KR20160055798A - 복합 성형체의 제조 방법 및 상응하는 복합 성형체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 성형체의 제조 방법에 관한 것으로, 여기에서 프리프레그로 제조된 다수의 층들을 서로의 위에 적층시키고, 서로에 대해 접착 결합시키며, 압력 및/또는 진공하에서 경화시키고, - 서로의 위에 적층된 프리프레그들로 제조된 상기 층들을 기밀성 쉘에 삽입하고, - 상기 쉘의 내부를 진공 소스에 연결하여 흡기시키며, - 상기 성형체를 노에서 상기 쉘과 함께 경화시킨다. 본 발명에 따라, 상기 언급된 단점들 중 적어도 일부를 갖지 않는 상응하는 방법 및 상기 상응하는 방법에 의해 제조될 수 있는 복합 성형체를 생성시키기 위해서, 상기 쉘을 흡기시키기 전에 상기 쉘의 내부에 이형제를 도입시키는 것이 제안된다.

Description

복합 성형체의 제조 방법 및 상응하는 복합 성형체{METHOD FOR PRODUCING A COMPOSITE MOULDED BODY AND CORRESPONDING COMPOSITE MOULDED BODY}

본 발명은, 서로의 위에 적층시키고 압력 또는 진공하에서 서로에 대해 접착 결합시키며 이어서 경화시키는 다수의 예비-함침된 섬유(소위 "프리프레그")층들로 이루어지는 복합 성형체의 제조 방법에 관한 것으로, 여기에서 상기 서로의 위에 적층된 프리프레그로 이루어진 층들을 기밀성 쉘내에 도입시키고, 상기 쉘의 내부를 진공 소스에 연결하여 흡기시키고(evacuation) 상기 성형체를 상기 쉘과 함께 노에서 경화시킨다.

본 발명은 또한 상응하는 방법에 따라 제조된 복합 성형체에 관한 것이다.

한편으로, 상응하는 복합 성형체는, 한편으로는 매우 강한 강도 및 다른 한편으로는 경량이 요구되는 다수의 용도들에 알려져 있다. 특히 두드러진 예는 폭이 넓은 최신세대 항공기의 동체 및 날개이지만, 상응하는 기법은 풍력 터빈, 보트빌딩 및 경량 항공기의 제작 및 또한 다른 분야에서 오랫동안 사용되어 왔다.

상기 복합 성형체의 특정한 강성 및 강도가 작은 치수와 동반되어 요구되는 용도들의 경우, 탄소 섬유(본 발명에서 간단히 "C 섬유"라 지칭된다)를 갖는 복합 물질이 주로 사용된다. 그러는 사이에, 예를 들어 대부분의 고성능 레이싱용 자전거의 프레임이 상기와 같은 탄소 복합체로부터 제작되고 있다.

C 섬유 프리프레그 및 상기로부터 제조되는 복합 성형체의 추가의 중요한 적용 영역은 정형외과 분야인데, 그 이유는 매우 종종 유사하게 높은 강도, 강성, 안정성, 경량 및 작은 부피에 관한 요구가 상기 언급한 분야에서와 같은 인공기관 및 보조기에 주문되고 있기 때문이다.

그러나, 탄소 섬유 프리프레그 및 상기로부터 제조된 제품들은 또한 다른 섬유 프리프레그 또는 복합 물질과 불량하게 또는 상당한 비용으로 병용될 수 있을 뿐이며, 이들의 시각적 외관도 또한, 이들이 일반적으로는 검은색 또는 짙은 회색이고 섬유 또는 상기 섬유 물질의 줄무늬 구조가 또한 보일 수 있고 표면에 보조 물질이 부착될 수 있기 때문에 항상 바람직한 것은 아니다.

탄소 섬유로 제조된 복합 물질의 제조에서, 전형적으로는 여러 층의 프리프레그를 서로의 위에 적층시키고 접착 결합시킨 후에, 상기 층들(예를 들어 다공성 금형상에 배열된)을 밀봉 필름으로 싸고 이어서 흡기시키고 후속으로 대략 110 ℃의 노에서 소성시키거나 경화시킨다. 이와 관련하여, "접착 결합"은 임의의 추가적인 접착제의 적용을 의미하는 것은 아니다. 오히려 상기 프리프레그는, 상기 섬유를 함침시킨 상응하는 매트릭스 물질이 상응하는 접착 성질을 갖기 때문에 서로의 위에 적층됨으로써 간단히 접착 결합한다.

