KR20190075567A - 섬유 복합체의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상하 방향으로 다공성의 도전성 섬유 시트들이 설정 개수 적층된 구조를 가지는 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침시켜서 섬유 복합체를 제조하되, 상기 함침된 비도전성 수지의 양을 변화시키면서, 상기 섬유 복합체의 섬유 충진율과 상기 섬유 복합체의 전기 저항 정보를 데이터베이스(DB) 구축하는 단계, 상기 도전성 섬유 시트들의 밀도 및 질량, 상기 비도전성 수지의 밀도 및 질량, 상기 섬유 복합체의 부피를 이용하여, 상기 섬유 복합체의 공극을 계산하고, 상기 섬유 복합체의 공극과 상기 전기 저항 정보를 상기 데이터베이스에 추가적으로 구축하는 단계, 상기 섬유 시트 구조체와 동일한 구조를 가지는 테스트용 섬유 시트 구조체를 준비하는 단계, 상기 테스트용 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침하여, 테스트용 섬유 복합체를 제조하는 단계, 상기 테스트용 섬유 복합체의 전기 저항을 측정하여, 상기 테스트용 섬유 복합체의 섬유 충진율을 추정하는 단계 및 상기 측정된 전기 저항을 이용하여 상기 테스트용 섬유 복합체의 공극을 추정하는 단계를 포함하는, 섬유 복합체의 제조방법을 제공한다.
따라서, 섬유 복합체의 섬유 충진율 및 공극율을 이미 구축되어 있는 데이터 베이스와 비교함으로써, 섬유 복합체를 제조할 때마다 제조 완료 후 섬유 충진율 및 공극율을 별도의 측정을 통해 확인해야 하는 불편을 덜 수 있다.
따라서, 섬유 복합체의 섬유 충진율 및 공극율을 이미 구축되어 있는 데이터 베이스와 비교함으로써, 섬유 복합체를 제조할 때마다 제조 완료 후 섬유 충진율 및 공극율을 별도의 측정을 통해 확인해야 하는 불편을 덜 수 있다.
Description
본 발명은 섬유 복합체의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 섬유 복합체의 섬유 충진율 및 공극율을 추정할 수 있는 섬유 복합체의 제조방법에 관한 것이다.
VARTM 공정을 이용한 종래의 복합재료 성형방법은 이형제가 도포된 금형 위에 섬유 직조물들을 적층시킨 다음, 실링테이프, 진공 백 필름 및 진공공급라인 등을 사용하여 진공을 걸어 수지 공급라인으로부터 공급되는 액상 수지를 적층된 섬유 직조물의 표면을 따라 수평방향으로 이송하면서 이송된 액상 수지를 직물에 함침시키는 성형방법이 주로 사용되어 왔다.
그러나, 상기 종래의 복합재료 성형방법은 액상수지를 적층된 섬유 직조물의 표면을 따라 수평방향으로 이송하면서 섬유 직조물의 상하방향으로 직물내에 액상수지가 함침되는 과정이 필요하기 때문에 성형공정 시간이 길고, 잉여수지의 배출이 많고, 특히 액상수지의 이송거리가 길어질수록 액상수지의 이송속도 저하로 인해 성형제품(복합재료)내 수지 함침 균일도가 떨어져 품질이 저하되는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 진공 백 필름 등과 같은 부자재의 사용을 최소화하여 성형 준비시간을 단축시킨 복합재료 성형방법이 제안되고 있다. 하지만 이러한 성형방법도 복합재료에 포함되어 있는 섬유의 양이나 공극의 양을 파악하는 것은 불가능하여 복합재료의 균일도나 강도를 정확히 알기는 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 섬유 복합체의 섬유 충진율 및 공극율을 추정할 수 있는 섬유 복합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상하 방향으로 다공성의 도전성 섬유 시트들이 설정 개수 적층된 구조를 가지는 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침시켜서 섬유 복합체를 제조하되, 상기 함침된 비도전성 수지의 양을 변화시키면서, 상기 섬유 복합체의 섬유 충진율과 상기 섬유 복합체의 전기 저항 정보를 데이터베이스(DB) 구축하는 단계, 상기 도전성 섬유 시트들의 밀도 및 질량, 상기 비도전성 수지의 밀도 및 질량, 상기 섬유 복합체의 부피를 이용하여, 상기 섬유 복합체의 공극을 계산하고, 상기 섬유 복합체의 공극과 상기 전기 저항 정보를 상기 데이터베이스에 추가적으로 구축하는 단계, 상기 섬유 시트 구조체와 동일한 구조를 가지는 테스트용 섬유 시트 구조체를 준비하는 단계, 상기 테스트용 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침하여, 테스트용 섬유 복합체를 제조하는 단계, 상기 테스트용 섬유 복합체의 전기 저항을 측정하여, 상기 테스트용 섬유 복합체의 섬유 충진율을 추정하는 단계 및 상기 측정된 전기 저항을 이용하여 상기 테스트용 섬유 복합체의 공극을 추정하는 단계를 포함하는, 섬유 복합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 상하 방향으로 다공성의 도전성 섬유 시트들이 설정 개수 적층된 구조를 가지는 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침시켜서 섬유 복합체를 제조하되, 상기 함침된 비도전성 수지의 양을 변화시키면서, 상기 섬유 복합체의 섬유 충진율과 상기 섬유 복합체의 전기 저항 정보를 데이터베이스(DB) 구축하는 단계, 상기 섬유 복합체의 전체 또는 일부를 분리하여 광학적 방법으로 상기 섬유 복합체의 공극을 계산하고, 상기 섬유 복합체의 공극과 상기 전기 저항 정보를 상기 데이터베이스에 추가적으로 구축하는 단계, 상기 섬유 시트 구조체와 동일한 구조를 가지는 테스트용 섬유 시트 구조체를 준비하는 단계, 상기 테스트용 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침하여, 테스트용 섬유 복합체를 제조하는 단계, 상기 테스트용 섬유 복합체의 전기 저항을 측정하여, 상기 테스트용 섬유 복합체의 섬유 충진율을 추정하는 단계 및 상기 측정된 전기 저항을 이용하여 상기 테스트용 섬유 복합체의 공극을 추정하는 단계를 포함하는 섬유 복합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 섬유 복합체의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제조된 섬유 복합체의 섬유 충진율 및 공극율을 추정할 수 있기 때문에, 별도 측정을 통해 섬유 충진율 및 공극율을 확인해야 하는 불편을 덜 수 있다.
둘째, 요구되는 섬유 충진율과 공극율을 가지는 섬유 복합체 제조를 위해 수지의 공급을 제어할 수 있다.
셋째, 섬유 충진율을 높이고 공극율을 최소화함으로써, 비행기 동체 및 날개와 같은 가볍고 단단한 소재를 필요로 하는 분야에의 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 복합체 제조장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 섬유 복합체 제조장치의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬유 복합체 제조장치의 단면도이다.
도 4는 섬유 충진율과 전기 저항과의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 5는 공극율과 전기 저항과의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 6은 섬유 충진율, 전기 저항 및 공극율의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 섬유 복합체 제조장치의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬유 복합체 제조장치의 단면도이다.
도 4는 섬유 충진율과 전기 저항과의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 5는 공극율과 전기 저항과의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 6은 섬유 충진율, 전기 저항 및 공극율의 관계를 나타내는 개념도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 복합체의 제조 시, 섬유 복합체의 섬유 충진율 및 공극율을 추정하기 위해서는, 이하 설명할 추정 방법의 각 단계를 거친다. 다만 이러한 각 단계를 거치기 위해서는 자료 수집을 위한 섬유 복합체 제조 장치가 필요한바, 상기 장치에 대해 먼저 살펴본다.
상기 섬유 복합체 제조장치(100)는, 저항측정 모듈(120), 밀봉부재(130) 및 비도전성 수지(140)를 포함한다. 상기 밀봉부재(130) 내에는 섬유 복합체용 도전성 섬유 시트들(110)이 삽입되고, 상기 저항 측정 모듈(120)이 상기 도전성 섬유 시트들(110)에 전기적으로 연결된다.
상기 도전성 섬유 시트들(110)은 제1도전성 섬유 시트(111), 제2도전성 섬유 시트(112), 제3도전성 섬유 시트(113)를 포함한다. 상기 제1도전성 섬유 시트(111), 상기 제2도전성 섬유 시트(112) 및 상기 제3도전성 섬유 시트(113)는 동일한 탄소 섬유 시트로 형성된다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 변경이 가능하다. 상기 도전성 시트들(110)은 세 개의 도전성 시트들로 형성되어 있지만 이는 일 실시예에 불과하다. 따라서 상기 도전성 섬유 시트들(110)은 이에 한정되지 않고 적어도 두 개 이상의 도전성 섬유 시트들이 적층되는 형태로 변경이 가능하다. 다만 적층되는 도전성 섬유 시트들의 개수에 따라 도전성 섬유 시트들 사이의 전기 저항이 달라진다. 따라서 도전성 섬유 시트들의 개수가 변경되면, 변경된 상태의 저항을 알기 위해 변경된 상태에서 저항을 다시 측정해야 한다.
상기 저항측정 모듈(120)은 제1도전성 라인(121) 및 제2도전성 라인(122)을 포함한다. 상기 제1도전성 라인(121)은 상기 제1도전성 섬유 시트(111)의 후방 단부에 전기적으로 연결되고, 제2도전성 라인(122)은 상기 제3도전성 섬유 시트(113)의 후방 단부에 전기적으로 연결된다. 상기 제1도전성 라인(121) 및 상기 제2도전성 라인(122)은 각각 상기 제어부(123)와 전기적으로 연결된다.
상기 제어부(123)는 상기 제1도전성 라인(121) 및 상기 제2도전성 라인(122)과 각각 전기적으로 연결된다. 상기 제어부(123)는 상기 도전성 섬유 시트들(110)이 공급되는 상기 비도전성 수지(140)에 모두 함침 되었을 때, 상기 도전성 섬유 시트들(110)과 상기 비도전성 수지(140)로 형성되는 섬유 복합체의 저항을 측정한다. 상기 측정된 저항값을 상기 도전성 섬유 시트들(110)만 존재할 때의 저항값과 비교한다.
충진된 상기 비도전성 수지(140)는 유입되는 양을 별도의 계측기를 이용하여 측정한다. 하지만, 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 질량은 사전에 파악이 가능하고, 최종적으로 제조된 상기 섬유 복합체의 질량도 파악이 가능하기 때문에, 상기 섬유 복합체의 질량에서 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 질량을 빼서, 상기 충진된 비도전성 수지(140)의 질량을 계산할 수도 있다. 이로부터, 상기 섬유 복합체 질량에 대한 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 상대 질량인 섬유 충진율을 계산한다. 또한 상기 질량에 기초한 충진율 계산 외에 부피에 기초하여 충진율을 계산할 수도 있다. 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 밀도는 사전에 파악이 가능하고, 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 질량을 밀도로 나눈 값이 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 부피가 된다. 최종적으로 제조된 상기 섬유 복합체의 부피도 파악이 가능하기 때문에, 상기 섬유 복합체의 부피에서 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 부피를 빼서, 상기 충진된 비도전성 수지(140)의 부피를 계산할 수도 있다. 이로부터, 상기 섬유 복합체 부피에 대한 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 상대 부피를 계산하여 섬유 충진율을 계산한다. 그리고 상기 섬유 충진율과 상기 저항 측정 모듈(120)로 계측된 전기 저항을 매칭하여 데이터베이스(DB)에 저장한다.
또한, 상기 도전성 섬유 시트들(110) 및 상기 비도전성 수지(140)의 밀도는 재료의 기본 데이터로부터 파악된다. 상기 도전성 섬유 시트들(110)과 상기 비도전성 수지(140) 각각의 밀도 및 질량을 이용하여 각각의 부피를 계산하고, 측정된 상기 섬유 복합체의 부피와 비교하여, 상기 섬유 복합체의 공극율(전체 부피에 대하여 공극의 부피의 상대 비율)을 계산한다. 상기 공극율과 상기 저항 측정 모듈(120)로 계측된 전기 저항을 매칭하여 상기 데이터베이스(DB)에 추가적으로 저장한다. 이로부터, 상기 데이터베이스(DB)에는 상기 공극율, 상기 섬유 충진율 및 상기 전기 저항 사이의 매칭 데이터가 저장된다.
상기 도전성 시트들(110)은 동일하게 유지한 상태에서, 상기 비도전성 수지(140)의 양을 변화시키면서, 상기의 추정 방법을 이용하여 상기 공극율, 상기 섬유 충진율 및 상기 전기 저항 사이의 매칭 데이터들을 저장한다. 다만, 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 물성, 크기, 질량 등이 변경되거나, 상기 비도전성 수지의 물성 등이 변경될 경우, 새로운 공극율, 섬유 충진율 및 전기 저항 사이의 매칭 데이터들이 구축되어야 한다.
다만, 상기 공극율의 추정은, 밀도, 질량, 부피 정보를 이용하여 수행되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 섬유 복합체의 일부(전부도 가능)를 분리한 후, 광학적(또는 시각적) 방법을 이용하여 공극양을 측정하고, 이로부터 섬유 복합체의 공극율을 추정할 수도 있다. 상기 광학적 방법으로는 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진을 이용할 수도 있는데, 공극율의 계산은 작업자의 수동으로도 가능하고, 프로그램을 이용한 자동 계산도 가능하다.
상기 비도전성 수지(140)는, 액상 수지에 경화제를 섞은 후부터 크로스링킹(Crosslinking)이 일어나기 전 상태로 존재하는 경우, 크로스링킹이 일어나면서 겔(Gel)화가 되는 상태로 존재하는 경우 및 완전히 경화된 상태로 존재하는 경우의 세 가지 상태로 존재할 수 있다. 본 발명에서는 상기 비도전성 수지(140)에 경화제를 섞은 후부터 크로스링킹이 일어나기 전 상태로 존재하는 경우에 실험을 진행한다. 상기 크로스링킹이 일어나기 전 상태에서는 상기 비도전성 수지(140)가 액상으로 존재하므로 공급을 컨트롤 할 수 있어서, 요구되는 섬유 충진율이나 공극율을 충족하도록 상기 비도전성 수지(140)의 양을 조절하기 유리하다는 장점이 있다. 하지만 본 발명은, 이에 한정되지 않고 상기 비도전성 수지(140)에 크로스링킹이 일어나면서 겔화가 되는 상태로 존재하는 경우 및 상기 비도전성 수지(140) 전부가 완전히 경화된 상태로 존재하는 경우에도 상기 섬유 충진율 및 공극율의 측정이 가능하다. 다만 상기 SEM 사진을 이용하여 공극양을 측정하는 경우에는, 상기 비도전성 수지(140)에 크로스링킹이 일어나기 전일 경우나, 크로스링킹이 일어나면서 겔화가 진행되는 경우에는 유동성으로 인하여 공극양 측정이 곤란하므로 상기 비도전성 수지(140) 전부가 완전히 경화된 상태에서 공극양을 측정한다.
상기 밀봉부재(130)는 상기 도전성 섬유 시트들(110)을 밀봉 시킬 때, 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 길이 방향을 따라 상호 마주하는 유입구와 유출구가 형성 되도록 밀봉한다. 따라서 상기 비도전성 수지(140)는 상기 밀봉부재(130)에 형성된 상기 유입구를 통해 공급되는데, 상기 비도전성 수지(140)가 상기 밀봉부재(130) 내부로 공급되기 위해서 상기 유입구에 수지 공급튜브(131)가 연결되어 있다. 즉, 상기 비도전성 수지(140)는 상기 수지공급튜브(131)를 통해 상기 밀봉부재(130)의 내부로 공급되는 것이다. 또한 상기 저항 측정 모듈(120)로 측정된 저항값을 모니터링하고 이에 근거하여 상기 비도전성 수지(140)의 공급을 늘리거나 줄이는 방식으로 제어할 수 있다.
상기 비도전성 수지(140)는 상온 경화형 저점도 에폭시(Epoxy) 수지로 형성된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 변경이 가능하다. 상기 비도전성 수지(140)는 상기 섬유 복합체에서 상기 도전성 섬유 시트들(110)의 전기적 연결을 방해하여 저항을 증가시킨다. 상기 비도전성 수지(140)의 충진은 브이에이알티엠(VARTM) 성형법으로 수행된다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 변경이 가능하다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬유 복합체 제조장치(200)는 저항측정 모듈(220), 밀봉부재(230) 및 비도전성 수지(240)를 포함한다. 상기 밀봉부재(130) 내에는 섬유 복합체용 도전성 섬유 시트들(110)이 삽입되고, 상기 저항 측정 모듈(120)이 상기 도전성 섬유 시트들(110)에 전기적으로 연결된다.
도 3에 도시된 섬유 복합체 제조장치(200)는 도 2의 실시예에 따른 섬유 복합체 제조 장치(100)와 비교할 때, 상기 비도전성 수지(240)의 함침 양에 차이가 있다. 상기 비도전성 수지(240)는 도 2의 비도전성 수지(140)의 함침 양과 비교할 때 더 적은 양이 함침되어 있다. 이는 상기 섬유 복합체의 전기 전도성에 영향을 미친다. 상기 비도전성 수지(240)가 도 2의 비도전성 수지(140)보다 적은 양이 함침되어 있으므로 상기 도전성 섬유 시트들(210) 사이의 전기적 연결을 방해하는 힘이 적어서 도 2의 실시예에 따른 장치(100)에서보다 전기 저항이 줄어들게 된다.
도 4를 참조하면, 도 4는 섬유 충진율에 따른 전기 저항의 변화를 나타내는 그래프이다. 상기 그래프에 따르면 섬유 충진율이 증가할수록 전기 저항은 줄어드는 것을 알 수 있다. 이는 상기 도 3의 예에서도 설명한 바와 같이, 동일한 양의 도전성 섬유 시트들에 비도전성 수지가 함침될 경우 함침되는 수지의 양이 감소하면, 즉 섬유 충진율이 증가하면, 상기 비도전성 수지가 상기 도전성 섬유 시트들 사이의 전기적 연결을 방해하는 양이 감소함으로써 전기 저항이 줄어들게 된다. 반대로 함침된 수지의 양이 증가하면, 즉 섬유 충진율이 감소하면, 상기 비도전성 수지가 상기 도전성 섬유 시트들 사이의 전기적 연결을 방해하는 양이 증가함으로써 전기 저항이 증가하게 된다.
도 5를 참조하면, 도 5는 공극 양에 따른 전기 저항의 변화를 나타내는 그래프이다. 상기 그래프에 따르면 공극 양이 증가할수록 전기 저항은 늘어나는 것을 알 수 있다. 공극은 비도전성 부분이다. 따라서 공극 양이 증가함에 따라 공극 부분이 도전성 섬유 시트들 사이의 전기적 연결을 방해함으로써 전기 저항이 증가하는 것을 알 수 있다. 반대로 공극 부분이 감소하면 도전성 섬유 시트들 사이의 전기적 연결이 활발해져서, 즉 전기 저항이 감소해서 전기적 네트워크 형성이 원활하게 된다.
