KR950011714B1 - Method for manufacturing fiber reinforced thermoplastic composite - Google Patents

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Abstract

The fiber-reinforced thermoplastic composite prepreg is manufactured by: (a) laminating a barium sulfate-dispersed low flowable polypropylene sheet(1), a non-oriented glass fiber mat(2), a woven mat(3) of a glass long fiber as a warp and a polypropylene fiber as a weft, a molten polypropylene resin(4), the mat(3), the mat(2) and the sheet(1) in order; (b) pressing the laminated makerial in the double belt press at 210 deg.C and 30 psi; and (c) cooling it. The composite prepreg has a good heat resistance and surface gloss property, and is used in the mfr. of vehicle parts and architectural form molds.

Description

섬유강화 열가소성 복합재료 프리프레그의 제조방법Fabrication method of fiber reinforced thermoplastic composite prepreg

제1도는 본 발명의 열가소성 복합재료 프리프레그를 제조하기 위한 적층순서를 나타내는 것이다.1 shows a lamination order for producing the thermoplastic composite prepreg of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 저유동성 폴리프로필렌 시트 2 : 무배향 유리섬유 매트1: low flow polypropylene sheet 2: non-oriented glass fiber mat

3 : 경사로 유리장섬유를 사용하고 위사로 폴리프로필렌섬유를 사용한 매트3: Mat using glass filament for ramp and polypropylene fiber for weft

4 : 폴리프로필렌수지4: polypropylene resin

본 발명은 판상의 섬유강화 열가소성 복합재료의 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로 열가소성 수지와 섬유상 또는 매트(MAT) 형상의 유리섬유 보강재를 사용하여 재사용이 가능하고 기계적 강도가 뛰어나며 내열성, 표면광택, 함침성이 우수한 섬유강화 열가소성 복합재료 프리프레그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a plate-shaped fiber-reinforced thermoplastic composite material, and more specifically, using a thermoplastic resin and a fibrous or mat-like glass fiber reinforcement, reusable, excellent mechanical strength, heat resistance, surface gloss, A method for producing a fiber-reinforced thermoplastic composite prepreg with excellent impregnation properties.

일반적으로 섬유강화 플라스틱으로 길이가 작은 유리단섬유를 강화한 재료가 개발되고 있으나 펠레트(PELLET) 제조공정 및 사출성형공정에서 유리섬유가 단절되어 강도, 강성 향상되지만 내충격성은 향상되지 못하고 유리섬유 배향에 의한 성형물의 치수안정성이 저하되며, 열경화성 복합수지에서는 내열성은 우수하지만 경화시간에 의한 생산성 저하 및 내층격성에서 문제시 되고 있는 실정이다.In general, a material reinforced with short glass fibers is developed as a fiber-reinforced plastic, but strength and rigidity are improved by cutting glass fibers in pellet manufacturing process and injection molding process, but impact resistance is not improved and glass fiber orientation is not improved. The dimensional stability of the molded product is lowered, the thermosetting composite resin is excellent in heat resistance, but the situation is a problem in productivity degradation and layer resistance by the curing time.

따라서, 판상의 섬유강화 열가소성 플라스틱은 가벼우면서 기계적 강도가 뛰어나며 경화 등의 과정이 필요없는 장점을 갖는 스탬핑 성형법(STAMPING MOLDING) 즉, 판상의 프리프레그를 수지의 용융온도 이상으로 가열하여 판상의 재료가 유동성을 갖게하고 가열된 금형내에 투입하여 압축성형한 후 금형을 냉각시켜 임의의 성형품을 제조하는 방법이 진행되고 있고, 스탬핑 성형법으로 제조된 열가소성 복합수지는 자동차 부품, 토목 검축용의 거푸집 등에 광범위하게 사용하고 있다.Therefore, the plate-shaped fiber-reinforced thermoplastics are light stamping molding (STAMPING MOLDING) that has the advantage of excellent mechanical strength and does not require a process such as curing, that is, by heating the plate-shaped prepreg above the melting temperature of the resin, A method of manufacturing an arbitrary molded article by advancing it into a heated mold, compressing the molded mold, and cooling the mold is being progressed.The thermoplastic composite resin produced by the stamping molding method is widely used for automobile parts, formwork for civil inspection, etc. I use it.

한편, 판상의 열가소성 복합재료의 성형시 프리프레그를 금형내에 투입하고 압축 성형하여 성평품을 제조하는 경우에 섬유상의 보강재는 수지와 같이 유동하여 금형내에 충진하는 것을 목적으로 하기 때문에 유동하기 쉬운 형태를 가지는 무배향 유리섬유매트를 니들펀칭(NEEDLE PUNCHING)하여 사용하는 것이 일반적이다.On the other hand, when forming a plate-like thermoplastic composite material, when prepreg is injected into a mold and compression molded to produce a flat product, the fibrous reinforcing material flows like a resin and fills the mold. Eggplant is generally used by needle punching (NEEDLE PUNCHING).

그러나, 수지와 무배향 유리섬유매트를 사용할때에는 기계적 성질 등이 향상되지만 표면특성이 좋지않으며, 특히, 한쪽방향으로 힘이 걸리는 성형물에서는 기계적 물성이 부족하게 된다. 또한, 복합재료의 성질은 기재(MATRIX)와 유리섬유매트의 형상 및 함량, 배열상태, 응집상태에 의해 결정되며, 특히 기재와 유리섬유매트와의 계면접착력 및 수지가 유리섬유매트로의 함침여부도 중요한데 이는 복합재료내의 기공발생으로 인하여 물성저하에 영향이 미치기 때문이다.However, when the resin and the non-oriented glass fiber mat is used, the mechanical properties and the like are improved, but the surface properties are not good, and in particular, the molded article is subjected to a force in one direction, the mechanical properties are insufficient. In addition, the properties of the composite material are determined by the shape and content of the matrix (MATRIX) and the glass fiber mat, the arrangement state and the aggregation state, in particular, the interfacial adhesion between the substrate and the glass fiber mat and whether the resin is impregnated into the glass fiber mat This is important because it affects the property deterioration due to pore generation in the composite material.

지금까지 제안된 판상의 복합재료 프리프레그 제조방법에 대해서는 미국특허 제3,664,909호와 제3,684,645호 등에, 유리섬유매트의 특수가공에 대해서는 미국특허 제3,883,333호에와 제3,664,909호 등에, 유리섬유 매트에 적절한 사이징(SIZING) 방법에 대해서는 미국특허 제3,849,148호등에 기재되어 있다.The method for manufacturing plate-shaped composite prepregs proposed so far is suitable for glass fiber mats in US Pat. Nos. 3,664,909 and 3,684,645, and in US Pat. Nos. 3,883,333 and 3,664,909 for special processing of glass fiber mats. SIZING methods are described in US Pat. No. 3,849,148 and the like.

그러나, 상기의 방법들은 판상의 열가소성 복합재료 제조방법에 관한 것으로 내충격성, 강성이 우수한 복합재료를 제조할 수 있으나 수지의 함침성이 충분치 못하여 표면특성이 좋지 못한 결점이 있었다. 또한, 수지의 함침성을 개선하기 위한 방법으로는 고유동성 폴리프로필렌을 사용하는 방법이 유럽특허 제211,249호에 제안되어 있으나 표면 특성이 좋지 못하고 복합재료 프리프레그를 압축성형할 때 성형품이 복잡한 형상을 가지거나 리브(RIB) 등의 형상을 가지는 경우에는 수지만 충진됨으로서 보강효과를 나타내지 못하는 단점이 있었다.However, the above method relates to a method for producing a plate-shaped thermoplastic composite material, but it is possible to produce a composite material having excellent impact resistance and rigidity, but the impregnability of the resin is not sufficient, so the surface characteristics are poor. In addition, as a method for improving the impregnation of the resin, a method using high-flow polypropylene is proposed in EP 211,249, but the surface characteristics are poor and the molded part has a complicated shape when compressing the composite prepreg. In the case of having a shape such as ribs (RIB), there was a disadvantage in that only the resin was filled, thereby not showing the reinforcing effect.

뿐만아니라, 내측격성 및 한쪽방향으로 기계적 성질을 향상시키기 위하여 방법으로는 미국특허 제4,691,375호와 유럽특허 제434,846호 등에 제안되어 있으나 유리섬유가 한방향으로 배열된 곳에는 수지의 함침이 문제가 되고 무배향 유리섬유 매트로 인한 표면특성이 좋지 않은 단점이 있었다.In addition, in order to improve the inner properties and mechanical properties in one direction, US Patent No. 4,691,375 and European Patent No. 434,846, etc. have been proposed, but impregnation of resin becomes a problem where glass fibers are arranged in one direction. The disadvantage of poor surface properties due to the oriented glass fiber mat.

따라서, 본 발명의 목적은 재사용이 가능하고 기계적 강도가 뛰어나며 특히 내열성, 표면특성, 함침성, 한방향으로의 기계적 성질이 우수한 섬유강화 열가소성 복합재료 프리프레그의 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic composite prepreg that is reusable, has excellent mechanical strength, and particularly has excellent heat resistance, surface properties, impregnation, and mechanical properties in one direction.

상기 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 또다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 (1) 양면에는 황산바륨이 분산되어 있는 저유동성의 폴리프로필렌 시트를 사용하였으며, (2) 무배향 유리섬유매트와 유리섬유를 한방향으로 배열하기 위해 경사로 유리 장섬유를 사용하고 위사로 폴리프로필렌 섬유를 사용한 매트를 무배향 유리섬유매트와 니들펀칭하였으며, (3) 니들펀칭한 두겹의 유리섬유 매트 사이에는 압출기로 용융된 폴리프로필렌 수지를 사용하여 적층하고 수지의 용융온도 이상의 분위기에서 열용융 함침시킨 다음 냉각하여 제조하므로서 표면특성, 함침성, 한방향으로의 기계적 성질을 개선할 수 있었다.In order to achieve the above object as well as yet another object that can be easily expressed in the present invention (1) used a low-flow polypropylene sheet in which barium sulfate is dispersed on both sides, (2) an unoriented glass fiber mat In order to align the glass fibers in one direction, a mat using a long glass fiber and a polypropylene fiber as a weft yarn was needle-punched with an unoriented glass fiber mat, and (3) between two needle-punched glass fiber mats by melting with an extruder. It was possible to improve the surface properties, impregnability, and mechanical properties in one direction by laminating using polypropylene resin, thermal melting impregnation in the atmosphere above the melting temperature of the resin, and cooling.

본 발명을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.

먼저, 제1도에 도시된 바와같이 황산바륨이 분산되어 있는 저유동성의 폴리프로필렌 시트(1)/무배향 유리섬유매트(2)/경사로 유리장섬유를 사용하고 위사로 폴리프로필렌 섬유를 사용한 매트(3)/압출기로 용융시킨 폴리프로필렌 수지(4) 경사로 유리장섬유를 사용하고 위사로 폴리프로필렌 섬유를 사용한 매트(3)/무배향유리섬유매트(2)/저유동성의 폴리프로필렌 시트(1)로 적층하고 수지의 용융온도 이상의 분위기에서 열융함침시킨 다음 냉각하여 본 발명의 열가소성 복합재료의 프리프레그를 제조하였다.First, as shown in FIG. 1, a low-flow polypropylene sheet (1) / orientated glass fiber mat (2) in which barium sulfate is dispersed / a mat using glass filament as a warp yarn and a polypropylene fiber as a weft yarn (3) / Polypropylene resin melted with extruder (4) Mat (3) / Oriented glass fiber mat (2) / Low-flow polypropylene sheet (1) ) And hot melt impregnated in an atmosphere above the melting temperature of the resin, followed by cooling to prepare a prepreg of the thermoplastic composite material of the present invention.

본 발명에 사용된 저유동성의 폴리프로필렌 수지는 ASTM D1238에 의거하여 230℃, 2,16kg의 하중으로 측정한 용융지수(MELT INDEX)가 1.5∼6g/min 범위에 있는 폴리프로필렌 수지를 시트화한 것이며, 열가소성 복합재료에 사용되는 폴리프로필렌 수지는 총중량의 50∼70wt%의 범위가 되도록 시트의 두께를 조절하였다. 폴리프로필렌 수지가 총중량의 50wt% 이하일 경우에는 유동성이 저하되며, 70wt% 이상일 경우에는 강도 등의 물성저하가 일어난다.The low-flow polypropylene resin used in the present invention is obtained by sheeting a polypropylene resin having a melt index (MELT INDEX) in the range of 1.5 to 6 g / min, measured at a load of 230 ° C. and 2,16 kg based on ASTM D1238. The thickness of the sheet was adjusted so that the polypropylene resin used for the thermoplastic composite material was in the range of 50 to 70 wt% of the total weight. When the polypropylene resin is 50 wt% or less of the total weight, the fluidity is lowered, and when it is 70 wt% or more, physical properties such as strength decrease.

또한 폴리프로필렌 수지는 유리섬유와의 접착력을 개선하기 위해 말레인산, 아크릴산 등을 이용하여 통상의 방법으로 개질하여 사용하였으며, 표면광택 향상시키기 위해서 양면에 사용되는 폴리프로필렌 시트에는 황산바륨을 1∼20wt%, 더욱 좋기로는 5∼10wt/% 첨가하여 사용하였다. 이때 황산바륨은 입자경이 1∼15um, 더욱 좋기로는 3∼10um인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 황산바륨을 1wt% 이하로 사용시에는 표면광택이 불량하고, 20wt% 이상으로 사용시에는 최종 제품의 표면상태가 고르지 못하며, 입자경이 1um이하일 경우에는 표면광택이 불량하고, 15um 이상일 경우에는 수지의 함침성이 나쁜 문제점이 있었다.In addition, the polypropylene resin was modified by a conventional method using maleic acid, acrylic acid, etc. to improve adhesion to glass fibers, and 1 to 20wt% of barium sulfate in the polypropylene sheet used on both sides to improve surface gloss. More preferably, 5-10 wt /% was added and used. At this time, it is preferable to use the barium sulfate whose particle diameter is 1-15 micrometers, More preferably, 3-10 micrometers. When the barium sulfate is used at 1wt% or less, the surface gloss is poor, and when it is used at 20wt% or more, the surface state of the final product is uneven.When the particle size is 1um or less, the surface gloss is poor, and when the particle size is 15um or more, the impregnation of the resin There was this bad issue.

보강재료는 무배향 유리섬유 매트와 경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유를 사용한 매트를 니들펀칭하여 사용하였다. 이때 무배향 유리섬유의 매트에서 유리섬유의 직경은 10∼25um, 더욱 좋기로는 17∼22um인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 유리섬유 모노필라멘트 100∼500개, 더욱 좋기로는 300∼400개가 집속되어 있고 유기실란 화합물로 표면처리된 유리섬유 무배향성 유리섬유 매트를 사용하는 것이 효과적이며, 복합재료의 충중량에 대해 10∼30wt%, 더욱 좋기로는 15∼20wt% 사용하는 것이 바람직하다.The reinforcing material was used by needle punching the non-oriented glass fiber mat, the inclined glass long fiber, and the weft yarn using a polypropylene fiber. In this case, the diameter of the glass fiber in the mat of the non-oriented glass fiber is preferably 10 to 25um, more preferably 17 to 22um, 100 to 500 glass fiber monofilaments, more preferably 300 to 400 focusing It is effective to use a glass fiber non-oriented glass fiber mat which has been made and surface treated with an organosilane compound, and is preferably used in an amount of 10 to 30 wt%, more preferably 15 to 20 wt%, based on the total weight of the composite material.

유리섬유의 직경이 10um 이하일때는 수지의 함침이 잘안되는 단점이 있고, 25um 이상일 경우에는 복합재료의 강도가 저하되는 문제점이 있었으며, 유리섬유 모노필라멘트가 100개 이하로 접속될 경우에는 복합재료 강도저하의 결점이 있고, 500개 이상으로 집속되면 수지가 함침이 잘안되는 단점이 있었으며, 무배향 유리섬유매트가 10wt% 이하로 사용되면 유동성 및 함침서에 문제가 있고, 30wt%이상으로 사용할 때에는 한쪽방향으로의 강도가 저하되는 문제가 있었다.When the diameter of the glass fiber is less than 10um, there is a disadvantage that the impregnation of the resin is not good. If the diameter of the glass fiber is more than 25um, there is a problem that the strength of the composite material is lowered. There is a drawback, and when the concentration is more than 500, there is a disadvantage that the resin is not impregnated well, when the non-oriented glass fiber mat is used in less than 10wt%, there is a problem in flowability and impregnation, when used in more than 30wt% There was a problem that the strength to the furnace was lowered.

