KR101143318B1

KR101143318B1 - Ｓｍｃ 복합체 제조를 위한 연속 성형장치 및 연속 성형방법

Info

Publication number: KR101143318B1
Application number: KR1020090126021A
Authority: KR
Inventors: 김은규; 윤성우; 김원태; 김은성
Original assignee: 재단법인 전주기계탄소기술원; 주식회사 한국몰드
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2012-06-12
Also published as: KR20110069327A

Abstract

본 발명은 종래의 SMC시트 제조공정을 개선하여 별도의 열 프레스나 금형을 이용하지 않고 SMC시트 제조공정시 성형을 실시함으로써 제조공정이 간소화되고 설비 비용을 낮출 수 있는 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치 및 연속 성형방법을 개시한다. 본 발명은 원필름을 이송시키기 위한 이송부; 상기 이송부에서 인출되는 상기 원필름 상에 액상의 열경화성 수지가 도포되도록 도포박스가 형성된 컨베이어부; 상기 컨베이어부에서 인출되는 상기 원필름에 고형용 섬유를 도포하기 위한 도포섬유공급부; 및 상기 도포섬유공급부에서 인출되는 가공필름을 압착하기 위한 압착롤러부를 포함하여 이루어진데 특징이 있다.

smc, 건축패널, 경화수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 압착롤러

Description

ＳＭＣ 복합체 제조를 위한 연속 성형장치 및 연속 성형방법{CONTINUOUS FORMING APPARATUS FOR SHEET MOLDING COMPOUND COMPLEX BODY AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치 및 연속 성형방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 SMC시트 제조공정을 개선하여 별도의 열 프레스나 금형을 이용하지 않고, SMC시트 제조공정시 성형도 같이 실시함으로써 제조공정이 간소화되고 설비 비용을 낮출 수 있는 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치 및 연속 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주택이나 사무실 등에 설치되는 합성수지재 패널은 외표면에 사용자의 기호에 맞는 일정형태의 문양이 도안된 합성수지재 장식판을 접착제로 부착시켜 완성된다.

이때, 합성수지재로 된 장식판으로는 가벼우면서도 내구성이 우수한 성질을 가진 섬유강화 폴리에스테르수지가 압착 성형에 의하여 일정형상의 판재시트로 형성된 SMC(Sheet Molding Compound) 시트가 널리 사용되고 있다.

이와 같은 SMC시트는 복합소재인 불포화 폴리에스테르수지에 증점제, 억제 제, 촉매, 지연제, 경화제 등을 일정비율로 혼합한 후 화이버를 함침시켜 시트형태로 인출한다. 이렇게 인출된 SMC시트를 열 프레스나 금형을 이용하여 다양한 형태로 성형함으로써 건축 내장재나 산업패널에 적용된다.

이러한 SMC시트는 제조시 인출된 시트를 지관에 감아서 점도가 약 1,000,000 cps에 도달 할때까지 약 40℃에서 3~4일 동안 숙성한 후 출하되는데, 이때 시트 상호간의 이형력 및 형상유지(권취시 인접면에 서로 접착되지 않도록 유지)를 위해 APP(Atactic polypropylene)필름이 부착된다.

그러나, 이 APP필름만으로 제조된 시트는 열이나 압력에 취약하다. 따라서 종래의 SMC시트는 제조공정에서 직접 열이나 압력을 가하여 성형할 수 없다. 이에 따라 시트로 인출한 후 별도의 열프레스 공정이나 금형을 이용하여 제품을 성형해야 하는 번거로운 문제점이 있었다.

즉, 종래의 SMC시트 제작공정은 시트 인출후 성형까지 제조공정이 길어지고 제조공정이 복잡하며, 별도의 성형을 위한 설비가 필요함으로써 시설비에 대한 부담이 높아 비효율적인 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 필요에 의해 창안된 것으로서, 종래의 SMC시트 제조공정을 개선하여 별도의 열 프레스나 금형을 이용하지 않고 SMC시트 제조공정시 성형을 실시함으로써 제조공정이 간소화되고 설비 비용을 낮출 수 있는 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치 및 연속 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 원필름을 이송시키기 위한 이송부; 상기 이송부에서 인출되는 상기 원필름 상에 액상의 열경화성 수지가 도포되도록 도포박스가 형성된 컨베이어부; 상기 컨베이어부에서 인출되는 상기 원필름에 고형용 섬유를 도포하기 위한 도포섬유공급부; 및 상기 도포섬유공급부에서 인출되는 가공필름을 압착하기 위한 압착롤러부를 포함하여 이루어진 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치를 제공한다.

상기 압착롤러부에 수평선상에 설치되어, 상기 압착롤러부에서 인출되는 상기 가공필름을 소정의 형상으로 가열압착시키는 성형롤러부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 원필름은 일측면에 패턴이 형성된 데코 필름이 적용될 수 있다.

상기 도포섬유공급부와 상기 압착롤러부 사이에 설치되어, 이동되는 상기 가공필름에 APP 필름이나 데코 필름을 접착하는 필름 공급부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 성형롤러부는 다수개의 가압롤러가 상하로 배치되어 이루어지고, 상기 가압롤러는 인입되는 상기 가공필름의 진행방향으로 갈수록 외주면에 형성된 패턴부가 깊게 형성된 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형방법으로서, 원필름에 액상의 열경화성 수지를 도포하는 제1수지도포단계; 상기 원필름에 고형용 섬유를 도포하는 섬유도포단계; 상기 고형용 섬유가 도포된 상태의 가공필름에 APP 필름이나 데코 필름을 도포하는 제2수지도포단계; 및 상기 제2수지도포단계 이후의 상기 가공필름을 고온상태에서 압착성형하는 데코성형단계를 포함하여 이루어진 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 별도의 열 프레스나 금형을 이용하지 않고 SMC시트 제조공정시 내부에 성형필름을 개재하고, 이를 고온압착하여 인출시킴으로써 간편하게 건축용 패널을 제조할 수 있어, 제조공정이 간소화되고 설비 비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 각 공정시 사용되는 필름을 데코필름이나 수지필름 등으로 전환할 수 있어 건축패널이나 채광패널 등으로 다양하게 제작될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치의 개략적은 각 구성요소를 나타내는 예시도이다.

도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치는 이송부(20), 컨베이어부(30), 도포섬유공급부(40), 및 압착롤러부(60)로 크게 구성된다.

상기한 구성에 있어, 이송부(20)는 하나이상의 이송롤러로 이루어질 수 있으며, 권취된 상태의 원필름(10)을 설비 내측으로 이송시키는 기능을 한다. 이때, 원필름(10)은 수지필름이나 데코필름이 선택적으로 채택될 수 있다.

컨베이어부(30)는 상기 이송부(20)를 따라 이송되는 원필름(10)에 액상의 불포화 폴리에스테르 수지를 도포하도록 도포박스(32)가 마련된다. 또한 컨베이어부(30)에는 원필름(10)을 이송시키기 위해 컨베이어 벨트(33)와 작동롤러(31)가 설치되며, 상기 도포 박스(32)는 컨베이어 벨트(33)의 상부에 위치되도록 설치된다.

도포섬유공급부(40)는 상기 컨베이어 벨트(33)를 따라 이송되는 원필름(10)에 카본섬유(41)나 유리섬유를 도포하여 가공필름(100)을 형성하는 역할을 한다.

이를 위한 구성으로, 도포섬유공급부(40)는 복수의 이송롤러(42,43)가 설치됨으로써, 이동되는 원필름(10)에 카본섬유나 유리섬유가 내재되도록 한다. 이때 상기 카본섬유나 유리섬유는 별도로 장착된 재단설비에 의해 1~70mm로 재단된 상태 로 공급될 수 있음은 물론이다.

압착롤(60)은 도포섬유공급부(40)에서 인출되는 가공필름(100)을 압착 및 함침시키는 구성이다. 즉, 압착롤(60)로 인입되는 가공필름(100)에는 카본섬유(41)나 유리섬유 등과 같은 다수의 필름이 적층된 상태로 인입되는데, 상기 압착롤(60)을 통과하면서 이 필름들은 고압으로 압착되어 상호간에 접착이 이루어진다.

한편, 상기한 구성에 있어서, 도포섬유공급부(40)와 압착롤러부(60) 사이에 는 필름 공급부(50)가 설치될 수 있다. 이 필름 공급부(50)는 이송되는 가공필름(100)에 APP 필름(51)이나 데코 필름을 제공하는 역할을 한다.

이를 위한 구성으로, 필름 공급부(50)는 공급필름이 권취된 공급롤(52)과, 공급되는 필름을 이송시키기 위한 다수의 이송롤(55)로 이루어진다. 여기서 이송롤(55) 사이에는 상술한 도포박스(53)가 설치되어 있어, 이 도포박스(53)를 통해 이송되는 원필름(10)에 열경화성수지를 도포할 수도 있다.

상기와 같은 열경화성수지(불포화 폴리에스테르수지)는 필름과 필름사이에서 접착매개로 작용한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치의 성형롤러부를 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치의 성형롤러부의 상호롤러의 간격을 보여주는 예시도이다.

상기한 구성에 있어서, 상기 압착롤러(60)의 수평선상에는 성형롤러부(70)가 설치되어, 압착롤러(60)에서 인출되는 가공필름(100)을 소정의 형상으로 가열압착시키는 역할을 한다. 이를 위한 구성으로, 도 3과 같이 다수의 가압롤러(71,72,73) 가 상하 한쌍을 이루도록 설치된다.

또한 가압롤러(71,72,73)가 설치되는 공간에는 케이싱(75)이 설치되고, 상기 케이싱(75)에는 다수의 가열소자(76)가 배치되어 가압롤러(71,72,73)가 인입되는 가공필름(100)을 가열시킨다. 이에 따라 가압롤러(71,72,73)를 통해 가공필름(100)은 고압?압착된 상태로 인출될 수 있다.

한편, 상기 가압롤러(71,72,73)는 인입되는 필름의 진행방향으로 배치되는데, 각각의 가압롤러(71,72,73)는 필름의 진행방향으로 갈수록 상하의 가압롤러(71a,71b; 72a,72b; 73a,73b)의 각 외주면에 형성된 패턴부의 굴곡이 보다 깊게 형성된 것이 바람직하다. 이는 가공필름(70)의 성형시 갑작스런 변형으로 가공필름(100)의 평판상에 주름이 형성되는 것을 방지하고자 순차적으로 패턴형상이 이루어지도록 개선한 것이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형방법을 나타내는 공정순서도이다. 도 5와 같이, 본 발명의 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형방법은 제1수지도포단계(S 10), 섬유도포단계(S 20), 제2수지도포단계(S 30), 및 데코성형단계(S 40)가 순차적으로 실시된다.

구체적으로 상기 제1수지도포단계(S 10)는 원필름에 액상의 열경화성 수지를 도포하는 단계이다. 이때, 상기 제1수지도포단계(10)에서 원필름(10; 도 1)은 데코필름이 적용될 수 있다.

이 데코필름은 외주면에 소정의 패턴이 형성되어 주로 건축패널 외장재의 제작시 적용될 수 있다. 또한 상기 열경화성 수지는 불포화 폴리에스테르수지가 적용 될 수 있는데 이 열경화성 수지는 용융후에 인접한 필름을 서로 접착시키는 역할을 한다.

상기 섬유도포단계(S 20)는 상기 원필름에 카본섬유 또는 유리섬유를 도포하는 단계이다. 상기 카본섬유, 유리섬유는 원필름에 도포되어 고형성을 보장하고, 추후 가압롤러로 인입되어 소정의 패턴이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 섬유도포단계(S 20)는 선택적으로 배제될 수 있다. 즉, 건축용 패널이 아닌 일반 채광패널을 생산하고자 하는 경우에 외주면에 패턴부를 형성할 필요없이 평판형으로 제작된다. 따라서 이 경우에는 수지필름이 도포된 상태로 별도의 패턴형성 없이 압착되어 최종 인출될 수 있는 것이다.

상기 제2수지도포단계(S 30)는 상기한 섬유들이 도포된 상태의 가공 필름에 APP 필름이나 데코 필름을 제공하는 단계이다.

즉, 가공필름은 양측에 데코필름이 적용되거나 일측에만 데코필름이 적용될 수 있다. 이에 따라 건축패널이나 채광패널 등 다양한 형상의 패널에 두루 적용시킬 수 있다.

상기 데코성형단계(S 40)는 상기 제2수지도포단계(S 30) 이후의 상기 가공필름을 고온상태에서 압착성형하는 단계이다. 이 단계에서는 가열소자들을 통해 고온을 발생시키고 인입되는 가공필름을 가열시킨후 가압롤러에 형성된 패턴을 가공필름에 형성시키고 외부로 인출시켜 자연 냉각되는 공정으로 이루어진다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치를 나타내는 구성도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치의 개략적은 각 구성요소를 나타내는 예시도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치의 성형롤러부를 나타내는 구성도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치의 성형롤러부의 상호롤러의 간격을 보여주는 예시도, 및

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형방법을 나타내는 공정순서도이다.

<주요 도면부호의 간단한 설명>

10: 원필름 20: 이송부

30: 컨베이어부 40: 도포섬유공급부

50: 필름 공급부 60: 압착롤러부

70: 성형롤러부

Claims

원필름을 이송시키기 위한 이송부;

상기 이송부에서 인출되는 상기 원필름 상에 액상의 열경화성 수지가 도포되도록 도포박스가 형성된 컨베이어부;

상기 컨베이어부에서 인출되는 상기 원필름에 고형용 섬유를 도포하기 위한 도포섬유공급부;

상기 도포섬유공급부에서 인출되는 가공필름을 압착하기 위한 압착롤러부; 및

상기 압착롤러부의 수평선상에 설치되어, 상기 압착롤러부에서 인출되는 상기 가공필름을 소정의 형상으로 가열압착시키는 성형롤러부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건축패널용 연속 성형장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 원필름은 일측면에 패턴이 형성된 데코 필름인 것을 특징으로 하는 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 도포섬유공급부와 상기 압착롤러부 사이에 설치되어, 이동되는 상기 가공필름에 APP 필름이나 데코 필름을 접착하는 필름 공급부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건축패널용 연속 성형장치.
제1항에 있어서,

상기 성형롤러부는 다수개의 가압롤러가 상하로 배치되어 이루어지고,

상기 가압롤러는 인입되는 상기 가공필름의 진행방향으로 갈수록 외주면에 형성된 패턴부가 깊게 형성된 것을 특징으로 하는 건축패널용 연속 성형장치.
제1항, 제3항, 제5항 중 어느 한 항의 건축패널용 연속 성형장치를 이용한 연속 성형방법으로서,

상기 원필름에 액상의 상기 열경화성 수지를 도포하는 제1수지도포단계;

상기 원필름에 고형용 섬유를 도포하는 섬유도포단계;

상기 고형용 섬유가 도포된 상태의 가공필름에 APP 필름이나 데코 필름을 접착하는 제2수지도포단계; 및

상기 제2수지도포단계 이후의 상기 가공필름을 고온상태에서 압착성형하는 데코성형단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건축패널용 연속 성형방법.
제6항에 있어서,

상기 원필름은 일측면에 패턴이 형성된 데코 필름인 것을 특징으로 하는 SMC 복합체 제조를 위한 연속 성형방법.