KR790001449B1

KR790001449B1 - Process for forming continuous fiber reinforces material embedded in thermosetting resin

Info

Publication number: KR790001449B1
Application number: KR740002340A
Authority: KR
Inventors: 미쓰히로 다까하시; 다다오 세노오
Original assignee: 나까야스 간이찌; 우베닛도오 가세이 가부시기가이샤
Priority date: 1974-05-01
Filing date: 1974-05-01
Publication date: 1979-10-13

Abstract

A fiber-reinforced cured thermosetting resin compn. was prepd. by impregnating a continuously supplied fiber with an uncured thermoplastic resin, shaping the impregnated material by passing it through a series of dies extruding the impregnated material and a thin molten layer of polyethylene(I) to cover the material firmly with I, and immediately cooling the thick material to solidify I. The covered material was then cut and cured in a heated water tank.

Description

Process for preparing raw material of continuous molding made of fiber-reinforced thermosetting resin

도면은 본 발명의 실시의 1예를 표시하는 것으로,The drawings show an example of the practice of the present invention,

제 1 도, 제 2 도 및 제 5 도는 정면도,1, 2 and 5 are front views,

제 3 도는 경화조 부분을 표시하는 정면도,3 is a front view showing the curing tank portion,

제 4 도는 본 발명에 의하여 제조된 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물의 원재료의 일부 확대 종단 정면도.4 is an enlarged vertical front view of a part of the raw material of the fiber-reinforced thermosetting resin continuous molding produced according to the present invention.

본원 발명은 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물의 새로운 원재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing new raw materials of continuous moldings made of fiber-reinforced thermosetting resins.

종래의 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물의 제조에 전혀 사용되고 있지 않은 새로운 원재료이며, 그 원재료를 사용하므로서 신규하고 높은 능률의 제조법과 신규한 상품의 제조를 달성시키는 것이다.It is a new raw material which is not used at all in the manufacture of conventional fiber-reinforced thermosetting resin continuous moldings, and the raw material is used to achieve a new and highly efficient manufacturing method and the production of new products.

일반적으로 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물은 로빙(Robbing) 혹은 매트(mat) 등의 보강용 유리섬유소재에 열경화성수지를 함침시켜서 얻은 혼합물을 가열하고, 부형 다이스(賦形 Die) 등의 성형형(型)에 통하여 어느 정도 경화반응을 진행시키고, 부형하면서 빼내고, 다시 경화조에 인도하여 가열경화시킴으로서 소망하는 단면형상을 갖는 연속성형물을 얻고 있다.In general, a fiber-reinforced thermosetting resin continuous molded product is heated by heating a mixture obtained by impregnating a thermosetting resin in a glass fiber material for reinforcing such as robbing or mat, and forming a mold such as a die die ( A continuous molding having a desired cross-sectional shape is obtained by advancing the curing reaction to some extent through the shape, pulling it out while shaping it, and then guiding it to the curing bath and heating it.

이와같이 상기한 방법으로는 가열한 부형 다이스에서 탈형한 후 그 형상을 보전한 상태로 경화조내에서 완전 경화시키기 위하여는 부형 다이스 안에서 어느 정도 예비 경화시킬 필요가 있다.Thus, in the above-mentioned method, in order to completely harden in a hardening tank in the state which preserved the shape after demolding from the heated shaping | dye die | dye, it needs to precure it to some extent in a shaping | die die | dye.

이 경우 부형 다이스 안에서 완전히 경화시키면 형면(型面)에 잔류수지가 부착하고, 제품표면이 거칠어지고 빼낼 때 저항이 커지며 결국에는 빼낼 수 없게 된다.In this case, when fully cured in the die, the remaining resin adheres to the mold surface, the surface of the product becomes rough, the resistance increases when it is taken out, and eventually cannot be removed.

따라서 부형 다이스 안에서의 경화반응은 경화조 안에서 제품형상이 변화하지 않는 정도로 눌러둘 필요가 있으며, 제조가 극히 곤란하다.Therefore, the curing reaction in the shaping die needs to be pressed to the extent that the product shape does not change in the curing bath, and manufacturing is extremely difficult.

