KR100462438B1

KR100462438B1 - 섬유강화 플라스틱 소재의 관 제조장치

Info

Publication number: KR100462438B1
Application number: KR10-2001-0055384A
Authority: KR
Inventors: 정인영
Original assignee: 정인영
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2004-12-17
Also published as: KR20030022438A

Abstract

본 발명은 섬유강화 플라스틱소재의 관을 제조함에 있어서, 상기 섬유강화 플라스틱 소재의 관 강도를 향상시키고 이의 제조를 원활하게 할 수 있도록 보강섬유 로빙(Roving)에 열경화성 수지를 함침시키며, 상기 수지가 함침된 상기 소재를 가이드를 통해 인출할 때 이의 외주면에 다시 보강섬유 로빙을 와인딩시키고 이 와인딩된 소재 외주 부위에 수지를 함침시킨 별도의 보강섬유 로빙을 일정한 가이드를 통하여 인출방향으로 균일한 관 형태로 배열하며, 이를 관 성형수단에서 경화성형하도록 하는 섬유강화 플라스틱 소재의 관 제조장치에 관한 것이다.

본 발명은 공급되는 소재(1)를 1차 함침 수지조(2)에서 수지(3)로 1차 함침시키는 함침수단에 의하여 여러 가닥의 소재(1)에 상기 수지(3)를 함침시키고, 상기 수지(3)가 함침된 소재(1)를 다수의 관통공(5)이 형성된 가이드(4)를 통과시키도록 하면서 이를 집합구(6)로 공급하며, 이 집합구(6)에서는 상기 가이드(4)의 관통공(5)을 통과하여 공급되는 상기 소재(1)를 집합시키도록 하고, 상기 집합구(6)에서 집합되어 인출되는 소재(1)는 이의 동심원상 외측에 구비된 와인딩 수단(7)에 의하여 보강섬유 로빙이 나선상으로 와인딩되도록 하며, 상기의 공정에 의하여 인출되는 소재(1a)들의 외주 부위에 또 다시 함침조(8)에서 수지를 함침시킨 별도의 보강섬유 로빙을 인출방향으로 균일한 관형으로 배열시키고 이를 성형금형틀(9)로 통과시키게 되며, 이 성형금형틀(9)을 통과할 때 이에 구비된 히터(10)의 열에 의하여 경화, 성형되면서 섬유강화 플라스틱 소재의 3층 강화 구조의 관으로 완성되도록 구성한 것으로, 인출방향으로 3층, 와인딩 방향으로 2층으로 교번되게 로빙을 배열하여 5층 강화구조의 관으로 구성할 수도 있도록 된 것이다.

Description

섬유강화 플라스틱 소재의 관 제조장치 {TUBE PROCESSING APPARATUS OF FRP MATERIAL}

일반적인 섬유강화 플라스틱 소재의 관을 제조하기 위한 종래의 장치로서는 도 1에서와 같이 여러 가닥의 보강섬유 로빙 소재(101)를 수지조(102)로 이송시켜 이수지조(102)에 담겨진 수지(103)가 상기 소재(101)에 함침되도록 하고 상기 수지(103)가 함침된 여러 가닥의 소재(101)는 여러 개의 관통공(105)이 형성된 가이드(104)를 통하여 금형틀(107)로 보내지며, 이 때 상기 가이드(104)에는 맨드릴(106)을 설치하여 관 형태가 이루어지도록 하고, 상기 관 형태로 이루어지는 소재는 금형틀(107)에서 이에 설치된 히터(108)의 가열로 관 상태로 경화, 성형되도록 구성되어 있었으며, 상기와 같은 방식으로 제조된 관은 비교적 강도가 높고 굽힘 후 복원력과 탄성이 우수한 반면, 보강용 섬유가 선형방향으로 배열되어 충격이나 굽힘에 쉽게 갈라지거나 꺽어지는 결점이 있었으며, 이를 보완하기 위하여 관의 두께를 두껍게 할 경우 상기 관의 중량이 많이 나가게 되고 이 두께에 의한 강도의 높임에도 한계가 있어 지나치게 두께를 두껍게 할 수 없는 폐단이 있었으며, 좀더 가볍고 좀더 강하며 굽힘이나 충격에 쉽게 꺽어지거나 갈라지지 않는 제품을 만들기 위하여 많은 연구가 있어 왔으나, 아직까지 상기와 같은 요구를 충족시키며 생산성이 높은 제품 생산 방식을 개발하지 못하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명은 섬유강화 플라스틱소재의 관을 제조함에 있어서, 상기 섬유강화 플라스틱 소재의 관 강도를 향상시키고 이의 제조를 원활하게 할 수 있도록 보강섬유 로빙에 열경화성 수지를 함침시키며, 상기 수지가 함침된 상기 소재를 가이드를 통해 인출할 때 이의 외주면에 다시 보강섬유 로빙을 와인딩시키고 이 와인딩된 소재 외주 부위에 수지를 함침시킨 별도의 보강섬유 로빙을 일정한 가이드를 통하여 인출방향으로균일한 관 형태로 배열하며, 이를 관 성형수단에서 경화성형하도록 하는 섬유강화 플라스틱 소재의 관 제조장치를 제공하려는 것인바, 이를 이하에서 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 섬유강화 플라스틱 관을 제조하는 장치를 나타내는 구성도

도 2는 본 발명 실시예의 섬유강화 플라스틱 관을 제조하는 장치를 나타내는 구성도

도 3은 본 발명 실시예의 와인딩 수단을 나타내는 발췌 구성도도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱 관을 제조하는 장치를 나타내는 구성도

<도면의주요부분에대한부호의설명>

1,1',1a,1b : 소재

2 : 1차 함침 수지조

3 : 수지

4 : 가이드

5 : 관통공

6 : 집합구

7 : 와인딩 수단

8 : 함침조

9 : 성형금형틀

10 : 히터

11 : 와인딩 수단의 본체

12 : 와인딩용 로빙 설치구

13 : 관통공

14 : 베어링

15 : 보빈에 감겨 있는 와인딩 로빙

16 : 와인딩암

17,18 : 와인딩 가이드롤

19 : 맨드릴

본 발명은 공급되는 소재(1)를 1차 함침 수지조(2)에서 수지(3)로 1차 함침시키는 함침수단에 의하여 여러 가닥의 보강섬유 로빙의 소재(1)에 상기 수지(3)를 함침시키고, 상기 수지(3)가 함침된 상기 소재(1)를 다수의 관통공(5)이 형성된 가이드(4)를 통과시키도록 하면서 이를 집합구(6)로 공급하며, 이 집합구(6)에서는 상기 가이드(4)의 관통공(5)을 통과하여 공급되는 상기 소재(1)를 집합시키도록 하고, 상기 집합구(6)에서 집합되어 인출되는 소재(1)는 이의 동심원상 외측에 구비된 와인딩 수단(7)에 의하여 보강섬유 로빙이 나선상으로 와인딩되도록 하며, 상기의 공정에 의하여 인출되는 소재(1a)들의 외주 부위에 또 다시 함침조(8)에서 수지를 함침시킨 별도의 보강섬유 로빙(1b)을 인출방향으로 균일한 관형으로 배열시키고 이를 성형금형틀(9)로 통과시키게 되며, 이 성형금형틀(9)을 통과할 때 이에 구비된 히터(10)의 열에 의하여 경화, 성형되면서 보강섬유의 3층 강화 구조의 플라스틱관으로 완성되도록 구성한 것으로, 상기의 생산방식에 수지함침조와 와인딩 수단을 각각 하나씩 추가하여 보강섬유 로빙을 1차 인출방향, 1차 와인딩 방향, 2차 인출방향, 2차 와인딩 방향, 3차 인출방향으로 교번되게 배열하여 5층 강화구조의 관으로 구성할 수도 있도록 된 것이다.

