KR101315945B1 - 연속식 스트랜드 매트의 제조장치 및 이에 의한 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연속식 스트랜드 매트의 제조장치 및 이에 의한 제조방법에 관한 것으로, 일 방향으로 이송되는 컨베이어 벨트의 상측에 상호 이격되어 복수 개 배치되는 섬유 분사유닛들; 상기 컨베이어 벨트의 이송 방향을 따라 상기 복수 개의 섬유 분사유닛들의 후방에 배치되되, 상기 섬유들 상에 바인더를 분사하는 바인더 분사유닛; 상기 바인더 분사유닛 후방에 배치되되, 상기 컨베이어 벨트의 일부를 커버하도록 배치되어 상기 섬유들과 혼합된 상기 바인더를 경화시키는 건조유닛; 및 상기 건조유닛 후방에 배치되며, 상기 섬유들과 상기 바인더가 경화되어 형성된 스트랜드 매트를 가압하여, 상기 연속식 스트랜드 매트 내부에 남아있는 공기를 제거하는 가압 유닛을 포함한다.

Description

연속식 스트랜드 매트의 제조장치 및 이에 의한 제조방법{Apparatus for manufacturing continuous strand mat and method for manufacturing the same}

본 발명은 연속식 스트랜드 매트의 제조장치 및 이에 의한 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 섬유를 분사할 수 있는 섬유 분사유닛을 구비하여 용융로의 방사구(bushing)에서 직접 스트랜드 매트를 생산하지 않고, 연속식 스트랜드 매트 전용의 저 텍스(Tex) 유리섬유가 아닌 범용의 섬유로도 연속식 스트랜드 매트를 제조할 수 있어 제조비용 및 시간을 절감할 수 있는 연속식 스트랜드 매트 제조장치 및 이에 의한 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속식 스트랜드 매트(continuous strand mat, CSM)는 50 텍스(tex) 이하의 유리섬유 스트랜드가 폴리에스테르와 같은 접착제에 의해 결합된 매트 형상을 말하며 주로 자동차 범퍼 및 건축재료 등에 사용되어 왔다. 최근에는 엘인지(LNG)용의 우레탄 단열재(R-PUF)의 강도 보강용으로 많이 사용되고 있다.

종래의 유리섬유 매트를 제조하는 방법으로 U.S Patent no. 6,680,115에 개시되어 있다. 개시된 기술을 참조하여 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이, 미리 방사 부싱으로부터 유리용융물을 방사하여 케이크 또는 지관 등에 감고, 수분을 제거하기 위해 건조로에서 장시간(약 24시간) 건조한 후, 케이크 또는 지관 등에 감겨진 유리섬유 스트랜드를 분산 또는 컷팅하여 유리섬유 스트랜드 매트를 제조할 수 있다.

그런데 종래와 같은 방법은, 유리섬유가 용융된 용유로가 근접해 있어야 하기 때문에 많은 부속설비 등이 필요하여 비용이 증가하는 문제점이 있다.

대한민국등록특허공보 제10-1149276호

본 발명은 섬유를 분사할 수 있는 섬유 분사유닛을 구비하여 용융로의 방사구(bushing)에서 직접 스트랜드 매트를 생산하지 않고, 연속식 스트랜드 매트 전용의 저 텍스(Tex) 유리섬유를 생산하지 않으면서도 연속식 스트랜드 매트를 제조할 수 있어 제조비용 및 시간을 절감할 수 있는 연속식 스트랜드 매트 제조장치 및 이에 의한 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 일 방향으로 이송되는 컨베이어 벨트의 상측에 상호 이격되어 복수 개 배치되는 섬유 분사유닛들; 상기 컨베이어 벨트의 이송 방향을 따라 상기 복수 개의 섬유 분사유닛들의 후방에 배치되되, 상기 섬유들 상에 바인더를 분사하는 바인더 분사유닛; 상기 바인더 분사유닛 후방에 배치되되, 상기 컨베이어 벨트의 일부를 커버하도록 배치되어 상기 섬유들과 혼합된 상기 바인더를 경화시키는 건조유닛; 및 상기 건조유닛 후방에 배치되며, 상기 섬유들과 상기 바인더가 경화되어 형성된 스트랜드 매트를 가압하여, 상기 연속식 스트랜드 매트 내부에 남아있는 공기를 제거하는 가압 유닛을 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조장치를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 본 발명은, 컨베이어 벨트가 일 방향으로 이송되기 시작하면, 상기 컨베이어 벨트의 속도에 연동되어 상기 컨베이어 벨트의 상측에 구비된 복수 개의 섬유 분사유닛들이 순차적으로 섬유를 분사하는 단계; 상기 컨베이어 벨트의 일 방향을 따라 상기 섬유 분사유닛들의 후방에 배치된 바인더 분사유닛을 이용하여, 상기 컨베이어 벨트 상에 분사되어 적층된 상기 섬유에 액상의 바인더를 분사하는 단계; 상기 바인더 분사유닛의 후방에 배치된 건조유닛을 상기 컨베이어 벨트가 통과하는 동안, 상기 액상의 바인더를 경화시켜 스트랜드 매트를 형성하는 단계; 및 상기 건조유닛의 후방에 배치된 가압 유닛을 이용하여, 상기 연속식 스트랜드 매트를 가압하여 상기 연속식 스트랜드 매트 내부의 공기를 제거하며 상기 연속식 스트랜드 매트를 일정한 두께로 형성하는 단계를 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조방법을 제공한다.

본 발명에 연속식 스트랜드 매트 제조장치 및 이에 의한 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 섬유 분사유닛을 구비함으로써 연속식 스트랜드 매트 전용의 저 텍스(tex) 유리섬유가 아닌 범용의 섬유를 바로 섬유 분사유닛을 통해 컨베이어 벨트에 연속적으로 적층되게 분사하여 연속식 스트랜드 매트를 제조할 수 있다. 특히, 범용의 섬유로 연속식 스트랜드 매트를 제조하기 때문에 생산속도의 가변이 가능하고 사용원사에 의한 불량률을 최소화함으로써 비용을 절감하는 효과를 가질 수 있다. 그리고 전술한 바와 같이, 섬유가 다양한 방향으로 분사되어 적층되면 스트랜드 매트가 특정한 방향성을 갖지 않는 무방향성에 의한 강도를 갖기 때문에 외부 충격에도 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있어 스트랜드 매트의 강성을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.

둘째, 가압벨트를 포함하는 가압 유닛을 구비함으로써, 가압면적을 크게 할 수가 있으므로 저압으로도 서서히 가압을 할 수 있으며, 연속식 스트랜드 매트의 균일한 두께 형성과 소량의 바인더만으로도 충분한 접착력을 유지할 수 있고 연속식 스트랜드 매트의 평활도를 향상시킬 수 있다. 특히, 가압벨트는 스트랜드 매트와 접촉되는 면적이 넓기 때문에 스트랜드 매트 내부에 남아있는 공기를 보다 효과적으로 균일하게 제거하는 효과를 가질 수 있다. 즉, 연속식 스트랜드 매트의 전면이 일정한 두께를 가질 수 있는 것이다.

셋째, 바인더 분사유닛을 구비하며, 바인더 분사유닛에서 분말상태의 바인더와 물을 혼합하여 액상의 바인더로 제조한 후 섬유에 분사하기 때문에 종래에 분말의 바인더를 분사하고 물을 분사할 때, 또는 미리 제조된 액상 바인더를 사용하는 경우보다 소량의 바인더를 사용할 수 있으며, 바인더의 접착성을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 스트랜드 매트 제조장치의 측면 간략도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 따른 연속식 스트랜드 매트 제조장치의 섬유 분사유닛의 실시예에 따른 간략도이다.]
도 3은 도 1에 따른 연속식 스트랜드 매트 제조장치의 바인더 분사유닛의 사시도이다.
도 4는 도 1에 따른 연속식 스트랜드 매트 제조장치의 건조 유닛의 사시도이다.
도 5은 도 1에 따른 연속식 스트랜드 매트 제조장치의 가압 유닛의 사시도이다.
도 6는 도 1에 따른 연속식 스트랜드 매트 제조장치로 연속식 스트랜드 매트를 제조하는 방법이 도시된 블록도이다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 스트랜드 매트 제조장치에 대해서 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 스트랜드 매트 제조장치(100)는, 섬유 분사유닛들(110), 바인더 분사유닛(120), 건조유닛(130), 가압 유닛(140) 및 권취롤러(150)를 포함한다. 설명에 앞서, 컨베이어 벨트(C)의 하부에는 상기 컨베이어 벨트(C)를 지지하는 베이스 플레이트(10)가 구비된다. 상기 베이스 플레이트(10)를 통해 상기 컨베이어 벨트(C)를 지지하기 때문에 후술에서 상기 섬유 분사유닛(110)들을 통해 상기 섬유가 분사되거나 바인더 분사유닛(120)을 통해 액상의 바인더가 분사되어도 상기 컨베이어 벨트(C)가 쳐지는 것을 방지할 수 있다.

먼저, 상기 섬유 분사유닛(110)들은 적어도 두 개 이상으로 복수 개 구비되는데, 상기 컨베이어 벨트(C)의 상측에 상기 섬유 분사유닛(110)들이 설정된 간격만큼 상호 이격되되, 상기 컨베이어 벨트(C)의 길이 방향을 따라 배치된다. 상기 섬유 분사유닛(110)들이 구비되는 개수는 제조하고자 하는 연속식 스트랜드 매트의 두께에 따라 조절될 수 있다.

한편, 상기 섬유 분사유닛(110)들은 모두 동일한 구성을 가지므로, 하나의 섬유 분사유닛(110)을 대표적으로 설명하기로 한다. 상기 섬유 분사유닛(110)은 멀티 엔드 형태의 패키지로 권취된 섬유가 장착된 크릴스탠드(111)와 연결되어 있어, 상기 크릴스탠드(111)로부터 상기 섬유를 공급받는 것이다. 상기 복수 개의 섬유 분사유닛(110)들에는 각각의 상기 크릴스탠드(111)에 서로 다른 종류의 섬유가 권취되어 있어, 각각의 상기 섬유 분사유닛(110)이 서로 다른 종류의 섬유를 분사하고, 서로 다른 종류의 섬유들이 적층될 수 있다.

그러나 상기 섬유 분사유닛(110)들의 각각의 상기 크릴스탠드(111)에 모두 같은 종류의 섬유가 권취되어 있어, 각각의 상기 섬유 분사유닛(110)을 통해 같은 종류의 섬유를 다수 회 분사하여 적층시킬 수도 있다. 이는 제조하고자 하는 연속식 스트랜드 매트의 종류에 따라 제조자에 의해 결정될 수 있다. 예시적으로 상기 섬유는 유리 섬유일 수 있으나, 전술한 바와 같이 서로 다른 종류의 섬유가 사용되는 경우에는 상기 유리 섬유 외 다양한 섬유가 혼용될 수도 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하여 예시적으로 설명하면, 본 실시예에서는 5 내지 13mm의 필라멘트가 멀티 엔드 형태의 패키지로 권취되어 상기 크릴스탠드(111)에 장착되어 있으며, 상기 섬유 분사유닛(110)들은 모두 같은 종류의 상기 필라멘트를 분사한다. 그러나 이는 본 실시예에만 한정되는 것이므로, 상기 필라멘트 외 다른 종류의 섬유가 이용될 수도 있다.

상기 섬유 분사유닛(110)에 대해 도 2a 및 도 2b를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 섬유 분사유닛(110)은, 롤러들(112), 제1 모터(113), 이젝터(114), 제2 모터(115) 및 흐트림 바(116)를 포함한다. 상기 롤러(112)들은 상호 마주하도록 배치되며, 상기 제1 모터(113)에 의해 회전된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 롤러(112)들은 서로 반대 방향으로 회전된다.

상기 롤러(112)들이 서로 반대 방향으로 회전됨으로써, 상기 섬유 분사유닛(110)과 연결된 상기 크릴스탠드(111)에 장착된 상기 섬유가 상기 롤러(112)들에 의해 잡아당겨 지면서 공급되는 것이다. 상기 롤러(112)들은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 하나의 상기 제1 모터(113)에 의해 회전되거나, 각각의 상기 롤러(112)에 연결된 각각의 상기 제1 모터(113)에 의해 회전될 수 있다. 상기 제1 모터(113)는 상기 롤러들(112)의 회전 속도를 조절함으로써, 상기 섬유 분사유닛(110)의 상기 섬유 분사 속도를 조절할 수 있어 상기 제1 모터(113)를 제어하는 것만으로 작업자가 원하는 분사속도로 자동으로 제어할 수 있다.

상기 롤러(112)들에 의해 공급되는 상기 섬유는 상기 롤러(112)들과 연결된 상기 이젝터(114)를 통해서 상기 컨베이어 벨트(C) 상으로 분사된다. 상기 이젝터(114)는 벤츄리 원리로 작동되는 것으로, 상기 롤러(112)들을 통해 공급되는 상기 섬유를 상기 컨베이어 벨트(C) 상에 분사한다. 한편, 상기 이젝터(114)는 상기 제2 모터(115)와 연결되어 있으며, 상기 제2 모터(115)는 상기 이젝터(114)를 상기 컨베이어 벨트(C)의 폭 방향을 따라 왕복 이동시키는 역할을 한다. 상기 이젝터(114)와 상기 제2 모터(115)는 실린더, 링크 및 기어 중 적어도 어느 하나와 연결될 수 있다.

도 2a를 참조하면, 상기 이젝터(114)가 상기 제2 모터(115)에 의해 상기 컨베이어 벨트(C)의 폭 방향을 따라 왕복 이동함으로써, 상기 섬유가 상기 컨베이어 벨트(C)의 어느 한 부분에 집중되어 분사되지 않고 상기 컨베이어 벨트(C) 상에 고루 분사된다. 또한, 제조하고자 하는 연속식 스트랜드 매트의 폭 길이만큼 상기 이젝터(114)를 왕복 이동시켜 상기 섬유를 분사할 수 있다.

