KR100221743B1

KR100221743B1 - 적층시트의 제조방법

Info

Publication number: KR100221743B1
Application number: KR1019960014115A
Authority: KR
Inventors: 준이찌 신구; 카쯔유키 모리타; 토시히로 토요다; 신지 타치하라; 코지로 모타이; 사토루 키시
Original assignee: 사또 아끼오; 미쓰이 가가쿠 가부시기가이샤
Priority date: 1995-05-01
Filing date: 1996-05-01
Publication date: 1999-09-15
Also published as: TW363012B; NO306151B1; NO961750L; NO961750D0; EP0740996B1; DE69601387T2; DE69601387D1; EP0740996A1; KR960040652A; US5824178A

Abstract

본 발명은, 유리섬유나 탄소섬유 등의 연속보강섬유시트에 폴리프로필렌계수지 등의 열가소성수지를 함침시킨 섬유보강수지시트를 적층해서 얻게되는 섬유보강적층시트의 연속적 제조방법 및 장치에 관한 것으로서, 일정섬유방향을 가진 섬유보강열가소성수지시트를 컷해서 다른 섬유방향으로 적층하고, 전체면을 용착해서 이음매없이 물리적으로도 균일하며 특히 휘어짐이 없는 적층시트를 얻는 것을 과제로 한 것이며, 그 해결수단으로서, 연속섬유를 1방향으로 정렬시켜서 시트형상으로 하고, 이 정렬섬유시트에 열가소성수지를 함침해서 얻게되는 섬유보강열가소성수지시트를 정척으로 컷해서, 순차 맞댐장치로 공급하고, 컷시트의 컷끝면을 나란히 하면서 시트끝면을 간단없이 맞댐하고, 상기 컷시트군과 병렬로 주행시킨 섬유보강열가소성수지시트의 연속시트와의 양끝면을 맞댐한 상태에서 라미네이트부에 공급하고, 가열롤에 달라붙게함으로써 양시트를 가열·용착하고, 이어서 닙롤에 의해 삽입·압착하고, 또 냉각롤에 달라붙게 함으로써 압착시트를 냉각·경화시키는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

적층시트의 제조방법

제1도는 본 발명의 적층시트의 연속적 제조에 적합한 장치의 일례의 전체도.

제2도는 컷시트풀어내기부의 일례를 도시한 도면.

제3도는 컷시트의 배분부의 일례를 도시한 도면.

제4도는 배분시의 각 부의 동작예의 타임차트.

제5도는 컷시트맞댐부의 일례의 평면도 및 측면도.

제6도는 이음매부분의 위치와 이음매부분의 확대도.

제7도는 연속시트풀어내기부의 일례의 평면도 및 측면도.

제8도는 라미네이트부의 일례의 측면도.

제9도는 냉각롤과 교정롤의 요부의 일례를 도시한 도면.

제10도는 샘플의 잘라냄과 휘어짐의 측정관계를 표시한 도면.

제11도는 라미네이트속도와 벨트콘베이어속도와의 관계를 구하기 위한 관계도.

제12도는 적층된 열가소성수지시트의 적층면의 온도변화의 일예를 표시한 도면.

제13도는 휘어짐의 발생상황을 표시하는, 적층열가소성수지시트의 일례의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 컷시트용 원단 2 : 댄서롤

3 : 이송롤 4 : 컷부

5 : 배분콘베이어 6 : 2단테이블

7 : 위치제공롤 8 : 송출롤

9 : 벨트콘베이어 10 : 가이드판

11 : 선행컷시트 12 : 후속컷시트

13 : 건너기판 14 : 뜸방지시트

15, 15' : 위치결정장치 16, 17 : 연속시트원단

18∼23 : 가이드롤 24 : 끝면검출기

25 : 댄서롤 26 : 넓이모임가이드

27 : 제2뜸방지시트 28∼31 : 가열롤

32∼35 : 냉각롤 36 : 엔들리스벨트

37 : 제2댄서롤 38 : 상하웨브

39 : 닙롤 40 : 교정롤

41 : 가이드롤 42 : EPC용 가이드롤

43 : 교정롤이동용 모터 44, 45 : 기어

46 : 교정롤이동용 프레임 47 : 냉각매체공급·배출구

48 : 체인스프로켓 49 : 공급컷시트

50 : 벨트콘베이어위에 올라탄 순간의 컷시트

51 : 가열롤(비교예용) 52 : 닙롤(비교예용)

53 : 인출냉각롤군 54 : 잘라낸 샘플

본 발명은, 유리섬유나 탄소섬유 등의 연속보강섬유시트에 폴리프로필렌계수지 등의 열가소성수지를 함침시킨 섬유보강수지시트를 적층해서 얻게되는 섬유보강적층시트의 연속적 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

유리섬유나 탄소섬유 등의 보강섬유시트를 1방향으로 정렬하고 또한 시트형상으로 나란히 해서, 이것에 에폭시수지나 불포화폴리에스테르수지 등의 열경화성수지를 함침시켜서 예비경화시킨 섬유보강수지시트는, 1방향프리프레그(prepreg)로서 알려져 있다. 이와 같은 1방향프리프레그는, 목적으로 하는 성형품의 형상·요구성능에 따라서 섬유의 방향을 바꾸어 순차 맞포개서 적층상태로 하고, 이것을 성형기에 투입해서 목적으로 하는 성형품으로 가공하는데 이용된다.

최근, 에폭시수지나 불포화폴리에스테르수지 등의 열경화성수지대신 폴리프로필렌수지 등의 열가소성수지를 이용한 섬유보강수지시트가, 열경화성수지의 취약성을 해소하는 것으로서 개발되고 있다.

상기한 폴리프로필렌수지 등의 열가소성수지를 이용한 1방향프리프레그에서는, 열경화성수지의 1방향프리프레그와는 달리, 적층작업시에 있어서의 이하와 같은 문제의 발생이 지적되고 있다.

즉, 점착성이 없기 때문에, 전기인두와 같은 기구를 이용해서, 맞포갠 각 층간의 수지를 용융접착시켜서 고정하는 일이 필수작업이며, 또, 섬유배향과 직각방향으로 잡아당기거나 굽히거나, 곡면을 따르게 하는 경우에 섬유방향으로 찢어지기 쉽기 때문에, 적층작업에는 충분한 주의가 필요하였다.

또, 열가소성수지에 의한 1방향프리프레그는, 소정의 매수(枚數), 소정의 각도로 섬유의 배향방향을 바꾸어 적층상태로 해서 사용하는 것이나, 지정된 각도에서 적층하는 작업은 사람손으로 행하지 않으면 안되므로, 작업시간이 길게 걸릴뿐만 아니라, 적층각도의 착오도 일어나기 쉽다. 또, 1방향프리프레그는, 섬유방향으로 찢어지기 쉽기 때문에, 취급성이 나쁜 것도 난점이다.

그래서, 2매이상의 1방향프리프레그를 다른 방향의 각도에서 맞포갠 후 각각을 전체면 용착해서 적층시트형상으로 함으로써, 상기의 문제를 해결하는 것은 알려져 잇다.

상기 적층시트를 연속적으로 제조하는 방법으로서, FW법(Filament Winding), 즉, 기재(基材)에 1방향프리프레그를, 필요에 따라서 방향을 바꾸어 다중으로 감아 붙이는 방법이 행하여지나, 시트형상의 프리프레그기재에 1방향프리프레그를 연속해서 감아붙이고, 또한 전체면용착해서, 시트형상으로 하는 것은 매우 곤란하며, 또, 이 방법에서는 적층시트의 구성이 3층이상으로 되어버린다.

