KR20230165588A - Lpi-rtm 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LPI-RTM 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 섬유강화플라스틱 재질의 상부 몰드부 및 하부 몰드부와 복수 개의 씰링부 및 이중 배큠 라인을 통해 섬유강화복합소재의 제조를 위한 작업 효율을 증대시키며, 제조 코스트를 감소시킬 수 있는 RTM 공정에 사용되는 장치에 관한 발명이다.
Description
본 발명은 LPI-RTM 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 섬유강화플라스틱 재질의 상부 몰드부 및 하부 몰드부와 복수 개의 씰링부 및 이중 배큠 라인을 통해 섬유강화복합소재의 제조를 위한 작업 효율을 증대시키며, 제조 코스트를 감소시킬 수 있는 RTM 공정에 사용되는 장치에 관한 발명이다.
섬유강화복합소재는 보강재료인 섬유에 기지재료인 고분자 수지를 함침시켜 제조한 것이다.
섬유강화복합소재는 무게에 비해 강도가 크고, 화학적으로 안정하며, 피로 한도가 큰 등의 여러 장점이 있으며, 우수한 무게비 성능을 요구하는 항공 우주 산업, 각종 자동차 부품 등에 그 적용 범위를 넓혀가고 있다.
섬유강화복합소재의 성형 방법에는 Autoclave Molding, 필라멘트 와인딩, 테이프 적층법, RTM(Resin Transfer Molding), Pultrusion, Compression Molding 등의 여러 방법이 있다.
여러 성형 공정 중 RTM은 양산성이 좋은 방법으로, 성형 시간과 설비 투자 비용을 절감하기 위해 주로 사용되고, 하이사이클, HP-RTM, Surface-RTM 및 T-RTM 공정 등 대폭적인 시간 단축과 비용 절감 실현을 위해 개발이 꾸준히 진행되고 있다.
도 1은 종래의 일반적인 RTM 공정을 위한 몰드를 도시한 것이다.
RTM 공정을 위한 몰드는 상부 몰드(1), 하부 몰드(2)가 치합되고, 상부 몰드(1)와 하부 몰드(2) 사이의 공간(3)에 섬유(4) 및 레진(수지)을 공급하게 된다. 레진은 레진 투입구(5)를 통해 공급된다.
또한, 상부 몰드(1)와 하부 몰드(2) 사이의 공간(3)을 진공상태로 만들기 위해 공기 배출구(6)를 형성하고, 미도시된 장치를 통해 공간(3) 내의 공기를 반출하여 진공 상태로 형성하게 된다. 이를 통해 섬유강화복합소재의 품질을 향상시킬 수 있다. 진공을 형성하는 이유 및 효과는 공지된 기술인 바, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
그러나, 이러한 종래의 RTM 공정을 위한 몰드는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 종래의 RTM 공정을 위한 몰드는 상부 금속(metal) 몰드와 하부 금속 몰드로 이루어지는 것이 일반적이며, 상부 금속 몰드와 하부 금속 몰드가 치합된 후 진공을 형성하기 위해 반드시 클램핑(Clamping) 작업이 필요하다. 클램핑 작업은 소위 조여주는 작업으로, 진공 상태 형성 및 가압의 균일화를 위해 종래의 몰드에서 반드시 필요한 작업이다. 이러한 클램핑 작업은 작업 시간이 다수 소요되는 문제점이 있어 작업 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 클램핑을 위해 조여주는 작업 시, 각 부분마다 조임 정도가 상이할 수 밖에 없으므로, 부분마다 품질이 상이하며, 드라이 패치가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 문제점을 해결하기 위해 상부 몰드를 플랙서블 필름으로 대체하여 플랙서블 필름이 진공으로 인해 변형하여 섬유 및 레진에 달라붙는 방식으로 가압하는 방식이 개발되었으나, 달라붙는 면은 섬유강화복합소재 제작 후 사용하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 LPI-RTM 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 섬유강화플라스틱 재질의 상부 몰드부 및 하부 몰드부와 복수 개의 씰링부 및 이중 배큠라인을 통해 섬유강화복합소재의 제조를 위한 작업 효율을 증대시키며, 제조 코스트를 감소시킬 수 있는 RTM 공정에 사용되는 장치에 관한 발명이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치는 상부 몰드부; 상부 몰드부와 치합되는 하부 몰드부; 상기 상부 몰드부에 레진을 공급하는 레진 공급부; 상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부 사이의 공기를 반출하는 제1 진공부; 상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부 사이에 유입된 상기 레진 중, 반출된 상기 레진을 저장하는 레진 저장부; 상기 레진 저장부와 결합되어 상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부 사이의 공기를 반출하는 제2 진공부; 및 상기 제1진공부 및 상기 제2 진공부와 동시에 결합되는 라이너부;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부 사이에는 복수 개의 씰링부가 결합되어 상기 상부 몰드부 및 상기 하부 몰드부의 치합 시, 치합된 상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부의 측부에 위치되어 진공 상태를 유지한다.
또한, 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 상기 제1 진공부는, 상기 상부 몰드부와 연결되는 제1 하부 플랜지부; 상기 제1 플랜지부와 연결되는 제1 하부밸브부; 상기 라이너부와 연결되는 제1 상부 플랜지부; 및 상기 제1 하부 밸브부와 상기 제1 상부 플랜지부 사이에서 관통 및 밀폐되어 결합되는 제1 호스부;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 상부가 제1 상부 플랜지부와 결합되고, 하부가 제1 호스부와 결합되는 제1 상부 밸브부;를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 상기 레진 저장부는, 상기 상부 몰드부와 결합되는 제2 하부 플랜지부; 상기 제2 하부 플랜지부와 연결되되, 상기 제2 하부 플랜지부를 통해 반출된 상기 레진을 저장하는 레진 탱크부; 및 상기 레진 탱크부 및 상기 제2 진공부를 잇는 분기 밸브부;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 상기 제2 진공부는, 상기 분기 밸브부와 결합되는 제2 하부 밸브부; 상기 라이너부와 결합되는 제2 상부 플랜지부; 및 상기 제2 하부 밸브부와 상기 제2 상부 플랜지부 사이에서 관통 및 밀폐되어 결합되는 제2 호스부;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치는 상부가 제2 상부 플랜지부와 결합되고, 하부가 제2 호스부와 결합되는 제2 상부 밸브부;를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 상기 상부 몰드부 및 하부 몰드부는 섬유강화플라스틱 재질이다.
또한, 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 상기 상부 몰드부 및 하부 몰드부는 유리섬유강화플라스틱 재질이다.
본 발명에 따르면, RTM 공정의 작업 효율을 증대되며, 제조 비용을 감소시키며, 제품 품질이 균일화되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 일반적인 RTM 공정을 위한 몰드를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 개요도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 복수 개의 씰링부의 결합 예를 확대하여 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 진공부를 확대하여 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 제2 진공부 및 레진 저장부를 확대하여 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 개요도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 복수 개의 씰링부의 결합 예를 확대하여 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 진공부를 확대하여 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 제2 진공부 및 레진 저장부를 확대하여 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 통상의 실시자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명에 따른 LPI-RTM 장치는 상부 몰드부, 하부 몰드부, 레진 공급부, 제1 진공부, 레진 저장부, 제2 진공부 및 라이너부를 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치의 개요도를 나타낸 것으로, 이하 도 2를 참조하도록 한다.
상부 몰드부(100) 및 하부 몰드부(200)는 상호 치합된다. 또한, 상부 몰드부(100) 및 하부 몰드부(200) 사이에는 레진 및 섬유가 위치되어, 섬유강화복합소재가 형성된다.
이때, 상부 몰드부(100) 및 하부 몰드부(200)는 섬유강화플라스틱(FRP)인 것이 바람직하다. 종래의 금속 몰드 - 금속 몰드 또는 플랙서블 필름 - 금속 몰드 타입은 전술한 바와 같이 한계점이 있었다.
그러나 본 발명에 따르면, 상부 몰드부(100) 및 하부 몰드부(200)를 섬유강화플라스틱(FRP)으로 형성하여, 몰드 제작 비용을 최소할 수 있는 장점이 있다. 또한, 후술하겠지만, 복수 개의 씰링부와 이중 배큠 라인을 형성하여 진공을 형성하게 되므로 클램핑 작업이 불요하게 된다. 이로 인해, 종래의 불균일한 품질을 개선할 수 있으며, 드라이 패치를 최소화할 수 있으며, 작업 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 섬유강화플라스틱으로 몰드를 제작하게 되므로, 언더컷의 품질 문제를 해결할 수 있게 된다. 또한, 플랙서블 필름과는 달리 제조된 섬유강화복합소재의 양면을 모두 사용할 수 있는 장점이 있다.
