KR100818940B1 - Stampable sheet manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 스탬퍼블 시트 제조장치를 나타낸 측면도.1 is a side view showing a conventional stampable sheet manufacturing apparatus.
도 2는 종래의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 복합매트 제조장치를 나타낸 측면도.Figure 2 is a side view showing a composite mat manufacturing apparatus constituting a conventional stampable sheet manufacturing apparatus.
도 3은 종래의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 가열장치와 냉각장치를 나타낸 측면도.Figure 3 is a side view showing a heating device and a cooling device constituting a conventional stampable sheet manufacturing apparatus.
도 4는 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 나타낸 측면도.Figure 4 is a side view showing a stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention.
도 5는 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 복합매트 제조장치의 측면도.Figure 5 is a side view of the composite mat manufacturing apparatus constituting the stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention.
도 6은 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 가열장치를 나타낸 측면도.Figure 6 is a side view showing a heating device constituting the stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention.
도 7은 가열장치의 컨베이어 밸트를 나타낸 정면도.7 is a front view showing a conveyor belt of the heating apparatus.
도 8은 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 가열장치의 단면도.8 is a cross-sectional view of a heating apparatus constituting the stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention.
도 9는 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 냉각장치를 나타낸 측면도.Figure 9 is a side view showing a cooling device constituting the stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention.
도 10은 냉각장치의 컨베이어 밸트를 나타낸 정면도.10 is a front view showing a conveyor belt of the cooling device.
도 11은 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 냉각장치의 단면도.11 is a cross-sectional view of a cooling apparatus of the stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention.
도 12는 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조방법을 나타낸 블록구성도.Figure 12 is a block diagram showing a stampable sheet manufacturing method of the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
10: 복합매트 제조장치 11: 섬유해섬기10: composite mat manufacturing apparatus 11: fiber fiber
12: 휘드 13: 분진제거기12: Whid 13: Dust Removal
14: 계량호퍼 15: 혼섬탱크14: Weighing Hopper 15: Horn sum tank
16: 분산기 17: 정면기16: Disperser 17: Front Machine
18: 니들펀칭기18: Needle Punching Machine
30: 가열장치 31: 상부프레임30: heating device 31: upper frame
32: 하부프레임 33: 컨베이어32: lower frame 33: conveyor
34: 컨베이어 밸트 35: 타공 플레이트34: conveyor belt 35: perforated plate
36: 열풍 분사노즐36: hot air jet nozzle
50: 냉각장치 51: 공랭부50: cooling device 51: air cooling unit
52: 수랭부 53: 상부프레임52: water cooling 53: upper frame
54: 하부프레임 55: 컨베이어54: lower frame 55: conveyor
56: 컨베이어 밸트 57: 스틸 플레이트56: conveyor belt 57: steel plate
58: 공기 분사노즐 59: 냉각수 분사노즐58: air jet nozzle 59: coolant jet nozzle
60: 드럼 61: 장력조절구60: drum 61: tension regulator
70: 복합매트70: composite mat
본 발명은 스탬퍼블 시트 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이종섬유를 해섬 및 혼섬하여 복합매트를 제조하고, 상기 복합매트를 가열 및 가압한 후 냉각 및 가압하여 스탬퍼블 시트를 제조하는 스탬퍼블 시트 제조장치에서, 상기 복합매트를 가열 및 가압하는 가열장치와 냉각 및 가압하는 냉각장치를 각각 개별장치로 구성함으로써 생산성이 향상된 스탬퍼블 시트 제조장치 및 제조방법이다.The present invention relates to a stampable sheet manufacturing apparatus and a manufacturing method, and more particularly to fabricating a composite mat by dissolving and intermixing heterogeneous fibers, and to produce a stampable sheet by heating and pressing the composite mat and then cooling and pressing. In the stampable sheet manufacturing apparatus, and a heating device for heating and pressurizing the composite mat and a cooling device for cooling and pressurizing as a separate device, the stampable sheet manufacturing apparatus and manufacturing method with improved productivity.
2종 이상의 서로 다른 소재를 혼합하여 새로운 기능의 발현을 가능케 한 복합재료는 경량화는 물론 높은 비강도와 비탄성화 및 강화된 기계적 성질의 유지를 그 주된 목적으로 개발되어 항공기나 선박 및 자동차부품, 정밀 전기·전자부품 등 제품의 강도와 강성 및 내구성 등의 특성을 요구받는 각 산업분야에 널리 활용되고 있다.A composite material that enables the emergence of new functions by mixing two or more different materials has been developed with the main purpose of maintaining light weight, high specific strength, inelasticity, and enhanced mechanical properties. · It is widely used in each industrial field that requires characteristics such as strength, rigidity and durability of products such as electronic parts.
이와 같은 복합재료의 대표적인 예로써 불포화 폴리에스테르수지를 유리섬유로 강화시킨 복합재료(FRP)와 열가소성수지를 사용한 섬유강화 복합재료(FRTP)가 있다.Representative examples of such composite materials include a composite material (FRP) in which unsaturated polyester resin is reinforced with glass fibers and a fiber reinforced composite material (FRTP) using thermoplastic resin.
여기서 열경화성 폴리에스테르수지를 유리섬유로 강화시킨 복합재료(FRP)는 금속을 초월하는 우수한 성능을 가지고 있어 제품의 강도와 강성 및 내구성 등의 특성을 요구받는 각 산업분야에 널리 활용되고 있다.Here, the composite material (FRP) reinforced with thermosetting polyester resin with glass fiber is widely used in each industrial field that requires characteristics such as strength, stiffness and durability of the product because it has superior performance over metal.
그러나, 상기 복합재료(FRP)는 내충격성과 파괴인성 등의 물성치가 만족스럽지 못하였고 재료의 변형 시 허용될 수 있는 변형의 폭이 작음과 동시에 재활용이 곤란하다는 문제점이 있다.However, the composite material (FRP) has a problem in that physical properties such as impact resistance and fracture toughness are not satisfactory, and the width of deformation that is acceptable when deformation of the material is small and it is difficult to recycle.
이와 달리 섬유강화 열가소성수지 복합재료(FRTP)는 상기의 문제점을 해결하기 위한 대체품으로 기능하면서 최근 자동차부품을 기준으로 금속을 대체하는 용도의 이용과 응용분야에서 그 기대감을 매우 크게하고 있다.In contrast, fiber-reinforced thermoplastic resin composite (FRTP) serves as a substitute for solving the above problems, and has recently increased the expectations in the field of use and applications for replacing metal based on automotive parts.
예컨대, 종래 자동차부품 용도로써 내장품과 비구조재품으로 한정되던 용도에서 벗어나 내충격성과 고강도가 요구되는 새시등의 구조물과 각종 외장품에도 광범위하게 적용되고 있으며, 더욱이 이러한 FRTP는 FRP와는 달리 금속의 성형방법과도 같은 스탬핑 성형공법이 적용될 수 있는 관계로 생산성이 높고, 디자인 자유도가 금속보다 우수하다는 장점을 가지고 있어 각종 산업분야에서의 사용이 확산되고 있다.For example, it is widely applied to structures and various exterior parts such as chassis and the like which require high impact resistance and high strength, in addition to the use of interior parts and non-structural materials, which are conventionally used for automobile parts. Due to the fact that the excessive stamping molding method can be applied, the productivity is high, and the freedom of design is superior to that of metal, and thus the use in various industrial fields is spreading.
상기의 용도에 적합하게 기능하기 위해서 FRTP는 먼저 각종 성형품의 성형가공에 적합하게 대응하는 원재료형태로서 판상의 시트 즉, 스탬퍼블 시트의 형태로 제조되어야 하는데, 이를 위해 종래에는 강화수지 섬유에 분말 또는 펠렛상태의 열가소성수지를 혼합하여 가열성형 하는 방법을 채택하였으나, 매트릭스수지로써 분말 또는 펠렛상태의 열가소성수지를 강화수지 섬유에 혼합하여 가열성형 하는 관계로 두 종류의 재료가 균일하게 혼합되기가 곤란할 뿐만 아니라, 혼합 후 각종 처리 과정에서도 분말 또는 펠렛상태의 수지가 쉽게 분리되며, 강화수지 섬유가 매트릭 스수지 중에 균일하게 분산되지 못하여 고품질의 제품을 제작하기 곤란하다는 문제점이 있다.In order to function properly for the above uses, FRTP must first be manufactured in the form of a sheet-like sheet, that is, a stampable sheet, as a raw material form that is suitable for molding processing of various molded articles. Although a method of mixing and pelletizing thermoplastic resins is adopted, it is difficult to uniformly mix the two types of materials due to the mixing and heating of powder or pellet thermoplastic resin with reinforced resin fibers as matrix resin. In addition, there is a problem in that the resin in the powder or pellet state is easily separated even after the various treatment process after mixing, it is difficult to produce a high quality product because the reinforced resin fibers are not uniformly dispersed in the matrix resin.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 1내지 도 3에서 보는 바와 같이 스탬퍼블 시트의 재료가 되는 열가소성수지 섬유와 강화섬유등 이종섬유를 공급받아 상기 이종섬유가 균일하게 혼합될 수 있도록 해섬 및 혼섬하여 층으로 배열시켜 복합매트(170)를 제조하는 복합매트 제조장치(110)와, 상기 복합매트 제조장치(110)로부터 공급된 복합매트(170)를 가열하여 열가소성수지 섬유와 강화섬유가 적절히 용융되어 압착되도록 가열 및 가압하는 가열부(130)와, 냉각 및 가압하는 냉각부(150)로 구성된 스탬퍼블 시트 제조 장치가 개시된 바 있으나, 상기 스탬퍼블 시트 제조장치는 이종섬유를 해섬 및 혼섬 하여 복합매트를 제조함에 있어서, 상기 이종섬유가 균일하게 해섬 및 혼섬되지 않아 배합비를 일정하게 조절하기 어려우며, 해섬 및 혼섬과정에서 다량의 분진이 발생하여 작업성을 저하한다는 문제점이 있다.In order to solve the above problems, as shown in FIGS. 1 to 3, heterogeneous fibers such as thermoplastic resin fibers and reinforcing fibers, which are the material of the stampable sheet, are supplied, and the hetero fibers are mixed and mixed so that the heterogeneous fibers can be uniformly mixed. By heating the composite
또한, 복합매트를 가열 및 가압하는 가열부(130)에서 스틸 켄베이어 밸트(157)를 통한 간접열을 제공함으로써 열전달이 원활하지 못하였으며, 상기 복합매트(170)의 가열 및 가압하는 가열부(130)와 냉각 및 가압하는 냉각부(150)가 하나의 장치로 이루어짐에 따라 가열과 냉각이 반복됨으로써 열손실이 발생하여 생산성이 저하된다는 문제점이 있었다.In addition, the heat transfer is not smooth by providing indirect heat through the steel Kenvey belt 157 in the
아울러, 가열 및 가압공정을 거친 복합매트를 냉각 및 가압하는 공정에서 외기와의 열교환에 의해 냉각되는 공랭식 방법을 사용할 경우 냉각공정의 소요시간이 증가하며 설비가 대형화 된다는 문제점이 있다. 그리고 냉각수와의 열교환에 의해 냉각되는 수랭식 방법을 사용할 경우 냉각공정에 소요되는 시간은 단축시킬 수 있으나 짧은 시간에 냉각이 이루어짐으로써 가압이 적절히 이루어지지 않으며, 스탬퍼블 시트의 내부와 외부의 냉각속도에 차이가 생겨 스탬퍼블 시트의 내부와 외부사이에 공극이 발생하거나 나아가 서로 접합되지 않고 떨어지는 등의 문제점이 있었다.In addition, when the air-cooled method of cooling by heat exchange with the outside air is used in the process of cooling and pressurizing the composite mat which has undergone the heating and pressing process, the required time of the cooling process is increased and the equipment is enlarged. In the case of using a water-cooled method that is cooled by heat exchange with the cooling water, the time required for the cooling process can be shortened. However, since the cooling is performed in a short time, the pressurization is not properly performed. There was a problem that a gap occurs between the inside and the outside of the stampable sheet, or even fall apart without being bonded to each other.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복합매트를 가열 및 가압하는 공정은 가열장치에서, 그리고 냉각 및 가압하는 공정은 냉각장치에서 각각 나뉘어서 이루어지도록 하여 스탬퍼블 시트의 제조과정에서 발생되는 열손실을 줄이고 열효율 및 품질이 향상된 스탬퍼블 시트 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to heat and pressurize the composite mat in the heating device, and the cooling and pressurizing process is made in each of the stampable sheet to be made It is to provide a stampable sheet manufacturing apparatus and method for reducing heat loss generated during the manufacturing process and improved thermal efficiency and quality.
아울러, 복합매트를 가열하는 공정에서 복합매트에 열풍을 직접공급함으로써 열효율이 우수하며 생산성이 향상되는 스탬퍼블 시트 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, by providing hot air directly to the composite mat in the process of heating the composite mat to provide a stampable sheet manufacturing apparatus and a manufacturing method which is excellent in thermal efficiency and productivity is improved.
또한, 가열된 복합매트를 냉각하는 공정에서 외기에 의한 공랭식의 1차 냉각 그리고 냉각수에 의한 2차 냉각이 이루어지도록 하여 냉각효율이 향상됨은 물론 내부와 외부의 물성이 균일하게 되어 품질이 향상된 스탬퍼블 시트 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, in the process of cooling the heated composite mat, the air cooling type by primary air cooling and the secondary cooling by the cooling water is carried out to improve the cooling efficiency as well as to improve the quality of the internal and external properties of the stampable It is to provide a sheet manufacturing apparatus and a manufacturing method.
또한, 섬유의 해섬과정에서 발생하는 다량의 분진을 상기 분진제거기로 하여 금 제거함으로써 작업장의 환경이 개선되고 그로 인해 작업성이 향상되는 스탬퍼블 시트 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention provides a stampable sheet manufacturing apparatus and a manufacturing method of improving the work environment by improving the work environment by removing a large amount of dust generated during fiber desizing by using the dust remover.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 스탬퍼블 시트 제조장치 및 제조방법은 이종섬유를 풀어헤치는 섬유해섬기, 상기 섬유해섬기를 통과한 섬유들을 계면하는 휘드, 상기 휘드를 통해 공급된 섬유를 계량하는 계량호퍼를 포함하는 복합매트 제조장치; 상기 복합매트 제조장치에 의하여 제조된 복합매트를 가열 및 가압하는 가열장치; 및 상기 냉각장치에 의하여 가열 및 가압된 복합매트를 냉각 및 가압하는 냉각장치; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Apparatus and method for manufacturing a stampable sheet according to the present invention for achieving the object as described above is a fiber seam to release the heterogeneous fibers, a bead interfacing the fibers passing through the fiber islands, supplied through the Composite mat production apparatus comprising a metering hopper for measuring the fiber; A heating device for heating and pressurizing the composite mat manufactured by the composite mat manufacturing apparatus; And a cooling device for cooling and pressurizing the composite mat heated and pressurized by the cooling device. Characterized in that comprises a.
또한, 상기 복합매트 제조장치는, 상기 섬유해섬기에 의하여 해섬된 섬유를 혼합하는 혼섬탱크, 상기 혼섬탱크에서 혼합된 섬유를 균일하게 공급하는 분산기, 상기 분산기로부터 공급된 섬유들을 층으로 정렬하는 정면기, 및 상기 정면기를 통해 정렬된 섬유층을 타공펀칭하는 니들펀칭장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the apparatus for producing a composite mat, a blending tank for mixing the fibers dissolved by the fiber breaker, a disperser for uniformly supplying the fibers mixed in the blending tank, the front facer for aligning the fibers supplied from the disperser in layers And it is characterized in that it further comprises a needle punching device for punching the fiber layer aligned through the front face.
또한, 상기 섬유해섬기는 섬유해섬 과정에서 발생된 분진을 제거하는 분진제거기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the fiber fiber island is characterized in that it further comprises a dust remover for removing the dust generated in the fiber fiber island process.
또한, 상기 휘드와 게량호퍼는 서로 이격되어 배치된 프레임에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the feed and the hopper is characterized in that each is installed in the frame disposed spaced apart from each other.
또한, 상기 가열장치는, 상부에 배치된 상부 프레임; 상기 상부프레임의 아래측에 소정거리 이격되어 배치되는 하부프레임; 상기 상하부프레임에 각각 구비되 는 컨베이어; 상기 상하프레임에 각각 구비되어 상기 컨베이어에 열풍을 공급하는 열풍 분사노즐;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the heating device, the upper frame disposed on the upper; A lower frame disposed below the upper frame by a predetermined distance; Conveyors provided in the upper and lower frames, respectively; And hot air spray nozzles respectively provided on the upper and lower frames to supply hot air to the conveyor.
여기서, 상기 컨베이어는 다수개의 타공 플레이트 구성된 타공 플레이트 밸트를 구비하는 것을 특징으로 한다.Here, the conveyor is characterized in that it comprises a perforated plate belt consisting of a plurality of perforated plates.
또한, 상기 냉각장치는, 상부에 배치된 상부 프레임; 상기 상부프레임의 아래측에 소정거리 이격되어 배치되는 하부프레임; 상기 상하부프레임에 각각 구비되는 컨베이어; 상기 상하프레임에 각각 구비되어 상기 컨베이어에 냉각수를 공급하는 냉각수 분사노즐;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling device, the upper frame disposed on the upper; A lower frame disposed below the upper frame by a predetermined distance; A conveyor provided in each of the upper and lower frames; And cooling water injection nozzles provided in the upper and lower frames, respectively, to supply cooling water to the conveyor.
여기서, 상기 컨베이어는 스틸판으로 이루어진 스틸판 밸트를 구비하는 것을 특징으로 한다.Here, the conveyor is characterized in that it comprises a steel plate belt made of a steel plate.
아울러, 상기 냉각장치는 공기 냉각이 이루어지는 공랭부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling device is characterized in that it further comprises an air cooling unit in which air cooling is performed.
또한, 이종섬유를 해섬 및 혼섬한 후 균일하게 층으로 배열하여 복합매트를 제조하고, 상기 복합매트를 가열 및 가압 그리고 냉각 및 가압하여 물성이 향상된 스탬퍼블 시트를 제조하는 스탬퍼블 시트 제조방법에 있어서,In addition, in the method of manufacturing a stampable sheet in which heterogeneous fibers are mixed with fibers and arranged uniformly in a layer to produce a composite mat, and the composite mat is heated, pressurized, cooled, and pressed to produce a stampable sheet having improved physical properties. ,
복합매트를 제조하는 복합매트 제조단계와, 상기 복합매트를 가열 및 가압하는 가열단계와, 상기 복합매트를 냉각 및 가압하는 냉각단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a composite mat manufacturing step of manufacturing a composite mat, a heating step of heating and pressing the composite mat, and a cooling step of cooling and pressing the composite mat.
여기서, 상기 복합매트 제조단계는, 섬유를 풀어해치는 해섬단계; 해섬된 섬유를 혼합하는 혼섬단계; 혼섬된 섬유를 층으로 배열하는 카딩단계; 층으로 배열된 섬유를 여러층으로 적층하는 수평성형단계; 정렬된 섬유층을 타공펀칭하여 부피를 조절하는 니들펀칭 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the composite mat manufacturing step, the sea island step of loosening the fibers; A blending step of mixing the unfinished fibers; A carding step of arranging the interwoven fibers in layers; A horizontal molding step of laminating the fibers arranged in layers in multiple layers; It further comprises a needle punching step of adjusting the volume by punching the aligned fibrous layer.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 스탬퍼블 시트 제조장치 및 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a stampable sheet manufacturing apparatus and a manufacturing method according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 나타낸 측면도이고, 도 5는 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 복합매트 제조장치의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 가열장치를 나타낸 측면도이고, 도 7은 가열장치의 컨베어이 밸트를 나타낸 정면도이며, 도 8은 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 가열장치의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 냉각장치를 나타낸 측면도이며, 도 10은 냉각장치의 컨베이어 밸트를 나타낸 정면도이고, 도 11은 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 구성하는 냉각장치의 단면도이며, 도 12는 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조방법을 나타낸 블록구성도이다.Figure 4 is a side view showing a stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention, Figure 5 is a side view of a composite mat manufacturing apparatus constituting the stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention, Figure 6 is a stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention Fig. 7 is a front view showing a conveyor belt of the heater, Fig. 8 is a sectional view of the heater constituting the stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention, and Fig. 9 is a stampable of the present invention. It is a side view which shows the cooling apparatus which comprises a sheet manufacturing apparatus, FIG. 10 is a front view which shows the conveyor belt of a cooling apparatus, FIG. 11 is sectional drawing of the cooling apparatus which comprises the stampable sheet manufacturing apparatus of this invention, FIG. It is a block block diagram which shows the stampable sheet manufacturing method of this invention.
도 4는 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치를 나타낸 도면으로써, 스탬퍼블 시트의 재료가 되는 열가소성수지 섬유와 강화섬유등 이종섬유를 공급받아 상기 이종섬유가 균일하게 혼합될 수 있도록 해섬 및 혼섬하여 층으로 배열시켜 복합매트(70)를 제조하는 복합매트 제조장치(10)와, 상기 복합매트 제조장치(10)로부터 공급된 복합매트(70)를 가열하여 열가소성수지 섬유와 강화섬유가 적절히 용융되어 압착되도록 가열 및 가압하는 가열장치(30) 그리고 상기 가열장치(30)를 통과한 복합매트(70)를 공급받아 균일한 물성치를 갖도록 함은 물론 안정화 되도록 냉각 및 가압하는 냉각장치(50)로 구성되어 있다.Figure 4 is a view showing a stampable sheet manufacturing apparatus of the present invention, by receiving heterogeneous fibers such as thermoplastic resin fibers and reinforcing fibers to be a material of the stampable sheet, the heterogeneous fibers are mixed and mixed so that the heterogeneous fibers are uniformly mixed The composite
본 발명에 있어서 사용되는 원재료는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리에틸렌-폴리에스테르 공중합체와 같은 열가소성수지섬유와 금속 술포네이트기를 함유한 이소프탈산 성분이 공중합된 열가소성 폴리에스테르계수지 섬유, 초성분이 열가소성 폴리에틸렌테레프탈레이트수지 섬유로 된 폴리에스테르 복합섬유와 같은 심초형 복합섬유가 사용된다.The raw material used in the present invention is thermoplastic polyester resin fiber copolymerized with thermoplastic resin fiber such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyester, polyethylene-polyester copolymer and isophthalic acid component containing metal sulfonate group. In addition, a herbicidal composite fiber such as a polyester composite fiber whose primary component is a thermoplastic polyethylene terephthalate resin fiber is used.
아울러, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 나일론계, 열융해성 불소수지를 포함하는 열가소성수지 중공섬유 내지 폴리에스테르 중공섬유와 고수축 폴리에스테르섬유를 인터레이스 한 폴리에스테르 복합공기교락사 및 양마, 황마(jute), 대마(hemp), 아마, 아바카(abaca), 바나나(banana), 아마(flax)섬유와 같은 마섬유, 코이어, 양모섬유, 캐시미어, 견섬유와 같은 천연섬유가 사용된다.In addition, a polyester composite air interlocking yarn, a jute and a jute interlaced with a thermoplastic resin hollow fiber to a polyester hollow fiber and a highly shrinkable polyester fiber including polyester-based, polyethylene-based, nylon-based and heat-soluble fluorocarbon resins ), Hemp, flax, abaca, banana, hemp fibers such as flax fibers, natural fibers such as coir, wool, cashmere and silk fibers.
도 5는 복합매트 제조장치를 나타낸 도면으로써, 열가소성수지 섬유와 강화섬유등 이종섬유를 공급받아 섬유를 풀어해치는 섬유해섬기(11)와 상기 섬유해섬기(11)를 통과한 섬유들을 계면하는 휘드(12)가 배치되고 상기 휘드(12)의 하부에 해섬된 섬유를 계근하는 계량호퍼(14)가 배치된다. 그리고 상기 계량호퍼(14)로부터 해섬된 섬유를 공급받아 혼합하는 혼섬탱크(15)와 상기 혼섬탱크(15)를 거친 혼 섬된 섬유를 상기 정면기(17)에 균일하게 공급하는 분산기(16)가 배치되고 상기 분산기(16)로부터 섬유를 공급받아 층으로 정렬하는 정면기(17)와 상기 정면기(17)를 통해 층으로 정렬된 섬유층을 공급받아 일정한 부피를 가질 수 있도록 타공펀칭하는 니들펀칭기(18)가 구비된다.FIG. 5 is a view illustrating an apparatus for manufacturing a composite mat, and a fiber interfacing device (11) for dissipating fibers by receiving heterogeneous fibers such as thermoplastic resin fibers and reinforcing fibers, and a fiber interfacing the fibers passing through the fiber interfacing device (11) The
상기 섬유해섬기(11)는 열가소성수지 섬유와 강화섬유 등 이종섬유를 공급받아 섬유를 풀어해치는 공정을 수행하는 장치로써, 섬유를 해섬하는 공정에서 다량의 분진이 발생하여 작업성을 저하시키는 문제가 있었다. 그리하여 이와 같은 문제를 해결하도록 상기 섬유해섬기(11)에는 상기 섬유해섬기(11)로부터 발생된 분진을 제거하는 분진제거기(13)가 구비된다. 상기 섬유해섬기(11)에 분진제거기(13)가 구비됨에 따라 분진의 발생이 현저하게 감소하여 작업 환경이 쾌적해져 작업성이 향상된다.The fiber islander (11) is a device that performs a process of releasing fibers by receiving heterogeneous fibers such as thermoplastic resin fibers and reinforcing fibers, and a problem of deteriorating workability by generating a large amount of dust in the process of fiber islands. there was. Thus, to solve such a problem, the
상기 섬유해섬기(11)를 거쳐 해섬된 섬유는 상기 휘드(12)를 거쳐 계면되고 상기 계량호퍼(14)로 배출되어 계량이 이루어진다. 이 과정에서 상기 휘드(12)로부터 발생되는 진동으로 인해 상기 계량호퍼(14)의 계량작업이 정확하게 이루어지지 않는다는 문제가 발생하였다. 그리하여 상기 휘드(12)를 고정하는 프레임과 상기 계량호퍼(14)를 고정하는 프레임을 별도의 프레임으로 제작하여 상기 휘드(12)에서 발생된 진동에 의해 상기 계량호퍼(14)가 영향 받지 않도록 함으로써, 상기 계량호퍼(14)는 외부의 영향에 관계없이 항상 정확한 계량작업이 이루어진다.The fibers resolved through the
도 6은 가열장치를 나타낸 도면으로써, 상기 가열장치(30)는 소정거리가 이 격되어 배치된 상하부 프레임(31, 32)과 상기 상하부 프레임(31, 32)의 마주보는 단부에 구비되는 컨베이어(33) 그리고 상기 컨베이어(33)에 열풍을 분사하도록 상기 상하부 프레임(31, 32)에 구비되는 다수개의 열풍 분사노즐(36)로 이루어진다.6 is a view showing a heating apparatus, wherein the
상기 상하부 프레임(31, 32)의 단부에 구비된 상기 컨베이어(33)는 다수개의 롤러와 상기 롤러의 외부면을 따라 회동하는 컨베이어 밸트(34)로 이루어져 상기 복합매트 제조장치(10)로부터 공급된 복합매트(70)를 이송 및 가압하는 역할을 수행한다.The
상기 컨베이어(33)에 의해 가열장치(30)의 내부로 이송된 상기 복합매트(70)는 상기 열풍 분사노즐(36)로부터 공급된 열풍에 의해 가열되어 용융되며 상기 컨베이어(33)로부터 인가된 압력에 의해 압축된다. The
도 7은 컨베이어 밸트를 나타낸 도면으로써 상기 컨베이어 밸트(34)는 가열공정에서 상기 복합매트(70)에 열풍이 직접 공급될 수 있도록 다수개의 타공 플레이트(35)로 이루어진다. 이처럼 천공된 타공 플레이트(35)로 이루어진 컨베이어 밸트(34)를 사용함으로써 상기 열풍 분사노즐(36)로부터 분사된 열풍이 상기 복합매트(70)에 직접 공급되어 열효율이 향상되고 열풍이 상기 복합매트(70)의 표면은 물론 심층부까지 공급됨으로써 내외부가 균일해져 품질이 향상되며 공정시간이 단축된다는 장점이 있다.7 is a view showing a conveyor belt, the
도 8은 가열장치의 단면을 나타낸 도면으로써, 상기 프레임에 구비된 열풍 분사노즐(36)로부터 분사된 열풍은 타공 플레이트(35)로 이루어진 컨베이어 밸트(34)를 통과하여 상기 복합매트(70)의 표면은 물론 심층부까지 공급된다. 이와 같이 열풍이 직접 복합매트(70)에 공급됨으로써 열효율이 우수함은 물론 상기 복합매트(70)의 내외부가 균일하게 가열되도록 하는 장점이 있다.FIG. 8 is a cross-sectional view of a heating apparatus, in which hot air sprayed from the hot
상기 열풍 분사노즐(36)은 도면에서 보는 바와 같이 상하부 프레임(31, 32)에 모두 구비될 수 있으며, 상부 프레임(31) 또는 하부 프레임(32) 중 선택되는 어느 한곳에만 구비될 수 도 있으며, 상기 상하부 프레임(31, 32)에 서로 마주보지 않도록 교차되어 구비될 수 도 있다.The hot
상기 가열장치(30)에서 상기 복합매트(70)의 부피를 조절하거나 가압되는 압력을 조절하는 조절장치가 구비됨은 당업자에게 있어 당연한 것이다.It is obvious to those skilled in the art that the
도 9는 냉각장치를 나타낸 도면으로써, 소정거리가 이격되어 배치된 상하부 프레임(53, 54)과 상기 프레임(53, 54)의 마주보는 단부에 구비되는 컨베이어(55) 그리고 상기 컨베이어(55)에 공기와 냉각수를 분사하도록 상기 상하부 프레임(53, 54)에 다수개의 공기 분사노즐(58)과 냉각수 분사노즐(59)이 구비된다.9 is a view showing a cooling device, the upper and
상기 상하부 프레임(53, 54)의 단부에 구비된 컨베이어(55)는 다수개의 롤러와 상기 롤러의 외부면을 따라 회동하는 컨베이어 밸트(56)로 이루어져 상기 가열장치(30)로부터 공급된 가열된 복합매트(70)를 이송 및 가압하는 역할을 수행한다.The
상기 컨베이어(55)는 냉각장치의 전과 후단에 각각 설치된 드럼(60)에 의해 구동되며, 상기 드럼(60)에는 장력조절구(61)가 구비되어 상기 드럼(60)에 의해 움 직이는 컨베이어 밸트(56)의 장력을 용이하게 조절할 수 있다. 이와 같이 상기 컨베이어 밸트의 장력을 손쉽게 조절함으로써 트랙킹 현상을 방지한다.The
상기 컨베이어(55)에 의해 상기 냉각장치(50)의 내부로 이송된 상기 복합매트(70)는 상기 상하부 프레임(53, 54)에 공기 분사노즐(58)이 구비된 공랭부(51)와 상기 상하부 프레임(53, 54))에 냉각수 분사노즐(59)이 구비된 수랭부(52)를 거치면서 공기와 냉각수에 의한 열교환에 의해 냉각되며 상기 컨베이어(55)로부터 인가된 압력에 의해 압축된다.The
도 10은 컨베이어 밸트를 나타낸 도면으로써, 상기 냉각장치(50)에 구비되는 상기 컨베이어(55)는 열교환매체인 공기와 냉각수로 하여금 열교환이 활발히 이루어지도록 열전도율이 높은 스틸판으로 이루어진 컨베이어 밸트(56)가 구비된다.10 is a view showing a conveyor belt, the
상기 냉각장치(50)의 컨베이어 밸트(56)는 다수개의 타공 플레이트(35)를 이용한 가열장치(30)와 달리 단품으로 된 스틸판으로 이루어진 스틸 판 밸트이다.The
도 11은 냉각장치의 단면을 나타낸 도면으로써, 상기 상하부 프레임(53, 54)에 구비된 상기 공기 분사노즐(58)과 냉각수 분사노즐(59)로부터 분사된 공기나 냉각수는 스틸판으로 이루어진 컨베이어 밸트(56)에 분사되어 열교환이 이루어지도록 하여 상기 복합매트(70)를 간접적으로 냉각시킨다. 이와 같이 공기를 이용한 냉각과 냉각수를 이용한 냉각이 혼용됨으로써 급격한 온도차에 의한 냉각으로 인해 발생되는 문제를 해결할 수 있으며 냉각시간을 탄력적으로 조절 할 수 있어 스탬퍼블 시트의 제작이 용이하다는 장점이 있다. 11 is a cross-sectional view of the cooling device, wherein the air or cooling water injected from the
경우에 따라 상기 공기 분사노즐(58)을 구동하지 아니하고 외기와의 열교환에 의해 냉각이 이루어지도록 할 수 있음은 물론 상기 냉각수 분사노즐(59)의 구동 또한 일부분의 구동을 정지하는 등 생산여건에 맞춰 탄력적인 수정이 가능하다.In some cases, the cooling may be performed by heat exchange with the outside air without driving the
상기 공기 분사노즐(58)과 냉각수 분사노즐(59)은 상기 열풍 분사노즐(36)과 같이 상하부 프레임(53, 54)에 모두 구비될 수 있으며 상부 프레임(53) 또는 하부 프레임(54) 중 선택되는 어느 한곳에만 설치될 수 도 있으며 상기 상하부 프레임(53, 54)에 서로 마주보지 않도록 교차 설치될 수 있다.The
상기 냉각장치(50) 또한 상기 가열장치(30)와 마찬가지로 상기 복합매트(70)의 부피를 조절하거나 가압되는 압력을 조절하는 조절장치가 구비됨은 당업자에게 있어 당연한 것이다.Like the
도 12는 스탬퍼블 시트 제조방법을 나타낸 도면으로써 스탬퍼블 시트의 제조방법은 이종섬유를 풀어해치는 해섬단계와 해섬된 섬유를 혼합하는 혼섬단계 그리고 혼섬된 섬유를 층으로 배열하는 카딩단계 및 층으로 배열된 섬유를 여러층으로 적층하는 수평성형단계를 포함하여 수행하는 복합매트 제조단계와 상기 복합매트에 소정의 열과 압력을 가하는 가열단계 그리고 상기 가열단계를 거친 복합매트를 소정의 압력으로 가압하고 냉각하는 냉각단계를 포함하여 수행된다.12 is a view showing a method for manufacturing a stampable sheet, the method for manufacturing a stampable sheet includes a seam step of releasing dissimilar fibers, a blending step of mixing the unfinished fibers, and a carding step and a layer of arranging the mixed fibers in layers. A composite mat manufacturing step including a horizontal molding step of laminating the fibers in multiple layers, a heating step of applying a predetermined heat and pressure to the composite mat and pressurizing and cooling the composite mat subjected to the heating step to a predetermined pressure A cooling step is performed.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없으며 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited, and the present invention is not departed from the gist of the present invention as claimed in the claims, and various changes can be made by those skilled in the art. Implementation will be possible.
이상에서와 같이 본 발명의 스탬퍼블 시트 제조장치 및 제조방법은 가열 및 가압공정이 이루어지는 가열장치와 냉각 및 가압공정이 이루어지는 냉각장치를 개별장치로 구성함으로써 가열효율 및 냉각효율이 향상됨은 물론 그로 인해 설비를 소형화 할 수 있다는 효과가 있다.As described above, the stampable sheet manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present invention can be improved by heating and cooling efficiency as a result of configuring the heating device in which the heating and pressurizing process and the cooling device in which the cooling and pressurizing process are performed as individual devices. There is an effect that the equipment can be miniaturized.
또한, 가열공정에서 복합매트에 열풍이 직접 공급되도록 하여 열효율이 향상되며 복합매트의 표면과 심층부가 균일화 되도록 하여 품질이 향상된다는 효과가 있다.In addition, the hot air is directly supplied to the composite mat in the heating process, the thermal efficiency is improved, and the surface and the deep portion of the composite mat are uniform, thereby improving the quality.
또한, 가열된 복합매트를 냉각하는 공정에서 외기에 의한 공랭식의 1차 냉각 그리고 냉각수에 의한 2차 냉각이 이루어지도록 하여 냉각효율이 향상됨은 물론 상기 복합매트의 내부와 외부의 물성치가 균일하게 되어 스탬퍼블 시트의 품질이 향상된다는 효과가 있다.Further, in the process of cooling the heated composite mat, the cooling efficiency is improved by performing the first cooling of the air-cooled type by the outside air and the second cooling by the cooling water, and the physical properties of the inside and the outside of the composite mat are uniform so that the stamper The effect is that the quality of the sheet is improved.
또한, 섬유의 해섬과정에서 발생하는 다량의 분진을 상기 분진제기로 하여금 제거함으로써 작업장의 환경이 쾌적해지고 그로 인해 작업성이 향상된다는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the environment of the workplace is comfortable by the dust removing the large amount of dust generated during the fiber desealing process, thereby improving workability.
또한, 해섬된 섬유를 계면하는 휘드와 상기 해섬된 섬유를 계근하는 계량호퍼를 별개의 프레임에 고정함으로써 정확한 계근이 이루어지도록 하여 일정한 부피와 무게를 갖는 스탬퍼블 시트를 제조할 수 있다는 효과가 있다.In addition, it is possible to produce a stampable sheet having a constant volume and weight by fixing the feed pier interfacing the fibers, and the metering hopper for anchoring the fibers, in a separate frame.
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Free format text: JUDGMENT (PATENT COURT) FOR INVALIDATION REQUESTED 20090423 Effective date: 20100129 |
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G170 | Publication of correction |