KR100846338B1 - 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법 - Google Patents

섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법 Download PDF

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Abstract

(과제) 탄소 섬유 등, 광경화가 적합하지 않은 재료에도 사용할 수 있고, 또한 메시가 미세한 보강부재라도 다량의 수지재료를 사용하지 않고 충분히 압착시킬 수 있는 섬유강화 합성수지제 격자형상체를 연속적으로 제조하는 방법의 제공.
(해결수단) 진행하는 이동 지지체 위에서, 미경화 수지재료를 함침시킨 연속 섬유로 이루어지는 선형상 세로부재의 복수개를 상기 이동 지지체의 진행방향에 대해 평행방향으로, 또한 서로 간격을 두고 병렬배치하여 형성된 선형상 세로부재군으로 이루어지는 층과, 미경화 수지재료를 함침시킨 연속 섬유로 이루어지는 선형상 가로부재를 상기 이동 지지체의 양측단부에서 ㄷ자 형상으로 접으면서 상기 이동 지지체의 진행방향에 대해 직교하는 방향으로, 또한 간격을 두고 배치하여 형성된 선형상 가로부재로 이루어지는 층을, 번갈아 3층 이상 겹침으로써 이 선형상 세로부재군과 이 선형상 가로부재가 교차한 교점부분에서 양 부재가 적층된 격자형상체를 형성하고, 이어서 상기 격자형상체를 가압수단으로 상방으로부터 가압함으로써, 상기 선형상 세로부재군과 상기 선형상 가로부재를 상기 교점부분에서 압착시킨 상태에서, 상기 격자형상체 중의 미경화 수지재료를 가열경화시킨다.
Figure R1020020057788
섬유강화 합성수지제, 격자형상체, 연속제조방법, 가압수단, 가열경화

Description

섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법{PROCESS FOR CONTINUOUSLY PRODUCING A LATTICE BODY MADE OF A FIBER-REINFORCED SYNTHETIC RESIN}
도 1은 본 발명의 방법을 실시하기 위한 제조장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 제조장치의 상면도이다.
도 3은 본 발명의 방법에서의 세로가로부재의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 섬유 권속(卷束) 2, 5 : 연속 섬유
2', 2" : 선형상 세로부재(군) 3 : 미경화 수지 함침조
4 : 이동 지지체 5', 5" : 선형상 가로부재(군)
6, 6' : 가로부재 공급기 7 : 가이드 핀
8 : 가열경화로 9 : 플렉시블 웨이트
10, 12 : 이형성 필름 15 : 롤러
본 발명은 토목, 건설분야에서 콘크리트의 보강부재로 사용되는 섬유강화 합 성수지제 격자형상체를 연속적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.
토목, 건설분야에서 콘크리트 구조가 되는 부분에 매설하여 사용하는 보강부재로서, 일본 공개특허공보 소62-153449호에 기재되어 있는, 병렬로 배치한 복수개의 섬유를 수지재료에 함침하고, 결속시켜 섬유다발으로 하고, 이것을 서로 교차시켜 격자형상으로 하는 것을 반복함으로써 격자의 교점부분에서 일방향으로 연장하는 섬유다발이 다른 방향으로 연장하는 섬유다발과 적층된 단면구조를 갖는 섬유강화 합성수지제 격자형상체가 사용되고 있다.
이 같은 섬유강화 합성수지제 격자형상체는 종래 필라멘트 와인딩 성형에 의해 일방향으로 연장하는 섬유다발과 다른 방향으로 연장하는 섬유다발을 서로 교차시켜 격자형상의 적층체로 하고, 섬유다발의 교점부분을 가압하여 압착시킴으로써 하나의 형으로부터 한번에 하나의 성형체를 얻고 있었다.
이 같은 수단에 따르면 콘크리트 보강부재로 사용되는 섬유강화 합성수지제 격자형상체에 요구되는 성능 등의 조건을 만족시킬 수는 있다. 그러나, 형의 개수의 제약으로 인해 생산성이 낮아 제조비용이 높게 든다는 문제가 있었다. 또한, 이러한 수단으로 얻어지는 섬유강화 합성수지제 격자형상체는 사용하는 형에 따라 크기가 제한되고, 터널 내벽의 보강부재로서의 사용이나, 보강 목적으로 고속도로의 상판의 이면에 적용하는 경우와 같이 어느 정도의 길이를 갖는 부분에 사용하는 경우, 복수의 보강재를 서로 겹치기 이음으로 접합할 필요가 있어 이 겹치기 이음 부분의 재료와 작업공정의 증가로 인해 불필요한 비용을 증가시키고 있었다.
이 같은 문제에 대해 섬유강화 합성수지제 격자형상체를 연속적으로 제조하 는 방법이 예컨대 일본 공개특허공보 평3-38325호에 개시되어 있다. 이 방법은 미경화 수지재료에 함침시킨 연속 섬유로 이루어지는 선형상 세로부재를 벨트 컨베이어, 바 컨베이어 등 진행하는 이동 지지체(moving support) 위에, 그 진행방향과 평행하도록 간격을 두고 복수개 배치하고, 미경화 수지재료에 함침시킨 연속 섬유로 이루어지는 선형상 가로부재를 이동 지지체 위에 이 세로부재와 교차하도록 간격을 두고 복수개 배치함으로써 세로가로부재로 이루어지는 격자형상을 만들고, 이것을 반복함으로써 세로부재와 가로부재가 번갈아 적층된 격자형상의 적층체로 하고, 이것을 광(光)경화 또는 가열경화시켜 섬유강화 합성수지제 격자형상체를 연속적으로 제조한다.
이 방법은 섬유강화 합성수지제 격자형상체를 연속적으로 제조할 수 있어 생산성이 높지만, 자외선을 이용하여 광경화하는 경우 사용할 수 있는 재료가 유리 섬유와 같이 자외선 투과성의 재료로 한정된다. 따라서, 자외선을 투과하지 않는 탄소 섬유나 자외선에 의해 열화되는 유기재료에는 사용할 수 없다. 또한 수지의 경화시 섬유다발의 교점부분을 압착시켜 둘 필요가 있지만, 이동 지지체 위에 놓여진 적층체는 자외선 조사로 또는 가열경화로 내를 연속적으로 통과하기 때문에 누름판 등의 압착방법은 사용할 수 없고, 이동 지지체의 자외선 조사부에 해당하는 부분에 만곡부를 형성함으로써 생기는 세로부재의 장력에 의해 섬유다발을 압착시키고 있다.
이 같은 압착방법은 격자간격이 넓은, 즉 메시가 거친 보강부재인 경우에는 교점간격이 넓기 때문에 충분히 압착시킬 수 있지만, 미세한 메시의 보강부재인 경 우, 교점부분에 가해지는 압력이 부족하여 압착이 불충분해진다. 교통량이 많은 간선도로의 터널이나 철도의 터널과 같이 끊임없이 진동에 처해지는 환경에서 사용되는 건설부재에서는 일반적으로 콘크리트의 균열을 방지하기 위해 보강부재의 메시를 미세하게 하는 것이 바람직하다. 이 같이 메시가 미세한 보강부재에서는 교점부분의 접착성을 향상시키기 위해 수지량을 증가시켜 대응하게 되는데, 수지량을 증가시킨 경우, 과잉된 수지가 버(burr)로서 표면에 부착되어 제품의 외관이 악화될 우려가 있다.
한편, 일본 공개특허공보 평3-38325호에서는 열경화의 경우, 경화로 부근의 이동 지지체 상부에 설치한 스틸이나 합성수지제의 벨트 컨베이어에 의해 격자형상체를 압착시킨다. 그러나, 이 같은 기구는 제조되는 격자형상체에 대응하여 가압하는 힘을 조절하기가 어렵고, 또한 격자형상체가 압착수단인 스틸 및 벨트 컨베이어와 접할 때의 마찰저항이 커 격자형상체의 진행속도가 제한된다. 또 진행속도에 변동이 생겨 제조되는 격자형상체의 품질저하로 이어질 우려가 있다. 또한 격자형상체와의 마찰은 압착수단과 접하는 선형상 부재로부터 수지를 탈리시켜 제조되는 격자형상체의 품질저하로 이어질 우려가 있으며, 보다 심각한 문제는 격자형상체의 형상 자체를 변형시킬 우려가 있다. 기타, 기구가 언제나 가열환경에 처해진다는 점에서 제조방법에 사용하는 장치가 고장날 우려가 있고, 기구가 열조사를 차단하는 점에서 격자형상체가 충분히 가열되는 것을 방해할 우려가 있다.
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은 탄소 섬유 등, 광경화가 적합하지 않은 재료에도 사용할 수 있고, 또한 메시가 미세한 보강부재라도 다량의 수지재료를 사용하지 않고 충분히 압착시킬 수 있는 섬유강화 합성수지제 격자형상체를 연속적으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 섬유강화 합성수지제 격자형상체를 연속적으로 제조하는 방법에 있어서, 진행하는 이동 지지체 위에서, 미경화 수지재료를 함침시킨 연속 섬유로 이루어지는 선형상 세로부재의 복수개를 상기 이동 지지체의 진행방향에 대해 평행방향으로, 또한 서로 간격을 두고 병렬배치하여 형성된 선형상 세로부재군으로 이루어지는 층과, 미경화 수지재료를 함침시킨 연속 섬유로 이루어지는 선형상 가로부재를 상기 이동 지지체의 양측단부에서 ㄷ자 형상으로 되접어 꺾으면서 상기 이동 지지체의 진행방향에 대해 직교하는 방향으로, 또한 간격을 두고 배치하여 형성된 선형상 가로부재로 이루어지는 층을, 번갈아 3층 이상 겹침으로써 이 선형상 세로부재군과 이 선형상 가로부재가 교차한 교점부분에서 양 부재가 적층된 격자형상체를 형성하고, 이어서 상기 격자형상체를 가압수단으로 상방으로부터 가압함으로써, 상기 선형상 세로부재군과 상기 선형상 가로부재를 상기 교점부분에서 압착시킨 상태에서, 상기 격자형상체 중의 미경화 수지재료를 가열경화시키는 것을 특징으로 하는 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법을 제공한다.
본 발명의 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법에 있어서, 상기 가압수단은 변형이 자유롭고, 적어도 상기 격자형상체가 가열되는 면을 덮어 자중(自重)으로 가압하는 플렉시블 웨이트(flexible weight)인 것이 바람직하다.
본 발명의 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법에 있어서, 상기 플렉시블 웨이트는 금속사슬을 면형상으로 배열시켜 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법에 있어서, 상기 이동 지지체는 이형성(離型性) 필름인 것이 바람직하다.
본 발명의 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법에 있어서, 상기 이동 지지체 위에 이형성 필름이 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법에 있어서, 바람직하게는 상기 가압수단으로 상기 격자형상체를 가압하기 전에, 상기 격자형상체의 상면을 이형성 필름으로 피복한다.
[발명의 실시형태]
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 방법을 실시하기 위한 제조장치의 일례의 측면도 및 상면도이다. 도 1을 참조하면 도면 위를 위에서 아래로 연속적으로 진행하는 이동 지지체(4) 위에, 섬유권속(1)에서 인출한 연속 섬유(2)를 미경화 수지 함침조(3)를 통과시킴으로써 얻어진 미경화 수지 함침 연속 섬유로 이루어지는 선형상 세로부재(2')를 이동 지지체(4)의 진행방향과 평행해지도록, 간격을 형성하여 복수개 병렬배치한다. 본 발명에서, 이 같은 간격을 두고 복수개 병렬배치된 선형상 세로부재(2')를 이하「선형상 세로부재군」이라고 한다.
이어서, 섬유권속(1)에서 인출한 연속 섬유(5)를 미경화 수지 함침조(3)를 통과시킴으로써 얻어진 미경화 수지 함침 연속 섬유로 이루어지는 선형상 가로부재(5')를 이동 지지체(4)의 진행방향에 대해 교차하는 방향으로 왕복운동하는 가로부재 공급기(6)에 의해, 선형상 세로부재(2')와 교차하도록 이동 지지체(4) 위에 배치한다.
선형상 가로부재(5')는 이동 지지체(4)의 측단부에 설치된 가이드 핀(7)에 걸려 ㄷ자 형상으로 접히고, 앞서 선형상 세로부재(2')와 교차시켰을 때와는 반대방향으로 진행하여 선형상 세로부재(2')와 교차하도록 이동 지지체 위에 배치된다.
도 3은 선형상 세로가로부재의 배치의 일례를 나타낸 도면이다. 이동 지지체(4) 위에 배치된 선형상 세로부재(2')는 이동 지지체(4)에 운반되어 도면 오른쪽에서 왼쪽으로 진행한다. 선형상 가로부재(5')는 가로부재 공급기(6)가 도면의 세로방향으로 이동함으로써, 선형상 세로부재와 교차하도록 배치된다. 선형상 가로부재(5')가 가이드 핀(7)에 도달하면 가로부재 공급기(6)가 일시정지한다. 이 때 이동 지지체(4)는 도면의 오른쪽에서 왼쪽으로 진행하고 있기 때문에, 선형상 가로부재(5')는 가이드 핀(7)과의 상대관계에 의해 도면의 오른쪽방향으로 이동하여 옆에 있는 가이드 핀(7)의 위치로 이동한다. 이 시점에서 가로부재 공급기(6)는 앞서 선형상 가로부재(5')를 배치하였을 때와는 반대방향으로 진행한다. 그럼으로써 선형상 가로부재(5')는 가이드 핀(7)에 걸려 ㄷ자 형상으로 접히면서 선형상 세로부재(2')에 대해 교차하도록 배치된다. 이 같이 하여 선형상 가로부재(5')를 ㄷ자 형상으로 접는 것을 반복함으로써, 선형상 세로부재(2') 위에 선 형상 가로부재(5')가 이동 지지체(4)의 진행방향에 직교하는 방향으로 간격을 두고 배치되어 선형상 세로부재(2')와 선형상 가로부재(5')가 교차된 격자형상이 형성된다.
이어서, 선형상 세로부재군(2')의 경우와 동일한 방법으로, 선형상 가로부재(5') 위에 선형상 세로부재군(2")을 배치한다. 즉, 섬유권속(1)에서 인출한 연속 섬유(2)를 미경화 수지 함침조(3)를 통과시킴으로써 얻어진 미경화 수지 함침 연속 섬유로 이루어지는 선형상 세로부재(2")를, 이동 지지체(4)의 진행방향과의 관계에서 가로부재 공급기(6)의 하류측에 설치한 롤러(15)에 의해 이동 지지체(4)의 진행방향과 평행하도록, 선형상 가로부재(5') 위에 간격을 형성하여 복수개 병렬배치한다. 선형상 세로부재(2',2")를 이동 지지체(4)의 진행방향과 평행하도록 배치하기 위해서는, 격자형상체를 형성시키기 전에, 이동 지지체(4) 위에 선형상 세로부재군(2',2")의 선단을 고정시킨, 예컨대 봉형상체이어도 되는 가이드를 올려 놓으면 된다. 이동 지지체(4)의 진행에 의해 가이드가 운반됨으로써 선형상 세로부재군(2',2")이 인출되어 이동 지지체(4)의 진행방향과 평행하도록 배치된다. 격자형상체 형성의 개시후에는 연속제조방법이기 때문에, 선형상 세로부재군(2',2")은 격자형상체의 진행에 의해 인출되어 이동 지지체(4)의 진행방향과 평행하도록 배치된다. 가이드에 의해 격자형상체의 형성전에 인출된 선형상 세로부재군(2',2")의 부분은 제조된 격자형상체로부터 절단하면 된다.
계속하여, 선형상 가로부재(5')의 경우와 동일한 방법으로, 선형상 세로부재군(2") 위에 선형상 가로부재(5")를 배치한다. 즉 섬유권속(1)에서 인출한 연 속 섬유(5)를 미경화 수지 함침조(3)를 통과시킴으로써 얻어진 미경화 수지 함침 연속 섬유로 이루어지는 선형상 가로부재(5")를, 이동 지지체(4)의 진행방향과의 관계에서 롤러(15)의 하류측에 설치된, 가로부재 공급기(6)와 동일하게 동작하는 가로부재 공급기(6')에 의해 이동 지지체(4)의 양측단부에 설치된 가이드 핀(7)에 의해 ㄷ자 형상으로 접히면서 선형상 세로부재(2")와의 관계에서 격자형상을 형성하도록 선형상 세로부재군(2") 위에 배치한다.
이 같이 본 발명에서는 선형상 세로부재군으로 이루어지는 층과, 선형상 가로부재로 이루어지는 층을 진행하는 이동 지지체 위에서 번갈아 합계 3층 이상 겹침으로써, 선형상 세로부재군과, 선형상 가로부재가 교차한 교점에서 양 부재가 적층된 격자형상체가 형성된다. 도면에서는 선형상 세로부재(2'), 선형상 가로부재(5'), 선형상 세로부재(2"), 선형상 가로부재(5")의 순으로 합계 4층 적층되어 있다. 단, 적층하는 순서는 이에 한정되지 않고, 선형상 가로부재를 이동 지지체의 양측단부에 설치한 가이드 핀에 걸어 ㄷ자 형상으로 접으면서 이동 지지체 위에 배치한 다음에 선형상 세로부재군을 배치해도 된다. 또한 적층하는 층의 수도 합계 3층 이상이라면 특별히 한정되지 않고, 선형상 세로부재를 배치하기 위한 롤러와 가로부재 공급기의 수를 변경함으로써 적절히 선택할 수 있다. 적층하는 층의 수는 합계로 통상 3∼16이고, 바람직하게는 3∼8이다. 선형상 세로부재군의 수가 상기 범위이면 강도를 포함하는 기계적 특성의 관점에서 콘크리트 보강부재로 사용되는 섬유강화 합성수지제 격자형상체에 요구되는 사양을 충분히 만족할 수 있다.
이동 지지체(4)는 롤러구동에 의해 도면상을 위에서 아래로 연속적으로 진행한다. 이 같은 이동 지지체로는 예컨대 금속제 또는 합성수지제의 벨트 컨베이어나, 강제(鋼製)의 편평한 각 파이프와 롤러 체인의 조합으로 이루어지는 바 컨베이어 등을 예시할 수 있다. 이동 지지체(4)는 바람직하게는 롤러 사이를 잇는 면이 실질적으로 평면이다. 또한, 후술하는 바와 같이 이동 지지체(4)는 벨트 컨베이어의 벨트부분이 이형성 필름이어도 된다. 또는 이형성 필름을 그 위를 격자형상체가 통과하는 기대 위에서 도면상을 위에서 아래로 진행시키는 것이어도 된다.
선형상 세로부재 및 선형상 가로부재는 복수개의 연속 섬유를 병렬배치하여 미경화 수지를 함침시킨 섬유다발이다.
본 발명에서 섬유다발을 이루는 섬유는 섬유강화 복합재료에 사용되는 것이라면 어느 것이나 좋고, 주로 유리 섬유, 탄소 섬유를 들 수 있지만, 다른 섬유 예컨대 금속 섬유, 알루미나 섬유, 탄화 규소 섬유, 질화 규소와 같은 세라믹 섬유, 아라미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리알릴레이트 섬유와 같은 합성수지 섬유 등을 사용해도 된다.
본 발명에서 섬유를 함침시키는 수지재료는 섬유강화 플라스틱의 제조에 사용되는 열경화성 수지라면 어느 것이나 좋고, 예컨대 비닐에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 등 어느 것이나 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 수순으로 형성된 선형상 세로가로부재가 교점부분에서 적층된 격자형상 체는 이동 지지체(4)가 도면의 위에서 아래로 진행함으로써, 노내온도가 수지를 경화시키기에 충분한 온도로 조절된 가열경화로(8)를 통과한다. 그럼으로써 적층체의 미경화 수지는 가열경화된다.
가열경화로(8)에서 수지재료를 경화시킬 때에는 앞에서 기술한 바와 같이, 세로가로부재의 교점부분을 압착해 놓을 필요가 있다. 본 발명에서는 격자형상체를 상방으로부터 가압수단으로 가압하고, 선형상 세로가로부재를 교점부분에서 압착시킨 상태로 한 다음 격자형상체를 가열한다.
가압수단은 변형이 자유롭고, 적어도 상기 격자형상체가 가열되는 면을 덮어 자중으로 가압하는 플렉시블 웨이트가 바람직하다.
플렉시블 웨이트는 유연성을 갖고, 약간의 외력에 의해 변형되는 변형이 자유로운 가압수단이며, 그 자중에 의해 격자형상체를 상방으로부터 가압한다.
도 1에는 이동 지지체(4)의 상방, 열경화로(8)의 상류측의 단부가 고정되어 사슬형상의 플렉시블 웨이트(9)가 도시되어 있다. 열경화로(8)의 상류측의 단부가 고정된 플렉시블 웨이트(9)는 열경화로(8) 안에서 격자형상체가 가열되는 면을 덮도록 이동 지지체(4)의 하류측으로 늘어뜨러져 있다. 이 같은 사슬형상의 플렉시블 웨이트는 고정되어 있지 않은 측의 단부와 측부가 자유로운 상태로 되어 있고, 그 자중으로 격자형상체를 상방으로부터 가압한다. 이 같은 플렉시블 웨이트는 예컨대 금속 섬유를 평면형상으로 짠 섬유체, 유연성을 갖는 금속제의 박판, 복수의 금속제의 추를 세로가로방향으로 등간격으로 배치되도록, 금속 섬유 또는 다른 섬유로 결합시킨 것, 금속사슬을 면형상으로 배열한 것 등을 들 수 있다. 금속사슬을 면형상으로 배열한 것은 인접하는 금속사슬끼리가 결합된 것일 수도 있고, 또한 복수의 금속사슬이 발형상으로 면형상으로 배열된 것일 수도 있다. 또한 복수개의 긴 금속 섬유를 발형상으로 배열한 것일 수도 있고, 금속제의 추가 길이방향으로 등간격으로 배치되도록, 복수의 금속제의 추를 섬유로 결합시킨 것을 복수개 발형상으로 배열한 것일 수도 있다.
또한, 플렉시블 웨이트의 다른 형태로서는 양단이 회전가능한 롤러로 지지된 엔드리스 벨트를 들 수 있다. 여기서 엔드리스 벨트란 벨트 컨베이어와 같은 높은 장력이 인가되지 않고 벨트면이 격자형상체의 상방으로 늘어뜨러져 있다. 그럼으로써, 벨트면이 격자형상체의 상면을 덮고 자중으로 가압한다. 엔드리스 벨트로서는 상기한 금속사슬을 면형상으로 배열한 것, 금속 섬유를 면형상으로 짠 섬유체, 복수의 금속제의 추를 세로가로방향으로 섬유로 결합시킨 것 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도 금속사슬을 면형상으로 배열한 것을 이동 지지체의 상류측의 단부를 고정한 것, 또는 엔드리스 벨트형상으로 한 것이 바람직하다.
본 발명의 방법은 세로가로부재의 교점부분을 세로가로부재를 압착시키기 위해, 격자형상을 상방으로부터 가압하는 데에 플렉시블 웨이트를 이용함으로써 이하의 이점을 갖는다.
첫째, 플렉시블 웨이트는 격자형상체와의 마찰이 최소한으로 억제된다. 즉, 상류측의 일단만 고정되어 있는 플렉시블 웨이트는 하류측의 단부 및 측부가 자유로운 상태로 되어 있기 때문에, 격자형상체에는 플렉시블 웨이트의 자중에 의한 상방으로부터의 힘만 가해진다. 또한 엔드리스 벨트형상의 플렉시블 웨이트 도 자중으로 늘어뜨러져 격자형상체의 상면을 덮고 있기 때문에, 격자형상체에는 플렉시블 웨이트의 자중에 의한 상방으로부터의 힘만 가해진다. 따라서, 벨트 컨베이어 등으로 압착시키는 종래의 방법과 같이, 격자형상체의 진행속도가 제한되지 않고, 또한 진행속도에 변동을 일으킬 우려가 없다. 또한, 격자형상체와 압착수단이 접함에 따른 수지의 탈리나 격자형상체의 변형 가능성도 저감된다.
둘째, 플렉시블 웨이트는 자중으로 가압하기 때문에, 기계적수단으로 가압하는 경우와 달리, 사용하는 플렉시블 웨이트의 중량을 변경함으로써 가압력을 쉽게 조절할 수 있다. 그럼으로써, 격자형상체의 적층수나 사용하는 선형상 세로가로부재의 종류 등에 따라 가압력을 유연하면서도 쉽게 조절할 수 있다.
셋째, 플렉시블 웨이트는 유연성을 갖고, 변형이 자유롭기 때문에, 격자형상체의 상면을 균일하게 가압할 수 있다.
넷째, 플렉시블 웨이트는 자중으로 가압하기 때문에, 복잡한 기구를 사용하지 않고, 가열환경하에 놓여지더라도 고장 등의 문제가 없다.
다섯째, 금속제의 플렉시블 웨이트는 가열환경하에 놓여져 있기 때문에, 축열되어 있어 격자형상체로의 열원으로 작용한다. 특히 가열경화로가 적외선 조사로인 경우, 플렉시블 웨이트는 언제나 적외선 조사에 처해져 있기 때문에, 그 자체가 가열되어 있어 격자형상체로의 열원으로서 작용한다.
가열경화로(8)는 수지를 경화시키기 위한 열원이라면 어느 것이나 좋고, 예컨대 전기로 또는 적외선 램프를 사용한 적외선 조사로를 사용할 수 있다. 이들 중, 적외선 조사로가 조사부위를 균일하고 신속하게 가열할 수 있어 바람직하 다. 또한, 조사하는 적외선은 파장영역이 2.5∼25㎛인 적외선, 또는 파장영역이 25㎛ 이상인 원적외선이다. 그 중에서도 조사부위를 균일하고 신속하게 가열하는 효과가 높고, 또한 플렉시블 웨이트를 가열하는 효과가 높은 점에서 원적외선이 바람직하다.
본 발명에서 미경화 수지재료가 이동 지지체(4)와 말착되는 것을 방지하기 위해, 이동 지지체(4) 위에 이형필름(10)을 배치하는 것이 바람직하다. 즉 이동 지지체(4)와 격자형상체 사이에 이형성 필름(10)을 개재시켜 이동 지지체(4)와 격자형상체가 직접 접하지 않도록 하고 있다. 그럼으로써, 미경화 수지재료가 이동 지지체와 밀착되는 것이 방지되어 제조된 격자형상체를 이동 지지체로부터 떼내기 쉬워진다. 도 1에서는 이동 지지체(4)의 상류측으로부터 이형성 필름(10)을 공급함으로써, 이동 지지체(4) 위에 이형성 필름(10)을 배치하고 있다. 단, 이동 지지체 위에 이형성 필름을 배치하는 방법은 이에 한정되지 않고, 이동 지지체의 지지면에 이형성 필름을 직접 부착해도 된다. 또는 이동 지지체(4) 자체가 이형성 필름이어도 된다. 이동 지지체 자체가 이형성 필름이란 벨트 컨베이어 위의 이동 지지체의 벨트면이 이형성 필름인 경우, 또는 그 위를 격자형상체가 통과하는 기반 위에서, 이형성 필름을 올려놓고 이동 지지체에 요구되는 진행방향으로 이동시키는 것어도 된다.
본 발명에서 격자형상체를 가압수단으로 상방으로부터 가압하기 전에, 격자형상체의 상면을 이형성 필름으로 피복하는 것이 바람직하다. 도 1에서 가열경화로(8)의 상류측에서 격자형상체의 상방으로 이형성 필름(12)을 공급하여 격자형 상체의 상면을 피복하고 있다. 그럼으로써 가압수단으로 가압할 때에, 가압수단과 격자형상체가 직접 접하는 것이 방지되고, 격자형상체와 플렉시블 웨이트의 마찰을 더욱 저감하고, 플렉시블 웨이트의 사용에 의해 마찰이 최소한으로 됨에 따른 이점을 보다 효과적으로 한다.
이동 지지체 자체가 이형성 필름인 경우도 포함한 이동 지지체 위에 배치되는 이형성 필름, 또는 격자형상체의 상면을 피복하는 이형성 필름은 섬유강화 수지의 이형용도로 사용되는 것이라면 어느 것이나 좋고, 예컨대 내열성 셀로판이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 함유하는 폴리에스테르의 필름을 예시할 수 있다.
가열경화공정 종료후, 제품시에 절단할 필요가 있는 귀 부분(랩, 격자형상체의 단부)을 가열경화로(8)의 하류측에 귀 절단기(도시하지 않음)를 설치하여 절단해도 된다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명의 방법을 더 설명한다.
가열경화로가 원적외선 조사로이며, 이동 지지체가 길이 40m, 폭 1.1m의 합성수지제의 벨트 컨베이어인 도 1 및 도 2에 나타내는 장치에서, 연속 섬유로는 탄소 섬유(모노필라멘트, 직경 6㎛), 수지로는 비닐에스테르 수지를 이용하여 길이방향으로 연속한 용접합금강 φ5에 상당하는 카본 타입의 콘크리트 보강부재로 사용되는 섬유강화 합성수지제 격자형상체 C4(선굵기 6㎜, 폭 2㎜, 격자간격 50㎜)를 연속적으로 제조하였다. 이 같이 하여 얻어진 벨트형상의 격자형상체로부터 무 작위로 1변의 길이가 300㎜ 스트랜드의 시험편을 세로 및 가로부재로부터 각각 5개 잘라내어 콘크리트 보강부재에 대한 성능시험을 실시하였다. 그 결과, 인장강도 1400N/㎟ 이상, 인장탄성률 100kN/㎟의 사양을 만족하고 있음이 확인되었다.