상기 매트릭스 물질 중 일부가 상기 흡기 및 경화 중 이탈되어, 상기 쉘에 부착하며, 그 결과 부분적으로 주름 및 말림이 불균일하고 매력적이지 못한 표면을 만들어 낸다.

일반적으로, 상기 매트릭스 물질은 수지, 특히 합성 수지 또는 듀로머, 탄성중합체 또는 열가소성 물질이고, 이들은 경화되지 않은 상태에서조차 다소 접착 성질을 가지며, 서로의 위에 적층되고 함께 압착된 프리프레그들을 함께 들러 붙게하지만, 경화 후에 이들은 함께 단단히 및 사실상 분리될 수 없게 결합하여 일체형 성형체를 형성한다.

다른 층들 및 특히 C 섬유 이외의 섬유에서부터 매트릭스 물질로 제조된 상당히 매끄럽고 깨끗한 표면을 갖는 C 섬유 프리프레그로 제조된 프리프레그들을 결합시키고자 하는 경우, 제품 표면이 노에서 경화 중 더 이상 보이지 않고 교정 조치가 또한 더 이상 발생하지 않도록 이론적으로 흡수성이고 보호성인 층들을 상기 위에 배열시켜야 할 것이다. 이는 매우 높은 낭비를 도출할 것이며, 결과적으로는 실제로 해당 제품은 시중에 존재하지 않고 또한 알지 못하게 된다.

적용 분야에 따라, 래커 또는 도료를 상응하는 탄소 복합체 또는 복합 성형체에 적용할 수 있으나, 이는 추가적인 작접 공정을 요하며 최종 제품의 중량에 불리하다. 또한, 탄소 섬유로 제조된 프리프레그의 가공이 어렵고 또한, 대체로, 서로 접착 결합되고 압착되거나 흡기되고 경화된, 서로의 위에 적층된 다수의 C 섬유 프리프레그층들로부터 제조된 완성된 탄소-섬유 제품들은 가장자리에 예리한 테두리를 가지며, 이는 상처를 야기하기 쉬울 수 있고 상기 제품으로부터 개별적인 섬유 단편들이 또한 이탈될 수 있으며 이들 단편은 접촉 및 흡입시 건강을 손상시킬 수 있다. C 섬유 복합 물질의 압박 및 파손이 또한 예리하게 닳은 테두리를 생성시킬 수 있으며, 이는 매우 불쾌한 손상을 야기할 수 있다.

상기 기술 수준을 배경으로, 본 발명의 목적은 상기 단점들 중 적어도 일부를 갖지 않는 방법 및 상기 방법에 의해 제조될 수 있는 복합 성형체를 개발하는 것이다.

바람직한 변형으로, 상기 목적은, 한편으로 C 섬유 복합체의 강도 및 강성 및 탄성을 갖지만, 다른 한편으로는 보다 양호한 굴곡 양상 및 보다 큰 파단신율을 갖고 후속의 코팅이나 도색 없이 주로 목적하는 대로 디자인될 수 있는 매력적인 외장을 갖는 복합 성형체를 제조하는 것이다.

처음에 언급한 방법에 관하여, 상기 목적은 감마제(antifriction agent)(윤활제)를 상기 쉘의 흡기 전에 상기 쉘의 내부에 도입시킴으로써 성취된다. 발명자는 상기와 같은 감마제가 상기 쉘 중에서 경화 후에조차 손상 없이 및 잔사 없이 상기 성형체로부터 상기 쉘을 명백히 방출시킬 수 있게 함을 확립시켰다. 상기 성형체는 이때 상기 쉘의 물질로부터 방출되며 표면은 오직 프리프레그의 최상층 또는 상기 쉘 아래의 또 다른 외부 코팅층의 표면뿐만 아니라 상기 층 또는 코팅층을 관통하는 경화된 매트릭스 물질에 의해 결정된다.

상기 사용되는 감마제는 경화 중 발생하는 100 내지 120 ℃의 온도에서 상기 프리프레그의 매트릭스 물질에 결합하지 않도록 선택되어야 함은 물론이다.