또, 상기 와인딩 수단(7)은 본체(11)에 소재(1a)가 통과하는 관통공(13)이 형성되면서 베어링(14)에 지지되어 회전하는 와인딩용 로빙 설치구(12)의 일측에 보빈에 감겨진 와인딩용 로빙(15)을 설치하고 이의 외측에는 복수 대칭의 와인딩암(16)을 설치하며 이들의 선단부에는 상기 소재(1')를 와인딩시키기 위한 와인딩 가이드롤(17)(18)설치하여 구성하고, 상기 보빈(15)에 권취되는 소재(1')의 길이는 상기 공급되는 소재(1) 및 소재(1b)의 길이에 비례하여 이들의 엔드가 상호 일치되는 상태로 준비되어 와인딩 로빙이 모두 소모되었을 때 인출방향 로빙과 함께 교체 투입할 수 있도록 구성한 것으로 미설명 부호 19는 맨드릴이다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 상기 공급되는 소재(1)를 1차 함침 수지조(2)에서 수지(3)로 1차 함침시키는 함침수단에 의하여 여러 가닥의 소재(1)에 상기 수지(3)를 함침시키고, 상기 수지(3)가 함침된 소재(1)를 다수의 관통공(5)이 형성된 가이드(4)를 통과시키면서, 상기 소재(1)를 집합구(6)로 공급하면, 이 집합구(6)에서 상기 소재(1)가 상기 가이드(4)의 관통공(5)을 통과하면서 집합되고, 상기 집합구(6)에서 집합되어 인출되는 소재(1)의 동심원상 외측에는 상기 와인딩 수단(7)에 의하여 보강섬유 로빙이 나선상으로 와인딩된다.

상기의 공정에 의하여 소재가 인출되면, 이의 외주 부위에 또 다시 함침조(8)에서 수지를 함침시킨 별도의 보강섬유 로빙을 인출방향으로 균일한 관형이 되도록 배열시키고 이를 성형금형틀(9)로 통과시키게 되며, 이 성형금형틀(9)을 통과할 때 이에 구비된 히터(10)의 열에 의하여 경화, 성형되면서 섬유강화 플라스틱 소재의 3층 강화 구조의 관으로 완성되도록 한 것이다.

상기와 같은 생산방식에 도 4의 다른 실시예에서와 같이 함침조(8a)와 와인딩 수단(7a)을 각각 하나씩 추가하여 1차 인출방향, 1차 와인딩 방향, 2차 인출방향, 2차 와인딩 방향, 3차 인출방향으로 교번되게 로빙을 배열하게 되면, 인출방향으로 3층, 와인딩 방향으로 2층으로 교번되는 상태로의 5층 강화구조의 관으로 생산할 수도 있도록 된 것이다.

또, 상기와 같이 소재에 인출방향과 와인딩 방향으로 로빙을 배열함에 있어서 상기 와인딩 수단(7)은 본체(11)에 소재(1a)가 통과하는 관통공(13)이 형성되면서 베어링(14)에 지지되어 회전하는 와인딩용 로빙 설치구(12)가 회전하면서 이의 일측에 설치되어 와인딩용 로빙이 감겨진 보빈(15)으로부터 상기 로빙을 인출하게 되고, 이 보빈(15)의 외측에 설치된 복수 대칭의 와인딩암(16)과 상기 소재(1')를 와인딩시키기 위한 와인딩 가이드롤(17)(18)을 통하여 상기 소재(1')가 공급되면서 상기 성형틀로 공급되는 소재의 동심 외측에 와인딩되도록 한 것으로 상기 보빈(15)에 권취되는 소재(1')의 길이는 상기 공급되는 소재(1)(1b)의 길이에 비례하여 이들의 엔드가 상호 일치되는 상태로 권취하도록 하고, 상기 설치구(12)는 이의 회전을 위하여 구비되는 구동장치에 의하여 회전속도를 조절하면서 상기 로빙의 풀림속도를 조절하게 되며 로빙의 장력을 일정하게 조절하도록 하고, 상기 와인딩용 로빙이 인출방향과 동심원 상에 위치하기 때문에 와인딩용 로빙을 교체할 때는 인출방향 로빙을 절단해야 하므로 와인딩용 로빙의 길이를 상기 관의 생산길이에 맞게 적절히 조절하여 권취시키도록 한 것이다.

이상과 같은 본 발명은 상기와 같이 섬유강화 플라스틱 소재로 이루어지는 관을 제조함에 있어서, 상기 여러 가닥의 보강섬유 소재를 성형금형틀로 공급하기 전에수지를 함침시켜 그 후에 집합구로 보내고 보강섬유 소재(1')를 와인딩하도록 한 후에 별도의 보강섬유 소재(1b)에 수지를 함침시켜 상기 와인딩된 표면에 균일하게 관형으로 배열하여 성형금형틀(9)로 보내어 경화, 성형하도록 하므로써 고강도를 지니면서 고탄력성을 지닌 섬유강화 플라스틱 소재의 관을 제조할 수 있게 되며, 상기 보강을 위한 섬유 로빙을 선형방향(인출방향)과 나선방향(와인딩 방향)으로 교차 배열하도록 하므로써 충격이나 굽힘에 의하여 쉽게 갈라지거나 꺽어지는 등의 파손을 방지할 수 있게 되고 상기 관을 제조하는 소재의 와인딩을 흐트러짐 없이 원활하게 하여 상기 소재가 균일한 상태로 공급되도록 하므로써 상기 관의 두께를 얇게 하면서도 강도를 높여 양질의 제품을 제조할 수 있으며, 이 때 와인딩 수단이 차지하는 공간을 최소화하여 생산수율을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 점등의 특징을 지닌 것이다.

Claims

공급되는 소재(1)를 1차 함침 수지조(2)에서 수지(3)로 1차 함침시키는 함침수단에 의하여 여러 가닥의 소재(1)에 상기 수지(3)를 함침시키고, 상기 수지(3)가 함침된 소재(1)를 다수의 관통공(5)이 형성된 가이드(4)를 통과시키도록 하면서 이를 집합구(6)로 공급하며, 이 집합구(6)에서는 상기 가이드(4)의 관통공(5)을 통과하여 공급되는 상기 소재(1)를 집합시키도록 하고, 상기 집합구(6)에서 집합되어 인출되는 소재(1)는 이의 동심원상 외측에 구비된 와인딩 수단(7)에 의하여 보강섬유 로빙이 나선상으로 와인딩되도록 하며, 상기의 공정에 의하여 인출되는 소재(1a)들의 외주 부위에 또 다시 함침조(8)에서 수지를 함침시킨 별도의 보강섬유 로빙을 인출방향으로 균일한 관형으로 배열시키고 이를 성형금형틀(9)로 통과시키게 되며, 이 성형금형틀(9)을 통과할 때 이에 구비된 히터(10)의 열에 의하여 상기 소재(1a)가 경화, 성형되면서 섬유강화 플라스틱 소재의 3층 강화 구조의 관으로 완성되도록 구성함을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 소재의 관 제조장치.
제1항에 있어서, 인출방향으로 3층, 와인딩 방향으로 2층으로 배열된 5층 강화구조의 관을 제조하기 위해 상기 와인딩 수단(7)과 성형금형틀(9) 사이에 함침조(8a)와 와인딩 수단(7a)이 순차적으로 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 소재의 관 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 와인딩 수단(7)은 본체(11)에 소재(1)가 통과하는 관통공(13)이 형성되면서 베어링(14)에 지지되어 회전하는 와인딩용 로빙 설치구(12)의 일측에 와인딩용 로빙이 감겨진 보빈(15)을 설치하고 이의 외측에는 복수 대칭의 와인딩암(16)을 설치하며 이들의 선단부에는 상기 소재(1')를 와인딩시키기 위한 와인딩롤(17)(18)설치하여 구성하고, 상기 보빈(15)에 권취되는 소재(1')의 길이는 상기 공급되는 소재(1)의 길이에 비례하여 이들의 엔드가 상호 일치되는 상태로 권취하도록 하여 와인딩에 필요한 공간을 최소화하며 1개의 기계 라인에 여러개의 성형금형틀을 설치하도록 구성함을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 소재의 관 제조장치.