한편, 도 2b를 참조하면, 상기 이젝터(114)는 상기 컨베이어 벨트(C)의 폭 방향을 따라 왕복 이동하는 것에 한정되지 않고, 상기 컨베이어 벨트(C)의 길이 방향을 따라 설정된 간격만큼 왕복 이동을 하거나, 상기 컨베이어 벨트(C)의 길이 방향 또는 폭 방향에 대한 사선 방향을 따라 설정된 간격만큼 왕복 이동을 하면서 상기 섬유를 상기 컨베이어 벨트(C) 상에 고루 분사할 수 있다.

또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 이젝터(114)는 힌지(114a) 결합되어 있어, 상기 이젝터(114)와 연결되는 상기 제2 모터(115)로 이젝터(114)를 구동시키면 상기 이젝터(114)에 자유롭게 스윙 운동을 하게 된다. 이렇게 상기 이젝터(114)가 스윙 운동을 하게 되면, 상기 섬유가 특정한 방향성을 나타내지 않고 자유롭게 분사되는 특징을 갖게 된다.

상기 흐트림 바(116)는 상기 이젝터(115)로부터 연장되어 형성되는데, 상기 이젝터(115)와 상기 컨베이어 벨트(C)의 사이 즉, 상기 이젝터(115)의 하측에 형성된 분사구(미도시)를 향한 방향으로 연장 형성된다. 상기 흐트림 바(116)는 상기 이젝터(115)로부터 연장 형성되므로 상기 이젝터(115)와 함께 상기 컨베이어 벨트(C)의 폭 방향을 따라 왕복 이동한다. 이에 따라 상기 섬유가 상기 이젝터(115)를 통해 분사될 때, 상기 흐트림 바(116)와 충돌하게 되고, 상기 섬유는 상기 흐트림 바(116)와 충돌하면서 상기 컨베이어 벨트(C) 상으로 분사되는 방향이 일정하지 않고 다양한 방향으로 분사하게 된다.

이와 같이 상기 이젝터(114)와 상기 흐트림 바(116)에 의해 상기 섬유가 다 방향으로 분사하게 되면, 상기 섬유에 의해 제조되는 연속식 스트랜드 매트에는 균일한 방향의 결이 생기지 않기 때문에 외부 충격에 의해 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있어 연속식 스트랜드 매트의 강성을 향상시키는 효과를 가질 수 있게 된다.

전술하였듯이, 상기 각 섬유 분사유닛(110)의 구성은 동일하지만 상기 섬유 분사유닛(110)이 상기 컨베이어 벨트(C)의 폭 방향이나, 길이 방향 또는 사선 방향 등과 같이 다양한 방향으로 왕복 이동하기 때문에 다양한 방향으로 섬유를 분사할 수 있다.

상기 바인더 분사유닛(120)들은 상기 컨베이어 벨트(C)의 이송 방향을 따라 상기 섬유 분사유닛(110)들의 후방에 배치된다. 도 1에는 생략하여 도시하였으나, 상기 바인더 분사유닛(120)들은 상호 등 간격으로 이격 배치된다. 상기 바인더 분사유닛(120)들은 상기 섬유 분사유닛(110)들을 통해 상기 컨베이어 벨트(C) 상에 적층되게 분사된 상기 섬유에 액상의 바인더를 분사하는 역할을 한다. 상기 바인더 분사유닛(120)들은 상기 액상의 바인더를 분사하기 위해서 상기 각 바인더 분사유닛(120)은 바인더 혼합부(121)와 바인더 분사부(123)를 포함한다.

상기 바인더 분사유닛(120)으로 공급되는 바인더는 분말상태로 물과 함께 공급되는데, 상기 바인더는 공급된 분말상태로 상기 섬유에 분사되는 것이 아니라, 액체 상태로 제조되어 상기 섬유에 분사된다. 따라서 상기 바인더 혼합부(121)에서 분말 상태로 공급된 바인더와 물을 혼합하여 액상의 바인더로 제조하고, 상기 바인더 분사부(122)를 통해 상기 섬유로 분사된다. 상기 바인더 혼합부(121)의 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이, 스크루(121a)가 설치되며 상기 스크루(121a)를 이용하여 분말 상태의 바인더와 물을 혼합하여 액상의 바인더로 제조한다.

그리고 상기 바인더 혼합부(121)로부터 연장 형성된 상기 바인더 분사부(123)를 통해 상기 액상의 바인더가 상기 컨베이어 벨트(C) 상에 적층된 상기 섬유로 분사된다. 상기 바인더 분사부(123)는 예시적으로 스프레이 또는 노즐 중 어느 하나를 포함하며, 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 노즐의 형태로 구비되었으나, 상기 액상의 바인더를 넓은 범위로 분사할 수 있는 구조라면 상기 스프레이 또는 노즐 형태에 한정되지 않고 다양한 형태로 구비될 수 있다.

