KR102294301B1 - Method of manufacturing shaft of golf club by using autoclave - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (ⅰ) 맨드렐에 프리프레그들을 감아 프리프레그 적층체를 형성하는 공정, (ⅱ) 맨드렐 상에 형성된 프리프레그 적층체 내 수지를 1차 진공압착하는 공정, (ⅲ) 맨드렐 상에 형성되어 있으며 1차 진공압착된 프리프레그 적층체를 몰드의 요홈 내에 넣은 상태에서 상기 프리프레그 적층체내 수지를 2차 진공압착하는 공정, (ⅳ) 맨드렐 상에 형성되어 있으며 2차 진공압착된 프리프레그 적층체를 오토클레이브 내에 넣어 상기 프리프레그 적층체 내 수지를 3차 진공압착 하면서 열처리 및 가압하여 골프채 샤프트를 성형하는 공정 및 (ⅴ) 성형된 골프채 샤프트와 맨드렐을 분리하는 공정들을 차례로 거쳐 골프채 샤프트를 제조한다.
본 발명으로 제조된 골프채 샤프트는 물성 편차가 감소하기 때문에 종래 물성 편차를 줄이기 위해 실시해온 연마공정을 생략할 수 있고, 그로 인해 연마공정 중 보강섬유가 절단되는 것을 원천적으로 방지할 수 있어서 골프채 샤프트는 물성이 크게 향상된다.
본 발명으로 제조된 골프채 샤프트는 내부에 기공층이 현저히 감소되고 프리프레그층들 사이의 접착력이 크게 향상되기 때문에 우수한 파단강도, 치수안정성 및 휨 발생 방지 성능을 구비한다.The present invention relates to (i) a process of forming a prepreg laminate by winding prepregs on a mandrel, (ii) a process of first vacuum compressing the resin in the prepreg laminate formed on the mandrel, (iii) on the mandrel A process of secondary vacuum compression of the resin in the prepreg laminate in a state where the prepreg laminate formed on the first vacuum-pressed body is placed in the groove of the mold, (iv) formed on the mandrel and subjected to secondary vacuum compression The prepreg laminate is put in an autoclave and the resin in the prepreg laminate is subjected to heat treatment and pressurization while tertiary vacuum compression to form a golf club shaft and (v) a process of separating the molded golf club shaft and the mandrel in sequence. Manufactures golf club shafts.
Since the golf club shaft manufactured according to the present invention has reduced physical property variation, the conventional polishing process to reduce the physical property variation can be omitted, thereby fundamentally preventing the reinforcing fibers from being cut during the polishing process, so the golf club shaft is The physical properties are greatly improved.
The golf club shaft manufactured by the present invention has excellent breaking strength, dimensional stability and warpage prevention performance because the pore layer therein is significantly reduced and the adhesion between the prepreg layers is greatly improved.
Description
본 발명은 오토클레이브를 이용한 골프채 샤프트 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 오토클레이브(Autoclave) 내에서 가압 및 열처리하여 골프채 샤프트를 성형하는 공정과 프리프레그 적층체내 수지를 3단계에 걸쳐 진공압착하는 공정을 포함하여 별도의 연마공정 없이도 골프채 샤프트의 물성편차를 감소시킬 수 있고 골프채 샤프트의 내부에 존재하는 기공층을 현저하게 감소시키고 프리프레그층들 사이의 접착력을 개선시킴으로서 골프채 샤프트의 파단강도, 치수안정성, 휨 방지성능 등과 같은 물성을 크게 향상시킬 수 있는 골프채 샤프트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a golf club shaft using an autoclave, specifically, a process of forming a golf club shaft by pressing and heat treatment in an autoclave, and a process of vacuum-compressing the resin in the prepreg laminate in three steps It is possible to reduce the physical property deviation of the golf club shaft without a separate polishing process including , and relates to a method of manufacturing a golf club shaft, which can greatly improve physical properties such as bending prevention performance.
탄소섬유, 유리섬유 또는 아라미드 등과 같은 보강섬유와 상기 보강섬유에 함침, 경화된 수지로 구성되는 섬유강화 복합재료(섬유강화 플라스틱)는 항공기 부품용 소재, 테니스 라켓용 소재, 골프채 샤프트 소재, 낚시대용 소재 등으로 널리 사용되고 있다.A fiber-reinforced composite material (fiber-reinforced plastic) composed of a reinforcing fiber such as carbon fiber, glass fiber or aramid, and a resin impregnated and cured with the reinforcing fiber is a material for aircraft parts, a material for tennis rackets, a material for a golf club shaft, and a material for fishing rods. It is widely used as a material.
섬유강화 복합재료로 골프채 샤프트를 제조하는 종래방법으로는 (ⅰ) 골프채 샤프트 제조용 맨드렐(Mandrel)에 보강섬유와 보강섬유에 함침, 미경화된 수지로 이루어진 프리프레그(Prepreg) 2매 이상을 감아 프리프레그를 적층하는 공정; (ⅱ) 맨드렐 상에 형성되어 있는 프리프레그 적층체 위에 폴리프로필렌 필름 테이프를 감아주는 공정; (ⅲ) 외부에 폴리프로필렌 필름 테이프가 감겨진 상기 프리프레그 적층체에 열을 가하여 골프채 샤프트를 성형하는 공정; 및 (ⅳ) 성형된 골프채 샤프트와 맨드렐을 분리하는 공정; 들을 차례로 거쳐서 골프채 샤프트를 제조하는 방법이 사용되어 왔다.In a conventional method for manufacturing a golf club shaft with a fiber-reinforced composite material, (i) Winding at least two prepregs made of uncured resin and impregnated with reinforcing fibers and reinforcing fibers on a mandrel for manufacturing golf club shafts laminating a prepreg; (ii) winding the polypropylene film tape on the prepreg laminate formed on the mandrel; (iii) forming a golf club shaft by applying heat to the prepreg laminate on which a polypropylene film tape is wound on the outside; and (iv) separating the molded golf club shaft and the mandrel; A method of manufacturing a golf club shaft has been used by passing through them in turn.
상기 종래방법에서는 프리프레그 적층체 위에 감겨진 폴리프로필렌 필름 테이프가 성형공정 중에 가해지는 열에 의해 수축되면서 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 진공압착시켜 성형된 골프채 샤프트 내부에 공기층이 발생되지 않도록 하는 방법을 채택하고 있다.In the conventional method, the polypropylene film tape wound on the prepreg laminate is shrunk by heat applied during the molding process, and the resin in the prepreg laminate is vacuum compressed to prevent an air layer from being generated inside the molded golf club shaft. are being adopted
그러나, 상기 종래방법에서는 폴리프로필렌 필름 테이프가 열수축하면서 가해지는 진공가압(진공도)이 0.01~0.5바(bar) 수준으로 매우 약하기 때문에 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 고르게 진공압착하기 어려워 성형된 골프채 샤프트 내부에 공기층이 발생되는 것을 완벽하게 차단할 수 없었다.However, in the conventional method, since the vacuum pressure (vacuum degree) applied while the polypropylene film tape is heat-shrinked is very weak at the level of 0.01 to 0.5 bar, it is difficult to vacuum-compress the resin in the prepreg laminate evenly. It could not completely block the formation of an air layer inside.
그 결과, 종래 방법으로 제조된 골프채 샤프트 내부에는 공기층이 존재하여 물성편차가 심하고, 골프채 샤프트의 파단강도, 치수안정성, 휨 방지 성능 등과 같은 물성이 저하되는 문제가 있었고, 골프채 샤프트의 물성편차를 줄이기 위해서 성형된 골프채 샤프트를 연마하는 공정을 실시할 경우 골프채 샤프트를 구성하는 보강섬유가 절단되어 물성이 저하되는 문제도 발생되었다.As a result, there was an air layer inside the golf club shaft manufactured by the conventional method, so there was a severe physical property deviation, and there was a problem in that physical properties such as breaking strength, dimensional stability, and bending prevention performance of the golf club shaft were deteriorated, and the physical property deviation of the golf club shaft was reduced For this purpose, when the process of grinding the formed golf club shaft is carried out, the reinforcing fibers constituting the golf club shaft are cut and a problem of deterioration of physical properties has also occurred.
본 발명의 과제는 별도의 연마공정 없이도 골프채 샤프트의 물성편차를 감소시킬 수 있고 골프채 샤프트의 내부에 존재하는 기공층을 현저하게 감소시키고 프리프레그층들 사이의 접착력을 개선시키므로서 골프채 샤프트의 파단강도, 치수안정성, 휨방지성능 등과 같은 물성을 크게 향상시킬 수 있는 골프채 샤프트의 제조방법을 제공하는 것이다.The object of the present invention is to reduce the physical property deviation of the golf club shaft without a separate polishing process, significantly reduce the pore layer existing inside the golf club shaft, and improve the adhesion between the prepreg layers, thereby improving the breaking strength of the golf club shaft , to provide a method for manufacturing a golf club shaft that can significantly improve physical properties such as dimensional stability, bending prevention performance, and the like.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서, 본 발명에서는 맨드렐 상에 형성된 프리프레그 적층체내 수지를 3차에 걸쳐 진공압착하고, 오토클레이브(Autoclave) 내에서 5~9kgf/㎠의 압력으로 가압 및 열처리하여 골프채 샤프트를 성형한다.In order to achieve the above object, in the present invention, the resin in the prepreg laminate formed on the mandrel is vacuum-compressed three times, and the golf club is pressurized and heat-treated at a pressure of 5 to 9 kgf/
이때, 2차 진공압착 프리프레그 적층체를 몰드내 형성된 요홈 내에 삽입한 상태로 실시하고, 3차 진공압착은 오토클레이브 내에서 실시한다.At this time, the secondary vacuum compression prepreg laminate is inserted into the groove formed in the mold, and the third vacuum compression is performed in an autoclave.
