KR20210024821A - 등방성 복합재료 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예에 따른 등방성 복합재료는 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 및 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층을 포함하고, 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 내지 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 순차적으로 적층되고, 상기 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층과 상기 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖고, 상기 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층과 상기 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖고, 상기 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층과 상기 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖고, 상기 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층와 상기 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖는다.
Description
본 발명은 등방성 복합재료 관한 것이다.
일반적으로, 연속섬유가 모재인 복합재료는 이방성을 갖는다. 또한, 방향성이 교차되도록 적층할 경우 섬유배향방향에 따라 복합재료의 기계적 성질이 다르게 나타난다.
이는 표면층에서 균열 발생이 억제되느냐에 따라서 확인할 수 있다. 즉, 표면층에서 균열이 발생되지 않는 하중방향으로의 섬유배양일수록 기계적 성질이 우수하다.
또한, 보강섬유가 일방향으로 배향된 복합재료는 한 방향에서의 성능을 극대화 할 수 있는 장점을 갖는다.
이에 대한 일례로서, CFT가 여러 방향으로 적층된 복합소재를 여러방향의 하중을 받는 부품에 적용할 경우, 섬유배향방향과 다른 방향에 대한 하중에 대하여 취약하게 된다.
이에 따라, 다양한 방향에 대하여 균일하고 기계적 성능을 갖고 안정적인 복합재료로 이루어질 수 없는 문제점을 지니고 있다.
본 발명은 평면 내에서 0°, 90°, +45°, -45°에 대하여 균일하고 안정적인 기계적인 성능을 갖는 복합소재를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 등방성 복합재료는 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 및 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층을 포함하고, 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 내지 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 순차적으로 적층되고, 상기 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층과 상기 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖고, 상기 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층과 상기 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖고, 상기 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층과 상기 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖고, 상기 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층와 상기 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖는다.
또한, 등방성 복합재료에 있어서, 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 0°, 상기 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 -45°, 상기 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 +45°, 상기 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 상기 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 +45°, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 -45°, 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 0°의 방향성을 갖는다.
또한, 등방성 복합재료에 있어서,
상기 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 및 상기 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 각각 2mm의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 의하면 평면 내에서 0, 90, +45, -45에 대하여 균일하고, 안정적인 기계적인 성능을 갖는 복합소재를 얻을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합소재를 개략적으로 도시한 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합소재를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 복합소재(1000)는 방향성을 갖는 복수개의 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)가 적층된 구조로 이루어진다.
또한, 연속섬유강화 열가소성 복합소재의 소재는 Polypropylene + Glass Fiber, Nylon, Epoxy, PET등의 수지가 사용될 수 있고, Carbon Fiber, Aramid Fiber 등을 수지를 사용할 수도 있다.
보다 구체적으로, 복합소재(1000)는 8개의 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)가 적층된 구조로 이루어진다.
즉, 복합소재(1000)는 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1100), 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1200), 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1300), 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1400), 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1500), 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1600), 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1700) 및 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1800)을 포함하고, 순차적으로 적층된다.
또한, 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1100)와 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1800)은 동일한 방향성을 갖고, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1200)와 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1700)은 동일한 방향성을 갖고, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1300)과 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1600)은 동일한 방향성을 갖고, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1400)와 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1500)는 동일한 방향성을 갖는다.
이에 대한 일례로서, 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1100)은 0°, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1200)는 -45°, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1300)는 +45°, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1400)는 90°, 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1500)는 90°, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1600)는 +45°, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1700)는 -45°, 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1800)는 0°의 방향성을 갖는다.
또한, 복합소재(1000)는 2mm로 이루어질 수 있다.
즉, 각을 이루는 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1100)은 0.25mm이고 8층이 적층되어 2mm로 이루어질 수 있다.
또한, 수지와 섬유의 함량에 따라 다양하게 구현될 수 있다
본 발명에 따른 복합소재는 8개의 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)가 적층된 구조를 하나의 세트로 하고, 복수개의 세트가 반복되도록 포함할 수 있다.
<실시예 및 비교예>
실시예
1
복합소재는 순차적으로 적층된 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 및 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층을 포함하고, 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 0°, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 -45°, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 +45°, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 +45°, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 -45°, 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 0°의 방향성을 갖도록 적층되고, 각각 2mm의 두께를 갖도록 형성된다.
복합소재의 0°, 90°, +45° 및 -45°에 대하여 인강강도를 측정한 결과 하기의 표 1 과 같이, 각각 267MPa, 242MPa, 263MPa, 262MPa임이 확인 되었다.
| 인장물성 측정방향 |
방향성 | 복합소재 적층수 | 두께 | 인장강도 |
| 0° | 0°, -45°, +45°, 90°, 90°, +45°, -45°, 0° |
8 | 2mm | 267MPa |
| 90° | 242MPa | |||
| +45° | 263MPa | |||
| -45° | 262MPa |
비교예
1
복합소재는 순차적으로 적층된 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층을 포함한다.
그리고 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 각각 0°의 방향성을 갖도록 적층되고, 각각 1mm의 두께를 갖도록 형성된다.
복합소재의 0°, 90°, +45° 및 -45°에 대하여 인강강도를 측정한 결과 하기의 표 2 과 같이 각각 789MPa, 30MPa, 114MPa임이 확인 되었다.
| 인장물성 측정방향 |
방향성 | 복합소재 적층수 | 두께 | 인장강도 |
| 0° | 0°, 0°, 0°, 0° |
4 | 1mm | 789MPa |
| 90° | 30MPa | |||
| +45°-45° | 114MPa |
비교예
2
복합소재는 순차적으로 적층된 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 및 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층을 포함한다.
그리고 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 0°, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 0°, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1600)는 0°, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1800)는 0°의 방향성을 갖도록 적층되고, 각각 2mm의 두께를 갖도록 형성된다.
복합소재의 0°, 90°, +45° 및 -45°에 대하여 인강강도를 측정한 결과 하기의 표 3 과 같이, 각각 388MPa, 381MPa, 135MPa, 122MPa임이 확인 되었다.
| 인장물성 측정방향 |
방향성 | 복합소재 적층수 | 두께 | 인장강도 |
| 0° | 0°, 90°, 0°,90°, 90°, 0°, 90°, 0° |
8 | 2mm | 388MPa |
| 90° | 381MPa | |||
| +45° | 135MPa | |||
| -45° | 122MPa |
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예 1과 비교예 1,2의 인장강도 비교를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 복합소재는 0°, 90°, +45°, -45°에 대하여 거의 균인한 인장강도를 갖는 것을 확인할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1000 : 복합소재
1100 : 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1200 : 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1300 : 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1400 : 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1500 : 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1600 : 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1700 : 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1800 : 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1100 : 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1200 : 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1300 : 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1400 : 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1500 : 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1600 : 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1700 : 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
1800 : 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층
Claims (3)
- 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 및 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층을 포함하고, 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 내지 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 순차적으로 적층되고,
상기 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층과 상기 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층(1800)은 동일한 방향성을 갖고,
상기 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층과 상기 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖고,
상기 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층과 상기 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖고,
상기 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층와 상기 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 동일한 방향성을 갖는
등방성 복합재료.
- 제 1 항에 있어서,
제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 0°, 상기 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 -45°, 상기 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 +45°, 상기 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 상기 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 90°, 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 +45°, 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 -45°, 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 0°의 방향성을 갖는
등방성 복합재료.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제2 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제3 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제4 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제5 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제6 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층, 상기 제7 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층 및 상기 제8 연속섬유강화 열가소성 복합소재(CFT)층은 각각 2mm의 두께를 갖도록 형성된
등방성 복합재료.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190104472A KR20210024821A (ko) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | 등방성 복합재료 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190104472A KR20210024821A (ko) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | 등방성 복합재료 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210024821A true KR20210024821A (ko) | 2021-03-08 |
Family
ID=75184922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190104472A KR20210024821A (ko) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | 등방성 복합재료 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210024821A (ko) |
-
2019
- 2019-08-26 KR KR1020190104472A patent/KR20210024821A/ko not_active Application Discontinuation
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