상기 바인더로는 예시적으로 폴리에스테르 수지를 사용하지만, 대한민국등록특허 제10-1203029호(유리 촙드 스트랜드 매트용 바인더)에 개시된 바와 같이, 기능이 강화된 바인더를 사용할 수도 있다.

한편, 상기 컨베이어 벨트(C)에는 상기 바인더 분사유닛(120)에 대응되는 위치에 상기 컨베이어 벨트(C)에 진동을 일으키는 진동유닛(미도시)이 연결될 수 있는데, 상기 진동유닛(미도시)은 상기 컨베이어 벨트(C)가 상기 바인더 분사유닛(120)의 하측을 이동할 때 진동을 일으켜 상기 컨베이어 벨트(C) 상에 분사된 상기 섬유가 진동에 의해 미세하게 움직이도록 하여 상기 바인더 분사유닛(120)에서 분사되는 상기 바인더에 상기 섬유가 고루 함침되도록 할 수 있다.

상기 건조유닛(130)은 상기 컨베이어 벨트(C)의 이송 방향을 따라 상기 바인더 분사유닛(120)의 후방에 배치되는데, 상기 바인더 분사유닛(120)과 설정 간격만큼 이격되어 배치된다. 상기 건조유닛(130)은 상기 섬유와, 상기 섬유에 분사된 상기 액상의 바인더가 상기 컨베이어 벨트(C)에 의해 이송되어 오면, 상기 액상의 바인더가 경화되도록 건조시키는 역할을 한다.

상기 건조유닛(130)은 상기 컨베이어 벨트(C)의 일부를 커버하도록 구비되는 챔버(131)를 포함한다. 따라서 상기 컨베이어 벨트(C)가 상기 챔버(131) 내부를 통과하며 이송된다. 그리고 상기 챔버(131)의 내부에 설치되는 건조용 램프(133)도 포함하는데, 본 실시예에서는 예시적으로 상기 챔버(131)의 내부 측면에 건조용 램프(133)들이 상호 이격되어 복수 개 설치된다. 상기 건조용 램프(133)는 자외선 램프, 적외선 램프 또는 열 히터 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 본 실시예에서는 예시적으로 자외선(UV) 램프를 사용하는 것으로 도시되어 있다.

상기 컨베이어 벨트(C)가 상기 챔버(131) 내부를 통과할 때, 상기 건조용 램프(133)들은 상기 액상의 바인더가 경화되도록 건조시킨다. 상기 액상의 바인더가 건조되면, 상기 액상의 바인더에 함침 되었던 상기 섬유가 결집되면서 연속식 스트랜드 매트가 형성된다. 상기 건조유닛(130)의 상기 챔버(131)의 크기 또는 상기 챔버(131)에 설치되는 상기 건조용 램프(133)들의 용량은 상기 컨베이어 벨트(C)가 통과하는 동안 상기 액상 바인더가 건조되는 정도에 따라 제조자에 의해 얼마든지 변경될 수 있다. 즉, 상기 챔버(131)의 길이나 상기 건조용 램프(133)의 용량 또는 상기 건조용 램프(133)가 설치되는 개수를 조절하여 상기 액상의 바인더가 건조되는 정도를 조절할 수 있다. 다만, 상기 액상의 바인더가 완전 경화되면 후술되는 가압 유닛(140)을 통과할 때 경화된 바인더에 크랙 발생과 같은 파손의 우려가 있으므로 적당한 점성을 갖도록 경화되는 것이 중요하다.

상기 가압 유닛(140)은 상기 컨베이어 벨트(C)의 이송 방향을 따라 상기 건조유닛(130)의 후방에 배치되되, 상기 건조유닛(130)과 설정 간격만큼 이격되고 상기 섬유 분사유닛(110)들부터 상기 건조유닛(130)을 거쳐 형성된 상기 연속식 스트랜드 매트가 구비되는 상기 컨베이어 벨트(C)를 기준으로 상하 대칭으로 배치된다. 상기 건조유닛(130)을 통해 상기 액상의 바인더가 건조되어 상기 연속식 스트랜드 매트가 형성되더라도, 상기 섬유와 상기 액상의 바인더 사이에 공기가 남아있을 수 있고, 상기 공기에 의해 상기 연속식 스트랜드 매트의 표면이 매끄럽지 않아 평활도가 낮아지게 된다. 따라서 상기 가압 유닛(140)은 상기 연속식 스트랜드 매트 내부의 공기를 제거하는 역할을 하도록 구비되는 것이다.