구체적으로, 본 발명은 (ⅰ) 맨드렐에 프리프레그들을 감아 프리프레그 적층체를 형성하는 공정, (ⅱ) 맨드렐 상에 형성된 프리프레그 적층체 내 수지를 1차 진공압착하는 공정, (ⅲ) 맨드렐 상에 형성되어 있으며 1차 진공압착된 프리프레그 적층체를 몰드의 요홈 내에 넣은 상태에서 상기 프리프레그 적층체내 수지를 2차 진공압착하는 공정, (ⅳ) 맨드렐 상에 형성되어 있으며 2차 진공압착된 프리프레그 적층체를 오토클레이브 내에 넣어 상기 프리프레그 적층체 내 수지를 3차 진공압착 하면서 열처리 및 가압하여 골프채 샤프트를 성형하는 공정 및 (ⅴ) 성형된 골프채 샤프트와 맨드렐을 분리하는 공정들을 차례로 거쳐 골프채 샤프트를 제조한다.Specifically, the present invention relates to (i) a process of forming a prepreg laminate by winding prepregs on a mandrel, (ii) a process of first vacuum compressing the resin in the prepreg laminate formed on the mandrel, (iii) A process of secondary vacuum compression of the resin in the prepreg laminate formed on the mandrel and first vacuum-pressed in a state in which the prepreg laminate is placed in the groove of the mold, (iv) is formed on the mandrel and is secondary A process of forming a golf club shaft by placing the vacuum-pressed prepreg laminate in an autoclave and heat-treating and pressurizing the resin in the prepreg laminate while tertiary vacuum compression, and (v) a process of separating the molded golf club shaft and the mandrel The golf club shaft is manufactured by passing through them in turn.
본 발명은 1차 진공압착공정, 몰드에 형성된 요홈 내에 프리프레그 적층체를 삽입한 상태로 실시하는 2차 진공압착 공정, 오토클레이브 내에서 실시하는 3차 진공압착 공정 및 오토클레이브 내에서 높은 압력을 가하면서 열처리하는 성형공정들을 포함하기 때문에 프리프레그 적층체 내 수지를 고르게 진공압착할 수 있어서 골프채 샤프트 내에 공기층이 발생되는 것을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.The present invention provides a primary vacuum compression process, a secondary vacuum compression process in which a prepreg laminate is inserted in a groove formed in a mold, a tertiary vacuum compression process in an autoclave, and a high pressure in the autoclave Since it includes a molding process of heat treatment while applying, it is possible to vacuum-compress the resin in the prepreg laminate evenly, so that it is possible to completely prevent an air layer from being generated in the golf club shaft.
그 결과, 본 발명으로 제조된 골프채 샤프트는 물성 편차가 감소하기 때문에 종래 물성 편차를 줄이기 위해 실시해온 연마공정을 생략할 수 있고, 그로 인해 연마공정 중 보강섬유가 절단되는 것을 원천적으로 방지할 수 있어서 골프채 샤프트는 물성이 크게 향상된다.As a result, since the golf club shaft manufactured according to the present invention has reduced physical property variation, it is possible to omit the conventional polishing process to reduce the physical property variation, thereby fundamentally preventing the reinforcing fibers from being cut during the polishing process. The physical properties of the golf club shaft are greatly improved.
본 발명으로 제조된 골프채 샤프트는 내부에 기공층이 현저히 감소되고 프리프레그층들 사이의 접착력이 크게 향상되기 때문에 우수한 파단강도, 치수안정성 및 휨 발생 방지 성능을 구비한다.The golf club shaft manufactured by the present invention has excellent breaking strength, dimensional stability and warpage prevention performance because the pore layer inside is significantly reduced and the adhesion between the prepreg layers is greatly improved.
도 1은 맨드렐에 프리프레그들을 감아 프리프레그 적층체를 형성하는 공정 모식도.
도 2는 맨드렐 상에 형성되어 있는 프리프레그 적층체를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 상태를 나타내는 모식도.
도 3은 맨드렐 상에 형성되어 있는 프리프레그 적층체를 몰드에 형성된 요홈 내로 삽입하는 상태를 나타내는 모식도.1 is a schematic diagram of a process for forming a prepreg laminate by winding prepregs on a mandrel.
2 is a schematic view showing a state in which the prepreg laminate formed on the mandrel is wrapped with a film and sealed.