도 6을 참조하면 도 6은 섬유 충진율, 공극 양 및 전기 저항의 관계를 나타내는 그래프이다. 앞서 설명했듯이 섬유 충진율이 증가하면 전기 저항은 감소한다, 또한 전기 저항이 감소하면 공극 양도 감소한다. 도 6의 그래프에서 특정한 섬유 충진율 값에서 여러 가지 전기 저항 또는 공극 양이 나타나는 것은 충진된 수지의 밀도가 다르기 때문으로 볼 수 있다. 충진되는 수지의 밀도가 낮을수록 섬유에 충진되는 수지의 양은 늘어나고, 충진되는 수지의 밀도가 높을수록 섬유에 충진되는 수지의 양은 감소한다. 따라서 도 6의 그래프 상에서 특정한 섬유 충진율 값에 대한 공극 양이 적은 것일수록 충진되는 수지의 밀도가 높다는 것을 알 수 있다.
이하에서는 섬유 복합체의 제조 시, 섬유 복합체의 섬유 충진율 및 공극율을 추정하는 방법을 설명한다.
먼저 섬유 충진율과 공극율에 대한 정보를 얻고자 하는 테스트용 섬유 복합체의 측정값과 비교해서 기준이 될 수 있는 데이터베이스를 구축한다. 상기 데이터베이스는 섬유 복합체의 섬유 충진율과 상기 섬유 복합체의 전기 저항의 관계에 대한 정보를 포함한다. 또한 상기 데이터베이스는 상기 섬유 복합체의 공극율과 상기 섬유 복합체의 전기 저항의 관계에 대한 정보를 포함한다. 데이터베이스를 구축하는 방법은 상기 도 1의 섬유 복합체 제조장치(100)를 이용해서 데이터베이스를 구축하는 방법과 유사한바, 설명을 생략한다.
다음으로 도전성 섬유 시트들을 적층하여 테스트용 섬유 시트 구조체를 준비한다. 상기 섬유 시트 구조체에 브이에이알티엠 성형법을 이용하여 수지를 함침시킴으로써 테스트용 섬유 복합체를 제조한다. 상기 제조된 테스트용 섬유 복합체의 전기 저항을 측정하고, 이미 구축된 데이터베이스값과 비교하여 섬유 충진율과 공극율을 추정한다. 상기 섬유 충진율 및 상기 공극율을 추정한 후에, 비도전성 수지의 공급을 제어함으로써, 또 다른 섬유 충진율 및 공극율을 추정할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 요구되는 섬유 충진율과 공극율을 가지도록 비도전성 수지의 투입량을 제어할 수 있다. 즉, 요구되는 섬유 충진율과 공극율이 주어지면, 이에 대응되는 전기 저항값이 데이터베이스로부터 도출된다. 따라서, 작업자가 비도전성 수지를 주입하면서, 도출된 전기 저항값이 측정되면 상기 비도전성 수지의 투입을 중지하면 된다.
또한, 상기 섬유 충진율과 상기 공극율은 상기 비도전성 수지의 경화가 완료된 후를 기준으로 하여 추정될 수도 있고, 경화가 진행되기 전이나 경화가 진행되는 중에도 추정될 수 있다. 이 경우, 경화가 완료된 후의 전기 저항값과 차이가 있을 수 있지만, 상기에서 설명한 상기 데이터베이스(DB)의 구축 방법을 이용하여 다양한 경화 정도를 고려한 데이터베이스(DB)를 추가할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200: 섬유 복합체의 충진율 및 공극율을 측정하기 위한 장치
110, 210: 도전성 섬유 시트들 111, 211: 제1도전성 섬유 시트
112, 212: 제2도전성 섬유 시트 113, 213: 제3도전성 섬유 시트
120, 220: 제어모듈 121, 221: 제1도전성 라인
122, 222: 제2도전성 라인 123, 223: 제어부
130, 230: 밀봉부재 131, 231: 수지공급튜브
132, 232: 진공흡입튜브 140, 240: 비도전성 수지
110, 210: 도전성 섬유 시트들 111, 211: 제1도전성 섬유 시트
112, 212: 제2도전성 섬유 시트 113, 213: 제3도전성 섬유 시트
120, 220: 제어모듈 121, 221: 제1도전성 라인
122, 222: 제2도전성 라인 123, 223: 제어부
130, 230: 밀봉부재 131, 231: 수지공급튜브
132, 232: 진공흡입튜브 140, 240: 비도전성 수지
Claims (10)
