA) 및 폴리우레탄(PU)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 수지로 이루어진 섬유가 될 수 있다. 통상적으로 프리프레그의 제조시에는 열가소성 수지를 용액화하거나 용융화하여 함침시키게 되나, 본 발명에서는 섬유의 와인딩 공정을 이용하게 되어 자체 섬유상으로 프리프레그의 제조 공정에 제공된다.
다음으로 (B) 단계는 전기 전도성 강화재 섬유(11) 및 열가소성 수지 섬유(12)를 합사 및 스프레딩하는 공정 단계로, 합사 및 스프레딩하는 단계는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 1회 이상을 거칠 수 있다. 합사는 강화재 섬유에 열가소성 수지 섬유가 균일하게 함침될 수 있도록, 서로 섞이게 하는 공정을 의미한다.
전도성 강화재 섬유(11)를 ‘상’으로 열가소성 수지 섬유(12)를 ‘하’로 와인더 롤러에 공급하고, 와인더 롤러 B-1, B-2, C-1을 따라 진행하면서 섬유의 진행 방향(공정 방향)이 바뀜에 따라 장력(Tension)에 의한 압축 힘이 발생하게 되고, 이 힘에 의하여 두 섬유가 섞이게 된다. 1회~50회의 방향 전환을 통해 수지 섬유가 강화재 섬유 사이로 깊고, 더 균일하게 섞이게 할 수 있다. 방향 전환 횟수가 지나치게 많을 경우, 압축힘에 의한 섬유의 손상이 많아져 전체적인 물성 저하가 올 수 있다.
전기 전도성 강화재 섬유(11)와 열가소성 수지 섬유(12)가 동일 방향으로 섞임에 따라 공기방울 등의 불량 원인이 감소될 수 있다.
다음으로, (C) 단계는 합사 및 스프레딩된 전기 전도성 강화재 섬유(11) 및 열가소성 수지 섬유(12)의 복합체를 전압이 인가된 2개 이상의 전도성 구조체에 통과시켜 전기 전도성 강화재 섬유에 열가소성 수지 섬유를 함침시키는 공정 단계이다. (C) 단계는 두 개 이상의 와인딩 롤러 사이에 전압을 인가하여 열가소성 수지 섬유(12)를 용융, 함침 및 고화시켜, 전기 전도성 강화재 섬유(11)에 고정화시키는 공정에 해당한다.
와인딩 롤러 C-1 및 C-2와 같은 전도성 구조체에 전압(13, 14)을 인가하면, 전기 전도성 강화재 섬유(11) 및 열가소성 수지 섬유(12)의 복합체 내의 전기 전도성 강화재 섬유(11)에는 열이 발생하게 된다. 전기 전도성 강화재 섬유(11)는 전기 저항을 가지고 있어, 와인딩 롤러 사이에 인가된 전압으로 인해, 전기 전도성 강화재 섬유(11)에 수 V~ 수만 V의 전류를 흐르게 할 수 있다. 이때, 전기 전도성 강화재 섬유(11)의 전기적 저항으로 인해 발열이 일어나게 된다. 열가소성 수지 섬유(12)의 용융점 이상으로 전기적으로 발열되게 하면, 합사 공정으로 전기 전도성 강화재 섬유(11)에 균일하게 분포되어 있던 열가소성 수지 섬유(12)가 녹아서 전기 전도성 강화재 섬유(11) 내로 함침이 되게 된다. 인가되는 전압은 1 ~ 100kV 이하가 바람직하다. 전압이 낮으면 열가소성 수지 섬유를 용융할 정도의 발열이 일어나기 힘들고, 100kV 이상으로 인가하면 과열로 인해 열가소성 수지의 탄화, 더 심해지면 화재가 발생할 수 있다. 또한, 발열 온도는 50~400℃ 정도가 바람직하다. 위 전압과 발열 온도는 사용된 열가소성 수지의 용융점 이상의 발열을 가능하게 하면서 또한 열가소성 수지의 탄화나 열분해가 일어나지 않는 범위에 해당한다.
본 발명에 따른 전기적 발열은 기존의 발열 장비에 의한 발열 방식보다 빠르고, 신속하게 냉각시킬 수 있어, 탄화 및 열분해를 억제할 수 있다. 또한 물리적 및 화학적 성질의 변형을 최소화할 수 있다.
(C) 단계에서도, 와인딩 롤러에서의 텐션에 의하여 남아 있는 공기 방울 등이 외부로 방출되는 효과를 추가로 갖게 되어, 균질하게 수지 섬유가 함침된 열가소성 프리프레그를 얻을 수 있게 된다.