본 발명은, 열가소성수지에 의한 종래법의「1방향프리프레그」가, 적층의 공정수가 필요하고, 작업자의 숙련을 요하며, 취급성이 나쁜 것등의 점에서, 1방향으로 배열된 섬유로 보강된 섬유보강열가소성수지시트의 연속시트를, 임의의 섬유배향각도에서 컷시트의 시트끝면을 서로 맞추면서 적층해서 열용착·일체화함으로써, 섬유배향을 흐트리지않고 컷시트의 이음매도 없고 물성적으로도 균일한 연속적층시트를, 고속으로 또한 연속적으로 제조하는 제조방법 및 장치를 제공하여, 이들 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명자들은, 상기한 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 섬유보강열가소성수지시트의 컷시트의 시트끝면 및 섬유보강열가소성수지시트의 연속시트의 시트끝면을 정돈하면 되는 것을 발견하여, 본 발명의 적층시트의 연속적 제조방법 및 장치를 완성하였다.

즉, 본 발명의 요지로 하는 바는, [1]연속섬유를 1방향으로 정렬시켜서 시트형상으로 하고, 이 정렬섬유시트에 열가소성수지를 함침시켜서 얻게되는 섬유보강열가소성수지시트를 정척(定尺)으로 컷하고, 순차적으로 맞댐장치에 공급하여, 컷시트의 컷끝면을 정돈하면서 끝면을 간단없이 맞댐한 컷시트군(群)과, 이 컷시트군과 병렬로 주행시킨 섬유보강열가소성수지시트인 연속시트를 라미네이트부에 공급하여, 가열롤에 달라붙게 함으로써 양시트를 가열·용착하고, 이어서 닙(nip)롤에 의해서 삽입·압착하고, 또 냉각롤에 달라붙게함으로써 압착시트를 냉각·경화시켜 시트끼리 전체면 용착해서 적층시트를 연속적으로 제조하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법이다.

본 발명에 있어서는, 상기의 방법에 있어서, 컷시트군과 병렬로 주행시킨 복수의 섬유보강열가소성수지시트인 연속시트가 서로 이웃하는 끝면을 맞댄 상태에서 라미네이트부에 공급할 수도 있다.

상기한 본 발명에 있어서, [2]컷시트와 연속시트의 섬유배향방향을 45∼135°의 임의의 각도에서 연속적으로 적층하는 것, [3]섬유보강열가소성수지시트의 두께가 30㎛이상, 500㎛이하이며, 보강섬유의 용적함유율을 30％이상 85％이하로 하는 것, [4]보강섬유가 유리섬유 혹은 탄소섬유이며, 연가소성수지가 폴리프로필렌계, 폴리스티렌계 혹은 폴리에틸렌계수지인 것, [5]라미네이트부의 직전에 배치되어 있는 라미네이트속도보다 빨리 주행하고 있는 벨트콘베이어와, 그 상부에 배치되어 있는 뜸방지시트와의 간격을 컷시트가 통과하고, 선행하는 컷시트와 후속의 컷시트에 속도차를 갖게 함으로써, 선행하는 컷시트의 후부끝면과 후속의 컷시트의 앞부분끝면이 연속적으로 맞댐되고, 라미네이트부에 연속공급되는 일, [6]병렬로 주행하고 있는 각 연속시트의 서로 이웃한 끝면을 따로따로 검지하고, 각 시트끝면이 임의로 정해진 기준선과 일치되도록 각 연속시트의 풀어내기축을 평행이동시킴으로써, 각 연속시트의 서로 이웃한 끝면을 합친 후, 1개의 원단풀어내기 축의 위치를 고정하고, 기타원단으로부터 풀어내는 연속시트의 시트끝면을 맞댄 상태에서 라미네이트부에 연속공급하는 일, [7]2개의 섬유보강열가소성수지시트를 상하면으로부터 엔들리스벨트에 의해 끼워넣을때, 선행하는 컷시트의 어긋남량을 흡수할 수 있는 맞댐부를 통과시킨 후, 공급된 2개의 섬유보강열가소성수지시트를 가열롤에 벨트와 함께 달라붙게 하고, 벨트를 개재해서 섬유보강열가소성수지시트를 가열·용융한 후에 압착하고, 또 그 상태를 유지하면서 냉각롤에 벨트와 함께 달라붙게 해서 벨트를 개재해서 섬유보강열가소성수지시트를 냉각·경화시킨 후, 용착된 섬유보강열가소성수지시트의 적층시트를 벨트로부터 박리시키는 일, [8] 가열·용융된 섬유보강열가소성수지시트를 냉각할때, 엔들리스벨트에 끼여들어간 섬유보강열가소성수지시트를 개재한 교정롤의 위치를 냉각롤을 따르게 해서 이동시킴으로써, 냉각롤에의 달라붙는 각도를 변화시켜, 적층시트의 휘어짐량을 조정하는 일, [9]전동기의 회전을 기어를 개재해서 교정롤의 회전을 변환함으로써 교정롤의 위치를 냉각롤을 따르게 해서 이동시키는 일, [10]라미네이트부의 앞공정에 상하로부터 연속웨브를 공급하는 장치를 설치하여, 라미네이트부에, (상부쪽웨브/컷시트/연속시트), (상부쪽웨브/컷시트/연속시트/하부쪽웨브), (컷시트/연속시트/하부쪽웨브), (상부쪽 혹은 하부쪽웨브/컷시트) 혹은 (상부쪽 혹은 하부쪽웨브/연속시트)의 어느 것의 적층구성으로 공급하여, 적층시트를 연속적으로 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명은, [11]연속섬유를 1방향으로 정렬시켜서 시트형상으로 하고, 이 정렬섬유시트에 열가소성수지를 함침해서 얻게되는 섬유보강열가소성수지시트를 정척으로 컷해서 송출하는 컷시트의 풀어내기장치, 이 컷시트를 순차적으로 맞댐장치에 공급하고, 컷시트의 컷끝면을 정돈하면서 시트끝면을 간단없이 맞댐하는 컷시트의 맞댐장치, 컷시트와 병렬로 주행시키는 섬유보강열가소성시트인 연속시트의 풀어내기자치 또는 컷시트와 병렬로 주행시키는 복수의 섬유보강열가성시트인 연속시트의 서로 이웃하는 끝면을 맞대면서 이송하는 연속시트의 풀어내기장치 및 컷시트와 연속시트를 가열롤에 달라붙게 함으로써 가열·용착하고, 이어서 닙롤에 의해 삽입·압착하고, 또 냉각롤에 달라붙게 함으로써 압착시트를 냉각·경화시키는 라미네이트장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 시트끼리 전체면용착해서 적층시트를 연속적으로 제조하는 제조장치도 제공한다.

상기한 본 발명에 있어서 [12]시트용 원단이 댄서롤을 개재해서 일정길이로 이송된 후 컷부에서 재단되고, 컷시트는, 필요에 따라 배분콘베이어에 의해 상하의 2단테이블위에 배분되고, 위치제공롤에 의해 테이블위의 정위치까지 송출되고, 이어서 송출롤에 의해 진행방향을 45∼135°의 임의의 각도로 변경시켜 벨트콘베이어 위에 송출되는 컷시트의 풀어내기장치인 것, [13]선행컷시트와 후속컷시트와의 속도차에 의해 각각의 컷시트의 시트끝부분을 맞대는 것으로서, 벨트콘베이어에 의해 이송되는 선행컷시트가 공급가이드롤에 닙되어 이송속도가 저하됨으로써 선행컷시트의 후부끝면과 후속컷시트의 앞부분끝면이 맞댐되고, 필요에 따라 맞댐부 상부면에 컷시트의 뜸방지시트를 배치해서 자체중량에 의해 컷시트 및 벨트콘베이어를 누르도록 해서 컷시트의 맞댐정밀도를 높여, 뜸방지시트의 바로 앞부분 및 가로부에 선행컷시트 및 후속컷시트의 가로방향의 위치를 제공하는 위치결정장치가 벨트콘베이어의 좌우에 배치되어 있는 컷시트의 맞댐장치인 것, [14]연속시트A는 연속시트원단과 가이드롤사이에, 연속시트B는 연속시트원단과 가이드롤사이에 각각 설치되어 있는 끝면검출기에 의해 연속시트A 및 B의 서로 이웃하는 각 끝면의 위치를 검출하고, 임의의 기준선에 맞추어 각 풀어내기릴을 슬라이드시켜서 서로 이웃하는 끝면을 접근시키고, 또 연속시트B를 넓이모임가이드에 의해 연속시트A에 모아서 시트끝면을 0㎜에서 1㎜이내의 간격으로 라미네이트부에 송출하도록 한 시트맞춤장치인것, [15]각각 복수개의 가열롤 및 냉각롤, 상하 각 엔들리스벨트 및 댄서롤로 구성되고, 이송도입된 컷시트, 연속시트A 및 B, 그리고 상하웨브는 상하의 각 엔들리스벨트에 의해 끼워넣어지고, 그 엔들리스벨트마다 가열롤에 달라붙어 상하면이 순차 가열되고, 이어서 가열시와 마찬가지로 냉각롤에 달라붙어 상하면을 순차 냉각하고, 수지의 형상이 고정되는 온도역의 냉각롤에 냉각롤 원주를 따라서 교정롤을 이동시켜 달라붙는 각도를 조정함으로써 라미네이트시트의 상하방향으로의 휘어짐을 교정하도록 한 라미네이트장치인 것이 바람직하다.

본 발명은, 다음과 같은 기술적 착상에 기초를 두고 있다. 즉, 종래, 1방향성 프리프레그를 적층하는 작업에서는, 기준이 되는 프리프레그의 연속섬유방향을 0°로 했을때, 다음에 맞포개는 프리프레그의 각도를 45°에서 135°로 하는 경우가 대부분이다. 따라서, 맞포갠 프리프레그의 섬유방향의 조합이 0°와 45∼135°인 것을 미리 준비하면, 이동시에 이들의 2층적층체를 수매(數枚) 겹쳐 쌓음으로써, 적층의 목적을 달성할 수 있고, 상기한 적층작업의 합리화가 가능해진다.

또, 종래의 적층작업과 같이 1매씩 수작업으로 적층하는 경우와 달리, 적층 각도의 미묘한 엇갈림에 의한 성형품의 물성에의 영향을 적게 하는 것이 가능해진다. 또, 상기와 같이 전체면용착에 의해 미리 적층되어 일체화된 적층시트는, 서로 층이 속박되고 있으므로, 단엽(單葉)의 프리프레그와 비교해서 섬유의 직각방향의 강도가 보강되게되어, 섬유방향으로 찢어지기 쉽다고하는 난점이 해소되어 동시에 취급성의 향상을 획득하는 일이 가능해진다.

본 발명에 관한 섬유보강열가소성수지시트의 적층체는, 기본적으로는, 섬유보강열가소성수지시트로 구성되는 컷시트와 연속시트를 맞포갬으로써 얻게되는 2층구조의 시트형상재료로서 채용된다. 컷시트와 하부쪽연속시트로서는, 기본적으로는 동일한 제조법으로 제조된 섬유보강열가소성수지시트가 사용되나, 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 섬유보강열가소성수지시트의 적층체에 사용되는 열가소성수지로서는, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 고밀도폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌테레프탈레이트, 폴리에테르살폰, 폴리살폰, 폴리에테르이미드, 포릴에테르에테르케톤, 폴리페닐렌살파이드등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 섬유보강열가소성수지시트의 적층체에 사용되는 섬유재료로서는, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유(등록상표 「케푸라」등)등의 합성수지섬유, 탄화규소섬유 등의 무기섬유, 티탄섬유, 붕소섬유, 스테인레스강 등의 금속섬유를 들수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.

상기한 섬유재료를 사용해서 제조되는 웨브의 형태로서는 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 부직포의 형태로 한 것, 극히 일반적으로는 유리섬유 등의 크로스형태로 한 것 등이 일반적으로 사용된다.

섬유보강열가소성수지시트를 제조하는 기술로서는, 각종의 방법이 있고, 각각 특징 및 결점을 가지고 있다. 단, 그 이용분야에서 요구되는 특성에 따라서, 어느 제조방법에 의한 섬유보강열가소성수지시트를 이용하는가를, 적당히 선택할 필요가 있다.

예를 들면, 굴곡벨트방식에 의한 섬유보강열가소성수지시트는, 섬유정렬성이 좋고, 수지열화가 적은, 박육화가 가능한, 고섬유함유품(Wf60∼80％)의 제조가 가능한, 등의 특징을 가진 반면, 두꺼운 제품의 제조에 합당하지 않다. 그러나, 본 발명의 방법의 적용에 의해, 두꺼운 제품을 제조할 수 없다고 하는 결점을 해결할 수 있을 뿐아니라, 뛰어난 물성의 적층체로 하는것이 가능하다.

본 발명의 섬유보강열가소성수지시트는 연속시트이며, 폭 50㎜∼2000㎜의 것이 사용되나, 반드시 이 범위로 한정되지 않는다. 폭은 바람직하게는 200㎜∼1,200㎜이며, 더 바람직하게는 500㎜∼1,000㎜이다.

다음에, 본 발명에 관한 섬유보강열가소성수지시트의 적층시트의 연속적 제조방법 및 장치를 첨부된 도면에 따라서 설명한다.

제1도는 본 발명의 적층시트의 연속적 제조에 적합한 장치전체도의 일례로서, 도면에 있어서, 섬유보강열가소성수지시트는, 컷시트풀어내기부에 있어서, MD방향 0°와 45°∼135°의 임의의 방향의 섬유방향을 가진 컷시트가 조제되고, 연속시트풀어내기로부터의 MD방향과 병행의 섬유방향을 가진 연속시트와, 필요에 따라 상하의 연속웨브풀어내기부로부터의 연속웨브와, 컷시트맞댐부를 거쳐 일체가 되어 라미네이트부로 유도된다. 라미네이트부는 가열부 및 냉각부로 이루어지고, 이 부분에 있어서 컷시트 및 연속시트는 일체가 되어 열압착되어 냉각경화되고, 또 어큠부에서 축적된 후, 정척으로 컷되고, 혹은 적층시트제품이 감긴다.

이하, 각 공정마다 순차적으로 설명한다.

컷시트의 풀어내기부 :

제2도 및 제3도에 있어서, 섬유보강열가소성수지시트로 이루어진 컷시트용 원너단(1)은, 댄서롤(2)을 개재해서 이송롤(3)에 의해 일정한 길이, 예를 들면 1,300㎜의 길이만큼 이송된 후, 이송롤(3)은 정지하고, 원단(1)은 컷부(4)에서 일정길이로 재단된다. 재단되는 컷시트의 길이는, 기본적으로는 아래쪽으로부터 공급되는 연속시트군의 전체넓이와 동일길이로 한다.

이때, 원단(1)은 일정한 속도에서 계속 풀어내고 있고, 재단에 의한 원단의 정지분은 댄서롤(2)에서 흡수된다.

컷시트는 필요에 따라 배분콘베이어(5)(제3도참조)에 의해 상하 2단테이블(6)에 상하의 순번으로 컷시트가 1매씩 배분되어, 위치제공롤(7)에 의해 테이블의 정위치까지 송출된다.

그후, 컷시트는 송출롤(8)에 의해 45°에서 135°의 임의의 각도에서 진행방향을 변경(제2도참조), 벨트콘베이어(9)위로 송출된다. 송출롤(8)의 앞쪽에는 컷시트이 송출을 원활히 하기 위해, 가이드판(10)이 형성되어 있다.

또한, (1)∼(3), (5), (7)의 부분은 점α를 중심으로 연속시트에 대해서 45°에서 135°의 범위에서 수평으로 회전할 수 있고, 또 컷부(4)는 그것에 맞추어 슬라이드할 수 있다. 이에 의해 연속시트의 끝면과 컷시트의 컷면을 맞추면서, 또한, 연속시트의 연속섬유의 배향에 대해서(45°∼135°)의 배향방향이 되도록 벨트콘베이어 위로 송출할 수 있다.

또, 컷시트의 컷길이 X는 적층각도와 연속시트군의 전체넓이 W와의 관계식

X=W/sin

로부터 구할 수 있다.

또, 각 부의 동작의 일실시예가 제4도의 타임차트에 의해 표시된다. 도면에 있어서 위치제공롤(7) 및 송출롤(8)의 각 롤은, 각각 상부테이블의 동작을 표시하고, 하부테이블의 각 롤의 동작은 각각 1사이클 어긋나는 형식이 된다.

컷시트의 맞댐부 :

연속시트의 상태로부터 컷시트를 잘라내고, 컷면이 아닌 시트끝면을 연속적으로 0에서 1㎜의 정밀도로 맞추는 동시에 컷시트를 공급하는 것은 곤란하다. 따라서, 컷시트풀어내기부와는 별도로, 예를 들면 제5도에 표시한 바와 같은 컷시트의 맞댐부를 형성하는 것이 필요하게 된다.

이 맞댐은, 선행컷시트(11)와 후속컷시트(12)에 속도차를 형성함으로써, 각각의 컷시트의 시트끝면을 맞댐할 수 있다.

컷시트풀어내기부로부터 라미네이트부까지, 컷시트는 벨트콘베이어(9)에 의해 이송된다. 이때, 라미네이트속도, 환언하면 성형속도를 V₁로 하고, 벨트콘베이어(9)의 주행속도를 V₂로 하면, 그들에게는

·V₁<V₂

의 관계가 있다.

컷시트풀어내기로부터 벨트콘베이어(9)에 의해 선행컷시트(11)는 V₂의 속도로 이송되나, 라미네이트부에의 공급가이드롤과 가열롤(28)에 닙되는 동시에 선행컷시트(11)의 이송속도는 V₂에서 V₁로 떨어지고, 그와 동시에 선행컷시트(11)와 벨트콘베이어(9)는 미끄러지기 시작한다.

여기서, 재단, 반송방향 등의 변환이 행하여짐으로써 지연된 후속컷시트(12)가 선행컷시트(11)에 따라 붙어서, 각각의 시트끝면이 간단없이 맞댐하게 된다.

또, 시트끝면을 맞댐한 컷시트군은 벨트콘베이어(9)로부터 건너기판(13)위를 건너서 라미네이트부에 공급되나, 그때, 둘레차의 관계에 따라 컷시트(11) 및 (12)가 연속시트(16') 및 (17')에 비해 지연이 발생되는 것이 고려되나, 이 맞댐방식에서는, 컷시트의 지연분의 어긋남량은 컷시트(11) 및 (12)와 벨트콘베이어(9)와의 사이에서 미끄러짐에 의해 흡수될 수 있다.

이때, 후속컷시트(12)의 선단이 선행컷시트(11)의 후단과 겹치거나, 후속컷시트(12)의 후단이 구부러지지 않도록, 컷시트상부면에의 이동을 규제할 필요가 있다.

그 구조로서는, 먼저, 컷시트의 두께에 따라 제어하는 방법이다. 즉, 컷시트의 두께를 t로 한 경우,

·t<x<2t

가 되는 간격x의 사이를 통과시켜서 컷시트끝면을 맞댐하는 방법이다. 그러나, 컷시트의 두께t가 얇은 경우, 간격x의 조정이 곤란하고, 고속으로 또한 안정적으로 맞댐을 행하는 것이 불가능하게 되는 경우도 발생할지 모른다.

그래서 이 부분은 뜸방지시트(14)를 사용하는 구조로 하는 것이 바람직하다.

이 뜸방지시트(14)는 벨트콘베이어(9)의 상부면에 배치되어 있고, 컷시트 및 벨트콘베이어(9)를 균일한 압력으로 눌러넣는 동작을 가진다.

그 뜸방지시트(14)로서는, 강성(剛性) 및 탄성을 가진 판형상의 것으로 컷시트(11) 및 (12)를 벨트콘베이어(9)에 꽉누르는 구조의 것과, 시트형상의 것을 늘어뜨리고, 시트의 자체중량에 의해 컷시트(11) 및 (12)를 벨트콘베이어(9)에 꽉누르는 구조의 것을 들 수 있다. 판의 재질로서는, 스테인레스·알루미늄 등의 금속류, 수지판을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또 시트의 재료로서는, 염화비닐·테플론시트 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.

뜸방지시트(14)에 의한 컷시트(11) 및 (12)의 누르는 압력은, 컷시트의 두께, 컷시트의 매트릭스수지나 섬유의 종류, 뜸방지시트(14)의 재질, 선행 컷시트와 후속컷시트와의 속도차 등에 다르나, 매트릭스수지가 폴리프로필렌이며, 보강섬유인 유리섬유의 용적함유율이 70％, 컷시트의 두께가 0.2㎜, 선행컷시트와 후속컷시트와의 속도차가 5에서 50m/min인 경우에 0.1에서 5.0g/㎠의 범위인 것이 바람직하다.

상기의 뜸방지시트(14)에 의해, 후속컷시트(12)의 선단과 선행컷시트(11)의 후단이 겹치거나, 후속컷시트(12)의 선단이 구부러지지 않도록, 컷시트상부면이 눌러지게 된다.

또, 뜸방지시트(14)의 바로앞 부분과 뜸방지시트(14)의 가로부에, 컷시트(11) 및 (12)의 가로방향의 위치를 제공하는 위치결정장치(15) 및 (15')가 벨트콘베이어(9)의 좌우로 배치되어 있고, 각각 벨트콘베이어의 중심을 향해서 대칭적으로 모여 합쳐짐으로써, 컷시트(11) 및 (12)를 일정한 위치로 정돈, 라미네이트부에 공급할 수 있다.

또, 이 위치결정장치(15 및 15')는 적층각이,

135 >90, 90> 45

인 때, 맞댐했을때 컷시트가 옆으로 어긋나지 않도록, 또는 컷시트의 맞댐끝면이 구부러져 있는 경우, 맞댐했을때, 컷시트가 경사되지 않도록, 컷시트의 컷끝면을 고정하는 작용도 가지고 있다.

이와 같이 불연속적인 컷시트를, 각 시트의 섬유배향을 평행으로 가지런히 하면서 맞댐함으로써, 컷시트를 연속시트로 할 수 있기 때문에, 컷시트의 이음매부분도 없고 물성적으로도 균일한 연속적층시트를 제조가능하게 된다.

이상의 맞댐방식에 의해, 컷시트의 이음매분은 이음매부분이 없는 상태가 되어 물성적으로도 균일하게 유지가능하게 된다. 여기서 컷시트의 이음매부분이 없는 상태에 대해서 설명한다. 제6도에 있어서 이음매부분의 수직방향의 절단면을 화살표A-A로 표시한다. 시트의 두께를 t로 하고, 이음매부분의 최소두께를 t'로 한다. 여기서 t'/t의 비가 0.9∼1.0인 것을 이음매부분이 없는 상태라고 한다. 0.9미만에서는 섬유가 부족해서 강도가 불충분하다. 또 1.0을 초과하면 성형체에 첩부한 때에 이음매가 도드라지는 일이 있다.

연속시트풀어내기부(시트맞춤장치) :

제7도와 같이 연속시트원단(16) 및 (17)의 각각의 중심을 연속시트원단의 직경D이상으로 어긋나게 배치하여 병렬이 되도록 풀어낸다. 측면도에 있어서의 연속시트(16)는 가이드롤(18)∼(20)을, 연속시트(17')는 가이드롤(21)∼(23)을 경유해서 라미네이트부에 공급된다. 연속시트의 원단(16) 및 (17)의 감기길이는 생산효율상, 같은 길이인 것이 바람직하고, 연속시트의 풀어내기속도V₄는 라미네이트속도V₁과 항상 동일속도로 한다.

연속시트의 풀어내기릴은 각각 가로방향으로 슬라이드할 수 있다. 연속시트(16')는 연속시트원단(16)과 가이드롤(18)과의 사이에, 연속시트(17')는 연속시트원단(17)과 가이드롤(21)과의 사이에 설치되어 있는 끝면검출기(24) 및 (24')에 의해 연속시트(16') 및 (17')가 서로 이웃하는 각 끝면의 위치를 검출하고, 임의의 기준선에 맞추어 각 풀어내기릴을 슬라이드시킴으로써, 연속시트(16') 및 (17')가 서로 이웃하는 각 끝면을 0㎜에서 1㎜이내의 간격으로 가이드롤(19),(20)로 송출할 수 있다.

또, 연속시트(16') 및 (17')의 끝면 위치의 조정방법은, 상기 외에 스티어링 롤방식 등을 고려할 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다.

연속시트(16')는, 원단(16)으로부터 라미네이트부까지 일정한 장력으로 제어되고 있다. 연속시트(17')는, 원단(17)으로부터 가이드롤(21), 가이드롤(22),(23)로부터 라미네이트부까지가 일정한 장력으로 제어되고 있다. 그렇게 해서 가이드롤(21)에서 가이드롤(23)의 사이는 연속시트(17')에는 댄서롤(25)의 중량분밖에 장력이 걸리지 않도록 되어 있다.

가이드롤(22)을 통과한 연속시트(17')는 넓이 모임가이드(26)에 의해 연속시트(16')에 모여져서 각각의 시트끝면이 맞댐된다.

이와 같이 해서 시트끝면을 맞댐함으로써, 연속시트의 이음매부분은 이음매부분이 없는 상태가 되어 물성적으로도 균일하게 유지가능하게 된다.

여기서 연속시트의 이음매부분이 없는 상태에 대해서 설명한다. 제6도에 있어서 이음매부분은 화살표B-B로 표시한다. 이 경우의 이음매부분이 없는 상태는 컷시트의 이음매부분이 없는 상태와 마찬가지로 생각할 수 있다.

또, 맞댐할때에 시트끝면이 겹치거나 접혀구부러지지 않도록, 컷시트맞댐부와 마찬가지로 연속시트용 뜸방지시트(27)가 설치되어 있다.

또한, 제7도에서는 2줄의 연속시트의 원단을 이용하고 있으나, 외줄이나 3줄이상의 구성이라도 된다.

라미네이트부 :

먼저, 이와 같은 시트의 열용착을 고려하는 경우, 원적외선히터, 열풍히터 등의 비접촉가열에 의해 매트릭스수지를 용융시키는 것을 고려할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 열가소성수지를 사용한 1방향성 프리프레그를 비접촉으로 가열한 경우는, 매트릭스수지의 용융에 수반해서 매트릭스수지의 수축이 일어나서, 시트형상이 무너져 적층불가능한 상태가 된다.

본 발명에서는, 엔들리스벨트를 개재해서 시트를 접촉가열·냉각을 행함으로써, 상기의 문제가 해결될 뿐아니라, 용융수지가 가열체 등의 표면에 달라붙는 일도 없다. 또, 엔들리스벨트에 끼워넣은 상태에서 냉각·경화시킴으로써, 섬유의 흐트러짐도 없고, 엔들리스벨트와의 박리성도 좋고 라미네이트의 표면성도 향상시킬 수 있다.

제8도에 있어서, 라미네이트부는 가열롤(28)∼(31), 냉각롤(32)∼(35), 상하 각 엔들리스벨트(36) 및 (36') 그리고 댄서롤(37) 및 (37')로 구성되어 있다. 가열롤(31)과 냉각롤(32)의 사이에 엔들리스벨트(36) 및 (36')의 느슨함을 해소하기 위해 보조롤을 설치할 수 있다.

송입되어온 컷시트(11), 연속시트(16') 및 (17') 그리고 상하웨브(38) 및 (38')는 상하 각 엔들리스벨트(36) 및 (36')에 의해 끼워넣어지고, 그 엔들리스벨트(36) 및 (36')마다 가열롤(28)∼(31)에 달라붙은 형태로 상하면이 차례로 가열된다. 상하의 웨브(38) 및 (38')로서는 일반적으로 이하의 것이 사용된다. 즉, PET, PP, PET-PP혼합, 나일론 등에 의해 제조된 부직포, PET, PP, PET-PP혼합, 나일론 등의 펠트, 각종 수지에 의해 제조된 필름 또는 시트, 각종 발포시트, 각종 우레탄시트, 목질계 시트, 알루미늄, 구리, 철 등의 금속박, 금속증착수지필름 또는 시트, 각종 직물, 종이, 천 등의 화장필름 또는 시트 및 상기의 것의 조합 등을 들 수 있다.

가온온도는 닙롤(39)에 도달한 시점에서 접착면의 온도가 매트릭스수지의 용융온도이상으로 되는 것이 바람직하나, 너무 고온으로 가열하면 수지점도의 저하에 의하여 수지흐름이나 보강섬유의 흐트러짐, 그것에 수지열화의 문제가 발생하기 때문에, 매트릭스수지가 폴리프로필렌의 경우는, 도달온도가 160에서 180℃, 바림직하게는 165에서 175℃의 범위이다.

그후, 닙롤(39)에 의해 압착·일체화하면서 냉가롤로 내보낸다.

이때의 닙압은, 수지시트의 매트릭스수지, 두께, 보강섬유의 용적함유율 등에 따라 다르나, 수지시트의 매트릭스수지가 폴리프로필렌이며 두께가 20㎛, 보강섬유의 용적함유율이 70％인 경우에, 통상 0.01에서 10㎏/㎝, 바람직하게는 0.1에서 1㎏/㎝의 범위이다.

그후, 가열부와 마찬가지로 냉각롤(32)∼(35)에 달라붙는 형태로, 상하면이 순차 냉각된다. 냉각온도로서는, 교정롤(40)에 도달한 시점에서 접착면의 온도가 매트릭스수지의 경화온도이하로 되는 것이 바람직하다. 또 엔들리스벨트(36) 및 (36')와의 박리부분인 가이드롤(41)부근의 냉각온도는, 매트릭스수지 및 엔들리스벨트(36) 및 (36')의 재질 및 표면상태에 따라 다소 다르나, 엔들리스벨트와 수지시트와의 접촉면의 온도가 수지시트의 경화온도이하로 되는 것이 바람직하다.

엔들리스벨트가 개재되어 있는 교정롤(40)은, 냉각롤(33)의 원주를 따라서 이동시킬 수 있고, 교정롤(40)을 이동시켜, 시트와 냉각롤접촉면적을 단속적으로 또는 연속적으로 변경함으로써 매트릭스수지의 고화온도에 달하는 위치를 이동시키고, 이렇게 해서 라미네이트시트의 상하방향으로의 휘어짐을 교정할 수 있다. 교정롤(40)을 이동시킬 때, 느슨한 엔들리스벨트(36) 및 (36')는, 상하 각각에 배설되어 있는 댄서롤(37) 및(37')에 의해 흡수된다. 또, 이 댄서롤(37) 및 (37')은 상하의 엔들리스벨트(36) 및 (36')의 장력을 일정하게 조절하는 역할도 다하고 있다.

상기 라미네이트방법에서는, 상하의 엔들리스벨트(36) 및 (36')의 장력을 따로따로 제어할 필요가 있다. 또한, 이 장력은 엔들리스벨트(36) 및 (36')의 재질, 폭, 벨트의 둘레길이 등에 의해 크게 변한다.

그리고, 엔들리스벨트(36) 및 (36')의 사행(蛇行)수정으로서 EPC(Edge Position Controller)용 가이드롤(42) 및 (42')을 배설하고 있다. 이와 같이 도면속에서는 벨트의 사행수정의 방법으로서 스티어링롤방식을 채용하고 있으나, 벨트의 재질 등에 따라 사행수정방법은 이것에 한정되는 것은 아니다.

상기한 교정롤(40)을 이동시켜 냉각롤(33)에의 안는 각도를 조정함으로써, 라미네이트의 상하방향으로의 휘어짐을 교정하는 방법에 대해서, 더 상세히 설명한다.

