KR20230092472A - 섬유강화 복합재료의 제조 장치 및 이를 이용한 섬유강화 복합재료의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 섬유강화 복합재료의 제조 장치 및 이를 이용한 섬유강화 복합재료의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강화 섬유가 배치되는 성형 몰드, 성형 몰드와 결합하여 밀폐 공간을 형성하는 밀폐 탄성막, 상기 밀폐공간과 연통되며 강화 섬유의 함침을 위한 수지 조성물을 공급하는 수지주입부, 상기 밀폐공간과 연통되며 공기를 흡입하는 진공형성부, 및 몰드의 온도를 조절할 수 있는 제1 가열부를 포함하는 성형부; 및 상기 수지 주입부와 연통되어 수지를 공급하는 수지 보관부 및 수지 보관부의 온도를 조절할 수 있는 제2 가열부를 포함하는 수지 공급부를 포함하는, 섬유강화 복합재료의 제조 장치와, 섬유강화 복합재료용 몰드에 강화 섬유를 적층하는 단계; 상기 단계 1의 적층체에 수지 조성물을 주입하는 단계 및 상기 단계 2의 성형체에 방사선을 조사하여 경화시키는 단계를 포함하며, 상기 몰드 및 수지 조성물 중 적어도 하나의 온도가 상승되어 적용되는, 섬유강화 복합재료의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 섬유강화 복합재료의 제조 장치 및 이를 이용한 섬유강화 복합재료의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수지에 대한 섬유의 함침 시간을 감소시키고 공정 경제를 향상시킬 수 있는 섬유강화 복합재료의 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
강화 섬유와 매트릭스 수지를 포함하는 섬유 강화 복합재료는, 강화 섬유와 매트릭스 수지의 이점을 살린 재료 설계가 가능하기 때문에 항공 우주 분야를 비롯하여 스포츠 분야, 일반 산업 분야 등으로 용도가 널리 확대되고 있다. 섬유 강화 복합재료의 제조에는 핸드 레이업법, 필라멘트 와인딩법, 인발 성형법, RTM(Resin Transfer Molding)법, 레진 인퓨전 등의 방법이 적용된다.
레진 인퓨전 방식은 대형 제품의 성형이 가능하다는 장점이 있으며, 예를 들어 풍력 블레이드, 자동차용 부품 재료 등에 대한 활용 가능성이 점차 증가하고 있다. 레진 인퓨전 공정은 진공상태에서 진공압을 이용해 액상 수지를 원재료에 채워 필요한 성질의 섬유강화 복합재료를 제조하는 것으로, 강화 섬유 사이로 진공의 힘을 이용하여 수지를 주입하여야 함으로 점도가 낮아야 한다. 또한, 인퓨전용 수지와 경화제를 혼합한 후 상온에서 경화하는 경우 경화가 진행되므로 짧은 시간 이내에 인퓨전을 완료하여야 하는 공정 상의 제한이 있다.
전자선 또는 UV 경화형 수지는 경화제의 혼합 없이 전자선 및 UV의 조사 전에는 경화가 발생하지 않음으로 인퓨전 공정에 적용하는 경우 시간적인 제약을 어느 정도 벗어날 수 있으나, 섬유강화 복합재료에 적합한 전자선 또는 UV 경화형 수지는 일반적으로 점도가 상온에서 10,000 내지100,000,000 cps 가량으로 레진 인퓨전 공정에 직접 적용하기가 어렵다. 따라서, 일본 특개평9-12729호는 스타이렌 또는 아크릴계 모노머 등과 혼합을 통하여 점도를 1,000 cps 가량으로 낮춘 후 인퓨전 공정을 진행하는 기술을 개시한다. 그러나, 이러한 점도를 낮추기 위한 이러한 추가 성분의 혼합은 매트릭스 재료의 전체적인 기계적 강성을 저하시키거나 완전 경화를 위한 전자선 및 UV의 조사 선량을 증가시켜야 하는 문제를 수반할 수 있다.
한편, 각 수지 조성물은 함침 시 적합한 점도 특성이 존재한다. 예를 들어, 함침 시는 저온 조건, 즉 수지의 열 이력을 악화시키지 않는 정도의 온도 및 시간에서 점도가 저하하여 뛰어난 작업성 및 함침성을 나타내야 하나, 종래 기술의 섬유 강화 복합재료용 에폭시 수지 조성물은 이러한 점도 특성을 충분히 만족할 수 없었다.