상기 가압 유닛(140)은 상기 컨베이어 벨트(C)와 설정된 간격만큼 상기 컨베이어 벨트(C)의 상측 방향 및 하측 방향으로 이격된 제1 롤러(141)들을 포함하며, 상기 제1 롤러(141)들은 상호 간 설정 간격만큼 상기 컨베이어 벨트(C)와 나란한 방향으로 이격되어 있다. 그리고 상기 제1 롤러(141)들을 감싸도록 구비되는 가압벨트(143)도 포함한다. 상기 컨베이어 벨트(C)를 기준으로 상측에 배치된 상기 가압 유닛(140)의 상기 제1 롤러(141)들과 하측에 배치된 상기 가압 유닛(140)의 상기 제1 롤러(141)들 사이의 이격 간격은 상기 컨베이어 벨트(C)와 상기 연속식 스트랜드 매트가 통과할 수 있으되, 상기 제1 롤러(141)들을 감싸도록 구비된 상기 가압벨트(143)에 의해 상기 연속식 스트랜드 매트에 소정의 압력이 가해질 수 있는 정도이어야 한다.

상기 가압 유닛(140)들 사이를 상기 연속식 스트랜드 매트가 통과할 때, 상기 가압벨트(143)에 의해 가압되어 상기 연속식 스트랜드 매트 내부의 공기가 제거되어야 하므로, 상기 컨베이어 벨트(C)와 상기 제1 롤러(141)들 사이의 이격 간격이 상기 연속식 스트랜드 매트의 두께보다 더 크면 안 되고, 상기 컨베이어 벨트(C)와 상기 제1 롤러(141)들 사이의 이격 간격이 상기 상기 연속식 스트랜드 매트의 두께보다 너무 작아 상기 연속식 스트랜드 매트가 통과할 수 없어서도 안 된다.

상기 가압벨트(143)는 상기 제1 롤러(141)들에 의해서 회전되는데, 상측에 배치된 상기 가압벨트(143)의 회전 방향과 하측에 배치된 상기 가압벨트(143)의 회전방향은 서로 반대 방향으로 회전된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상측에 배치된 상기 가압벨트(143)는 B 방향으로 회전되면, 하측에 배치된 상기 가압벨트(143)는 상기 컨베이어 벨트(C)가 이송되는 방향인 A 방향과 동일한 방향을 회전된다. 따라서 상기 연속식 스트랜드 매트가 상기 가압 유닛(140)들 사이를 통과할 때, 상기 가압 유닛(140)의 상기 가압벨트(143)가 상기 연속식 스트랜드 매트를 가압하여 상기 섬유와 상기 바인더 사이의 공기를 제거한다. 이와 같이 상기 연속식 스트랜드 매트 내 공기를 제거하면 상기 연속식 스트랜드 매트의 표면이 매끄러워져 평활도가 향상되어 우수한 품질의 스트랜드 매트를 얻어낼 수 있다.

한편, 상기와 같이 상기 가압벨트(143)를 이용하여 상기 연속식 스트랜드 매트를 가입하게 되면 상기 가압벨트(143)와 상기 연속식 스트랜드 매트의 접촉 면적이 넓어지기 때문에 보다 균일하게 상기 연속식 스트랜드 매트 내부의 공기를 제거하여 평활도를 향상시키는 효과를 가질 수 있다. 본 실시예에서는 도면에 도시된 바와 같이 상기 컨베이어 벨트(C)를 기준으로 상측과 하측에 상기 가압유닛(140)이 배치된 것으로 설명하였으나, 이에 한정될 필요 없이 상기 컨베이어 벨트(C)의 상측에만 상기 가압유닛(140)이 설치될 수도 있다.

마지막으로 상기 권취롤러(150)는 상기 컨베이어 벨트(C)의 이송 방향을 따라 상기 가압 유닛(140)의 후방에 배치되되, 상기 가압 유닛(140)과 설정 간격만큼 이격되어 배치된다. 상기 권취롤러(150)는 상기 섬유 분사유닛(110)들부터 상기 가압 유닛(140)을 거쳐 오면서 제작된 상기 연속식 스트랜드 매트를 작업자가 운반하기 좋도록 설정된 양만큼 권취하는 역할을 하는 것이다.