이때, 섬유강화플라스틱으로 본 발명에서는 유리섬유강화플라스틱(GFRP)이 사용될 수 있다. 탄소섬유강화플라스틱에 비해 비용이 저렴하여 생산 코스트를 최소화할 수 있다.
이하에서는, 진공상태를 최적화로 형성하기 위한 두 가지 방안을 살핀다. 먼저, 복수 개의 씰링부이며, 다음으로 이중 배큠라인이다.
도 3은 본 발명에 따른 복수 개의 씰링부의 결합 예를 확대하여 도시한 것이다. 복수 개의 씰링부(240, 250)는 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이에 위치되며, 일 예로 하부 몰드부(200)에 결합된다.
상부 몰드부(100)와의 치합 또는 제조된 섬유강화복합소재의 형상을 위해 하부 몰드부(200)에 복수 개의 돌출부(220, 230) 및 함몰부(210)가 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 형상은 일 예에 불과하며, 반드시 이러한 예에 국한되지 않는다.
이때, 복수 개의 씰링부(240, 250)는 하부 몰드부(200)의 복수 개의 돌출부(220, 230)를 따라 결합되며, 이는 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200)의 치합 시, 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200)의 측부에 위치되어 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이의 중공부를 감싸는 형상인 것이 바람직하다. 이로 인해, 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이를 밀폐시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 진공부를 확대하여 도시한 것이다. 제1진공부는본 발명에서는 이중 배큠 라인 중 하나이다.
제1 진공부는 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이의 공기를 반출하여 1차적으로 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이를 진공 상태로 형성한다.
제1 진공부는 상부 몰드부(100)와 결합되는 제1 하부 플랜지부(120), 제1 하부 밸브부(610), 제1 하부 니플(620), 제1 호스부(20), 제1 상부 니플(630), 제1 상부 밸브부(640) 및 제1 상부 플랜지부(410)를 포함한다. 제1 상부플랜지부(410)는 라이너부(400)와 연결된다.
라이너부(400)는 미도시 된 외부 장치와 연결되어 공기를 흡입하게 되며, 이로 인해, 라이너부(400)와 연결된 제1 진공부 및 제1 진공부와 연결된 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이의 공기가 반출되게 된다. 즉, 제1진공부, 라이너부(400)를 따라 공기가 빠져나가 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이가 진공이 1차적으로 형성된다.
이때, 본 발명에서는 제1 호스부(20)를 사이에 두고 한 쌍의 밸브가 형성된다. 즉 제1 하부 밸브부(610) 및 제1 상부 밸브부(640)가 형성된다. 이를 통해, 단일 밸브의 on/off가 아닌 이중 밸브의 on/off로 인해 진공 상태 형성에 미세한 컨트롤을 가할 수 있으며, 상황에 따라 가변적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제2 진공부 및 레진 저장부를 확대하여 도시한 것이다. 제2 진공부 및 레진 저장부는 이중 배큠 라인 중 다른 하나이다.
먼저, 레진 저장부는 상부 몰드부(100)와 결합되는 제2 하부 플랜지부(130), 레진 탱크부(510), 플레이트부(520) 및 저장부 니플(530)을 포함한다.
레진 탱크부(510)는 중공부가 형성된 버켓(Bucket) 형상인 것이 바람직하며, 후술할 반출될 레진이 저장된다. 플레이트부(520)는 레진 탱크부(510)의 상부를 덮는 형상으로 결합되는 것이 바람직하다. 이때, 플레이트부(520)는 투명한 재질인 것이 바람직하며, 일 예로 아크릴일 수 있다. 이로 인해, 레진 탱크부(510) 내의 반출된 수지의 저장량을 확인할 수 있어 RTM 진행 상황을 종래와는 달리 명확하게 확인할 수 있는 장점이 있다. 레진 탱크부(510) 및 플레이트부(520)의 기능은 상세히 후술하도록 한다.
저장부 니플(530)은 분기 밸브부(710)와 연결되고, 분기 밸브부(710)는 T-파이프 형태로, 일측이 제2 하부 밸브부(730)와 연결되고, 분기된 타측이 보조 밸브(720)와 연결된다. 보조 밸브(720)의 기능은 상세히 후술하도록 한다.
제2 진공부는 제2 하부 밸브부(730), 제2 하부 니플(740), 제2 호스부(30), 제2 상부 니플(750), 제2 상부 밸브부(760) 및 제2 상부 플랜지부(420)를 포함한다. 제2 상부 플랜지부(420)는 제1 상부 플랜지부(410)와 같이 라이너부(400)와 연결된다.
라이너부(400)는 미도시 된 외부 장치와 연결되어 공기를 흡입하게 되며, 이로 인해, 라이너부(400)와 연결된 제2 진공부 및 제2 진공부와 연결된 레진 저장부를 거쳐 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이의 공기가 반출되게 된다. 즉, 레진 저장부, 제2 진공부 및 라이너부(400)를 따라 공기가 빠져나가 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이가 진공이 2차적으로 형성된다.
이때, 본 발명에서는 제2 호스부(30)를 사이에 두고 한 쌍의 밸브가 형성된다. 즉 제2 하부 밸브부(730) 및 제2 상부 밸브부(760)가 형성된다. 이를 통해, 단일 밸브의 on/off가 아닌 이중 밸브의 on/off로 인해 진공 상태 형성에 미세한 컨트롤을 가할 수 있으며, 상황에 따라 가변적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.
후술하기로 한, 각 구성의 기능 및 효과를 설명하기 위해, 본 발명에 따른 LPI-RTM 장치를 활용하여 섬유강화복합소재를 제조하는 공정을 설명한다.
먼저, 하부 몰드부(200)에 섬유를 배치한다. 이는 공지된 공정인 바, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 제1 하부 밸브부(610) 및 제1 상부 밸브부(640)를 on(여기서 open의 개념을 on으로 설명하도록 한다)하여 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이의 공기를 1차적으로 반출한다. 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이의 공기는 제1 호스부(20) 및 라이너부(400)를 따라 반출된다.
다음으로, 제2 하부 밸브부(730) 및 제2 상부 밸브부(760)를 on하여 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이의 공기를 2차적으로 반출한다. 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이의 공기는 레진 저장부, 제2 호스부(30) 및 라이너부(400)를 따라 반출된다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 이중 배큠 라인을 형성하여 진공 상태를 최적화할 수 있게 된다. 또한, 급속도로 진공 상태가 형성되는 것을 방지하여 섬유의 배치를 흐트러트리지 않게 할 수 있다. 또한, 총 4개의 밸브를 통한 진공컨트롤이 가능하여 작업 용이성이 향상되며, 제품 품질이 개선되는 장점이 있다.
다음으로, 사용자가 기 설정한 기준에 도달하면, 제2 하부 밸브부(730) 및 제2 상부 밸브부(760)를 off(여기서 close의 개념을 off로 설명하도록 한다)한다. 제1 하부 밸브부(610) 및 제1 상부 밸브부(640)는 진공 상태를 유지하기 위해 on하는 것이 바람직하다. 그러나, 작업 환경에 따라서 유동적으로 변경할 수 있다.
다음으로, 레진 공급부(10)에서 레진을 공급받는다. 레진 공급부(10)는 레진 공급 호스(11) 및 레진 공급 호스(11)와 연결된 공급 플랜지부(110)와 연결된다. 또한, 공급 플랜지부(110)는 상부 몰드부(100)와 연결된다. 따라서, 레진 공급부(10)에 저장된 레진은 레진 공급 호스(11)를 따라 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이에 공급된다.
공급된 레진은 기 배치된 섬유와 함침 과정을 거친다. 이때, 함침되지 못한 레진은 레진 탱크부(510)로 반출된다. 이와 같이, 함침되지 못한 레진이 몰드 내에서 머무는 것이 아닌 레진 탱크부(510)로 반출되어 몰드 내부에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다. 즉, 압력 조절이 가능한 것이다.
또한, 종래에는 금속 몰드의 경우 몰드 내의 상태를 육안으로 확인할 수 없어 함침 진행 상태를 명확히 확인하기 어려웠다. 이로 인해, 품질의 균일성이 떨어지는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 함침되지 못한 레진의 양으로 작업자는 현재 함침 상태를 확인할 수 있다. 이때, 함침되지 못한 레진의 양은 투명한 재질의 플레이트부(520)를 통해 육안으로 확인이 가능한 장점이 있다.
이때, 보조 밸브(720)는 레진 탱크부(510)의 잔여 압력을 제거하기 위해 on할 수있다. 이를 통해, 레진 탱크부(510) 및 상부 몰드부(100)와 하부 몰드부(200) 사이의 진공 상태를 유지할 수 있도록 한다.
이후, 함침이 완료되어 제조된 섬유강화복합소재를 상부 몰드부(100) 및 하부 몰드부(200)로부터 탈거하여 제품을 완성하게 된다.
본 발명의 레진 탱크부(510)에는 부식 방지를 위한 코팅층이 형성될 수 있다. 이를 통해 장치의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 코팅층(미도시)은 코팅 조성물을 이용하여 코팅되는 것으로, 상기 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 부식방지 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층에 의해 레진 탱크부(510)의 표면에 코팅층을 형성하여, 레진 탱크부(510)의 외부 노출을 방지하고, 레진 탱크부(510)보다 이온화 경향이 높은 금속을 포함하고 있어, 레진 탱크부(510)의 부식을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 레진 탱크부(510)의 표면에 코팅층을 형성하는 경우, 레진 탱크부(510)과의 접착력이 우수하여, 외력에 의해 쉽게 코팅층이 벗겨지지 않고, 레진 탱크부(510)보다 이온화 경향이 높은 금속 화합물을 포함함에 따라, 우수한 부식 방지 효과를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 실록산계 화합물은 머캅토기를 치환기로 포함하고 있어, 레진 탱크부(510)과의 우수한 접착력을 나타낼 뿐 아니라, 코팅 조성물의 점도를 일정 수준으로 유지하여 성형성을 높이고, 안정성을 높일 수 있다.
상기 금속 화합물은 수분, 염분 또는 산소와 접하는 것을 차단하는 침식 및 부식억제제로서의 역할을 수행한다. 여기서, 금속 화합물은 침식 및 부식억제제의 역할을 하기 위하여 철보다 이온화 경향이 높은 금속을 사용할 수 있다. 즉, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등의 금속 또는 합금을 이용할 수 있고, 주로 아연(Zn)이 많이 사용된다.
상기 금속화합물의 입자 크기는 01 내지 10㎛일 수 있다. 금속화합물의 입자가 01㎛ 이상이면 금속화합물의 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 금속화합물의 입자가 10㎛ 이하이면 금속 입자가 균일하게 분산될 수 있다.
상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 아민 화합물은 변성 지방족 아민 또는 제3급 아민류를 포함할 수 있고, 구체적으로 트리메틸아민 또는 아닐린을 사용할 수 있다. 상기 아민 화합물은 코팅 조성물 내 포함되어, 코팅막의 균열 또는 박리를 방지할 수 있다. 즉 코팅층의 접착력을 높여, 사용에 따른 코팅막의 균열 또는 박리를 방지하는 효과가 우수하다.
상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.
상기 코팅층을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물를 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물 40 내지 60 중량부, 금속 화합물 20 내지 40 중량부및 아민 화합물 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.
보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 레진 탱크부(510)의 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.
[제조예 1: 코팅층의 제조]
1. 코팅 조성물의 제조
메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물, 아연 및 트리메틸아민를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:
[화학식 1]
여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
상기 코팅 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | |
| 유기용매 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 폴리실록산 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| 금속 화합물 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 아민 화합물 | 1 | 5 | 10 | 15 | 20 |
(단위 중량부)
2. 코팅층의 제조
대표적으로 부식이 쉽게 일어나는 금속 소재인 알루미늄을 레진 탱크부(510) 대신 사용하여 실험을 진행하였다.
10×10cm의 알루미늄 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층을 형성하였다.
실험예
1. 표면 외관에 대한 평가
코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.
○: 균일한 코팅층 형성
×: 불균일한 코팅층의 형성
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | |
| 관능 평가 | × | ○ | ○ | ○ | × |
코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 레진 탱크부(510)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.
2. 부식 특성의 측정
부식 특성을 확인하기 위해, 대조군으로 코팅층이 형성되지 않은 알루미늄 판을 사용하고, TX1 내지 TX5의 코팅층이 형성된 알루미늄 판을 이용하여 내부식성 실험을 진행하였다.
10 중량%의 CuCl2 수용액이 담긴 비커에 상기 알루미늄 판을 담궈놓고, 시간의 경과에 따라 부식 정도를 확인하였다.