따라서, 섬유 강화 복합재료 제조 시 수지 조성물의 점도 조절이 용이하여 단 시간에 인퓨전 공정의 수행이 가능한 시스템이 제안되는 경우 관련 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명의 한 측면은 섬유 강화 복합재료 제조 시 수지 조성물의 점도 조절이 용이한 섬유강화 복합재료의 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 상기 본 발명의 장치를 이용하여 단 시간에 인퓨전 공정의 수행이 가능한 섬유강화 복합재료의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 강화 섬유가 배치되는 성형 몰드, 성형 몰드와 결합하여 밀폐 공간을 형성하는 밀폐 탄성막, 상기 밀폐공간과 연통되며 강화 섬유의 함침을 위한 수지 조성물을 공급하는 수지주입부, 상기 밀폐공간과 연통되며 공기를 흡입하는 진공형성부, 및 몰드의 온도를 조절할 수 있는 제1 가열부를 포함하는 성형부; 및 상기 수지 주입부와 연통되어 수지를 공급하는 수지 보관부 및 수지 보관부의 온도를 조절할 수 있는 제2 가열부를 포함하는 수지 공급부를 포함하는, 섬유강화 복합재료의 제조 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 섬유강화 복합재료용 몰드에 강화 섬유를 적층하는 단계 1; 상기 단계 1의 적층체에 수지 조성물을 주입하는 단계 2; 및 상기 단계 2의 성형체에 방사선을 조사하여 경화시키는 단계 3을 포함하며, 상기 몰드 및 수지 조성물 중 적어도 하나의 온도가 상승되어 적용되는, 섬유강화 복합재료의 제조방법이 제공된다.
레진 인퓨전 공정은 섬유강화 복합소재의 기계적 강도를 최적화시킬 수 있는 방법으로, 본 발명에 의하면 전자선 경화형 수지를 적용 시 각 수지의 특성에 따라 점도를 제어할 수 있는 장치가 제공된다. 본 발명의 장치를 이용하는 경우 수지의 온도를 상승시켜 수지의 점도를 낮추어 섬유에 수지를 인퓨전할 수 있으므로, 결과물의 물성을 저하시킬 수 있는 첨가제 등의 사용이 최소화된 상태에서 인퓨전 공정을 수행하고 경화할 수 있으므로, 경화에 필요한 전자선의 에너지를 감소시킬 수 있고, 결과적으로 섬유강화 복합재료의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예 1의 수지 조성물의 온도에 따른 점도 변화 특성을 나타낸 그래프입다.
도 2(a)는 본 발명의 예시적인 섬유강화 복합재료의 제조 장치를 도식적으로 나타낸 것이고, 도 2(b)는 본 발명의 예시적인 섬유강화 복합재료의 제조 장치의 실제 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 수지 조성물과 몰드의 온도에 따라 인퓨젼 공정에 소요되는 시간을 나타낸 그래프이다.
도 2(a)는 본 발명의 예시적인 섬유강화 복합재료의 제조 장치를 도식적으로 나타낸 것이고, 도 2(b)는 본 발명의 예시적인 섬유강화 복합재료의 제조 장치의 실제 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 수지 조성물과 몰드의 온도에 따라 인퓨젼 공정에 소요되는 시간을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 몰드 및/또는 수지 조성물의 온도 조절에 의해 점도를 조절하여 보다 효율적으로 섬유강화 복합재료를 제조할 수 있는 장치 및 방법이 제공된다.
보다 상세하게 본 발명의 섬유강화 복합재료의 제조 장치는 강화 섬유가 배치되는 성형 몰드, 성형 몰드와 결합하여 밀폐 공간을 형성하는 밀폐 탄성막, 상기 밀폐공간과 연통되며 강화 섬유의 함침을 위한 수지 조성물을 공급하는 수지주입부, 상기 밀폐공간과 연통되며 공기를 흡입하는 진공형성부, 및 몰드의 온도를 조절할 수 있는 제1 가열부를 포함하는 성형부; 및 상기 수지 주입부와 연통되어 수지를 공급하는 수지 보관부 및 수지 보관부의 온도를 조절할 수 있는 제2 가열부를 포함하는 수지 공급부를 포함하는 것이다.
