KR20180127122A - Fiber reinforced composite material and method of manufacturing the same - Google Patents
Fiber reinforced composite material and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180127122A KR20180127122A KR1020170062560A KR20170062560A KR20180127122A KR 20180127122 A KR20180127122 A KR 20180127122A KR 1020170062560 A KR1020170062560 A KR 1020170062560A KR 20170062560 A KR20170062560 A KR 20170062560A KR 20180127122 A KR20180127122 A KR 20180127122A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- composite material
- fiber
- continuous
- fiber composite
- long
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/03—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers with respect to the orientation of features
-
- B32B7/005—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
- B32B2262/0261—Polyamide fibres
- B32B2262/0269—Aromatic polyamide fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/101—Glass fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
- B32B2262/10—Inorganic fibres
- B32B2262/106—Carbon fibres, e.g. graphite fibres
Abstract
Description
본 발명은 섬유강화 복합재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일방향으로 배향된 일방향 연속섬유 복합재의 폭방향 물성 보강할 수 있고, 또한 단일방향으로 배향된 일방향 연속섬유 복합재의 폭방향 갈라짐 문제를 해결할 수 있는 복합재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a fiber-reinforced composite material, and more particularly to a fiber-reinforced composite material capable of reinforcing the physical properties in the width direction of a uni-directional continuous fiber composite material oriented in a unidirectional direction, And a method of manufacturing the same.
골프채와 같은 스포츠 레저용 구조물, 전신주와 같은 구조물, 자동차 부품, 항공기 등의 여러 분야에서 경량화 및 고강도의 섬유강화 복합재료가 사용되고 있다.Lightweight and high strength fiber reinforced composite materials are used in various fields such as sports leisure structures such as golf clubs, structures such as telephone poles, automobile parts, and aircraft.
섬유강화 복합재(Fiber Reinforced Plastics; FRP)는 고분자 매트릭스에 섬유를 강화재로 적용한 복합재를 의미한다. 널리 사용되는 섬유 복합재로는 섬유 종류에 따라, 유리섬유 복합재, 탄소섬유 복합재 등이 있다. Fiber Reinforced Plastics (FRP) refers to composites that are made by applying fiber reinforcement to a polymer matrix. The widely used fiber composites include fiberglass composites and carbon fiber composites, depending on the fiber type.
섬유는 길이, 형태에 따라 단섬유, 장섬유, 연속섬유 등으로 구분된다. 일반적으로, 단섬유는 2mm 미만의 길이를 갖는 섬유를 의미하고, 장섬유는 2mm 이상의 길이를 가지는 섬유를 의미하는데 장섬유는 대체로 50mm 이하의 길이를 갖는다. 연속섬유는 시트의 최종 크기에 의존하며, 일반적으로 장섬유보다 긴 길이를 가지지만 길이가 얼마인지 보다는 시트 내부에서 적어도 배향 방향으로 끊어지지 않고 연속적인 형태로 존재하는 섬유를 의미한다.
The fibers are classified into short fibers, long fibers, and continuous fibers depending on their length and shape. In general, staple fibers mean fibers having a length of less than 2 mm, and long fibers mean fibers having a length of 2 mm or more. The long fibers generally have a length of 50 mm or less. The continuous fiber depends on the final size of the sheet, and generally means a fiber having a length longer than that of the long fiber but being present in a continuous form in the sheet at least not in the direction of orientation in the sheet, rather than the length.
연속섬유를 이용한 연속섬유 복합재는 섬유 배향 방향에 따라 일방향 연속섬유 복합재, 2방향 연속섬유 복합재, 랜덤방향 연속섬유 복합재 등으로 구분된다. Continuous fiber composites using continuous fibers are classified into unidirectional continuous fiber composite, two - direction continuous fiber composite, and random direction continuous fiber composite depending on the direction of fiber orientation.
이 중, 단일 방향으로 배향된 일방향 연속섬유 복합재는 강성, 강도 물성이 우수한 장점이 있다. 그러나, 일방향 연속섬유 복합재는 폭 방향 물성의 취약으로 인하여 갈라짐 문제가 종종 발생한다. 따라서, 일방향 연속섬유 복합재의 갈라짐 문제를 개선하여 폭 방향 물성이 우수하며, 폭방향 갈라짐 문제가 해결될 수 있는 섬유강화 복합재가 요구된다.Of these, unidirectional continuous fiber composites oriented in a unidirectional direction have an advantage of excellent rigidity and strength properties. However, unidirectional continuous fiber composites often suffer from cracking due to weakness in the properties in the width direction. Therefore, there is a need for a fiber-reinforced composite material which can solve the problem of cracking of the unidirectional continuous fiber composite material, has excellent physical properties in the width direction, and can solve the problem of the widthwise cracking.
일방향 연속섬유 복합재의 폭 방향 물성 개선을 위하여, 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재와 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향된 연속섬유 복합재를 교대로 반복하여 적층하는 방법, 랜덤 방향으로 배향된 장섬유 복합재를 제1방향으로 배향된 연속섬유 복합재들 사이에 배치하는 방법 등이 제시되었다. 그러나, 이러한 방법들은 성형성 확보가 어려운 문제점이 있다. 나아가 랜덤 방향으로 배향된 장섬유 복합재의 경우, 상대적으로 두꺼운 관계로 얇은 두께의 부품 제조가 어려워질 수 있다.
In order to improve the physical properties of the unidirectional continuous fiber composite material in the transverse direction, a continuous fiber composite material oriented in a first direction and a continuous fiber composite material oriented in a second direction intersecting the first direction are alternately repeatedly laminated, And arranging the long fiber composite material between the continuous fiber composites oriented in the first direction. However, these methods have a difficulty in securing moldability. Furthermore, in the case of a randomly oriented long fiber composite, it may be difficult to manufacture thin-walled parts due to the relatively thick relationship.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제 10-2016-0054661호(2016.05.17.)가 있으며, 상기 문헌에는 일방향 연속섬유강화 열가소성 복합재 제조장치 및 방법이 개시되어 있다.
As a background art related to the present invention, there is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0054661 (May 2015.057), which discloses an apparatus and a method for manufacturing a one-direction continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material.
