KR101036520B1 - 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 ｆｒｐ 코어의 제조 방법 및 이에 의해 제조되는 ｆｒｐ 코어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학 필름을 롤 형태로 권취하여 운반하기 위한 FRP 코어의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 FRP 코어를 제조함에 있어 그 내경부에 일정 공간을 가지는 내경 홈부를 형성함으로써, 강도유지를 기본으로 한 FRP 코어의 전체적인 무게를 감소시키고 그에 따라 제조 단가를 절감할 수 있는 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 FRP 코어의 제조 방법 및 이에 의해 제조되는 FRP 코어에 관한 것이다.

Description

경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 ＦＲＰ 코어의 제조 방법 및 이에 의해 제조되는 ＦＲＰ 코어{Fabricating method of ＦＲＰ core having inner groove and ＦＲＰ core manufactured by using the same }

본 발명은 광학 필름을 롤 형태로 권취하여 운반하기 위한 유리섬유 강화 플라스틱(이하 'FRP'라 칭함) 코어의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 FRP 코어를 제조함에 있어 그 내경부에 일정 공간을 가지는 내경 홈부를 형성함으로써, 강도유지를 기본으로 한 FRP 코어의 전체적인 무게를 감소시키고 그에 따라 제조 단가를 절감할 수 있는 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 FRP 코어의 제조 방법 및 이에 의해 제조되는 FRP 코어에 관한 것이다.

일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display) 내지 PDP(Plasma Display Panel)용으로 사용되는 광학 필름은 평면 형태로 제작되어, 그 운반 및 보관에 있어 권취 과정을 거쳐 롤(Roll) 형태로 운반 및 보관된다.

따라서, 상기 광학 필름을 권취하여 운반하기 위한 운반용 코어가 마련되는데, 광학 필름은 그 종류와 권취 조건에 의하여 설계되어 지는데 여기서 권취 조건이란, 필름의 종류, 권취중량(통상 0.8톤 내지 2톤 정도), 권취장력, 두께 및 탄성율 등을 포함한 조건이며 이러한 조건에 부합하여 필름을 권취 시 및 필름 롤의 운반 및 보관에도 코어는 변형 및 손상이 없이 롤 형태의 광학 필름을 충분히 지지할 수 있는 강도와 내구성을 가지는 재질이 선택되어 설계된다.

이러한 요건을 충족하기 위한 운반 및 보관용 코어의 소재로는 고강도의 FRP(glass fiber reinforced plastic)를 일 예로 들 수 있다. 상기 FRP(glass fiber reinforced plastic)는 유리섬유, 탄소섬유, 케블라 등의 방향족 나일론섬유와 불포화 폴리에스터, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 결합한 물질로서 철보다 강하고 알루미늄보다 경량으로 녹슬지 않고 가공하기 쉽다는 것이 장점이다. 이와 같은 특성에 기해 고정도와 고중량의 광학 필름을 운반하기 위해 통상 FRP 코어가 이용되고 있다.

그러나, 상기 FRP 코어는 권취되는 광학 필름 류의 권취 조건에 따라 그 두께 및 직경이 선택되는 바, 하나의 FRP 코어를 통해 광학 필름을 변형 및 손상 없이 더욱 많이 권취하여 운반 및 보관하기 위해서는, 작은 직경으로는 컬 현상 및 필름의 주름문제로 광학필름의 손실이 발생함에 따라 그 두께 및 직경이 필연적으로 증가하게 되며 그에 따라 FRP 코어 자체의 무게도 증가하게 된다.

상기 FRP 코어는 작업자에 의해 운반되고 있으나 상기 언급한 문제점에 따라 상당한 무게를 가지는 FRP 코어를 작업자 1인이 이동하기에는 무리가 따른다. 이에 따라 운반용 코어의 무게를 최소화할 수 있도록 요구되고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 충분한 강도와 내구성을 유지하며 무게를 절감하고자 종래 FRP 코어는, 상대적으로 직경이 작은 두 개의 FRP 코어를 직경이 큰 하나의 FRP 코어의 양측 내경부로 삽입하여 접합시킴으로써 중앙부위에 빈 공간을 형성하도록 하였으며 이에 기해 FRP 코어의 무게를 줄이고자 하였다.

그러나, 상술한 방법에 따르면, 직경이 서로 다른 FRP 코어를 제조해야됨은 물론 FRP 코어 간의 접합 공정이 추가됨으로써 비용이 상승함과 더불어 공정이 복잡해지게 되고, 고하중에 따라 접합부의 내구성이 저하되어 보강 수단이 추가적으로 필요한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, FRP 코어의 내경부에 일정 공간을 형성하는 내경 홈부를 마련하여 전체적인 무게를 감소시키되 코어의 강도를 유지함과 더불어 제조 공정을 간소화시켜, 결과적으로 제조 단가를 절감할 수 있는 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 FRP 코어의 제조 방법 및 이에 의해 제조되는 FRP 코어를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 FRP 코어의 제조 방법은 금형의 표면에 이형층을 형성하는 공정과 회전하는 금형의 표면에 미경화된 FRP를 공급하여 FRP가 적층되도록 하는 와인딩 공정을 포함한 FRP 코어의 제조 방법에 있어서, FRP 코어의 내경부에 일정 공간이 마련되도록 내경 홈부를 형성하는 단계를 포함하는 바, 상기 내경 홈부를 형성하는 단계는, 상기 미경화된 FRP를 적층 공급하기 이전에 상기 금형의 표면 상에 홈형성부재를 마련하는 단계; 상기 홈형성부재의 표면에 이형층을 형성하는 단계; 상기 홈형성부재가 마련된 금형을 회전시키고 그 표면에 미경화된 FRP를 공급하여 적층시키는 단계; 상기 미경화된 FRP가 적층된 금형을 건조하는 단계; 및 상기 금형과 홈형성부재를 건조된 FRP로부터 제거하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.

삭제

이때, 상기 홈형성부재는 PE(Poly Ethylene) 로프, PP(Poly Propylene) 로프, 봉류, 우레탄 폼, 열경화성수지, 종이 중 어느 하나인 것일 수 있다.

그리고, 상기 이형층을 형성하는 단계는 이형 필름을 부착하거나 이형재를 도포하는 것 중 어느 하나인 것일 수 있다.

한편, 본 발명의 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 FRP 코어의 제조 방법에 의해 제조되는 FRP 코어는 상술한 공정을 이용하여 제조됨으로써 그 내경부에 내경 홈부가 형성되는 것이 특징이다.

이상 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 FRP 코어의 제조 방법 및 이에 의해 제조되는 FRP 코어는, FRP 코어의 내경부에 일정 공간을 형성하는 홈부를 마련함으로써, 코어의 강도를 유지하면서도 전체적인 무게를 감소시키는 장점이 있다. 또한, 종래 FRP 코어와 같이 별도의 접합 공정 없이 간소화된 공정을 통해 일체화된 홈부를 형성함으로써 결과적으로 제조 단가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유리섬유 강화 플라스틱 코어를 제조하기 위한 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따라 제조되는 유리섬유 강화 플라스틱 코어를 나타내는 단면도.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 유리섬유 강화 플라스틱 코어의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 유리섬유 강화 플라스틱 코어의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.

이하 본 발명에 따른 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 FRP 코어의 제조 방법 및 이에 의해 제조되는 FRP 코어를 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유리섬유 강화 플라스틱 코어를 제조하기 위한 장치를 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따라 제조되는 유리섬유 강화 플라스틱 코어를 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 유리섬유 강화 플라스틱 코어의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 유리섬유 강화 플라스틱 코어의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명은 광학 필름을 롤 형태로 권취하여 운반하기 위한 FRP 코어의 제조 방법과 이에 의해 제조되는 FRP 코어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 FRP 코어를 제조함에 있어 그 내경부에 일정 공간을 가지는 내경 홈부(100)를 형성함으로써, FRP 코어의 전체적인 무게를 감소시키고 그에 따라 제조 단가를 절감할 수 있는 FRP 코어의 제조 방법에 관한 것이다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 FRP 코어를 제조하기 위한 FRP 코어 제조 장치를 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이 원통 형상의 금형(1)과 상기 금형(1)을 회전시키기 위한 회전체(4)와 상기 금형(1)과 회전체(4)를 결합하여 회전체(4)로부터 회전력을 전달받기 위한 고정체(2)로 구성된다.

여기서, 상기 금형(1)은 FRP 코어의 내경과 전장을 구성하도록 하는 바, 요구되는 FRP 코어의 형태에 따라 그 직경과 전장이 선택적으로 구성될 수 있음은 당연하다.

이에 더하여 상기 FRP 코어 제조 장치는 금형(1)의 상부에서 액화 상태의 FRP 수지(3)를 회전체(4)에 의해 회전하는 금형(1)으로 공급하기 위한 FRP 공급부(5)가 마련된다.

이러한 FRP 코어 제조 장치는 FRP 공급부로부터 공급되는 미경화된 FRP(3)가 금형(1)의 표면으로 적층되면서 일정한 두께를 가지는 FRP 코어의 외형이 이루어지게 되며, FRP 코어의 정해진 두께 이상이 확보되면 FRP 코어 제조 장치의 작동은 중단되고, 금형(1)을 회전체(4)로부터 분리한다.

그리고, 상기 FRP 코어 제조 장치로부터 분리된 금형(1)은 그 표면에 고착된 미경화된 FRP(3)를 고체화시키기 위한 건조 공정을 수행하는 바, 도면에 도시되지는 않았으나 상기 금형(1)을 일정 기간 동안 수용하여 건조 공정을 수행하기 위한 건조 장치가 마련된다. 마지막으로는 고체화된 FRP(3)가 고착된 금형(1)의 표면으로부터 FRP(3)를 분리시킴으로써 최종적으로 FRP 코어가 제조되는 바, 도면에 도시하지는 않았지만 상기 건조 장치와 더불어 금형(1) 분리 장치를 더 포함하게 된다.

이러한 공정들을 통해 FRP 코어를 제조하게 되는데, 본 발명에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이 상기 FRP 코어의 내경부에는 그 내주면을 따라 내측으로 일정 공간을 갖는 내경 홈부(100)가 형성되도록 FRP 코어를 제조하여 FRP 코어의 전체적인 무게를 감소시킬 수 있게 된다.

구체적으로, 본 발명에 따른 내경 홈부(100)를 가지는 FRP 코어의 제조 방법을 살펴보면,

회전하는 금형(1)의 표면에 미경화된 FRP(3)를 연속적으로 공급함으로써 상기 FRP(3)가 적층되도록 하는 와인딩 공정을 수행하게 되는데, 이때 와인딩 공정에 앞서 선행되는 공정으로는 금형(1) 분리 장치에서 금형(1)을 FRP 코어로부터 분리할 시 상기 FRP(3)가 금형(1)의 표면으로부터 용이하게 분리될 수 있도록 상기 금형(1) 표면과 FRP(3) 간에 이형층(10)을 형성하게 된다.(S 10)

여기서 상기 이형층(10)은 상기 금형(1) 표면에 FRP(3)와의 이형 특성을 갖는 에폭시 수지를 포함한 이형재를 도포하여 실시되거나 이형 필름을 부착하여 실시될 수 있다.

이후, 이형층(10)이 형성된 상기 금형(1) 표면의 일부분에 내경 홈부(100)를 형성하기 위한 홈형성부재(20)를 설치하게 된다.(S 20)

상기 홈형성부재(20)는 상기 금형(1) 표면에 설치되어 와인딩 공정 시, FRP(3)가 적층 공급됨에 따라 상기 홈형성부재(20)의 영역을 제외한 나머지 부분에만 FRP(3)가 적층되도록 하는 것이다. 즉, 상기 홈형성부재(20)가 설치되는 공간에 의해 내경 홈부(100)가 형성되는 것이다.

이때, 상기 홈형성부재(20)는 FRP 코어의 내경부로부터 내측으로 함몰되는 내경 홈부(100)를 형성하기 위한 것이므로, 상기 FRP 코어의 내경 홈부(100)를 형성함에 있어 FRP 코어가 충분한 강도를 유지할 수 있는 범위 내에서 그 두께가 선택되어야함은 당연하다.

이러한 홈형성부재(20)가 설치된 이후에 앞서 설명한 이형층(10) 형성 공정과 동일하게 상기 홈형성부재(20)가 설치된 표면에도 이형층(10)을 형성하게 된다.(S 30) 상기 홈형성부재(20)의 이형층(10) 역시 상기 금형(1) 표면의 이형층(10)과 같이 FRP(3)와의 이형 특성을 갖는 에폭시 수지를 포함한 이형재를 도포하여 실시되거나 이형 필름을 부착하여 실시될 수 있다.

여기서, 상기 홈형성부재(20)는 상기 FRP(3)와의 이형 특성을 갖는 재질로 구성됨으로써, 상기 이형층(10)이 훼손되더라도 FRP(3)로부터 홈형성부재(20)가 분리 가능하도록 함이 바람직하다. 예를 들면, 상기 홈형성부재(20)는 이형성이 우수한 열가소성수지의 PE(Poly Ethylene) 및 PP(Poly Propylene)로 제작된 로프류, 봉류 또는 우레탄 폼 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

이 밖에도 상기 홈형성부재(20)는 열경화성수지 또는 종이 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

도 3a 내지 도 3d에 따르면, 상기 홈형성부재(20)는 PP 로프를 일 실시예로서 설명하고 있다. 다시 말해, 상기 금형(1)의 일부분에 그 둘레를 따라 내경 홈부(100)가 형성될 수 있도록 상기 PP 로프를 감고, 그 PP 로프 상부에는 이형층(10)을 형성하는 것이다.

이와 같이 내경 홈부(100)가 형성될 수 있도록 선행 공정이 완료되면, FRP 코어를 형성하기 위해 상기 금형(1) 표면에 연속적으로 미경화된 FRP(3)를 공급하는 와인딩 공정을 실시하게 된다.

상기 와인딩 공정은 회전하는 금형(1)의 표면으로 미경화된 FRP(3)를 연속적으로 공급하여 상기 FRP(3)가 적층되게 함으로써 FRP 코어의 외형을 이루도록 하는 공정으로, 앞서 설명한 바와 같이 금형(1) 표면의 일부분에는 내경 홈부(100)를 형성하기 위한 홈형성부재(20)가 공간을 차지하고 있으므로 공급되는 FRP(3)는 상기 홈형성부재(20)가 차지하는 공간을 이외 부분으로 적층됨으로써 내경 홈부(100)가 형성되는 것이다.

상기 와인딩 공정에서 FRP 코어의 정해진 두께가 즉, 기설정된 외경이 확보될 때까지 상기 미경화된 FRP(3)를 적층 공급하게 되며, FRP 코어의 기설정된 외경 이상 FRP(3)가 적층되면 와인딩 공정을 중단하게 된다.

상술한 와인딩 공정 이후, FRP 코어 제조 장치로부터 FRP(3)가 고착된 금형(1)을 분리시키고, 분리된 금형(1)을 건조 장치(미도시)에서 일정 기간 동안 건조시켜 상기 FRP(3)를 고체화시키게 된다.(S 40)

그 다음 상기 금형(1) 및 금형(1) 표면에 장착된 홈형성부재(20)를 고체화된 FRP(3)로부터 분리하는 분리 공정을 수행하게 된다.(S 50)

먼저, 금형 분리 장치(미도시)를 통해 고체화된 FRP(3)를 고정시키고 상기 금형(1)은 인출부와 결합시켜 상기 금형(1)을 고체화된 FRP(3)로부터 인출시킴으로써 FRP 코어가 완성된다. 이후, 상기 FRP 코어의 내경부에는 내경 홈부(100)를 형성하기 위한 홈형성부재(20)가 존재하게 되는데, 상기 홈형성부재(20)의 표면에 형성된 이형층(10)에 의해 FRP 코어의 내경부에서 상기 홈형성부재(20)를 제거하게 할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 공정들을 통해 최종적으로 내경 홈부(100)가 형성된 FRP 코어가 제조되는 것이며, 간소화된 공정들을 통해 종래 FRP 코어에서처럼 별도의 접합 공정 없이 FRP 코어에 일체화된 내경 홈부(100)를 형성하게 되는 것이다.

상술한 공정들을 통해 최종적으로 내경 홈부(100)가 형성된 FRP 코어는, 도면에 도시하고 있지는 않지만 이후 공정으로, 기설정된 전장에 맞도록 양 단을 절단하는 절단 공정과, 외경부의 평탄도를 확보하기 위해 반복적으로 수행되는 연마 공정, 코팅 공정 및 세척 공정을 더 포함하게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 금형 2 : 고정체
3 : FRP 4 : 회전체
5 : FRP 공급부
10 : 이형층 20 : 홈형성부재
100 : 내경 홈부

Claims (5)

1. 삭제
2. 금형의 표면에 이형층을 형성하는 공정과 회전하는 금형의 표면에 미경화된 FRP를 공급하여 FRP가 적층되도록 하는 와인딩 공정을 포함한 FRP 코어의 제조 방법에 있어서,
   FRP 코어의 내경부에 일정 공간이 마련되도록 내경 홈부를 형성하는 단계를 포함하는 바, 상기 내경 홈부를 형성하는 단계는,
   상기 미경화된 FRP를 적층 공급하기 이전에 상기 금형의 표면 상에 홈형성부재를 마련하는 단계;
   상기 홈형성부재의 표면에 이형층을 형성하는 단계;
   상기 홈형성부재가 마련된 금형을 회전시키고 그 표면에 미경화된 FRP를 공급하여 적층시키는 단계;
   상기 미경화된 FRP가 적층된 금형을 건조하는 단계; 및
   상기 금형과 홈형성부재를 건조된 FRP로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 ＦＲＰ 코어의 제조 방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 홈형성부재는 PE(Poly Ethylene) 로프, PP(Poly Propylene) 로프, 봉류, 우레탄 폼, 열경화성수지, 종이 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 ＦＲＰ 코어의 제조 방법.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 이형층을 형성하는 단계는
   이형 필름을 부착하거나 이형재를 도포하는 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 경량화를 위한 내경 홈부를 가지는 ＦＲＰ 코어의 제조 방법.
   
5. ＦＲＰ 코어에 있어서,
   상기 청구항 2항 내지 청구항 4항 중 어느 한 항을 이용하여 제조됨으로써 그 내경부에 내경 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 ＦＲＰ 코어.

Images