WO2017135575A1 - 프리프레그 제조 장치 및 이를 이용한 프리프레그 제조 방법 - Google Patents

프리프레그 제조 장치 및 이를 이용한 프리프레그 제조 방법 Download PDF

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WO2017135575A1
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WO
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impregnation
flow path
prepreg manufacturing
box
resin
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PCT/KR2016/015309
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문영이
박종성
송강현
이희정
김희준
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(주)엘지하우시스
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/122—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2309/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2303/00 - B29K2307/00, as reinforcement
    • B29K2309/08—Glass

Definitions

  • the present invention relates to a prepreg manufacturing apparatus and a prepreg manufacturing method using the same.
  • the fiber-reinforced composite material refers to a material consisting of a combination of at least two or more materials, as a representative example of a material having a structure in which a reinforcing material such as glass and carbon fiber is impregnated into the base material of the resin (for example, polymer resin, etc.) Say.
  • Continuous fiber-reinforced composite material refers to a composite material produced by continuously impregnating the reinforcing fibers in the base material, unlike conventional short fiber reinforced composite material or long fiber reinforced composite material.
  • the continuous fiber reinforced composite material has a high ratio of reinforcing material can be injected compared to the existing short fiber reinforced composite material or long fiber reinforced composite material to secure a high level of mechanical properties compared to the existing There is this.
  • the continuous fiber-reinforced composite material is manufactured in a woven or laminated manner, wherein the laminated continuous fiber-reinforced composite material is laminated by laminating one-way reinforced continuous fiber prepreg in various directions such as 0 to 90 degrees.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a conventional general prepreg manufacturing apparatus.
  • the prepreg manufacturing apparatus 10 is formed in a box shape.
  • the reinforcing fibers (Fiber) is introduced through the inlet 30 provided on one side of the mold 11, the reinforcing fibers flows out through the outlet 40 provided on the other side of the mold (11).
  • the reinforcing fiber is moved from one side of the mold 11 to the other side through a plurality of pin members 13 installed in the mold 11, in this process the resin filled in the mold 11 is reinforced fiber It is impregnated with the surface of.
  • the present invention provides a prepreg manufacturing apparatus for improving the resin impregnation rate in fibers, reducing surface color defects and improving surface uniformity by simultaneously providing a first impregnation portion in a flow path form and a second impregnation portion in a box form in a single impregnation mold. To provide.
  • Another object of the present invention is to provide a prepreg manufacturing method using a prepreg manufacturing apparatus having a first impregnation portion in the form of a flow path and a second impregnation portion in the form of a box in a single impregnation mold.
  • the flow path impregnating portion for impregnating the resin in the reinforcing fibers conveyed along the flow path; And a box-type impregnating portion for impregnating a resin in the reinforcing fibers conveyed through the box-type space through the flow path-type impregnation.
  • the flow path impregnation and the box impregnation may be integrally formed in a single mold.
  • the flow path may be formed in a triangular wave shape through the longitudinal cross section of the flow path impregnation.
  • the flow passage preferably has a constant cross-sectional flow area through its entire length.
  • box-shaped space may be provided with a plurality of pin members for transferring the reinforcing fibers passed through the flow path impregnation.
  • the plurality of pin members may be configured to rotate by alternately contacting the upper and lower surfaces of the reinforcing fiber.
  • the plurality of pin members located on the same height, each may be formed to be spaced apart at a predetermined interval.
  • Prepreg manufacturing method using a prepreg manufacturing apparatus (a) preparing a mold comprising the flow path-type impregnation and the box-type impregnation; (b) first impregnating reinforcing fibers through the flow path impregnation; And (c) secondary impregnation of the primary impregnated reinforcing fiber through the box-shaped impregnation.
  • the amount of the resin applied to the surface of the reinforcing fiber may be equalized by the secondary impregnation of step (c).
  • the first impregnation portion in the form of a flow path and the second impregnation portion in the form of a box may be simultaneously provided in a single impregnation mold to reduce the amount of resin used.
  • the formation of the melt pool can be facilitated, by reducing the amount of residual resin to improve the surface color of the prepreg, there is an advantage that can improve the resin impregnation rate.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram briefly illustrating a conventional general prepreg manufacturing apparatus.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram briefly showing a prepreg manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flow chart briefly illustrating a method for manufacturing a prepreg according to an embodiment of the present invention.
  • Fiber-reinforced composite material refers to a material consisting of a combination of at least two materials, as a representative example refers to a material consisting of a structure in which reinforcing materials such as glass, carbon fiber, etc. are impregnated into the base material of the resin (eg, polymer resin, etc.).
  • the resin eg, polymer resin, etc.
  • the continuous fiber-reinforced composite material refers to a composite material produced by continuously impregnating the reinforcing fiber in the base material unlike the conventional short fiber reinforced composite material or long fiber reinforced composite material.
  • the continuous fiber-reinforced composite material can ensure a high level of mechanical properties compared to the existing as a high ratio of reinforcing material is injected compared to the conventional short fiber reinforced composite material or long fiber reinforced composite material.
  • the laminated continuous fiber reinforced composite material is laminated by laminating one-way reinforced continuous fiber prepreg (hereinafter referred to as 'prepreg') in various directions such as 0 to 90 degrees. And in the process using a prepreg, the resin impregnation rate in reinforcing fiber in an impregnation die becomes an important requirement.
  • 'prepreg' one-way reinforced continuous fiber prepreg
  • FIG. 2 is a conceptual diagram briefly showing a prepreg manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated prepreg manufacturing apparatus 100 includes a flow path impregnation part 110 and a box impregnation part 120.
  • the prepreg manufacturing apparatus 100 has a flow path impregnation part 110 having a flow path impregnation area inside a single impregnation mold and a box shape impregnation area unlike a conventional structure.
  • the box-shaped impregnation unit 120 may be provided at the same time.
  • the flow path 111 penetrating the corresponding section in the longitudinal direction may be provided inside the flow path impregnation part 110.
  • Reinforcing fibers (Fiber) supplied through the inlet 30 connected to the flow path 111 may be impregnated by the resin (R) filled in the flow path 111 while passing through the flow path (111).
  • the flow path 111 is preferably formed in a triangular wave shape through the longitudinal cross section of the flow path impregnation part 110, but is not limited thereto.
  • the flow path 111 may be formed in a wave shape different from the illustrated shape, and the upper and lower edge regions may be formed in a round shape, and various modifications are possible.
  • the flow path 111 may have a cross-sectional view as shown in FIG. 2.
  • the flow path 111 is preferably made of a constant size cross-sectional area through the entire length. This is for the amount of resin filled through the flow path 111 to equalize through the cross section of the entire section of the flow path 111 is not limited thereto.
  • the amount of the resin used in the flow path-type impregnated part 110 can be significantly reduced compared to the existing one, and the amount of resin remaining in the flow path 111 is reduced to a high level.
  • the color defect of the prepreg generated can be improved.
  • the reinforcing fibers may be impregnated primarily by the resin R filled in the flow path 111 while being transported through the flow path 111 of the flow path impregnation part 110.
  • the reinforcing fibers primarily impregnated through the flow path impregnation part 110 may be impregnated secondaryly while being passed through the box type impregnation part 120.
  • the box-shaped impregnation part 120 may impregnate the resin R in the reinforcing fibers passing through the flow path impregnation part 110 and passing through the box-shaped space 121.
  • the box-shaped space 121 may be connected to the end of the flow path 111, as shown, so that the resin (R) can be filled and accommodated through the inner space except for the inflow and outflow areas of the reinforcing fibers. It may be made of a sealed structure.
  • box-shaped space 121 may be provided with a plurality of pin members 123 installed along the horizontal direction to transfer the reinforcing fibers passing through the flow path impregnation part 110.
  • the plurality of pin members 123 may be located at the same height inside the box-shaped space 121 as shown in FIG. 2.
  • Each of the plurality of pin members 123 may be formed to be spaced one by one with a set interval.
  • the pin members 123 shown in FIG. 2 are shown as three but can be changed to a different number.
  • Some of the plurality of pin members 123 configured as described above are configured to rotate in contact with the upper side of the reinforcing fiber, and others are configured to rotate in contact with the lower side of the reinforcing fiber.