이러한 저항 발열을 이용하는 (C) 단계 공정은 기존 용융 함침법에 적용하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 (C) 단계 공정은 실질적으로 열가소성 수지 섬유의 용융이 필요한 구간에서만 에너지를 투입할 수 있어, 에너지 절감이 가능하다. 또한 와인딩 중의 용융을 통해 열가소성 수지 섬유의 잔류 응력을 해소하여, 최종 제품인 프리프레그에서의 주름현상 등을 개선할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 (A) 단계, (B) 단계 및 (C) 단계를 포함하는 열가소성 프리프레그의 제조 공정은 목적하는 제품의 물성에 따라서, 1~20회 반복 실시할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 따르면, 열가소성 수지가 균일하게 함침된 열가소성 프리프레그를 제조할 수 있다. 열가소성 프리프레그에 있어서, 전기 전도성 강화재 섬유(11)와 열가소성 수지 섬유(12)의 함침 정도는 부피 기준으로 5~90% 범위가 될 수 있다.
본 발명의 제조방법을 이용하여 제조된 테이프 형태의 복합재는 시판되고 있는 프리프레그의 폭으로 가공하기 위하여 폭 방향으로 포개어 제조하여 1m 이상의 폭을 가질 수 있게 한다. 또한 본 발명의 일 실시예와 같이 하면, 기존 시트형을 대신하여 테이프 형태로 제품을 판매할 수 있어, 적용 분야가 넓어지는 장점을 가지게 된다.
이상에서, 본 발명을 도면 및 실시예를 들어 상세히 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정이나 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (11)

  1. 섬유의 와인딩 공정을 이용하는 열가소성 프리프레그의 제조방법에 있어서,
    (A) 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유를 와인더에 공급하는 단계;
    (B) 상기 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유를 합사 및 스프레딩하는 단계; 및
    (C) 상기 합사 및 스프레딩된 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유 복합체를 전압이 인가된 2개 이상의 전도성 구조체에 통과시켜 전기 전도성 강화재 섬유에 열가소성 수지 섬유를 함침시키는 단계를 포함하는 열가소성 프리프레그의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 전도성 강화재 섬유는 탄소 섬유인 것을 특징으로 하는 열가소성 프리프레그의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기 전도성 강화재 섬유는 전도성 성분을 포함하는 아라미드 섬유, 유리 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 나일론 섬유, PET 섬유, 셀룰로이드 섬유 및 마 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 섬유인 것을 특징으로 하는 열가소성 프리프레그의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전도성 성분은 금, 은, 니켈, 구리, 알루미늄, 주석, 폴리아닐린, 폴리피롤, 피닷(PEDOT), 카본나노튜브(CNT), 카본 블랙 및 그래파이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 프리프레그의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지 섬유는 폴리프로필렌, 폴리페닐설폰, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 나일론, 아라미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐알코올(PVA) 및 폴리우레탄(PU)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 수지로 이루어진 섬유인 것을 특징으로 하는 열가소성 프리프레그의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유의 합사는 상기 섬유들이 롤러 또는 가이드 구조체를 따라서 진행하는 방향이 전환될 때 걸리는 압축힘으로 인해 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 프리프레그의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전기 전도성 강화재 섬유 및 열가소성 수지 섬유는 토우(Tow) 또는 스프레드 얀 형태인 것을 특징으로 하는 열가소성 프리프레그의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 구조체 통과 시에 상기 복합체에는 50~400℃의 열이 발생하는 것을 특징으로 하는 열가소성 프리프레그의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 단계, (B) 단계 및 (C) 단계를 포함하는 열가소성 프리프레그의 제조 공정을 1~20회 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 열가소성 프리프레그의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항에 따라 제조된 열가소성 프리프레그.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열가소성 프리프레그는 전기 전도성 강화재 섬유와 열가소성 수지 섬유가 부피 기준으로 5~90% 범위로 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 프리프레그.
KR1020130155255A 2013-12-13 2013-12-13 열가소성 프리프레그의 제조방법 KR102100953B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130155255A KR102100953B1 (ko) 2013-12-13 2013-12-13 열가소성 프리프레그의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130155255A KR102100953B1 (ko) 2013-12-13 2013-12-13 열가소성 프리프레그의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150069163A true KR20150069163A (ko) 2015-06-23
KR102100953B1 KR102100953B1 (ko) 2020-04-14

Family

ID=53516347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130155255A KR102100953B1 (ko) 2013-12-13 2013-12-13 열가소성 프리프레그의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102100953B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170031910A (ko) * 2015-09-14 2017-03-22 코오롱인더스트리 주식회사 장섬유 보강 열가소성 수지의 제조방법
CN108299996A (zh) * 2016-08-15 2018-07-20 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 改性纤维增强型防腐涂料及其制备方法与应用
KR101969063B1 (ko) * 2018-02-22 2019-08-13 (주)유영산업 신발 갑피용 원단 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120056027A (ko) * 2010-11-24 2012-06-01 지에스칼텍스 주식회사 복합재 시트 및 이의 제조방법
WO2013140786A1 (ja) * 2012-03-19 2013-09-26 東レ株式会社 炭素繊維プリフォーム、炭素繊維強化プラスチック、炭素繊維プリフォームの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120056027A (ko) * 2010-11-24 2012-06-01 지에스칼텍스 주식회사 복합재 시트 및 이의 제조방법
WO2013140786A1 (ja) * 2012-03-19 2013-09-26 東レ株式会社 炭素繊維プリフォーム、炭素繊維強化プラスチック、炭素繊維プリフォームの製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170031910A (ko) * 2015-09-14 2017-03-22 코오롱인더스트리 주식회사 장섬유 보강 열가소성 수지의 제조방법
CN108299996A (zh) * 2016-08-15 2018-07-20 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 改性纤维增强型防腐涂料及其制备方法与应用
CN108299996B (zh) * 2016-08-15 2020-01-10 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 改性纤维增强型防腐涂料及其制备方法与应用
KR101969063B1 (ko) * 2018-02-22 2019-08-13 (주)유영산업 신발 갑피용 원단 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102100953B1 (ko) 2020-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Du et al. The present status and key problems of carbon nanotube based polymer composites
Dias Electronic textiles: Smart fabrics and wearable technology
KR101770663B1 (ko) 사이징제 도포 탄소 섬유, 사이징제 도포 탄소 섬유의 제조 방법, 탄소 섬유 강화 복합 재료 및 탄소 섬유 강화 복합 재료의 제조 방법
US10889070B2 (en) Composite material including unidirectional continuous fibers and thermoplastic resin
US20130192434A1 (en) Method for producing carbon fiber aggregate, and method for producing carbon fiber-reinforced plastic
US9771669B2 (en) Use, stabilization and carbonization of polyacrylonitrile/carbon composite fibers
CN106163755B (zh) 借助于超临界气体制备预浸渍有热塑性聚合物的纤维质材料的方法
CN106163756A (zh) 在流化床中生产预浸渍有热塑性聚合物的纤维质材料的方法
KR20230145233A (ko) 분말 형태의 열가소성 폴리머로 예비 함침된 섬유성 재료를 제조하기 위한 방법
Lin et al. Applying TPU blends and composite carbon fibers to flexible electromagnetic-shielding fabrics: long-fiber-reinforced thermoplastics technique
KR102159239B1 (ko) 이종원소가 도핑된 탄소나노섬유 제조방법, 이에 따라 제조된 이종원소가 도핑된 탄소나노섬유 및 이를 이용한 탄소나노섬유-고분자 복합소재
KR20150069163A (ko) 열가소성 프리프레그의 제조방법
JP2015078260A (ja) 高導電性炭素繊維素材及びそれを用いた成形方法
EP3204330A2 (en) Use, stabilization and carbonization of polyacrylonitrile/carbon composite fibers
KR20180020541A (ko) 연속 탄소섬유 강화 복합재료의 제조방법과 복합성형체의 제조방법
US10102939B2 (en) Conductive fiber reinforced polymer composition
KR102375413B1 (ko) 전도성 탄소 분말, 이의 제조 방법 및 이의 용도
KR101754745B1 (ko) 필러를 함유하는 섬유 강화 열가소성 수지 복합재료 및 그 제조 방법
Lin et al. Thermoplastic polyurethane reinforced with continuous carbon fiber tows: manufacturing technique and fabric property evaluation
Wu et al. Optimum consolidation of all‐polyester woven fabric‐reinforced composite laminates by film stacking
Mishra et al. In-situ microfibrillar/nanofibrillar single polymer composites: Preparation, characterization, and application
JP2013144777A (ja) 制電性ポリエステル樹脂成形体
KR20180029350A (ko) 연속 탄소섬유 강화 복합재료의 제조방법과 복합성형체의 제조방법
Xu et al. Molding of PBO fabric reinforced thermoplastic composite to achieve high fiber volume fraction
CN101942137A (zh) 一种振动注塑装置制备导电性增强的聚合物/碳纳米管复合材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant