WO2015174758A1 - 장섬유 보강 플라스틱 복합재 및 장섬유 보강 플라스틱 복합재의 제조 방법 - Google Patents

장섬유 보강 플라스틱 복합재 및 장섬유 보강 플라스틱 복합재의 제조 방법 Download PDF

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김희준
최재훈
송강현
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(주)엘지하우시스
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Definitions

  • a long fiber reinforced plastic composite and a method for producing a long fiber reinforced plastic composite are provided.
  • Continuous fiber-reinforced composites made by impregnating the continuous fibers with matrix resins have increased demand in the automotive, aerospace, building materials, and wind power fields because of the excellent mechanical properties of the fibers depending on the arrangement of the fibers.
  • a coaming-glue method is also used in which a fiber made of a resin that becomes a matrix and a continuous fiber used as a reinforcing material are mixed and impregnated using heat and pressure.
  • comming glue-based composites can be woven, but can also cause fiber breakage or airborne problems.
  • One embodiment of the present invention provides a long fiber reinforced plastic composite with improved physical properties.
  • the long fiber comprising a thermoplastic resin and the long fibers dispersed to have a unidirectional orientation, the long fiber oriented in the single direction of the total content of the long fiber is 70 to 100% by weight
  • the long fiber reinforced plastic composite may include a matrix material of a thermoplastic resin and long fibers as a reinforcement material dispersed in the matrix material.
  • the length of the long fiber may be 1mm to 100mm.
  • the average diameter of the long fiber may be 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the long fiber content may be 40 to 75% by weight of the total.
  • the long fiber may include at least one selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, aramid fibers, natural fibers, and combinations thereof.
  • thermoplastic resin is polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyamide (PA), polyacrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS ), Polycarbonate (PC) -ABS alloy resin and combinations thereof may include at least one selected from the group consisting of.
  • the long fiber reinforced plastic composite may be a sheet having a thickness of 0.2 mm to 10 mm.
  • the method includes the steps of preparing a unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet comprising a thermoplastic plastic resin and continuous fibers dispersed to be oriented in a single direction; And impacting the continuous fibers having the unidirectional orientation from the outside to cut the continuous fibers in the unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet to form long fibers. It includes, and provides a method for producing a long fiber reinforced plastic composite sheet having a content of the long fiber oriented in the single direction of the total long fiber content of 70 to 100% by weight.
  • the continuous fiber reinforced plastic sheet is linear in the width direction perpendicular to the moving direction.
  • a linear impact can be applied by using a device having a pre-impact portion capable of impact.
  • the linear impact portion reciprocates up and down the upper position and the lower position, and when it comes to the lower position to apply a linear impact to the continuous fiber reinforced plastic sheet, the upper and lower By controlling the time of the exercise can be adjusted the length of the long fiber is formed by cutting the continuous fiber.
  • the manufacturing method of the long fiber reinforced plastic composite sheet it is possible to form a long fiber having a certain length by making the speed of the vertical motion of the line impact portion constant.
  • the manufacturing of the unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet may be performed by a Long Fiber Thermoplastic Directing (LFT-D) method.
  • LFT-D Long Fiber Thermoplastic Directing
  • the long fiber reinforced plastic composite has excellent mechanical properties and processability.
  • FIG. 1 is a plan view of a long fiber reinforced resin composite sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a long fiber reinforced plastic composite sheet including long fibers dispersed in a low orientation.
  • Figure 3 shows an example of the step of forming a long fiber by applying a pre-impact to the unidirectional continuous fiber-reinforced plastic sheet of the method for producing a long fiber reinforced resin composite material according to another embodiment of the present invention.
  • thermoplastic fibers and the long fibers dispersed to have a unidirectional orientation, wherein the content of the long fibers oriented in the single direction of the total long fiber content is about 70 to about 100% by weight Providing a long fiber reinforced plastic composite.
  • the long fiber-reinforced plastic composite material is a material of which the strength is stronger than that of the thermoplastic resin, including the matrix material of the thermoplastic resin and the long fiber as the reinforcement material dispersed in the base material.
  • long fiber or continuous fiber may be used as a reinforcing material of the fiber-reinforced plastic composite material, but when the long fiber is used, physical properties such as mechanical strength to be achieved of the fiber-reinforced plastic are inferior to that of the continuous fiber. There is an advantage that the processability is increased.
  • the long fiber reinforced plastic composite may disperse the long fiber to have a unidirectional orientation in the base material of the thermoplastic resin, thereby ensuring excellent processability by using the long fiber, and at the same time, excellent physical properties may be realized.
  • the long fiber reinforced plastic composite may be usefully applied as a material for replacing steel products in automobiles, aircrafts, building materials, wind power, and the like, thereby realizing light weight.
  • the long fiber reinforced plastic composite is suitable for realizing a rib shape or a round shape, specifically, the long fiber reinforced plastic composite is a material suitable for use as a material of a vehicle body.
  • the long fiber-reinforced plastic composite includes long fibers having a unidirectional orientation, so that even long fibers of the same content may be used to ensure better physical properties.
  • the long fiber-reinforced plastic composite may be manufactured by the manufacturing method described below, thereby increasing the degree of orientation in a single direction.
  • the term “unidirectional” includes a case in which an angle formed by a specific long fiber and another long fiber is less than 10 degrees, specifically, less than 5 degrees. It is to be understood that the extent of error that is difficult to do is included.
  • the long fiber contained in the long fiber reinforced plastic composite may have a higher orientation, thereby realizing more excellent mechanical properties.
  • long fibers having a unidirectional orientation may account for about 70% to about 100% by weight of the total long fibers.
  • the long fiber-reinforced plastic composite material having high orientation of long fibers can realize both mechanical properties more excellently.
  • the long fiber reinforced plastic composite including such a high content of long fiber may be implemented by the manufacturing method described below. More specifically, in the long fiber-reinforced plastic composite, long fibers having a unidirectional orientation may occupy about 80 to about 100% by weight of the total long fibers, which can be implemented by the manufacturing method described below.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a long fiber reinforced plastic composite sheet according to an embodiment of the present invention.
  • the long fiber reinforced plastic composite sheet 10 includes long fibers 2 highly oriented in a single direction.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a long fiber reinforced plastic composite sheet 10 "comprising long fibers 2 'with low orientation to aid understanding.
  • the long fiber may have a length of about 1 mm to about 100 mm.
  • the long fiber reinforced plastic composite may be excellent in both processability and physical properties.
  • the continuous fiber refers to a fiber having a length much longer than the long fiber, specifically, in the present specification, a continuous fiber is defined as having a length of at least two times the long fiber.
  • the average diameter of the long fibers may be about 5 ⁇ m to about 20 ⁇ m, specifically, about 10 ⁇ m to about 20 ⁇ m.
  • the long fiber reinforced plastic composite may be excellent in both processability and physical properties.
  • the long fiber content may include about 40 to about 75 wt%, specifically about 60 to 70 wt% of the total long fiber reinforced plastic composite.
  • the long fiber reinforced plastic composite can realize both excellent processability and physical properties.
  • the long fiber reinforced plastic composite may have a long content of the composite material by disposing the long fiber to have a constant orientation.
  • the long fiber content itself in a high content it can further improve the mechanical properties of the composite material.
  • the long fiber may include, for example, glass fiber, carbon fiber, basalt fiber, aramid fiber, natural fiber, or a combination thereof, but is not limited thereto, and may be used as a reinforcing material for thermoplastics. May be used without limitation.
  • thermoplastic resin is, for example, polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyamide (PA), polyacrylonitrile-butadiene- Styrene copolymer (ABS), polycarbonate (PC) -ABS alloy resin, or the like, or a combination thereof.
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PA polyamide
  • ABS polyacrylonitrile-butadiene- Styrene copolymer
  • PC polycarbonate
  • the long fiber reinforced plastic composite may be made from a sheet having a thickness of about 0.2 mm to about 10 mm.
  • the method includes the steps of preparing a unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet comprising a thermoplastic plastic resin and continuous fibers dispersed to be oriented in a single direction; And cutting the continuous fibers in the unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet by applying an impact from the outside to the continuous fibers having the unidirectional orientation, thereby forming long fibers.
  • the long fiber reinforced plastic composite sheet described above may be manufactured by the method of manufacturing the long fiber reinforced plastic composite sheet.
  • the method of manufacturing the long fiber reinforced plastic composite sheet is to first prepare a unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet (UD sheet, Unidirectional Sheet) formed by the continuous fibers are oriented in a single direction of the thermoplastic plastic resin, and then unidirectional continuous fiber reinforced plastic A method of producing the long fiber reinforced plastic composite sheet by performing the step of cutting the continuous fibers in the sheet (UD sheet) by impact.
  • UD sheet Unidirectional Sheet
  • a method of producing the long fiber reinforced plastic composite sheet by performing the step of cutting the continuous fibers in the sheet (UD sheet) by impact.
  • UD sheets Unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheets
  • Unidirectional Sheet Unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheets
  • the long fiber reinforced plastic composite sheet By the method of manufacturing the long fiber reinforced plastic composite sheet, since the long fibers are formed by cutting the continuous fibers as they are, the long fibers can maintain a high degree of orientation in a single direction. Specifically, by the method of manufacturing the long fiber reinforced plastic composite sheet, the long fiber reinforced plastic composite may be prepared such that the long fiber having a unidirectional orientation accounts for about 70 to about 100% by weight of the total long fiber content. Can be.
  • the manufacturing method of the long fiber reinforced plastic composite sheet is a method of securing the orientation of the long fibers by first cutting the continuous fibers oriented as it is, in order to ensure the orientation of the long fibers, specific processing methods such as shear induction orientation Compared to the method using a high degree of orientation can be implemented.
  • the long fiber-reinforced plastic composite sheet including long fibers dispersed to have a high degree of orientation may implement better physical properties with respect to mechanical strength, as described above.
  • Figure 3 shows an example of the step of forming a long fiber by applying a pre-impact to the unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet.
  • the continuous fiber reinforced plastic sheet 10 ′ extruded and discharged from the extruder and moved in a predetermined direction (indicated by the sheet advancing direction in FIG. 3) is moved. And linear by using a device (not shown in total) having a pre-impact portion 5 capable of applying a linear impact in the width direction perpendicular to the direction in which the unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet 10 'is moved. It can be shocked.
  • the continuous fibers 1 inside the unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet 10 ' are cut into long fibers 2 by the impact applied by the pre-impact section 5.
  • the continuous fiber reinforced plastic sheet 10 When the continuous fiber reinforced plastic sheet 10 'forms the long fibers 3 after reaching the pre-impact portion 5, the continuous fiber reinforced plastic sheet 10' forms the long fiber reinforced plastic composite sheet 10, and then cuts to a suitable length. It can be used as a product of fiber reinforced plastic composite sheet.
  • the pre-impact part 5 can be moved up and down to reciprocate the upper position and the lower position, and when it comes to the lower position to impact the linear fiber according to the shape of the pre-impact portion on the continuous fiber reinforced plastic sheet (10 '). do.
  • the time of vertical movement of the pre-impact portion 5 the length of the long fiber 2 is formed by cutting the continuous fiber 1 can be adjusted.
  • the long fiber reinforced plastic composite manufactured to have a long length of the long fibers 2 in a highly unidirectional orientation can realize even better physical properties.
  • the unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet 10 may be manufactured by a known method, and the manufacturing method is not limited, and for example, may be manufactured by a long fiber thermoplastic directing (LFT-D) method. have.
  • LFT-D long fiber thermoplastic directing
  • the unidirectional continuous fiber-reinforced plastic sheet 10 ' In order to manufacture the unidirectional continuous fiber-reinforced plastic sheet 10 ', first, a pellet-type thermoplastic resin and an additive are mixed in a first extruder and transferred to a second extruder, and a continuous fiber as a reinforcing material is introduced in a second extruder. And extruded to form a strand type intermediate material, and the intermediate material may be molded by a press to produce the unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet 10 'with a desired structure and shape.
  • the long fiber of the long fiber reinforced plastic composite sheet prepared according to the above method has an orientation of 10 degrees or less, specifically 5 degrees or less, with the direction in which the continuous fiber reinforced plastic sheet discharged from the extruder moves during the manufacturing process. Can be.
  • a 3 mm thick unidirectional continuous fiber reinforced plastic sheet containing 70 parts by weight of glass fibers (SE4121, manufactured by OCV) having an average diameter of 30 parts by weight and polypropylene was prepared. As shown in FIG. 3, the pre-impact part was installed to move up and down at a constant speed to apply the pre-shock to the continuous fiber-reinforced plastic sheet.
  • a long fiber reinforced plastic composite sheet was prepared with uniformly oriented long fibers of average 100 mm length.
  • the LFT-D process was carried out using a 3 mm thick, long fiber reinforced plastic sheet containing 40 parts by weight of glass fiber (SE4121, manufactured by OCV) and 60 parts by weight of polypropylene having an average diameter of 17 ⁇ m and an average length of 50 mm without considering the orientation. Prepared by.
  • the LFT-D process was carried out using a 3 mm thick long fiber reinforced plastic sheet containing 70 parts by weight of glass fiber (SE4121, manufactured by OCV) and 30 parts by weight of polypropylene having an average diameter of 17 ⁇ m and an average length of 50 mm without considering the orientation. Prepared by.
  • Example 1 For the long fiber reinforced plastic composite sheet prepared in Example 1 and Comparative Example 1-2, specific gravity, tensile strength, tensile modulus, flexural strength, flexural modulus, Notched Izod (Notched Izod Impact Strength) were measured and are shown in Table 1 below. Described.
  • the degree of orientation was evaluated by analyzing an image taken by an optical microscope of the cross section of the long fiber reinforced plastic composite sheet prepared in Example 1 and Comparative Example 1. Evaluating with the naked eye in the image to calculate the% content of the number of parallel long fibers in the total number of long fibers is shown in Table 1 below. Judging the parallel long fibers, the angle formed by the two long fibers was determined to be within about 5 degrees.
  • Comparative Example 1 is excellent in fluidity using long fibers, so it is possible to form a curved shape such as ribs, but each of the physical properties is lower than the case of using the continuous fibers of Comparative Example 2, and thus the mechanical strength is weak.
  • the long fiber-reinforced plastic composite sheet of Example 1 is excellent in fluidity by using long fibers, and can be formed in a curved shape such as ribs, but each of the physical properties is excellent, and thus the mechanical strength is also excellent. have.

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Abstract

열가소성 플라스틱 수지 및 단일 방향의 배향성을 갖도록 분산된 장섬유를 포함하고, 상기 장섬유 총 함량 중 상기 단일 방향으로 배향된 장섬유의 함량이 70 내지 100 중량%인 장섬유 보강 플라스틱 복합재를 제공한다.

Description

장섬유 보강 플라스틱 복합재 및 장섬유 보강 플라스틱 복합재의 제조 방법
장섬유 보강 플라스틱 복합재 및 장섬유 보강 플라스틱 복합재의 제조 방법에 관한 것이다.
연속섬유를 매트릭스 수지에 함침시켜 만든 연속섬유 보강 복합재는 섬유의 배열에 따라 그 섬유의 뛰어난 기계적 물성을 이용할 수 있기 때문에 자동차, 항공기, 건축 자재, 풍력 분야에 있어서 그 수요가 계속적으로 증가하고 있다.
연속섬유를 매트릭스 수지에 함침시키는 방법에는 여러 가지가 있는데, 그 중 가장 많이 사용되는 방법은 섬유를 당기면서 수지를 고온으로 녹이고 금형 안에서 함침시키는 펄트루젼 방식이 많이 사용되고 있다.
또한, 매트릭스가 되는 수지로 이루어진 섬유와 보강재로 사용되는 연속섬유를 혼사하여 열과 압력을 이용하여 함침시키는 코밍글루 방식도 사용되고 있다. 이러한 코밍글루 방식에 의한 복합재는 직조도 가능하지만 섬유가 끊어지거나 공기 중으로 날리는 문제를 발생시키기도 한다.
본 발명의 일 구현예는 물성이 향상된 장섬유 보강 플라스틱 복합재를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 열가소성 플라스틱 수지 및 단일 방향의 배향성을 갖도록 분산된 장섬유를 포함하고, 상기 장섬유 총 함량 중 상기 단일 방향으로 배향된 장섬유의 함량이 70 내지 100 중량%인 장섬유 보강 플라스틱 복합재를 제공한다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 열가소성 플라스틱 수지의 기지(matrix)재 및 상기 기지재 내에 분산된 강화재로서의 장섬유를 포함할 수 있다.
상기 장섬유의 길이는 1mm 내지 100mm 일 수 있다.
상기 장섬유의 평균 직경은 5㎛ 내지 20㎛ 일 수 있다.
상기 장섬유의 함량이 전체 중 40 내지 75 중량% 일 수 있다.
상기 장섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유, 바잘트 섬유, 아라미드 섬유, 천연섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 플라스틱 수지는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA), 폴리아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리카보네이트(PC)-ABS 얼로이 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 두께 0.2mm 내지 10mm의 시트 일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 열가소성 플라스틱 수지 및 단일 방향으로 배향성을 갖도록 분산된 연속섬유를 포함하는 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트를 제조하는 단계; 및 상기 단일 방향의 배향성을 갖는 연속 섬유에 충격을 외부로부터 가하여 상기 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트 내에서 상기 연속 섬유를 절단하여 장섬유를 형성하는 단계; 를 포함하고, 상기 장섬유 총 함량 중 상기 단일 방향으로 배향된 장섬유의 함량이 70 내지 100 중량%인 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법을 제공한다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법에서, 압출 성형되어 압출기로부터 배출되어 일정 방향으로 이동하는 연속섬유 보강 플라스틱 시트에 대하여, 상기 연속섬유 보강 플라스틱 시트가 이동하는 방향에 직각인 폭 방향으로 선형의 충격을 가할 수 있는 선충격부를 구비한 장치를 이용하여 선형의 충격을 가할 수 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법에서, 상기 선충격부가 상부 위치와 하부 위치를 왕복하는 상하 운동을 하고, 상기 하부 위치에 올 때 상기 연속섬유 보강 플라스틱 시트에 선형의 충격을 가하고, 상기 상하 운동의 시간을 조절하여 상기 연속 섬유가 절단되어 형성되는 상기 장섬유의 길이를 조절할 수 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법에서, 상기 선충격부의 상하 운동의 속도를 일정하게 하여 일정한 길이를 갖는 장섬유를 형성할 수 있다.
상기 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트를 제조하는 단계는 LFT-D (Long Fiber Thermoplastic- Directing) 공법에 의해 수행될 수 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 기계적 물성과 가공성이 모두 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 장섬유 보강 수지 복합재 시트의 평면도이다.
도 2는 배향성이 낮게 분산된 장섬유를 포함하는 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트에 대한 모식적인 평면도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 장섬유 보강 수지 복합재을 제조 방법 중 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트에 선충격을 가하여 장섬유를 형성하는 단계의 일례를 모식도로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 열가소성 플라스틱 수지 및 단일 방향의 배향성을 갖도록 분산된 장섬유를 포함하고, 상기 장섬유 총 함량 중 상기 단일 방향으로 배향된 장섬유의 함량이 약 70 내지 약 100 중량%인 장섬유 보강 플라스틱 복합재를 제공한다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 열가소성 플라스틱 수지의 기지(matrix)재 및 상기 기지재 내에 분산된 강화재로서의 장섬유를 포함하여 열가소성 플라스틱 수지 보다 강도가 보강된 소재이다.
통상적으로, 섬유 보강 플라스틱 복합재의 보강재로서 장섬유 또는 연속 섬유를 할 수 있는데, 장섬유를 사용하는 경우가 연속 섬유를 사용하는 경우에 비하여 섬유 보강 플라스틱의 달성하고자 하는 기계적 강도 등의 물성이 떨어지나, 가공성이 높아지는 장점이 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 상기 장섬유를 열가소성 플라스틱 수지의 기지재 중 단일 방향의 배향성을 갖도록 분산시킴으로써, 장섬유를 사용함에 따른 우수한 가공성을 확보하면서도, 동시에 우수한 물성도 구현할 수 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 자동차, 항공기, 건축 자재, 풍력 분야 등에서 스틸 제품을 대체하는 재료로서 유용하게 적용될 수 있고, 그에 따라 경량화를 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 리브 형상이나 라운드 형상을 구현하기에 적합하기 때문에, 구체적으로 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 자동차 차체의 재료로 사용하기 적합한 소재이다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 단일 방향의 배향성을 갖는 장섬유를 포함함으로써, 동일 함량의 장섬유를 사용하더라도 보다 더 우수한 물성을 확보할 수 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 후술되는 제조 방법에 의해 제조됨으로써 단일 방향의 배향성의 정도가 매우 높일 수 있다.
본 명세서에서 단일 방향이라 함은 특정 장섬유 낱개 하나를 정했을 때, 상기 특정 장섬유와 다른 장섬유가 이루는 각도가 10도 미만, 구체적으로는 5도 미만인 경우를 포함하는 것으로, 육안으로 봤을 때 식별하기 어려운 정도의 오차 범위는 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
특히, 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재에 포함된 장섬유는 고배향성을 가지기 때문에 보다 더 우수한 기계적 물성을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재에서, 단일 방향의 배향성을 갖는 장섬유가 전체 장섬유 중 약 70 내지 약 100 중량%를 차지할 수 있다. 이와 같이 고배향성의 장섬유를 포함하는 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 보다 더 기계적 물성을 모두 우수하게 구현할 수 있다. 이러한 고함량의 장섬유를 포함하는 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 후술되는 제조 방법에 의해서 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재에서, 단일 방향의 배향성을 갖는 장섬유가 전체 장섬유 중 약 80 내지 약 100 중량%를 차지할 수 있고, 이는 후술되는 제조 방법에 의해서 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 모식적인 평면도이다. 도 1에서 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트(10)는 단일 방향으로의 배향성이 높은 장섬유(2)를 포함한다.
도 2는 이해를 돕기 위하여 배향성이 낮게 분산된 장섬유(2')를 포함하는 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트(10")에 대한 모식적인 평면도로 나타낸 것이다.
상기 장섬유의 길이는 약 1mm 내지 약 100mm일 수 있다. 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재가 상기 범위 수준의 길이를 갖는 장섬유를 포함하는 경우, 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 가공성 및 물성을 모두 우수하게 구현할 수 있다.
상기 연속섬유는 장섬유보다 훨씬 긴 길이를 갖는 섬유를 의미하는 것으로, 구체적으로, 본 명세서에서는 상기 장섬유의 2배 이상 길이를 갖는 것을 연속섬유로 정의한다.
상기 장섬유의 평균 직경은 약 5㎛ 내지 약 20㎛일 수 있고, 구체적으로, 약 10㎛ 내지 약 20㎛일 수 있다. 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재가 상기 범위 수준의 길이를 갖는 장섬유를 포함하는 경우, 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 가공성 및 물성을 모두 우수하게 구현할 수 있다.
상기 장섬유의 함량은 전체 장섬유 보강 플라스틱 복합재 중 약 40 내지 약 75 중량%, 구체적으로 약 60 내지 70 중량%로 포함할 수 있다. 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재가 상기 범위 수준의 함량으로 장섬유를 포함하는 경우, 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 가공성 및 물성을 모두 우수하게 구현할 수 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 일정한 배향성을 갖도록 장섬유를 배치함으로써 복합재가 고함량으로 장섬유를 포함하게 할 수 있다. 이와 같이 장섬유 함량 자체를 고함량으로 포함하게 하여 복합재의 기계적 물성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 장섬유는, 예를 들어, 유리 섬유, 탄소 섬유, 바잘트 섬유, 아라미드 섬유, 천연섬유 등 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않으며, 열가소성 플라스틱의 보강재로 사용될 수 있는 장섬유의 재료가 제한없이 사용될 수 있다.
상기 열가소성 플라스틱 수지는, 예를 들어, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA), 폴리아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리카보네이트(PC)-ABS 얼로이 수지 등 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 두께 약 0.2mm 내지 약 10mm의 시트로 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 열가소성 플라스틱 수지 및 단일 방향으로 배향성을 갖도록 분산된 연속섬유를 포함하는 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트를 제조하는 단계; 및 상기 단일 방향의 배향성을 갖는 연속 섬유에 충격을 외부로부터 가하여 상기 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트 내에서 상기 연속 섬유를 절단하여 장섬유를 형성하는 단계;를 포함하는 제조 방법에 의해 형성되고, 상기 장섬유 총 함량 중 상기 단일 방향으로 배향된 장섬유의 함량이 70 내지 100 중량%인 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법을 제공한다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법에 의해서 전술한 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트를 제조할 수 있다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법은 연속섬유가 열가소성 플라스틱 수지 중 단일 방향으로 배향되어 형성된 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트 (UD 시트, Unidirectional Sheet)를 먼저 제조한 다음, 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트 (UD 시트) 내의 연속섬유를 충격에 의해 절단하는 단계를 수행하여 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트를 제조하는 방법이다.
단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트 (UD 시트, Unidirectional Sheet)는 상업적으로 입수 가능하다.
상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트를 제조하는 방법에 의하여, 연속 섬유가 배향된 방향 그대로 절단되어 장섬유가 형성되기 때문에, 장섬유는 고도의 단일 방향의 배향성을 유지할 수 있게 된다. 구체적으로, 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트를 제조하는 방법에 의하여, 단일 방향의 배향성을 갖는 장섬유를 전체 장섬유 함량 중 약 70 내지 약 100 중량%를 차지하도록 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 제조할 수 있다.
즉, 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법은 먼저 배향된 연속 섬유를 그대로 절단하여 장섬유의 배향성을 확보하는 방법으로서, 기존에 장섬유의 배향성을 확보하기 위하여 전단 유도 배향 등의 특정 가공 방법을 사용하는 방법에 비하여 고도의 배향성을 구현할 수 있다.
고도의 배향성을 갖도록 분산된 장섬유를 포함하는 상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트는 전술한 바와 같이 기계적 강도 등에 관하여 보다 우수한 물성을 구현할 수 있다.
도 3은 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트에 선충격을 가하여 장섬유를 형성하는 단계의 일례를 모식도로 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법에서, 압출 성형되어 압출기로부터 배출되어 일정 방향 (도 3에서 시트 진행 방향으로 표시됨)으로 이동하는 연속섬유 보강 플라스틱 시트(10')에 대하여, 상기 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트(10')가 이동하는 방향에 직각인 폭 방향으로 선형의 충격을 가할 수 있는 선충격부(5)를 구비한 장치(전체 미도시)를 이용하여 선형의 충격을 가할 수 있다. 선충격부(5)에 의해 가해진 충격에 의해 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트(10') 내부의 연속 섬유(1)가 장섬유(2)로 절단된다.
연속섬유 보강 플라스틱 시트(10')는 선충격부(5)에 도달한 이후 장섬유(3)를 형성하게 되면 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트(10)를 형성하고, 이어서 적당한 길이가 되도록 절단하여 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제품으로 사용할 수 있다.
상기 선충격부(5)는 상부 위치와 하부 위치를 왕복하는 상하 운동을 할 수 있고, 하부 위치에 올 때 상기 연속섬유 보강 플라스틱 시트(10')에 선충격부 형상에 따른 선형으로 충격을 가하게 된다. 상기 선충격부(5)의 상하 운동의 시간을 조절함으로써, 연속 섬유(1)가 절단되어 형성되는 장섬유(2)의 길이를 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 선충격부(5)의 상하 운동의 속도를 일정하게 하여 일정한 길이를 갖는 장섬유(2)를 형성할 수 있다.
일정한 길이의 장섬유(2)를 고도의 단일 방향의 배향성을 갖도록 제조된 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 보다 더 우수한 물성을 구현할 수 있게 된다.
상기 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트(10')는 공지된 방법으로 제조될 수 있고, 그 제조 방법이 제한되지 않으며, 예를 들어, LFT-D (Long Fiber Thermoplastic- Directing) 공법에 의해 제조할 수 있다.
상기 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트(10')를 제조하기 위해, 먼저, 1차 압출기에서 펠렛 타입의 열가소성 수지 및 첨가제가 혼합되어 2차 압출기로 이송되고, 2차 압출기에서는 보강재인 연속 섬유가 투입되어 압출되어 스트랜드(strand) 타입의 중간재가 만들어지고, 상기 중간재를 프레스로 성형하여 원하는 구조 및 형상으로 상기 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트(10')를 제조할 수 있다.
상기 방법에 따라 제조된 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트 중 장섬유는 제조 공정 중 압출기로부터 배출되는 연속섬유 보강 플라스틱 시트가 이동하는 방향과 이루는 각도가 10도 이하, 구체적으로는 5도 이하로 배향성을 가질 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
실시예 1
평균 직경은 17㎛인 유리섬유 (SE4121, OCV 제조) 70 중량부 및 폴리프로필렌 30 중량부를 함유하는 3mm 두께의 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트를 준비하였다. 도 3에 나타난 바와 같이 선충격부를 설치하여 일정한 속도로 상하 운동하여 상기 연속섬유 보강 플라스틱 시트에 선충격을 가하였다. 평균 100 mm 길이의 장섬유가 일정하게 배향된 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트를 제조하였다.
비교예 1
특별히 배향성을 고려하지 않고, 평균 직경은 17㎛, 평균 길이 50mm인 유리섬유(SE4121, OCV 제조) 40 중량부 및 폴리프로필렌 60 중량부를 함유하는 3 mm 두께의 장섬유 보강 플라스틱 시트를 LFT-D 공법에 의해 제조하였다.
비교예 2
특별히 배향성을 고려하지 않고, 평균 직경은 17㎛, 평균 길이 50mm인 유리섬유(SE4121, OCV 제조) 70 중량부 및 폴리프로필렌 30 중량부를 함유하는 3 mm 두께의 장섬유 보강 플라스틱 시트를 LFT-D 공법에 의해 제조하였다.
평가
실험예 1
실시예 1 및 비교예 1-2에서 제조된 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트에 대하여, 비중, 인장 강도, 인장 모듈러스, 굴곡 강도, 굴곡 모듈러스, 노치 아이조드 (Notched Izod Impact Strength)를 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
또한, 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 단면을 광학현미경으로 촬영한 이미지를 분석하여 배향도를 평가하였다. 이미지 중 육안으로 평가하여 전체 장섬유 개수 중 평행한 장섬유 개수의 % 함량을 계산하여 하기 표 1에 기재하였다. 평행한 장섬유의 판단은 두 장섬유가 이루는 각도가 약 5도 이내의 것으로 판단하였다.
표 1
구분 실시예 1 비교예 1 비교예 2
비중(ASTM D792) 1.65 1.23 1.65
인장(ASTM D3039) 강도 (MPa) 280 98 729
모듈러스 (GPa) 25 6.5 36
굴곡(ASTM D790) 강도 (MPa) 420 161 535
모듈러스 (GPa) 24 8.0 31
배향성 (%) 95 40 -
상기 표 1의 결과로부터 비교예 1은 장섬유를 사용하여 유동성이 우수하므로 리브(rib)와 같은 굴곡 형상의 성형이 가능하지만 비교예 2의 연속섬유 사용한 경우보다 각 물성치가 모두 낮아서 기계적 강도가 약하다. 이에 반해, 실시예 1의 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트는 장섬유를 사용하여 유동성이 우수하여 리브(rib)와 같은 굴곡 형상의 성형이 가능하면서도, 각 물성치가 모두 우수하여 기계적 강도 역시 우수함을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
<부호의 설명>
1: 연속섬유
2: 장섬유
5: 선충격부
10: 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트
10': 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트

Claims (13)

  1. 열가소성 플라스틱 수지 및 단일 방향의 배향성을 갖도록 분산된 장섬유를 포함하고, 상기 장섬유 총 함량 중 상기 단일 방향으로 배향된 장섬유의 함량이 70 내지 100 중량%인 장섬유 보강 플라스틱 복합재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 열가소성 플라스틱 수지의 기지(matrix)재 및 상기 기지재 내에 분산된 강화재로서의 장섬유를 포함하는
    장섬유 보강 플라스틱 복합재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 장섬유의 길이는 1mm 내지 100mm 인
    장섬유 보강 플라스틱 복합재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장섬유의 평균 직경은 5㎛ 내지 20㎛인
    장섬유 보강 플라스틱 복합재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 장섬유의 함량이 전체 중 40 내지 75 중량%인
    장섬유 보강 플라스틱 복합재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 장섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유, 바잘트 섬유, 아라미드 섬유, 천연섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    장섬유 보강 플라스틱 복합재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 플라스틱 수지는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드(PA), 폴리아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리카보네이트(PC)-ABS 얼로이 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    장섬유 보강 플라스틱 복합재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 장섬유 보강 플라스틱 복합재는 두께 0.2mm 내지 10mm의 시트인
    장섬유 보강 플라스틱 복합재.
  9. 열가소성 플라스틱 수지 및 단일 방향으로 배향성을 갖도록 분산된 연속섬유를 포함하는 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트를 제조하는 단계; 및
    상기 단일 방향의 배향성을 갖는 연속 섬유에 충격을 외부로부터 가하여 상기 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트 내에서 상기 연속 섬유를 절단하여 장섬유를 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 장섬유 총 함량 중 상기 단일 방향으로 배향된 장섬유의 함량이 70 내지 100 중량%인 장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    압출 성형되어 압출기로부터 배출되어 일정 방향으로 이동하는 연속섬유 보강 플라스틱 시트에 대하여, 상기 연속섬유 보강 플라스틱 시트가 이동하는 방향에 직각인 폭 방향으로 선형의 충격을 가할 수 있는 선충격부를 구비한 장치를 이용하여 선형의 충격을 가하는
    장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 선충격부가 상부 위치와 하부 위치를 왕복하는 상하 운동을 하고, 상기 하부 위치에 올 때 상기 연속섬유 보강 플라스틱 시트에 선형의 충격을 가하고, 상기 상하 운동의 시간을 조절하여 상기 연속 섬유가 절단되어 형성되는 상기 장섬유의 길이를 조절하는
    장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 선충격부의 상하 운동의 속도를 일정하게 하여 일정한 길이를 갖는 장섬유를 형성하는
    장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 단일방향 연속섬유 보강 플라스틱 시트를 제조하는 단계는 LFT-D (Long Fiber Thermoplastic- Directing) 공법에 의해 수행되는
    장섬유 보강 플라스틱 복합재 시트의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11161950B2 (en) * 2016-12-20 2021-11-02 Sika Technology Ag Article of thermosetting epoxy resin composition and carbon fibre fabric, and reinforced structural component made therewith

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102253104B1 (ko) * 2017-05-19 2021-05-14 (주)엘지하우시스 섬유강화 복합재 및 그 제조 방법
US10618210B2 (en) 2018-05-30 2020-04-14 Corning Incorporated High capacity print station, method of making a polymer composite part, and polymer composite part
US20190366627A1 (en) * 2018-05-30 2019-12-05 Corning Incorporated High capacity print station, method of making a polymer composite part, and polymer composite part
CN108864664B (zh) * 2018-06-08 2020-05-05 黑龙江鑫达企业集团有限公司 一种长纤维增强热塑性复合材料及其制备方法
WO2020060341A1 (ko) * 2018-09-20 2020-03-26 주식회사 엘지하우시스 전기자동차용 배터리 케이스
CN111875878A (zh) * 2020-06-28 2020-11-03 浙江飞碟汽车制造有限公司 一种长玻璃纤维增强pp材料及其制备方法
KR102470872B1 (ko) * 2021-04-08 2022-11-25 금오공과대학교 산학협력단 탄소섬유/abs 복합재료 및 이의 제조방법
CN114045043B (zh) * 2021-11-30 2022-11-04 浙江远景体育用品股份有限公司 一种高抗冲木塑头盔复合材料及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0692508B2 (ja) * 1991-04-26 1994-11-16 チッソ株式会社 長繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物
JP2005290195A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Asahi Fiber Glass Co Ltd 長繊維強化樹脂成形材料およびその製造方法
JP2006083355A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Sekisui Chem Co Ltd 繊維強化樹脂構造物、並びに、まくら木
JP2009537691A (ja) * 2006-05-22 2009-10-29 アドバンスト コンポジッツ グループ リミテッド 成形材料
KR20140050582A (ko) * 2011-02-23 2014-04-29 도레이 카부시키가이샤 섬유 강화 복합 재료

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4990207A (en) * 1987-04-02 1991-02-05 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Process for preparing fiber-reinforced thermoplastic molded articles
GB9413417D0 (en) * 1994-07-04 1994-08-24 Ford Roger A Improved composite materials and method for making them
EP2067592B1 (en) * 2006-09-28 2020-07-15 Toray Industries, Inc. Process for producing composite prepreg base, layered base, and fiber-reinforced plastic
ES2901199T3 (es) * 2007-02-02 2022-03-21 Toray Industries Material de base preimpregnado, material de base laminado y plástico reforzado con fibra
CN105492510B (zh) * 2013-09-10 2019-04-02 三菱化学株式会社 热塑性预浸料和层叠体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0692508B2 (ja) * 1991-04-26 1994-11-16 チッソ株式会社 長繊維強化ポリオレフィン樹脂組成物
JP2005290195A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Asahi Fiber Glass Co Ltd 長繊維強化樹脂成形材料およびその製造方法
JP2006083355A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Sekisui Chem Co Ltd 繊維強化樹脂構造物、並びに、まくら木
JP2009537691A (ja) * 2006-05-22 2009-10-29 アドバンスト コンポジッツ グループ リミテッド 成形材料
KR20140050582A (ko) * 2011-02-23 2014-04-29 도레이 카부시키가이샤 섬유 강화 복합 재료

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3144343A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11161950B2 (en) * 2016-12-20 2021-11-02 Sika Technology Ag Article of thermosetting epoxy resin composition and carbon fibre fabric, and reinforced structural component made therewith

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