KR20190068009A - Prepreg and manufacturing method of fiber reinforced plastic using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프리프레그 및 이를 이용한 섬유강화플라스틱의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a prepreg and a method for producing a fiber-reinforced plastic using the prepreg.
섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastic, FRP)은 경량이면서도 높은 기계적 특성을 가지는 복합 소재로서 다양한 분야에서 사용되고 있다.Fiber reinforced plastic (FRP) is a composite material with light weight and high mechanical properties and is used in various fields.
섬유강화플라스틱의 성형 방법으로는 일반적으로 오토클레이브, PCM(prepreg compression molding), RTM(resin transfer molding), WCM(wet compression molding) 등이 사용되고 있으나, 성형 시간 및 설비 비용 등을 고려하여 프레스 압축 성형 기반의 성형 방법이 가장 널리 사용되고 있다.In general, autoclave, prepreg compression molding (RTM), resin transfer molding (WCM), and wet compression molding (WCM) are used as molding methods for fiber reinforced plastics. However, Based molding methods are the most widely used.
그 중, PCM 성형 방법은 프리프레그(prepreg)를 프레스로 압축 성형하는 공법으로 공정 사이클이 짧고 타공정 대비 설비 비용이 적게 드는 점에서 제조 원가 절감이 가능한 동시에 프리프레그를 이용하기 때문에 섬유의 직진도나 높은 섬유 분율 등을 확보할 수 있는 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.Among them, the PCM molding method is a method of compressing a prepreg by a press, and since the process cycle is short and the equipment cost compared to other processes is low, the manufacturing cost can be reduced. Also, since the prepreg is used, High fiber fraction and the like, and is widely used.
하지만, 프리프레그를 프레스로 압축 성형하는 PCM 성형 방법을 이용하여 제조된 섬유강화플라스틱은 수지 및 섬유의 이종 재료 간의 서로 다른 열특성으로 인해 성형 이후 냉각 과정에서 표면의 요철과 같은 표면 결함이 쉽게 나타날 수 있다. 이러한 표면 결함을 해결하기 위해 표면에 제조된 섬유강화플라스틱 표면에 두꺼운 코팅층을 도장하는 방법이 일반적으로 사용되고 있으나, 코팅층을 도장하기 위해 표면 연마, 세정, 용제 탈지, 클리어층 도포, 착색 도료 및 클리어 도료를 도장하는 등의 다단계 공정을 거쳐야해서 그 공정이 복잡한 문제점이 있다.However, the fiber-reinforced plastics produced by the PCM molding method for compressing the prepreg into a press have surface defects such as irregularities on the surface easily due to different thermal characteristics between the resin and the different materials of the fibers during the cooling process after molding . In order to solve such surface defects, a method of coating a thick coating layer on the surface of the fiber-reinforced plastic produced on the surface is generally used. However, in order to coat the surface layer, surface polishing, cleaning, solvent degreasing, clear layer coating, The process is complicated because a multi-step process such as painting is required.
이에 공정이 단순하면서도 표면 결함이 없는 섬유강화플라스틱 제조가 가능한 프리프레그의 개발 필요성이 지속적으로 요구되고 있다.Accordingly, there is a continuing need for the development of a prepreg capable of producing a fiber-reinforced plastic having a simple process but no surface defects.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정이 단순하면서도 표면 결함이 없는 섬유강화플라스틱 제조가 가능한 프리프레그 및 이를 이용한 섬유강화플라스틱의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a prepreg capable of producing a fiber-reinforced plastic having a simple process but no surface defects, and a method for producing a fiber-reinforced plastic using the prepreg.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따르면, 강화섬유 및 매트릭스 수지를 포함하는 섬유층, 및 상기 섬유층 위에 위치하는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 상기 섬유층 위에 위치하는 제1 프라이머층 및 상기 제1 프라이머층 위에 위치하는 기재층을 포함하며, 상기 제1 프라이머층은 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 폴리아크릴계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 프리프레그를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of fabricating an optical fiber, comprising the steps of: providing a fiber layer including reinforcing fibers and a matrix resin; and a coating layer disposed on the fiber layer, wherein the coating layer includes a first primer layer positioned on the fiber layer, 1 primer layer, wherein the first primer layer comprises at least one of a polyurethane, a polyester, and a polyacrylic resin.
상기 코팅층은 상기 기재층 위에 위치하는 제2 프라이머층을 더 포함하며, 상기 제2 프라이머층은 에틸렌비닐아세테이트, 폴리염화비닐, 폴리알파올레핀, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌비닐알코올, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에폭시 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Wherein the coating layer further comprises a second primer layer positioned over the substrate layer, wherein the second primer layer is selected from the group consisting of ethylene vinyl acetate, polyvinyl chloride, polyalphaolefins, polyacrylics, polyurethanes, polyesters, polyamides, And may include at least one of alcohol, polyethylene, polypropylene, and epoxy resin.
상기 기재층은 투명 내열성 필름일 수 있고, 상기 투명 내열성 필름은 투명 내열성 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리이미드, 아크릴, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 비닐, 폴리아미드, 설폰계, 폴리에테르에테르케톤계, 아릴레이트, 우레탄 및 폴리카보네이트 수지 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The base material layer may be a transparent heat-resistant film, and the transparent heat-resistant film may be made of a material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, acrylic, polystyrene, acrylonitrile- And may be formed of at least one of propylene, an ethylene-propylene copolymer, a vinyl, a polyamide, a sulfone system, a polyether ether ketone system, an arylate, a urethane and a polycarbonate resin.
상기 코팅층의 두께는 100~250㎛일 수 있다.The thickness of the coating layer may be 100 to 250 mu m.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 강화섬유 및 매트릭스 수지를 포함하는 섬유층을 적층하는 단계, 상기 섬유층에 코팅층을 적층하여 프리프레그를 제조하는 단계, 및 상기 프리프레그를 100~200℃ 온도 및 1~10MPa의 압력으로 경화하는 단계를 포함하며, 상기 코팅층은 상기 섬유층 위에 위치하는 제1 프라이머층 및 상기 제1 프라이머층 위에 위치하는 기재층을 포함하며, 상기 제1 프라이머층은 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 폴리아크릴계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 섬유강화플라스틱의 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a prepreg, comprising laminating a fiber layer comprising reinforcing fibers and a matrix resin, laminating a coating layer on the fiber layer to produce a prepreg, Wherein the coating layer comprises a first primer layer positioned on the fibrous layer and a substrate layer positioned over the first primer layer, wherein the first primer layer is a polyurethane, poly < RTI ID = 0.0 > And a method of producing a fiber-reinforced plastic comprising at least one of an ester and a polyacrylic resin.
본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 및 이를 이용한 섬유강화플라스틱의 제조방법에 따르면, 공정이 단순하면서도 표면 결함이 없는 섬유강화플라스틱 제조가 가능하다.According to the prepreg according to the embodiment of the present invention and the method for producing a fiber-reinforced plastic using the same, it is possible to manufacture a fiber-reinforced plastic having a simple process but no surface defects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a prepreg according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings in which: FIG. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.The sizes and thicknesses of the respective components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and thus the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings. In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. In the drawings, for the convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. It will be understood that when an element such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the element directly over another element, Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Also, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
먼저, 도 1을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그에 대해서 설명한다.First, a prepreg according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a prepreg according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그는 섬유층(100) 및 섬유층(100)의 적어도 일면에 위치하는 코팅층(200)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a prepreg according to an embodiment of the present invention includes a
섬유층(100)은 섬유강화플라스틱 제조에 사용될 수 있는 다양한 강화섬유 및 섬유에 함침된 매트릭스 수지를 포함할 수 있다.The
강화섬유로는 금속 섬유, 금속화된 무기 섬유, 금속화된 합성 섬유, 유리 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 흑연 섬유, 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 미네랄 섬유, 현무암 섬유, 무기 섬유, 아라미드 섬유, 케나프 섬유, 주트 섬유, 아마 섬유, 대마 섬유, 셀룰로스 섬유, 사이잘 섬유 및 코이어 섬유 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The reinforcing fibers include metal fibers, metalized inorganic fibers, metallized synthetic fibers, glass fibers, polyester fibers, polyamide fibers, graphite fibers, carbon fibers, ceramic fibers, mineral fibers, , Kenaf fibers, jute fibers, flax fibers, hemp fibers, cellulosic fibers, sisal fibers and coarse fibers.
그리고 매트릭스 수지로는 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The matrix resin may include at least one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin.
열경화성 수지는 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 불포화 폴리에스테르 수지(unsaturated polyester resin), 비닐에스터 및 폴리우레탄 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The thermosetting resin may include at least one of an epoxy resin, a phenolic resin, a unsaturated polyester resin, a vinyl ester, and a polyurethane.
열가소성 수지는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene), 폴리에스테르(polyester), 폴리스틸렌(polystyrene), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 변성 폴리페닐렌옥사이드(modified polyphenyleneoxide), 폴리아미드6(polyamide6), 폴리아미드610(polyamide610), 폴리아미드66(polyamide66), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리아세탈(poly acetal), 폴리설폰(polysulfone), 폴리아릴설폰(polyarylsulfone), 폴리페닐설폰(polyphenylsulfone), 폴린에테르설폰(polyethersulfone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리아미드이미드(polyamideimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리4플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 및 폴리케톤(polyketone) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The thermoplastic resin may be a polypropylene, a polyethylene, a low density polyethylene, a high density polyethylene, a polyester, a polystyrene, a polyvinyl chloride, a denatured Examples of such materials include modified polyphenylene oxide, polyamide 6, polyamide 610, polyamide 66, polyphenylene sulfide, ABS (acrylonitrile butadiene styrene), polycarbonate ), Polyurethane, polybutylene terephthalate, polyacetal, polysulfone, polyarylsulfone, polyphenylsulfone, polyethersulfone, polyether sulfone, polyether sulfone, ), Polyetheretherketone, polyamideimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyetheretherketone, And may include at least one of polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyketone.
본 발명의 실시예에 따른 프리프레그의 코팅층(200)은 기재층(220) 및 기재층(220)의 양면에 각각 위치하는 제1 프라이머층(210) 및 제2 프라이머층(230)을 포함할 수 있다.The coating layer 200 of the prepreg according to an embodiment of the present invention includes a base layer 220 and a
즉, 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그는 섬유층(100), 섬유층(100) 위에 위치하는 제1 프라이머층(210), 제1 프라이머층(210) 위에 위치하는 기재층(220) 및 기재층(220) 위에 위치하는 제2 프라이머층(230)으로 형성될 수 있다.That is, the prepreg according to the embodiment of the present invention includes a
기재층(220)은 코팅층(220)의 기재가 되는 층으로서 프리프레그에 포함된 수지의 수축에 의해 발생하는 표면 요철을 완화해주는 역할을 하며, 투명 내열성 필름일 수 있다.The base material layer 220 serves as a base material of the coating layer 220 and serves to relax surface unevenness caused by shrinkage of the resin contained in the prepreg, and may be a transparent heat-resistant film.
투명 내열성 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리이미드, 아크릴, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 비닐, 폴리아미드, 설폰계, 폴리에테르에테르케톤계, 아릴레이트, 우레탄 및 폴리카보네이트 수지 중 적어도 어느 하나로 형성된 필름일 수 있다.The transparent heat-resistant film may be a film made of a thermoplastic resin such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, acrylic, polystyrene, acrylonitrile-styrene, polyethylene, polypropylene, ethylene- A polyether ether ketone type, an arylate, a urethane, and a polycarbonate resin.
제1 프라이머층(210)은 섬유층(100)과 기재층(220) 사이의 접착력을 향상시키기 위한 역할을 하는 것으로서, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 및 폴리아크릴계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
이 때, 폴리우레탄계 수지는 폴리올과 이소시아네이트계 화합물일 수 있고, 폴리올은 2관능 이상의 폴리올로서 에스테르 또는 카보네이트계 화합물을, 이소시아네이트는 지방족 이소시아네이트를 포함할 수 있으며, 사슬 연장제로서 디올이나 디아민계를 더 포함할 수 있다.In this case, the polyurethane resin may be a polyol and an isocyanate compound, the polyol may include an ester or carbonate compound as a bifunctional or higher functional polyol, an isocyanate as an aliphatic isocyanate, and a diol or a diamine as a chain extender .
폴리에스테르계 수지는 디카르복실산과 분지된 글리콜의 화합물을 포함할 수 있으며, 폴리아크릴계 수지는 메틸테트라아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 아크릴산 등의 혼합물을 포함할 수 있다.The polyester-based resin may include a compound of a dicarboxylic acid and a branched glycol, and the polyacrylic resin may include a mixture of methyltetraacrylate, methacrylate, butyl acrylate, acrylic acid, and the like.
제1 프라이머층(210)에 포함된 수지 화합물은 유리전이온도(Tg)가 20~ 100℃일 수 있다.The glass transition temperature (Tg) of the resin compound contained in the
이러한 유리전이온도를 가지는 수지 화합물을 제1 프라이머층(210)에 적용할 때 섬유층(100)과 기재층(220) 간이 접착력이 가장 우수할 수 있기 때문이다.This is because when the resin compound having such a glass transition temperature is applied to the
제2 프라이머층(230)은 프리프레그를 이용하여 섬유강화플라스틱의 성형 후 최외곽면을 구성하는 층으로서 성형된 섬유강화플라스틱의 표면을 도장하여 도장층(도시하지 않음)을 형성할 때, 코팅층(200)과 도장층과의 접착력을 향상시키기 위한 역할을 할 수 있다.When forming the coating layer (not shown) by coating the surface of the fiber-reinforced plastic formed as a layer constituting the outermost surface of the
제2 프라이머층(230)은 에틸렌비닐아세테이트, 폴리염화비닐, 폴리알파올레핀, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌비닐알코올, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에폭시 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
기재층(220) 및 기재층 양면에 위치한 제1 프라이머층(210), 제2 프라이머층(230)을 포함하는 코팅층(200)의 두께는 100~250㎛일 수 있다.The thickness of the coating layer 200 including the base layer 220 and the
이는 코팅층(200)의 두께가 100㎛ 미만인 경우 프리프레그에 포함된 수지의 수축에 의해 발생할 수 있는 표면 요철의 완화 효과가 적고 주름 유입과 같은 문제가 발생할 수 있고, 두께가 250㎛를 초과하는 경우 수지의 수축에 의해 발생할 수 있는 표면 요철 완화 효과는 우수할 수 있지만 프리프레그의 성형 공정에서 성형성이 떨어지기 때문이다.If the thickness of the coating layer 200 is less than 100 占 퐉, the effect of alleviating surface irregularities that may be caused by shrinkage of the resin contained in the prepreg is small and problems such as wrinkle inflow may occur. If the thickness exceeds 250 占 퐉 This is because the surface irregularity reducing effect that can be caused by the shrinkage of the resin can be excellent but the moldability in the molding step of the prepreg is deteriorated.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그를 이용한 섬유강화플라스틱의 제조방법에 대해서 설명한다.Next, a method for producing a fiber-reinforced plastic using a prepreg according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 실시예에 따른 섬유강화플라스틱의 제조방법은 섬유층(100)을 적층하는 단계, 적층된 섬유층(100)에 코팅층(200)을 적층하여 프리프레그를 제조하는 단계, 프리프레그를 100~200℃의 온도 및 1~10Mpa의 압력으로 경화하는 단계를 포함한다.The method for fabricating a fiber-reinforced plastic according to an embodiment of the present invention includes the steps of laminating a
섬유층(100) 및 코팅층(200)에 관한 내용은 앞서 도 1에 나타낸 실시예에 따른 프리프레그에 포함된 섬유층(100) 및 코팅층(200)과 동일한 바, 중복되는 설명은 생략한다.The
섬유층(100)은 강화 섬유 및 강화 섬유에 함침된 매트릭스 수지를 포함할 수 있고, 코팅층(200)은 기재층(220) 및 기재층(220)의 양면에 각각 위치하는 제1 프라이머층(210) 및 제2 프라이머층(230)을 포함할 수 있으며, 섬유층(100)의 표면과 제1 프라이머층(210)이 접촉되도록 하여 프리프레그를 제조할 수 있다.The
또한, 제조된 프리프레그를 100~200℃ 및 1~10Mpa의 압력으로 경화하여 제조된 섬유강화플라스틱은 최외곽면에 코팅층(200)을 포함할 수 있다.The fiber-reinforced plastic prepared by curing the prepared prepreg at a temperature of 100 to 200 ° C and a pressure of 1 to 10 Mpa may include the coating layer 200 on the outermost surface.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the structure and effect of the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, this embodiment is intended to explain the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
실시예 1Example 1
섬유층으로서 속경화형 2/2능직물(twill fabric)(F6347G-43K, 도레이첨단소재)을 라미네이터를 이용하여 6매 적층하였다.Six pieces of fast-curing type 2/2 twill fabric (F6347G-43K, Toray Advanced Material) were laminated as a fiber layer using a laminator.
다음으로, 섬유층 위에 폴리에틸렌테레프탈레이트로 형성된 기재층 양면에 각각 폴리우레탄으로 형성된 제1 프라이머층 및 폴리아크릴로 형성된 제2 프라이머층이 적층된 100㎛ 두께의 필름을 1매 적층하고 라미네이터로 합지하여 코팅층을 형성하여 코팅층이 형성된 섬유층을 포함하는 프리프레그를 제조하였다.Next, one 100 mu m-thick film laminated with a first primer layer formed of polyurethane and a second primer layer formed of polyacrylate was laminated on both sides of the base layer formed of polyethylene terephthalate on the fiber layer, and laminated with a laminator, To prepare a prepreg comprising a fibrous layer having a coating layer formed thereon.
그 후, 위아래에 두께 3mm의 SUS제 플레이트와 플레이트 사이에 제조될 섬유강화플라스틱의 두께 제어를 위해 프리프레그 두께의 80%에 해당하는 스페이서를 삽입한 후, 150℃로 가열한 프레스에 넣고 2MPa의 압력으로 눌러 5분간 성형 후 탈형하여 섬유강화플라스틱을 제조하였다.Then, to control the thickness of the fiber-reinforced plastic to be produced between the plate made of SUS having a thickness of 3 mm and the plate, a spacer corresponding to 80% of the thickness of the prepreg was inserted upside and down, Pressed for 5 minutes under pressure, and then demolded to prepare a fiber-reinforced plastic.
실시예 2Example 2
188㎛ 두께의 필름을 1매 적층하여 코팅층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유강화플라스틱을 제조하였다.A fiber-reinforced plastic was produced in the same manner as in Example 1, except that one coat of 188 탆 -thick films was laminated to form a coating layer.
실시예 3Example 3
250㎛ 두께의 필름을 1매 적층하여 코팅층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유강화플라스틱을 제조하였다.A fiber-reinforced plastic was produced in the same manner as in Example 1, except that a coating film was formed by laminating one film having a thickness of 250 탆.
비교예 1Comparative Example 1
코팅층이 생략되어 섬유층만 포함된 프리프레그를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유강화플라스틱을 제조하였다.A fiber-reinforced plastic was prepared in the same manner as in Example 1, except that the coating layer was omitted and a prepreg containing only a fiber layer was used.
비교예 2Comparative Example 2
75㎛ 두께의 필름을 1매 적층하여 코팅층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유강화플라스틱을 제조하였다.A fiber-reinforced plastic was prepared in the same manner as in Example 1, except that a 75 占 퐉 -thick film was laminated to form a coating layer.
비교예 3Comparative Example 3
300㎛ 두께의 필름을 1매 적층하여 코팅층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유강화플라스틱을 제조하였다.A fiber-reinforced plastic was produced in the same manner as in Example 1, except that a coating film was formed by laminating one film having a thickness of 300 탆.
실험예: 표면 요철의 깊이 측정Experimental Example: Measurement of surface irregularity depth
실시예 1~3 및 비교예 1~3에 따른 프리프레그를 성형하여 제조된 섬유강화플라스틱 성형품 표면에 임의로 10포인트를 지정하고 이를 Surface roughness meter(TOKYO SEIMITSU)를 이용, 스캔하여 조도 그래프를 측정하였다. 측정된 10포인트의 조도 그래프에서 마루와 골 사이의 높이를 계산하고 이의 평균치를 내어 요철의 최종 깊이를 산출하였다.10 points were arbitrarily set on the surface of the fiber-reinforced plastic article produced by molding the prepreg according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, and the surface roughness meter (TOKYO SEIMITSU) was used to scan the roughness graph . The height between the floor and the valley was calculated from the measured 10 points of the illuminance graph, and the average value of the height was calculated to calculate the final depth of the unevenness.
이에 따른 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The results are shown in Table 1 below.
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1~3과 같이 표면에 100~250㎛ 두께의 코팅층을 형성한 프리프레그를 이용하여 섬유강화플라스틱을 제조한 경우 표면 요철의 깊이가 현저히 감소한 반면에 코팅층을 생략한 비교예 1, 코팅층의 두께가 100㎛ 미만인 비교예 2의 경우 섬유강화플라스틱의 표면 요철 깊이가 깊어 표면 결함이 발생한 것을 확인할 수 있었고, 코팅층의 두께가 250㎛를 초과하는 경우 요철부에 미세기공이 발생하여 섬유강화플라스틱이 제대로 제조되지 못하는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, when the fiber-reinforced plastic was produced by using the prepreg having the coating layer of 100 to 250 탆 in thickness on the surface as in Examples 1 to 3, the depth of the surface irregularities was remarkably decreased, but the coating layer was omitted In Comparative Example 1 in which the thickness of the coating layer was less than 100 占 퐉, it was confirmed that the surface irregularities of the fiber-reinforced plastic were deep and the surface defects were generated. When the thickness of the coating layer was more than 250 占 퐉, It was confirmed that the fiber-reinforced plastic could not be manufactured properly.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 및 이를 이용한 섬유강화플라스틱의 제조방법에 따르면, 공정이 단순하면서도 표면 결함이 없는 섬유강화플라스틱 제조가 가능하다.As described above, according to the prepreg according to the embodiment of the present invention and the method for manufacturing a fiber-reinforced plastic using the same, it is possible to manufacture a fiber-reinforced plastic having a simple process but no surface defects.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
100: 섬유층
200: 코팅층
220: 기재층
210: 제1 프라이머층
230: 제2 프라이머층100: fiber layer 200: coating layer
220: Base layer 210: First primer layer
230: second primer layer
Claims (7)
상기 섬유층 위에 위치하는 코팅층을 포함하고,
상기 코팅층은 상기 섬유층 위에 위치하는 제1 프라이머층 및 상기 제1 프라이머층 위에 위치하는 기재층을 포함하며,
상기 제1 프라이머층은 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 폴리아크릴계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 프리프레그.A fiber layer comprising reinforcing fibers and a matrix resin, and
And a coating layer disposed on the fibrous layer,
Wherein the coating layer comprises a first primer layer located on the fibrous layer and a substrate layer located on the first primer layer,
Wherein the first primer layer comprises at least one of a polyurethane, a polyester, and a polyacrylic resin.
상기 코팅층은 상기 기재층 위에 위치하는 제2 프라이머층을 더 포함하며,
상기 제2 프라이머층은 에틸렌비닐아세테이트, 폴리염화비닐, 폴리알파올레핀, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌비닐알코올, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에폭시 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 프리프레그.The method of claim 1,
Wherein the coating layer further comprises a second primer layer located over the substrate layer,
Wherein the second primer layer comprises a prepreg containing at least one of ethylene vinyl acetate, polyvinyl chloride, polyalphaolefin, polyacrylic, polyurethane, polyester, polyamide, ethylene vinyl alcohol, polyethylene, polypropylene, .
상기 기재층은 투명 내열성 필름일 수 있고,
상기 투명 내열성 필름은 투명 내열성 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리이미드, 아크릴, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 비닐, 폴리아미드, 설폰계, 폴리에테르에테르케톤계, 아릴레이트, 우레탄 및 폴리카보네이트 수지 중 적어도 어느 하나로 형성된 필름인 프리프레그.3. The method of claim 2,
The base layer may be a transparent heat-resistant film,
The transparent heat-resistant film of the present invention is preferably a transparent heat-resistant film which is a film formed of at least one material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, acrylic, polystyrene, acrylonitrile-styrene, polyethylene, polypropylene, Amide, sulfone, polyether ether ketone, arylate, urethane and polycarbonate resin.
상기 코팅층의 두께는 100~250㎛인 프리프레그.3. The method of claim 2,
Wherein the thickness of the coating layer is 100 to 250 占 퐉.
상기 섬유층에 코팅층을 적층하여 프리프레그를 제조하는 단계, 및
상기 프리프레그를 100~200℃ 온도 및 1~10MPa의 압력으로 경화하는 단계를 포함하며,
상기 코팅층은 상기 섬유층 위에 위치하는 제1 프라이머층 및 상기 제1 프라이머층 위에 위치하는 기재층을 포함하며,
상기 제1 프라이머층은 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 폴리아크릴계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 섬유강화플라스틱의 제조방법.Laminating a fiber layer comprising reinforcing fibers and a matrix resin,
Laminating a coating layer on the fibrous layer to produce a prepreg, and
Curing the prepreg at a temperature of 100 to 200 DEG C and a pressure of 1 to 10 MPa,
Wherein the coating layer comprises a first primer layer located on the fibrous layer and a substrate layer located on the first primer layer,
Wherein the first primer layer comprises at least one of a polyurethane, a polyester, and a polyacrylic resin.
상기 코팅층은 상기 기재층 위에 위치하는 제2 프라이머층을 더 포함하며,
상기 제2 프라이머층은 에틸렌비닐아세테이트, 폴리염화비닐, 폴리알파올레핀, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에틸렌비닐알코올, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에폭시 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 섬유강화플라스틱의 제조방법.The method of claim 5,
Wherein the coating layer further comprises a second primer layer located over the substrate layer,
Wherein the second primer layer is a fiber reinforced material comprising at least one of ethylene vinyl acetate, polyvinyl chloride, polyalphaolefin, polyacrylic, polyurethane, polyester, polyamide, ethylene vinyl alcohol, polyethylene, polypropylene and epoxy resin Method of manufacturing plastic.
상기 코팅층의 두께는 100~250㎛인 섬유강화플라스틱의 제조방법.The method of claim 6,
Wherein the thickness of the coating layer is 100 to 250 占 퐉.
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