KR100582671B1 - 판상의 복합소재 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리섬유 직조물에 열가소성 수지를 함침시켜 판상의 복합소재를 제조하는 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 겔 형태의 원료를 유리섬유 직조물에 함침시키기 위하여 온도와 압력을 가하므로써 고체판상 제품을 제조하는 장치에서 제품을 성형하는 과정에서 온도와 압력을 전달하는 수단으로 불소함유 슬립재를 사용하는 것을 특징으로 하는 판상의 복합소재 제조장치에 관한 것이다.

본 발명의 제조장치는 제조장치의 원가를 대폭 감소시키며, 생산공정을 단순화한다. 이것은 제조장치로부터 원료에 가해지는 온도 및 압력하에서도 벨트의 손상을 방지하여 본 발명의 제조장치는 장기간 가동될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 원료의 온도조절이 효율적으로 이루어질 수 있다.

압출물, 유리섬유 직조물, 벨트, 슬립재

Description

판상의 복합소재 제조장치{Manufacture of producing pressed product in plate shape}

도1은 종래의 판상의 복합소재 제조장치의 단면도이다.

도2는 본 발명의 판상의 복합소재 제조장치의 단면도이다.

도3은 본 발명의 판상의 복합소재 제조장치에서 온도조절박스(400) 및 압력조절나사(600)를 확대하여 나타낸 단면도이다.

도면의 부호에 대한 설명

10: 축 20: 벨트 30: 압출로

40: 온도조절박스 50: 롤러 a: 벨트면

200: 하부 벨트컨베이어 200': 상부 벨트컨베이어

300: 압출로 400: 온도조절박스

500: 슬립재 600: 압력조절나사

700: 유리섬유 매트 800: 폴리프로필렌 공급부

A: 벨트면

본 발명은 판상의 복합소재 제조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 열가소성수지를 유리섬유 직조물에 함침시키기 위하여 온도와 압력을 가하므로써 고체의 판상 제품을 제조하는 장치에서 온도와 압력을 전달하는 수단으로 불소함유 슬립재를 사용하는 것을 특징으로 하는 판상의 복합소재 제조장치에 관한 것이다.

종래의 판상의 복합소재 제조장치는 도1과 같이 양단의 축(10)에 걸쳐져 수평으로 이동하게 되는 엔들리스(endless) 벨트(20)가 상하로 위치하여 압출로(30)를 형성하고, 상기 압출로(30)를 통과하는 원료를 가열 및 냉각하기 위한 다수 개의 온도조절박스(40)가 압출로(30)를 형성하는 벨트(20)의 벨트면(a)을 따라 차례로 위치한다. 상기 온도조절박스(40)는 히팅박스 및 쿨링박스를 포함한다.

이때 도2와 같이 상기 온도조절박스(40)는 벨트면(a) 사이에는 봉 형태의 다수개의 롤러(50)가 구비된다. 상기 롤러(50)는 스스로 자전함과 동시에 온도조절박스(40) 표면을 따라 이동하므로써, 수평 이동하는 벨트면(a)의 일정한 위치에서 온도조절박스(40)가 압출로(30)를 통과하는 원료를 가열 및 냉각할 수 있게 한다. 또한, 상기 롤러(50)는 원료에 가압수단으로 작용한다.

상기 제조장치는 온도조절박스(40) 표면을 따라 구비되어야 하는 롤러(50)가 장치의 비용을 증가시키고, 온도조절박스(40)의 온도가 직경 35mm 이상의 롤러(50)를 통해 원료에 전해지므로 원료의 가열 및 냉각과정에서 에너지가 낭비되는 문제점이 있었다.

또한, 수평 이동하는 벨트에서 온도조절박스(40)를 일정한 위치로 고정시키 며, 동시에 압출로(30)의 원료에 압력을 가하기 위하여 다수개의 롤러를 구동시키는 과정이 복잡하다. 따라서, 판상의 복합소재 제조장치에서 롤러(50)를 대신할 수 있는 수단의 개발이 관건이었다.

한편, 상기 히팅박스에 의한 원료의 가열은 150 내지 300℃에서 이루어지고, 벨트(20) 및 롤러(50)를 통해 원료에 가해지는 압력은 2 내지 10kg/cm²이다. 따라서, 롤러 대체 수단은 이러한 온도와 압력에서도 온도조절박스(40)와 벨트(20)의 마찰에 의한 손상을 최소화시켜 장기간 연속 가동이 가능한 것이어야 한다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 판상의 복합소재 제조장치에서 롤러 대체 수단으로 불소함유 슬립재를 사용하므로써, 장치의 비용을 절감하고, 제조 공정을 단순하게 하며, 가열 및 냉각수단에 의한 원료의 온도 조절이 효율적으로 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수평으로 위치하는 하부 벨트컨베이어(200), 상기 하부 벨트컨베이어(200)로부터 이격되어 위치하는 상부 벨트컨베이어(200'), 상기 하부 압출벨트(200)와 상기 상부 압출벨트(200')사이에 형성되어 성형될 원료가 통과하는 압출로(300), 압출로(300)를 형성하는 하부 벨트컨베이어(200) 및 상부 벨트컨베이어(200')의 벨트면(A)에 접하여 위치하는 온도조절박스(400), 상기 온도조절박스(400)의 상기 벨트면(A)과 접하는 면에 접착된 슬립재(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 판상의 복합소재 제조장치를 제공한다.

본 발명의 판상의 복합소재 제조장치에서 벨트컨베이어(200, 200')는 도3과 같이 고무 ·직물 ·철망 ·강판 등으로 만들어진 엔들리스 벨트를 양단의 축에 걸고, 상기 축이 회전함에 따라 순환시켜 연속으로 이동시키는 장치이다. 본 발명에서는 스틸 벨트를 사용하는 것이 바람직하다.

슬립재(500)는 1mm 내지 2mm의 두께로 하는 것이 바람직하다. 이것은 1mm 미만의 두께에서는 유리섬유 직조물에 열가소성수지를 함침시킬 때에 요구되는 온도 및 압력하에서 벨트컨베이어(200, 200')와의 마찰을 견디지 못하고 쉽게 마모되는 문제가 있고, 반면 두께가 2mm를 초과하게 되면 온도조절박스(400)의 온도가 압출로의 원료에 쉽게 전달되지 못하여 에너지의 손실이 있게 되기 때문이다.

또한, 상기 슬립재(500)는 온도조절박스(400)에서 벨트면(A)과 접하는 면 전체에 걸쳐 접착되어, 온도 및 압력 전달 수단으로 작용하게 한다.

본 발명은 일 실시예로, 상기 슬립재(500)는 불소함유 수지임을 특징으로 하는 판상의 복합소재 제조장치를 제공한다. 더욱 구체적으로, 상기 슬립재(500)는 탄소-구리-불소의 복합물로, 구리 메쉬 사이에 탄소와 불소를 함침한 것이다.

본 발명에서 압출로(300)의 원료에 압력을 가하는 방법은 도3과 같이 상부 벨트컨베이어(200')의 온도조절박스(400) 상부에 위치하는 압력조절나사(600)를 조절하므로써 원료의 투입부로부터 제품의 배출부로 갈수록 상부 벨트컨베이어(200')에 기울기를 주는 것이다. 즉, 압력조절나사(600)가 상부 벨트컨베이어(200')를 누 르는 힘에 의해 압출로(300)의 폭이 좁아지므로, 압출로(300)를 통과하는 원료의 두께가 줄어든다. 그러면 압출로(300)를 통과하는 원료에 자연압이 가해지므로써 유리섬유 직조물에 열가소성수지의 함침이 이루어지는 것이다. 이때, 압력은 2 내지 10kg/cm²이다.

또한, 본 발명에서 상기 온도조절박스(400)는 히팅박스 및 쿨링박스를 포함하므로써, 압출로(300)를 통과하는 원료를 가열 및 냉각한다. 따라서, 다수개의 온도조절박스(400)가 하부 벨트컨베이어(200) 및 상부 벨트컨베이어(200')의 벨트면(A)에 위치한다. 이때 상기 히팅박스는 오일을 순환시켜 150℃ 내지 300℃로 유지하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 쿨링박스는 냉각수의 순환으로 바람직하게 15℃이하로 유지되도록 한다.

하부 벨트컨베이어(200)의 온도조절박스(400)는 서포터에 의해 수평으로 위치하게 되고, 상부 벨트컨베이어(200')의 온도조절박스(400)는 상술한 바와 같이, 압력조절나사(600)에 의해 배출부로 갈수록 상부 벨트컨베이어(200')에 압력을 주게된다. 상기 압력조절나사(600)는 온도조절박스(400)의 양단으로 3 내지 4개씩 총 6개 내지 8개가 배치되는 것이 전체적으로 가압하기에 바람직하다.

본 발명의 제조장치는 하부 벨트컨베이어(200)의 벨트면(A)로 응고 및 압축될 수 있는 원료를 공급하여 상ㆍ하부 벨트컨베이어(200, 200')에 의해 가해지는 온도 및 압력에 의해 판상의 단단한 고체 제품을 제조한다.

바람직하게 본 발명의 제조장치는 섬유조직에 열가소성수지를 함침시켜 강도 를 증가시킨 보강섬유 합성물의 제조에 사용된다. 이때, 하부 벨트컨베이어(200)에 공급되는 원료는 직조되어 매트 형태로 제공되는 섬유 및 용융 상태의 열가소성수지이다.

가장 바람직하게 본 발명은 유리섬유 매트와 폴리프로필렌을 원료로 하여 폴리프로필렌이 함침된 유리섬유 제품의 제조에 사용된다.

도2와 같이 상기 유리섬유 매트(700)가 공급되고, 폴리프로필렌은 230℃~250℃의 용융된 상태로 공급부(800)로부터 공급되어 도포된다. 이러한 과정의 반복으로 하부 벨트컨베이어(200)에 공급되는 원료는 유리섬유 매트와 폴리프로필렌 층이 교대로 적층된 적층물이다. 상기 적층물은 압출로(300)를 통과하면서 히팅박스에 의해 가열되고, 다음 순간 냉각박스를 의해 냉각되며, 상부 벨트컨베이어(200')의 경사에 의해 두께가 줄어들어 고체의 판상 제품으로 제조된다.

본 발명의 판상의 복합소재 제조장치는 벨트컨베이어와 접촉하게 되는 온도조절박스 면에 슬립재를 접착하므로써, 제조공정 상 가해지는 온도 및 압력하에서 벨트의 손상을 방지하여 장기간 가동될 수 있다. 이것은 상기 제조장치의 원가를 대폭 감소시키며, 생산공정을 단순화하는 것이다. 또한, 본 발명에서는 온도조절박스로부터 원료로의 온도 전달이 효율적으로 이루어질 수 있다.

Claims (2)

1. 수평으로 위치하는 하부 벨트컨베이어(200);

   상기 하부 벨트컨베이어(200)로부터 이격되어 위치하는 상부 벨트컨베이어(200');

   상기 하부 압출벨트(200)와 상기 상부 압출벨트(200')사이에 형성되어 성형될 원료가 통과하는 압출로(300);

   압출로(300)를 형성하는 하부 벨트컨베이어(200) 및 상부 벨트컨베이어(200')의 벨트면(A)에 접하여 위치하는 온도조절박스(400);

   상기 온도조절박스(400)의 상기 벨트면(A)과 접하는 면에 접착된 슬립재(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 판상의 복합소재 제조장치.
2. 제 1 항에서, 상기 슬립재(500)는 불소함유수지임을 특징으로 하는 판상의 복합소재 제조장치.

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