Fig. 3 is a schematic view showing a state in which a prepreg laminate formed on a mandrel is inserted into a groove formed in a mold;
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 골프채 샤프트의 제조방법은 (ⅰ) 롤링프레스를 사용하여 골프샤프트 제조용 맨드렐(Mandrel)에 보강섬유와 상기 보강섬유에 함침, 미경화된 수지로 이루어진 프리프레그(Prepreg) 2매 이상을 감아 프리프레그 적층체를 형성하는 공정; (ⅱ) 맨드렐 상에 형성되어 있는 프리프레그 적층체를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 1차 진공압착하는 공정; (ⅲ) 맨드렐 상에 형성되어 있으며 1차 진공압착 공정을 거친 상기 프레프레그 적층체를 몰드에 형성된 요홈 내에 넣은 후 상기 몰드를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 2차 진공압착 하는 공정; (ⅳ) 맨드렐 상에 형성되어 있으며 2차 진공압착 공정을 거친 상기 프리프레그 적층체를 몰드와 분리 후 오토클레이브(Autoclave)에 넣은 다음, 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 3차 진공압착함과 동시에 열처리 및 가압하여 골프채 샤프트를 성형하는 공정; 및 (ⅴ) 성형된 골프채 샤프트와 맨드렐을 분리하는 공정;을 포함한다.The method for manufacturing a golf club shaft according to the present invention comprises (i) a mandrel for manufacturing a golf shaft using a rolling press, and two or more prepregs composed of a reinforcing fiber and an uncured resin impregnated with the reinforcing fiber. winding to form a prepreg laminate; (ii) sealing the prepreg laminate formed on the mandrel with a film, and then applying a vacuum to the sealed space to first vacuum-press the resin in the prepreg laminate; (iii) The prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the first vacuum compression process is put into the groove formed in the mold, the mold is wrapped with a film to seal, and then a vacuum is applied in the sealed space to apply the prepreg. Secondary vacuum compression of the resin in the leg laminate; (iv) The prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the secondary vacuum compression process is separated from the mold and put in an autoclave, and then the resin in the prepreg laminate is tertiary by applying a vacuum. A process of forming a golf club shaft by vacuum compression and heat treatment and pressurization at the same time; and (v) a process of separating the molded golf club shaft and the mandrel.
구체적으로, 본 발명은 먼저 도 1에 도시된 바와 같이 롤링프레스를 사용하여 골프샤프트 제조용 맨드렐(Mandrel)에 보강섬유와 상기 보강섬유에 함침, 미경화된 수지로 이루어진 프리프레그(Prepreg) 2매 이상을 감아 프리프레그 적층체를 형성한다.Specifically, the present invention first, as shown in FIG. 1, using a rolling press to impregnate a reinforcing fiber and the reinforcing fiber in a mandrel for manufacturing a golf shaft, and two prepregs composed of an uncured resin. The above is wound to form a prepreg laminate.
이때, 맨드렐에 감아주는 프리프레그 매수는 2~10매로 하는 것이 바람직하고, 롤링프레스를 사용하여 맨드렐에 프리프레그들을 감아주는 것이 프리프레그 각층마다 공기층(기공층)이 발생되는 것을 방지해 주는데 바람직하다.At this time, the number of prepregs to be wound on the mandrel is preferably 2 to 10, and using a rolling press to wind the prepregs on the mandrel prevents the generation of an air layer (pore layer) for each prepreg layer. desirable.
상기 프리프레그를 이루는 보강섬유로는 탄소섬유, 아라미드 섬유 또는 유리섬유 등을 사용할 수 있다.As the reinforcing fibers constituting the prepreg, carbon fibers, aramid fibers or glass fibers may be used.
상기 프리프레그 형태는 직물형태 이거나 경편물 형태일 수도 있으나, 보강섬유들이 일방향으로 나란히 배열되어 있는 일방향성(Uni-Directional) 프리프레그, 즉 UD 프리프레그인 것이 경량화 및 물성 향상에 바람직하다.The prepreg form may be a fabric form or a warp knitted fabric form, but a uni-directional prepreg in which reinforcing fibers are arranged side by side in one direction, that is, a UD prepreg, is preferable for weight reduction and improvement of physical properties.
맨드렐 상에 UD 프리프레그를 감아주는 경우에는 UD 프리프레그 내의 보강섬유 배열방향이 맨드렐의 축방향과 평행하게 되도록 하는 것이 물성개선에 바람직하다.When winding the UD prepreg on the mandrel, it is desirable to improve the physical properties so that the arrangement direction of the reinforcing fibers in the UD prepreg is parallel to the axial direction of the mandrel.
맨드렐의 선단부로부터 약 50㎝ 거리 구간에는 상기 UD 프리프레그의 보강섬유 배열방향이 맨드럴 축방향과 경사지게, 상기 UD 프리프레그를 추가로 더 감아주는 것이 골프채 샤프트의 물성향상에 바람직하다.In a section at a distance of about 50 cm from the tip of the mandrel, it is preferable to further wind the UD prepreg so that the reinforcing fiber arrangement direction of the UD prepreg is inclined with the mandrel axial direction to improve the properties of the golf club shaft.
다음으로는, 도 2에 도시된 바와 같이 맨드렐 상에 형성되어 있는 프리프레그 적층체를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 1차 진공압착시켜 프리프레그 적층체 내에 공기층이 발생되는 것을 방지해 준다.Next, as shown in FIG. 2, the prepreg laminate formed on the mandrel is wrapped with a film and sealed, and then a vacuum is applied to the closed space to first vacuum press the resin in the prepreg laminate. This prevents the formation of an air layer in the prepreg laminate.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.5 바(bar) 내지 -0.2바(bar)로 설정해 주는 것이 프리프레그 적층체내 수지를 고르게 진공압착하여 공기층 발생을 방지하는데 바람직하다.At this time, it is preferable to set the vacuum pressure (vacuum degree) to -0.5 bar to -0.2 bar to evenly vacuum compress the resin in the prepreg laminate to prevent the formation of an air layer.
다음으로는 도 3에 도시된 바와 같이 맨드렐 상에 형성되어 있으며 1차 진공압착 공정을 거친 상기 프레프레그 적층체를 몰드에 형성된 요홈 내에 넣은 후 상기 몰드를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 2차 진공압착시켜 프리프레그 적층체 내에 공기층이 발생되는 것과 물성편차가 일어나는 것을 방지해 준다.Next, as shown in FIG. 3, the prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the first vacuum compression process is put into the groove formed in the mold, and then the mold is wrapped with a film to seal, and then the By applying a vacuum to the space, the resin in the prepreg laminate is subjected to secondary vacuum compression, thereby preventing the occurrence of an air layer in the prepreg laminate and deviation of physical properties from occurring.
이때 진공가압(진공도)를 -0.7바(bar) 내지 -0.3바(bar)로 설정해 주는 것이 프리프레그 적층체내 수지를 고르게 진공압착하여 공기층 발생을 방지하는데 바람직하다.At this time, it is preferable to set the vacuum pressure (vacuum degree) to -0.7 bar to -0.3 bar to prevent the formation of an air layer by vacuum-compressing the resin in the prepreg laminate evenly.
다음으로는 맨드렐 상에 형성되어 있으며 2차 진공압착 공정을 거친 상기 프리프레그 적층체를 몰드와 분리 후 오토클레이브(Autoclave)에 넣은 다음, 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 3차 진공압착함과 동시에 열처리 및 가압하여 골프채 샤프트를 성형한다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the secondary vacuum compression process is separated from the mold and placed in an autoclave, and then the resin in the prepreg laminate is tertiary by applying a vacuum. At the same time as vacuum compression, heat treatment and pressurization are performed to form the golf club shaft.
이때, 진공가압(진공도)를 -0.4바(bar) 내지 -0.1바(bar)로 유지하고, 열처리는 110~160℃에서 1~2시간동안 실시하고, 5~9kgf/㎠의 압력으로 가압해 주는 것이 프리프레그 적층체내 수지를 고르게 진공압착하여 공기층 발생을 방지하는데 바람직하다.At this time, vacuum pressure (vacuum degree) is maintained at -0.4 bar to -0.1 bar, heat treatment is performed at 110 to 160° C. for 1 to 2 hours, and pressurized at a pressure of 5 to 9 kgf/cm2. It is preferable to vacuum-compress the resin in the prepreg laminate evenly to prevent the formation of an air layer.
본 발명은 1차 진공압착공정, 몰드에 형성된 요홈 내에 프리프레그 적층체를 삽입한 상태로 실시하는 2차 진공압착 공정, 오토클레이브 내에서 실시하는 3차 진공압착 공정 및 오토클레이브 내에서 높은 압력을 가하면서 열처리하는 성형공정들을 포함하기 때문에 프리프레그 적층체 내 수지를 고르게 진공압착할 수 있어서 골프채 샤프트 내에 공기층이 발생되는 것을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.The present invention provides a primary vacuum compression process, a secondary vacuum compression process in which a prepreg laminate is inserted in a groove formed in a mold, a tertiary vacuum compression process in an autoclave, and a high pressure in the autoclave Since it includes a molding process of heat treatment while applying, it is possible to vacuum-compress the resin in the prepreg laminate evenly, so that it is possible to completely prevent an air layer from being generated in the golf club shaft.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Comparative Examples.
그러나, 본발명의 보호범위가 하기 실시예만으로 한정되게 해석되어서는 안된다.However, the protection scope of the present invention should not be construed as being limited only to the following examples.
실시예Example 1 One
롤링프레스를 사용하여 맨드렐에 탄소섬유 중량이 125g/㎡이고 에폭시수지 함침량이 프리프레그 전체중량 대비 33중량%이고, 상기 탄소섬유들이 일방향으로 나란히 배열되어 있는 탄소섬유 UD 프리프레그 3매를 탄소섬유들이 맨드렐의 축방향과 평행하도록 감은 후 다음, 맨드렐의 선단부로부터 50㎝ 거리인 구역에는 탄소섬유 UD 프리프레그 1매를 탄소섬유들이 맨드렐의 축방향과 45°의 경사각으로 배열되게 추가로 감아 프리프레그 적층체를 제조하였다.Using a rolling press, the carbon fiber weight of the mandrel is 125 g/m2, the epoxy resin impregnation amount is 33% by weight relative to the total weight of the prepreg, and the carbon fiber UD prepreg 3 sheets in which the carbon fibers are arranged side by side in one direction are carbon fiber After winding so as to be parallel to the axial direction of the mandrel, one carbon fiber UD prepreg is added to the area 50 cm away from the tip of the mandrel so that the carbon fibers are arranged at an inclination angle of 45° with the axial direction of the mandrel. Winding to prepare a prepreg laminate.
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있는 프리프레그 적층체를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 1차 진공압착 하였다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel was wrapped and sealed with a film, and then a vacuum was applied to the sealed space to first vacuum-press the resin in the prepreg laminate.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.3바(bar)로 유지하였다.At this time, the vacuum pressure (degree of vacuum) was maintained at -0.3 bar (bar).
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있으며 1차 진공압착 공정을 거친 상기 프레프레그 적층체를 몰드에 형성된 요홈 내에 넣은 후 상기 몰드를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 2차 진공압착 하였다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the primary vacuum compression process is put into the groove formed in the mold, the mold is wrapped with a film to seal, and then a vacuum is applied to the sealed space. The resin in the prepreg laminate was subjected to secondary vacuum compression.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.4바(bar)로 유지하였다.At this time, the vacuum pressure (vacuum degree) was maintained at -0.4 bar (bar).
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있으며 2차 진공압착 공정을 거친 상기 프리프레그 적층체를 몰드와 분리 후 오토클레이브(Autoclave)에 넣은 다음, 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 3차 진공압착함과 동시에 열처리 및 가압하여 골프채 샤프트를 성형하였다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the secondary vacuum compression process is separated from the mold and placed in an autoclave, and then the resin in the prepreg laminate is applied to 3 At the same time as vacuum compression, heat treatment and pressurization were performed to form a golf club shaft.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.2바(bar)로 유지하였고, 열처리는 150℃에서 90분간 실시하였고, 7kgf/㎠의 압력으로 가압하였다.At this time, vacuum pressure (vacuum degree) was maintained at -0.2 bar (bar), heat treatment was carried out at 150 ℃ 90 minutes, pressurized at a pressure of 7kgf / ㎠.
다음으로는 성형된 골프채 샤프트와 맨드렐을 분리하여 골프채 샤프트를 제조하였다.Next, a golf club shaft was manufactured by separating the molded golf club shaft and the mandrel.
제조된 골프채 샤프트는 직선형태로 휘어짐 현상이 없었고, 직경도 균일하였고, 표면 일부에만 깊이가 0.03㎜이하인 핀홀이 보였으나 상기 핀홀의 깊이가 얕아 골프채 샤프트의 물성저하에는 영향을 미치지 않았다.The manufactured golf club shaft had no bending phenomenon in a straight shape, had a uniform diameter, and pinholes with a depth of 0.03 mm or less were seen only on a part of the surface, but the depth of the pinholes was shallow and did not affect the deterioration of the properties of the golf club shaft.
실시예Example 2 2
롤링프레스를 사용하여 맨드렐에 아라미드섬유 중량이 125g/㎡이고 에폭시수지 함침량이 프리프레그 전체중량 대비 33중량%이고, 상기 아라미드섬유들이 일방향으로 나란히 배열되어 있는 아라미드섬유 UD 프리프레그 3매를 아라미드 섬유들이 맨드렐의 축방향과 평행하도록 감은 후 다음, 맨드렐의 선단부로부터 50㎝ 거리인 구역에는 아라미드섬유 UD 프리프레그 1매를 아라미드섬유들이 맨드렐의 축방향과 45°의 경사각으로 배열되게 추가로 감아 프리프레그 적층체를 제조하였다.Using a rolling press, the aramid fiber weight is 125 g/m2 on the mandrel, the epoxy resin impregnation amount is 33 wt% based on the total weight of the prepreg, and the aramid fiber UD prepreg 3 sheets in which the aramid fibers are arranged side by side in one direction are aramid fiber After winding so as to be parallel to the axial direction of the mandrel, one sheet of aramid fiber UD prepreg is added to the area 50 cm away from the tip of the mandrel so that the aramid fibers are arranged at an inclination angle of 45° with the axial direction of the mandrel. Winding to prepare a prepreg laminate.
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있는 프리프레그 적층체를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 1차 진공압착 하였다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel was wrapped and sealed with a film, and then a vacuum was applied to the sealed space to first vacuum-press the resin in the prepreg laminate.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.3바(bar)로 유지하였다.At this time, the vacuum pressure (degree of vacuum) was maintained at -0.3 bar (bar).
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있으며 1차 진공압착 공정을 거친 상기 프레프레그 적층체를 몰드에 형성된 요홈 내에 넣은 후 상기 몰드를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 2차 진공압착 하였다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the primary vacuum compression process is put into the groove formed in the mold, the mold is wrapped with a film to seal, and then a vacuum is applied to the sealed space. The resin in the prepreg laminate was subjected to secondary vacuum compression.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.4바(bar)로 유지하였다.At this time, the vacuum pressure (vacuum degree) was maintained at -0.4 bar (bar).
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있으며 2차 진공압착 공정을 거친 상기 프리프레그 적층체를 몰드와 분리 후 오토클레이브(Autoclave)에 넣은 다음, 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 3차 진공압착함과 동시에 열처리 및 가압하여 골프채 샤프트를 성형하였다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the secondary vacuum compression process is separated from the mold and placed in an autoclave, and then the resin in the prepreg laminate is applied to 3 At the same time as vacuum compression, heat treatment and pressurization were performed to form a golf club shaft.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.2바(bar)로 유지하였고, 열처리는 150℃에서 90분간 실시하였고, 7kgf/㎠의 압력으로 가압하였다.At this time, vacuum pressure (vacuum degree) was maintained at -0.2 bar (bar), heat treatment was carried out at 150 ℃ 90 minutes, pressurized at a pressure of 7kgf / ㎠.
다음으로는 성형된 골프채 샤프트와 맨드렐을 분리하여 골프채 샤프트를 제조하였다.Next, a golf club shaft was manufactured by separating the molded golf club shaft and the mandrel.
제조된 골프채 샤프트는 직선형태로 휘어짐 현상이 없었고, 직경도 균일하였고, 표면에는 핀홀이 전혀 발생되지 않아 골프채 샤프트의 물성저하가 없었다.The manufactured golf club shaft had no bending phenomenon in a straight shape, had a uniform diameter, and had no pinholes on the surface, so there was no deterioration in the properties of the golf club shaft.
비교실시예Comparative Example 1 One
롤링프레스를 사용하여 맨드렐에 탄소섬유 중량이 125g/㎡이고 에폭시수지 함침량이 프리프레그 전체중량 대비 33중량%이고, 상기 탄소섬유들이 일방향으로 나란히 배열되어 있는 탄소섬유 UD 프리프레그 3매를 탄소섬유들이 맨드렐의 축방향과 평행하도록 감은 후 다음, 맨드렐의 선단부로부터 50㎝ 거리인 구역에는 탄소섬유 UD 프리프레그 1매를 탄소섬유들이 맨드렐의 축방향과 45°의 경사각으로 배열되게 추가로 감아 프리프레그 적층체를 제조하였다.Using a rolling press, the carbon fiber weight of the mandrel is 125 g/m2, the epoxy resin impregnation amount is 33% by weight relative to the total weight of the prepreg, and the carbon
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있는 상기 프리프레그 적층체를 몰드에 형성된 요홈 내에 넣은 후 상기 몰드를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 1차 진공압착 하였다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel is put into the groove formed in the mold, the mold is wrapped with a film to seal, and then a vacuum is applied to the sealed space to remove the resin in the prepreg laminate. The first vacuum compression was performed.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.4바(bar)로 유지하였다.At this time, the vacuum pressure (vacuum degree) was maintained at -0.4 bar (bar).
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있으며 1차 진공압착 공정을 상기 프리프레그 적층체를 몰드와 분리 후 오토클레이브(Autoclave)에 넣은 다음, 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 2차 진공압착함과 동시에 열처리 및 가압하여 골프채 샤프트를 성형하였다.Next, it is formed on the mandrel, and the prepreg laminate is separated from the mold in the first vacuum compression process and put in an autoclave, and then the resin in the prepreg laminate is subjected to a vacuum to secondary At the same time as vacuum compression, heat treatment and pressurization were performed to form a golf club shaft.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.2바(bar)로 유지하였고, 열처리는 150℃에서 90분간 실시하였고, 7kgf/㎠의 압력으로 가압하였다.At this time, vacuum pressure (vacuum degree) was maintained at -0.2 bar (bar), heat treatment was carried out at 150 ℃ 90 minutes, pressurized at a pressure of 7kgf / ㎠.
다음으로는 성형된 골프채 샤프트와 맨드렐을 분리하여 골프채 샤프트를 제조하였다.Next, a golf club shaft was manufactured by separating the molded golf club shaft and the mandrel.
제조된 골프채 샤프트는 선단부 부분에서 휨 현상이 심하게 발생되었고, 표면이 울퉁불퉁하여 원심도가 일정하지 않아 연마공정도 어려웠다.The manufactured golf club shaft was severely bent at the tip, and the surface was uneven and the centrifugal degree was not constant, making the grinding process difficult.
비교실시예Comparative Example 2 2
롤링프레스를 사용하여 맨드렐에 탄소섬유 중량이 125g/㎡이고 에폭시수지 함침량이 프리프레그 전체중량 대비 33중량%이고, 상기 탄소섬유들이 일방향으로 나란히 배열되어 있는 탄소섬유 UD 프리프레그 3매를 탄소섬유들이 맨드렐의 축방향과 평행하도록 감은 후 다음, 맨드렐의 선단부로부터 50㎝ 거리인 구역에는 탄소섬유 UD 프리프레그 1매를 탄소섬유들이 맨드렐의 축방향과 45°의 경사각으로 배열되게 추가로 감아 프리프레그 적층체를 제조하였다.Using a rolling press, the carbon fiber weight of the mandrel is 125 g/m2, the epoxy resin impregnation amount is 33% by weight relative to the total weight of the prepreg, and the carbon
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있는 프리프레그 적층체를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 1차 진공압착 하였다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel was wrapped and sealed with a film, and then a vacuum was applied to the sealed space to first vacuum-press the resin in the prepreg laminate.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.3바(bar)로 유지하였다.At this time, the vacuum pressure (degree of vacuum) was maintained at -0.3 bar (bar).
다음으로는, 맨드렐 상에 형성되어 있으며 1차 진공압착공정을 거친 상기 프리프레그 적층체를 오토클레이브에 넣은 후 진공을 걸어 2차 진공압착함과 동시에 열처리 및 가압하여 골프채 샤프트를 성형하였다.Next, the prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the first vacuum compression process was put into an autoclave, and then a vacuum was applied to perform secondary vacuum compression, heat treatment and pressurization at the same time to form a golf club shaft.
이때, 진공가압(진공도)을 -0.2바(bar)로 유지하였고, 열처리는 150℃에서 90분간 실시하였고, 7kgf/㎠의 압력으로 가압하였다.At this time, vacuum pressure (vacuum degree) was maintained at -0.2 bar (bar), heat treatment was carried out at 150 ℃ 90 minutes, pressurized at a pressure of 7kgf / ㎠.
다음으로는 성형된 골프채 샤프트와 맨드렐을 분리하여 골프채 샤프트를 제조하였다.Next, a golf club shaft was manufactured by separating the molded golf club shaft and the mandrel.
제조된 골프채 샤프트는 휨 현상이 심하게 발생하였고, 표면이 균일하지 않아 원심도가 일정하지 않았고, 표면에는 직경이 0.1㎜ 수준으로 골프채 샤프트의 물성을 저하시키는 핀홀들이 관찰되었다.The manufactured golf club shaft had a severe bending phenomenon, and the centrifugation was not constant due to the uneven surface, and pinholes with a diameter of 0.1 mm were observed on the surface to deteriorate the physical properties of the golf club shaft.
1 : 맨드렐 2 : 프리프레그
3 : 필름 4 : 맨드렐에 형성된 프리프레그 적층체
5 : 몰드 5a : 몰드에 형성된 요홈1: mandrel 2: prepreg
3: Film 4: Prepreg laminate formed on the mandrel
5:
Claims (7)
(ⅱ) 맨드렐 상에 형성되어 있는 프리프레그 적층체를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 1차 진공압착하는 공정;
(ⅲ) 맨드렐 상에 형성되어 있으며 1차 진공압착 공정을 거친 상기 프리프레그 적층체를 몰드에 형성된 요홈 내에 넣은 후 상기 몰드를 필름으로 감싸서 밀폐시킨 다음, 밀폐된 공간에 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 2차 진공압착 하는 공정;
(ⅳ) 맨드렐 상에 형성되어 있으며 2차 진공압착 공정을 거친 상기 프리프레그 적층체를 몰드와 분리 후 오토클레이브(Autoclave)에 넣은 다음, 진공을 걸어 상기 프리프레그 적층체 내에 있는 수지를 3차 진공압착함과 동시에 열처리 및 가압하여 골프채 샤프트를 성형하는 공정; 및
(ⅴ) 성형된 골프채 샤프트와 맨드렐을 분리하는 공정;을 포함하고,
1차 진공압착 공정에서 진공가압(진공도)을 -0.5바(bar) 내지 -0.2바(bar)로 유지하고,
2차 진공압착 공정에서 진공가압(진공도)을 -0.7바(bar) 내지 -0.3바(bar)로 유지하고,
3차 진공압착 및 성형공정에서 진공가압(진공도)을 -0.4바(bar) 내지 -0.1바(bar)로 유지하는 것을 특징으로 하는 오토클레이브를 이용한 골프채 샤프트의 제조방법.(i) A process of forming a prepreg laminate by winding two or more prepregs made of a reinforcing fiber and an uncured resin impregnated with a reinforcing fiber and the reinforcing fiber on a mandrel for manufacturing a golf shaft using a rolling press ;
(ii) sealing the prepreg laminate formed on the mandrel with a film, and then applying a vacuum to the sealed space to first vacuum-press the resin in the prepreg laminate;
(iii) The prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the first vacuum compression process is put into the groove formed in the mold, the mold is wrapped with a film to seal, and then a vacuum is applied to the sealed space to apply the prepreg Secondary vacuum compression of the resin in the laminate;
(iv) The prepreg laminate formed on the mandrel and subjected to the secondary vacuum compression process is separated from the mold and put in an autoclave, and then the resin in the prepreg laminate is tertiary by applying a vacuum. A process of forming a golf club shaft by vacuum compression and heat treatment and pressurization at the same time; and
(V) a process of separating the molded golf club shaft and the mandrel;
Maintaining the vacuum pressure (vacuum degree) at -0.5 bar to -0.2 bar in the first vacuum compression process,
Maintaining the vacuum pressure (vacuum degree) at -0.7 bar to -0.3 bar in the second vacuum compression process,
A method of manufacturing a golf club shaft using an autoclave, characterized in that the vacuum pressure (degree of vacuum) is maintained at -0.4 bar to -0.1 bar in the third vacuum compression and molding process.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |