KR100236895B1 - 섬유매트 제조방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

유리섬유 강화물질 같은 강화물질의 매트는 연속 스트랜드 또는 쵸프 섬유층을 이송 벨트위에 형성하고 규정 통로를 따라서 층을 이송함으로서 제조된다. 층적용의 하류 위치에서 섬유층은 2.0 내지 10.0 중량 퍼센트의 범위에서 초단파 감도 바인더나 자외선 감도 바인더로 코팅되고, 바인더 코팅층은 압축 스테이션 및 경화 스테이션을 구비하는 방사 터널로 이송된다. 상기 방사 터널에서 바인더 코팅층은 압축 및 경화를 발생하는 스테이션으로서 소정 밀도/두께 비율로 압축 및 경화되고 매트가 콘베이어 벨트로부터 벗겨져서 저장을 위해 권취된다. 경화 에너지는 선택된 초단파 또는 자외선 방사로서 공급되고, 방사는 압축롤러 세트 사이에 적용되거나 특정 전자기 에너지에 투명한 압축롤러 또는 웨브를 통하여 적용된다.

Description

섬유매트 제조방법 및 장치
제1도는 완성된 매트의 제거 및 권취와 함께, 왕복운동 벨트 상의 섬유층의 형성, 층에 대한 바인더의 코팅 또는 막의 적용과 바인더의 경화와 층의 동시압축을 포함하는 본 발명의 방법을 수행하는 이송 시스템과 모든 요소를 나타내는 개략도.
제2도는 제1도와 같은 시트에 나타나며, 완성된 매트상에 분리층을 형성하는 웨브 설비의 개략도.
제3도는 제1도 및 제2도의 것과 유사하며 압축전에 적용되고 매트로부터 경화후에 그리고 매트가 권취되기 전에 매트로부터 벗겨진 연속으로 벗길 수 있는 웨브 설비의 다른 개략도.
제4도는 제3도와 같은 시트에 나타나며, 벨트 및 층구조의 대향측에 층 적용되어 벗겨진 한쌍의 연속 웨브를 가지는 압축 및 경화 영역의 개략도.
제5도는 제3도 및 제4도와 같은 시트에 나타나며 압축 롤러내에 위치한 자외선 소스를 나타내는 다른 압축 및 경화 단계의 개략도.
제6도는 다른 롤러를 경유하여 압축 롤러의 로딩을 나타내는 제5도에 도시된 형태의 장치의 개략 사시도.
제7도는 섬유 부착, 바인더의 적용과 자외선 터널내의 바인더의 경화와 층의 동시 압축을 나타내는 제1도의 라인에 따른 개략도.
제8도는 제6도와 같은 시트에 나타내며 제7도에 나타난 형태의 장치의 사시도.
제9도는 제7도와 같은 시트에 나타나며, 제6도와 동일 기본 구조를 나타내나 압축 롤러가 자외선 터널내의 연신 자외선 광원 하부의 한쌍의 가압 지지체에 의해 대체되는 개략도.
제10도는 초단파 도파관 부분간의 압축 롤러를 나타내는 본 발명을 수행하는 초단파 분말 장치의 개략도.
제11도는 각 초단파 도파관 부분내의 압축 롤러를 나타내는 제10도에 나타낸 일반 형태의 장치 개략도.
제12도는 제11도와 같은 시트에 나타나며 제11도 장치의 사시도.
제13도는 제11도 및 제12도와 같은 시트에 나타나며 상부로부터 본 단면이 도시된 초단파 터널을 도시한 제11도 및 제12도에 나타난 장치의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 벨트 30 : 노즐
32 : 스프레이 50 : 매트
54 : 웨브 58, 76, 86 : 웨브
118, 126, 170, 204, 284 : 터널
184 : 리플랙터 206, 286 : 하우징
240, 292 : 도파관 356 : 커플링
본 발명은 비직조 강화물질, 직조 강화물질 및 그 조합의 제조시에 바인더를 경화하는 방법과 그 방법을 수행하는 장치에 관한 것으로, 특히 현저한 정도로 강화 물질을 포함함이 없이 바인더 반응에 촛점을 둔 유도 에너지를 사용하는 데 관한 방법 및 장치에 관한 것이다.
지금까지 유리 섬유매트, 직조물질 및 다른 강화물질을 제조하는 종래기술에 있어서, 함께 강화 물질을 유지하는데 조력하고 수반하는 몰딩방법 동안에 기지수지와 강화물질간의 적합한 결합을 증진하는데 바인더를 적용하는 것이 통상적이었다. 상기 바인더는 통상 건조한 분말 수지이나 에멀젼 또는 액체일 수 있다. 섬유 물질은 소정 구조의 형태를 위해 통상적인 방법으로 제조된다. 통상 바인더는 강화체로 적용되어 가열, 용융 또는 용융전 건조되고 때때로 바인더를 강화시킨다. 상기 방법은 강화 물질의 전체 질량이 요구될 때 소정 용융 또는 건조 또는 반응 온도로 가열하는데 다량의 에너지가 사용된다. 바인더는 적용 요건에 따라 불포화 경화되거나 단계적으로 경화될 수 있다. 이와 관련한 하나는 본원에 합체된, 특히 4컬럼 27라인에서 시작되는 시카구치 등의 미국 특허 제4,054,713호에 언급되었다.
종래 시스템에 있어서는 강화 물질의 전체 질량에 필요한 다량의 에너지, 필요한 오븐 크기, 가열 및 냉각에 필요한 시간과 환경오염을 방지하기 위해 수집되어야 하는 휘발성 생성물에 많은 문제점이 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 에너지 요건에 신속하고 효율적이고 환경 견지로부터 안전한 매트 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 상기 목적은 강화섬유층이 콘베이어 벨트같은 왕복운동 웨브에 형성되고, 스프레이 또는 캘린더(calendering)에 의해 층을 코팅하도록 바인더가 제공되고, 바인더 코팅층이 소정 밀도/두께 비율로 압축되고, 압축시에 바인더가 경화되는 방법과 그 방법을 수행하는 장치를 제공 함으로써 성취된다. 그후 매트는 웨브로부터 벗겨져서 권취된다.
바인더는 자외선 에너지 경화 바인더이거나 초단파 에너지 경화 바인더가 선택된다. 따라서 경화시에 대응 자외선 또는 초단파 에너지는 층이 소정 밀도/두께 비율로 압축되는 동안 적용된다. 자외선은 UV(200nm)로부터 가시광(450nm)일 것이다. 파장의 조합이 잇점으로 사용된다.
명백한 바와 같이, 본 발명의 방법 및 장치는 본 발명을 위해 전개된 특수 바인더를 경화하도록 유도 에너지가 사용되는 점에서 지금까지의 공지된 것과는 다르며, 상기 바인더는 자외선 또는 초단파로 사용된 유도 에너지에 민감하다. 상기 바인더는 에너지 반응으로 섬유 질량을 포함함이 없이 유도 에너지로 섬유상에 경화된다. 바인더는 올리고머, 불포화 폴리에스테르, 에폭사이드, 폴리아크릴, 폴리우레탄등이다. 본 발명에 따라서 경화될때, 바인더는 몰딩 방법으로 기지수지와 함께 결합에 이용되는 불포화 영역을 가진다. 본 발명의 방법을 사용할때 강화 물질은 활성화 에너지에 대해 먼저 패시브(passive)된다. 반응은 활성화 에너지가 바인더에서만 목표되기 때문에 강화 물질을 포함함이 없이 발생한다. 바인더는 통상 제조 시스템과 같은 작용을 수행하나 적은 에너지로 현저한 휘발성 물질을 발생함이 없이 더 신속하게 경화되어야 하며 상기 휘발성 물질은 환경오염을 방지하도록 수집되어야 한다. 열에 의해 구동된 휘발성 물질을 수집할 필요성이 거의 없기 때문에 공기나 열을 벌충할 필요가 거의 없으므로 에너지 절약과 환경 오염을 피할 수 있다.
상술한 바와 같이 유도 에너지 소스는 자외선 또는 초단파 에너지 경화 바인더와 경화를 위한 대응 자외선 또는 초단파 에너지 소스를 사용하는 3차원 예형의 제조에 관한 1989년 12월 6일자 출원된 특허출원 제446,859호, 1990년 7월 12일자 출원된 제552,253호, 1990년 11월 5일자 출원된 제609,420호의 계류중인 출원에서와 같이 자외선 에너지이거나 초단파 에너지이다. 단계적 방법을 설명한 상술한 출원과는 달리 본 방법이 계속된다.
본 발명에서의 적합한 에너지는 비용, 속도 및 효율로 인한 자외선 광 에너지이다. 바인더가 액체이므로 스프레이되도록 물로 운반할 필요가 없다. 강화 섬유내의 잔존 습기는 기지수지와 함께 물리적 및 전기적 특성의 감축을 위한 원인임이 오랫동안 입중되었다. 시스템내에 물이 없기 때문에 건조가 필요없으며 상술한 문제가 극복된다. 유도 에너지에 의한 경화는 필요한 강성과 재료 취급 특성을 제공한다.
단순화를 위해, 방법의 잇점이 바인더가 사용된 직조 강화체에 적용될 수 있기 때문에 하기 설명이 주로 비직조 매트와 관련된다.
섬유 매트는 쵸프 스트랜드(chopped strand)로 불리우는 불연속섬유와 연속 스트랜드 매트로 불리우는 연속 섬유의 두 분류로 된다. 상기 형태의 매트에는 많은 형태가 있다. 본 발명의 방법에 있어서, 섬유 매트는 이동 웨브상에 부착된 섬유층으로서 상술한 미합중국 특허 제4,054,713호에 개시된 바와 같이 통상적인 방법으로 준비된다. 매트는 층 형성의 완료시에 연속 웨브 또는 벨트상에 준비되고 바인더가 스프레이에 의해 적용되거나 캘린더된다. 이는 충전 또는 주입 단계는 아니다. 바인더는 2.0 내지 10.0 전형적으로 3.0 내지 7.0 중량 퍼센트 범위에서 적용된다. 바인더 적용후에 섬유의 웨팅(wetting)을 허용하도록 잔존 시간이 제조라인의 압축과 경화 부분에 대해 이송 거리까지 제공된다.
특수한 적용을 위한 바인더로서 적합한 UV 경화수지와 그 공급자는 다음과 같다.
(1) 아담슨 케미칼 코포레이션에 의해 제조된 사토머 SR 우레탄 아크릴레이트
(2) 아카조 케미 아메리카에 의해 제조된 디아크릴 올리고에스테르 아크릴레이트 및 세타럭스 UV 에폭시, 우레탄 폴리에스테르 아크릴레이트
(3) 알라이드 시그날 인코포레이티드에 의해 제조된 벡토머 2010, 2015, 2020 우레탄 아크릴레이트
(4) 아메리칸 빌트라이트 인코포레이티드에 의해 제조된 ABCURE 우레탄 아크릴레이트
(5) 카길 UV 프로덕츠에 의해 제조된 에포크릴 폴리에스테르, 우레탄, 에폭시 아크릴레이트
(6) 케목스 리미티드에 의해 제조된 사토모 올리고모
(7) 크레이노에 의해 제조된 시노큐어 및 시노락 아크릴레이트
(8) 다니셀 케미칼 인더스트리 리미티드에 의해 제조된 폴리에스테르, 우레탄 및 에폭시 아크릴레이트 수지
(9) 디아니뽄 잉크 앤드 케미칼에 의해 제조된 우레탄 아크릴레이트
(10) 에폴린 인코포레이티드에 의해 제조된 EP220100 에폭시 아크릴레이트 코팅수지
(11) 에른스트 자거 파브리케이션에 의해 제조된 자갈럭스 UV 스페셜티 폴리에스테르
(12) 헨켈 코포레이션에 의해 제조된 포토모 2000 메타 아크리타티스, 5000 우레탄, 3000 메타아크릴레이트, 포토머 앤드 두오-경화 아크릴레이트
(13) 마톤 인터네셔널 인코포레이티드에 의해 제조된 유비탄 우레탄 아크릴레이트
(14) 사토모 코포레이션에 의해 제조된 사토모 우레탄, 폴리에스테르 에폭시 아크릴레이트, 에폭시 3000, 9500 우레탄
(15) UCB 래드큐어 스페셜티를 통해 이용가능한 유비아크릴 P36, P104, P115, 7100, 유비아크릴 우레탄, 에폭시, 에스테르 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 노비큐어 3600
적합한 밀도/두께 비율을 성취하기 위해 층을 압축하는 것이 바람직하다. 본 발명의 방법에 있어서, 층은 단계로 압축되어 경화 단계시에 압축을 유지한다. 롤러 또는 연속 밸트 또는 그 조합을 사용하여 압축에 의해 소정 밀도/두께 비율을 성취하는데 이용되는 다수의 기술이 있다. 본 출원에 대해 선택된 방법은 이용된 유도 에너지 시스템과 형태 및 제조된 매트 형태에 의해 결정된다.
경화 에너지로서 자외선 광이 사용될때 광은 다수의 다른 방법 즉, 벨트 또는 웨브를 지나 롤러간의 웨브 또는 연속 벨브와, 롤러와 롤러 사이의 개구를 통하여 적용된다. 광원이 롤러와 롤러를 통하여 전달된 광에 포함될때 롤러는 광전달을 허용하거나 자외선 투명 아크릴 또는 자외선 투명유리 또는 석영같은 자외선 투명 물질로 제조되는 기공성 금속 스크린으로 제조된다. 벨트 또는 웨브는 광전달을 허용하는 기공 가요성 금속 스크린으로 제조되거나 자외선 투명 폴리에틸렌, 자외선 투명 아크릴 또는 자외선 투명 폴리비닐클로라이드 같은 자외선 투명 폴리머 벨트 또는 웨브로 제조된다. 투명도는 오퍼레이팅된 스펙트럼의 부분에 대한 것이다. 자외선 투명막은 필요시 롤러 또는 벨트 표면으로부터 비경화 바인더를 유지하도록 작용되는 웨브로서 이용될 수 있다. 연마 유리 물질이 투명 시스템의 표면으로부터 마모되는 것이 방지되어야 한다. 필요시 자외선 투명막은 롤내의 층 분리기로서 제품에 남을 수 있다. 그후 상기막의 다른 용도는 상술한 예형 적용과 같이 필요시 진공밀봉으로서 커팅 또는 형성 적용이 수반된다.
상기막은 적용가능 또는 바람직할때 상기 언급한 형태의 예방 방법 동안에 해제막으로서도 사용된다.
자외선 투명막도 매트를 롤링하기 전에 연속으로 벗길 수도 있고 연속 웨브로서 사용되도록 라인까지 귀환된다. 자외선 투명 폴리에틸렌은 우수한 해제 특성과 경제성과 다양한 두께로 제조되는 상기 목적을 위해 특히 적합하다.
유도 에너지원으로서 초단파 에너지를 사용할때, 웨브, 베니어등의 건조에 대한 종래기술과 같은 S자형 도파관이 사용 된다. 물질의 압축은 S자형 도파관을 통하여 이동하는 동안 압력을 유지하는 두 연속 벨트 또는 웨브간의 매트를 이송함으로써 성취된다. 롤러는 벨트 또는 웨브상의 압력을 유지 하기 위해 웨브의 횡방향으로 연장되는 도파관의 평행 부분 사이 또는 그 내부에 위치된다. 롤러는 물질이 초단파 에너지를 흡수하지 않고 유도 에너지를 줄이지 않도록, 즉 손실 특성을 가지지 않는 폴리에틸렌 같은 폴리머로 제조된다. 압력은 공압, 유압, 스프링 등으로 함께 유지되는 벨트 또는 웨브와 벨트 또는 웨브와 접촉하는 도파관의 각 절반부상의 연속 표면을 가짐으로서 유지된다. 상기 연속 표면은 고분자량 폴리에틸렌 또는 초고 분자량 폴리에틸렌 같은 저마찰, 저손실 물질로 제조된다. 벨트 또는 웨브도 유사물질로 제조된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점과 그 구조 및 작업은 첨부된 도면과 관련하여 하기의 상세한 설명으로 명백히 이해될 것이다.
본 발명은 유도 에너지의 다른 형상의 이용에 적용 가능하다. 그러므로 자외선 사용의 상세한 설명과 초단파 유도 에너지 시스템이 하기에 제공될 것이다.
[자외선 유도 에너지 적용]
제1도에는 한쌍의 단부 롤러(14, 16)에 의해 규정 통로를 따라서 왕복 운동을 위해 지지된 콘베이어 벨트(12)를 따라서 이격된 다수 스테이션을 구비하는 매트 형성 시스템(10)이 도시되어 있다. 상기 시스템은 섬유 준비 및 적용스테이션(18), 바인더 적용기 스테이션(20) 및 압축 및 경화 스테이션(22)을 구비한다. 롤러(16)에 인접한 콘베이어 벨트(12)의 종착에서, 형성 매트는 벗겨지고 권취 롤러(52)상에서 권취된다.