일반적으로, 열가소성수지의 단층 또는 적층시트의 제조에 있어서, 수지의 특성이나 제조조건에 의해 시트에 컬현상이 발생되는 경우가 있다. 이 시트의 휘어짐은 시트의 가공 또는 사용의 단계에서 장해가 되고, 최종제품의 결함이 되는 일이 많다. 시트의 휘어짐수정을, 시트와의 접촉면적이 일정한 복수의 가열·냉각롤에 의해 행하는 경우에, 휘어짐의 필요수정량의 변화에 대응하는 데는, 냉각록의 온도를 변화시켜, 수지시트의 표리의 온도를 일정하게 유지할 필요가 있으나, 이 온도변화는 시간적 지연이 발생되기 때문에, 신속한 대응을 할 수 없다. 또, 휘어짐의 수정후의 잔류휘어짐량을 측정하고, 이것을 피드백해서 냉각조건을 바꾸는 경우도 마찬가지로 신속한 대응을 할 수 없다.

본 발명자들은 적층시트에 휘어짐을 발생시키는 필요에 대해서 반대의 응력을 부여함으로써 내부응력을 밸런스시키고, 열가소성수지시트를 평탄하게 하는 것이 가능하는 것을 발견하였다. 구체적으로는 휘어짐의 수정전의 휘어짐과 반대방향의 형상으로 되는 냉각롤면위에서, 열가소성수지의 고화온도이하가 되도록 냉각하는 일, 즉, 어떤 냉각롤위에서 냉각롤과 적층시트와의 접촉면적을 연속적으로 변화시킴으로써, 시트에 함침되어 있는 열가소성수지가 고화온도에 달할때의 롤표면위치를 임의로 이동시킴으로써 해결될 수 있음을 발견하였다.

제9도는 냉각롤과 교정롤의 요부를 표시하는 도면이다. 제9도에 있어서, (33)은 냉각롤, (40)은 교정롤, (43)은 교정롤이동용 모터, (44),(45)는 기어, (46)은 교정롤이동용 프레임, (47)은 냉각매체공급·배출구, (48)은 체인스프로켓이다.

본 발명에 있어서는, 교정롤을 냉각로의 원주를 따르게 하면서 이동시킬 필요가 발생했기 때문에, 교정롤이동용 모터(43)의 회전을 기어(44) 및 (45)를 개재해서 교정롤의 이동으로 변환하는 방법을 채용하였다.

기어(45)와 교정롤이동용프레임(46)은 볼트에 의해 체결되어 있다. 교정롤이동용 모터(43)로부터 부여된 회전은 기어(44)로부터 기어(45)로 전달되어 교정롤이동용 프레임(46)마다 회전시킴으로써, 교정롤(40)을 냉각롤(33)의 원주를 따르게 하면서 이동시킬 수 있다.

냉각롤(33)에는 체인스프로켓(48)로부터 구동이 부여되어 있고, 냉각롤(33)의 축과 기어(45)의 사이에는 베어링이 물려있다. 그 때문에, 기어(45) 및 교정롤이동용 프레임(47)의 회전운동은 체인스프로켓(48)으로부터 전달되는 회전구동에 간섭되는 일은 없다.

이와 같이 교정롤(40)에 엔들리스벨트(36) 및 (36')를 개재한 상태로 하고, 교정롤(40)을 이동시켜 엔들리스벨트(36) 및 (36')와 냉각롤(33)과의 안는 각, 즉 접촉시간을 조절함으로써 적층시트의 휘어짐량을 조정하는 일이 가능해진다.

여기서 제10도에 기초해서 휘어짐에 대해서 설명한다. 샘플ABCD에 있어서, 변A-D, 변B-C는 적층시트의 진행방향과 평행으로 하고, 변A-B, 변D-C는 적층시트의 진행방향과 수직으로 한다. 샘플ABCD를 수평대(台)면위에 얹고, 4모퉁이점 A, B, C, D로부터 수평대면에 수직선을 내리고, 수평면과의 교차점을 각각 a, b, c, d로 한다. 이 A-a간의 거리 L₁, B-b간의 거리 L₂, C-c간의 거리 L₃, D-d간의 거리 L₄의 평균치를 샘플의 휘어짐L로 정의한다. 본 발명에 의하면 L의 범위는 0∼3㎝로 할 수가 있다. L의 값이 3㎝를 초과하면 휘어짐이 크고 사용시에 불편하다. 본 발명에서는 25㎝×25㎝의 샘플을 잘라낸다.

또한, 여기서의 교정롤에는 이동·조정이 요구되기 때문에, 교정롤이동용 모터로서는, 예를 들면 가변속모터와 같은 기종의 채용이 적합하다.

[실시예 1]

여기서는 섬유보강열가소성수지시트로서 일본국 미쯔이토아쯔카가쿠(주)제품, 상품명 PREGLON P30-PN으로 650㎜폭의 원단을 사용하고, 연속시트는 시트원단을 2개로 병렬로 나란히 해서 1,300㎜폭의 적층시트가 제작될 수 있도록 하였다. 또한, 적층각도는 (0°/90°)로 하고, 성형조건으로서, 라미네이트속도를 15m/min으로 하였다.

컷시트의 컷길이는 1,300㎜가 된다. 또, 컷시트의 풀어내기 사이클은,

원단폭 초환산 라미네이트속도 사이클시간

0.65(m) × 60(초) ÷ 15(m) =2.6(초)

로 되어, 컷시트풀어내기부에서의 송출속도는 48m/min이 된다.

또 벨트콘베이어(9)의 이송속도는 제11도와 같은 조건에 의해 구해진다.

먼저 공급된 컷시트(49)의 후단부와, 다음에 공급된 컷시트가 벨트콘베이어(9)의 위에 올라탄 순간의 컷시트(50)의 선단부와의 거리를 E로 하고, 다음에 공급되는 컷시트가 벨트콘베이어(9) 위에 공급된 순간의 컷시트(50)의 선단부F와, 컷시트(49) 및 (50)의 끝면끼리가 맞댐되는 위치G와의 거리를 H로 하는 경우, 벨트콘베이어의 속도V₂에는,

V₂=HV₁/(H-E) (단, V₁=생산속도)

라고하는 관계가 성립된다. 이 실험조건에서

E=0.2(m), H=2.1(m)

이며, 라미네이트속도는 15m/min이기 때문에, 벨트콘베이어(9)의 속도는

V₂=16.57m/min

이 된다.

테플론함침유리크로스제 엔들리스벨트(36) 및 (36')(두께 0.3㎜×2매)사이에 끼인 적층열가소성수지시트는, 가열롤군(28)∼(31)에서, 구체적으로는 제1가열롤(28), 제2가열롤(29), 제3가열롤(30) 및 제4가열롤(31)에서 가열되어, 함침되어 있는 수지전체가 용융된다. 엔들리스벨트장력은 30㎏/m이다. 각 가열롤의 설정온도는 함침되고 있는 수지전체가 용융되는 온도이며, 적층열가소성수지시트의 종류에 따라서 다르다. 유리섬유70용량％들이 폴리프로필렌시트(두께 0.2㎜, 매수 2매)의 경우는 약 210℃이다.

이와 같이 해서 적층열가소성수지시트는 소정의 온도까지 가열된다. 유리섬유 70용량％들이 폴리프로필렌시트의 경우는 적층면의 온도가 약 170℃가 될 때까지 승온된다.

적층열가소성수지시트를 구성하는 수지의 용융을 확실한 것으로 하기 위해 제4가열롤에 압착롤(39)을 사용한다.

이때의 닙압력은 0.5㎏/㎝이다. 여기서 너무 압력을 높게 하면 수지흐름과 함께 섬유흐트러짐이 발생한다.

다음에 가열이 완료한 적층열가소성수지시트는, 냉각롤군(32)∼(35)에서, 구체적으로는 제1냉각롤(32), 제2냉각롤(33), 제3냉각롤(34) 및 제4냉각롤(35)에서 냉각된다. 각 냉각롤의 설정온도는, 적층열가소성수지시트의 종류에 따라서 다르나, 유리섬유 70용량％들이 폴리프로필렌시트의 경우는 약 40℃이다. 또한, 여기서 사용한 가열롤(28)∼(31) 및 냉각롤(32)∼(35)은 400㎜×1,600㎜L(유효길이 1,400㎜)이다.

이와 같이 해서 적층열가소성수지시트는 소정의 온도까지 냉각된다. 유리섬유 70용량％들이 폴리프로필렌시트의 경우는 시트와 벨트와의 경계면의 온도가 약 70℃가 될때가지 냉각된다.

제2냉각롤에 배치된 교정롤의 위치를 적당히 바꾸어 냉각롤과 적층열가소성수지시트와의 접촉면적을 바꾸고, 적층열가소성수지시트의 휘어짐이 발생되지 않도록 한다.

이상의 공정을 거쳐서 휘어짐이 없는 적층열가소성수지시트를 얻게되었다. 25㎝×25㎝의 샘플에 있어서의 휘어짐량은 2.0㎝였다. 컷시트 및 연속시트의 이음매부분의 두께비 t'/t는 최소 0.93이었다. 또, 라미네이트의 생산중, 용융한 수지가 벨트나 롤 등에 달라붙는 일은 없었다.

또한, 이 실험에 있어서의 적층시트의 내부온도를 측정한 결과를 제12도에 표시한다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 적층시트의 내부온도가 고화점(固化点)120℃에 달하는 위치(K점)는 제2냉각롤위에 있는 것을 알 수 있다. 구체적으로는, 제8도의 냉각롤(33)위의 K점으로서 인식한다.

[비교예 1]

다음에 휘어짐 대책을 행하지 않은 경우에 대해서 제13도에 의해 설명한다.

제13도에 표시한 바와 같이 복수의 가열롤(51)에 의해 가열되고 닙롤(52)에 의해 압착된 시트를 똑바로 인출해서 냉각롤군(53)에서 냉각·경화시켰다. 시트의 적층구성은 (90°층/0°층)으로 하였다. 또한, 섬유보강열가소성수지시트로서 일본국 미쯔이토아쯔카가쿠(주)제품, 상품명PREGLON P30-PN을 사용하였다.

이 경우, 적층시트는 각 층의 수축률의 차에 의해 오목(凹)면을 형성하도록 만곡시켰다. 25㎝×25㎝의 잘라낸 샘플(54)에 있어서의 휘어짐량은 6.5㎝였다.

본 발명의 적층시트의 제조방법 및 장치에 의하면, 컷시트의 컷면을 맞댐하는 동시에, 필요에 따라 연속시트의 서로 이웃하는 끝면을 맞댐해서, 컷시트와 연속시트를 라미네이트부에 공급해서 가열·용착해서 냉각·고화하고 있으므로 시트의 이음매도 없고 물리적으로도 균일한 적층시트를 제조가능하며, 또 송출롤에 의해 진행방향을 45°∼135°의 임의의 각도로 바꾸어 벨트콘베이어위로 송출함으로써 임의의 섬유방향의 컷시트를 임의로 적층가능하다. 또, 냉각롤원주를 따라서 교정롤을 이동시켜 안는 각도를 조정함으로써, 냉각롤의 온도조정이 불필요하게 되어, 휘어짐의 수정량의 변화에 자재롭고 또한 신속하게 대응할 수 있게 되어, 휘어짐에 대한 피드백이 용이해지고 또한 생산이 안정된다.

Claims

연속섬유를 1방향으로 정렬시켜서 시트형상으로 하고, 이 정렬섬유시트에 열가소성수지를 함침해서 얻게되는 섬유보강열가소성수지시트를 정척으로 컷하고, 순차적으로 맞댐장치에 공급하여, 컷시트의 컷끝면을 나란히 하면서 끝면을 간단히 맞댐한 컷시트군과, 이 컷시트군과 병렬로 주행시킨 섬유보강열가소성수지시트인 연속시트를 라미네이트부에 공급하고, 가열롤에 달라붙게 함으로써 양시트를 가열·용착하고, 이어서 닙롤에 의해 삽입·압착하고, 또 냉각롤에 달라붙게 함으로써 압착시트를 냉각·경화시켜 시트끼리를 전체면용착해서 적층시트를 연속적으로 제조하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
연속섬유를 1방향으로 정렬시켜서 시트형상으로 하고, 이 정렬섬유시트에 열가소성수지를 함침해서 얻게되는 섬유보강열가소성수지시트를 정척으로 컷하고, 순차적으로 맞댐장치에 공급하고, 컷시트의 컷끝면을 나란히 하면서 시트끝면을 간단없이 맞댐한 컷시트군과, 이 컷시트군과 병렬로 주행시킨 복수의 섬유보강열가소성수지시트인 연속시트의 서로 이웃한 끝면을 맞댐한 상태에서 라미네이트부에 공급하고, 가열롤에 달라붙게 함으로써 양시트를 가열·용착하고, 이어서 닙롤에 의해 삽입·압착하고, 또 냉각롤에 달라붙게 함으로써 압착시트를 냉각·경화시켜 시트끼리 전체면 용착해서 적층시트를 연속적으로 제조하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제1항에 있어서, 컷시트와 연속시트의 섬유배향방향을 45∼135°의 임의의 각도에서 연속적으로 적층하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제1항에 있어서, 섬유보강열가소성수지시트의 두께가 30㎛이상 500㎛이하이며, 보강섬유의 용적함유율을 30％이상 85％이하로 하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제1항에 있어서, 보강섬유가 유리섬유 혹은 탄소섬유이며, 열가소성수지가 폴리프로필렌계, 폴리스티렌계 혹은 폴리에틸렌계수지인 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제1항에 있어서, 라미네이트부의 직전에 배치되어 있는 라미네이트속도보다 빠르게 주행하고 있는 벨트콘베이어와, 그 상부에 배치되어 있는 뜸방지시트와의 간격을 컷시트가 통과하고, 선행하는 컷시트와 후속의 컷시트에 속도차를 작게 함으로써, 선행하는 컷시트의 후부끝면과 후속의 컷시트의 앞부분 끝면이 연속적으로 맞댐되어, 라미네이트부에 연속공급되는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제2항에 있어서, 병렬로 주행하고 있는 각 연속시트의 서로 이웃한 끝면을 따로따로 검지하고, 각 시트끝면이 임의로 정해진 기준선과 일치하도록 각 연속시트의 풀어내기 축을 평행이동시킴으로써, 각 연속시트의 서로 이웃한 시트끝면을 맞춘 후, 1개의 원단풀어내기축의 위치를 고정하고, 다른 원단으로부터 풀어내는 연속시트의 시트끝면을 맞댐한 상태에서 라미네이트부에 연속공급하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제1항에 있어서, 2개의 섬유보강열가소성수지시트를 상하면으로부터 엔들리스벨트에 의해 끼워넣을때, 선행하는 컷시트의 어긋남량을 흡수할 수 있는 맞댐부를 통과시킨 후, 공급된 2개의 섬유보강열가소성수지시트를 가열롤에 벨트와 함께 달라붙게 하고, 벨트를 개재해서 섬유보강열가소성수지시트를 가열·용융한 후에 압착하고, 또 그 상태를 유지하면서 냉각롤에 벨트와 함께 달라붙게 해서 벨트를 개재해서 섬유보강열가소성수지시트를 냉각·경화시킨 후 용착된 섬유보강열가소성수지시트의 적층시트를 벨트로부터 박리시키는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제1항에 있어서, 가열·용융된 섬유보강열가소성수지시트를 냉각할때, 엔들리스벨트에 끼워넣어진 섬유보강열가소성수지시트를 개재한 교정롤의 위치를 냉각롤을 따라서 이동시킴으로써, 냉각롤에의 안는 각도를 변화시켜, 적층시트의 휘어짐량을 조정하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제9항에 있어서, 전동기의 회전을 기어를 개재해서 교정롤의 회전으로 변환함으로써 교정롤의 위치를 냉각롤을 따라서 이동시키는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제1항에 있어서, 라미네이트부의 앞공정에 상하로부터 연속웨브를 공급하는 장치를 설치하고, 라미네이트부에, (상부쪽웨브/컷시트/연속시트), (상부쪽웨브/컷시트/연속시트/하부쪽웨브), (컷시트/연속시트/하부쪽웨브), (상부쪽 혹은 하부쪽웨브/컷시트) 혹은 (상부쪽 혹은 하부쪽웨브/연속시트)의 어느 것의 적층구성으로 공급해서, 적층시트를 연속적으로 제조하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
연속섬유를 1방향으로 정렬시켜서 시트형상으로 하고, 이 정렬섬유시트에 열가소성수지를 함침해서 얻게되는 섬유보강열가소성수지시트를 정척으로 컷해서 송출하는 컷시트의 풀어내기장치, 이 컷시트를 순차적으로 맞댐장치에 공급하고, 컷시트의 컷끝면을 나란히 하면서 끝면을 간단없이 맞댐하는 컷시트의 맞댐장치, 컷시트와 병렬로 주행시키는 섬유보강열가소성수지시트인 연속시트의 풀어내기장치 또는 컷시트와 병렬로 주행시키는 복수의 섬유보강열가소성수지시트인 연속시트의 서로 이웃한 끝면을 맞댐하면서 이송하는 연속시트의 풀어내기장치 및 컷시트와 연속시트를 가열롤에 달라붙게 함으로써, 가열·용착하고, 이어서 닙롤에 의해 삽입·압착하고, 또 냉각롤에 달라붙게 함으로써 압착시트를 냉각·경화시키는 라미네이트장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 적층시트를 연속적으로 제조하는 제조장치.
제12항에 있어서, 시트용 원단이 댄서롤을 개재해서 일정길이로 이송된 후 컷부에서 재단되고, 컷시트는, 필요에 따라 배분콘베이어에 의해 상하의 2단테이블위에 배분되고, 위치제공롤에 의해 테이블위의 정위치까지 송출되고, 이어서 송출롤에 의해 진행방향을 45°∼135°의 임의의 각도로 바꾸어 벨트콘베이어위로 송출되는 컷시트의 풀어내기장치인 것을 특징으로 하는 적층시트를 연속적을 제조하는 제조장치.
제12항에 있어서, 선행 컷시트와 후속컷시트와의 속도차에 의해 각각의 컷시트의 시트끝부분을 맞댐하는 것으로, 벨트콘베이어에 의해 이송되는 선행컷시트가 공급가이드롤에 닙되어 이송속도가 저하됨으로써, 선행컷시트의 후부끝면과 후속컷시트의 앞부분끝면이 맞댐되고, 필요에 따라 맞댐부상부면에 컷시트의 뜸방지시트를 배치해서, 자체중량에 의해 컷시트 및 벨트콘베이어를 눌러넣도록 해서 컷시트의 맞댐정밀도를 높여, 뜸방지시트의 바로앞부분 및 가로부분에 선행컷시트 및 후속컷시트의 가로방향의 위치를 제공하는 위치결정장치가 벨트콘베이어의 좌우에 배치되어 있는 컷시트의 맞댐장치인 것을 특징으로 하는 적층시트를 연속적으로 제조하는 제조장치.
제12항에 있어서, 연속시트A는 연속시트원단과 가이드롤사이에, 연속시트B는 연속시트원단과 가이드롤사이에 각각 설치되어 있는 끝면검출기에 의해 연속시트 A및 B의 서로 이웃하는 각 끝면의 위치를 검출하고, 임의의 기준선에 맞추어 각 풀어내기릴을 슬라이드시켜 서로 이웃한 끝면을 접근시키고, 또 연속시트B를 넓이모임가이드에 의해 연속시트B에 모이게 해서 시트끝면을 0㎜에서 1㎜이내의 간격으로 라미네이트부에 송출하도록 한 시트맞춤장치인 것을 특징으로 하는 적층시트를 연속적으로 제조하는 제조장치.
제12항에 있어서, 각각 복수개의 가열롤 및 냉각롤, 상하 각 엔들리스벨트 및 댄서롤로 구성되고, 이송된 컷시트, 연속시트 A및 B, 그리고 상하웨브는 상하의 각 엔들리스벨트에 의해 끼워넣어지고, 그 엔들리스벨트마다 가열롤에 달라붙게해서 상하면이 순차 가열되고, 이어서 가열시와 마찬가지로 냉각롤에 달라붙게해서 상하면을 순차 냉각하고, 수지의 형상이 고정되는 온도역의 냉각롤에 냉각롤원주를 따라서 교정롤을 이동시켜 안는 각도를 조정함으로써 라미네이트시트의 상하방향에의 휘어짐을 교정하도록 한 라미네이트장치인 것을 특징으로 하는 적층시트를 연속적으로 제조하는 제조장치.
제2항에 있어서, 컷시트와 연속시트의 섬유배향방향을 45∼135°의 임의의 각도에서 연속적으로 적층하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제2항에 있어서, 섬유보강열가소성수지시트의 두께가 30㎛이상 500㎛이하이며, 보강섬유의 용적함유율을 30％이상 85％이하로 하는 것을 특징을 하는 적층시트의 제조방법.
제2항에 있어서, 보강섬유가 유리섬유 혹은 탄소섬유이며, 열가소성수지가 폴리프로필렌계, 폴리스티렌계 혹은 폴리에틸렌계수지인 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제2항에 있어서, 라미네이트부의 직전에 배치되어 있는 라미네이트속도보다 빠르게 주행하고 있는 벨트콘베이어와, 그 상부에 배치되어 있는 뜸장치시트와의 간격을 컷시트가 통과하고, 선행하는 컷시트와 후속의 컷시트에 속도차를 갖게 함으로써, 선행하는 컷시트의 후부끝면과 후속의 컷시트의 앞부분 끝면이 연속적으로 맞댐되어, 라미네이트부에 연속공급되는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제2항에 있어서, 2개의 섬유보강열가성수지시트를 상하면으로부터 엔들리스벨트에 의해 끼워넣을때, 선행하는 컷시트의 어긋남량을 흡수할 수 있는 맞댐부를 통과시킨 후, 공급된 2개의 섬유보강열가소성수지시트를 가열롤에 벨트와 함께 달라붙게 하고, 벨트를 개재해서 섬유보강열가소성수지시트를 가열·용융한 후에 압착하고, 또 그 상태를 유지하면서 냉각롤에 벨트와 함께 달라붙게 해서 벨트를 개재해서 섬유보강열가소성수지시트를 냉각·경화시킨 후 용착된 섬유보강열가소성수지시트의 적층시트를 벨트로부터 박리시키는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제2항에 있어서, 가열·용융된 섬유보강열가소성수지시트를 냉각할때, 엔들리스벨트에 끼워넣어진 섬유보강열가소성수지시트를 개재한 교정롤의 위치를 냉각롤을 따라서 이동시킴으로써, 냉각롤에의 안는 각도를 변화시켜, 적층시트의 휘어짐량을 조정하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제22항에 있어서, 전동기의 회전을 기어를 개재해서 교정롤의 회전으로 변환함으로써 교정롤의 위치를 냉각롤을 따라서 이동시키는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.
제2항에 있어서, 라미네이트부의 앞공정에 상하로부터 연속웨브를 공급하는 장치를 설치하고, 라미네이트부에, (상부쪽웨브/컷시트/연속시트), (상부쪽웨브/컷시트/연속시트/하부쪽웨브), (컷시트/연속시트/하부쪽웨브), (상부쪽 혹은 하부쪽웨브/컷시트) 혹은 (상부쪽 혹은 하부쪽웨브/연속시트)의 어느 것의 적층구성으로 공급해서, 적층시트를 연속적으로 제조하는 것을 특징으로 하는 적층시트의 제조방법.