밀폐 탄성막은 진공 필름일 수 있으며, 예를 들어 나일론과 같은 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌(PE), 또는 이들의 조합으로 이루어진 재질 등의 얇은 필름일 수 있으며, 다만 탄성을 보유하여 진공 여부에 따라 유연하게 변형될 수 있는 것이라면 그 재질이 특히 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 밀폐 탄성막 하부에 이형 필름 혹은 이형천을 추가로 포함하는 것일 수 있으며, 또는 밀폐 탄성막 하부에 메쉬를 추가로 포함할 수 있다. 이때 이형 필름으로 사용될 수 있는 재료는 ETFE(Ethylene Tetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated Ethylene Propylene), 폴리올레핀(PO), 폴리에틸렌(PE) 또는 이들 중 적어도 하나의 성분의 조합 등일 수 있으며, 이형천으로 사용될 수 있는 재료는 나일론 섬유, 폴리에스터(Polyester) 섬유 등이다. 한편, 상기 메쉬는 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE)/고밀도폴리에틸렌(HDPE)의 혼합, 폴리프로필렌 등의 재료로 형성될 수 있다. 이형 필름이나 이형천은 경화된 수지의 이형 효과가 있으며, 필요에 따라 천공 필름 제품을 사용함으로서 과잉 수지의 배출을 도울 수 있다. 한편, 메쉬는 인퓨전 공정 시 수지가 빠르게 퍼질 수 있도록 돕는 효과가 있다.
본 발명의 섬유강화 복합재료의 제조 장치는 성형부에 몰드의 온도를 조절할 수 있는 제1 가열부를 포함하고, 수지 공급부에 수지 보관부의 온도를 조절할 수 있는 제2 가열부를 포함하는 것이다.
이때 가열부의 형태는 특히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 가열부는 몰드와 결합되어 몰드의 온도를 조절하거나 또는 몰드와 분리되어 별도의 장치로 형성되는 것일 수 있다.
제1 가열부가 몰드와 분리되어 별도의 장치로 형성되는 경우 상기 제1 가열부는 몰드의 하부에 배치되는 것일 수 있으며, 이때 제1 가열부의 형태는 특히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 열선 등의 형태로 몰드 하부에 전체적으로 균등하게 배치될 수 있다. 한편, 제1 가열부가 몰드와 결합되어 몰드의 온도를 조절하는 경우에는 몰드 자체에 가열 장치가 집적 결합되어 열을 전달하는 형태일 수 있다.
본 발명에 있어서 몰드의 재질을 특히 제한되는 것은 아니나, 가열되는 경우 물성 및 형태에 변형이 없으며 열전도율이 높은 재료인 것이 바람직하며, 예를 들어 스테인리스 스틸, 알루미늄, 구리 등일 수 있다. 다만, 이러한 재료에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 열변형이 발생하지 않는 온도범위에서 섬유강화복합소재와 같은 재질도 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 가열부와 제2 가열부의 온도는 각각 독립적으로 조절되는 것이 바람직하며, 예를 들어 제2 가열부는 몰드의 온도를 50 내지 120℃로 상승시키도록 조절될 수 있고, 상기 몰드 및 수지 조성물의 온도가 상승되는 경우 제1 가열부는 수지 조성물의 온도는 몰드의 온도를 기준으로 0 내지 15℃ 낮은 온도로 상승시키도록 조절될 수 있다. 수지 조성물의 온도가 50 내지 60℃인 경우 몰드의 온도는 40 내지 45℃일 수 있다.
한편, 제2 가열부는 수지 보관부와 결합되어 수지 보관부의 온도를 조절하거나 또는 수지 보관부와 분리되어 별도의 장치로 형성되는 것일 수 있으며, 상기 제2 가열부는 수지 보관부와 결합되어 수지 보관부의 온도가 조절되는 것일 수 있다.
예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 제1 가열부와 제2 가열부는 각각 제1 히팅 플레이트와 제2 히팅 플레이트로 형성될 수 있으며, 이때 제1 가열부는 수지 보관부와 결합되어 수지 보관부 자체의 온도가 조절되는 것일 수 있으며, 제2 가열부는 제2 히팅 플레이트로 몰드 하부에 이격되어 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 섬유강화 복합재료의 제조방법이 제공되며, 본 발명의 섬유강화 복합재료의 제조방법은 몰드 및 수지 조성물 중 적어도 하나의 온도가 상승되는 것이다.
보다 상세하게 본 발명의 섬유강화 복합재료의 제조방법은 섬유강화 복합재료용 몰드에 강화 섬유를 적층하는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 적층체에 수지 조성물을 주입하는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2의 성형체에 방사선을 조사하여 경화시키는 단계(단계 3)를 포함하며, 상기 몰드 및 수지 조성물 중 적어도 하나의 온도가 상승되어 적용되는 것이다.
본 발명의 상기 섬유강화 복합재료의 제조방법은 상술한 본 방명의 섬유강화 복합재료의 제조장치를 이용할 수 있다.
섬유강화 복합재료에 있어서 상기 강화 섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유, 아네그라 섬유 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 무기섬유일 수 있다. 이때 상기 강화 섬유는 섬유 형태로 제공되거나, 또는 이들 섬유가 직조된 직물 혹은 부직물 형태로 제공될 수 있는 것으로 그 형태가 특히 제한되는 것은 아니다.
섬유강화 복합재료용 몰드에 강화 섬유를 적층한 후 수지 조성물의 주입을 위해 밀폐 탄성막을 이용하여 적층체를 밀봉하고, 진공 펌프 등을 사용하여 밀폐 탄성막 내부를 진공 상태로 만들어 준비한다.
상기 단계 2는 상기 단계 1의 적층체에 수지 조성물을 주입하는 단계로, 이때 사용가능한 수지는 방사선의 의하여 경화될 수 있는 수지로써 방사선 개시제가 포함되어 있는 수지 또는 방사선 개시제 없이도 경화가 가능한 수지를 사용할 수 있다. 상기 수지 조성물은 방사선 경화형 조성물인 것이 바람직하며, 예를 들어 에폭시 아크릴레이트, 폴리우레탄 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트 및 폴리글리시딜 메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종인 것일 수 있으며, 바람직하게는 에폭시 아크릴레이트를 사용한다.
한편, 점도를 낮은 방향으로 제어할 수 있도록 아크릴 액시드, 메타 메틸 아크릴레이트, 스타이렌 모노머 등의 첨가 수지가 사용될 수 있으나, 이러한 첨가제들은 방사선 경화에 의하여 매트릭스의 기계적 강도를 저하시킬 수 있으며, 또한 경화에 필요한 조사 선량을 크게 증가시키는 문제점을 가지고 있으므로, 본 발명에 있어서 그 함량은 전체 수지 조성물의 중량을 기준으로 30 중량% 이하, 예를 들어 20 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하인 것이 바람직하다.
나아가, 상기 단계 1에서 준비된 적층체를 밀폐하고 이에 질소 퍼지를 수행하여 적층체 주변의 공기를 제거하고, 수지를 주입하여 단계 2를 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 2 단계 수행 시 상기 몰드 및 수지 조성물 중 적어도 하나의 온도가 상승되어 적용되는 것이다.
상기 몰드의 온도가 상승되는 경우 몰드의 온도는 50 내지 120℃로 상승되는 것일 수 있으며, 또는 상기 몰드 및 수지 조성물의 온도가 상승되는 경우 수지 조성물의 온도는 몰드의 온도를 기준으로 0 내지 15℃ 낮은 온도로 상승되는 것일 수 있다.
이와 같이 2 단계 수행 시 상기 몰드 및 수지 조성물 중 적어도 하나의 온도를 상승시킴으로써 수지 조성물을 주입하는 단계에 있어서 수지 조성물의 점도는 예를 들어 55 ℃ 온도를 기준으로 500 내지 1000cps으로 조절될 수 있다. 필요에 따라서 온도를 상승시켜 점도를 저하시킬 수 있으며, 이때 온도의 조절은 50℃ 내지 120 ℃ 범위 내에서 수행되는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에 의하면 수지의 온도를 상승시켜 수지의 점도를 낮추어 섬유에 수지 조성물을 인퓨전할 수 있으므로, 결과물의 물성을 저하시킬 수 있는 첨가제 등의 사용이 최소화된 상태에서 인퓨전 공정을 수행하고 경화할 수 있고, 이에 경화에 필요한 전자선의 에너지를 감소시킬 수 있고, 결과적으로 섬유강화 복합재료의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 상기 단계 3은 상기 단계 2의 성형체에 방사선을 조사하여 경화시키는 단계로 상기 단계 2의 성형체의 전면에 방사선이 고르게 조사될 수 있도록 왕복운동을 하는 시스템을 이용하여 방사선을 조사할 수 있다.
이때 사용 가능한 방사선은 감마선, 전자선, 이온빔, 중성자선 및 UV로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 감마선 또는 전자선을 사용할 수 있다.
상기 방사선은 10 내지 100 kGy로 조사되는 것이 바람직하고, 예를 들어 20 내지 80 kGy로 조사되는 것이다. 방사선의 조사 선량이 상기 범위 보다 낮으면 경화가 완전히 이루어지지 않을 수 있으며, 방사선의 조사 선량이 상기 범위를 초과하는 경우 방사선 피폭에 의한 물성 저하가 발생할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 섬유강화 복합재료용 수지 조성물의 제조
실시예 1
전자선 경화형 수지로 하기 화학식 1과 같은 구조의 에폭시 아크릴레이트 수지를 사용하였다.
[화학식 1]
상기 에폭시 아크릴레이트 수지와 스타이렌 모노머를 9:1의 중량비로 혼합하여 수지 조성물을 제조하였다. 이 조성물은 상온 25℃에서 점도가 27,500 cps였으며, 온도가 증가함에 따라 점도가 도 1과 같이 감소하는 것으로 확인하였다.
실시예 2
에폭시 아크릴레이트 수지와 스타이렌 모노머를 7:3의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수지 조성물을 제조하였다. 이 조성물은 상온 25℃에서 점도가 900 cps였다.
2. 섬유강화 복합재료의 제조
섬유강화 복합재료의 제조를 위해 제조 장치는 도 2(a)와 같이 구성하였으며, 보다 상세하게 스테인리스 스틸 재질의 몰드 상에 50 x 50 cm2 의 탄소 섬유 직물을 4 장 적층하고, 탄소 섬유 직물 상에 나일론 재질의 이형천을 적층하였다. 한편, 도 2(a)에는 도시하지 않았으나, 이형천과 진공 필름 사이에 폴리프로필렌 재질의 메쉬를 수지 수송 목적으로 배치하고, 진공 필름을 이용하여 적층체를 밀봉하여 진공 펌프 등을 사용하여 성형체 내부를 진공 상태로 만들어 수지 주입 준비를 하였다.
이때 섬유강화 복합재료의 제조 장치는 수지 조성물 보관 용기 측에 제1 가열 장치를 구비하고, 몰드 측에 제2 가열 장치를 구비하는 것으로, 예를 들어 도 2(a)와 같이 수지 조성물 보관 용기를 제1 히팅 플레이트로 하고 몰드 하단에 제2 히팅 플레이트를 구비하는 것일 수 있다.
이와 같이 복수의 가열 장치를 구비함으로써 주입 시 수지 조성물의 온도를 조절하고 이와 함께 몰드 주입 과정 동안 수지 조성물의 온도를 조절하면서 인퓨전 공정을 수행할 수 있다. 실제 마련한 섬유강화 복합재료의 제조 장치의 사진을 도 2(b)에 나타내었다.
수지 조성물과 제1 및 제2 가열장치의 설정 온도에 따라 인퓨전(Infusion) 공정에 소요되는 시간을 측정하기 위해 하기와 같이 설정하였다.
A: 제1 히팅 플레이트가 작동하지 않는 실시예 1의 수지를 제2 히팅 플레이트가 작동하지 않는 25℃의 몰드에 주입
B: 제1 히팅 플레이트의 온도를 55℃로 설정하여 실시예 1의 수지를 55℃로 온도를 상승시켜 제2 히팅 플레이트가 작동하지 않는 25℃의 몰드에 주입
C: 제1 히팅 플레이트의 온도를 55℃로 설정하여 실시예 1의 수지를 55℃로 온도를 상승시켜 제2 히팅 플레이트의 온도를 40℃로 설정한 몰드에 주입
D: 제1 히팅 플레이트가 작동하지 않는 실시예 2의 수지를 제2 히팅 플레이트가 작동하지 않는 25℃의 몰드에 주입
그 결과 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, D와 같이 일반적으로 사용되는 인퓨전(Infusion)용 수지와 유사한 점도를 갖는 실시예 2의 레진은 50 cm의 탄소 섬유(carbon fiber)를 함침시키기 위하여 약 10 여분이 소요되었으며, A의 경우에는 약 40분 가량이 소요되었고, B의 경우 약 25 cm 까지는 D의 경우와 함침되는 속도가 유사했지만 몰드에서 온도가 감소하면서 점도가 상승함에 따라 함침되는 속도가 감소하여 결과적으로 50 cm를 함침시키기 위하여 약 25분 가량이 소요되었다. 한편, C와 같이 몰드의 온도를 40℃ 가량으로 상승시켜 조절하는 경우 50 cm를 함침시킴에 있어서 D의 수지를 사용하였을 때와 유사하게 함침 시간을 단축시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
그 후 전자선 10 MeV 전자선 가속기를 이용하여 경화를 진행하였다. 이때 전자선 가속기 하단의 이송 장치를 이용하여 시료를 이송하였으며, 시료의 이송 속도는 0.5 m/min으로 1회 조사에 의하여 20 kGy가 되도록 하였다. 본 실험에서는 시편 당 2회 조사를 수행하여 총 조사 선량이 40 kGy가 되도록 하였다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Claims (14)
- 강화 섬유가 배치되는 성형 몰드, 성형 몰드와 결합하여 밀폐 공간을 형성하는 밀폐 탄성막, 상기 밀폐공간과 연통되며 강화 섬유의 함침을 위한 수지 조성물을 공급하는 수지주입부, 상기 밀폐공간과 연통되며 공기를 흡입하는 진공형성부, 및 몰드의 온도를 조절할 수 있는 제1 가열부를 포함하는 성형부; 및
상기 수지 주입부와 연통되어 수지를 공급하는 수지 보관부 및 수지 보관부의 온도를 조절할 수 있는 제2 가열부를 포함하는 수지 공급부를 포함하는, 섬유강화 복합재료의 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 밀폐 탄성막 하부에 이형 필름을 추가로 포함하는, 섬유강화 복합재료의 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 제1 가열부는 몰드와 결합되어 몰드의 온도를 조절하거나 또는 몰드와 분리되어 별도의 장치로 형성되는, 섬유강화 복합재료의 제조 장치.
- 제3항에 있어서, 제1 가열부가 몰드와 분리되어 별도의 장치로 형성되는 경우 상기 제1 가열부는 몰드의 하부에 배치되는, 섬유강화 복합재료의 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 가열부와 제2 가열부의 온도는 각각 독립적으로 조절되는, 섬유강화 복합재료의 제조 장치.
- 제1항에 있어서, 제2 가열부는 수지 보관부와 결합되어 수지 보관부의 온도를 조절하거나 또는 수지 보관부와 분리되어 별도의 장치로 형성되는, 섬유강화 복합재료의 제조 장치.
- 제6항에 있어서, 제2 가열부는 수지 보관부와 결합되어 수지 보관부의 온도가 조절되는, 섬유강화 복합재료의 제조 장치.
- 섬유강화 복합재료용 몰드에 강화 섬유를 적층하는 단계 1;
상기 단계 1의 적층체에 수지 조성물을 주입하는 단계 2; 및
상기 단계 2의 성형체에 방사선을 조사하여 경화시키는 단계 3을 포함하며,
상기 몰드 및 수지 조성물 중 적어도 하나의 온도가 상승되어 적용되는, 섬유강화 복합재료의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 강화 섬유는 탄소섬유, 아라미드 섬유, 유리섬유, 아네그라 섬유 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 무기섬유인, 섬유강화 복합재료의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 수지 조성물은 에폭시 아크릴레이트, 폴리우레탄 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트 및 폴리글리시딜 메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종인, 섬유강화 복합재료의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 방사선은 10 내지 100 kGy의 감마선 또는 전자선인, 섬유강화 복합재료의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 몰드의 온도가 상승되는 경우 몰드의 온도는 50 내지 120℃로 상승되는, 섬유강화 복합재료의 제조방법.
- 제12항에 있어서, 상기 몰드 및 수지 조성물의 온도가 상승되는 경우 수지 조성물의 온도는 몰드의 온도를 기준으로 0 내지 15℃ 낮은 온도로 상승되는, 섬유강화 복합재료의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 수지 조성물을 주입하는 단계에 있어서 수지 조성물의 점도는 55 ℃온도를 기준으로 500 내지 1000cps인, 섬유강화 복합재료의 제조방법.
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