상기 연속식 스트랜드 매트를 권취하는 상기 권취롤러(150)의 길이는 상기 컨베이어 벨트(C)의 폭 방향의 길이보다 더 길게 형성하는 것이 일반적이다. 상기 권취롤러(150)가 설정된 양의 상기 연속식 스트랜드 매트를 권취하면 별도로 구비되는 커터(미도시)를 이용하여 상기 연속식 스트랜드 매트를 절단하고 상기 권취롤러(150)에 권취된 상기 연속식 스트랜드 매트를 상기 권취롤러(150)로부터 분리시켜 운반할 수 있다. 상기 연속식 스트랜드 매트는 연속식으로 제조되므로, 상기 권취롤러(150)는 다수 개 구비하여 설정된 양만큼 상기 연속식 스트랜드 매트가 권취된 상기 권취롤러(150)에서 상기 연속식 스트랜드 매트를 분리시키는 동안, 다른 스트랜드 매트를 이용하여 연속적으로 제조되는 스트랜드 매트를 권취할 수 있다.

전술한 바와 같은 상기 연속식 스트랜드 매트를 제조장치를 이용하여 연속식 스트랜드 매트를 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다. 도 6에는 연속식 스트랜드 매트 제조방법이 도시되어 있는데, 도 6을 참조하면, 먼저 상기 섬유 분사유닛(110)을 이용하여 상기 컨베이어 벨트(C) 상에 상기 섬유를 분사하는 단계가 이루어진다.(S205 단계) 상기 섬유 분사유닛(110)은 전술한 바와 같이, 상기 컨베이어 벨트(C)가 이송되는 방향을 따라 설정 간격만큼 상호 간 이격되어 있으므로, 상기 컨베이어 벨트(C)가 이송되는 동안 각각의 상기 섬유 분사유닛(110)에서 상기 섬유가 분사되면 상기 섬유들은 적층된다.

상기 섬유들이 적층되면, 상기 바인더 분사유닛(120)을 통해 상기 섬유들에 액상의 바인더를 분사하는 단계가 이루어진다.(S210 단계) 상기 액상의 바인더는 상기 섬유들을 함침 시킬 수 있을 정도의 충분한 향을 분사하도록 한다.

분사된 상기 액상의 바인더에 상기 섬유들이 함침 되면, 상기 건조유닛(130)을 통과시키며 상기 액상의 바인더가 경화되도록 건조시키는 단계가 이루어진다.(S215 단계) 상기 건조유닛(130)의 상기 챔버(131) 내부로 상기 컨베이어 벨트(C)가 통과하는 동안 상기 챔버(131)에 설치된 상기 건조용 램프(133)에 의해 상기액상의 바인더가 경화되어 상기 연속식 스트랜드 매트로 형성된다.

그러나 상기 건조유닛(130)까지의 과정을 거쳐 형성된 상기 연속식 스트랜드 매트는 내부에 상기 바인더가 경화되면서 남아있던 공기에 의해 상기 연속식 스트랜드 매트의 표면이 매끄럽지 않아 평활도가 낮다. 따라서 상기 건조유닛(130)의 후방에 배치된 상기 가압 유닛(140)에 의해 상기 연속식 스트랜드 매트 내부의 공기를 제거하는 단계가 이루어진다.(S220 단계) 이 단계에서는 상기 가압 유닛(140)과 상기 컨베이어 벨트(C) 사이로 상기 연속식 스트랜드 매트를 통과시키면 상기 연속식 스트랜드 매트 내부의 공기를 제거된다. 이렇게 상기 연속식 스트랜드 매트 내부의 공기를 제거하면 상기 연속식 스트랜드 매트의 평활도를 향상시킬 수 있다.

마지막으로 상기 섬유 분사유닛(110)들부터 상기 가압 유닛(140)을 거쳐 완성된 상기 연속식 스트랜드 매트를 운반하기 쉽도록 상기 권취롤러(150)를 이용하여 권취하는 단계가 이루어진다.(S225 단계) 상기 권취롤러(150)에는 상기 연속식 스트랜드 매트를 운반하기 적정한 중량이 되도록 설정된 양만큼 상기 연속식 스트랜드 매트가 권취된다. 상기와 같이 권취된 상기 연속식 스트랜드 매트는 상기 커터(미도시)에 의하여 절단되고, 상기 권취롤러(150)와 분리되어 별도의 장소에 보관될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110: 섬유 분사유닛 120: 바인더 분사유닛
130: 건조유닛 140: 가압 유닛
150: 권취롤러

Claims (12)