섬유준비 및 적용스테이션(18)에서 연속 스트랜드 또는 쵸프 유리 섬유(chopped glass fibers) 같은 강화섬유는 상술한 미국 특허 제4,054,713호에 설명된 바와 같이 공지된 방법으로 준비되며, 장치(24)내에서 화살표 26로 지시된 섬유층(26′)으로서 콘베이어 벨트(12)의 상측면에 부착된다. 바인더 적용기 스테이션(20)에서 공급부(28)로부터 자외선 에너지 경화 바인더가 인출된 섬유층(26′)이 수용되고, 분무기(sprayer)(30)를 경유하여 스프레이(32)로서 바인더의 2.0 내지 10.0 중량 퍼센트를 가지는 콘베이어 벨트(12)의 상측면상에 바인더 코팅층(26uv)을 형성하도록 섬유층(26′)의 상측면에 적용된다. 그러므로 바인더는 충전제가 아닌 소적(droplets)의 박막 침투 임의 부착제로서 적용된다.
바인더 코팅층(26uv)은 압축 및 경화 스테이션(22)으로 통과하는데, 콘베이어 벨트(12) 특히 그위에 운반된 코팅층(26uv)이 이격된 압축 롤러(34 내지 38) 쌍 사이에 압축되며, 상기 코팅층(26uv)은 롤러에 의해 소정 밀도/두께 비율로 압축되고, 바인더가 경화되며 이격 자외선 소스(42, 44)를 경유하여 층(26uv)의 횡방향으로 연장되고 46과 48로 지시된 바와 같이 방사된다.
압축 및 경화후에 완성된 섬유 매트(50)는 콘베이어 벨트(12)로부터 벗겨져서 권취롤러(52)에 권취된다.
제2도는 압축 및 경화 스테이션(22A)이 제1도와 유사하나, 폴리에틸렌 웨브 같은 자외선 투명 웨브(54)가 공급 롤러(55)로부터 바인더 코팅층(26uv)의 상측면에 적용되는 부가적 요소를 가지는 유사한 시스템(10A)이 도시되어 있으며, 상기 웨브(54)는 안내 롤러(56)를 경유하여 안내된다. 상술한 바와 같이, 자외선 투명 물질은 상기 언급한 자외선 투명 폴리에틸렌 또는 자외선 투명 아크릴등일 것이다. 제2도에 도시된 바와 같이, 웨브(54)는 경화후에 자외선 바인더 코팅층(26UV)으로 잔존하고 완성된 매트(50A)의 부분으로 되고 52A에서 분리층으로서 진공 시일을 제공하도록 권취되며, 필요시 설명된 바와 같이 절단 및 형성 방법이 수반된다.
제3도는 매트(50)가 권취롤러(52)상에 권취되기 전에 안내롤러(64)에서 경화된 매트(50)로부터 벗겨지도록 압출 및 경화 스테이션(22B)의 이송측으로부터 압축 및 경화 방법을 통하여 순환 통로를 지나 다수롤러(60 내지 66)를 경유하여 안내된 스트립 가능한 웨브로서 자외선 투명 폴리에틸렌 물질의 연속 웨브(58)로 제공되는 압축 및 경화 스테이션(22B)이 도시된 동일 시스템(10B)이 도시되었다. 자외선 투명 폴리에틸렌 물질은 언급한 바와 같이 양호한 해제특성, 경제성 및 다양한 두께로 제조되는 점에서 웨브(58)를 위해 적합하다.
제4도는 바인더 코팅층(26uv)이 한쌍의 압축롤러(70, 80) 사이의 단계로 이송되고 한쌍의 압축롤러(72, 82) 사이에 존재하는 압축 및 경화 스테이션(22C)의 다른 실시예이다. 안내 또는 압축롤러(68 내지 74, 78 내지 84) 세트 주위에 각각 동반된 한쌍의 자외선 투명 웨브(76, 86)를 경유하여 이 단계에서 압축이 적용된다. 압축 및 경화 스테이션(22c)의 통로를 따라서 압축시에 층의 상측부상에 다수의 자외선 소스(42l내지 42n)와 층의 하측부상의 다수의 자외선 소스(44l내지 44n)로부터 코팅층(26uv)이 방사를 받게된다. 상기 실시예에서, 콘베이어 벨트(12)가 자외선 방사에 대해 투명해야 한다.
제5도 및 제6도는 콘베이어 벨트(12)와 바인더 코팅층(26uv)이 이격 압축롤러쌍(88, 90 내지 92, 94) 사이에 수용되는 다른 압축 및 경화 스테이션(22D)이 도시되었다. 상기 실시예에서 자외선 터널(118)에서 롤러간의 다수 이격 자외선 광원 대신에 상측 롤러(88, 92)는 자외선 방사에 투명하고, 내부에 설치된 자외선 소스(96, 98)을 가진다. 상기 실시예에서 언급한 바와 같이 롤러는 기공 금속 스크린, 자외선 투명 아크릴, 자외선 투명 유리 또는 자외선 투명 석영물질로 제조된다. 다른 다수 롤러(102 내지 108, 110 내지 116)를 경유하여 압축이 적용된다.
제7도 및 제8도의 시스템(10E)은 콘베이어 벨트(12)와 그위의 바인더 코팅층(26uv)을 수용하는 입구개구부(106, 130)와 권취 스테이션을 향하여 경화층을 운반하여 벨트(12)를 이송하는 출구개구부(108, 132)를 가지는 하우징(104, 128)을 구비하는 자외선 터널(102, 127)을 포함하는 압축 및 경화 스테이션(22E)이 제7도 및 제8도에 도시된 것을 제외하고는 제1도와 유사하다.
시스템은 또한 바인더 적용기 스테이션(20)의 영역에서 한쌍의 지지롤러(126)와 그 하측상에 콘베이어 벨트(12)를 지지하는 한쌍의 지지 및 압축롤러(134 내지 148)를 구비한다.
자외선 터널(127)의 길이를 따라서 이격된 다수의 압축 롤러(150 내지 156)가 벨트 위에 배치되고, 지지 및 압축 롤러(134 내지 156)쌍의 압축롤러의 세트를 형성한다. 다수의 신장 자외선 소스(158 내지 168)는 이 단계에서 층(26uv)이 소정 밀도/두께 비율로 압축 및 경화되도록 롤러 세트에 의해 압축된 후에 층(26uv)을 방사하도록 인접한 상측 롤러중의 하나 사이에 위치된 각 공급소스(158, 164, 160, 166 및 162, 168)로 바인더 코팅층(26uv)위에 배치된다.
제9도는 자외선 터널(170)이 재차 입구개구(174)와 출구 개구부(176)를 가지는 하우징(172)을 구비하는, 자외선 경화를 위한 유사한 시스템(10F)이 도시되었다. 상기 실시예에서, 자외선 터널은 서로를 향해 로딩되고 콘베이어 벨트(12)와 그 사이에 바인더 코팅층(26uv)을 수용하는 한쌍의 압력판(178, 180)을 구비한다. 압력판(178, 180)에 가해는 압력은 상징적으로 다수의 스프링(141, 143 및 147, 149)으로 지시된다. 그러나 가압은 자외선 터널(170)의 길이를 따라서 소정 압축을 얻기 위해 공압 또는 유압 램 등으로 제공된다.
상기 실시예에서 자외선 터널(170)은 단다중 아치형 리플랙터(184)와 다수의 신장 자외선 램프(186 내지 202)로 지시된 신장 자외선 소스(182)를 구비한다. 그러한 광 시스템은 주어진 콘베이어 자외선 전달 물질 하부에 제공된다. 재차로 압력은 소정 밀도/두께 비율을 얻기 위해 경화 방법에서 소정 단계를 제공하도록 자외선 터널의 한 단부로부터 점차적인 로딩에 의해 다른 단부까지 점차로 증가된다.
지름까지 자외선 경화만이 설명되었다. 그러나 본 발명은 유도 초단파 방사를 경유하여 경화하는데도 적용된다.
[초단파 유도 에너지 적용]
제10도는 상술한 자외선 에너지 경화 시스템(10 내지 10F)을 위한 것과 같은 형태의 초단파 유도 에너지 경화 시스템(10G)이 도시되었다. 제10도의 시스템에서 강화섬유 구성은 콘베이어 벨트(12)의 상면상에 섬유층(26′)을 제공하는 이전 시스템과 같다. 콘베이어 벨트(12)가 적용기 스테이션(20′)으로 이동할때 한쌍의 지지롤러(126)에 의해 지지되고, 섬유층(26′)은 바인더층(26MW)에 수반하여 재차 2.0 내지 10.0 중량 퍼센트, 적합하게는 3.0 내지 7.0 중량 퍼센트 바인더로 공급부(28′)와 스프레이(32′)의 형태로 스프레이 노즐(30)로부터 초단파 에너지 경화 바인더로 제공된다.
콘베이어 벨트(12)와 바인더 코팅층(26MW)은 자외선 터널 대신에 상술한 자외선 터널과 같은 입구개구부(208)와 출구개구부(210)와 함께 하우징(206)을 가지는 초단파 터널(204)을 구비하는 압축 및 경화 스테이션(10G)으로 들어간다. 완성매트(280)는 롤러(282)상에 권취를 위해 이송된다.
초단파 터널(204)에서, 콘베이어 벨트(12)와 바인더 코팅층(26MW)은 다수의 상측 압축롤러(212 내지 224)와 다수의 하측 압축롤러(226 내지 238) 사이에 수용된다. 도시된 바와 같이, 압축롤러는 초단파 터널(204)의 길이를 따라서 이격되고, 상측부 상의 다수의 횡부분(246 내지 258)과 하측부상의 다수횡부분(260 내지 272)을 가지는 상측 도파관 절반부(242)와 하측 도파관 절반부(244)를 구비하는 인접한 초단파 도파관(240) 부분 사이에 각각 배치된다. 상측 및 하측 절반부(242, 244)는 상술한 특허출원 제 446,859호와 제 552,253호에 개시되었으나 3차원 형상을 형성하는 윤곽없이 라인을 따라서 구성된 분리 초단파 도파관(240)을 형성한다. 도파관(240)은 초단파 발생기(278)를 경유하여 이송되고 두 절반부(242,244)와 그 각 부분(246, 260 내지 258, 272)은 도파관 절반부의 대향측 상의 한쌍의 폴리에틸렌 부재(274, 276)에 의해 분리되며, 상기 부재는 부스러기로부터 각 도파관 부분을 밀봉한다. 부재(274, 276)는 이를 통해 압축롤러(212 내지 238)를 수용하기 위해 개구부를 포함하여 층(26MW)과 밸트(12)와 각각 접촉한다.
제11도는 입력 개구부(288)와 출력 개구부(290)를 가지는 하우징(286)을 구비하는 초단파 터널(284)를 구비하는 압축 및 경화 스테이션의 초단파 유도 에너지 시스템(10H)이 도시되었다. 초단파 터널(284)은 내부에 상측 도파관 절반부(294)와 하측 도파관 절반부(296)를 구비하며, 함께 결합할때 입력 개구부(288)와 출력 개구부(290)와 연통하는 채널을 규정한다.
상측 도파관 절반부(294)는 다수의 절반부(298 내지 310)를 구비하며, 하측 도파관 절반부는 다수의 절반부(312 내지 324)를 구비한다.
제11도에 도시하지 않았으나 제10도에 적용될 수 있는 도파관 구조는 부스러기 없는 도파관 부분을 유지하도록 부재(274, 276) 예를들어 폴리에틸렌 부재를 구비한다. 이는 공급된다면 압축 롤러를 수용하는 대응 구경으로도 제공된다.
제10도의 구조와 같이 제11도의 구조도 다수의 상측 압축 롤러(326 내지 338)와 다수의 하측 압축롤러(340 내지 352)의 형태로 수직쌍으로 제공된 다수의 알축롤러를 구비한다. 상기 압축롤러는 부재(274, 276)가 제공된다면 대응 구경을 통하여 상측면의 바인더 코팅층(26MW)과 하측면의 콘베이어 벨트(12)와 접촉한다. 상기와 같이 압축 및 경화는 롤러쌍(326, 340)을 경유하여 적용된 압축과 상측 및 하측 도파관 부분을 경유하여 동시에 적용된 초단파 방사에 의해 단계를 가진다.
상기와 같이 도파관(292)은 초단파 주파수를 도파관(292)에 적용하기 위해 초단파 에너지 소스(354)에 연결된다.
제12도 및 제13도는 제11도와 같은 시스템을 나타내며 도파관(292)의 둥근 부분(358, 360)을 더 잘 나타낸다. 도시된 바와 같이 초단파 소스(354)는 도파관 커플링(356)에 의해 도파관에 결합된다.
비록 실시예를 참조로 본 발명이 설명되었지만 본 발명의 다수 변경 및 개조가 본 발명의 정신 및 범주로부터 이탈없이 통상의 지식을 가진자에 의해 명백하게 될 것이다. 따라서 그와 같은 변경 및 개조가 본 기술에 대한 공헌의 범위내에서 적합하게 포함된다.

Claims (27)

  1. 섬유 매트 제조 방법에 있어서, a) 규정 통로를 따른 벨트를 이동하는 단계와, b) 규정 통로를 따른 제 1 위치에서 강화물질의 섬유층을 벨트 위에 연속으로 부착하고, 섬유층을 벨트 위에 이송하는 단계와, c) 규정 통로를 따른 제 2 위치에서 자외선 에너지 경화 바인더의 코팅을 섬유층의 한 측부에 적용하는 단계와, d) 규정 통로를 따른 제 3 위치에서 섬유의 바인더 코팅층을 예정 밀도 및 두께 비율로 압축하는 단계와, e) 상기 밀도 및 두께 비율을 유지하도록 압축하에서의 바인더 코팅층을 유지함과 동시에 바인더를 경화하고 매트를 형성하도록 함께 섬유를 부착하여 규정 통로를 따른 제 4 위치에서 자외선 방사를 압축된 섬유의 바인더 코팅층의 전체 영역에 적용하는 단계와, f) 벨트로부터 형성된 매트를 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 매트 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 바인더를 적용하는 c) 단계후에 그리고 층을 압축하는 d) 단계 전에 바인더와 함께 섬유 웨팅을 허용하기 위해 충분한 시간 간격 동안 섬유의 바인더 코팅층을 이송하도록 벨트를 이동하는 g) 단계를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 매트 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 바인더를 적용하는 상기 c) 단계는 1.0 내지 10.0 중량 퍼센트 범위에서 자외선 에너지 경화 바인더를 적용하는 c1) 단계로 또한 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유 매트 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 2.0 내지 10.0 중량 퍼센트 범위에서 자외선 에너지 경화 바인더를 적용하는 상기 c1) 단계는 3.0 내지 7.0 중량 퍼센트 범위에서 자외선 에너지 경화 바인더를 적용하는 c1a) 단계로 또한 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유 매트 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 바인더 코팅 섬유 층으로 압축될 제 3 위치를 구비하는 규정 통로의 부분을 따라서 자외선 투명 웨브를 안내하는 g) 단계를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 매트 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 형성된 매트를 권취하는 상기 f) 단계는 형성된 매트와 함께 자외선 투명 웨브를 권취하는 f1) 단계로 또한 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유 매트 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 섬유의 바인더 코팅층으로 압축될 제 2 위치를 구비하는 규정 통로의 부분을 따라서 무단 자외선 투명 웨브를 안내하는 g) 단계와, 섬유의 바인더 코팅층을 방사하는 e) 단계후에 형성된 매트로부터 자외선 투명 웨브를 스트립하는 h) 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 매트 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 압축 단계 d)와 방사 단계 e)는 웨브 이동 방향으로 이격된 압축 요소로 바인더 코팅 층을 각각 압축하는 d1) 단계와, 이격된 압축 요소 사이에서 자외선 에너지를 바인더 코팅층상으로 향하는 e1a) 단계에 의해 자외선 방사를 섬유의 바인더 코팅층의 적용하는 el) 단계로 또한 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유 매트 제조 방법.