본 발명의 하나의 목적은 일방향 연속섬유 복합재를 기반으로, 폭 방향 물성이 우수하며, 또한 폭방향 갈라짐 문제를 해결할 수 있는 섬유강화 복합재를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a fiber-reinforced composite material based on a uni-directional continuous fiber composite material, which has excellent physical properties in the width direction and can solve the problem of width directional cracking.
본 발명의 다른 목적은 상기의 폭 방향 물성이 우수한 섬유강화 복합재 제조 방법을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fiber-reinforced composite material having excellent physical properties in the width direction.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 섬유강화 복합재는 연속섬유가 제1 방향으로 배향된 일방향 연속섬유 복합재들; 및 상기 일방향 연속섬유 복합재들 사이에 배치되어 있는 보강재층;을 포함하고, 상기 보강재층은 장섬유가 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향된 장섬유 복합재를 포함하는 것을 특징으로 한다.To achieve the above object, a fiber-reinforced composite material according to the present invention includes: unidirectional continuous fiber composites in which continuous fibers are oriented in a first direction; And a stiffener layer disposed between the unidirectional continuous fiber composites, wherein the stiffener layer comprises a long fiber composite material oriented in a second direction in which long fibers intersect the first direction.
이때, 상기 보강재층은 시트 형태로 형성될 수 있다. 다른 예로, 상기 보강재층은 서로 이격된 복수의 조각 형태로 형성될 수 있다. At this time, the stiffener layer may be formed in a sheet form. As another example, the stiffener layer may be formed in a plurality of pieces separated from each other.
또한, 상기 보강재층의 두께는 연속섬유 복합재의 두께와 같거나 연속섬유 복합재의 두께보다 작을 수 있다. The thickness of the reinforcing material layer may be equal to or less than the thickness of the continuous fiber composite material.
상기 일방향 연속섬유 복합재들은 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 연속섬유 20~70중량부를 포함할 수 있다. The unidirectional continuous fiber composites may include 20 to 70 parts by weight of continuous fibers per 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
또한, 상기 장섬유 복합재는 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 길이가 2mm 이상인 장섬유 20~70중량부를 포함할 수 있다.The long fiber composite material may include 20 to 70 parts by weight of long fibers having a length of 2 mm or more, based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
또한, 상기 연속섬유 및 장섬유 각각은 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 및 천연 섬유 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
In addition, each of the continuous fibers and the long fibers may include at least one of glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, and natural fiber.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 섬유강화 복합재 제조 방법은 연속섬유가 제1 방향으로 배향된 일방향 연속섬유 복합재 상에, 장섬유가 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향된 장섬유 복합재를 배치하는 단계; 상기 보강재층 상에, 연속섬유가 상기 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재를 배치하는 단계; 및 라미네이션을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a fiber-reinforced composite material, comprising the steps of: forming a continuous fiber on a continuous unidirectional continuous fiber composite material oriented in a first direction, Disposing the fiber composite material; Disposing, on the stiffener layer, a continuous fiber composite in which continuous fibers are oriented in the first direction; And performing a lamination process.
본 발명에 따른 섬유강화 복합재료는 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재들 사이에 제2 방향, 즉 폭 방향으로 배향된 장섬유 복합재를 삽입한 결과, 폭 방향의 성형성을 유지함과 동시에 폭 방향 갈라짐 문제를 해소하고, 또한 폭 방향으로의 물성 향상이 가능하다.The fiber-reinforced composite material according to the present invention is characterized in that a long fiber composite material oriented in a second direction, i.e., a width direction, is inserted between continuous fiber composites oriented in a first direction, and as a result, The problem of cracking can be solved and the physical properties in the width direction can be improved.
아울러, 랜덤 방향으로 배향된 장섬유 복합재에 비하여 일방향(제2 방향)으로 배향된 장섬유 복합재의 경우, 일방향 연속섬유 복합재 두께와 동등 이하로 제조가 가능하다. 따라서, 상기의 우수한 폭 방향 물성과 더불어 얇은 두께의 부품을 제조할 수 있다.
Further, in the case of a long fiber composite material oriented in one direction (second direction) as compared with a long fiber composite material oriented in a random direction, it is possible to manufacture the composite material at a thickness equal to or less than the thickness of the unidirectional continuous fiber composite material. Therefore, it is possible to produce a component having a small thickness in addition to the excellent widthwise physical properties described above.
도 1은 본 발명에 이용되는 일방향 연속섬유 복합재를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 랜덤 방향으로 배향된 장섬유 복합재를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 일방향으로 배향된 장섬유 복합재를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재들을 적층한 예를 나타낸 것이다.
도 5는 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재들 사이에 제2 방향으로 배향된 연속섬유 복합재가 개재된 예를 나타낸 것이다.
도 6은 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재들 사이에 랜덤 방향으로 배향된 장섬유 복합재가 개재된 예를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따라, 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재들 사이에 제2 방향으로 배향된 장섬유 복합재가 개재된 예를 나타낸 것이다.
1 schematically shows a one-way continuous fiber composite material used in the present invention.
Figure 2 schematically illustrates a randomly oriented long fiber composite.
Figure 3 schematically shows a unidirectionally oriented long fiber composite.
Fig. 4 shows an example of laminating continuous fiber composites oriented in a first direction.
Figure 5 shows an example in which a continuous fiber composite oriented in a second direction is interposed between continuous fiber composites oriented in a first direction.
FIG. 6 shows an example in which a random fiber oriented composite material is interposed between continuous fiber composites oriented in a first direction.
Figure 7 illustrates an example in which a long fiber composite oriented in a second direction is interposed between continuous fiber composites oriented in a first direction according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 섬유강화 복합재 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a fiber-reinforced composite material according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 섬유강화 복합재는 일방향 연속섬유 복합재 및 보강재층을 포함한다.The fiber-reinforced composite material according to the present invention includes a unidirectional continuous fiber composite material and a reinforcing material layer.
일방향 연속섬유 복합재는 연속섬유가 제1 방향으로 배향된 복합재이다. One-way continuous fiber composite is a composite in which continuous fibers are oriented in a first direction.
이때, 일 방향이라 함은, 소정의 두 연속섬유가 이루는 각도가 10°이하, 구체적으로는 5°이하인 경우를 포함하고, 상호간 완전하게 평행한 상태뿐만 아니라, 육안으로 봤을 때 식별하기 어려운 정도의 오차 범위는 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
In this case, the term "one direction" includes a case where the angle formed by two predetermined continuous fibers is not more than 10 °, specifically not more than 5 °, and includes not only a state in which they are perfectly parallel to each other, It should be understood that the error range is included.
도 1은 본 발명에 이용되는 일방향 연속섬유 복합재를 개략적으로 나타낸 것이다. 1 schematically shows a one-way continuous fiber composite material used in the present invention.
도 1을 참조하면, 일방향 연속섬유 복합재(100)는 열가소성 수지를 포함하는 모재(110)에 일방향을 배향된 연속섬유(120)가 함침된 구조를 갖는다. Referring to FIG. 1, the unidirectional continuous fiber
연속섬유 복합재(100)는 대략 0.1~10mm 두께로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
The continuous fiber
본 발명에서 보강재층은 일방향 연속섬유 복합재들 사이에 배치되어 있으며, 장섬유 복합재로 형성된다.In the present invention, the reinforcing material layer is disposed between the unidirectional continuous fiber composites and is formed of a long fiber composite material.
도 2는 랜덤 방향으로 배향된 장섬유(130)를 포함하는 랜덤 방향 장섬유 복합재를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 3은 일방향으로 배향된 장섬유 복합재를 개략적으로 나타낸 것이다. Figure 2 schematically illustrates a random oriented long fiber composite comprising
도 2에 도시된 장섬유 복합재에 포함되는 장섬유의 경우, 주로 압출 공정에 의해 얻어지며, 섬유 길이가 약 2~50mm 정도이다. 반면, 도 3에 도시된 장섬유 복합재에 포함되는 장섬유의 경우, 연속 섬유를 절단하여 일방향의 장섬유로 얻어질 수 있으며, 섬유 길이는 약 2~50mm 정도일 수 있으나 이에 제한되지 않고 필요에 따라 50mm 이상의 길이를 가질 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 장섬유 복합재에서 장섬유의 함량은 중량%로 약 40%가 한계이나, 도 3에 도시된 장섬유 복합재에서 장섬유의 함량은 약 70%까지 가능하다. 즉, 도 2 도시된 장섬유 복합재에 포함되는 장섬유와 도 3에 도시된 장섬유 복합재에 포함되는 장섬유는 제작 공정, 길이 및 함량 범위에 의해서 다른 종류의 섬유에 해당한다. The long fibers included in the long fiber composite material shown in FIG. 2 are mainly obtained by an extrusion process, and have a fiber length of about 2 to 50 mm. On the other hand, in the case of the long fibers included in the long fiber composite shown in FIG. 3, continuous fibers can be cut to obtain long fibers in one direction. The length of the long fibers can be about 2 to 50 mm, And may have a length of 50 mm or more. In addition, the content of long fibers in the long fiber composite shown in FIG. 2 is about 40% by weight, but the content of long fibers in the long fiber composite shown in FIG. 3 is about 70%. That is, the long fibers included in the long fiber composite shown in FIG. 2 and the long fibers included in the long fiber composite shown in FIG. 3 correspond to different kinds of fibers depending on the manufacturing process, length, and content range.
장섬유 복합재는 장섬유의 배향 방향에 따라 일방향 장섬유 복합재와 랜덤 방향 장섬유 복합재로 구분된다. 도 2에 도시된 예와 같은 랜덤 방향 장섬유 복합재는 장섬유가 특정한 방향의 배향을 가지지 않은 경우이다. 다만, 이러한 랜덤 방향 장섬유 복합재의 경우 얇은 두께로 제조가 어렵다. 도 3에 도시된 예와 같은 일방향 장섬유 복합재는 장섬유가 특정한 방향으로 배향된 복합재로서, 성형성 및 가공성이 우수한 장점이 있다. The long fiber composites are classified as unidirectional long fiber composites and random oriented long fiber composites depending on the orientation direction of long fibers. A random oriented long fiber composite, such as the example shown in Figure 2, is where long fibers do not have an orientation in a particular direction. However, such a random orientation fiber-reinforced composite material is difficult to manufacture with a thin thickness. The uni-directional long fiber composite material as shown in Fig. 3 is a composite material in which long fibers are oriented in a specific direction, and is excellent in moldability and processability.
본 발명에서는 보강재층으로 장섬유 복합재 또는 이를 포함하는 것을 이용하는데, 이때, 장섬유 복합재는 일방향 장섬유 복합재이다. 즉, 본 발명에서, 장섬유 복합재(100)는 도 3에 도시된 예와 같이, 열가소성 수지를 포함하는 모재(110)에 일방향을 배향된 장섬유(140)가 함침된 구조를 가지며, 장섬유는 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향되어 있다. In the present invention, a long fiber composite material or a fiber reinforced composite material is used as a reinforcing material layer, wherein the long fiber composite material is a unidirectional long fiber composite material. That is, in the present invention, the long fiber
보강재층은 도 3에 도시된 예와 같이, 시트 형태로 형성될 수 있다. 다른 예로, 상기 보강재층은 서로 이격된 복수의 조각 형태로 형성될 수 있는데, 이는 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재가 제2 방향으로 절단됨으로써, 섬유의 길이가 약 50mm 이하로 된 형태가 될 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 3에 도시된 예에서, 장섬유의 섬유 길이는 50mm 이상이 될 수도 있다.The stiffener layer may be formed in the form of a sheet, as in the example shown in Fig. As another example, the stiffener layer may be formed in a plurality of pieces separated from each other, because the continuous fiber composite material oriented in the first direction is cut in the second direction so that the length of the fiber is less than about 50 mm . As described above, in the example shown in Fig. 3, the fiber length of the long fibers may be 50 mm or more.
보강재층의 두께는 연속섬유 복합재 한 층의 두께와 동일하거나, 연속섬유 복합재 한 층의 두께보다 더 작을 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 섬유강화 복합재는 연속섬유 복합재 한 층의 두께의 3배 이하로도 제조될 수 있다. 보강재층이 랜덤 방향 장섬유 복합재로 이루어진 경우, 두께 제약이 많으나, 일방향 장섬유 복합재로 이루어진 경우에는 두께 제약이 상대적으로 작아, 얇은 두께의 구현이 가능하다. 예를 들어, 연속섬유 복합재 두께가 0.25mm인 경우, 일방향 장섬유 복합재는 0.25mm 또는 그 이하로 제조가 가능하나, 랜덤방향 장섬유 복합재는 약 1.0mm 정도로 상대적으로 두꺼운 두께로만 제조가 가능하다. 결과적으로 본 발명에 따른 섬유강화 복합재는 얇은 두께로 제조될 수 있고, 그 결과 원하는 부품 두께에 맞춤형 두께를 제공할 수 있다.
The thickness of the stiffener layer may be equal to the thickness of one layer of continuous fiber composite or may be less than the thickness of one layer of continuous fiber composite. Accordingly, the fiber-reinforced composite material according to the present invention can be manufactured to have a thickness not more than three times the thickness of one layer of the continuous fiber composite material. In the case where the reinforcing material layer is made of a random oriented fiber-reinforced composite material, thickness limitation is large, but in the case of a unidirectional fiber-reinforced composite material, the thickness constraint is relatively small and a thin thickness can be realized. For example, if the continuous fiber composite material thickness is 0.25 mm, the unidirectional long fiber composite can be manufactured to 0.25 mm or less, but the random oriented long fiber composite material can be manufactured only with a relatively thick thickness of about 1.0 mm. As a result, the fiber-reinforced composite material according to the present invention can be made to have a thin thickness and, as a result, can provide a custom thickness to a desired part thickness.
연속섬유 또는 장섬유를 포함하는 복합재는 금형 내 함침, 롤 함침, 벨트 함침 등의 용융 함침법에 의해 제조될 수 있다. Composites comprising continuous fibers or long fibers can be prepared by melt impregnation methods such as in-mold impregnation, roll impregnation, belt impregnation, and the like.
장섬유 복합재의 경우, 예를 들어, 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다. 도 2에 도시된 장섬유 복합재의 경우, 압출된 장섬유와 열가소성 수지와 용융 압출하고, 프레스(press)하여 절단함으로써 연속섬유 또는 장섬유를 포함하는 복합재를 시트 형태로 제조할 수 있다. 도 3에 도시된 장섬유 복합재의 경우, 열가소성 수지 시트 상에 일 방향으로 장섬유를 배열하고, 프레스하는 방법으로 제조할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 장섬유 복합재의 경우, 상기 예시된 방법 이외에도 공지된 다양한 방법으로 제조할 수 있다.
In the case of a long fiber composite, for example, it can be produced by the following method. In the case of the long-fiber composite material shown in Fig. 2, a composite material including continuous fibers or long fibers can be produced in the form of a sheet by melt-extruding the extruded long fiber and the thermoplastic resin, and pressing and cutting the extruded long fiber. In the case of the long-fiber composite material shown in Fig. 3, it can be produced by arranging long fibers in one direction on the thermoplastic resin sheet and pressing the long fibers. In the case of the long fiber composite materials shown in Figs. 2 and 3, various other known methods may be used in addition to the above-exemplified methods.
연속섬유 복합재의 경우, 예를 들어, 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다. 열가소성 수지를 압출기에 투입하여 200℃ 이상의 온도에서 용융시키고, 연속섬유는 로빙 형태로 감겨있는 섬유의 실타래로부터 뽑아져 나와 금형에 투입된다. 압출기를 통해 용융된 열가소성 수지가 금형 내에 투입되어 상기 연속섬유에 함침되도록 한다. 다음으로, 이를 프레스(press)하여 적절한 크기로 절단함으로써, 시트 형태의 연속섬유 복합재를 제조할 수 있다. 구체적으로는, 카렌다(calendar) 공정을 이용하여 프레스함으로써 연속섬유의 단일 배향성을 조절하고 표면 물성이 우수한 연속섬유 복합재를 제조할 수 있다.In the case of the continuous fiber composite, for example, it can be produced by the following method. The thermoplastic resin is put into an extruder and melted at a temperature of 200 ° C or higher, and the continuous fiber is pulled out from a thread of a fiber wound in a roving form and put into a mold. The molten thermoplastic resin is injected into the mold through the extruder to be impregnated into the continuous fiber. Next, the sheet-like continuous fiber composite material can be produced by pressing it and cutting it into an appropriate size. Concretely, a continuous fiber composite material excellent in surface physical properties can be produced by controlling the unidirectional orientation of continuous fibers by pressing using a calendar process.
열가소성 수지는 연속섬유 복합재 또는 장섬유 복합재에서 매트릭스 역할을 하며, 폴리프로필렌계 수지, 방향족 비닐계 수지, 고무변성 방향족 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 메타크릴레이트계 수지, 폴리아릴렌설파이드계 수지, 폴리아미드계 수지 및 폴리염화비닐계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The thermoplastic resin serves as a matrix in the continuous fiber composite material or the long fiber composite material and may be a polypropylene resin, an aromatic vinyl resin, a rubber modified aromatic vinyl resin, a polyphenylene ether resin, a polycarbonate resin, a polyester resin, A methacrylate resin, a polyarylene sulfide resin, a polyamide resin, and a polyvinyl chloride resin.
예를 들어, 상기 열가소성 수지는 폴리프로필렌계 수지를 포함할 수 있고, 상기 폴리프로필렌계 수지는 폴리프로필렌계 공중합 수지로서 프로필렌-에틸렌 공중합 수지, 프로필렌-부텐 공중합 수지 및 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합 수지를 포함할 수 있다. For example, the thermoplastic resin may include a polypropylene resin, and the polypropylene resin may be a propylene-ethylene copolymer resin, a propylene-butene copolymer resin, and an ethylene-propylene-butene copolymer resin as the polypropylene- .
상기 연속섬유 또는 장섬유는 예를 들어, 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 및 천연 섬유 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The continuous fiber or the long fiber may include at least one of, for example, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and natural fiber.
한편, 연속섬유 복합재 또는 장섬유 복합재에서, 연속섬유 또는 장섬유는 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 20~70중량부를 포함되는 것이 바람직하고, 20~60중량부를 포함되는 것이 보다 바람직하다. 연속섬유 또는 장섬유의 함량이 20중량부 미만인 경우, 기계적 강도를 기대하기 어렵고, 70중량부를 초과하는 경우, 연속섬유 또는 장섬유의 함량이 지나치게 높아져 복합재료의 경량화 및 성형성이 저하될 수 있다.On the other hand, in the continuous fiber composite material or the long fiber composite material, the continuous fiber or the long fiber is preferably contained in an amount of 20 to 70 parts by weight, and more preferably 20 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin. When the content of the continuous fibers or the long fibers is less than 20 parts by weight, mechanical strength is hardly expected. When the content of the continuous fibers or the long fibers exceeds 70 parts by weight, the content of the continuous fibers or the long fibers is excessively high, .
전술한 바와 같이, 장섬유는 2mm 이상의 길이를 가지는 섬유를 의미하며, 연속섬유는 시트 내부에서 배향 방향으로 끊어지지 않고 연속적인 형태로 존재하는 섬유를 의미한다. 본 발명에서 장섬유와 연속섬유의 구별은 길이에 의하지 않고, 시트 내부에서 배향 방향으로 끊어져 있는지 아니면 연속되어 있는지 여부에 의한다. 즉, 본 발명에서, 시트 내부에서 배향 방향으로 끊어져 있는 섬유 형태가 장섬유이고, 배향방향으로 끊어지지 않고 연속적인 형태로 존재하는 섬유 형태가 연속섬유이다. 장섬유의 경우, 성형성에 유리하고, 연속섬유의 경우, 섬유의 구부러짐이 적어 섬유 배향 방향의 강도를 높일 수 있으며, 구조적으로 우수한 강도 및 강성을 나타낼 수 있다.
As described above, the long fiber means a fiber having a length of 2 mm or more, and the continuous fiber means a fiber present in a continuous form without breaking in the direction of alignment in the sheet. In the present invention, the distinction between long fibers and continuous fibers depends on whether or not they are broken in the direction of orientation in the sheet, regardless of their length. That is, in the present invention, the continuous fiber is a continuous fiber in which the fiber form in the sheet is cut in the orientation direction and the continuous form is not broken in the orientation direction. In the case of long fibers, it is advantageous in moldability, and in the case of continuous fibers, the bending of the fibers is small, the strength in the fiber orientation direction can be increased, and the strength and rigidity can be structurally superior.
도 4는 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재들을 적층한 예를 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 섬유강화 복합재는 일방향 연속섬유 복합재들이 제1 방향으로만 배향된 섬유 형태를 갖기 때문에 강도는 우수하나, 성형성이 좋지 못하며, 또한 폭 방향 갈라짐 문제 해결이 어려운 구조이다. Fig. 4 shows an example of laminating continuous fiber composites oriented in a first direction. The fiber-reinforced composite material shown in FIG. 4 has excellent strength because the unidirectional continuous fiber composite materials have a fiber shape oriented only in the first direction, but has poor moldability and difficulty in resolving the width direction cracking.
도 5는 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재들 사이에 제2 방향으로 배향된 연속섬유 복합재가 개재된 예를 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 섬유강화 복합재는 도 4에 도시된 섬유강화 복합재와 마찬가지로 일방향 연속섬유 복합재들로만 구성되어 있다. 그러나, 도 5에 도시된 섬유강화 복합재의 경우, 두께 방향으로 양측의 연속섬유 복합재들은 제1 방향으로 배향된 섬유 형태를 가지지만, 가운데 삽입된 연속섬유 복합재들은 제2 방향으로 배향되어 있다. 이 경우, 폭 방향 갈라짐 문제는 해결할 수 있으나, 연속섬유 복합재들만으로 구성되어 성형성이 좋지 못한 단점이 있다.Figure 5 shows an example in which a continuous fiber composite oriented in a second direction is interposed between continuous fiber composites oriented in a first direction. The fiber-reinforced composite material shown in FIG. 5 is composed of unidirectional continuous fiber composites just like the fiber-reinforced composite material shown in FIG. However, in the case of the fiber-reinforced composite material shown in Fig. 5, the continuous fiber composites on both sides in the thickness direction have a fiber shape oriented in the first direction, while the center inserted continuous fiber composites are oriented in the second direction. In this case, although the problem of the width-direction cracking can be solved, it is disadvantageous in that it is formed only of the continuous fiber composites and has poor formability.
도 6은 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재들 사이에 랜덤 방향으로 배향된 장섬유 복합재가 개재된 예를 나타낸 것이다. 도 6에 도시된 섬유강화 복합재는 두께 방향 양측에 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재가 배치되어 있고, 가운데에 랜덤 방향으로 배향된 장섬유 복합재가 배치되어 있다. 이 경우, 폭 방향 갈라짐 및 성형성 모두 우수한 특성을 나타낼 수 있다. 그러나, 랜덤 방향 장섬유 복합재의 경우 일방향 장섬유 복합재에 비하여 두께가 두껍기 때문에 얇은 두께 부품 제조가 어렵게 되며, 이를 적용한 섬유강화 복합재는 길이 방향 및 폭 방향 굴곡강도가 일방향 장섬유 복합재를 적용한 섬유강화 복합재에 비하여 다소 낮은 문제점이 있다. FIG. 6 shows an example in which a random fiber oriented composite material is interposed between continuous fiber composites oriented in a first direction. In the fiber-reinforced composite material shown in Fig. 6, the continuous fiber composite material oriented in the first direction on both sides in the thickness direction is disposed, and the long fiber composite material oriented in the random direction is arranged in the center. In this case, it is possible to exhibit excellent properties in both the width directional cracking and the moldability. However, in the case of random oriented long fiber composites, it is difficult to manufacture thin-walled parts because the thickness is thicker than that of the unidirectional long fiber composites. The fiber reinforced composites using the same are superior in the longitudinal and width direction flexural strength, Which is somewhat low.
도 7은 본 발명에 따라, 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재들 사이에 제2 방향으로 배향된 장섬유 복합재가 개재된 예를 나타낸 것이다. 도 7에 도시된 섬유강화 복합재는 두께 방향 양측에 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재가 배치되어 있고, 가운데에 제2 방향으로 배향된 장섬유 복합재가 배치되어 있다. 이에 의하면, 제2 방향으로 배향된 장섬유 복합재를 통하여 폭 방향 갈라짐 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 성형성 및 제2 방향 물성을 향상시킬 수 있으며, 연속섬유에 비하여 유동성이 우수한 장섬유를 적용함으로써 디자인 자유도 향상을 추구할 수 있다.
Figure 7 illustrates an example in which a long fiber composite oriented in a second direction is interposed between continuous fiber composites oriented in a first direction according to the present invention. The fiber-reinforced composite material shown in FIG. 7 has continuous fiber composite materials oriented in the first direction on both sides in the thickness direction, and a long fiber composite material oriented in the second direction in the center. According to this, it is possible to solve the problem of the width directional cracking through the long fiber composite material oriented in the second direction, and to improve the moldability and the property in the second direction, and by applying the long fiber having superior fluidity to the continuous fiber Design freedom can be improved.
본 발명에 따른 섬유강화 복합재 제조 방법은 하부 제1 방향 연속섬유 복합재 배치 단계, 제2 방향 장섬유 복합재 배치 단계, 상부 제1 방향 연속섬유 복합재 배치 단계 및 라미네이팅 단계를 포함한다.The method for manufacturing a fiber-reinforced composite material according to the present invention includes a lower first direction continuous fiber composite material placing step, a second direction long fiber composite material placing step, an upper first direction continuous fiber composite material placing step, and a laminating step.
하부 제1 방향 연속섬유 복합재 배치 단계에서는 연속섬유가 제1 방향으로 배향된 하부 제1 방향 연속섬유 복합재를 배치한다.In the lower first direction continuous fiber composite material placing step, the lower first direction continuous fiber composite material in which the continuous fibers are oriented in the first direction is disposed.
제2 방향 장섬유 복합재 배치 단계에서는 장섬유가 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향된 제2 방향 장섬유 복합재를, 하부 제1 방향 연속섬유 복합재 상에 배치한다.In the second orientation long fiber composite material placement step, a second oriented long fiber composite material oriented in a second direction in which the long fibers intersect the first direction is disposed on the lower first direction continuous fiber composite material.
상부 제1 방향 연속섬유 복합재 배치 단계에서는 제2 방향 장섬유 복합재 상에 연속섬유가 상기 제1 방향으로 배향된 상부 제1 방향 연속섬유 복합재를 배치한다.In the upper first direction continuous fiber composite material placing step, an upper first direction continuous fiber composite material in which continuous fibers are oriented in the first direction is disposed on the second directional long fiber material.
이상에서는 2개의 제1 방향 연속섬유 복합재 사이에 제2 방향 장섬유 복합재가 배치된 3층 구조의 섬유강화 복합재의 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 3개의 제1 방향 연속섬유 복합재와 2개의 제2 방향 장섬유 복합재가 교대 적층된 5층 구조도 될 수 있고, 7층 구조 등도 될 수 있다. 나아가, 2개의 제1 방향 연속섬유 복합재와 2개의 제2 방향 장섬유 복합재가 교대 적층된 4층 구조도 될 수 있고, 6층, 8층 구조도 될 수 있다.Although the example of the three-layered fiber-reinforced composite material in which the second directional fiber-reinforced composite material is disposed between the two first directional continuous fiber composite materials has been described above, the present invention is not limited thereto, And two second directional long fibrous composite materials may be alternately stacked in a five-layer structure or a seven-layer structure or the like. Further, a four-layer structure in which two first direction continuous fiber composite materials and two second direction long fiber composite materials are alternately stacked, or a six-layer structure or an eight-layer structure may be used.
라미네이팅 단계에서는 하부 제1 방향 연속섬유 복합재, 제2 방향 장섬유 복합재 및 상부 제1 방향 연속섬유 복합재를 라미네이팅한다. 라미네이팅은 열 라미네이팅법을 이용할 수 있다.
In the laminating step, the lower first direction continuous fiber composite material, the second direction long fiber composite material, and the upper first direction continuous fiber composite material are laminated. Laminating can be done by thermal lamination.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
1. 연속섬유 복합재 및 장섬유 복합재의 제조1. Fabrication of Continuous Fiber Composites and Long Fiber Composites
폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여, 유리섬유(평균 길이 10mm) 35중량부를 포함하는 0.25mm 두께의 일방향 장섬유 복합재를 마련하였다. 또한, 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여, 유리섬유(평균 길이 10mm) 35중량부를 포함하는 1.00 mm 두께의 랜덤 방향 장섬유 복합재를 마련하였다.A unidirectional long fiber composite material having a thickness of 0.25 mm including 35 parts by weight of glass fibers (average length of 10 mm) was provided to 100 parts by weight of the polypropylene resin. Further, a random oriented long fiber composite material having a thickness of 1.00 mm including 35 parts by weight of glass fibers (average length of 10 mm) was prepared for 100 parts by weight of the polypropylene resin.
폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여, 유리섬유(평균 길이 50mm) 35중량부를 포함하는 0.25mm 두께의 일방향 연속섬유 복합재를 마련하였다.
A unidirectional continuous fiber composite material having a thickness of 0.25 mm including 35 parts by weight of glass fibers (average length of 50 mm) was provided to 100 parts by weight of the polypropylene resin.
2. 시편의 제조2. Preparation of specimens
실시예 1Example 1
섬유 방향이 제1 방향이 되도록 하부 일방향 연속섬유 복합재를 배치하고, 하부 일방향 연속섬유 복합재 상에 섬유 방향이 제2 방향이 되도록 일방향 장섬유 복합재를 배치하고, 일방향 장섬유 복합재 상에 섬유 방향이 제1 방향이 되도록 상부 일방향 연속섬유 복합재를 배치하였다. 이후 열 라미네이팅 공정을 통하여 합지하였다.
Directional continuous fiber composite material so that the fiber direction becomes the first direction and the unidirectional long fiber composite material is arranged on the lower unidirectional continuous fiber composite material so that the fiber direction becomes the second direction, And the upper unidirectional continuous fiber composite material was arranged so as to be in one direction. And then laminated through a thermal lamination process.
비교예 1Comparative Example 1
섬유 방향이 각각 제1 방향이 되도록, 하부 일방향 연속섬유 복합재, 중간 일방향 연속섬유 복합재 및 상부 일방향 연속섬유 복합재를 순차 배치한 후, 열 라미네이팅 공정을 통하여 합지하였다.
The lower one-way continuous fiber composite material, the intermediate unidirectional continuous fiber composite material, and the upper unidirectional continuous fiber composite material were sequentially arranged such that the fiber directions were respectively the first direction and then lapped through a thermal lamination process.
비교예 2Comparative Example 2
섬유 방향이 제1 방향이 되도록 하부 일방향 연속섬유 복합재를 배치하고, 하부 일방향 연속섬유 복합재 상에 섬유 방향이 제2 방향이 되도록 일방향 연속섬유 복합재를 배치하고, 일방향 연속섬유 복합재 상에 섬유 방향이 제1 방향이 되도록 상부 일방향 연속섬유 복합재를 배치하였다. 이후 열 라미네이팅 공정을 통하여 합지하였다.
Direction continuous fiber composite material so that the fiber direction becomes the first direction and the unidirectional continuous fiber composite material is arranged on the lower unidirectional continuous fiber composite material so that the fiber direction becomes the second direction, And the upper unidirectional continuous fiber composite material was arranged so as to be in one direction. And then laminated through a thermal lamination process.
비교예 3Comparative Example 3
섬유 방향이 제1 방향이 되도록 하부 일방향 연속섬유 복합재를 배치하고, 하부 일방향 연속섬유 복합재 상에 랜덤방향 장섬유 복합재를 배치하고, 랜덤방향 장섬유 복합재 상에 섬유 방향이 제1 방향이 되도록 상부 일방향 연속섬유 복합재를 배치하였다. 이후 열 라미네이팅 공정을 통하여 합지하였다.
Directional continuous fiber composite material is arranged on the lower unidirectional continuous fiber composite material so that the direction of the fiber is in the first direction and the random direction long fiber composite material is arranged on the lower unidirectional continuous fiber composite material so that the fiber direction is in the first direction A continuous fiber composite material was disposed. And then laminated through a thermal lamination process.
3. 물성 평가3. Property evaluation
실시예 1 및 비교예 1~3에 따른 시편들에 대하여 폭 방향 갈라짐 및 성형성 테스트를 수행하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.The specimens according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were subjected to width direction cracking and moldability test, and the results are shown in Table 1.
폭 방향 갈라짐 테스트는 동일함 힘으로 폭 방향으로 힘을 가하였을 때, 갈라짐이 발생하였는지를 육안으로 확인하여, 갈라짐이 발생한 경우(O), 갈라짐이 발생하지 않은 경우(X)로 나타내었다.In the width direction cracking test, when the force was applied in the width direction with the same force, whether cracking occurred was visually confirmed. When the cracking occurred (O), no cracking occurred (X).
성형성은 U자형 홈을 갖는 U자형 굽힘가공 시험기로 동일한 힘으로 시편에 힘을 가하여, U자형 홈의 깊이의 절반 이상의 깊이로 굽혀진 경우를 양호(O)로, 그렇지 않은 경우를 불량(X)으로 하였다.The formability is a U-shaped bending tester with a U-shaped groove, applying a force to the specimen with the same force so that it is good (O) when bent to a depth not less than half the depth of the U- Respectively.
굴곡물성은 ASTM D790에 의해 굴국강도(MPa)를 측정하였다. The flexural strength (MPa) was measured according to ASTM D790.
[표 1][Table 1]
표 1을 참조하면, 제2 방향 장섬유 복합재를 보강재층으로 이용한 실시예 1의 경우, 폭 방향 갈라짐 현상이 발생하지 않았고, 성형성도 비교예 1 및 비교예 2에 따른 시편에 비하여 우수하였다. Referring to Table 1, in the case of Example 1 using the second directional long fiber composite material as the reinforcing material layer, the width direction cracking did not occur and the formability was also superior to the specimens according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
나아가, 실시예 1의 경우, 비교예 3의 경우보다 약간 더 우수한 굴곡물성을 나타내었다. 이때, 실시예 1의 보강재층의 두께는 0.25mm에 불과한 반면, 비교예 3의 보강재층의 두께는 1.00mm인 바, 얇은 두께 구현에 실시예 1에 더 적합할 뿐만 아니라, 굴곡 물성 구현에도 더 양호함을 알 수 있었다.
Furthermore, the flexural properties of Example 1 were slightly better than those of Comparative Example 3. At this time, the thickness of the stiffener layer of Example 1 was only 0.25 mm, while the thickness of the stiffener layer of Comparative Example 3 was 1.00 mm, which is more suitable for Embodiment 1 than for Embodiment 1, Respectively.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100 : 일방향 연속섬유 복합재
110 : 수지
120 : 섬유
130 : 랜덤방향 장섬유
140 : 일방향 장섬유
200 : 랜덤방향 장섬유 복합재
300 : 일방향 장섬유 복합재100: One-way continuous fiber composite
110: Resin
120: Fiber
130: Random Orient Fiber
140: unidirectional long fiber
200: random directional fiber composite
300: Unidirectional fiberglass composite
Claims (9)
상기 일방향 연속섬유 복합재들 사이에 배치되어 있는 보강재층;을 포함하고,
상기 보강재층은 장섬유가 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배향된 장섬유 복합재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 섬유강화 복합재.
One-way continuous fiber composites in which continuous fibers are oriented in a first direction; And
And a stiffener layer disposed between the one-way continuous fiber composites,
Wherein the stiffener layer comprises a long fiber composite material oriented in a second direction in which the long fibers intersect the first direction.
상기 보강재층은 시트 형태로 형성된 것을 특징으로 하는, 섬유강화 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing material layer is formed in a sheet form.
상기 보강재층은 서로 이격된 복수의 조각 형태로 형성된 것을 특징으로 하는, 섬유강화 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing material layer is formed in a plurality of pieces separated from each other.
