KR20190087584A - 섬유 프리폼의 자동화된 제조 - Google Patents

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KR20190087584A
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사무엘 힐
리카도 모라글리아
세바스티안 그레버
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사이텍 인더스트리스 인코포레이티드
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Abstract

공구 표면(12) 상에 섬유 프리폼을 제조하는 자동화된 제조 방법으로서, 이러한 섬유 프리폼은 수지 주입법을 통해 액상 수지를 수용한다. 소량의 방사선 흡수 재료를 함유하는 일회용 층(15)이 건조 섬유 재료(11)의 제 1 플라이가 자동화된 배치 이전에 공구 표면 상에 배치된다. 제 1 플라이의 접합을 향상시키기 위해 폴리머 또는 수지 바인더(16)의 입자가 일회용 층(15)의 노출된 표면 상에 도포된다. 건조 섬유 재료(11)는 자동화된 배치 방법에 의해 공구 표면 상에 적층될 수 있는 연장된 좁은 폭의 섬유 테이프 또는 넓은 폭의 직물일 수 있다. 일회용 층(15)은 가요성 폴리머 필름, 이형 필름, 박리 플라이 또는 폴리머-코팅 유리 직물의 형태일 수 있다.

Description

섬유 프리폼의 자동화된 제조
3차원 복합체 부품은 섬유 강화 폴리머 매트릭스로 형성될 수 있다. 이러한 부품은 다른 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 그 중 하나는 액상 수지 주입법이다. 수지 전달 몰딩(Resin Transfer Molding, RTM) 및 VARTM은 섬유 프리폼(preform)에 액상 수지를 주입 또는 주사하는 제조 공정의 예이다. 섬유 프리폼은 수지 주입 공정 중에 수지가 완전히 주입되거나 함침될 수 있을 정도로 다공성이다. 이러한 방법의 예시적인 적용예는 항공기 날개 스킨 및 동체를 포함한다.
RTM 공정 중 섬유 프리폼은 밀폐된 몰드 공동에 배치되고, 수지는 압력하에 공동 내에 주사된다. 프리폼이 있는 몰드는 종종 진공 상태로 놓여 진공이 프리폼의 모든 공기를 제거하고 RTM 공정의 속도를 높인다. 액상 수지가 몰드 공동을 채우면, 수지가 경화되어 복합체 부품이 형성된다. VARTM은 RTM과 유사하지만 일반적으로 한쪽 면의 도구가 진공 포장과 함께 사용되며, 진공은 액상 수지를 프리폼쪽으로 당긴다. 이러한 기술은 매우 복잡한 모양의 구조적 부품을 제조하는데 적합하다.
전통적으로, 액체 몰딩을 통해 복합체 부품을 형성하기 위한 건조 섬유 프리폼은 수동 적층 공정에 의해 제조되며, 여기서 건조 섬유 재료의 중첩된 층들은 실질적으로 복합체 부품의 모양을 정의하는 공구 위에 적층된다. 섬유 재료의 층은 수지로 미리 함침되지 않은 부직포 또는 직물, 예를 들어 비굴곡 직물(non-crimped fabric, NCF)의 형태일 수 있다. 공구 위에 층을 적층할 때 작업자는 주름이나 브리지(bridge)가 생기지 않고 층이 공구의 모양을 잘 따르도록 주의해야 한다. 이러한 수동 공정은 힘들고 느리다.
복합체 부품을 제조하기 위한 또 다른 제조 방법은 프리프레그(prepreg) 적층 공정으로서, 수지 함침된 복합체 재료의 층이 공구 표면상의 적층 배열로 다른 층 위에 적층되어, 복합체 부품의 모양을 구현할 수 있다. 이어서 복합체 층의 적층체는 강화되고 경화되어 경화된 복합체 부품을 생성한다. ATL(Automated Reinforcement Laying) 및 AFP(Automated Fiber Placement)와 같은 자동화된 배치 방법은 경화 가능한 프리프레그 부품을 층층이 쌓아 올리는 데 이용되었다. ATL 또는 AFP 공정은 "플라이(ply)"라고 하는 큰 치수의 층을 생성하기 위해 공구 표면 상에 복합체 재료의 복수의 폭이 좁은 편평한 스트립을 차례로 자동으로 분배하는 것을 포함한다. 추가의 플라이는 이전에 배치된 플라이 위에 순차적으로 형성되어 원하는 두께의 적층체를 생성한다. "프리프레그 테이프"라고도 불리는 복합체 재료의 각 스트립은 수지 또는 폴리머 재료가 함침된 강화 섬유로 구성된다. 강화 섬유는 경화시에 경화되는 열경화성 수지로 함침되거나 또는 열로 원하는 모양으로 성형될 수 있는 열가소성 매트릭스 내에 매립되는 단방향 탄소 섬유일 수 있다. "단방향"이란 용어는 한 방향으로 정렬하는 것을 의미한다. 이러한 미리 함침된 섬유는 일반적으로 상온에서 끈적거리거나 또는 수지 또는 폴리머의 연화 또는 용융 온도 또는 그 이상으로 가열될 때 그렇게 된다. 이 자동화된 배치 방법은 고속으로 수행되며 일반적으로 최종 복합체 부품의 모양을 구현하는 선택된 공구 표면의 표면에 대응하는 다양한 구성으로 프리프레그 테이프를 적층할 수 있다.