특정한 변형에서 상기 프리프레그의 적어도 하나의 추가의 외부층은 주로 C 섬유가 아닌 섬유들로 이루어지며, 특히 광물 섬유, 천연 섬유 및 플라스틱 섬유로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 섬유임이 제공된다.

이러한 유형의 섬유들 중 거의 모두는, 이들 섬유 중 일부가 C 섬유로부터 제조된 복합 성형체만큼 굴곡내성인 복합 성형체를 유도하지 않는다 하더라도, 탄소 섬유보다 더 양호한 파단신율 양상을 갖는다. 함침된 C 섬유로 이루어지지 않는 추가의 프리프레그층은 바람직하게는 단지 그의 면 중 하나가 C 섬유층과 접촉하게 된다. 실제로 이는 상기 추가의 층이 각 경우에 하나 이상의 C 섬유층에 비해 외부층을 형성함을 의미하지만, 상기 추가층의 외부면상에, C 섬유로 이루어지지 않고 어쩌면 심지어 예비-함침되지 않은 하나 이상의 추가적인 층이 또한 적용됨을 배제하지 않는다. C 섬유로 이루어지지 않는 상기와 같은 물질의 이점은 가공 중, 특히 연마 중, 건강에 해로운 것으로 분류되는 탄소 섬유 먼지가 상기 외부층으로부터 생성되지 않는다는 것이다.

원칙적으로, 또한 C 섬유로 이루어지지 않는 하나 이상의 층(들)을 C 섬유층 사이에 끼워넣을 수도 있다. 마찬가지로, 다른 물질들, 예를 들어 금속 또는 플라스틱으로 제조된 성형체, 특히 성형품을 또한 C 섬유층들 사이 또는 C 섬유층과, C 섬유로 이루어지지 않은 프리프레그 사이의 상기 복합 성형체 중에 끼워넣을 수 있다. 복합 성형체 중에 통합된 상기와 같은 물품은 상기 복합 물질의 층들로 전적으로 둘러싸이거나 또는 하나 이상의 부분에서 상기 복합 성형체로부터 또한 돌출될 수 있다.

과거에, C 섬유로 제조된 프리프레그를 주름이나 기포의 발생 없이 및 외부 쉘에의 부착 없이 다른 섬유로 제조된 프리프레그와 결합시킬 때 상기 층들간에 균일한 표면 접촉을 보장하는데 대개 문제가 존재하였다. 따라서, 상기와 같은 성형체는 지금까지 알려져 있지 않다.

상기 문제는 본 발명에 의해, 다수의 프리프레그를 서로의 위에 적층시키고 서로 접착 결합시키고 압력 또는 진공하에서 경화시키는 복합 성형체의 상응하는 제조 방법에 의해 극복되며, 여기에서 C 섬유 프리프레그로 제조된 적어도 하나의 층이 사용되고, 더욱 또한 본 발명에 따라 상기 언급한 유형의 또 다른 섬유 물질로 제조된 적어도 하나의 추가의 프리프레그를 상기 적어도 하나의 C 층에 적용하고 접착 결합시키고, 이와 같은 방식으로 제조된 성형품을 기밀성 쉘에 넣으며, 여기에서 감마제를 상기 쉘의 내부에 도입시키거나 또는 상기 감마제는 상기 쉘에 넣기 전에 이미 상기 쉘에 도입되었다. 이어서 상기 쉘의 내부를 공지된 방식으로 진공 소스에 연결하여 흡기시킨다. 상기 성형체를 후속으로 상기 쉘 중에서 수시간 동안 증가된 온도에서 경화시킨다.

상기 감마제가 도입된 가요성의 기밀성 쉘은 상기 쉘이 그의 흡기 동안 상기 쉘과 각각 접촉하는 코팅층상에서 활주할 수 있게 하며, 이는 상기 추가의 층과 C 층 사이에 주름이 없는 결합을 형성시킨다. 그러나, 무엇보다도 상기 감마제는 일반적으로 플라스틱 필름으로 이루어지는 상기 쉘을 어려움 없이, 서로 접착 결합된 경화된 성형품의 층들의 최상부 코팅층으로부터 후속으로 박리시킬 수 있게 한다.

