KR20220154939A - Carbon fiber fabric and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄소섬유 복합재료에 사용되는 탄소섬유 직물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소섬유 직물 최외곽 부분에 위치한 탄소섬유 스트랜드를 고정사를 사용하지 않고 고정하는 탄소섬유 직물 및 이의 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to a carbon fiber fabric used in a carbon fiber composite material, and more particularly, to a carbon fiber fabric that fixes a carbon fiber strand located at the outermost part of the carbon fiber fabric without using a fixing yarn and a manufacturing method thereof will be.
섬유강화플라스틱과 같은 섬유강화 복합재료는 섬유에 매트릭스 수지를 함침시켜 제조된다. 섬유강화 복합재료는 뛰어난 기계적 특성과 플라스틱의 내식성을 동시에 가지고 있어 고성능, 고기능성 재료로 널리 사용되고 있다. 이와 같은 섬유강화 복합재료로 유리섬유로 강화한 유리섬유 복합재료와 탄소섬유로 강화한 탄소섬유 복합재료가 널리 사용되고 있으며, 특히 탄소섬유 복합재료는 경량성 및 강도가 우수하여 다양한 산업분야에 사용되고 있다. 이와 같이 탄소섬유 복합재료는 높은 기계적 강도와 경량화를 동시에 달성할 수 있어 항공기, 자동차와 레저용품과 같은 대상에 널리 사용되고 있으며 점차 사용 대상이 증가하고 있는 추세이다.Fiber-reinforced composite materials such as fiber-reinforced plastics are prepared by impregnating fibers with a matrix resin. Fiber-reinforced composites have excellent mechanical properties and corrosion resistance of plastics, so they are widely used as high-performance and high-functional materials. As such a fiber-reinforced composite material, a glass fiber composite material reinforced with glass fiber and a carbon fiber composite material reinforced with carbon fiber are widely used. In particular, the carbon fiber composite material is used in various industrial fields due to its excellent light weight and strength. As described above, carbon fiber composite materials can achieve high mechanical strength and light weight at the same time, so they are widely used in objects such as aircraft, automobiles, and leisure products, and the number of objects for use is gradually increasing.
또한, 일반적으로 알려진 것과 같이 탄소섬유 복합재료의 성형 방법으로는 프레스 (Press) 성형, 오토클레이브(Autoclave), 사출 성형 및 필라멘트 와인딩 성형 등의 방법이 사용되고 있다. 이 중에서 성형 시간 및 설비 비용 등을 고려하여 프레스 성형 시 RTM(Resin Transfer Molding) 공법을 이용하여 탄소섬유 복합재료를 성형하는 방법이 널리 사용되고 있다. 특히, RTM 공법은 통상적으로 부품의 퀄리티 높은 외관 부품을 제작하고자 할 때 자주 사용된다.In addition, as is generally known, methods such as press molding, autoclave, injection molding, and filament winding molding are used as molding methods for carbon fiber composite materials. Among them, a method of molding a carbon fiber composite material using a RTM (Resin Transfer Molding) method during press molding is widely used in consideration of molding time and equipment cost. In particular, the RTM method is commonly used when producing high-quality exterior parts.
이러한 RTM 공법은 프레스의 금형에 탄소섬유 직물을 넣고 금형을 닫은 후 매트릭스 수지를 주입하여 탄소섬유 복합소재를 제조한다. 이 과정에서 탄소섬유 직물을 금형 내에 넣을 때, 필요에 따라 적어도 2개의 탄소섬유 직물을 여러 플라이(ply)로 겹쳐 적층하게 된다. 그러나 탄소섬유 직물을 개별적으로 적층하는 경우 낱개로 적층을 해야 하기 때문에 시간 소모가 커 제품의 양산성이 저하된다. 또한, 탄소섬유 기재를 낱개로 1 플라이(ply)씩 적층을 하게 되면 탄소섬유 직물에서 경사 및 위사로 구성된 탄소섬유 스트랜드가 분리되고, 각 층 사이에 탄소섬유 또는 타 이물이 혼입될 수 있는 문제가 있다.In this RTM method, a carbon fiber composite material is manufactured by inserting carbon fiber fabric into a mold of a press, closing the mold, and then injecting a matrix resin. In this process, when the carbon fiber fabric is put into the mold, at least two carbon fiber fabrics are overlapped with several plies as needed. However, when the carbon fiber fabrics are laminated individually, the mass productivity of the product is lowered due to the large time consumption because the laminates must be individually laminated. In addition, when the carbon fiber substrates are laminated one by one ply, the carbon fiber strands composed of warp and weft yarns are separated from the carbon fiber fabric, and there is a problem that carbon fibers or other materials may be mixed between each layer. have.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 사전에 탄소섬유 직물이 적층된 프리폼을 제조하여 사용한다. 탄소섬유 직물을 이용하여 프리폼을 제작할 때 탄소섬유 직물을 재단하게 되는데 재단 시, 엣지부의 탄소섬유 스트랜드가 이탈되는 현상을 쉽게 볼 수 있다. 이탈되는 스트랜드가 증가하게 되면 재단한 1 플라이(ply)의 직물은 사용할 수 없게 되어 손실(loss)이 발생하고, 성형을 하고자 하는 제품의 무게 등의 물성을 달성하기가 쉽지 않게 된다. 또한 이송 도중 외부의 눌림, 찍힘 등에 의해 재단한 탄소섬유 직물 1 플라이(ply)를 폐기해야 하는 경우도 빈번히 발생하는 문제점이 있다.In order to solve this problem, a preform in which carbon fiber fabrics are laminated is prepared and used in advance. When making a preform using carbon fiber fabric, the carbon fiber fabric is cut. During cutting, it is easy to see the phenomenon that the carbon fiber strands in the edge portion are separated. When the number of separated strands increases, the fabric of the cut 1 ply becomes unusable, resulting in loss, and it is not easy to achieve physical properties such as weight of the product to be molded. In addition, there is a problem that frequently occurs when one ply of the carbon fiber fabric cut by external pressing or stamping must be discarded during transportation.
이와 같이, 탄소섬유 직물 재단 시 탄소섬유 스트랜드가 이탈되는 문제를 해결하기 위한 방안으로 별도의 고정사를 이용하여 탄소섬유 직물의 외곽 부분을 고정하는 방법이 사용되고 있다. 고정사는 나일론과 같은 열가소성 섬유가 일반적으로 이용되며, 별도의 고정사를 추가적으로 이용하여 섬유를 엮어 탄소섬유 직물을 고정하여 흐트러짐이나 이탈을 방지하고 있다. 이와 같이 나일론 고정사를 이용한 고정 방법은 물리적으로 엮어 놓은 것이기 때문에 고정력이 떨어져 섬유의 이탈이 쉽게 발생하고 나일론 고정사가 고정된 위치를 사용하지 못하므로 탄소섬유 직물에 손실(loss)이 발생하게 된다. 또한, 프리폼제작을 통해서도 섬유가 이탈이 되지 않도록 하는 방법이 존재하나, 프리폼 제작 전에 섬유의 이탈을 방지하는 것에는 한계가 있다. 섬유의 이탈을 방지하기 위해서는 작업성 및 작업효율이 저하되는 문제가 지속되고 있다.As such, a method of fixing the outer portion of the carbon fiber fabric using a separate fixing thread has been used as a way to solve the problem of the carbon fiber strand being separated when cutting the carbon fiber fabric. A thermoplastic fiber such as nylon is generally used as the fixing yarn, and a separate fixing yarn is additionally used to weave the fibers to fix the carbon fiber fabric to prevent dislocation or separation. As described above, since the fixing method using the nylon fixing thread is physically woven, the fixing force is lowered and the fibers are easily separated, and the nylon fixing thread cannot be used in a fixed position, resulting in loss of the carbon fiber fabric. In addition, there is a method to prevent fibers from separating even through preform production, but there is a limit to preventing fiber separation before preform production. In order to prevent the separation of fibers, the problem of deterioration of workability and work efficiency continues.
본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하고 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 탄소섬유 스트랜드의 이탈과 흐트러짐을 방지할 수 있는 탄소섬유 직물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to meet the above needs and solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a carbon fiber fabric capable of preventing separation and disorganization of carbon fiber strands and a manufacturing method thereof.
또한, 본 발명의 다른 목적은 고정사를 사용함에 따라 발생되는 탄소섬유 직물의 손실을 없애 사용 효율을 높인 탄소섬유 직물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a carbon fiber fabric and a method for manufacturing the same, which increase the efficiency of use by eliminating the loss of the carbon fiber fabric caused by the use of fixed yarns.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 제작비용 절약, 작업성 및 작업효율 향상, 이물 혼입 방지 및 제품 불량 감소를 달성할 수 있는 탄소섬유 직물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a carbon fiber fabric and a manufacturing method thereof capable of reducing production costs, improving workability and efficiency, preventing contamination of foreign substances, and reducing product defects.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.The above and other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments.
상기 목적은, 탄소섬유로 형성된 경사 및 위사가 교차하여 이루어진 탄소섬유 직물로서, 최외곽의 적어도 어느 한 변에 위치한 경사 또는 위사를 대신하여 위치하고 접착수지가 함침된 탄소섬유로 이루어진 고정부가 상기 경사 및 위사에 융착되어 직물을 고정하는 탄소섬유 직물에 의해 달성된다.The above object is a carbon fiber fabric formed by crossing warp and weft yarns formed of carbon fiber, and a fixing unit made of carbon fiber impregnated with an adhesive resin located in place of the warp or weft located on at least one side of the outermost side is the warp and weft yarns. This is achieved by a carbon fiber fabric that is fused to the weft to hold the fabric in place.
바람직하게는, 고정부는 탄소섬유 100중량부에 대해 상기 접착수지 10 내지 25 중량부를 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the fixing part may include 10 to 25 parts by weight of the adhesive resin based on 100 parts by weight of the carbon fiber.
바람직하게는, 접착수지는 에폭시 수지 또는 폴리아미드 수지를 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the adhesive resin may include an epoxy resin or a polyamide resin.
바람직하게는, 탄소섬유 직물의 인장강도는 10 내지 30MPa인 것일 수 있다.Preferably, the tensile strength of the carbon fiber fabric may be 10 to 30 MPa.
바람직하게는, 탄소섬유 직물은 탄소섬유 직물의 모서리를 고정시키고 소정의 중량물을 떨어트린 후, 한쪽 변을 고정하고 다른 변에서 300 내지 500gf의 힘으로 당겨 탄소섬유 직물을 수정한 후 측정한 공극률이 3 내지 8%인 것일 수 있다.Preferably, the carbon fiber fabric has a porosity measured after fixing the edge of the carbon fiber fabric and dropping a predetermined weight, fixing one side and pulling the other side with a force of 300 to 500 gf to correct the carbon fiber fabric. It may be 3 to 8%.
바람직하게는, 탄소섬유 직물의 기체투과도는 75 내지 85 cc/cm2·s 인 것일 수 있다.Preferably, the gas permeability of the carbon fiber fabric may be 75 to 85 cc/cm 2 ·s.
바람직하게는, 고정부와 위사 또는 경사와의 접착력이 50 내지 200gf/inch인 것일 수 있다.Preferably, the adhesive force between the fixing part and the weft or warp may be 50 to 200 gf/inch.
바람직하게는, 탄소섬유 직물은 3K, 12K 및 UD를 이용하는 것일 수 있으며, 탄소섬유 직물은 평직 또는 능직의 조직으로 구성되는 것일 수 있다.Preferably, the carbon fiber fabric may be one using 3K, 12K and UD, and the carbon fiber fabric may be composed of a plain weave or twill weave.
또한, 상기 목적은, 탄소섬유에 접착수지를 함침하여 고정부를 형성하는 단계, 탄소섬유를 위사와 경사로 구분하고 위사와 경사를 교직하여 직물을 제조하는 단계, 직물의 최외곽의 적어도 어느 한변에 상기 고정부를 상기 위사 또는 경사에 교차시켜 고정하는 단계 및 압착 가열하여 상기 고정부의 접착수지를 상기 경사 또는 위사에 융착시키는 단계를 포함하는 탄소섬유 직물의 제조방법에 의해 달성된다.In addition, the above object is to form a fixing part by impregnating the adhesive resin into the carbon fiber, dividing the carbon fiber into weft and warp yarns and interlacing the weft and warp yarns to manufacture a fabric, at least one side of the outermost side of the fabric It is achieved by a method for manufacturing a carbon fiber fabric comprising the step of fixing the fixing part by crossing the weft or warp yarn and pressing and heating the adhesive resin of the fixing part to the warp or weft yarn.
본 발명에 따른 탄소섬유 직물 및 이의 제조방법은 종래에 사용되던 나일론 등과 같은 고정사를 사용하는 구성과 달리 경사 및/또는 위사 양쪽 끝부분(최외곽 부분)이 고정되어 있어 취급 및 운반이 용이할 뿐만 아니라 외부에 의해 직물의 공극이 생겨도 간격을 수정하여 사용이 가능하며, 직물의 흐트러짐까지 방지할 수 있는 등의 효과가 있다. The carbon fiber fabric and its manufacturing method according to the present invention are easy to handle and transport because both ends (outermost part) of the warp and/or weft yarns are fixed, unlike the configuration using a fixed yarn such as nylon, which has been conventionally used. In addition, even if voids in the fabric are created by the outside, it can be used by correcting the gap, and there is an effect such as preventing the fabric from being disturbed.
또한, 본 발명에 따른 탄소섬유 직물 및 이의 제조방법은 고정된 부분까지 제품 제작에 사용할 수 있어 손실(loss)이 줄어들며 직물을 구성하는 섬유 스트랜드의 빠짐을 방지할 수 있으며 섬유의 빠짐으로 인한 중량 변화 및 물성 저하의 문제도 방지할 수 있는 등의 효과가 있다. In addition, the carbon fiber fabric and method for manufacturing the same according to the present invention can be used in product manufacturing up to the fixed portion, reducing loss and preventing the fiber strands constituting the fabric from falling out, and weight change due to the falling out of the fiber And there is an effect such as being able to prevent the problem of deterioration of physical properties.
또한, 본 발명에 따른 탄소섬유 직물 및 이의 제조방법은 바인더 사용을 최소화할 수 있고, 기존에 사용하던 나일론 고정사가 없기 때문에 그대로 직물을 사용할 수 있는 등의 효과가 있다.In addition, the carbon fiber fabric and method for manufacturing the same according to the present invention can minimize the use of a binder, and since there is no nylon fixing thread used previously, the fabric can be used as it is.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물과 종래의 고정사를 이용한 탄소섬유 직물의 공극 발생으로 인한 불량을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물 및 종래의 고정사를 이용한 탄소섬유 직물의 차이점을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a configuration diagram of a carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view explaining defects due to generation of voids between a carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention and a carbon fiber fabric using a conventional fixing yarn.
3 is a view explaining the difference between a carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention and a carbon fiber fabric using a conventional fixing yarn.
4 is a flowchart showing a method for manufacturing a carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.With reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. Like reference numerals have been assigned to like parts throughout the specification. When a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only the case where it is “directly on” the other part, but also the case where there is another part in between. Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In case of conflict, the present specification, including definitions, will control. Also, although methods and materials similar or equivalent to those described herein may be used in the practice or testing of the present invention, suitable methods and materials are described herein.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물(100)은 탄소섬유로 형성된 경사(110) 및 위사(120)가 교차하여 이루어진 탄소섬유 직물로서, 최외곽의 적어도 어느 한 변에 접착수지가 함침된 탄소섬유로 이루어진 고정부(130)가 융착되어 경사(110) 및 위사(120)를 고정하는 형태를 가진다. 탄소섬유로 형성된 경사(110) 및 위사(120)는 서로 교차하여 직물 형태를 이루며, 최외곽에 위치한 적어도 하나 이상의 경사 또는 위사를 대신하여 고정부(130)가 위치할 수 있다. 최외곽에 위치한 고정부(130)는 접착수지를 통해 인접한 경사(110) 및 위사(120)에 융착 및 고정되어 탄소섬유 직물(100)의 형태를 고정한다. Referring to FIG. 1, a
도 1의 일례에서는 탄소섬유 직물(100)의 좌우 양측단에 위치한 경사를 대신하여 한 쌍의 고정부(130)가 위치한다. 다만, 도 1의 고정부 구성은 설명의 편의를 위한 것일 뿐 이와 같이 한정되는 것은 아니며, 고정부(130)의 위치 및 개수는 필요에 따라 자유롭게 조절할 수 있다.In the example of FIG. 1 , a pair of fixing
일 실시예에서, 고정부(130)에 포함된 접착수지는 에폭시 수지 또는 폴리아미드 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 접착수지는 에폭시 수지 및 폴리아미드 수지로 한정되는 것은 아니며, 탄소섬유 직물의 용도 및 사용목적에 따라 다양한 접착수지를 사용할 수 있다. In one embodiment, the adhesive resin included in the fixing
또한, 고정부(130)를 구성하는 탄소섬유는 경사(110) 및 위사(120)를 구성하는 탄소섬유와 동일한 것이 바람직하다. 고정부(130)를 구성하는 탄소섬유가 경사(110) 및 위사(120)를 구성하는 탄소섬유와 동일한 경우 탄소섬유 직물(100)을 구성하는 전체 탄소섬유에 차이가 없어 고정부(130)와 경사(110) 및 위사(120)를 구분하지 않고 탄소섬유 직물(100)을 활용할 수 있다. 반면에 종래의 고정사의 경우 나일론 등과 같은 합성섬유를 사용하기 때문에 공정 중 고정사를 별도로 제거하거나 고정사가 위치한 부분의 탄소섬유 직물을 배제하여야 하는 문제가 있었다.In addition, the carbon fibers constituting the fixing
일 실시예에서, 고정부(130)는 탄소섬유 100 중량부에 대해 접착수지 10 내지 25 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 고정부(130)의 접착수지가 10 중량부 미만인 경우 경사(110) 및/또는 위사(120)에 대한 접착력이 부족하여 탄소섬유 직물(100)에 대한 고정력이 부족하게 되고, 25 중량부를 초과하는 경우 드레이프성이 떨어져 뻣뻣해지는 문제를 가진다.In one embodiment, the fixing
일 실시예에서, 고정부(130)와 경사(110) 또는 위사(120) 사이의 접착력은 50 내지 200gf/inch인 것이 바람직하다. 접착력이 50gf/inch 미만인 경우 접착력이 부족하여 탄소섬유 직물(100)에 대한 고정력이 부족하게 되고, 200gf/inch 초과인 경우 직물의 드레이프성이 떨어져 롤 형태로 권취가 불가능한 문제가 발생한다.In one embodiment, the adhesive force between the fixing
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물은 기본적인 형태는 제직한 탄소섬유 직물과 동일한 형태를 가지지만 경사(110) 및/또는 위사(120)의 최외곽 끝단에 고정부(130)가 접착수지에 의해 융착되어 고정된 형태를 가진다. 통상적으로 탄소섬유 직물은 대부분 RTM 공정 또는 인퓨전(infusion) 공정을 이용하여 제조되는데, 이때 대부분 탄소섬유 스트랜드를 직조하여 프리폼 형태로 만들어 사용한다. 그러나 탄소섬유 직물의 한 가닥의 스트랜드가 분리되거나, 고정사가 빠지게 되면 작업성이 떨어지며 제품의 중량과 목표했던 두께의 오차가 생길 수 있다. 또한, 탄소섬유 스트랜드가 이탈하는 경우, 성형 공정에서 섬유가 이탈된 부분에 수지의 뭉침으로 인한 결점이 발생하여 불량제품을 생성하게 되는데, 고정사를 이용하여 탄소섬유 스트랜드를 고정하는 경우 이탈이 쉽게 발생한다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물은 고정부(130)에 의해 경사(110) 및 위사(120)가 고정되어 탄소섬유 스트랜드의 이탈이 발생하지 않을 뿐 아니라, 별도의 고정사가 없기 때문에 고정사를 제거하거나 고정사가 위치한 부분의 탄소섬유 직물을 배제할 필요 없이 탄소섬유 직물(100) 전체를 공정에 사용할 수 있다.The carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention has the same basic shape as the woven carbon fiber fabric, but the fixing
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물(100)은 공극이 생기도록 불특정한 힘을 가한 후 수작업을 통해 수정한다. 고정사로 묶여 놓은 형태는 섬유들이 개별로 되어 있어, 수정하기 어렵지만, 본 발명은 양 끝단에 수지로 고정되어 있어 수정이 용이하며, 공극률이 3 내지 8%인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 탄소섬유 직물(100)의 모서리를 고정시킨 후 5kg 무게추를 50cm 높이에서 떨어트려 흐트러트리고, 흐트러짐을 수정한 후 측정한 공극률이 3 내지 8%인 것이 바람직하다. 이때, 탄소섬유 직물(100)의 흐트러짐을 수정하는 것은 테이블 상에 흐트러진 탄소섬유 직물(100)을 올려놓고 한쪽 변을 클램프 등으로 고정하고 마주하는 다른 변에서 직물을 당기는 이동 시스템 및 로드셀을 이용하여 300 내지 500gf의 힘으로 탄소섬유 직물(100)을 당겨 탄소섬유 직물의 공극을 수정하며, 최종적으로 측정된 공극률이 3 내지 8%인 것이 바람직하다. 공극률이 3% 미만인 경우 향후 RTM공정에서의 수지 주입의 어려움이 존재하며 8% 초과인 경우 성형품 제조 시 비어있는 부분으로 인해 외관, 물성 등이 저하되는 문제를 가진다.The
일 실시예에서, 탄소섬유 직물(100)은 인장강도가 10 내지 30MPa인 것이 바람직하다. 탄소섬유 직물(100)의 인장강도가 10Mpa 미만인 경우 탄소섬유 직물이 끊어지는 문제 또는 연결되어 있던 섬유들이 개별로 분리되는 문제가 발생하고, 30MPa 초과인 경우 직물의 드레이프성이 떨어지는 문제를 가진다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 탄소섬유 직물(100)은 기체투과도가 75 내지 85 cc/cm2·s 인 것이 바람직하다. 탄소섬유 직물(100)의 기체투과도가 75 cc/cm2·s 미만인 경우 섬유가 과도하게 촘촘히 배치되어 있기 때문에 향후 수지 주입이 어려운 문제가 있으며, 85 cc/cm2·s 초과인 경우 공극률이 크기 때문에 상술한 외관 또는 물성 등의 문제를 야기할 수 있다. 일 실시예에서, 탄소섬유 직물(100)의 구성은 3K, 12K 및 UD를 이용할 수 있으며, 평직, 능직의 조직으로 구성되어 있는 직물에 적용이 가능하다.In one embodiment, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물과 종래의 고정사를 이용한 탄소섬유 직물의 공극 발생으로 인한 불량을 설명하는 도면이다.FIG. 2 is a view explaining defects due to generation of voids between a carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention and a carbon fiber fabric using a conventional fixing yarn.
도 2를 참조하면, 종래의 고정사를 이용한 탄소섬유 직물(201)은 나일론과 같은 소재의 고정사로 엮어져 있으나, 탄소섬유 스트랜드가 고정사로부터 쉽게 이탈된다. 탄소섬유 스트랜드가 이탈되게 되면 스트랜드가 빠진 부분에 에어 포켓으로 인해 수지의 뭉침으로 외관에 결점이 되어서 제품의 불량이 발생하게 된다. 이와 같이 탄소섬유 스트랜드가 이탈되게 되면 성형품의 두께가 일정하지 않아 편차가 생기며 안정적인 물성을 확보할 수 없게 된다. 또한 이송과정에서 기재의 섬유 이탈은 프리폼을 제작하기 전에 기재의 손실이 발생한 것이기 때문에 직물을 다시 재단해야 하므로 작업량도 증가되고, 이탈된 섬유가 직물 위로 배치되더라도 불량한 최종 성형품이 생산되는 문제가 된다. Referring to FIG. 2, a conventional
게다가 프리폼 제작시에 바인더(binder)를 많이 사용하게 되는데, 제조되는 성형품의 물성을 위해서는 바인더의 사용량을 최소한으로 하는 방향이 좋으나, 여러 장으로 적층했을 때의 움직임에 의한 결점이 더 많이 발생하기 때문에 움직임을 막기 위해 바인더를 사용하게 된다. 그러나 바인더의 과도한 사용은 결점의 요소가 될 수 있다. In addition, a lot of binders are used in the production of preforms. For the physical properties of molded products, it is better to minimize the amount of binders used, but more defects occur due to movement when stacked in multiple sheets. Binders are used to prevent movement. Excessive use of binders, however, can be a drawback.
반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물(202)은 최외곽의 적어도 어느 한 변에 접착수지가 함침된 탄소섬유로 이루어진 고정부가 융착되어 경사 및 위사를 고정하므로, 바인더 사용을 최소화할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물(202)은 고정사가 없기 때문에 그대로 직물을 사용할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물(202)은 양 끝단이 고정된 직물을 사용하게 되어 탄소섬유 스트랜드의 이탈이 발생하지 않아, 수지의 뭉침이 발생하지 않아 제품 불량이 발생하지 않는다.On the other hand, in the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물 및 종래의 고정사를 이용한 탄소섬유 직물의 차이점을 설명하는 도면이다.3 is a view explaining the difference between a carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention and a carbon fiber fabric using a conventional fixing yarn.
도 3을 참조하면, 종래의 고정사를 이용한 탄소섬유 직물(410)은 나일론 소재와 같은 고정사가 탄소섬유 스트랜드에 엮여 고정된다. 그러나 운반, 이송 및 제조공정이나 다른 어딘가에 걸려 탄소섬유 직물에 외력이 가해지는 경우 다소의 흐트러짐과 같은 변형이 발생하게 된다. 이때, 고정사는 탄소섬유 스트랜드를 강하게 고정하지 못하기 때문에 종래의 고정사를 이용한 탄소섬유 직물(410)에서는 이탈된 탄소섬유 스트랜드(411)가 쉽게 발생하는 문제가 생긴다. 이와 같이 이탈된 탄소섬유 스트랜드(411)가 발생하는 경우 상술한 도 2에 기재된 바와 같이 에어포켓으로 인한 뭉침 문제가 발생하게 되므로 이를 수정하는 과정을 추가로 필요로 한다. 일반적으로 흐트러진 탄소섬유 직물을 수정하는 방법은 양쪽 끝단을 잡고 좌우로 힘을 주고 위아래로 비틀어 수정하여 경사와 위사의 공극을 줄이게 된다. 그러나 종래의 고정사를 이용한 탄소섬유 직물(410)은 탄소섬유 스트랜드의 이탈로 인해 원래의 상태로 수정되기 어려운 문제를 가진다.Referring to FIG. 3 , the
반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물(420)은 양쪽 끝부분이 고정부에 의해 고정되어 있고, 별도의 고정사를 사용하는 것이 아니라 직물을 구성하는 탄소섬유 스트랜드에 접착수지가 함침되어 탄소섬유 직물(420)을 고정하기 때문에 전체를 성형품에 사용할 수 있어 기재 손실이 적다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물(420)은 프리폼을 만들 경우에도 열을 가할 수 있는 히트건(heat gun)과 드라이어로도 간단하게 여러 장을 붙일 수 있는 장점도 있다. 특히, 본 발명의 가장 큰 이점은 운반, 이송, 적층, 제조공정 및 작업자의 취급 시, 다른 어딘 가에 걸려 직물이 흐트러지게 되었을 때 고정부에 의해 최외곽 끝부분이 고정되어 있어 탄소섬유 스트랜드가 이탈되는 것을 최소한으로 방지할 수 있다. 또한, 양쪽 끝단을 잡고 좌우로 힘을 주고 위아래로 비틀어 흐트러진 부분을 수정하여 경사와 위사의 공극을 줄일 수 있으며, 흐트러진 공극을 바로잡아 기체투과도도 처음과 유사한 상태로 조절할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, in the
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물은 고정부에 의해 경사 및 위사를 구성하는 탄소섬유 스트랜드끼리 고정되어 직물에 가해지는 외력에 의해 공극률이 커지게 되더라도 고정되어 있는 부분에 의해 흐트러지지 않고 90% 이상 원상태로 회복시킬 수 있으며, 흐트러짐으로 인해 기재를 재사용할 수 없는 부분의 손실을 방지할 수 있다. 또한, 고정부가 위치한 부분 또한 실제 성형기재로 사용할 수 있어 경제적인 효과를 증대시킬 수 있다.As described above, the carbon fiber fabric according to one embodiment of the present invention is fixed by the fixing portion to the carbon fiber strands constituting the warp and weft yarns, and even if the porosity increases due to the external force applied to the fabric, it is not disturbed by the fixed portion. It can restore more than 90% to its original state without losing, and it is possible to prevent loss of parts that cannot be reused due to disturbance. In addition, the part where the fixing part is located can also be used as an actual molding base material, thereby increasing the economic effect.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물은 탄소섬유를 공급해주는 권출부, 경사와 위사를 형성하는 제직부, 최외곽의 어느 한 변에 접착수지를 함침하고 냉각하는 고정부 및 제조된 탄소섬유 직물을 감아내는 권취부를 통해 제조된다. 권출부에서 공급된 탄소섬유 스트랜드는 제직부에서 각각 경사와 위사를 엮어 탄소섬유 직물을 형성한다. 그리고 경사와 위사가 엮여 형성된 탄소섬유 직물의 최외곽의 적어도 어느 한 변에 접착수지가 함침된 고정부를 경사 및 위사와 교직하여 탄소섬유 직물을 고정한다. 다음으로 고정부가 형성되어 고정된 탄소섬유 직물은 권취부를 통해 감겨진다.A carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention includes a unwinding unit for supplying carbon fiber, a weaving unit for forming warp and weft yarns, a fixing unit for impregnating and cooling an outermost side of an adhesive resin, and manufactured carbon fiber. Manufactured through a winding unit that winds the fabric. The carbon fiber strands supplied from the unwinding unit form a carbon fiber fabric by weaving the warp and weft yarns in the weaving unit, respectively. In addition, the carbon fiber fabric is fixed by interlacing the warp and weft with the fixing part impregnated with the adhesive resin on at least one outermost side of the carbon fiber fabric formed by weaving the warp and weft. Next, the fixing part is formed and the fixed carbon fiber fabric is wound through the winding part.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물의 제조방법은 탄소섬유에 접착수지를 함침하여 고정부를 형성하는 단계(S401), 탄소섬유를 위사와 경사로 구분하고 위사와 경사를 교직하여 직물을 제조하는 단계(S402), 직물 최외곽의 적어도 어느 한 변에 고정부를 위사 또는 경사에 교차시켜 고정하는 단계(S403) 및 압착 가열하여 고정부의 접착수지를 경사 또는 위사에 융착시키는 단계(S404)를 포함한다.4 is a flowchart showing a method for manufacturing a carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, in the method of manufacturing a carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention, the carbon fiber is impregnated with an adhesive resin to form a fixing part (S401), the carbon fiber is divided into weft and warp, and the weft and warp are separated. manufacturing a fabric by weaving (S402), fixing a fixing part to at least one side of the outermost side of the fabric by crossing it with the weft or warp yarn (S403), and compressing and heating the adhesive resin of the fixing part to the warp or weft. A fusing step (S404) is included.
먼저, 탄소섬유에 접착수지를 함침하여 고정부를 형성하는 단계(S401)에서는 탄소섬유 스트랜드에 접착수지를 함침시킨 후 이를 냉각시켜 고정부를 형성한다. 고정부에 사용되는 탄소섬유 스트랜드는 성형되는 제품의 균일한 물성을 고려하여 탄소섬유 직물의 위사 및 경사를 형성하는 탄소섬유 스트랜드와 동일한 것이 바람직하다. 이때 고정부는 탄소섬유 100 중량부에 접착수지 10 내지 25 중량부가 함침되도록 한다. 또한, 이때 사용되는 접착수지는 에폭시 수지 또는 폴리아미드 수지인 것이 바람직하다.First, in the step of impregnating the carbon fiber with the adhesive resin to form a fixing part (S401), the carbon fiber strand is impregnated with the adhesive resin and then cooled to form the fixing part. The carbon fiber strands used in the fixing part are preferably the same as the carbon fiber strands forming the weft and warp yarns of the carbon fiber fabric in consideration of the uniform physical properties of the product to be molded. At this time, the fixing part is impregnated with 10 to 25 parts by weight of the adhesive resin in 100 parts by weight of the carbon fiber. In addition, the adhesive resin used at this time is preferably an epoxy resin or a polyamide resin.
다음으로, 탄소섬유를 위사와 경사로 구분하고 위사와 경사를 교직하여 직물을 제조하는 단계(S402)에서는 탄소섬유 스트랜드를 각각 위사와 경사로 구분하고 이를 교직하여 직물 형태로 제조한다. 이때, 교직하는 형태는 평직과 능직의 형태인 것이 바람직하다.Next, in step S402 of dividing the carbon fibers into wefts and warps and interweaving the wefts and warps to produce a fabric, the carbon fiber strands are divided into wefts and warps, respectively, and interwoven with each other to form a fabric. At this time, it is preferable that the form of weaving is a form of plain weave and twill weave.
다음으로, 직물 최외곽의 적어도 어느 한 변에 고정부를 위사 또는 경사에 교차시켜 고정하는 단계(S403)에서는 S401 단계에서 형성된 고정부를 S402 단계에서 제조된 직물 최외곽의 경사 또는 위사 위치의 어느 한변에 위치시킨 후, 탄소섬유 직물을 구성하는 경사 및 위사를 고정부에 교차시켜 고정부를 탄소섬유 직물에 고정한다.Next, in the step (S403) of fixing the fixing part to at least one side of the outermost side of the fabric by crossing the weft or warp yarn, the fixing part formed in step S401 is located at the outermost warp or weft position of the fabric manufactured in step S402. After placing it on one side, the warp and weft yarns constituting the carbon fiber fabric are crossed at the fixing portion to fix the fixing portion to the carbon fiber fabric.
다음으로, 압착 가열하여 고정부의 접착수지를 경사 또는 위사에 융착시키는 단계(S404)에서는 고정부에 열과 압력을 가하여 고정부를 구성하는 접착수지에 의해 고정부가 직물의 경사 및 위사에 접착되도록 한다. 이와 같이, 고정부가 탄소섬유 직물의 최외곽 위치에서 경사 및 위사와 접착되어 고정됨으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 직물은 탄소섬유 스트랜드의 이탈이 방지되고, 외력에 의한 흐트러짐 발생 시 이를 최소한의 노력으로 수정할 수 있으며, 고정사를 사용하지 않아 탄소섬유 직물 전체를 성형에 사용하여 손실을 없앨 수 있다.Next, in the step of pressing and heating the adhesive resin of the fixing part to the warp or weft yarn (S404), heat and pressure are applied to the fixing part so that the fixing part is adhered to the warp and weft of the fabric by the adhesive resin constituting the fixing part. . In this way, since the fixing part is adhered and fixed to the warp and weft yarns at the outermost position of the carbon fiber fabric, the carbon fiber fabric according to an embodiment of the present invention prevents the carbon fiber strand from leaving, and prevents it from being disturbed due to external force. It can be modified with minimal effort, and since no fixing yarn is used, the entire carbon fiber fabric can be used for molding, eliminating loss.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 설명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. This embodiment is intended to explain the present description in more detail, and the scope of the present invention is not limited to the embodiment.
[실시예][Example]
[실시예 1][Example 1]
두께가 500㎛이고, 중량이 315g/m2인 탄소섬유 스트랜드 100 중량부에 대해 에폭시 수지(금호피엔비화학, KER834)를 10 중량부 함침시켜 고정부를 형성한다. 그리고 고정부와 동일한 탄소섬유 스트랜드를 평직 형태로 직조하여 직물을 제조한 후, 직물의 좌우 양 끝단에 위치한 경사를 고정부로 대체한 후 직물을 구성하는 위사 및 경사에 교차시켜 고정한다. 다음으로, 150℃ 및 0.5 MPa의 열과 압력을 약 5분 동안 가하여 고정부를 경사 및 위사에 융착시켜 탄소섬유 직물을 제조하였다.A fixing part is formed by impregnating 10 parts by weight of an epoxy resin (Kumho P&B Chemicals, KER834) with respect to 100 parts by weight of a carbon fiber strand having a thickness of 500 μm and a weight of 315 g/m 2 . In addition, after weaving the same carbon fiber strand as the fixing part in a plain weave form to manufacture a fabric, warp yarns located at both left and right ends of the fabric are replaced with the fixing part, and then intersected with the weft and warp yarns constituting the fabric and fixed. Next, heat and pressure of 150° C. and 0.5 MPa were applied for about 5 minutes to fuse the fixing part to the warp and weft yarns to prepare a carbon fiber fabric.
[실시예 2][Example 2]
고정부에 에폭시 수지를 25 중량부 함침시킨 것을 제외하고는 실시예1 과 동일하게 탄소섬유 직물을 제조하였다.A carbon fiber fabric was prepared in the same manner as in Example 1, except that 25 parts by weight of the epoxy resin was impregnated into the fixing part.
[비교예][Comparative Example]
[비교예 1][Comparative Example 1]
고정부를 사용하는 대신 탄소섬유직물 기성품에 나일론 고정사를 사용하여 고정한 것을 고정사 제외하고는 실시예1 과 동일하게 탄소섬유 직물을 제조하였다.A carbon fiber fabric was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the fixed yarn was fixed using a nylon fixing thread to the ready-made carbon fiber fabric instead of using a fixing part.
[비교예 2][Comparative Example 2]
고정부에 에폭시 수지를 9 중량부 함침시킨 것을 제외하고는 실시예1 과 동일하게 탄소섬유 직물을 제조하였다.A carbon fiber fabric was prepared in the same manner as in Example 1, except that the fixing part was impregnated with 9 parts by weight of an epoxy resin.
[비교예 3][Comparative Example 3]
고정부에 에폭시 수지를 26 중량부 함침시킨 것을 제외하고는 실시예1 과 동일하게 탄소섬유 직물을 제조하였다.A carbon fiber fabric was prepared in the same manner as in Example 1, except that 26 parts by weight of the epoxy resin was impregnated into the fixing part.
실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 3에서 제조된 직물에 대하여, 하기 실험예를 통해 물성을 평가하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.For the fabrics prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, the physical properties were evaluated through the following experimental examples, and the results are shown in Table 1.
[실험예][Experimental example]
(1) 인장강도(1) Tensile strength
인장시험은 Instron Model 5985 UTM을 이용하였고, 최대하중 100톤의 로드 셀(load cell)을 사용하였다. 인장시험시 크로스 헤드 속도(cross head speed)는 1 mm/min으로 일정하게 유지하며 시험하였다For the tensile test, an Instron Model 5985 UTM was used, and a load cell with a maximum load of 100 tons was used. During the tensile test, the cross head speed was maintained constant at 1 mm/min.
(2) 접착력(2) Adhesion
Cheminstrument社의 AR-1000 장비를 이용하여 180°로 박리 시의 박리력을 측정하였다. 이때, 박리속도를 0.3mpm로 하였으며, 측정단위는 gf/in이다.The peel force at the time of peeling at 180 ° was measured using the AR-1000 equipment of Cheminstrument. At this time, the peeling rate was 0.3 mpm, and the measurement unit was gf/in.
(3) 공극률(3) Porosity
VERTEX 311HC 장비를 이용하여 실시예 및 비교예의 탄소섬유 직물에 대해 섬유이탈 전의 초기 공극률을 측정하였다. 그리고 탄소섬유 직물의 4곳의 모서리를 간이 지그로 고정시킨 후 5kg 무게추를 50cm 높이에서 떨어트려 공극을 증가시킨 후 흐트러짐 공극률을 측정하였으며, 그 후에는 흐트러진 직물을 테이블 상에 올려놓고 한쪽 변을 클램프로 고정하고 마주하는 다른 변에서 직물을 당기는 이동 시스템 및 로드셀을 이용하여 400gf의 힘으로 당겨 직물의 공극을 수정한 후 공극률을 측정하였다.The initial porosity before fiber separation was measured for the carbon fiber fabrics of Examples and Comparative Examples using VERTEX 311HC equipment. After fixing the four corners of the carbon fiber fabric with a simple jig, a 5 kg weight was dropped from a height of 50 cm to increase the air gap, and then the disorganized porosity was measured. After that, the disorganized fabric was placed on a table and one side was The porosity was measured after fixing with a clamp and correcting the voids of the fabric by pulling with a force of 400 gf using a load cell and a moving system that pulls the fabric from the opposite side.
(4) 기체투과도(4) Gas permeability
기체투과도 장치(KAIEI KAGAKU SEIKI사)을 이용하여 실시예 및 비교예의 탄소섬유 직물에 대해 실험예의 섬유이탈 전의 초기 기체투과도를 측정하였다. 또한 비교예 3의 공극률에서와 동일하게 흐트러트린 후 흐트러짐 기체투과도를 측정하였으며, 직물을 수정한 후 기체투과도를 측정하였다.Using a gas permeability device (KAEI KAGAKU SEIKI Co., Ltd.), the initial gas permeability before fiber separation in the experimental example was measured for the carbon fiber fabrics of Examples and Comparative Examples. In addition, the disorganized gas permeability was measured after being disturbed in the same manner as in the porosity of Comparative Example 3, and the gas permeability was measured after correcting the fabric.
기체투과도(%)Early
Gas permeability (%)
기체투과도(%)disheveled
Gas permeability (%)
변화율gas permeability
rate of change
본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 1 및 2는 본원발명에서 한정된 인장강도 및 접착력을 만족하였으며, 섬유이탈이 발생하지 않았고 임의로 공극률을 상승시켜 수정 전후의 공극률 변화율과 기체투과도 변화율 모두 본원발명의 구성을 만족하여, 흐트러짐 전의 원래상태와 거의 유사한 수준까지 회복이 가능한 것을 알 수 있다. 비교예 2은 비교예 1보다는 공극을 수정하는 데 수월했지만 쉽게 분리가 되었으며 비교예 3의 경우 수지에 의한 접착력이 우수하여 측정한계를 넘기 때문에 측정이 불가능하였다. Examples 1 and 2 according to an embodiment of the present invention satisfied the tensile strength and adhesive strength defined in the present invention, did not cause fiber breakaway, and arbitrarily increased the porosity, so that both the porosity change rate and the gas permeability change rate before and after modification were of the present invention. It can be seen that the configuration is satisfied, and recovery is possible to a level almost similar to the original state before being disturbed. Comparative Example 2 was easier to correct the voids than Comparative Example 1, but was easily separated, and in the case of Comparative Example 3, measurement was impossible because the adhesive strength by the resin was excellent and exceeded the measurement limit.
반면에, 나일론 고정사를 이용한 비교예 1은 나일론 고정사를 엮어 제조된 것이므로 인장강도 및 접착력을 측정할 수 없었으며, 쉽게 섬유 이탈이 발생하고 이를 수정한 전후의 공극률 변화율과 기체투과도 변화율이 본원발명의 구성을 초과하여, 섬유 이탈이 쉽게 발생할 뿐 아니라 발생된 섬유이탈을 수정하여도 초기상태로 회복되지 않음을 알 수 있다.On the other hand, Comparative Example 1 using nylon fixing yarns was manufactured by weaving nylon fixing yarns, so the tensile strength and adhesive strength could not be measured, and fiber separation occurred easily, and the porosity change rate and gas permeability change rate before and after correction were Beyond the configuration of the invention, it can be seen that not only fiber separation occurs easily, but also that the initial state is not restored even if the generated fiber separation is corrected.
또한, 접착수지의 함량이 부족한 비교예 2는 섬유가 쉽게 분리되어 섬유 이탈이 발생하며 수정후 공극률 및 수정후 기체투과도가 본 발명의 구성을 만족하지 않고, 이에 따라 인장강도 및 접착력을 측정할 수 없는 것을 알 수 있다.In addition, in Comparative Example 2, in which the content of the adhesive resin is insufficient, the fibers are easily separated, resulting in fiber separation, and the porosity after modification and the gas permeability after modification do not satisfy the configuration of the present invention, and thus the tensile strength and adhesive strength cannot be measured. It can be seen that there is no
또한, 접착수지의 함량이 과도한 비교예 3에 따른 직물은 양 끝단이 과도한 수지량으로 인해 취급이 용이하지 않았으며, 접착성을 측정할 수 없는 것을 알 수 있으며, 이러한 문제는 롤 형태로 권취 시 문제를 발생시키게 된다.In addition, it can be seen that the fabric according to Comparative Example 3 having an excessive amount of adhesive resin was not easy to handle due to the excessive amount of resin at both ends, and the adhesiveness could not be measured. will cause problems
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also made according to the present invention. falls within the scope of the rights of
100: 탄소섬유 직물
110: 경사
120: 위사
130: 고정부
410: 고정사를 이용한 탄소섬유 직물
411: 이탈된 탄소섬유 스트랜드
420: 탄소섬유 직물100: carbon fiber fabric
110: slope
120: weft
130: fixing part
410: carbon fiber fabric using fixed yarn
411: detached carbon fiber strand
420: carbon fiber fabric
Claims (10)
최외곽의 적어도 어느 한 변에 접착수지가 함침된 탄소섬유로 이루어진 고정부가 상기 경사 및 위사에 융착되어 직물을 고정하는, 탄소섬유 직물.As a carbon fiber fabric formed by crossing warp and weft yarns formed of carbon fiber,
A carbon fiber fabric, wherein a fixing portion made of carbon fiber impregnated with an adhesive resin on at least one outermost side is fused to the warp and weft to fix the fabric.
상기 고정부는 탄소섬유 100중량부에 대해 상기 접착수지 10 내지 25 중량부를 포함하는, 탄소섬유 직물.According to claim 1,
The fixing part comprises 10 to 25 parts by weight of the adhesive resin based on 100 parts by weight of carbon fiber, carbon fiber fabric.
상기 접착수지는 에폭시 수지 또는 폴리아미드 수지를 포함하는, 탄소섬유 직물.According to claim 1,
The adhesive resin comprises an epoxy resin or a polyamide resin, carbon fiber fabric.
상기 탄소섬유 직물의 인장강도는 10 내지 30MPa인, 탄소섬유 직물.According to claim 1,
Tensile strength of the carbon fiber fabric is 10 to 30MPa, carbon fiber fabric.
상기 탄소섬유 직물은 상기 탄소섬유 직물의 모서리를 고정시키고 소정의 중량물을 떨어트린 후, 한쪽 변을 고정하고 다른 변에서 300 내지 500gf의 힘으로 당겨 탄소섬유 직물을 수정한 후 측정한 공극률이 3 내지 8%인, 탄소섬유 직물.According to claim 1,
The carbon fiber fabric has a porosity measured after fixing the edge of the carbon fiber fabric and dropping a predetermined weight, fixing one side and pulling the other side with a force of 300 to 500 gf to correct the carbon fiber fabric. 8% carbon fiber fabric.
상기 탄소섬유 직물의 기체투과도는 75 내지 85 cc/cm2s인, 탄소섬유 직물.According to claim 1,
The gas permeability of the carbon fiber fabric is 75 to 85 cc / cm 2 s, the carbon fiber fabric.
상기 고정부와 상기 위사 또는 경사와의 접착력이 50 내지 200gf/inch인, 탄소섬유 직물.According to claim 1,
The adhesive strength of the fixing part and the weft or warp yarn is 50 to 200 gf / inch, carbon fiber fabric.
상기 탄소섬유 직물은 3K, 12K 및 UD를 이용하는, 탄소섬유 직물.According to claim 1,
The carbon fiber fabric is a carbon fiber fabric using 3K, 12K and UD.
상기 탄소섬유 직물은 평직 또는 능직의 조직으로 구성되는, 탄소섬유 직물.According to claim 1,
The carbon fiber fabric is composed of a plain weave or twill weave, carbon fiber fabric.
탄소섬유를 위사와 경사로 구분하고 위사와 경사를 교직하여 직물을 제조하는 단계;
상기 직물의 최외곽의 적어도 어느 한변에 상기 고정부를 상기 위사 또는 경사에 교차시켜 고정하는 단계; 및
압착 가열하여 상기 고정부의 접착수지를 상기 경사 또는 위사에 융착시키는 단계;
를 포함하는, 탄소섬유 직물의 제조방법.Forming a fixing part by impregnating the carbon fiber with an adhesive resin;
Separating the carbon fibers into wefts and warps and interweaving the wefts and warps to produce a fabric;
fixing the fixing part to at least one side of the outermost side of the fabric by crossing the weft or warp yarn; and
fusing the adhesive resin of the fixing part to the warp or weft by pressing and heating;
A method for producing a carbon fiber fabric comprising a.
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