ATL 또는 AFP 머신은 일반적으로 섬유 배치 헤드, 공구 표면을 가로 질러 상이한 방향으로 섬유 배치 헤드를 이동시키는 로봇 시스템, 프리프레그 테이프의 연속적인 스트립이 권취되는 저장 크릴(creel), 및 섬유 배치 헤드 위로 크릴로부터의 테이프를 인도하는 메카니즘을 포함한다. 섬유 배치 헤드는 회전 가능한 압축 롤러 및 크릴로부터의 테이프를 압축 롤러로 운반하는 운반 수단을 포함한다. 압축 롤러는 공구 표면 또는 테이프의 사전 적층된 플라이에 테이프를 도포하기 위해 공구 표면에 접촉하도록 구성된다. 머신은 공급 크릴로부터의 연속적인 강화재의 길이를 절단하는 절단 수단, 예를 들어, 블레이드를 더 포함한다. 배치 헤드는 한번의 통과로 동시에 복수의 테이프를 적층(deposit)하도록 구성될 수 있다.
배치 헤드는 이동을 제어하는 로봇 시스템에 결합된다. 로봇 시스템은 섬유 배치 헤드에 필요한 모든 수평 및 수직 이동을 지시하도록 소프트웨어 프로그래밍된다. 로봇 시스템은, 지면에 장착되거나 선형 축에 장착되고, 섬유 배치 헤드가 고정되는 마지막 손목 관절을 갖거나 또는 배치 헤드를 운반하는 마지막 손목 관절이 장착된 직교 좌표 로봇(Cartesian-coordinate robot)에 의한 표준 6축 로봇 다관절(poly-articulated) 암을 포함할 수 있다. "직교 좌표 로봇"은 서로 직교하는 3개의 제어 선형 주축을 갖는 로봇을 의미한다. 즉, 로봇은 회전하지 않고 직선으로 이동한다. 3개의 슬라이딩 관절은 손목을 위아래, 안팎 그리고 앞뒤로 이동하는 것에 대응한다.
전술한 ATL/AFP 머신의 예로는, Coriolis Composites, MTorres 및 Automated Dynamics의 로봇 섬유 배치 헤드를 구비한 상업적으로 입수할 수 있는 ATL/AFP 머신이 있다.
통상적인 ATL/AFP 공정에서, 배치 헤드는 원하는 치수의 제 1 플라이가 형성될 때까지 복수의 테이프를 정해진 패턴으로 나란히 배치하도록 공구 표면 위를 반복적으로 통과한다. 각각의 통과하는 동안, 섬유 배치 헤드는 공구 표면에 대해 상대적으로 이동면서 공급 크릴로부터의 하나 이상의 연속적인 테이프를 공구 표면 상에 도포(또는 적층)한다. 연속적인 강화재의 길이는 각 통과의 끝에서 절단된다. 제 1 플라이의 형성 중에, 압축 롤러는 테이프의 접착을 용이하게 하기 위해 공구 표면에 대해 테이프를 가압한다. 이전에 적층된 플라이 위를 배치 헤드가 계속해서 통과함으로써 복수 층의 테이프가 층층이 적층된다. 압축 롤러는 후속적으로 적층된 테이프를 이전에 적층된 테이프에 대해 가압하여 중첩된 테이프를 압축, 즉 강화시킨다. 압축 롤러는 압축에 의해 탄성적으로 변형 가능한 가요성 재료로 만들어진 원통형 몸체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 원통형 몸체는 실리콘, 폴리실록산 또는 폴리우레탄과 같은 비팽창 탄성 중합체 재료로 구성될 수 있다.
전술한 자동화된 배치 방법은 액상 수지 주입법을 통해 복합체 부품을 형성할 때 이용되는 섬유 프리폼을 형성하는데 이용될 수 있다. 자동화된 배치 방법은 섬유 프리폼을 제조하는데 이용된 종래의 수동 공정에 비해 처리 속도가 증가하고 비용이 감소될 것이다. 프리프레그 테이프 대신, 좁은 폭의 섬유 테이프 또는 폭이 넓은 직물 형태의 건조 섬유 재료가 자동화된 배치 방법에 이용된다. 건조 섬유 재료는 상온에서 접촉할 때 건조한(즉, 비점착성) 상태이고, 수지로 완전히 함침되거나 수지 매트릭스에 매립되어 있지 않기 때문에 "건조한" 것으로 간주된다. 이것은 강화 섬유를 주로(50 중량% 초과) 함유하고 있다. 이와 같이 건조 섬유 재료는 다공성을 유지하며, 액체, 특히 RTM 및 VARTM에 사용되는 액상 수지를 투과할 수 있다.
여기에서는 ATL 및 AFP와 같은 자동화된 배치 공정에서 공구 표면 상에 건조 섬유 재료의 제 1 층을 배치하는 것과 관련된 문제점을 극복하기 위한 해결책이 제공된다. 이를 위해, 섬유 재료의 제 1 층을 배치하기 전에 소량의 방사선 흡수 재료를 함유하는 일회용(disposable) 층이 공구 표면 상에 배치된다. 일회용 층은 프리폼이 제조된 후에 제거되어 복합체 제품의 제조 공정 중에 다른 기능을 제공하지 않는 가요성 폴리머 필름의 형태일 수 있다. 이와 달리, 일회용 층은 제조 공정에서 추후 기능을 제공하는 재료일 수 있다. 일례로서, 일회용 층은 박리 플라이, 이형 필름 또는 폴리머로 코팅된 유리 직물일 수 있다. 여기에서 이용된 용어 "일회용 층"은 복합체 제품의 제조에 이용된 후 최종 복합체 제품이 제조된 후에 제거되는 층을 의미한다.
