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KR101731686B1 - 경화 섬유 다발 - Google Patents

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KR101731686B1
KR101731686B1 KR1020147006293A KR20147006293A KR101731686B1 KR 101731686 B1 KR101731686 B1 KR 101731686B1 KR 1020147006293 A KR1020147006293 A KR 1020147006293A KR 20147006293 A KR20147006293 A KR 20147006293A KR 101731686 B1 KR101731686 B1 KR 101731686B1
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South Korea
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filament
fiber bundle
impregnated material
winding
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루디 벡
플로리안 고이니
프랑크 코?스
프랑크 코??스
콘라트 마이어
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에스지엘 카본 에스이
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Abstract

본 발명은 경화 섬유 다발 제조 방법에 관한 것으로 다음의 단계를 포함한다: a) 점성 코팅이 형성된 상태에서 평평한 캐리어 웹에 용융물이나 용액이 도포되는 단계, b) 장력을 받는 상태에서 코팅된 캐리어 웹에 병렬 필라멘트가 적용되는 단계, c) 함침물이 형성된 상태에서 점성 코팅에 대하여 필라멘트가 압착되는 단계, d) 경우에 따라서는 부분적으로 용매 증발, 열 경화 및 냉각 단계 중 하나 이상의 단계를 통해서 함침물의 소성 변형 가능한 상태까지 코팅이 경화되는 단계이며, 이때의 단계들은 오직 소성 변형 가능한 상태가 유지될 정도로 실시되는 단계, e) 함침물에 필라멘트의 권취장력이 유지되는 상태에서 와인딩 부분에 대해 권취 코어 상에 함침물이 롤링되는 단계, f) 경우에 따라서는 하나 이상의 슬리브 및/또는 하나 이상의 접착 테이프를 사용하여 권취 코어에서 외부 와인딩 부분이 고정되는 단계, g) 용매 증발, 열 경화 및 냉각 단계 중 하나 이상의 단계를 통해서 함침물이 경화되는 단계, h) 특히 경화 섬유 다발 형성을 위해서 필라멘트 방향에 대하여 평행 및 수직으로, 경화된 함침물이 세분되는 단계이며, 이때 g) 단계가 실시되는 동안, 함침물에서 필라멘트의 권취장력에 의해서 생기는 압력이 와인딩 부분에 가해지는 단계. 또한 본 발명은 경화제로서 경화 섬유 다발의 사용과도 관계가 있다.

Description

경화 섬유 다발{SOLIDIFIED FIBRE BUNDLES}
본 발명은 경화 섬유 다발과, 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법과, 복합 재료 제조 시 경화 섬유 다발의 사용에 관한 것이다.
유럽 특허 출원 번호 1 645 671 A1에서는 (열경화성 수지의) 합성 수지 또는 열가소성 수지의 용액이나 용융물의 침지를 통해 스케인 실을 함침하여 스케인 실을 적셔주고 이어서 적셔진 스케인 실을 압착하고, 평평하게 압착된 스케인 실을 횡방향 및 종방향으로 커팅하여 제조하는 중합 결합된 섬유 스크림이 제시되어 있다.
적당한 절단기를 사용하여, 커팅 단계에 의해 생기는 섬유 다발의 길이(해당 섬유 다발에서 섬유의 길이 방향으로 평균 벡터에 평행한 방향으로 섬유 다발이 공간적으로 차지하는 부분(spatial extension)의 평균값으로서 측정) 및 폭(해당 섬유 다발에서 섬유의 길이 방향으로 평균 벡터에 수직을 이루는 방향으로 섬유 다발의 각각에 대하여 공간적으로 더욱 크게 차지하는 부분의 평균값으로서 측정)과 관련하여 높은 균질성을 가질 수 있다. 그러나 본 발명으로 이어진 조사에서는 그렇게 얻어진 섬유 다발이 섬유 강화된 플라스틱이나 섬유 강화된 합성 수지 제조를 위해 이어지는 혼합 과정에서 부서져 떨어지는 경향이 있음이 밝혀졌다. 여기서 섬유 다발의 길이는 전혀 변하지 않거나 아주 조금만 변하지만 폭, 그러니까 섬유 방향에 대한 수직적 확장은 현저하게 감소한다. 이렇게 부서져 떨어지는 상태는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 충전제와 같은 특수한 고체와의 혼합에서뿐만 아니라 액체 합성 수지나 피치와의 혼합 및 이러한 고체 및 액체 물질의 임의적인 조합에서 나타난다. 특히 분말 형태의 고체와의 혼합에 있어서 더욱 뚜렷하게 나타난다.
따라서 상기 재료와의 혼합 시 전혀 부서져 떨어지지 않거나 아주 적은 범위만 부서져 떨어지도록 향상된 강성을 제시하는 경화 섬유 다발을 제공하는 과제가 주어졌다. 나아가 그와 같은 경화 섬유 다발을 효율적이고 적은 비용으로 제조할 수 있는 제조 방법이 제안되어야 한다. 또한 경화 섬유 다발이 함침된 선행 단계에 요구되는 보관 요건을 개선시켜서 특히나 장소를 크게 차지하지 않고 보관할 수 있도록 하는 것이 또 다른 과제이다.
이러한 과제는 다음의 단계를 포함하는 경화 섬유 다발 제조를 위한 연속적 방법에 의해서 해결되었다.
a) 점성 코팅이 형성된 상태에서 평평한 캐리어 웹에 용융물이나 용액의 도포 단계,
b) 장력을 받는 상태에서 이와 같이 코팅된 캐리어 웹에 병렬 필라멘트의 적용 단계,
c) 함침물이 형성된 상태에서 점성 코팅에 대하여 필라멘트의 압착 단계,
d) 경우에 따라, 부분적으로 용매 증발, 열 경화 및 냉각 단계 중 하나 이상의 단계를 통해서 함침물의 소성 변형 가능한 상태까지 코팅의 경화 단계로서, 여기서 이러한 단계들은 오직 소성 변형 가능한 상태가 유지될 정도로 실시되고, 특히 압축 장치를 통해서 코팅이 경화되는 동안 또는 경화된 후에 함침물에 직접적 또는 간접적으로 힘이 가해지는 단계,
e) 함침물에 필라멘트의 권취장력이 유지되는 상태로 와인딩 부분에 대해 권취 코어상에 함침물의 롤링 단계,
f) 경우에 따라, 하나 이상의 슬리브 또는 접착 테이프를 사용하여 권취 코어에서 와인딩 부분의 고정 단계,
g) 용매 증발, 열 경화 및 냉각 단계 중 하나 이상의 단계를 통해서 함침물의 경화 단계, 그리고
h) 특히 경화 섬유 다발의 형성을 위해 필라멘트 방향에 대하여 평행 및 수직으로, 경화된 함침물의 세분 단계로서, 여기서 g) 단계가 실시되는 동안, 함침물에서 필라멘트의 권취장력에 의해서 생기는 압력이 와인딩 부분에 가해진다.
나아가 상기 과제는 이와 같은 방법을 통해서 수득되는 경화 섬유 다발에 의해서 해결되었다.
여기서 함침물은 다음에서와 마찬가지로 적어도 부분적으로 함침 처리된 필라멘트나 섬유의 배열로 이해되어야 한다. 따라서 필라멘트나 섬유의 완전한 코팅에 대한 완전한 함침 처리는 필요하지 않다.
개별적으로 본 발명에 의거한 방법에 있어서는 우선 용융물 또는 용액, 특히 폴리머 용융물이나 폴리머 용액이 평평한 캐리어 웹에 점성 코팅의 형태로 박지나 종이웹에 도포된다. 도포된 물질의 단위 면적당 질량은 80g/m2 내지 400g/m2이며, 특히 100g/m2 내지 200g/m2 가 우선된다. 용융물을 사용하는 경우에는 우선적으로 열가소성 플라스틱이나 열경화성 수지 또는 피치나 설탕의 용융물이 사용된다. 용액을 사용하는 경우에는 우선적으로 열가소성 플라스틱이나 열경화성 수지, 특히 페놀 수지, 또는 피치나 설탕의 용액이 사용된다.
이와 같이 코팅이 이루어진 캐리어 웹에는 스크림등에 의해서 둘러싸여 평행으로 배열되어 있는 필라멘트가 주어지는데, 예를 들어 워핑 기계로부터 장력을 받는 상태에서 이루어진다. 이어서 필라멘트는 예를 들어 캘린더의 롤러 쌍의 통과 시에 점성 코팅 내로 눌려져 결합된다. 코팅 재료로서 합성 수지 즉, 열 경화성 수지를 사용하는 경우, 이러한 합성 수지는 평행을 이루며 운반 방향을 향한, 용융물이나 점성 용액에 내장되어 있는 필라멘트를 포함하는 층을 갖는 캐리어 웹으로 이루어진 다층의 구성물의 후속 통과에서 경우에 따라 가열 장치에서 최소한 부분적으로 경화된다. 이는 용매의 증발 및/또는 열경화성 수지의 결합 반응을 통한 것이다. 가열 장치를 벗어난 후에는 선호하는 형태로 두 번째 롤러 쌍 이전에 캐리어 웹을 마주보고 있는 면에서 일반적으로 여전히 진성 및 점성을 갖는 코팅 즉, 함침 과정에 적합한 코팅 층에 달라 붙어 있는 커버웹이 주어질 수 있다. 이를 통해 생겨난 덮어져 있거나 덮어져 있은 채로 결합된, 캐리어 웹에 주어진 필라멘트 층은 계속해서 선호하는 방식으로 냉각기 위로 운반될 수 있다. 이 필라멘트 층은 이제 권취 코어에서 직접 롤링되거나 선호하는 방식으로 우선 절단기에서 필라멘트의 길이 방향으로, 생성되는 섬유 다발의 바람직한 폭에 맞추어 각각 가는 웹으로 커팅 즉, 나누어질 수 있다. 두 경우 모두 계속해서 권취 코어나 릴 부분에서 웹이 롤링된다. 권취 코어에는 우선적으로 예를 들어 300mm의 직경을 갖는 페이퍼 통이 사용된다. 여기서 필라멘트는 미리 정해진 권취장력을 유지하며, 이 권취장력은 계속 와인딩 부분에서 웹의 결합 부분을 보조한다. 권취장력은 롤링 과정에서 섬유 다발에 장력이 주어지면서 발생한다. 즉, 섬유 다발이 장력 하에 권취 코어에서 롤링된다. 또한 권취장력은 장력을 받는 상태에서 함침물의 형태를 만들기 위해 코팅이 이루어진 캐리어 웹에 가해지는 동안 필라멘트를 움직이게 하는 장력에서 비롯되는 함침물의 강성에 의해서도 보조된다.
이어서 선택 사항으로 기술되는 고정 단계 이전이나 이후 그리고 이어지는 경화 단계 이전이나 이후에 원하는 섬유 다발 폭에 따라서 분할하는 것이 가능하다. 후자의 경우 캐리어 웹에 결합되어 있는 전체적인 필라멘트 층이 전체 폭으로 롤링된다.
캐리어 웹에 주어진 결합된 필라멘트 층의 분할이 경우에 따른 고정 단계 또는 경화 단계 전에 실시되는 경우, 우선적으로 이러한 분할 단계 후에 커버웹이 주어진다. 여기서 최소 1mm, 바람직하게 최소 2mm 및 특히 최소 5mm의 부분 웹의 폭에 있어서 부분 웹의 각각의 측면에 돌출 부분을 갖고 있다. 이러한 경우 커버웹을 포함한 부분 웹 측면이 내부를 향해서 즉, 릴 본체를 가리키도록 롤링이 이루어진다.
본 발명의 범주 내에서 실시된 조사에 의거하면 형성된 와인딩 부분이 경우에 따라서 고정되거나 경화되는 후속 단계에서는 섬유 다발의 안정성 향상이 이루어진다. 코팅된 필라멘트 층이 있는 캐리어 웹 즉, 함침물은 (또한 "프리프레그"라고 표시) 릴이나 권취 코어에서 원하는 길이로 롤링이 이루어진다. 경우에 따라서는 슬리브나 내열성의 접착 테이프로 고정된다. 열가소성 수지나 기타 용융 가능한 물질을 사용하는 경우, 그 용융 온도 이하에서 냉각이 이루어지거나, 열경화성 수지를 사용하는 경우에는 열경화성 수지 층을 경화시키기 위해서 가열 장치로 보내진다. 여기서 합성 수지나 열경화성 수지의 종류와 질량에 따라서 적합한 온도 범위와 필요한 체류 시간이 조절된다. 경화를 위한 가열 장치는 오븐을 사용하는 경우, 우선적으로 공기 순환 방법으로 가동된다. 전자 레인지 가열 장치, 적외선 가열 장치 또는 탄소로 이루어진 전도성 있는 필라멘트의 유도 가열 장치와 같은 기타 가열 방법도 이용할 수 있다. 온도와 체류 시간과 같은 경화 조건은 일반적으로 경화해야 하는 재료의 질량, 가열 장치를 통한 에너지 사용 및 열경화성 물질의 화학적 조성(반응성)을 기준으로 한다. 물론 여기서는 예를 들어 연속로를 사용한 연속적인 작동 방식도 가능하다.
여기서 (열경화성 수지의 경우) 경화나 (열가소성 수지의 경우) 냉각이 이루어지는 동안, 경화되어야 하는 와인딩 부분에 압력이 가해진다는 사실이 결정적이다. 이 압력은 함침물에서 필라멘트의 권취장력에 의해서 발생하며, 바람직한 실시예에 상응하게 슬리브나 접착 테이프로 와인딩 부분을 고정시킴으로써 유지된다. 와인딩 부분에 주어지는 힘은 합성 수지 즉, 열경화성 수지와 결합된, 탄소로 이루어진 필라멘트의 경우, 우선적으로 10N 내지 1500N, 특히 100N 내지 1000N, 그리고 그 중에서도 특히 450N 내지 800N에 달한다. 이는 500mm의 릴 길이와 300mm의 코어 직경에 있어서 외피 면적에 0.5kPa 내지 2kPa 압력이 가해지는 것에 상응한다. 이러한 범위 내 압력 준수는 기본적으로 계속적으로 처리하기 위해 필요한, 필라멘트와 매트릭스 사이의 부착에 도달하기 위해서 중요하다. 특히 권취장력은 최소 0.5kPa, 특히 최소 1.0kPa의 압력이 형성되도록 선택해야 한다.
열경화성 수지 또는 열경화성 수지를 포함한 혼합물을 사용하는 경우, 가열 장치에서의 온도 상승에 의해서 연화 과정이 진행된다. 여기서 상기한 힘에 의해서 작용하는 권취장력이 함침 과정의 균형성 및 함침제를 사용하여 필라멘트를 적시는 작업을 더욱 향상시키는 유동 과정을 시작하게 한다. 균질성을 갖는 이러한 구조는 후속 경화 과정을 통해서 고정된다.
필라멘트가 열경화성 수지나 피치와 같은 기타 용융 가능한 물질과 결합되어 있는 경우에는 냉각과 고정 작업만으로 충분하며, 와인딩 부분에 압력이 가해지는 상태에서도 그러하다. 혼합물이 열경화성 물질, 즉 열 경화성 수지에 대하여 최소한 30%의 질량 분율을 포함하고 있는 열에 의한 작용으로 인해서 경화 가능하다는 결론이 얻어졌다. 여기서 하한은 열경화성 수지와 혼합물에 함유되어 있는 기타 물질의 종류에 의해 좌우된다. 예를 들어, 페놀 수지와 페놀 수지에 대하여 최소 30%의 질량 분율을 갖는 피치의 혼합물도 마찬가지로 열경화가 가능하다. 노볼랙 수지의 경우 경화제가 첨가되는데, 페놀 레놀 수지를 사용하는 경우에는 이러한 첨가가 필요하지 않다.
(경화된 또는 냉각을 통해서 단단해진) 와인딩 부분으로부터 상기한 실시예 중 한 가지 형태에 의거하여, 세로 절단을 통해, 즉 필라멘트 방향에 대하여 평행으로 필라멘트 테이프가 만들어진다. 또는 필라멘트 테이프가 릴이나 와인딩 부분으로부터 풀리며, 두 가지 경우 모두 경화된 필라멘트 테이프가, 원하는 길이로 (필라멘트 방향에 대하여 수직으로) 절단되어 원하는 섬유 다발을 형성하는 횡방향 절단기로 유도된다.
경화된 후에 프로세스 웹 즉, 캐리어 웹이나 커버웹으로서 페이퍼나 박지를 되돌려 감아줌으로써 다음의 적용 예에서 진행된 것과 같이 경화되어 결합된 필라멘트 층으로부터 제거할 수 있다. 그렇게하여 캐리어 웹과 커버웹의 재활용 (Recycling) 또는 상업적 재활용이 (Downcycling) 가능하다. 대안적으로 캐리어 웹과 커버웹은 다음의 프로세스 단계에서 계속 처리되는 경우 제거할 수 있다. 또한 캐리어 웹과 커버웹이 경화된 프리프레그와 함께 분할되는 경우에는 첨가물로서 제품에 남아있을 수 있다.
세로 방향 즉, 필라멘트 방향으로의 분할에 의해서 얻어지는 필라멘트 테이프의 폭은 0.1mm 내지 20mm, 특히 0.5mm 내지 3mm 정도 이다. 가로 방향 즉, 필라멘트나 섬유 방향에 대하여 수직으로의 트리밍은 절단 가공 및/또는 프레스 가공을 통해서 이루어지며, 원하는 경화 섬유 다발을 만들어낸다. 그 길이는 예를 들어 2mm 내지 50mm에 달할 수 있으며, 3mm 내지 20mm 사이가 바람직하다.
해당하는 섬유 다발에서 필라멘트의 길이 방향으로 평균 벡터에 수직을 이루는 섬유 다발의 각각에 대하여 공간적으로 더욱 작게 차지하는 부분의 평균값으로서 측정된 섬유 다발 두께는 0.05mm 내지 2mm, 특히 0.1mm 내지 0.5mm이다.
여기서 필라멘트는 일반적인 경우와 마찬가지로 무한한 (즉, 오직 코일의 용량에 의해서만 길이가 제한적인) 개별 섬유 또는 여러 개의 병렬 섬유를 의미하는 경우를 말한다. 여기서 섬유는 제한된 길이를 갖는 개별적이거나 여러 개의 주로 병렬인 섬유를 의미하는 경우를 말한다. 합성 제조된 섬유의 길이는 일반적으로 절단 과정에 의해서 결정된다.
경화된 와인딩 부분의 냉각 및 절단 작업 후에는 단단한 즉, 형태가 안정적으로 결합된 섬유 층이 생기며, 이 섬유 층은 경화된 프리프레그로 표시된다. 이러한 경화된 프리프레그 부분의 길이와 폭은 제조 시 절단 과정에 의해서 결정된다.
이러한 경화 섬유 다발은 특히 열가소성 수지 매트릭스나 합성 수지 매트릭스인 단단한 매트릭스에 내장되어 있는 평행으로 놓여진 섬유를 가진다. 여기서 매트릭스는 (열가소성 수지의 경우) 용융 온도나 유리 전이 온도 미만의 냉각이나 (합성 수지 또는 열경화성 수지의 경우) 경화 과정을 통해서 경화된다.
또한 경화 과정 및 권취 코어에서의 풀림 과정으로 인해서 경화된 함침이 이루어진 섬유 층은 굴곡부를 가지며, 이로 인해 경화 섬유 다발의 굴곡도 발생한다. 따라서 경화 섬유 다발도, 육안으로 관찰했을 때 식별 가능한 굴곡부를 가질 수 있다. 때때로 와인딩 본체로부터 풀리거나 절단 또는 프레스 가공이 이루어지는 경우에 그러하다. 예를 들어, 절단 장치에 통합되어 있는 평평하게 펴는 장치를 사용하여 실시된 계속적으로 평평하게 펴는 작업이나 와인딩 부분으로부터 풀린 이후 기계적 스트레칭을 통해서 이러한 굴곡부를 줄이거나 방지할 수 있다.
이와 같은 경화 섬유 다발은 우선적으로 섬유 강화가 이루어진 세라믹 재료의 제조, 특히 오늘날 브레이크 디스크와 클러치 디스크에서 사용되는 소위 C/SiC 재료의 제조를 위해 사용할 수 있다. 예를 들어 용광로나 전기 분해 적용에서의 전극을 위한 합성 탄소 재료, 콘크리트 철근 공사 또는 탄도탄 요격 보호 장치를 위한 재료 경화등에 사용할 수 있다.
이러한 경화 섬유 다발은 다음과 같은 특성을 갖는다:
- 섬유의 단위 면적당 질량과 단위 면적당 질량 분율, 수지 함량 및 그 폭에 대하여 미미한 크기의 간극 형성 등에 있어서의 아주 작은 편차,
- 섬유 다발에서 섬유의 단위 면적당 질량 분율은 50g/m2 내지 800g/m2의 범위, 특히 100g/m2 내지 350g/m2, 그 중에서도 특히 200g/m2 내지 300g/m2의 범위에 놓여 있다,
- 수지 함량은 40%의 합성 수지에 대한 질량 분율과 400g/m2의 단위 면적당 함침물의 질량에 있어서 ±3%, 최대 ±5%의 정확도로 조절할 수 있다. 장력 하에서 경화 단계가 없는 상태는 편차의 폭이 ±15%에 달한다,
- 절단된 상태에서의 향상된 유동성: 진동 채널(rocking channel)에서 배분할 때 집적과 퇴적이 나타나지 않으며, 안식각이 장력 하에서의 경화 단계가 없는 상태에서 제조된 동일한 길이와 폭 분포를 갖는 프리프레그 부분에 비해서 약 절반 정도로 줄어든다,
- 절단 작업 시와 절단된 상태에서 먼지, 특히 미세 먼지와 에어로졸의 1% 이하의 작은 질량 분율,
- 단단하거나 경화된 상태에서 (특허 출원 EP 1 645 671 A1에서와 같이 선행기술에 따른 다발과 함께 오직 약 35mPa 내지 약 55mPa에 도달되었다) 적셔지고 경화된 프리프레그 부분 또는 섬유 다발 내에서 절단 시의 70mPa 내지 150mPa의 높은 전단 강도 (횡단면에 대한 박리 하중),
- 높은 탬핑밀도로 이어지는 섬유 다발의 균일한 함침 과정, 페놀 수지와 결합된 탄소 필라멘트의 경우 장력 하에서의 경화 단계가 없을 때보다 20% 내지 25% 정도 더 높은 탬핑밀도 수치에 도달할 수 있다.
본 발명에 의거한 섬유 다발의 원료로서 특히 탄소, 기존의 방식으로 유기 규소 폴리머의 열분해를 통해서 얻을 수 있는 탄화규소, 질화규소, 실리콘 탄화질화물, 실리콘 보론 질화물과 같은 세라믹 재료, 방향성 폴리아미드 (아라미드), 서모트로픽 액정 결정성 폴리머, 특히 하이드록시 벤조산이나 하이드록시 나프텐산을 기반으로 하는 방향성 코폴리에스터, 유리 및 얇은 금속 와이어로 이루어진 필라멘트를 사용할 수 있다. 탄소로 이루어진 필라멘트가 특히 바람직하다. 접합제나 매트릭스를 위한 재료는 우선적으로 열경화성 수지 또는 열가소성 성질을 가질 수 있는 폴리머이다. 또한 열가소성 수지와 마찬가지로 용융물로서 도포할 수 있으며, 냉각된 상태에서 섬유 다발에 충분한 강도를 부여하는 예를 들어 피치 및/또는 설탕과 같은 저분자 유기 물질을 사용하는 것도 가능하다. 마찬가지로 경화된 상태에서 섬유 다발을 안정시키며, 사용 시에는 절단하고 재료에 삽입한 후에 열처리를 통해서 섬유 다발이 세라믹 단계, 특히 폴리실라잔, 폴리보로실라잔, 폴리카르보실라잔 그리고 열처리를 통해서 실리콘 질화물, 실리콘 보론 질화물, 실리콘 탄화질화물 및 실리콘 보론 탄화질화물로 변화할 수 있는 폴리보로카르보실라잔으로 변화되는 소위 프리세라믹 폴리머도 사용할 수 있다. 섬유 다발에 평행으로 배열되어 있는 이 경화 섬유는 폴리머 (예: 페놀 수지, 에폭시 수지, 시안산염 에스테르 수지, 폴리 에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지, 벤족사진 수지 또는 최소한 10%의 질량 분율로 상기한 구성 요소 중 한 가지 구성 요소로 이루어져 있는 이러한 수지의 혼합물) 또는 열가소성 재료 (예: 피치, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리케톤), 상기한 프리세라믹 폴리머, 탄소 또는 세라믹 재료로 (예: CSiC 즉, 탄소 섬유로 강화된 탄화규소) 이루어져 있는 매트릭스에 놓여 있다. 그 밖에도 앞에서 인용한 폴리머는 그을음, 흑연 또는 나노 입자와 (예: 탄소 나노 튜브, 탄소 나노 섬유) 같은 충전제를 함유할 수 있다. 접합제로서는 특히 페놀 수지의 점성 용액이 선호된다.
이와 같이 제조된 섬유 다발은 또한 열가소성 또는 열경화성 플라스틱의 강화를 위해 사용할 수 있다. 여기서 섬유 다발은 우선적으로 매트릭스 재료로서 해당 플라스틱의 분말이나 과립과 혼합되며, 이어서 압축등을 통해 형태를 변화시킬 수 있다. 본 발명에 의거한 섬유 다발은 교반기 (예: 불연속적으로 작동되는 Z 암 교반기) 또는 스크루 압축기에서 (연속적으로 작동되는 익스트루더), 경우에 따라서 상기한 충전제를 첨가하여 매트릭스 재료와 혼합하는 것도 가능하다. 본 발명에 의거한 경화 섬유 다발의 첨가는 이로 인해 제조되는 주형의 강성과 강도를 상당히 개선시킨다.
그림 도면 1에서는 본 발명에 의거한 경화 섬유 다발의 제조 방법에 적합한 시설을 도식적으로 제시하고 있다. 여기서 다음과 같이 제시한다.
도 1은 본 발명에 의거하여 장력을 받는 상태에서 롤링되며 그 움직임과 움직임에 의해 생긴 압력 하에서의 열경화를 통해서 (열경화성 수지 접합제의 경우) 또는 냉각을 통해서 (열가소성 즉, 열을 받아 연화되는 접합제의 경우) 경화되는 와인딩 부분 제조를 위한 시설을 도시한 도면이다.
상세하게 "10"은 병렬 필라멘트 다발을 다발의 폭에 대하여 균일한 층 두께로 롤러 쌍(11 및 12)을 통해서 유도하는 워핑 장치를 표시한다. 상세하게 제시되어 있지 않은 풀림 위치로부터 압축 롤러(23)를 통해서 롤러 쌍(21, 22)으로 유도되는 캐리어 웹(20)이 나온다. 롤러(21, 22)의 외피 표면은 두께에 있어서 이러한 양쪽 롤러 축의 상대 운동에 의해서 변경 가능한 좁은 간극을 포함한다. 여기서 위쪽으로부터 양쪽 롤러 사이로 접합제가 액체 형태로 채워진다. 접합제의 점성은 롤러 간극을 통해서 도포가 가능하고 접합제가 캐리어 웹으로부터 흘러내리지 않고 캐리어 웹 위에 층을 이루는 정도로 선택된다. 선호되는 실시예에서는 양쪽 롤러(21과 22)를 가열할 수 있다. 그렇게 함으로써 연속적인 점성 측정과 온도 조절을 포함하는 제어 장치를 사용하여 접합제의 일정한 점성을 보장할 수 있다. 롤러 쌍을 서로 마주 보고 회전시킴으로써 위쪽으로부터 캐리어 웹으로 접합제의 균일한 얇은 막이 주어진다. 선호되는 실시예에서는 롤러(22)는 회전하지 않고 캐리어 웹 가까이의 롤러(21) 외피 부분이 캐리어 웹의 운반 방향에 대하여 반대로 회전하도록 회전한다. 이러한 방식으로 캐리어 웹에 접합제의 가능한 한 균일한 얇은 막이 주어질 수 있다. 롤러(12)를 통해서 필라멘트 다발이 캐리어 웹(20) 위의 접합제 층으로 눌려서 밀어 넣어진다. 그 후 특별한 실시예에서는 롤(30)로부터 편향 롤러(31)를 통해서 위쪽으로부터 접합제로 적셔진 필라멘트 다발로 또 다른 웹이 커버웹으로서 주어질 수 있다. 경우에 따라서는 롤(30)로부터 주어진 커버웹을 갖는, 캐리어 웹(20)과, 접합제에 담궜던 필라멘트 다발로 이루어진 "함침물"은 가열 장치를 통해서 예를 들어 여기에 제시되어 있는, 아래쪽, 즉 캐리어 웹 쪽으로부터 함침물과 평면 접촉이 이루어지는 발열기(40) 또는 위쪽으로부터 적외선 가열 장치 또는 세로 또는 가로 흐름을 갖는 열기 통로에서 유도된다. 우선적으로 아래쪽과 위쪽으로부터 하나 이상의 롤러 쌍(50과 51)을 사용하여 [도 1에서는 3개의 롤러 쌍(50과 51, 52와 53 및 54와 55)으로 제시되어 있음] 압력에 의해서 균등화된다. 여기서 1개 이상의 롤러 쌍도 바람직하게 가열할 수 있게 되어 있다. 이후 경우에 따라 냉각기(60)로 제시되어 있는 냉각 장치를 통해서 메인 구동으로 사용되는 롤러들(70과 71) 사이로 유도되며, 단위 면적당 질량을 위한 측정 장치(72)를 통과하여 끝으로 와인딩 릴(80)에서 롤링된다. 시설이 연속적으로 작동될 수 있도록 하기 위해서 일반적으로 릴 장치는 와인딩 릴(80)을 사용하여 자동적인 릴 교체가 가능하도록 되어 있다.
a) 단계에서 유기 물질의 용액이나 용융물을 사용하고 이어서 h) 단계로 가서 경화 섬유 다발을 750℃ 내지 1300℃의 온도에서 산화제가 없는 상태로 처리하는 것이 선호된다. 여기서 유기 물질의 적어도 일부분이 탄소로 변화된다. 이러한 방식으로 탄소로 이루어진 필라멘트를 사용하는 경우, 탄소로 이루어진 섬유로 강화된 다공성 탄소로 이루어져 있는 섬유 다발을 제조할 수 있다. 필라멘트 방향에 대하여 수직으로 필라멘트를 절단(분할)함으로써 적합한 섬유를 얻는다.
본 발명에 의거하여 제조된 경화 섬유 다발은 바람직하게는 열가소성 플라스틱이나 열경화성 합성 수지를 위한 보강제로서 사용된다. 본 발명에 의거하여 제조된 경화 탄소 섬유 다발로 강화된 열가소성 플라스틱이나 열경화성 합성 수지는 750℃ 내지 1300℃의 온도에서 산화제가 없는 상태로 처리할 수 있다. 여기서 열가소성 플라스틱이나 열경화성 합성 수지의 적어도 일부분이 탄화 과정을 통해서 탄소로 변화된다. 본 발명에 의거하여 제조된 경화 탄소 섬유 다발로 강화된 이와 같은 열가소성 플라스틱과 열경화성 합성 수지로 이루어진 주형이 750℃ 내지 1300℃의 온도에서 산화제가 없는 상태에서 처리된다. 여기서 이러한 열가소성 플라스틱이나 열경화성 합성 수지의 적어도 일부분이 탄화 과정을 통해서 탄소로 변화된다. 이와 같은 탄화 과정을 거친 주형은 이어서 액체 또는 가스 형태의, 탄화물을 형성하는 원소가 스며드는 과정을 통해서 용융 온도나 증발 온도 이상에서 이러한 원소의 탄화물의 형성 상태 하에서 처리된다. 이를 통해 보강제로서 탄소 섬유를 함유하고 있는 주형이 얻어지고, 이 탄소 섬유의 매트릭스는 침윤을 통해서 투입된 원소의 탄화물 그리고 경우에 따라서는 탄화 과정을 통해 형성된 탄소 및/또는 침윤을 위해 사용된 원소의 변화되지 않은 나머지 부분을 함유하고 있다. 탄화물을 형성하는 원소로 실리콘을 사용하는 경우에는 CSiC 즉, 매트릭스가 변화되지 않은 탄소 및/또는 변화되지 않은 실리콘 잔여물을 추가적으로 여전히 함유하고 있는, 탄소 섬유로 강화가 이루어진 탄화규소로 이루어진 주형을 얻게 된다.
접합제로서 피치와 특수한 탄소 중에서 선택된 하나 이상의 기타 성분을 갖는 열경화성 합성 수지로 이루어진 혼합물을 사용하는 것은 특히 장점이다.
다음의 예에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명할 것이다. 기술된 방법은 전체적으로 본 발명에 의거한 섬유 다발로 이어지는 여러 개의 부분 단계들로 구성되어 있다.
1 프리프레그의 제조
단방향 프리프레그가 제조되었다. 여기서 우선 액체 페놀 레졸 수지가 (135℃에서 60분 동안 비휘발성 물질에 대한 질량 분율 약 71%, 20℃에서 ISO 9371에 의거하여 측정된 회플러(Hoepler)에 따른 점성: 750mPa s, ®Norsophen 1203, Hexion Specialty Chemicals) 캐리어 웹으로서 1100mm의 폭을 갖는 실리콘으로 코팅된 페이퍼에 도포되었다. 캐리어 웹의 단위 면적당 질량은 90g/m2, 코팅된 페이퍼의 두께는 0.07mm였다. 수지 도포 분량은 프리프레그에서 ±3%의 특정 편차 폭을 갖는 190g/m2의 단위 면적당 수지 질량이 생기도록 조절되었다. 수지 도포 후 1800mm의 간격으로, 평평하게 펼쳐 놓은 50k-탄소 필라멘트가 (®Sigrafil C30 T050 EPY, SGL Carbon SE, 각 다발마다 약 50000 필라멘트) 약 7㎛의 개별 필라멘트 두께로 일시에 주어졌다. 여기서 단위 면적당 질량은 주어진 탄소 필라멘트에 의해서 285g/m2만큼 (±3%의 동일한 편차 폭 포함) 상승했다. 캐리어 웹의 수지로 함침하여 얻은 필라멘트 층의 폭은 약 1020mm였다.
재료는 3.2m/min의 선형 속도에서, 발열기를 갖추고 평면 접촉이 이루어지는 오븐에서 180℃의 온도로 예비 중합이 이루어졌다. 이때 온도 상승에 의해서 수지가 필라멘트선으로 침투하도록 점성이 떨어졌다.
가열 장치를 통과한 후에, 캘린더 작용을 하는 롤러 쌍에서 롤러 간극 앞에서 수지가 뭉친 부분이 형성되며 농축과 압축이 이루어졌다. 수지가 뭉친 부분은 프리프레그를 균일하게 하고 필라멘트 구조에 수지가 침투하도록 한다. 가열된 롤러는 100℃ 온도로 설정되었다.
이러한 경우 커버웹이 발열기를 통과한 후, 캘린더 작용을 하는 첫 번째 롤러 쌍을 통과하기 전에 커버웹을 도포하는 것이 유리하다고 입증되었다. 왜냐하면 이러한 방식으로 용매와 기타 휘발성 물질이, 수지로 함침 과정이 이루어진 필라멘트 웹으로부터 빠져나올 수 있기 때문이다. 커버웹에는 캐리어 웹의 페이퍼에서와 마찬가지로 실리콘으로 코팅된 페이퍼가 사용되었다. 롤러 쌍에 의해서 주어진 압력은 누르는 힘을 조절함으로써 9.8kN으로 선택되었다. 그렇게 함으로써 균일하게 뭉친 수지 부분과 균질의, 외견상으로 폐쇄된 프리프레그가 달성되었다.
계속 이어진 실험에서는 여기서 0.52mm로 롤러 간극을 정하고, 캘린더 롤러의 간극 조정 스페이서에 미치는 39.2kN의 최대 압력으로 이루어지는 롤러 간극의 변화를 통한 단위 면적당 질량의 미세 조정을 위해서 이루어지는 미미한 추가 조정은 프리프레그 질량 분포의 균일성을 향상시킨다는 사실이 밝혀졌다.
커버웹, 프리프레그 및 캐리어 웹으로 이루어진 함침물은 이후 30℃로 설정된 냉각기를 통해서 유도되었으며, 선택된 선형 속도에서 중심부에서의 약 41℃ 온도로 함침물의 냉각이 이루어졌다.
함침물은 메인 구동 장치로 사용되는 그 밖의 롤러 쌍을 통해서 와인딩 장치로 유도되었다. 여기서 캘린더 또는 수지 도포의 작동 방식과 연결된 연속적인 표면 중량 측정을 통해서 단위 표면당 질량에서 언급한 미미한 편차가 달성되었다.
함침물은 권취 코어인 300mm의 외부 직경을 갖는 페이퍼 보드 실린더에 600N의 벗김강도로 롤링되었다. 여기서 각각 150m의 와인딩 길이 후에 권취 코어를 교체했다. 다 끝난 와인딩 부분은 열안정성을 갖는 접착 테이프를 둘러 줌으로써 고정되고, 이어서 조종용 암을 사용하여 벗겨 내었다.
완성된 함침물에서 (예비 경화가 이루어진) 수지에 대한 질량 분량은 5.5%의 휘발성 성분에 대한 질량 분율에서 41.5%에 달했다.
2 함침물의 경화
이와 같은 각각 4개의 롤러가 2 x 2의 플러그인 위치의 범주 내에 배열되었으며, 공기 순환식 오븐에서 함께 건조 및 경화되었다. 여기서 다음의 온도 프로그램을 준수했다:
6℃/min의 가열 속도로 실내 온도(23℃)를 180℃로 가열,
150분 동안 180℃ 유지,
60분 이내에 180℃에서 40℃로 냉각
이러한 경화된 함침물에서 약 2.8%의 질량 분율에 상응하는 잔여 습도를 측정했다.
3 절단 및 프레싱
경화시킨 함침물을 되돌려 감았다. 커버웹, 캐리어 웹 그리고 경화된 프리프레그가 서로 떨어져서 감겨졌다. 이후 경화된 프리프레그가 있는 롤이 롤 절단 기계에서 회전하는 나이프를 사용하여 40mm 폭의 부분 롤로 절단되었다. 롤 분할에 사용된 소위 압출 절단에 의해서 이 작업 구간에서 손실된 재료에 있어서의 질량 분율은 0.2%보다 적었다.
이렇게 얻어진 경화된 프리프레그 테이프는 프레싱기에서 "막대"라고 표시되는 경화 섬유 다발로 트리밍되었다. 이 경화 섬유 다발의 길이와 폭은 90% 이상이 사전 설정된 한계 내에 놓여있었다. 즉, 0.8mm와 1.1mm 사이의 폭과 0.9mm 내지 13.5mm의 길이 내의 범위이다. 출원 EP 1 645 671 A1에 의거하여 제조된 폴리머 결합된 섬유 다발과 비교하면 이러한 비율은 동일한 프레싱 조건에서 막대의 길이와 폭에 대한 명세서 내 해당 수치를 비교해 보았을 때, 길이에 있어서는 9%, 폭에 있어서는 17% 정도 높은 것이다.
얻은 막대는 진동 홈과 깔때기를 통해서 어려움 없이 찌꺼기가 없는 상태에서 계량할 수 있다.
50mm x 100mm 크기의 막대 절단 시의 전단 강도를 산출했는데 121mPa이었다. 출원 EP 1 645 671 A1에 의거하여 제조된 폴리머 결합된 섬유 다발과 비교하면 절단 시 전단 강도가 약 110% 정도 높다.
출원 EP 1 645 671 A1에 의거하여 제조된 폴리머 결합된 섬유 다발과 비교할 때 개별적인 필라멘트 사이의 횡단면에서 함침 과정이 이루어지지 않은 범위의 전체 면적은 제시된 출원에 의거하여 제조된 동일한 크기의 막대의 경우 길이와 폭에 있어서 최소한 20% 정도 작았다. 이는 광학 현미경과 전자 현미경으로 확대시킨 막대를 거친 절단부에 대한 그림 분석을 통해서 측정되었다.
본 출원의 예에 의거한 막대와 출원 EP 1 645 671 A1에 의거한 막대에 대한 그 밖의 비교 실험이 이루어졌다. 여기서 막대는 900℃의 온도에서 산화 매질이 없는 상태에서 중량이 일정하게 지속될 때까지 처리되었다. (양쪽 경우에 동일하게 사용된) 경화 페놀 수지는 다공성 탄소 매트릭스로 변화되었다. 막대의 다공성을 비교했다. 여기서 본 특허 출원에 의거한 탄화 처리된 막대에 있어서는 28%의 다공성이 측정되었으며, 출원 EP 1 645 671 A1에 의거한 막대의 경우 45%의 다공성이 확인되었다. 수지 매트릭스의 밀도가 크면 클수록, 탄화 과정 후에 측정된 다공성의 크기는 더욱 작았다. 결과적으로 정량적 척도로 본 출원에 의거한 방법에서 더욱 향상된 함침이 이루어진다.
10 섬유 공급 장치
11,12 편향 롤러
20 캐리어 웹
21 도포용 롤러
22 고정 롤러
23 캐리어 웹용 편향 롤러
30 커버웹
31 커버웹용 편향 롤러
40 발열기
50, 51, 52, 53, 54, 55 롤러 세트
60 냉각기
70, 71 오프 롤러 (메인 구동부)
72 단위 면적당 질량 측정 장치
80 와인딩 부분

Claims (16)

  1. 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법이며,
    a) 평평한 캐리어 웹에 용융물이나 용액을 도포하여, 점성 코팅을 형성하는 단계,
    b) 이 방식으로 코팅된 상기 캐리어 웹에 장력을 받는 상태에서 병렬 필라멘트가 적용되는 단계,
    c) 상기 점성 코팅에 상기 필라멘트가 압착되어, 함침물을 형성하는 단계,
    d) 용매 증발, 열 경화 및 냉각 단계 중 하나 이상의 단계를 통해서 상기 함침물의 소성 변형 가능한 상태까지 상기 코팅을 부분적으로 경화하는 단계,
    e) 상기 함침물에 상기 필라멘트의 권취장력이 유지되는 상태에서 롤을 형성하기 위해 권취 코어 상에 상기 함침물을 롤링하는 단계,
    f) 하나 이상의 슬리브, 하나 이상의 접착 테이프, 또는 하나 이상의 슬리브와 하나 이상의 접착 테이프를 사용하여 상기 권취 코어 상에 상기 롤을 고정하는 단계,
    g) 용매 증발, 열 경화 및 냉각 단계 중 하나 이상의 단계를 통해서 상기 함침물을 경화하는 단계, 그리고
    h) 경화 섬유 다발이 형성되도록 상기 경화된 함침물을 세분하는 단계를 포함하고,
    d) 단계는 오직 소성 변형 가능한 상태가 유지될 정도로 실시되고, 하나 이상의 압축 장치를 통해서 상기 코팅이 경화되는 동안 또는 경화된 후에 상기 함침물 상에 직접적 또는 간접적으로 힘이 가해지고,
    상기 함침물에서 상기 필라멘트의 권취장력에 의해서 생기는 압력은 g)단계가 실시되는 동안 상기 롤 상에 작용되는, 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용융물은 열가소성 플라스틱과, 열경화성 합성 수지와, 피치와, 설탕 중 어느 하나 또는 둘 이상의 용융물이며, 상기 용융물은 점성 용융물인 것을 특징으로 하는, 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 용액은 열가소성 플라스틱과, 열경화성 합성 수지와, 피치와, 설탕 중 어느 하나 또는 둘 이상의 용액인 것을 특징으로 하는, 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, e) 단계에 앞서서, 함침물은 절단기로 필라멘트 방향에 대하여 평행하게 커팅됨으로써 스트립(strip)들로 나누어지는 것을 특징으로 하는, 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, h) 단계에 앞서서, 경화된 함침물은 절단기로 필라멘트 방향에 대하여 평행하게 커팅됨으로써 부분 롤링들로 나누어지는 것을 특징으로 하는, 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, d) 단계 직후에 함침물은 커버웹으로 덮이는 것을 특징으로 하는, 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 필라멘트는 탄소 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, a) 단계에서는 유기 물질의 용액이나 용융물이 사용되며, h) 단계에 이어서 경화 섬유 다발은 750℃ 내지 1300℃ 온도에서 산화제가 없는 상태로 처리되며, 이때 유기 물질의 적어도 일부분이 탄소로 변화되는 것을 특징으로 하는, 경화 섬유 다발 제조를 위한 방법.
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  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 경화 섬유 다발과 함께, 주형을 위해 형성된 강화된 열가소성 플라스틱과, 주형을 위해 형성된 열경화성 합성 수지 중 어느 하나 또는 이 둘 모두가 750℃ 내지 1300℃ 온도에서 산화제가 없는 상태로 처리됨으로써 얻어지는 주형이며, 이때 열가소성 플라스틱과 열경화성 합성 수지 중 어느 하나 또는 이 둘 모두의 적어도 일부분이 탄화 과정을 통해서 탄소로 변화되며, 탄화 처리된 주형은 액체 상태 또는 가스 형태의 탄화물을 형성하는 원소의 침윤을 통해서, 자신의 용융 온도나 증발 온도보다 높은 온도에서 상기 원소의 탄화물이 형성되는 상태로 처리되는, 주형.
  15. 경화제로서 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 경화 섬유 다발의 사용 방법이며, 이때 경화 섬유 다발은 탄소 필라멘트로부터 제조되며, 경화제로서 피치 및 탄소 입자 중에서 선택된 하나 이상의 기타 성분을 포함하는 열경화성 합성 수지와의 혼합에 사용되는, 경화 섬유 다발의 사용 방법.
  16. 제15항에 있어서, 경화제를 넣은 혼합물은 계속해서 750℃ 내지 1300℃ 온도에서 산화제가 없는 상태로 처리되는 주형으로서 처리되며, 이때 열경화성 합성 수지와 피치의 적어도 일부분이 탄화 과정을 통해서 탄소로 변화되는, 경화 섬유 다발의 사용 방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013218639A1 (de) * 2013-09-17 2015-03-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundhalbzeuges sowie Faserverbundhalbzeug
WO2016156222A1 (de) 2015-04-02 2016-10-06 Evonik Degussa Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines faserverbundwerkstoffs
DE102015207815A1 (de) * 2015-04-28 2016-11-03 Technische Universität Dresden Kohlefaser-Metall-Verbundwerkstoff
JP6212146B2 (ja) * 2016-02-23 2017-10-11 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 複合材賦形装置及び複合材賦形方法
US11505502B2 (en) * 2016-10-24 2022-11-22 Florida State University Research Foundation, Inc. Hybrid multifunctional composite material and method of making the same
DE102017101023A1 (de) 2017-01-19 2018-07-19 Airbus Operations Gmbh Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Produktstrangs
US11117362B2 (en) 2017-03-29 2021-09-14 Tighitco, Inc. 3D printed continuous fiber reinforced part
JP7098662B2 (ja) * 2017-06-07 2022-07-11 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー ランダムに配向したフィラメントを有する成形化合物、ならびにその作製および使用方法
CN109532010B (zh) * 2019-01-25 2023-06-16 南京航空航天大学 一种碳纤维复材变角度电损耗自加热原位固化装置及方法
WO2020185862A1 (en) * 2019-03-11 2020-09-17 University Of South Carolina Methods to produce low-defect composite filaments for additive manufacturing processes
CN110789027B (zh) * 2019-11-28 2024-12-24 丰县冠珂工程科技有限公司 强制热压匙咬分散机
JP7421944B2 (ja) * 2020-02-17 2024-01-25 本田技研工業株式会社 トウプリプレグの製造装置及び製造方法
CN112047749A (zh) * 2020-07-29 2020-12-08 株洲红亚电热设备有限公司 一种碳碳坩埚及制造方法及感应加热炉
CN112500185B (zh) * 2020-12-23 2023-07-21 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种柔性碳碳复合材料的连续性制备方法及其生产装置
KR20230029136A (ko) * 2021-08-23 2023-03-03 주식회사 엘지에너지솔루션 단위셀의 제조 방법 및 제조 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5208090A (en) 1990-02-09 1993-05-04 Somar Corporation Metal single fiber-reinforced prepreg
JP2734135B2 (ja) 1989-11-14 1998-03-30 東レ株式会社 プリプレグの製造方法
JP2006118111A (ja) * 2004-10-08 2006-05-11 Sgl Carbon Ag ポリマで接着した繊維凝集物

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55126424A (en) * 1979-03-23 1980-09-30 Nissan Motor Co Ltd Preparation of fiber reinforced resin leaf spring
DE3008490A1 (de) * 1980-03-05 1981-09-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung von glasfaserverstaerkten pressmatten
GB2086444B (en) * 1980-09-18 1985-01-23 Sumitomo Chemical Co Process for continuous production of prepreg sheets
EP0614935B1 (de) * 1993-02-02 1998-12-23 Ticona GmbH Thermoformbares, faserverstärktes Verbundmaterial, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung
JP3963662B2 (ja) * 2001-05-24 2007-08-22 住友ベークライト株式会社 積層板の製造方法
JP4136509B2 (ja) * 2001-12-18 2008-08-20 三井金属鉱業株式会社 プリプレグの製造方法並びにプリプレグの製造装置並びに絶縁層付銅箔の製造方法
EP1845074B1 (de) * 2006-04-11 2010-11-03 SGL Carbon SE Verfahren zum Imprägnieren von Kurzfaserbündeln aus Carbonfasern
US8011165B2 (en) * 2006-06-07 2011-09-06 Integritect Consulting, Inc. Composite assembly with saturated bonding mass and process of reinforced attachment
US8652570B2 (en) * 2006-11-16 2014-02-18 Honeywell International Inc. Process for forming unidirectionally oriented fiber structures
WO2009068541A2 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Teijin Aramid B.V. Flexible continuous tape from multifilament yarn and method for making these
CN101856872B (zh) * 2009-04-08 2014-06-04 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 连续纤维增强热塑性复合材料预浸带的制备方法及设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2734135B2 (ja) 1989-11-14 1998-03-30 東レ株式会社 プリプレグの製造方法
US5208090A (en) 1990-02-09 1993-05-04 Somar Corporation Metal single fiber-reinforced prepreg
JP2006118111A (ja) * 2004-10-08 2006-05-11 Sgl Carbon Ag ポリマで接着した繊維凝集物

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