경사는 유리장섬유를, 위사는 폴리프로필렌 섬유를 사용한 매트에 있어서, 유리장섬유 모노필라멘트의 직경은 15∼25um, 더욱 좋기로는 18∼22um인 것이 효과적이며, 접속도는 300∼400개로 된 것을 사용하는 것이 바람직하였다. 경사로 사용된 유리섬유의 함량은 복합재료의 총중량에 대해 10∼30중량%, 더욱 좋기로는 20∼25중량%의 범위가 바람직하다.It is effective to incline the mat made of glass filament and weft polypropylene fiber, and the diameter of the glass filament monofilament is 15-25 um, more preferably 18-22 um, and the connection degree is 300-400. It was preferable to use one. The content of the glass fibers used as the warp is preferably in the range of 10 to 30% by weight, more preferably 20 to 25% by weight, based on the total weight of the composite material.

유리장섬유 모노필라멘트의 직경이 15um 이하이면 수지의 함침성에 문제가 있고, 25um 이상일 경우에는 한쪽방향으로의 강도가 저하되는 결점이 있으며, 집속도가 300이하일 경우에는 강도가 저하되는 단점이 있고, 400 이상이면 수지의 함침성에 문제점이 있으며, 경사로 사용된 유리섬유의 함량이 복합재료의 충중량에 대해 10중량% 이하이면 수지함침성의 저하되는 단점이 있고, 30wt% 이상이면 한쪽방향으로 강도가 저하되는 문제가 있었다.If the diameter of the glass filament monofilament is 15um or less, there is a problem in the impregnation of the resin, if it is 25um or more, there is a disadvantage that the strength in one direction is lowered, and when the collecting speed is 300 or less, the strength is reduced. If it is 400 or more, there is a problem in the impregnation of the resin, if the content of the glass fiber used as a slope is less than 10% by weight relative to the weight of the composite material, there is a disadvantage that the resin impregnation is lowered, if more than 30wt% the strength decreases in one direction There was a problem.

무배향 유리섬유 매트와 경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌을 사용한 매트를 니들천칭할때는 서로 얽히게 제조하며 니들펀칭을 함으로서 유리섬유가 절단되어 단섬유가 생성되며, 단섬유의 함량은 바늘의 크기, 형태, 니들펀칭의 횟수 등에 따라 다르지만 30cm 이하의 길이를 갖는 유리섬유의 함량이 무배향 유리섬유 총함량에 대하여 1∼30wt%, 더욱 좋기로는 10∼20중량%가 되도록 하는 것이 효과적이다.Oriented glass fiber mats and warp yarns are made of long filament fiber, and weft yarns are entangled with each other when needle balancing polypropylene mat. Needle punching makes glass fibers cut and short fibers are produced. It is effective to make the content of the glass fiber having a length of 30 cm or less, depending on the shape, the number of needle punching, etc., to be 1 to 30 wt%, more preferably 10 to 20 wt%, based on the total content of the unoriented glass fiber.

생성된 단섬유의 함량이 무배향 유리섬유 총함량에 대하여 1중량% 이하일 경우에는 성형시 복합재료의 유동성문제가 있고, 30중량% 이상일 경우에는 강도가 저하되는 문제점이 있었다. 무배향 유리섬유매트와 경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌을 사용한 매트의 함량비는 40 : 60∼60 : 40으로 하는 것이 바람직하다. 상기 함량비가 40 : 60 이하이면 수지의 함침성 및 유동성에 문제가 있고, 60 : 40 이상이면 한쪽 방향으로의 강도가 저하하는 문제점이 있었다.When the content of the produced short fibers is less than 1% by weight relative to the total amount of non-oriented glass fibers, there is a problem of fluidity of the composite material during molding, and when the content of the short fibers is 30% by weight or more, there is a problem in that the strength decreases. The content ratio of the non-oriented glass fiber mat and the inclined glass filament fiber and the weft yarn to the mat using polypropylene is preferably 40:60 to 60:40. If the content ratio is 40:60 or less, there is a problem in the impregnability and fluidity of the resin, and if 60:40 or more, there is a problem in that the strength in one direction is lowered.

상술한 방법으로 제조된 본 발명의 열가소성 복합재료 프리프레그는 유리섬유가 경사방향으로 배열된 방향으로의 기계적성질이 특히 우수하였으며, 함침성 및 표면특성도 개량할 수 있었으며, 상기 판상의 복합재료를 압축성형을 하여 자동차 부품중 범퍼 빔 등에 사용할 수 있고 건축자재, 기계부품 등의 각종 분야에 사용할 수 있다.The thermoplastic composite prepreg of the present invention prepared by the above-described method was particularly excellent in mechanical properties in the direction in which the glass fibers were arranged in the inclined direction, and impregnation and surface properties were also improved. It can be used for bumper beam of automobile parts by compression molding and can be used for various fields such as building materials and mechanical parts.

다음의 실시예 및 비교예는 본 발명을 좀더 상세히 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다. 실시예 및 비교예에 있어서 제조된 열가소성 복합재료 프리프레그는 다음의 방법으로 평가하였다.The following examples and comparative examples further illustrate the invention but do not limit the scope of the invention. The thermoplastic composite prepregs prepared in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following method.

1) 인장강도 : ASTM D638에 의해 평가1) Tensile strength: evaluated by ASTM D638

2) 충격강도 : ASTM D256에 의해 평가2) Impact strength: evaluated by ASTM D256

3) 열변형온도 : ASTM D746에 의해 평가3) Heat deflection temperature: evaluated by ASTM D746

4) 수지의 함침성4) Impregnation of resin

복합재료 프리프레그를 자동밀도 측정기로 밀도측정Density measurement of composite prepreg with automatic density meter

5) 유동성5) Liquidity

복합재료 프리프레그를 가로×세로 10×10cm으로 절단한 후, 적외선 오븐(OVEN) 내에서 200℃×20분간 예열한 다음, 금형온도 70℃, 가로×세로 10×50cm로 85kg/㎠ 압력으로 압축성형하였다. 이후 복합재료의 유동성은 아래의 식으로 계산하였다.The composite prepreg is cut into 10 × 10 cm in width and length, preheated to 200 ° C. for 20 minutes in an infrared oven (OVEN), and then compressed to 85 kg / cm 2 pressure at a mold temperature of 70 ° C. and 10 × 50 cm in width. Molded. Since the flowability of the composite material was calculated by the following equation.

[실시예 1]Example 1

양면의 폴리프로필렌 시트는 개시제로 말레인산을 통상의 방법으로 그라프팅(GRAFTING)한 폴리프로필렌 수지에 직경이 8um 인 황산바륨이 8중량% 혼합된 것으로 두께가 0.5mm인 것을 사용하였고, 경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유를 사용한 매트 사이의 폴리프로필렌 수지는 용융지수가 4g/10min이고 말레인산이 그라프팅된 저유동성 플리프로필렌을 압출시켜 적층시켰으며, 무배향 유리섬유매트는 글리시딜 에테르트리메톡시실란으로 표면처리된 연속 스트랜드로 단위 면적당 무게가 450g/㎡으로 한 것을 열가소성 복합재료 프리프레그 총중량에 대해 20중량% 사용하고, 경사가 직경이 22um, 집속도가 350인 유리장섬유이고 위사가 폴리프로필렌 섬유인 매트는 유리섬유의 함량이 열가소성 복합재료 프리프레그 총중량에 대해 22중량%로 하여 사용하된 적층은 황산바륨이 혼합된 폴리프로필렌 시트/무배향 유리섬유매트/경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유로 제직된 매트/폴리프로필렌 시트/경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유로 제직된 매트/무배향 유리섬유매트/황산바륨이 분산된 저유동 폴리프로필렌 시트로 하였다. 이때 무배향 유리섬유 매트와 경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유로 제직된 매트는 니들펀칭을 1평방센터미터(1㎠)당 니들링수 8회로 하였다.The double-sided polypropylene sheet was a mixture of 8% by weight of barium sulfate having a diameter of 8 um mixed with a polypropylene resin grafted maleic acid by a conventional method as an initiator. The polypropylene resin between the mats using the fiber and the weft polypropylene fiber was laminated by extruding low flow polypropylene having a melt index of 4 g / 10 min and maleic acid grafted. A continuous strand surface-treated with methoxysilane, which has a weight of 450g / m2 per unit area, 20% by weight, based on the total weight of the thermoplastic composite prepreg. Matte, which is a polypropylene fiber, has a glass fiber content of 22% by weight relative to the total weight of the thermoplastic composite prepreg. The lower lamination is made of polypropylene sheet mixed with barium sulfate, non-oriented glass fiber mat, inclined fiberglass fiber, the weft is made of polypropylene fiber, and the mat / polypropylene sheet / warp is made of glass fiber, and the weft is polypropylene fiber. A low-flow polypropylene sheet in which woven mat / oriented glass fiber mat / barium sulfate was dispersed. At this time, the non-oriented glass fiber mat, the inclined glass fiber, and the weft yarn woven with polypropylene fiber, the needle punching was required eight times per square centimeter (1cm2).

상기와 같이 적층 후 더블벨트프레스(DOUBLE BELT PRESS)로 210℃, 30psi의 조건으로 가열, 가압 프레스하여 수지를 냉각한 후 3.7mm의 판상의 열가소성 복합재료 프리프레그를 제조하였다.After lamination as described above, the resin was cooled by heating and pressing under a condition of 210 ° C. and 30 psi by a double belt press (DOUBLE BELT PRESS) to prepare a thermoplastic composite material prepreg of 3.7 mm.

제조된 유리섬유 복합재료 프리프레그의 물성결과를 표 1에 기재하였다.Table 1 shows the results of physical properties of the prepared glass fiber composite prepreg.

[실시예 2]Example 2

무배향 유리섬유 매트를 열가소성 복합재료 프리프레그의 총중량에 대해 18중량%로 사용하고, 경사가 직경이 22um, 집속도가 350인 유리섬유이고 위사가 폴리프로필렌 섬유인 매트에서 유리섬유 함량이 열가소성 복합재료 프리프레그의 총중량에 대해 24중량%인 것을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였고, 물성결과를 표 1에 기재하였다.An unoriented glass fiber mat is used at 18% by weight based on the total weight of the thermoplastic composite prepreg, and the glass fiber content is thermoplastic composite in a mat having a glass fiber having a warp diameter of 22 um and a collecting speed of 350 and a weft yarn of polypropylene fiber. Except for using 24% by weight relative to the total weight of the material prepreg was carried out in the same manner as in Example 1, and the physical properties results are shown in Table 1.

[실시예 3]Example 3

양면의 폴리프로필렌 시트에서 황산바륨을 폴리프로필렌 수지의 10wt%로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였고, 물성 결과를 표 1에 기재하였다.Except that the barium sulfate in the polypropylene sheet on both sides of 10wt% of the polypropylene resin was carried out in the same manner as in Example 1, and the physical properties results are shown in Table 1.

[실시예 4]Example 4

경사가 직경이 22um, 집속도가 300인 유리장섬유이고 위사가 폴리프로필렌 섬유인 매트를 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였고, 물성결과를 표 1에 기재하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1 except that the inclined diameter 22um, glass filament 300 of the collecting speed and the weft yarn is a polypropylene fiber mat, the physical properties are shown in Table 1.

[비교예 1]Comparative Example 1

경사가 유리장섬유이고 위사가 폴리프로필렌 섬유인 매트를 사용하지 않고, 무배향 유리섬유매트에 직경이 20um, 집속도가 350인 유리장섬유를 한 방향으로만 배열한 것을 니들펀칭 한 보강재를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였고, 물성결과를 표1에 기재하였다.Instead of using a mat of inclined glass filament and weft polypropylene fiber, a reinforcement material was punched using an unoriented glass fiber mat in which only one direction of glass filament having a diameter of 20 um and a focal length of 350 was arranged in one direction. Except that was carried out in the same manner as in Example 1, the physical properties are shown in Table 1.

