WO2013105749A1 - 함침성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재 및 그 제조 방법 - Google Patents

함침성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2013105749A1
WO2013105749A1 PCT/KR2012/011722 KR2012011722W WO2013105749A1 WO 2013105749 A1 WO2013105749 A1 WO 2013105749A1 KR 2012011722 W KR2012011722 W KR 2012011722W WO 2013105749 A1 WO2013105749 A1 WO 2013105749A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carbon fiber
continuous carbon
reinforced thermoplastic
thermoplastic composite
fiber reinforced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2012/011722
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정기훈
윤용훈
김희준
이태화
오애리
최재훈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LX Hausys Ltd
Original Assignee
LG Hausys Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Hausys Ltd filed Critical LG Hausys Ltd
Priority to US14/370,141 priority Critical patent/US9539742B2/en
Priority to CN201280066593.0A priority patent/CN104080841B/zh
Priority to JP2014551182A priority patent/JP2015506292A/ja
Priority to EP12864933.2A priority patent/EP2803692B1/en
Publication of WO2013105749A1 publication Critical patent/WO2013105749A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/122—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
    • B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
    • B29B15/14—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length of filaments or wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/248—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using pre-treated fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/0059—Degradable
    • B29K2995/0062—Degradable water-soluble
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof

Definitions

  • the present invention relates to a carbon fiber reinforced thermoplastic composite, and more particularly, to a continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite having excellent impregnation properties and a method of manufacturing the same.
  • Carbon fiber reinforced composites in which carbon fibers are dispersed in matrix resins, are excellent in light weight, mechanical properties, dimensional stability, conductivity, etc., and are used in automobiles, aircraft, electrical and electronic equipment, optical instruments, precision instruments, entertainment and toys. It is used in a wide range of fields, such as homes, office products, and building materials, and its demand is increasing year by year.
  • the carbon fiber bundle containing thousands of filaments and the matrix resin can be easily impregnated in the impregnation process of impregnating the carbon fiber with the matrix resin. It is necessary to be able to do it completely.
  • carbon fiber has a small elongation and a weak property, it is easy to cause fluff due to mechanical friction or the like, and also lacks wettability with respect to the matrix resin. For this reason, the carbon fiber used as a reinforcing material hardly exhibits the excellent property as mentioned above.
  • the processing by the binding agent is conventionally performed about the carbon fiber used for the reinforcement of a fiber reinforced composite material. In other words, by treating the carbon fibers with a binding agent, the handleability of the carbon fibers is improved and the wettability to the matrix resin is improved.
  • binding agent examples include a condensation product of an epoxy resin with an unsaturated dibasic acid and an alkylene oxide adduct of bisphenols, and a binding agent containing alkylene oxide adducts of phenols selected from monocyclic phenols and polycyclic phenols as essential components. Proposed. Furthermore, a stiffener comprising an epoxy resin, an alkylene oxide adduct of monocyclic or polycyclic phenols, an unsaturated dibasic acid or an ester-forming derivative thereof, and a polyester condensate having an acid value of 40 or less of an alkylene oxide adduct of bisphenols is proposed. It became.
  • the more dispersed the carbon fibers in the form of short fibers the more favorable the uniformity of characteristics and the surface appearance quality.
  • the mechanical properties of the carbon fiber reinforcement composite is lowered as the spreading properties of the carbon fiber bundle in the impregnation process is lowered.
  • continuous fiber having 3000 fiber bundles is generally used to manufacture fiber reinforced thermoplastics using continuous carbon fiber.
  • the continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite having 3000 fiber bundles has a problem of high manufacturing cost due to high raw material cost and low productivity.
  • One object of the present invention is to provide a continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite which can improve mechanical properties due to its excellent impregnation.
  • another object of the present invention is to provide a method for producing a continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite which can improve the mechanical properties by increasing the impregnation while lowering the manufacturing cost.
  • a method of manufacturing a continuous carbon fiber-reinforced thermoplastic composite according to the present invention wherein filaments of carbon fibers are formed by a sizing agent containing a water-soluble resin.
  • the continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite according to the present invention has high mechanical properties such as flexural strength and flexural rigidity due to high impregnation of the continuous carbon fibers in the thermoplastic.
  • the method of manufacturing a continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite according to the present invention is SI unit (MPa 1/2
  • SI unit MPa 1/2
  • FIG. 1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite according to the present invention.
  • the continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite according to the present invention comprises a continuous carbon fiber (carbon fiber or graphite fiber) impregnated in the thermoplastic resin, the continuous carbon fiber is a continuous continuous widened 4 to 8 times the width of the initial fiber bundle It is characterized by being a carbon fiber.
  • the continuous carbon fiber may be one in which the initial fiber bundle having a width of 5 mm is widened to 20 mm to 40 mm.
  • the continuous carbon fiber used may be a carbon fiber having 12000 or 24000 fiber bundles.
  • the manufacture of fiber-reinforced thermoplastics using continuous carbon fibers generally uses continuous fibers with 3000 fiber bundles, but they have high manufacturing costs due to high raw material costs and low productivity. Therefore, in the present invention, it is possible to expect the effect of productivity improvement while lowering the manufacturing cost by using a continuous carbon fiber having a universal 12000 or 24000 fiber bundles.
  • the continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite according to the present invention is characterized by having a flexural strength of 460 MPa or more, preferably 460 MPa to 680 MPa and a bending strength of 38 GPa or more, preferably 38 GPa to 44 GPa due to its high impregnation. This is attributable to the increase in the spreading properties (opening properties) of the continuous carbon fiber bundles.
  • FIG. 1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite according to the present invention.
  • the method for producing a continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite includes a continuous carbon fiber preparation step (S10), a binder removal step (S20) and a continuous carbon fiber bundle impregnation step (S30). .
  • a bundle in which respective carbon fiber filaments are focused by a sizing agent including a waterborne resin is included.
  • a sizing agent including a waterborne resin is included.
  • the focused continuous carbon fiber means a continuous carbon fiber in which continuous carbon fiber filaments are focused to improve handling of the continuous carbon fiber.
  • the focusability of the continuous carbon fiber means a property for maintaining the form of the continuous carbon fiber.
  • focusing agent collectively refers to the materials used as coatings to change or increase the specific physical properties of the continuous carbon fibers for focusing the continuous carbon fiber filaments.
  • the continuous carbon fiber preparing step (S10) described above may use a continuous carbon fiber in which the filaments of the continuous carbon fiber obtained by using a conventional method is focused.
  • the water-soluble resin for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene (polyethylene), polypropylene (polypropylene), polystyrene (polystyrene), polyphenylene oxide (polyphenylene oxidel; PPO), poly Polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), nylon 6.6, polymethyl methacrylate (PMMA), and the like can be used. It is available.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVC polyethylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • nylon 6.6 polymethyl methacrylate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the water-soluble resin is not particularly limited thereto.
  • Dissolution parameters of the above-mentioned water-soluble resin are as shown in Table 1 below.
  • the unit of solubility ( ⁇ ) was expressed as MPa 1/2 which is an SI unit.
  • the continuous carbon fiber may be one having a general purpose 12,000 or 24000 fiber bundles, which is relatively inexpensive to manufacture compared to the continuous carbon fiber having 3000 fiber bundles.
  • the continuous carbon fiber preparation step (S10) may be a step of focusing the continuous carbon fiber using a binding agent containing a water-soluble resin.
  • the binder is removed from the continuous carbon fiber by using a solvent having a difference in the solubility parameter of the water-soluble resin included in the binder from 2.0 or less based on the SI unit (MPa 1/2 ) ( S20).
  • the openness of the continuous carbon fiber bundles is determined during the impregnation process according to the manufacturer's focusing treatment. Remove it.
  • the solvent used in the present invention it is preferable to select a solvent which can dissolve a waterborne resin mainly used for the concentration treatment of the continuous carbon fibers and does not cause chemical effects such as erosion on the continuous carbon fibers. It is also desirable to select ones that do not interfere with the chemical properties of the continuous carbon fibers.
  • the solvent has a difference in solubility parameter from the water-soluble resin contained in the binding agent of 2.0 or less based on the SI unit (MPa 1/2 ).
  • solvents include n-Pentane, hexane, n-hexane, diethyl ether, ethyl acetate, chloroform, dichloromethane and 2-propanol. (2-propanol), ethanol (Ethanol), etc. can be used, These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the dissolution parameters of the solvents are as shown in Table 1 below.
  • the unit of solubility (delta) was described as MPa 1/2 which is SI unit.
  • the solvent according to the present invention can be adopted depending on the kind of the water-soluble resin contained in the continuous carbon fiber binding agent.
  • ethanol with a dissolution parameter difference of 1.8 with nylon 6.6 can be used as the solvent.
  • ethyl acetate or chloroform can be used as the solvent, where the difference in dissolution parameters with polystyrene or polyphenylene oxide is 0.1, respectively.
  • the content of the solvent applied to the continuous carbon fibers during the binding agent removal process is important because it affects the openness of the continuous carbon fiber bundle in the impregnation process. Accordingly, the solvent is preferably used at 200 parts by weight to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the continuous carbon fiber.
  • the binding agent may remain to reduce the carding performance of the continuous carbon fiber bundle in the impregnation process.
  • the content of the solvent exceeds 300 parts by weight relative to 100 parts by weight of the continuous carbon fiber, the focusing is easily released, thereby causing twist in the middle pin during the continuous process, and acting as a factor causing friction between the pin and the fiber.
  • solvent may flow down the continuous carbon fiber bundles to corrode the composite fabrication equipment of the metal.
  • the dispenser can adjust the amount of solvent dropping according to the production speed using a digital method or an analog method. Since the dispenser must contain a solvent, it is preferable to use one formed of a material having excellent chemical resistance.
  • thermoplastic plastic S30.
  • thermoplastic is not particularly limited, and for example, polyamide (PA), polypropylene, polyethylene, polyacetate, polyethylene terephthalate (PET), acrylonitrile butadiene styrene (acrylonitril-butadiene- styrene (ABS) resins and the like, and these may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • PA polyamide
  • PET polyethylene terephthalate
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • ABS acrylonitril-butadiene- styrene
  • the impregnation process may be carried out by heating the thermoplastic plastics into a fluid and then mixing the continuous carbon fiber bundles with the heated thermoplastic plastics and then applying pressure to compress them.
  • Impregnation process according to the present invention can be improved after the removal of the binding agent using the above solvent to improve the openness of the continuous carbon fiber bundle, in this case, the width of the initial continuous carbon fiber bundle 4 to 8 times It can be spread evenly with a wide width of.
  • the continuous carbon fiber after the impregnation process may be widened to 20mm to 40mm.
  • the impregnability of the continuous carbon fiber bundles with respect to the thermoplastic plastic can be increased, and thus the continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite having excellent mechanical properties such as flexural strength and flexural rigidity can be manufactured.
  • Continuous carbon fiber reinforced thermoplastic composite according to the present invention can be widely used in the production of molding materials, such as automobiles, aircraft, ships, electronic devices, etc. that require excellent mechanical properties such as light weight and bending and bending characteristics.
  • Polyamide 6 a matrix substrate, was heated to a temperature of 270 ° C., and carbon fiber twill cross CO6347 (manufactured by Touresa) was mixed in a volume fraction (wl%) of 49, and then pressed under a pressure of 10 MPa for 10 minutes to 20 mm. A composite spread out with a width of was prepared. Then, to measure the flexural strength and flexural stiffness, the composite material was cut with a diamond carter to prepare a 6 mm long specimen.
  • Example 1 Except having unfolded by the width of 40 mm, it produced like Example 1.
  • Example 1 and 2 have superior flexural strength and flexural rigidity characteristics than Comparative Examples, and in particular, Example 2 having the widest width of the continuous carbon fiber bundles has the flexural strength and flexural rigidity. It was confirmed that the most excellent mechanical properties.
  • the composite material has excellent mechanical properties as the impregnating property of the continuous carbon fiber bundle on the thermoplastic plastic is increased.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

함침성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재 및 그 제조 방법
본 발명은 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 함침성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
탄소 섬유를 매트릭스 수지(Matrix Resin) 중에 분산시킨 탄소섬유보강 복합재는 경량성, 역학특성, 치수안정성, 도전성 등이 우수한 점에서, 자동차, 항공기, 전기ㆍ전자기기 광학기기, 정밀기기, 오락ㆍ완구, 가정ㆍ사무제품, 건축재료 등의 폭넓은 분야에서 활용되고 있으며, 그 수요도 해마다 증가하고 있다.
이 탄소섬유보강 복합재를 이용한 성형기재를 얻는 방법의 하나로서, 탄소 섬유를 매트릭스 수지 등이 포함되어 있는 욕조에 함침(impregnation)시키는 방법을 들 수 있다.
품질이 높은 탄소섬유보강 복합재를 공업적으로 안정하게 성형하기 위해서는 탄소 섬유에 매트릭스 수지를 함침시키는 함침 공정에서, 수천 개의 필라멘트(filament)를 포함하는 탄소 섬유 다발과 매트릭스 수지의 함침이 용이하게, 그리고 완전히 행할 수 있도록 하는 것이 필요하다.
그러나, 탄소 섬유는 신장도가 작고, 취약한 성질을 갖기 때문에, 기계적 마찰 등에 의해서 보풀이 발생되기 쉽고, 또한 매트릭스 수지에 대한 습윤성이 부족하다. 이 때문에, 강화재로서 사용하는 탄소 섬유가 상기한 바와 같은 우수한 성질을 발휘하기 어렵다. 이를 개선하기 위해서 종래부터 섬유강화 복합재의 강화재에 사용하는 탄소 섬유에 대하여 집속제에 의한 처리가 실시되고 있다. 즉, 탄소 섬유에 집속제에 의한 처리를 실시함으로써, 탄소 섬유의 취급성을 향상시킴과 동시에 매트릭스 수지에 대한 습윤성을 향상시킨다.
이러한 집속제의 예로서, 에폭시 수지와 불포화 이염기산과 비스페놀류의 알킬렌옥사이드 부가물과의 축합물과, 단환 페놀 및 다환 페놀류로부터 선택되는 페놀류의 알킬렌옥사이드 부가물을 필수 성분으로 하는 집속제가 제안되었다. 또한, 에폭시 수지, 단환 또는 다환 페놀류의 알킬렌옥사이드 부가물 및 불포화 이염기산 또는 그 에스테르 형성성 유도체와, 비스페놀류의 알킬렌옥사이드 부가물과의 산가가 40 이하인 폴리에스테르 축합물로 이루어지는 집속제가 제안되었다.
일반적으로, 매트릭스 수지에 탄소 섬유가 분산된 탄소섬유보강 복합재에서는 탄소 섬유가 단섬유상으로 분산될수록 특성의 균일성 및 표면 외관 품위에 유리하다. 하지만, 탄소 섬유를 집속처리 할 경우, 함침 공정에서 탄소 섬유 다발의 펼침 특성이 저하됨에 따라 탄소섬유보강 복합재의 기계적 물성이 저하되는 문제점을 안고 있다.
한편, 연속 탄소 섬유를 이용하여 섬유보강 열가소성 플라스틱을 제조하는 데에는 일반적으로 3000개의 섬유 다발을 가지는 연속 섬유를 이용한다. 3000개의 섬유 다발을 가지는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 경우, 높은 원재료비와 낮은 생산성으로 인해 높은 제조원가를 가진다는 문제점을 안고 있다.
관련 선행문헌으로는 일본 공개특허 JP 2009-263406호(2009.11.12. 공개)가 있다.
본 발명의 하나의 목적은 우수한 함침성으로 인해 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제조단가는 낮추면서 함침성을 높여 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 연속 탄소섬유보강 열가소성 복합재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재는 열가소성 수지에 함침된 연속 탄소 섬유를 포함하며, 상기 연속 탄소 섬유는 초기 섬유 다발의 폭이 4배 내지 8배로 광폭화된 연속 탄소 섬유인 것을 특징으로 한다.
상기 다른 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법은, 수용성 수지(Waterborne Resin)를 포함하는 집속제(Sizing Agent)에 의해 탄소 섬유의 필라멘트(filament)들이 집속(Sizing)된 연속 탄소 섬유를 마련하는 단계; 상기 수용성 수지와의 용해 파라미터(Solubility Parameter)의 차가 SI 단위(MPa1/2)를 기준으로 2.0 이하인 용매를 사용하여 상기 집속제를 제거하는 단계; 및 상기 집속제가 제거된 연속 탄소 섬유 다발을 열가소성 플라스틱에 함침시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재는 열가소성 플라스틱에 대한 연속 탄소 섬유의 함침성이 높아 굴곡강도 및 굴곡강성 등의 기계적 물성이 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조방법은, 집속제에 포함된 수용성 수지와의 용해 파라미터 차가 SI 단위(MPa1/2)를 기준으로 2.0 이하인 용매를 사용하여 집속제를 제거함으로써, 제조사별 집속 처리에 상관없이 연속 탄소 섬유의 함침성을 높여 기계적 물성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재를 제작할 수 있다.
나아가, 연속 탄소 섬유의 함침성을 높일 수 있어 범용적인 연속 탄소 섬유를 이용할 수 있으므로 제조 단가를 낮추고 생산성이 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재는, 열가소성 수지에 함침된 연속 탄소 섬유(carbon fiber 또는 graphite fiber)를 포함하며, 연속 탄소 섬유는 초기 섬유 다발의 폭이 4배 내지 8배로 광폭화된 연속 탄소 섬유인 것을 특징으로 한다.
일례로, 연속 탄소 섬유는 5mm인 초기 섬유 다발의 폭이 20mm 내지 40mm로 광폭화된 것일 수 있다.
이때, 사용되는 연속 탄소 섬유는 12000개 또는 24000개의 섬유 다발을 가지는 탄소 섬유일 수 있다.
연속 탄소 섬유를 이용하여 섬유보강 열가소성 플라스틱을 제조하는 데에는 일반적으로 3000개의 섬유 다발을 가지는 연속 섬유를 이용하지만, 이는 높은 원재료비와 낮은 생산성으로 인해 높은 제조원가를 가진다. 따라서, 본 발명에서는 범용적인 12000개 또는 24000개의 섬유 다발을 가지는 연속 탄소 섬유를 사용하여 제조단가를 낮추면서 생산성 향상의 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재는 높은 함침성으로 인해 460MPa 이상, 바람직하게 460MPa 내지 680MPa의 굴곡강도 및 38GPa 이상, 바람직하게 38GPa 내지 44GPa의 굴곡강성을 가지는 것을 특징으로 한다. 이는 연속 탄소 섬유 다발의 펼침 특성(개섬성)을 높인 것에 기인한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법은 연속 탄소 섬유 마련 단계(S10), 집속제 제거 단계(S20) 및 연속 탄소 섬유 다발 함침 단계(S30)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 연속 탄소 섬유 마련 단계(S10)에서는 수용성 수지(Waterborne Resin)를 포함하는 집속제(Sizing Agent)에 의해 각각의 탄소섬유 필라멘트(filament)들이 집속(sizing)된 번들(bundle)의 연속 탄소 섬유를 마련한다(S10).
여기서, 집속된 연속 탄소 섬유는 연속 탄소 섬유 필라멘트(filament)가 집속되어 연속 탄소 섬유의 취급성이 향상된 연속 탄소 섬유를 의미한다. 본 발명에 있어서, 연속 탄소 섬유의 집속성이란, 연속 탄소 섬유의 형태를 유지하기 위한 성질을 의미한다.
본 명세서에 사용된 용어 집속제는 연속 탄소 섬유 필라멘트의 집속을 위해 연속 탄소 섬유의 특정한 물리적 특성을 변화시키거나 증가시키기 위해 코팅제로서 사용된 물질을 총괄하여 칭한다.
상기한 연속 탄소 섬유 마련 단계(S10)는 통상의 방법을 사용하여 얻어진 연속 탄소 섬유의 필라멘트가 집속된 연속 탄소 섬유를 이용할 수 있다.
이때, 수용성 수지로는, 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene; PTFE), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리페닐렌 옥사이드(polyphenylene oxidel; PPO), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 나일론(Nylon) 6.6, 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate; PMMA) 등을 사용할 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다. 그러나, 수용성 수지는 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상기한 수용성 수지의 용해 파라미터는 아래의 표 1에 나타낸 바와 같다. 용해도(δ)의 단위는 SI 단위인 MPa1/2로 표기하였다.
여기서, 연속 탄소 섬유는 탄소섬유보강 복합재를 이용한 성형기재의 제조를 용이하게 하기 위하여 초기 섬유 다발의 폭이 5mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 연속 탄소 섬유는 경제적 측면과 생산성 측면을 고려하여 3000개의 섬유 다발을 가지는 연속 탄소 섬유에 비해 상대적으로 제조원가가 저렴한 범용의 12000개 또는 24000개의 섬유 다발을 가지는 것을 사용할 수 있다.
한편, 연속 탄소 섬유 마련 단계(S10)에서는 통상의 방법을 통해 획득한 집속된 연속 탄소 섬유를 이용하는 것을 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와는 다르게, 연속 탄소 섬유 마련 단계(S10)는 수용성 수지를 포함하는 집속제를 사용하여 연속 탄소 섬유를 집속 처리하는 단계일 수 있다.
다음으로, 집속제에 포함된 수용성 수지와의 용해 파라미터(Solubility Parameter)의 차가 SI 단위(MPa1/2)를 기준으로 2.0 이하인 용매(Solvent)를 사용하여 연속 탄소 섬유로부터 집속제를 제거한다(S20).
일반적으로 제조사의 집속 처리에 따라 함침 공정 시 연속 탄소 섬유 다발의 개섬성이 정해지는데, 본 발명에서는 제조사에 따른 별도의 집속 처리에 상관없이 매트릭스 수지에 대한 연속 탄소 섬유의 함침성을 높이기 위해 집속제를 제거한다.
본 발명에 사용되는 용매로는 연속 탄소 섬유의 집속 처리에 주로 사용되는 수용성 수지(Waterborne Resin)를 용해할 수 있으면서 연속 탄소 섬유에 침식 등의 화학적인 영향을 끼치지 않는 것을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 연속 탄소 섬유의 화학적 특성을 저해하지 않는 것을 선택하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 용매는 집속제에 포함된 수용성 수지와의 용해 파라미터(Solubility Parameter)의 차가 SI 단위(MPa1/2)를 기준으로 2.0 이하인 것이 바람직하다.
예를 들어, 용매로는 펜탄(n-Pentane), 헥산(n-hexane), 디에틸에테르(Diethyl Ether), 에틸아세테이트(Ethyl Acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane), 2-프로판올(2-propanol), 에탄올(Ethanol) 등을 사용할 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
상기한 용매의 용해 파라미터는 아래의 표 1에 나타낸 바와 같다. 용해도(δ) 의 단위는 SI 단위인 MPa1/2로 표기하였다.
표 1
구분 물질명 δ(MPa1/2) 물질명 δ(MPa1/2)
용매 n-pentane 14.3 Chloroform 18.8
n-hexane 14.8 Dichloromethane 20.3
Diethyl Ether 15.6 2-propanol 23.7
Ethyl Acetate 18.6 Ethanol 26.4
수용성 수지 PTFE 12.7 PVC 19.4
Polyethylene 16.2 PET 20.7
Polypropylene 16.8 Nylon 6.6 28.0
Polystyrene 18.7 PMMA 19.0
Polyphenylene oxide 18.7 - -
즉, 본 발명에 따른 용매는 연속 탄소 섬유의 집속제에 포함된 수용성 수지의 종류에 따라 채택 가능하다.
예를 들어, 나일론 6.6을 이용하여 집속된 연속 탄소 섬유를 사용한다면, 용매로서 나일론 6.6과의 용해 파라미터 차가 1.8인 에탄올이 사용될 수 있다. 폴리스티렌 또는 폴리페닐렌 옥사이드를 이용하여 집속된 연속 탄소 섬유를 사용한다면, 용매로서 폴리스티렌 또는 폴리페닐렌 옥사이드와의 용해 파라미터의 차가 각각 0.1인 에틸 아세테이트 또는 클로로포름이 사용될 수 있다.
또한, 집속제 제거 공정 시 연속 탄소 섬유에 적용되는 용매의 함량은 함침 공정에서 연속 탄소 섬유 다발의 개섬성에 영향을 끼치므로 중요하다. 이에 따라, 용매는 연속 탄소 섬유 100중량부에 대하여 200중량부 내지 300중량부로 사용하는 것이 바람직하다.
용매의 함량이 연속 탄소 섬유 100중량부 대비 200중량부 미만일 경우, 집속제가 잔류되어 함침 공정에서 연속 탄소 섬유 다발의 개섬성을 저하시킬 수 있다. 반면, 용매의 함량이 연속 탄소 섬유 100중량부 대비 300중량부를 초과하는 경우, 집속이 쉽게 풀리고, 그로 인해 연속 공정 상에서 중간 핀에 걸려 꼬임이 발생하기도 하고, 핀과 섬유간의 마찰을 일으키는 요소로 작용하기도 한다. 또한, 용매가 연속 탄소 섬유 다발에서 흘러 내려와 금속으로 이루어진 복합재료 제조 장비를 부식시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 디스펜서(dispensor) 또는 피펫(pipette) 등을 사용하여 집속된 연속 탄소 섬유에 일정한 양의 용매를 공급할 수 있다.
디스펜서는 디지털 방식 또는 아날로그 방식 등을 사용하여 생산 속도에 따른 용매의 토출(dropping)량을 조절할 수 있다. 디스펜서는 용매를 담아야 하기 때문에 내화학성이 우수한 재질로 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 집속제가 제거된 연속 탄소 섬유 다발을 열가소성 플라스틱에 함침시킨다(S30).
열가소성 플라스틱은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리아미드(polyamide; PA), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아세테이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌(acrylonitril-butadiene-styrene; ABS) 수지 등을 사용할 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다. 열가소성 플라스틱은 시트, 직포, 부직포 등의 형태를 이용할 수 있다.
한편, 함침 공정은 열가소성 플라스틱을 가열하여 유체로 만든 후 연속 탄소 섬유 다발을 가열된 열가소성 플라스틱에 혼합한 다음 압력을 가하여 이들을 압착하여 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 함침 공정은 상기한 용매를 이용하여 집속제를 제거한 후 실시됨에 따라 연속 탄소 섬유 다발의 개섬성을 향상시킬 수 있는데, 이 경우, 초기 연속 탄소 섬유 다발의 폭을 4배 내지 8배의 광폭으로 균일하게 펼칠 수 있다.
즉, 초기 연속 탄소 섬유 다발의 폭이 5mm일 경우, 함침 공정 후 연속 탄소 섬유는 20mm 내지 40mm로 광폭화될 수 있다.
이처럼, 연속 탄소 섬유 다발의 개섬성이 향상되면 열가소성 플라스틱에 대한 연속 탄소 섬유 다발의 함침성을 높일 수 있어 굴곡강도, 굴곡강성 등의 기계적 물성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제작이 가능하다.
나아가, 연속 탄소 섬유 다발의 함침성을 높일 수 있어 범용적인 연속 탄소 섬유를 이용할 수 있으므로 제조 단가를 낮출 수 있고 함침 시간 단축을 통해 생산성이 우수하다는 장점을 가진다.
본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재는 경량화와 휘어짐이나 굴곡 특성 등의 우수한 기계적 물성을 필요로 하는 성형기재, 일례로 자동차, 항공기, 선박, 전자기기 등의 제조에 폭넓게 활용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 성능을 하기 실시예로서 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
매트릭스 기재인 폴리아미드 6를 270℃ 온도로 가열한 후 탄소 섬유 능직물 크로스(cross) CO6347(토우레사제)를 부피분율(wl%) 49로 혼합한 다음 10MPa의 압력하에서 10분 동안 압착하여 20mm의 폭으로 펼쳐진 복합재를 제조하였다. 그런 다음, 굴곡강도 및 굴곡강성을 측정하기 위하여 복합재를 다이아몬드 카터로 절단하여 6mm 길이의 시편을 제조하였다.
실시예 2
40mm의 폭으로 펼친 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 제작하였다.
비교예
10mm의 폭으로 펼친 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 제작하였다.
물성측정시험
<굴곡강도>
ASTM D638 규격에 의거하여 3점 굽힘 시험을 행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
<굴곡강성>
ASTM D638 규격에 의거하여 3점 굽힘 시험을 행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
표 2
구분 탄소 섬유 다발 폭(mm) 굴곡강도(MPa) 굴곡강성(GPa)
실시예 1 20 460 38
실시예 2 40 680 44
비교예 10 310 23
표 2를 참조하면, 실시예 1, 2가 비교예보다 굴곡강도 및 굴곡강성의 특성이 우수함을 확인할 수 있었고, 특히, 연속 탄소 섬유 다발의 폭이 가장 넓은 실시예 2가 굴곡강도 및 굴곡강성에 있어서 가장 우수한 기계적 물성을 보임을 확인할 수 있었다.
이를 통해, 열가소성 플라스틱에 대한 연속 탄소 섬유 다발의 함침성을 높일수록 복합재가 우수한 기계적 물성을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
S10 : 집속된 연속 탄소 섬유 마련 단계
S20 : 집속제 제거 단계
S30 : 연속 탄소 섬유 다발 함침 단계

Claims (10)

  1. 열가소성 수지에 함침된 연속 탄소 섬유를 포함하며,
    상기 연속 탄소 섬유는 초기 섬유 다발의 폭이 4배 내지 8배로 광폭화된 연속 탄소 섬유인 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연속 탄소 섬유는
    20mm 내지 40mm로 광폭화된 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재료는
    460MPa 이상의 굴곡강도를 가지는 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재료는
    38GPa 이상의 굴곡강성을 가지는 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연속 탄소 섬유는
    12000개 또는 24000개의 섬유 다발을 가지는 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재.
  6. 수용성 수지를 포함하는 집속제에 의해 탄소 섬유의 필라멘트(filament)들이 집속된 연속 탄소 섬유를 마련하는 단계;
    상기 수용성 수지와의 용해 파라미터(Solubility Parameter)의 차가 SI 단위(MPa1/2)를 기준으로 2.0 이하인 용매를 사용하여 상기 집속제를 제거하는 단계; 및
    상기 집속제가 제거된 연속 탄소 섬유 다발을 열가소성 플라스틱에 함침시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 용매는 펜탄(n-Pentane), 헥산(n-hexane), 디에틸에테르(Diethyl Ether), 에틸아세테이트(Ethyl Acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane), 2-프로판올(2-propanol) 및 에탄올(Ethanol) 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 용매는
    상기 연속 탄소 섬유 100중량부에 대하여 200중량부 내지 300중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 용매는
    디스펜서(dispensor) 또는 피펫(pipette)을 사용하여 상기 집속된 연속 탄소 섬유에 일정한 양이 공급되는 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 연속 탄소 섬유는
    12000개 또는 24000개의 섬유 다발을 가지는 연속 탄소 섬유를 사용하는 것을 특징으로 하는 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재의 제조 방법.
PCT/KR2012/011722 2012-01-11 2012-12-28 함침성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재 및 그 제조 방법 Ceased WO2013105749A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/370,141 US9539742B2 (en) 2012-01-11 2012-12-28 Continuous carbon fiber reinforced thermoplastic plastic composite having excellent impregnation properties and a method for manufacturing the same
CN201280066593.0A CN104080841B (zh) 2012-01-11 2012-12-28 浸渍性能优异的连续碳纤维增强热塑性塑料复合材料及其制备方法
JP2014551182A JP2015506292A (ja) 2012-01-11 2012-12-28 含浸性に優れた連続炭素繊維補強熱可塑性プラスチック複合材及びその製造方法
EP12864933.2A EP2803692B1 (en) 2012-01-11 2012-12-28 Continuous carbon fiber-reinforced thermoplastic composite material having superior impregnation properties and method for manufacturing same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120003603A KR101437212B1 (ko) 2012-01-11 2012-01-11 함침성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재 및 그 제조 방법
KR10-2012-0003603 2012-01-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013105749A1 true WO2013105749A1 (ko) 2013-07-18

Family

ID=48781661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2012/011722 Ceased WO2013105749A1 (ko) 2012-01-11 2012-12-28 함침성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재 및 그 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9539742B2 (ko)
EP (1) EP2803692B1 (ko)
JP (1) JP2015506292A (ko)
KR (1) KR101437212B1 (ko)
CN (1) CN104080841B (ko)
TW (1) TWI464200B (ko)
WO (1) WO2013105749A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6489519B2 (ja) * 2014-10-23 2019-03-27 ニッタ株式会社 強化繊維の製造方法
ES2901054T3 (es) 2015-02-27 2022-03-21 Toray Industries Material de suministro de resina, preforma y método para producir resina reforzada con fibra
CN109219678B (zh) * 2016-06-02 2022-02-01 应用材料公司 鉴定和修复站
EP3505662A4 (en) * 2016-08-25 2020-07-01 Japan Matex Co., Ltd. TWISTED WIRE, OPEN WIRE, CARBON FIBER COVERED THREAD, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
KR101893353B1 (ko) * 2017-10-13 2018-09-03 이국성 카본섬유와 열가소성 중합체가 혼합되어 제조되는 수지 조성물 및 그의 제조방법
CN110054909A (zh) * 2019-04-18 2019-07-26 佛山市仁享精密五金塑料制品有限公司 碳纤维塑料复合材料
CN112500169A (zh) * 2020-12-22 2021-03-16 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 一种连续电泳沉积改性碳纤维增强的多基体复合材料及其制备方法
CN114274487A (zh) * 2022-01-19 2022-04-05 句容市百事特复合材料有限公司 一种高强度塑料托板的制备工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003165851A (ja) * 2001-11-28 2003-06-10 Fukui Prefecture 繊維強化熱可塑性樹脂シート及びそれを用いた構造材並びに繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法
KR20080114750A (ko) * 2006-02-24 2008-12-31 도레이 카부시키가이샤 섬유 강화 열가소성 수지 성형체, 성형 재료, 및 그 제조 방법
JP2009263406A (ja) 2008-04-22 2009-11-12 Nagase Chemtex Corp 炭素繊維強化ポリアミド樹脂複合材の製造方法
KR20100044391A (ko) * 2008-10-22 2010-04-30 (주)엘지하우시스 열가소성 플라스틱-연속섬유 혼성복합체 제조방법
JP2011001410A (ja) * 2009-06-16 2011-01-06 Nano Structure Research Institute Co Ltd カーボンナノチューブ高配合樹脂粒状物およびその製造方法
JP2011157524A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Toray Ind Inc 繊維強化熱可塑性プラスチックおよびその製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2086444B (en) * 1980-09-18 1985-01-23 Sumitomo Chemical Co Process for continuous production of prepreg sheets
JPS6354441A (ja) * 1986-08-22 1988-03-08 Mitsubishi Rayon Co Ltd 繊維強化熱可塑性プリプレグの製造方法
JPH07216104A (ja) * 1994-01-26 1995-08-15 Polyplastics Co 長繊維強化樹脂構造物の製造方法
JPH08323748A (ja) 1995-05-29 1996-12-10 Toho Rayon Co Ltd 成形材料及びその製造方法
JP3049225B2 (ja) * 1997-12-09 2000-06-05 福井県 開繊シートの製造方法、および開繊シート製造装置
JP3685295B2 (ja) * 1998-05-14 2005-08-17 東洋紡績株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料及びそれを用いた電子・電気機器用筐体
JP4988230B2 (ja) * 2006-03-30 2012-08-01 帝人テクノプロダクツ株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂シートとその製造方法
JP5311444B2 (ja) 2006-12-27 2013-10-09 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 樹脂プリプレグの製造方法、樹脂プリプレグ用繊維シート、樹脂プリプレグ及びその複合材料
ES2624694T3 (es) * 2007-03-20 2017-07-17 Toray Industries, Inc. Material de moldeo, preimpregnado, material compuesto reforzado con fibras y proceso para la producción de un material de base de moldeo reforzado con fibras
JP5245266B2 (ja) 2007-03-22 2013-07-24 東レ株式会社 繊維強化成形基材の製造方法
CN101474868B (zh) 2008-10-15 2011-02-02 上海杰事杰新材料股份有限公司 连续纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带制备设备及应用
JP5326170B2 (ja) * 2009-05-25 2013-10-30 福井県 繊維束の開繊方法及び開繊糸シート並びに繊維補強シートの製造方法
CN102741350B (zh) 2010-01-29 2015-04-15 东丽株式会社 纤维增强热塑性树脂组合物、增强纤维束以及纤维增强热塑性树脂组合物的制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003165851A (ja) * 2001-11-28 2003-06-10 Fukui Prefecture 繊維強化熱可塑性樹脂シート及びそれを用いた構造材並びに繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法
KR20080114750A (ko) * 2006-02-24 2008-12-31 도레이 카부시키가이샤 섬유 강화 열가소성 수지 성형체, 성형 재료, 및 그 제조 방법
JP2009263406A (ja) 2008-04-22 2009-11-12 Nagase Chemtex Corp 炭素繊維強化ポリアミド樹脂複合材の製造方法
KR20100044391A (ko) * 2008-10-22 2010-04-30 (주)엘지하우시스 열가소성 플라스틱-연속섬유 혼성복합체 제조방법
JP2011001410A (ja) * 2009-06-16 2011-01-06 Nano Structure Research Institute Co Ltd カーボンナノチューブ高配合樹脂粒状物およびその製造方法
JP2011157524A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Toray Ind Inc 繊維強化熱可塑性プラスチックおよびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2803692A4

Also Published As

Publication number Publication date
TWI464200B (zh) 2014-12-11
CN104080841B (zh) 2017-12-15
US9539742B2 (en) 2017-01-10
US20150000829A1 (en) 2015-01-01
EP2803692A4 (en) 2015-09-23
TW201335248A (zh) 2013-09-01
KR20130082405A (ko) 2013-07-19
EP2803692A1 (en) 2014-11-19
JP2015506292A (ja) 2015-03-02
EP2803692B1 (en) 2018-08-08
CN104080841A (zh) 2014-10-01
KR101437212B1 (ko) 2014-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2454493C (en) Method of forming conductive polymeric nanocomposite materials and materials produced thereby
US4713283A (en) Reinforced composite structures
CA2786714C (en) Fiber-reinforced thermoplastic resin composition, reinforcing fiber bundle, and process for production of fiber-reinforced thermoplastic resin composition
US20200283591A1 (en) Reinforcing composite filament, prepreg, 3-d printing tape and machines for their production
EP2990185A1 (en) Composite material including unidirectional continuous fibers thermoplastic resin
EP2803692B1 (en) Continuous carbon fiber-reinforced thermoplastic composite material having superior impregnation properties and method for manufacturing same
KR20110041469A (ko) 보강된 열경화성 중합체 복합재의 제조 방법
KR101935632B1 (ko) 탄소 섬유 스테이플을 포함하는 방적사 및 이의 제조방법
CN110114393B (zh) 碳纤维预浸料或碳纤维增强塑料以及包含其的内部和外部材料
JPWO2013027674A1 (ja) 炭素繊維複合材
WO2015174758A1 (ko) 장섬유 보강 플라스틱 복합재 및 장섬유 보강 플라스틱 복합재의 제조 방법
JP2013173811A (ja) 樹脂組成物、成形材料およびその製造方法
WO2017135723A9 (ko) 플라즈마 처리를 통한 표면이 개질된 탄소섬유를 구비한 탄소 섬유 강화 폴리머 복합재 및 그 제조 방법
EP0203985A1 (en) Impregnating fibres reinforcement with polymer materials
JP5292711B2 (ja) 成形材料
US5004789A (en) Resin compositions based on phenolic resins
CN1330688C (zh) 液晶聚酯树脂组合物和由其模制成型的制品
WO2015156564A1 (ko) 열가소성 프리프레그의 제조방법 및 이로 제조된 열가소성 프리프레그
JPH05156081A (ja) 炭素繊維強化熱可塑性樹脂用熱可塑性樹脂ならびにこれを用いたプリプレグおよび炭素繊維強化熱可塑性樹脂
WO2025033626A1 (en) Propylene composite material composition and molded article using the same
WO2015178662A1 (ko) 연속섬유 강화 복합재 및 그의 제조방법
GB1568548A (en) Moulding composition of aromatic polysulphones
JP2003181833A (ja) 炭素繊維チョップドファイバー
JPH03227458A (ja) 炭素繊維ロービング材料とポリアミド樹脂組成物
JPS64202B2 (ko)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12864933

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14370141

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014551182

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012864933

Country of ref document: EP