KR20200133765A - 함침된 섬유 재료의 웹, 그 제조 방법 및 3 차원 복합 부품의 제조를 위한 그 용도 - Google Patents

함침된 섬유 재료의 웹, 그 제조 방법 및 3 차원 복합 부품의 제조를 위한 그 용도 Download PDF

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앙또니 플로랑시
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악셀 살리니에
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Abstract

따라서, 본 발명은 서로에 대해 적층 및/또는 결합되는 섬유 재료(들)의 N 개의 개별 테이프를 포함하는 함침된 섬유 재료(들)의 웹에 관한 것으로, 상기 N 개의 테이프는 서로 부착되고 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 본 발명에 따르면, 섬유 재료(들)의 테이프는 적어도 하나의 열가소성 중합체, 및 선택적으로 사슬 연장제로 함침된 연속 섬유를 포함한다. 웹은 섬유들 축에 수직인 단면에서 표면 S 를 가지며, 이 표면 S 는 Sth 로 나타내는, 각 초기 개별 테이프의, 섬유들 축에 수직인 단면에서의 표면의 합과 실질적으로 동일하고, Sth 는 N x l x Ep 과 동일하며, 여기서 l 는 테이프의 평균 폭을 나타내고 Ep는 테이프의 평균 두께를 나타내고, N은 2 내지 2000 이며, 각 개별 테이프의 평균 두께는 150 ㎛ 이하, 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 특히 10 내지 100 ㎛ 인 것을 웹은 특징으로 한다.

Description

함침된 섬유 재료의 웹, 그 제조 방법 및 3 차원 복합 부품의 제조를 위한 그 용도
본 발명은 적어도 하나의 열가소성 중합체 및 서로에 대해 적층 및/또는 결합되는 연속 섬유 형태의 섬유 재료(들)의 N 개의 개별 테이프를 포함하는 함침된 섬유 재료의 웹에 관한 것으로, 여기서 상기 N 개의 테이프는 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.
본 발명은 또한 감소된 제조 비용 및 빠른 제조 속도로 웹 형태의 함침된 섬유 재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 3 차원 복합 부품의 제조를 위한 웹 형태의 함침된 섬유 재료의 용도에 관한 것이다.
열가소성 중합체 또는 열가소성 수지라고도 하는 열가소성 중합체 혼합물로 함침된 섬유 재료의 제조는 출원 EP0324680에 개시된 바와 같은 수성 분산액에서 또는 벤조 페논과 같은 유기 용매를 함유하는 열가소성 중합체의 용융조를 통해 섬유를 연속적으로 통과시키거나, 섬유를 유동층을 통해 연속적으로 통과시키거나, 또는 섬유를 연속적으로, 특히 정전기적으로 또는 또한 용융 경로에 의해, 특히 출원 US 2014/0005331A1에 개시된 바와 같은 인발에 의해 분사함으로써 수행할 수 있다. 이것은 복합 재료를 제조하는데 사용될 수 있는, 교정된 스트립 또는 테이프 형태로 이러한 함침된 섬유 재료를 성형하는 것을 가능하게 한다. 함침된 섬유 재료는 금속 구조 부품에 대해 얻은 것과 비슷한 기계적 강도를 유지하고 및/또는 정전기 전하의 배출을 보장하고 및/또는 열 및/또는 화학적 보호를 보장하면서 경량화하는 관점으로 구조 부품을 제조하는데 사용된다.
이러한 함침된 섬유 재료는 특히, 3 차원 구조를 갖고 우수한 기계적 및 열적 강도의 특성을 갖고, 정전기를 배출할 수 있는, 이를테면 특히 기계, 항공 및 해상, 자동차, 에너지, 건설 (빌딩), 건강 및 의료, 스포츠 및 레저, 가구 및 도시 가구, 및 전자 분야의 부품 제조와 호환되는 특성을 갖는 기계 부품의 제조를 위한 경량 복합 재료의 제조를 의도한 것이다. 따라서, 복합 재료는 3 차원 (3D) 부품의 제조에 사용되며, 이러한 복합 재료는 알려진 로봇 지원 스트립 배치 방법 (예를 들어 AFP (Automated Fiber Placement) 방법) 에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에서, "섬유 재료" 는 개별 보강 섬유의 어셈블리 (assembly) 를 지칭한다. 레진을 이용한 함침 후, 그것은 개별 테이프 형태로 제공된다.
용어 "개별 테이프"는 폭과 두께가 교정되지 않고 섬유들의 단일 로빙으로 구성된 두께가 작은 반제품인 스트립, 또는 두께와 폭이 교정된 하나 이상의 섬유 로빙으로 구성된 얇은 테이프를 지칭한다.
모든 경우에, 테이프의 두께는 150 ㎛ 이하, 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다.
상기 테이프는 서로에 대해 적층 및/또는 결합되며, 이는 두께는 교정되지만 폭이 반드시 교정되는 것은 아니다.
두께와 폭를 교정하면, 교정된 웹이라고 한다.
3 차원 복합 부품의 형상이 지나치게 복잡하지 않은 경우, 반제품의 (성형을 위한) 로봇 배치의 생산성을 높일 수 있기 위해 복합 부품을 웹으로부터 제조하는 것이 유리하다.
섬유 재료의 조성물에 사용될 수 있는 섬유는 상이한 선형 평량 또는 야디지 (yardage) 또는 번수 (yarn count) 또는 "tex" 를 가질 수도 있거나 및/또는 로빙에서 상이한 수일 수도 있다. 또한 가장 관행적으로 사용되는 로빙은 유리 섬유에 대해 600 내지 4,800 tex, 그리고 탄소 섬유에 대해 3,000 (3K), 6,000 (6K), 12,000 (12K), 24,000 (24K), 48,000 (48K), 50,000 (50K) 또는 400,000 (400K) 섬유로 구성된다. 탄소 섬유는 일반적으로 7-8 ㎛ 에 가까운 직경을 가지며 유리 섬유는 예를 들어 약 13, 15, 17 또는 20 ㎛ 의 직경을 갖는다.
섬유의 선형 평량이 미리 정의되고 결과적으로 얻은 테이프의 평균 폭도 정의되므로, 임의의 평균 두께의 웹을 직접 얻는 것은 불가능하며, 이것은 섬유가 많은 로빙을 필요로 할 수도 있기 때문이며, 시장에 존재하지도 않는다.
따라서 정의된 두께의 개별 테이프 및 그 로빙 수가 3K 또는 6K 또는 12K 또는 24K 또는 48K 또는 50K 또는 400K의 배수인 개별 테이프를 서로 적층 및/또는 결합하여 크기가 다양한 웹을 확보하는 것이 필요하지만, 현재는 시장에 존재하지 않는다.
따라서, 본 발명은 서로에 대해 적층 및/또는 결합되는 섬유 재료(들)의 N 개의 개별 테이프를 포함하는 함침된 섬유 재료(들)의 웹에 관한 것으로, 상기 N 개의 테이프는 서로 부착되고 적어도 부분적으로 중첩될 수 있으며, 상기 섬유 재료(들)의 개별 테이프는 적어도 하나의 열가소성 중합체로 함침된 연속 섬유, 및 선택적으로 사슬 연장제를 포함하고, 상기 웹은 섬유들 축에 수직인 단면에서 표면 S 를 가지며, 이 표면 S 는 Sth로 나타내는, 각 초기 개별 테이프의, 섬유들 축에 수직인 단면에서의 표면의 합과 실질적으로 동일하고, Sth는 N x l x Ep 과 동일하며, 여기서 l 는 테이프의 평균 폭을 나타내고 Ep는 테이프의 평균 두께를 나타내고, N은 2 내지 2,000 이며, 각 개별 테이프의 평균 두께는 150 ㎛ 이하, 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 특히 10 내지 100 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에서, 폴리아릴 설파이드, 특히 폴리페닐렌 설파이드 (PPS) 는 열가소성 중합체의 정의에서 제외된다. "적층 및/또는 결합" 이라는 표현은 상기 테이프가 서로에 대해 물리적으로 결합되는 것을 의미한다.
"서로 부착" 이라는 표현은 특히 가열 시스템에 의해 테이프가 서로 접착 또는 용접되거나 융합되거나 접착되는 것을 의미한다.
부착은 외부 바인더 또는 접착제 타입의 외부 화합물없이 수행되지만, 각 테이프에 존재하는 중합체를 용융시켜서만 수행된다.
따라서 테이프는 서로 부착되지 않고서는 서로 위에 또는 나란히 놓일 수 없다.
"상기 N 개의 개별 테이프가 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다" 라는 표현은 상기 개별 테이프 등이 엣지에서 엣지로 완벽하게 결합되지 않을 수 있으며, 이에 따라서 테이프가 인접한 테이프와 중첩할 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 또한 예를 들어 2 개의 테이프가 서로 결합되어 있고 세 번째 테이프가 2 개의 상기 테이프 중 하나에 100% 적층되지 않고 2 개의 상기 테이프와 중첩하는 것을 의미할 수도 있다. 웹이 적어도 2 개 층의 테이프로 구성되는 경우, "상기 N 개의 테이프가 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다" 라는 표현은 또한 한 층의 개별 테이프가 하부 아래층의 개별 테이프와 중첩하는 것을 의미할 수 있다.
즉, 테이프 표면의 최대 50%까지 적어도 하나의 다른 테이프와 중첩할 수 있다.
특히, 테이프 표면의 최대 40%, 바람직하게는 최대 30%, 더 바람직하게는 최대 20%, 더욱 더 바람직하게는 최대 10%, 특히 최대 5%는 적어도 하나의 다른 테이프와 중첩할 수 있다.
"각 초기 개별 테이프의 섬유 축에 수직인 단면에서의 표면의 합과 실질적으로 동일하다"라는 표현은 상기 웹의 섬유 축에 수직인 단면적 S 가 이론적 면적 Sth +/- 25%, 특히 Sth +/- 10%, 특히 Sth +/- 5%, 특히 Sth +/- 2%, 바람직하게는 Sth -5%, 보다 더 바람직하게는 Sth -10% 및 Sth -25% 와 동일하다.
이러한 차이는 상기 웹을 형성하기 위한 어셈블리 후 테이프의 계면에 다공성이 존재하는 것으로 기인한 것이거나, 반대로 어셈블리 작업 동안 각 테이프의 잔류 다공성 감소로 기인한 것이다.
이에 따라서 Sth는 웹의 섬유 축에 수직인 단면의 이론적 표면에 해당한다.
본 개시 전체에 걸쳐, 웹의 폭은 평균 폭에 대응하고 웹의 두께는 평균 두께에 대응하며, 즉 웹의 전체 길이에 걸친 평균 폭 및 두께에 대응한다. 이것은 폭와 두께가 웹을 따라 달라질 수 있음을 의미한다.
유리하게는, 재가열의 부재시, 함침된 섬유 재료 웹은 비가요성이다.
이것은 웹이 주변 온도에서 복잡한 형상을 가정할 수 없으며, 레진이 레진의 Tm의 반결정질일 때, 레지의 Tg를 넘어 바람직하게는 레진의 Tm을 넘어서만 그렇게 할 수 있음을 의미한다. 즉, 웹에는 드레이프성이 없다.
일 실시형태에서, 상기 개별 테이프는 얇고 스트립으로 구성되며, 평균 두께는 100 ㎛ 이하, 특히 10 내지 100 ㎛이다.
평균 두께가 100 ㎛ 이하인지 확인하는 방법은 비파괴 측정 수단을 사용하여 스트립의 통계적으로 대표되는 샘플을 측정하는 것이다.
본 개시 전체에 걸쳐, 스트립의 폭은 평균 폭에 대응하고 스트립의 두께는 평균 두께에 대응하고, 즉, 스트립의 전체 길이에 대한 평균 폭 및 두께이다. 이것은 폭과 두께가 스트립을 따라 달라질 수도 있지만 평균적으로 두께가 100 ㎛ 이하임을 의미한다. 평균 두께가 스트립 전체 길이에 걸쳐 100 ㎛ 미만인지 확인하는 방법은 비파괴 측정 수단을 사용하여 스트립의 통계적으로 대표되는 샘플을 측정하는 것이다.
"교정되지 않은 폭의 스트립" 이라는 표현은 스트립의 폭이 일정하지 않음을 의미하고, 그 폭은 가능하게 l +/- 20%, 특히 l +/- 15%, 특히 l +/- 10% 이고, 여기서 l 은 평균 폭을 나타낸다.
"교정되지 않은 두께의 스트립" 이라는 표현은 스트립의 두께가 전체 길이에 걸쳐 일정하지 않음을 의미하며, 두께가 e +/- 20%, 특히 e +/- 15%, 특히 e +/- 10% 와 같을 수 있고, 여기서 e 는 평균 두께를 나타낸다.
유리하게는, "교정되지 않은 폭" 및 "교정되지 않은 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 20% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 20% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정되지 않은 폭" 및 "교정되지 않은 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 20% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 15% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정되지 않은 폭" 및 "교정되지 않은 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 20% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 10% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정되지 않은 폭" 및 "교정되지 않은 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 15% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 20% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정되지 않은 폭" 및 "교정되지 않은 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 10% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 20% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정되지 않은 폭" 및 "교정되지 않은 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 15% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 15% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정되지 않은 폭" 및 "교정되지 않은 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 10% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 15% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정되지 않은 폭" 및 "교정되지 않은 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 15% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 10% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정되지 않은 폭" 및 "교정되지 않은 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 10% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 10% 임을 각각 의미한다.
다른 실시형태에서, 상기 개별 테이프는 "얇은 테이프"로 구성되며, 평균 두께는 100 ㎛ 이하, 특히 10 내지 100 ㎛이다.
평균 두께가 100 ㎛ 이하인지 확인하는 방법은 비파괴 측정 수단을 사용하여 얇은 테이프의 통계적으로 대표되는 샘플을 측정하는 것이다.
본 개시 전체에 걸쳐, 얇은 테이프의 두께는 평균 두께, 즉 얇은 테이프의 전체 길이에 걸친 평균 두께에 대응한다. 이것은 두께가 얇은 테이프를 따라 다를 수 있지만 평균 두께가 100 ㎛ 이하임을 의미한다. 평균 두께가 얇은 테이프의 전체 길이에 걸쳐 100 ㎛ 미만인지 확인하는 방법은 비파괴 측정 수단을 사용하여 얇은 테이프의 통계적으로 대표되는 샘플을 측정하는 것이다.
얇은 테이프의 폭은 교정되므로 얇은 테이프의 전체 길이에 걸쳐 일정하다.
웹의 경우, 두께는 평균 두께, 즉 웹 전체 길이에 걸친 평균 두께에 해당한다. 이것은 두께가 웹을 따라 다를 수 있음을 의미한다.
웹의 경우, 폭은 웹 전체 길이에 걸친 평균 폭에 해당한다.
교정된 웹의 경우, 웹의 폭은 웹의 전체 길이에 걸쳐 일정하다.
"교정된 폭" 이라는 표현은 박형 테이프의 또는 교정된 웹의 폭이 그의 전체 길이에 걸쳐 일정함을 의미하고, 그 폭은 l +/- 5%, 특히 l +/- 2% 일 수 있고, 여기서 l 은 평균 폭을 나타낸다.
"교정된 두께" 라는 표현은, 교정되거나 되지 않은, 박형 테이프의 또는 웹의 두께가 그 전체 길이에 걸쳐 일정함을 의미하며, 두께가 e +/- 5%, 특히 e +/- 2% 일 수 있며, 여기서 e 는 평균 두께를 나타낸다.
유리하게는, "교정된 폭" 및 "교정된 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 5% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 5% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정된 폭" 및 "교정된 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 5% 이고 두께가 e +/- 2% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정된 폭" 및 "교정된 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 2% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 5% 임을 각각 의미한다.
유리하게는, "교정된 폭" 및 "교정된 두께" 라는 표현은, 폭이 평균 폭의 l +/- 2% 이고 두께가 평균 두께의 e +/- 2% 임을 각각 의미한다.
"실질적으로 동일하다"라는 표현은 상기 웹의 섬유 축에 수직인 단면에서 표면 S 가 각각의 초기 개별 테이프의 단면 표면의 합과 같다는 것을 의미한다, Sth +/- 25%, 특히 Sth +/- 10%, 특히 Sth +/- 5%, 특히 Sth +/- 2%, 바람직하게는 Sth -5%, 보다 더 바람직하게는 Sth -10% 및 Sth -25%.
N 이 2에서 2,000 으로 구성된다는 것은 최소한 다음을 의미한다:
- 2 개의 개별 테이프를 함께 결합하여 하나의 개별 테이프의 평균 두께와 2 개의 개별 테이프의 평균 폭와 실질적으로 동일한 평균 폭를 갖는 웹을 형성하고,
- 2 개의 개별 테이프를 적층하여 2 개의 개별 테이프의 두께와 실질적으로 동일한 평균 두께 및 하나의 개별 테이프의 평균 폭과 실질적으로 동일한 평균 폭을 갖는 웹을 형성하고,
- 2 개의 개별 테이프를 부분적으로 적층하여 개별 테이프의 평균 두께와 2 개의 개별 테이프의 평균 두께 사이에서 실질적으로 변하는 평균 두께 및 개별 테이프의 평균 폭과 결합된 개별 테이프의 평균 폭 사이에서 실질적으로 변하는 평균 폭을 갖는 웹을 형성한다.
2 개의 테이프 외에, 세 가지 구성이 존재한다:
- 개별 테이프를 함께 결합하여 하나의 개별 테이프의 평균 두께 및 개별 테이프의 평균 폭과 실질적으로 동일한 평균 폭을 갖는 스트립을 형성하는 구성,
- 개별 테이프를 적층하여 개별 테이프의 평균 두께와 실질적으로 동일한 평균 두께 및 하나의 개별 테이프의 평균 폭과 실질적으로 동일한 평균 폭을 갖는 스트립을 형성하는 구성,
- 개별 테이프의 일 부분을 결합하고 개별 테이프의 다른 부분을 적층하는 구성, 두 부분의 총 테이프 수는 N 이다.
"실질적으로 동일하다"라는 표현은 상기와 동일한 의미를 갖는다.
2 개 초과의 테이프 (N 개의 테이프) 를 결합하고 적층할 때, 웹의 평균 두께는 웹의 전체 폭에 걸쳐 일정할 수 있지만, 최종적으로 사용되는 캘린더에 따라 상기 웹의 폭에 따라 달라질 수 있고, 그리고 적층 및 결합된 테이프의 총 수는 2 내지 2,000 인 N 과 동일하다.
웹은 결합된 N 개의 개별 테이프의 평균 폭의 합보다 크거나 작거나 같은 평균 폭 및 적층된 N 개의 개별 테이프의 평균 두께의 합보다 크거나 작거나 같은 평균 두께를 가질 수 있으며, 이는 결합과 적층 모두 각 테이프의 다공성을 (있는 경우라면) 감소시키거나 또는 결합 또는 적층된 테이프들 사이에 다공성을 생성할 수 있기 때문이다.
이것이 상기 웹의 섬유 축에 수직인 단면의 실제 표면 S가 각 초기 개별 테이프의 섬유 축에 수직인 단면의 표면의 합과 동일한 이유이다, Sth +/- 25%, 특히 Sth +/- 10%, 특히 Sth +/- 5%, 특히 Sth +/- 2%, 바람직하게는 Sth -5%, 보다 더 바람직하게는 Sth -10% 및 Sth -25%.
하나의 실시형태에서, 각각의 함침된 개별 테이프의 다공성 레벨은 10% 미만, 특히 5% 미만, 특히 2% 미만이다.
다른 실시형태에서, 함침된 섬유 재료의 상기 웹의 다공성 레벨은 10% 미만, 특히 5% 미만, 특히 2% 미만이다.
또 다른 실시형태에서, 각각의 함침된 개별 테이프의 다공성 레벨은 10% 미만, 특히 5% 미만, 특히 2% 미만이고, 함침된 섬유 재료의 상기 웹의 다공성 레벨은 10% 미만, 특히 5% 미만, 특히 2% 미만이다.
유리하게는, 상기 초기 테이프의 다공성 레벨은 5 내지 10%의 다공성을 가지며 상기 웹의 다공성 레벨은 5% 미만이다.
유리하게는, 상기 초기 테이프의 다공성 레벨은 2 내지 5%의 다공성을 가지며 상기 웹의 다공성 레벨은 2% 미만이다.
이들 마지막 두 실시형태에서, 이에 따라 상기 웹의 외관은 개별 테이프의 초기 외관과 비교하여 개선된다.
상기 섬유 재료의 웹은 폭으로 Nl 개의 테이프 및 두께로 Nep 개의 테이프를 포함하며,
Figure pct00001
, 각각의 개별 테이프는 3,000 또는 50,000 개의 섬유의 배수로부터 선택된 다수의 섬유, 특히 탄소 섬유를 포함한다.
유리하게는, 각각의 개별 테이프는 m x 12K 섬유, n x 24K 섬유, p x 48K, q x 50K 섬유 및 w x 400K로부터 선택된 다수의 탄소 섬유를 포함하고, m 은 1 내지 40, 특히 1 내지 4, n 은 1 내지 20, q 는 1 내지 10, p 는 1 내지 10, 특히 1이며, w 는 1과 같다.
웹의 두께는 웹의 전체 폭에 걸쳐 일정할 수 있으며, 즉 테이프 어셈블리의 경우 모두 동일한 두께를 가지며, 두께에서의 테이프의 수 (Nep) 는 웹의 어느 지점에서나 동일하다.
반대로, 웹의 두께는 특히 상기 웹의 폭에 따라 가변적일 수 있으며, 즉 테이프의 경우 모두 동일한 두께를 가지며, 두께에서의 테이프의 수 (Nep) 는 상기 웹의 폭에서 고려되는 위치에 따라 다르다.
어떤 경우든, 테이프의 총 수 N 은 2 내지 2,000 이다.
상기 정의된 바와 같은 함침된 섬유 재료의 상기 웹의 상기 N 테이프는 동일하거나 상이한 섬유 재료, 특히 동일한 섬유로 구성된다.
따라서, 예를 들어 탄소 섬유의 섬유 재료로 구성된 테이프 중 적어도 하나 및 유리 섬유의 섬유 재료로 구성된 테이프 중 적어도 하나가 있을 수 있다.
적어도 하나의 테이프가 섬유 재료, 예를 들어 유리 섬유 및 탄소 섬유의 혼합물로 만들어졌다면 본 발명의 범위를 벗어나지 않을 것이다.
유리하게는, 상기 정의된 바와 같은 함침된 섬유 재료의 상기 웹에서의 상기 N 개의 테이프는 동일한 섬유 재료로 구성된다.
동일한 성질 또는 상이한 성질의 섬유의 야드 수가 N 개의 테이프의 어셈블리 내에서 두께 (Nep 개 테이프의 적층) 및 폭 (Nl 개 테이프의 병치 또는 결합) 모두에서 동일하거나 상이한 경우에도 본 발명의 범위를 벗어나지 않을 것이다.
따라서, 예를 들어 50K 탄소 섬유 기반의 테이프를 24K 탄소 섬유 기반의 테이프에 결합 및/또는 적층하는 것이 가능하다.
그러나, 50K 탄소 섬유 기반의 테이프를 2,400 Tex와 동일한 평량으로 유리 섬유 기반의 테이프에 결합 및/또는 적층하는 것도 가능하다.
일 실시형태에서, N 개의 테이프는 동일한 개별 평균 두께 및 평균 폭을 가지며, 웹의 평균 두께
Figure pct00002
는
Figure pct00003
x er 와 동일하고,
Figure pct00004
는 두께에서의 테이프의 평균 수이고, er 은 개별 테이프의 평균 두께이고, 그리고 웹의 평균 폭
Figure pct00005
은
Figure pct00006
x lr 와 동일하고,
Figure pct00007
는 폭에서의 테이프의 평균 수이고 lr은 개별 테이프의 평균 폭이다.
이 실시형태에서, 섬유의 축에 수직인 단면에서 웹 표면 (S) 은 섬유의 축에 수직인 단면에서 웹 이론적 표면 (Sth) 과 동일하다: 따라서, 어셈블리 이전의 N 개의 테이프와 어셈블리로부터 기인되는 최종 웹에 대해 계산된 평균 사이의 다공성 레벨이 유지되며; 여기서 다공성은 예를 들어 그 위치를, 즉 각 테이프에서의 (즉, 각 테이프의 코어에서의) "내부" 다공성으로부터 어셈블리 도중 다공성 생성으로부터 기인한 "외부" 다공성으로 전체적으로 모두 변경되었을 수 있고, 다른 가능한 경우는 각 테이프에서의 "내부" 다공성이 테이프 어셈블리 도중에 변경되지 않았고 어셈블리 후 "외부" 다공성이 무시할 만하다는 것이다.
다른 실시형태에서, N 개의 개별 테이프의 평균 두께 및 평균 폭은 동일하며, 웹의 평균 두께
Figure pct00008
는
Figure pct00009
x er 미만이고,
Figure pct00010
는 두께에서의 테이프의 평균 수이고, er 은 개별 테이프의 평균 두께이고, 그리고 웹의 평균 폭
Figure pct00011
은
Figure pct00012
x lr 미만이고,
Figure pct00013
는 폭에서의 테이프의 평균 수이고 lr 은 개별 테이프의 평균 폭이다.
이 실시형태에서, 어셈블리 후 개별 테이프의 다공성이 감소하고 웹은 전체 폭에 걸쳐 일정한 평균 두께를 가질 수 있거나 웹의 폭에서 고려되는 위치에 따라 상이한 두께를 가질 수 있다.
또 다른 실시형태에서, N 개의 개별 테이프의 평균 두께 및 평균 폭은 동일하며, 웹의 평균 두께
Figure pct00014
는
Figure pct00015
x er 를 초과하고,
Figure pct00016
는 두께에서의 테이프의 평균 수이고, er 은 개별 테이프의 평균 두께이고, 그리고 웹의 평균 폭
Figure pct00017
은
Figure pct00018
x lr 를 초과하고,
Figure pct00019
는 폭에서의 테이프의 평균 수이고 lr은 개별 테이프의 평균 폭이다.
이 실시형태에서, 어셈블리 후 테이프들 사이에 다공성이 생성되고 웹은 전체 폭에 걸쳐 일정한 평균 두께를 가질 수 있거나 웹의 폭에서 고려되는 위치에 따라 상이한 두께를 가질 수 있다.
이 실시형태에서, 전체 다공성 레벨의 유지도 있을 수 있지만, 테이프 어셈블리 도중에 테이프 내부에서 테이프들 사이의 계면을 향해 외부로 이러한 다공성의 변위가 있을 수 있다.
즉, 내부 다공성이 P/N 인 테이프가 N 개 있는 경우 전체 다공성은 P와 같다.
이러한 테이프를 폭과 두께로 적층하여 어셈블리하면, 각 테이프 내의 다공성을 줄일 수 있고, P'/N = P/N-ε/N (ε/N은 각 테이프 내의 다공성 감소임) 인 것은 테이프 어셈블리 방법의 결과이다. 그러나 동시에, 어셈블리된 테이프들 사이에 다공성이 나타날 수 있으며, 이는 또한 테이프 어셈블리 방법의 결과이기도 하며, 이 다공성은 P"/N 이다.
테이프 ε 내의 총 다공성 감소가 로빙 사이에 생성된 P" 와 같으면 전체 다공성 레벨이 유지된다.
섬유 재료 웹의 제 1 실시형태에 따르면, 상기 정의된 함침된 섬유 재료 웹의 N 개의 테이프가 적층되고, 폭에서의 테이프 수 Nl 는 1이고 두께에서의 테이프 수 Nep 는 2 내지 2,000 이다.
따라서, 이 실시형태에서, 폭으로 단 하나의 테이프와 두께로 2 내지 2000 개의 테이프가 있다.
제 2 형태의 섬유 재료 웹에 따르면, 상기 정의된 함침된 섬유 재료의 웹에서 N 개의 테이프가 함께 결합되며, 두께에서의 테이프의 수 Nep 는 1이고 폭에서의 테이프 수 Nl 는 2 내지 2,000 이다.
따라서, 이 실시형태에서, 두께로 단 하나의 테이프와 폭으로 2 내지 2000 개의 테이프가 있다.
제 3 형태의 섬유 재료 웹에 따르면, 상기 정의된 함침된 섬유 재료 웹의 N 개 테이프가 적층되고 함께 결합된다.
이 경우, 전체 폭에 걸쳐 일정한 웹의 두께 또는 그 폭에서 고려되는 점에 따라 다른 두께로 모든 시나리오가 가능하다.
또 다른 실시형태에서, N 개의 개별 테이프의 평균 두께 및/또는 폭이 상이하고, 웹의 평균 두께는
Figure pct00020
x 각 개별 테이프의 평균 두께와 동일하고 웹의 평균 폭은
Figure pct00021
x 각 개별 테이프의 평균 폭과 동일하다.
제 1 대안에서, 상기 N 개의 적층 및/또는 결합된 테이프로 구성된 상기 정의된 함침된 섬유 재료의 웹의 두께는 그 폭에 걸쳐 가변적이다.
이 대안에서, 웹 폭을 따른 위치에 관계없이 두께에 동일한 수의 적층된 테이프가 있고, 그 폭에 따른 웹 두께의 변화는 하나의 테이프에서 다른 테이프까지의 두께 변화에서 직접 비롯되거나, 또는 추가로, 웹의 폭에서 고려되는 지점에 따라 웹의 두께에 동일한 수의 적층 테이프가 없으며, 적층 테이프 수의 변화는 하나의 테이프에서 다른 테이프까지의 두께의 변화를 보상하지 않는다. 이를 통해 웹의 폭에 따라 특정 기하학적 형상을 웹에 부여할 수 있다.
제 2 대안에서, 상기 N 개의 적층 및/또는 결합된 테이프로 구성된 상기 정의된 함침된 섬유 재료의 웹의 두께는 전체 폭에 걸쳐 일정하다.
이러한 후자의 대안에서는, 두께로 동일한 수의 적층된 테이프의 사용으로 하나의 테이프에서 다른 테이프까지의 두께 변화를 보상할 수 있다.
상기 정의된 다양한 웹의 체적 기준의 섬유 함량은 상기 웹에서 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 70 체적%로 일정하고 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 특히 상기 웹에서 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 80 체적% 로 일정하고 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 특히 상기 웹에서 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 90 체적% 로 일정하고 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 보다 구체적으로 상기 웹에서 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 95 체적% 로 일정하다 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함).
섬유 함량은 상기 웹에 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프에 대해 45 내지 65 체적%, 바람직하게는 50 내지 60 체적%, 특히 54 내지 60 체적%이며, 상기 N 개의 테이프는 상기 섬유 재료의 웹에서 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다.
유리하게는, 상기 정의된 다양한 웹의 체적 기준 섬유 함량은 상기 웹의 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 70 체적% 로 일정하고 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 특히 상기 웹에 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 80 체적% 로 일정하고 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 특히 상기 웹에 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 90 체적% 로 일정하고 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 보다 구체적으로 상기 웹에 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 95 체적% 로 일정하며 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 그리고 섬유 함량은 상기 웹에 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프에 대해 45 내지 65 체적%, 바람직하게 50 내지 60 체적%, 특히 54 내지 60 체적% 이고, 상기 N 개의 테이프들은 섬유 재료의 상기 웹에서 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다.
유리하게는, 상기 정의된 섬유 재료 웹의 상기 N 개의 섬유 재료 테이프(들)는 동일한 적어도 하나의 열가소성 중합체로 구성된다.
이것은 각 테이프가 동일한 중합체로 구성되지만 각 테이프의 중합체가 중합체의 혼합물 (예: PEKK 및 PEI) 일 수도 있다.
또 다른 실시형태에서, 어셈블리된 및/또는 결합된 섬유 재료의 상기 N 개 테이프(들)의 상기 적어도 하나의 열가소성 중합체는 적층 및/또는 결합된 테이프를 구성하는 중합체 (상기 N 개 테이프는 적어도 부분적으로 중첩할 수 있음) 가 호환되거나 부분적으로 혼합 가능한 경우 상이할 수도 있다.
일 실시형태에서, 상기 정의된 섬유 재료의 웹은 적층된 Nep 개의 테이프 및 결합된 Nl 개의 테이프로 구성되며, 두께의 테이프 수 Nep 는 1 내지 4이고 폭의 테이프 수 Nl 는 1 내지 94이다.
유리하게는, 두께 Nep에서 적층된 테이프의 수는 모든 Nl 개의 테이프에 대해 동일하고 평균 두께는 상기 웹의 전체 폭에 걸쳐 일정하다.
일 실시형태에서, 두께의 테이프 수 Nep 는 2 및 4 로부터 선택되고 폭의 테이프 수 Nl 는 1 이다.
따라서 상기 웹은 단일의 폭과 2 개 또는 4 개 테이프의 두께로 구성된다.
다른 실시형태에서, 두께의 테이프 수 Nep 는 1 이고 폭의 테이프 수 Nl 는 24 및 32에서 선택된다.
따라서 상기 웹은 24 개 또는 32 개의 테이프의 전체 폭에 걸쳐 단일 두께로 구성된다.
또 다른 실시형태에서, 두께의 테이프 수 Nep = 2 및 폭의 테이프 수 Nl 는 46, 62 및 92로부터 선택된다.
유리하게는, 상기 정의된 바와 같은 상기 섬유 재료 웹은 각각 다음으로부터 선택된 평균 폭 및 평균 두께로 표현되는 단면 표면 치수를 갖는다: 300 mm x 2 mm; 200 mm x 2 mm, 150 mm x 2 mm; 100 mm x 2 mm; 596.9 x 1 mm; 393.7 mm x 1 mm; 292 mm x 1 mm; 200 mm x 1 mm; 150 mm x 1 mm; 100 mm x 1 mm; 15 mm x 0.25 mm, 15 mm x 0.225 mm, 14 mm x 0.265 mm, 14 mm x 0.240 mm, 12,7 mm x 0.265 mm, 12.7 mm x 0.189 mm, 596.9 mm x 0.12 mm; 393.7 mm x 0.12 mm; 292.1 mm x 0.12 mm.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 로봇에 의한 상기 웹의 자동 배치에 의한 3 차원 복합 부품의 제조를 위한, 상기 정의된 바와 같은 함침된 섬유 재료의 용도에 관한 것이다.
웹에 대해 정의된 모든 특성은 상기 웹 사용에 대해 유효하다.
유리하게는, 상기 복합 부품의 상기 제조는 수송, 특히 자동차, 오일 및 가스, 특히 오프쇼어 (offshore), 가스 저장, 항공, 선박 및 철로; 재생가능 에너지, 특히 풍력 에너지, 수력 발전 터빈, 에너지 저장 디바이스, 솔라 패널; 열 보호 패널; 스포츠 및 레저, 건강 및 의료, 및 전자 제품의 분야에 관한 것이다.
또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 정의된 바와 같은 함침된 섬유 재료의 적어도 하나의 웹의 사용으로부터 기인하는 것을 특징으로 하는 3차원 복합 부품에 관한 것이다.
웹에 대해 정의된 모든 특성은 상기 복합 부품에 대해 유효하다.
또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 정의된 바와 같은 섬유 재료의 상기 테이프를 적층 및/또는 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 정의된 섬유 재료의 웹을 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 N 개 테이프는 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다.
웹에 대해 정의된 모든 특성은 상기 제조 방법에 대해 유효하다.
유리하게는, 적층 및/또는 결합 단계는 다음 시스템 중 적어도 하나에 의해 수행된다:
1) 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 지지체 위에 상기 테이프를 통과시킨 다음, 비가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템,
2) 상기 테이프를 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 지지체 위로 통과시킨 다음, 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템,
3) 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템,
4) 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 이를 핫 드로잉 플레이트를 통과시키고 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템.
유리하게는, 상기 적어도 하나의 가열 시스템은 적외선 램프, UV 램프, 대류 가열, 마이크로파 가열, 레이저 가열 및 고주파 (HF) 가열 중에서 선택할 수 있다.
일 실시형태에서, 상기 정의된 방법은 열가소성 중합체 및 임의로 사슬 연장제로 미리 함침된 섬유 재료를 가열하고, 함침을 마무리하여 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 스트립의 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻는 사전 단계, 및 선택적으로 상기 함침된 섬유 재료의 로빙 또는 상기 평행 로빙을 성형 및 교정하여 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 얇은 테이프 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시형태에서, 상기에 정의된 방법은, 특히 분말 침착에 의해, 용융 경로에 의해, 특히 인발 성형에 의해, 용융된 중합체 및 선택적으로 사슬 연장제의 크로스-헤드 압출에 의해, 수성 중합체 분말 분산액 및 선택적으로 사슬 연장제, 또는 수성 열가소성 중합체 입자 분산액 및 선택적으로 사슬 연장제, 또는 수성 열가소성 중합체 에멀전 또는 현탁액에서의 섬유의 연속적인 통과에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 유동층에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 탱크에서 건조 경로로 노즐 또는 스프레이 건에 의해 분사함으로써 예비-함침된 섬유 재료를 얻도록 하기 위해 섬유 재료를 예비-함침하는 사전 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시형태에서, 상기 정의된 방법은 적어도 하나의 노치형 캘린더, 가능하게는 가열 캘린더에 의해 웹을 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
유리하게는, 상기 정의된 방법은 다음 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다:
i) 예비-함침된 섬유 재료를 얻기 위해 특히 분말 침착, 용융 경로, 특히 인발 성형, 용융된 중합체의 크로스-헤드 압출, 수성 중합체 분말 분산액 또는 수성 중합체 입자 분산액 또는 수성 중합체 에멀전 또는 현탁액 내의 섬유의 연속적인 통과에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 유동층에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 탱크에서 건조 경로에 의해 노즐 또는 스프레이 건에 의해 분사함으로써 섬유 재료를 예비-함침하는 단계,
ii) 예비-함침된 섬유 재료를 가열하고 함침을 마무리하여 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 스트립 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻도록 하는 단계,
iii) 선택적으로, 상기 함침된 섬유 재료의 로빙 또는 상기의 평행 로빙들을 성형 및 교정하여 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 얇은 테이프 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻도록 하는 단계,
iv) N 개의 섬유 재료 테이프를 적층 및/또는 결합하는 단계로서, 상기 N 테이프는 다음 시스템 중 적어도 하나에 의해 적어도 부분적으로 중첩할 수 있음:
1) 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 지지체 위에 상기 테이프를 통과시킨 다음, 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템,
2) 상기 테이프를 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 지지체 위로 통과시킨 다음, 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템,
3) 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템,
4) 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 이를 핫 드로잉 플레이트를 통과시키고 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템.
v) 적어도 하나의 노치형 캘린더, 선택적으로 가열 캘린더에 의해 웹을 성형하는 단계.
유리하게는, 상기에 정의된 방법은 적어도 10 m/min, 특히 적어도 20 m/min, 바람직하게는 적어도 30 m/min 의 속도로 수행되는 것을 특징으로 한다.
함침 및 성형 및 교정 단계는 웹을 준비하는 방법과 무관하기 때문에, 그들의 생산 속도는 본 발명의 방법에 영향을 미치지 않으며 따라서 생산성을 제한하지 않는다.
단계 (i), (ii) 및 (iii)은 아래의 "특히 스트립 및 얇은 테이프 형태의, 테이프 제조 방법" 섹션에서 더 자세히 개시되어 있다.
단계 iv)는 "웹 형태의 테이프 제조 방법" 섹션에 더 자세히 개시되어 있다.
중합체 매트릭스
열가소성 재료, 또는 열가소성 중합체는 일반적으로 실온에서 고체이며, 이는 반결정질 또는 비정질일 수도 있으며, 특히 비정질인 경우 유리 전이 온도 (Tg) 를 지난 후 온도 증가 동안 연화되고, 더 높은 온도에서 유동하거나, 또는 반결정질인 경우 소위 용융 온도 (Tm) 를 지날 때 급격한 천이를 나타내고, 결정화 온도 (반결정질의 경우) 아래 그리고 유리 전이 온도 (비정질의 경우) 아래로 온도가 감소할 때 다시 고체가 될 수 있는 재료를 의미한다.
Tg 및 Tm 은 각각 표준 11357-2:2013 및 11357-3:2013 에 따라 시차 주사 열량측정법 (DSC) 으로 측정된다.
섬유 재료를 위한 함침 매트릭스를 구성하는 중합체와 관련하여, 이는 유리하게는 열가소성 중합체 또는 열가소성 중합체의 혼합물이다. 이 중합체 또는 열가소성 중합체의 혼합물은 탱크와 같은 디바이스, 특히 유동층 또는 수성 분산액에서 사용될 수 있도록 분말 형태로 분쇄될 수 있다.
탱크 형태, 특히 유동층 형태의 디바이스는 개방형 또는 밀폐형일 수 있다.
일 실시형태에서, 폴리아릴 설파이드, 특히 폴리페닐렌 설파이드 (PPS) 는 섬유 재료의 함침 매트릭스를 구성하는 중합체의 정의에서 제외된다.
선택적으로, 열가소성 중합체 또는 열가소성 중합체의 블렌드는, 바람직하게는 그래핀, 탄소 나노튜브, 탄소 나노피브릴 또는 이들의 블렌드 중에서 선택되는, 탄소계 충전제, 특히 카본 블랙 또는 탄소계 나노충전제를 더 포함한다. 이들 충전제는 전기 및 열의 전도를 가능하게 하고, 따라서 가열되는 경우에 중합체 매트릭스의 용융을 용이하게 한다.
선택적으로, 상기 열가소성 중합체는, 특히 촉매, 산화 방지제, 열 안정제, UV 안정제, 광 안정제, 윤활제, 충전제, 가소제, 난연제, 조핵제, 사슬 연장제 및 염료, 전기 전도체, 열 전도체 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는, 적어도 하나의 첨가제를 포함한다.
유리하게는, 상기 첨가제는 난연제, 전기 전도체 및 열 전도체 중에서 선택된다.
또 다른 변형에 따르면, 열가소성 중합체 또는 열가소성 중합체의 블렌드는 액정 중합체 또는 환형 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 또는 이를 함유하는 혼합물, 예컨대 CYCLICS CORPORATION 사제 CBT100 수지를 추가로 포함할 수 있다. 이들 화합물은 특히 섬유의 코어로의 더 나은 침투를 위해, 특히 용융 상태의 중합체 매트릭스를 유동화시킬 수 있게 한다. 예비 함침 매트릭스를 제조하는데 사용되는 중합체, 또는 열가소성 중합체의 혼합물의 성질, 특히 그 용융 온도에 따라, 이들 화합물 중 하나 또는 다른 하나가 선택될 것이다.
섬유 재료의 함침 매트릭스의 메이크업에 혼입되는 열가소성 중합체는 하기에서 선택될 수 있다:
- 지방족, 지환족 또는 반방향족 폴리아미드 (PA) (폴리프탈아미드 (PPA) 라고도 함) 계열의 중합체 및 공중합체,
- 폴리우레아, 특히 방향족 폴리우레아,
- 아크릴, 이를테면 폴리아크릴레이트, 그리고 더 특히 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 또는 이들의 유도체의 계열로부터의 중합체 및 공중합체,
- 폴리(아릴에테르케톤) (PAEK), 이를테면 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 또는 폴리(아릴에테르케톤스케톤) (PAEKK) 이를테면 폴리(에테르케톤케톤) (PEKK), 또는 이의 유도체의 계열로부터의 중합체 및 공중합체,
- 방향족 폴리에테르-이미드 (PEI),
- 폴리아릴설파이드, 특히 폴리페닐 설파이드 (PPS),
- 폴리아릴설파이드, 특히 폴리페닐렌 설폰 (PPSU),
- 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌 (PP);
- 폴리락트산 (PLA),
- 폴리비닐 알코올 (PVA),
- 플루오르화 중합체, 특히 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 또는 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE),
및 이들의 혼합물.
일 실시형태에서, 섬유 재료의 함침 매트릭스의 메이크업에 혼입되는 열가소성 중합체는 하기에서 선택될 수 있다:
- 지방족, 지환족 또는 반방향족 폴리아미드 (PA) (폴리프탈아미드 (PPA) 라고도 함) 계열의 중합체 및 공중합체,
- 폴리우레아, 특히 방향족 폴리우레아,
- 아크릴, 이를테면 폴리아크릴레이트, 그리고 더 특히 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 또는 이들의 유도체의 계열로부터의 중합체 및 공중합체,
- 폴리(아릴에테르케톤) (PAEK), 이를테면 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 또는 폴리(아릴에테르케톤스케톤) (PAEKK) 이를테면 폴리(에테르케톤케톤) (PEKK), 또는 이의 유도체의 계열로부터의 중합체 및 공중합체,
- 방향족 폴리에테르-이미드 (PEI),
- 폴리아릴설파이드, 특히 폴리페닐렌 설폰 (PPSU),
- 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌 (PP);
- 폴리락트산 (PLA),
- 폴리비닐 알코올 (PVA),
- 플루오르화 중합체, 특히 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 또는 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE),
및 이들의 혼합물.
유리하게는, 상기 중합체가 두 중합체 P1 과 P2 의 혼합물인 경우, 중합체 P1 와 P2 의 중량 비율은 1-99% 내지 99-1% 이다.
유리하게는, 상기 열가소성 중합체가 혼합물이고 예비 함침 방법이 건조 분말을 사용하는 경우, 이 혼합물은 예비 함침 탱크 내로 도입되기 전에 건조 블렌딩에 의해 또는 탱크에서 직접 건조 블렌딩에 의해 또는 심지어 압출기에서 미리 제조된 화합물을 밀링함으로써 산출되는 분말의 형태로 나온다.
유리하게는, 이 혼합물은 탱크 내로 또는 탱크에 직접 도입하기 전에 건조 블렌드에 의해 수득된 분말로 구성되고, 이 두 중합체 P1 및 P2 의 혼합물은 PEKK 및 PEI 의 혼합물이다.
유리하게는, PEKK/PEI 혼합물은 90-10 중량% 내지 60-40 중량%, 특히 90-10중량% 내지 70-30 중량% 이다.
열가소성 중합체는 섬유 재료를 함침시킬 예정인 최종 비반응성 중합체에 대응할 수 있거나, 또는 섬유 재료를 또한 함침시킬 것이지만, 예비중합체가 지니는 사슬 말단에 따라서, 예비 함침 후에 그 자신 또는 다른 예비중합체와 반응할 수 있거나, 또는 사슬 연장제와 특히 가열 캘린더에서의 가열 동안 반응할 수 있어 상기 최종 비반응성 중합체에 이르거나 또는 선택적으로 상기 사슬 연장제를 부분 중합된 반응성 열가소성 예비중합체에 이를 수 있도록 하고, 평균 분자량 (Mn) 이 500 내지 10,000, 바람직하게 4,000 내지 8,000 범위인 반응성 예비중합체에 대응할 수 있다. 상기 부분적으로 중합된 반응성 열가소성 예비중합체는 사용되는 중합체의 Tg 및/또는 Tm 에 따라 가열함으로써 상기 비반응성 최종 중합체로 이어질 수 있다.
"비반응성 조성물" 이라는 표현은, 분자량이 더 이상 유의하게 변하지 않는 것, 즉 이의 수-평균 분자량 (Mn) 은 이것이 사용될 때 50% 미만으로 바뀌고 이에 따라 열가소성 매트릭스의 최종 폴리아미드 중합체에 대응하는 것을 의미한다.
대조적으로, "반응성 중합체" 이라는 표현은, 상기 반응성 중합체의 분자량이 이의 수행 동안 변화될 것인데, 왜냐하면 축합, 치환에 의해 또는 사슬 연장제로 중부가에 의해 그리고 휘발성 부산물을 제거하지 않으면서 반응성 예비중합체가 함께 반응하여, 열가소성 매트릭스의 최종 (비반응성) 폴리아미드 중합체에 이르기 때문이다.
제 1 가능성에 따라, 상기 예비중합체는 2 개의 말단 관능기 X' 및 Y' (이들은 각각 축합에 의해 서로에 대해 동시 반응성 (coreactive) 관능기이고, 더 특히 X' 및 Y' 는 각각 아민 및 카르복시이거나 카르복시 및 아민임) 를 동일한 사슬 상에서 (즉, 동일한 예비중합체 상에서) 갖는 적어도 하나의 캐리어 반응성 예비중합체 (폴리아미드) 를 포함할 수 있거나 이로 구성될 수 있다.
이 제 1 가능성에서, 상기 적어도 하나의 반응성 열가소성 예비중합체는 선택적으로 상기 사슬 연장제로, 부분적으로 중합될 수 있고, 수 평균 분자량 (Mn) 이 500 내지 10,000, 바람직하게는 4,000 내지 8,000 의 범위이다.
제 2 가능성에 따르면, 상기 예비중합체는 서로에 대해 반응성이고 각각은 개별적으로 두 개의 동일한 말단 관능기 X' 또는 Y' (동일한 예비중합체에 대해서는 동일하고 2개의 예비중합체간에는 상이함) 를 갖는 적어도 2 개의 폴리아미드 예비중합체를 포함하거나 또는 이로 구성될 수 있으며, 예비중합체의 상기 관능기 X' 는 특히 축합에 의해 다른 예비중합체의 상기 관능기 Y' 와만 반응할 수 있으며, 보다 구체적으로 X' 및 Y'는 각각 아민 및 카르복시 또는 카르복시 말단 아민이다.
이 제 2 가능성에서, 상기 적어도 하나의 반응성 열가소성 예비중합체는 선택적으로 상기 사슬 연장제로, 부분적으로 중합될 수 있고, 수 평균 분자량 (Mn) 이 500 내지 10,000, 바람직하게는 4,000 내지 8,000 의 범위이다.
제 3 가능성에 따르면, 상기 예비중합체는 다음을 포함하거나 이로 구성될 수 있다: 다음 중에서 선택된 n 개의 말단 반응성 관능기 X 를 갖는 상기 열가소성 폴리아미드 중합체의 적어도 하나의 예비중합체: -NH2, -CO2H 및 -OH, 바람직하게 NH2 및 -CO2H (여기서 n 은 1 내지 3, 바람직하게 1 내지 2, 보다 바람직하게 1 또는 2, 보다 특히 2 임) 및 상기 예비중합체 a1) 의 적어도 하나의 관능기 X 와 중부가에 의해 반응성인, 2 개의 동일한 말단 반응성 관능기 Y 를 지니며, 바람직하게는 분자량이 500 미만, 보다 바람직하게는 400 미만인 적어도 하나의 사슬 연장제 Y-A'-Y (여기서 A' 는 히드로카본 이치환체임).
이 제 2 가능성에서, 상기 적어도 하나의 반응성 열가소성 예비중합체는 선택적으로 상기 사슬 연장제로, 부분적으로 중합될 수 있고, 수 평균 분자량 (Mn) 이 500 내지 10,000, 바람직하게는 4,000 내지 8,000 의 범위이다.
열가소성 매트릭스의 상기 최종 중합체의 수 평균 분자량 Mn 은 바람직하게는 10000 내지 40000, 바람직하게는 12000 내지 30000 의 범위이다. 이러한 Mn 값은, 표준 ISO 307: 2007 에 따르지만 용매를 바꾸는 것 (황산 대신에 m-크레졸 및 20 ℃ 인 온도의 사용) 에 의해 m-크레졸에서 결정될 때 0.8 이상의 고유 점도 (inherent viscosity) 에 대응할 수 있다 .
위에 주어진 2 개의 옵션에 따른 상기 반응성 예비중합체는 500 내지 10,000, 바람직하게는 500 내지 6,000, 특히 2,500 내지 6,000 범위의 수 평균 분자량 Mn 을 갖는다.
Mn 은 특히 용액에서의 전위차 적정에 의해 결정되는 말단 관능기의 레이트 및 상기 예비중합체의 관능성 (functionality) 으로부터의 계산에 의해 결정된다. 질량 Mn 은 또한 크기 배제 크로마토그래피 또는 NMR 에 의해 측정될 수 있다.
폴리아미드를 정의하는데 사용되는 명명법은 ISO 표준 1874-1:2011 "Plastiques - Mat
Figure pct00022
riaux polyamides (PA) pour moulage et extrusion - Partie 1: D
Figure pct00023
signation", 특히 3 페이지 (표 1 및 2) 에 기재되어 있으며 당업자에게 잘 알려져 있다.
폴리아미드는 호모폴리아미드 또는 코폴리아미드 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
유리하게는, 매트릭스를 구성하는 예비중합체는, 선택적으로 우레아 단위에 의해 개질되는, 지방족 폴리아미드, 지환족 폴리아미드, 및 반 방향족 폴리아미드 (폴리프탈아미드) 로부터 특히 선택되는, 폴리아미드 (PA), 및 이의 공중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PPMA) 및 이의 공중합체, 폴리에테르 이미드 (PEI), 폴리페닐렌 설파이드 (PPS), 폴리페닐렌 설폰 (PPSU), PVDF, 폴리에테르 케톤 케톤 (PEKK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 플루오르화 중합체 이를테면 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF) 중에서 선택된다.
일 실시형태에서, 매트릭스를 구성하는 예비중합체는, 선택적으로 우레아 단위에 의해 개질되는, 지방족 폴리아미드, 지환족 폴리아미드, 및 반 방향족 폴리아미드 (폴리프탈아미드) 로부터 특히 선택되는, 폴리아미드 (PA), 및 이의 공중합체, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PPMA) 및 이의 공중합체, 폴리에테르 이미드 (PEI), 폴리페닐렌 설폰 (PPSU), PVDF, 폴리에테르 케톤 케톤 (PEKK), 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK), 플루오르화 중합체 이를테면 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF) 중에서 선택된다.
플루오르화 중합체의 경우, 비닐리덴 플루오라이드 (화학식 CH2=CF2 인 VDF) 의 동종 중합체 또는, 중량 기준으로, 적어도 50 질량% 의 VDF 및 VDF 와 공중합가능한 적어도 하나의 다른 단량체를 포함하는 VDF 의 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. VDF 의 함량은, 특히 열적 및 화학적 응력을 받게 될 때, 구조 부품의 양호한 기계적 및 화학적 저항성을 제공하기 위해 80 질량% 초과이거나, 또는 더 좋게는 90 질량% 초과이어야 한다. 공단량체는 플루오르화 단량체, 예를 들어, 비닐 플루오라이드어야 한다.
본 발명에 따른 플루오르화 중합체외에 고온을 견뎌야 하는 구조 부품의 경우, 높은 유리 전이 온도 Tg) 를 갖는, PAEK (폴리아릴에테르케톤) 이를테면 폴리(에테르 케톤) PEK, 폴리(에테르 에테르 케톤) PEEK, 폴리(에테르 케톤 케톤) PEKK, 폴리(에테르 케톤 에테르 케톤 케톤) PEKEKK 또는 PA 가 유리하게 사용된다.
유리하게는, 상기 열가소성 중합체는 유리 전이 온도가 Tg ≥ 80℃, 특히 Tg ≥ 100℃, 특히 ≥ 120℃, 특히 ≥ 140℃ 인 비정질 중합체, 또는 융점이 Tm ≥ 150℃ 인 반결정질 중합체이다.
유리하게는, 상기 적어도 하나의 열가소성 예비중합체는 폴리아미드, PEKK, PEI 및 PEKK 와 PEI 의 혼합물 중에서 선택된다.
유리하게는, 상기 폴리아미드는 지방족 폴리아미드, 지환족 폴리아미드 및 반-방향족 폴리아미드 (폴리프탈아미드)로부터 선택된다.
유리하게는, 상기 지방족 폴리아미드 예비중합체는 하기로부터 선택된다:
폴리아미드 6 (PA-6), 폴리아미드 11 (PA-11), 폴리아미드 12 (PA-12), 폴리아미드 66 (PA-66), 폴리아미드 46 (PA-46), 폴리아미드 610 (PA-610), 폴리아미드 612 (PA-612), 폴리아미드 1010 (PA-1010), 폴리아미드 1012 (PA-1012), 폴리아미드 11/1010, 폴리아미드 12/1010, 또는 이의 혼합물 또는 이의 코폴리아미드, 및 블록 공중합체, 특히 폴리아미드/폴리에테르 (PEBA) 로부터 선택되고, 상기 반-방향족 폴리아미드가 임의로 우레아 단위, 특히 PA MXD6 및 PA MXD10 로 개질된 반-방향족 폴리아미드 또는 화학식 X/YAr 의 반-방향족 폴리아미드 (예컨대 EP 1,505,099 에 기재됨), 특히 화학식 A/XT 의 반-방향족 폴리아미드 [식 중, A 는 적어도 하나의 아미노산으로부터 수득된 단위, 락탐으로부터 수득된 적어도 하나의 단위 및 화학식 (Ca 디아민, Cb 이산) 에 상응하는 적어도 하나의 단위 ("a" 는 디아민의 탄소 원자의 수를 나타내고 "b"는 이산의 탄소 원자의 수를 나타내고, "a" 및 "b" 는 각각 4 내지 36, 유리하게는 9 내지 18 이며, 단위 (Ca 디아민) 은 지방족 디아민, 선형 또는 분지형, 지환족 디아민 및 알킬방향족 디아민으로부터 선택되고, 단위 (Cb 이산) 은 지방족, 선형 또는 분지형 이산, 지환족 이산 및 방향족 이산으로부터 선택됨) 중에서 선택되고;
X.T 는 Cx 디아민과 테레프탈산의 중축합으로부터 수득되는 단위 (여기서 x 는 Cx 디아민의 탄소 원자수를 나타내고, x 는 6 내지 36, 유리하게는 9 내지 18 임), 특히 식 A/6T, A/9T, A/10T 또는 A/11T (A 는 상기 정의된 바와 같음) 의 폴리아미드, 특히 폴리아미드 PA 6/6T, PA 66/6T, PA 6I/6T, PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA 11/BACT, PA BACT/10T/6T를 나타낸다.
T 는 테레프탈산에 상응하고, MXD 는 m-자일릴렌 디아민에 상응하고, MPMD 는 메틸펜타메틸렌 디아민에 상응하고, BAC 는 비스(아미노메틸)시클로헥산에 상응한다.
유리하게, 상기 폴리아미드는 PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/BACT, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/ BACT/10T, PA 11/MXDT/10T 로부터 선택된 반방향족 폴리아미드이다.
섬유 재료:
상기 섬유 재료를 구성하는 섬유와 관련하여, 이들은 특히 로빙 형태의 미네랄, 유기 또는 식물 기원의 연속 섬유이다.
유리하게는, 각각의 개별 테이프는 3,000 또는 50,000 개 섬유의 배수로부터 선택된 다수의 섬유, 특히 탄소 섬유를 포함한다.
유리하게는, 각각의 개별 테이프는 m x 12,000 개의 섬유, n x 24,000 개의 섬유, 및 p x 50,000 개의 섬유, 270,000 개의 섬유 또는 400,000 개의 섬유로부터 선택된 다수의 탄소 섬유를 포함하며, m 은 1 내지 40, 특히 1 내지 4 이고, n 은 1 내지 20 이고, p 는 1 내지 10 이고, 특히 1 이다.
유리하게는, 유리 섬유에 대한 평량은 1,200 Tex 이상, 특히 2,400 Tex 이상, 4,800 Tex 이상이다.
미네랄 섬유는 예를 들어 탄소 섬유, 유리 섬유, 현무암 또는 현무암 기반 섬유, 실리카 섬유 또는 실리콘 카바이드 섬유를 포함한다.
유기 섬유는 예를 들어 반방향족 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유 또는 폴리올레핀 섬유와 같은 열가소성 또는 열경화성 중합체 기반 섬유를 포함한다. 바람직하게는, 이들은 비정질 열가소성 중합체에 기반하며 유리 전이 온도 Tg 가 예비 함침 매트릭스를 구성하는 중합체 또는 열가소성 중합체 혼합물 (비정질인 경우) 의 Tg 보다 높거나, 또는 예비 함침 매트릭스를 구성하는 중합체 또는 열가소성 중합체 매트릭스 (반결정질인 경우) 의 Tm 보다 높다. 유리하게는, 이들은 반결정질 열가소성 중합체에 기반하며 용융 온도 Tm 이 예비 함침 매트릭스를 구성하는 중합체 또는 열가소성 중합체 혼합물 (비정질인 경우) 의 Tg 보다 높거나, 또는 예비 함침 매트릭스를 구성하는 중합체 또는 열가소성 중합체 매트릭스 (반결정질인 경우) 의 Tm 보다 높다. 따라서, 최종 복합체의 열가소성 매트릭스에 의한 함침 동안 섬유 재료를 구성하는 유기 섬유에 대한 용융 위험이 없다. 식물 섬유는 천연 린넨, 대마, 리그닌, 대나무, 실크, 특히 거미 실크, 사이잘 및 기타 셀룰로오스 섬유, 특히 비스코스를 포함한다. 이러한 식물 섬유는 순수한 상태, 처리된 상태 또는 코팅층으로 코팅된 상태로 사용되어, 열가소성 중합체 매트릭스의 부착 및 함침을 용이하게 할 수 있다.
그것은 또한 지지 스레드 (support thread) 을 갖는 섬유에 대응한다.
이러한 성분 섬유는 단독으로 또는 혼합물로 사용될 수 있다. 따라서, 유기 섬유는 미네랄 섬유와 혼합되어 열가소성 중합체로 예비 함침되고 예비 함침된 섬유 재료를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 섬유 재료는 연속적 탄소, 유리 또는 규소 카바이드 섬유 또는 이들의 혼합물, 특히 탄소 섬유로 구성된다. 그것은 로빙 또는 여러 로빙의 형태로 사용된다.
"즉시 사용" 으로도 불리는 함침된 재료에서, 중합체 또는 열가소성 함침 중합체의 혼합물은 섬유 주위에 균일하고 균질하게 분포된다. 이러한 유형의 재료에서, 열가소성 함침 중합체는 최소의 다공성, 즉 섬유 사이의 최소의 빈 공간을 얻기 위해 섬유 내에서 가능한 한 균질하게 분포되어야 한다. 실제로, 이러한 유형의 재료에서 다공성의 존재는, 예를 들어 기계적 인장 응력을 받는 동안, 응력 집중 지점으로 작용할 수 있으며, 이는 함침된 섬유 재료의 균열 시작점을 형성하고 이를 기계적으로 손상시킨다. 따라서, 중합체 또는 중합체 혼합물의 균질한 분포는 이들 함침된 섬유 재료로부터 형성된 복합 재료의 기계적 강도 및 균질성을 개선한다.
따라서, 소위 "즉시 사용" 함침된 재료의 경우, 상기 예비 함침된 섬유 재료 중 섬유 레이트가 45 내지 65 체적%, 바람직하게는 50 내지 60 체적%, 특히 54 내지 60 체적% 이다.
함침 레이트의 측정은 리본 단면의 이미지 분석 (예를 들어, 현미경 또는 카메라 또는 디지털 카메라 사용) 에 의해, 중합체로 함침된 리본의 표면적을 생성물의 전체 표면적 (함침된 표면 + 기공의 표면) 으로 나눔으로써 수행될 수 있다. 양호한 품질의 이미지를 수득하기 위해서는, 표준 폴리싱 수지를 사용하여 가로 방향으로 절단된 리본을 코팅하고, 적어도 x6 배율의 현미경으로 샘플을 관찰할 수 있게 하는 표준 프로토콜로 폴리싱하는 것이 바람직하다.
유리하게는, 상기 함침된 섬유 재료의 다공성 레벨은 10% 미만, 특히 5% 미만, 특히 2% 미만이다.
영 (Nll) 의 다공성 레벨은 도달하기 어렵고 결과적으로, 유리하게 다공성 레벨은 0%보다 높지만 위에 주어진 레벨보다 적다는 점에 유의해야 한다.
다공성 레벨은 폐쇄 다공성 레벨에 대응하며, 전자 현미경에 의해 또는 본 발명의 실시예 부분에 기재되어 있는 바와 같은 상기 함침된 섬유 재료의 이론 밀도와 시험 밀도 사이의 상대적 편차로 결정될 수 있다.
특히 스트립 및 얇은 테이프 형태의 테이프 제조 방법
스트립 또는 얇은 테이프, 특히 단일 층 테이프 형태로 함침된 섬유 재료의 테이프는 각각 2 단계 또는 3 단계로 제조될 수 있다.
중합체 매트릭스에 의한 예비-함침의 제 1 단계와 적어도 하나의 지지 부품 (E) 과 스트립을 위한 적어도 하나의 가열 시스템을 통해 함침을 완료하기 위한 가열의 제 2 단계, 얇은 테이프에 대한 성형 및 교정의 제 3 단계.
유리하게는, 상기 적어도 하나의 가열 시스템은 적외선 램프, UV 램프, 대류 가열, 마이크로파 가열, 레이저 가열 및 고주파 (HF) 가열 중에서 선택할 수 있다.
제 1 단계: 예비함침
예비 함침된 섬유 재료를 생성하기 위한 예비 함침의 제 1 단계는 당업자에게 잘 알려져 있고 특히 위에 개시된 것들로부터 선택된 기술에 따라 행해질 수 있다.
따라서, 이들은 분말 침착, 용융 경로, 특히 인발 성형, 용융된 중합체의 크로스-헤드 압출, 수성 중합체 분말 분산액 또는 수성 중합체 입자 분산액 또는 수성 중합체 에멀전 또는 현탁액 내의 섬유의 연속적인 통과에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 유동층에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 탱크에서 건조 경로로 노즐 또는 스프레이 건에 의해 분사함으로써 예비함침 기술에 의해 수행될 수 있다.
지지체는 오목, 볼록 또는 원통형 압축 롤러일 수 있으며, 특히 원통형이다.
도 1 은 지지체가 제공된 탱크의 예를 도시하고, 도 2 는 지지체가 원통형 압축 롤러인 유동층을 포함하는 탱크의 예를 도시한다.
존재하는 유동층이 없고 스프레이 건이 장착되지 않은 상태에서 동일한 탱크를 사용할 수 있다.
예비함침은 또한 하나 이상의 지지체(들) (E") 가 상기 시스템으로부터 상류에 존재하고, 특히 예비함침이 수행되는 탱크 전에 상기 정의된 바와 같은 시스템으로 수행될 수 있다.
지지 부품 (E) 및 (E') 은 재료 또는 형상 및 그의 특성 (형상에 따른 직경, 길이, 폭, 높이 등) 의 측면에서든 동일하거나 상이할 수 있음에 유의해야 한다.
용융 경로:
예비함침 단계는 용융 경로, 특히 인발성형에 의해 수행될 수 있다.
용융 경로에 의한 예비 함침 기술은 당업자에게 공지되어 있으며 상기 참고 문헌에 설명되어 있다.
예비함침 단계는 특히 중합체 매트릭스의 크로스-헤드 압출 및 이 크로스헤드에서의 상기 로빙 또는 로빙들의 통과에 이어 가열된 다이에서의 통과에 의해 수행되며, 여기서 크로스헤드에는 로빙이 통과하는 고정식 또는 회전식 지지체가 제공될 수 있어 상기 로빙의 스프레딩을 야기하여 상기 로빙의 예비함침을 허용한다.
예비 함침은 특히 US 2014/0005331A1 에 기재된 바와 같이 수행될 수 있으며, 상기 로빙의 양쪽 면 상에 수지의 공급이 수행되고 양쪽 표면 중 하나 상에 수지의 일부를 제거하는 접촉 표면이 없다는 점이 다르다.
유리하게는, 예비-함침 단계는 고속에서, 즉 5 m/min 이상, 특히 9 m/min 초과의 상기 로빙(들)의 통과 속도에서 용융 경로에 의해 수행된다.
유동층:
예비함침 단계는 유동층에서 수행될 수 있다.
적어도 하나의 지지 부품을 사용하여 가열 단계 없이 제조 방법을 수행하기 위한 예시적인 유닛은 국제 출원 WO 2015/121583 에 기술되어 있다.
이 시스템은 예비 함침 단계를 수행하기 위한 유동층을 포함하는 탱크의 사용을 설명하고 본 발명의 맥락에서 사용될 수 있다.
유리하게는, 유동층을 포함하는 탱크에는 압축 롤러 (도 2) 일 수 있는 적어도 하나의 지지 부품 (E') (도 1) 이 제공된다.
지지 부품 (E') 은 로빙이 탱크를 통과할 가능성을 갖는 임의의 시스템을 의미하는 것으로 이해되어야만 한다. 지지 부품 (E') 은 로빙이 그 위에서 지나갈 수 있는 한 임의의 형상을 가질 수 있다.
지지 부품 (E') 의 예가 본 발명을 제한하지 않으면서 도 1 에 상세히 제시되어 있다.
지지 부품 (E) 및 (E') 은 재료 또는 형상 및 그 특성 (형상에 따른 직경, 길이, 폭, 높이 등) 측면에서든 동일하거나 상이할 수 있음에 유의해야 한다.
그러나, 지지 부품 (E') 은 가열하거나 가열되지 않는다.
섬유 재료의 예비 함침을 위한 단계는 적어도 하나의 지지 부품 (E') 이 제공되고 상기 중합체 매트릭스의 분말의 유동층 (12) 을 포함하는 탱크 (10) 를 포함하는 연속 예비 함침 디바이스에서 하나 이상의 로빙을 통과시킴으로써 수행된다.
상기 중합체 매트릭스 또는 중합체의 분말은 탱크 내에 도입된 기체 G (예를 들어, 공기) 중에 현탁되고 호퍼 (11) 을 통해 탱크 (10) 에서 순환된다. 로빙(들) 은 이 유동층 (12) 에서 순환된다.
탱크는 임의의 형상, 특히 원통형 또는 평행육면체, 특히 직육면체 또는 정육면체, 유리하게는 직육면체일 수 있다.
탱크 (10) 는 개방형 또는 폐쇄형 탱크일 수 있다.
탱크가 폐쇄형인 경우, 상기 중합체 매트릭스의 분말이 상기 탱크를 떠날 수 없도록 밀봉 시스템이 구비된다.
따라서, 이러한 예비 함침 단계는 건조 경로에 의해 수행되며, 즉 열가소성 중합체 매트릭스는 분말 형태, 특히 기체, 특히 공기 중에 현탁되지만, 용매 또는 물에 분산될 수 없다.
예비 함침될 각각의 로빙은 실린더 (도시되지 않음) 에 의해 생성되는 견인 (traction) 하에 릴을 갖는 디바이스로부터 풀어진다.
각각의 릴에는 브레이크 (도시되지 않음) 가 제공되어 각각의 섬유 로빙에 장력이 가해진다. 이 경우, 정렬 모듈은 섬유 로빙이 서로 평행하게 위치할 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 섬유 로빙은 서로 접촉할 수 없으며, 이는 서로에 대해 마찰에 의한 섬유의 기계적 손상을 피하는 것을 가능하게 한다.
그후 섬유 로빙 또는 평행한 섬유 로빙은 도 2 의 경우에 압축 롤러 (24) 인 지지 부품 (E') 이 제공되는, 특히 유동층 (12) 을 포함하는, 탱크 (10) 에 인입된다. 그 다음 섬유 로빙 또는 평행한 섬유 로빙은 분말에서의 체류 시간을 임의로 체크한 이후 예비-함침 후 탱크에서 나온다.
"분말에서의 체류 시간" 이라는 표현은 로빙이 유동층에서 상기 분말과 접촉하는 시간을 의미한다.
유리 또는 탄소 섬유 로빙과 같은 섬유 재료가 사이징 (sizing) 을 갖는 경우, 섬유 재료가 탱크 내로 이송되기 전에 임의적인 크기 감소 (de-sizing) 단계가 수행될 수 있다.
유리하게는, 사용된 탱크는 지지체를 갖는 유동층을 포함하고, 상기 예비함침 단계는 상기 유동층을 포함하는 탱크의 출입구 사이에서 상기 로빙 또는 로빙들의 동시 스프레딩으로 수행된다.
"탱크의 인렛" 이라는 표현은 유동층을 포함하는 탱크의 엣지의 수직 접선에 해당한다.
"탱크의 아웃렛" 이라는 표현은 유동층을 포함하는 탱크의 다른 엣지의 수직 접선에 해당한다.
스프레딩은 상기 로빙을 구성하는 각각의 섬유를, 이 섬유에 최근접하는 공간에서 이 섬유를 둘러싸는 다른 섬유로부터 가능한 한 많이 격리시키는 것으로 이루어진다. 이는 로빙의 횡방향 스프레딩에 대응한다.
다시 말해서, 유동층을 포함하는 탱크로의 입구와 유동층을 포함하는 탱크로부터의 출구 사이에서 횡방향 분리 또는 로빙의 폭이 증가하여 섬유 재료의 개선된 예비함침을 가능하게 한다.
예비함침 단계에서 적어도 하나의 지지체 (E'), 특히 원통형 압축 롤러의 사용은 종래 기술의 방법에 비해 개선된 예비함침을 가능하게 한다.
"압축 롤러" 라는 표현은 통과하는 로빙이 상기 압축 롤러의 표면을 부분적으로 또는 전체적으로 견디는 것을 의미하며, 이로써 상기 로빙이 스프레딩된다.
유리하게는, 상기 적어도 하나의 압축 롤러는 원통 형상이고, 상기 유동층의 탱크의 입구와 출구 사이의 상기 로빙(들)의 스프레딩 백분율은 1% 내지 1000%, 바람직하게는 100% 내지 800%, 바람직하게는 200% 내지 800%, 바람직하게는 400% 내지 800% 이다.
스프레딩 백분율은 로빙의 초기 폭에 대한 로빙의 최종 폭의 비에 100 을 곱한 것과 같다.
상기 적어도 하나의 압축 롤러의 직경은 3 mm 내지 500 mm, 바람직하게는 10 mm 내지 100 mm, 특히 20 mm 내지 60 mm 이다.
3 mm 아래로는, 압축 롤러에 의해 유도되는 섬유의 변형이 너무 크다.
압축 롤러가 원통형이고, 홈이 없고, 특히 금속인 것이 유리하다.
지지 부품 (E') 이 적어도 하나의 압축 롤러인 경우, 제 1 변형에 따르면, 단일의 압축 롤러는 유동층에 존재하고, 상기 예비-함침은 상기 압축 롤러의 인렛과 상기 압축 롤러에서의 수직 접선 사이에 상기 로빙(들)에 의해 형성되는 각도 α1 에서 수행된다.
상기 압축 롤러의 인렛과 상기 압축 롤러에 대한 수직 접선 사이의 로빙(들)에 의해 형성되는 각도 α1 은 분말이 집중될 구역을 형성하게 하고, 이로써 상기 압축 롤러에 의한 로빙의 동시 스프레딩에 의해 더 큰 로빙 폭 상에서의 예비-함침이 가능해지므로, 개선된 선행 기술에 비하여 개선된 예비-함침이 가능해지는 "코너 효과 (corner effect)" 가 초래된다.
명세서 전반에 걸쳐, 제공된 모든 각도 값들은 절대 값들로 표현된다.
유리하게는, 각도 α1 은 0 내지 89°, 바람직하게는 5° 내지 85°, 바람직하게는 5° 내지 45°, 바람직하게는 5° 내지 30°이다.
그럼에도 불구하고, 0 내지 5°인 각도 α1 은 기계적 응력의 위험을 발생시킬 수 있으며, 이는 섬유를 파손시킬 것이고 85° 내지 89°인 각도 α1 은 "코너 효과" 를 일으키기에 충분한 기계적 응력을 발생시키지 않는다.
따라서, 0°인 각도 α1 의 값은 수직 섬유에 해당한다. 원통형 압축 롤러의 높이가 조절 가능하여 섬유를 수직으로 위치시킬 수 있다는 것이 명백하다.
유리하게는, 탱크의 인렛 엣지 (23a) 에 상기 로빙(들)이 이동하는 롤러, 특히 원통형 및 회전식 롤러가 구비되어 예비-함침 이전에 스프레딩을 유도한다.
각도 α1 에 의해 야기되는 "코너 효과" 는 한 면에서의 예비함침을 향상시키지만, 압축 롤러에 의해 얻어진 상기 로빙의 스프레딩은 또한 상기 로빙의 다른 면에서의 예비함침을 가능하게 한다는 것이 명백하다. 즉, 상기 예비-함침은 상기 로빙 또는 로빙들의 한 면에 있어서 상기 적어도 하나의 압축 롤러 R1의 입구와 압축 롤러 R1에 대한 수직 접선 사이의 상기 로빙 또는 로빙들에 의해 형성되는 각도 α1 에서 향상되지만, 이 스프레딩은 또한 다른 면에서의 예비-함침도 가능하게 한다.
각도 α1 은 상기 정의된 바와 같다.
유리하게는, 열가소성 중합체 분말의 입자의 체적 직경 D90 은 30 내지 500 ㎛, 유리하게는 80 내지 300 ㎛ 이다.
유리하게는, 열가소성 중합체 분말의 입자의 체적 직경 D10 은 5 내지 200 ㎛, 유리하게는 15 내지 100 ㎛ 이다.
유리하게는, 열가소성 중합체 분말 입자의 체적 직경은 비 D90/D10 이거나, 1.5 내지 50, 유리하게는 2 내지 10 이다.
유리하게는, 열가소성 중합체 분말 입자의 평균 체적 직경 D50 은 10 내지 300 ㎛, 특히 30 내지 200 ㎛, 더 특히 45 내지 200 ㎛ 이다.
입자의 체적 직경 (D10, D50 및 D90) 은 표준 ISO 9276:2014 에 따라 정의된다.
"D50" 은 체적 평균 직경, 즉 조사된 입자의 집단을 정확하게 절반으로 나누는 입자 크기의 값에 해당한다.
"D90" 은 체적 입자 크기 분포의 누적 곡선의 90% 에서의 값에 해당한다.
"D10" 은 입자의 체적의 10% 의 크기에 해당한다.
다른 변형에 따르면, 2 개, 3 개 또는 그 이상의 롤러가 유동층에 존재할 수 있다.
스프레이 건에 의한 분사:
섬유 재료의 예비함침 단계는 또한 입구 롤러에서 섬유 재료 상에 중합체 분말을 분사하는 하나 이상의 노즐(들) 또는 하나 이상의 건(들)을 포함한 탱크를 포함하는 분사에 의한 연속 예비함침용 디바이스 내로 하나 이상의 로빙을 보내어 수행될 수 있다.
중합체(들)로부터의 분말 또는 중합체는 특히 (입구 상에서) 압축 롤러의 지지 부품 근처의 노즐(들) 또는 스프레이 건(들)에 의해 탱크 내의 상기 섬유 재료 상에 분사된다. 로빙(들)은 이 탱크에서 순환된다.
스프레이 건이 있는 예는 도 3 에 도시되어 있는데, 이에 제한되지는 않는다.
지지체의 모든 특성, 특히 압축 롤러, 스프레딩 및 코너 효과를 유발하는 각도 α1 및 유동층에 대해 상세한 설명은 스프레이 건에 의한 분사에도 유효하다.
다른 변형에 따르면, 2 개, 3 개 또는 그 이상의 롤러가 스프레이 건을 갖고 각각 존재할 수 있다.
제 2 단계: 예비-함침된 섬유 재료를 가열하고 함침을 마무리.
따라서, 예비함침 단계는 적어도 하나의 지지체 (E') 가 제공되거나 제공되지 않는 임의의 수단에 의해 수행될 수 있다.
지지체의 존재는 로빙의 스프레딩을 허용하고 예비함침을 개선시킨다. 그러나, 예비-함침 단계 후에 함침을 마무리하기 위해서 적어도 하나의 지지 부품 (E) 이 제공된 가열 시스템이 존재하는 한, 이 지지체의 존재가 필수 불가결한 것은 아니다.
"지지 부품 (E)" 이라는 표현은 로빙이 통과할 수 있는 모든 시스템을 지칭한다. 지지 부품 (E) 은 로빙이 그 위로 통과할 수 있는 한 어떠한 형상도 가질 수 있다. 이것은 고정식 또는 회전식일 수 있다.
가열 시스템은 지지 부품 (E) 을 가열할 수 있는 열을 방출하거나 방사선을 방출하는 임의의 시스템이다.
그것은 적외선 램프, UV 램프, 대류 가열, 마이크로파 가열, 레이저 가열 및 고주파 (HF) 가열 중에서 선택할 수 있다.
따라서 지지 부품 (E) 은 열에 의해 방출된 방사선을 전도하거나 흡수한다.
"열-전도성 지지 부품 (E)" 이라는 표현은 지지 부품 (E) 이 열을 흡수하고 전도할 수 있는 재료로 제조됨을 의미한다.
그것은 고주파, 마이크로파 또는 레이저를 사용하는 가열 시스템일 수도 있다.
이 경우, 지지 부품은 열을 전도하지 않거나 열에 의해 방출된 방사선을 흡수하지 않는다.
"비-열-전도성 지지 부품 (C)" 이라는 표현은 지지 부품 (E) 이 열을 흡수하고 전도할 수 없는 재료로 구성됨을 의미한다.
상기 적어도 하나의 지지 부품 (E) 은 가열 시스템의 환경 내에 위치하거나 포함되며, 다시말해 가열 시스템의 외부에 있지 않다.
유리하게는, 상기 가열 시스템은 상기 적어도 하나의 지지 부품 (E) 위에 탑재된다. 가열 시스템은 로빙 상에 존재하는 중합체가 용융될 수 있지만 상기 중합체를 분해하지 않도록 충분한 레벨을 갖는다.
그럼에도 불구하고, 상기 가열 시스템은 상기 적어도 하나의 지지 부품 (E) 만을 포함하거나, 또는 상기 지지 시스템 (E) 의 외부에서 로빙의 일 부분을 포함할 수도 있으며, 상기 로빙 부분은 상기 지지 시스템 (E) 의 전 및/또는 후에 위치된다.
R'1, R'2 및 R'3 에 해당하는 3 개의 지지체 (E) 와 가열 시스템의 예시가 도 4 에 도시되어 있지만, 어떤 식으로든 이에 제한되지는 않는다.
지지체 아래에 제 2 가열 시스템이 존재할 수 있으며, 이로써 로빙의 양 표면에서 상기 중합체의 균일한 용융이 가능하다는 것이 명백하다.
도 4 에 도시된 가열 시스템은 수평 시스템이다. 그러나, 가열 시스템(들)은 지지체를 통한 로빙의 수직 이동에 의해 수직으로 위치할 수도 있다.
결과적으로, 이 가열 단계는 예비-함침 단계 동안 사전에 행해진 로빙의 함침을 완벽하게 하고, 특히 코어에 균일한 함침을 얻게 할 수 있다.
"균질한" 이라는 용어는 함침이 균일하고 건조한, 즉 비함침된 섬유가 없음을 의미하며, 그리고 반대로, 함침된 섬유 재료의 테이프의 적어도 95 체적% 가 섬유가 없는 순수 레진의 존이 없음을 의미한다.
효과적으로, 예비함침 단계에 사용된 시스템이 무엇이든, 특히 예비함침 단계가 전술한 바와 같은 적어도 하나의 지지체를 갖는 유동층에서와 같이 지지 부품 (E') 을 사용하여 수행되는 경우, 예비함침 단계 동안 제 1 스프레딩이 발생한다.
로빙의 제 1 스프레딩은 상기 지지 부품(들) (E') 위로의 상기 로빙의 부분적 또는 전체적 이동으로 인해 "코너 효과"를 갖는 지지 부품 (E') 에 대응하는 상기 압축 롤러 근처에서 발생하고, 제 2 스프레딩은 가열 단계 동안 상기 지지 부품(들) (E) 위로의 상기 로빙의 부분적 또는 전체적 이동으로 인해 지지 부품 (E') 에 대응하는 상기 압축 롤러에서 발생한다.
가열 시스템은 2 개로 분할될 수 있고 이에 따라서 2 개의 가열 시스템, 즉 상기 지지 부품 (E) 전의 제 1 가열 시스템 및 상기 지지 부품을 포함하는 제 2 가열 시스템으로 구성된다. 2 개의 가열 시스템 사이의 거리는 중합체가 용융 상태를 유지하기에 충분하다는 것이 명백하다.
2 개의 가열 시스템은 동일한 성질 또는 상이한 성질을 가지고 동일하거나 상이한 전력을 가질 수 있다.
이러한 제 2 스프레딩은 상기 로빙 상의 중합체의 용융으로 인한 로빙의 수축에 의해, 상기 지지체(들) (E) 위로의 부분적 또는 전체적 통과 이전에, 가열 시스템에서의 로빙의 통과 동안 진행된다.
가열 시스템에 의한 상기 중합체 매트릭스의 용융 및 로빙의 수축과 결합된 이러한 제 2 스프레딩은 예비함침을 균질화하여 함침을 마무리하는 역할을 가능하게 하며, 이로써 코어에 대한 함침을 가능하게 하여 체적 기준으로 높은 섬유 함량을 갖게 하고 (특히 테이프의 적어도 70 체적%로 일정하고, 특히 테이프의 적어도 80 체적%로 일정하고, 특히 테이프의 적어도 90 체적%로 일정하고), 보다 특히 테이프의 적어도 95 체적% 로 일정함), 그리고 다공성이 감소되게 한다.
따라서, 예비-함침 이전의 폭 l1의 로빙은 예비-함침 이후 폭 l2 > l1 을 갖고, 중합체를 용융시키고 상기 용융된 중합체로 미리 함침된 상기 섬유 재료를 수축시킨 이후 폭 l3 < l2 > l1 을 갖는다.
지지 부품(들) 위로 통과한 후, 상기 용융된 중합체를 포함하는 섬유 재료의 두 번째 팽창은 폭 l4가 대략 l2와 동일하고 평균 두께가 100 ㎛ 이하인 재료를 초래한다.
그후, 함침된 섬유 재료는 평균 폭과 두께가 교정되지 않은 스트립 형태의 테이프로 구성된다.
유리하게는, 가열 단계 동안 제 1 압축 롤러 R'1 의 인렛과 마지막 압축 롤러 R'i 의 아웃렛 사이의 스프레딩 백분율은 약 0 내지 300%, 특히 0 내지 50% 이다.
열가소성 중합체의 용융 및 상기 가열 단계 동안 로빙의 수축과 조합된 가열 단계 동안의 다양한 스프레딩은 가열 단계 후 45 체적% 내지 64 체적%, 바람직하게는 50 체적% 내지 60 체적%, 특히 54 체적% 내지 60 체적% 의 함침된 섬유 함량 (용융 경로에 의한 종래의 기술로는 도달할 수 없는 섬유 함량) 을 생성할 수 있게 하고, 여기서 섬유의 체적 레벨 및 섬유의 분포는 상기 섬유 재료의 전체 길이에 걸쳐 섬유 재료의 중간 평면의 어느 측면에 대해서나 그 평균이 실질적으로 동일하여, 현저한 단일 층 섬유 재료를 얻게 된다.
45% 미만의 섬유에서는, 보강재는 기계적 특성과 관련하여 중요하지 않다.
65% 초과에서는, 방법의 한계에 도달하고 기계적 특성이 다시 상실된다.
평균 두께 e4 가 함침된 섬유의 함량에 따라 다르다는 것이 아주 명백하며, 평균 두께는 45 체적% 내지 65 체적% 의 함침된 섬유의 함량의 경우 특히 100 ㎛ 이하이다.
지지체 (E) 를 통과하지 않고 예비-함침된 섬유 재료를 가열하면 평균 두께가 100 ㎛ 초과 150 ㎛ 미만인 테이프를 얻을 수 있게 된다.
유리하게는, 상기 함침된 섬유 재료의 다공성 레벨은 10% 미만, 특히 5% 미만, 특히 2% 미만이다.
성형 및 교정 단계: 얇은 테이프 얻기
로빙 또는 상기 평행 로빙을 성형하고, 그것이 발생할 때 상기 함침된 섬유 재료를 교정하는 단계는 제 2 가열 시스템을 떠난 후에 수행된다.
이 단계는 제 2 가열 시스템을 떠난 직후에 수행될 수 있으며, 이 경우 로빙의 주행 속도는 제 2 및 제 3 가열 시스템에서 동일하거나 지연되며, 이는 로빙의 주행 속도가 제 2 가열 시스템과 제 3 가열 시스템 간에 다를 수 있음을 의미한다.
이 단계는 다음 실시형태 중 하나의 실시형태에 따라 수행될 수 있다:
1) ((E)로 정의된) 하나 이상의 지지체들 위로 스트립을 통과시키는 실시형태, 지지체들 중 적어도 하나의 지지체는 노치형이고 (홈이 있음), 상기 스트립의 평균 폭은 노치형 (또는 홈이 있는) 지지체보다 작다.
상기 지지체 중 적어도 하나는 제 3 가열 시스템, 특히 IR, 마이크로파, 고주파 또는 레이저 가열 시스템, 특히 (각 스트립 또는 평행 스트립 스택에 대해) 전력이 0.1 W 내지 10 kW, 더 바람직하게는 0.1 내지 6 kW, 더 바람직하게는 0.1 내지 3 kW, 더욱 더 바람직하게는 0.6 내지 3 kW, 더욱 더 바람직하게는 0.6 내지 1.8 kW 인 IR 가열 시스템 아래에 위치한다.
유리하게는, 상기 적어도 하나의 노치형 롤러 (41) 가 제 3 가열 시스템 (45) 외부에 먼저 위치된다. 유리하게는, 제 2 노치형 지지체 (44) 는 제 3 가열 시스템 외부의 상기 제 3 가열 시스템 출구에 존재한다.
비노치형 지지체 (42 및 43) 위에서의 통과는 스트립을 노치형 지지체의 폭으로 재확장할 수 있게 한다.
노치형 지지체 또는 지지체들 (41 및 44) 의 직경은 12 mm 내지 50 mm, 특히 12 mm 내지 30 mm 이다.
비노치형 지지체 또는 지지체들 (42 및 43) 의 직경은 10 mm 내지 50 mm, 특히 10 mm 내지 30 mm 이다.
제 3 가열 시스템 아래로 통과한 후, 스트립은 제 3 가열 시스템의 출구에 있는 노치형 지지체의 폭으로 성형되고, 직렬로 탑재되고 각각 1 kW 의 IR 시스템이 장착되고 전달된 전력이 가변적이고, 제 3 가열 시스템 외부에 있는 가열 캘린더들 (46) 의 레벨에서 통과되어, 두께 100 ㎛ 미만의 얇은 테이프를 얻는다.
(IR2 시스템을 통과한 이후에, 단일 릴이 사용되는) 도 7 은 예시적인 실시형태를 개시하고 있으며 이 실시형태에 제한되지는 않는다.
IR3 이전과 IR3 아래의 지지체는 도 7에서 동일한 레벨로 표시되어 있지만 제 2 가열 시스템에서와 같이 다른 높이일 수 있다. 노치형 지지체는 또한 비노치형 지지체와 동일하거나 다른 직경을 가질 수 있다.
2) ((E)로 정의된) 하나 이상의 지지체들 위로 스트립을 통과시키는 실시형태, 지지체들 중 적어도 하나의 지지체는 노치형이고 (홈이 있음), 상기 스트립의 평균 폭은 노치형 (또는 홈이 있는) 지지체보다 크다.
상기 지지체는 제 3 가열 시스템, 특히 IR, 마이크로파, 고주파 또는 레이저 가열 시스템, 특히 (각 스트립 또는 평행 스트립 스택에 대해) 전력이 0.1 W 내지 10 kW, 더 바람직하게는 0.1 내지 6 kW, 더 바람직하게는 0.1 내지 3 kW, 더욱 더 바람직하게는 0.6 내지 3 kW, 더욱 더 바람직하게는 0.6 내지 1.8 kW 인 IR 가열 시스템 아래에 위치한다. 유리하게는, 상기 적어도 하나의 노치형 롤러가 먼저 위치된다.
제 1 노치 엣지 위의 통과는 스트립의 폭을 노치 홈의 폭 아래로 줄일 수 있게 한다. 유리하게는, 스트립의 폭보다 큰 폭의 홈을 갖는 제 2 노치형 지지체가 제 3 가열 시스템의 출구에 존재한다.
제 3 가열 시스템 아래로 통과한 후, 스트립은 제 3 가열 시스템의 출구에 있는 노치형 지지체의 폭으로 성형되고, 직렬로 탑재되고 각각 1 kW 의 IR 시스템이 장착되고, 제 3 가열 시스템 외부에 있는 가열 캘린더들 (46) 의 레벨에서 통과되어, 두께 100 ㎛ 미만의 얇은 테이프를 얻는다.
WO 2015/121583에 개시된 바와 같이 압력 및 롤 갭이 관리되는 캘린더링 시스템은 두 실시형태에서 모두 사용될 수 있다.
지지체는 특히 고정식 또는 회전식 노치형 롤러, 또는 심지어 역 회전식 롤러, 특히 상기 함침된 섬유 재료를 올바른 폭으로 모으기 위한 고정식 롤러이다.
노치형 롤러는 또한 얇은 테이프의 엣지에 있는 섬유의 손상을 방지하기 위해 지지체와의 측부 접촉 지점에서 둥근 엣지를 가질 수 있다.
"둥근 엣지"라는 표현은 노치 바닥의 형상이 오목하거나 볼록한 것을 의미한다.
캘린더 시스템을 통과한 후 함침된 섬유 재료는 최종 평균 폭이 l4 미만인 얇은 테이프 형태의 테이프로 구성된다.
유리하게는, 성형 및 교정 단계의 제 1 실시형태가 바람직하다.
상기 얇은 테이프는 45 체적% 내지 65 체적%의 함침된 섬유 함량의 경우 100 ㎛ 이하의 평균 두께를 갖는다.
유리하게는, 상기 얇은 테이프는 l4 미만의 최종 평균 폭을 갖고, 45 체적% 내지 65 체적%의 함침된 섬유 함량의 경우 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 평균 두께를 갖는다.
따라서, 이것은 높은 이동 속도로 작업할 수 있게 하여 생산 비용을 절감할 수 있게 한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 방법은 적어도 10 m/min, 특히 적어도 20 m/min, 바람직하게는 적어도 30 m/min 의 속도로 수행된다.
적층 및/또는 결합 단계
여러 실시형태가 가능하다:
1) 상기에 개시된 스트립 (테이프) 을 함침 및 수득하는 단계 후 또는 상기 정의된 얇은 테이프 (테이프) 로 성형 및 교정하는 선택적 단계 후, 적어도 2 개의 테이프를 적층 및/또는 결합하는 단계가 수행되고, 상기 N 개의 테이프는 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다.
이 단계는 여러 실시형태에 따라 수행될 수 있다:
- 제 1 변형 (도 7) 에서, 상기 적어도 2 개의 스트립은 하나 이상의 지지체들 ((E)로 정의됨) 을 통과함으로써 적층 및/또는 결합되며, 지지체들 중 적어도 하나의 지지체는 노치형 (홈이 있음) 이다.
상기 지지체들 중 적어도 하나는 제 3 가열 시스템, 특히 IR, 마이크로파, 고주파 또는 레이저 가열 시스템, 특히 (각 스트립 또는 평행 스트립의 스택에 대해) 전력이 0.1 W 내지 10 kW, 더 바람직하게는 0.1 내지 6 kW, 더 바람직하게는 0.1 내지 3 kW, 더욱 더 바람직하게는 0.6 내지 3 kW, 더욱 더 바람직하게는 0.6 내지 1.8 kW 인 IR 가열 시스템 아래에 위치한다.
유리하게는, 원하는 크기의 제 1 노치형 (홈이 있는) 지지체는 제 3 가열 시스템 외부에서 원하는 크기로 적층 및/또는 결합하는 것을 허용한다.
그후, 원하는 치수로 적층 및/또는 결합된 스트립은 상기 제 3 가열 시스템 아래의 적어도 하나의 비노치형 지지체를 통과하고, 이어서 상기 제 3 가열 시스템 아래의 두번째 노치형 지지체도 통과한다.
유리하게는, 비노치형의 2 개의 지지체가 상기 제 3 가열 시스템 아래에 존재한다.
제 3 가열 시스템을 통과한 후, 제 3 가열 시스템의 출구에 있는 노치형 지지체의 폭에 맞게 적층 및/또는 결합되고 성형된 스트립은 직렬로 탑재되고, 웹을 얻기 위해 제 3 가열 시스템 외부에서 (최대 전력의 백분율로) 가변 전력을 갖는 각각 1kW 의 IR 시스템이 장착된 가열 캘린더 레벨에서 통과한다.
- 제 2 변형에서, 제 1 변형의 제 1 노치형 롤러는 또한 제 3 가열 시스템 아래에 배치된다.
- 제 3 변형에서, 상기 적어도 2 개의 스트립은 가열 시스템이 제공되는 적어도 하나의 지지체 (선택적으로 노치형임) 를 통과한 다음, 웹을 얻기 위해 제 3 가열 시스템 외부에서 (최대 전력의 백분율로) 가변 전력을 갖는 각각 1kW 의 IR 시스템이 장착된 직렬로 장착된 가열 캘린더 레벨에서 통과한다.
제 1, 제 2 및 제 3 변형에 사용되는 노치 또는 비노치형 지지체는 다음의 특징을 갖는다:
노치형 지지체 또는 지지체들 (41 및 44) 의 직경은 12 mm 내지 50 mm, 특히 12 mm 내지 30 mm 이다.
비노치형 지지체 또는 지지체들 (42 및 43) 의 직경은 10 mm 내지 50 mm, 특히 10 mm 내지 30 mm 이다.
- 제 4 변형에서, 상기 적어도 2 개의 스트립은 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 가열된 다음, 웹을 얻기 위해 제 3 가열 시스템 외부에서 (최대 전력의 백분율로) 가변 전력을 갖는 각각 1kW 의 IR 시스템이 장착된 직렬로 장착된 가열 캘린더 레벨에서 통과한다.
이 실시형태에서, 가열 시스템에는 지지체가 존재하지 않는다.
- 제 5 변형에서, 상기 적어도 2 개의 스트립은 가열된 다음, 웹을 얻기 위해 제 3 가열 시스템 외부에서 (최대 전력의 백분율로) 가변 전력을 갖는 각각 1kW 의 IR 시스템이 장착된 직렬로 장착된 가열 캘린더 레벨에서 열 드로잉 플레이트를 통과한다.
이 실시형태에서, 가열 시스템에는 어떠한 지지체도 존재하지 않는다.
2) 적어도 2 개의 스트립을 적층 및/또는 결합하는 단계는 IR2 하에서 함침 단계 동안 수행되고 위에 개시된 스트립을 얻는다.
그후, 상기 적어도 2 개의 적층 및/또는 결합된 스트립은 위에 개시된 제 1 실시형태의 5 가지 변형 중 하나로 처리된다.
일반적으로, 지지체가 있거나 없는 가열 시스템은 중합체의 Tm보다 높은 온도에 있다. 직렬로 탑재된 가열 캘린더는 ISO 11357-2:2013에 따라 결정된 바와 같이 중합체의 Tg 내지 Tm, 유리하게는 Tg + 50 ℃ 내지 Tg + 80 ℃ 의 온도에 있다.
본 발명의 유리한 실시형태
유리하게는, 섬유 재료는 탄소 섬유 및 유리 섬유에서 선택된다.
유리하게는, 섬유 재료는 탄소 섬유이고 각각의 개별 테이프는 m x 12,000 개의 섬유, n x 24,000 개의 섬유, 및 p x 50,000 개의 섬유로부터 선택된 다수의 탄소 섬유를 포함하며, m 은 1 내지 40, 특히 1 내지 4 이고, n 은 1 내지 20 이고, p 는 1 내지 10 이고, 특히 1 이다.
유리하게는, 탄소 섬유를 함침시키는데 사용되는 열가소성 중합체는 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 탄소 섬유를 함침시키는데 사용되는 열가소성 중합체는 PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/BACT, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/ BACT/10T, PA 11/MXDT/10T, PEEK, PEKK 및 PEI, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 섬유 재료는 유리 섬유이고, 유리 섬유의 평량은 1,200 Tex 이상, 특히 2,400 Tex 이상, 4,800 Tex 이상이다.
유리하게는, 유리 섬유를 함침하는데 사용되는 열가소성 중합체는 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 유리 섬유를 함침시키는데 사용되는 열가소성 중합체는 PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/BACT, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/ BACT/10T, PA 11/MXDT/10T, PEEK, PEKK 및 PEI, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 탄소 섬유의 섬유 재료의 예비-함침은 유동층에 의해 수행되고, 그후 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 스트립 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻기 위해 가열하고 함침을 마무리하는 단계가 수행되고, 상기 가열 단계는 예비-함침 단계 직후에 있다.
유리하게는, 탄소 섬유를 함침시키는데 사용되는 스트립 형태의 테이프를 구성하는 열가소성 중합체는 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 탄소 섬유를 함침시키는데 사용되는 스트립 형태의 테이프를 구성하는 열가소성 중합체는 PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/BACT, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/ BACT/10T, PA 11/MXDT/10T, PEEK, PEKK 및 PEI, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 스트립 형태의 섬유 재료의 N 개 테이프의 적층 및/또는 결합 (상기 N 테이프는 적어도 부분적으로 중첩할 수 있음) 은 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 스트립을 가열한 다음, 상기 스트립을 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 노치형 지지체를 통과시킨 후, 가열 캘린더를 통과시킨다.
유리하게는, 탄소 섬유의 섬유 재료의 예비-함침은 유동층에 의해 수행되고, 그후 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 스트립 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻기 위해 가열하고, 함침을 마무리하고, 그리고 형상화 및 교정하는 단계가 수행되고, 상기 가열 단계는 예비-함침 단계 직후에 있다.
유리하게는, 얇은 테이프 형태의 섬유 재료의 N 개 테이프의 적층 및/또는 결합 (상기 N 개 테이프는 적어도 부분적으로 중첩할 수 있음) 은 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열 한 다음 상기 테이프를 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 노치형 지지체 위를 통과시킨 다음, 가열 캘린더를 통과시킴으로써 수행된다.
유리하게는, 탄소 섬유를 함침시키는데 사용되는 얇은 테이프 형태의 테이프를 구성하는 열가소성 중합체는 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 탄소 섬유를 함침시키는데 사용되는 얇은 테이프 형태의 테이프를 구성하는 열가소성 중합체는 PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/BACT, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/ BACT/10T, PA 11/MXDT/10T, PEEK, PEKK 및 PEI, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 유리 섬유의 섬유 재료의 예비-함침은 유동층에 의해 수행되고, 그후 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 스트립 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻기 위해 가열하고 함침을 마무리하는 단계가 수행되고, 상기 가열 단계는 예비-함침 단계 직후에 있다.
유리하게는, 유리 섬유를 함침시키는데 사용되는 스트립 형태의 테이프를 구성하는 열가소성 중합체는 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 유리 섬유를 함침시키는데 사용되는 스트립 형태의 테이프를 구성하는 열가소성 중합체는 PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/BACT, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/ BACT/10T, PA 11/MXDT/10T, PEEK, PEKK 및 PEI, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 스트립 형태의 섬유 재료의 N 개 테이프의 적층 및/또는 결합 (상기 N 테이프는 적어도 부분적으로 중첩할 수 있음) 은 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 스트립을 가열한 다음, 상기 스트립을 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 지지체를 통과시킨 후, 가열 캘린더를 통과시킨다.
유리하게는, 유리 섬유의 섬유 재료의 예비-함침은 유동층에 의해 수행되고, 그후 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 얇은 테이프 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻기 위해 가열하고 함침을 마무리하는 단계가 수행되고, 상기 가열 단계는 예비-함침 단계 직후에 있다.
유리하게는, 유리 섬유를 함침시키는데 사용되는 얇은 테이프 형태의 테이프를 구성하는 열가소성 중합체는 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 유리 섬유를 함침시키는데 사용되는 얇은 테이프 형태의 테이프를 구성하는 열가소성 중합체는 PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/BACT, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/ BACT/10T, PA 11/MXDT/10T, PEEK, PEKK 및 PEI, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 반-방향족 폴리아미드이다.
유리하게는, 얇은 테이프 형태의 섬유 재료의 N 개 테이프의 적층 및/또는 결합 (상기 N 개 테이프는 적어도 부분적으로 중첩할 수 있음) 은 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 상기 테이프를 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 지지체 위를 통과시킨 다음, 가열 캘린더를 통과시킴으로써 수행된다.
도 1 은 높이 (22) 를 조절할 수 있는, 지지 부품 (22) 이 있는 유동층 (12) 을 포함하는 탱크 (10) 를 설명한다. 탱크 인렛의 엣지에는 로빙 (21a) 이 지나는 회전식 롤러 (23a) 가 장착되어 있고, 탱크 아울렛의 엣지에는 로빙 (21b) 이 지나는 회전식 롤러 (23b) 가 장착되어 있다.
도 2 는 단일의 원통형 압축 롤러 (24) 가 존재하는 유동층 (12) 을 포함한 탱크 (10) 와 함께, 각도 α1 이 도시되어 있는 단일의 압축 롤러를 갖는 실시형태를 나타낸다.
섬유에서의 화살표는 섬유의 진행 방향을 나타낸다.
도 3 은 단일의 원통형 압축 롤러 (33) 가 존재하는, 분말 (32) 을 분사하기 위한 스프레이 건 (31) 을 포함하는 탱크 (30) 와 함께, 각도 α1 이 도시되어 있는 단일의 압축 롤러를 갖는 실시형태를 나타낸다.
섬유에서의 화살표는 섬유의 진행 방향을 나타낸다.
도 4 는 예비-함침된 섬유 재료를 가열하고 함침 마무리용 3 개의 롤러로 함침을 마무리하기 위한 단일 가열 시스템의 다이어그램을 나타낸다.
도 5 는 WO 2015/121583 에 개시되어 있고 실시예 1 에 따르는 D50 = 108 ㎛ (D90 = 198 ㎛ 및 D10 = 48.3 ㎛) 의 PA BACT/10T 폴리아미드 분말로 함침된 SGL, 50K 탄소 섬유 로빙의 단면도를 광학 현미경으로 찍은 사진을 나타낸다 (캘린더링 이전).
WO 2015/121583 에 따른 방법은 너무 두껍고 (181 ㎛) 함침된 로빙의 몇몇 영역에서 균일성이 결여된 섬유 재료와 또한 섬유의 나쁜 분포 및 주요 다공성을 초래한다.
섬유의 직경은 7 ㎛ 을 나타낸다.
도 6 은 실시예 2 에 따르는 D50 = 108 ㎛ (D90 = 198 ㎛ 및 D10 = 48.3 ㎛) 의 PA BACT/10T 폴리아미드 분말 (41/59 몰비) 로 함침된 SGL, 50K 탄소 섬유 로빙의 단면도를 광학 현미경으로 찍은 사진을 나타낸다 (캘린더링 이전).
섬유의 직경은 7 ㎛ 을 나타낸다.
얻어진 스트립의 평균 두께는 88 ㎛ 미만이고 섬유 함량은 55 체적%이다.
도 7 은 12.7 mm 폭의 웹을 얻기 위해 12.7 mm 로 성형된 (도 6에서 획득된) 3 개의 스트립의 적층의 실시형태 (40) 를 나타낸다.
이 실시형태는 제 2 가열 시스템에서 3 개의 섬유 재료를 평행 통과시키는 것, 그리고 그후 적외선 시스템 (45 (IR3)) 외부의 제 1 노치형 지지체 (41) (직경 13 mm, 홈 12.7 mm), 그후 IR 시스템 (45) 아래에서의 2 개의 비노치형 지지체 (42 및 43) (직경 20 mm) 및 하나의 노치형 지지체 (44) (직경 13 mm, 홈 12.7 mm), 및 각각 1kW의 IR 시스템이 장착되어 직렬로 탑재되고 전력이 가변적인 가열 캘린더 (46) 의 레벨에서 3 개의 스트립을 적층하는 것을 포함한다.
도 8 은 본 발명의 실시예 2 에 따르는 D50 = 108 ㎛ (D90 = 198 ㎛ 및 D10 = 48.3 ㎛) 의 PA 11/ BACT 폴리아미드 분말 (33/67 몰비) 로 함침된 Toray (T700 12k 31E) 탄소 섬유 로빙의 단면도를 광학 현미경으로 찍은 사진을 나타낸다 (캘린더링 이전).
섬유의 직경은 7 ㎛ 를 나타낸다.
얻어진 스트립의 평균 두께는 63 ㎛ 미만이고 섬유 함량은 55 체적%이다.
도 9 는 본 발명의 실시예 3 에 따르는 D50 = 136 ㎛ (D90 = 225 ㎛ 및 D10 = 75 ㎛) 의 PA 6I/6T 폴리아미드 분말 (45/55 몰비) 이 함침된 Toray (T700 12k 31E) 탄소 섬유 로빙의 단면을 광학 현미경으로 촬영한 사진을 나타낸다 (캘린더링 이전).
섬유의 직경은 7 ㎛ 을 나타낸다.
얻어진 스트립의 평균 두께는 63 ㎛ 미만이고 섬유 함량은 55 체적%이다.
도 10 은 본 발명의 실시예 4 에 따르는 D50 = 157 ㎛ (D90 = 301 ㎛ 및 D10 = 58 ㎛) 의 PA MPMDT/10T 분말 (41/59 몰비) 로 함침된 탄소 섬유 로빙 (Toray T700 12k 31E 탄소 섬유) 의 단면도를 광학 현미경으로 찍은 사진을 나타낸다 (캘린더링 이전).
섬유의 직경은 7 ㎛ 을 나타낸다.
얻어진 스트립의 평균 두께는 63 ㎛ 미만이고 섬유 함량은 55 체적%이다.
실시예 1
폭 12.7 mm, 두께 250 ㎛의 웹 준비
BACT/10T (41/59 몰비) 로 함침된 단일 층 섬유 재료 (SGL, 50K 탄소 섬유)
하기 절차를 수행하였다:
8 cm 직경의 4 개의 원통형 고정식 롤러가 유동층을 포함하는 탱크의 상류에 존재하며 로빙은 그 위로 이동한다.
롤러는 (제 1 롤러의 중심 축과 마지막 롤러의 중심 축 사이의 거리가) 54 cm 떨어져 있다.
유동층에 의한 예비함침 단계
- 도 2 에 도시된 바와 같은, 탱크 (L= 500 mm, l= 500 mm, H= 600 mm) 내 원통형 압축 롤러 R1, 직경 25 mm.
- 분말에서의 0.3 s 의 체류 시간
- 25°의 각도 α1
- BACT/10T 분말의 경우, D50 = 108 ㎛, (D10 = 48.3 ㎛, D90 = 198 ㎛).
- 고정식 롤러가 장착되어 있는 탱크의 엣지.
예비-함침된 섬유 재료를 가열하고 함침을 마무리하는 단계.
사용된 가열 시스템은 도 4 에 개시된 가열 시스템이지만, 직경 8 mm 인 고정식 원통형 롤러가 8 개 (R'1 내지 R'8) 있다.
로빙의 진행 속도는 10 m/min이다.
사용된 적외선의 총 전력은 25 kW 이고; 적외선과 상부 롤러 사이의 높이는 4 cm이고 적외선과 하부 롤러 사이의 높이는 9 cm 이다.
각도 α'1 내지 α'8 은 동일하고 25° 이다.
높이 h 는 20 mm 이다.
길이 l 은 1000 mm 이다.
8 개의 롤러는 각각 43 mm 만큼 떨어져 있다.
도 6 은 두께가 88 ㎛ 인 얻어진 함침된 섬유 재료 (스트립) 를 나타낸다.
생성된 섬유 재료는 섬유의 매우 우수한 분포로 함침 균질성과 낮은 다공성을 갖는 단일 층 재료이다.
적층 단계
도 7 은 이 단계를 자세히 설명한다.
이전 단계에서 얻은 3 개의 스트립을 적외선 시스템 (45 (IR3)) 외부의 제 1 노치형 지지체 (41) (직경 13 mm, 홈 12.7 mm) 의 레벨에서 적층한 다음, 적층된 3 개의 스트립을 IR 시스템 (45) 아래의 2 개의 비노치형 지지체 (42 및 43) (직경 20 mm) 및 1 개의 노치형 지지체 (44) (직경 13 mm, 홈 12.7 mm) 을 통과시킨 다음, 마지막으로 각각 1kW의 IR 시스템이 장착되어 직렬로 탑재된 가열 캘린더 (46) 를 통과시킨다.
얻어진 웹의 폭은 12.7 mm 이고 두께는 250 ㎛ 이다.
실시예 2: 폭 12.4 mm, 두께 189 ㎛의 웹 준비
D50 = 114 ㎛ (D10 = 56 ㎛, D90 = 199 ㎛) 의 PA 11/BACT 분말 (33/67 몰비) 로 함침된 단일 층 섬유 재료 (Toray T700 12k 31E 탄소 섬유).
실시예 1과 동일한 절차가 스트립 준비 및 그후의 스트립 적층에 이용된다. 노치형 지지체에는 12.4 mm 홈이 있다.
얻어진 웹은 탄소 섬유의 194 g/m2의 평량에 대해 폭이 12.4 mm 이고 두께가 189 ㎛ 이다.
실시예 3: 폭 12.4 mm, 두께 189 ㎛의 웹 준비
D50 = 136 ㎛ (D90 = 225 ㎛, D10 = 75 ㎛) 의 PA 6I/6T 분말 (45/55 몰비) 로 함침된 단일 층 섬유 재료 (Toray T700 12k 31E 탄소 섬유).
실시예 1과 동일한 절차가 스트립 준비 및 그후의 스트립 적층에 이용된다. 노치형 지지체에는 12.4 mm 홈이 있다.
얻어진 웹은 탄소 섬유의 194 g/m2의 평량에 대해 폭이 12.4 mm 이고 두께가 189 ㎛ 이다.
실시예 4: 폭 12.4 mm, 두께 189 ㎛의 웹 준비
D50 = 157 ㎛ (D90 = 301 ㎛, D10 = 58 ㎛) 의 PA MPMDT/10T 분말 (41/59 몰비) 로 함침된 단일 층 섬유 재료 (Toray T700 12k 31E 탄소 섬유).
실시예 1과 동일한 절차가 스트립 준비 및 그후의 스트립 적층에 이용된다. 노치형 지지체에는 12.4 mm 홈이 있다.
얻어진 웹은 탄소 섬유의 194 g/m2의 평량에 대해 폭이 12.4 mm 이고 두께가 189 ㎛ 이다.

Claims (44)

  1. 서로에 대해 적층 및/또는 결합되는 섬유 재료(들)의 N 개의 개별 테이프들을 포함하는 함침된 섬유 재료(들)의 웹으로서,
    상기 N 개의 개별 테이프들은 서로 부착되고 적어도 부분적으로 중첩 가능하며, 섬유 재료(들)의 상기 개별 테이프들은 적어도 하나의 열가소성 중합체로 함침된 연속 섬유들, 및 선택적으로 사슬 연장제를 포함하고,
    상기 웹은 섬유들 축에 수직인 단면에서 표면 S 를 가지며, 이 표면 S 는 각 초기 개별 테이프의, 섬유들 축에 수직인 단면에서의 표면의 합 (Sth로 나타냄) 과 실질적으로 동일하고, Sth는 N x l x Ep 과 동일하며, 여기서 l 는 테이프의 평균 폭을 나타내고 Ep는 테이프의 평균 두께를 나타내고, N은 2 내지 2,000 이며, 각 개별 테이프의 평균 두께는 150 ㎛ 이하, 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 특히 10 내지 100 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웹은 그 폭으로 Nl 개 테이프들 및 그 두께로 Nep 개의 테이프들을 포함하고,
    Figure pct00024
    각 개별 테이프는 m x 12K 개의 섬유들, n x 24K 개의 섬유들, p x 48K, q x 50K 개의 섬유들 및 w x 400K 로부터 선택된 다수의 탄소 섬유들을 포함하고, m 은 1 내지 40, 특히 1 내지 4 이고, n 은 1 내지 20 이고, q 는 1 내지 10 이고, p 는 1 내지 10, 특히 1 이며, w 는 1 인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 N 개의 개별 테이프들의 평균 두께 및 평균 폭이 동일하고, 상기 웹의 평균 두께
    Figure pct00025
    는
    Figure pct00026
    x er 와 동일하고,
    Figure pct00027
    는 두께에서의 테이프들의 평균 수이고, er 은 각 개별 테이프의 평균 두께이고, 그리고 상기 웹의 평균 폭
    Figure pct00028
    은
    Figure pct00029
    x lr 와 동일하고,
    Figure pct00030
    는 폭에서의 테이프들의 평균 수이고 lr 은 각 개별 테이프의 평균 폭인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 N 개의 개별 테이프들의 평균 두께 및 평균 폭이 동일하고, 상기 웹의 평균 두께
    Figure pct00031
    는
    Figure pct00032
    x er 미만이고,
    Figure pct00033
    는 두께에서의 테이프들의 평균 수이고, er 은 각 개별 테이프의 평균 두께이고, 그리고 상기 웹의 평균 폭
    Figure pct00034
    은
    Figure pct00035
    x lr 미만이고,
    Figure pct00036
    는 폭에서의 테이프들의 평균 수이고 lr 은 각 개별 테이프의 평균 폭인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 N 개의 개별 테이프들의 평균 두께 및 평균 폭이 동일하고, 상기 웹의 평균 두께
    Figure pct00037
    는
    Figure pct00038
    x er 를 초과하고,
    Figure pct00039
    는 두께에서의 테이프들의 평균 수이고, er 은 각 개별 테이프의 평균 두께이고, 그리고 웹의 평균 폭
    Figure pct00040
    은
    Figure pct00041
    x lr 을 초과하고,
    Figure pct00042
    는 폭에서의 테이프들의 평균 수이고 lr 은 각 개별 테이프의 평균 폭인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 N 개의 테이프들이 적층되고, 폭에서의 테이프들의 수 Nl 는 1이고 두께에서의 테이프들의 수 Nep 는 2 내지 2,000 인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 N 개의 테이프들이 결합되고, 두께에서의 테이프들의 수 Nep 는 1이고, 폭에서의 테이프들의 수 Nl 는 2 내지 2,000 인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  8. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 N 개의 테이프들이 서로에 대해 적층 및 결합되는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 N 개의 개별 테이프들의 평균 두께 및/또는 폭이 상이한 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로에 대해 적층 및/또는 결합된 상기 N 개의 테이프들로 구성된 상기 웹의 두께가 그 폭에 걸쳐 가변적인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로에 대해 적층 및/또는 결합된 상기 N 개의 테이프들로 구성된 상기 웹의 두께가 그 전체 폭에 걸쳐 일정한 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    체적 기준의 섬유 함량은 상기 웹의 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 70 체적%로 일정하고 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 특히 상기 웹의 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 80 체적% 로 일정하고 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 특히 상기 웹의 적층 또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 90 체적% 로 일정하고 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함), 보다 구체적으로 상기 웹의 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들의 적어도 95 체적% 로 일정한 (상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능함) 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    섬유 함량은 상기 웹의 적층 및/또는 결합된 섬유 재료의 각 N 개의 테이프들에 대해 45 내지 65 체적%, 바람직하게는 50 내지 60 체적%, 특히 54 내지 60 체적%이며, 상기 N 개의 테이프들은 섬유 재료의 상기 웹에서 적어도 부분적으로 중첩 가능한 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    함침된 섬유 재료의 상기 웹에서 다공성 레벨이 10% 미만, 특히 5% 미만, 특히 2% 미만인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    섬유 재료의 상기 테이프들은 사슬 연장제를 갖지 않고, 상기 적어도 하나의 열가소성 중합체는 유리 전이 온도가 Tg ≥ 80 ℃, 특히 Tg ≥ 100 ℃, 특히 ≥ 120 ℃, 특히 ≥ 140 ℃ 인 비반응성 비정질 중합체이거나, 또는 용융 온도 Tm ≥ 150 ℃ 인 비반응성 반결정질 중합체인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열가소성 중합체는 임의로 사슬 연장제를 갖는 부분 중합된 반응성 열가소성 예비중합체이고, 수 평균 분자량 (Mn) 범위는 500 내지 10,000, 바람직하게는 4,000 내지 8,000 인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  17. 제 16 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 부분 중합된 반응성 열가소성 예비중합체는 각각 축합에 의해 함께 반응하는 2 개의 말단 관능기들 X' 및 Y' 를 동일한 사슬 상에서 캐리하는 적어도 하나의 반응성 예비중합체를 포함하고, 이때 X' 및 Y' 는 각각 아민 및 카르복시, 또는 카르복시 및 아민인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  18. 제 16 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 부분 중합된 반응성 열가소성 예비중합체는 함께 반응하고 각각이 2 개의 동일한 말단 관능기들 X' 또는 Y' 를 각각 캐리하는 적어도 2 개의 폴리아미드 예비중합체들을 포함하는데, 여기서 예비중합체의 상기 관능기 X' 는 오로지 다른 예비중합체의 상기 관능기 Y' 와만 특히 축합에 의해 반응할 수 있고, 보다 구체적으로 이때 X' 및 Y' 는 각각 아민 및 카르복실, 또는 카르복실 및 아민인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 사슬 연장제를 갖는 적어도 하나의 상기 부분 중합된 반응성 열가소성 예비중합체는:
    a1) -NH2, -CO2H 및 -OH, 바람직하게는 NH2 및 -CO2H로부터 선택되는 n 개의 반응성 말단 관능기 X 를 포함하는 적어도 하나의 반응성 열가소성 예비중합체, 이때 n 은 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2, 더 바람직하게는 1 또는 2, 보다 구체적으로 2 임,
    a2) A' 가 탄화수소 2치환기이고, 2 개의 동일한 말단 반응성 관능기들 Y 를 포함하고, 상기 예비중합체 a1) 의 적어도 하나의 관능기 X' 와의 중부가에 의해 반응성이며, 바람직하게는 분자 질량이 500 미만, 더 바람직하게는 400 미만인, 적어도 하나의 사슬 연장제 Y-A'-Y 를 포함하고,
    특히, Y는 옥사진, 옥사졸린, 옥사졸리논, 옥사지논, 이미다졸린, 에폭시, 이소시아네이트, 말레이미드, 환형 무수물, 특히 옥사진, 옥사졸린, 옥사졸리논, 옥사지논, 이미다졸린, 에폭시, 말레이미드, 환형 무수물로부터 선택되며, 그리고 바람직하게 X는 CO2H 이고 Y는 에폭시 및 옥사졸린에서 선택되는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    섬유 재료의 상기 N 개의 테이프(들)는 동일한 적어도 하나의 열가소성 중합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열가소성 중합체는 폴리아릴 에테르 케톤 (PAEK), 특히 폴리(에테르 에테르 케톤) (PEEK); 폴리아릴 에테르 케톤 케톤 (PAEKK), 특히 폴리에테르 케톤 케톤 (PEKK); 방향족 폴리에테르 이미드 (PEI); 폴리아릴 술폰, 특히 폴리페닐렌 술폰 (PPSU); 폴리아릴술피드, 특히 폴리페닐렌 술피드 (PPS); 폴리아미드 (PA), 특히 우레아 단위로 임의 개질된 반-방향족 폴리아미드 (폴리프탈아미드); PEBA, 폴리아크릴레이트, 특히 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA); 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌, 폴리락트산 (PLA), 폴리비닐 알콜 (PVA), 및 플루오르화 중합체, 특히 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 또는 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE); 및 이들의 혼합물, 특히 PEKK 와 PEI 의 혼합물 (바람직하게는 90-10 중량% 내지 60-40 중량%, 특히 90-10 중량% 내지 70-30 중량%) 로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열가소성 중합체는 폴리아미드, PEKK, PEI 및 PEKK 와 PEI 의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 폴리아미드는 지방족 폴리아미드, 지환족 폴리아미드 및 반-방향족 폴리아미드 (폴리프탈아미드) 로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 지방족 폴리아미드는 폴리아미드 6 (PA-6), 폴리아미드 11 (PA-11), 폴리아미드 12 (PA-12), 폴리아미드 66 (PA-66), 폴리아미드 46 (PA-46), 폴리아미드 610 (PA-610), 폴리아미드 612 (PA-612), 폴리아미드 1010 (PA-1010), 폴리아미드 1012 (PA-1012), 폴리아미드 11/1010, 폴리아미드 12/1010, 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 코폴리아미드, 및 블록 공중합체들, 특히 폴리아미드/폴리에테르 (PEBA) 로부터 선택되고, 그리고 상기 반-방향족 폴리아미드는 우레아 단위, 특히 MXD6 및 MXD10 로 개질될 수 있는 반-방향족 폴리아미드이거나 또는 화학식 X/YAr 의 반-방향족 폴리아미드, 특히 화학식 A/XT 의 반-방향족 폴리아미드이고, 여기서 A 는 아미노산으로부터 얻은 단위, 락탐으로부터 얻은 단위 및 화학식 (Ca 디아민)·(Cb 이산) 에 상응하는 단위 (이때 "a" 는 디아민의 탄소 원자의 수를 나타내고 "b"는 이산의 탄소 원자의 수를 나타내고, "a" 및 "b" 는 각각 4 내지 36, 유리하게는 9 내지 18 이며, 단위 (Ca 디아민) 은 지방족 디아민, 선형 또는 분지형, 지환족 디아민 및 알킬방향족 디아민으로부터 선택되고, 단위 (Cb 이산) 은 지방족, 선형 또는 분지형 이산, 지환족 이산 및 방향족 이산으로부터 선택됨) 중에서 선택되고;
    X.T 는 Cx 디아민과 테레프탈산의 중축합으로부터 얻은 단위 (x 는 Cx 디아민의 탄소 원자의 수를 나타내고, x 는 6 내지 36, 유리하게는 9 내지 18임), 특히 화학식 A/6T, A/9T, A/10T 또는 A/11T (A 는 상기에 정의된 바와 같음) 를 갖는 폴리아미드를 나타내며, 특히 폴리아미드 PA 6/6T, PA 66/6T, PA 6I/6T, PA 11/BACT, PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA 11/BACT, PA BACT/10T/6T, PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/6T/10T, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/ BACT/10T, PA 11/MXDT/10T 를 나타내는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리아미드는 PA MPMDT/6T, PA PA11/10T, PA 11/6T/10T, PA 11/BACT, PA MXDT/10T, PA MPMDT/10T, PA BACT/10T, PA BACT/6T, PA BACT/10T/6T, PA 11/BACT/6T, PA 11/MPMDT/10T, PA 11/ BACT/10T, PA 11/MXDT/10T 로부터 선택된 반-방향족 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유 재료는 탄소, 유리, 규소 카바이드, 현무암 또는 현무암계, 실리카, 천연 섬유, 특히 아마 또는 대마, 리그닌, 대나무, 사이잘, 실크, 또는 셀룰로스, 특히 비스코스로부터 선택되는 연속 섬유, 또는 상기 중합체 또는 상기 중합체 혼합물 (비정질인 경우) 의 Tg 보다 높거나 상기 중합체 또는 상기 중합체 혼합물 (반결정질인 경우) 의 Tm 보다 높은 유리 전이 온도 Tg 를 갖는 비정질 열가소성 섬유, 또는 상기 중합체 또는 상기 중합체 혼합물 (비정질인 경우) 의 Tg 보다 높거나 상기 중합체 또는 상기 중합체 혼합물 (반결정질인 경우) 의 Tm 보다 높은 용융 온도 Tm 을 갖는 반결정질 열가소성 섬유, 또는 상기 섬유들의 둘 이상의 혼합물, 바람직하게는 탄소 섬유들, 유리 또는 규소 카바이드의 혼합물, 특히 탄소 섬유들을 포함하는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 중합체는 탄소성 충전제들, 특히 카본 블랙 또는 탄소 나노충전제들, 바람직하게는 그래핀들, 탄소 나노튜브들, 탄소 나노피브릴들, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  28. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 중합체는 첨가제들로서 액정 중합체들 또는 환형 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 또는 상기 액정 중합체들 또는 상기 환형 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)를 함유하는 혼합물들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  29. 제 3 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층된 Nep 개의 테이프들 및 결합된 Nl 개의 테이프들로 구성되고, 두께에서의 테이프들의 수 Nepj 는 1 내지 4 이고 폭에서의 테이프들의 수 Nl 는 1 내지 94이고, 특히 평균 두께는 상기 웹의 전체 폭에 걸쳐 일정한 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  30. 제 29 항에 있어서,
    두께에서의 테이프들의 수 Nep 는 2 및 4 로부터 선택되고 폭에서의 테이프들의 수 Nl = 1 인 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  31. 제 29 항에 있어서,
    두께에서의 테이프들의 수 Nep = 1 이고 폭에서의 테이프들의 수 Nl 는 24 및 32 로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  32. 제 29 항에 있어서,
    두께에서의 테이프들의 수 Nep = 2 이고 폭에서의 테이프들의 수 Nl 는 46, 62 및 92 로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  33. 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웹은 평균 폭 및 평균 두께로 각각 표시되는 단면 표면 치수를 갖고, 이는 300 mm x 2 mm; 200 mm x 2 mm, 150 mm x 2 mm; 100 mm x 2 mm; 596.9 x 1 mm; 393.7 mm x 1 mm; 292 mm x 1 mm; 200 mm x 1 mm; 150 mm x 1 mm; 100 mm x 1 mm; 15 mm x 0.25 mm, 15 mm x 0.225 mm, 14 mm x 0.265 mm, 14 mm x 0.240 mm, 12,7 mm x 0.265 mm, 12.7 mm x 0.189 mm, 596.9 mm x 0.12 mm; 393.7 mm x 0.12 mm; 292.1 mm x 0.12 mm 로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 함침된 섬유 재료의 웹.
  34. 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 정의된 섬유 재료의 웹의 용도로서,
    로봇에 의한 상기의 웹들의 자동 배치에 의해서 3-차원 복합 부품들을 제조하기 위한, 섬유 재료 웹의 용도.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 복합 부품들의 상기의 제조가 수송, 특히 자동차, 석유 및 가스, 특히 오프쇼어, 가스 저장, 항공, 선박 및 철도; 재생가능 에너지, 특히 풍력, 조류, 에너지 저장 디바이스, 솔라 패널; 열 보호 패널; 스포츠 및 레저, 건강 및 의료, 및 전자 제품의 분야들에 관한 것을 특징으로 하는 섬유 재료 웹의 용도.
  36. 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 따라 정의된 함침된 섬유 재료의 적어도 하나의 웹의 용도로부터 기인하는 것을 특징으로 하는 3-차원 복합 부품.
  37. 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 정의된 섬유 재료 웹의 제조 방법으로서,
    제 1 항에 정의된 섬유 재료의 상기 테이프들을 적층 및/또는 결합하는 단계를 포함하고, 상기 N 개의 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩 가능한 것을 특징으로 하는 섬유 재료 웹의 제조 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 적층 및/또는 결합하는 단계는 다음의 시스템들:
    1) 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 지지체 위로 상기 테이프를 통과시킨 다음, 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템,
    2) 가열 시스템이 제공된 적어도 하나의 지지체 위로 상기 테이프를 통과시킨 다음, 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템,
    3) 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템,
    4) 적어도 하나의 가열 시스템에 의해 상기 테이프를 가열한 다음, 이를 핫 드로잉 플레이트를 통과시키고 가열 캘린더 위로 통과시키는 시스템
    중 적어도 하나의 시스템에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 섬유 재료 웹의 제조 방법.
  39. 제 37 항 또는 제 38 항에 있어서,
    상기 방법은 열가소성 중합체 및 선택적으로 사슬 연장제로 예비-함침된 섬유 재료를 가열하고, 함침을 마무리하여 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 스트립 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻도록 하는 사전 단계, 및
    선택적으로, 상기 함침된 섬유 재료의 로빙 또는 상기의 평행 로빙들을 성형 및 교정하여 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 얇은 테이프 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 재료 웹의 제조 방법.
  40. 제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 특히 분말 침착에 의해, 용융 경로에 의해, 특히 인발 성형에 의해, 용융된 중합체 및 선택적으로 사슬 연장제의 크로스-헤드 압출에 의해, 수성 중합체 분말 분산액 및 선택적으로 사슬 연장제, 또는 수성 열가소성 중합체 입자 분산액 및 선택적으로 사슬 연장제, 또는 수성 열가소성 중합체 에멀전 또는 현탁액에서의 섬유의 연속적인 통과에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 유동층에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 탱크에서 건조 경로로 노즐 또는 스프레이 건에 의해 분사함으로써 예비-함침된 섬유 재료를 얻도록 하기 위해 섬유 재료를 예비-함침하는 사전 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 재료 웹의 제조 방법.
  41. 제 37 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 적어도 하나의 노치형 캘린더, 가능하게는 가열 캘린더에 의해 상기 웹을 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 재료 웹의 제조 방법.
  42. 제 37 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은:
    i) 특히 분말 침착, 용융 경로, 특히 인발 성형, 용융된 중합체의 크로스-헤드 압출, 수성 중합체 분말 분산액 또는 수성 중합체 입자 분산액 또는 수성 중합체 에멀전 또는 현탁액 내의 섬유의 연속적인 통과에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 유동층에 의해, 적어도 하나의 지지체 (E') 가 장착되거나 장착되지 않은 탱크에서 건조 경로로 노즐 또는 스프레이 건에 의해 분사함으로써 예비-함침된 섬유 재료를 얻도록 하기 위해 섬유 재료를 예비-함침하는 단계,
    ii) 상기 예비-함침된 섬유 재료를 가열하고 함침을 마무리하여 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 스트립 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻도록 하는 단계,
    iii) 선택적으로, 상기 함침된 섬유 재료의 로빙 또는 상기의 평행 로빙들을 성형 및 교정하여 평균 두께가 100 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 얇은 테이프 형태의 테이프로 구성된 함침된 섬유 재료를 얻도록 하는 단계,
    iv) 스트립 또는 얇은 테이프 형태의 섬유 재료의 N 개 테이프들을 적층 및/또는 결합하는 단계, 상기 N 개 테이프들은 적어도 부분적으로 중첩할 수 있음,
    v) 적어도 하나의 노치형 캘린더, 선택적으로 가열 캘린더에 의해 상기 웹을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 재료 웹의 제조 방법.
  43. 제 37 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 적어도 10 m/min, 특히 적어도 20 m/min, 바람직하게는 적어도 30 m/min 의 속도로 수행되는 것을 특징으로 하는 섬유 재료 웹의 제조 방법.
  44. 제 37 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 적어도 10 m/min, 특히 적어도 20 m/min, 바람직하게는 적어도 30 m/min 의 속도로 수행되는 것을 특징으로 하는 섬유 재료 웹의 제조 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3121627B1 (fr) * 2021-04-07 2023-12-29 Arkema France Structure multicouche pour le transport ou le stockage de l’hydrogene

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2579133B1 (fr) 1985-03-25 1987-09-25 Atochem Materiau composite polymere thermoplastique renforce de fibres, son procede de fabrication
FR2613661B1 (fr) 1987-04-09 1989-10-06 Atochem Procede de fabrication de profiles de resine thermoplastique renforces de fibres continues, appareillage pour leur obtention
FR2625705B1 (fr) 1988-01-11 1990-04-27 Arjomari Prioux Feuille de materiau thermoplastique renforce et son procede de preparation
FR2648957B1 (fr) 1989-06-22 1991-11-15 France Etat Armement Materiau composite a caracteristiques modulables par preimpregnation d'une fibre continue
US5128199A (en) * 1990-02-26 1992-07-07 Board Of Trustees Operating Michigan State University Method for fiber coating with particles
US5057338A (en) * 1990-05-16 1991-10-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Process for application of powder particles to filamentary materials
US5936861A (en) * 1997-08-15 1999-08-10 Nanotek Instruments, Inc. Apparatus and process for producing fiber reinforced composite objects
JP3876276B2 (ja) 2001-12-21 2007-01-31 福井県 熱可塑性樹脂プリプレグシート材の製造装置及びその製造方法
US20030175520A1 (en) * 2002-03-13 2003-09-18 Grutta James T. Formed composite structural members and methods and apparatus for making the same
FR2858626B1 (fr) 2003-08-05 2005-10-07 Atofina Polyamides semi aromatiques souple a faible reprise en humidite
CA2581042C (en) * 2004-09-24 2013-11-19 Itochu Corporation Thin ply laminates
JP5250986B2 (ja) * 2007-03-20 2013-07-31 東レ株式会社 プリプレグおよび繊維強化複合材料
CN102660118B (zh) 2007-03-20 2015-04-29 东丽株式会社 模塑材料，预浸料和纤维增强复合材料，以及生产纤维增强模塑基材的方法
WO2011156693A2 (en) 2010-06-11 2011-12-15 Ticona Llc Structural member formed from a solid lineal profile
CN102958657B (zh) 2010-06-30 2015-08-12 东丽株式会社 片状预浸料的制造方法和装置
FR2967371B1 (fr) 2010-11-17 2014-04-25 Arkema France Procede de fabrication de materiau fibreux pre-impregne de polymere thermodurcissable
JP4894982B1 (ja) 2011-04-12 2012-03-14 三菱瓦斯化学株式会社 ポリアミド樹脂系複合材およびその製造方法
CN103608386B (zh) 2011-06-24 2015-09-30 东丽株式会社 成型材料和使用其的成型方法、成型材料的制造方法以及纤维强化复合材料的制造方法
JP5589974B2 (ja) 2011-06-24 2014-09-17 東レ株式会社 繊維強化複合材料の製造方法
FR2981653B1 (fr) 2011-10-25 2014-08-22 Arkema France Materiau composite thermoplastique renforce de fibres synthetiques et procede de fabrication
EP2788408B1 (en) 2011-12-09 2020-07-08 Ticona LLC Asymmetric fiber reinforced polymer tape
JP2013203941A (ja) 2012-03-29 2013-10-07 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維プリプレグ、炭素繊維プリプレグテープ、炭素繊維強化複合材料、ならびに炭素繊維強化複合材料を用いた自動車用部品
DK2810983T3 (en) * 2013-06-06 2016-05-09 Ems Patent Ag Glass fiber reinforced flame-retardant polyamidstøbemasser
FR3017329B1 (fr) 2014-02-13 2016-07-29 Arkema France Procede de fabrication d'un materiau fibreux pre-impregne de polymere thermoplastique en lit fluidise
FR3019828B1 (fr) * 2014-04-15 2020-09-18 Arkema France Composition et procede pour materiau composite avec impregnation par composition reactive d'un prepolymere polyamide et d'un allongeur de chaine diepoxyde
EP3135716B1 (en) 2014-04-24 2022-05-04 Teijin Limited Machined carbon-fiber-reinforced resin product having end face and production method therefor
JP6286301B2 (ja) 2014-06-30 2018-02-28 サンコロナ小田株式会社 一方向性繊維強化テープ状複合材の製造方法、製造装置及び当該テープ状複合材を使用したランダムシートの製造方法
JP6638131B2 (ja) 2014-07-08 2020-01-29 福井県 擬似等方補強シート材及びその製造方法
FR3027546B1 (fr) 2014-10-24 2017-07-21 Porcher Ind Meches poudrees par procede electrostatique
EP3095901B1 (en) * 2015-05-20 2023-01-18 Tape Weaving Sweden AB Gap-free woven fabric composed of tape-like warps and wefts
JP6535218B2 (ja) 2015-05-22 2019-06-26 株式会社神戸製鋼所 テープ状プリプレグ及び繊維強化成形体
FR3039554B1 (fr) * 2015-07-29 2018-12-07 Arkema France Procede pour materiau fibreux pre-impregne par un polymere thermoplastique a l'aide d'un polymere a cristaux liquides
FR3053696B1 (fr) 2016-07-11 2018-07-06 Arkema France Composition de polyamide semi-cristallin de haute temperature de transition vitreuse pour materiau composite, son procede de fabrication et ses utilisations
FR3067961B1 (fr) 2017-06-22 2020-11-06 Arkema France Procede de fabrication d'un materiau fibreux impregne de polymere thermoplastique

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