  • the pin member that rotates in contact with the upper surface of the reinforcing fiber and the pin member that rotates in contact with the lower surface are preferably alternately disposed, but are not limited thereto.
  • Prepreg manufacturing apparatus 100 unlike the conventional form, that is, the conventional prepreg manufacturing apparatus 10 shown in Figure 1 is the amount of resin required to form a melt pool (melt pool) Can be greatly reduced.
  • the reinforcing fibers introduced into the flow path 111 is due to the pressure conditions in the flow path and the tension applied to the reinforcing fibers, etc. An improvement in the resin impregnation rate can be expected.
  • FIG. 3 is a flow chart briefly illustrating a method for manufacturing a prepreg according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated prepreg manufacturing method includes a mold preparation step S100, a first impregnation step S200, and a second impregnation step S300.
  • This step is a mold preparation step, and in this step, a mold including the flow path impregnation part and the box impregnation part is prepared.
  • an impregnation die that is, a prepreg manufacturing apparatus having a flow path impregnation part 110 and a box type impregnation part 120 at the same time can be confirmed.
  • This step is a first impregnation step, and means a step of first impregnating a reinforcing fiber with a resin through the flow path impregnation part 110 (see FIG. 2) prepared in the previous step.
  • This step is a secondary impregnation step, in which the step of secondary impregnation of the reinforcing fibers first impregnated in the resin through the flow path impregnation unit 110 (see FIG. 2) in the box-type impregnation unit 120, FIG. Means.
  • the resin impregnated on the surface of the reinforcing fiber may be uniformly applied by the secondary impregnation at this stage, and as a result, the resin impregnation rate may be uniformed and may be improved.
  • the first impregnation portion in the form of a flow path and the second impregnation portion in the form of a box can be simultaneously provided in a single impregnation mold to reduce the amount of resin used.
  • the formation of the melt pool may be facilitated, the amount of residual resin may be reduced, the surface color of the prepreg may be improved, and the resin impregnation rate may be improved.

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Abstract

프리프레그 제조 장치 및 이를 이용한 프리프레그 제조 방법에 관하여 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르는 프리프레그 제조 장치는, 유로를 따라 이송되는 강화 섬유에 수지를 함침하는 유로형 함침부와, 유로형 함침부를 통과하여 박스형 공간을 통해 이송되는 강화 섬유에 수지를 함침하는 박스형 함침부를 포함한다.

Description

프리프레그 제조 장치 및 이를 이용한 프리프레그 제조 방법
본 발명은 프리프레그 제조 장치 및 이를 이용한 프리프레그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 섬유 강화 복합재료는 적어도 두 가지 이상의 재료의 결합으로 이루어진 소재를 말하는데, 대표적인 예로서 유리, 탄소 섬유 등의 강화재가 수지(예: 고분자 resin 등)의 모재에 함침 되어 있는 구조로 이루어진 재료를 말한다.
최근에는, 섬유 강화 복합재료 중에서 연속섬유 강화 복합재료에 대한 관심이 고조되고 있다.
연속섬유 강화 복합재료는 기존의 단섬유 강화 복합재료 또는 장섬유 강화 복합재료와 달리 강화 섬유를 모재에 연속적으로 함침시켜 제작되는 복합재료를 가리킨다.
이러한 제조상의 특징에 따라, 연속섬유 강화 복합재료는 기존의 단섬유 강화 복합재료 또는 장섬유 강화 복합재료에 비해 높은 비율의 강화재가 투입이 가능하여 기존 대비 높은 수준의 기계적 물성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
이러한 연속섬유 강화 복합재료는 직조 또는 적층형 방식으로 제조되는데, 그 중에서 적층형 연속섬유 강화 복합재료는 일 방향 강화 연속섬유 프리프레그를 0 ~90도 등의 다양한 방향으로 적층하여 합지한다.
그런데, 이러한 일 방향 강화 연속섬유 프리프레그를 이용한 공정에 있어서, 함침 금형 내에서 섬유 내 수지 함침률이 중요한 요건이 된다.
도 1은 기존의 일반적인 프리프레그 제조 장치를 간략히 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 기존의 방식에 따른 프리프레그 제조 장치(10)는 박스 형태로 이루어진다.
그리고 박스 형태 금형(11)의 내부 공간을 통해 수지(R)가 채워진다.
한편, 금형(11)의 일 측에 구비된 입구(30)를 통해 강화 섬유(Fiber)는 유입되고, 금형(11)의 타 측에 구비된 출구(40)를 통해 강화 섬유는 유출된다.
이때, 상기 강화 섬유는 금형(11) 내부에 설치된 다수의 핀 부재(13)를 통해 금형(11)의 일 측에서 타 측으로 이동하게 되는데, 이와 같은 과정에서 금형(11) 내에 채워진 수지가 강화 섬유의 표면으로 함침된다.
그런데 이와 같은 기존의 방식에 따르면, 금형 전체가 박스 형태의 구조로 이루어져 있었기에 수지의 사용량이 과다하게 요구되는 문제가 있었다. 또한, 금형 내부에 잔존하는 수지의 증가됨에 따라 프리프레그의 표면 색감이 변색되는 불량 현상이 나타나는 문제가 있었다.
나아가, 프리프레그의 수지 함침률을 단지 다수의 핀 부재에만 의존할 수 밖에 없었기에 우수한 함침 성능을 확보하는데 어려움이 있었다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-1999-0053333호(2001.06.15. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 섬유강화복합재료용 매트릭스 수지조성물, 프리프레그 및 섬유강화복합재료가 개시되어 있다.
본 발명은, 단일의 함침 금형 내에 유로 형태의 제1 함침부와 박스 형태의 제2 함침부를 동시에 구비하여 섬유 내 수지 함침률을 향상시키고, 표면 색 불량은 줄이며 표면 균일도를 향상시키는 프리프레그 제조 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은, 단일의 함침 금형 내에 유로 형태의 제1 함침부와 박스 형태의 제2 함침부를 동시에 구비한 프리프레그 제조 장치를 이용한 프리프레그 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 장치는, 유로를 따라 이송되는 강화 섬유에 수지를 함침하는 유로형 함침부; 및 상기 유로형 함침부를 통과하여 박스형 공간을 통해 이송되는 강화 섬유에 수지를 함침하는 박스형 함침부;를 포함한다.
여기서, 상기 유로형 함침부와 상기 박스형 함침부는 단일의 금형 내에 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 유로는, 상기 유로형 함침부의 길이 방향 단면을 통해 삼각파 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 유로는, 전체 길이를 통해 일정한 크기의 유동 단면적을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 박스형 공간에는, 상기 유로형 함침부를 통과한 강화 섬유를 이송시키는 다수의 핀 부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 다수의 핀 부재는, 상기 강화 섬유의 상부 면과 하부 면을 교대로 접촉하여 회전하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 다수의 핀 부재는, 동일 높이 상에 위치하며, 각각이 설정간격을 두고 이격하여 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르는 프리프레그 제조 장치를 이용하는 프리프레그 제조 방법은, (a) 상기 유로형 함침부와 상기 박스형 함침부를 포함하는 금형을 준비하는 단계; (b) 상기 유로형 함침부를 통해 강화 섬유를 1차 함침하는 단계; 및 (c) 상기 박스형 함침부를 통해 상기 1차 함침된 강화 섬유를 2차 함침하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 (c) 단계의 2차 함침에 의해 강화 섬유 표면에 도포되는 수지의 양이 균일화될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 단일의 함침 금형 내에 유로 형태의 제1 함침부와 박스 형태의 제2 함침부를 동시에 구비하여 기존 대비 수지의 사용량을 줄일 수 있다.
또한, 멜트 풀의 형성이 용이해질 수 있으며, 잔존 수지의 양을 줄여 프리프레그의 표면 색 개선을 도모하고, 수지 함침률을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 굴곡 강도와 굴곡 탄성율이 향상된 프리프레그를 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 기존의 일반적인 프리프레그 제조 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 방법을 간략히 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
섬유 강화 복합재료는 적어도 두 가지 이상의 재료의 결합으로 이루어진 소재를 말하는데, 대표적인 예로서 유리, 탄소 섬유 등의 강화재가 수지(예: 고분자 resin 등)의 모재에 함침 되어 있는 구조로 이루어진 재료를 말한다.
그 중에서 연속섬유 강화 복합재료는 기존의 단섬유 강화 복합재료 또는 장섬유 강화 복합재료와 달리 강화 섬유를 모재에 연속적으로 함침시켜 제작되는 복합재료를 말한다.
특히, 연속섬유 강화 복합재료는 기존의 단섬유 강화 복합재료 또는 장섬유 강화 복합재료에 비해 높은 비율의 강화재가 투입됨에 따라 기존 대비 높은 수준의 기계적 물성을 확보할 수 있다.
예컨대, 적층형 연속섬유 강화 복합재료는 일 방향 강화 연속섬유 프리프레그(이하 '프리프레그'라 함)를 0 ~90도 등의 다양한 방향으로 적층하여 합지한다. 그리고 프리프레그를 이용하는 공정에서는 함침 금형 내에서의 강화 섬유 내 수지 함침률이 중요한 요건이 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 장치를 간략히 도시한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 도시된 프리프레그 제조 장치(100)는 유로형 함침부(110)와 박스형 함침부(120)를 포함한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 장치(100)는 기존의 구조와 달리 단일의 함침 금형 내부에 유로 형태의 함침 영역을 갖는 유로형 함침부(110)와 박스 형태의 함침 영역을 갖는 박스형 함침부(120)를 동시에 구비할 수 있다.
유로형 함침부(110)의 내부에는 해당 구간을 길이 방향으로 관통하는 유로(111)가 구비될 수 있다.
상기 유로(111)와 연결된 입구(30)를 통해 공급된 강화 섬유(Fiber)는 상기 유로(111)를 통과하면서 상기 유로(111) 내에 채워진 수지(R)에 의해 함침될 수 있다.
여기서, 상기 유로(111)는 상기 유로형 함침부(110)의 길이 방향 단면을 통해 삼각파 형상으로 이루어지는 것이 바람직한데, 이에 한정되지 않는다.
따라서, 상기 유로(111)는 도시된 형태와 달리 물결 형상으로 이루어질 수 있으며, 상, 하 모서리 영역이 라운드 진 형태로 이루어질 수 있으며 다양한 변경이 가능하다.
구체적인 예로서, 상기 유로(111)는 도 2에 도시된 바와 같이 W와 같은 단면 모습을 가질 수 있다.
또한, 상기 유로(111)는 전체 길이를 통해 유동 단면적이 일정한 크기로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 상기 유로(111)를 통해 채워진 수지의 양이 유로(111)의 전체 구간의 단면을 통해 동일하게 해주기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다.
이와 같이 구성된 유로(111)의 형태에 따라 상기 유로형 함침부(110)에 사용되는 수지의 사용량은 기존 대비 대폭 줄일 수 있는 장점이 있으며, 상기 유로(111) 내에 잔존하는 수지의 양을 줄여 높은 온도에서 수지가 보관됨에 따라 발생되는 프리프레그의 색감 불량 현상을 개선할 수 있다.
이처럼, 상기 유로형 함침부(110)의 유로(111)를 경유하여 이송되면서 강화 섬유는 상기 유로(111)에 채워진 수지(R)에 의해 1차적으로 함침될 수 있다.
이어서, 상기 유로형 함침부(110)를 통해 1차적으로 함침된 강화 섬유는 박스형 함침부(120)를 통과하도록 이송되면서 2차적으로 함침될 수 있다.
상기 박스형 함침부(120)는 상기 유로형 함침부(110)를 통과하여 박스형 공간(121)을 통과하는 강화 섬유에 수지(R)를 함침시킬 수 있다.
상기 박스형 공간(121)은 도시된 바와 같이 상기 유로(111)의 말단과 연결될 수 있으며, 강화 섬유의 유입 및 유출되는 영역을 제외하고는 내부 공간을 통해 수지(R)를 가득 채워 수용할 수 있도록 밀폐된 구조로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 박스형 공간(121)에는 상기 유로형 함침부(110)를 통과한 강화 섬유를 이송시키도록 수평 방향을 따라 설치되는 다수의 핀 부재(123)가 구비될 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 다수의 핀 부재(123)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 박스형 공간(121) 내부에서 동일 높이상에 위치할 수 있다.
그리고 다수의 핀 부재(123) 각각은 설정간격을 두고 하나씩 이격하여 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 핀 부재(123)는 3개로 나타나 있으나 이와 다른 개수로 변경 가능하다.
이와 같이 구성된 다수의 핀 부재(123) 중 일부는 강화 섬유의 상부 면에 접촉하여 회전하도록 구성되며, 나머지 일부는 강화 섬유의 하부 면에 접촉하여 회전하도록 구성된다.
바람직하게는 강화 섬유의 상부 면에 접촉하여 회전하는 핀 부재와 하부 면에 접촉하여 회전하는 핀 부재는 서로 교대로 배치되는 것이 좋은데, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 장치(100)는 기존의 형태, 즉 도 1에 도시된 종래의 프리프레그 제조 장치(10)와 달리 멜트 풀(melt pool)의 형성에 필요한 수지의 사용량이 대폭 줄어들 수 있다.
그리고 금형 내부에 수지가 잔존하는 경우가 줄어들게 되므로 변색된 수지로 인한 프리프레그 표면의 색 불량 현상을 개선할 수 있다.
그리고 폭이 좁은 유로(111) 내부에서 수지가 멜트 풀(melt pool)을 형성하게 되므로, 유로(111)의 내부로 유입된 강화 섬유는 유로 내부에서의 압력 조건 및 강화 섬유에 인가되는 장력 등에 의해 수지 함침률의 향상을 기대할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조 방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 도시된 프리프레그 제조 방법은, 금형 준비 단계(S100), 1차 함침 단계(S200), 그리고 2차 함침 단계(S300)를 포함한다.
금형 준비 단계(S100)
본 단계는 금형 준비 단계로서, 이 단계에서는 전술된 유로형 함침부와 박스형 함침부를 포함하는 금형을 준비한다.
도 2를 참조하면, 유로형 함침부(110)와 박스형 함침부(120)를 동시에 구비하는 함침 금형, 즉 프리프레그 제조 장치의 개략적인 형상을 확인할 수 있다.
1차 함침 단계(S200)
본 단계는 1차 함침 단계로서, 이전 단계에서 준비된 유로형 함침부(110, 도 2 참조)를 통해 강화 섬유를 수지로 1차 함침하는 단계를 의미한다.
2차 함침 단계(S300))
본 단계는 2차 함침 단계로서, 이전 단계에서 유로형 함침부(110, 도 2 참조)를 통해 수지에 1차 함침된 강화 섬유를 박스형 함침부(120), 도 2)에서 2차 함침하는 단계를 의미한다.
이 단계에서의 2차 함침에 의해 강화 섬유 표면에 함침된 수지가 균일하게 도포될 수 있으며, 결과적으로 수지 함침률이 균일화되어 향상되는 효과를 가져올 수 있다.
한편, 전술한 프리프레그 제조 방법에 따라 제조된 프리프레그(이하, 실시예)는 도 1에 도시된 기존의 제조 장치를 이용하여 제조된 프리프레그(이하, 비교예)에 비해 동일 조건 하에서 굴곡 강도 및 굴곡 탄성율이 향상된 것을 [표 1]을 통해 확인할 수 있었다.
[표 1]
Figure PCTKR2016015309-appb-I000001
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 단일의 함침 금형 내에 유로 형태의 제1 함침부와 박스 형태의 제2 함침부를 동시에 구비하여 기존 대비 수지의 사용량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 멜트 풀의 형성이 용이해질 수 있으며, 잔존 수지의 양을 줄여 프리프레그의 표면 색 개선을 도모하고, 수지 함침률을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (9)

  1. 유로를 따라 이송되는 강화 섬유에 수지를 함침하는 유로형 함침부; 및
    상기 유로형 함침부를 통과하여 박스형 공간을 통해 이송되는 강화 섬유에 수지를 함침하는 박스형 함침부;를 포함하는
    프리프레그 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로형 함침부와 상기 박스형 함침부는,
    단일의 금형 내에 일체로 형성되는
    프리프레그 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유로는,
    상기 유로형 함침부의 길이 방향 단면을 통해 삼각파 형상으로 이루어지는
    프리프레그 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유로는,
    전체 길이를 통해 일정한 크기의 유동 단면적을 갖는
    프리프레그 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 박스형 공간에는,
    상기 유로형 함침부를 통과한 강화 섬유를 이송시키는 다수의 핀 부재가 구비되는
    프리프레그 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다수의 핀 부재는,
    상기 강화 섬유의 상부 면과 하부 면을 교대로 접촉하여 회전하는
    프리프레그 제조 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 다수의 핀 부재는
    동일 높이 상에 위치하며, 각각이 설정간격을 두고 이격하여 형성되는
    프리프레그 제조 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 프리프레그 제조 장치를 이용하는 프리프레그 제조 방법에 있어서,
    (a) 상기 유로형 함침부와 상기 박스형 함침부를 포함하는 금형을 준비하는 단계;
    (b) 상기 유로형 함침부를 통해 강화 섬유를 1차 함침하는 단계; 및
    (c) 상기 박스형 함침부를 통해 상기 1차 함침된 강화 섬유를 2차 함침하는 단계;를 포함하는
    프리프레그 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 2차 함침에 의해 강화 섬유 표면에 도포되는 수지의 양이 균일화되는
    프리프레그 제조 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220184901A1 (en) * 2019-03-26 2022-06-16 Covestro Intellectual Property Gmbh & Co. Kg Method for preparing a pultruded polyurethane composite
KR102352720B1 (ko) * 2020-10-29 2022-01-17 김진형 보강섬유 함침장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000061939A (ja) * 1998-08-20 2000-02-29 Hitachi Chem Co Ltd 樹脂ワニス含浸方法、プリプレグの製造方法及び樹脂含浸装置
JP2012016857A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Toray Ind Inc シート状プリプレグの製造方法および装置
KR20130091255A (ko) * 2010-06-30 2013-08-16 도레이 카부시키가이샤 시트상 프리프레그의 제조 방법 및 장치
KR20140020459A (ko) * 2012-08-08 2014-02-19 동우 화인켐 주식회사 열가소성 프리프레그의 제조방법 및 이에 의해 제조된 열가소성 프리프레그
JP2014058136A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Sumitomo Bakelite Co Ltd プリプレグの製造方法およびプリプレグの製造装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61150958A (ja) 1984-12-24 1986-07-09 Yasushi Hamada 紙送りロ−ラ
KR100607290B1 (ko) 1999-11-27 2006-07-28 에스케이케미칼주식회사 섬유강화복합재료용 매트릭스 수지조성물, 프리프레그 및섬유강화복합재료
CN101547774A (zh) * 2006-11-15 2009-09-30 住友电木株式会社 预浸料的制造方法以及预浸料
JP5225260B2 (ja) * 2009-12-22 2013-07-03 株式会社神戸製鋼所 長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法
WO2011163365A2 (en) * 2010-06-22 2011-12-29 Ticona Llc Thermoplastic prepreg containing continuous and long fibers
WO2012149122A1 (en) 2011-04-29 2012-11-01 Ticona Llc Impregnation section with rollers and method for impregnating fiber rovings
JP5774465B2 (ja) * 2011-12-27 2015-09-09 フクビ化学工業株式会社 繊維強化プラスチック製テープの製造方法およびそれに用いる製造装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000061939A (ja) * 1998-08-20 2000-02-29 Hitachi Chem Co Ltd 樹脂ワニス含浸方法、プリプレグの製造方法及び樹脂含浸装置
KR20130091255A (ko) * 2010-06-30 2013-08-16 도레이 카부시키가이샤 시트상 프리프레그의 제조 방법 및 장치
JP2012016857A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Toray Ind Inc シート状プリプレグの製造方法および装置
KR20140020459A (ko) * 2012-08-08 2014-02-19 동우 화인켐 주식회사 열가소성 프리프레그의 제조방법 및 이에 의해 제조된 열가소성 프리프레그
JP2014058136A (ja) * 2012-09-19 2014-04-03 Sumitomo Bakelite Co Ltd プリプレグの製造方法およびプリプレグの製造装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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