[비교예 2]Comparative Example 2

무배향 유리섬유 매트를 열가소성 복합재료 프리프레그의 총중량에 대해 20중량% 사용하고, 경사가 직경이 13um 집속도가 350인 유리장섬유이고 위사가 폴리프로필렌 섬유인 매트에서 유리섬유의 함량이 열가소성 복합재료 프리프레그의 총중량에 대해 22중량%인 것을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였고, 물성결과를 표 1에 기재하였다.The non-oriented glass fiber mat is 20% by weight based on the total weight of the thermoplastic composite prepreg, and the glass fiber content of the thermoplastic composite material is 40 Except for using 22% by weight relative to the total weight of the material prepreg was carried out in the same manner as in Example 1, and the physical properties results are shown in Table 1.

[비교예 3]Comparative Example 3

양면의 폴리프로필렌 시트를 황산바륨이 혼합되어 있지 않은 것을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였고, 물성결과를 표 1에 기재하였다.The polypropylene sheet on both sides was carried out in the same manner as in Example 1 except that barium sulfate was not mixed, and the physical property results are shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

Claims (6)

황산바륨이 분산된 저유동성 폴리프로필렌 시트(SHEET)/무배향 유리섬유 매트/경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유로 제직된 매트/압출기로 용융된 폴리프로필렌 수지/경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유로 제직된 매트/무배향 유리섬유 매트/황산바륨이 분산된 저유동성 폴리프로필렌 시트순으로 적층하고 열용융 함침시킴을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 복합재료 프리프레그의 제조방법.Low flow polypropylene sheet (SHEET) / barreled glass fiber mat / slope with dispersed barium sulphate, glass filament for weft, polypropylene resin / slope melted with mat / extruder woven from polypropylene fiber, A method of manufacturing a fiber-reinforced thermoplastic composite prepreg, characterized in that the weft is laminated in the order of a low-flow polypropylene sheet dispersed in a mat / non-oriented glass fiber mat / barium sulfate woven from polypropylene fibers. 제1항에 있어서, 무배향 유리섬유매트와 경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유로 제직된 매트는 니들펀칭하여 적층함을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 복합재료 프리프레그의 제조방법.The method of claim 1, wherein the non-oriented glass fiber mat and the inclined glass filament and the weft yarn are laminated by needle punching the mat woven from polypropylene fiber. 제1항에 있어서, 저유도성 폴리프로필렌 시트에 분산되는 황산바륨은 입경이 1∼15um인 것으로 폴리프로필렌 시트 중량에 대하여 1∼20중량% 분산됨을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 복합재료 프리프레그의 제조방법.The method of manufacturing a fiber-reinforced thermoplastic composite prepreg according to claim 1, wherein the barium sulfate dispersed in the low induction polypropylene sheet has a particle diameter of 1 to 15 µm and is dispersed by 1 to 20% by weight based on the weight of the polypropylene sheet. . 제1항에 있어서, 폴리프로필렌 수지는 용융지수가 1∼6g/min이며, 함량은 열가소성 복합재료 프리프레그 총중량에 대하여 50∼70중량%인 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 복합재료 프리프레그의 제조방법.The method of claim 1, wherein the polypropylene resin has a melt index of 1 to 6 g / min and a content of 50 to 70% by weight based on the total weight of the thermoplastic composite prepreg. . 제1항에 있어서, 경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유로 제직된 매트에서 경사의 유리섬유의 직경은 18∼22wt%이고, 집속도는 300∼400개의 모노필라멘트로 집속되어 있는 것을 사용함을 특징으로하는 섬유강화 열가소성 복합재료 프리프레그의 제조방법.The method of claim 1, wherein the inclined glass fiber, the weft yarn in a mat woven of polypropylene fiber, the diameter of the glass fiber of the warp is 18 to 22wt%, the focusing speed is used to concentrate 300 to 400 monofilament Method for producing a fiber-reinforced thermoplastic composite prepreg, characterized in that. 제1항에 있어서, 유리섬유의 총함량은 30∼50wt%이며, 무배향 유리섬유매트와 경사는 유리장섬유, 위사는 폴리프로필렌 섬유로 제직된 매트의 함량비는 40 : 60에서 60 : 40으로 하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 복합재료 프리프레그의 제조방법.The total content of the glass fiber is 30 to 50wt%, the non-oriented glass fiber mat and the inclined glass filament, the weft yarn content ratio of the mat woven from polypropylene fiber is 40: 60 to 60: 40 Method for producing a fiber-reinforced thermoplastic composite material prepreg characterized in that.
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