KR101396818B1 - Thin type thermoplastics complex materials with reinforced insulation surface of substrates - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단열 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이, 또는 상부 스킨층과 하부 스킨층 중 어느 하나에 적층된 1.5mm 이하의 박막형 중간층을 갖되, 상기 중간층은 섬유상의 보강재가 단일방향으로 연속적으로 배열된 상태에서 열가소성 수지로 함침된 연속섬유가 0°/90°로 교차 적층되어 이루어지며, 상기 상부 스킨층 또는 하부 스킨층 중 어느 하나에는 단열성능을 갖는 표면기재층이 라미네이트되어 이루어진 것을 특징으로 하는 단열 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재를 제공한다.
본 발명에 따르면, 박판형 열가소성 복합소재의 성형성, 가공성이 우수하여 자동차 내,외장용 부품 제조에 적당하고, 중량을 획기적으로 절감시켜 자동차의 연비를 향상시키는 이점을 얻을 수 있다.The present invention relates to a heat-insulating surface-reinforced thin plate type thermoplastic composite material and a method of manufacturing the same, and has a thin film-type intermediate layer laminated on either the upper skin layer or the lower skin layer or the upper skin layer or the lower skin layer , The intermediate layer is formed by cross-laminating continuous fibers impregnated with a thermoplastic resin at 0 ° / 90 ° in a state where fibrous reinforcement materials are continuously arranged in a single direction, and one of the upper and lower skin layers Wherein the thermoplastic composite material is laminated with a surface-bearing layer having a high heat resistance and a high heat resistance.
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the thin plate-type thermoplastic composite material is excellent in moldability and workability, which is suitable for manufacturing parts for automobiles and exterior parts, and can remarkably reduce the weight, thereby improving the fuel efficiency of automobiles.
Description
본 발명은 단열 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성형성이 우수하고 강도 및 표면 단열성이 향상된 박판형 열가소성 복합소재에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a thin plate type thermoplastic composite material having excellent moldability and improved strength and surface heat insulation property.
중량은 줄이면서 강도는 향상시킨 유리섬유 강화 열가소성수지, 통상 열가소성 복합소재라고 불리우는 소재들이 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 특히 자동차 내,외장용 부품과 관련하여 활발하게 응용되고 있다.Fiberglass-reinforced thermoplastic resins, which are generally reduced in weight and strength, have been used in a variety of fields, particularly in thermoplastic composites, and have been actively used in automotive and exterior parts.
이러한 열가소성 복합소재는 여러 개의 층들이 교차 적층된 구조를 갖추도록 함으로써 강도와 충격 물성을 향상시키고 있다.Such a thermoplastic composite material improves the strength and impact properties by allowing a plurality of layers to have a cross-laminated structure.
예컨대, 스킨층을 제외한 중간층의 두께가 1.5mm 이하를 갖는 박판형 복합소재는 중량 절감 등의 효과로 인해 자동차 내,외장용 부품으로서 효용성이 매우 크다.For example, a thin plate-like composite material having an intermediate layer thickness of 1.5 mm or less except for the skin layer is very useful as an automobile interior and exterior parts due to the effect of weight reduction and the like.
그러나, 박판형 복합소재의 경우, 얇은 두께 및 높은 보강재 함량으로 인해 오븐 가열 후 열손실이 빠르게 발생하여 제품으로의 성형가공이 어려우며, 특히 성형 후에도 제품 굴곡 부위에서 찢어짐 발생 또는 유리섬유 배열이 흐트러져 물성이 불균일하게 되는 단점이 있어 박판형 복합소재 단독으로 성형하기에는 많은 어려움이 있어 왔다.However, in the case of the thin plate composite material, due to the thin thickness and the high stiffener content, the heat loss after the oven heating is rapidly generated, which makes it difficult to form the product into the product. Especially, the product is torn at the bent portion of the product, There is a disadvantage in that it is uneven, and it has been difficult to form the thin composite material alone.
따라서, 자동차용 부품의 경우 기존 성형소재에 강도 향상을 목적으로 부분적으로 보강 적층하는 방법으로 사용되고 있는 실정이다.Therefore, in the case of automobile parts, it has been used as a method of partially reinforcing lamination for the purpose of improving strength in existing molding materials.
예를 들면, 상기 박판형 복합소재를 프리포밍한 후 금형 내부에 인서트한 후에, 사출 성형하는 방법으로 범퍼빔, 시트백 등에 일부 적용되고 있다.For example, the thin plate-like composite material is preformed, inserted into a mold, and then injection-molded, and is partially applied to a bumper beam, a seat back, and the like.
그러나, 단일소재로 자동차 외장용 부품인 언더바디 및 내장용 부품인 리어 패키지 트레이(Rear Package Tray), 파슬 셀프(Parcel Shelf), 스페어 타이어 휠 커버(SpareTire Wheel Cover) 등에 적용된 사례는 찾아보기 힘들다.However, it is difficult to find examples of applications such as a rear package tray (Rear Package Tray), a parcel shelf, and a SpareTire Wheel Cover, which are parts for undercarriage and interior parts of a single material.
한편, 자동차 외장용 부품 중 언더바디에 주로 사용되는 소재로는 내충격 PP시트, GMT(Glass fiber Mat Thermoplastics), 습식법 또는 건식법에 의해 제조된 저비중 유리섬유 복합재가 있다.On the other hand, materials mainly used for underbody of automotive exterior parts include impact resistant PP sheet, glass fiber mat thermoplastics (GMT), and low specific gravity glass fiber composite manufactured by wet method or dry method.
이 중에서, PP시트는 타소재 대비 충격강도가 취약하여 널리 적용되지 못하고 있고, 현재 국내에서는 수지의 흐름성을 향상시킨 GMT를 주로 사용하고 있다.Among them, PP sheet is not widely applied due to its weak impact strength compared to other materials, and currently, GMT, which improves the flow of resin, is mainly used in Korea.
그러나, 성형시 흐름성의 제약으로 제품 두께 1.8mm 이하로 성형하기에는 어려움이 있어 중량 절감의 한계가 있다.However, it is difficult to form the product to a thickness of 1.8 mm or less due to the limitation of the flowability at the time of molding, and there is a limit in weight reduction.
또한, 플로우 몰딩(Flow Molding)의 특성상, 제품의 사이드 부위에는 유리섬유 함량이 적고, 단섬유의 분포도가 높아 충격강도가 약한 단점을 가지고있다.In addition, due to the characteristics of flow molding, there is a disadvantage that the glass fiber content is small at the side portion of the product and the impact strength is low due to high distribution of the staple fibers.
마지막으로, 해외에서는 GMT 소재 보다 가볍고, 흡음 성능이 우수한 저비중 복합소재가 사용되고 있는 추세이나, 이 소재 또한 충격강도가 취약한 문제가 있어물성 개선이 필요한 실정이다.Finally, in overseas, a low specific gravity composite material that is lighter than the GMT material and has excellent sound absorption performance is used, but the material also needs to be improved in physical properties because of its weak impact strength.
그리고, 자동차 내장용 부품 중 리어 패키지 트레이(Rear Package Tray), 파슬 셀프(Parcel Shelf), 스페어 타이어 휠 커버(SpareTire Wheel Cover) 등에 주로 사용되는 소재로는 우드스탁, 레진펠트, 습식법 또는 건식법에 의해 제조된 저비중 유리섬유 복합재가 있다.Among the parts for automobile interior parts, materials mainly used for Rear Package Tray, Parcel Shelf and SpareTire Wheel Cover include woodstock, resin felt, wet method or dry method There is a low specific gravity glass fiber composite produced.
이 중에서, 우드스탁과 레진펠트는 충격강도가 취약하며, 제품 냄새문제, 습기나 열 등의 외부 환경에 취약하다는 단점을 가지고 있다.Of these, woodstock and resin felts are weak in impact strength, and are vulnerable to external environmental problems such as product odor problems, moisture and heat.
특히, 냄새 문제로 인해 내장용 부품으로 적용하기에는 한계가 있어 사용이 감소되고 있는 추세이다.Especially, because of odor problem, it is limited to be applied to interior parts, and usage is decreasing.
때문에, 해외에서는 저비중 복합소재가 널리 사용되고 있으나, 제품두께가 5mm 이상이어서 실내 공간 확보에 있어 매우 불리하고 중량도 증대되는 단점을 가진다.Therefore, although a low specific gravity composite material is widely used in abroad, the thickness of the product is 5 mm or more, which is disadvantageous in securing the indoor space and the weight is increased.
이를 종합적으로 정리하면 표 1과 같다.Table 1 summarizes these.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로, 연속 섬유의 교차 적층을 통한 강도 및 강성의 향상, 치수 안정성을 보장하는 박판형 열가소성 복합소재를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and provides a laminated thermoplastic composite material which is improved in strength and rigidity and dimensional stability through cross-lamination of continuous fibers. .
또한, 본 발명은 소재의 상,하단면에 단열소재를 적용하여 열손실 방지와 이형의 용이성, 표면 마감 처리, 굴곡 부위의 보강재 균일성 향상을 통해 생산성을 향상시키는 박판형 열가소성 복합소재를 제공함에 그 다른 목적이 있다.Further, the present invention provides a thin plate type thermoplastic composite material which improves productivity by applying a heat insulating material to the upper and lower surfaces of a material by preventing heat loss, facilitating release, surface finishing, and improving the uniformity of a stiffener at a bent portion, There is another purpose.
뿐만 아니라, 본 발명은 상술한 연속섬유 교차 적층, 단열소재 적용을 통한 효과를 복합적으로 가져 강도, 강성이 뛰어나며 초경량 박판형 열가소성 복합소재를 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide an ultra-light thin plate-type thermoplastic composite material which has excellent strength and rigidity due to the effects of applying the above-described continuous fiber cross-lamination and thermal insulation materials.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 상부 스킨층과 하부 스킨층 사이, 또는 상부 스킨층과 하부 스킨층 중 어느 하나에 적층된 중간층을 갖되, 상기 중간층은 섬유상의 보강재가 단일방향으로 연속적으로 배열된 상태에서 열가소성 수지로 함침된 연속섬유가 0°/90°로 교차 적층되어 이루어지며, 상기 상부 스킨층 또는 하부 스킨층 중 어느 하나에는 단열성능을 갖는 표면기재층이 라미네이트되어 이루어진 것을 특징으로 하는 단열 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an absorbent article having an intermediate layer laminated on an upper skin layer and a lower skin layer, or between an upper skin layer and a lower skin layer, Continuous fibers impregnated with thermoplastic resin are continuously laminated in a state of 0 ° / 90 °, and either one of the upper skin layer and the lower skin layer is laminated with a surface base layer having heat insulation performance Wherein the heat-resistant surface-based reinforced thin plate-type thermoplastic composite material is characterized by:
이때, 상기 중간층은 1.5mm 이하의 두께를 갖는 박막형 층인 것에도 그 특징이 있다.At this time, the intermediate layer is also a thin film layer having a thickness of 1.5 mm or less.
그리고, 상기 중간층을 구성하는 섬유상의 보강재는 유리섬유, 카본섬유, 아라미드섬유 중에서 선택된 어느 하나인 것에도 그 특징이 있다.The fibrous reinforcing material constituting the intermediate layer is also characterized by being any one selected from glass fiber, carbon fiber and aramid fiber.
또한, 상기 섬유상의 보강재는 상기 열가소성 수지와 배합시 30-80중량% 함유되는 것에도 그 특징이 있다.The fibrous reinforcement is also characterized by being contained in an amount of 30 to 80% by weight in combination with the thermoplastic resin.
뿐만 아니라, 상기 열가소성 수지는 PP, PET, PEEK, PC/PBT, PA 중에서 선택된 어느 하나인 것에도 그 특징이 있다.In addition, the thermoplastic resin may be any one selected from PP, PET, PEEK, PC / PBT, and PA.
아울러, 상기 중간층을 구성하는 연속섬유는 0°/90°로 교차 적층되되, 중앙을 기준으로 상하로 대칭되게 교차 적층되도록 최소 3층 이상 적층된 것에도 그 특징이 있다.The continuous fibers constituting the intermediate layer are alternately stacked at 0 ° / 90 °, and at least three layers are laminated so as to be symmetrically cross-laminated up and down with respect to the center.
그리고, 상기 중간층을 구성하는 연속섬유는 3층 내지 6층 중 어느 하나의 층상 구조를 갖되, 3층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 90°로 적층 배열되고, 4층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 0°- 90°로 적층 배열되며, 5층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 90°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 0°- 0°- 90°로 적층 배열되고, 6층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 0°- 90°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 90°- 0°- 0°- 90°로 적층 배열되는 것에도 그 특징이 있다.The continuous fibers constituting the intermediate layer have a layered structure of any one of three layers to six layers. When the layer has a three-layer structure, the continuous fibers are laminated at 0 ° - 90 ° - 0 ° or 90 ° - 0 ° - 90 ° - 90 ° - 0 ° or 90 ° - 0 ° - 0 ° - 90 ° when having a four-layer structure, and 0 ° - 90 ° 90 ° - 90 ° - 0 ° - 90 ° - 90 ° - 0 ° - 0 ° - 90 ° - 90 ° - 90 ° - 90 ° - 90 ° - 90 ° - 90 ° - 90 ° - 90 ° - 90 ° - - 0 ° or 90 ° - 0 ° - 90 ° - 0 ° - 0 ° - 90 °.
또한, 상기 표면기재층은 니들 펀칭된 부직포와, 스펀본드(spunbond) 형태의 부직포 중 어느 하나가 사용되는 것에도 그 특징이 있다.The surface base layer is also characterized in that either a needle-punched nonwoven fabric or a spunbond nonwoven fabric is used.
나아가, 상기 중간층을 구성하는 연속섬유는 3층으로 구성하되, 3층 중 중간은 직조 섬유층을 이루고, 상기 직조 섬유층을 중심으로 상부와 하부에 연속섬유층이 대칭되게 배열된 것에도 그 특징이 있다.Further, the continuous fiber constituting the intermediate layer is composed of three layers, and the middle of the three layers constitutes a woven fiber layer, and the continuous fiber layers are symmetrically arranged on the upper and lower sides with respect to the woven fiber layer.
뿐만 아니라, 본 발명은 연속섬유 제조단계, 연속섬유 적층단계, 복합소재 제조단계를 포함하여 구성되는 단열 표면기재 강화 박막형 열가소성 복합소재 제조방법에 있어서; 상기 연속섬유 제조단계는, 섬유상의 보강재를 틀에 넣고 일방향으로 균일하게 배열한 상태에서 주입다이로 주입함과 동시에 열가소성 수지를 압출기로 압출하여 상기 주입다이로 주입시켜 섬유상의 보강재가 열가소성 수지에 함침되도록 하는 함침과정, 상기 함침과정을 통해 보강재가 함침된 열가소성 수지를 인발 온도로 냉각시키는 냉각과정, 상기 냉각된 보강재가 함침된 열가소성 수지를 뽑아 내는 형태로 가공하여 연속섬유를 만드는 인발과정, 인발되는 연속섬유를 일정 크기로 자르고 리와인딩시켜 롤 형태로 보관하는 커팅 및 리와인딩 과정,으로 이루어지고; 상기 연속섬유 적층단계는, 상기 연속섬유 제조단계에서 제조된 다수개의 연속섬유를 0°/90°로 교차되게 로딩하여 배치하는 크로스 로딩과정, 연속섬유가 크로스 로딩되면 중간을 기준으로 상하로 대칭되게 최소한 3층 이상 적층한 상태에서 접합하는 DBP(Double Belt Press) 라미네이팅 과정, 라미네이팅이 완료되면 일정 길이로 자르고 감는 커팅 및 리와인딩 과정,으로 이루어지며; 상기 복합소재 제조단계는, 상기 연속섬유 적층단계를 통해 얻어진 연속섬유의 상부 또는 하부, 혹은 상,하부 모두에 스킨층을 형성하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 단열 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재 제조방법을 제공한다.
In addition, the present invention relates to a method for manufacturing an insulating surface-based reinforced thin film type thermoplastic composite material comprising a continuous fiber manufacturing step, a continuous fiber laminating step, and a composite material producing step; In the continuous fiber manufacturing step, the fibrous reinforcing material is placed in a mold and uniformly arranged in one direction, and the thermoplastic resin is injected into the injection die while the thermoplastic resin is extruded by the extruder, and the reinforcing material is impregnated into the thermoplastic resin A cooling process of cooling the thermoplastic resin impregnated with the reinforcing material to the drawing temperature through the impregnation process, a drawing process of forming the continuous fiber by processing the thermoplastic resin impregnated with the cooled reinforcing material, A cutting and rewinding process in which continuous fibers are cut into a predetermined size and rewound and stored in a roll form; The continuous fiber laminating step may include a cross loading process in which a plurality of continuous fibers produced in the continuous fiber manufacturing step are cross loaded and arranged at 0 ° / 90 °, and when the continuous fibers are cross loaded, A DBP (Double Belt Press) laminating process in which at least three layers are stacked, a cutting and rewinding process of cutting and lapping to a predetermined length after laminating is completed; Wherein the step of fabricating the composite material comprises a step of forming a skin layer on the upper or lower side, or both the upper side and the lower side of the continuous fibers obtained through the continuous fiber laminating step .
본 발명에 따르면, 박판형 열가소성 복합소재의 성형성, 가공성이 우수하여 자동차 내,외장용 부품 제조에 적당하고, 중량을 획기적으로 절감시켜 자동차의 연비를 향상시키는 이점을 얻을 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the thin plate-type thermoplastic composite material is excellent in moldability and workability, which is suitable for manufacturing parts for automobiles and exterior parts, and can remarkably reduce the weight, thereby improving the fuel efficiency of automobiles.
또한, 복합소재 중심층에 연속섬유를 적층하여 고강도, 고강성, 치수안정성의 효과를 기본적으로 포함하며, 표면층에 단열소재를 부착하여 단열성 향상, 표면 마감 처리, 굴곡 부위의 형상 유지 및 보완효과, 작업 용이성을 얻을 수 있다.
In addition, the continuous fiber is laminated on the core layer of the composite material to fundamentally include the effect of high strength, high rigidity and dimensional stability, and a heat insulating material is adhered to the surface layer to improve the heat insulation, surface finishing, The ease of operation can be obtained.
도 1은 본 발명에 따른 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재의 예시적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재를 제조하기 위한 보강재 제조공정을 보인 구성 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재를 제조하기 위한 교차 적층 공정을 보인 예시적인 구성 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 표면 기재 강화 박판형 열가소성 복합소재를 최종적으로 완성시키는 제작 공정을 보인 구성 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 중간층의 보강재 교차 적층예를 보인 개념도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제품 성형 공정을 개념적으로 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제품 적용을 위한 자동차 언더바디 제품의 형상을 설계한 도면이다.
도 8은 본 발명의 박판형 복합소재로 자동차 제품 제작을 위한 프레스 공정시에 발생하는 굴곡 부위의 성형성을 적용 전,후로 나누어 비교한 예시적인 사진이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 다른 실시예를 보인 예시도이다.1 is an exemplary cross-sectional view of a surface-substrate-reinforced thin plate type thermoplastic composite material according to the present invention.
2 is a block diagram showing a process of manufacturing a reinforcement material for manufacturing a surface-material-reinforced thin plate type thermoplastic composite material according to the present invention.
3 is an exemplary block diagram showing a cross-laminating process for producing a surface-substrate-reinforced thin plate type thermoplastic composite material according to the present invention.
4 is a block diagram showing a manufacturing process for finally completing the surface-substrate-reinforced thin plate type thermoplastic composite material according to the present invention.
FIG. 5 is a conceptual view showing an example in which a reinforcing material is cross-laminated in an intermediate layer according to the present invention.
6 is an exemplary view conceptually showing a product molding process according to the present invention.
7 is a view illustrating the shape of a vehicle underbody product for application of the product according to the present invention.
FIG. 8 is an exemplary photograph comparing the formability of a bending portion generated during a press process for manufacturing automotive products with the thin plate-like composite material of the present invention, before and after application.
FIG. 9 and FIG. 10 illustrate another embodiment according to the present invention.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Before describing the present invention, the following specific structural or functional descriptions are merely illustrative for the purpose of describing an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be embodied in various forms, And should not be construed as limited to the embodiments described herein.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it should be understood that the embodiments according to the concept of the present invention are not intended to limit the present invention to specific modes of operation, but include all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
도 1 및 도 4에서와 같이, 본 발명에 따른 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재는 상부 스킨층(100)과 하부 스킨층(110) 사이, 또는 상부 스킨층(100)과 하부 스킨층(110) 중 어느 하나에 적층된 1.5mm 이하의 박막형 중간층(200)을 갖는 구조로서, 상기 중간층(200)은 보강재가 연속적으로 배열된 상태에서 열가소성 수지로 함침된 연속섬유가 0°/90°로 교차 적층되어 이루어지며, 상기 상부 스킨층(100) 또는 하부 스킨층(110) 중 어느 하나에는 단열성능을 갖는 표면기재층이 라미네이트된 구조로 이루어진다.As shown in FIGS. 1 and 4, the surface-based reinforced thin plate-type thermoplastic composite material according to the present invention may be applied to the
이때, 상기 중간층(200)의 두께는 0.7-1.5mm가 바람직하고, 중간층(200)을 구성하는 보강재는 유리섬유, 카본섬유, 아라미드섬유 중에서 선택된 어느 하나로서, 단일방향(Uni Directional)으로 균일하게 배열된다.At this time, the thickness of the
아울러, 상기 연속섬유는 보강재가 연속적으로 균일하게 단일방향으로 스프레딩되어 열가소성 수지와 함침된 형태의 프리프레그를 통칭한다.In addition, the continuous fiber refers to a prepreg in which a reinforcing material is continuously and uniformly spread in a single direction and impregnated with a thermoplastic resin.
특히, 상기 보강재는 과량 첨가되면 압출성, 가공성을 떨어뜨리므로 상기 열가소성 수지와의 배합배율이 중량%로 최대 80%를 넘지 말아야 하며, 최소 30%는 첨가되어야 한다.Particularly, when an excessive amount of the above-mentioned reinforcing material is added, the extrudability and processability are lowered. Therefore, the blending ratio with the thermoplastic resin should not exceed 80% by weight, and at least 30% should be added.
만약, 30중량% 미만으로 첨가되면 보강 기능이 떨어지므로 최소한 30중량% 이상은 첨가되어야 한다.If less than 30% by weight is added, at least 30% by weight should be added, since the reinforcing function is deteriorated.
하지만, 압출성 및 성형성, 가공 후 물성 등을 고려할 때 가장 바람직한 첨가범위는 50-60중량%이다.However, the most preferable range of addition is 50-60% by weight in consideration of extrudability, moldability, and physical properties after processing.
뿐만 아니라, 상기 열가소성 수지는 여러가지가 있을 수 있으나, PP, PET, PEEK, PC/PBT, PA 중에서 선택된 어느 하나가 바람직하다.In addition, there may be various thermoplastic resins, but any one selected from PP, PET, PEEK, PC / PBT and PA is preferable.
이때, 이들을 사용하는 이유는 일반적으로 PP수지를 주로 사용하나, 높은 내열성과 물성을 구현하고자 할 경우에는 PET, PEEK 등의 엔지니어링 플라스틱수지를사용하는 것이 유리하기 때문이다.At this time, the reason for using these is generally that PP resin is mainly used, but when it is desired to realize high heat resistance and physical properties, it is advantageous to use engineering plastic resin such as PET or PEEK.
또한, 상기 중간층(200)은 시트가 적층될 때 0°/90°로 교차 적층되어야 하는데, 바람직하기로는 3층, 4층, 5층, 6층이 좋다.Further, the
만약, 3층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 90°로 적층 배열하여야 하고, 4층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 0°- 90°로 적층 배열하여야 하며, 5층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 90°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 0°- 0°- 90°로 적층 배열하여야 하고, 6층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 0°- 90°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 90°- 0°- 0°- 90°로 적층 배열하여야 한다.If a three-layer structure is used, it should be stacked at 0 ° - 90 ° - 0 ° or 90 ° - 0 ° - 90 °, and 0 ° - 90 ° - 90 ° - 0 ° 90 ° - 90 ° - 90 ° - 0 ° or 90 ° - 0 ° - 0 ° - 0 when the structure has a five-layer structure. 90 ° - 0 ° - 90 ° - 90 ° - 0 ° or 90 ° - 0 ° - 90 ° - 0 ° - 0 ° - If you have a 6-layer structure, 90 °.
이와 같이 배열해야 하는 이유는, 층상 구조가 대칭적이지 않으면 열가소성 수지를 포함하는 시트의 특성 때문에 한 쪽으로 말리면서 가공 혹은 성형 불량을 초래하기 때문에 반드시 대칭된 적층 구조를 가져야 하기 때문이다.The reason for this arrangement is that if the layered structure is not symmetrical, it is necessary to have a symmetrical laminated structure because the sheet including the thermoplastic resin is dried to one side and causes processing or molding defects.
따라서, 본 발명에 따른 중간층(200)는 반드시 대칭된 적층 구조를 가져야 하므로 3층 이상의 층상 구조를 가져야 한다.Therefore, the
그리고, 상기 표면기재층은 니들 펀칭된 부직포와, 스펀본드(spunbond) 형태의 부직포가 적당한데, 일 예로 PET 부직포와 PET 스펀본드가 가장 바람직하고, 이들이 선택된 이유에 대하여는 하기에서 설명한다.Needle-punched nonwoven fabrics and spunbond nonwoven fabrics are suitable as the surface base layer. PET nonwoven fabrics and PET spunbond are most preferable, and the reason why they are selected will be described below.
박판형 열가소성 복합소재에서 중간층(200)의 두께는 1.5mm 이하를 가지는데, 제품으로 성형하기 위해서는 성형 상의 여러가지 어려움이 있다(종래 기술에서 문제점으로 제시한 것임).In the thin plate-type thermoplastic composite material, the thickness of the
가령 오븐에서 가열 후에 성형프레스로 이동하는 동안 빠른 열손실이 발생하여, 성형 이전에 소재가 굳어버려 원하는 형상의 제품을 성형하기 어려운 문제를 야기하는데 이는 소재의 두께가 얇은데다 보강재의 함량이 높아 외부온도에 의해 금방 식어버리기 때문이다. For example, in the oven, there is a rapid heat loss during the movement from the heating to the molding press, which causes the material to harden before molding, which makes it difficult to mold the product of the desired shape because the thickness of the material is low and the content of the reinforcement is high It will cool down quickly by the temperature.
또한, 성형시 연속섬유 보강 복합소재의 특성상 제품 굴곡 부위에서 유리섬유 등의 보강재가 찢어지거나, 보강재 배열이 흩트러져 물성이 균일하지 못한 문제도 야기시킨다.In addition, due to the characteristics of the continuous fiber reinforced composite material during molding, tearing of the reinforcing material such as glass fiber at the bent portion of the product, or disarrangement of the stiffener material causes a problem of uneven physical properties.
때문에, 본 발명자는 이러한 문제들을 해결하기 위해 여러가지 표면기재를 평가하였으며, 최적의 표면기재를 찾기 위해 노력하였다.To solve these problems, the present inventors evaluated various surface substrates and tried to find an optimum surface substrate.
(상기 '단열성능'은 오븐 가열 후에 소재 표면온도 200℃에서 15초 동안 감소되는 온도를 상대적으로 비교평가한 것임)(The 'adiabatic performance' is a relatively comparative evaluation of the temperature which is reduced for 15 seconds at the material surface temperature of 200 ° C after the oven heating)
상기 표 2에서와 같이, 표면기재로 사용될 수 있는 대상소재들의 물성을 테스트 한 결과, PET 부직포와 동일 계열의 PET 스펀본드가 사용하기에 적당할 것으로 기대되었다.As shown in Table 2, the physical properties of the materials to be used as the surface substrate were tested, and it was expected that PET spunbond of the same type as the PET nonwoven fabric would be suitable for use.
이는 성형을 위하여 박판형 복합소재를 오븐에서 가열하면 표면온도가 약 200℃ 내외의 범위를 갖고, 이 소재가 성형프레스로 이동하여 성형되기까지 최소 15초 동안이 걸리므로 성형을 위해서는 소재 표면온도가 150℃ 이상이 되어야 한다.This is because when the thin plate composite material is heated in an oven, the surface temperature is in the range of about 200 ° C., and it takes at least 15 seconds for the material to move to the molding press to be molded. ℃.
즉, 15초 동안 50℃ 이내의 범위에서 온도감소가 이루어지는 단열성능을 갖는 소재를 표면기재층으로 선정해야 한다는 것이다.That is, a material having an adiabatic performance in which the temperature is reduced within a range of 50 占 폚 for 15 seconds must be selected as the surface base layer.
상기 표 2의 결과로부터 PET 부직포와 PET 스펀본드를 중량별로 단열성능을 평가했으며, 이때 단열성능은 오븐 가열 후에 소재 표면온도가 200℃에서 15초 동안 감소되는 온도를 측정하는 방식으로 확인하였고, 그 결과는 표 3에 나타내었다.The heat insulation performance of the PET nonwoven fabric and the PET spunbond was evaluated by measuring the temperature at which the surface temperature of the material was reduced at 200 ° C for 15 seconds after the oven was heated. The results are shown in Table 3.
여기에서, 주의할 것은 중간층의 두께가 0.7~1.5mm의 범위에 있을 때 표면기재층의 단열성능을 측정한 것이므로, 중간층의 두께가 달라지면 동일 소재라고 할지라도 단열성능이 달라질 수 있다는 사실이다.Note that the heat insulating performance of the surface base layer is measured when the thickness of the intermediate layer is in the range of 0.7 to 1.5 mm. Therefore, it is a fact that the heat insulating performance can be varied even if the thickness of the intermediate layer is different.
상기 표 3의 결과를 참고할 때, 단열성능을 갖는 표면기재층을 사용함에 있어 PET 부직포의 경우 100g 이상, PET Spunbond의 경우 60g 이상을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use 100 g or more of PET nonwoven fabric and 60 g or more of PET spunbond in the use of the surface layer having heat insulating properties when referring to the results of Table 3 above.
그리고, 이보다 낮은 중량의 표면기재를 사용하고자 할 경우에는 오븐과 프레스 사이에 인슐레이션 장치를 보완하여 열손실을 방지하여 성형이 가능하도록 할 수 있을 것이다.When a surface material having a weight lower than that of the surface material is used, an insulation device may be supplemented between the oven and the press to prevent heat loss and enable molding.
이와 같은 박막형 열가소성 복합소재를 제조하는 방법은 다음과 같다.A method for producing such a thin film type thermoplastic composite material is as follows.
본 발명에 따른 박막형 열가소성 복합소재 제조방법은 연속섬유 제조단계, 연속섬유 적층단계, 복합소재 제조단계를 포함하여 구성된다.The method for producing a thin film type thermoplastic composite material according to the present invention comprises a continuous fiber production step, a continuous fiber lamination step, and a composite material production step.
먼저, 연속섬유 제조단계는 도 2의 예와 같이, 함침과정(S100), 냉각과정(S200), 인발과정(S300), 커팅 및 리와인딩 과정(S400)을 포함하여 이루어진다.First, the continuous fiber manufacturing step includes an impregnation process (S100), a cooling process (S200), a drawing process (S300), and a cutting and rewinding process (S400), as shown in FIG.
이때, 함침과정(S100)은 섬유상의 보강재를 틀(creel)에 넣고 일방향으로 균일하게 배열한 상태에서 주입다이(impregnation die)로 주입함과 동시에 열가소성 수지를 압출기(extruder)로 압출하여 상기 주입다이로 주입시켜 섬유상의 보강재가 열가소성 수지에 함침되도록 하는 과정이다.At this time, the impregnation process (S100) is performed by injecting the fibrous reinforcing material into an impregnation die while uniformly arranging the reinforcing materials in one direction and extruding the thermoplastic resin into an extruder, So that the fibrous reinforcing material is impregnated in the thermoplastic resin.
그리고, 냉각과정(S200)은 상기 함침과정(S100)을 통해 보강재가 함침된 열가소성 수지를 인발하기 적당한 온도로 냉각시키는 과정이다.The cooling process (S200) is a process of cooling the thermoplastic resin impregnated with the reinforcing material to a temperature suitable for drawing through the impregnation process (S100).
상기 냉각과정(S200)은 공냉, 수냉 등 다양한 방식이 될 수 있다. 다만, 수냉의 경우에는 워터쟈켓을 이용한 간접 냉각방식이 바람직하다.The cooling process (S200) may be various methods such as air cooling and water cooling. However, in the case of water cooling, an indirect cooling method using a water jacket is preferable.
또한, 인발과정(S300)은 상기 냉각된 보강재가 함침된 열가소성 수지를 뽑아 내는 형태로 가공하여 연속섬유를 만드는 과정이다.In addition, the drawing process (S300) is a process of forming the continuous fibers by processing the cooled reinforcing material into a form of extracting the thermoplastic resin impregnated.
아울러, 커팅 및 리와인딩 과정(S400)은 인발되는 연속섬유를 일정 크기로 자르고, 리와인딩시켜 롤 형태로 보관하는 과정이다.In addition, the cutting and rewinding process (S400) is a process of cutting the drawn continuous fibers into a predetermined size, rewinding them, and storing them in a roll form.
한편, 연속섬유 적층단계는 도 3의 예와 같이, 크로스 로딩과정(S500), DBP(Double Belt Press) 라미네이팅 과정(S600), 커팅 및 리와인딩 과정(S700)을 포함하여 이루어진다.Meanwhile, the continuous fiber laminating step includes a cross loading step (S500), a DBP (Double Belt Press) laminating step (S600), and a cutting and rewinding step (S700).
이때, 상기 크로스 로딩과정(S500)은 상기 연속섬유 제조단계에서 제조된 다수개의 연속섬유를 0°/90°로 교차되게 로딩하여 배치하는 과정이다.At this time, the cross-loading process (S500) is a process of cross-loading and arranging a plurality of continuous fibers produced in the continuous fiber manufacturing step at 0 ° / 90 °.
이렇게 연속섬유가 크로스 로딩되면 이어 DBP 라미네이팅 과정(S600)이 수행된다.When the continuous fibers are cross loaded, the DBP laminating process (S600) is performed.
상기 DBP 라미네이팅 과정(S600)은 도 3 및 앞서 설명한 바와 같이, 대칭 구조를 갖도록 적어도 3층 이상을 유지하도록 하여야 한다.The DBP laminating process (S600) should maintain at least three or more layers so as to have a symmetrical structure, as shown in Fig. 3 and above.
그리고, 라미네이팅이 완료되면 커팅 및 리와인딩 과정(S700)을 거쳐 롤 형태로 보관한다.When laminating is completed, the film is stored in a roll form through a cutting and rewinding process (S700).
마지막으로, 복합소재 제조단계가 수행된다.Finally, a composite material manufacturing step is performed.
상기 복합소재 제조단계는 상기 연속섬유 적층단계를 통해 얻어진 연속섬유의 상부 또는 하부, 혹은 상,하부 모두에 스킨층을 형성하는 것으로, 이 스킨층 또한 라미네이팅된다.In the composite material manufacturing step, a skin layer is formed on the upper or lower portion, or both the upper portion and the lower portion of the continuous fiber obtained through the continuous fiber laminating step, and the skin layer is also laminated.
이렇게 하면, 도 4와 같은 박막형 열가소성 복합소재를 만들 수 있게 된다.By doing so, a thin film type thermoplastic composite material as shown in Fig. 4 can be produced.
다른 한편, 이러한 복합소재 제조를 위한 설비로서, 도 6과 같은 구성이 요구된다.On the other hand, as a facility for manufacturing such a composite material, a configuration as shown in Fig. 6 is required.
도 6을 참조하면, 프레스 성형을 위해 재료 로딩(Material Loading) 장치(300), 가열 오븐(Oven)(400), 인슐레이션(Insulation) 장치(500), 프레스(Press) 성형장치(600)로 구성된다.6, a
이때, 상기 인슐레이션 장비(500)는 챔버, 열공급기, 레일을 포함한다.At this time, the
또한, 상기 인슐레이션 장비(500)는 연속섬유와 단열소재가 프레스 성형장치(600)로 전달되기까지 열손실을 막고 재료의 이동을 제공한다.Also, the
아울러, 챔버의 내부는 100℃ 이상의 분위기 온도를 유지하는 것이 바람직하다.The inside of the chamber is preferably maintained at an atmospheric temperature of 100 ° C or higher.
뿐만 아니라, 챔버의 하부에는 연속섬유와 단열소재가 이동하기 용이하도록 레일이 배치됨이 바람직하며, 열공급기에서는 100℃ 이상을 조성하기 위한 열을 제공하여야 한다.In addition, it is preferable that the lower part of the chamber is provided with a rail for facilitating the movement of the continuous fibers and the heat insulating material, and the heat supplying unit should provide heat for forming the temperature of 100 ° C or more.
도 7은 실제 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재를 적용한 언더바디 제품 형상을 보여주는 사진이고, 도 8은 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재를 사용하여 자동차 부품 성형시 단열소재 적용 전,후를 비교한 사진으로 단열소재 사용에 의해 굴곡 부위의 성형성이 향상되었음을 보여준다.FIG. 7 is a photograph showing the shape of an underbody product using an actual surface-substrate-reinforced thin plate-type thermoplastic composite material, and FIG. 8 is a photograph before and after application of a heat-insulating material when molding an automobile part using a surface- It is shown that the use of insulating material improves the formability of the bent part.
이와 같이, 본 발명에 따른 복합소재 적용시 종래 문제를 일소하고 있으며, 중량을 현저히 절감시키면서 강도 등 물성을 더 좋아진 것으로 확인되었다.As described above, the conventional problems are solved when the composite material according to the present invention is applied, and it has been confirmed that the physical properties such as the strength are further improved while significantly reducing the weight.
다른 예로, 도 9와 도 10에 도시된 예와 같이, 중간층을 구성하는 연속섬유의 대칭점을 이루는 중간부위의 섬유를 경위사방향으로 직조한 후 UD 방향의 연속섬유로 상하에서 감싸는 형태를 갖도록 배치하여 대칭을 이루게 하면 강도와 충격물성을 더 높일 수 있기 때문에 중간층의 두께를 0.5-0.7mm 까지 더 낮출 수 있게 된다.In another example, as shown in Figs. 9 and 10, fibers in the middle portion, which are symmetrical points of the continuous fibers constituting the intermediate layer, are woven in the direction of the warp yarns and then wrapped with continuous fibers in the UD direction Symmetry, the strength and impact properties can be further increased, so that the thickness of the intermediate layer can be further reduced to 0.5-0.7 mm.
다시 말해, 직조 섬유층(DF)을 대칭점으로 하여 상,하에 연속섬유가 배열되고 이들이 합체되게 함으로써 중간층의 두께를 더 얇게 할 수 있는 것이며, 도 9와 도 10은 이를 예시한다.In other words, the continuous fibers are arranged above and below the woven fiber layer DF as a symmetrical point, and they are combined so that the thickness of the intermediate layer can be made thinner. Figs. 9 and 10 illustrate this.
그리고, 상부 스킨층(100), 하부 스킨층(110)은 기존과 같다.The
따라서, 상부 스킨층(100), 연속섬유층(210), 직조 섬유층(DF), 연속섬유층(220), 하부 스킨층(110)의 구조를 갖도록 하거나 혹은 상부 스킨층(100)과 하부 스킨층(110) 중 어느 하나를 생략하는 형태가 될 수 있다.
Accordingly, the
100 : 상부 스킨층 110 : 하부 스킨층
200 : 중간층100: upper skin layer 110: lower skin layer
200: middle layer
Claims (10)
상기 중간층을 구성하는 연속섬유는 4층 내지 6층 중 어느 하나의 층상 구조를 갖되, 4층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 0°- 90°로 적층 배열되며, 5층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 90°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 0°- 0°- 90°로 적층 배열되고, 6층 구조를 가질 경우에는 0°- 90°- 0°- 90°- 90°- 0° 혹은 90°- 0°- 90°- 0°- 0°- 90°로 적층 배열되고;
상기 표면기재층은 니들 펀칭된 부직포와, 스펀본드(spunbond) 형태의 부직포 중 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 단열 표면기재 강화 박판형 열가소성 복합소재.And an intermediate layer laminated between the upper skin layer and the lower skin layer, or between the upper skin layer and the lower skin layer, wherein the intermediate layer is made of a continuous fiber impregnated with a thermoplastic resin in a state in which the fibrous reinforcements are continuously arranged in a single direction Is laminated at 0 ° / 90 °, and either one of the upper skin layer and the lower skin layer is laminated with a surface substrate layer having heat insulation performance,
The continuous fiber constituting the intermediate layer has a layered structure of any one of four layers to six layers. When the layer has a four-layer structure, 0 to 90 ° to 90 ° to 0 ° or 90 ° to 0 ° to 0 ° to 0 °, 90 ° - 90 ° - 90 ° - 0 ° or 90 ° - 0 ° - 0 ° - 0 ° - 90 ° in the case of having a five-layer structure, 0 ° - 90 ° - 0 ° - 90 ° - 90 ° - 0 ° or 90 ° - 0 ° - 90 ° - 0 ° - 0 ° - 90 ° when the structure is formed;
Wherein the surface base layer is made of either a needle-punched nonwoven fabric or a spunbond nonwoven fabric.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070100134A (en) * | 2006-04-05 | 2007-10-10 | 아즈델, 인코포레이티드 | Lightweight composite thermoplastic sheets including reinforcing skins |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070100134A (en) * | 2006-04-05 | 2007-10-10 | 아즈델, 인코포레이티드 | Lightweight composite thermoplastic sheets including reinforcing skins |
| KR20080083957A (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-19 | 한화엘앤씨 주식회사 | High rigidity thermoplastic mixture |
| JP2012051151A (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Toray Ind Inc | Fiber reinforced molding |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180077616A (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-09 | 한화첨단소재 주식회사 | Under cover for vehicle and method thereof |
| KR101880826B1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-07-20 | 한화첨단소재 주식회사 | Under cover for vehicle and method thereof |
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