KR20220058615A - 프리프레그 마스터 롤 및 슬릿 테이프 및 방법 - Google Patents

프리프레그 마스터 롤 및 슬릿 테이프 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220058615A
KR20220058615A KR1020227011484A KR20227011484A KR20220058615A KR 20220058615 A KR20220058615 A KR 20220058615A KR 1020227011484 A KR1020227011484 A KR 1020227011484A KR 20227011484 A KR20227011484 A KR 20227011484A KR 20220058615 A KR20220058615 A KR 20220058615A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
prepreg
sheet material
master
thick plate
prepreg sheet
Prior art date
Application number
KR1020227011484A
Other languages
English (en)
Inventor
그랜드 하우
Original Assignee
웹 인더스트리스 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 웹 인더스트리스 인크. filed Critical 웹 인더스트리스 인크.
Publication of KR20220058615A publication Critical patent/KR20220058615A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/504—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B23/00—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose
    • B32B23/10—Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/302—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising aromatic vinyl (co)polymers, e.g. styrenic (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/304—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/306—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl acetate or vinyl alcohol (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B32B27/322—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/02—Layered products comprising a layer of paper or cardboard next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/16—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating
    • B32B37/20—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating involving the assembly of continuous webs only
    • B32B37/203—One or more of the layers being plastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/10—Removing layers, or parts of layers, mechanically or chemically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/18—Handling of layers or the laminate
    • B32B38/1825—Handling of layers or the laminate characterised by the control or constructional features of devices for tensioning, stretching or registration
    • B32B38/1833—Positioning, e.g. registration or centering
    • B32B38/1841—Positioning, e.g. registration or centering during laying up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024—Woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/06—Interconnection of layers permitting easy separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H35/00—Delivering articles from cutting or line-perforating machines; Article or web delivery apparatus incorporating cutting or line-perforating devices, e.g. adhesive tape dispensers
    • B65H35/02—Delivering articles from cutting or line-perforating machines; Article or web delivery apparatus incorporating cutting or line-perforating devices, e.g. adhesive tape dispensers from or with longitudinal slitters or perforators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/243—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/02—2 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B32B2260/023—Two or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/14—Mixture of at least two fibres made of different materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2270/00—Resin or rubber layer containing a blend of at least two different polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/07—Parts immersed or impregnated in a matrix
    • B32B2305/076—Prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/514—Oriented
    • B32B2307/518—Oriented bi-axially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/748—Releasability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/08—Dimensions, e.g. volume
    • B32B2309/10—Dimensions, e.g. volume linear, e.g. length, distance, width
    • B32B2309/105—Thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2405/00—Adhesive articles, e.g. adhesive tapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/414—Winding
    • B65H2301/4148—Winding slitting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins

Abstract

우판 열경화성 프리프레그 시트 및 슬릿 테이프 및 이의 제조 방법 및 장치.

Description

프리프레그 마스터 롤 및 슬릿 테이프 및 방법
본 원은 2019년 9월 6일 제출된 미국 가출원 제 62/897,114호 "프리프레그 마스터 롤 및 슬릿 테이프 및 방법"에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용은 그 전체가 여기에 참조로 포함된다.
본 원은 열경화성(thermoset) 프리프레그(Prepreg) 마스터 롤 및 열경화성 프리프레그 슬릿 테이프의 제조하는 방법 및 이의 제품에 관한 것이다. 구체적으로, 본 원은 슬릿 테이프의 품질을 손상없이, 구체적으로 공극 가능성, 섬유의 열악한 습윤성 등을 증가 시키지 않으면서 강화된 두께의 열경화성 프리프레그 마스터 롤 및 슬릿 테이프를 제조하는 방법 뿐만 아니라, 생성된 마스터 롤 및 슬릿 테이프에 관한 것으로, 방법은 열경화성 프리프레그 시트 재료, 가장 구체적으로, 단방향 열경화성 프리프레그 시트 재료의 두 개 이상의 시트를 정합하는 단계를 포함하여, 후판(두꺼운) 마스터 롤을 형성하고 이후 형성된 후판 마스터 롤을 슬리팅하여 두꺼운 슬릿 테이프를 형성한다.
복합 기술의 발전은 제품 설계 및 기술 그리고, 궁극적으로, 제조에 상당한 영향을 미쳐왔다. 섬유 재료 및 시트의 핸드 레이업(hand lay-up) 단계와 더불어 적층된 재료의 후속 함침 단계, 이어서 프리프레그된 섬유 시트 및 매트의 레이업 이후 압축 성형 및 경화 단계를 수반하는 초기 방법은 많은 분야에서 이러한 복합 재료 및 기술의 빠른 채택 및 개발을 보였다. 다만, 많은 적용분야에 유용하지만, 재료 층의 더딘 체계적인 빌드업(build-up)은 매우 노동 집약적이고, 종종 위험한 화학물질의 사용을 수반하며, 그리고 보다 중요하게는 불안정한 재료 및/또는 제한된 작업 시간을 갖는 재료를 사용한다. 따라서, 이 업계에서 눈에 띄게 발전했지만, 이들의 적용분야는 여전히 제한적이고 비용이 많이 든다.
복합 재료 및 기술의 후속 발전은 연속 제조 기술로 이어졌다. 아마도 이러한 기술 중 가장 주목할만한 것은 필라멘트 권취로, 특정 섬유 재료의 연속 토우(tow)를 경화성 재료 배스(bath)를 통해 당겨서 이를 경화성 재료로 함침하고, 습윤 토우를 이후 맨드릴(mandrel)에 권취하여 원하는 부품을 형성하고, 수지 재료의 과도한 유동을 방지하고 권취 구조가 완전히 경화된 후 권취 공정 동안 섬유 배치를 유지하도록 바람직하게는 어느 정도의 즉각적인 경화 (종종 UV 경화)로써 그린 상태를 이룬다. 다만, 이러한 작업은, 대부분, 토우의 폭이 아주 많이 좁기 때문에 매우 느리고 시간 소모적이다. 보다 중요한 것은, 경화성 조성물의 제조로부터 섬유 재료의 토우의 습윤, 그리고 이어서 부품 자체의 형성에 이르는 전체 작업 모두가 서로 바로 인접하여, 일반적으로 동일한 작업 공간에서 수행되어야 하기 때문에 이러한 공정은 매우 자본 집약적이라는 것이다.
제조 및 재료 기술 모두의 지속적인 발전은 절단 시트 그리고, 이어서 "그린 상태"의 마스터 롤 또는 부분적으로 경화된 프리프레그 재료: 후자는 열경화성/열경화 수지, 특히 에폭시, BMI 또는 폴리이미드 수지로 함침된, 직조 섬유 또는 단방향, 평행 섬유, 가장 일반적으로 유리 또는 탄소 섬유의 토우의 연속적인 스트립 및 시트의 형태를 제조하는 능력으로 이어진다. 이러한 프리프레그 재료는 일반적으로 지지 시트 재료, 일반적으로 종이 또는 중합체 필름, 특히 폴리올레핀 필름 상에 형성되거나 또는 이를 적용하였으며, 이는 또한 적층된 절단 시트의 경우 프리프레그 재료의 연속적인 층이, 또는 연속적인 권취의 경우 이의 마스터 롤의 연속적인 권취가 서로 접촉하고 접착하거나 또는 융합되는 것을 방지하기 위해 분리기 또는 라이너 재료의 역할을 한다. 이렇게 형성된 프리프레그 재료의 시트 및 마스터 롤은 이후 보관되어 복합 구조물 제조에 사용하기 위해 최종 사용자에게 배송된다. 열경화성/열경화 수지 재료의 불안정한 특성으로, 이러한 절단 시트 및 마스터 롤은 열경화성 수지의 조기 경화를 방지하거나 또는 적어도 지연시키기 위해 사용 또는 추가 가공까지 현저하게 감소된 온도에서, 종종 영하 이하에서 보관되고 유지된다. 고유 비용 이점 및 중점 전문기술에 대한 초점(예컨대, 프리프레그 제조업자는 프리프레그 재료의 화학 및 제조에 집중하고, 제품 제조업자는 레이업 공정에 집중)은 모든 면에서 유익한 것으로 판명되었다. 프리프레그 재료를 제조하기 위해 궁극의 복합 제품 제조업자는 더이상 자본 장비, 소모성 재료, 간접비, 공간적 요건 및 기술 전문성 및 인력에 투자할 필요가 없었다.
초기에, 열경화성 프리프레그 스트립 또는 시트 재료의 마스터 롤은 AFP 및 ALT 장치에서 상용 제품을 만드는 데 사용되는 표준 폭으로 제조되었다. 이는 수요 및 요건이 매우 유사한 많은 적용분야, 예컨대 야구 배트, 골프 클럽, 하키 스틱, 라크로스 스틱 등은 대체로 수요가 유사하고 차별화 필요성이 적기 때문에 일반적으로 동일한 폭의 테이프로 모두 제조될 수 있어서 허용되었다. 다만, 첨단기술 최종 사용 적용분야, 특히 항공 우주 적용분야는 보다 소폭의 스트립을 필요로 했으며, 그리고 종종 레이업 공정의 상이한 지점에서 상이한 폭의 스트립을 필요로 했다. 초기에 원하는 폭의 스트립을 생성하기 위한 장치가 개발되었고, 이어서 슬리터(slitters)가 AFP/ATL 레이업 헤드에 포함되었으며, 이에 의해 마스터 스트립 재료의 레이다운(laydown) 직전에 소폭 테이프로 슬릿되었다. 이어서, 이러한 AFP/ATL 장치는 상이한 폭의 프리프레그 테이프의 다중의 스풀(spools), 종종 스풀의 캐리지(carriage)로부터, 프리프레그 테이프를 제공하기 위해 수정되었다.
이러한 발전으로 인해 점점 더 많은 첨단 기술 적용분야, 구체적으로 우주 항공 적용분야에서 슬릿 프리프레그 테이프의 사용 기회가 점점 많아지게 되었다: 다만, 이러한 새로운 적용분야는 점점 더 많은 성능 요건 및 향상된 특성 뿐만 아니라 점점 더 소폭의 프리프레그 재료를 요구하였다. 점점 많은 적용분야에서 폭이 2인치(5.08센티미터) 미만, 종종 1인치(2.54센티미터) 미만이고 1/8인치(0.317센티미터) 이하인 소폭의 테이프를 필요로 했다. 또한, 이러한 소폭의 스트립은 토우가 비틀리거나 파손됨 없이 고속 적용이 가능한 물리적 특성을 필요로 했다. 동시에, 슬릿 테이프 재료 뿐만 아니라 레이다운 공정에서 공극과 같은 결함을 방지하는 것이 점점 더 중요해졌다. 전자는 매트릭스 수지의 조성 및 가공과 프리프레그 형성 각각에 대한 다중 매개변수 발전 및 개발을 필요로 했다. 후자는 슬릿 테이프의 폭 변동과 관련하여 극도로 엄격한 공차와 결합된 레이다운 공정에서 보다 높은 정밀성을 필요로 했다.
이러한 진보된 요건은 매트릭스 제형 및 프리프레그 시트 제조 및 가공의 추가적인 발전과 동시에 복잡한 슬리팅 및 권취 장치를 통한 슬릿 테이프: 통상 슬릿 테이프라고 지칭되는, 소폭의 스트립을 형성하기 위해 열경화성 프리프레그의 광폭 시트를 슬리팅하여 형성된 광폭 및 소폭의 프리프레그 테이프의 생성 장치 및 가공의 개발을 통해 달성될 수 있었다.
프리프레그 재료 및 이의 제조 뿐만 아니라 이의 특성은 무수히 많은 변수에 기초하고, 두 가지 주요 변수는 섬유 함량에 대한 열경화성/열경화 수지 매트릭스 의 비율 뿐만 아니라 재료의 두께에 걸쳐 수지가 섬유에 함침되는 정도 및 충분성이다. 이러한 변수에 영향을 미치는 매개변수는 일반적으로 온도, 압력, 점도, 섬유 장력, 섬유 다발의 밀도 그리고 주어진 토우 내 섬유/ 섬유 다발의 개수를 포함한다. 수 년간의 개발을 통해, 현재의 열경화성/열경화수지 매트릭스로, 경화된 상태에서 필요한 물리적 특성을 갖는 적합한 프리프레그 재료 뿐만 아니라 적절한 습윤을 갖는 공극이 없거나 실질적으로 없는 프리프레그 재료를 얻기 위해서, 필수가 아니라면, 약 30 g/m2 내지 약 300 g/m2, 심지어 400 g/m2 이상, 바람직하게는 190 g/m2의 공중 중량을 갖는 섬유 밀도 및 30 내지 40, 바람직하게는 약 35 중량%의 수지 함량을 갖는 것이 중요하다. 생성된 프리프레그 재료는 약 0.001" (25.4 ㎛) 내지 약 0.015" (381 ㎛), 심지어 0.02" (500 ㎛) 이상, 바람직하게는 약 0.004" (101.6 ㎛) 내지 약 0.012" (304.8 ㎛), 보다 바람직하게는 약 0.006" (152.4 ㎛) 내지 약 0.009" (228.6 ㎛)의 두께를 갖는다. 보다 낮은 공중 중량 프리프레그 재료의 생성은 일반적으로 함침의 문제에 직면하지는 않지만, 이는 형성된 프리프레그의 폭에 걸쳐 저공중 중량 섬유가 양호하고 비교적 균일하게 펼쳐지기 어렵고 그리고 이에 대한 보장도 어렵기 때문에 종종 프리프레그의 폭에 걸쳐 섬유에서 다수의 실질적 갭을 갖는 프리프레그 재료를 초래한다. 이러한 갭은 형성된 프리프레그의 무결성에 관하여 그리고 슬리팅 중, 구체적으로 슬릿 공차를 유지하는 능력에 부정적인 영향을 미치는 문제를 발생시킨다. 한편, 보다 높은 공중 중량 프리프레그 재료는 일반적으로 그러한 갭 문제가 없지만: 오히려, 수지의 침투와 섬유의 충분한 습윤을 보장하기 더 어렵기 때문에 더 일관성이 없고 그리고/또는 낮은 함침 수준에 대한 문제를 갖게 된다. 결과적으로, 이러한 프리프레그 재료는, 특히 ATL/AFP 공정용 슬릿 테이프 형태에서 열악한 안정성 문제를 갖게 된다. 보다 낮은 점도의 열경화성 매트릭스 수지는 보다 높은 섬유 밀도로 더 나은 주입 및 습윤을 가능하게 할 수 있었지만, 생성된 프리프레그 재료의 특성은 저하되고 그리고/또는 프리프레그는 비용이 많이 든다. 특히, 품질이 일정하지 않은 경향이 있어 의도하는 최종 사용 적용분야, 특히 최첨단 기술 및 우주 항공 적용 분야에 적합하지 않게 한다. 또한, 열악한 함침 수준 및/또는 일관성이 없는 함침 수준을 나타내는 프리프레그 재료는 슬릿 테이프에 필요한 엄격한 공차를 얻을 수 없다는 문제를 갖게 된다: 즉, 0.01 인치 (254 마이크로미터) 이하, 바람직하게는 0.005 인치 (127 마이크로미터) 이하의 공차.
프리프레그 재료, 특히 AFP/ATL 공정의 장점 및 발전에 대한 최상의 증거는 주로 슬릿 테이프 재료로 제조되는 보잉 747 항공기에 존재하며, 동체, 날개 및 기타 기체 구성품과 같은 중요한 부품을 포함한다. 다만, 특히 이러한 부품이 제조되는 속도와 관련하여 여전히 개선의 여지가 남아 있다. 앞서 언급한 슬릿 테이프 재료, 특히 두께에 대한 제한 때문에, 제조 시간은 한 층이 다른 층에 적용됨에 따라 극도로 길어지고, 0.125" (0.32 cm) 내지 4" (10.16 cm) 이상의 두께로 천천히 형성된다.
확실히, 더 두꺼운 프리프레그 재료 및, 특히 슬릿 테이프가 열악한 물리적 특성, 증가된 공극 및 습윤의 손실, 폭 공차의 손실 등과 관련된 위험 및 우려 없이 제조될 수 있다면 제조 및 제조 효율성은 크게 향상될 것이다.
본 교시에 따르면, 두꺼운 열경화성 프리프레그 마스터 롤 생성 방법이 제공되고, 이는 길이를 따라 하나씩 정렬하는 단계, 및 두 개 이상의 열경화성 시트, 특히 단방향 프리프레그 시트 재료를 정합하는 단계, 그런 다음 그렇게 형성된 두꺼운 후판 프리프레그 시트 재료를 되감는 단계를 포함한다. 일반적으로 말해, 그렇게 형성된 열경화성 프리프레그 마스터 롤의 두께는 그러한 두께(들)가 현재의 단일 시트 프리프레그 시트 제조 공정에 의해 달성될 수 없으며 또는 만일 달성가능한 경우, 특히 섬유의 공극 생성 및 열악한 습윤과 관련하여, 상기 프리프레그 시트 재료의 물리적 특성 및 무결성이 동시에 손상되는 경우에만 달성될 수 있다.
단지 두 장의 시트가 정합되어야 하고 그리고 각 시트가 한쪽 표면 상에 기재 또는 라이너를 갖는 경우, 두 장의 시트는 단순히 정렬되고 그리고 바람직하게는 정합된 시트의 폭에 걸쳐 가해지는 약간의 압력 및/또는 낮은 열로 서로 대향하는 프리프레그 시트 재료의 노출된 표면과 정합되고, 재권취된다. 시트 중 하나 또는 모두가 양쪽 표면 상에 기재 또는 라이너를 갖는 경우, 정합될 표면(들)에서 기재 또는 라이너를 먼저 제거하여야 한다. 프리프레그 재료의 제 3, 제 4 등의 시트를 정합할 경우, 정합 전에 해당 내부층의 양쪽 표면 상에서 라이너를 먼저 제거하여야 한다. 두 개 이상의 프리프레그 시트 재료를 정합하는 이러한 경우에, 모든 층은 동시에 또는 순차적으로 정합될 수 있고, 유사하게, 가공물이 노출 표면에 부착되고 층 사이에 갇힐 위험을 줄이기 위해서 라이너는 정합 시점에서 또는 바로 그 직전에 동시에 또는 순차적으로 제거될 수 있다. 열경화성 매트릭스의 본연의 점착성으로 두 표면이 서로 부착되지만, 특히 점착성이 불충분할 수 있다는 우려가 있는 경우, 접착 전에 점착성을 향상시키기 위해 접착될 하나 또는 각 시트의 접착 표면을 가열하는 것이 바람직할 수 있다.
마스터 시트 재료의 폭에 따라, 그렇게 형성된 두꺼운 프리프레그 마스터 시트 재료는, 특히 슬리터가 통합된 AFP/ATL 장치에서 그대로 사용될 수 있고 또는, 대부분, 슬리팅 공정을 거쳐 이후 권취되는 슬릿 테이프를 형성할 수 있다. 후자의 경우, 슬리팅은 부착된 기재 또는 라이너 재료와 함께 또는 이들 없이 수행될 수 있다. 이들 없이 수행되었다면, 이후 라이너는 제거되고, 슬릿 테이프를 권취하기 전에 프리프레그 슬릿 및 새로운 라이너가 부착된다: 이는 기재 재료가 종이 기재일 경우 특히 유용하다. 부착된 라이너와 함께 수행되었다면, 특히 라이너가 중합체 필름 라이너인 경우, 마스터 시트 재료는 크기에 맞게 슬리팅 되고 권취된다.
본 교시의 제 2 실시예에 따르면, 후판 프리프레그 시트 재료는 상기 후판 프리프레그 시트 재료의 마스터 롤의 형성을 건너뛰는 것을 제외하고는 선행된 실시예와 마찬가지로 형성된다. 대신에, 프리프레그 재료의 두꺼운 시트는 슬리팅 되고 권취되는 슬리팅 장치로 바로 전달되고 또는, 통합된 제조 시설의 경우, 부품 제조를 위한 하나 이상의 AFP/ATL 장치로 곧바로 공급된다. 이는 또한 후판 프리프레그 시트 재료가 이를 그대로 적용하거나 레이다운되었을 때 테이프를 슬리팅할 수 있는 AFP/A씨 장치로 곧바로 공급될 수 있다는 것으로 이해되어어야 한다.
본 교시는 또한 후판 프리프레그 시트 재료의 마스터 롤 뿐만 아니라 상기 후판 프리프레그 시트 재료로부터 제조된 후판 프리프레그 슬릿 테이프에 관한 것이다. 이러한 후판 프리프레그 시트 재료는 이들이 두 개의 수지 주입 섬유층 사이에 수지 매트릭스의 별개의 층을 갖는다는 점에서 기존 프리프레그 시트 제조 공정에서 동일한 두께로 제조된 두꺼운 프리프레그 시트 재료와 구별된다. 추가적으로 그리고 유리하게는, 본 교시에 따라 생성된 후판 프리프레그 시트 및 슬릿 테이프 재료는 동일한 매트릭스 수지 및 섬유 다발로부터 동일한 두께로 생성된 기존 프리프레그 시트 및 슬릿 테이프와 비교하여 공극 및 습윤 부족의 경우가 더 적다.
본 교시의 이들 그리고 다른 양태, 세부사항 및 이점은 아래의 명세서에서 보다 완전하게 설명되고 그로부터 명백해질 것이다.
본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면들은 본 원과 함께 이해되어야 한다. 다양한 도면에서 유사한 부분을 나타내기 위해 유사한 참조 번호가 사용된다.
도 1은 프리프레그 재료의 두 개의 연속적인 시트를 정합하기 위한 장치의 개략적 측면도이다.
도 1a는 도 1의 정합된 두꺼운 프리프레그 시트 재료의 A에서의 확대도이다.
도 1b는 도 1a의 A1-A1에서의 정합된 두꺼운 프리프레그 시트 재료의 단면도이다.
도 2는 프리프레그 재료의 두 개의 연속적인 시트를 각각으로부터 라이너를 제거하여 정합하기 위한 대안적인 장치의 개략적인 측면도이다.
도 3은 프리프레그 재료의 세 개의 연속적인 시트를 라이너를 제거하여 동시에 정합하기 위한 장치의 개략적인 측면도이다.
도 3a는 도 3의 정합된 두꺼운 프리프레그 시트 재료의 B에서의 확대도이다.
도 4는 프리프레그 재료의 세 개의 연속적인 시트를 라이너를 제거하여 순차적으로 정합하기 위한 장치의 개략적인 측면도이다.
본 원에서 그리고 첨부된 청구 범위에서 사용된 바와 같이, 용어 "기존"은 프리프레그 시트 및/또는 테이프와 관련하여 사용될 때 본 교시의 발견일 현재 기존 방식으로 제작된 프리프레그 시트 또는 테이프를 의미하고, 여기서 액체 매트릭스 수지는 결합되어, 일반적으로 기재 또는 지지체 상의 복수 개의 섬유/섬유 다발 또는 직물 주입되고, 그리고 필요 이상의 수지는 정의된 폭과 두께의 연속적인 시트 및 테이프를 생성하기 위해 제거된다. 기재 또는 지지체 재료는 통상 중합체 필름, 특히 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르, 비닐 중합체, 및 폴리아세테이트 필름이다. 구체적인 예시적 중합체 필름은 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 및 선형 저밀도 폴리에틸렌; 몇 가지 말하자면, 폴리프로필렌, 이축 배향 폴리프로필렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리테트라플루오로-에틸렌, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 알콜, 에틸렌 비닐아세테이트 (EVA), EVA-PE 블렌드, 폴리스티렌, 이축 배향 폴리스티렌, 폴리스티렌 테트라프탈레이트, 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6 및 셀룰로오스 트리아세테이트를 포함하는 폴리에틸렌(PE)을 포함한다. 보다 바람직하게는, 중합체 필름은 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌이다. 일반적으로 말해서, 기존 프리프레그 시트 및 슬릿 테이프는 배경기술에서 상기 언급된 물리적 특성을 가질 것이다.
상기에서 언급한 바와 같이, 기존 프리프레그 시트 재료는 기재 또는 지지층 상에서 형성된다. 때로는 원래의 지지층 또는 기재는 라이너, 가장 일반적으로 중합체 필름으로 대체된다. 또한, 열경화성 수지의 노출 표면을 보호하기 위해 프리프레그 형성 중 또는 이후에 프리프레그 시트 재료의 대향 표면 상에 라이너를 배치하는 것이 일반적이다. 편의상, 기재, 지지체 및 라이너에 대한 언급을 피하고자, 본 원 그리고 첨부된 청구범위에서 사용된 용어 "라이너"는, 특히 문맥이 허용한 세 가지 모두를 포함하도록 의도된다.
본 원 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 용어 "연속적인"은 프리프레그 시트 재료 및 슬릿 테이프와 관련하여 사용될 때 시트 재료의 경우 슬리팅과 같은 즉각적인 사용/가공을 위한, 또는 보관 및/또는 이송을 위해 권취된 이러한 재료의 긴 길이를 언급한다. 일반적으로, 연속적인 프리프레그 시트 및 슬리팅될 테이프의 길이는 적어도 약 10 미터, 보다 일반적으로 25 미터에서, 최대 100 미터 이상일 것이며, 보다 새로운 기술로 현재 일반적으로 적어도 약 100 미터, 보다 일반적으로 250 미터에서 최대 1000미터 이상일 것이고, 그리고 폭은 약 0.1 미터, 보다 일반적으로 0.35미터에서 2.5 미터, 바람직하게는 약 0.7 미터에서 약 1.5 미터일 것이다. 한편 연속적인 슬릿 테이프는, 폭 및 코일형 권취 또는 횡단형 권취 여부에 따라, 각각 최대 일반적으로 200 미터 이상을 초과하거나, 보다 일반적으로 최대 1500 미터 이상이거나, 보다 일반적으로 3,500 미터 범위 내이거나, 심지어 최대 6,000 미터를 초과하는 시트 재료의 길이와 유사한 길이를 가질 것이다. 일반적인 폭은 약 0.1 cm 내지 약 10 cm 이상, 또는 보다 일반적으로 약 0.3 cm 내지 10 cm의 범위이다. 또한, 본 원에서 경화성 에폭시 수지로 함침된 단방향 탄소 섬유 프리프레그 시트 재료에 대한 특정 참조가 이루어지지만, 이는 본 교시가 이에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 실제로, 본 교시는 유리 섬유, 중합체 섬유, 및 섬유의 조합으로 제조된 것을 포함하는 다른 프리프레그 시트 재료에 동일하게 적용가능하고, 이들 모두는 길이를 따라 단방향일 수 있고 또는 테이프, 직조, 비직조 등의 길이와 관련해 각을 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 매트릭스 수지는 에폭시, 시아네이트 에스테르, 비스말레이미드, 폐놀계, 폴리이미드 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 개수의 경화성 또는 열경화성 매트릭스 레진이다.
가장 특히 본 교시는 구체적으로 에폭시 열경화성 수지 매트릭스에서 단방향 탄소 섬유의 프리프레그 시트 및 테이프에 적합하고 이와 관련하여 논의될 것이다.
본 원 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 용어 "후판(두꺼운)" 및 " 더 두꺼운"은 프리프레그 시트 재료 및 슬릿 테이프와 관련하여 사용되는 경우 본 개시의 교시에 따라 형성된 그러한 시트 재료 및 테이프를 지칭한다.
마지막으로, 정렬 또는 가이드 롤러에 의한 마스터 시트 재료의 위치 지정과 관련하여 사용된 용어 "정렬" 및 "정렬된"은 마스터 시트 재료를 길이를 따라, 특히 지점에서 효과적으로 서로 중첩되도록 서로 관련해 배치하는 것을 의미한다. 동일한 폭의 두 개의 마스터 시트가 정합되어야 하는 경우, 정렬은 각각의 에지가 직접 또는 합리적으로 가능한 한 가깝게 하나를 다른 하나 위에 정렬되도록 마스터 시트 재료를 배치할 것이다.
장치의 구성요소 뿐만 아니라 장치 전체에 대한 몇몇 세부사항이 본 원에 제공되지는 않았지만, 전체 구성요소는 공지되어 있고 상업적으로 이용가능하다: 이는 이들의 조합 및 성향 뿐만 아니라 이들의 용도가 신규하다는 것이다. 본 원에 참조된 다른 장치는 널리 공지되어 있고 상업적으로 이용가능하다; 예를 들어, 슬리팅 및 권취 장치는 널리 공지되어 있다.
본 교시에 따르면 다음이 제공된다:
● 후판 프리프레그 마스터 시트 재료의 생성 방법, 여기서 두 개 이상의 기존 프리프레그 시트가 정렬되고 정합되어 후판 마스터 시트 재료를 형성한다;
● 후판 마스터 시트 재료의 마스터 롤의 생성 방법, 여기서 두 개 이상의 기존 프리프레그 시트가 정렬되고 정합되어 후판 마스터 시트 재료를 형성하고 이는 이후 롤을 형성하기 위해 권취된다;
● 후판 프리프레그 슬릿 테이프의 생성 방법, 여기서 후판 마스터 시트 재료는 원하는 폭의 테이프로 슬리팅 되고 바로 사용되거나 또는 이후 사용을 위해 권취된다;
● 기존 마스터 시트로부터 후판 마스터 시트를 생성하기 위한 장치;
● 후판 프리프레그 마스터 시트 재료;
● 후판 프리프레그 마스터 시트 재료의 마스터 롤; 및
● 후판 프리프레그 슬릿 테이프.
본 교시의 또 다른 양태 및 이점은 후판 마스터 시트 재료의 생성에 사용되는 기존 마스터 시트 재료의 개수 및 두께를 선택함으로써 후판 마스터 시트 재료 및 생성된 후판 프리프레그 슬릿 테이프의 두께를 주문 제작할 수 있다는 것이다. 이와 관련하여, 이는 일반적인 두께, 구체적으로 이의 상한에 대한 상기 설명은 주로 수지 함침 및 습윤에 대한 전술한 우려를 감안할 때 적합하게 그리고 효과적으로 얻을 수 있는 최대 두께에 주로 기초한다는 것으로 이해되어야 한다. 다만, 더 낮은 정도의 두께는 이전에 논의된 문제 및 단점에 대한 우려 없이 또는 별로 신경쓰지 않고 쉽게 생성될 수 있고, 따라서 본 교시의 실시에 사용하기에 용이하게 적합하다.
이해의 편의와 용이함을 위해, 본 원에 포함된 첨부된 도면을 참조하여 이제 본 교시의 방법, 장치 및 제품이 설명된다.
도 1은 후판 프리프레그 마스터 시트 재료를 생성하기 위한 가장 간단한 방법의 측면 개략도를 나타낸다. 여기서 도 1a 및 도 1b에서 명확하게 나타낸 바와 같이, 각각이 한 쪽 표면 상에 라이너(11)를 갖는 두 개 이상의 기존 열경화성 프리프레그 시트 재료(2)의 마스터 롤(1)은 복수개의 정렬 롤러(4)에 의해 정렬되고 한 쌍의 핀치 롤러(6)에서 정합된다. 선택적으로, 도 1a에서 도시된 바와 같이, 열경화성 수지를 가온하여 이의 점착성을 향상시키기 위해 가열 소자(8)가 배치된다. 가열 소자가 존재하는 그러한 방법 및 장치에서, 가열 범위 및 지속 시간은 경화성 수지의 점착성 개선하기 위해 제한되고, 어떤 경우에도 온도가 경화성 수지의 경화를 우발적으로 시작하지 않도록 제어된다. 일반적으로, 수지는 열경화성 수지의 경화 촉매/활성제의 활성화 온도에 따라, 120℃ 이하, 바람직하게는 100℃ 이하, 가장 바람직하게는 50℃ 이하로, 다시 가열된다. 또한, 도 1에서 두 프리프레그 시트 재료가 가열되는 것으로 도시되지만, 이는 증가된 점착성의 이점을 얻기 위해 단지 하나의 시트만이 가열될 필요가 있는 것으로 이해하여야 한다.
앞서 언급한 바와 같이, 두 개의 프리프레그 시트 재료는 정합되고 한 쌍의 핀치 롤러(6)를 통과한다. 핀치 롤러는 시트 재료의 전체 폭에 걸쳐 적절한 대면 정합을 보장하는 데 도움이 된다. 핀치 롤러는 약간의 억지 끼워맞춤을 제공하기 위해 이격되거나, 또는 상부 핀치 롤러가 뜨도록 구성될 수 있고 이에 의해 롤러 자체의 무게가 정합된 마스터 시트 재료를 아래로 밀착시킨다. 또한, 핀치 롤러는 힘을 부여하도록 제어될 수 있고 이에 의해 두 개의 마스터 시트 재료는 서로 압착된다. 무게 유도 또는 압력 유도와 관계없이, 핀치 롤러에서 정합된 시트 재료에 따라 작용하는 힘은 열경화성 점착이 높은 경우 더 적은 힘으로도 충분하지만 일반적으로 약 1 psi 내지 약 4 psi이다. 더 높은 힘이 가능하지만, 다만, 원하지 않은 수지 공급을 방지하기 위해 지양된다.
생성된 후판 마스터 시트 재료(9)는 도 1a 및 도 1b에 도시되고, 라이너(11)는 후판 프리프레그 시트 재료(12)의 양쪽 표면 상에 존재한다. 강조하였지만, 도 1b는 마스터 테이프의 단면도를 나타내고, 여기서 별개의 열경화성 수지층(15)은 두 개의 수지 주입 단방향 섬유층(16) 중간에 존재한다.
마지막으로, 도 1은 추가 공정을 위해 박스(18)로 진행되는 후판 프리프레그 마스터 시트를 도시한다. 이러한 추가 가공은 나머지 라이너 중 하나를 제거하거나 또는 제거하지 않은 채, 마스터 롤을 형성하기 위해 코어 구성요소에 후판 프리프레그 마스터 시트를 단순히 권취하는 것일 수 있다. 대안적으로, 후판 프리프레그 마스터 시트 재료는 광폭 마스터 시트를 하나 이상의 폭을 갖는 복수개의 슬릿 테이프로 전환하기 위해 슬리팅 장치로 진행될 수 있다. 또한, 마스터 시트는 복합 구조를 형성하기 위해, 마스터 시트 재료가 ATL 장치 또는 AFP 장치, 특히 통합된 슬리터를 구비하는 장치로 공급되는 제조 공정으로 진행될 수 있다.
도 2는 기존 프리프레그 시트 재료(21)가 열경화성 프리프레그 마스터 시트의 각 표면 상에 라이너를 갖는 것을 제외하고는 도 1에 도시된 것과 유사한 장치 및 방법의 측면 개략도를 나타낸다. 이러한 경우, 두 개의 마스터 시트가 정합되기 전에 정합 표면에서 라이너를 제거해야 할 필요가 있다. 여기서 라이너용 두개의 테이크업(take-up) 권취기(22)가 정렬 롤러(24)에서 마스터 시트 재료로부터 분리되는 라이너와 함께 제공된다.
이러한 장치는 마스터 시트 재료의 시트를 서로 압착하기 위해 또한 다른 수단을 사용한다. 특히, 이러한 장치에서 마스터 시트 재료는 사행(serpentine) 롤러(26) 세트에서 정합된다. 여기서 정합된 시트는 사행 롤러를 통과하고 여기서 롤러를 통해 정합된 시트의 사행형 또는 물결형 이동이 사행 롤러의 오프세팅에 의해, 즉 상부 롤러 구성요소의 하부 표면이 하부 롤러 구성요소의 상부 표면 아래로 연장되는 정도로 발생한다. 사행 롤러를 통한 정합된 시트 이러한 사행형 또는 물결형 이동은 정합된 재료에서 압착을 생성하고 이는 프리프레그 마스터 시트 재료의 정합된 표면을 서로 밀착시키는 역을 한다. 필수는 아니지만, 하나 이상의 롤러를 정합된 재료에 대한 하나 이상의 롤러에 작용하고 힘을 가하는 추 또는 공압식 또는 스프링 작동 구성요소와 연관시키는 것도 고려된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 사행 롤러를 통한 정합된 재료의 사행형 또는 물결형 이동은 상당히 얕아, 정합된 시트 재료에 더 낮은 압력을 가한다. 다만, 이는 정합된 시트 재료에 대해 더 높은 압력 또는 힘을 부가하기 위해 롤러의 오프세팅은 더 높은 진폭을 갖는 파동을 생성하도록 보다 뚜렷해질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
예시의 목적을 위해, 도 2의 장치는 프리프레그 시트 재료의 정합된 표면(들) 중 하나 또는 모두를 가온하고 보다 점착성 있게 만드는 가열 부재를 포함하지 않는다. 다만, 가열 부재는 마스터 시트 재료의 정합 지점에 또는 근처에서 또는 라이너가 제거되는 정합 지점 및 롤러 중간의 임의의 위치에 포함될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에서, 형성된 후판 프리프레그 시트 재료는 후판 프리프레그 재료의 마스터 롤(30)을 형성하기 위해 권취기(29)에 권취된다. 도시되지는 않았지만, 원하는 경우, 마스터 롤을 권취한 후 나머지 두 개의 라이너 중 하나를 제거하기 위해 추가적인 라이너 제거장치 및 라이너 권취기를 상행 롤러 및 권취 장치 중간에 삽입할 수도 있다. 물론, 또한 도 1의 장치 및 방법과 관련하여 상기에서 논의된 바와 같이, 이러한 장치의 후판 프리프레그 마스터 시트 재료는 도시된 바와 같이 권취되지 않고 동일하게 후속 가공 및/또는 사용을 위해 추가적인 장치로 바로 공급될 수 있다.
도 3은 이러한 특정 묘사에서 기존 프리프레그 시트 재료(45)의 세 개의 마스터 롤(40, 41, 42)로부터 후판 프리프레그 마스터 시트 재료를 생성하기 위한 장치 및 방법의 측면 개략도를 나타내고, 기존 열경화성 프리프레그 마스터 시트 재료(45) 각각은 한쪽 표면 상에 라이너(11)를 갖는다. 후판 프리프레그 시트 재료에 대한 중간층을 공급받는 마스터 롤(41)의 경우, 해당 시트 재료를 다른 두개의 시트 재료와 정합하기에 앞서 라이너(47)를 제거할 필요가 있다. 도시한 바와 같이, 제거되는 라이너는 권취기(49)에 의해 감권된다. 물론, 임의의 또는 모든 마스터 시트 재료가 양쪽 표면 상에 라이너를 갖는 경우, 정합 전에 마스터 시트 재료(41)의 중간 롤의 경우 다른 표면으로부터 그리고 다른 마스터 시트 재료의 정합 표면으로부터 라이너(41)를 제거해야 할 필요가 있다. 이러한 경우, 라이너 제거 장치 및 라이너 테이크-업 권취기가 이러한 마스터 롤 및 시트 재료의 정합 지점 중간에 있을 것이다.
도 1의 실시예에서와 같이, 상술한 바와 동일하게 또는 유사하게, 기존 프리프레그 시트 재료의 시트는 복수개의 정렬 롤러(50)에 의해 정렬되고 핀치 롤러(53)에서 정합된다. 이는 또한 장치 및 방법은 핀치 롤러에 제한되지 않는다는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 이전의 실시예에서와 같이, 한 쌍의 사행 롤러 또는 다른 유사 기능의 구성요소는 핀치 롤러를 대신하여 사용될 수 있다.
도 3의 장치 및 방법은 또한 중간 마스터 롤(41)로부터 공급되는 라이너 제거 후, 기존 시트 재료의 각 면 상에서 가열 부재(55)를 사용한다. 도 1의 장치 및 방법과 관련하여 설명된 바와 같이, 가열 부재(55)는 가온하기 위해 배치되고 이에 의해 열경화성 수지의 점성을 향상시킨다. 이러한 경우에, 가열기(들)는 시트 재료의 양쪽 표면을 가온시키기 위해 배치된다. 물론, 이는 또한 가열 부재는 또한 각각의 다른 마스터 시트 재료와 함께 사용될 수 있다는 것으로 이해되어야 한다. 다시 말하자면, 열경화성 수지의 경화를 개시하지 않고 열경화성 수지의 점착성을 향상시키기 위한 임의의 히터로 제한된다.
앞서 설명한 바와 같이, 세 개의 프리프레그 시트 재료는 정합되어 한 쌍의 핀치 롤러953)를 통과한다. 다시 말하자면, 핀치 롤러는 시트 재료의 전체 폭에 걸쳐 적절한 대면 정합을 보장하는데 도움이 되고 약간의 억지 끼워맞춤을 제공도록 이격되거나 구성될 수 있으며, 이에 의해 하나의 롤러가 다른 롤러에 대해 압력을 가하여 정합된 층을 서로 밀착시킨다.
생성된 후판 마스터 시트 재료(60)는 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있으며, 여기서 라이너(62)는 후판 마스터 프리프레그 재료(64)의 양쪽 표면 상에 존재한다. 강조하였지만, 도 3b는 마스터 테이프의 단면도를 나타내고 여기서 별개의 열경화성 수지층(65)은 대향하는 수지 주입 단방향 섬유층(66) 각각의 중간에 존재한다.
마지막으로, 도 1에서처럼, 도 3은 추가 가공을 위해 박스(18)로 진행하는 후판 프리프레그 마스터 시트를 나타낸다. 앞서 언급한 바와 같이, 이러한 추가 가공은 나머지 지지체 또는 나머지 라이너 중 하나를 제거하거나 또는 제거하지 않은 채, 마스터 롤을 형성하기 위해 코어 부재에 후판 프리프레그 마스터 시트를 단순히 권취하는 것일 수 있다. 대안적으로, 후판 프리프레그 마스터 시트 재료는 광폭 마스터 시트를 하나 이상의 폭을 갖는 복수개의 슬릿 테이프로 전환하기 위해 슬리팅 장치로 진행될 수 있다. 또한, 마스터 시트는 복합 구조를 형성하기 위해, 마스터 시트 재료가 ATL 장치 또는 AFP 장치, 특히 통합된 슬리터를 구비하는 장치로 공급되는 제조 공정으로 진행될 수 있다.
도 4는 기존 프리프레그 시트 재료(85)의 세 개의 마스터 롤(80, 81, 82)로부터 후판 프리프레그 마스터 시트 재료를 생성하기 위한 대안적인 장치 및 방법의 측면 개략도를 나타낸다. 이러한 특정 묘사에서, 기존 열경화성 프리프레그 마스터 시트 재료(85) 각각은 양쪽 표면 상에 라이너(87)를 갖는다. 또한 이러한 실시예는 빌드가 중간 두개 층 두께의 프리프레그 시트가 형성된 후 중간 프리프레그 시트 재료와 정합되는 제 3 층이 형성되는 순차적 빌드라는 점에서 이전과 다르다.
도 4에 도시된 반복에서, 두 층의 후판 프리프레그 중간 시트(86)는 도 2에서 묘사한 바와 같이 형성되며, 여기서 기존 프리프레그 시트 재료는 두개의 마스터 롤(80, 81)로부터 공급되고 라이너는 두 개의 시트가 사행 롤러 조립체(88)에서 정합되기 전에 제거되고 라이너 권취기(83)에 의해 감권된다. 가이드 롤러(92)는 적절한 정합을 위해 시트 재료를 정렬하기 위해 사용된다. 이러한 특정 실시예에서, 히터(90)는 또한 정합되는 두 개의 표면의 점착성을 향상시키기 위해 존재한다.
생성된 두꺼운 프리프레그 중간 마스터 시트(86)는 그런 다음 한 세트의 핀치 롤러 조립체(94)로 진행된다: 이러한 경우 핀치 롤러 조립체는 두 쌍의 핀치 롤러(95)를 포함하여, 프리프레그 재료의 제 3 시트(93)를 중간 프리프레그 시트 재료에 밀착시킨다. 이러한 제 2 정합 지점에 앞서, 제 3 기존 프리프레그 마스터 시트 재료의 정합 표면 상의 라이너(98)가 제거되고 라이너 권취기(99)에 권취되어 열경화성 수지를 노출시킨다. 도시된 바와 같이, 기재 또는 라이너는 정합 지점에 매우 근접하여 제거되고 이렇게 함으로써 정합에 앞서 잔해 및 다른 잠재적 오염물질이 열경화성 수지의 표면 상에 정착할 기회가 줄어들 것이다. 물론, 원하는 경우 기존 마스터 시트가 다른 두 개의 마스터 롤과 마찬가지로 마스터 롤(82)로부터 떨어지는 것과 같이 기재 라이너를 제거할 수 있다.
언급한 바와 같이, 이러한 특정 실시예는 제 3 마스터 시트 재료를 중간 두꺼운 시트 재료와 정합시키기 위해 핀치 롤러 조립체(94)를 사용한다. 필수는 아니지만, 이 지점에서 증가된 두께의 후판 프리프레그 마스터 시트 재료를 고려해 볼 때 두 쌍의 핀치 롤러(95)를 갖는다는 점은 공기가 갇히지 않고 후판 프리프레그 시트 재료의 모든 층이 서로 견고하게 결합된다는 보다 나은 확실성을 제공한다. 물론, 한 쌍의 사행 롤러 등과 같은 다른 가압 수단도 사용될 수 있다. 또한, 기존 프리프레그 시트, 중간 두꺼운 프리프레그 시트 또는 모두의 정합 표면을 가열하기 위해 히터를 추가할 수 있어, 점착성을 향상시킨다.
도 4의 묘사에서, 생성된 후판 마스터 시트 재료(100)는 후속 사용 및/또는 가공을 위하여 마스터롤(102)로 권취하기 위해 권취기(101)로 진행된다. 물론, 앞서 언급한 바와 같이, 생성된 후판 마스터 시트 재료는 도 1 및 도 3의 박스(18)와 관련하여 설명된 바와 같이 추가 가공 및 사용을 위해 바로 진행될 수 있다. 또한, 이러한 경우, 생성된 후판 마스터 시트 재료의 양쪽 표면은 라이너를 갖기 때문에, 후판 마스터 시트 재료를 실제로 권취하기 전에 하나를 제거하고 라이너 권취기(104)에 권취한다.
각각의 묘사된 실시예는 마스터 롤로부터 공급되는 기존 마스터 시트 재료를 나타내지만, 이는 또한 상술한 장치 및 방법은 기존 시트 재료의 각 공급이 이의 제조에서 정합 공정으로 직접 이루어지는 프리프레그 시트 제조 설비 및 공정에 통합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이는 연속적인 작업 및 공정을 가능하게 한다.
대안적으로, 마스터 롤이 소모된 경우 소모된 롤을 새로운 마스터 롤로 교체할 시간을 제공하기 위해 일시적으로 정합 공정을 중단하여 연속적인 작업 및 공정을 제공한다. 이러한 경우 기존 마스터 시트 재료의 연속적인 공급이 이루어지도록 스플라이서(splicer)는 또한 장치에 통합되고 스플라이싱 작업을 공정에 통합이 공정에 통합된다. 스플라이서 및 스플라이싱 작업은 당해 기술 분야에서 통상적이고, 예컨대 슬릿 테이프를 형성하기 위한 일반적인 슬리팅 장치 및 공정에 존재한다. 기존 스플라이싱 작업이 장치 및 공정에 통합된 그러한 경우에 정합 작업에서 두 개의 스플라이스가 겹칠 가능성을 피하거나 줄이기 위해 기존 마스터 시트 재료의 초기 공급에 시차를 두는 것이 특히 바람직하다. 다른 하나(들)를 진행시키기 전에 핀치 롤러 또는 사행 롤러에 하나의 기존 시트 재료의 공급을 시작함으로써 시차를 둘 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 기존 시트 재료에 납 시트를 부착할 수 있고, 그에 의해 상업적 생산을 위한 장치를 준비시킬 때, 모든 마스터 시트 재료는 동시에 시작되지만, 납을 사용하면 프리프레그 재료의 납 에지가 동시에 정합 지점에 도달하는 것을 방지한다.
레이업 작업에서 실질적으로 후판 시트 및 테이프가 놓이기 때문에 본 교시의 공정에 의해 생성된 더 두꺼운 후판 마스터 시트 재료 및 슬릿 테이프는 부품의 더빠른 생산을 가능하게 한다. 따라서, 본 교시의 후판 프리프레그 시트 및 테이프가 놓이는 경우 이들이 생성되는 기존 프리프레그 시트 및 테이프보다 동일한 부품 두께를 달성하도록 통과하는 횟수를 줄일 필요가 있다. 물론, 이는 설계 사양에 따라 전체 부품 두께를 제어하기 위해 임의의 주어진 AFP 또는 ATL 장치는 또한 기존 두께 및 본 시트 및 테이프의 향상된 두께 모두의 슬릿 테이프를 다중 공급할 수 있는 것으로 고려될 수 있다.
전술한 내용에 이어, 본 교시의 또 다른 이점은 생성되는 후판 프리프레그 마스터 테이프의 두께를 주문 제작할 수 있다는 것이다. 위에서 언급한 바와 같이, 다른 문제 중 공극 및 습윤의 문제는 더 두꺼운 두께의 기존 테이프를 생성하려는 시도와 관련되어 있다. 다만, 일반적으로 별다른 우려없이 더 얇은 시트를 제조할 수 있다. 이와 관련하여, 본 교시에 따라 주어진 또는 원하는 두께의 두꺼운 프리프레그 마스터 시트 재료를 빌드하기 위해 상이한 두께의 기존 프리프레그 시트 재료를 선택하고 사용할 수 있다. 이러한 후판 프리프레그 시트는 기존 프리프레그 시트로 얻을 수 있는 것보다 더 두껍고 언급된 다른 문제 중 공극 및 습윤에 우려를 피하거나 줄여준다. 예를 들어, 생성된 프리프레그 재료에 현저한 부작용 없이 얻을 수 있는 최대 두께 250 마이크로미터의 열경화성 수지를 사용하는 경우, 350 마이크로미터 두께의 후판 프리프레그 재료를 생성하기 위해 250 마이크로미터의 프리프레그 시트를 100 마이크로미터의 또 다른 시트와 정합할 수 있다. 이러한 시트는 기존 시트 제조에서 그러한 시트를 생성하고자 시도하는 경우 발견되지 않는 습윤 및 공극에 대한 특성을 가질 것이며 이는 시작 재료, 예컨대 이들이 형성된 기존 시트의 특성과 일치할 것이다. 따라서, 일반적인 관점에서, 본 방법 및 생성된 후판 프리프레그 시트 및 슬릿 테이프 재료는 기존 방법에 따라 제조된, 동일한 두께, 특히 동일한 두께 및 조성의 시트 재료 및 슬릿 테이프보다, 특히 섬유 습윤 및 수지 침투 관점에서 더 나은 개선된 특성 및 특징을 갖는다.
전술한 설명에서 많은 실시예 및 대안적인 반복은 "할 수 있는" 것의 견지에서 논의된다. 용어 "할 수 있는"의 사용을 주제가 단지 이론적이거나 가정에 불과하다는 것을 나타내거나 추론하는 것으로 잘못 해석되어서는 안된다: 오히려 이들은 완전하게 고려되고 실행가능한 실시예, 반복 및 대안이다. 유사하게, 방법 및 장치는 다수의 상호 교환가능한 구성요소, 예컨대, 핀치 롤러 및 사행 롤러 뿐만 아니라 박스 및 마스터 롤 권취기와 함께 제공되고; 이러한 경우에, 명세서는 각각의 상호 교환가능한 부재가 사실상 제공된 것처럼 읽고 이해되어야 한다. 유사하게, 명세서 전반에 걸쳐 다양한 구성요소 및 공정 단계의 특징 및 특성이 하나의 실시예와 함께 세부적으로 제공되지만, 다른 특징 및 특성 예컨대, 가열 부재에 대한 온도 또는 이들의 펀치 롤러 또는 사행 롤러에 대한 압력은 제공되지 않는다. 이러한 경우, 이는 달리 언급하지 않는 한 동일한 특징 및 특성이 각 실시예에 대해 존재하는 것으로 이해되어야 한다. 일반적으로 말해서, 이는 거의 불가능하고, 여하튼, 각각의 모든 반복 또는 실시예를 설명하기 위해서는 광범위한 명세서를 필요로 할 것이다. 따라서, 본 명세서는 각각의 상호 교환가능한 구성요소 및 특성이, 사실상, 구체적으로 구현된 것처럼 해석되어야 하다.
본 명세의 방법 및 장치가 특정 실시예 및 도면과 관련하여 설명되었지만, 이는 본 교시가 이에 제한되지 않으며 그리고 여기서 표현된 개념을 활용한 실시예가 본 교시의 범주 내에서 의도되고 고려된다는 것으로 이해되어야 한다. 다음에서, 본 교시의 진정한 범주는 청구된 구성요소 및 임의의 그리고 모든 수정, 변형, 또는 여기에 설명된 기본 원리의 정신 및 범주에 해당하는 규등물에 의해 정의된다.

Claims (16)

  1. 두 개 이상의 기존 열경화성 프리프레그 시트를 길이를 따라 하나씩 정렬하는 단계, 이때 각 시트는 정합 표면을 가지며, 그리고 후판 열경화성 프리프레그 시트 재료를 형성하기 위해 상기 정합 표면을 따라 상기 시트를 정합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 후판 열경화성 프리프레그 마스터 롤 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기존 프리프레그 재료의 상기 시트의 적어도 하나의 상기 정합 표면이 상기 정합 단계 전에 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 정합된 시트가 가압되어 상기 재료의 시트를 서로 밀착시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후판 열경화성 프리프레그 재료가 마스터 롤에 권취되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후판 열경화성 프리프레그 재료는 슬릿터를 통과하여 슬릿 테이프를 형성하고, 이후 권취되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생성된 프리프레그 재료의 상기 두께는 기존 프리프레그 시트 제조법을 사용하여 달성될 수 없는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생성된 프리프레그 재료는 기존 프리프레그 시트 제조법을 사용하여 제조된 동일한 두께 및 조성의 프리프레그 시트 재료보다 더 적은 공극 및/또는 더 나은 습윤을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 형성된 후판 프리프레그 마스터 시트 재료.
  9. 제 9 항에 있어서,
    상기 프리프레그 시트 재료의 상기 두께는 기존 프리프레그 시트 제조법 및 동일한 조성을 사용하여 달성될 수 있는 것보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 마스터 시트 재료.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 프리프레그 시트 재료는 기존 프리프레그 시트 제조법에 의해 제조된 동일한 두께의 유사한 마스터 시트 재료와 비교하여 더 적은 공극 및 더 나은 습윤을 갖는 것을 특징으로 하는 마스터 시트 재료.
  11. 제 4 항의 방법에 따라 형성된 후판 열경화성 프리프레그 재료의 마스터 롤.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프리프레그 시트 재료의 상기 두께는 기존 프리프레그 시트 제조법 및 동일한 조성을 사용하여 달성될 수 있는 것보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 마스터 롤.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 프리프레그 시트 재료는 기존 프리프레그 시트 제조법을 사용하여 제조된 동일한 두께의 유사한 마스터 시트 재료와 비교하여 더 적은 공극 및 더 나은 습윤을 갖는 것을 특징으로 하는 마스터 롤.
  14. 제 5 항의 방법에 따라 형성된 후판 열경화성 프리프레그 슬릿 테이프.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 프리프레그 슬릿 테이프 재료의 상기 두께는 기존 프리프레그 시트 제조법을 사용하여 제조된 프리프레그 시트 재료를 사용하여 달성할 수 있는 것보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 슬릿 테이프.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 프리프레그 슬릿 테이프는 기존 프리프레그 시트 제조법을 사용하여 제조된 동일한 두께의 프리프레그 시트 재료를 사용하여 제조된 슬릿 테이프와 비교하여 더 적은 공극 및 더 나은 습윤을 갖는 것을 특징으로 하는 슬릿 테이프.
KR1020227011484A 2019-09-06 2020-09-02 프리프레그 마스터 롤 및 슬릿 테이프 및 방법 KR20220058615A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962897114P 2019-09-06 2019-09-06
US62/897,114 2019-09-06
PCT/US2020/049079 WO2021046137A1 (en) 2019-09-06 2020-09-02 Prepreg master rolls and slit tape and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220058615A true KR20220058615A (ko) 2022-05-09

Family

ID=74850722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227011484A KR20220058615A (ko) 2019-09-06 2020-09-02 프리프레그 마스터 롤 및 슬릿 테이프 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210070012A1 (ko)
EP (1) EP4013613A4 (ko)
JP (1) JP2022547833A (ko)
KR (1) KR20220058615A (ko)
CN (1) CN114375257A (ko)
WO (1) WO2021046137A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114348757B (zh) * 2022-01-18 2023-09-22 乐清市智能装备与制造研究院 一种自修复连续纤维预浸带制备装置
CN114348756A (zh) * 2022-01-18 2022-04-15 乐清市智能装备与制造研究院 一种智能连续碳纤维预浸带制备装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4151031A (en) * 1977-07-05 1979-04-24 General Dynamics Corporation Apparatus for continuously forming composite shapes
JPS5774117A (en) * 1980-10-27 1982-05-10 Res Dev Corp Of Japan Preparation of fiber reinforced composite material
US7807005B2 (en) * 2006-02-02 2010-10-05 The Boeing Company Fabrication process for thermoplastic composite parts
US8101262B2 (en) * 2006-09-28 2012-01-24 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced plastic and process for production thereof
US20130017385A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Gurit (Uk) Ltd. Packing of prepreg rolls
GB2498711B (en) * 2012-01-17 2014-02-26 Gurit Uk Ltd Prepreg for manufacturing composite materials
US20140087198A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Web Industries, Inc. Prepreg tape slitting method and apparatus
GB2510340B (en) * 2013-01-30 2017-12-06 Rtl Mat Ltd Apparatus and method for manufacturing a composite product from plural components
US20170114198A1 (en) * 2014-06-09 2017-04-27 Dow Global Technologies Llc Process for making curable, multi-layer fiber-reinforced prepreg
DE102015109855A1 (de) * 2015-06-19 2016-12-22 Airbus Operations Gmbh Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, insbesondere länglichen Profilen aus bandförmigen, vorimprägnierten Fasern (Prepreg)
WO2019046218A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-07 Web Industries, Inc. MASTERLY SHEETS AND BANDS OF THERMOPLASTIC COMPOSITE AND PROCESS
GB2568872B (en) * 2017-11-23 2022-07-20 Hexcel Composites Ltd Intermediate material and a method of manufacturing such material
WO2019150193A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-08 Toray Industries, Inc. Prepreg sheets and prepreg stacks useful for preparing low void content fiber-reinforced compostite materials
JP7215419B2 (ja) * 2018-06-05 2023-01-31 東レ株式会社 塗液含浸強化繊維ファブリック、シート状一体物、プリプレグ、プリプレグテープおよび繊維強化複合材料の製造方法
KR20210068320A (ko) * 2018-10-05 2021-06-09 후쿠이 켄 박층 테이프의 자동 적층 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP4013613A1 (en) 2022-06-22
WO2021046137A1 (en) 2021-03-11
US20210070012A1 (en) 2021-03-11
CN114375257A (zh) 2022-04-19
EP4013613A4 (en) 2023-08-30
JP2022547833A (ja) 2022-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9586390B2 (en) Prepreg tape slitting method and apparatus
US8012291B2 (en) Backing film removal system and method for fiber placement machine
EP2841369B1 (en) Prepreg tape slitting apparatus and method
US7790284B2 (en) Flexible composite prepreg materials
JP6423817B2 (ja) 改善された複合材料
US9028634B2 (en) Method and apparatus for producing off-axis composite prepreg material
US10626235B2 (en) Flexible composite prepreg materials
KR20220058615A (ko) 프리프레그 마스터 롤 및 슬릿 테이프 및 방법
US11766838B2 (en) Thermoplastic composite master sheets and tapes and method
CN112533753A (zh) 增强纤维带材料及其制造方法、使用了增强纤维带材料的增强纤维层叠体及纤维增强树脂成型体
JP2004292604A (ja) ストランドプリプレグの連続製造方法
US5069959A (en) Structural composites of fluoropolymers reinforced with continuous filament fibers
US20230120788A1 (en) Prepreg tape slitting apparatus and method
WO2017150529A1 (ja) 繊維強化樹脂材料積層体及びその製造方法
US10773467B2 (en) Interlayer-toughened filament-wound composite structure
JPH03149230A (ja) プリプレグの製造方法
JPS59184614A (ja) プリプレグの製造法