KR100621687B1 - Reinforcement members for fiber reinforced plastic and device and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 섬유강화플라스틱용 강화재, 그 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, FRP용 강화재로 촙트스트랜드매트 또는 로빙클로스 등 가공되지 않은 솜 형상의 섬유재를 사용함으로써, 강화재의 생산속도를 향상시키고 생산원가를 절감할 수 있고, 섬유재 생산과정에서 발생되는 파사 및 분쇄된 폐FRP를 사용함으로써 생산원가를 절감시키고 환경오염을 감소시킬 수 있으며, 강화재의 두께를 필요에 따라 용이하게 변경하여 제조할 수 있게 함으로써 사용목적에 맞는 강화재를 제조할 수 있는 편의성을 증대시킬 수 있다.The present invention relates to a reinforcing material for fiber-reinforced plastics, an apparatus for manufacturing the same, and a method for manufacturing the same. By using an unprocessed cotton fiber such as chopped strand mat or roving cloth as a reinforcing material for FRP, It can reduce the production cost, reduce the production cost and reduce the environmental pollution by using the shredded and crushed waste FRP generated in the process of producing the textile material, and can easily change the thickness of the reinforcement as needed. By making it possible, it is possible to increase the convenience of manufacturing the reinforcement for the intended use.
FRP, 유리섬유 FRP, fiberglass
Description
도 1은 일반적인 섬유강화플라스틱의 제조방법을 설명하기 위한 부분 사시도.1 is a partial perspective view for explaining a method for manufacturing a general fiber reinforced plastic.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 섬유강화플라스틱용 강화재를 나타낸 부분 사시도.Figure 2 is a partial perspective view showing a reinforcing material for fiber-reinforced plastics according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 섬유강화플라스틱용 강화재 제조장치를 개략적으로 나타낸 개념도.Figure 3 is a conceptual diagram schematically showing an apparatus for producing a fiber reinforced plastic according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 섬유강화플라스틱용 강화재를 제조하는 공정을 나타낸 순서도.Figure 4 is a flow chart showing a process for producing a fiber-reinforced plastic reinforcing material according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
210 : 제1 로빙클로스 230 : 섬유재210: first roving cloth 230: fiber material
250 : 제2 로빙클로스 270 : 재봉선250: second roving cloth 270: seam
310 : 제1 로빙클로스 공급부 350 : 타면부310: first roving cloth supply part 350: other surface part
360 : 제1 로빙클로스 공급부 370 : 재봉장치360: first roving cloth supply unit 370: sewing machine
380 : 강화재380: reinforcement
본 발명은 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic; FRP, 이하 'FRP'라 칭함)용 강화재, 그 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FRP용 강화재의 두께를 조절할 수 있게 하고 파사(破絲) 및 폐FRP를 재활용 할 수 있게 함으로써, 수지와 강화재의 적층수가 감소되고 강화재의 생산 비용이 절감되는 FRP용 강화재 제조장치 및 그 제조방법과, 그 제조방법에 의해 생산된 FRP용 강화재에 관한 것이다.The present invention relates to a reinforcing material for a fiber reinforced plastic (FRP, hereinafter referred to as 'FRP'), a manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof, and more specifically, to adjust the thickness of the reinforcing material for FRP, and Iii) and the FRP reinforcing material manufacturing apparatus and its manufacturing method, and the manufacturing method of FRP reinforcing material produced by the manufacturing method, by reducing the number of lamination of resin and reinforcing material and reducing the production cost of the reinforcing material by making it possible to recycle the waste FRP It is about.
FRP의 구성은 수지, 강화재 및 첨가제로 대별된다. 수지는 강화재를 형성하고 있는 섬유재에 가해지는 힘을 분산시키고, 내식성이나 내열성 등의 특성을 향상시키는 등 역학적 특성 뿐만 아니라 화학적 특성도 갖는다. FRP용 수지로는 불포화폴리에스테르, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 등의 열경화성 수지와 폴리아미드, 폴리카보네이트, ABS, PBT, PP, SAN 등의 열가소성 수지가 모두 사용될 수 있다. 특히 FRP로 선박이나 물탱크 등을 제작할 경우에는 불포화폴리에스테르가 널리 사용되는데, 표면의 미관과 보호를 목적으로 하는 겔코트(Gal Coat)로도 사용되고 있다.The composition of the FRP is roughly divided into resins, reinforcements and additives. The resin not only has mechanical properties but also chemical properties, such as dispersing the force applied to the fiber material forming the reinforcing material and improving properties such as corrosion resistance and heat resistance. As the resin for FRP, both thermosetting resins such as unsaturated polyester, epoxy resin, phenol resin, polyimide, and thermoplastic resins such as polyamide, polycarbonate, ABS, PBT, PP, and SAN can be used. In particular, when producing a ship or water tank by FRP, unsaturated polyester is widely used, and is also used as a gel coat for the purpose of aesthetics and protection of the surface.
첨가제는 촉매, 경화제, 충진재, 난연제, 이형재 등 FRP의 제조를 용이하게 하거나 FRP에 특별한 성질을 부여하기 위하여 필요에 따라 선택하여 수지에 첨가한다.Additives are selected and added to the resin as necessary to facilitate the production of FRP, such as catalysts, curing agents, fillers, flame retardants, release agents, or the like to impart special properties to the FRP.
현재 FRP용 강화재로는 유리섬유, 탄소섬유, 붕소섬유(Boron Fiber) 등의 무기계 섬유와 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유 등의 유기계 섬유가 사용되고 있다. 특히, 유리섬유 및 탄소섬유가 널리 사용되고 있고, 섬유재가 강화재로 사용되는 원리는 거의 동일하므로, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명은 유리섬유를 사용하는 경우를 대표로 설명하기로 한다.Currently, FRP reinforcing materials include inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers, and boron fibers, and organic fibers such as aramid fibers and polyester fibers. In particular, since glass fibers and carbon fibers are widely used, and the principle that the fiber material is used as a reinforcing material is almost the same, a description of a preferred embodiment of the present invention will be described with a representative case of using glass fiber.
FRP는 섬유재로 형성한 섬유층인 강화재의 표면에 롤러 등으로 용융된 수지를 도포하여, 용융된 수지가 강화재에 충분히 함침되도록 하고, 이와 같이 용융된 수지가 함침된 강화재를 필요한 두께만큼 적층한 후 경화시키는 방법으로 제조한다. 이때, FRP가 원하는 형상으로 형성되도록 형틀(Mold)을 이용하기도 하는데, 형틀에 강화재를 재단하여 고정시킨 후, 상술한 바와 같이 강화재에 용융된 수지를 함침시키는 작업을 반복함으로써 복잡한 형상을 갖는 물체도 일체로 형성할 수 있다.FRP is applied to the surface of the reinforcing material, which is a fiber layer formed of a fiber material, by applying a molten resin with a roller or the like, so that the molten resin is sufficiently impregnated in the reinforcing material, and laminated the reinforcing material impregnated with the molten resin to the required thickness It manufactures by the method of hardening. In this case, a mold may be used so that the FRP is formed in a desired shape. An object having a complicated shape is formed by cutting and reinforcing the reinforcing material on the mold, and then repeating the impregnation of the molten resin in the reinforcing material as described above. It can be formed integrally.
현재 FRP용 강화재로 가장 널리 사용되는 유리섬유는 촙트스트랜드매트(Chopped Strand Mat)이다. 유리 원료를 약 1600℃의 온도에서 용융하여 섬유로 만들고, 섬유 100~4000본을 호제(Starch) 등을 이용하여 집속한 스트랜드(Strand)를 꼬임을 가하지 않고 다시 수십본 합하여 로빙(Glass Roving)을 형성하고, 다시 로빙을 약 3~50mm의 길이로 절단하여 무작위의 방향으로 분산 시킨 후, 폴리에스테르계 바인더로 접착시켜 시트(Sheet) 형상의 촙트스트랜드매트를 형성한다. 한편, 상기 로빙을 경사 및 위사로 사용하여 제작한 직물인 로빙클로스(Roving Cloth)도 FRP용 강화재로 널리 사용되고 있다. The most widely used glass fiber for FRP reinforcement is the Chopped Strand Mat. The glass raw material is melted at a temperature of about 1600 ° C to make fibers, and 100 to 4000 pieces of fibers are combined together with dozens of strands without twisting strands collected using starch, etc., to obtain glass roving. After forming, the roving is cut into lengths of about 3 to 50 mm, dispersed in a random direction, and then bonded with a polyester-based binder to form sheet-shaped felt strand mat. Meanwhile, a roving cloth, which is a fabric manufactured by using the roving as a warp and weft yarn, is also widely used as a reinforcing material for FRP.