  9. 섬유 강화물질의 연속 매트 제조 장치에 있어서, 규정 통로를 따라서 연장되는 연속 이동 캐리어 벨트와, 규정 통로를 따른 제 1 위치에서 상기 이동 캐리어 밸트상의 강화물질의 층을 형성하는 형성수단과, 규정 통로를 따른 제 2 위치에서 자외선 방사에 반응하여 경화되는 바인더를 하나 이상의 섬유의 이동층의 표면에 적용하는 수단을 구비하는 적용기 수단과, 규정 통로를 따른 제 3 위치에서 캐리어 벨트상의 섬유의 바인더 코팅층을 예정된 밀도 및 두께 비율로 압축하는 압축 수단과, 바인더를 경화하고 매트를 형성하도록 함께 섬유를 부착하여 예정된 자외선 방사를 바인더 코팅층의 전체 영역에 적용하는 방사 수단을 구비하는, 제 4 위치에서 상기 밀도 및 두께 비율로 압축된 섬유를 유지하는 유지수단 및 경화 수단과, 캐리어 벨트로부터 형성된 매트를 권취하는 권취 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화물질의 연속 매트 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 압축 수단 및 상기 경화 수단은 압축 수단과 경화 수단에 대한 이동 전과 이동중에 바인더에 의해 섬유의 웨팅을 허용하도록 상기 적용기 수단으로부터 충분한 거리 이격된 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 압축 수단은 다수의 이격된 대향 롤러 세트를 구비하며, 상기 각 롤러 세트는 캐리어 벨트와 그 사이에서 섬유의 바인더 코팅층을 수용하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 경화 수단은 초단파 발생기와, 상기 초단파 발생기에 결합되며 각각 인접한 롤러 세트 사이의 규정 통로에 횡방향으로 연장되며 상기 캐리어 벨트와 그 위에 운반된 섬유의 바인더 코팅층을 통하여 수동되는 슬롯을 가지는 다수의 도파관 부분을 구비하는 S 자형 도파관을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 경화 수단은, 자외선 에너지원과, 상기 롤러의 인접 세트 사이의 상기 에너지원의 자외선 에너지를 섬유의 바인더 코팅층 위로 향하는 방사 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  14. 섬유 강화물질의 연속 매트 제조 장치에 있어서, 규정 통로를 따라서 연장되는 연속 이동 캐리어 벨트와, 규정 통로를 따른 제 1 위치에서 상기 이동 캐리어 벨트상의 강화물질의 층을 형성하는 형성수단과, 규정 통로를 따른 제 2 위치에서 자외선 방사에 반응하여 경화되는 바인더를 하나 이상의 섬유의 이동층의 표면에 적용하는 수단을 구비하는 적용기 수단과, 규정 통로를 따른 제 3 위치에서 캐리어 벨트상의 섬유의 바인더 코팅층을 예정된 밀도 및 두께 비율로 압축하는 압축 수단과, 바인더를 경화하고 매트를 형성하도록 함께 섬유를 부착하여 예정된 자외선 방사를 바인더 코팅층의 전체 영역에 적용하는 방사 수단을 구비하는, 제 4 위치에서 상기 밀도 및 두께 비율로 압축된 섬유를 유지하는 유지 수단 및 경화 수단과, 캐리어 벨트로부터 형성된 매트를 권취하는 권취 수단을 포함하며, 상기 압축 수단은 상기 캐리어 벨트와 그 사이의 섬유의 바인더 코팅층을 수용하는 다수의 이격된 세트의 대향 롤러를 구비하며, 상기 각 세트의 하나 이상의 롤러는 자외선 방사에 투명하며, 상기 경화 수단은 하나 이상의 롤러를 통하여 섬유의 바인더 코팅층을 방사하기 위한 각 세트의 하나 이상의 롤러에서 자외선 에너지원을 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 각 세트의 하나 이상의 롤러는 자외선 투명 아크릴 물질을 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 각 세트의 하나 이상의 롤러는 자외선 투명 유리 물질을 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 롤러는 자외선 투명 석영 물질을 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 캐리어 벨트는 자외선 방사로 전달되며, 상기 경화수단은 상기 캐리어 벨트를 통하여 섬유의 바인더 코팅층을 방사하기 위한 자외선 에너지원을 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  19. 제9항에 있어서, 상기 압축 수단은 상기 벨트와 그 사이의 섬유의 바인더 코팅층을 수용하는 한쌍의 겹쳐진 이동 웨브를 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 적용 수단은 초단파 에너지 경화 바인더의 공급부를 구비하며, 상기 경화 수단은 겹쳐진 웨브, 상기 캐리어 벨트 및 그들을 통한 섬유의 바인더 코팅층을 횡방향으로 연장 및 수용하는 다수의 홈이진 도파관부분과 상기 섬유의 바인더 코팅층상으로 향하게 될 경화 초단파 에너지를 제공하기 위해 도파관에 결합된 초단파 에너지원을 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 겹쳐진 웨브는 자외선 투명 물질을 구비하며, 상기 경화 수단은 하나 이상의 웨브를 통하여 섬유의 바인더 코팅층을 방사하는 하나 이상의 자외선 소스를 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  22. 제12항에 있어서, 상기 S 자형 도파관은, 상부 도파관 절반부를 규정하도록 3 개의 벽중의 하나에 연결되고 3 개의 벽중에 다른것에 수직인 3 개의 벽의 세트로 연결된 다수의 신장벽과 상기 상부 도파관 절반부의 각각에 물리적으로 근접하도록 상기 벽의 다른 것을 거쳐 연장되는 제 1 초단파 투명 패널을 구비하는, 상기 바인더 코팅층 또는 상기 벨트상의 상부 도파관 절반부와, 상기 바인더 코팅층을 운반하며 상기 3 개의 벽중의 하나가 연결되고 하부 도파관 절반부를 규정하도록 상기 3 개의 벽중의 다른것에 수직인 3 개의 벽의 세트에 연결된 다수의 신장벽과 상기 하부 도파관 절반부의 각각에 물리적으로 근접하도록 상기 벽의 다른 것을 거쳐 연장되는 제 2 초단파 투명 패널을 구비하는 상기 벨트 아래의 하부 도파관 절반부를 구비하며, 상기 상부 및 하부 도파관 부분은 상기 바인더 코팅층을 운반하는 벨트를 수용하기 위해 상기 제 1 및 제 2 초단파 투명 패널 사이의 홈을 규정하도록 이격된 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  23. 제12항에 있어서, 상기 경화 수단은, 초단파 발생기와, 상기 도파관의 다른 절반부의 도파관 절반부와 정렬된 컨베이어 벨트에 횡방향으로 서로 평행 이격 연장되는 다수의 U 자형 도파관 절반부와 개구를 구비하며 상기 도파관의 각 절반부의 도파관 절반부를 거쳐서 연장되는 제 1 및 제 2 초단파 투명 패널을 각각 가지는 제 1 및 제 2 도파관 절반부를 구비하는 분리 초단파 도파관을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 초단파 투명 패널은 상기 바인더 코팅층을 운반하는 콘베이어 벨트를 수용하기 위해 분리 초단파 도파관을 통해 슬롯을 규정하도록 이격되며, 상기 압축 수단은 상기 각 도파관 절반부에 장착되며 상기 제 1 및 제 2 초단파 투명 패널의 각각의 하나에 각 개구부를 통해 연장되는 다수의 초단파 투명롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  24. 섬유 강화물질의 연속 매트 제조 장치에 있어서, 규정 통로를 따라서 연장되는 연속 이동 캐리어 벨트와, 규정 통로를 따른 제 1 위치에서 상기 이동 캐리어 밸트상의 강화물질의 층을 형성하는 형성수단과, 규정 통로를 따른 제 2 위치에서 자외선 방사에 반응하여 경화되는 바인더를 하나 이상의 섬유의 이동층의 표면에 적용하는 수단을 구비하는 적용기 수단과, 규정 통로를 따른 제 3 위치에서 캐리어 벨트상의 섬유의 바인더 코팅층을 예정된 밀도 및 두께 비율로 압축하는 압축 수단과, 바인더를 경화하고 매트를 형성하도록 함께 섬유를 부착하여 예정된 자외선 방사를 바인더 코팅층의 전체 영역에 적용하는 방사 수단을 구비하는, 제 4 위치에서 상기 밀도 및 두께 비율로 압축된 섬유를 유지하는 유지수단 및 경화 수단과, 캐리어 벨트로부터 형성된 매트를 권취하는 권취 수단을 포함하며, 상기 압축 수단은 상기 캐리어 벨트와 그 사이의 바인더 코팅층을 수용하기 위해 자외선 방사에 투명한 제 1 및 제 2 대향 롤러를 가지는 다수의 세트의 압축 롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  25. 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치에 있어서, 처음부터 끝까지 규정된 통로를 따라 연장되는 캐리어 벨트를 구비하는 이송 수단과, 충전 수단을 구비하는 최초의 인접한 하류의 제 1 위치에서 강화물질의 섬유층을 상기 캐리어 벨트상에 부착하기 위한 구성 스테이션과, 자외선 에너지 경화 바인더의 공급부와 상기 섬유층의 표면상에 상기 바인더의 코팅을 분무하기 위한 분무 수단을 구비하는 상기 구성 스테이션의 제 2 위치 하류에서 상기 규정 통로상의 적용기 스테이션과, 상기 캐리어 벨트와 섬유의 바인더 코팅을 수용하는 터널, 상기 섬유의 바인더 코팅층을 예정된 밀도 및 두께 비율로 압축하기 위한 상기 터널내의 압축수단, 상기 밀도 및 두께 비율로 압축된 섬유를 유지하는 유지 수단과 압축시에 예정된 밀도 및 두께 비율을 가지는 섬유 강화 물질의 매트를 형성하도록 바인더를 경화하고 상기 섬유를 함께 부착하도록 자외선 에너지 경화로 상기 압축 유지된 섬유의 바인더 코팅층의 전체 영역을 방사하기 위한 상기 터널내의 자외선 에너지원을 구비하는 상기 적용기 스테이션의 하류의 규정 통로상의 경화 스테이션과 상기 캐리어 벨트로부터 형성된 매트를 권취하기 위해 상기 규정통로의 종료의 권취 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 물질의 연속 매트 제조 장치.
  26. 섬유 매트 제조 방법에 있어서, a) 규정 통로를 따른 벨트를 이동하는 단계와, b) 규정 통로를 따른 제 1 위치에서 강화물질의 섬유층을 벨트위에 연속으로 부착하고, 섬유층을 벨트 위에 이송하는 단계와, c) 규정 통로를 따른 제 2 위치에서 전자기 에너지 경화 바인더의 코팅을 섬유층의 한 측부에 적용하는 단계와, d) 규정 통로를 따른 제 3 위치에서 섬유의 바인더 코팅층을 예정 밀도 및 두께 비율로 압축하는 단계와, e) 상기 밀도 및 두께 비율을 유지하도록 압축하에서의 바인더 코팅층을 유지함과 동시에 바인더를 경화하고 매트를 형성하도록 함께 섬유를 부착하여 규정 통로를 따른 제 4 위치에서 전자기 에너지 방사를 압축된 섬유의 바인더 코팅층의 전체 영역에 적용하는 단계와, f) 벨트로부터 형성된 매트를 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 매트 제조 방법.
  27. 섬유 강화물질의 연속 매트 제조 장치에 있어서, 규정 통로를 따라서 연장되는 연속 이동 캐리어 벨트와, 규정 통로를 따른 제 1 위치에서 상기 이동 캐리어 밸트상의 강화물질의 층을 형성하는 형성수단과, 규정 통로를 따른 제 2 위치에서 예정된 전자기 방사에 반응하여 경화되는 바인더를 하나 이상의 섬유의 이동층의 표면에 적용하는 수단을 구비하는 적용기 수단과, 규정 통로를 따른 제 3 위치에서 캐리어 벨트상의 섬유의 바인더 코팅층을 예정된 밀도 및 두께 비율로 압축하는 압축 수단과, 바인더를 경화하고 매트를 형성하도록 함께 섬유를 부착하여 예정된 전자기 방사를 바인더 코팅층의 전체 영역에 적용하는 방사 수단을 구비하는, 제 4 위치에서 상기 밀도 및 두께 비율로 압축된 섬유를 유지하는 유지수단 및 경화 수단과, 캐리어 벨트로부터 형성된 매트를 권취하는 권취 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유강화물질의 연속 매트 제조 장치.
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KR101315945B1 (ko) 2013-06-12 2013-10-10 화이버텍(주) 연속식 스트랜드 매트의 제조장치 및 이에 의한 제조방법
WO2024075901A1 (ko) * 2022-10-07 2024-04-11 네이처그린 주식회사 하이브리드 코팅 경화 시스템

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