일회용 층의 방사선 흡수 재료는 자동화된 배치 장치의 섬유 배치 헤드에 설치된 방사선 에너지 원과 동일한 주파수 또는 주파수 범위의 에너지를 흡수하도록 선택된다. 자동화된 배치 동안 일회용 층에 대한 제 1 층의 섬유 재료의 접착성을 더 향상시키기 위해, 소량의 폴리머 또는 수지 바인더가 일회용 층의 상부 표면에 사전 도포될 수 있다. 이러한 실시예에서, 섬유 재료의 제 1 층이 일회용 층 위에 배치되기 전에 일회용 층 위의 바인더를 가열하는 것이 필요하다. 제 1 층이 임의의 형태로 바인더 또는 결합 보조제 없이 공구 표면에 결합되어야 한다면, 결합 공정은 실패할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 섬유 프리폼은 다음을 포함하는 자동화된 방법에 의해 제조된다.
(a) 공구 표면 상에 일회용 층 - 일회용 층은 미립자 형태로 층 내에 분산된 방사선 흡수 재료를 포함함 - 을 부착하는 단계; (b) 자동화된 방식으로 일회용 층 상에 섬유 재료의 제 1 플라이를 배치하는 단계; (c) 제 1 플라이가 일회용 층과 접촉하기 전에 방사선 에너지 원을 이용하여 일회용 층을 향해 방사선을 방출하여 일회용 층을 가열하는 단계; (d) 압축 장치, 예를 들어 압축 롤러로 제 1 플라이를 일회용 층에 대해 가압하는 단계; (e) 섬유 재료의 하나 이상의 추가의 플라이를 자동화된 방식으로 제 1 플라이 상에 연속적으로 배치하고, 압축 장치로 각각의 후속하는 플라이를 이전에 적층된 플라이에 대해 가압하는 단계를 포함한다.
원하는 두께의 프리폼이 제조될 때까지 복수의 플라이가 적층된다. 섬유 재료의 각 플라이는 다공성이며 액상 수지를 투과할 수 있으므로, 결과물인 프리폼은 RTM 및 VaRTM과 같은 후속하는 수지 주입 공정을 통해 액상 수지를 수용할 수 있다. 수지 주입 후, 수지 주입된 프리폼은 경화되어 경화된 복합체 구조를 생성한다.
도 1은 공구 표면 상에 섬유 테이프의 제 1 플라이를 배치하는 예시적인 자동화된 방법을 도시한다.
도 2는 도 1의 방법에 이용될 수 있는 가요성 필름을 도시한다.
일 실시예에서, 섬유 재료는 길거나 또는 연속적이고 좁은 폭의 섬유 테이프의 형태이다. 각 섬유 테이프는 폭보다 훨씬 큰, 예를 들어 폭의 100배의 길이 방향의 길이를 갖는다. 이 실시예에서, 단계 (b)의 제 1 플라이는 자동화된 방식으로 일회용 층 상에 복수의 섬유 테이프를 나란히 배치함으로써 형성된다. 로봇 섬유 배치 헤드의 방사선 에너지 원은 각각의 섬유 테이프가 일회용 층과 접촉하기 전에 일회용 층을 향하여 방사선을 방출하고, 압축 장치는 각각의 섬유 테이프가 일회용 층 상에 배치된 후에 일회용 층에 대해 섬유 테이프를 가압한다. 그 후에, 나란한 섬유 테이프의 연속적인 플라이는 같은 방식으로 제 1 플라이 상에 적층된다. 방사선 에너지 원은 후속하는 섬유 테이프가 이전에 적층된 테이프와 접촉하기 전에 이전에 적층된 섬유 테이프를 향해 방사선을 방출한다.
다른 실시예에 따르면, 동일한 자동화된 배치 방법이 섬유 테이프 대신 자동화에 의해 적층될 수 있는 더 넓은 직물 플라이를 이용하여 수행된다. 직물 플라이는 최대 5m(즉, 197인치)의 폭(즉, 가장 짧은 직선 치수)를 가질 수 있으며, 150m(즉, 492피트)까지의 길이(즉, 가장 긴 직선 치수)를 가질 수 있지만, 치수는 제조될 프리폼의 크기 및 형상에 따라 달라진다. 넓은 직물 플라이가 프리폼을 제조하는데 이용될 때, 각각 사전 결정된 치수를 갖는 개별 직물 플라이는 원하는 두께에 도달할 때까지 적층 배열로 적층되어 다른 플라이의 위에 적층되어 중첩된 직물 플라이의 적층체를 산출할 수 있다. 적층체의 각 층은 여러 조각의 직물 또는 단일 직물로 구성될 수 있다.
섬유 재료의 자동화된 배치는 방사선 에너지 원 및 압축 장치가 설치되는 로봇 섬유 배치 헤드가 장착된 전술한 ATL/AFP 머신에서 수행될 수 있다. 로봇 섬유 배치 헤드는 공구 표면에 대해 다양한 방향으로 이동하도록 제어된다.
일부 실시예에서, 방사선 에너지 원은 10nm 내지 1cm의 파장 범위에서 방사선을 방출할 수 있다. 다이오드 레이저, Nd:YAG, CO2 및 광섬유 레이저와 같은 레이저가 적절한 방사선 에너지 원이다. 일부 실시예에서, 레이저는 750nm 내지 1500nm, 특히 800nm 내지 1000nm의 파장 범위에서 동작하는 적외선 레이저이다. 이와 다른 방사선 에너지 원으로는 플래시 램프, 적외선 램프, 백열 필라멘트 및 아크 램프가 포함된다.
방사선 흡수 재료(여기에서는 "방사선 흡수제"로도 지칭됨)는 방사선 에너지 원으로부터 방출된 방사선을 흡수하고 방사선 에너지를 열 에너지로 전환시킬 수 있는 임의의 재료일 수 있다. 이와 같이, 방사선 흡수제를 포함하는 일회용 층은 방사선 에너지 원이 방사선을 방출할 때 더 고온이 된다. 적합한 방사선 흡수제는 카본 블랙, 무기 산화물 및 염료를 포함한다. "미립자 형태"는 입자, 플레이크(flake), 나노튜브 및 임의의 형태의 다른 이산 구조를 포함한다. 카본 블랙은 탄소 입자 또는 플레이크, 또는 탄소 나노튜브의 형태일 수 있다. 적합한 방사선 흡수 염료의 예로는 인돌리노시아민, 트리페닐메탄, 나프탈로시아닌 및 인도나프톨 금속 착체 염료가 포함된다. 방사선 흡수제의 양은 일회용 층의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 30 중량%의 범위일 수 있다.
일회용 층
일회용 층은 방사선 흡수제가 필름 전체에 존재하도록 방사선 흡수제가 혼입된 가요성 폴리머 필름일 수 있다. 예를 들어, 가요성 폴리머 필름은 폴리아미드(예를 들어, 나일론), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-테트라 플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 불소화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP) 및 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)과 같은 폴리아릴에테르케톤, 폴리이미드(캡톤과 같은), 폴리우레탄, 폴리비닐 알콜(PVOH), 실리콘, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 및 이들의 조합으로 선택된 재료로 형성될 수 있다. 가요성 필름의 두께는 0.20mm 이하일 수 있으며, 일부 실시예에서는 0.01mm 내지 0.10mm의 범위이다.
폴리머 필름은 하나 이상의 용융 폴리머를 미립자 형태의 방사선 흡수제와 블렌딩하고, 블렌딩한 물질을 필름으로 압출시킴으로써 형성될 수 있다.
결합을 향상시키기 위해, 이 폴리머 필름은 상부 표면(공구와 접촉하지 않는 표면) 상에 소량의 폴리머 또는 수지 바인더로 사전 도포될 수 있다. 바인더는 폴리머 필름의 표면 상에 산재된 고체 입자 또는 분말의 형태일 수 있다.
이와 달리, 일회용 층은 미립자의 방사선 흡수 재료를 함유하는 섬유를 포함하는 박리 플라이일 수 있고, 섬유 자체 내에 분산되거나 섬유 위에 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 박리 플라이는 직조된 직물, 예를 들어, 바구니를 짜는 형태의 직물의 시트이다. 이것은 질감이 있고, 다공성이며, 경화 후 수지 주입된 프리폼에 영구적으로 부착되지는 않는다(즉, 박리 가능하다). 박리 플라이는 경화 후 경화된 복합체 구조로부터 제거되므로 다른 구조 또는 페인팅 준비가 된 표면에 결합될 수 있는 결합 가능한 표면이 생성된다. 박리 플라이 섬유는 폴리에스테르, 폴리아미드, 유리, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 형성될 수 있다. 박리 플라이 섬유가 폴리머 섬유인 경우, 방사선 흡수제, 예를 들면, 탄소 입자는 섬유의 제조 중에 폴리머 섬유에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 방사선 흡수 재료의 입자는 용융된 폴리머의 압출에 앞서 용융된 폴리머에 혼입되어 섬유를 형성할 수 있다.
이와 달리, 일회용 층은 폴리머-코팅 유리 직물, 예를 들어 방사선 흡수제를 함유하는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)-코팅 유리 직물일 수 있다. 미립자의 방사선 흡수제는 유리 직물에 도포하기 전에 폴리머 코팅에 혼입된다. 폴리머-코팅 유리 직물의 두께는 0.05mm 내지 0.30mm일 수 있다. 이 폴리머-코팅 유리 직물은 경화 후 수지가 주입된 프리폼, 즉 경화된 복합체 구조로부터 박리될 수 있는 이형 층으로서 기능한다. 일부 경우에는 박리 플라이가 폴리머-코팅 유리 직물과 함께 이용된다. 이러한 경우, 이들 재료 중 섬유 재료의 제 1 플라이에 인접한 하나의 재료만이 방사선 흡수제를 함유할 필요가 있다.
이와 달리, 일회용 층은 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 불소화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 폴리 클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 및 폴리비닐 플루오라이드(PVF)를 포함하는 플루오로폴리머, 폴리에틸렌(PE), HDPE 및 LDPE, 폴리프로필렌(PP), 폴리 메틸 펜텐(PMP), 폴리우레탄(PU), 폴리비닐 알콜(PVOH) 및 폴리이미드(PI)를 포함하는 폴리올레핀, 이들의 공중합체 및 이들의 조합과 같은 비접착형 폴리머로 제조된 비다공성 이형 필름일 수 있다. 이러한 이형 필름은 경화 후 수지 주입된 프리폼과의 접착에 강한 저항성을 갖는 표면을 제공하므로 경화된 구조로부터 박리될 수 있다. 이형 필름의 두께는 0.01mm 내지 0.10mm의 범위 내일 수 있다.
전술된 일회용 층은 공구 표면 상에 수동으로 또는 이전에 개시된 자동화된 배치 시스템에 의해 배치될 수 있다.
섬유 재료의 제 1 플라이와의 접착을 향상시키기 위해, 소량의 폴리머 또는 수지 바인더가 일회용 층의 상부 표면에 도포된다. 바인더의 양은 0.1gsm(g/㎡) 내지 50gsm의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 바인더는 가열되면 연화하거나 및/또는 점착성을 갖는 폴리머 또는 수지 입자의 형태이다. 이와 같이, 제 1 플라이가 방출된 방사선에 노출된 일회용 층 상에 적층될 때, 제 1 플라이는 연화/점착성을 갖는 바인더 입자의 존재에 의해 일회용 층에 부착된다.
