KR100697631B1 - 섬유강화 열경화성 수지의 가변 단면 제품 제조방법 및 그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공재의 소정 길이에 가변 단면을 형성하여서 된 섬유강화 열경화성 수지의 가변 단면 제품 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 액상 열경화성 중합체 수지 조성물을 통과하여 섬유강화 열경화성 수지 제품을 제조하는 방법에 있어서, 보강섬유를 가이드와, 액상 열경화성 수지 조성물이 담긴 수지욕조를 통과시켜 수지조성물 함침 섬유로 되게 하는 단계와, 열경화성 수지 조성물을 경화시키는 성형온도로 금형을 가열시키는 단계와, 성형온도로 가열된 금형을 개방하고 수지조성물 함침섬유를 개방된 성형홀로 풀링시키는 단계, 이후 금형을 형합하여 함침 섬유가 성형홀에서 가변 중공의 바 형상이며 가변 단면으로 경화시키는 단계와, 금형을 개방한 상태에서 이미 경화된 열경화성 수지 제품의 선, 후단을 동시에 파지하고 이동시켜서 수지 조성물 함침 섬유는 성형홀로, 성형홀의 섬유강화수지 제품은 금형외부로, 이미 성형된 섬유강화 수지 제품은 절단위치로 수평 이동시키는 풀링단계와, 이미 성형된 섬유강화 수지제품의 위치를 절단하는 단계에 의하여 단면은 가변되나 단면적은 동일한 섬유강화 열경화성 수지제품은 무게 대비 고강도, 경량성, 휨 보강성을 보유하여 액정디스플레이 글라스 적재용 카세트의 서포트 바에 적용한다.

성형금형부재, 상금형, 하금형, 홀더, 멘드릴, 성형홀,풀링부재, 클램프

Description

섬유강화 열경화성 수지의 가변 단면 제품 제조방법 및 그 장치{method and apparatus for manufacturing the variable section having products of fiber reinforced and thermosetting resin}

도 1은 본 발명에 대한 공정 순서도.

도 2는 본 발명의 공정을 실행하는 장치 개략도.

도 3은 본 발명에 의해 제조되는 섬유강화 수지제품의 연속 제조상태도.

도 4는 본 발명중 성형금형부재에 대한 정면도.

도 5는 본 발명중 풀링수단에 대한 일부분을 생략한 정면도.

도 6은 본 발명중 홀더에 대한 발췌사시도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명중 성형금형에 대한 홀더의 탄력이동상태도.

도 8a 및 도 8b는 본 발명중 성형홀의 형합상태와 개방상태를 보인 단면도.

도 9a와 도 9b는 본 발명의 제조방법 및 장치에 의해 제조된 서포트바의 일 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100 : 랙 200 : 수지욕조 300 : 성형금형부재

310 : 고정대 320 : 제1히터판 323 : 제2히터판

330 : 하금형 339 : 성형홀 340 : 상금형

350 : 홀더 355 : 멘드릴 360 : 상측고정판

400 : 풀링수단 420 : 클램프 500 : 베이스

본 발명은 섬유 강화 열경화성 수지로 단면은 가변되고, 단면적은 변하지 않는 수지 제품의 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히, 열경화성 중합체 수지를 중공재로 성형하면서 그 형상에 가변 단면을 형성하는 섬유강화 수지 제품의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

비교적 균일한 섬유함량과 높은 강도의 특성을 갖는 제품을 형성하기에는 인발 공법이 적당하다. 인발 공법으로 제조되는 제품은 다른 제조공정으로 생산된 제품에 비하여 섬유용적함량이 높아서 단면의 구조가 안정되어 여러 구조적 응용에 있어서 다양하게 사용되고 있다.

그러나, 인발공법을 이용하여 제조하는 제품은 일반적으로 길이방향 또는 축방향에 대하여 단면적이 그 길이 전체에 대해 동일하게 유지되는 형상으로 제조되었고, 이러한 인발성형공법에 의해 제조된 제품은 구조물에 사용될 때 통상적으로 양단을 모두 구조물에 고정하는 경우와, 한 쪽단 만을 고정하는 경우로 사용상태가 구별된다.

성형된 길이 전체에 대한 단면이 동일한 제품에서 양단이 고정되는 구조의 제품은 전달되는 하중의 분포가 비교적 길이 전체에 고르게 분포되므로 안정적인 설치상태를 유지할 수 있으나, 구조물의 특성상 한쪽 단은 고정하고, 다른 한쪽의 단은 고정하지 않은 채 자유로운 상태를 유지시키는 경우가 있다.

예를 들어 액정표시장치의 글라스 적재용 카세트와 같은 구조물에는 한쪽 단은 자유롭게 하고, 다른 한쪽 단은 구조물의 프레임에 고정하는 서포트 바에 적용하는 경우, 자유로운 서포트 바의 상면에는 액정표시장치용 글라스가 얹어지게 되는 데, 이때 액정표시장치의 글라스의 하중이 액정표시장치의 글라스의 양단을 받치는 카세트의 지지바와, 액정표시장치의 글라스의 중앙을 받치는 서포트 바의 자유로운단에 전달되는 상태가 되는 데, 자유로운 단에 전달되는 하중에 의해 처침현상이 발생하면서 그에 대한 응력이 서포트 바가 고정된 부위로 집중되는 현상이 있다.

이러한 서포트 바의 한 쪽단 고정 즉, 외팔 고정시에는 자유 단의 처짐 현상이 양단고정에 비해 현저히 크게 나타나 구조적으로 개선하고자 서포트 바, 다시말해 한 쪽단이 고정되는 소정길이의 중공의 바에서 처짐 현상에 보강할 수 있는 구배면(TAPER)이 자유로운 단의 저면에 요구되었다.

처짐현상에 대한 보강구조를 갖추기 위하여 한 쪽단이 고정되는 중공의 바 제품의 자유로운 단에 구배를 형성하는 방법으로 국내특허출원 제 1997-704711호(인발성형방법및 장치)가 제안된 바 있다.

상기 특허출원 제1997-704711호(이하 선출원이라 함)는 온도제어 다이를 통해 열경화성 중합체 수지 조성물로 함침된 보강섬유를 풀링시키는 단계, 열경화성 수지를 경화시키도록 충분한 온도로 상기 온도 제어다이를 가열시키는 단계, 인발 성형다이를 통과하는 열경화성 수지의 경화를 억제하도록 충분히 낮은 온도로 온도제어다이를 를 냉각시키는 단계, 다이로 부터 경화된 재료 및 예정된 길이의 경화되지 않은 재료를 풀링시키는 단계,경화되지 않은 물질을 재성형시키는 단계, 및 재 성형된 물질은 경화시키는 단계를 포함한다. 재성형 단계는 오프셋, 플랜지, 보스 등을 제공하는데 사용될 수 있다.

이러한 선출원에 의하여 소정의 길이를 갖는 제품에서 단면적이 필요한 부분에서 부터 변화하여 감소되는 테이퍼 형상을 갖출 수 있으며, 계단형상 또는 단차진 형상등을 제공할 수 있다.

선 출원된 인발방법을 실행하는 장치는 다이를 통과하는 길이 방향 축을 중심으로 다이 캐비티를 지닌 기다란 다이, 열경화성 수지 조성물로 함침 된 섬유로 구성된 연속재료를 적어도 제1속도 및 매우 느린 속도 또는 정지속도로 선택적으로 폴링실키는수단, 재료가 다이를 통해 제1속도로 풀링되는 경우에 활성화 되어 재료에 열을 전달하는 수단, 연속재료가 제2속도로 풀링되는 경우에 활성화 되어 다이가 상기 연속재료를 경화 온도로 가열하지 못하게 하는 수단, 다이로 부터 풀링 된 경화되지 않은 재료를 재성형시키고, 경화시키는 수단 등으로 포함하는 장치로 이루어 지며, 이러한 장치에 의해 제조되는 변화하는 단면을 갖는 제품을 액정표시장치의 글라스 적재용 카세트와 같은 구조물의 서포트 바로 적용할 경우 액정표시장치의 글라스의 하중이 서포트 바에 전달되면 그에 대한 응력은 고정단에 집중되지 않고 단면적에 변화가 있는 서포트 바 전체에 분포되는 작용을 하여 처짐현상이 부분적으로 해소되어 근접한 액정디스플레이 글라스 표면과 간섭을 일으키지 않게 되 었다.