따라서 상기 복합 성형품의 경화된 매트릭스 또는 결합 물질은 평활한 표면의 코팅층을 형성시킨다. 특히, 상기 추가의 코팅층상에 직물 물질로 제조된 외부 코팅층을 적용하는 것도 또한 가능한데, 상기 직물 물질은 경화 중에 진공 펌핑되는 매트릭스 물질에 의해, 그 자체를 예비-함침시킬 필요 없이 포화되게 된다. 이어서 상기와 같은 직물 코팅층은 상기 성형품의 외부 시각적 외관을 결정하며 상기 매트릭스 물질 및 상기 복합 성형체의 필수 성분으로 동시에 포화된다.

부분적으로, 상기 상이한 층들을 또한 다공성 금형에 적용할 수 있으며, 이는 또한 상기 성형체를 상기 금형상에 놓인 면으로부터 진공에 노출될 수 있게 한다. 상기와 같은 변형에서, 감마제로 처리된 필름을 금형과 성형체 사이에 배열하는 것이 이로울 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, C 섬유층과 접촉하는 추가의 층은 우세하게 또는 독점적으로 HPPE(고성능 폴리에틸렌)으로 제조된 섬유를 함유하며, 여기에서 상응하는 폴리에틸렌 섬유는 더 로얄(the Royal) DSM N.V. 캄파니에 의해 상표명 "다이니마(Dyneema)"로 생산 및 판매된다.

상응하는 프리프레그는 또한 "다이니마 프리프레그"로서 공지되어 있다.

더욱이, 본 발명의 바람직한 실시태양에서, 다수의 C 섬유층을 상기 복합 성형체 중에서 서로의 위에, 예를 들어 상이한 강성 및 탄성을 갖는 성형품의 상이한 영역 또는 섹션을 생성시키기 위해 연속적으로 보다 작은 윤곽으로 배열하며, 여기에서 상기 C 섬유층들을 각각의 보다 작은 윤곽을 갖는 층이 선행의 보다 넓은 층 이상으로 돌출되지 않도록 서로에 대해 배열하며, 최종적으로 C 섬유로 이루어지지 않은 추가의 층은 또한 상기 C 섬유층들 모두보다 더 넓은 윤곽을 갖고, 결과적으로 상기 추가의 층은 상기 C 섬유층을 모두 덮는다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 상기 다수의 C 섬유층의 적어도 하나 또는 상응하는 스택은 외부 양면이 각각의 경우에 하나의 추가의 층에 의해 덮이며, 여기에서 상기 추가의 층들은 상기 C 섬유층 모두보다 실질적으로 동일하거나 더 넓은 윤곽을 가지며, 이러한 방식으로 전체 주변을 따라 상기 C 섬유층 이상으로 돌출하고, 외부의 돌출된 가장자리를 따라 서로 직접 접촉한다. 상기 수단에 의해, 상기 C 섬유층들은 2개의 추가의 층에 의해 완전히 둘러싸이며, 예를 들어 HPPE가 상기 외부층의 섬유 물질로서 사용되는 경우, 상기 HPPE 섬유는 대단히 높은 인장 강도에도 불구하고 보다 직물 섬유같은 성질을 나타내므로, 손상을 유발하거나 작은 섬유 단편을 방출시킬 수 있는 예리한 외부 테두리를 형성하지 않는다.

더욱 또한, 상기 바람직한 변형에서, 상기 테두리가 분쇄되는 경우에조차 탄소 섬유 분진이 형성될 수 없다(그렇지 않으면 탄소 복합체로 제조된 성형품의 분쇄 중에 임의의 흡입 또는 피부와의 접촉에 대해서 특정한 보호 수단이 필요하다).

이렇게 형성된 복합 성형체(그의 외부는 각각의 경우에, 예를 들어 HPPE 섬유로 제조된 추가의 층에 의해 형성되는 반면 다수의 내층은 C 섬유 프리프레그로부터 형성된다)는 오직 상응하는 C 층으로만 제조된 복합 성형체와 실질적으로 동일한 강성 및 굴곡 강도를 갖는다. 그러나 동시에, 상기 성형체는 현저하게 더 양호한 파단 신율 양상을 가지며 따라서 보다 큰 굽힘력의 작용시 파괴되지 않으면서 더 강하게 휠 수 있고, 상기 성형체의 파괴시에조차, 첫 번째 경우에, 단지 내부 C 섬유층만이 파괴되지만, 상기 층은 여전히 상기 추가의 층에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 추가 층의 섬유는, 특히 상기 섬유가 HPPE로 이루어지는 경우, 덜 쉽게 파괴된다.

또한, 상기 추가의 층은 또한, 반드시 예비-함침된 프리프레그 물질일 필요는 없지만 예를 들어 또한 박막 또는 얇은 직물층일 수 있는 추가적인 층에 의해 덮일 수 있다. 상기와 같은 추가의 층은 앞서 개시된 추가의 층이 상기 C 섬유상에 배열된 바와 동일한 방식으로 상기 복합 성형체상에 배열되며 마찬가지로 감마제와 함께 가요성 쉘 중에 배열되고, 그 후에 상기 쉘을 배출시키고 전체 패키지를 경화시키며, 이렇게 하여 상기 추가적인 층은 또한 바로 아래에 놓인 추가의 층에 단단히 결합된다. 상기 경화는 또한 임의로 단계적으로 발생할 수 있다.

PVA 필름 튜브가 바람직하게는 상기 상응하는 성형체에 대한 쉘로서 사용된다.

상기 사용되는 감마제는 바람직하게는 분말 감마제, 특히 실리콘 및 우레탄에 제공되는 감마제, 예를 들어 실리콘 및 우레탄용 특수 분말 감마제로서 오토 보크(Otto Bock) 캄파니(독일 D37115 두데르스타트 소재)로부터 수득할 수 있는 감마제이다.

본 발명은 특히, 상응하는 성형체를, 그 자체가 매우 안정하여 예를 들어 인간의 수족, 예를 들어 하지를 대체하거나 지지할 수 있고 개인의 체중을 견딜 수 있게 제조할 수 있기 때문에 추가적인 지지 구조 없이 인공기관 또는 보조기를 제조하는데 충분히 적합하다. 상응하는 인공기관 및 보조기 부품들은 임의로 추가적인 접합부 요소 등을 가질 수 있는 것으로 생각된다. 인공기관 및 보조기에 대한 용도에서, 본 발명에 따른 복합 성형체는 상기 성형체를 후속의 도색이나 코팅 없이 목적하는 색상 또는 목적하는 패턴을 갖는 외부층으로 직접 생성시킬 수 있다는 결정적인 이점을 갖는다. 상기 외부층은 예를 들어 피부색 또는 피부 구조를 재현하고 상기 복합 성형체의 일체형 성분인 직물 또는 필름층일 수 있으며, 여기에서 상응하는 필름층은 바람직하게는 다공성일 것이다.

본 발명의 추가의 이점, 특징 및 적용 가능성들은 실시태양 실시예 및 관련된 도면의 완전한 개시에 의해 자명해진다.

정형외과용 발바닥 부품의 제조를 하기 실시태양 실시예에 개시한다.

본 발명은 C 섬유 복합체의 강도 및 강성 및 탄성을 갖지만, 다른 한편으로는 보다 양호한 굴곡 양상 및 보다 큰 파단신율을 갖고 후속의 코팅이나 도색 없이 주로 목적하는 대로 디자인될 수 있는 매력적인 외장을 갖는 복합 성형체를 제공할 수 있다.

도 1은 정형외과용 발바닥 부품의 개략적인 상면도를 도시하고,
도 2는 다시 도 1에 따른 발바닥 부품을 이루는 프리프레그의 층 순서를 개략적으로 도시하고,
도 3은 흡기 및 경화 전에 감마제가 쉘 중의 금형상에 배열된 상응하는 발바닥 부품을 도시한다.

도 1에서, 발바닥 부품(10)(예를 들어 정형외과용 신발 삽입물 또는 인공기관 또는 보조기의 부품일 수 있다)의 상면도를 개략적으로 볼 수 있으며, 여기에서 상기 발바닥 부품(10)은 적합한 접합부 및 임의로 또한 일체형 연장부를 통해 하지 단에 연결될 수 있다.

도시된 실시태양 실시예에서, 상기 발바닥 부품(10)은 여러 층의 프리프레그, 즉 제1 다이니마 프리프레그(2)뿐만 아니라 다수의 C 섬유 프리프레그(1a) 내지 (1e)(각각의 선행 프리프레그보다 연속적으로 더 작은 윤곽을 갖는다)로 이루어진다. 우선, C 섬유 프리프레그(1a)(경계선 주위의 그의 윤곽은 프리프레그(2)의 가장자리에 관하여 약간 더 작고 내부를 향해 상쇄된다)는 상기 다이니마 프리프레그(2)에 적용된다. 상기 추가의 프리프레그(1b), (1c) 및 (1d)(이들은 상기 프리프레그(1a) 또는 연속적으로 서로에 적용된다)는 발바닥의 후방 또는 더 아래 부분에서 상기 프리프레그(1a)와 동일한 윤곽을 갖지만, 발의 전방을 향해 더 짧게 형성되고, 완성된 성형품은 상기 전방 부분에서 더 얇고 따라서 더 탄성이며 더 가요성이 된다. 최종적으로, 추가의 C 섬유 프리프레그(1e)는 선행 프리프레그들에 관하여 훨씬 더 작은 윤곽을 가지며 상기 발바닥(10)의 후방 중심 부분을 보강한다.

상기 C 섬유층(1a) 내지 (1e) 위에 적용되고, 외부 돌출 테두리가 서로 접착 결합되고 이어질 수 있도록 상기 프리프레그(2)와 일치하는 추가의 프리프레그(2')는 도 1에 도시되지 않는다. 그러나, 프리프레그(2')는 도 2에서 볼 수 있다.

도 2는 순수하게 개략적으로, 상기 발바닥 부품(10)의 발꿈치에서부터 발끝까지의 종방향 섹션의 높이가 크게 과장된 예시에 상응하는 코팅층 또는 프리프레그층(2), (1a) 내지 (1e) 및 (2')의 연속물을 도시한다. 실제로 상기 발바닥 부품(10)은 단지 1 내지 2 ㎜의 두께를 가지며, 여기에서 본 발명에 따른 성형품들의 두께는 대략 0.1 ㎜ 내지 수 ㎝의 넓은 범위로 다양할 수 있다.

도 3은 상응하는 복합 성형체(10)의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법의 변형을 예시한다. 이 경우에, 도 1 및 2에서와 동일하거나 또는 유사한 층 순서로 형성된 복합 성형체(10)는 적층되어 금형(3)에 적용되며 상기 금형에 순응된다. 상기 금형은 예를 들어 자연 신체 부분의 주형일 수 있다. 여기에서 또한, 상기 성형품(10)을 실제인 것보다 길이에 관하여 현저하게 더 두껍게 도시한다.

상기 개별적인 프리프레그층들은 우선 편평한 표면상에서 서로의 위에 적층되고 접착 결합되며 이어서 금형 표면상에서 압착 또는 성형되거나, 또는 상기 층들을 교대로 상기 금형 및 각각의 선행 코팅층 또는 프리프레그층상에 직접 적용할 수 있다. 변형에 따라, 감마제(상기 성형품(3)에 대해 한 면에 접착 결합되며 상기 성형품(10) 대향면상에 감마제 코팅층을 갖는다)가 또한 우선 상기 금형(3)과 상기 성형품(10) 사이에 적용될 수 있다. 상기 감마제는 바람직하게는, 실리콘 및 우레탄 부품용으로 정형외과에서 사용되는 바와 같은 분말 감마제이며, 이를 예를 들어 독일 두데르스타트의 오토 보크 캄파니로부터 수득할 수 있다.

어쨌든, 금형(3)이 있거나 또는 없는 상기 성형품(10)을 외부 기밀성 쉘(4)에 도입시키며, 여기에서 작은 점의 형태로 단지 개략적으로 나타낸 분말 감마제(5)는 상기 쉘에 앞서 도입되었다.

상기 성형품(10)의 크기에 따라, 1 그램 또는 1 그램 이상의 분말 감마제의 마찰이면 상기 외부 쉘의 내부 표면을 상기 감마제(5)로 충분히 덮기에 충분하다. 상기 외부 쉘은 바람직하게는 PVA 튜브이며, 그의 상부 단부는 클립에 의해서 또는 내열성 타이의 도움으로 기밀식으로 연결된다.

하단부에서, 슬리브(4)(바람직하게는 PVA 물질로 이루어진다)는 펌프(6)의 흡입 노즐(8)에 의해 밀폐식으로 연결되고, 상기 펌프의 도움으로 상기 쉘(4)을 수분 내지 예를 들어 1시간 동안 흡기시키며, 여기에서 과도한 매트릭스 물질이 상기 성형체로부터 이탈된다. 이어서 전체 쉘(바람직하게는 여전히 상기 흡입 노즐(8)과 연결되어 있고 계속해서 진공 펌핑되고 있다)을 가열 노에 도입시키며, 상기 노는 상기 쉘(4)을 상기 중에 포함된 부품들 모두를 포함하여, 예를 들어 100 내지 120 ℃의 온도로 가열하며, 여기에서 상기 사용된 프리프레그들의 추가의 매트릭스 물질은 상기 성형체로부터 이탈되고 예를 들어 상기 금형에 의해 흡수되며, 나머지는 상기 프리프레그층들을 모두 경화시키고 서로 분리될 수 없게 결합시켜 일체형 성형체를 형성시킨다.

상기 경화 과정은 수 시간이 걸릴 수 있으며, 여기에서 PVA 쉘의 사용은 상기 성형품(10)의 표면을 관찰하여 임의의 불규칙성이 형성되는 경우 상기 매트릭스 물질을 보다 균일하게 분배하고 불균일성이 평탄화되도록 임의로 조정할 수 있게 한다.

이어서 상기 상응하는 성형품(10)의 시각적 외관은 주로, 상응하는 다이니마 프리프레그에 의한 도 1 및 2의 실시태양 실시예의 경우에, 상기 외부 프리프레그층의 외관에 의해 결정된다. 그러나, 경화 전에, 직물 물질로 제조된 층(이는 상기 경화 중 이탈되는 매트릭스 물질의 적어도 일부를 흡수하며, 상기 매트릭스 물질에 의해 함침되고 또한 상기 복합 성형체의 일체형 성분이다)은 또한 상기 다이니마 프리프레그에 임의로 적용될 수 있다. 임의로, 상기와 같은 직물 코팅층을 상기 성형체(10)의 경화 후에 후속적으로 적용시키고, 이를 다시 가온하고/하거나 상응하는 경화되지 않은 매트릭스 코팅층을 상기 방식의 순서대로 상기 성형품에 적용시켜 상기 외부 직물 코팅층을 상기 성형품에 단단히 결합시키는 것도 또한 가능하다.

여기에서 또한, 다시, 감마제(5)가 제공된 쉘이 사용되며, 이는 상부 직물 코팅층을 포함하는 상기 성형품의 적용 및 경화 후에 상기 쉘(4)을 어려움 없이 다시 상기 성형품으로부터 박리시켜 제거할 수 있게 한다. 상기 성형품에 또한, 특히 상응하는 금형(3)이 필요하지 않은 경우, 상응하는 직물층을 양면에 제공할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 감마제의 사용은 성형품에 부착되는, 흡기 및 경화 중에 상응하는 제조 방법에서 요구하는 쉘 물질 없이 매끄럽고 깨끗한 표면을 갖는 가장 다양한 섬유 및 이들의 조합을 갖는 프리프레그로 제조된 상응하는 복합 성형체를 제조할 수 있게 하며, 여기에서 상기 성형품의 기계적 성질을 또한 광범위하게 변화시키고 개선시킬 수 있으며, 상기 표면의 외관을 목적하는 거의 모든 방식으로 디자인할 수 있다.

Claims (21)

1. 다수의 프리프레그층들을 서로의 위에 적층시키고, 서로에 대해 접착 결합시키며, 압력 및/또는 진공하에서 경화시키는 복합 성형체의 제조 방법으로,
   - 상기 서로의 위에 적층된 프리프레그층들을 기밀성 쉘에 도입시키고,
   - 상기 쉘의 내부에 진공 소스를 연결하여 흡기시키고,
   - 상기 성형체를 노에서 상기 쉘과 함께 경화시키며,
   감마제(antifriction agent)를 상기 쉘의 흡기 전에 상기 쉘의 내부에 도입시킴을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   PVA 필름을 쉘로서 사용함을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   분말 감마제를 감마제, 특히 실리콘 및 우레탄에 제공되는 감마제로서 사용함을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   탄소 섬유 프리프레그(C 섬유 프리프레그)로 제조된 적어도 하나의 층을 사용하며,
   a) 또 다른 섬유 물질로 제조된 적어도 하나의 추가의 프리프레그를 상기 적어도 하나의 C 층에 적용하여 접착 결합시키고,
   b) 이렇게 제조된 성형품을 기밀성 쉘에 넣고,
   c) 감마제를 상기 쉘의 내부에 도입시키고,
   d) 상기 쉘의 내부에 진공 소스를 연결하여 흡기시키고,
   e) 성형체를 증가된 온도에서 경화시키며,
   상기 추가의 프리프레그가 주로, C 섬유가 아니고 특히 광물 섬유, 천연 섬유 및 플라스틱 섬유로 이루어지는 그룹으로부터의 섬유를 함유하는 섬유들로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   HPPE(고성능 폴리에틸렌)으로 제조된 프리프레그를 추가의 프리프레그로서 사용함을 특징으로 하는 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   하나 이상의 C 프리프레그를 서로의 위에 적층시키고, 각각의 프리프레그가 상기 C 프리프레그의 윤곽 이상으로 돌출된 HPPA 프리프레그로 양면이 덮이며, 이들 층을 감마제가 제공된 쉘내에 도입시킴을 특징으로 하는 방법.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   필름 또는 직물 물질층을 C 섬유층으로부터 떨어져 대향된 면상의 추가의 층들 중 적어도 하나에 적용시키고 감마제를 갖는 프리프레그층과 함께 쉘내에 도입시키고 상기 쉘을 후속으로 흡기시킴을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   아직 경화되지 않은 서로의 위에 적층된 프리프레그들로 이루어지는 성형체를 다공성 금형에 적용시키고 상기 금형과 함께 기밀성 쉘에 도입시킴을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   금형이 인간 신체 부분의 주형 또는 플라스틱 본 또는 복제본임을 특징으로 하는 방법.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    적어도 성형체의 대향면상에 감마제가 제공된 필름을 금형 및 성형체 사이에 삽입시킴을 특징으로 하는 방법.
11. 서로 결합되고, 서로의 위에 적층되며, 이에 의해 서로 접착 결합되고 쉘에서 흡기되고 후속으로 상기 쉘에서 경화되는 다수의 예비-함침된 섬유(프리프레그) 층들로 이루어지는 복합 성형체로, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 제조되었고 경화 중 상기 쉘과 접촉하는 상기 성형체의 표면에 상기 쉘의 물질이 완전히 없음을 특징으로 하는 복합 성형체.
12. 제 11 항에 있어서,
    프리프레그층들 중 적어도 하나가 적어도 우세하게 탄소 섬유(C 섬유)를 갖고 적어도 하나의 추가의 층이 주로, C 섬유가 아니고 특히 광물 섬유, 천연 섬유 및 플라스틱 섬유로 이루어지는 그룹으로부터의 섬유를 함유하는 섬유들로 이루어짐을 특징으로 하는 복합 성형체.
13. 제 12 항에 있어서,
    C 섬유층과 접촉하는 추가의 층이 주로 또는 독점적으로 HPPE(고성능 폴리에틸렌) 섬유를 함유함을 특징으로 하는 복합 성형체.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    적어도 하나의 C 섬유층의 윤곽이 전적으로 추가의 층의 윤곽내에 놓여있음을 특징으로 하는 복합 성형체.
15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 C 섬유층이 각각의 경우에 추가의 층들 중 적어도 하나에 의해 양면이 덮여 있음을 특징으로 하는 복합 성형체.
16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    양면상에서 C 섬유층을 덮고 있는 2개의 추가의 층이 상기 C 섬유층의 윤곽 밖에서 서로에 직접 결합됨을 특징으로 하는 복합 성형체.
17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가의 층이 성형체의 적어도 한면상에, 예비-함침되지 않은 직물 물질의 층 또는 플라스틱 필름에 의해 덮여 있음을 특징으로 하는 복합 성형체.
18. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로의 위에 놓이는 C 섬유 프리프레그들로 제조된 적어도 2개 및 바람직하게는 적어도 3개의 층을 가짐을 특징으로 하는 복합 성형체.
19. 제 11 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로의 위에 놓이는 C 섬유층들이 연속적으로 보다 작은 윤곽을 가지며 각각의 경우에 선행 층의 윤곽 이상으로 돌출되지 않고, 가장 큰 윤곽을 갖는 C 섬유층이 추가의 층과 접촉됨을 특징으로 하는 복합 성형체.
20. 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성형품이 적어도 인공기관 또는 보조기의 부품임을 특징으로 하는 복합 성형체.
21. 제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    금속 또는 또 다른 물질로 제조된 물품, 특히 성형품이 복합 성형체에 통합됨을 특징으로 하는 복합 성형체.
    
    

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