예시적 실시예
도 1은 공구 표면 상에 섬유 테이프의 제 1 플라이를 배치하기 위한 예시적인 자동화된 방법을 도시한다. 도 1에 도시된 것과 같이, AFP 시스템의 섬유 배치 헤드(10)는 로봇 이동 시스템(도시하지 않음)에 의해 제어되어 좁은 폭의 섬유 테이프(11)를 공구(12)의 상부 표면 상에 나란히 배치한다. 섬유 테이프는 대부분 섬유이며, 실질적으로 수지를 함유하지 않지만, 섬유를 함께 유지하기에 충분한 소량(예를 들어, 15 중량% 미만)의 폴리머 또는 수지 바인더를 함유한다. 적외선 레이저(13)는 섬유 배치 헤드(10)에 설치되어 강화재 배치 공정 중에 공구 표면을 향해 방사선을 방출한다. 섬유 배치 헤드(10)는 또한 압축 롤러(14)를 포함한다. 건조 섬유 테이프의 제 1 플라이가 공구 표면 상에 배치되기 전에, 방사선 흡수제를 함유하는 가요성 필름(15)이 공구 표면 상에 배치된다. 가요성 필름(15)은 또한 도 2에 도시된 것과 같이 제 1 플라이의 적층 이전에 그 상부 표면에 도포되는 소량의 폴리머 또는 수지 바인더(16)를 갖는다. 일 실시예에서, 바인더는 열가소성 폴리머와 열경화성 수지의 혼합물로 구성된 입자 형태이다. 바인더 입자는 주위 온도(20℃ - 25℃)에서는 고체이고 이러한 주위 온도보다 높은 온도에서 연화될 것이다. 사전 결정된 온도로 가열될 때, 고체 바인더 입자는 용융 및/또는 점착성 상태로 전이한다. 이와 같이, 섬유 테이프의 제 1 플라이가 배치되면, 섬유 테이프는 가열되고 용융된/점착성을 갖는 바인더 입자의 도움으로 가요성 필름에 부착된다.
가요성 필름(15)의 두께는 0.20mm 이하일 수 있고, 일부 실시예에서는 0.01mm 내지 0.10mm의 범위이다.
일 실시예에서, 방사선 원은 적외선 레이저이고, 가요성 필름은 소량, 예를 들어, 필름의 총 중량을 기준으로 0.5중량%의 카본 블랙을 함유하는 폴리아미드(즉, 나일론) 필름이고, 카본 블랙은 필름 전체에 미립자 형태로 존재한다.
가요성 필름은 진공에 의해 공구 표면에 고정될 수 있다. 예를 들어, 공구 표면에는 진공 원에 연결된 복수의 구멍이 제공될 수 있다. 이와 달리, 가요성 필름은 클램프(clamp)와 같은 종래의 기계적 부착 수단을 이용하여 공구 표면에 고정될 수 있다. 예를 들어, 가요성 필름은 공구 표면 위로 연신되어 공구의 가장자리를 덮을 수 있으며, 클램프는 연신된 필름을 공구의 가장자리에 부착하는데 이용된다.
제 1 플라이를 도포하는 동안, 레이저 방사선은 테이프가 가요성 필름 상에 배치되기 직전에 가요성 필름 상으로 방출되고, 가요성 필름 내의 방사선 흡수제는 레이저로부터의 방사선 에너지를 흡수하고, 가요성 필름 상의 바인더는 연화되거나 및/또는 점착성을 갖는다. 섬유 배치 헤드의 압축 롤러는 섬유 테이프를 가요성 필름과 그 밑에 있는 공구 표면에 대해 가압한다. 레이저로부터 방사선을 흡수하여 생성된 열은 가요성 필름에서 테이프로 전달되어 테이프 상의 바인더가 더 가열된다. 가요성 필름 상에 고온의 용융/점착성 바인더가 존재함으로써, 테이프의 제 1 플라이가 가요성 필름에 쉽게 접착된다.
후속하는 중첩된 플라이를 형성하는 동안, 레이저는 후속하는 테이프가 인가되기 직전에 이전에 배치된 테이프 상으로 방사선 에너지를 방출하여, 이전에 배치된 테이프 상의 바인더가 연화 및/또는 점착성을 갖도록 한다. 압축 롤러는 이전에 배치된 섬유 테이프에 대해 섬유 테이프를 가압하여, 적층된 테이프 간에 접착이 용이해진다. 중첩된 플라이를 적층하여 원하는 두께 및 형상을 갖는 섬유 프리폼을 형성한 이후에, 형성된 프리폼은 액상 수지로 주사되거나 주입된다. 경화성 또는 열경화성 수지로 수지 주입을 행하는 경우, 수지-주입된 프리폼은, 이후 예를 들어 오븐 또는 가압처리기(autoclave)에서 경화되어 경화된 복합체 구조를 생성한다.
레이저의 파워 및 레이저 빔의 확산은 가요성 필름의 표면 상에 도포된 바인더의 연화 또는 용융 온도 및 섬유 테이프의 치수에 따라 조절될 수 있다.
바인더
일회용 층 상에 도포하기에 적합한 바인더는 주요 성분(즉, 바인더의 50 중량% 이상을 구성함)으로서 열가소성 폴리머 또는 열경화성 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 조성물을 포함한다. 예를 들어, 적합한 열경화성 수지는 에폭시 수지 및 개질된 에폭시 수지를 포함한다. 적합한 열가소성 폴리머는 폴리우레탄 및 개질된 폴리우레탄, 폴리히드록시에테르 (또는 페녹시), 폴리아릴에테르; 폴리아릴술폰, 이들의 조합 및 이들의 공중합체를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 바인더는 50℃ 이하의 온도에서 고체이고, 50℃ 이상의 온도, 예를 들어, 65℃ 내지 125℃ 에서 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정된 연화점을 갖고, 에폭시 수지와 열가소성 폴리머의 블렌드를 포함한다. 일부 실시예에서, 바인더는 65℃ 이상에서 활성인 임의의 촉매 또는 가교 결합제를 함유하지 않는다. 바인더 중의 열가소성 폴리머는 에테르-결합된 반복 단위 및 선택적으로 티오에테르-결합된 반복 단위를 포함하는 폴리아로마틱(polyaromatic) 폴리머일 수 있고, 상기 단위는 -(Ph-A-Ph)n- 및 선택적으로 -(Ph)a-에서 선택되고, A는 CO 또는 SO2이고, Ph는 페닐렌이고, n은 1 내지 2이고 분수일 수 있고, a는 1 내지 4이고 분수일 수 있고, a가 1을 초과하는 경우, 페닐렌은 단일 화학 결합 또는 -CO- 또는 -SO2-이 아닌 2가 기를 통해 선형적으로 결합되거나, 또는 직접 결합되거나, 또는 산 알킬기, (헤테로) 방향족, 고리형 케톤, 고리형 아미드, 이미드, 고리형 이민 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 고리형 모이어티(moiety)를 통해 결합된다. 일부 실시예에서, 폴리아로마틱 폴리머는 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르에테르술폰(PEES) 및 PES-PEES 공중합체로부터 선택된 폴리아릴술폰이다. 이 고체 바인더를 제조하는 방법은 미국 특허 제8,927,662호에 개시되어 있다. 적합한 바인더는 미국 특허 제 8,927,662호에 개시된 열가소성-에폭시 바인더이다. 이러한 바인더는 스프레이 또는 건식-바 코팅과 같은 통상적인 코팅 기술에 의해 가요성 필름에 분말 형태로 도포될 수 있으며, 이로써 건조 분말은 롤-오버-롤 또는 나이프-오버-롤 코팅기를 이용하여 이형지 상에 코팅되고, 분말이 필름 상으로 전사된다.
일부 실시예에서, 일회용 층의 표면 상의 바인더는 전술한 방사선 흡수 재료를 함유할 수 있다. 바인더에 방사선 흡수제를 혼입하는 이점은 다음을 포함한다.
● 보다 저렴한 양산 필름을 이용할 수 있다.
● 일부 레이저는 바인더의 단량체/폴리머가 흡수할 수 있는 주파수를 방출하므로 필름에 추가적인 특정 흡수제가 필요하지 않다.
● 바인더에 추가적인 기계적 강도를 제공한다.
● 카본 블랙 또는 탄소 나노튜브를 포함하는 바인더를 이용하면 복합체 표면의 전기 전도성이 향상되어 전자파 장애(EMI) 차폐 및 낙뢰 보호가 향상된다.
● 카본 블랙과 같은 흡수제는 값싼 충진재(filler)로서 기능하므로 재료비를 절감할 수 있다.
건조 섬유 테이프 및 직물
전술한 자동화된 배치 방법에 이용하기 위한 섬유 테이프는 1/8인치 내지 1.5인치(즉, 3.17 내지 38.1mm)의 매우 좁은 폭, 특히, 1/4인치 내지 1/2인치(즉, 6.35mm 내지 12.77mm)이며, 이는 일반적으로 AFP용이다. 섬유 테이프의 폭은 더 넓을 수 있는데, 예를 들어, 6인치 내지 12인치(즉, 152mm 내지 305mm)이며, 이는 일반적으로 ATL용이다. 전술된 더 넓은 직물 플라이는 최대 5.0m(즉, 197인치)의 폭을 가질 수 있다.
섬유 테이프 및 직물 플라이는 가요성이며, 복잡한 3 차원 구성을 갖는 곡면 및 표면을 포함하는 공구 표면의 윤곽에 부합할 수 있다. 섬유 테이프 및 직물 플라이는 또한 다공성이며 액체, 특히 RTM 및 VARTM과 같은 액상 수지 주입 공정에 사용되는 액상 수지에 대해 투과성이 있다. 종래의 미리 함침된 테이프(즉, 프리프레그)와는 달리, 프리폼을 형성하기 위한 섬유 테이프 또는 직물 플라이는 섬유를 함께 유지하기에 충분한 소량의 바인더를 제외하고는 실질적으로 수지를 함유하지 않는다. 섬유 테이프 또는 직물 플라이 내의 바인더의 총 함량은 섬유 테이프 또는 직물 플라이의 총 중량을 기준으로 약 15중량% 이하, 예를 들어, 0.1 내지 15중량%일 수 있다. 섬유는 섬유 테이프 또는 직물 플라이의 주성분, 예를 들어, 섬유 테이프 또는 직물 플라이의 총 중량을 기준으로 80중량% 초과를 구성한다.
일 실시예에서, 섬유 테이프는 적어도 한면에서 부직포 베일에 적층된 단방향 섬유의 층으로 구성된다. "단방향" 섬유는 동일한 방향으로 서로 평행하게 정렬하는 섬유를 의미한다. 단방향 섬유는 탄소 섬유, 흑연 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유 및 아라미드 섬유와 같은 고강도 강화 섬유이다. 부직포 베일은 열가소성 섬유, 탄소 섬유 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 베일 섬유는 베일의 제조 공정 조건에 따라 랜덤하게 배향되거나 배향되지 않는다. 일부 실시예에서, 부직포 베일의 면적 중량은 10gsm 또는 그 이하이다. 이와 달리, 부직포 베일은 조절된 개구 패턴을 갖는 열가소성 그리드 또는 다공성 열가소성 멤브레인의 형태일 수 있다. (랜덤 섬유, 그리드 또는 다공성 멤브레인 형태의) 부직포 베일의 개방성은 수지 주입 공정에서 공기의 제거 및 수지 유동을 용이하게 하는 데 중요하다. 열가소성 베일이 사용될 때, 이는 또한 단방향 섬유를 제위치에 유지하기 위한 바인더로서 기능하고, 여기에 개시된 자동화된 배치 방법 도중에 가열에 의해 연화될 것이다.