본 발명의 방법에 따르면 섬유강화 합성수지제 격자형상체를 연속적으로 제조할 수 있어 생산성이 우수하다. 또한, 미경화 수지를 가열경화, 바람직하게는 원적외선에 의해 가열경화시키므로, 탄소 섬유나 착색된 수지와 같이 광경화가 불가능한 재료나, 자외선 조사에 의해 열화되는 유기재료에도 사용할 수 있어 사용하는 재료의 선택의 폭이 넓어진다. 또한 가열경화시, 플렉시블 웨이트를 사용하여 격자형상체를 상방으로부터 가압하여 세로가로부재의 교점부분을 압착시키므로, 격자형상체가 균일하게 가압되고, 연속성형에서 종래 문제였던 경화시의 세로가로부재의 교점부분의 압착성이 개선되었다. 따라서, 메시가 미세한 격자형상체를 제조하는 경우에도 다량의 수지를 함침시킬 필요가 없으며, 제품 표면에 수지가 부착되어 제품의 외관이 악화되는 문제가 해소되었다. 또한, 격자형상체의 압착수단으로서, 플렉시블 웨이트를 사용하고, 플렉시블 웨이트와 격자형상체 사이에 이형성 필름이 공급되고 있으므로, 압착수단과 격자형상체의 마찰이 최소한으로 억제되어 압착수단과의 마찰로 인해 생기는 격자형상체의 품질저하의 우려가 없다. 또한, 이동 지지체와 격자형상체 사이에 이형성 필름이 존재함으로써, 제조된 격자형상체를 이동 지지체로부터 떼내기 쉽다.
본 발명의 방법에 의해 제조되는 섬유강화 합성수지제 격자형상체는 연속체 이므로 치수상의 자유도가 높아 필요에 따라 원하는 크기로 잘라내어 토목, 건설분야의 보강부재로 사용할 수 있고, 특히 콘크리트 구조가 되는 부분에 매설하여 사용되는 보강부재로 사용할 수 있다. 이 같은 콘크리트 보강부재는 터널의 내벽과 같은 부분에 사용한다고 해도 복수의 보강부재를 접속하는 등의 작업상의 번거로움이 생기지 않는다. 또한, 연속체이므로, 길이방향으로 랩이 발생하지 않고, 짧은 길이방향의 랩을 귀 절단기로 절단하여 롤체로 해 놓으면 현장으로 운반하여 필요한 크기로 절단하여 그대로 사용할 수 있다. 이 같은 방법으로 제조되는 콘크리트 보강재는 터널 내벽의 보강 이외에, 철도의 통신 케이블의 트로프, 바닥재, 수봉식 터널, 지하 터널의 실드 머신용 수직갱, 각종 분야의 건설, 토목용 콘크리트 자재의 보강ㆍ보수재로 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 섬유강화 합성수지제 격자형상체를 연속적으로 제조하는 방법에 있어서,
    진행하는 이동 지지체 위에서,
    미경화 수지재료를 함침시킨 연속 섬유로 이루어지는 선형상 세로부재의 복수개를 상기 이동 지지체의 진행방향에 대해 평행방향으로, 또한 서로 간격을 두고 병렬배치하여 형성된 선형상 세로부재군으로 이루어지는 층과,
    미경화 수지재료를 함침시킨 연속 섬유로 이루어지는 선형상 가로부재를 상기 이동 지지체의 양측단부에서 ㄷ자 형상으로 접으면서 상기 이동 지지체의 진행방향에 대해 직교하는 방향으로, 또한 간격을 두고 배치하여 형성된 선형상 가로부재로 이루어지는 층을, 교대로 3층 이상 겹침으로써 이 선형상 세로부재군과 이 선형상 가로부재가 교차한 교점부분에서 양 부재가 적층된 격자형상체를 형성하고,
    이어서 상기 격자형상체를 가압수단으로 상방으로부터 가압함으로써, 상기 선형상 세로부재군과 상기 선형상 가로부재를 상기 교점부분에서 압착시킨 상태에서, 상기 격자형상체 중의 미경화 수지재료를 가열경화시키며,
    상기 가압수단은 변형이 자유롭고, 적어도 상기 격자형상체가 가열되는 면을 덮어 자중으로 가압하는 플렉시블 웨이트인 것을 특징으로 하는 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉시블 웨이트는 금속사슬을 면형상으로 배열시켜 이루어지는 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 이동 지지체는 이형성 필름인 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 이동 지지체 위에 이형성 필름이 배치되어 있는 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 격자형상체를 상기 가압수단으로 상방으로부터 가압하기 전에, 상기 격자형상체의 상면을 이형성 필름으로 피복하는 섬유강화 합성수지제 격자형상체의 연속제조방법.
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