KR20230097793A - Fiber reinforced plastic composite for battery case - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열경화성 매트릭스 수지와 장섬유 형태의 보강섬유를 포함하는 제1시트; 및 제1시트의 상면 및 하면에 적층되고 열경화성 매트릭스 수지 및 연속섬유로 직조된 직물 형태의 보강섬유를 포함하는 한 쌍의 제2시트를 포함하는 적층된 샌드위치 구조이며, 굴곡 강성이 18GPa 이상이다.The present invention relates to a first sheet comprising a thermosetting matrix resin and long-fiber reinforcing fibers; and a pair of second sheets laminated on the upper and lower surfaces of the first sheet and including a thermosetting matrix resin and reinforcing fibers in the form of a fabric woven with continuous fibers, and having a bending stiffness of 18 GPa or more.
Description
본 발명은 배터리 케이스용 섬유강화 플라스틱 복합재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기자동차의 배터리 케이스를 구성하는 섬유강화 열경화성 플라스틱 복합재에 관한 것이다.The present invention relates to a fiber-reinforced plastic composite material for a battery case, and more particularly, to a fiber-reinforced thermosetting plastic composite material constituting a battery case of an electric vehicle.
최근 들어 환경문제가 주요 이슈로 등장하면서, 자동차 산업에서도 큰 변화가 일어나고 있다. 세계적으로 자동차의 연비규제가 점점 엄격해지고 있으며, 그에 대응하여 자동차 업계는 하이브리드 자동차, 전기자동차 및 자동차 부품의 경량화를 위한 기술개발이 진행되고 있으며, 실제로 상용화되고 있는 실정이다.Recently, as environmental issues have emerged as a major issue, great changes are taking place in the automobile industry. Fuel efficiency regulations of automobiles are becoming more and more strict worldwide, and in response to this, the automobile industry is developing technologies for reducing the weight of hybrid cars, electric vehicles, and automobile parts, and is actually commercialized.
특히, 전기자동차 부품의 경량화를 위한 기술개발과 관련하여 전기자동차 배터리를 지지하는 배터리 케이스에 대한 재료의 변경이 요구되고, 생산성 및 내구성향상을 위해 각 부품간의 결합구조 변경이 요구되고 있는 실정이다.In particular, in relation to the development of technology for lightening electric vehicle parts, a change in material for a battery case supporting an electric vehicle battery is required, and a change in the coupling structure between parts is required to improve productivity and durability.
즉, 종래기술에 따른 배터리 케이스는 금속의 소재로 이루어짐에 따라 차체의 무게가 증가되는 문제점을 지니고 있다. 또한, 차체의 무게를 감소시키기 위해 배터리 케이스를 알루미늄 소재로 구현시킬 경우, 배터리 케이스를 구성하는 부품간의 조립공정은 용접과 같은 방식으로 구현됨에 따라 비용이 증가되는 문제점이 발생된다.That is, the battery case according to the prior art has a problem in that the weight of the vehicle body increases as it is made of a metal material. In addition, when the battery case is made of aluminum in order to reduce the weight of the vehicle body, an assembly process between parts constituting the battery case is implemented in a welding method, resulting in increased cost.
또한, 강성은 특히 배터리 케이스 용도에서 가장 중요한 물성이다. 터프한 재료는 배터리 케이스가 변형하면서 배터리에 변형을 야기할 수 있어 안정상의 문제가 생길 수 있다.In addition, rigidity is the most important physical property, especially in battery case applications. Tough materials may cause deformation of the battery while the battery case is deformed, which may cause stability problems.
본 발명은 2가지 시트를 샌드위치 구조로 적층함으로써 경량화하면서도 충돌 성능 및 굴곡 강성이 우수하고 변형에 강한 섬유강화 플라스틱 복합재를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced plastic composite material that is lightweight, has excellent crash performance and flexural rigidity, and is resistant to deformation by laminating two sheets in a sandwich structure.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열경화성 매트릭스 수지와 장섬유 형태의 보강섬유를 포함하는 제1시트; 및 상기 제1시트의 상면 및 하면에 적층되고 열경화성 매트릭스 수지 및 연속섬유로 직조된 직물 형태의 보강섬유를 포함하는 한 쌍의 제2시트를 포함하는 적층된 샌드위치 구조이며, 굴곡 강성이 18 GPa 이상이다.The present invention for achieving the above object is a first sheet comprising a thermosetting matrix resin and reinforcing fibers in the form of long fibers; and a pair of second sheets laminated on the upper and lower surfaces of the first sheet and including a thermosetting matrix resin and reinforcing fibers in the form of a fabric woven with continuous fibers, wherein the bending stiffness is 18 GPa or more. am.
상기 제1시트는 보강섬유로서 장섬유 형태의 유리섬유 30~50 중량%를 포함할 수 있다.The first sheet may include 30 to 50% by weight of glass fibers in the form of long fibers as reinforcing fibers.
상기 제2시트는 보강섬유로서 연속섬유로 직조된 직물 형태의 유리섬유 70~85 중량%를 포함할 수 있다.The second sheet may include 70 to 85% by weight of glass fibers in the form of a continuous fiber woven fabric as reinforcing fibers.
상기 적층된 샌드위치 구조는 상기 제2시트, 상기 제1시트, 상기 제2시트가 순서대로 적층되고, 상기 제2시트와 상기 제1시트는 각각 단일 플라이 또는 복수의 플라이로 구성될 수 있다.In the laminated sandwich structure, the second sheet, the first sheet, and the second sheet are sequentially laminated, and the second sheet and the first sheet may each be composed of a single ply or a plurality of plies.
상기 매트릭스 수지는 불포화 폴리에스터를 포함할 수 있다.The matrix resin may include unsaturated polyester.
상기 제1시트는 복수의 글래스버블(glass bubble)을 포함할 수 있다.The first sheet may include a plurality of glass bubbles.
상기 한 쌍의 제2시트의 두께는 동일할 수 있다.Thicknesses of the pair of second sheets may be the same.
상기 섬유강화 플라스틱 복합재는 배터리 케이스의 적어도 일부를 구성할 수 있다.The fiber-reinforced plastic composite material may constitute at least a part of the battery case.
상기 섬유강화 플라스틱 복합재는 배터리 모듈이 안착되어 지지되는 지지부와, 상기 지지부의 상면에 결합되어 배터리 모듈의 안착부를 구획하는 내부프레임과, 상기 지지부의 외측면에 결합되는 외부프레임과, 상기 지지부의 하부에 결합되는 하부보호판을 포함하는 배터리 케이스에서, 상기 지지부 또는 상기 하부보호판을 구성할 수 있다.The fiber-reinforced plastic composite material includes a support portion on which a battery module is seated and supported, an inner frame coupled to an upper surface of the support portion to partition a seating portion of the battery module, an outer frame coupled to an outer surface of the support portion, and a lower portion of the support portion. In a battery case including a lower protective plate coupled to, the support or the lower protective plate may be configured.
상기한 본 발명의 섬유강화 플라스틱 복합재에 의하면, 2가지 시트를 샌드위치 구조로 적층함으로써 경량화하면서도 충돌 성능 및 굴곡 강성이 매우 우수하여 변형에 강하다.According to the fiber-reinforced plastic composite of the present invention described above, by laminating two sheets in a sandwich structure, it is resistant to deformation due to excellent collision performance and bending stiffness while reducing weight.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재의 적층 구조를 나타내는 분해 사시도(a)와 단면도(b)이다.
도 2는 비교예1에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재를 나타내는 단면도이다.
도 3은 비교예2에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재를 나타내는 단면도이다.
도 4는 비교예3-1에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재의 적층 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 비교예3-2에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재의 적층 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6은 비교예들과 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재의 충돌 성능을 비교하는 표이다.
도 7은 비교예들과 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재의 낙구 충격 시험 결과를 나타내는 그래프와 표이다.
도 8은 비교예들과 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재의 인장 시험 결과를 나타내는 그래프와 표이다.
도 9는 비교예들과 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재의 굴곡 시험 결과를 나타내는 그래프와 표이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재가 적용될 수 있는 배터리 케이스를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 배터리 케이스의 분해 사시도로서 냉각블록에 냉각유로가 없고 방열판도 없는 경우를 나타낸다.
도 12는 도 10에 도시된 배터리 케이스의 분해 사시도로서 냉각블록에 냉각유로가 없고 방열판이 있는 경우를 나타낸다.
도 13은 도 10에 도시된 배터리 케이스의 분해 사시도로서 냉각블록에 냉각유로가 있고 방열판도 있는 경우를 나타낸다.1 is an exploded perspective view (a) and a cross-sectional view (b) showing a laminated structure of a fiber-reinforced plastic composite according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a fiber-reinforced plastic composite according to Comparative Example 1;
3 is a cross-sectional view showing a fiber-reinforced plastic composite according to Comparative Example 2;
4 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a fiber-reinforced plastic composite according to Comparative Example 3-1.
5 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a fiber-reinforced plastic composite according to Comparative Example 3-2.
6 is a table comparing the collision performance of fiber-reinforced plastic composites according to Comparative Examples and Examples.
7 is a graph and a table showing the results of a falling ball impact test of fiber-reinforced plastic composites according to Comparative Examples and Examples.
8 is a graph and a table showing tensile test results of fiber-reinforced plastic composites according to Comparative Examples and Examples.
9 is a graph and a table showing the results of bending tests of fiber-reinforced plastic composites according to Comparative Examples and Examples.
10 is a perspective view showing a battery case to which a fiber-reinforced plastic composite material according to an embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 11 is an exploded perspective view of the battery case shown in FIG. 10 illustrating a case in which a cooling block has no cooling passage and no heat sink.
FIG. 12 is an exploded perspective view of the battery case shown in FIG. 10 illustrating a case in which a cooling block has no cooling passage and has a heat sink.
FIG. 13 is an exploded perspective view of the battery case shown in FIG. 10 illustrating a case in which a cooling passage and a heat sink are provided in a cooling block.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'having' are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are indicated by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재의 적층 구조를 나타내고, 도 2 내지 도 5는 비교예들에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재의 적층 구조를 나타낸다.1 shows a laminated structure of a fiber-reinforced plastic composite according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 5 show a laminated structure of a fiber-reinforced plastic composite according to comparative examples.
본 발명의 섬유강화 플라스틱 복합재(1000)는 배터리 모듈을 지지하는 전기자동차용 배터리 하부 케이스와 같이, 다른 물체를 지지하는 지지 구조체를 구성할 수 있다. 섬유강화 플라스틱(FRP, fiber reinforced plastics) 복합재는 매트릭스 수지와 보강섬유가 복합화된 시트를 말한다. 다시 말해서, 시트는 매트릭스 수지 및 보강섬유로서 장섬유를 포함할 수 있고, 또는 매트릭스 수지 및 보강섬유로서 연속섬유로 직조된 직물을 포함할 수 있다. 섬유강화 플라스틱 복합재는 이러한 시트가 복수 적층된 적층 시트를 포함할 수도 있다.The fiber-reinforced
섬유강화 플라스틱 복합재(FRP)는 매트릭스 수지와 보강섬유가 복합화된 시트를 포함하며, 용도, 공정, 요구물성, 및 섬유의 종류, 길이, 함량, 배향방법과, 함침하는 매트릭스 수지의 종류 등에 따라 다양한 종류로 나뉜다.Fiber-reinforced plastic composite (FRP) includes a sheet in which matrix resin and reinforcing fibers are combined, and various types of materials are used depending on the purpose, process, required physical properties, type, length, content, orientation method of fibers, and type of matrix resin to be impregnated. divided into types
대표적인 섬유강화 플라스틱 복합재의 종류로 시트 몰딩 컴파운드(SMC, Sheet Molding Compound), 벌크 몰딩 컴파운드(BMC, Bulk Molding Compound), 프리프레그(Prepreg) 등이 있다.Representative types of fiber-reinforced plastic composites include a sheet molding compound (SMC), a bulk molding compound (BMC), and prepreg.
일반적으로, 시트 몰딩 컴파운드(SMC)는 열경화성 수지와 장섬유(2~50mm)를 혼합하여 시트(Sheet) 형태로 가공된 중간재로서, 열 프레스(Press)를 통해 경화되는 섬유강화 플라스틱을 지칭하지만, 본 명세서에서 시트 몰딩 컴파운드(SMC)는 섬유의 길이와 종류가 한정되지 않으며, 시트 형태로 가공된 중간재로서, 열 프레스를 통해 경화될 수 있는 섬유강화 플라스틱 복합재를 SMC로 정의한다.In general, a sheet molding compound (SMC) is an intermediate material processed into a sheet by mixing a thermosetting resin and long fibers (2 to 50 mm), and refers to a fiber-reinforced plastic that is cured through a heat press. In this specification, the sheet molding compound (SMC) is not limited to the length and type of fibers, and as an intermediate material processed into a sheet form, a fiber-reinforced plastic composite material that can be cured through a heat press is defined as SMC.
따라서, 본 발명에서 SMC에는 연속섬유로 직조된 직물 형태의 보강섬유를 포함하거나, 또는 일 방향으로 배향된 연속섬유를 보강섬유로 포함하는 섬유강화 플라스틱 복합재를 시트 형태의 중간재로 만든 경우도 포함될 수 있다.Therefore, in the present invention, the SMC may include a case in which a fiber-reinforced plastic composite material including reinforcing fibers in the form of a fabric woven with continuous fibers or continuous fibers oriented in one direction as reinforcing fibers is made into an intermediate material in the form of a sheet. there is.
본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재(1000)는 열경화성 매트릭스 수지와 장섬유 형태의 보강섬유를 포함하는 제1시트(1100), 및 제1시트의 상면 및 하면에 적층되고 열경화성 매트릭스 수지 및 연속섬유로 직조된 직물(1201) 형태의 보강섬유를 포함하는 한 쌍의 제2시트(1200)를 포함할 수 있다. 섬유강화 플라스틱 복합재(1000)는 제1시트(1100)의 상하에 한 쌍의 제2시트(1200)가 적층되어 샌드위치 구조를 형성할 수 있고, 이에 따라 굴곡 강성이 18 GPa 이상일 수 있다.The fiber-reinforced
매트릭스 수지는 열경화성 수지로 구성될 수 있다. 열경화성 수지는 상온에서 유동성을 나타내고, 가열함에 따라 경화될 수 있다. 예를 들면, 열경화성 수지는 폴리우레탄 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 비닐 에스테르 수지, 멜라민 수지, 아크릴 수지, 폴리부타디엔 수지, 실리콘 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The matrix resin may be composed of a thermosetting resin. Thermosetting resins exhibit fluidity at room temperature and can be cured by heating. For example, the thermosetting resin is selected from the group consisting of polyurethane resins, unsaturated polyester resins, phenol resins, urea resins, epoxy resins, vinyl ester resins, melamine resins, acrylic resins, polybutadiene resins, silicone resins, and mixtures thereof. can be any one of them.
특히, 매트릭스 수지는 불포화 폴리에스터(UPE: Unsaturated Polyester)를 포함할 수 있다. 불포화 폴리에스터 수지는 말레인산 또는 푸마르산 등으로 구성되는 불포화기를 지닌 폴리에스터와 중합성 단량체와의 라디칼 공중합에 의해 경화되는 열경화성 수지이다. 불포화 폴리에스터 수지는 기계적, 전기적, 화학적 성질이 우수하므로, FRP 성형물, 목공용품, 그 외의 공업적 용도로 많이 사용되고 있다. 불포화 폴리에스터 수지는 다른 열경화성 수지와 달리, 저분자량의 부생성물 없이 또 특별한 가압이 필요 없이 단시간에 경화한다. 또한, 액체로 유리섬유, 유기섬유와의 함침 접착성이 양호하다. 그리고, 글리콜, 산 및 비닐 단량체의 조합에 따라 여러가지 특수 성능을 가진 수지를 얻을 수 있다.In particular, the matrix resin may include unsaturated polyester (UPE). The unsaturated polyester resin is a thermosetting resin that is cured by radical copolymerization of a polyester having an unsaturated group composed of maleic acid or fumaric acid and the like with a polymerizable monomer. Since unsaturated polyester resins have excellent mechanical, electrical, and chemical properties, they are widely used for FRP moldings, woodworking products, and other industrial uses. Unlike other thermosetting resins, unsaturated polyester resins cure in a short time without the need for special pressurization and without low molecular weight by-products. In addition, it has good impregnation adhesion with glass fibers and organic fibers as a liquid. And, depending on the combination of glycol, acid and vinyl monomer, resins with various special properties can be obtained.
또한, 매트릭스 수지는, 난연제, 커플링(coupling)제, 도전성 부여제, 무기 필러, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 염료, 안료 등, 일반적으로 수지에 배합되는 각종 첨가제가 배합될 수도 있다.In addition, the matrix resin may contain various additives normally incorporated in resins, such as flame retardants, coupling agents, conductivity imparting agents, inorganic fillers, ultraviolet absorbers, antioxidants, dyes, and pigments.
난연제로는 브롬계 난연제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 데카브로모디페닐에테르, 테트라브로모 비스페놀A, 테트라브로모 비스페놀S, 1,2-비스(2',3',4',5',6'-펜타브로모페닐)에탄, 1,2-비스(2,4,6-트리브로모페녹시)에탄, 2,4,6-트리스(2,4,6-브로모페녹시)-1,3,5-트리아진, 2,6-디브로모페놀, 2,4-디브로모페놀, 브롬화 폴리스티렌, 에틸렌 비스테트라브로모 프탈산이미드, 헥사브로모 사이클로도데칸, 헥사브로모 벤젠, 펜타브로모 벤질 아크릴레이트, 2,2-비스[4'(2',3"-디브로모프로폭시)-3',5'-디브로모페닐]-프로판, 비스(3,5-디브로모, 4-브로모프로폭시페닐)술폰, 트리스(2,3-디브로모프로필)이소시아누레이트 등을들 수 있다.As the flame retardant, a brominated flame retardant may be used. For example, decabromodiphenyl ether, tetrabromo bisphenol A, tetrabromo bisphenol S, 1,2-bis (2', 3', 4', 5', 6'-pentabromophenyl) ethane, 1,2-bis(2,4,6-tribromophenoxy)ethane, 2,4,6-tris(2,4,6-bromophenoxy)-1,3,5-triazine, 2 ,6-dibromophenol, 2,4-dibromophenol, brominated polystyrene, ethylene bistetrabromo phthalic acid imide, hexabromo cyclododecane, hexabromo benzene, pentabromo benzyl acrylate, 2, 2-bis[4'(2',3"-dibromopropoxy)-3',5'-dibromophenyl]-propane, bis(3,5-dibromo, 4-bromopropoxy phenyl) sulfone, tris(2,3-dibromopropyl) isocyanurate, and the like.
브롬계 난연제는 매트릭스 수지 100 중량부에 대하여 0.4 중량부 내지 25 중량부로 포함될 수 있고, 구체적으로 5 중량부 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 브롬계 난연제의 함량이 0.4 중량부 미만인 경우 연소 시간이 길어지는 경향이 있고, 25 중량부를 초과하는 경우 성형품의 비중이 증가하거나 성형품 표면에서 난연제가 흘러나올 수 있다.The brominated flame retardant may be included in an amount of 0.4 parts by weight to 25 parts by weight, specifically 5 parts by weight to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the matrix resin. When the content of the brominated flame retardant is less than 0.4 parts by weight, the burning time tends to be long, and when it exceeds 25 parts by weight, the specific gravity of the molded article may increase or the flame retardant may flow out from the surface of the molded article.
또한, 난연제로는 안티몬계 난연제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 삼산화 안티몬, 사산화 안티몬, 오산화 안티몬, 피로안티몬산나트륨, 삼염화 안티몬, 삼황화 안티몬, 옥시염화 안티몬 또는 안티몬산칼륨 등을 들 수 있다. In addition, antimony-based flame retardants may be used as the flame retardant. For example, antimony trioxide, antimony tetroxide, antimony pentoxide, sodium pyroantimonate, antimony trichloride, antimony trisulfide, antimony oxychloride, or potassium antimonate.
안티몬계 난연제는 매트릭스 수지 100 중량부에 대하여 0.2 중량부 내지 12.5 중량부로 포함될 수 있고, 구체적으로 1 중량부 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 안티몬계 난연제의 함량이 0.2 중량부 미만인 경우 연소 시간이 길어지는 경향이 있고, 12.5 중량부를 초과하는 경우 섬유강화 플라스틱 복합재의 비중이 증가할 수 있다.The antimony-based flame retardant may be included in an amount of 0.2 parts by weight to 12.5 parts by weight, specifically 1 part by weight to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the matrix resin. When the content of the antimony-based flame retardant is less than 0.2 parts by weight, the burning time tends to be long, and when it exceeds 12.5 parts by weight, the specific gravity of the fiber-reinforced plastic composite may increase.
또한, 난연제로는 수산화 알루미늄을 더 포함할 수 있다. 이때, 수산화 알루미늄은 매트릭스 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 수산화 알루미늄은 열에 의해 휘발되지 않으며 분해되어 물과 불연성 기체를 방출하게 되며, 섬유강화 플라스틱 복합재 표면에서 흡열 반응을 통해 섬유강화 플라스틱 복합재를 냉각시키고, 열분해 생성물의 생성을 감소시키는 역할을 한다.In addition, the flame retardant may further include aluminum hydroxide. In this case, aluminum hydroxide may be included in an amount of 5 parts by weight to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the matrix resin. Aluminum hydroxide is not volatilized by heat and is decomposed to release water and incombustible gas, cools the fiber-reinforced plastic composite through an endothermic reaction on the surface of the fiber-reinforced plastic composite, and serves to reduce the generation of thermal decomposition products.
난연제는 보강섬유 및 매트릭스 수지를 포함하는 혼합물에 첨가될 수 있고, 또는 프리프레그(prepreg)를 형성한 후에 첨가될 수도 있다.The flame retardant may be added to the mixture comprising the reinforcing fibers and the matrix resin, or may be added after forming the prepreg.
제1시트(1100)는 장섬유 형태의 보강섬유를 포함하고, 제2시트(1200)는 연속섬유로 직조된 직물(1201) 형태의 보강섬유를 포함할 수 있다. 제1시트(1100)와 제1시트(1100)의 상면 및 하면에 적층되어 부착되는 한 쌍의 제2시트(1200)는 샌드위치 적층 구조를 형성할 수 있다. 즉, 제2시트(1200)-제1시트(1100)-제2시트(1200)가 순서대로 적층되어 섬유강화 플라스틱 복합재(1000)를 구성할 수 있다.The
제1시트(1100)와 제2시트(1200)의 보강섬유는 둘 다 유리섬유로 구성될 수 있다. 제2시트(1200)는 보강섬유로서 연속섬유로 직조된 직물 형태의 유리섬유 70~85 중량%를 포함할 수 있다. 유리섬유의 함량이 높을수록 낙구 충격 및 굴곡 강성 성능이 좋아질 수 있다. 반면에, 유리섬유의 함량이 너무 높으면 밀도가 커지기 때문에 경량화의 목적을 달성하기 어렵다.Both the reinforcing fibers of the
제1시트(1100)는 연속섬유에 비해 흐름성 및 성형성이 우수한 장섬유를 포함하여, 섬유보강 플라스틱 복합재 제조시 우수한 가공성을 나타낼 수 있다. 장섬유는 연속섬유보다 길이가 짧고, 소정의 길이로 절단된 섬유를 의미한다.The
제1시트(1100)는 보강섬유로서 장섬유 형태의 유리섬유 30~50 중량%를 포함할 수 있다. 즉, 매트릭스 수지에 보강섬유로서 유리섬유 30~50 중량%가 복합화될 수 있다. 제1시트(1100)는 매트릭스 수지 내에 장섬유가 분산된 구조를 가진다. 장섬유의 평량은 1500 g/m2 내지 3500 g/m2일 수 있다. 장섬유의 함량이 30 중량% 미만인 경우 섬유강화 플라스틱 복합재의 기계적 강도를 기대하기 어렵고, 50 중량%를 초과하는 경우 장섬유의 함량이 많아지면서 섬유강화 플라스틱 복합재의 경량화를 확보하기 어렵고, 성형성이 저하될 수 있다.The
장섬유는 평균 길이가 10 mm 내지 30 mm일 수 있고, 구체적으로 10 mm 내지 20 mm일 수 있으며, 특히 1 inch의 장섬유가 사용될 수 있다. 장섬유의 평균 길이가 10 mm 미만인 경우 제조 비용은 절감될 수 있으나 기계적 특성이 저하될 수 있다. 반대로, 장섬유의 평균 길이가 30 mm를 초과하는 경우 매트릭스 수지 내에 분산이 어려울 수 있고, 성형성이 저하될 수 있다.The long fibers may have an average length of 10 mm to 30 mm, specifically 10 mm to 20 mm, and in particular, long fibers of 1 inch may be used. When the average length of the long fibers is less than 10 mm, the manufacturing cost may be reduced, but the mechanical properties may be deteriorated. Conversely, when the average length of the long fibers exceeds 30 mm, dispersion in the matrix resin may be difficult and moldability may be deteriorated.
또한, 장섬유의 단면 직경은 5 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있으며, 장섬유의 단면 직경이 범위를 만족함으로써, 섬유강화 플라스틱 복합재의 기계적 강도와 성형성을 확보할 수 있다.In addition, the cross-sectional diameter of the long fibers may be 5 μm to 30 μm, and when the cross-sectional diameters of the long fibers satisfy the range, mechanical strength and formability of the fiber-reinforced plastic composite material may be secured.
제1시트(1100)는 장섬유의 평균 길이와 단면 직경, 및 함량을 조절하여, 대략 0.1 mm 내지 10 mm 두께로 제조될 수 있으며, 이 범위에서 우수한 기계적 강도와 성형성, 및 충격 흡수 특성을 확보할 수 있다.The
제1시트(1100)는 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다. 먼저, 컨베이어 벨트 상에 이형 필름을 투입하고, 이형 필름 상에 장섬유 형태의 보강섬유를 투입한다. 이어서, SMC 매트릭스 수지를 혼합하여 상면에 보강섬유가 산포된 이형 필름 상에 SMC 매트릭스 수지를 코팅하고, 다수의 롤러를 통과하면서 보강섬유가 매트릭스 수지에 함침되도록 한 다음, 이를 금형에서 압착 및 성형함으로써 제1시트(1100)를 제조할 수 있다.The
이와 달리, 제1시트(1100)는 밀도를 낮추기 위해 복수의 글래스버블(glass bubble)을 포함할 수 있다. 글래스버블(glass bubble)은 유리섬유로 이루어지고 버블 형태로 형성될 수 있다. 버블 형태의 유리비드가 제1시트(1100) 내부에 다수개 포함되면 그만큼 제1시트(1100)의 밀도가 낮아질 수 있다.Alternatively, the
제2시트(1200)는 매트릭스 수지와, 보강섬유로서 연속섬유로 직조된 직물 형태의 유리섬유 70~85 중량%를 포함할 수 있다. The
연속섬유로 직조된 직물은, 예를 들어 연속섬유의 능직 또는 평직 직물이거나, NCF(Non Crimp Fabric)일 수도 있다.The fabric woven from continuous fibers may be, for example, a twill weave or plain weave fabric of continuous fibers, or a non-crimp fabric (NCF).
제2시트(1200)는 매트릭스 수지에 대하여, 연속섬유로 직조된 직물을 70~85 중량%로 포함할 수 있고, 직물의 평량은 800 g/m2 내지 1100 g/m2일 수 있다. 연속섬유로 직조된 직물의 함량이 70 중량% 미만인 경우 섬유강화 플라스틱 복합재의 기계적 강도가 저하될 수 있으며, 85 중량%를 초과하는 경우 연속섬유로 직조된 직물의 함량이 많아지면서 섬유강화 플라스틱 복합재의 경량화를 달성하기 어려울 수 있다.The
연속섬유란, 구조적으로 절단되지 않고 길게 연속되어 있는 섬유를 의미하며, 제2시트(1200)의 전체 크기에 의존하여 그 내부에서 끊어지지 않고 연속적인 형태로 존재하는 섬유를 의미한다.The continuous fiber refers to a fiber that is structurally uncut and continuously long, and refers to a fiber that exists in a continuous form without being broken inside depending on the overall size of the
연속섬유 단일 가닥들은 각각 단면 직경이 1 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있고, 구체적으로 1 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있고, 더욱 구체적으로, 1 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있고, 더더욱 구체적으로, 1 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다. 연속섬유의 단일 가닥들이 범위의 단면 직경을 가짐으로써 배향성을 가지면서 1 겹 내지 30 겹으로 나란히 배열될 수 있고, 제2시트(1200)의 제조 과정에서 매트릭스 수지의 함침이 용이할 수 있고, 제2시트(1200)가 적절한 두께로 형성될 수 있다.Each of the continuous fiber single strands may have a cross-sectional diameter of 1 μm to 200 μm, specifically 1 μm to 50 μm, more specifically, 1 μm to 30 μm, and even more specifically, 1 μm to 20 μm. μm. Since single strands of continuous fibers have a cross-sectional diameter in the range, they can be arranged side by side in 1 to 30 layers while having orientation, and impregnation with the matrix resin can be facilitated in the process of manufacturing the
제2시트(1200)는 연속섬유로 직조된 직물의 함량을 조절하여, 대략 0.1 mm 내지 10 mm 두께로 제조될 수 있으며, 이 범위에서 우수한 기계적 강도와 성형성, 및 충격 흡수 특성을 확보할 수 있다.The
제2시트(1200)는 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 컨베이어 벨트 상에 이형 필름을 투입하고, 이형 필름 상에 연속섬유로 직조된 직물 형태의 보강섬유를 투입한다. 이어서, SMC 매트릭스 수지를 혼합하여 상면에 보강섬유가 산포된 이형 필름 상에 SMC 매트릭스 수지를 코팅하고, 다수의 롤러를 통과하면서 보강섬유가 매트릭스 수지에 함침되도록 한다.The
이어서, 이를 프레스(press)하여 적절한 크기로 절단함으로써, 제2시트(1200)를 제조할 수 있다. 구체적으로는, 캘린더(calendar) 공정을 이용하여 프레스함으로써, 연속섬유로 직조된 직물의 단일 배향성을 조절하고 표면 물성이 우수한 제2시트(1200)를 제조할 수 있다.Subsequently, the
제1시트(1100)와 한 쌍의 제2시트(1200)의 두께 비율은 2:1로 형성될 수 있다. 예를 들어, 섬유강화 플라스틱 복합재(1000)의 두께가 3mm로 형성될 경우, 제1시트(1100)는 2mm의 두께를 가지고, 한 쌍의 제2시트(1200)는 각각 0.5mm의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.The thickness ratio of the
적층된 샌드위치 구조는 제2시트(1200), 제1시트(1100), 제2시트(1200)가 순서대로 적층되고, 제2시트(1200)와 제1시트(1100)는 각각 단일 플라이(ply) 또는 복수의 플라이(ply)로 구성될 수 있다.In the laminated sandwich structure, the
제1시트(1100)는 장섬유 타입의 SMC 1~2 플라이(ply)를 포함하고, 한 쌍의 제2시트(1200)는 직물 타입의 SMC 1~4 플라이(ply)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 제2시트(1200)가 각각 2개 이상의 플라이로 구성되는 경우에도, 한 쌍의 제2시트(1200)의 두께의 합은 제1시트(1100)의 두께보다 작은 것이 바람직하다. 직물 타입의 SMC로 된 제2시트(1200)가 두꺼울수록 충돌 성능이 좋아지지만, 비중이 커서 경량화에 반하기 때문이다.The
제1시트(1100)의 상하에 적층되는 한 쌍의 제2시트(1200)는 동일한 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상측의 제2시트(1200)가 2 플라이를 포함하면 하측의 제2시트(1200)도 2 플라이를 포함할 수 있다.A pair of
도 1에서 제2시트(1200)가 보강섬유로서 연속섬유로 직조된 직물(1201)을 포함하는 것을 도시하였으나, 직물(1201)은 제2시트(1200)의 표면으로 드러나지 않을 수도 있다.Although FIG. 1 shows that the
다른 일 예에 따르면, 제2시트(1200)는 직물의 배향 각도가 서로 다른 하나 이상의 제2-1시트 및 하나 이상의 제2-2시트를 포함할 수 있다.According to another example, the
직물이 제2시트 내에서 어느 한 방향으로 배향성을 갖는다는 것은 직물의 연속섬유 단일 가닥들이 어느 하나의 방향으로 배열된 것을 의미한다. 직물은 보통 서로 다른 방향으로 배열된 씨실과 날실이 짜여짐으로써 제조되는 것이므로, 여기서 직물의 배향 방향은 씨실 또는 날실 중 어느 하나만을 기준으로 한다. 또한, 어느 한 방향으로 배향성을 갖는다는 것은 소정의 두 연속섬유가 이루는 각도가 10도 이하, 구체적으로는 5도 이하인 경우를 포함하고, 상호간 완전하게 평행한 상태뿐만 아니라, 육안으로 봤을 때 식별하기 어려운 정도의 오차 범위도 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.If the fabric has orientation in one direction in the second sheet, it means that the single strands of continuous fibers of the fabric are arranged in one direction. Since fabrics are usually made by weaving weft and warp yarns arranged in different directions, the orientation direction of the fabric here is based on either the weft or warp yarns. In addition, having orientation in one direction includes a case where the angle formed by two predetermined continuous fibers is 10 degrees or less, specifically 5 degrees or less, and not only in a completely parallel state with each other, but also to identify when viewed with the naked eye. It should be understood as including a difficult degree of error range.
구체적으로, 제2-1시트의 직물은 제1방향으로 배향성을 가질 수 있고, 제2-2시트의 직물은 제2방향으로 배향성을 가질 수 있으며, 제1방향과 제2방향이 이루는 배향 각도는 그 예각이 0도 초과 내지 90도 미만일 수 있고, 구체적으로 10도 내지 80도일 수 있고, 더욱 구체적으로 30도 내지 60도일 수 있다.Specifically, the fabric of the 2-1 sheet may have orientation in a first direction, the fabric of the 2-2 sheet may have orientation in a second direction, and the orientation angle formed by the first and second directions. The acute angle may be greater than 0 degrees and less than 90 degrees, may be specifically 10 degrees to 80 degrees, and more specifically may be 30 degrees to 60 degrees.
제2시트가 직물의 배향 각도가 서로 다른 하나 이상의 제2-1시트 및 하나 이상의 제2-2시트가 적층되는 경우 강도 및 강성을 확보하면서, 향상된 신율 및 에너지 흡수 성능을 구현할 수 있다.When the second sheet is laminated with one or more 2-1 sheets and one or more 2-2 sheets having different orientation angles of the fabric, improved elongation and energy absorption performance can be implemented while securing strength and rigidity.
제2시트는 제2-1시트 및 제2-2시트가 교호 적층된 것일 수 있고, 연속적으로 적층된 복수의 제2-1시트와 연속적으로 적층된 복수의 제2-2시트가 적층된 것일 수 있으며, 연속적으로 적층된 복수의 제2-1시트와 연속적으로 적층된 복수의 제2-2시트가 교호 적층된 것일 수도 있다.The second sheet may be one in which a 2-1 sheet and a 2-2 sheet are alternately stacked, and a plurality of continuously stacked 2-1 sheets and a plurality of continuously stacked 2-2 sheets are stacked. Alternatively, a plurality of continuously stacked 2-1 sheets and a plurality of continuously stacked 2-2 sheets may be alternately stacked.
이하에서는 본 발명의 섬유강화 플라스틱 복합재의 제조방법과 충돌성능을 비교예들과 대비하여 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method and collision performance of the fiber-reinforced plastic composite of the present invention will be described in comparison with comparative examples.
[제조예: 섬유강화 플라스틱 복합재의 제조][Manufacture Example: Manufacture of Fiber Reinforced Plastic Composites]
(비교예1)(Comparative Example 1)
도 2에 도시된 바와 같이, 불포화 폴리에스터 수지에 대하여, 장섬유 형태(평균 길이 1 inch, 단면 직경 20 ㎛)의 유리 섬유 36%를 포함하는 두께 3 mm의 제1시트(1100)를 제조하였다.As shown in FIG. 2, with respect to the unsaturated polyester resin, a
(비교예2)(Comparative Example 2)
도 3에 도시된 바와 같이, 불포화 폴리에스터 수지에 대하여, 유리 섬유(단면 직경 20 ㎛) 평직(plain) 직물 67%를 포함하는 두께 3 mm의 제2시트(1200)를 제조하였다.As shown in FIG. 3, a
(비교예3-1)(Comparative Example 3-1)
도 4에 도시된 바와 같이, 불포화 폴리에스터 수지에 대하여, 장섬유 형태(평균 길이 1 inch, 단면 직경 20 ㎛)의 유리 섬유 36%를 포함하는 두께 2 mm의 제1시트(1100)를 제조하였다.As shown in FIG. 4, with respect to the unsaturated polyester resin, a
또한, 불포화 폴리에스터 수지에 대하여, 유리 섬유(단면 직경 20 ㎛) 평직(plain) 직물 67%를 포함하는 두께 1 mm의 제2시트(1200)를 제조하였다.In addition, with respect to the unsaturated polyester resin, a
제1시트(1100) 위에 제2시트(1200)를 적층한 후, 220 ℃의 온도에서 33 bar의 압력을 가해 합지하였다.After laminating the
(비교예3-2)(Comparative Example 3-2)
도 5에 도시된 바와 같이, 비교예3-1과 동일하게 두께 2 mm의 제1시트(1100)와 두께 1 mm의 제2시트(1200)를 제조하되, 제2시트(1200) 위에 제1시트(1100)를 적층한 후 220 ℃의 온도에서 33 bar의 압력을 가해 합지하였다.As shown in FIG. 5, a
(실시예1)(Example 1)
도 1에 도시된 바와 같이, 불포화 폴리에스터 수지에 대하여, 장섬유 형태(평균 길이 1 inch, 단면 직경 20 ㎛)의 유리 섬유 36%를 포함하는 두께 2 mm의 제1시트(1100)를 제조하였다.As shown in FIG. 1, a
또한, 불포화 폴리에스터 수지에 대하여, 유리 섬유(단면 직경 20 ㎛) 평직(plain) 직물 74%를 포함하는 두께 0.5 mm의 제2시트(1200)를 2 장 제조하였다.In addition, two
2 장의 제2시트(1200) 사이에 제1시트(1100)를 개재한 후, 220 ℃의 온도에서 33 bar의 압력을 가해 합지하였다.After the
(실시예2)(Example 2)
실시예2는 실시예 1과 동일한 샌드위치 구조와 유리섬유 함량으로 제조되지만, 실시예 1에 비해 글래스버블을 더 포함하는 점이 다르다. 글래스버블을 포함시킴으로써 비중을 줄일 수 있다.Example 2 is manufactured with the same sandwich structure and glass fiber content as Example 1, but is different from Example 1 in that it further includes glass bubbles. Specific gravity can be reduced by including glass bubbles.
[실험예: 섬유강화 플라스틱 복합재의 물성 측정][Experimental Example: Measurement of physical properties of fiber-reinforced plastic composites]
상기 비교예들과 실시예에서 제조된 섬유강화 플라스틱 복합재의 비중, 낙구 충격 에너지, 인장 물성 및 굴곡 물성을 측정하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.Specific gravity, falling ball impact energy, tensile properties, and bending properties of the fiber-reinforced plastic composites prepared in the Comparative Examples and Examples were measured, and the results are shown in FIG. 6 .
1) 낙구 충격 에너지(High/Speed Puncture Energy, J/mm): ASTM D3763에 의거하여, 상온 23 ℃, 100 J의 충격 에너지 조건에서 낙구 충격 에너지를 측정하였다. 제조된 섬유강화 플라스틱 복합재의 상부에서 수직 방향으로 낙하 추를 낙하시켜 크랙이 발생되는 높이로부터 크랙 발생 에너지를 환산하여 측정하였다.1) Falling ball impact energy (High/Speed Puncture Energy, J/mm): According to ASTM D3763, falling ball impact energy was measured under the condition of 100 J of impact energy at room temperature of 23 °C. A falling weight was dropped in a vertical direction from the top of the manufactured fiber-reinforced plastic composite, and the crack generation energy was converted and measured from the height at which cracks were generated.
2) 인장 물성: ASTM D3039 규격에 의거하여 2 mm/min의 조건에서 측정하였다.2) Tensile properties: measured under the condition of 2 mm/min according to the ASTM D3039 standard.
3) 굴곡 물성: Instron 만능시험기를 이용하여, ASTM D-790 규격에 의거하여 5 mm/min, 16:1 span 길이비의 조건에서 측정하였다.3) Flexural properties: measured using an Instron universal tester in accordance with the ASTM D-790 standard under conditions of 5 mm/min and 16:1 span length ratio.
도 6에 나타낸 바와 같이, 비교예1에서 제조된 섬유강화 플라스틱 복합재는 비중이 1.65이고 낙구 충격 에너지가 6.9 J/mm, 인장 강성이 12.0 GPa, 굴곡 강성이 11.5 GPa 이었다. 비교예1의 섬유강화 플라스틱 복합재는 성형 자유도가 높다는 특징이 있지만, 낙구 충격 성능 및 굴곡강성 성능이 만족할 수준에 미치지 못한다.As shown in FIG. 6, the fiber-reinforced plastic composite prepared in Comparative Example 1 had a specific gravity of 1.65, a falling ball impact energy of 6.9 J/mm, tensile stiffness of 12.0 GPa, and bending stiffness of 11.5 GPa. The fiber-reinforced plastic composite of Comparative Example 1 is characterized by a high degree of freedom in molding, but its falling ball impact performance and bending stiffness performance are not satisfactory.
비교예2에서 제조된 섬유강화 플라스틱 복합재는 비중이 1.93이고 낙구 충격 에너지가 10.3 J/mm, 인장 강성이 19.1 GPa, 굴곡 강성이 22.6 GPa 이었다. 비교예2의 섬유강화 플라스틱 복합재는 고강성이고 충돌성능이 매우 향상되지만, 비중이 너무 커서 경량화하기 어렵고 소재 원가가 많이 소요된다.The fiber-reinforced plastic composite prepared in Comparative Example 2 had a specific gravity of 1.93, a falling ball impact energy of 10.3 J/mm, tensile stiffness of 19.1 GPa, and bending stiffness of 22.6 GPa. The fiber-reinforced plastic composite of Comparative Example 2 has high rigidity and greatly improves crash performance, but has a high specific gravity, so it is difficult to reduce the weight and requires a lot of material cost.
비교예3-1 및 비교예3-2에서 제조된 섬유강화 플라스틱 복합재는 비중이 1.75 및 1.76이고 낙구 충격 에너지가 7.4 및 8.7 J/mm, 인장 강성이 14.5 GPa, 굴곡 강성이 14.5 GPa 및 15.3 GPa 이었다. 비교예3-1 및 비교예3-2의 섬유강화 플라스틱 복합재는 성형 자유도가 높으면서도 충돌성능이 향상되었음을 알 수 있다. 하지만, 낙구 충격 성능 및 인장 성능이 만족할 수준에 미치지 못한다. 또한, 비교예3-1의 굴곡강성 성능은 비교적 낮고 비교예3-2의 굴곡강성 성능은 비교적 높지만, 낙구 충격 성능 및 인장 성능이 좋지 않은 것은 마찬가지이다.The fiber-reinforced plastic composites prepared in Comparative Example 3-1 and Comparative Example 3-2 had specific gravity of 1.75 and 1.76, falling ball impact energy of 7.4 and 8.7 J/mm, tensile stiffness of 14.5 GPa, and bending stiffness of 14.5 GPa and 15.3 GPa. was It can be seen that the fiber-reinforced plastic composites of Comparative Example 3-1 and Comparative Example 3-2 have improved collision performance while having a high degree of freedom in molding. However, falling ball impact performance and tensile performance are not satisfactory. In addition, the bending stiffness performance of Comparative Example 3-1 is relatively low and the bending stiffness performance of Comparative Example 3-2 is relatively high, but the falling ball impact performance and tensile performance are not good.
실시예1에서 제조된 섬유강화 플라스틱 복합재는 비중이 1.83이고 낙구 충격 에너지가 11.4 J/mm, 인장 강성이 15.6 GPa, 굴곡 강성이 19.8 GPa 이었다.The fiber-reinforced plastic composite prepared in Example 1 had a specific gravity of 1.83, a falling ball impact energy of 11.4 J/mm, tensile stiffness of 15.6 GPa, and flexural stiffness of 19.8 GPa.
실시예1의 섬유강화 플라스틱 복합재는 충돌성능이 강화되면서도 굴곡 강성이 18 GPa 이상이어서 후변형성이 개선되며 원가 경쟁력을 확보할 수 있음을 알 수 있다.It can be seen that the fiber-reinforced plastic composite of Example 1 has enhanced crash performance and has a flexural stiffness of 18 GPa or more, thereby improving post-deformability and securing cost competitiveness.
실시예2에서 제조된 섬유강화 플라스틱 복합재의 경우, 글래스버블을 포함하기 때문에 비중이 실시예1의 1.83보다 작은 1.75로 감소할 수 있다. 인장 강성이 15.1 GPa, 굴곡 강성이 18.1 GPa이었는데, 실시예1의 경우보다 강도가 약간 작지만 경량화가 필요한 경우 18.0 GPa 이상의 굴곡 강성을 가진 제품을 충분히 만들 수 있다.In the case of the fiber-reinforced plastic composite prepared in Example 2, the specific gravity may be reduced to 1.75, which is smaller than 1.83 in Example 1, due to the inclusion of glass bubbles. The tensile stiffness was 15.1 GPa and the flexural stiffness was 18.1 GPa. Although the strength is slightly smaller than that of Example 1, a product having a flexural stiffness of 18.0 GPa or more can be sufficiently produced when weight reduction is required.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 섬유강화 플라스틱 복합재는 낙구 충격 시험 결과, 연속섬유 부피 분율 대비하여 낙구 충격 성능이 36% 향상됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 7 , it can be seen that the fiber-reinforced plastic composite of this example has a 36% improvement in falling ball impact performance compared to the continuous fiber volume fraction as a result of the falling ball impact test.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 섬유강화 플라스틱 복합재는 인장 시험 결과, 인장 강성은 적층 패턴과 상관없이 혼합 법칙(Rule of Mixture)에 의하여 연속섬유 부피 분율과 대체로 일치하는 물성 결과를 나타내었다. 인장 강도는 비교예3-1, 비교예3-2 및 실시예의 비대칭 적층 패턴의 경우 다소 감소하는 경향을 나타내었다.As shown in FIG. 8, as a result of the tensile test, the fiber-reinforced plastic composite of this example showed physical property results that were generally consistent with the continuous fiber volume fraction according to the Rule of Mixture regardless of the lamination pattern. . The tensile strength tended to decrease slightly in the case of the asymmetric laminated patterns of Comparative Example 3-1, Comparative Example 3-2, and Example.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 섬유강화 플라스틱 복합재는 굴곡 시험 결과, 굴곡 강성은 샌드위치 적층 구조에 의해 연속섬유 부피 분율 대비하여 20% 향상되는 효과가 있음을 알 수 있다. 굴곡 강도는 비대칭 적층 패턴에서 연속섬유의 위치에 따라서 강도 차이가 발생함을 알 수 있다.As shown in FIG. 9, as a result of the bending test of the fiber-reinforced plastic composite of this embodiment, it can be seen that the bending stiffness is improved by 20% compared to the continuous fiber volume fraction by the sandwich laminate structure. It can be seen that the flexural strength varies depending on the location of the continuous fibers in the asymmetric laminated pattern.
아울러, 낙구 충격 성능 시험에서 비교예들과 실시예는 최대 부하 피크 시점과 충격 성능 시험 종료 시점이 유사하지만, 샌드위치 구조인 실시예의 경우 약 3/4 시점에서 유지되는 부하 피크 값이 비교예들보다 높게 나타났다.In addition, in the falling ball impact performance test, Comparative Examples and Examples have a similar maximum load peak time and impact performance test end point, but in the case of the example having a sandwich structure, the load peak value maintained at about 3/4 time point is higher than that of Comparative Examples. appeared high.
또한, 낙구 충격 성능 시험에서 최대 부하 피크 값은 실시예에서 비교예들보다 가장 높게 나타났다.In addition, the maximum load peak value in the falling ball impact performance test was the highest in the examples than in the comparative examples.
한편, 표 1을 참조하여 직물 SMC의 유리섬유 함량 증가에 따른 샌드위치 구조 SMC의 물성 변화를 설명한다.On the other hand, referring to Table 1, the change in physical properties of the sandwich structure SMC according to the increase in the glass fiber content of the fabric SMC will be described.
장섬유continuous fiber
long fiber
연속섬유long fiber
continuous fiber
함량(wt%)fiberglass
Content (wt%)
실시예comparative example
Example
3-1comparative example
3-1
3-2comparative example
3-2
(MPa)robbery
(MPa)
(GPa)hardness
(GPa)
(MPa)robbery
(MPa)
(GPa)hardness
(GPa)
표 1의 굴곡 성능 시험 결과에서 특히, 샌드위치 SMC 구조의 섬유강화 플라스틱 복합재에서 제2시트의 유리섬유 함량이 67 중량%인 경우와 74 중량%인 경우를 대비할 수 있다.In the flexural performance test results of Table 1, in particular, in the fiber-reinforced plastic composite of the sandwich SMC structure, the case where the glass fiber content of the second sheet is 67% by weight and 74% by weight can be prepared.
제2시트의 유리섬유 함량이 70 중량% 이상인 74 중량%인 경우, 70 중량% 미만인 67 중량%인 경우에 비해, 비중은 조금(0.08) 증가함에 비해, 인장 강성이 15.6 GPa, 굴곡 강성이 19.8 GPa로 상당히 크게 증가함을 알 수 있다.When the glass fiber content of the second sheet is 70% by weight or more, 74% by weight, compared to the case of 67% by weight, which is less than 70% by weight, the specific gravity increases slightly (0.08), but the tensile stiffness is 15.6 GPa and the bending stiffness is 19.8 It can be seen that there is a significant increase in GPa.
전술한 바와 같이, 경량화가 필요한 경우 실시예2와 같이 장섬유 SMC에 글래스버블을 포함시킴으로써 비중을 1.75로 줄이면서도 인장 강성 15.1 GPa, 굴곡 강성 18.1 GPa로서, 18.0 GPa 이상의 굴곡 강성을 확보할 수 있다.As described above, when weight reduction is required, as in Example 2, by including glass bubbles in the long-fiber SMC, the specific gravity is reduced to 1.75, while the tensile stiffness of 15.1 GPa and the flexural stiffness of 18.1 GPa can be secured, with a flexural stiffness of 18.0 GPa or more. .
따라서, 본 발명의 섬유강화 플라스틱 복합재는 동일한 샌드위치 SMC 구조라 하더라도 제2시트의 유리섬유 함량을 70 중량% 이상으로 함으로써 굴곡 성능이 우수하여 성형자유도가 높고 후변형성이 개선될 수 있다. 상술한 바와 같이, 실시예의 경우에 비교예들보다 낙구 충격 성능이 가장 우수함은 물론이다.Therefore, even if the fiber-reinforced plastic composite of the present invention has the same sandwich SMC structure, the glass fiber content of the second sheet is 70% by weight or more, so that the bending performance is excellent, the degree of freedom in forming is high, and the post-deformability can be improved. As described above, it goes without saying that the falling ball impact performance of the examples is the best than that of the comparative examples.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재가 적용될 수 있는 배터리 케이스들의 구조를 예시적으로 나타내는 사시도이다.10 to 13 are perspective views illustratively illustrating structures of battery cases to which a fiber-reinforced plastic composite material according to an embodiment of the present invention can be applied.
본 발명에 따른 섬유강화 플라스틱 복합재(1000)는, 배터리 모듈이 안착되어 지지되는 지지부(30)와, 지지부의 상면에 결합되어 배터리 모듈의 안착부를 구획하는 내부프레임(100)과, 지지부의 외측면에 결합되는 외부프레임(400)과, 지지부의 하부에 결합되는 하부보호판(500)을 포함하는 배터리 케이스(10)에서, 지지부(30) 또는 하부보호판(500)을 구성할 수 있다.The fiber-reinforced
배터리 케이스(10)는 배터리 모듈(미도시)을 지지하고, 외부충격으로부터 배터리 모듈을 보호함과 동시에 배터리 모듈을 냉각시키기 위한 것이다. 본 발명의 배터리 케이스(10)는 배터리 모듈을 아래에서 지지하는 것으로서 하부 케이스를 구성하고, 배터리 모듈을 덮는 커버 케이스와 결합될 수 있다.The
도 11에 도시된 바와 같이, 배터리 케이스(10)는 내부프레임(100), 지지부(30), 외부프레임(400), 하부보호판(500)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 11 , the
지지부(30)는 배터리 모듈이 안착되어 지지되고 테두리부에서 상방으로 연장형성되는 측벽부(360)를 포함할 수 있다.The
내부프레임(100)은 지지부(30)의 상면에 결합되어 배터리 모듈의 안착부를 구획한다.The
외부프레임(400)은 지지부(30)의 외측면에 결합된다.The
지지부(30)의 측벽부(360)는 내부프레임(100)은 물론 배터리 모듈(미도시)까지 둘러싸도록 소정 높이로 형성될 수 있다. 내부프레임(100)은 측벽부(360) 내측에서 지지부(30)의 상면에 결합되며, 외부프레임(400)은 측벽부(360)의 외측면 하부에 결합될 수 있다.The
도 12에 도시된 바와 같이, 배터리 케이스(10)는 내부프레임(100), 방열판(200), 지지부(30), 외부프레임(400), 하부보호판(500)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 12 , the
우선, 방열판(200)은 그 상면에 배터리 모듈(미도시)이 안착되어 지지된다.First, a battery module (not shown) is seated and supported on an upper surface of the
내부프레임(100)은 방열판(200)의 상면에 결합되어 배터리 모듈의 안착부를 구획한다.The
지지부(30)는 방열판(200)의 아래에 결합되고 테두리부에서 상방으로 연장형성되는 측벽부(360)를 포함한다.The
외부프레임(400)은 지지부(30)의 외측면에 결합된다.The
지지부(30)의 측벽부(360)는 방열판(200)과 내부프레임(100)은 물론 배터리 모듈(미도시)까지 둘러싸도록 소정 높이로 형성될 수 있다. 방열판(200)은 지지부(30)의 측벽부(360) 내측 바닥에 결합되고, 내부프레임(100)은 측벽부(360) 내측에서 방열판(200)의 상면에 결합되며, 외부프레임(400)은 측벽부(360)의 외측면 하부에 결합될 수 있다.The
도 13에 도시된 바와 같이, 배터리 케이스(10)는 내부프레임(100), 방열판(200), 냉각블록(300), 외부프레임(400), 하부보호판(500)을 포함할 수 있다. 도 13에 도시된 실시예의 경우, 도 11 및 도 12에서의 지지부(30)가 그 상면에 요철 형상의 냉각유로(310)가 형성되어 냉각블록(300)이 되는 것을 나타낸다.As shown in FIG. 13 , the
우선, 방열판(200)은 그 상면에 배터리 모듈(미도시)이 안착되어 지지된다. 방열판(200)은 전체적으로 직사각형 판재 형태로 이루어지고, 열전달 성능을 확보하기 위해 금속으로 이루어진다. 특히, 방열판(200)은 열전도성이 우수하고 가벼운 금속인 알루미늄으로 이루어지는 것이 바람직하다.First, a battery module (not shown) is seated and supported on an upper surface of the
내부프레임(100)은 방열판(200)의 상면에 결합되어 배터리 모듈의 안착부를 구획한다. 도면에서 내부프레임(100)은 8개의 배터리 모듈을 장착할 수 있도록 형성되어 있는데, 2이상의 배터리 모듈을 장착할 수 있도록 형성될 수 있다.The
구체적으로, 내부프레임(100)은 내측에 좌우방향으로 배치된 제1 내부프레임(110), 전후방 외측에 좌우방향으로 배치된 제2 내부프레임(120), 내측에 전후방향으로 배치된 제3 내부프레임(130), 좌우 외측에 전후방향으로 배치된 제4 내부프레임(140)으로 구성될 수 있다.Specifically, the
제1 내부프레임(110)은 다른 내부프레임보다 높이가 높게 형성되고, 나머지 내부프레임들은 같은 높이로 형성될 수 있다. 그러나, 제1 내지 제4 내부프레임(110, 120, 130, 140)의 높이는 반드시 이에 한정되지 않고, 제1 내지 제4 내부프레임(110, 120, 130, 140)의 높이가 모두 같거나, 서로 다를 수도 있다. 내부프레임들은 금속 재질로 개별적으로 제작되어 서로 용접될 수 있다.The first
냉각블록(300)은 방열판(200)의 아래에 결합되고 상면에 요철 형상의 냉각유로(310)가 형성된다. 냉각유로(310)는 방열판(200)의 하면에 의해 밀폐되고, 냉각유로(310)에는 냉각수 또는 부동액과 같은 냉각유체가 순환하도록 구성된다. 그래서, 냉각블록(300)은 배터리 모듈에서 발생하고 방열판(200)을 통해 전달되는 열을 냉각시킨다.The
냉각유로(310)는 냉각블록(300)의 일측에 입구와 출구가 형성되고 입구로부터 출구까지 냉각블록(300)의 표면 대부분에 걸쳐 냉각유체가 유동하도록 형성될 수 있다. 냉각유로(310)는 냉각블록(300)의 바닥면으로부터 요철 형상으로 형성되고, 냉각유로(310)의 측벽을 구성하는 연속적인 제1유로격벽(320)과 냉각유로(310) 내부에서 단속적으로 형성되어 냉각유체의 유동을 안내하는 제2유로격벽(330)을 포함할 수 있다.The
외부프레임(400)은 냉각블록(300)의 외측면에 결합되는 것으로서, 좌우측부와 전방부 및 후방부가 서로 연결되지 않고 분리되는 형태로 각각 냉각블록(300)에 결합될 수 있다. 즉, 외부프레임(400)은 냉각블록(300)의 장변측에 결합되는 제1측부프레임(410) 및 제2측부프레임(420)과, 냉각블록(300)의 단변측에 결합되는 후방프레임(430) 및 전방프레임(440)을 포함할 수 있다.The
내부프레임(100)과 외부프레임(400)은 배터리 케이스(10) 전체의 구조적 강성을 위해 금속 또는 섬유강화 플라스틱 복합재 등 강성이 우수한 재질로 이루어지고, 특히 스틸 재질로 이루어질 수 있다.The
냉각블록(300)은 섬유강화 플라스틱 복합재, 알루미늄 또는 스틸 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 경량화를 위해 본 발명의 섬유강화 플라스틱 복합재로 이루어지는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 냉각블록(300)과 내부프레임(100)은 서로 다른 소재로 이루어지고, 또는 냉각블록(300)과 외부프레임(400)은 서로 다른 소재로 이루어질 수 있다.The
이때, 내부프레임(100) 및 외부프레임(400)은 섬유강화 플라스틱 복합재로 이루어진 냉각블록(300)과 다른 재질로 이루어질 수 있는데, 섬유강화 플라스틱 복합재로 이루어진 냉각블록(300)의 기계적 강도를 보강하기 위하여 특히 스틸 재질로 이루어질 수 있다.At this time, the
스틸 재질로 이루어진 내부프레임(100) 및 외부프레임(400)은 섬유강화 플라스틱 복합재로 이루어진 냉각블록(300)과 접착제에 의해 접착되어 결합될 수 있다. 내부프레임(100)과 방열판(200)도 스틸과 알루미늄의 이종 금속이므로 용접이 아니라 접착제에 의해 결합될 수 있다. 또한, 방열판(200)과 냉각블록(300)도 접착제에 의해 결합될 수 있다.The
냉각블록(300)의 두께는 2 ~ 5 mm로 형성될 수 있고, 접착제는 0.3 ~ 1 mm의 두께로 도포될 수 있다. 냉각블록(300)의 섬유강화 플라스틱 복합재는 열전도성이 낮아 단열성이 우수함에 따라 별도의 단열 부재를 포함하지 않고도 충분한 단열성을 확보할 수 있다. 이때, 단열성을 확보하기 위하여, 냉각블록(300)의 두께는 2 ~ 5 mm이면 충분할 수 있다.The
접착제가 도포되는 냉각블록(300)의 표면은 샌딩에 의해 연마될 수 있다. 냉각블록(300)과 접착제에 의해 결합되는 내부프레임(100) 및 외부프레임(400)의 표면은 물론 방열판(200)의 표면도 샌딩에 의해 연마될 수 있다. 이렇게 접착 표면을 연마한 후 접착제를 도포하면 접착력이 더욱 강해질 수 있다.The surface of the
냉각블록(300)은 그 테두리부에서 상방으로 연장형성되는 측벽부(360)를 포함할 수 있다. 이 측벽부(360)는 방열판(200)과 내부프레임(100)은 물론 배터리 모듈(미도시)까지 둘러싸도록 소정 높이로 형성될 수 있다. 방열판(200)은 냉각블록(300)의 측벽부(360) 내측 바닥에 결합되고, 내부프레임(100)은 측벽부(360) 내측에서 방열판(200)의 상면에 결합되며, 외부프레임(400)은 측벽부(360)의 외측면 하부에 결합될 수 있다. 이와 같이, 냉각블록(300)에 측벽부(360)가 형성되어 그 내부에 방열판(200)과 내부프레임(100)이 결합되고 그 외측에 외부프레임(400)이 결합되는 구조를 가짐으로써, 배터리 케이스(10)의 수밀성이 향상될 수 있다.The
도 11 내지 도 13의 세가지 실시예에서 내부프레임(100)과 외부프레임(400)은 냉각블록(300)의 측벽부(360)를 사이에 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 그래서, 세가지 실시예에서 방열판과 냉각유로의 유무에 상관 없이 배터리 케이스(10)의 수밀성이 각각 향상될 수 있다.In the three embodiments of FIGS. 11 to 13 , the
또한, 냉각블록(300)은 내측에 방열판(200)에 형성된 체결공(250)을 통해 내부프레임(100)에 체결하기 위한 체결공(350)을 포함할 수 있다. 이를 위해, 내부프레임(100)에도 제1 내부프레임(110)에 체결공(150)이 형성될 수 있다. 그래서, 내부프레임(100)과 방열판(200)과 냉각블록(300)은 그 사이에 각각 접착제가 도포됨과 동시에, 체결부재에 의해 한꺼번에 결합될 수 있다.In addition, the
냉각블록(300)은 체결공(350) 주위에 상방으로 돌출형성된 스페이서(340)를 더 포함할 수 있다. 이 스페이서(340)는 체결공(350)을 둘러싸도록 형성되고 스페이서(340)에는 냉각유로(310)가 형성되지 않는다. 스페이서(340)는 체결공(350)을 통해 체결할 때 체결력과 강도를 높일 수 있다.The
한편, 방열판(200)은 냉각블록의 냉각유로가 형성되지 않은 부위인 스페이서(340)에 대응하는 부위가 생략된 미형성부(240)를 포함할 수 있다. 미형성부(240)의 폭은 스페이서(340)의 폭보다 작게 형성되고, 미형성부(240)의 길이는 스페이서(340)의 길이와 같거나 작게 형성될 수 있다. 방열판(200)에 미형성부(240)를 형성함으로써 재료를 절감할 수 있고 더욱 경량화 할 수 있다.Meanwhile, the
그리고, 전기자동차용 배터리 케이스(10)는, 냉각블록(300)의 하부에 결합되는 하부보호판(500)을 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, the
하부보호판(500)은 냉각블록(300)의 하면에 대응하는 평판 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 하부보호판(500)은 섬유강화 플라스틱 복합재로 이루어질 수 있다.The
하부보호판(500)은, 냉각블록(300)의 스페이서(340)에 대응하는 위치에 돌출형성된 돌출지지부(540)와, 냉각블록(300)의 체결공(350)에 대응하는 위치에 형성된 체결공(550)을 포함할 수 있다.The
돌출지지부(540)는 스페이서(340)의 하면에 접촉하여 냉각블록(300)을 지지할 수 있다.The protruding
하부보호판(500)의 체결공(550)은 냉각블록(300)의 체결공(350)에 대응하는 위치에 형성됨으로써, 하부보호판(500)으로부터 냉각블록(300), 방열판(200)을 거쳐 내부프레임(100)까지 한꺼번에 체결부재에 의해 체결할 수 있다.The
한편, 냉각블록(300)과 하부보호판(500)은 일체로 형성될 수도 있다. 냉각블록(300)과 하부보호판(500)은 동일한 섬유강화 플라스틱 복합재로 이루어지므로, 일체로 형성되면 하부보호판(500)의 두께만큼 냉각블록(300)이 더 두꺼워질 수 있다.Meanwhile, the
이와 같은 구성에 의하여, 배터리 케이스(10)는 압축 강도가 150 kN 내지 250 kN 일 수 있고, 구체적으로 200 kN 내지 230 kN 일 수 있다. 배터리 케이스(10)의 압축 강도는 배터리 케이스(10)의 상부와 하부를 제외한, 4 방향의 측면에서의 압축 강도를 의미한다. 배터리 케이스(10)의 압축 강도는 한 면을 고정한 조건 하에서 반대 면에 압축판을 놓아 하중을 가하는 방법으로 측정할 수 있다(중국의 GB/T 31467.3 기준). 압축판이 배터리에 도달하기 전까지 배터리 케이스(10)의 압축 강도가 150 kN 이하일 경우 차량 충돌시 배터리에 충격이 가해져 폭발 및 화재가 발생할 수 있고, 배터리 케이스(10)의 압축 강도가 250 kN을 초과하는 경우 경량화 효과가 줄어들 수 있다.With this configuration, the
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, one embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. Various modifications and changes may be made to the present invention, which will also be included within the scope of the present invention.
10: 배터리 케이스
30: 지지부
100: 내부프레임
110: 제1 내부프레임
120: 제2 내부프레임
130: 제3 내부프레임
140: 제4 내부프레임
150: 체결공
200: 방열판
240: 미형성부
250: 체결공
300: 냉각블록
310: 냉각유로
320: 제1유로격벽
330: 제2유로격벽
340: 스페이서
350: 체결공
360: 측벽부
400: 외부프레임
410: 제1측부프레임
420: 제2측부프레임
430: 후방프레임
440: 전방프레임
450: 수평리브
500: 하부보호판
540: 돌출지지부
550: 체결공
1000: 섬유강화 플라스틱 복합재
1100: 제1시트
1200: 제2시트
1201: 직물10: battery case 30: support
100: internal frame 110: first internal frame
120: second inner frame 130: third inner frame
140: fourth inner frame 150: fastener
200: heat sink 240: unformed portion
250: fastener
300: cooling block 310: cooling passage
320: first passage bulkhead 330: second passage bulkhead
340: spacer 350: fastening hole
360: side wall
400: external frame 410: first side frame
420: second side frame 430: rear frame
440: front frame 450: horizontal rib
500: lower protection plate 540: protruding support
550: fastener
1000: fiber-reinforced plastic composite
1100: first sheet 1200: second sheet
1201: fabric
Claims (9)
상기 제1시트의 상면 및 하면에 적층되고 열경화성 매트릭스 수지 및 연속섬유로 직조된 직물 형태의 보강섬유를 포함하는 한 쌍의 제2시트를 포함하는 적층된 샌드위치 구조이며,
굴곡 강성이 18 GPa 이상인 섬유강화 플라스틱 복합재.A first sheet comprising a thermosetting matrix resin and long-fiber reinforcing fibers; and
A laminated sandwich structure including a pair of second sheets laminated on the upper and lower surfaces of the first sheet and including a thermosetting matrix resin and reinforcing fibers in the form of a fabric woven into continuous fibers,
Fiber-reinforced plastic composites with flexural stiffness greater than 18 GPa.
상기 제1시트는 보강섬유로서 장섬유 형태의 유리섬유 30~50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 복합재.According to claim 1,
The first sheet is a fiber-reinforced plastic composite material, characterized in that it comprises 30 to 50% by weight of glass fibers in the form of long fibers as reinforcing fibers.
상기 제2시트는 보강섬유로서 연속섬유로 직조된 직물 형태의 유리섬유 70~85 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 복합재.According to claim 1,
The second sheet is a fiber-reinforced plastic composite material, characterized in that it comprises 70 to 85% by weight of glass fibers in the form of a fabric woven into continuous fibers as reinforcing fibers.
상기 적층된 샌드위치 구조는 상기 제2시트, 상기 제1시트, 상기 제2시트가 순서대로 적층되고,
상기 제2시트와 상기 제1시트는 각각 단일 플라이 또는 복수의 플라이로 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 복합재.According to claim 1,
In the laminated sandwich structure, the second sheet, the first sheet, and the second sheet are sequentially stacked,
The second sheet and the first sheet are fiber-reinforced plastic composites, characterized in that each composed of a single ply or a plurality of plies.
상기 매트릭스 수지는 불포화 폴리에스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 복합재.According to claim 1,
The fiber-reinforced plastic composite material, characterized in that the matrix resin comprises an unsaturated polyester.
상기 제1시트는 복수의 글래스버블(glass bubble)을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 복합재.According to claim 1,
The first sheet is a fiber-reinforced plastic composite material, characterized in that it comprises a plurality of glass bubbles (glass bubbles).
상기 한 쌍의 제2시트의 두께는 동일한 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 복합재.According to claim 1,
Fiber-reinforced plastic composite, characterized in that the thickness of the pair of second sheets is the same.
상기 섬유강화 플라스틱 복합재는 배터리 케이스의 적어도 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 복합재.According to claim 1,
The fiber-reinforced plastic composite is a fiber-reinforced plastic composite, characterized in that constituting at least a part of the battery case.
상기 섬유강화 플라스틱 복합재는
배터리 모듈이 안착되어 지지되는 지지부와, 상기 지지부의 상면에 결합되어 배터리 모듈의 안착부를 구획하는 내부프레임과, 상기 지지부의 외측면에 결합되는 외부프레임과, 상기 지지부의 하부에 결합되는 하부보호판을 포함하는 배터리 케이스에서, 상기 지지부 또는 상기 하부보호판을 구성하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 복합재.According to claim 8,
The fiber-reinforced plastic composite is
A support part on which the battery module is seated and supported, an inner frame coupled to the upper surface of the support part to partition the seating part of the battery module, an outer frame coupled to the outer surface of the support part, and a lower protective plate coupled to the lower part of the support part In the battery case comprising a fiber-reinforced plastic composite, characterized in that for constituting the support portion or the lower protective plate.
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