- 상하 방향으로 다공성의 도전성 섬유 시트들이 설정 개수 적층된 구조를 가지는 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침시켜서 섬유 복합체를 제조하되, 상기 함침된 비도전성 수지의 양을 변화시키면서, 상기 섬유 복합체의 섬유 충진율과 상기 섬유 복합체의 전기 저항 정보를 데이터베이스(DB) 구축하는 단계;
상기 도전성 섬유 시트들의 밀도 및 질량, 상기 비도전성 수지의 밀도 및 질량, 상기 섬유 복합체의 부피를 이용하여, 상기 섬유 복합체의 공극을 계산하고, 상기 섬유 복합체의 공극과 상기 전기 저항 정보를 상기 데이터베이스에 추가적으로 구축하는 단계;
상기 섬유 시트 구조체와 동일한 구조를 가지는 테스트용 섬유 시트 구조체를 준비하는 단계;
상기 테스트용 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침하여, 테스트용 섬유 복합체를 제조하는 단계;
상기 테스트용 섬유 복합체의 전기 저항을 측정하여, 상기 테스트용 섬유 복합체의 섬유 충진율을 추정하는 단계; 및
상기 측정된 전기 저항을 이용하여 상기 테스트용 섬유 복합체의 공극을 추정하는 단계를 포함하는, 섬유 복합체의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 도전성 섬유 시트들은 탄소섬유 시트들로 형성되는, 섬유 복합체의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 비도전성 수지는 에폭시 수지로 형성되는, 섬유 복합체의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 섬유 복합체의 제조는 브이에이알티엠(VARTM) 성형법으로 수행되는, 섬유 복합체의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 섬유 충진율 및 상기 공극율 추정한 후, 이에 근거하여 상기 비도전성 수지의 공급을 제어하는 단계를 더 포함하는, 섬유 복합체의 제조방법. - 상하 방향으로 다공성의 도전성 섬유 시트들이 설정 개수 적층된 구조를 가지는 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침시켜서 섬유 복합체를 제조하되, 상기 함침된 비도전성 수지의 양을 변화시키면서, 상기 섬유 복합체의 섬유 충진율과 상기 섬유 복합체의 전기 저항 정보를 데이터베이스(DB) 구축하는 단계;
상기 섬유 복합체의 전체 또는 일부를 분리하여 광학적 방법으로 상기 섬유 복합체의 공극을 계산하고, 상기 섬유 복합체의 공극과 상기 전기 저항 정보를 상기 데이터베이스에 추가적으로 구축하는 단계;
상기 섬유 시트 구조체와 동일한 구조를 가지는 테스트용 섬유 시트 구조체를 준비하는 단계;
상기 테스트용 섬유 시트 구조체에 비도전성 수지를 함침하여, 테스트용 섬유 복합체를 제조하는 단계;
상기 테스트용 섬유 복합체의 전기 저항을 측정하여, 상기 테스트용 섬유 복합체의 섬유 충진율을 추정하는 단계; 및
상기 측정된 전기 저항을 이용하여 상기 테스트용 섬유 복합체의 공극을 추정하는 단계를 포함하는, 섬유 복합체의 제조방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 도전성 섬유 시트들은 탄소섬유 시트들로 형성되는, 섬유 복합체의 제조방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 비도전성 수지는 에폭시 수지로 형성되는, 섬유 복합체의 제조방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 섬유 복합체의 제조는 브이에이알티엠(VARTM) 성형법으로 수행되는, 섬유 복합체의 제조방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 섬유 충진율 및 상기 공극율 추정한 후, 이에 근거하여 상기 비도전성 수지의 공급을 제어하는 단계를 더 포함하는, 섬유 복합체의 제조방법.
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