일 실시예에서, 섬유 테이프는 단방향 탄소 섬유 층의 한면에 적층된 부직포 카본 베일로 구성되며, 베일 및 단방향 섬유를 제자리에 유지시키기에 충분한 양의 바인더 조성물을 함유한다.
부직포 카본 베일이 단방향 섬유에 적층되는 실시예에 있어서, 강화 구조의 응집력을 향상시키기 위해 섬유 테이프의 제조 중에 바인더, 특히 액상 바인더가 적용될 수 있다. 또한, 섬유 테이프의 제조 중에, 바인더가 베일과 단방향 섬유의 결합을 향상시키기 위해 적용될 수 있다. 섬유 테이프의 바인더는 일회용 층 상에 도포되는 바인더와 관련하여 전술한 바인더 재료로부터 선택될 수 있다. 부직포 베일이 시트 또는 랜덤하게 배열된 섬유인 경우, 이러한 베일은 베일 제조 중에 첨가된 소량의 바인더를 함유한다. 베일에 존재할 수 있는 바인더의 예는 폴리 비닐 알콜(PVA), 폴리에스테르, 가교 결합된 폴리에스테르, 폴리스티렌, 아크릴, 폴리페놀, 폴리우레탄 및 이들의 공중합체 및 이들의 조합을 포함한다.
제조 중에 이용되는 바인더의 타입을 포함하여 단방향 섬유에 적층되는 부직포 베일을 포함하는 섬유 테이프의 제조에 대한 부가적인 세부 사항은 2015년 12월 31일자로 공개된 미국 특허 출원 제 2015/375461호에 개시되어 있다.
프리폼을 형성하기 위한 직물 플라이는 다공성이고 수지 주입에 적합한 액상 수지를 투과할 수 있는 임의의 텍스타일 재료일 수 있다. 직물 플라이는 섬유 강화 복합체 구조를 제조하기에 적합한 강화 섬유를 제공한다. 이러한 강화 섬유는 탄소 섬유, 흑연 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유 및 아라미드 섬유를 포함할 수 있다. 적합한 직물의 예는 모든 직물, 편물, 편조 직물을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 모든 다축 직물, 예를 들면, 다중 날실 편물 및 비굴곡 직물(NCF)을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. NCF는 한 층 이상의 연속하는 단방향 섬유의 층을 적층한 다음 그 층들을 서로 꿰매어 만들수 있는 직물을 의미한다. 각 층의 단방향 섬유는 인접한 층의 섬유에 대해 상이한 방향으로 배향될 수 있다. 접결사(stitching yarn)는 단향성 섬유의 층들을 함께 유지하고 이로 인해 직물의 취급이 가능해진다. 연속하는 단방향 섬유에 (예를 들어, 결합에 의해) 부착된 부직포 매트 또는 다공성 베일을 함유하는 다층 직물도 적합하다.
각각의 직물 플라이는 섬유를 함께 결합시키기 위한 소량의 결합제 및/또는 직물 플라이를 안정화시키기 위한 다공성 열가소성 베일을 함유할 수 있다. 안정화는 직물 플라이의 단일 층 또는 복수 층의 섬유가 응집력을 유지하여 직물 플라이가 마모, 풀림, 갈라짐, 구부러짐, 주름이 없거나 또는 직물의 온전함을 왜곡하지 않고 통상적인 방식으로 이동, 절단, 이송, 수지 주입 또는 취급될 수 있도록 하는 것을 의미한다. 바인더 및/또는 열가소성 베일이 존재하는 경우, 이는 여기에 개시된 자동화된 배치 공정 중에 방사선 에너지 원에 의해 가열되어 서로 및 일회용 층에 대한 직물 플라이의 접착력을 향상시킨다.

Claims (30)

  1. 공구 표면 상에 섬유 프리폼을 제조하는 방법으로서,
    (a) 상기 공구 표면 상에 일회용 층 - 상기 일회용 층은 미립자 형태로 상기 층 내에 분산된 방사선 흡수 재료와, 상기 공구 표면과 접촉하지 않는 노출된 표면 상에 폴리머 또는 수지 바인더의 입자를 포함함 - 을 부착하는 단계,
    (b) 자동화된 방식으로 상기 일회용 층 상에 섬유 재료의 제 1 플라이(ply)를 배치하는 단계,
    (c) 상기 제 1 플라이가 상기 일회용 층과 접촉하기 전에 방사선 에너지 원을 이용하여 상기 일회용 층을 향해 방사선을 방출하여 상기 일회용 층을 가열하는 단계,
    (d) 압축 장치로 상기 제 1 플라이를 상기 일회용 층에 대해 가압하는 단계,
    (e) 섬유 재료의 하나 이상의 추가의 플라이를 자동화된 방식으로 상기 제 1 플라이 상에 연속적으로 배치하고, 상기 압축 장치로 각각의 후속하는 플라이를 이전에 적층된 플라이에 대해 가압하는 단계를 포함하고,
    상기 섬유 재료는 강화 섬유를 50 중량% 초과로 함유하고, 다공성인
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일회용 층은 필름에 걸쳐 분산된 방사선 흡수 재료의 입자를 포함하는 가요성 폴리머 필름인
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가요성 폴리머 필름은 폴리아미드, 폴리에틸렌(PE), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 불소화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP) 및 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)과 같은 폴리아릴에테르케톤, 폴리이미드(캡톤과 같은), 폴리우레탄, 폴리비닐 알콜(PVOH), 실리콘, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE)으로부터 선택된 폴리머 성분을 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가요성 폴리머 필름은 상기 폴리머 필름의 중량의 50% 초과를 구성하는 주요 성분으로서 폴리아미드를 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가요성 폴리머 필름의 두께는 0.01mm 내지 0.10mm의 범위를 포함하는 0.20mm 보다 작은
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 일회용 층은 비다공성의 이형 필름으로서,
    에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 폴리 클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 및 폴리비닐 플루오라이드(PVF)를 포함하는 플루오로폴리머, 폴리에틸렌(PE), HDPE 및 LDPE, 폴리프로필렌(PP), 폴리 메틸 펜텐(PMP), 폴리우레탄(PU), 폴리비닐 알콜(PVOH) 및 폴리이미드(PI)를 포함하는 폴리올레핀, 이들의 공중합체 및 이들의 조합으로부터 선택된 폴리머 성분과,
    상기 이형 필름에 걸쳐 분산된 방사선 흡수 재료의 입자를 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 일회용 층은 상기 폴리머 필름의 중량의 50% 초과를 구성하는 주요 성분으로서 플루오로폴리머를 포함하는 비다공성 이형 필름인
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 일회용 층은 내부에 방사선 흡수 재료의 입자가 분산된 폴리머 코팅을 포함하는 폴리머-코팅 유리 직물인
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 일회용 층은 직조 폴리머 섬유의 시트를 포함하는 박리 플라이이고, 방사선 흡수 재료의 상기 입자는 상기 폴리머 섬유 내에 혼입되는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 일회용 층은 직조 섬유의 시트를 포함하는 박리 플라이이고, 방사선 흡수 재료의 상기 입자는 상기 직조 섬유 상에 도포되는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 박리 플라이의 상기 직조 섬유는 폴리에스테르, 폴리아미드, 유리, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로부터 선택되는 재료로 형성되는 섬유를 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 흡수 재료는 카본 블랙인
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 흡수 재료는 인돌리노시아민, 트리페닐메탄, 나프탈로시아닌 및 인도나프톨 금속 복합체 중에서 선택되는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일회용 층의 상기 바인더는 주위 온도(20℃ - 25℃)에서 고체이고, 상기 (c) 단계에서 상기 방사선 에너지 원에 의해 가열되는 동안 연화되거나 용융되는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 일회용 층의 상기 바인더는 열경화성 수지, 열가소성 폴리머 및 이들의 조합으로부터 선택되는 주요 성분을 포함하고, 상기 주요 성분은 상기 바인더의 중량의 50% 초과를 구성하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 일회용 층의 상기 바인더는 에폭시 수지 및 열가소성 중합체 중 적어도 하나의 블렌드를 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리머는 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르에테르술폰(PEES), 및 PES 및 PEES의 공중합체로부터 선택되는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 에너지 원은 상기 후속하는 플라이가 상기 이전에 적층된 플라이에 접촉하기 전에 섬유 재료의 상기 이전에 적층된 플라이를 향해 방사선을 방출하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    섬유 재료의 상기 플라이의 상기 자동화된 배치는 로봇 섬유 배치 헤드에 의해 수행되고, 상기 방사선 에너지 원 및 상기 압축 장치는 상기 로봇 섬유 배치 헤드에 설치되고, 상기 로봇 섬유 배치 헤드는 다양한 방향으로 상기 공구 표면에 대해 이동하도록 제어되는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 에너지 원은 레이저인
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 레이저는 적외선 레이저인
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구 표면은 섬유 재료의 상기 플라이가 부합하는 3차원 구성을 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유 재료는 카본 섬유, 유리 섬유, 세라믹 섬유 및 아라미드 섬유로부터 선택되는 강화 섬유를 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    섬유 재료의 각 플라이는 나란히 배치된 복수의 연장된 섬유 테이프로 구성되고, 각각의 연장된 섬유 테이프는 폭 보다 큰 길이 방향의 길이를 갖고, 각각의 연장된 섬유 테이프는 단방향 섬유의 층의 적어도 한쪽에 적층된 부직포 또는 다공성 베일을 포함하고,
    상기 단계 (b)에서 상기 섬유 재료의 제 1 플라이를 배치하는 단계는 자동화된 방식으로 복수의 연장된 섬유 테이프를 상기 일회용 층 상에 나란히 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 (e)에서 하나 이상의 추가의 플라이를 배치하는 단계는 자동화된 방식으로 복수의 후속하는 연장된 섬유 테이프를 상기 이전에 적층된 섬유 테이프 상에 나란히 배치하고, 상기 압축 장치로 상기 후속하는 섬유 테이프를 상기 이전에 적층된 섬유 테이프에 대해 가압하는 단계를 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 방사선 에너지 원은 상기 후속하는 섬유 테이프가 상기 이전에 적층된 테이프에 접촉하기 전에 상기 이전에 적층된 섬유 테이프를 향해 방사선을 방출하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    각각의 연장된 섬유 테이프는 단방향 카본 섬유의 층의 적어도 한쪽에 적층된 부직포 베일을 포함하고, 상기 부직포 베일은 열가소성 섬유, 카본 섬유 및 이들의 조합으로부터 선택된 랜덤하게 배열된 섬유를 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  27. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유 테이프의 폭은 152mm 내지 305mm 또는 3.17mm 내지 38.1mm의 범위인
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  28. 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 섬유 테이프는 자신의 구조에 혼입된 폴리머 또는 수지 바인더를 포함하는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  29. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    섬유 재료의 각 플라이는 직물의 단일 플라이 또는 직물의 복수의 조각인
    섬유 프리폼의 제조 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    각각의 단일 플라이 또는 직물의 조각은 5.0m 미만의 폭 또는 최단 직선 치수를 갖는
    섬유 프리폼의 제조 방법.
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