그러나, 선출원은 단면이 변화되는 소정 길이의 제품을 제조하기 위해서는 다이를 가열하여 이에 풀링되는 열경화성 수지 조성물을 가열된 다이를 통하여 인발시켜 소정의 형상을 형성하는 공정 후, 인발 성형된 부분과 성형되지 않은 부분을 재성형 다이로 이동시켜 재성형하는 공정을 수행하여야 하므로 단면이 변화되는 제품의 생산시간이 많이 걸리고 이로 인한 생산성이 저하되는 원인이 되었던 것이다,

그리고, 인발 성형다이와 별도의 재성형 다이를 구비해야하는 등 설비의 구성을 복잡하게 설치해야하는 문제점이 있었고, 이로 인하여 설치면적의 증대와, 이를 관리하는 인원이 증대되는 원인과 함께 고장 발생율도 증가되는 문제점등이 있었던 것이다.

또한, 인발 후 인발 성형된 부분의 일부분을 재성형 하므로 구배면이 제품에 짧게 형성될 수 밖에 없는 구조적인 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 중공재(中空材)를 축방향으로 길게 형성하는 제품에서 외경 단면이 제품 전체의 길이에 대하여 변화하나 단면적은 일정하여 처짐에 대한 강성이 향상되도록 제조함을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 섬유강화 열경화성 수지의 가변단면 제품을 제조하는 방법에 있어서, 보강섬유를 가이드를 통해 액상 열경화성 수지 조성물이 담긴 수지욕조를 통과시켜 수지조성물 함침섬유로 되는 단계와, 열경화성 수지 조성물을 경화시키기기에 충분한 성형온도로 금형을 가열시키는 단계와, 성형온도로 가열된 몰드를 개방하고 수지조성물 함침섬유를 개방된 몰드의 성형홀로 풀링시키는 단계, 이후 금형을 닫아 수지조성물 함침 섬유를 중공의 바 형상이며 가변 단면 형상으로 제품을 성형하는 단계와, 금형을 개방하여 이미 성형된 섬유강화 수지 물품의 선단과 끝단을 파지하여 이동시켜서 수지조성물 함침섬유는 성형홀로, 성형 된 수지제품은 성형홀 외부로, 이미 성형된 제품은 절단위치로 수평 이동시키는 풀링단계와,이미 성형된 섬유강화 수지제품의 끝단 위치를 절단하는 단계를 제공함에 의하여 충분히 달성될 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 액상 열경화성 수지조성물이 담긴 수지욕조를 통과한 수지조성물 함침 섬유로 중공형 소재로써 부분적 길이에 가변 단면을 갖는 섬유강화 수지물품을 제조하는 장치에 있어서, 상기 수지욕조를 통과하여 액상 열경화성 수지 조성물이 함침된 수지조성물 함침섬유가 성형금형의 성형홀과 멘드릴 사이로 진입되는 것을 유도하는 홀더와, 상기 멘드릴과 성형홀 사이에 수지조성물 함침 섬유가 충진되면 성형온도로 가열된 상,하금형이 형합과 압축을 동시에 이루어 수지조성물 함침섬유를 경화시키는 성형금형과, 상기 수지조성물 함침섬유의 경화 후 형합된 금형의 상측금형을 들어올려 성형홀을 개방하는 구동수단과, 제품성형 후 금형으로 부터 열경화성 수지물품을 절단기 측으로 풀링시키는 풀링부재 및 풀링된 열경화성 수지물품을 절단하는 절단부재로 이루어진 구성을 제공함에 의하여 충분히 달성될 것이다.

이하 본 발명에 대한 바람직한 실시 예를 첨부도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 대한 공정도이고, 도2는 본 발명에 대한 장치도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 장치에서 생산되는 제품의 공정상태도이고, 도 4는 본 발명중 금형부재에 대한 정면도이며, 도 5는 본 발명중 풀링부재에 대한 일부분을 생략한 정면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명중 홀더에 대한 발췌사시도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명중 성형금형에 대한 홀더의 탄력이동상태도이며, 도 8a 및 도 8b는 본 발명중 성형홀의 형합상태와 개방상태를 보인 단면도이다.

섬유강화 열경화성 수지 물품으로 중공재(中空材)이고, 그 형상의 단면은 변화하지만 단면적은 동일하게 제조되어 처짐에 대한 강성이 향상되는 제조방법에 대하여 설명한다.

랙(100)에 장착하는 스풀(110)에서 보강섬유(T)를 인출하여 합사하고, 이를 액상 수지 조성물이 담긴 수지욕조(200)를 통과시켜서 섬유의 표면에 액상 수지 조성물이 함침되게 하는 단계(S100)를 행한다.

상기 함침단계(S100)를 행하기 전부터 전원을 공급하여 전기적 저항에 의하여 성형금형부재(300)의 성형홀을 포함한 그 주변이 성형가능한 온도로 가열되게 하며, 그 온도를 유지하게 하는 가열단계(S200)를 행한다.

상기 성형금형부재(300)의 성형홀과 그 주변이 성형 가능한 온도로 가열된 상태가 확인되면 성형금형을 분리(OPEN)시켜 성형홀을 개방하고, 함침단계(S100)에 서 수지조성물이 함침된 함침섬유(T₁)를 홀더를 통해 가열된 상태의 성형홀로 공급하는 공급단계(S300)를 이행한다.

상기 함침섬유(T₁)를 성형홀에 공급하는 단계에서 성형금형부재(300)의 입구에 마련된 홀더(350)의 멘드릴(355)에 의하여 함침섬유(T₁)는 성형홀 용적에 대하여 균일하게 분포되는 상태가 되고, 균일분포된 상태의 함침섬유(T₁)는 성형금형으로 진입하여 섬유강화된 제품울 형성하는 성형홀(339)에 충진되는 공급단계(S300)를 행하게 된다.

상기 공급단계(S300)에서 멘드릴에 의한 함침섬유(T₁)의 균일 분포는 이후 이행되는 성형단계(S400)에서 제품의 성형두께를 안정화 시키는 역할을 할 뿐만 아니라 홀더(350)로 진입되는 함침섬유(T₁)의 진입각이 보완되는 상태를 이룬다.

함침섬유(T₁)의 공급단계(S300)가 이행되면 개방된 상태로 있는 금형의 온도를 확인 검사하여 성형가능한 온도가 유지되는 지의 여부를 확인한 후, 성형가능한 온도가 확인되는 상태에서 성형금형을 닫는다(CLOSE).

상기에서 성형금형이 닫히면 이때 금형의 형합력으로 함침섬유(T₁)는 성형홀(339)이 갖추고 있는 형상으로 압착되는 되는 것으로, 멘드릴에 의하여 성형되는 함침섬유(T₁)의 내부에 중공(中空)이 형성되고, 성형홀(339)과 멘드릴(355)에 의하여 단면적이 동일한 가변단면을 갖는 섬유강화 열경화성 수지제품(Po)을 형성하게 된다.

성형금형의 닫힘으로 형성되는 섬유강화 수지제품(Po)의 형상은 도 9에 표현된 평면(a)에서 볼 때 소정의 길이에 대하여 폭(D)은 동일하고, 그 내경(W)은 구배면을 형성한 것에 의하여 좁아지는 폭(W₁)으로 이루어져 그 두께(T,T₁)가 가변되 게 하고, 섬유강화 수지제품(Po)의 형상을 정면(b)에서 볼 때 소정의 길이에 대하여 일측에 수평부(S)를 형성하고, 수평부에서 부터 길이 방향으로 경사부(S₁)를 형성하여 가변형상을 갖추되, 그 내경의 두께(t,t₁)도 가변되는 성형단계(S00)를 이행한다.

성형단계(S400)는 소정의 시간이 흐르면 성형홀 및 그 주변의 가열된 열에 의하여 함침섬유(T₁)는 경화되어 본 발명에서 목적하는 형상으로 섬유강화 수지제품(Po)이 성형된다. 이후 성형금형수단의 동력발생체에 의한 구동력으로 금형을 분리(OPEN)시켜 성형홀(339)을 개방한다.

성형홀이 개방되면 경화된 섬유강화 수지제품은 성형홀에서 성형홀 외부로 이동할 수 있는 상태로 된다.
이러한 상태에서 경화된 섬유강화 열경화성 수지의 가변단면제품(Po)에는 먼저 실시한 성형단계에 의하여 동일한 형상으로 된 섬유강화 열경화성 수지의 가변단면 제품(P₁),(P₂),(P₃)들이 연속해서 이어진 형태를 이룬다.(도 3)

상기 경화된 섬유강화 열경화성 수지의 가변단면 제품(P₁),(P₂),(P₃)사이에는 사면(死面)(C₁),(C₂)이 불가분하게 형성되므로 풀링수단에 의한 클램프로 상기 사면(C₁),(C₂)을 각각 고정하여 절단기 방향으로 당기는 풀링단계(S500)를 행한다.

상기와 같이 풀링단계(S500)의 실행으로 성형홀에 위치한 섬유강화 열경화성수지의 가변단면 제품(Po)은 금형의 성형홀 외부로 인출되며 경화되지 않은 함침섬유(T)는 성형홀로 진입되는 상태가 되고, 섬유강화 수지제품(P₃)은 절단위치에 도달된다. 이때 수지제품 길이의 스트로크로 이동된 클램프는 사면(C₁),(C₂)의 고정을 해지하고, 본래의 위치로 되돌아간다.

풀링단계(S500) 이후 절단기가 동작하여 캇터 위치에 도달한 섬유강화 수지제품(P₃)을 도 3과 같이 절단하는 절단단계(S600)를 이행한다.

이와 같은 본 발명의 섬유강화 열경화성 수지의 가변단면 제품의 제조방법을 실행하기에 가장 적합한 장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1의 제조공정에 의한 각 공정단계를 수행하여 제조되는 섬유강화 수지 제품에 대하여는 도 9에 도시한 형상과 같이 평면방향(a)에서 폭(D)은 동일하고, 폭의 내부(W)는 점차 감소되며, 정면방향(b)에서 일측에 부분적으로 수평부(S)를 형성하고, 나머지부분에는 경사면(S₁)을 형성하고, 그 내부의 두께(t)는 점차 가변되는 두께를 형성하는 조건내에서 제조된다.

100은 보강섬유(T)가 감긴 스풀(110)을 여러개 장착하는 크릴이다. 상기 크릴(100)에 장착된 각각의 스풀(110)에서 보강섬유(T)를 인출할 수 있도록 구성하고, 상기 크릴(100)이 설치된 라인에는 액상경화성 수지 조성물이 담긴 수지욕조(200)와, 합사된 보강섬유(T)의 텐션을 조정하는 텐션조절부(210)가 구성된다.

상기 텐션조절부(210)를 통과하는 보강섬유(T)는 성형금형부재(300)로 이동하는 것으로, 상기 성형금형부재(300)는 소정의 높이를 갖는 기대(301)의 상면에 설치한다. 즉, 기대(301)에 고정대(310)를 설치고정하고, 고정대(310)의 상부에 제1히터판(320)을 설치하고, 제1히터판(320)위에 하금형(330)을 설치고정하여 제1히터판(320)에서 발생되는 열에 의해 하금형(330)은 성형가능한 온도로 가열될 수 있다.

상기 하금형(330)과 제1히터판(320)은 기대(301)에서 이동하지 않는 구성으 로 설치된다. 그리고, 상기 제1히터판(320)의 주변 고정대(310)에는 수개의 가이드바(370)을 설치한다. 상기 수개의 가이드바(370)에는 상금형(340)이 부착된 제2히터판(323)을 삽입설치하고, 홀더(350)에 외부 가압력을 제공하기 위한 서포트판(374)이 부착된 부싱(371)을 삽입하고, 가이드바(370)의 상단에 상측고정판(360)을 설치고정한다.

상기 상측고정판(360)에는 동력발생체(380)를 복수개 설치고정하여 그 구동축(381)을 제2히터판(323)에 연결 고정한다. 상기와 같은 상측고정판(360)의 동력발생체(380)에 의하여 제1히터판(232)을 포함한 상금형(340)은 하금형(330)에 대하여 수직 형합(CLOSE)과 분리(OPEN) 동작을 이루게 되며, 형합 시에는 제2히터판(323)에서 발생되는 열에 의해 상금형(340)은 성형가능한 온도로 가열될 수 있다.

이처럼 형합, 분리되는 하금형(330)과 상금형(340)에는 요홈과 돌조를 형성한 구성으로 인해서 형합 시 도 7에 도시한 단면의 구성과 같은 성형홀(339)을 구비하게 된다.

상기의 성형금형부재(300)의 성형홀(339) 입구에는 홀더(350)를 설치한다. 상기 홀더(350)는 액상의 열경화성 수지 조성물이 표면에 함침된 함침섬유(T₁)가 성형홀(339)로 진입할 수 있도록 유도하는 가이드홀(351)을 성형홀(339)크기와 같거나 크게 뚫어 형성하며, 상기 가이드홀(351)에는 성형제품에 중공(中空)을 형성하기 위한 멘드릴(355)을 설치한다.

상기 홀더(350)는 고정대(310)에 한쪽단을 고정하는 지지대(313)선단에 설치 되는데, 홀더(350)의 저면에는 고정판(353)을 부착하고, 상기 고정판(353)을 지지대(313)의 선단에 설치할 때, 고정판(353)과 지지대(313) 사이에 쿠션재(358)를 삽입한 상태로 설치하되, 쿠션재(358)의 쿠션력이 홀더(350)에 전달 될 수 있는 상태로 설치함이 요구된다. 그리고 상기 홀더(350)의 고정판(353)의 양측단에는 외부의 가압력을 수용하기 위한 스토퍼(357)를 설치한다.

상기 스토퍼(357)에 가해지는 외부의 가압력은 금형의 형합력에 의해 홀더의 고정판(353)에 가해지는 것이며, 이때의 가압력에 의해 홀더(350)의 설치위치는 금형의 성형홀(339) 중심을 기준할 때, 쿠션재(358)에 의해 20~50㎜ 수직방향으로 이동한다.

상기 성형금형부재(300)의 기대(301)를 베이스(500에 설치 고정함이 바람직하며, 이때 베이스(500)를 길이방향으로 길게 연장하여 풀링수단(400)도 함께 고정하여 베이스(500)상에 성형금형부재(300)와, 풀링수단(400)이 일체로 고정되게 한다.

상기 풀링수단(400)은 성형금형부재(300)에서 제조되어 성형홀(339)외부로 이동된 섬유강화 수지제품(P₁)(P₂)(P₃)을 소정의 위치로 이동시키기 위한 클램프(420)와, 상기 클램프(420)를 열거나 닫아 섬유 강화 수지제품에 고정력을 제공하는 실린더(410)를 구비하여 실린더(410)에 동작할 수 있는 공간을 제공하기 위해 수직상태의 지지대(440)에 실린더(410)를 고정한다.

상기 실린더(410)가 클램프(420)와 함께 이동할 수 있도록 소정의 높이를 갖는 기대(401)의 상면에 이동을 유도하는 레일(465)을 설치하며, 상기 레일(465)의 주변에는 실린더(410)와 클램프(420)의 수평이동을 안내하는 가이드바(460)를 설치한다.

상기 기대(401)의 상면에 설치된 레일(465)상에 실린더(410)와 연결된 클램프(420)를 설치하여 레일(465)을 따라 미끄럼 이동하게 하고, 미끄럼 이동하는 클램프(420)에 가이드바(460)를 설치하여 미끄럼 이동하는 실린더(410)와 클램프(420)의 수평이동을 안내하게 한다.

그리고, 상기 기대(401)에는 동력발생체(450)를 설치하여 그 동력발생체(450)의 로드(455)를 클램프(420)와 연결하여 동력발생체(450)의 왕복 스트로크와 함께 클램프(420)는 슬라이딩한다.

이러한 구성으로 된 폴링수단(400)의 끝단에는 수지제품(Po)(P₁)(P₂)(P₃)의 사면(C₁)(C₂)을 절단하기 위한 통상의 절단기(600)를 설치한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 클릴(100)에서 인출된 보강섬유(T)는 수지욕조(200)의 열경화성 수지조성물을 통과하면서 표면으로 수지조성물이 함침된 상태로 텐션조절부(210)를 통과하는 함침섬유(T₁)는 텐션이 조절된 상태로 홀더(350)의 가이드홀(351)에 진입된다.

이때, 함침섬유(T₁)가 가이드홀(351)의 공간에 균일하게 분포되는 상태로 유입되게 한다. 상기 홀더(350)를 통과한 함침섬유(T₁)는 성형금형부재(300)의 성형홀(339)를 통과하여 폴링부재(400)에 도달하도록 한다.

이후 성형금형부재(300)의 제 1히터판(320)과 제2히터판(323)이 성형가능한 온도에 도달되었는 지, 또 상금형(330) 및 하금형(320)의 성형홀(339)이 성형가능 한 온도로 충분히 가열되어 있는지 여부를 확인 한 다음 성형금형부재(300)의 동력발생체(380)에 전원을 인가하면 유압 또는 공압에 의하여 축(381)이 상금형(340)을 하금형(330)으로 이동시키고, 이로인해 상금형(340)과 하금형(330)의 성형홀(339)은 형합되어 닫히는 상태를 이룬다.

상기 상금형(340)의 형합상태는 가이드바(370)을 따라 하강하는 구동으로 이루어지면서, 가이드바(370)에 삽입된 부싱(371)의 상단을 누르고, 부싱(371)의 눌림에 의하여 서포트바(374)는 스토퍼(357)를 가압하는 상태를 이룬다.

이처럼 스토퍼(357)가 눌리면 고정판(353)이 설치위치에서 전달되는 가압력 만큼 눌리는 상태가 되어 결국 홀더(350)의 가이드홀(351)의 중심과 성형홀(339)의 중심이 일치되는 상태가 된다.

홀더(350)의 가이드홀(351)과 성형홀(339)이 일치되는 상태에서 성형홀(339)내에 위치한 섬유강화 함침섬유(T₁)는 형합력과, 가열된 온도에 의하여 경화되어 수지제품이 된다. 상기 성형홀(339)에서 경화되는 수지제품(Po)은 도 9에 도시한 바와 같이 평면(a)에서 폭(D)(D₁)이 동일할 때, 내경(W)(W₁)의 단면조건은 W 〉W₁이고, 두께조건은 T〈T₁으로 되어 단면이 가변되는 형상을 이루고, 정면(b)에서는 일측단에 수평부(S)를 형성하고, 수평부(S)에서 타측단 까지 경사부(TAPER)(S₁)를 갖추어 외경높이(H)(H₁)가 H〉H₁으로 될 때 내경높이(h)(h₁)조건은 h〉h₁로 되고, 이때 두께(t)(t₁)의 조건은 경사부측으로 점차 t〈t₁되어 단면이 가변되는 형상으로 제조되어 경사부 즉, 테이퍼 형상 부분에서 나타나는 처짐현상이 동일한 단면적 구조에 의하여 완화된다.

이후 상금형(340)은 동력발생체(380)에 역방향으로 동작하여 상금형(340)을 하금형(330)에서 분리시켜 성형홀(339)을 개방한다.

상기의 성형홀(339)이 개방되면 가이드바(370)에 삽입된 부싱(371)의 서포트바(374)도 홀더(350)의 스토퍼(357)로 부터 분리되므로 압축된 쿠션부재(358)가 복원되는 작용으로 홀더(350)의 고정판(353)이 상승되는 상태로 되고, 이는 홀더(350)의 가이드홀(351)을 통과한 함침섬유(T₁)를 들어주는 작용을 이룬다.
그리고, 함침섬유(T₁)의 들림상태는 성형홀(339)에 위치한 섬유강화 열경화성 수지의 가변단면 수지제품(Po)도 성형홀(339)에서 도 8(b)처럼 들어 성형홀(339)에서 분리시키는 상태를 이룬다.

상기와 같은 성형금형(400)의 동작으로 성형홀(339)에서 경화된 섬유 강화 수지제품(Po)이 분리되면 폴링수단(400)의 클램프(420)가 동력발생체(450)에 의해 레일(465)과 가이드바(460)을 따라 상,하금형(340)(330)측으로 이동하여 도 3에 도시한 섬유강화 열경화성 수지제품의 연속 제조된 형상에서 수지제품의 제조간격에 형성되는 사면(C₁)(C₂)을 클램프(420)로 동시에 파지하고, 파지상태가 완료되면 동력발생체(450)는 역방향으로 구동하여 연속 제조물을 당기는 상태를 성형금형부재(300)의 경화동작과 교호적으로 행하고, 이러한 풀링 구동에 의하여 당겨지는 연속제조물 중 끝단 위치에 있는 수지제품(P₃)이 절단기(600)위치에 도달되고, 이를 감지한 절단기(600)에서는 사면(C₁)(C₂)부분을 절단하는 동작을 이루어 도 9에 도시한 조건으로 섬유강화 열경화성 수지의 가변단면 제품이 공급된다.

이상에서와 같이 본 발명은 가변 단면형상을 일정 길이로 갖는 열경화성 수지제품을 형성할 때 인발과 동시에 풀 프레스단계를 동시에 실행할 수 있어 섬유강화 수지제품의 생산공정이 단축되고, 그 단계를 이행하기에 적합한 금형을 제공하므로서 섬유강화 수지제품의 연속생산은 물론, 원자재를 금형에 직접 투입할 수 있어 공정이 단축되는 효과가 있으며, 특히 인발과 풀 프레스를 동시에 하므로 단면형상은 변화되나, 단면적이 일정하여 액정디스플레이 글라스의 적재카세트에 적용되는 서포트바로 사용되는 경우 처짐 현상이 완화되는 특성을 갖는 제품의 생산이 가능한 이점이 있는 것이다.

Claims (4)

1. 섬유강화 열경화성 수지 제품을 제조하는 방법에 있어서, 보강섬유를 가이드를 통해 액상 열경화성 수지 조성물이 담긴 수지욕조를 통과시켜 섬유강화 열경화성 수지조성물 함침섬유로 되는 단계와,

   섬유강화 열경화성 수지 조성물을 경화시키는 성형온도로 금형을 가열시키는 단계와, 성형온도로 가열된 금형을 개방하고 섬유강화 열경화성 수지조성물 함침섬유를 개방된 금형의 성형홀로 풀링시키는 단계,

   이후 금형을 형합하여 섬유강화 열경화성 수지조성물 함침 섬유를 성형홀에서 가변단면이며 중공의 바 형상으로 성형시키는 단계와,

   금형을 개방하여 이미 성형 된 열경화성 수지 제품의 선, 후단을 동시에 파지하여 이동시켜서 섬유강화 열경화성 수지조성물 함침섬유는 성형홀로, 그리고 성형홀의 열경화성 수지제품은 외부로, 이미 성형된 섬유강화 열경화성 수지제품은 절단위치로 수평 이동시키는 풀링단계와,

   이미 성형된 섬유강화 수지제품의 위치를 절단하는 단계를 이행하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열경화성 수지의 가변 단면제품 제조방법.
2. 액상 열경화성 수지조성물이 담긴 수지욕조를 통과한 섬유강화 열경화성 수지조성물 함침섬유로 중공형 소재이며 일부 길이에 가변 단면을 갖는 섬유강화 열경화성 수지제품을 제조하는 장치에 있어서,

   상기 수지욕조를 통과하여 액상 열경화성 수지 조성물이 함침된 수지조성물 함침섬유가 성형금형의 성형홀과 멘드릴 사이의 공간으로 진입되는 것을 유도하는 홀더와;

   상기 상,하금형의 형합부분으로 진입한 함침섬유에 성형가능한 온도와 형합력을 제공하는 성형홀과,

   상기 함침섬유의 성형 후 상금형의 개방을 안내하도록 고정대에 수직하게 설치한 가이드바와,

   상기 가이드바의 상단에 고정되는 상측 고정판에서 상금형으로 형합력을 제공하는 동력발생체로 이루어진 성형금형부재와;

   성형금형부재에서 경화 된 수지제품의 선, 후단을 파지하는 클램프와, 상기 클램프에 수지 제품의 고정 및 해제력을 제공하는 실린더와,

   상기 클램프를 포함한 실린더가 스트로크로 왕복 이동하도록 로드와 연결한 구동력 발생체와,

   상기 실린더를 포함한 클램프의 수평미끄럼 이동을 위하여 기대의 상면에 설치하는 레일 및 가이드바로 이루어진 풀링부재와,

   풀링 된 수지제품을 절단하는 절단기를 상기 풀링부재의 끝단에 설치한 것을 특징으로 하는 섬유 강화 열경화성 수지의 가변단면 제품제조장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 홀더는 하금형의 지지대의 선단에 얹혀지는 고정판으로 설치하되 홀더의 고정판 상면에는 외부 가압력을 받기 위한 스토퍼를 설치하고, 고정판과 지지대 사이에는 탄성부재를 설치하며, 가이드바에는 스토퍼를 누르는 서포트판이 부착된 부싱을 삽입하여 상금형의 형합 시 서포트판에 의해 홀더가 하측 이동하고, 개방 시 홀더는 상측으로 탄력 이동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 섬유강화 열경화성 수지의 가변단면 제품제조장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 풀링부재는 상,하금형의 성형홀 외부에서 성형된 수지제품의 시작단과 끝단의 사면을 동시에 파지하는 클램프와,

   상기 클램프와 연결되어 금형 개방시 일정범위의 스트로크로 당겨 수지조성물 함침 섬유는 상,하금형의 성형홀, 그리고 성형된 수지제품은 성형홀 외부 및 절단부재 위치까지 이동시키는 로드 및 로드에 동력을 제공하는 동력발생체와,

   수직상태의 고정대에서 클램프와 연결되어 수지제품의 사면을 동시에 파지 또는 개방시키는 실린더와,

   상기 로드의 구동시 클램프의 저면을 유도하는 레일과, 이동하는 클램프의 양측면을 안내하는 가이드바로 이루어지 것을 특징으로 하는 섬유강화 열경화성 수지의 가변단면 제품제조장치.

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