KR19990066235A - Hybrid prepreg and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리프레그에 관한 것으로서, 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 텅스텐섬유 및 보론섬유 중에서 선택된 1종 이상의 보강섬유로 된 일방향 시트와 층간 하이브리드재료로서 부직포 매트가 적층된 하이브리드 적층체에 열경화성 수지가 함침된 것을 특징으로 하며, 이러한 구성의 프리프레그는 섬유방향 인장강도와 섬유수직방향 인장강도 및 강성도가 우수하여 높은 비강도 및 비강성도를 요구하는 각종 스포츠-레져 용품, 항공기, 자동차, 토목건축분야의 콘크리트 구조물 보강 등에 매우 효과적으로 적용할 수 있다.The present invention relates to a prepreg, which is a thermosetting resin in a hybrid laminate in which a unidirectional sheet made of at least one reinforcing fiber selected from carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, tungsten fiber and boron fiber and a nonwoven mat is laminated as an interlayer hybrid material. It is characterized in that, the prepreg of this configuration is excellent in the fiber tensile strength and fiber vertical tensile strength and stiffness, various sports-leisure products, aircraft, automobiles, civil construction that requires high specific strength and specific rigidity It can be applied very effectively to the reinforcement of concrete structures in the field.
Description
본 발명은 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 텅스텐섬유 및 보론섬유 중에서 선택된 1종 이상의 보강섬유를 일방향으로 배열한 시트에 열경화성 수지를 함침시킨 일방향 프리프레그(Uni-directonal Prepreg)의 섬유방향 인장강도 및 섬유수직방향 인장강도 및 강성도를 향상시킨 하이브리드 프리프레그(Hybrid Prepreg) 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a fiber direction tensile strength of uni-preonal prepreg impregnated with a thermosetting resin in a sheet arranged in one direction of at least one reinforcing fiber selected from carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, tungsten fiber and boron fiber And it relates to a hybrid prepreg (fiber hybrid prepreg) and a method for manufacturing the fiber to improve the tensile strength and rigidity in the fiber vertical direction.
일반적으로 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 텅스텐섬유, 보론섬유 등과 같은 보강섬유를 일방향으로 배열한 시트(Sheet) 상태의 일방향 프리프레그는 높은 비강도(단위무게당 강도) 및 비강성도(단위무게당 강성도)를 요구하는 각종 스포츠-레져 용품, 항공기, 자동차, 토목건축분야의 콘크리트 구조물 보강 등 여러 산업분야에 널리 이용되어 왔다.In general, unidirectional prepregs in a sheet state in which reinforcing fibers such as carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, tungsten fibers, boron fibers, etc. are arranged in one direction have high specific strength (strength per unit weight) and specific strength (unit weight). It has been widely used in various industries, such as reinforcing concrete structures in various sports-leisure products, aircraft, automobiles, civil engineering, etc.
이러한 일방향 프리프레그는 섬유수직방향 기계적 물성이 섬유방향 기계적 물성에 비하여 상대적으로 취약하기 때문에 일방향 프리프레그 제조시 종래에는 최종 복합재료제품의 보강섬유 수직방향 강도를 높이거나, 복합재료제품 제조공정시 보강섬유 수직방향으로의 프리프레그 분리현상을 방지하기 위하여 두께 20 미크론 정도의 유리섬유 박물(博物) 직물을 스크림으로 이용한 바 있다. 그러나 이 방법은 프리프레그와 잘 접착되도록 하기 위하여 유리섬유 직물 스크림이 접합된 프리프레그 제조시에 탄소섬유, 이형지, 유리섬유 직물 스크림의 장력조절이나 가압상태를 매우 정밀하게 조절해야 하여야 하는 문제점이 있으며, 또한 유리섬유 밀도가 높아서 최종 제품의 무게가 무거워지는 문제가 있다.Such unidirectional prepregs are generally more fragile than the directional mechanical properties of the fiber in the vertical direction. Therefore, when manufacturing the unidirectional prepregs, the strength of the vertical composite fiber in the final composite product is increased or the reinforcement is performed in the manufacturing process of the composite product. In order to prevent the separation of prepreg in the fiber vertical direction, a glass fiber cloth fabric having a thickness of about 20 microns has been used as a scrim. However, this method requires a very precise control of the tension or pressure of the carbon fiber, release paper, and glass fiber fabric scrim when the prepreg is bonded to glass fiber fabric scrim in order to adhere well to the prepreg. In addition, there is a problem that the weight of the final product is heavy because the glass fiber density is high.
예를 들어 일본특허공개 소60-165212호 및 소60-15782호 공보에는 접합직물(Scrim cloth)을 이용한 프리프레그 제조에 관한 기술이 제안되어 있다. 그러나 이 방법은 접합직물의 정밀한 장력조절을 위한 제어설비의 원가부담과 공정제어기술의 어려움을 단점으로 지적된다. 또한, 일본 공개특허소 60-163936호에서도 접합직물을 프리프레그에 사용하는 기술이 알려져 있는데, 여기서는 접착직물 제조시 장력조절을 위해 경사와 위사의 밀도를 다르게 조절하여 직조해야 하는 등 공정상 개선의 여지가 많다. 또한 대한민국 특허공보 공고번호 93-6928에서는 스펀본드직물(Spun Bonded Fabric)을 접착직물로하는 기술이 알려져 있는데, 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등과 같은 고강성도 섬유로는 스펀본드직물을 제조할 수 없는 단점이 있다.For example, Japanese Patent Application Laid-open Nos. 60-165212 and 60-15782 propose a technique related to prepreg production using scrim cloth. However, this method points out the disadvantages of the cost burden of the control equipment and the difficulty of process control technology for precise tension control of the bonded fabric. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 60-163936 also discloses a technique of using a bonded fabric for prepreg. Here, in manufacturing the bonded fabric, it is necessary to adjust the density of warp and weft yarn to control the tension, and to weave. There is plenty of room. In addition, Korean Patent Publication No. 93-6928 discloses a technique of using a spunbonded fabric as an adhesive fabric. Spunbonded fabrics can be manufactured using high-strength fibers such as carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber. There are no drawbacks.
따라서, 본 발명은 선행기술의 제반 문제점을 감안하여 까다로운 장력조절이 불필요하고 최종 제품의 무게도 가볍게 하면서 일방향 프리프레그의 섬유수직방향의 기계적 물성을 향상시킨 새로운 하이브리드 프리프레그를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel hybrid prepreg which improves the mechanical properties in the fiber vertical direction of one-way prepreg while eliminating demanding tension adjustment and lightening the final product weight in view of all the problems of the prior art. .
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 프리프레그의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a hybrid prepreg according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 프리프레그를 제조하는 공정을 나타낸 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing a process for producing a hybrid prepreg according to the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ※※ Explanation of main parts of drawing ※
1 : 일방향 보강섬유 시트1: one-way reinforcing fiber sheet
2 : 부직포 매트2: nonwoven mat
3 : 수지-도포 이형시트3: Resin-coated release sheet
11 : 보강섬유 공급롤11: reinforcing fiber feed roll
12 : 부직포 매트 공급롤12 nonwoven fabric feed roll
13,14 : 수지-도포 이형시트 공급롤13,14: Resin-coated release sheet feed roll
15,15': 압착롤15,15 ': Crimping Roll
16 : 이형지 권취롤16: release paper take-up roll
17 : 하이브리드 프리프레그 권취롤17: Hybrid prepreg winding roll
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 텅스텐섬유 및 보론섬유 중에서 선택된 1종 이상의 보강섬유로 된 일방향 시트와 층간 하이브리드재료로서 부직포 매트를 하이브리드 적층(Hybrid lamination)한 적층체에 열경화성 수지가 함침된 것을 특징으로 하는 새로운 하이브리드 프리프레그가 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, a hybrid lamination of a nonwoven mat as one-way sheet and interlayer hybrid material made of at least one reinforcing fiber selected from carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, tungsten fiber and boron fiber. A new hybrid prepreg is provided, in which a laminate is impregnated with a thermosetting resin.
또한, 본 발명에 의하면 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 텅스텐섬유 및 보론섬유 중에서 선택된 1종 이상의 보강섬유를 일방향으로 평행하게 시트상으로 공급하고 부직포 매트를 상기 보강섬유 시이트에 겹쳐지게 공급하여 하이브리드 적층체를 형성하고, 얻어진 하이브리드 적층체(부직포 매트/일방향 보강섬유 시트)의 양면에 열경화성 수지가 도포된 이형시트의 수지도포면이 대면하도록 하여 접합시킨 다음, 이 접합체를 가열, 가압하여 상기 이형시트상의 열경화성 수지를 하이브리드 적층체에 전이, 합침시키는 것을 포함하는 하이브리드 프리프레그의 제조방법이 제공된다.In addition, according to the present invention, by supplying at least one reinforcing fiber selected from carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, tungsten fiber and boron fiber in a sheet form in parallel in one direction, and supplying a nonwoven fabric mat to the reinforcing fiber sheet to hybrid A laminate is formed, and the resin-laminated cloth surface of the release sheet coated with a thermosetting resin is placed on both sides of the obtained hybrid laminate (nonwoven mat / unidirectional reinforcing fiber sheet) so as to face each other, and then the bonded body is heated and pressed to form the release sheet. There is provided a method for producing a hybrid prepreg comprising transferring and incorporating a thermosetting resin of a phase into a hybrid laminate.
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제 1 도에 도시되는 바와 같이 본 발명의 하이브리드 프리프레그는 일방향 보강섬유 시트(1)와 부직포 매트(2)로 이루어진 하이브리드 적층체에 열경화성 수지(3b)가 함침된 구조로 이루어져 있다. 열경화성 수지(3b)는 이형시트(3a)의 일면에 열경화성수지(3b)가 도포된 이형시트(3)를 층간 하이브리드 적층체에 접합하고 가열, 가압하는 것에 의해 전이, 함침된다. 하이브리드 프리프레그의 한쪽면에 부착되어 있는 이형지(3a)는 하이브리드 프리프레그 적용시 박리, 제거된다.As shown in FIG. 1, the hybrid prepreg of the present invention has a structure in which a thermosetting resin 3b is impregnated into a hybrid laminate composed of a unidirectional reinforcing fiber sheet 1 and a nonwoven mat 2. The thermosetting resin 3b is transferred and impregnated by bonding the release sheet 3 having the thermosetting resin 3b coated on one surface of the release sheet 3a to the interlayer hybrid laminate, and heating and pressing. The release paper 3a attached to one side of the hybrid prepreg is peeled off and removed when the hybrid prepreg is applied.
본 발명에 따르는 층간 하이브리드 적층체는 수지가 잘 함침되고, 하이브리드 프리프레그 제조시 장력조절이 정밀하지 않더라도 제품상 문제가 없으며, 또 밀도가 낮기 때문에 최종 제품이 가볍고, 종래 제품보다 섬유방향 및 섬유수직방향 비강도, 비강성도가 높아지게 된다.The interlayer hybrid laminate according to the present invention has no problem in product even if the resin is impregnated well and the tension control is not precise in the preparation of the hybrid prepreg, and because the density is low, the final product is lighter, fiber direction and fiber vertical than conventional products. Directional specific strength and specific rigidity increase.
본 하이브리드 프리프레그에 구성되는 부직포 매트(2)는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 폴리에스터섬유 및 금속이 코팅된 탄소섬유로 이루어진 군에서 선택된 단섬유를 바인더와 함께 건식, 습식 및 공기분사식 섬유분산법으로 분산시켜 페이퍼상으로 제조한 것을 사용할 수 있다. 사용되는 단섬유는 소재의 특성에 따라 길이 1-50㎜인 것이 적당하고, 부직포 매트는 단위면적당 무게 0.1∼80g/㎡의 범위내에서 선정하여 사용하는 것이 적당하다. 이때 바인더로는 스티렌 아크릴레이트, 폴리에스터, 폴리비닐알콜 또는 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다.The nonwoven mat 2 of the hybrid prepreg is composed of carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, polyester fibers and metal-coated carbon fibers with binders of dry, wet and air sprayed fibers. What was disperse | distributed by the dispersion method and manufactured in paper form can be used. It is appropriate that the short fibers to be used have a length of 1-50 mm according to the characteristics of the material, and the nonwoven mat is selected and used within the range of 0.1 to 80 g / m2 per unit area. In this case, styrene acrylate, polyester, polyvinyl alcohol or epoxy resin may be used as the binder.
부직포 매트(2)는 하이브리드 프리프레그에 구성되어 있어서 일방향 프리프레그의 섬유방향 및 섬유수직방향의 강도 및 강성도를 증가시켜주는 동시에 일방향 프리프레그내의 보강 섬유 배열상태를 안정되게 하는 역할을 한다.The nonwoven mat 2 is composed of a hybrid prepreg to increase the strength and stiffness in the fiber direction and the fiber vertical direction of the one-way prepreg, and at the same time, to stabilize the reinforcing fiber arrangement in the one-way prepreg.
한편, 상기와 같이 하이브리드 적층체에 열경화성수지를 함침시킬 때에는 수지-도포 이형시트(3)를 이용하여 수지(3b)가 하이브리드 적층체로 전이,함침되도록 하여 완전한 접합상태가 되도록 한다. 이형시트(3a)의 한쪽면에 도포되는 수지(3b)는 열경화성 수지가 바람직하다. 열경화성 수지(3b)로는 에폭시 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 페놀 수지, 시아네이트에스터 수지, 폴리이미드 수지 등을 사용할 수 있으며, 이러한 수지(3b)를 이형시트(3a)에 도포하는 양은 최종 하이브리드 프리프레그 중의 수지함유량이 20∼60 중량%가 되도록 하는 것이 적합하다.On the other hand, when the thermosetting resin is impregnated into the hybrid laminate as described above, the resin 3b is transferred and impregnated into the hybrid laminate using the resin-coated release sheet 3 so as to be in a perfect bonding state. As for resin 3b apply | coated to one side of the release sheet 3a, thermosetting resin is preferable. As the thermosetting resin 3b, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, a cyanate ester resin, a polyimide resin, or the like can be used, and the amount of applying the resin 3b to the release sheet 3a is the final hybrid prepreg. It is suitable to make resin content in 20 to 60 weight%.
이형시트(3a)는 프리프레그 제조공정중의 장력에 견디고 이형성을 발휘할수 있는 재질로서 두께가 0.05∼0.2mm인 크라프트지, 롤지 또는 글라싱지 등의 종이를 사용하며, 그 양면에 폴리에틸렌, 폴리비닐알콜 등을 도포하고 또 그 위에다 실리콘계 또는 비실리콘계 이형제, 예컨데 폴리디메틸실록산과 폴리디메틸하이드로디엔실록산과의 축합반응 또는 부가반응형 실리콘으로부터 제조된 이형제를 도포한 이형시이트를 사용하는 것이 바람직하다.The release sheet 3a is a material that can withstand the tension during the prepreg manufacturing process and exhibits releasability. Kraft paper, roll paper, or glass paper with a thickness of 0.05 to 0.2 mm is used. It is preferable to use a release sheet coated with a vinyl alcohol or the like, on which a silicone-based or non-silicone-based release agent, for example, a condensation reaction of polydimethylsiloxane and polydimethylhydrodienesiloxane or a release agent made from addition-reaction type silicone is applied.
위와같이, 수지가 코팅된 이형시트(3a)를 이용하여 하이브리드 적층체에 수지를 함침시킬 때에는 적층제 양면에 수지-도포 이형시트(3)을 부착한 후, 가열, 가입하여 이형시트 상의 수지가 보강섬유 시트와 부직포 매트로 전이하여 함침되도록 한다.As described above, when the resin is impregnated into the hybrid laminate using the resin-coated release sheet 3a, the resin-coated release sheet 3 is attached to both sides of the laminate, followed by heating and joining to form a resin on the release sheet. Transfer to reinforcing fiber sheet and nonwoven mat to be impregnated.
이와 같은 수지 함침 방식으로 본 발명의 하이브리드 프리프레그를 제조하기 위한 장치예가 제 2도에 개략적으로 예시된다.An example of a device for producing the hybrid prepreg of the present invention by such a resin impregnation method is schematically illustrated in FIG.
제 2 도의 장치에서 본 발명의 하이브리드 프리프레그를 제조하는 방법에 대해서 설명하면, 우선 공급롤(11)에서 공급되는 일방향 보강섬유는 표준형태의 보강섬유로서 평행한 상태를 유지하면서 시트 형태로 당겨서 1∼20m/min의 속도가 공급되도록 한다. 이때 속도는 보강섬유의 단사없이 퍼짐(Spreading)이 원활하도록 조절되어야 한다. 이러한 일방향 보강섬유 시트 공급롤 상부에는 부직포 매트 공급롤(12)을 설치하여 그로부터 부직포 매트를 연속적으로 풀어서 상기 일방향 보강섬유 시트와 같은 속도 (1∼20m/min)로 공급되도록 하여 일방향 보강섬유 시트와 부직포 매트를 적층시켜 하이브리드 적층체를 구성시킨다. 상기의 하이브리드 적층체내 수지함침을 위한 수지-도포 이형시트 공급롤(13)과 또다른 수지-도포 이형시트 공급롤(14)은 상기 열경화성 수지가 얇게 필름상으로 도포된 이형시트(3)를 공급하여 상기 하이브리드 적층체 상하로 각각 동일한 속도(보강섬유 공급속도)로 공급되면서 겹쳐지도록 한다. 그 다음 압착롤(15,15')을 통과시켜 가열 압착하여 적층체내에 수지를 함침시킨 후, 상부 이형시트는 권취롤(16)을 이용하여 박리, 제거하고, 하부 이형시트는 하이브리드 프리프레그와 함께 권취롤(17)에서 권취한다.Referring to the method of manufacturing the hybrid prepreg of the present invention in the apparatus of FIG. 2, first, the unidirectional reinforcing fibers supplied from the supply roll 11 are pulled in sheet form while maintaining parallel state as the reinforcing fibers of the standard form. Allow a speed of ˜20 m / min. At this time, the speed should be adjusted so that the spreading (spreading) smoothly without the single yarn of the reinforcing fiber. The one-way reinforcing fiber sheet supply roll is installed on the top of the non-woven mat supply roll 12 to continuously release the nonwoven mat therefrom to be supplied at the same speed as the one-way reinforcing fiber sheet (1-20m / min) and one-way reinforcing fiber sheet and The nonwoven mat is laminated to form a hybrid laminate. The resin-coated release sheet supply roll 13 and the other resin-coated release sheet supply roll 14 for resin impregnation in the hybrid laminate are supplied with a release sheet 3 in which the thermosetting resin is applied in a thin film form. To be overlapped while being supplied at the same speed (reinforcement fiber feed rate) up and down the hybrid laminate. After passing through the pressing rolls 15 and 15 'and heat-compressing to impregnate the resin in the laminate, the upper release sheet is peeled off and removed using the take-up roll 16, and the lower release sheet is combined with the hybrid prepreg. It is wound up by the winding roll 17 together.
이때, 압착롤(15,15')에서는 가열온도를 50-170℃로 하고, 압착롤의 선압력을 0.1∼10kg/cm로 조절하는 것이 바람직하다. 압착과정에서 상기 이형시이트에 코팅되어 있던 열경화성 수지가 하이브리드 적층체로 전이 함침되어 하이브리드 프리프레그 제품이 제조되게 된다.At this time, it is preferable to make heating temperature 50-170 degreeC, and to adjust the line pressure of a crimping roll to 0.1-10 kg / cm in the crimping rolls 15 and 15 '. In the pressing process, the thermosetting resin coated on the release sheet is transferred to a hybrid laminate to impregnate the hybrid prepreg product.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 종래에 비하여 간단하면서도 경제적인 방법으로 가벼운 프리프레그를 제조할 수 있다. 본 프리프레그는 그 사용목적에 따라 최종 두께를 0.02∼2mm 범위내에서, 그리고 열경화성 수지 함침량을 20∼60중량% 범위내에서 조절하여 제조한다.According to the present invention as described above it is possible to manufacture a light prepreg in a simple and economical way compared to the prior art. The prepreg is produced by adjusting the final thickness within the range of 0.02 to 2 mm and the thermosetting resin impregnation amount within the range of 20 to 60 wt%, depending on the purpose of use.
하기 실시예에는 본 발명의 하이브리드 프리프레그의 제조예가 예시된다. 물론 본 발명은 하기 실시예에 제한되지 않는다.The following examples illustrate the preparation of the hybrid prepreg of the present invention. Of course, the present invention is not limited to the following examples.
〈실시예 1〉<Example 1>
제 2 도의 장치를 이용하여 탄소섬유 부직포 매트와 일방향 탄소섬유 시트를 층간 하이브리드로 한 하이브리드 프리프레그를 제조하였다. 이때, 일방향 보강섬유로는 T-300 탄소섬유(인장탄성도가 24ton/㎠이고 ,12K tow의 Tory사 제품)를 사용하고, 탄소섬유 부직포 매트 층간 하이브리드 적층체로는 단위면적당 무게가 13g/㎡인 OPTIMAT 203(Technical Fiber Products사 제품)을 사용하였으며, 수지-도포 이형시트는 이형제로서 폴리에틸렌이 0.1mm 두께로 코팅된 이형시트에 열경화성 수지로 에폭시수지(주식회사 선경인더스트리 제품인 SKR 2514)를 최종 하이브리드 프리프레그중 에폭시 수지함량이 34중량%가 되게 도포한 이형시트를 사용하였다. 또한 상기한 일방향 탄소섬유 시트, 부직포 매트 및 수지-도포 이형시트의 공급속도는 7m/min로 동일하였으며, 압착온도와 압력은 각각 제 1압착롤(15)에서 80℃와 선압력 5kg/cm, 제 2압착롤(15')에서 120℃와 선압력 8kg/cm로 하였다.A hybrid prepreg was prepared using the apparatus of FIG. 2 as an interlayer hybrid of a carbon fiber nonwoven mat and a unidirectional carbon fiber sheet. At this time, T-300 carbon fiber (tensile elasticity of 24ton / ㎠, manufactured by Tory Co., Ltd. of 12K tow) is used as one-way reinforcing fiber, and the weight per unit area is 13g / m2 as the carbon fiber nonwoven mat interlayer hybrid laminate. OPTIMAT 203 (manufactured by Technical Fiber Products) was used, and the resin-coated release sheet was a release agent coated with 0.1 mm thick polyethylene, and a thermosetting resin epoxy resin (SKR 2514, manufactured by Sunkyung Industry Co., Ltd.) was used as the final hybrid prepreg. A release sheet coated with an epoxy resin content of 34% by weight was used. In addition, the feed rate of the one-way carbon fiber sheet, non-woven mat and the resin-coated release sheet was the same as 7m / min, the pressing temperature and pressure is 80 ℃ and the line pressure 5kg / cm, respectively, in the first pressing roll 15, 120 degreeC and the line pressure of 8 kg / cm were made in the 2nd press roll 15 '.
〈실시예 2〉<Example 2>
제 2 도의 장치를 이용하여 유리섬유 부직포 매트 층간 하이브리드와 일방향 탄소섬유시트를 하이브리드 적층체로 한 프리프레그를 제조하였다. 이때 탄소섬유시트는 T-300 탄소섬유(인장탄성도가 24ton/㎠이고, 12K tow의 Toray사 제품)로 된 시트를 사용하고, 층간 하이브리드는 섬유 길이가 12.5mm인 이-글라스(E-Glass)와 크로스링크 폴리에스테르 수지를 바인더로 한 유리섬유 부직포로 단위면적당 무게가 13g/m인 OPTIMAT 201(Technical Fiber Products사 제품)을 사용하였으며, 수지-도포 이형시트로는 0.1mm 두께의 폴리에틸렌 이형제로 코팅된 이형시트에 열경화성 수지로 에폭시수지[(주)선경인더스트리 : SKR 2514]가 하이브리드 프리프레그중 수지함량이 34중량%이 되게 도포한 것을 사용하였다. 또한 상기한 일방향 탄소섬유 시트, 탄소섬유 부직포 매트 및 수지-도포 이형시트의 공급속도는 10m/min로 동일하였으며, 압착온도와 압력은 각각 제 1압착롤(15)에서 80℃와 선압력 5kg/cm, 제 2압착롤(15')에서 120℃와 선압력 8kg/cm로 하였다.Using the apparatus of FIG. 2, a prepreg made of a hybrid laminate of a glass fiber nonwoven mat interlayer hybrid and a unidirectional carbon fiber sheet was prepared. At this time, the carbon fiber sheet uses a sheet made of T-300 carbon fiber (tensile elasticity of 24ton / cm 2, manufactured by Toray Co., Ltd. of 12K tow), and the interlayer hybrid is E-Glass having a fiber length of 12.5mm. ) And OPTIMAT 201 (manufactured by Technical Fiber Products) with a weight of 13 g / m per unit area.The resin-coated release sheet is a 0.1 mm thick polyethylene release agent. Epoxy resin [SUNKUNG INDUSTRY: SKR 2514] was applied to the coated release sheet so that the resin content of the hybrid prepreg was 34% by weight. In addition, the feeding speed of the one-way carbon fiber sheet, carbon fiber nonwoven mat and the resin-coated release sheet was the same as 10m / min, the pressing temperature and pressure is 80 ℃ and the line pressure 5kg / in the first pressing roll 15, respectively cm and the second pressing roll 15 ′ was 120 ° C. and a line pressure of 8 kg / cm.
〈비교예 1〉<Comparative Example 1>
인장탄성도가 24ton/㎠인 일본 도레이(Toray) 사의 T-300 탄소섬유로 된 일방향 프리프레그(탄소섬유 FAW = 125 g/m²,수지함량(중량비)=37%)를 제조하였다.A unidirectional prepreg (carbon fiber FAW = 125 g / m², resin content (weight ratio) = 37%) of T-300 carbon fiber manufactured by Toray, Japan, having a tensile elasticity of 24 ton / cm 2 was prepared.
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1에 의해 제조된 프리프레그의 무게, 섬유방향 및 섬유수직방향 인장강도 및 탄성도를 상대평가하였다. 그 결과는 하기 표1에 제시된다.Relative evaluation of the weight, fiber direction and fiber vertical direction tensile strength and elasticity of the prepreg prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Example 1 was performed. The results are shown in Table 1 below.
상기 표 1로부터 본발명에 따는 실시예 1의 경우는 층간 하이브리드로 탄소섬유 부직포 매트를 사용함으로써 하이브리드 프리프레그의 무게는 6.5% 증가하지만, 섬유방향 인장강도는 58.9% ,섬유수직방향 인장강도 및 강성도는 각각 56.2% ,100.0% 증가하는 효과를 얻었다. 또한 실시예 2의 경우에도 프리프레그의 무게는 6.5% 증가하지만, 섬유방향 인장강도는 50.5% , 섬유수직방향 인장강도 및 강성도는 각각 25.0%, 50.0%증가하는 효과를 얻었다.In Example 1 according to the present invention from Table 1, the weight of the hybrid prepreg is increased by 6.5% by using a carbon fiber nonwoven mat as an interlayer hybrid, but the fiber tensile strength is 58.9%, the fiber vertical tensile strength and stiffness. Were increased by 56.2% and 100.0%, respectively. In addition, in the case of Example 2, the weight of the prepreg was increased by 6.5%, but the tensile strength in the fiber direction was increased by 50.5%, the tensile strength and the rigidity in the fiber direction were increased by 25.0% and 50.0%, respectively.
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