수소 기체의 발생이 육안으로 확인되는 경우, 부식이 발생함을 의미한다고 할 것이며, 24시간 경과 시까지 부식 발생 여부를 확인하였다.
○: 부식 발생
×: 부식 발생하지 않음
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | 대조군 | |
| 부식 발생 | ○ | × | × | × | × | ○ |
상기 실험의 진행 결과, 대조군인 알루미늄판은 비커에 담고 얼마 지나지 않아 수소 기체가 발생하고, 1시간 미만으로 구리가 석출되는 것을 확인하였다. TX1의 경우 3시간 경과 시점에서 수소 기체가 발생하고, 6시간 경과 시점에 구리 석출이 확인되었다. 그 외의 코팅층의 경우에는 24시간 경과 시점에도 부식이 발생하지 않아, 부식 방지에 우수한 효과가 있음을 확인하였다.
설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 : 상부 몰드부,
200 : 하부 몰드부,
400 : 라이너부.
200 : 하부 몰드부,
400 : 라이너부.
Claims (9)
- 상부 몰드부;
상부 몰드부와 치합되는 하부 몰드부;
상기 상부 몰드부에 레진을 공급하는 레진 공급부;
상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부 사이의 공기를 반출하는 제1 진공부;
상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부 사이에 유입된 상기 레진 중, 반출된 상기 레진을 저장하는 레진 저장부;
상기 레진 저장부와 결합되어 상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부 사이의 공기를 반출하는 제2 진공부; 및
상기 제1 진공부 및 상기 제2 진공부와 동시에 결합되는 라이너부;를 포함하는 LPI-RTM 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부 사이에는, 복수 개의 씰링부가 결합되어 상기 상부 몰드부 및 상기 하부 몰드부의 치합시, 치합된 상기 상부 몰드부와 상기 하부 몰드부의 측부에 위치되어 진공 상태를 유지하는 것인 LPI-RTM 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 진공부는,
상기 상부 몰드부와 연결되는 제1 하부 플랜지부;
상기 제1 플랜지부와 연결되는 제1 하부 밸브부;
상기 라이너부와 연결되는 제1 상부 플랜지부; 및
상기 제1 하부 밸브부와 상기 제1 상부 플랜지부 사이에서 관통 및 밀폐되어 결합되는 제1 호스부;를 포함하는 LPI-RTM 장치.
- 제3항에 있어서,
상부가 제1 상부 플랜지부와 결합되고, 하부가 제1 호스부와 결합되는 제1 상부 밸브부;를 더 포함하는 LPI-RTM 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 레진 저장부는,
상기 상부 몰드부와 결합되는 제2 하부 플랜지부;
상기 제2 하부 플랜지부와 연결되되, 상기 제2 하부 플랜지부를 통해 반출된상기 레진을 저장하는 레진 탱크부; 및
상기 레진 탱크부 및 상기 제2 진공부를 잇는 분기 밸브부;를 포함하는 LPI-RTM 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제2 진공부는,
상기 분기 밸브부와 결합되는 제2 하부 밸브부;
상기 라이너부와 결합되는 제2 상부 플랜지부; 및
상기 제2 하부 밸브부와 상기 제2 상부 플랜지부 사이에서 관통 및 밀폐되어 결합되는 제2 호스부;를 포함하는 LPI-RTM 장치.
- 제6항에 있어서,
상부가 제2 상부 플랜지부와 결합되고, 하부가 제2 호스부와 결합되는 제2 상부 밸브부;를 더 포함하는 LPI-RTM 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 상부 몰드부 및 하부 몰드부는 섬유강화플라스틱 재질인 것인 LPI-RTM 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 상부 몰드부 및 하부 몰드부는 유리섬유강화플라스틱 재질인 것인 LPI-RTM 장치.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220065557A KR20230165588A (ko) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | Lpi-rtm 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230165588A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110118134A (ko) | 2009-01-29 | 2011-10-28 | 도레이 카부시키가이샤 | Ｒｔｍ 성형 방법, 및 섬유 강화 수지 성형체의 제조 방법 |
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2022
- 2022-05-27 KR KR1020220065557A patent/KR20230165588A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110118134A (ko) | 2009-01-29 | 2011-10-28 | 도레이 카부시키가이샤 | Ｒｔｍ 성형 방법, 및 섬유 강화 수지 성형체의 제조 방법 |
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