촙트스트랜드매트 및 로빙은 상술한 바와 같이 유리섬유를 가공하여 제조하므로 가공비가 소요된다. 특히, 촙트스트랜드매트 및 로빙을 사용하여 FRP를 생산하는 경우, FRP가 사용되는 용도 및 규격에 따라 상당한 두께로 적층하여 FRP를 생산하여야 하므로, FRP의 생산에 촙트스트랜드매트 및 로빙이 많이 소요되고, 따라서 FRP의 생산에 소요되는 원가도 증가된다는 문제가 있다. 또한, 촙트스트랜드매트 및 로빙을 생산하는 과정에서 발생되는 폐기물인 파사는 재활용을 위하여 용융하여야 하므로, 재활용에 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.Felt strand mats and rovings are manufactured by processing glass fibers as described above, so processing costs are required. Particularly, when producing FRP using felt strand mat and roving, it is necessary to stack FRP by stacking it to a considerable thickness according to the use and specification of FRP. Therefore, the strand strand mat and roving are required for the production of FRP. Therefore, there is a problem that the cost of producing FRP also increases. In addition, since the parser waste generated during the production of felt strand mat and roving must be melted for recycling, there is a problem in that it takes a high cost for recycling.
또한, 폐FRP는 자연상태에서 거의 영구적으로 분해되지 않기 때문에, 현재 소각 처리되고 있다. 상술한 바와 같이 FRP에는 합성수지가 사용되므로, 폐FRP의 소각과정에서 분진 및 유해 가스가 발생되므로, 환경이 오염되는 문제가 발생한다.In addition, waste FRP is currently incinerated because it is almost permanently degraded in nature. As described above, since synthetic resin is used in the FRP, dust and harmful gases are generated during the incineration of the waste FRP, which causes a problem of environmental pollution.
따라서 본 발명의 목적은, 상기한 바와 같은 종래 기술들의 단점을 극복하기 위한 것으로, FRP의 강화재로서 솜 형상의 유리섬유를 사용하여 일회에 적층할 수 있는 FRP의 두께를 증가시킴으로써 FRP의 생산비를 절감시키고 제조시간을 단축시키며, 섬유재 생산과정에서 발생되는 파사 및 폐FRP를 재활용할 수 있게 함으로써 생산비의 절감 및 환경오염을 감소기키는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art as described above, by reducing the production cost of FRP by increasing the thickness of the FRP that can be laminated at one time using cotton-shaped glass fibers as a reinforcing material of the FRP In order to reduce the production cost and reduce the environmental pollution, it is possible to reduce the production time, reduce the manufacturing time, and recycle the waste and waste FRP generated during the production of the textile material.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, (a) 제1 로빙클로스의 일면에 섬유재를 분산시켜 섬유층을 형성하는 단계와, (b) 섬유층에 제2 로빙클로스를 적층하는 단계와, (c) 제1 로빙클로스, 섬유층 및 제2 로빙클로스를 한 곳 이상 재 봉하는 단계를 포함하는 FRP용 강화재 제조방법을 제공한다.The present invention to achieve the above object, (a) dispersing the fiber material on one surface of the first roving cloth to form a fiber layer, (b) laminating a second roving cloth on the fiber layer, ( c) providing a reinforcing material for the FRP comprising a step of sewing at least one of the first roving cloth, the fibrous layer and the second roving cloth.
단계 (a) 이전에 파사 또는 분쇄된 폐FRP 중 어느 하나 이상을 섬유재에 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include mixing any one or more of the waste FRP that has been crushed or pulverized before the step (a).
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 제1 로빙클로스와, 제1 로빙클로스의 일면에 형성되는 섬유층과, 섬유층에 적층되는 제2 로빙클로스를 포함하되, 제1 로빙클로스, 섬유층 및 제2 로빙클로스가 한 곳 이상 재봉되는 FRP용 강화재를 제공한다.The present invention includes a first roving cloth, a fiber layer formed on one surface of the first roving cloth, and a second roving cloth stacked on the fiber layer, in order to achieve the above object, wherein the first roving cloth, the fiber layer, and the first 2 Provide a reinforcing material for FRP in which at least one roving cloth is sewn.
제1 로빙클로스, 섬유층 및 제2 로빙클로스는 유리섬유, 탄소섬유, 붕소섬유, 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 군 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 섬유층은 파사 또는 분쇄된 폐FRP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The first roving cloth, the fibrous layer, and the second roving cloth may comprise any one or more of the group consisting of glass fibers, carbon fibers, boron fibers, aramid fibers, and polyester fibers, and the fibrous layer may be any of broken or ground waste FRP. It may include one or more.
또한, 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 제1 로빙클로스 공급부와, 제1 로빙클로스 공급부로부터 공급되는 제1 로빙클로스의 일면에 섬유재를 분산시켜 섬유층을 형성시키는 타면부와, 섬유층에 제2 로빙클로스를 적층하는 제2 로빙클로스 공급부와, 제1 로빙클로스, 섬유층 및 제2 로빙클로스를 재봉하는 재봉장치를 포함하는 FRP용 강화재 제조장치를 제공한다.In addition, the present invention, in order to achieve the above object, the first roving cloth supply portion, the other surface portion to form a fiber layer by dispersing the fiber material on one surface of the first roving cloth supplied from the first roving cloth supply portion, and the fiber layer It provides a reinforcing material manufacturing apparatus for FRP including a second roving cloth supply unit for laminating a second roving cloth, and a sewing apparatus for sewing a first roving cloth, a fiber layer, and a second roving cloth.
타면부는 섬유재가 수용되는 분산조와, 분산조의 저면에 형성된 분산망과, 섬유재를 분산망에 분산 및 통과시키는 브러쉬와, 브러쉬를 동작시키는 구동장치를 포함하고, 분산망의 하부에 개폐 가능하게 설치되는 조절판을 더 포함하는 것이 바람직하며, 제2 로빙클로스 공급부에는 섬유층을 가압하는 가압롤러를 더 포함하는 것이 바람직하다.The other surface part includes a dispersion tank in which the fiber material is accommodated, a dispersion network formed on the bottom of the dispersion tank, a brush for dispersing and passing the fiber material through the dispersion network, and a driving device for operating the brush, and being installed to be opened and closed under the dispersion network. It is preferable to further include a throttle plate, the second roving cloth supply portion preferably further comprises a pressure roller for pressing the fiber layer.
분산망은 상기 분산조에 착탈 가능하게 결합될 수 있고, 재봉장치는 제1 로빙클로스, 섬유층 및 제2 로빙클로스의 길이방향과 수직한 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.The dispersion network may be detachably coupled to the dispersion tank, and the sewing apparatus may be installed to be movable in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first roving cloth, the fibrous layer, and the second roving cloth.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 FRP용 강화재, 그 제조장치 및 그 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail for the reinforcing material for FRP, the manufacturing apparatus and the manufacturing method thereof according to the present invention.
도 1에는 일반적인 FRP의 제조방법을 설명하기 위한 부분 사시도가 도시되어 있다.1 is a partial perspective view for explaining a general manufacturing method of the FRP.
형틀(1)에 롤러(7)를 이용하여 용융된 수지(3)를 도포한 후 촙트스트랜드매트(5)를 적층하고, 다시 촙트스트랜드매트(5)에 롤러(7)를 이용하여 용융된 수지(9)를 도포하여, 촙트스트랜드매트(5)에 용융된 수지(3, 9)가 충분히 함침되도록 한다. 이때, 용융된 수지(3)가 경화되기 전에 촙트스트랜드매트(5)를 적층하여야 용융된 수지(3)의 함침이 일어날 수 있다.After applying molten resin (3) to mold (1) using rollers (7), the strand strand mat (5) was laminated, and the resin melted using roller (7) on the strand strand mat (5) again. (9) is applied so that the melt strand mat 5 is sufficiently impregnated with the
상술한 바와 같이 용융된 수지(3, 9) 및 촙트스트랜드매트(5)를 적층하는 작업을 반복함으로써 원하는 두께의 FRP를 제조할 수 있다. 단, 다수층을 적층할 때에 용융된 수지가 경화되기 전에 적층하여 각 층이 일체화 될 수 있어야 한다.By repeating the lamination of the
제조하고자 하는 FRP의 형상에 따라 형틀(1) 대신 작업대(미도시) 또는 컨베이어 벨트(미도시) 등을 사용할 수 있고, 제조하고자 하는 FRP의 성질에 따라 촙트스트랜드매트(5) 대신 로빙클로스(미도시)를 사용할 수 있으며, FRP의 제조공정 및 FRP로 제조하고자 상품에 따라 롤러(7) 대신 스프레이(미도시)를 이용하여 용융된 수지(3, 9)를 촙트스트랜드매트(5)에 분사할 수 있다. 또한, 용융된 수지(3)가 경화된 후 형틀(1)에서 용이하게 분리될 수 있도록, 용융된 수지(3)에는 이형제를 첨가할 수 있다.Depending on the shape of the FRP to be manufactured, a workbench (not shown) or a conveyor belt (not shown) may be used instead of the mold (1), and a roving cloth (not shown) instead of the felt strand mat (5) depending on the nature of the FRP to be manufactured. Can be used, and spray the molten resin (3, 9) to the felt strand mat (5) using a spray (not shown) instead of the roller (7) depending on the manufacturing process of the FRP and the product to be manufactured by FRP Can be. In addition, a release agent may be added to the
원하는 두께의 FRP를 제조하기 위해서는 위에서 설명한 바와 같은 작업을 반복해야 하는데, 촙트스트랜드매트(5) 또는 로빙클로스(미도시)를 강화재로 사용하는 경우, 그 두께가 얇기 때문에 두꺼운 FRP를 제조하기 위해서는 적층작업을 반복해야 하므로, 많은 인력과 시간이 소요된다.In order to manufacture the FRP of the desired thickness, it is necessary to repeat the operation described above. When using the strand strand mat 5 or the roving cloth (not shown) as a reinforcing material, since the thickness is thin, in order to manufacture a thick FRP The work must be repeated, which requires a lot of manpower and time.
또한, 촙트스트랜드매트(5) 및 로빙(미도시)의 생산과정에서 길이가 짧은 유리섬유 폐기물인 파사가 발생되는데, 이를 재활용하기 위해서는 용융하여 다시 유리섬유로 만드는 작업이 필요하므로 가공비가 증가된다. 파사를 재활용 하여 촙트스트랜드매트(5) 및 로빙(미도시)을 제조하는 경우에도 다시 파사가 발생되므로, 파사 자체를 재활용 할 수 있는 방법이 요구된다.In addition, in the production process of the strand strand mat 5 and the roving (not shown), a short-length glass fiber waste is generated, and the recycling cost is increased because it is necessary to melt the glass fiber again. In the case of recycling the yarns to manufacture the strand strand mat (5) and roving (not shown) again because the sand is generated, there is a need for a method that can recycle the yarn itself.
도 2에는 본 발명의 실시예에 의한 FRP용 강화재를 나타낸 부분 사시도가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 강화재(200)에는 제1 로빙클로스(210), 섬유층(230), 제2 로빙클로스(250) 및 재봉선(270)이 포함된다.Figure 2 is a partial perspective view showing a reinforcing material for FRP according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the reinforcing
강화재(200)는, 제1 로빙클로스(210) 및 제2 로빙클로스(250) 사이에 섬유층(230)이 개재되고, 재봉선(270)에 의해 제1 로빙클로스(210), 섬유층(230) 및 제2 로빙클로스(250)가 일체화 되어 형성된다.The reinforcing
섬유층(230)에는 촙트스트랜드매트 또는 로빙클로스로 가공되지 않은 솜 형 상의 유리섬유를 그대로 사용할 수 있고, 파사 또는 분쇄된 폐FRP를 혼합하여 사용할 수도 있다. 단, 섬유층(230)에 파사 및 분쇄된 폐FRP의 양이 유리섬유에 비해 과도하게 많이 혼합되는 경우에는 유리섬유의 길이가 짧아져서 완성된 FRP(미도시)의 강화재(200)로서의 성능이 저하될 수 있으므로, 파사 및 분쇄된 폐FRP의 양과 유리섬유의 양의 비율을 조절하여야 한다.The
상기와 같은 구조를 갖는 FRP용 강화재(200)는 다음과 같은 특성을 갖는다.
제1 로빙클로스(210) 및 제2 로빙클로스(250) 사이에 개재되는 섬유층(230)의 두께를 조절함으로써 강화재(200)의 두께를 조절할 수 있으므로, 강화재(200)를 이용하여 FRP(미도시)를 생산할 경우 용융된 수지(미도시)와 강화재(200)를 적층하는 작업의 횟수를 줄일 수 있다. Since the thickness of the
또한, 섬유층(230)에 포함된 솜 형상의 유리섬유에는 용융된 합성수지가 용이하게 함침되고, 유리섬유의 방향이 강화재의 넓이 방향 뿐만 아니라 두께 방향으로도 무작위로 배열되므로, 촙트스트랜드매트 및 로빙클로스와 같이 FRP의 2차원적인 강도가 주로 강화되는 것이 아니라, FRP의 두께방향의 강도 또한 강화되는 장점이 있다.In addition, the cotton-shaped glass fibers included in the
재봉선(270)은 강화재(200)를 운반, 보관 및 FRP를 제조하는 과정에서 섬유층(230)이 이동되지 않도록 고정시킨다. 재봉선(270)으로는 스트랜드 또는 로빙을 사용하는 것이 바람직하나, 통상적인 옷감을 재봉할 때에 사용되는 실을 사용하는 것도 가능하다.The
도 3에는 본 발명의 실시예에 의한 FRP용 강화재 제조장치를 개략적으로 나 타낸 개념도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 실시예에 의한 FRP용 강화재를 제조하는 공정을 나타낸 순서도가 도시되어 있다. 도 3 및 도 4를 함께 참조하여 설명하기로 한다.3 is a conceptual diagram schematically showing an apparatus for manufacturing a reinforcing material for FRP according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a process for manufacturing the reinforcing material for FRP according to an embodiment of the present invention. . This will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3을 참조하면, FRP용 강화재 제조장치(300)에는 제1 로빙클로스 공급부(310), 제1 로빙클로스(311), 타면부(350), 제2 로빙클로스 공급부(360), 제2 로빙클로스(361), 재봉장치(370), 롤러(321, 322, 323, 324)가 포함된다.Referring to FIG. 3, the FRP reinforcing material manufacturing apparatus 300 includes a first roving
제1 로빙클로스 공급부(310)는 FRP용 강화재 제조장치(300)에 제1 로빙클로스(311)를 공급한다. 통상적으로 제1 로빙클로스 공급부(310)에는 로빙클로스가 롤 형상으로 권취되어 있고, 이송롤러(321, 322, 324)에 의해 제1 로빙클로스(311)가 연속적으로 공급될 수 있도록 설치된다. 이송롤러(321, 322, 324)는 컨베이어 벨트(미도시) 등 제1 로빙클로스(311)를 안정적으로 이송할 수 있는 수단으로 대체될 수 있다.The first roving
이송롤러(321, 322, 324)에 의해 이송되는 제1 로빙클로스(311)의 상부에는 타면부(350)가 설치된다. 타면부(350)에는 분산조(351), 분산망(352), 구동장치(355), 구동축(356) 및 브러쉬(358)가 포함된다. The
분산조(351)는 강화재(380)를 구성하는 섬유재(340)를 수용하고, 그 저면에는 분산망(352)이 형성된다. 분산망(352)은 다수의 통공이 형성된 망 구조체로서 분산조(351)의 저면에 직접 형성될 수 있으나, 분산망(352)이 분산조(351)에 착탈 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 분산망(351)은 제1 로빙클로스(311)의 폭과 유사하거나 다소 넓게 형성되는 것이 바람직하다.The
분산망(352)의 상측에는 구동장치(355)가 설치되고, 구동장치(355)에는 구동장치(355)에 의해 회전되는 구동축(356)이 설치된다. 구동축(356)의 하단부에는 하나 이상의 분산날개(357)가 설치되는데, 분산날개(357)는 분산망(352)와 소정 간격을 유지하도록 설치된다. 분산날개(357)의 분산망(352)과 대향되는 부분에는 브러쉬(358)가 설치되어, 구동장치(355)에 의해 구동축(356)이 회전되면 분산날개(357)가 분산조(351) 내부에서 회전된다. 이때, 브러쉬(358)는 분산망(352)의 상면과 접촉되는 길이를 갖는다.A driving
따라서, 구동장치(355)의 작동에 의해 분산날개(357)가 회전되면, 분산조(351)에 수용된 섬유재(340)가 분산날개(357)에 의해 분산망(352)의 상면에 분산되고, 브러쉬(358)에 의해 분산망(352)을 통과하여 타면부(350)의 하부에서 이송되고 있는 제1 로빙클로스(311)의 상부에 섬유층(341)을 형성하게 된다(도 4의 S20).Therefore, when the
분산망(352)의 하부에는 분산망(352)을 개폐할 수 있는 조절판(330)이 설치된다. 조절판(330)이 폐쇄되면 구동장치(355)에 의해 분산날개(357)가 회전하더라도 섬유재(340)가 분산망(352)을 통과하지 못하도록 설치되어야 한다. 조절판(330)의 개폐는 도시되지 않은 구동부에 의해 자동으로 조절하는 것이 가능하며, 수작업으로 개폐되도록 하는 것 또한 가능하다.The lower portion of the
한편, 섬유재(340)는 솜 형상의 유리섬유를 사용하는 것이 바람직하고, 상술한 바와 같이 유리섬유에 파사 및 분쇄된 폐FRP를 첨가하여 사용하는 것도 가능하다. 분산조(351)에 파사 및 분쇄된 폐FRP를 첨가하는 경우에는 소정의 시간동안 조 절판(330)을 폐쇄하고 분산날개(357)를 회전시킴으로써 유리섬유와 파사 및 분쇄된 폐FRP가 균일하게 혼합되도록 하는 것이 바람직하다(도 4의 S10).On the other hand, the
한편, 섬유층(341)이 형성되는 두께는 분산망(352)에 형성된 통공의 수 및 직경, 제1 로빙클로스(311)의 이송속도 및 조절판(330)의 개폐정도에 의해 조절할 수 있다. 분산망(352)을 통공의 수가 많고 통공의 직경이 큰 것으로 교체하여 사용할수록 섬유층(341)이 두껍게 형성되고, 제1 로빙클로스(311)의 이송속도가 느릴수록 섬유층(341)이 두껍게 형성되며, 조절판(330)이 많이 개방될수록 섬유층(341)이 두껍게 형성된다. 이때, 분산망(352)에 형성된 통공의 수 및 직경은 사용할 유리섬유와 파사 및 분쇄된 폐FRP의 상태에 따라 선택하여 사용하는 것이 바람직하고, 섬유층(341)이 형성되는 두께는 제1 로빙클로스(311)의 이송속도 및 조절판(330)의 개폐정도를 이용하여 조절하는 것이 바람직하다. 이때, 섬유층(341)이 두껍게 형성될 경우에 섬유층(341)이 분산망(352)과 접촉되지 않도록, 타면부(350)와 제1 로빙클로스(311) 사이의 간격을 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the thickness of the
따라서, 섬유층(341)의 두께 조절을 통하여 강화재(380)의 두께를 용이하게 조절할 수 있으므로, 용도에 따라 다양한 강화재(380)를 제조할 수 있다.Therefore, since the thickness of the reinforcing
타면부(350)에 의해 필요한 두께로 형성된 섬유층(341)에는 제2 로빙클로스(361)가 적층된다(도 4의 S30). 제2 로빙클로스 공급부(360)는 상술한 제1 로빙클로스 공급부(310)와 같이, FRP용 강화재 제조장치(300)에 제2 로빙클로스를 연속적으로 공급한다.A second roving cloth 361 is stacked on the
섬유층(341)이 분산되는 것을 방지하고 다소 탄성을 갖도록 하기 위하여, 제2 로빙클로스(361)는 섬유층(341)을 다소 가압하며 적층되는 것이 바람직하다. 제2 로빙클로스(361)가 가압롤러(323)에 의해 섬유층(341)에 적층되도록 하되, 섬유층(341)이 과도하게 가압되는 경우에는 강화재(380)의 두께가 얇게 형성되고 용융된 수지의 함침량이나 속도가 저하되므로, 필요한 강화재(380)의 두께를 고려하여 가압하도록 한다. 따라서, 가압롤러(323)는 가압 정도를 조절할 수 있도록, 가압롤러(323)가 고정되는 위치가 변경될 수 있게 설치되는 것이 바람직하다.In order to prevent the
제1 로빙클로스(311), 섬유층(341) 및 제2 로빙클로스(361)가 적층된 후에는 제1 로빙클로스(311) 및 제2 로빙클로스(361)의 사이에 개재된 섬유층(341)이 밖으로 빠져 나오거나 제1 로빙클로스(311) 및 제2 로빙클로스(361) 사이에서 이동되어 섬유층(341)의 분포가 불균일하게 되지 않도록 재봉장치(370)를 이용하여 재봉한다(도 4의 S40).After the first
재봉장치(370)에 사용되는 실(도시되지 않음)은 상술한 바와 같이, 스트랜드 또는 로빙을 사용하는 것이 바람직하나, 통상적으로 사용되는 실을 사용하는 것도 가능하다. 재봉장치(370)는 강화재(380)의 폭을 고려하여 그 수를 결정할 수 있으며, 특히 강화재(380)를 사용하는 과정에서 섬유층(341)이 이동되지 않는 최적의 재봉 간격을 고려하여 설치하는 것이 바람직하다.Thread (not shown) used in the
재봉장치(370)에 의한 재봉은 누빔(Quilting)인 것이 바람직하고, 그 이외의 다른 방법도 사용 가능하며, 1개의 재봉장치(370)를 제1 로빙클로스(311)의 이송방향에 대하여 수직인 방향으로 왕복시킴으로써 지그재그 형상으로 재봉하는 것도 가능하다.The sewing by the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만, 해당기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 특히, FRP용 강화재의 소재인 섬유재로 유리섬유 외에 탄소섬유, 붕소섬유, 합성섬유 등 다양한 소재를 사용할 수 있다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, those skilled in the art may variously modify and modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that it can be changed. In particular, as a fiber material of the reinforcing material for FRP, a variety of materials such as carbon fiber, boron fiber, synthetic fiber can be used in addition to glass fiber.
상술한 본 발명에 의하면, FRP용 강화재로 촙트스트랜드매트 또는 로빙클로스로 가공되지 않은 솜 형상의 유리섬유를 사용함으로써, 강화재 생산속도가 향상되고 생산원가가 절감되는 효과를 얻을 수 있고, 파사 및 분쇄된 폐FRP를 사용할 수 있게 함으로써 생산원가가 절감되고 환경오염이 감소되는 효과를 얻을 수 있으며, 강화재의 두께를 필요에 따라 용이하게 변경하여 제조할 수 있게 함으로써 사용목적에 맞는 강화재를 제조할 수 있는 편의성이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention described above, by using the cotton fiber glass not processed with chopped strand mat or roving cloth as the reinforcing material for FRP, it is possible to obtain the effect of improving the production rate of the reinforcement material and reduce the production cost, and to cut and crush By using the used waste FRP, the production cost can be reduced and environmental pollution can be reduced, and the thickness of the reinforcement can be easily changed as needed to manufacture the reinforcement suitable for the purpose of use. The effect that convenience is increased can be obtained.
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KR101743439B1 (en) * | 2016-06-22 | 2017-06-05 | (주)넥스컴스 | Automobile hub unit using the carbon fiber reinforcement plastic production process, and automatic array technology of carbon fiber automotive hub unit which is manufactured in that way |
Citations (3)
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JPH05269909A (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-19 | Aisin Seiki Co Ltd | Fiber reinforced resin molded product |
JP2002154176A (en) | 2000-11-21 | 2002-05-28 | Sekisui Chem Co Ltd | Fiber reinforced thermoplastic sheet and method for manufacturing the same |
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-
2005
- 2005-09-15 KR KR1020050086351A patent/KR100621687B1/en not_active IP Right Cessation
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