본원 발명은 상기한 종래의 방법과는 전혀 다른 섬유강화 열경화수지제 연속성형물을 제조 가능케 하는 신규한 원재료를 제조하는 방법에 관한 것이다. 즉 보강용 섬유소재에 열경화성수지를 함침시킨 혼합물을 용융한 열가소성수지로 피복하고, 그 피복표면 수지층을 냉각고체화시키는 것을 특징으르 하는 섬유보강 열경화성수지제 연속성형물의 원재료를 제조하고자 하는 것이다.The present invention relates to a method for producing a novel raw material which enables the production of a fiber-reinforced thermosetting resin continuous molding which is completely different from the conventional method described above. In other words, to prepare a raw material of a continuous reinforcement of a fiber-reinforced thermosetting resin, characterized in that the reinforcing fiber material is coated with a molten thermoplastic resin, and the coated surface resin layer is cooled and solidified.

또 용융한 열가소성수지로 피복한다는 것은 일단 용융한 열가소성수지가 용융상, 반용융상, 고체상으로 차례로 상태가 변화하는 도중에 보강용 유리섬유소재에 열경화성수지를 함침시켜서 얻은 혼합물과 접촉하여 그 표면을 이음새없이 피복하는 것을 말한다.Coating with molten thermoplastic resin means that the molten thermoplastic resin is brought into contact with the mixture obtained by impregnating the thermosetting resin in the reinforcing glass fiber material during the transition of the molten, semi-melt, and solid phases in order. It is said to cover without.

다시 상세하게 설명하면 송출(送出) 가능하게 한 보강용 섬유소재를 열경화성수지조를 통하여 열경화성수지를 함침시켜 교가공(絞加工) 다이스를 통하여 남은 열경화성수지를 제거하고, 부형다이스에 의하여 부형시킨 보강용 섬유소재와 열경화성수지와의 혼합물의 표면을 용융압출기 등에 의하여 용융한 열가소성수지로 피복하고, 계속하여 냉각조에 인도하고 그 피복표면 열가소성지층 냉각고체화시켜서 섬유강화 열경화성지제 연속성형물의 원재료를 제조하는 것이다.In detail, the reinforcing fiber material made possible to be discharged is impregnated with a thermosetting resin through a thermosetting resin tank to remove the remaining thermosetting resin through a cross-cut die, and a reinforcement molded by a molding die. The raw material of the fiber-reinforced thermosetting resin continuous molding is prepared by coating the surface of the mixture of the fibrous material with the thermosetting resin with a thermoplastic resin melted by a melt extruder or the like, and then guiding it to a cooling tank and cooling the solidified surface of the thermoplastic resin layer. .

이와같이 하여 얻은 원재료, 즉 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물의 원재료의 내부의 열경화성수지를 경화시키면 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물을 얻는 것이며, 이 경우 이 원재료를 직선모양, 원호모양, 코일모양 등의 형상, 또는 단면형상을 원형, 평판형, 앵글형 등의 형상, 또는 표면이 평활하게 혹은 요철을 붙인 형상이나 이들의 조합의 상태로써, 내부의 열경화성수지를 경화하면 종래에 없었던 여러가지의 형상, 상태의 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물을 얻는 것이다.When the thermosetting resin inside the raw material obtained in this way, that is, the continuous molding of the fiber-reinforced thermosetting resin continuous molding, is obtained, a continuous molding made of fiber-reinforced thermosetting resin is obtained, in which case the raw material is shaped like a straight line, an arc shape, a coil shape, or the like. Or a cross-sectional shape in the shape of a circle, a plate, an angle, or the like with a smooth or uneven surface, or a combination thereof, and when the internal thermosetting resin is cured, fibers of various shapes and states have not existed in the past. It is to obtain a continuous molding made of reinforced thermosetting resin.

또 앵글(angle), 채널(channal)등의 대형 연속성형물보다 적은 것은 가느다란 실모양의 연속성형물까지 제조가능한 것이다.It is also possible to produce even thin thread-shaped continuous moldings that are smaller than large continuous moldings such as angles and channels.

상기 설명으로 분명해진 것과 같이 본 발명에 있어서는 표면에 피복한 열가소성수지층이 냉각고체화하므로 내부의 열경화성수지와 보강용 섬유소재의 혼합물은 그 표면을 이음새없이 피복된 형태를 보전할 수 있게 되고, 따라서 경화를 기다릴 것 없이 빼낼 수 있다.As is clear from the above description, in the present invention, the thermoplastic resin layer coated on the surface is cooled and solidified, so that the mixture of the thermosetting resin and the reinforcing fiber material in the interior can preserve the surface coated seamlessly. It can be removed without waiting for curing.

또 내부의 열경화성수지를 경화시키기 위해서도 상온으로 경화가 가능하나 경화에 가열방법을 실시한 경우에도 종래 사용되고 있는 고주파가열, 가열공기법 등은 물론이고 수증기 또는 열탕과 같은 가열효율이 좋은 방법도 채용할 수 있으므로 경화속도의 향상도 극히 크다.In addition, it is possible to cure at room temperature to cure the internal thermosetting resin, but even when the heating method is applied, not only high frequency heating and heating air methods conventionally used but also methods of good heating efficiency such as steam or hot water can be employed. Therefore, the improvement of curing speed is extremely large.

또 경화방법은 상기의 방법에 한정하는 것은 아니고, 열경화성수지의 경화반응을 야기시키는 방법이라면 물론 사용이 가능하다.In addition, the hardening method is not limited to the said method, If it is a method of causing hardening reaction of a thermosetting resin, of course, it can use.

상기 설명으로 명백한 것 같이 본 발명으로 얻어진 원재료는 열가소성수지로서 미경화열경화성수지를 이음새없이 피복하고 외부와 차단하기 위한 취급이 대단히 용이하고, 특별한 주의방법을 필요로 하지 않으며 운반, 보관이 가능하다.As is apparent from the above description, the raw material obtained by the present invention is a thermoplastic resin, which seamlessly coats an uncured thermosetting resin and is easily handled to block it from the outside, and does not require special precautions and can be transported and stored.

또 표면열가소성수지층이 섬유강화 열경화성수지 제조시의 성형형의 기능을 가지고 있기 때문에 신규한 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물과 그 제조방법을 제공하는 것이다.Moreover, since the surface thermoplastic resin layer has the function of shaping | molding at the time of fiber reinforced thermosetting resin manufacture, it provides a novel continuous molding made from fiber reinforced thermosetting resin, and its manufacturing method.

본 발명 방법에 사용하는 보강용 섬유소재로서는 유리섬유가 가장 일반적인 것이나, 비닐론, 나일론, 폴리에스텔, 폴리프로필렌 등의 섬유도 사용할 수 있다.As the fiber material for reinforcing used in the method of the present invention, glass fiber is the most common, but fibers such as vinylon, nylon, polyester, and polypropylene can also be used.

또 열경화성수지로서는 불포화 폴리에스텔이 가장 일반적인 것이나, 에폭시수지, 페놀수지 등도 사용할 수 있다.As the thermosetting resin, unsaturated polyester is the most common one, but epoxy resin, phenol resin and the like can also be used.

또 표면피복용의 열가소성수지로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 나일론 등에서 목적에 따라서 선택하여 사용하면 된다.The thermoplastic resin for surface coating may be selected and used according to the purpose from polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, nylon and the like.

물론 보강용 섬유소재, 열경화성수지 및 열가소성수지에 대하여 상기의 종류에 한정된 것은 아니다.Of course, the reinforcing fiber material, the thermosetting resin and the thermoplastic resin are not limited to the above kinds.

본 발명의 방법을 도면에 의하여 설명한다.The method of the present invention will be described with reference to the drawings.

제 1 도에서는 (1)은 보강용 섬유소재, (2)는 열경화성수지를 함침하기 위한 함침조이다.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a fiber material for reinforcement, and reference numeral 2 denotes an impregnation tank for impregnating a thermosetting resin.

섬유소재(1)은 함침조(2)에 인도되어 열경화성수지(7)를 함침한 후, 열가소성수지 피복장치(13)에 인도되어 열가소성수지 용해기(12)에서 용해된 수지를 표면에 피복시킨 후 냉각조(18)로 냉각한 후 회수로울러에 회수되어 수납통(22) 중에 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물의 원재료(23)를 떨어뜨린다. 다음에 실시예 를 설명한다.The fiber material 1 is led to the impregnation tank 2 to impregnate the thermosetting resin 7, and then to the thermoplastic resin coating device 13 to coat the resin dissolved in the thermoplastic resin dissolver 12 on the surface. After cooling with the cooling tank 18, it collect | recovers in a collection roller and falls the raw material 23 of the continuous molding made of fiber-reinforced thermosetting resin in the storage container 22. As shown in FIG. Next, an Example is described.

제 2 도에 있어서 보강용섬유소재로서 유리섬유로빙, 열경화성수지로서 경화촉매인 과산화벤졸 3%를 함유하는 불포화폴리에스텔을 사용한다.In Fig. 2, glass fiber roving is used as the reinforcing fiber material, and unsaturated polyester containing 3% benzol peroxide as a curing catalyst is used as the thermosetting resin.

전기한 유리섬유로빙(1)을 열경화성수지조(2)에 통하여 유리섬유로빙(1)에 불포화폴리에스텔수지(7)를 함침시킨 혼합물(15)을 교가공다이스(3)(4)(5)(6)를 통하여 과잉의 불포화폴리에스텔수지(7)를 제거한다.Through the thermosetting resin tank 2, the glass fiber roving 1 as described above was subjected to a mixture (3) (4) (5) of the mixture 15 impregnated with the unsaturated polyester resin (7) in the glass fiber roving (1). Excess unsaturated polyester resin (7) is removed through (6).

다음에 부형다이스(8)에 인도하여 지름 4m/m로 부형하고, 크로스헤드 다이스(class head die)에 인도하고 용융압출기(12)에 의하여 약 200℃로 가열용융된 고압법 폴리에틸렌수지(14)로 혼합물(15)을 피복하고 노즐(16)을 통하므로서 균일한 두께로 피복하고(피복개소는 공기배출구(11)를 통하여 감압하므로서 폴리에틸렌수지(14)와의 밀착성을 좋게 한다), 계속하여 즉시 냉각수(19)를 채운 냉각조(18) 안으로 인도하고, 표면 피복 폴리에틸렌수지층을 냉각고체화시켜서 안내로울러(17)를 개재하여 회수기(20)에 의하여 30m/분의 속도로 회수하고, 진동낙하기(21)에 의하여 수납통(22) 중에 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물의 원재료(23)를 떨어뜨린다.Next, a high pressure polyethylene resin 14 which is guided to a die 8 and shaped to a diameter of 4 m / m, guided to a class head die and heated and melted at about 200 ° C. by a melt extruder 12 Coat the furnace mixture 15 and cover it with a uniform thickness by passing through the nozzle 16 (the coating part is reduced in pressure through the air outlet 11 to improve adhesion to the polyethylene resin 14), and then immediately coolant (19) is guided into the cooling tank (18) filled, and the surface-coated polyethylene resin layer is cooled and solidified to be recovered by the recovery machine (20) at a speed of 30 m / min via the guide roller (17), and the vibration is dropped ( 21), the raw material 23 of the continuous molding made of fiber-reinforced thermosetting resin is dropped in the housing 22. As shown in FIG.

또 제 2 도 중 (9) 및 (10)은 부형다이스(8)를 냉각하기 위한 냉각수의 입구 및 배출구이다.In addition, (9) and (10) of FIG. 2 are the inlet and the outlet of the cooling water for cooling the shaping | dies die 8. In FIG.

제 3 도에 있어서 상기와 같이 하여 제조된 표면이 폴리에틸렌수지(14)로 피복된 내부미경화물, 즉 섬유강화 열경화성수지제 연속성형물의 원재료(23)를 직선모양의 봉상물에 경화하는 경우에는 수납통(30)에서 송출장치(24)를 통하여 약97℃에 가열된 열량(26)을 채운 경화조(25)를 통하고, 내부와 불포화 폴리에스텔수지(7)를 완전히 경화시키고 회수기(27)에 의하여 회수하여 절단칼(28)로 절단하고 유리섬유강화 열경화성수지제 연속성형물(29)을 얻는다.In FIG. 3, when the surface prepared as mentioned above is hardened | cured by the internal uncured material covered with the polyethylene resin 14, ie, the raw material 23 of the continuous molding made from fiber-reinforced thermosetting resins, to a linear rod-shaped object, Through the hardening tank 25 which filled the heat quantity 26 heated at about 97 degreeC through the delivery apparatus 24 in the cylinder 30, the internal and unsaturated polyester resin 7 are fully hardened and the recovery machine 27 is carried out. It collect | recovers and cut | disconnects with the cutting knife 28, and obtains the continuous molding 29 made from glass fiber reinforced thermosetting resin.

본 발명에 의하여 제조된 표면 폴리에틸렌수지(14)로 피복된 제 4 도에 표시하는 것 같은 유리섬유강화 열경화성수지제 연속성형물의 원재료(23)는 바깥지름이 약 5m/m로 거의 원에 가까운 단면을 갖는 제품으로 유리섬유 함유율은 약 60%이였다.The raw material 23 of the continuous molding made of glass fiber-reinforced thermosetting resin as shown in FIG. 4 coated with the surface polyethylene resin 14 produced by the present invention has an outer diameter of about 5 m / m and has a cross section almost close to a circle. The product having a glass fiber content was about 60%.

이와같이 하여 얻어진 제품은 표면이 폴리에틸렌수지에 의하여 피복되었기 때문에 이것을 경화하여 절곡하였을 때 완전히 접힐 때까지 유리섬유의 부출(浮出)이 전혀 없으며, 약 50℃의 온수에 1주일간 침지한 후에도 물성의 저하는 거의 인정할 수 없는 우월한 성질을 갖는 제품을 얻을 수 있다.The product obtained in this way is coated with polyethylene resin so that when it is cured and bent, there is no blowing out of the glass fiber until it is completely folded, and the physical properties are deteriorated even after immersing in hot water at about 50 ° C for 1 week. Can obtain products with superior properties that are hardly acceptable.

다음에 다른 실시예를 제 5 도에 의하여 설명한다.Next, another embodiment will be described with reference to FIG.

보강용 섬유소재로서 유리섬유로빙, 열경화성수지로서 경화촉매인 과산화벤졸 3%를 함유하는 불포화폴리에스텔을 사용하고, 전기 유리섬유로빙(1)을 열경화성수지(2)를 통하여 유리섬유로빙(1)에 불포화 폴리에스텔수지(7)를 함침시킨 혼합물(15)을 교가공다이스(3)를 통하여 과잉의 불포화 폴리에스텔수지(7)를 제거하고, 다음에 약 180℃로 가열용융한 고압법 폴리에틸렌수지(14)를 채운 코오팅조(31)에 인도하여 혼합물(15)을 피복하고, 계속하여 즉시 냉풍에 의한 냉각기(32) 중에 인도하여서 표면 피복 폴리에틸렌수지층을 냉각고체화시키고, 회수기(20)에 의하여 40m/분의 속도로 회수하고, 진동낙하기(21)에 의하여 수납통(22) 중에 유리섬유강화 열강화성수지제 연속성형물의 원재료(23)를 떨어뜨린다.Glass fiber roving (1) is made of glass fiber roving as a reinforcing fiber material and unsaturated polyester containing 3% benzol peroxide as a curing catalyst as a thermosetting resin, and electrical glass fiber roving (1) is made through a thermosetting resin (2). The mixture 15 impregnated with the unsaturated polyester resin 7 was removed from the excess polyester resin 7 through the processing die 3, and then the high-pressure polyethylene resin melted and heated to about 180 ° C. (14) was guided to the filling tank (31) to cover the mixture (15), followed by immediate delivery to the cooler (32) by cold wind to solidify the surface-coated polyethylene resin layer by the recovery machine (20). It collect | recovers at the speed of 40 m / min, and the raw material 23 of the continuous molding made of glass fiber reinforced thermosetting resin falls in the storage container 22 by the vibration drop 21. As shown in FIG.

상기와 같이 하여 제조된 표면이 폴리에틸렌수지로 피복된 내부미경화상의 원재료(23)는 전기한 실시예와 같이 경화공정을 경유하여 유리섬유강화 열경화성수지제 연속성형물(29)을 얻는다.The raw material 23 of the inner uncured image having the surface prepared as described above coated with polyethylene resin obtains the continuous molding 29 made of glass fiber reinforced thermosetting resin through the curing process as in the foregoing embodiment.

Claims

The raw material of the continuous molding of fiber-reinforced thermosetting resins was prepared by coating a mixture of impregnated thermosetting resins with a thermoset resin with molten thermoplastic resin, and cooling the coating surface resin layer to solidify the inside. How to.