KR102728937B1 - 강화 섬유 매트 및 섬유 강화 수지 성형 재료 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

평균 섬유길이가 5㎜ 이상 100㎜ 이하인 강화 섬유속으로 이루어지고, 상기 강화 섬유속의 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99중량%를 초과하고 100중량% 이하인 강화 섬유 매트. 또한, 상기 강화 섬유 매트 및 열가소성 수지로 이루어지는 섬유 강화 수지 성형 재료, 및 하기 공정[A]∼[D]를 포함하는 섬유 강화 수지 성형 재료의 제조 방법.
역학 특성과 성형시의 유동성이 우수한 강화 섬유 매트 및 섬유 강화 수지 성형 재료를 제공한다.
공정[A] 단위폭당의 단사수가 500개/㎜ 이상 1600개/㎜ 이하, 드레이프값이 120㎜ 이상 240㎜ 이하인 강화 섬유속의 매트 기재를 제작하는 공정
공정[B] 열가소성 수지를 상기 매트 기재 상에 산포 또는 적층하는 공정
공정[C] 상기 열가소성 수지를 용융하는 공정
공정[D] 용융한 상기 열가소성 수지를 완전 수지 함침시의 기재 두께보다 5% 이상 두꺼운 반면 사이에서 냉각·고화하는 공정

Description

강화 섬유 매트 및 섬유 강화 수지 성형 재료 및 그 제조 방법

본 발명은 역학 특성과 복잡 형상 성형성, 생산성이 우수한, 강화 섬유 매트 및 섬유 강화 수지 성형 재료에 관한 것이다.

탄소 섬유 강화 복합 재료(CFRP)는 비강도·비강성이 우수하며, 최근 자동차 부재용 CFRP의 개발도 활발해지고 있다.

CFRP의 자동차에의 적용예로서는 항공기나 스포츠 재료로 실적이 있는 열경화성 수지를 사용한 프리프레그, 레진 이동 몰딩(RTM; Resin transfer moulding), 필라멘트 와인딩(FW)에 의한 부재가 출시되어 있다. 한편, 열가소성 수지를 사용한 CFRP는 고속 성형이 가능하고 리사이클성이 우수함으로써, 양산차용 재료로서 주목받고 있다. 그 중에서도, 프레스 성형은 생산성이 높고, 복잡한 형상이나 대면적의 성형에도 대응할 수 있음으로써, 금속 성형의 대체로서의 기대가 높아지고 있다.

프레스 성형에 사용하는 중간 기재는 불연속 강화 섬유를 사용한 시트상의 재료가 주류이다. 대표적인 것으로서, 시트 성형 화합물(SMC), 유리 매트 열가소성 플라스틱(GMT)이 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2). 어느 중간 기재도 금형 캐비티 내에서 재료가 유동해서 충전되는, 소위 플로우 스탬핑 성형에 사용되고, 비교적 긴 강화 섬유가 촙드 스트랜드상 및/또는 스월상으로 되어 열가소 수지 중에 분산된 형태를 취한다. 단사수가 많은 섬유속으로 이루어지기 때문에, 성형시의 유동성은 우수하지만 성형품의 역학 특성은 떨어지는 경향이 있다. 또한, 생산 비용 저감이나 생산성 향상을 위해서, 강화 섬유속을 연속적으로 공급하는 중간 기재의 연속 생산이 요구되고 있다.

역학 특성과 유동성의 양립을 도모한 것으로서, 섬유길이나 농도 파라미터의 상이한 시트로 이루어지는 다층 구조의 성형 재료(특허문헌 3)가 있다. 또한, 역학 특성과 유동성이 우수한 성형 재료의 구성 재료가 되는 분섬 처리 구간과 미분섬 처리 구간을 포함하는 섬유속(특허문헌 4)이 있다. 섬유속의 두께나 폭 등을 조정하는 것으로 역학 특성을 향상시킨 성형 재료(특허문헌 5)가 있다. 이와 같이 역학 특성과 성형시의 유동성을 밸런스 좋게 양립시키기 위한 개선이 진행되고 있지만, 새로운 향상이 요구되고 있다. 또한, 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료의 품위나 연속 생산성의 향상이 중요해지고 있다.

일본 특허 공개 2000-141502호 공보 일본 특허 공개 2003-80519호 공보 일본 특허 제5985085호 공보 국제 공개 WO2016/104154호 일본 특허 제5512908호 공보

그래서, 본 발명은 상기 요구를 감안하여, 생산성이 우수한 섬유 강화 수지 성형 재료로서, 이러한 섬유 강화 수지 성형 재료를 사용한 성형체에는 높은 역학 특성을 부여할 수 있고, 또한 성형시의 유동성이 우수한 강화 섬유 매트 및 섬유 강화 수지 성형 재료를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은 예의검토한 결과, 상기 과제를 해결할 수 있는 강화 섬유 매트 및 섬유 강화 수지 성형 재료를 발명하는 것에 이르렀다. 즉, 본 발명은 이하의 구성으로 이루어진다.

[1] 평균 섬유길이가 5㎜ 이상 100㎜ 이하인 강화 섬유속으로 이루어지고, 상기 강화 섬유속의 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99중량%를 초과하고 100중량% 이하인 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.

[2] 상기 강화 섬유속의 단위폭당의 단사수가 500개/㎜ 이상 1,600개/㎜ 이하, 드레이프값이 120㎜ 이상 240㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 강화 섬유 매트.

[3] 상기 강화 섬유속에 에폭시 수지가 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 강화 섬유 매트.

[4] 상기 강화 섬유속에 폴리아미드 수지가 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 어느 하나에 기재된 강화 섬유 매트.

[5] 상기 강화 섬유속의 속 경도가 39g 이상 200g 이하인 것을 특징으로 하는 상기 어느 하나에 기재된 강화 섬유 매트.

[6] 상기 강화 섬유속의 평균 속 두께가 0.01㎜ 이상 0.2㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 어느 하나에 기재된 강화 섬유 매트.

[7] 상기 강화 섬유속의 평균 속 폭이 0.03㎜ 이상 3㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 어느 하나에 기재된 강화 섬유 매트.

[8] 상기 강화 섬유속의 폭 변화율(W2/W1)이 0.5 이상 1.1 이하인 것을 특징으로 하는 상기 어느 하나에 기재된 강화 섬유 매트.

[9] 상기 강화 섬유속의 사이징제 부착량이 0.1중량% 이상 5중량% 이하인 것을 특징으로 하는 상기 어느 하나에 기재된 강화 섬유 매트.

[10] 상기 강화 섬유속의 속 내 평균 섬유수가 50개 이상 4,000개 이하인 것을 특징으로 하는 상기 어느 하나에 기재된 강화 섬유 매트.

[11] 상기 강화 섬유속의 절단 각도(θ)가 3° 이상 30° 이하인 것을 특징으로 하는 상기 어느 하나에 기재된 강화 섬유 매트.

[12] 상기 어느 하나에 기재된 강화 섬유 매트 및 열가소성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지 성형 재료.

[13] 열가소성 수지 및 강화 섬유속을 포함하고, 공극률이 5체적% 이상 30체적% 이하이며, 상기 강화 섬유속은 단위폭당의 단사수가 500개/㎜ 이상 1600개/㎜ 이하, 드레이프값이 120㎜ 이상 240㎜ 이하인 강화 섬유속인 것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지 성형 재료.

[14] 하기 공정[A]∼[D]를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료의 제조 방법.

[A] 단위폭당의 단사수가 500개/㎜ 이상 1600개/㎜ 이하, 드레이프값이 120㎜ 이상 240㎜ 이하의 강화 섬유속의 매트 기재를 제작하는 공정.

[B] 열가소성 수지를 상기 매트 기재 상에 산포 또는 적층하는 공정.

[C] 상기 열가소성 수지를 용융하는 공정.

[D] 용융한 상기 열가소성 수지를 완전 수지 함침시의 기재 두께보다 5% 이상 두꺼운 반면 사이에서 냉각·고화하는 공정.

발명의 효과

본 발명에 의해, 역학 특성과 성형시의 유동성, 생산성이 우수한 강화 섬유 매트 및 섬유 강화 수지 성형 재료를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속을 나타내는 평면도이다.
도 3은 부분 분섬 섬유속의 제조 방법에 있어서의 사이징제 부여 공정의 타이밍 예를 나타내는 공정도이다.
도 4는 섬유속 확폭 공정을 포함하는 부분 분섬 섬유속의 제조 방법에 있어서의 사이징제 부여 공정의 타이밍 예를 나타내는 공정도이다.
도 5는 부분 분섬 섬유속의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 타이밍 예를 나타내는 공정도이다.
도 6은 부분 분섬 섬유속의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 다른 타이밍 예를 나타내는 공정도이다.
도 7은 섬유속 확폭 공정을 포함하는 부분 분섬 섬유속의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 타이밍 예를 나타내는 공정도이다.
도 8은 섬유속 확폭 공정을 포함하는 부분 분섬 섬유속의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 다른 타이밍 예를 나타내는 공정도이다.
도 9는 드레이프값의 측정 방법의 개략도이다.

강화 섬유의 종류로서는 제한이 없지만, 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 금속 섬유가 바람직하다. 그 중에서도, 탄소 섬유가 바람직하다. 탄소 섬유로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리아크릴로니트릴(PAN)계, 피치계, 레이온계 등의 탄소 섬유가 역학 특성의 향상, 섬유 강화 수지의 경량화 효과의 관점에서 바람직하게 사용할 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용해도 좋다. 그 중에서도, 얻어지는 섬유 강화 수지의 강도와 탄성률의 밸런스의 관점에서, PAN계 탄소 섬유가 더욱 바람직하다.

강화 섬유의 단섬유지름은 0.5㎛ 이상이 바람직하고, 2㎛ 이상이 보다 바람직하고, 4㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 강화 섬유의 단섬유지름은 20㎛ 이하가 바람직하고, 15㎛ 이하가 보다 바람직하고, 10㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 강화 섬유의 스트랜드 강도는 3.0㎬ 이상이 바람직하고, 4.0㎬ 이상이 보다 바람직하고, 4.5㎬ 이상이 더욱 바람직하다. 강화 섬유의 스트랜드 탄성률은 200㎬ 이상이 바람직하고, 220㎬ 이상이 보다 바람직하고, 240㎬ 이상이 더욱 바람직하다. 강화 섬유의 스트랜드 강도 또는 탄성률이 각각 이 범위이면, 본 발명의 강화 섬유 매트와 수지로 이루어지는 성형품의 역학 특성을 높일 수 있다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 불연속 강화 섬유속 내의 평균 섬유수의 상한은 4,000개 이하가 바람직하고, 3,000개 이하가 보다 바람직하고, 2,000개 이하가 더욱 바람직하다. 이 범위이면 강화 섬유 매트의 역학 특성을 높일 수 있다. 또한, 속 내 평균 섬유수 하한은 50개 이상이 바람직하고, 100개 이상이 보다 바람직하고, 200개 이상이 더욱 바람직하다. 이 범위이면 본 발명의 강화 섬유 매트와 수지로 이루어지는 성형 재료의 유동성을 높일 수 있다. 평균 섬유수의 도출 방법은 후술한다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유에 부착되는 사이징제는 특별히 한정되지 않지만, 에폭시기, 우레탄기, 아미노기, 카르복실기 등의 관능기를 갖는 화합물을 사용할 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용해도 좋다. 수용성 폴리아미드를 주성분으로서 함유하고 있는 강화 섬유의 수용성 집속제(集束劑)로 하는 경우, 수용성 폴리아미드는 주쇄 중에 3급 아미노기 및/또는 옥시에틸렌기를 갖는 디아민과 카르복실산으로부터 중축합해서 얻어지는 폴리아미드 수지이며, 상기 디아민으로서 피페라진환을 갖는 N,N'-비스(γ-아미노프로필)피페라진, N-(β-아미노에틸)피페라진 등 주쇄 중에 3급 아미노기를 포함하는 모노머, 옥시에틸렌알킬아민 등의 주쇄 중에 옥시에틸렌기를 포함하는 알킬디아민이 유용하다. 또한, 디카르복실산으로서는 아디프산, 세바신산 등이 있다.

수용성의 폴리아미드는 공중합체이어도 좋다. 공중합성분으로서는, 예를 들면 α-피롤리돈, α-피페리돈, ε-카프로락탐, α-메틸-ε-카프로락탐, ε-메틸-ε-카프로락탐, ε-라우로락탐 등의 락탐을 들 수 있고, 2원 공중합 또는 다원 공중합도 가능하지만, 공중합 비율은 수용성이라는 물성을 방해하지 않는 범위에 있어서 결정된다. 바람직하게는 락탐환을 가지는 공중합 성분 비율을 30중량% 이내로 하지 않으면 폴리머가 물에 완전 용해되지 않게 된다.

그러나, 상기 범위 외의 공중합 성분 비율에 난수용성의 폴리머이어도, 유기 및 무기산을 이용하여 용액을 산성으로 한 경우 용해성이 증대하고, 수가용성이 되어 사용이 가능해진다. 유기산으로서는 아세트산, 클로르아세트산, 프로피온산, 말레산, 옥살산, 플루오로아세트산 등이 있고, 무기산으로서는 일반적인 광산류인 염산, 황산, 인산 등을 들 수 있다.

이 수용성 폴리아미드는 사이징제가 부여되지 않은 강화 섬유에 1차 사이징제로서 사용해도 좋고, 사이징제가 미리 부여되어 있는 강화 섬유에 2차 사이징제로서 사용해도 좋다.

사이징제의 부착량은 사이징제가 부착된 강화 섬유속을 100중량%로 한 경우, 5중량% 이하가 바람직하고, 4중량% 이하가 보다 바람직하고, 3중량% 이하가 더욱 바람직하다. 사이징제의 부착량이 5중량%를 초과하면, 섬유속의 유연성이 떨어져 너무 단단해지고 보빈의 권취, 권출이 스무스하게 되지 않게 될 가능성이 있다. 또한, 커팅시에 단사 균열을 야기하고, 이상의 촙드 섬유속 형태가 얻어지지 않을 가능성이 생긴다. 사이징제의 부착량은 0.1중량% 이상이 바람직하고, 0.3중량% 이상이 보다 바람직하고, 0.5중량% 이상이 더욱 바람직하다. 사이징제의 부착량이 0.1중량% 미만인 경우, 성형품을 제작하려고 하면 매트릭스와 강화 섬유의 접착성이 저하하는 경향이 있고, 성형품의 역학 특성이 낮아질 가능성이 있다. 또한, 필라멘트가 흩어지고 보풀이 발생함으로써, 보빈으로부터의 권출이 저하하거나, 닙 롤러, 커터 칼날에의 권취가 발생할 수 있다. 사이징제의 부착량의 도출 방법은 후술한다.

사이징제의 부착량을 상기 범위로 함으로써 섬유속을 예를 들면 커터로 절단할 때에, 보빈으로부터의 권출의 향상, 닙 롤러, 커터 칼날에의 권취 저감이라는 효과가 얻어지고, 생산성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 절단된 섬유속이 균열되거나 단사 분산되는 것을 억제할 수 있고, 소정의 속 형태에의 유지성이 향상한다. 즉, 절단된 섬유속이 산포된 불연속 강화 섬유속으로 이루어지는 강화 섬유 매트에서 불연속 강화 섬유속을 형성하는 단사 개수의 분포가 좁아져 균일 또한 최적의 형태의 불연속 강화 섬유속이 얻는 것이 가능하다. 이에 따라, 섬유속이 면 배향되기 때문에, 역학 특성의 향상을 더 도모할 수 있다. 또한, 성형품의 역학 특성의 불균일성을 저감화하는 것이 가능하다.

이들의 사이징제는 강화 섬유 표면에 균질하게 부착된 것이 바람직하다. 그렇게 균질하게 부착시키는 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 이들 사이징제를 물 또는 알코올, 산성 수용액 0.1중량% 이상, 바람직하게는 1중량%∼20중량%의 농도로 용해하고, 그 고분자 용액에 롤러를 통해서 섬유속을 사이징제 처리액에 침지하는 방법, 사이징제 처리액이 부착된 롤러에 섬유속을 접하는 방법, 사이징제 처리액을 안개 형상으로 해서 섬유속에 분무하는 방법 등이 있다. 이 때, 섬유속에 대한 사이징제 유효 성분의 부착량이 적정 범위 내에서 균일하게 부착되도록, 사이징제 처리액 농도, 온도, 사조 장력 등을 컨트롤하는 것이 바람직하다. 또한, 사이징제 부여시에 섬유속을 초음파로 가진시키는 것이 보다 바람직하다. 상기 사이징제 부착 방법으로 부여해도 좋다.

또한, 강화 섬유에 부착된 사이징제 중의 물이나 알코올 등의 용제를 제거하기 위해서는 열처리나 풍건, 원심분리 등의 어느 방법을 사용해도 좋지만, 그 중에서도 비용의 관점에서 열처리가 바람직하다. 열처리의 가열 수단으로서는, 예를 들면 열풍, 열판, 롤러, 적외선 히터 등을 사용할 수 있다. 이 가열 처리 조건도 중요하며, 취급성, 매트릭스재와의 접착성의 양부에 관계가 있다. 즉, 사이징제를 섬유속에 부여한 후의 가열 처리 온도와 시간은 사이징제의 성분과 부착량에 의해 조정해야 한다. 상기 수용성 폴리아미드의 경우, 열 열화를 방지하는 관점에서 실온∼180℃ 하에서 건조하여 수분을 제거한 후, 열처리한다. 열처리 온도의 하한은 130℃ 이상이 바람직하고, 200℃ 이상이 보다 바람직하다. 열처리 온도의 상한은 350℃ 이하가 바람직하고, 280℃ 이하가 보다 바람직하다. 이 열처리 온도는 상기 수용성 폴리아미드가 공기 중의 산소에 의해 자기 가교하거나, 수용성을 잃어버리는 온도이다. 이 처리에 의해, 수용성 폴리머가 불용이 되어 흡습성도 잃어버리기 때문에, 필라멘트를 집속한 스트랜드의 끈적임이 없어져 후가공의 작업성이 향상될뿐만 아니라, 매트릭스재에의 밀착성이 좋아져 취급하기 쉬운 섬유속을 제공할 수 있다. 또한, 용제에 가교촉진제를 첨가하여, 열처리 온도를 낮게 하거나 시간을 단축하거나 하는 것도 가능하다. 또한, 23±5℃의 분위기 하에서 에이징 처리를 행함으로써 섬유속의 경도를 높일 수도 있다.

이 수용성 폴리아미드 수지를 사용한 사이징제는 각종 매트릭스재와의 친화성이 우수하고 있어 합성물 물성을 현저하게 향상시키지만, 특히 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 및 폴리에테르아미도이미드계 수지에 있어서 우수한 밀착성의 개선 효과가 있다.

상기 수용성 폴리아미드를 2차 사이징제로서 사용하는 경우에는 1차 사이징제가 부여된 강화 섬유에 상기 방법과 같은 부착 방법도 좋고, 강화 섬유속의 제조 공정에 있어서 부여해도 좋다. 특정 강화 섬유속의 제조에 있어서, 상기 강화 섬유속의 제조 공정 중 어느 하나의 타이밍에서 행해지는 사이징제의 부여에 대해서 예시하면, 예를 들면 사이징제를 용매(분산시키는 경우의 분산매 포함) 중에 용해(분산도 포함)한 사이징제 처리액을 조제하고, 상기 사이징제 처리액을 섬유속에 도포한 후에, 용매를 건조·기화시켜 제거함으로써 사이징제를 섬유속에 부여하는 것이 일반적으로 행해진다. 여기에서, 후에 상세하게 설명하는 대로, 이 도포 공정과 건조 공정 사이에 부분 분섬 처리나, 섬유속의 확폭 처리를 행해도 좋다.

본 발명에 있어서의 사이징제의 열 분해 개시 온도는 200℃ 이상이 바람직하고, 250℃ 이상이 보다 바람직하고, 300℃ 이상이 더욱 바람직하다. 열 분해 개시 온도의 도출 방법은 후술한다.

다음에, 본 발명에 있어서의 사이징제 부여의 타이밍에 대해서 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속의 제조 방법에 있어서, 강화 섬유속의 제조 공정 중에 있어서의 사이징제 부여 공정의 타이밍 예를 나타내고 있다. 도 3에는 섬유속(100)이 부분 분섬 처리 공정(300)을 거쳐서 부분 분섬 섬유속(180)에 형성되는 공정 중에 있어서, 사이징제 부여 공정(400)이 부분 분섬 처리 공정(300)보다 전에 행해지는 패턴 A와, 부분 분섬 처리 공정(300)보다 뒤에 행해지는 패턴 B가 나타내어져 있다. 패턴 A, 패턴 B 중 어느 타이밍도 가능하다.

도 4는 본 발명에 의한 섬유속 확폭 공정(301)을 포함하는 강화 섬유속의 제조 방법에 있어서, 강화 섬유속의 제조 공정 중에 있어서의 사이징제 부여 공정(400)의 타이밍 예를 나타내고 있다. 도 4에는 섬유속(100)이 섬유속 확폭 공정(301)과 부분 분섬 처리 공정(300)을 이 순서로 거쳐서 부분 분섬 섬유속(180)에 형성되는 공정 중에 있어서, 사이징제 부여 공정(400)이 섬유속 확폭 공정(301)보다 전에 행해지는 패턴 C와, 섬유속 확폭 공정(301)과 부분 분섬 처리 공정(300) 사이에서 행해지는 패턴 D와, 부분 분섬 처리 공정(300)보다 뒤에 행해지는 패턴 E가 나타내어져 있다. 패턴 C, 패턴 D, 패턴 E 중 어느 타이밍도 가능하지만, 최적인 부분 분섬 처리를 달성할 수 있는 관점에서 패턴 D의 타이밍이 가장 바람직하다.

도 5는 본 발명에 의한 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속의 제조 방법에 있어서, 강화 섬유속의 제조 공정 중에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 타이밍 예를 나타내고 있다. 사이징제 부여 공정(400)은 사이징제 도포 공정(401)과 건조 공정(402)을 포함하지만, 도 5에는 이들 사이징제 도포 공정(401)과 건조 공정(402)을 포함하는 사이징제 부여 공정(400)이, 섬유속(100)이 부분 분섬 처리 공정(300)을 거쳐서 부분 분섬 섬유속(180)에 형성되는 공정 중에 있어서, 부분 분섬 처리 공정(300)보다 전에 행해지는 패턴 F와, 부분 분섬 처리 공정(300)보다 뒤에 행해지는 패턴 G가 나타내어져 있다. 패턴 F, 패턴 G 중 어느 타이밍도 가능하다. 패턴 F는 도 3에 있어서의 패턴 A와, 패턴 G는 도 3에 있어서의 패턴 B와 실질적으로 동일하다.

도 6은 본 발명에 의한 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속의 제조 방법에 있어서, 강화 섬유속의 제조 공정 중에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 다른 타이밍 예를 나타내고 있다. 도 6에 나타내는 타이밍 예에 있어서의 패턴 H에서는 사이징제 부여 공정(400)에 있어서의 사이징제 도포 공정(401)과 건조 공정(402)이 분리되어 각각 다른 타이밍에서 행해진다. 사이징제 도포 공정(401)은 부분 분섬 처리 공정(300)보다 전에 행해지고, 건조 공정(402)은 부분 분섬 처리 공정(300)보다 뒤에 행해진다.

도 7은 본 발명에 의한 섬유속 확폭 공정을 포함하는 강화 섬유속의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 타이밍 예를 나타내고 있으며, 섬유속(100)이 섬유속 확폭 공정(301)과 부분 분섬 처리 공정(300)을 이 순서로 거쳐서 부분 분섬 섬유속(180)에 형성되는 공정 중에 있어서, 사이징제 부여 공정의 사이징제 도포 공정(401)이 섬유속 확폭 공정(301)보다 전에 행해지고, 건조 공정(402)에 대해서는 섬유속 확폭 공정(301)과 부분 분섬 처리 공정(300) 사이에서 행해지는 패턴 I와, 부분 분섬 처리 공정(300)보다 뒤에 행해지는 패턴 J가 나타내어져 있다.

도 8은 본 발명에 의한 섬유속 확폭 공정을 포함하는 강화 섬유속의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 다른 타이밍 예를 나타내고 있으며, 섬유속(100)이 섬유속 확폭 공정(301)과 부분 분섬 처리 공정(300)을 이 순서로 거쳐서 부분 분섬 섬유속(180)에 형성되는 공정 중에 있어서, 사이징제 부여 공정의 사이징제 도포 공정(401)이 섬유속 확폭 공정(301)과 부분 분섬 처리 공정(300) 사이에서 행해지고, 건조 공정(402)이 부분 분섬 처리 공정(300)보다 뒤에 행해지는 패턴 K가 나타내어져 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 강화 섬유속의 제조 방법에 있어서는 각종 타이밍에서 사이징제를 부여하는 것이 가능하다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속 중, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율은 99중량%를 초과하고 100중량% 이하가 좋다. 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99중량% 이하인 경우, 성형 재료의 유동성이 떨어질 우려가 있다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속의 드레이프값은 120㎜ 이상이 바람직하고, 145㎜ 이상이 보다 바람직하고, 170㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 드레이프값이 120㎜보다 작아지면 필라멘트가 흩어지고 보풀이 발생함으로써, 보빈으로부터의 권출의 저하, 닙 롤러, 커터 칼날에의 권취가 발생할 수 있다. 240㎜ 이하인 것이 바람직하고, 230㎜ 이하가 보다 바람직하고, 220㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 드레이프값이 240㎜를 초과하면 섬유속의 유연성이 떨어져 너무 단단해지고 보빈의 권취, 권출이 스무스하게 되지 않을 가능성이 있다. 또한, 커팅시에 단사 균열을 야기하여 이상의 촙드 섬유속 형태가 얻어지지 않을 가능성이 생긴다. 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속의 드레이프값의 도출 방법은 후술한다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속의 속 경도는 39g 이상이 바람직하고, 70g 이상이 보다 바람직하고, 120g 이상이 더욱 바람직하다. 경도가 39g 미만인 경우, 필라멘트가 흩어지고 보풀이 발생함으로써, 보빈으로부터의 권출의 저하, 닙 롤러, 커터 칼날에의 권취가 발생할 수 있다. 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속의 속 경도는 200g 이하인 것이 바람직하고, 190g 이하가 보다 바람직하고, 180g 이하가 더욱 바람직하다. 강화 섬유속의 경도가 200g을 초과하면, 섬유속이 너무 단단해지고 보빈의 권취, 권출이 스무스하게 가지 않을 가능성이 있다. 또한, 커팅시에 단사 균열을 야기하여 이상의 촙드 섬유속 형태가 얻어지지 않을 가능성이 생긴다. 강화 섬유 매트를 구성하는 강화 섬유속의 속 경도의 도출 방법은 후술한다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 불연속 강화 섬유속의 단위폭당 단사수는 500개/㎜ 이상이 바람직하고, 600개/㎜ 이상이 보다 바람직하고, 700개/㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 500개/㎜ 미만인 경우, 성형 재료의 유동성이 떨어질 우려가 있다. 1,600개/㎜ 이하가 바람직하고, 1,400개/㎜ 이하가 보다 바람직하고, 1,200개/㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 1,600개/㎜를 초과하는 경우, 성형품의 역학 특성이 떨어질 우려가 있다. 강화 섬유 매트를 구성하는 불연속 강화 섬유속의 단위폭당 단사수의 도출 방법은 후술한다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 불연속 강화 섬유속의 중량평균 섬유길이는 5㎜ 이상이 좋고, 7㎜ 이상이 바람직하고, 10㎜ 이상이 보다 바람직하다. 불연속 강화 섬유속의 중량평균 섬유길이는 100㎜ 이하가 좋고, 50㎜ 이하가 바람직하고, 25㎜ 이하가 보다 바람직하다. 강화 섬유속의 중량평균 섬유길이가 5㎜ 미만이면, 성형품의 역학 특성이 저하한다. 한편, 강화 섬유속의 중량평균 섬유길이가 100㎜를 초과하면, 성형성이 저하한다. 또한, 중량평균 섬유길이는 20개의 불연속 강화 섬유속에 있어서의, 도 1 또는 도 2에 나타내는 섬유길이(Lf)의 평균값이다.

또한, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이 강화 섬유속(102)의 섬유 방향에 대한 절단면의 각도(절단 각도(θ))는 3° 이상이 바람직하고, 4° 이상이 보다 바람직하고, 5° 이상이 더욱 바람직하다. 이 범위이면, 안정적으로 섬유속을 절단할 수 있다. 또한, 30° 이하가 바람직하고, 25° 이하가 보다 바람직하고, 15° 이하가 더욱 바람직하다. 이 범위이면, 성형시의 양호한 유동성과 성형품의 높은 역학 특성을 실현할 수 있다. 또한, θ은 절대값으로 나타내어진다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 불연속 강화 섬유속의 두께는 0.01㎜ 이상이 바람직하고, 0.03㎜ 이상이 보다 바람직하고, 0.05㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 0.01㎜ 미만의 경우, 성형 재료의 유동성이 떨어질 우려가 있다. 강화 섬유 매트를 구성하는 불연속 강화 섬유속의 두께는 0.2㎜ 이하가 바람직하고, 0.18㎜ 이하가 보다 바람직하고, 0.16㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 0.2㎜를 초과하는 경우, 성형품의 역학 특성이 떨어질 우려가 있다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 불연속 강화 섬유속의 수평균 속폭은 0.03㎜ 이상이 바람직하고, 0.05㎜ 이상이 보다 바람직하고, 0.07㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 0.03㎜ 미만인 경우, 성형 재료의 유동성이 떨어질 우려가 있다. 강화 섬유 매트를 구성하는 불연속 강화 섬유속의 평균 속폭은 3㎜ 이하가 바람직하고, 2㎜ 이하가 보다 바람직하고, 1㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 3㎜를 초과하는 경우, 성형품의 역학 특성이 떨어질 우려가 있다.

본 발명의 강화 섬유 매트를 구성하는 불연속 강화 섬유속의 물에의 침지 전에 있어서의 폭을 W1, 강화 섬유속을 25℃℃의 물에 5분간 침지한 후 인출하고, 1분간 물을 뺀 후에 있어서의 폭을 W2라고 하면, 강화 섬유속의 폭 변화율(W2/W1)은 0.5 이상이 바람직하고, 0.6 이상이 보다 바람직하고, 0.7 이상이 더욱 바람직하다. 상기 사이징제가 도포된 불연속 강화 섬유속의 폭 변화율(W2/W1)이 0.5보다 작으면 불연속 강화 섬유속에 부착되어 있는 사이징제의 수가용의 물성이 남아있음으로써, 분섬 처리를 한 후 분섬된 섬유속이 재응집할 수 있으며, 재응집하면 최적의 단사수로 조정된 섬유속의 형태를 유지하는 것이 곤란해진다. 최적의 단사수로 조정된 섬유속의 형태로 유지할 수 없으면, 복합 재료 성형에 사용되는 성형 재료 제작을 위해 상기 분섬 섬유속을 절단/산포하고, 불연속 섬유속의 중간 기재로 할 때에 최적의 형태인 중간 기재로 하는 것이 곤란해지고, 성형시의 유동성과 성형품의 역학 특성을 밸런스 좋게 발현시키는 것이 곤란해진다. 또한, 폭 변화율(W2/W1)은 1.1 이하인 것이 바람직하다. 폭 변화율(W2/W1)이 1.1을 초과하면 섬유속의 유연성이 떨어져 너무 단단해지고 보빈의 권취, 권출이 스무스하게 가지 않을 가능성이 있다. 또한, 커팅시에 단사 균열을 야기하여 이상의 촙드 섬유속 형태가 얻어지지 않을 가능성이 생긴다. 강화 섬유속의 폭 변화율(W2/W1)의 도출 방법은 후술한다.

본 발명에 있어서, 불연속 강화 섬유속의 강화 섬유 매트에 함침하는 매트릭스 열가소성 수지〔M〕로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 폴리아미드 수지, 폴리아세탈, 폴리아크릴레이트, 폴리술폰, ABS, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌술피드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 액정 폴리머, 염화비닐, 폴리테트라플루오르에틸렌 등의 불소계 수지, 실리콘 등을 들 수 있다. 특히, 상기 열가소성 수지로서 폴리아미드계 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 또한 폴리아미드에 무기계의 산화방지제를 배합시키는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용하는 열가소성 폴리아미드 수지로서는, 예를 들면 환상 락탐의 개환 중합 또는 ω-아미노카르본산의 중축합으로 얻어지는 나일론6, 나일론11, 나일론12나 디아민과 디카르복실산의 중축합으로 얻어지는 나일론66, 나일론610, 나일론612, 나일론6T, 나일론6I, 나일론 9T, 나일론M5T, 나일론MFD6, 2종 이상의 디아민과 디카르복실산의 중축합으로 얻어지는 나일론66·6·6I, 나일론66·6·12등의 공중합 나일론 등이 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 나일론6, 66, 610은 기계적 특성과 비용의 관점에서 바람직하다.

또한, 본 발명에 사용하는 할로겐화구리 또는 그 유도체로서는 요오드화구리, 브롬화구리, 염화구리, 메르캅토벤즈이미다졸과 요오드화구리의 착염 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 요오드화구리, 메르캅토벤즈이미다졸과 요오드화구리의 착염을 적합하게 사용할 수 있다. 할로겐화구리 또는 그 유도체의 첨가량으로서는 열가소성 폴리아미드 수지 100중량부에 대하여 0.001∼5중량부의 범위에 있는 것이 바람직하다. 첨가량이 0.001부 미만에서는 예열시의 수지 분해나 발연, 악취를 억제할 수 있고, 5중량부 이상에서는 개선 효과의 향상을 볼 수 없게 된다. 0.002∼1중량부가 열안정화 효과와 비용의 밸런스로부터 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서, 불연속 강화 섬유속의 강화 섬유 매트에 매트릭스 수지를 함침하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 상기 열가소성 수지를 함침하는 방법을 예시하면, 열가소성 수지 섬유를 함유하는 강화 섬유 매트를 제작하여 강화 섬유 매트에 포함되는 열가소성 수지 섬유를 그대로 매트릭스 수지로서 사용해도 상관없고, 열가소성 수지 섬유를 포함하지 않는 강화 섬유 매트를 원료로서 사용하여 강화 섬유 매트를 제조하는 임의의 단계에서 매트릭스 수지를 함침해도 상관없다.

또한, 열가소성 수지 섬유를 함유하는 강화 섬유 매트를 원료로서 사용하는 경우에도, 강화 섬유 매트를 제조하는 임의의 단계에서 매트릭스 수지를 함침할 수도 있다. 이러한 경우, 열가소성 수지 섬유를 구성하는 수지와 매트릭스 수지는 동일한 수지이어도 상관없고, 다른 수지이어도 상관없다. 열가소성 수지 섬유를 구성하는 수지와 매트릭스 수지가 상이한 경우에는 양자는 상용성을 갖거나, 또는 친화성이 높은 쪽이 바람직하다.

본 발명의 섬유 강화 수지 성형 재료는 주로 강화 섬유속과 열가소성 수지로 이루어지고, 5체적% 이상의 공극을 갖는다. 공극률은 7체적% 이상이 바람직하고, 10체적% 이상이 보다 바람직하다. 공극률이 5체적% 미만인 경우, 강화 섬유속의 기재가 유동해서 고속 생산을 할 수 없을 우려가 있다. 한편, 공극률의 상한은 30체적%이지만, 25체적% 이하가 바람직하고, 20체적% 이하가 보다 바람직하다. 30체적%를 초과하는 것은 열가소성 수지의 함침성이 나빠져 역학 특성이 저하할 가능성이 있는 것을 의미한다. 공극률의 도출 방법에 대해서는 후술한다.

또한, 섬유 강화 수지 성형 재료의 공극률, 및 강화 섬유속의 단위폭당의 단사수, 드레이프값을 동시에 상술한 범위로 함으로써 역학 특성과 유동성, 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다.

섬유 강화 수지 성형 재료를 제조함에 있어서, 강화 섬유 매트에의 매트릭스 수지인 열가소성 수지의 함침을 함침 프레스기를 사용하여 실시할 수 있다. 프레스기로서는 매트릭스 수지의 함침에 필요한 온도, 압력을 실현할 수 있는 것이면 특히 제한은 없고, 상하하는 평면상의 플래턴을 갖는 일반적인 프레스기나, 1대의 엔드리스 스틸 벨트가 주행하는 기구를 갖는 소위 더블 벨트 프레스기를 사용할 수 있다. 이러한 함침 공정에 있어서는 매트릭스 수지를 필름, 부직포 또는 직물 등의 시트상으로 한 후 불연속 섬유 매트와 적층하고, 그 상태에서 상기 프레스기 등을 이용하여 매트릭스 수지를 용융·함침할 수 있고, 입자상의 매트릭스 수지를 강화 섬유 매트 상에 산포해서 적층체로 해도 좋고, 또는 불연속 강화 섬유속을 산포할 때에 동시에 산포하여 강화 섬유 매트 내부에 섞어도 좋다.

이상과 같은 구성의 본 발명의 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료는, 예를 들면 하기 공정[A]∼[D]에 의해 제조된다.

[A] 단위폭당의 단사수가 500개/㎜ 이상 1600개/㎜ 이하, 드레이프값이 120㎜ 이상 240㎜ 이하인 강화 섬유속의 매트 기재를 제작하는 공정.

[B] 열가소성 수지를 상기 매트 기재에 산포 또는 적층하는 공정.

[C] 열가소성 수지를 용융하는 공정.

[D] 용융한 상기 열가소성 수지를 완전 수지 함침시의 기재 두께보다 5% 이상 두꺼운 반면 사이에서 냉각·고화하는 공정.

상기 공정[A]에 있어서는 상술한 바와 같은 물성을 갖는 강화 섬유속을, 예를 들면 소망하는 길이로 절단하고, 시트상으로 산포함으로써 불연속 섬유의 강화 섬유속으로 이루어지는 매트 기재로 한다.

공정[B]에 있어서는 상기 공정[A]에서 얻어진 매트 기재에 매트릭스 수지가 되는 열가소성 수지의 입자를 산포하거나, 필름, 부직포 또는 직물 등의 시트상의 열가소성 수지를 매트 기재 상에 적층한다. 또한, 공정[A]에 있어서, 원하는 섬유길이로 절단한 촙드 섬유속을 시트상으로 산포할 때에 동시에 열가소성 수지의 입자를 산포하고, 매트 기재 내부에 열가소성 수지를 섞어도 좋다.

그리고, 상기 공정[C], [D]는 프레스기를 사용하여 행할 수 있고, 매트릭스 수지인 열가소성 수지를 매트 기재에 함침시킨다. 프레스기로서는 매트릭스 수지의 함침에 필요한 온도, 압력을 실현할 수 있는 것이면 특별히 제한은 없고, 상하하는 평면상의 플래턴을 갖는 일반적인 프레스기나, 1대의 엔드리스 스틸 벨트가 주행하는 기구를 갖는 소위 더블 벨트 프레스기를 사용할 수 있다. 반면 사이의 간격은 완전 수지 함침시의 기재 두께보다 5% 이상 벌리는 것이 좋다. 완전 수지 함침시의 기재 두께에 대해서는 후술한다.

이상과 같은 일련의 공정에 의해 얻어지는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료는 특정 물성을 갖는 강화 섬유속을 사용하고, 또한 성형 재료에 있어서의 공극률이 상술한 바와 같은 범위가 되므로, 생산성을 높일 수 있는 동시에, 이러한 성형 재료를 사용한 성형체로서는 높은 역학 특성을 발현할 수 있고, 또한 성형시의 유동성에도 우수한 것이 된다.

실시예

이하, 실시예를 이용하여 본 발명의 상세를 설명한다. 각종 측정 방법, 계산 방법 및 평가 방법은 이하와 같다.

(1) 섬유 강화 수지 성형 재료의 공극률 측정 방법

섬유 강화 수지 성형 재료의 공극률은 JIS K-7075(1991년)에 준하여 하기 수식(4)으로부터 도출되는 10샘플의 평균값으로 한다. 또한, 섬유 질량 함유율(WF)(%)은 500℃, 15분, 질소 분위기 조건의 연소법에 의해 측정되어 하기 수식(1)으로 도출할 수 있다. 또한, 섬유 강화 수지 성형 재료의 비중(ρc)은 JIS K-7112(1999년)의 A법(수중 치환법)에 준하여 측정된다.

수식(1)

Wf = M1/M0×100(질량%)

(M1: 연소 후의 강화 섬유 질량(㎎), M0: 연소 전의 섬유 강화 수지 성형 재료의 질량(㎎))

수식(2)

Vf = (Wf/ρf)/(Wf/ρf+(100-Wf)/ρr)×100(%)

(Vf: 완전 함침시의 섬유 강화 수지 성형 재료의 섬유 체적 함유율, ρf: 강화 섬유의 비중, ρr: 열가소성 수지의 비중)

수식(3)

Vr = 100-Vf(%)

(Vr: 완전 함침시의 섬유 강화 수지 성형 재료의 수지 체적 함유율, ρr: 열가소성 수지의 비중)

수식(4)

공극률 = (1-100×ρc/(ρf×Vf+ρr×Vr))×100(%)

(2) 섬유 강화 수지 성형 재료의 완전 수지 함침시의 기재 두께의 측정 방법

섬유 강화 수지 성형 재료의 완전 수지 함침시의 기재 두께는 섬유 강화 수지 성형 재료의 단위면적당의 질량(P)(g/㎡), 완전 수지 함침시의 섬유 강화 수지 성형 재료의 섬유 체적 함유율(Vf), 완전 수지 함침시의 섬유 강화 수지 성형 재료의 수지 체적 함유율(Vr), 강화 섬유의 비중(ρf), 열가소성 수지의 비중(ρr)을 포함하는 하기 수식(5)으로부터 도출되고, 10샘플의 평균값으로 한다. 또한, 섬유 강화 수지 성형 재료의 단위면적당의 질량(P)(g/㎡)은 100㎜×100㎜의 성형 재료로부터 도출한다.

수식(5)

섬유 강화 수지 성형 재료의 완전 함침 두께 = P/(ρf×Vf+ρr×Vr)

또한, 「완전 수지 함침시」란 성형 재료에 수지가 간격 없이 함침했다고 상정되는 경우를 말한다.

(3) 평균 섬유수의 측정 방법

1m당의 강화 섬유속의 중량과 강화 섬유속을 구성하는 필라멘트수로부터 필라멘트 1m당의 중량(a)(㎎/m)을 도출한다. 다음에, 10㎜ 정도의 길이로 컷트한 강화 섬유속의 섬유길이(c)(㎜)와 중량(b)(㎎)을 측정하고, 하기 수식(6)에 의해 속을 구성하는 섬유수를 도출한다. 평균 섬유수는 합계 20개의 컷트한 강화 섬유속의 섬유수의 평균값으로 한다.

수식(6)

강화 섬유속의 섬유수 = (b×1,000/(a×c))

(4) 사이징제의 부착량의 측정 방법

사이징제가 부착되어 있는 강화 섬유속을 5g 정도 채취하고, 내열제의 용기에 투입했다. 다음에, 이 용기를 80℃, 진공 조건하에서 24시간 건조하고, 흡습하지 않도록 주의하면서 실온까지 냉각 후 칭량한 강화 섬유속의 중량을 m1(g)로 하고, 계속해서 용기마다 질소 분위기 중 500℃, 15분간의 회화 처리를 행했다. 흡습하지 않도록 주의하면서 실온까지 냉각하여 칭량한 강화 섬유속의 중량을 m2(g)로 했다. 이상의 처리를 거쳐서 강화 섬유속에의 사이징제의 부착량을 하기 수식(7)에서 의해 구했다. 측정은 10개의 섬유속에 대해서 행하여 그 평균값을 산출했다.

수식(7)

부착량(중량%) = 100×{(m1-m2)/m1}

(5) 열분해 개시 온도의 측정법

사이징제의 열분해 개시 온도는 이하와 같이 측정된다. 우선, 사이징제가 도포된 강화 섬유속을 5mg 정도 채취하고, 110℃에서 2시간 건조 후 데시케이터 내의 실온에서 1시간 냉각한다. 그 후에, 칭량하여 공기 분위기 중에서 TGA 측정한다. 공기 유량을 50ml/분, 승온 속도를 10℃/분으로 해서 실온으로부터 650℃까지의 중량 감소를 측정한다. 세로축을 초기 중량에 대한 사이즈 실의 중량비(%), 가로축을 온도(℃)로 하는 TGA 곡선에 있어서, 중량 감소 속도(%/℃)의 최대가 되는 온도 및 그것보다 저온측에서 가장 인접하는 중량 감소 속도가 극소가 되는 온도를 찾아, 각각의 접선의 교점의 온도를 열분해 개시 온도라고 정의한다.

단, 열분해 개시 온도의 정의는 사이징제의 화학 변성 후 매트릭스 수지 함침 전의 상태에 적용된다. 사이징제가 도포된 강화 섬유속의 열분해 개시 온도를 측정할 수 없는 경우, 사이징제를 강화 섬유속 대신에 사용할 수 있다.

(6) 드레이프값의 측정

30㎝로 절단한 강화 섬유속을 똑바로 펴서 평평한 대에 놓고, 만곡하거나 꼬이지 않음을 확인한다. 만곡 또는 꼬임이 발생한 경우, 100℃ 이하의 가열 또는 0.1㎫ 이하의 가압에 의해 제거하는 것이 바람직하다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 23±5℃의 분위기 하, 직방체의 대의 끝에서 30㎝로 절단한 강화 섬유속을 고정하고, 이 때, 강화 섬유속은 대의 끝에서 25㎝ 돌출되도록 고정, 즉 강화 섬유속의 끝에서 5㎝의 부분이 대의 끝에 오도록 하고, 이 상태에서 5분간 정치한 후 대에 고정하지 않는 쪽의 강화 섬유속의 선단과, 대의 측면의 최단 거리를 측정한 값을 드레이프값이라고 했다. 측정 개수는 n=5으로 해서 평균값을 채용했다.

(7) 속 경도의 측정

강화 섬유속의 경도는 JIS L-1096 E법(핸들 오미터법)에 준하여 HANDLE-O-Meter(DAIEI KAGAKU SEIKI MFG. CO.제 「CAN-1MCB」)를 사용하여 측정했다. 속 경도 측정에 사용하는 시험편의 길이는 10㎝, 폭은 필라멘트수 1600개로 1㎜이 되도록 강화 섬유속을 개섬 조정했다. 또한, 슬릿 폭은 20㎜로 설정했다. 이 슬릿 홈이 형성된 시험대에 시험편이 되는 강화 섬유속을 1개 놓고, 브레이드로 홈의 일정 깊이(8㎜)까지 시험편을 밀어넣을 때에 발생하는 저항력(g)을 측정했다. 강화 섬유속의 경도는 3회의 측정의 평균값으로부터 얻었다.

(8) 평균 속 두께의 측정법

속 두께를 섬유속 길이 방향(섬유 방향)으로 30㎝ 간격으로 20점 정도 측정하고, 그 평균값을 평균 섬유속 두께, 변동계수를 속 두께 불균일이라고 했다.

(9) 평균 섬유 속 폭의 측정법

속 폭을 섬유속 길이 방향(섬유 방향)으로 30㎝ 간격으로 20점 정도 측정하고, 그 평균값을 평균 섬유 속 폭, 변동계수를 속 폭 불균일이라고 했다.

(10) 단위폭당의 단사수

평균 섬유수를 평균 섬유 속 폭으로 나누어 단위폭당의 단사수라고 했다.

(11) 사이징제가 도포된 강화 섬유속의 폭 변화율 측정

강화 섬유속의 분섬 처리를 실시하기 전의 폭 40㎜에서 50㎜으로 확폭하여 사이징제가 도포된 탄소 섬유속을 길이 230㎜로 커팅하고, 그 일단을 끝에서 30㎜의 위치를 클립으로 끼우고, 역단에서 100㎜ 사이에 폭을 5점 측정하고, 그 평균값을 침지 전에 있어서의 폭 W1이라고 했다. 그 후에, 25℃의 물에 5분간 침지한 후 인출하고, 클립으로 끼운 측이 위로 오도록 매달은 상태에서 1분간 물을 뺀 후, 클립으로 끼운 역단에서 100㎜ 사이에 있어서의 폭을 5점 측정하고, 그 평균값을 침지 후에 있어서의 폭 W2라고 했다. 이상의 처리를 거쳐서, 사이징제가 도포된 강화 섬유속의 폭 변화율을 하기 수식(8)에 의해 구했다.

수식(8)

폭 변화율 = W2/W1

(12) 공정 통과성

강화 섬유속을 분섬하는 공정, 및 분섬한 강화 섬유속을 연속으로 컷트하여 산포하는 공정 통과성에 대해서 하기 A∼C와 같이 판정했다.

A: 강화 섬유속을 분섬할 수 있다. 분섬한 강화 섬유속을 보빈으로부터 권출하고, 문제 없이 컷트, 산포할 수 있다.

B: 강화 섬유속을 분섬할 수 있다. 그러나, 분섬한 강화 섬유속이 보빈이나 커팅부에서 1000m에 1∼7회 권취된다.

C: 강화 섬유속을 분섬할 수 없다. 또는, 분섬 섬유일 수 있지만, 분섬한 강화 섬유속이 보빈이나 커팅부에서 1000m에 8회 이상 권취된다.

(13) 역학 특성의 평가 방법

강화 섬유 매트를 후술하는 방법에 의해 성형하고, 500×400㎜의 평판 성형품을 얻었다. 평판 길이 방향을 0°로 해서 얻어진 평판으로부터 0°과 90° 방향에서, 각각 100×25×2㎜의 16개의 시험편(합계 32편)을 절출하고, JIS K7074(1988년)에 준거하여 측정을 실시했다. 역학 특성으로서는 굽힘 강도, 굽힘 탄성률, 굽힘 강도의 CV값(%)의 CV값(%)을 구했다(CV: 변동계수). 굽힘 강도가 200㎫ 미만을 C, 200㎫ 이상 350㎫ 미만을 B, 350㎫ 이상을 A라고 판정했다. 굽힘 강도의 CV값(%) 15%를 초과하는 경우를 C, 10% 이상 15% 이하를 B, 10% 미만을 A라고 판정했다.

(14) 유동성 시험(스탬핑 성형)

·수지 시트 1의 경우

치수 150㎜×150㎜×2㎜의 성형 재료를 2매 겹친 상태에서, 기재 중심 온도(2매 겹친 사이의 온도)가 260℃가 되도록 예열 후 150℃로 승온한 프레스 반에 배합하여 10㎫에서 30초간 가압했다. 이 압축 후의 면적 A2(㎟)와, 프레스 전의 기재의 면적 A1(㎟)을 측정하고, A2/A1×100을 유동율(%)로 했다. 유동율이 200% 미만을 C, 200% 이상 300% 미만을 B, 300% 이상을 A라고 판정했다.

·수지 시트 2의 경우

치수 150㎜×150㎜×2㎜의 성형 재료를 2매 겹친 상태에서, 기재 중심 온도(2매 겹친 사이의 온도)가 220℃가 되도록 예열 후 120℃로 승온한 프레스 반에 배합하여 10㎫에서 30초간 가압했다. 이 압축 후의 면적 A2(㎟)와, 프레스 전의 기재의 면적 A1(㎟)을 측정하고, A2/A1×100을 유동율(%)로 했다. 유동율이 200% 미만을 C, 200% 이상 300% 미만을 B, 300% 이상을 A라고 판정했다.

[사용 원료]

·강화 섬유속 1: 탄소 섬유속(ZOLTEK Corporation제 "PX35", 단사수 50,000개, "13" 사이징제)을 사용했다.

·강화 섬유속 2: 유리 섬유속(Nitto Boseki Co., Ltd.제 240TEX, 단사수 1,600개)을 사용했다.

·수지 시트 1: 폴리아미드6 수지(Toray Industries, Inc.제, "AMILAN"(등록상표) CM1001)로 이루어지는 폴리아미드 마스터 배지를 사용하여 시트를 제작했다.

·수지 시트 2: 미변성 폴리프로필렌 수지(Prime Polymer Co., Ltd.제, "PRIME POLYPRO(등록상표) J106MG) 90질량%와 산변성 폴리프로필렌 수지(Mitsui Chemicals, Inc.제, "ADMER"(등록상표) QE800) 10질량%로 이루어진 폴리프로필렌 마스터 배지를 사용하여 시트를 제작했다.

·사이징제 1: 수용성 폴리아미드(Toray Industries, Inc.제, "T-70")를 사용했다.

·사이징제 2: 수용성 폴리아미드(Toray Industries, Inc.제, "A-90")를 사용했다.

·사이징제 3: 수용성 폴리아미드(Toray Industries, Inc.제, "P-70")를 사용했다.

·사이징제 4: 수용성 폴리아미드(Toray Industries, Inc.제, "P-95")를 사용했다.

[강화 섬유 매트의 제조 방법]

섬유속을, 와인더를 사용하여 일정 속도 10m/분으로 권출하고, 10㎐에서 축 방향으로 진동하는 진동 확폭 롤에 통과시키고, 확폭 처리를 실시한 후에 폭 규제롤을 통과시킴으로써 임의의 폭으로 확폭한 확폭 섬유속을 얻었다.

그 후에, 확폭 섬유속을 정제수로 희석한 사이징제에 연속적으로 침지시켰다. 이어서, 250℃의 핫 롤러와 250℃의 건조로(대기 분위기 하)에 사이징제를 도포한 확폭 섬유속을 제공하고, 건조하여 수분을 제거하고, 1.5분간 열처리를 실시했다.

얻어진 확폭 섬유속에 대하여, 두께 0.2㎜, 폭 3㎜, 높이 20㎜의 돌출 형상을 구비하는 분섬 처리용 철제판을 강화 섬유속의 폭 방향에 대하여 동일한 간격으로 병행하여 세팅한 분섬 처리 수단을 준비했다. 이 분섬 처리 수단을 확폭 섬유속에 대하여, 간헐적으로 뽑아 꽂고, 임의의 분할수의 강화 섬유속을 얻었다.

이 때, 분섬 처리 수단은 일정 속도 10m/분으로 주행하는 확폭 섬유속에 대하여, 3초간 분섬 처리 수단을 찔러넣어 분섬 처리 구간을 생성하고, 0.2초간으로 분섬 처리 수단을 빼서 재차 찔러넣는 동작을 반복하여 행했다.

얻어진 강화 섬유속은 목적의 평균 섬유수가 되도록 분섬 처리 구간에서 섬유속이 폭 방향에 대하여 분섬되어 있고, 적어도 1개의 분섬 처리 구간의 적어도 1개의 단부에 단사가 교락한 낙합부가 축적되어 이루어지는 낙합 축적부를 가지고 있었다. 계속해서, 얻어진 강화 섬유속을 로터리 커터에 연속적으로 삽입해서 섬유속을 임의의 섬유 길이로 절단하고, 균일 분산하도록 산포함으로써 섬유 배향이 등방적인 강화 섬유 매트를 얻었다.

임의의 간격을 갖는 더블 벨트 프레스기로 수지 시트를 강화 섬유 매트의 상하로부터 끼워넣어 수지를 함침시킴으로써 성형 재료를 얻었다.

이 섬유 강화 수지 성형 재료의 생산성에 대해서, 표층의 수지가 기재에 함침하지 않는 상태, 또는 표층의 섬유가 꼬인 상태를 C, 표층의 수지가 기재에 함침하고 섬유가 꼬이지 않은 상태를 A로 판정했다.

(참고예 1)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 990개, 단위폭당의 섬유수 1,540개/㎜, 사이징제 1을 포함하는 토탈 사이징제 부착량 3.2중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.5중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유 매트를 제작했다.

(참고예 2)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 1030개, 단위폭당의 섬유수 1,480개/㎜, 사이징제 1을 포함하는 토탈 사이징제 부착량 4.0중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.7중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유속을 제작했다.

(참고예 3)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 1,880개, 단위폭당의 섬유수 1,220개/㎜, 사이징제 1을 포함하는 토탈 사이징제 부착량 3.1중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.8중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유 매트를 제작했다.

(참고예 4)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 5,230개, 단위폭당의 섬유수 1,540개/㎜, 사이징제 2를 포함하는 토탈 사이징제 부착량 2.8중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.6중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유 매트를 제작했다.

(참고예 5)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 410개, 단위폭당의 섬유수 550개/㎜, 사이징제 2를 포함하는 토탈 사이징제 부착량 3.3중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.7중량%인 강화 섬유속 2로 이루어지는 강화 섬유 매트를 제작했다.

(참고예 6)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 1,540개, 단위폭당의 섬유수 2,580개/㎜, 사이징제 3을 포함하는 토탈 사이징제 부착량 3.3중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.3중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유 매트를 제작했다.

(참고예 7)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 1,120개, 단위폭당의 섬유수 3,940개/㎜, 사이징제 4를 포함하는 토탈 사이징제 부착량 4.7중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.2중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유 매트를 제작했다.

(참고예 8)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 930개, 단위폭당의 섬유수 4,380개/㎜, 사이징제 4를 포함하는 토탈 사이징제 부착량 3.1중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.4중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유 매트를 제작했다.

(참고예 9)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 1070개, 단위폭당의 섬유수 1510개/㎜, 사이징제 4를 포함하는 토탈 사이징제 부착량 2.4질량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.7중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유속을 제작했다.

(참고예 10)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 1030개, 단위폭당의 섬유수 1490개/㎜, 사이징제 4를 포함하는 토탈 사이징제 부착량 1.7질량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.8중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유속을 제작했다.

(참고예 11)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 300개, 단위폭당의 섬유수 400개/㎜, 사이징제 2를 포함하는 토탈 사이징제 부착량 3.0질량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.6중량%인 강화 섬유속 2로 이루어지는 강화 섬유속을 제작했다.

(참고예 12)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 1,010개, 단위폭당의 섬유수 1,510개/㎜, 사이징제 1을 포함하는 토탈 사이징제 부착량 4.0중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 95.0중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유속을 제작했다.

(참고예 13)

표 1에 나타내는 바와 같이, 속 내 평균 섬유수 930개, 단위폭당의 섬유수 1,480개/㎜, 사이징제 3을 포함하는 토탈 사이징제 부착량 5.5중량%, 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99.2중량%인 강화 섬유속 1로 이루어지는 강화 섬유 매트를 제작했다.

(실시예 1)

참고예 1로 제작한 강화 섬유 매트와 수지 시트 1을 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 8.7% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 2)

참고예 2로 제작한 강화 섬유 매트와 수지 시트 2를 두께 제어된 220℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 13.6% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 3)

참고예 3로 제작한 강화 섬유 매트와 수지 시트 1을 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 28.2% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 4)

참고예 4로 제작한 강화 섬유 매트와 수지 시트 1을 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 22.0% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 5)

참고예 5로 제작한 강화 섬유 매트와 수지 시트 1을 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 16.3% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 1)

참고예 6으로 제작한 강화 섬유속과 수지 시트 1을 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 4.2% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 2)

참고예 7로 제작한 강화 섬유속과 수지 시트 1을 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 66.7% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 3)

참고예 8로 제작한 강화 섬유속과 수지 시트 2를 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 16.3% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 4)

참고예 9로 제작한 강화 섬유속과 수지 시트 2를 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 26.3% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 5)

참고예 10으로 제작한 강화 섬유속과 수지 시트 2를 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 31.3% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 6)

참고예 11로 제작한 강화 섬유속과 수지 시트 1을 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 17.6% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 7)

참고예 12로 제작한 강화 섬유 매트와 수지 시트 2를 두께 제어된 220℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 13.6% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(비교예 8)

참고예 13으로 제작한 강화 섬유 매트와 수지 시트 2를 두께 제어된 280℃의 금형에 세팅하고, 1㎫의 면압으로 5분간 홀드했다. 그 후에, 면압을 가하면서, -20℃/분으로 100℃ 미만이 될 때까지 냉각하여 섬유 강화 수지 성형 재료를 제작했다. 반면 사이의 거리에 상당하는 성형 재료의 두께는 완전 수지 함침시의 두께보다 16.3% 정도 두꺼웠다. 성형 재료의 역학 특성, 유동성을 평가하고, 결과를 표 2에 나타낸다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 강화 섬유 매트는 불연속 강화 섬유 합성물의 재료이며, 불연속 강화 섬유 합성물은 자동차 내외장, 전기·전자기기 케이싱, 자전거, 항공기 내장재, 수송용 상자체 등에 적합하게 사용할 수 있다.

100 섬유속 102 강화 섬유속
180 부분 분섬 섬유속 300 부분 분섬 처리 공정
301 섬유속 확폭 공정 400 사이징제 부여 공정
401 사이징제 도포 공정 402 건조 공정
A∼K 패턴

Claims (15)

1. 중량평균 섬유길이가 5㎜ 이상 100㎜ 이하인 강화 섬유속으로 이루어지고, 상기 강화 섬유속의 속 내 섬유수가 86개 이상인 속의 중량 비율이 99중량%를 초과하고 100중량% 이하이고, 상기 강화 섬유속의 단위폭당의 단사수가 500개/㎜ 이상 1,600개/㎜ 이하, 드레이프값이 120㎜ 이상 240㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 강화 섬유속에 에폭시 수지가 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 강화 섬유속에 폴리아미드 수지가 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 강화 섬유속의 속 경도가 39g 이상 200g 이하인 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 강화 섬유속의 평균 속 두께가 0.01㎜ 이상 0.2㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 강화 섬유속의 평균 속 폭이 0.03㎜ 이상 3㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 강화 섬유속의 폭 변화율(W2/W1)이 0.5 이상 1.1 이하인 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 강화 섬유속의 사이징제 부착량이 0.1중량% 이상 5중량% 이하인 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 강화 섬유속의 속 내 평균 섬유수가 50개 이상 4,000개 이하인 것을 특징으로 하는 강화 섬유 매트.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 강화 섬유속의 절단 각도(θ)가 3° 이상 30° 이하인 강화 섬유 매트.
12. 제 1 항에 기재된 강화 섬유 매트 및 열가소성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지 성형 재료.
13. 열가소성 수지 및 강화 섬유속을 포함하고, 공극률이 5체적% 이상 30체적% 이하이며, 상기 강화 섬유속은 단위폭당의 단사수가 500개/㎜ 이상 1600개/㎜ 이하, 드레이프값이 120㎜ 이상 240㎜ 이하인 강화 섬유속인 것을 특징으로 하는 섬유 강화 수지 성형 재료.
14. 하기 공정[A]∼[D]를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료의 제조 방법.
    공정[A] 단위폭당의 단사수가 500개/㎜ 이상 1600개/㎜ 이하, 드레이프값이 120㎜ 이상 240㎜ 이하인 강화 섬유속의 매트 기재를 제작하는 공정
    공정[B] 열가소성 수지를 상기 매트 기재 상에 산포 또는 적층하는 공정
    공정[C] 상기 열가소성 수지를 용융하는 공정
    공정[D] 용융한 상기 열가소성 수지를 완전 수지 함침시의 기재 두께보다 5% 이상 두꺼운 반면 사이에서 냉각·고화하는 공정
15. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강화 섬유속은, 사이징제가 미리 부여되어 있는 강화 섬유에 2차 사이징제로서 수용성 폴리아미드가 부여된 것을 특징으로 하는, 강화 섬유 매트.