상기 보강재층의 두께는 연속섬유 복합재 한 층의 두께와 같거나 이보다 작은 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the stiffener layer is equal to or less than the thickness of one layer of continuous fiber composite.
상기 섬유강화 복합재는 연속섬유 복합재 한 층의 두께의 3배 이하인 것을 특징으로 하는, 섬유강화 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the fiber-reinforced composite material is less than or equal to three times the thickness of one continuous fiber composite layer.
상기 일방향 연속섬유 복합재들은 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 연속섬유 20~70중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the unidirectional continuous fiber composite material comprises 20 to 70 parts by weight of continuous fibers per 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
상기 장섬유 복합재는 열가소성 수지 100중량부에 대하여, 길이가 2mm 이상인 장섬유 20~70중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the long fiber composite material comprises 20 to 70 parts by weight of long fibers having a length of 2 mm or more, based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
상기 연속섬유 및 장섬유 각각은 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 및 천연 섬유 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재.
The method according to claim 1,
Wherein the continuous fibers and the long fibers each comprise at least one of glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and natural fiber.
상기 보강재층 상에, 연속섬유가 상기 제1 방향으로 배향된 연속섬유 복합재를 배치하는 단계; 및
라미네이션을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합재 제조 방법.Disposing a long fiber composite on the one-way continuous fiber composite material in which continuous fibers are oriented in a first direction, the long fibers being oriented in a second direction in which long fibers intersect with the first direction;
Disposing, on the stiffener layer, a continuous fiber composite in which continuous fibers are oriented in the first direction; And
And performing lamination of the fiber-reinforced composite material.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170062560A KR102253104B1 (en) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | Fiber reinforced composite material and method of manufacturing the same |
| PCT/KR2018/002263 WO2018212432A1 (en) | 2017-05-19 | 2018-02-23 | Fiber-reinforced plastic and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170062560A KR102253104B1 (en) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | Fiber reinforced composite material and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180127122A true KR20180127122A (en) | 2018-11-28 |
| KR102253104B1 KR102253104B1 (en) | 2021-05-14 |
Family
ID=64273918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170062560A KR102253104B1 (en) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | Fiber reinforced composite material and method of manufacturing the same |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102253104B1 (en) |
| WO (1) | WO2018212432A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05309773A (en) * | 1992-05-14 | 1993-11-22 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Extremely thin resin sheet reinforced with carbon fiber |
| US20080047657A1 (en) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Jander Michael H | System for forming reinforcement layers having cross-directionally oriented fibers |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080044659A1 (en) * | 2005-12-15 | 2008-02-21 | Polystrand, Inc. | Composite laminate and method of manufacture |
| CA2801081A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-29 | Ticona Llc | Thermoplastic prepreg containing continuous and long fibers |
| EP3045489B1 (en) * | 2013-09-10 | 2019-05-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | Thermoplastic prepreg and laminate |
| KR101775201B1 (en) * | 2014-05-15 | 2017-09-06 | (주)엘지하우시스 | Long fiber reinforced plastic composite material and method for preparing long fiber reinforced plastic composite material sheet |
-
2017
- 2017-05-19 KR KR1020170062560A patent/KR102253104B1/en active IP Right Grant
-
2018
- 2018-02-23 WO PCT/KR2018/002263 patent/WO2018212432A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05309773A (en) * | 1992-05-14 | 1993-11-22 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Extremely thin resin sheet reinforced with carbon fiber |
| US20080047657A1 (en) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Jander Michael H | System for forming reinforcement layers having cross-directionally oriented fibers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102253104B1 (en) | 2021-05-14 |
| WO2018212432A1 (en) | 2018-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2011099611A1 (en) | Sheet for fiber-reinforced resin and fiber-reinforced resin molded article using same | |
| JP6085798B2 (en) | COMPOSITE MATERIAL FOR 3D SHAPE FORMING AND ITS MANUFACTURING METHOD | |
| EP1685947A1 (en) | manufacture of FRP composites | |
| EP1731282A4 (en) | Preform, frp, and processes for producing these | |
| EP0330960A2 (en) | Method of forming a fiber-reinforced thermoplastic article | |
| KR102267884B1 (en) | Hybrid type fiber reinforced composite material | |
| EP3549741A1 (en) | Fiber-reinforced resin molded article and method for manufacturing fiber-reinforced resin molded article | |
| US20200316907A1 (en) | Fibre-reinforced foam materials | |
| KR101938847B1 (en) | Composite material having excellent strength and lightweight and method for manufacturing the same | |
| JP6719986B2 (en) | Thermoplastic resin composite material and method for producing the same | |
| KR102284616B1 (en) | Hybrid fiber reinforced composite material for car parts | |
| KR101994147B1 (en) | Fiber-reinforced composite material and method of manufacturing the same | |
| KR20170052617A (en) | Method for producing multi-shell composite-material components having an intergrated reinforcement structure and multi-shell composite-material components obtained therefrom | |
| KR20170120417A (en) | Continuous fiber reinforced composites | |
| KR102152204B1 (en) | Method for manufacturing the suspension for vehicle inclusing insert overmolding for fiber reinforced composite material | |
| KR102063600B1 (en) | Fiber-reinforced composite material and manufacturing method of interior and exterior ofvehicles using the same | |
| KR20180127122A (en) | Fiber reinforced composite material and method of manufacturing the same | |
| KR0130429B1 (en) | Process for making glass fiber reinforced thermoplastic composite material prepreg | |
| KR102063602B1 (en) | Fiber reinforced composite material sheet and method of manufacturing the same | |
| US10266663B2 (en) | Continuous fiber reinforced composite and manufacturing method therefor | |
| JP4376118B2 (en) | Multi-axis fabric, preform material, and fiber reinforced plastic molding | |
| KR102253106B1 (en) | Continuous fiber reinforced composites and method for manufacturing the same | |
| KR20160085384A (en) | Fiber reinforced composite material and method of manufacturing the same | |
| KR101782197B1 (en) | Continuous fiber reinforced composite with well-impregnated and method for manufacturing of the same | |
| KR101773231B1 (en) | Long fiber reinforced plastic composite material and method for preparing long fiber reinforced plastic composite material sheet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |