KR100907852B1 - 중공 섬유 성형체의 제조방법, 중공 섬유 성형체 및 그제조장치 - Google Patents

Abstract

분할 몰드 (21, 22) 가 맞추어져 외부로 통하는 2 개의 개구부 (20a, 20b) 를 갖는 캐비티 (20) 가 형성되는 초조 몰드 (2) 와, 캐비티 (20) 내에 배치되는 팽창신축이 자유로운 코어 (3) 를 사용한 중공 섬유 성형체의 제조방법이다. 분할 몰드 (21, 22) 를 맞추기 전에 분할 몰드 (21, 22) 를 섬유 슬러리에 침지하여 섬유 적층체 (10a, 10b) 를 형성하는 공정과, 섬유 적층체 (10a, 10b) 가 형성된 분할 몰드 (21, 22) 을 맞추는 한편 캐비티 (20) 내에 코어 (3) 를 배치하는 공정과, 초조 몰드 (2) 내에서 성형체 (1) 를 탈수 성형하는 공정을 구비하고 있다.

Description

중공 섬유 성형체의 제조방법, 중공 섬유 성형체 및 그 제조장치{METHOD OF MANUFACTURING HOLLOW FIBER FORMED BODY, HOLLOW FIBER FORMED BODY, AND DEVICE FOR MANUFACTURING THE HOLLOW FIBER FORMED BODY}

본 발명은 중공 섬유 성형체의 제조방법, 중공 섬유 성형체 및 중공 섬유 성형체의 제조장치에 관한 것이다.

펄프 몰드 성형체의 제조방법에 관한 종래 기술로는, 예를 들어 일본 특허공보 소35-9669호에 기재된 기술이 알려져 있다. 이 기술은, 초조 (抄造) 몰드 내에 초조된 개구부를 갖는 섬유 적층체 내에 팽창수축이 자유로운 막을 구비한 코어를 그 개구부에서 삽입하여 그 막 내에 유체를 공급하고 그 막을 확장시켜 그 초조 몰드의 내면에 그 성형체를 누르면서 그 성형체를 탈수시키도록 한 것이다.

그런데, 이 펄프 몰드 성형체의 제조방법은, 상방을 향해 개구하는 개구부를 갖는 중공 용기의 성형에는 적합하지만, 굴곡부나 비틀림부를 갖는 관형 중공 섬유 성형체의 제조에는 부적합하다.

한편, 굴곡된 중공 섬유 성형체의 제조에 관한 종래 기술로서, 일본 공개특허공보 소52-128412호에 기재된 기술이 알려져 있다. 이 기술은 1 세트의 분할 몰드가 맞추어져 외부로 통하는 2 이상의 개구부를 갖는 캐비티가 형성되는 초조 몰드 내에 그 개구부를 통해 2개의 코어를 삽입하여, < 자 모양의 성형체를 초조 탈수하는 것이다.

이 기술에서는 캐비티의 개구부를 통해서 코어를 빼고 넣기 때문에, 캐비티가 2 지점 이상의 복수 지점에서 굴곡되어 있는 복잡한 형태인 경우에는, 그 캐비티 중에 코어를 삽입할 수 없는 경우가 있었다. 또한, 이 기술은 개구 단부의 내경이 중간부의 내경에 비하여 작은 중공 섬유 성형체나 비틀림부를 갖는 관형 중공 섬유 성형체의 제조에는 적용하기가 곤란하다.

복수의 개구부를 갖는 관형 중공 섬유 성형체의 제조방법으로는, 일본 공개특허공보 2000-239998호에 기재된 기술이 알려져 있다.

이 기술은, 복수의 분할 몰드로 개개로 초조한 섬유 적층체를 이들의 분할 몰드를 맞춤으로써 일체화하여 균일한 두께의 관형 성형체를 제조하는 것인데, 섬유 적층체가 보다 강하게 일체화된 균일한 두께의 관형 중공 섬유 성형체의 제조방법의 개발이 요망되고 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 복잡한 굴곡형태를 포함하며 섬유 적층체가 강하게 일체화되어 균일한 두께를 갖는 중공 섬유 성형체, 그 성형체의 바람직한 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 1 세트의 분할 몰드가 맞추어져 외부로 통하는 2 이상의 개구부를 갖는 캐비티가 형성되는 초조 몰드와, 그 캐비티 내에 배치되는 팽창수축이 자유로운 코어를 사용한 중공 섬유 성형체의 제조방법으로서,

상기 분할 몰드를 맞추기 전에 그 분할 몰드를 섬유 슬러리에 침지하여 상기 캐비티의 형성면에 섬유 적층체를 초조하는 제 1 공정과, 그 섬유 적층체가 초조된 그 분할 몰드를 맞추는 한편 상기 캐비티 내에 상기 코어를 배치하는 제 2 공정과, 초조된 상기 각 섬유 적층체를 상기 초조 몰드 내에서 탈수시켜 중공 섬유 성형체를 성형하는 제 3 공정을 구비하고 있는 중공 섬유 성형체의 제조방법을 제공함으로써, 상기 목적을 달성한다.

또한 본 발명은, 복수의 섬유 적층체로 일체적으로 성형되어 굴곡부 또는 비틀림부를 갖는 중공 섬유 성형체를 제공함으로써, 상기 목적을 달성한다.

또한 본 발명은, 1 세트의 분할 몰드가 맞추어져 캐비티가 형성되는 초조 몰드와, 상기 각 분할 몰드로 초조된 섬유 적층체를 탈수시켜 중공 섬유 성형체를 성형하기 위한 코어를 구비한 중공 섬유 성형체의 제조장치에 있어서,

상기 초조 몰드의 캐비티는 외부로 통하는 2 이상의 개구부를 갖고,

상기 코어는 팽창수축이 자유롭고 적어도 2 개의 상기 개구부 사이에 걸쳐 상기 캐비티에 배치할 수 있도록 굴곡이 자유로운 중공 섬유 성형체의 제조장치를 제공함으로써, 상기 목적을 달성한다.

도 1(a) 및 1(b) 에는, 본 발명의 중공 섬유 성형체의 제조방법을 상기 관형 성형체의 제조에 적용한 제 1 실시형태에서의 초조 공정이 모식적으로 나타나 있다. 도 1(a) 는 일부의 분할 몰드에 의한 초조 공정을 나타내는 부분단면도. 도 1(b) 는 도 1(a) 의 평면도이다.

도 2(a)∼(c) 는, 상기 제 1 실시형태에서의 초조·탈수 공정의 순서를 모식적으로 나타내는 부분단면도이다. 도 2(a) 는 섬유 성형체 상에 코어를 배치한 상태를 나타낸다. 도 2(b) 는 1 세트의 분할 몰드에 의한 초조 공정을 나타낸다. 도 2(c) 는 탈수 성형 공정을 나타낸다.

도 3(a)∼(d) 는, 상기 제 1 실시형태에서의 제조공정의 순서를 모식적으로 나타내는 부분단면도이다. 도 3(a) 는 탈수 성형 공정에서 건조 성형 공정으로의 이행을 나타낸다. 도 3(b) 및 (c) 는 코어에 의한 건조 성형 공정을 나타낸다. 도 3(d) 는 건조 몰드에서 꺼낸 섬유 성형체 및 코어를 나타내는 도면이다.

도 4 는, 본 발명의 중공 섬유 성형체를 2 개의 개구부를 갖는 관형 성형체에 적용한 1 실시형태를 모식적으로 나타낸 사시도이다.

도 5(a)∼(d) 는, 본 발명의 중공 섬유 성형체의 제조방법을 관형 성형체의 제조에 적용한 제 2 실시형태에서의 초조·탈수 공정의 순서를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 5(a) 는 초조 공정을 나타낸다. 도 5(b) 는 코어를 배치하기 전의 상태를 나타낸다. 도 5(c) 는 탈수 공정을 나타낸다. 도 5(d) 는 분할 몰드를 분리한 상태를 나타낸다.

도 6(a)∼(c) 는, 상기 제 2 실시형태에서의 건조 공정의 순서를 모식적으로 나타낸다. 도 6(a) 는 건조 몰드 내에 성형체 및 코어를 배치하기 전의 상태를 나타낸다. 도 6(b) 는 성형체 및 코어를 건조 몰드 내에 배치한 상태를 나타낸다. 도 6(c) 는 성형체와 코어를 분리한 상태를 나타낸다.

도 7(a)∼(f) 에서는, 본 발명에서 다른 형태의 섬유 적층체에 의한 중공 섬유 성형체의 제조공정이 모식적으로 나타나 있다. 도 7(a) 및 (d) 는 접합 플랜지부를 갖는 중공 섬유 성형체의 제조공정을 나타낸다. 도 7(b) 와 (d), 그리고 도 7(c) 와 (f) 는 부착 플랜지부를 갖는 중공 섬유 성형체의 제조공정을 나타낸다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 그 바람직한 실시형태에 근거하여 설명한다.

도 1∼도 3 은 본 발명의 중공 섬유 성형체의 제조방법을 관형 섬유 성형체의 제조에 적용한 제 1 실시형태를 나타내는 것이다. 이들 도면에 있어서, 부호 1 은 중공 섬유 성형체 (이하, 성형체라 함), 10 은 섬유 슬러리, P 는 섬유 슬러리의 풀을 나타내고 있다.

도 2(b) 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 성형체의 제조방법에서는 한 쌍 (1 세트) 의 분할 몰드 (21, 22) 가 맞추어져 외부로 통하는 개구부 (20a, 20b) 를 갖고 굴곡부를 갖는 캐비티 (20) 가 형성되는 초조 몰드 (2) 와, 캐비티 (20) 내에 배치되는 팽창수축이 자유로운 코어 (3) 가 사용된다.

또, 도면에는 나타나 있지 않으나, 본 실시형태의 제조방법에서는 상기 초조 몰드 (2) 의 분할 몰드 (21, 22) 를 섬유 슬러리 (10) 중에 침지하여 섬유 슬러리 (10) 중에서 끌어올리는 상하동 기구와, 상기 초조 몰드 (2) 를 상기 섬유 슬러리 중 및 공중에서 개폐하는 클램핑 기구를 구비하는 제조장치가 사용된다. 상기 상하동 기구는 유압실린더로 구성되어 상기 초조 몰드 (2) 의 안정적인 상하동을 가능하게 한다. 상기 클램핑 기구는 분할 몰드끼리를 몰드 개폐방향에 평행하게 개폐할 수 있고, 또한 초조 몰드 (2) 가 폐쇄 상태일 때 소정의 클램핑 힘이 작용하도록 유압실린더 기구가 채용되어, 초조 몰드 (2) 의 섬유 슬러리 중에서의 안정적 개폐를 가능하게 한다. 상하동 기구, 클램핑 기구는 유압실린더 기구 외에 링크 기구, 에어실린더 기구, 서보 기구, 기타 구동기구 또는 이들의 조합을 채용할 수도 있다.

상기 상하동 기구는, 초조 몰드 (2) 를 그 길이방향축 주위로 회전시키는 회전축과, 그 회전축을 회전시키는 구동원과, 그 회전축에 소정 각도 간격으로 배치된 초조 몰드의 지지 아암으로 구성할 수도 있다. 이 경우에는, 그 아암의 각 선단부에 초조 몰드를 구성하는 1 세트의 분할 몰드를 섬유 슬러리의 표면에 대하여 수평방향으로 배치하여, 초조 몰드가 회전축의 회전에 따라 한 바퀴 도는 동안에 분할 몰드가 상기 섬유 슬러리에 침지되고, 섬유 적층체의 초조 및 중공 섬유 성형체의 탈수 성형을 실행할 수 있게 할 수 있다. 그리고, 섬유 슬러리 외부에서 초조 몰드를 열어 탈수 성형후의 중공 섬유 성형체를 코어 (3) 와 함께 후술하는 이송수단에 의해 건조 몰드로 이행시킨다.

각 분할 몰드 (21, 22) 는, 캐비티의 형성면 (21a, 22a) 과, 캐비티의 형성면 (21a, 22a) 에서 개구되는 유통로 (21b, 22b) 와, 캐비티의 형성면 (21a, 22a) 을 덮는 초조 네트 (도시생략) 를 각각 구비하고 있다.

유통로 (21b, 22b) 는, 흡인 펌프 등의 흡인수단 (도시생략) 으로 통하는 관 로 (도시생략) 에 접속되어 있다. 또, 도면에는 나타나 있지 않으나, 캐비티의 형성면 (21a, 22a) 에는 유통로 (21b, 22b) 사이를 연결하도록 유통홈이 형성되어 있어, 초지, 탈수할 때 섬유 슬러리 중의 액체분이 유통로 (21b, 22b) 를 통해 외부로 배출되게 되어 있다.

상기 초조 네트의 재질은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 식물섬유, 동물섬유 등의 천연소재, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 재생 수지, 반합성 수지 등의 합성 수지 소재, 스테인리스, 구리, 황동 등의 금속소재 등을 들 수 있다.

도 2(b) 에 나타낸 바와 같이, 상기 캐비티 (20) 는 외부로 통하는 2 개의 개구부 (20a, 20b) 를 갖고 있다. 상기 캐비티 (20) 는 상기 개구부 (20a) 에서 개구부 (20b) 가 보이지 않도록 2 지점에서 굴곡되어 있다.

상기 코어 (3) 는, 중공의 탄성체로 이루어지는 팽창수축이 자유로운 중공누름부 (30) 와, 중공누름부 (30) 의 양단부에 배치된 누름부 (31) 를 구비하고 있고, 캐비티 (20) 의 개구부 (20a 와 20b) 사이에 배치할 수 있도록 굴곡이 자유롭게 형성되어 있다. 누름부 (31) 는, 중공누름부 (30) 만으로는 중공 섬유 성형체 단부를 불충분하게 누른다고 생각되는 경우나, 중공누름부 (30) 를 초조 몰드 (2) 나 건조 몰드 (4) 에 확실하게 세트하는 경우에 사용된다. 누름부 (31) 내에는 중공누름부 (30) 내로 통하는 유체의 유통로 (도시생략) 가 배치되어 있다. 그리고, 이 유통로에는 콤프레서 또는 흡인펌프로 통하는 관로 (도시생략) 가 접속된다. 중공누름부 (30) 내에 후술하는 유체를 그 관로를 통해 공급하거나 중공누름부 (30) 내에서 그 유체를 그 관로를 통해 배출하거나 함으로써 해당 중공누름 부 (30) 가 팽창 신축된다.

누름부 (31) 의 테이퍼형 선단부는, 성형체 (1) 의 테이퍼형 개구부 (1a, 1b) 에 끼워진다. 그 선단부와 초조 몰드 (2) 나 건조 몰드 (4) (도 3 참조) 사이에서 성형체 (1) 가 지지되기 때문에, 그 개구부의 코너부 (각부) 에 도달할 때까지 성형체 (1) 가 균일하게 탈수되거나 건조된다.

누름부 (31) 의 선단은 초조 몰드 (2) 나 후술하는 건조 몰드 (4 ; 도 3 참조) 의 개구부 및 섬유 성형체 (1) 의 개구부보다도 작게 형성되어 있고, 그 길이는 성형체 (1) 의 개구부의 두께보다 길다. 이로 인해 초조 몰드 (2) 또는 건조 몰드 (4) 또는 성형체에 대한 누름부 (31) 의 출입을 원활하게 행할 수 있고 성형체 (1) 와 누름부 (31) 의 이간이 용이해진다. 그리고, 도 2(c) 에 나타낸 바와 같이 성형할 때의 누르는 힘에 의해 초조 몰드나 건조 몰드의 개구부 및 성형체 (1) 의 개구부의 코너부에 걸쳐 밀착되어 성형체 (1) 에 누르는 힘이 확실하게 전해지게 되어 있다.

코어 (3) 의 중공누름부 (30) 의 재질로는 탄성체라면 특별히 제한은 없지만, 내구성, 내열성, 성형성 등의 점에서 천연고무 외에 우레탄, 불소계 고무, 실리콘계 고무 또는 엘라스토머 등의 합성 고무 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 누름부 (31) 의 재질은 상기한 탄성체 외에 예를 들어 금속과 같은 강체일 수도 있다.

코어 (3) 의 중공누름부 (30) 내에는 추 (32) (도 2(c) 참조) 가 배치되어 있기 때문에, 코어 (3) 를 섬유 적층체 위에 배치하였을 때 중공누름부 (30) 의 부 력에 의한 부상이 방지된다. 한편, 추 (32) 는 자체중력에 의해 섬유 적층체 (10a) 를 변형시킬 우려가 있고, 또한 중공누름부 (30) 가 섬유 적층체 (10a) 에 과도하게 밀착되어 그 후의 새로운 섬유 적층체의 초조에 악영향을 미칠 우려도 있다. 또한, 탈수 성형후의 반송에 지장을 주는 일도 있으므로, 추는 이들 악영향이 생기지 않을 정도의 무게로 하는 것이 바람직하다. 추 (32) 의 형상에 특별히 제한은 없지만, 중공누름부 (30) 내에서 부분적으로 치우치거나 하지 않고, 중공누름부 (30) 내에 배치하거나 분리하기 쉽다는 점에서 체인이나 끈모양체 등의 형상 외에 구형이나 타원형 등의 복수의 추에 끈 등을 통과시켜 그 끈 등의 양단을 고정해 그 양단으로부터 그 추가 빠지지 않도록 한 형상 등이 바람직하다.

다음으로, 도 1(a) 및 (b) 에 나타낸 바와 같이, 분할 몰드 (일부의 분할 몰드 ; 21) 를 그 캐비티 형성면 (초조면) 이 위로 가게 하여 섬유 슬러리 (10) 에 침지하고, 상기 유통로 (21b) 를 통과시킨 상기 섬유 슬러리 (10) 의 흡인에 의해 고형분을 상기 초조 네트상에 퇴적시켜 대략 반원호상의 섬유적층체 (10a) 를 초조한다.

상기 섬유 슬러리는, 펄프 섬유와 물만으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또, 상기 섬유 슬러리에는 펄프 섬유와 물 외에 탈크나 카올리나이트 등의 무기물, 유리 섬유나 카본섬유 등의 무기섬유, 폴리올레핀 등의 열가소성 합성 수지의 분말 또는 섬유, 비목재 또는 식물질 섬유, 다당류 등의 성분을 함유시킬 수 있다. 이들 성분의 배합량은 펄프 섬유와 그 성분의 합계량에 대하여 1∼70중량%, 특히 5∼50중량% 가 바람직하다. 또한, 섬유 슬러리에는 펄프 섬유의 분산제, 성형 보조제, 착색료, 착색 보조제, 곰팡이 방지제 등을 적절히 첨가할 수 있으며, 또한 사이즈제, 안료, 정착제 등을 적절히 첨가할 수도 있다.

상기 펄프 섬유에는, 에스테르화 펄프에 아크릴 섬유를 혼입한 재료를 혼합할 수도 있다. 그 에스테르화 펄프로는, 예를 들어 일본 특허출원 소52-5200호에 개시되어 있는 것과 같은 천연 셀룰로스, 그 유도체 또는 폴리비닐알콜 등의 합성 섬유를 에스테르화하여 얻을 수 있는 인산계 셀룰로스 섬유 또는 인산계 폴리비닐알콜 섬유 등을 들 수 있다.

또, 상기 섬유 슬러리에는 상기 에스테르화 펄프를 함유하는 슬러리에 아크릴 섬유를 혼입하여 정련한 재료를 혼합할 수도 있다.

다음으로, 도 2(a) 에 나타낸 바와 같이, 상기 코어 (3) 를 상기 섬유 적층체 (10a) 에 덮도록 배치한다. 그 한편에서 분할 몰드 (22 ; 남은 분할 몰드) 를 상기 섬유 슬러리에 침지하고 별도의 반원호상의 섬유 적층체 (10b ; 도 2(b) 참조) 를 초조한다.

분할 몰드 (21) 를 섬유 슬러리 (10) 의 수면 바로 아래에 배치한 상태로 섬유 적층체 (10a) 상에 상기 코어 (3) 를 배치하는 것이 바람직하다. 여기서 섬유 슬러리 (10) 의 수면 바로 아래에 배치한 상태란, 분할 몰드 (21) 의 접합면 (21c) 이 섬유 슬러리 (10) 의 수면에서 100㎜ 이내에 있는 상태를 말한다. 0∼50㎜ 이내가 바람직하다. 10O㎜ 을 넘으면 중공 코어의 부력에 의해 그 코어를 소정의 위치에 배치하는 것이 곤란해진다. 섬유 적층체가 슬러리 밖으로 나가면 흡인 등에 의해 그 섬유 적층체로부터 수분이 과도하게 빠져나가 다음 공정에 서의 각 섬유 적층체의 접합 불량의 원인이 된다.

섬유 적층체 (10b) 는, 분할 몰드 (22) 의 캐비티 형성면 (22a) 이 아래로 가게 하는 것 이외에는 분할 몰드 (21) 에 의한 섬유 적층체 (10a) 의 초조와 동일한 방법으로 초조된다. 또, 분할 몰드 (21) 와 분할 몰드 (22) 가 힌지에 의해서 연결되고 한 쪽이 회전하여 다른 쪽과 맞춰지는 경우에는, 분할 몰드 (22) 의 캐비티 형성면 (22a) 은 위를 향해도 된다.

다음으로, 도 2(b) 에 나타낸 바와 같이, 상기 각 섬유 적층체 (10a, 10b) 가 초조된 분할 몰드 (21, 22) 를 상기 섬유 슬러리 중에서 맞추어 초조 몰드 (2) 를 형성한다. 상기 섬유 슬러리 (10) 중에서 상기 초조 몰드 (2) 를 형성한 후 상기 유통로 (21b, 22b) 를 통해 섬유 슬러리 (10) 를 다시 흡인하여, 상기 각 섬유 적층체 (10a, 10b) 표면에 새롭게 섬유 적층체 (도시생략) 를 초조한다. 이로써, 각 섬유 적층체 (10a, 10b) 의 이음매가 거의 남지 않게 되어, 얻어지는 성형체 (1) 의 내주면의 표면성이 양호해진다.

다음으로, 초조 몰드 (2) 내에서 상기 코어 (3) 를 팽창시켜 상기 각 섬유 성형체 (10a, 10b) 가 일체화된 성형체 (1) 를 탈수 성형한다. 이 탈수 성형 공정에서는, 누름부 (31) 에서 성형체 (1) 를 양측에서 눌러 성형체 (1) 의 양단 개구부 (1a, 1b) 를 탈수시키는 한편, 중공누름부 (30) 내에 유체를 공급하여 해당 중공누름부 (30) 를 팽창시켜 상기 성형체 (1) 를 초조 몰드 (2) 의 내면 (상기 각 분할 몰드의 캐비티의 형성면) 에 누른다. 그 후 초조 몰드 (2) 및 코어 (3) 를 섬유 슬러리 (10) 에서 끌어올리고 다시 성형체 (1) 를 초조 몰드 (2) 의 내면 에 누르면서 탈수시켜 성형체 (1) 를 형성한다. 이와 같이, 섬유 슬러리 (10) 중에서 중공누름부 (30) 를 팽창시킴으로써, 얻어지는 성형체 (1) 의 이음매나 단차가 없어져 강도를 높게 할 수 있다. 또, 초조 몰드 (2) 는 성형체 (1) 를 누르기 전에 섬유 슬러리 (10) 로부터 끌어올려져도 되며, 성형체 (1) 를 누르는 중에 섬유 슬러리 (10) 로부터 끌어올려져도 된다.

코어 (3) 의 중공누름부 (30) 를 팽창시키기 위해 사용하는 유체로는, 예를 들어 공기 (가압공기), 열풍 (가열된 가압공기), 증기, 과열증기 등의 기체, 오일 (가열오일), 그 밖의 액을 들 수 있다. 특히 공기, 열풍, 과열증기를 사용하는 것이 조작성 등의 면에서 바람직하다.

코어 (3) 의 중공누름부 (30) 내에 유체를 공급하는 압력은, 탈수 성형에 사용하는 섬유 적층체에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 0.01∼5MPa, 특히 0.1∼3MPa 가 바람직하다.

이 탈수 성형 공정에서는, 중공누름부 (30) 및 누름부 (31) 에 의한 누르는 힘으로 성형체 (1) 를 초조 몰드 (2) 의 내면에 누르는 한편, 상기 유통로 (21b, 22b) 를 통과시켜 성형체 (1) 의 수분을 흡인하여 제거한다. 이와 같이, 코어 (3) 에 의해 누르는 것에 더하여 성형체 (1) 의 수분이 흡인 제거되기 때문에, 성형체 (1) 가 균일하게 눌려 성형체 (1) 의 두께가 균일화되면서 탈수가 빠르게 진행된다.

탈수 성형을 마쳤을 때의 성형체 (1) 의 함수율은, 건조 성형 공정으로 이행할 때의 성형체 (1) 의 손상 방지, 건조효율 향상 등의 면에서 30∼80% 가 바람직 하고, 40∼70% 가 보다 바람직하다.

다음으로, 상기 분할 몰드 (21, 22) 를 열어 탈수 성형된 상기 성형체 (1) 내에 상기 코어 (3) 를 배치한 상태로 이들을 상기 초조 몰드 (2) 에서 이탈시킨다. 그리고, 도 3(a) 에 나타낸 바와 같이 이들은 건조 성형 공정으로 이행된다.

탈수 성형에서 건조 성형 공정으로의 이행에는, 누름부 (31) 를 파지하여 코어 (3) 를 중공 섬유 성형체 (1) 와 함께 건조 몰드 (4) 로 이행시키는 핸들링 로봇 등의 이송수단 (도시생략) 이 사용된다.

도 3(b) 에 나타낸 바와 같이, 1 세트의 분할 몰드 (41, 42) 가 맞추어져 개구부 (40a, 40b) 를 갖는 캐비티 (40) 가 형성되는 건조 몰드 (4) 내에 코어 (3) 와 중공 섬유 성형체 (1) 를 배치하고, 성형체 (1) 를 탈수 건조하여 성형한다.

건조 성형에 사용되는 건조 몰드 (4) 는 분할 몰드 (41, 42) 로 이루어지고, 가열 히터 등의 가열수단 (도시생략) 을 구비한다. 분할 몰드 (41, 42) 는 초조 몰드 (2) 의 분할 몰드 (21, 22) 와 같은 캐비티의 형성면 (41a, 42a), 캐비티의 형성면 (41a, 42a) 에서 개구되는 유통로 (41b, 42b) 를 구비하고 있다.

다음으로, 상기 가열수단에 의해 건조 몰드 (4) 를 가열하여 소정 온도로 유지한다. 건조 몰드 (4) 의 온도는, 성형체 (1) 의 눌어붙음 방지, 건조효율의 면에서 100∼250℃ 가 바람직하고, 120∼220℃ 가 보다 바람직하다. 또, 건조 몰드 (4) 내에 중공 섬유 성형체 (1) 가 배치되기 전에 건조 몰드 (4) 는 가열되어 소정 온도로 유지되는 것이 바람직하다.

그리고, 도 3(c) 에 나타낸 바와 같이, 성형체 (1) 를 누름부 (31) 로 양측에서 눌러 성형체 (1) 의 양단 개구부 (1a, 1b) 를 건조하는 한편, 중공누름부 (30) 내에 유체를 공급하고 중공누름부 (30) 를 팽창시켜 성형체 (1) 를 건조 몰드 (4) 의 내면 (상기 각 분할 몰드의 캐비티의 형성면) 에 누르고 성형체 (1) 를 안쪽에서 가압하면서 탈수 건조한다.

중공누름부 (30) 내에 유체를 공급할 때의 그 유체의 압력은, 건조에 사용하는 성형체에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 0.01∼5MPa, 특히 0.1∼3MPa 이 바람직하다. 중공누름부 (30) 를 팽창시키기 위해 사용하는 유체는 탈수 공정에서 사용되는 유체를 사용할 수 있다.

건조 성형 공정에서는, 탈수 성형에서와 같이 중공누름부 (30) 및 누름부 (31) 에 의한 누르는 힘으로 성형체 (1) 를 건조 몰드 (4) 의 내면에 누르는 한편, 유통로 (41b, 42b) 를 통과시켜 성형체 (1) 의 수분을 흡인 제거한다. 이와 같이, 코어 (3) 에 의해 누르는 것에 더하여 성형체 (1) 의 수분이 흡인 제거되기 때문에, 성형체 (1) 가 균일하게 눌려 성형체 (1) 의 두께가 균일화되면서 건조가 빠르게 진행된다.

성형체 (1) 가 소정의 함수율로까지 건조되었다면, 상기 유통로 (41b, 42b) 를 통과시킨 흡인을 정지함과 동시에 중공누름부 (30) 내의 유체를 배출하여 중공누름부 (30) 를 수축시킨다.

그리고, 분할 몰드 (41, 42) 을 열어서 도 3(d) 에 나타낸 바와 같이 건조 몰드 (4) 에서 성형체 (1) 를 꺼내고, 중공누름부 (30) 의 일단부를 누름부 (31) 에서 떼어내고, 성형체 (1) 중에서 코어 (3) 를 꺼내어 탈수 건조 성형 공정이 종료된다.

이와 같이 하여 성형된 성형체 (1) 에는, 필요에 따라 트리밍 처리, 다른 부재의 부착, 내외 표면의 수지층에 의한 피복 처리, 인쇄 처리, 발수성 처리 등의 각종 처리를 실시할 수 있다. 특히, 건조 성형후에 성형체 (1) 의 표면에 규산 소다층 또는/및 실리콘 수지층을 형성함으로써 성형체 (1) 의 내열성과 내수성을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 성형체의 제조방법에 의하면, 분할 몰드 (21) 의 표면에 섬유 적층체 (10a) 를 적층한 후에 그 분할 몰드 (21) 가 섬유 슬러리 (10) 의 수면 바로 밑에 배치된 상태로 코어 (3) 를 섬유 적층체 (10a) 상에 배치하고, 해당 분할 몰드 (21) 와 섬유 적층체 (10b) 를 초조한 분할 몰드 (22) 를 맞추어 초조 몰드 (2) 를 형성한 후에, 코어 (3) 로 성형체 (1) 를 탈수 성형한다. 따라서, 이음매가 없고 얇으며 경량이고 두께가 균일하며 강도가 높은 굴곡이나 비틀림 형태를 갖는 성형체를 효율적으로 제조할 수 있다. 그리고, 얻어진 성형체 (1) 는 높은 흡음성을 갖고 있기 때문에, 그 내부에 고체, 기체 등이 흐르는 경우에 발생하는 소리의 소음(消音) 효과에도 우수하다.

또, 본 실시형태의 중공 섬유 성형체의 제조방법에서는, 섬유 슬러리 중에서 분할 몰드를 맞추어 초조 몰드 (2) 를 형성한 후에 분할 몰드를 섬유 슬러리로부터 끌어올려, 코어 (3) 로 섬유 적층체를 그 안쪽에서 눌러 성형체 (1) 를 탈수 성형한다. 따라서, 습윤 상태의 각 섬유 적층체가 탈수되면서 일체화되어 이음매가 없고 두께가 균일한 성형체 (1) 가 형성된다.

또, 분할 몰드 (21, 22) 가 맞춰져 초조 몰드 (2) 가 형성되어 있기 때문에, 복잡한 굴곡이나 비틀림 형태의 캐비티 형상을 형성할 수 있어 여러 가지 복잡한 형상을 갖는 중공 섬유 성형체를 제조할 수 있다.

또한, 중공누름부 (30) 의 양측에 누름부 (31) 를 갖는 코어를 사용하여 누름부 (31) 로 성형체 (1) 의 테이퍼형 개구부 (1a, 1b) 를 성형하도록 하였기 때문에, 그 개구부의 코너부도 성형 정밀도가 우수하다.

그리고, 탈수 성형 공정에서 사용한 코어 (3) 를 그대로 건조 성형 공정에서도 사용하기 때문에, 탈수 성형 공정에서 건조 성형 공정으로의 이행이 원활하여 성형체의 생산효율이 향상된다.

또한, 건조 성형 공정에서 코어 (3) 로 성형체 (1) 를 안쪽에서 건조 몰드 (4) 의 내면에 누르면서 탈수 건조시키기 때문에, 성형체 (1) 를 효율적으로 탈수 건조할 수 있을뿐만 아니라 두께가 균일하고 얇으며 높은 강도의 성형체를 제조할 수 있다.

도 4 는, 본 발명의 중공 섬유 성형체를 굴곡부를 갖는 관형 성형체에 적용한 1 실시형태를 나타낸 것이다. 도 4 에 있어서, 부호 1 은 관형 성형체 (이하, 성형체라고 함) 를 나타내고 있다.

도 4 에 나타내는 성형체 (1) 는, 2 개의 섬유 적층체가 일체화되어 형성된다.

성형체 (1) 는 2 개의 개구부 (1a, 1b) 를 가지며, 그 사이에 굴곡부 (11) 를 갖고 있다. 성형체 (1) 의 개구부 (1a) 에서 개구부 (1b) 를 볼 수는 없다. 또, 성형체 (1) 에는 개구부 (1a, 1b) 의 보호를 위한 플랜지부 (1c, 1d) 가 형성되어 있다. 플랜지부 (1c, 1d) 는 각각 바깥으로 끝이 말려, 성형체 (1) 가 다른 관형 성형체 등과 접합될 때 그 개구부의 손상이 방지된다.

성형체 (1) 는 펄프 섬유만으로 이루어지는 것이 바람직하다. 성형체 (1) 는 펄프 섬유 이외에 탈크나 카올리나이트 등의 무기물, 유리 섬유나 카본 섬유 등의 무기 섬유, 폴리올레핀 등의 열가소성 합성 수지의 분말 또는 섬유, 비목재 또는 식물질 섬유, 다당류 등의 성분을 함유할 수 있다. 이들 성분의 배합량은 펄프 섬유 및 그 성분의 합계량에 대하여 1∼70중량%, 특히 5∼50중량% 가 바람직하다. 또한, 성형체 (1) 에는 성형보조제, 착색료, 착색보조제, 곰팡이 방지제, 사이즈제, 안료, 정착제 등을 적절히 첨가할 수 있다.

성형체 (1) 에는 상기 서술한 에스테르화 펄프에 아크릴 섬유를 혼입한 재료를 혼합할 수도 있다.

또한, 성형체 (1) 는 고내열성 및 고내수성을 부여하는 점에서 규산소다층 또는/및 실리콘수지층을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 중공 섬유 성형체 제조장치의 1 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

도 5(a) 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 제조장치 (100) 는 1 세트의 분할 몰드 (21, 22) 가 맞추어져 굴곡하는 캐비티 (20) 가 형성되는 초조 몰드 (2) 와, 도 5(b) 에 나타낸 바와 같이 분할 몰드 (21, 22) 로 초조된 섬유 적층체 (10a, 10b) 를 탈수시켜 상기 중공 섬유 성형체 (1) 를 성형하기 위한 코어 (3) 를 구비하고 있다.

분할 몰드 (21, 22) 는, 도 5(a) 에 나타낸 바와 같이 캐비티의 형성면 (21a, 22a) 과, 형성면 (21a, 22a) 에서 개구되는 유통로 (21b, 22b) 와, 형성면 (21a, 22a) 을 덮는 초조 네트 (액투과성 재료, 도시생략) 를 각각 구비하고 있다. 분할 몰드 (21, 22) 는 접합면 (21c, 22c 만 도시) 이 거의 한 평면상에 형성되어 있다.

유통로 (21b, 22b) 는, 분할 몰드 (21, 22) 내에서 하나의 유통로 (22d 만 도시) 에 집약되어 있고, 이들 유통로의 개구부는 흡인펌프 등의 흡인수단 (도시생략) 에 통하는 관로 (도시생략) 에 접속되어 있다. 또, 캐비티의 형성면 (21a, 22a) 에는 유통로 (21b, 22b) 사이를 연결하는 유통홈 (도시생략) 이 형성되어 있고, 초지, 탈수할 때 섬유 슬러리 중의 액체가 유통로 (21b, 22b) 를 통해 원활하게 외부로 배출된다.

상기 캐비티 (20) 는 외부로 통하는 2 개의 개구부 (20a, 20b) 를 갖고 있다. 캐비티 (20) 는 2 지점에서 굴곡되어 있기 때문에, 상기 개구부 (20a) 에서 개구부 (20b) 를 볼 수는 없다.

상기 코어 (3) 는, 중공의 탄성체로 이루어지는 튜브형 형태를 갖고 있어 팽창수축이 자유로우며, 캐비티 (2) 의 2 개의 개구부 (20a, 20b) 사이에 배치할 수 있게 굴곡이 자유롭다.

코어 (3) 는 양단부가 각각 헤드 (33) 에 착탈이 자유롭게 부착되어 있다. 각 헤드 (33) 에는 콤프레서 또는 흡인펌프 등으로 통하는 관로 (도시생략) 가 접속되어 있다. 해당 헤드 (33) 에 코어 (3) 를 부착한 상태에서는 코어 (3) 의 내부와 그 관로가 연통된다. 그리고, 콤프레서 또는 흡인펌프 등에 의해 후술하는 유체를 코어 (3) 의 내부에 공급하거나 그 유체를 코어 (3) 의 내부에서 배출한다.

제조장치 (100) 는 후술하는 초조 몰드의 상하동 기구에 연동하여 섬유 슬러리 중에 침지되어, 상기 코어 (3) 를 분할 몰드 (21, 22) 의 한쪽 또는 양쪽 캐비티의 형성면 (21c, 22c) 에 배치하는 코어 배치기구를 구비하고 있다.

이 코어 배치기구는, 본 실시형태에서는 도 5(b) 에 나타낸 바와 같이 한쪽 분할 몰드 (21) 에서의 캐비티의 형성면 (21c) 의 굴곡형상에 대응하여 굴곡된 통형 가이드 커버 (34) 와, 분할 몰드 (21) 의 위치에 맞추어 코어 (3) 를 캐비티 형성면에 배치할 수 있게 이 가이드 커버 (34) 를 분할 몰드 (21) 의 개폐방향으로 이동시키고, 코어 (3) 의 배치 후는 가이드 커버 (34) 를 지장이 없는 위치로 이동시키는 구동기구 (도시생략) 를 구비하고 있다. 가이드 커버 (34) 의 내부에는 코어 (3) 를 흡착 유지하는 흡착수단 (예를 들어 진공 패드) 이 구비되고, 코어 (3) 는 분할 몰드 (21) 의 굴곡된 캐비티의 형성면의 형상에 일치하는 굴곡상태로 유지된다.

구동기구는 유압 또는 공기압 실린더, 그 밖의 일반적인 구동수단 및 링크, 기어 등의 전달기구에 의해 구성된다.

코어 배치기구는, 1 세트의 분할 몰드에 대하여 복수 기 배치할 수도 있다. 또한 하나의 코어 배치기구로 복수의 코어를 배치할 수도 있다.

본 실시형태의 제조장치 (100) 는, 도 6(a) 에 나타낸 바와 같이 상기 중공 섬유 성형체 (1) 를 건조하는 건조 몰드 (4) 와, 상기 코어 (3) 를 탈수 성형된 중공 섬유 성형체 (1) 와 동시에 건조 몰드 (4) 로 이행시키는 이행수단 (도시생략) 을 구비하고 있다.

건조 몰드 (4) 는 한 쌍의 분할 몰드 (41, 42) 를 구비하고 있다. 분할 몰드 (41, 42) 는, 가열히터 등의 가열수단 (41e, 42e) 을 구비한다. 건조 몰드 (4) 의 분할 몰드 (41, 42) 는 초조 몰드 (2) 의 분할 몰드 (21, 22) 과 동일한 캐비티의 형성면 (41a, 42a), 형성면 (41a, 42a) 에서 개구하는 유통로 (41b, 42b), 접합면 (41c, 42c), 유통로 (41b, 42b) 를 집약하여 외부로 통하는 복수의 유통로 (42d 만 도시) 를 갖고 있다.

상기 이행수단에는, 상기 헤드 (33) 를 파지하여 중공 섬유 성형체 (1) 를 코어 (3) 와 함께 건조 몰드 (4) 로 이행시키는 핸들링 로봇 등이 사용된다. 핸들링 로봇에는, 성형체를 건조 몰드로 이행시킬 때의 성형체의 손상을 방지하는 관점에서 성형체의 외형 형상과 일치하는 형상의 취출 지그 등을 구비하는 것이 바람직하다.

또, 도면에는 나타내고 있지 않으나, 제조장치 (100) 는 상기 초조 몰드 (2) 를 섬유 슬러리 중에 침지하거나 그 섬유 슬러리 중에서 끌올리거나 하는 상하동 기구와, 상기 초조 몰드 (2) 를 상기 섬유 슬러리 중 및 공중에서 개폐하는 클램핑 기구 (몰드 개폐기구) 를 구비하고 있다. 상기 상하동 기구는 유압실린더 기구 로 구성되며, 그 유압실린더 기구는 상기 초조 몰드 (2) 를 안정적으로 상하동시킬 수 있다. 상기 클램핑 기구에는 분할 몰드끼리를 몰드 개폐방향에 평행하게 개폐하고 또한 초조 몰드 (2) 가 폐쇄상태일 때 소정의 클램핑 힘이 작용하도록 유압실린더 기구와 링크기구를 병용한 구성이 채용된다. 그 클램핑 기구는 초조 몰드 (2) 를 섬유 슬러리 중에서 안정적으로 개폐시킬 수 있다. 상하동 기구, 클램핑 기구는 유압실린더 기구 외에 에어실린더 기구, 서보기구, 기타 구동기구를 채용할 수도 있다.

상기 상하동 기구의 구성과 작용은 상기 서술한 설명과 동일하다.

다음으로, 본 발명의 중공 섬유 성형체의 제조방법의 제 2 실시형태를, 상기 제조장치 (100) 를 사용한 상기 성형체 (1) 의 제조방법에 적용한 실시형태에 기초하여 설명한다. 또, 제 1 실시형태의 제조방법과 공통되는 점에 관해서는 그 기재를 생략하였다. 따라서, 특별히 설명이 없는 점에 관해서는 상기 제 1 실시형태에서의 설명이 적절히 적용된다.

도 5(a)∼(d) 는 상기 성형체 (1) 의 제조공정에서의 초조 공정 (제 1 공정) 의 순서를 모식적으로 나타낸 것이다.

먼저, 섬유 슬러리의 풀 (도시생략) 에 분할 몰드 (21, 22) 를 침지시켜 섬유 슬러리를 흡인하고, 도 5(b) 에 나타낸 바와 같이 상기 초조 네트상에 섬유를 퇴적시켜 단면이 대강 반원호상인 섬유적층체 (10a, 10b) 를 형성한다.

제 2 공정에서는, 섬유 적층체 (10a, 10b) 가 형성된 분할 몰드 (21, 22) 를 상기 섬유 슬러리 중에서 맞추는 한편, 분할 몰드 (21, 22) 를 맞춤으로써 형성되 는 상기 캐비티 (20) 내에 상기 코어 (3) 를 배치한다.

코어 (3) 는, 분할 몰드 (21, 22) 을 맞추기 전에 한쪽 분할 몰드 (21) 의 섬유 적층체 (10a) 상에 배치된다.

코어 (3) 를 배치할 때는, 도 5(b) 에 나타낸 바와 같이 코어 (3) 를 캐비티의 형성면 (21a) 에 대응하여 굴곡된 형상의 상기 가이드 커버 (34) 내에 배치하여 섬유 적층체 (10a) 상에 배치한다. 코어 (3) 를 배치한 후 가이드 커버 (34) 는 코어 (3) 로부터 이간되어 캐비티로부터 외부로 꺼내진다.

그리고, 도 5(c) 에 나타낸 바와 같이 분할 몰드 (21, 22) 를 접합면에서 맞추어 초조 몰드 (2) 를 닫는다. 초조 몰드 (2) 를 닫을 때에도 섬유 슬러리를 흡인하여 섬유 적층체 (10a, 10b) 의 안쪽에 별도의 섬유를 퇴적시킨다. 이렇게 하여 얻어지는 성형체는 이음매나 단차가 없고, 고강도가 된다.

코어 (3) 를 캐비티 내에 배치한 후 탈수 공정 (제 3 공정) 으로 이행한다. 탈수는 도 5(c) 의 상태의 초조 몰드 (2) 및 코어 (3) 를 섬유 슬러리로부터 끌어올려 행하는데, 초조 몰드 (2) 및 코어 (3) 를 그 섬유 슬러리로부터 끌어올리기 전부터 행할 수도 있다.

이 탈수 공정에서는, 코어 (3) 에 유체를 공급하고 코어 (3) 를 팽창시켜 상기 섬유 적층체 (10a, 10b) 를 초조 몰드 (2) 의 내면에 누른 후에, 초조 몰드 (2) 및 코어 (3) 를 섬유 슬러리로부터 끌어올려 상기 서술한 코어 (3) 에 의해 계속 누르고, 섬유 적층체 (10a, 10b) 를 탈수시켜 성형체 (1) 를 형성한다. 이와 같이, 풀 내의 섬유 슬러리 중에서 코어 (3) 를 팽창시킴으로써 얻어지는 성형체를 이음매나 단차가 없고 강도를 높게 할 수 있다.

코어 (3) 내에 유체를 공급할 때의 유체의 압력은, 탈수에 제공하는 섬유 적층체에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 0.01∼5MPa, 특히 0.1∼3MPa 가 바람직하다.

탈수 공정에서는, 코어 (3) 에서 누르는 한편 상기 유통로 (21b, 22b) 등을 통해 섬유 적층체 (10a, 10b) 의 수분을 흡인한다. 이와 같이, 누름으로써 형성되는 성형체 (1) 가 균일하게 눌려 두께가 균일화되면서 성형체 (1) 의 탈수가 빠르게 진행된다.

성형체 (1) 가 소정의 함수율까지 탈수되었다면, 상기 유통로 (21b, 22b) 등을 통과시킨 흡인을 정지함과 동시에 코어 (3) 내의 유체를 배출하여 코어 (3) 를 수축시킨다. 그리고, 도 5(d) 에 나타낸 바와 같이 분할 몰드 (21, 22) 를 열어서 습윤 상태의 성형체 (1) 및 코어 (3) 를 초조 몰드 (2) 에서 이간시킨다.

탈수 공정을 마쳤을 때의 성형체 (1) 의 함수율은, 건조 공정으로 이행할 때의 성형체 (1) 의 손상 방지, 다음 건조 공정에서의 건조효율 등의 면에서 30∼70% 가 바람직하고, 40∼60% 가 보다 바람직하다.

탈수를 마친 습윤 상태의 성형체 (1) 및 코어 (3) 는, 상기 도시하지 않은 이행수단에 의해 도 6(a) 에 나타낸 바와 같이 건조 몰드 (4) 의 분할 몰드 (41, 42) 사이로 이동되어, 탈수 건조 공정 (제 4 공정) 이 개시된다.

먼저, 도 6(b) 에 나타낸 바와 같이 분할 몰드 (41, 42) 를 접합면에서 맞추고 건조 몰드 (4) 의 캐비티 내에 성형체 (1) 및 코어 (3) 를 배치한다.

다음으로, 상기 가열수단 (41e, 42e) 에 의해 건조 몰드 (4) 를 가열하여 소정 온도로 유지한다.

건조 몰드 (4) 의 온도는 성형체 (1) 의 눌어붙기 방지, 건조효율의 면에서 100∼250℃ 가 바람직하고, 150∼220℃ 가 보다 바람직하다.

코어 (3) 에 유체를 공급하고 코어 (3) 를 팽창시켜 성형체 (1) 를 건조 몰드 (4) 의 내면에 눌러 성형체 (1) 를 탈수 건조시킨다.

코어 (3) 내에 유체를 공급할 때의 유체의 압력은 건조에 제공하는 성형체에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 0.01∼5MPa, 특히 0.1∼3MPa 이 바람직하다. 코어 (3) 의 팽창에는 탈수 공정에서 사용된 유체를 사용할 수 있다.

건조 공정에서는, 코어 (3) 에서 누르는 것에 더하여 유통로 (41b, 42b) 등을 통해 성형체 (1) 의 수분을 흡인한다. 이로써 성형체 (1) 가 내부로부터 균일하게 눌려 두께가 균일화되면서 그 건조가 빠르게 진행된다.

성형체 (1) 를 소정의 함수율까지 건조할 수 있었다면, 상기 유통로 (41b, 42b) 등을 통한 흡인을 정지함과 동시에 코어 (3) 내의 유체를 배출하여 코어 (3) 를 수축시킨다.

소정 시간 경과한 후, 도 6(c) 에 나타낸 바와 같이 분할 몰드 (41, 42) 를 열어 건조 몰드 (4) 로부터 성형체 (1) 를 꺼낸다. 그리고, 코어 (3) 의 일단부를 헤드 (33) 에서 분리하고 성형체 (1) 속에서 코어 (3) 를 꺼내어 탈수 건조 공정이 종료된다. 또, 분할 몰드 (41, 42) 를 열기 전에 코어 (3) 의 일단부를 헤드 (33) 에서 분리할 수도 있다.

건조 공정을 끝낸 후, 소정 곡율의 단면형상을 갖는 링 모양의 홈을 갖는 몰드 (도시생략) 의 그 홈에 성형체 (1) 의 개구부 (1a, 1b) 의 단부를 각각 밀어대어 그 단부를 바깥으로 끝이 말리게 하여 상기 플랜지부 (1c, 1d) 가 형성된다.

성형체 (1) 에는, 필요에 따라 트리밍 처리, 별도 부재의 부착, 내외 표면의 수지층에 의한 피복 처리, 인쇄 처리, 발수성 처리 등의 각종 처리를 실시할 수 있다. 특히 성형체 (1) 의 표면에 규산소다층 또는/및 실리콘수지층을 형성함으로써 성형체의 내열성이나 내수성을 향상시킬 수 있다.

이렇게 하여 제조된 본 실시형태의 성형체 (1) 는, 2 지점에서 굴곡되는 복잡한 굴곡형태를 가지며, 이음매가 없고 얇고 경량이며 두께가 균일하고 강도도 높다. 플랜지부 (1c, 1d) 에 의해 성형체 (1) 의 단부가 보호되고 있기 때문에 그 단부의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 성형체 (1) 는 높은 흡음성을 가지므로 그 내부를 흐르는 고체나 기체 등에 기인하는 소리의 강도를 저감시키는 효과가 있다.

상기 제조장치 (100) 를 사용한 본 실시형태의 중공 섬유 성형체의 제조방법에서는, 섬유 슬러리 중에서 분할 몰드 (21, 22)를 맞추어 초조 몰드 (2) 를 형성한 후에 분할 몰드 (21, 22) 를 섬유 슬러리에서 끌어올리고 코어 (3) 로 섬유 적층체 (10a, 10b) 를 눌러 탈수 성형하기 때문에, 습윤 상태의 섬유 적층체 (10a, 10b) 가 탈수되면서 일체화되어 이음매가 없는 두께가 균일한 성형체 (1) 를 형성할 수 있다.

또, 코어 (3) 를 캐비티 내에 배치할 때 캐비티의 형성면 (21a) 의 굴곡에 일치한 형상의 가이드 커버 (34) 를 사용하기 때문에 코어 (3) 를 캐비티 (20) 의 형성면 (21a) 의 굴곡형상에 일치한 형상으로 유지할 수 있고, 섬유 적층체 (10a) 상에 코어 (3) 를 배치한 후에 분할 몰드 (21, 22) 를 닫기 때문에 굴곡의 형태가 복잡한 경우라도 확실하게 코어 (3) 를 캐비티 내에 배치할 수 있다.

또, 초조 몰드 (2) 를 분할 몰드 (21, 22) 로 분할하고 있기 때문에 복잡한 캐비티 형상을 형성할 수 있어, 여러 가지 복잡한 형상을 갖는 중공 섬유 성형체를 제조할 수 있다.

또, 초조 공정에서 사용한 코어 (3) 를 성형체 (1) 내에 넣은 채로 탈수 건조 공정으로 이행하기 때문에, 초조 공정에서 탈수 건조 공정으로의 이행이 단시간에 원활하게 이루어진다.

또한, 탈수 건조 공정에서 코어 (3) 로 성형체 (1) 를 건조 몰드 (4) 의 내면에 누르면서 건조시키기 때문에, 성형체 (1) 를 효율적으로 건조시킬 수 있는 데다가 두께가 균일하고 얇으며 높은 강도의 성형체를 제조할 수 있다.

본 발명은, 상기 각 실시형태에 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위내에서 적절히 변경할 수 있다.

본 발명은, 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제조방법과 마찬가지로 한 쌍의 대략 반원호상의 섬유 적층체를 초조하여 이들을 접합하고 일체화하여 중공 섬유 성형체를 탈수 성형하는 것이 바람직하지만, 예를 들어 도 7(a) 에 나타낸 바와 같이 접합 지점의 양측에 플랜지부 (10c, 10d) 를 갖는 형상의 한 쌍의 반원호상 섬유 적층체 (10a, 10b) 를 초조하고, 도 7(d) 에 나타낸 바와 같이 이들을 접합하고 일 체화하여 플랜지부 (1c) 를 갖는 중공 섬유 성형체 (1) 를 탈수 성형할 수도 있다.

또한, 성형하는 중공 섬유 성형체에 부착 플랜지부를 성형하고자 하는 경우에는, 도 7(b) 및 (d) 에 나타낸 바와 같이 그 부착 플랜지부에 대응하는 플랜지부 (10e) 를 구비한 섬유 적층체 (10a, 10b) 를 초조하고, 도 7(c) 및 (f) 에 나타낸 바와 같이 각 섬유 적층체를 접합하고 일체화하여 부착 플랜지부 (1d) 를 갖는 중공 섬유 성형체 (1) 를 탈수 성형할 수도 있다.

본 발명은, 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제조방법과 같이 코어 (3) 로 섬유 적층체를 초조 몰드 (2) 의 내면에 누름과 동시에 상기 유통로 (21b, 22b) 등을 통과해 섬유 적층체에 포함되는 수분을 흡인하여 성형체를 탈수 성형하는 것이 바람직하지만, 탈수 성형 공정에서의 탈수방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 코어의 팽창에 의한 누름탈수 및 유통로를 통한 흡인탈수 후에 코어로부터 유체를 빼내어 코어와 섬유 적층체 표면 사이의 공극에 탈수용 유체를 블로시키는 블로 탈수를 실시할 수도 있다. 또, 복수의 탈수방법을 적당히 조합하여 행할 수도 있다.

본 발명은, 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제조방법과 같이 섬유 적층체를 탈수할 때 일체화시켜 성형체 (1) 를 형성한 후에 성형체 (1) 를 건조 몰드 (4) 내에서 더 안쪽에서부터 누르면서 탈수 건조시키는 것이 바람직하지만, 탈수 공정을 마친 후 습윤 상태의 성형체 (1) 와 코어 (3) 를 분리하여 성형체 (1) 만을 터널형의 각종 건조기로 탈수 건조할 수도 있다.

또, 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제조방법에서는, 섬유 적층체 (10a, 10b) 를 일체화하여 2 개의 개구부 (1a, 1b) 를 갖는 성형체 (1) 를 형성하도록 하였지만, 복수의 섬유 적층체를 일체화하여 일단이 개구되고 타단이 닫힌 성형체를 형성한 후에 타단을 절단하는 등의 방법으로 2 개의 개구부를 갖는 성형체로 할 수도 있다.

또한, 본 발명은 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제조방법과 같이 탈수 성형된 중공 섬유 성형체를 상기 이송수단에 의해 건조 몰드로 이행시키는 것이 바람직하지만, 분할 몰드에 대한 성형체 (1) 의 흡인 등을 이용하여 초조 몰드 및 건조 몰드의 분할 몰드 사이에서 성형체를 직접 이행시킬 수도 있다.

예를 들어, 먼저 초조 몰드 중 어느 한 쪽 분할 몰드의 유통로를 통해서 성형체 (1) 를 그 분할 몰드에 흡인시킨 상태로 그 분할 몰드와 코어 (3) 를 함께 이동시킨다. 그리고, 그 분할 몰드에 대향시켜 건조 몰드의 분할 몰드를 배치하여 양쪽의 분할 몰드를 합체시킨 후에, 건조 몰드의 분할 몰드의 유통로를 통해 성형체 (1) 를 흡인하는 한편, 초조 몰드의 분할 몰드의 유통로에서 압축공기를 분사하여 성형체 (1) 를 그 초조 몰드의 분할 몰드로부터 이간시킨다. 그 후, 그 초조 몰드의 분할 몰드 대신에 대응하는 건조 몰드의 분할 몰드를 배치하여 건조 몰드의 양 분할 몰드를 합체시켜서 성형체 (1) 및 코어 (3) 가 함께 건조 몰드의 캐비티 내에 배치된 상태로 한다.

이 방법은, 길이가 긴 성형체나 두께가 얇은 성형체의 이행에 특히 바람직하다.

또한 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제조방법에서는 2 개의 분할 몰드로 이루 어지는 초조 몰드, 건조 몰드를 사용하였지만, 제조할 성형체의 형상에 따라 3 개 이상의 분할 몰드를 맞추어 소정 형상의 캐비티가 형성되는 초조 몰드, 건조 몰드를 사용할 수도 있다. 또한, 1 쌍의 섬유 적층체를 일체화하여 성형체를 형성하였지만, 3 이상으로 분할된 섬유 적층체를 일체화하여 성형체를 형성할 수도 있다.

또한, 각 분할 몰드의 접합면은 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제조방법과 같이 동일한 면으로 맞추는 것이 바람직하지만, 어떤 특정한 성형체의 경우에는 해당 성형체를 용이하게 취출할 수 있도록 접합면을 동일한 면으로 맞추지 않을 (예를 들어 곡면) 수도 있다.

또, 초조 몰드와 건조 몰드의 캐비티의 형상은 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제조방법과 같이 거의 동일형상인 것으로 하는 것이 바람직하지만, 초조 몰드와 건조 몰드의 캐비티를 다른 형상으로 하고 건조 성형 공정에서 코어 (3) 로 건조 몰드 (4) 의 내면에 성형체 (1) 를 누름으로써 그 성형체 (1) 에 휨이나 비틀림 등을 부여할 수도 있다.

또, 본 발명의 중공 섬유 성형체의 제조방법은, 상기 제 1, 제 2 실시형태에서 서술한 바와 같이 2 개의 개구부를 갖고 있는 중공 섬유 성형체의 제조에 특히 바람직하지만, 3 개 이상의 개구부를 갖는 중공 섬유 성형체의 제조에도 적용할 수 있다.

또, 본 발명에서 사용되는 초조 몰드 또는 건조 몰드의 캐비티는 2 차원적 굴곡일 수도 있고 3 차원적 굴곡일 수도 있다.

또, 본 발명은 상기 제 1, 제 2 실시형태의 제조방법과 같이 캐비티의 형성면을 덮는 초조 네트를 구비한 분할 몰드를 사용하는 것이 바람직하지만, 상기 초조 네트 이외에 부직포, 기타 액투과성 재료로 캐비티의 형성면을 덮을 수도 있다. 또한, 초조 몰드를 다공질성 재료로 이루어지는 분할 몰드로 구성하여 상기한 액투과성 재료를 생략할 수도 있다.

또, 상기 제 1, 제 2 실시형태에서는 1 개의 코어를 사용하였지만, 얻어지는 상기 중공 섬유 성형체의 형상에 따라 복수의 코어를 사용할 수도 있다.

본 발명은, 상기 제 2 실시형태와 같이 섬유 슬러리 내에서 가이드 커버 (34) 를 사용하여 코어 (3) 를 캐비티 내에 배치하는 것이 바람직하지만, 코어 (3) 를 섬유 슬러리 외부에서 캐비티 내로 배치해도 된다.

또, 상기 제 2 실시형태에서는, 건조 공정 후에 개구 단부에 라운딩 가공을 실시하여 플랜지부를 형성하도록 하였지만, 초조 몰드를 구성하는 분할 몰드의 캐비티의 형성면에 미리 플랜지부에 대응하는 오목부를 형성해 두고 초조시에 플랜지부를 형성할 수도 있다.

또, 플랜지부를 초조하지 않고 관형 성형체를 형성한 후에 그 성형체의 단부에 플랜지 부재를 부착할 수도 있다.

또, 본 발명은 굴곡부 이외에 비틀림부를 갖는 중공 섬유 성형체, 비틀림부 및 굴곡부를 갖는 중공 섬유 성형체의 제조에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에서 제조하는 섬유 성형체의 단면 형태는, 굴곡부나 비틀림부의 형태에 따라 적절히 변경할 수 있다. 또한, 예를 들어 삽입 끼워맞춤에 의 한 연결이 가능하도록 성형체의 몸통부와 단부의 구경을 다른 크기로 하거나, 성형체의 단부에 테이퍼 등을 부여할 수도 있다.

본 발명의 중공 섬유 성형체의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 소구경 또는 이형 등의 중공 용기 등의 중공 성형체에 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 2 지점 이상에서 굴곡되는 복잡한 굴곡형태를 포함하는 여러 가지의 형태를 가지며, 복수의 섬유 적층체가 강하게 일체화되어 균일한 두께를 갖는 중공 섬유 성형체, 그 성형체를 바람직하게 제조할 수 있는 중공 섬유 성형체의 제조방법 및 제조장치가 제공된다.

Claims (20)

1 세트의 분할 몰드가 맞추어져 외부로 통하는 2 이상의 개구부를 갖는 캐비티가 형성되는 초조 (抄造) 몰드와, 그 캐비티 내에 배치되는 팽창수축이 자유로운 코어를 사용한 중공 섬유 성형체의 제조방법으로서,

상기 분할 몰드를 맞추기 전에 그 분할 몰드를 섬유 슬러리에 침지하여 상기 캐비티의 형성면에 섬유 적층체를 초조하는 제 1 공정과,

상기 섬유 적층체가 초조된 그 분할 몰드를 맞추는 한편 상기 캐비티 내에 상기 코어를 배치하는 제 2 공정과,

초조된 상기 각 섬유 적층체를 탈수시켜 상기 초조 몰드 내에서 중공 섬유 성형체를 성형하는 제 3 공정을 구비하고 있는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 상기 캐비티 내에서 상기 코어를 팽창시키고 상기 각 섬유 적층체를 상기 초조 몰드의 내면에 눌러 상기 중공 섬유 성형체를 탈수 성형하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 상기 제 2 공정을 상기 제 1 공정에서의 상기 섬유 슬러리 중에서 수행하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 상기 분할 몰드에 상기 캐비티의 형성면에서 개구되는 유 체의 유통로를 다수 형성함과 동시에 그 캐비티의 형성면을 덮는 액투과성 재료를 배치하고, 상기 유통로를 통해 상기 섬유 슬러리를 흡인하여 그 액투과성 재료 표면에 상기 섬유 적층체를 형성시키는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

1 세트의 분할 몰드의 일부를 섬유 슬러리에 침지하여 그 분할 몰드의 표면에 섬유 적층체를 초조하는 공정과,

코어를 상기 섬유 적층체를 덮도록 배치하는 공정과,

상기 1 세트의 분할 몰드 중 남은 분할 몰드를 상기 섬유 슬러리에 침지하여 그 분할 몰드의 표면에 별도의 섬유 적층체를 초조하는 공정과,

상기 각 섬유 적층체가 적층된 상기 1 세트의 분할 몰드를 상기 섬유 슬러리에 침지시킨 상태로 맞춤으로써 상기 각 섬유 적층체를 일체화시키는 공정을 구비하며,

표면에 상기 섬유 적층체가 적층된 상기 분할 몰드의 일부를 상기 섬유 슬러리의 표면 바로 아래에 둔 상태로, 그 분할 몰드의 일부에 상기 코어를 배치하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

제 5 항에 있어서, 맞추어진 상기 1 세트의 분할 몰드로 형성된 초조 몰드 내에서 상기 코어에 유체를 공급하여 그 코어를 팽창시킴으로써 상기 각 섬유 적층체가 일체화된 섬유 성형체를 탈수 성형하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

삭제

제 5 항에 있어서, 표면에 상기 각 섬유 적층체를 갖는 상기 1 세트의 분할 몰드를 맞춘 후에, 상기 각 섬유 적층체 표면에 새로 섬유 적층체를 초조하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

제 5 항에 있어서, 상기 코어 내에 추를 배치하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

제 5 항에 있어서, 상기 코어에 의해 탈수 성형된 상기 중공 섬유 성형체 내에 상기 코어를 배치한 상태로 그 중공 섬유 성형체를 상기 초조 몰드에서 이탈시킨 후, 이들을 건조 몰드 내에 배치하고 그 코어를 팽창시켜 그 중공 섬유 성형체를 건조 성형하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

삭제

복수의 섬유 적층체가 일체화됨으로 인하여 굴곡부 또는 비틀림부를 갖고, 2 이상의 개구부를 가지며 하나의 그 개구부에서 적어도 어느 하나의 다른 그 개구부를 볼 수 없도록 형성되어 있는 중공 섬유 성형체.

1 세트의 분할 몰드가 맞추어져 캐비티가 형성되는 초조 몰드와, 상기 각 분 할 몰드로 초조된 섬유 적층체를 탈수시켜 중공 섬유 성형체를 성형하기 위한 코어를 구비한 중공 섬유 성형체의 제조장치에 있어서,

상기 초조 몰드는 외부로 통하는 2 이상의 개구부를 갖고,

상기 코어는 팽창수축이 자유롭고 적어도 2 개의 상기 개구부 사이에 걸쳐 상기 캐비티에 배치할 수 있도록 굴곡이 자유로운 중공 섬유 성형체의 제조장치.

제 13 항에 있어서, 상기 초조 몰드를 섬유 슬러리 중에서 개폐하는 몰드 개폐기구와, 상기 분할 몰드의 한 쪽 또는 양 쪽에 상기 코어를 배치하는 코어 배치기구를 구비하고 있는 중공 섬유 성형체의 제조장치.

제 13 항에 있어서, 상기 초조 몰드의 상기 캐비티는 하나의 상기 개구부에서 적어도 어느 하나의 다른 그 개구부를 볼 수 없도록 굴곡되어 형성되어 있는 중공 섬유 성형체의 제조장치.

제 13 항에 있어서, 상기 중공 섬유 성형체를 건조시키는 건조 몰드와, 탈수 성형된 상기 중공 섬유 성형체를 상기 코어와 함께 그 건조 몰드로 이행시키기 위한 이행수단을 구비하고 있는 중공 섬유 성형체의 제조장치.

제 1 항에 있어서, 표면에 상기 섬유 적층체가 적층된 상기 분할 몰드의 일부를 상기 섬유 슬러리의 표면 바로 아래에 둔 상태로, 그 분할 몰드의 일부에 상기 코어를 배치하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 표면에 상기 각 섬유 적층체를 갖는 상기 1 세트의 분할 몰드를 맞춘 후에, 상기 각 섬유 적층체 표면에 새로 섬유 적층체를 초조하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 상기 코어 내에 추를 배치하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 상기 코어에 의해 탈수 성형된 상기 중공 섬유 성형체 내에 상기 코어를 배치한 상태로 그 중공 섬유 성형체를 상기 초조 몰드에서 이탈시킨 후, 이들을 건조 몰드 내에 배치하고 그 코어를 팽창시켜 그 중공 섬유 성형체를 건조 성형하는 중공 섬유 성형체의 제조방법.

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