1. 일 방향으로 이송되는 컨베이어 벨트의 상측에 상호 이격되어 복수 개 배치되는 섬유 분사유닛들;
   상기 컨베이어 벨트의 이송 방향을 따라 상기 복수 개의 섬유 분사유닛들의 후방에 배치되되, 상기 섬유 분사유닛들에서 분사된 섬유들 상에 바인더를 분사하는 바인더 분사유닛;
   상기 바인더 분사유닛 후방에 배치되되, 상기 컨베이어 벨트의 일부를 커버하도록 배치되어 상기 섬유 분사유닛들에서 분사된 섬유들과 혼합된 상기 바인더를 경화시키는 건조유닛; 및
   상기 건조유닛 후방에 배치되며, 상기 섬유 분사유닛들에서 분사된 섬유들과 상기 바인더가 경화되어 형성된 연속식 스트랜드 매트를 가압하여, 상기 연속식 스트랜드 매트 내부에 남아있는 공기를 제거하는 가압 유닛을 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수 개의 섬유 분사유닛들은 각각 서로 다른 종류의 섬유들을 분사하며, 상기 서로 다른 종류의 섬유들이 적층되는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수 개의 섬유 분사유닛들은,
   상기 컨베이어 벨트의 길이 방향을 따라 설정 간격만큼 이격 배치되며,
   상기 각 섬유 분사유닛은,
   상기 컨베이어 벨트의 폭 방향, 길이 방향 또는 상기 컨베이어 벨트의 길이 방향에 대한 사선 방향 중 어느 한 방향으로 상기 섬유를 분사시키는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 섬유 분사유닛은,
   상호 마주하도록 배치되어 제1 모터에 의해 회전되는 롤러들;
   상기 롤러들 사이로 공급되는 상기 섬유를 상기 컨베이어 벨트 상으로 분사시키는 이젝터; 및
   실린더, 링크 및 기어 중 어느 하나에 의해 상기 이젝터와 연결되어 상기 이젝터를 상기 컨베이어 벨트의 폭 방향으로 왕복 이동시키는 제2 모터를 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 섬유 분사유닛은,
   상호 마주하도록 배치되어 제1 모터에 의해 회전되는 롤러들;
   힌지 결합되어 상기 롤러들 사이로 공급되는 상기 섬유를 상기 컨베이어 벨트 상으로 분사시키는 이젝터; 및
   상기 이젝터에 밀거나 당기는 힘을 가하도록 실린더, 링크 및 기어 중 어느 하나에 의해 연결되어 상기 이젝터를 스윙 운동시키는 제2 모터를 포함하며,
   상기 제2 모터는 상기 힌지의 중심축과 일치하지 않은 위치에서 상기 이젝터에 밀거나 당기는 힘을 가하는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
6. 청구항 4 또는 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이젝터로부터 상기 이젝터와 상기 컨베이어 벨트 사이로 연장 형성되어 상기 이젝터를 통해 분사되는 상기 섬유를 흐트러뜨리는 흐트림 바를 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 섬유 분사유닛은 멀티 엔드 형태의 패키지로 권취된 섬유가 장착된 크릴스탠드와 연결되는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 바인더 분사유닛은,
   분말 형태의 바인더와 물을 공급받아 액상의 바인더로 제조하는 바인더 혼합부; 및
   상기 바인더 혼합부와 연결되며, 상기 액상의 바인더를 상기 섬유에 분사하는 바인더 분사부를 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 가압 유닛은,
   상기 컨베이어 벨트로부터 설정 간격만큼 상측 방향으로 이격 배치된 제1 롤러;
   상기 제1 롤러로부터 설정 간격만큼 상기 컨베이어 벨트와 나란한 방향으로 이격된 제2 롤러; 및
   상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러를 감싸며, 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러에 의해 상기 컨베이어 벨트와 반대 방향을 회전되는 가압벨트를 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 유닛의 후방에 배치되며, 상기 연속식 스트랜드 매트를 운반할 수 있도록 설정된 양만큼 권취하는 권취롤러를 더 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조장치.
11. 컨베이어 벨트가 일 방향으로 이송되기 시작하면, 상기 컨베이어 벨트의 속도에 연동되어 상기 컨베이어 벨트의 상측에 구비된 복수 개의 섬유 분사유닛들이 순차적으로 섬유를 분사하는 단계;
    상기 컨베이어 벨트의 일 방향을 따라 상기 섬유 분사유닛들의 후방에 배치된 바인더 분사유닛을 이용하여, 상기 컨베이어 벨트 상에 분사되어 적층된 상기 섬유 분사유닛들에서 분사된 섬유에 액상의 바인더를 분사하는 단계;
    상기 바인더 분사유닛의 후방에 배치된 건조유닛을 상기 컨베이어 벨트가 통과하는 동안, 상기 액상의 바인더를 경화시켜 연속식 스트랜드 매트를 형성하는 단계; 및
    상기 건조유닛의 후방에 배치된 가압 유닛을 이용하여, 상기 연속식 스트랜드 매트를 가압하여 상기 연속식 스트랜드 매트 내부의 공기를 제거하며 상기 연속식 스트랜드 매트를 일정한 두께로 형성하는 단계를 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가압 유닛의 후방에 배치된 권취롤러에 공기를 제거하여 완성된 상기 연속식 스트랜드 매트를 설정된 양만큼 권취하는 단계를 더 포함하는 연속식 스트랜드 매트 제조방법.
    

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