KR101619258B1 - 에프알피 매트 성형장치와 이를 이용한 정화조의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에프알피(FRP) 매트 성형장치와 이를 이용한 정화조의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필라멘트로 직조한 매트를 롤 상태로 공급하며 함침장치에서 수지에 함침시킨 후 배출되는 과정에서 한 쌍의 압력 롤러를 통하여 가압하여 수지가 일정하게 함침된 후 수지가 일정하게 함침된 FRP 매트를 성형할 수 있도록 하고, 상기 FRP 매트를 일정한 길이로 절단하여 금형에 공급함으로써 FRP 정화조를 성형할 수 있도록 하는 에프알피 매트 성형장치와 이를 이용한 정화조의 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 필라멘트를 직조기에 공급하여 직조에 의해 FRP 매트를 성형하는 FRP 매트 성형단계와; 상기 FRP 매트에 수지를 공급하여 수지 함침 FRP 매트 성형한 후 정화조 성형금형에 공급하여 FRP 정화조를 성형하는 정화조의 제조방법에 있어서,
수지 100kg에 경화제 1.5kg이 되도록 혼합하여 배관에서 교반 공급장치를 통하여 공급하는 것이며, 상기 교반 공급장치는 배관의 내경에 설치한 교반 스크류를 따라 공급되도록 하고, 상기 교반 스크류를 통과하면서 스크류 형태를 따라서 회전하면서 수지와 경화제를 골고루 혼합하여 함침 탱크에 공급하는 수지 혼합 공급단계;
상기 FRP 매트를 공급롤러의 상측에 롤 상태로 올려놓고 한 쌍의 안내 롤러와 함침 탱크 및 압력 롤러를 통과하도록 공급하는 FRP 매트 공급단계;
함침장치의 함침 실린더를 구동시켜 실린더축이 전진하면서 롤라 연결대가 하강하므로 제1, 2, 3 롤라가 하강하며 공급된 FRP 매트를 눌러 함침 탱크의 수지에 함침시켜 골고루 수지가 침투되도록 하는 수지에 매트 함침단계;
상기 FRP 매트에 수지가 함침되어 공급되는 과정에서 한 쌍의 압력 롤러가 동일한 속도로 회전하면서 일정한 압력으로 짜서 수지가 균일하게 함침된 상태가 되도록 수지 함침 FRP 매트를 공급하며 소정의 길이로 절단하는 수지 함침 FRP 매트 절단단계;
상기 수지 함침 FRP 매트를 정화조 제조용 금형에 공급하여 원통형이 되도록 압력을 가하여 FRP 정화조를 성형하는 FRP 정화조 성형단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

에프알피 매트 성형장치와 이를 이용한 정화조의 제조방법{Using the same mat-forming device FRP the septic tanks a method for manufacturing}

본 발명은 에프알피(FRP) 매트 성형장치와 이를 이용한 정화조의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필라멘트로 직조한 매트를 롤 상태로 공급하며 함침장치에서 수지에 함침시킨 후 배출되는 과정에서 한 쌍의 압력 롤러를 통하여 가압하여 수지가 일정하게 함침된 후 수지가 일정하게 함침된 FRP 매트를 성형할 수 있도록 하고, 상기 FRP 매트를 일정한 길이로 절단하여 금형에 공급함으로써 FRP 정화조를 성형할 수 있도록 하는 에프알피 매트 성형장치와 이를 이용한 정화조의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 기계적 강도나 내식성이 우수한 소재로서 섬유강화 플라스틱(Fiber glass Reinforced Plastic, 이하 FRP라고 약칭함)이 다양한 분야에 폭넓게 사용되고 있다.

FRP는 통상 필라멘트 와인딩(Filament Winding, 이하 FW라고 약칭함)법과 인발성형(Pultrusion process)법 등에 의해 제조되고 있으며, 이중에서 FW법은 보강 섬유재에 수지를 함침(含浸)시키면서 소정의 각도로 맨드릴(Mandrel)에 연속적

으로 권취(卷取)되도록 하는 방법이다.

FW법을 이용한 FRP 파이프에는 내식성을 갖도록 하기 위해서 파이프 내부로 수지를 함침시킨 서페이스 매트(Surface Mat)를 맨드릴에 와인딩 한 후, 그 위로 보강섬유재를 소정의 권취 각도로 권취시켜 성형한다.

이때 서페이스 매트는 통상 C-Glass(Chemical-Glass)를 사용하고 있다. 이러한 서페이스 매트에도 보강 섬유재에서와 마찬가지로 수지를 함침시켜 사용하게 되는데 서페이스 매트에 수지를 함침 시키기 위해서 종전에는 맨드릴에 서페이스 매트를 권취되게 하면서 권취되기 직전에 수지를 인력에 의해서 붇는 방식으로 수지를 주입 및 함침시키도록 하고 있다.

하지만, 인력에 의해 서페이스 매트에 수지를 함침시키다 보면 수지 함침 분포가 불량할 뿐만 아니라 표면에서는 기포가 발생되어 서페이스 매트층 위로 보강섬유재를 권취시켜 완성한 파이프의 외관 및 물성에 악영향을 끼치게 되는 문제가 있다.

한편, 현재까지 알려진 FRP 제조공법은 상기에 설명한 필라멘트 와인딩법 이외에 핸드레이업법이 있으며, 핸드레이업법은 깨끗한 표면(몰드)에 수지를 도포하고 그 위에 필라멘트 매트(24)를 얹고 다시 수지를 도포하고 필라멘트 매트를 얹는 순서를 반복해서 수행함으로써 켜켜이 쌓는 방법으로 두께를 올려나가는 공법이다.

그러나 수지를 도포하는 방법은 페인트 작업을 할 때 사용하는 로라를 사용하여 작업자가 수작업에 의해 덧칠을 계속해 나가게 되므로 작업시간이 많이 소요되는 단점과, 필요 이상의 수지가 함침될 수 있고 수지 속에 미세한 기포가 남아 강도를 저하시키는 원인 및 불량을 발생시키는 단점이 있었다.

문헌 1. 실용신안등록번호 제0410773호(2006. 03. 02. 등록) 문헌 2. 특허등록번호 제0301360호(2001. 06. 25. 등록) 문헌 3. 특허공개번호 제2011-0135686호(2011. 12. 19. 공개) 문헌 4. 특허등록번호 제1124489호(2012. 02. 29. 등록)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 필라멘트로 직조된 매트를 공급하여 수지가 저장되는 함침 탱크에 함침된 후 일정한 압력으로 가압하여 수지가 일정하게 함침되도록 한 후 공급되도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 수지가 일정하게 함침된 FRP 매트를 소정의 길이로 절단하여 정화조용 금형에 공급함으로써 균일한 두께를 갖는 정화조를 성형할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 밀라멘트로 직조된 매트를 공급하여 수지에 자동으로 함침되도록 하고, 수지와 경화제를 균일하게 혼합하여 공급하는 교반 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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본 발명은 필라멘트를 직조기에 공급하여 직조에 의해 FRP 매트를 성형하는 FRP 매트 성형단계와; 상기 FRP 매트에 수지를 공급하여 수지 함침 FRP 매트 성형한 후 정화조 성형금형에 공급하여 FRP 정화조를 성형하는 정화조의 제조방법에 있어서,

수지 100kg에 경화제 1.5kg이 되도록 혼합하여 배관에서 교반 공급장치를 통하여 공급하는 것이며, 상기 교반 공급장치는 배관의 내경에 설치한 교반 스크류를 따라 공급되도록 하고, 상기 교반 스크류를 통과하면서 스크류 형태를 따라서 회전하면서 수지와 경화제를 골고루 혼합하여 함침 탱크에 공급하는 수지 혼합 공급단계;

상기 FRP 매트를 공급롤러의 상측에 롤 상태로 올려놓고 한 쌍의 안내 롤러와 함침 탱크 및 압력 롤러를 통과하도록 공급하는 FRP 매트 공급단계;

함침장치의 함침 실린더를 구동시켜 실린더축이 전진하면서 롤라 연결대가 하강하므로 제1, 2, 3 롤라가 하강하며 공급된 FRP 매트를 눌러 함침 탱크의 수지에 함침시켜 골고루 수지가 침투되도록 하는 수지에 매트 함침단계;

상기 FRP 매트에 수지가 함침되어 공급되는 과정에서 한 쌍의 압력 롤러가 동일한 속도로 회전하면서 일정한 압력으로 짜서 수지가 균일하게 함침된 상태가 되도록 수지 함침 FRP 매트를 공급하며 소정의 길이로 절단하는 수지 함침 FRP 매트 절단단계;

상기 수지 함침 FRP 매트를 정화조 제조용 금형에 공급하여 원통형이 되도록 압력을 가하여 FRP 정화조를 성형하는 FRP 정화조 성형단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 필라멘트로 직조된 매트를 롤상태로 감아 연속해서 공급하여 수지가 저장되는 함침 탱크에 공급되면 함침 롤러가 하강하여 매트를 눌러 수지에 함침되어 공급되도록 하고, 수지가 함침된 매트를 배출하며 한 쌍의 롤러에서 일정한 압력으로 가압하여 수지가 일정하게 함침되도록 한 후 공급되므로 FRP 매트의 성형시간을 줄이고 균일한 FRP 매트를 연속해서 제공하는 효과가 있는 것이다.

본 발명은 수지가 일정하게 함침된 FRP 매트를 소정의 길이로 절단하여 정화조용 금형에 공급한 후 규격에 맞는 FRP 정화조를 성형할 수 있도록 함으로써 균일한 두께를 갖는 최고 품질의 정화조를 성형할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

본 발명은 밀라멘트로 직조된 매트를 공급하여 함침장치를 통해 수지에 자동으로 함침되어 공급되도록 하고, 함침 탱크에 공급되는 수지와 경화제를 균일하게 혼합하여 공급하는 교반 공급장치를 제공하여 최상의 매트를 공급하는 효과가 제공되는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 정면도
도 2 는 본 발명의 FRP 매트를 공급하는 상태를 나타낸 설치상태 정면도
도 3 은 본 발명의 FRP 매트를 함침시킨 상태를 나타낸 설치상태 정면도
도 4 는 본 발명의 FRP 매트를 함침시키고 매트를 눌러 공급하는 상태를 나타낸 정면도
도 5 는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 정면도
도 6 은 본 발명의 교반 공급장치에 대한 설치상태 단면도
도 7 은 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 나타낸 블럭도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하세 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 정면도이고, 도 2는 본 발명의 FRP 매트를 공급하는 상태를 나타낸 설치상태 정면도, 도 3은 본 발명의 FRP 매트를 함침시킨 상태를 나타낸 설치상태 정면도, 도 4는 본 발명의 FRP 매트를 함침시키고 매트를 눌러 공급하는 상태를 나타낸 정면도에 관한 것이다.

밀라멘트를 공급하여 직조에 의해 성형한 FRP 매트(24)의 하측으로 공급롤러(21)를 설치하여 약 1미터의 폭에서 공급이 이루어지도록 하며, 경화제를 혼합한 수지를 공급하여 FRP 매트(24)에 함침되도록 하는 함침장치(10)를 설치하는 것이다.

상기 경화제를 혼합한 수지는 수지 100kg에 경화제 1.5kg을 혼합하여 공급하는 것이며, 경화제를 혼합한 수지가 공급되는 함침 탱크(20)의 좌측으로 FRP 매트(24)를 소정의 속도를 공급되도록 하는 한 쌍의 안내롤러(22)를 설치한다.

상기 함침 탱크(20)의 상측에는 일정한 간격으로 3개의 제1, 2, 3 롤러(14, 15, 16)가 차례로 설치되며, 상기 제1, 2, 3 롤러(14, 15, 16)는 롤러 연결대(13)의 하측으로 설치되고, 상기 롤러 연결대(13)에 연결되는 실린더축(12)이 함침 실린더(11)에 의해서 높이가 조절되도록 설치하는 것이다.

상기 함침 탱크(20)의 우측에는 FRP 매트(24)에 수지가 함침되어 공급되는 과정에서 소정의 압력을 제공하여 상측에서 눌러 수지가 균일하게 함침되도록 하는 한 쌍의 압력 롤러(23)를 설치하며, 상기 압력 롤러(23)를 통과하면서 수지 함침 FRP 매트(25)로 완성되는 것이다.

상기 수지 함침 FRP 매트(25)는 수지가 응고된 후 도시하지 않은 정화조를 생산하기 위한 금형에 공급되어 원통형의 FRP 정화조를 성형하는 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 정면도에 관한 것으로, 함침장치(10)의 제1, 2, 3 롤러(14, 15, 16) 중 중앙의 제2 롤러(15)는 롤러 연결대(13)에 연결하지 않고 함침 탱크(20)의 내부 중앙에 설치되어 FRP 매트(24)가 상측으로 공급되면서 수지에 함침되도록 설치하고, 제1, 3 롤러(14, 16)가 FRP 매트(24)를 눌러 수지에 함침되도록 설치하는 것이다.

도 6은 본 발명의 교반 공급장치에 대한 설치상태 단면도를 나타낸 것으로, 함침탱크(20)에 경화제가 혼합된 수지를 공급하는 교반 공급장치(30)는 경화제를 혼합한 수지는 수지 100kg에 경화제 1.5kg을 혼합하여 공급하는 과정에서 배관(31)의 선단 내경에서 혼합하여 공급되도록 하는 것이다.

상기 교반 공급장치(30)는 교반 스크류(32)가 배관(31)의 내경에 설치되어 경화제와 수지가 공급되는 과정에서 스크류 형태를 따라서 이동하면서 최종적으로 혼합이 정상적으로 이루어지면서 공급되도록 설치하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 에프알피 매트 성형장치와 이를 이용한 정화조의 제조방법은, 통상적인 직조기에서 필라멘트를 공급하여 FRP 매트(24)를 직조하여 롤 상태로 감아 공급롤러(21)의 상측에서 연속공급이 이루어지도록 하며, 상기 FRP 매트(24)는 도 1과 같이 설치된 상태에서 도 2와 같이 좌측에서 한 쌍의 안내 롤러(22) 사이를 통과한 후 함침 탱크(20)를 지나 우측에서 한 쌍의 압력 롤러(23)를 지나도록 공급할 수 있도록 한다.

상기 함침 탱크(20)에는 경화제가 1.5 중량% 정도 혼합된 수지를 배관(31)을 통하여 공급하되;

교반 공급장치(30)를 통하여 공급되는 것으로, 배관(31)의 선단 부분에 설치한 교반 스크류(32)를 타고 이동하면서 스크류 형태를 따라서 회전하면서 경화제와 수지가 골고루 혼합된 상태로 함침 탱크(20)의 내부에 정량 공급되도록 함으로써 수지에 경화제가 골고루 혼합되어 공급이 이루어지는 것이다.

상기 함침 탱크(20)에 경화제가 혼합된 수지를 공급한 상태에서 함침장치(10)의 함침 실린더(11)를 구동하여 실린더축(12)이 롤러 연결대(13)를 하강시키게 되므로 롤러 연결대(13)의 하측에 일정한 간격으로 연결된 제1, 2, 3 함침롤러(14, 15, 16)가 FRP 매트(24)를 눌러 함침 탱크(20)에 잠기도록 한 후 안내 롤러(22)와 압력 롤러(23)를 같은 속도로 회전시켜 FRP 매트(24)가 일정한 속도로 공급되면서 경화제가 혼합된 수지의 함침이 이루어지는 것이다.

수지가 함침된 FRP 매트(24)는 한 쌍의 안내 롤러(22)를 통하여 일정한 속도로 회전되며, 한 쌍의 압력 롤러(23)를 통하여 함침된 수지가 일정하게 함침된 상태로 공급되도록 하는 것이다.

상기 한 쌍의 압력 롤러(23)는 동일한 속도로 회전하면서 적정 압력으로 눌러주어 수지가 균일하게 함침된 상태를 제공할 수 있으며, 기포가 발생하지 않아 고품질의 수지 함침 FRP 매트(25)를 제공할 수 있는 것이다.

상기 수지 함침 FRP 매트(25)는 도시하지 않은 자동길이 조절장치를 통하여 일정한 길이로 절단되며, 정화조 성형금형에 공급된 후 FRP 정화조를 성형할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 본 발명은 도 5에 도시한 바와 같이 제2 함침롤러(15)를 롤러 연결대(13)에 연결하지 않고 함침 탱크(20)의 내부에 설치하여 FRP 매트(24)가 상측으로 공급되도록 함으로써 제1, 3 함침롤러(14, 16)가 FRP 매트(24)를 눌러 함침시키게 되면 FRP 매트(24)가 함침 탱크(20)의 내부에서 한번 굴곡되는 형태로 공급되면서 함침이 이루어지므로 함침이 균일하고 안정되게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

상기 FRP 매트(24)는 한 장을 공급하는 것에 대하여 설명하였으나, 두 장 또는 여러 장을 동시에 공급하여 한꺼번에 수지를 짜주는 것이 가능하므로 원하는 두께에 따라 FRP 매트(24)의 공급 장수를 조절할 수 있는 것이다.

이하에서 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 도 7의 블럭도를 통하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

가. FRP 매트 성형단계(S1)

필라멘트를 직조기에 공급하여 원하는 두께의 FRP 매트(24)를 직조하여 성형하는 것이다.

나. 수지 혼합 공급단계(S2)

수지 100kg에 경화제 1.5kg이 되도록 혼합하여 배관(31)에서 교반 공급장치(30)를 통하여 공급하는 것이며, 상기 교반 공급장치(30)는 배관(31)의 내경에 설치한 교반 스크류(32)를 따라 공급되도록 하고, 상기 교반 스크류(32)를 통과하면서 스크류 형태를 따라서 회전하면서 수지와 경화제를 골고루 혼합하여 함침 탱크(20)에 공급하는 것이다.

다. FRP 매트 공급단계(S3)

공급롤러(21)의 상측에 롤 상태로 감겨진 FRP 매트(24)를 올려놓고 한 쌍의 안내 롤러(22)와 함침 탱크(20) 및 압력 롤러(23)를 통과하도록 공급하는 것이다.

라. 수지에 매트 함침단계(S4)

함침장치(10)의 함침 실린더(11)를 구동시켜 실린더축(12)이 전진(하강)하면서 롤라 연결대(13)가 하강하므로 제1, 2, 3 롤라(14, 15, 16)가 하강하며 공급된 FRP 매트(24)를 눌러 함침 탱크(20)의 수지에 함침시켜 골고루 수지가 침투되도록 하는 것이다.

마. 수지 함침 FRP 매트 절단단계(S5)

FRP 매트(24)에 수지가 함침되어 공급되는 과정에서 한 쌍의 압력 롤러(23)가 동일한 속도로 회전하면서 일정한 압력으로 짜서 수지가 균일하게 함침된 상태가 되도록 수지 함침 FRP 매트(25)를 공급하며 소정의 길이로 절단하는 것이다.

바. FRP 정화조 성형단계(S6)

수지 함침 FRP 매트(25)를 정화조 제조용 금형에 공급하여 원통형이 되도록 압력을 가하여 FRP 정화조를 성형하는 것이다.

본 발명은 경화제가 수지에 균일하게 혼합되도록 교반 공급장치를 통하여 함침탱크에 공급하며 공급되는 FRP 매트를 함침장치가 눌러 수지가 함침되도록 한 후 압력 롤러가 회전하면서 수지를 짜서 일정한 함침상태의 수지 함침 FRP 매트를 제공하여 균일한 두께를 갖는 FRP 정화조를 성형할 수 있도록 하는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

10 : 함침장치 11 : 함침 실린더
12 : 실린더축 13 : 롤러 연결대
14 : 제1 함침롤러 15 : 제2 함침롤러
16 : 제3 함침롤러 20 : 함침 탱크
21 : 공급롤러 22 : 안내 롤러
23 : 압력 롤러 24 : FRP 매트
25 : 수지 함침 FRP 매트 30 : 교반 공급장치
31 : 배관 32 : 교반 스크류

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 필라멘트를 직조기에 공급하여 직조에 의해 FRP 매트(24)를 성형하는 FRP 매트 성형단계(S1)와; 상기 FRP 매트(24)에 수지를 공급하여 수지 함침 FRP 매트 성형한 후 정화조 성형금형에 공급하여 FRP 정화조를 성형하는 정화조의 제조방법에 있어서,
   수지 100kg에 경화제 1.5kg이 되도록 혼합하여 배관(31)에서 교반 공급장치(30)를 통하여 공급하는 것이며, 상기 교반 공급장치(30)는 배관(31)의 내경에 설치한 교반 스크류(32)를 따라 공급되도록 하고, 상기 교반 스크류(32)를 통과하면서 스크류 형태를 따라서 회전하면서 수지와 경화제를 골고루 혼합하여 함침 탱크(20)에 공급하는 수지 혼합 공급단계(S2);
   상기 FRP 매트(24)를 공급롤러(21)의 상측에 롤 상태로 올려놓고 한 쌍의 안내 롤러(22)와 함침 탱크(20) 및 압력 롤러(23)를 통과하도록 공급하는 FRP 매트 공급단계(S3);
   함침장치(10)의 함침 실린더(11)를 구동시켜 실린더축(12)이 전진하면서 롤라 연결대(13)가 하강하므로 제1, 2, 3 롤라(14, 15, 16)가 하강하며 공급된 FRP 매트(24)를 눌러 함침 탱크(20)의 수지에 함침시켜 골고루 수지가 침투되도록 하는 수지에 매트 함침단계(S4);
   상기 FRP 매트(24)에 수지가 함침되어 공급되는 과정에서 한 쌍의 압력 롤러(23)가 동일한 속도로 회전하면서 일정한 압력으로 짜서 수지가 균일하게 함침된 상태가 되도록 수지 함침 FRP 매트(25)를 공급하며 소정의 길이로 절단하는 수지 함침 FRP 매트 절단단계(S5);
   상기 수지 함침 FRP 매트(25)를 정화조 제조용 금형에 공급하여 원통형이 되도록 압력을 가하여 FRP 정화조를 성형하는 FRP 정화조 성형단계(S6); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에프알피 매트를 이용한 정화조의 제조방법.

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