KR101779881B1 - 열경화성 수지 ｆｒｐ 파이프 제조 장치 및 방법 - Google Patents

열경화성 수지 ｆｒｐ 파이프 제조 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열경화성 수지의 FRP, 예를 들어, 멜라민 수지 FRP를 파이프 형상으로 제조하기 위하여 필요한 가압과 가열을 동시에 하여 열경화함으로써, 원통형의 파이프로 제조할 수 있는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치에 관한 기술을 제공한다.

Description

열경화성 수지 ＦＲＰ 파이프 제조 장치 및 방법{Manufacturing apparatus and method for FRP pipe of thermosetting resin}
본 발명은 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조하는 기술로서, 필라멘트 와인딩 공법으로 제조되는 열경화성 수지 FRP 프리프레그(prepreg)를 가압 및 가열을 동시에 할 수 있는 장치 및 방법에 관한 기술이다.
더욱 구체적으로는, 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조하기 위해, 본 발명은 필라멘트 와인딩 공정으로 맨드릴에 파이프 형상의 열경화성 수지 프리프레그를 제조한 후, 다시 상기 파이프 형상의 프리프레그를 동시에 가압 및 가열함으로써, 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조할 수 있는 기술에 관한 것이다.
합성수지는 가소성 물질로서 보통 플라스틱이라 한다. 플라스틱은 석유, 천연가스, 석탄 등에서 얻어지는 에틸렌, 아세틸렌, 벤젠 등의 각종 원료를 화학적으로 변화시켜 만드는 유도고분자 물질과 중합이나 축합에 의하여 만들어지는 합성고분자 물질로서, 그 종류는 열가소성수지와 열경화성수지로 나눌 수 있다.
열가소성수지란 고체 상태에서 열을 가하면 연화 또는 용융하여 가소성이나 점성이 생기고, 이것을 냉각하면 다시 고체상태로 되는 수지를 말한다. 주로 중합반응에 의해 제조되며 염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 초산비닐, 아크릴 등이 있다.
열경화성수지는 고체 상태로 된 후에 열을 가하여도 연화되지 않는 수지로서 열경화점이 높다. 주로 축합반응으로 제조되며 페놀, 멜라민, 폴리에스테르, 에폭시 등이 있다. 열경화성수지는 기계부품, 필름, 도료, 접착제 등의 공업재료, 건축재료, 전기부품 등에 광범위하게 이용되고 있다. 관으로 이용되는 합성수지는 열가소성의 염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리부틸렌, 폴리프로필렌 등이 주로 사용된다.
본 발명은 이 중 멜라민 수지와 같은 열경화성 수지를 이용한 원형 파이프의 제조 방법에 관한 기술이다. 이하에서는 설명의 편의상 열경화성 수지로서 멜라민 수지를 예로 하여 설명하기로 하나, 본 발명은 가압 및 가열을 통해 파이프로 제조되어야 하는 모든 종류의 열경화성 수지를 대상으로 함을 명시한다.
멜라민 수지는 멜라민과 포름알데하이드의 공중합 수지로서, 열경화성 플라스틱으로 내열성, 내수성, 내용매성, 내마모성 등이 좋아 식기, 기계, 전기 부품 등의 원료로 쓴다. 상기 멜라민 수지를 파이프로 제조하기 위해서는 멜라민 수지를 가압 및 가열하여 경화시켜야 한다. 즉, 가압 및 가열을 동시에 진행하여야만 멜라민 수지 파이프로 성형 제조할 수 있는데, 이렇게 멜라민 수지 FRP를 가압 및 가열 과정을 통해 파이프로 제조하는 장치 및 방법이 아직 개발된 바 없다. 이는 평판형이 아닌 원통형의 파이프를 가압 및 가열을 동시에 하는 것이 어렵기 때문이다.
종래 관련 특허로 특허등록 제10-1360177호와 같이 불연성 섬유 강화 플라스틱의 인발 성형 장치 및 방법이 공개되어 있기는 하나, 상기 특허는 섬유 보강 플라스틱을 당겨 인발 성형하는 기술로서, 섬유 보강 플라스틱 파이프의 제조기술은 아니다.
즉, 열경화성 수지 FRP, 예를 들어, 멜라민 수지 FRP의 프리프레그에 가압 및 가열을 동시에 가함으로써, 파이프로 성형 제조할 수 있는 장치 및 방법이 요구되고 있으나 이에 대한 관련 기술이 개발되지 않아, 본 발명과 같이 맨드릴 상의 열경화성 수지 FRP 프리프레그로부터 가압과 가열을 동시에 하여 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조하는 기술이 요구되고 있다.
특허등록 제10-1111964호 특허등록 제10-1360177호
본 발명의 목적은 열경화성 수지 프리프레그(prepreg)를 동시에 가압 및 가열하여 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.
특히, 본 발명은 상기 열경화성 수지로서 멜라민 수지를 이용하여 멜라민 수지 FRP 파이프를 제조할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 장치를 이용하여 열경화성 수지 프리프레그로부터 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 열경화성 수지 FRP 프리프레그(prepreg)가 표면에 형성된 맨드릴을 가압 및 가열함으로써 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조하는 장치에 있어서, 상기 맨드릴이 삽입되며, 상기 맨드릴의 외경측으로부터 상기 맨드릴을 가압하는 나선형 가압부재; 및 상기 나선형 가압부재가 삽입되는 케이스로서, 상기 케이스에는 가열수단을 구비하여 상기 맨드릴을 가열할 수 있는 케이스를 포함하여 이루어지는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치를 제공한다.
특히, 상기 나선형 가압부재는 밴드(band)가 2회 이상 나선형으로 회전되는 나선부와, 상기 나선부의 양 단을 연결하는 연결부를 포함하여 이루어지되, 상기 연결부는 나선부는 밴드(band, 띠)로 이루어진 것이 바람직하다.
특히, 상기 나선부는 상기 밴드가 나선형으로 동일한 직경으로 회전하여 전체적으로 파이프 형상인 것이 바람직하다.
특히, 상기 케이스는 가열수단이 구비된 파이프 형상의 가열부와, 상기 가열부 방향으로 직경이 작아지는 경사진입부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
특히, 상기 가열부의 내경측에는 마찰감쇄부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 경사진입부의 내경측에도 마찰감쇄부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 마찰감쇄부는 회전하는 볼과 상기 볼을 지지할 수 있는 볼지지부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
특히, 상기 나선부와 연결부는 무한궤도를 이루면서 서로 위치를 교대하는 회전 또는 이동을 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 파이프 형상의 맨드릴 상에 열경화성 수지와 강화섬유를 필라멘트 와인딩 공법에 의하여 적층하는 단계; 상기 열경화성 수지와 강화섬유가 적층된 맨드릴을 건조하여 프리프레그(prepreg)를 제조하는 단계: 상기 프리프레그가 형성된 맨드릴을 상기 장치를 이용하여 압착성형하는 단계: 및 맨드릴로부터 열경화성 수지 FRP 파이프를 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조하는 방법을 제공한다.
특히, 상기 강화섬유는 유리섬유 또는 탄소섬유인 것이 바람직하다.
본 발명의 장치를 이용하여 멜라민 수지와 같은 열경화성 수지 FRP 프리프레그를 동시에 가압 및 가압하여 경화함으로써, 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조할 수 있다. 특히, 종래 기술에서는 파이프 형상의 FRP 프리프레그를 가압하면서 가열을 통해 경화하기 어려웠으나, 본 발명에서는 나선형 가압부재를 통해 이러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있었다.
도 1은 본 발명의 열경화성 수지 FRP 파이프 제조장치의 분해 사시도이며, 도 2는 결합사시도이다.
도 3a는 회전구동부가 없는 나선형 가압부재의 사시도이며, 도 3b는 회전구동부를 갖는 나선형 가압부재의 사시도이다.
도 4a는 가열수단이 가열부의 내부에 위치하는 경우의 케이스의 단면도이며, 도 4b는 가열수단이 가열부의 외경측에 위치하는 경우의 케이스의 단면도이다.
도 5a는 열경화성 수지 FRP 프리프레그가 형성된 맨드릴의 단면도이며, 도 5b는 본 발명의 장치에 열경화성 수지 FRP 프리프레그가 형성된 맨드릴이 삽입된 상태의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 종래의 필라멘트 와인딩 공법을 이용하여 열경화성 수지 FRP 프리프레그를 맨드릴 외주연에 형성하는 방법을 설명하는 종래도이다.
본 발명은 멜라민 수지와 같은 열경화성 수지 FRP를 파이프로 제조하기 위한 장치를 제공한다. 열경화성 수지 FRP 프리프레그를 경화하여 파이프 형상으로 제조하기 위해서는, 열경화성 수지 FRP 프리프레그에 압력과 열을 동시에 가해주어야 내부 미세 구조에 스폰지의 형성 없이 내부 구조가 치밀하여 산업 현장에서 원하는 강도의 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조할 수 있다.
이하 설명에서 필라멘트 와인딩 공법에 의해 제조된 열경화성 수지 FRP가 외경에 형성된 맨드릴을 "프리프레그 맨드릴(200)"이라 칭하기로 한다.
도 1은 본 발명의 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치(100, 이하 "본 발명의 장치"라 약칭함)의 분해 사시도이며, 도 2는 결합사시도이다.
본 발명의 장치(100)에 종래 와인딩 방법에 의해 제조된 파이프 형상으로 열경화성 수지의 프리프레그(220, 도 5a 참조)가 형성된 맨드릴(210, 도 5a 참조)인 프리프레그 맨드릴(200, 도 5a 참조)이 삽입된 후, 프리프레그 맨드릴(200, 도 5a 참조)의 가압과 가열을 통한 경화가 이루어지면서, 원하는 물성의 열경화성 수지 FRP 파이프로 제조된다. 열경화성 수지로는 파이프를 제조하기 위하여 가압과 가열이 동시에 필요한 열경화성 수지, 예를 들어, 멜라민 수지 등이 될 수 있을 것이다.
본 발명의 장치(100)는 나선형 가압부재(10) 및 케이스(20)를 포함하여 구성된다.
상기 나선형 가압부재(10)는 케이스(20) 내에 삽입되되, 나선형 가압부재(10)의 일부가 케이스(20)의 일단에서 나와 타단으로 다시 들어가며 무한궤도 또는 연결된 띠를 이룬다. 상기 나선형 가압부재(10)의 내경측에 프리프레그 맨드릴(200, 도 5a 참조)이 삽입되며, 상기 나선형 가압부재(10)에 의해 프리프레그 맨드릴(200)의 가압이 이루어진다. 프리프레그 맨드릴(200)과 본 발명의 장치(100) 사이의 결합 관계는 추후 다른 도면을 참고하면서 설명하기로 한다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서의 나선형 가압부재(10)의 사시도이다. 본 발명의 나선형 가압부재(10)는 케이스(20) 내부에 삽입되는 나선부(11)와, 케이스(20)의 외부에 위치하며 케이스(20)의 일단(예를 들어, 입구)에서 나와 타단(예를 들어, 출구)으로 다시 들어가는 연결부(12)를 포함하여 이루어진다. 상기 나선부(11) 및 연결부(12)는 동일한 밴드(band)로서, 일종의 무한궤도를 형성한다.
나선부(11)는 일정한 폭을 갖되 폭에 비해 두께가 얇은 밴드(band, 또는 띠)가 나선형으로 1회 이상 회전하면서 일정 길이로 파이프 형상으로 형성된다. 나선부(11) 자체는 지지체가 없으나, 후술하는 케이스(20)와 프리프레그 맨드릴(200) 사이에 위치하기 때문에 별도의 지지체가 없지만 프리프레그 맨드릴(200)의 외경측에 감겨 파이프 형상으로 다수 감겨진다. 프리프레그 맨드릴(200)이 나선부(11)에 삽입된 후, 상기 프리프레그 맨드릴(200)의 외주연을 따라 상기 나선부(11)가 밀착하면서 프리프레그를 가압하게 된다.
연결부(12)는 나선부(11)의 일단과 타단의 연결 부위를 말하며, 케이스(20)의 외부에 노출되는 부분이다. 연결부(12)는 나선부(11)의 일단이 케이스(20)의 밖에 노출되어 다시 나선부(11)의 타단과 연결되어 무한궤도를 이룰 뿐, 실질적으로 동일한 밴드에서 케이스(20) 밖에 노출된 부분을 호칭할 뿐이다. 또한, 나선부(11)와 연결부(12)는 회전에 의하여 나선부(11)가 연결부(12)가 되고, 연결부(12)가 나선부(11)가 되는 과정을 반복한다. 예를 들어, 도 3a의 a 지점의 연결부(12)는 회전에 의해 나선부(11)에 위치하며, 나선부(11)의 b 지점은 회전에 의해 연결부(12)에 위치한다. 즉, 회전 위치 이동에 의하여 나선부(11)가 연결부(12)가 되며, 연결부(12)가 나선부(11)가 된다.
도 3b는 본 발명의 나선형 가압부재(10)를 회전시키기 위한 구동부(30)를 더 갖는 실시예이다. 상기 구동부(30)는 연결부(12)에 위치하는 것이 바람직하며, 연결부(12)를 일정 방향으로 회전시키기 위한 구성으로서, 모터 등을 이용한 공지의 다양한 방법으로 구현 가능하기 때문에 본 발명에서는 구체적인 형상을 설명하지 않기로 한다. 특히, 후술하는 도 5b에서는 구동부(30)를 생략하였다. 여기서 나선형 가압부재(10)의 회전은 어느 하나의 축을 기준으로 나선형 가압부재(10) 전체가 회전한다는 의미가 아니며, 나선형 가압부재(10)의 나선부(11)와 연결부(12)가 무한궤도를 형성하면서 서로 자리 교체를 한다는 것을 의미한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 케이스(20)의 단면도로서, 도 4a는 발열수단(23)이 가열부(21)의 파이프 내부에 위치하는 실시예이며, 도 4b는 발열수단(23)이 가열부(21)의 밖, 즉, 외경측에 위치하는 실시예이다.
본 발명의 케이스(20)는 직선 파이프 형상의 가열부(21)와, 상기 가열부(21) 방향으로 직경이 작아지는 스커트 형상의 경사진입부(22)를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 케이스(20)의 내경측에 전술한 나선형 가압부재(10)가 긴밀하게 삽입된다. 본 발명의 케이스(20)는, 프리프레그 맨드릴(200)이 진입하는 방향에는 경사진입부(22)를 구비하고, 프리프레그 맨드릴(200)이 가압 및 가열이 동시에 이루어지는 부분은 동일한 직경의 파이프 형상의 가열부(21)를 포함하여 이루어져 있다. 상기 경사진입부(22) 및 가열부(21) 모두 프리프레그 맨드릴(200)의 가압이 일어나도록 프리프레그 맨드릴(200)의 직경과 대응되는 크기로 형성되는 것이 바람직하나, 실시예에 따라 경사진입부(22)는 프리프레그 맨드릴(200)보다 직경이 충분히 커서 프리프레그 맨드릴(200)을 가압하지 않을 수도 있다.
경사진입부(22)는 일정한 각도(예를 들어, α°)로 프리프레그 맨드릴(200)의 진입 방향에서 가열부(21) 방향으로 직경이 좁아져, 전체적인 형상이 치마(스커트) 형상을 이룬다.
가열부(21)는 경사진입부(22) 후단에 위치하며, 가열과 가압이 동시에 일어나는 구간이다. 가열부(21)의 내경과 프리프레그 맨드릴(200)의 외경 사이에 상기 나선형 가압부재(10)가 밀착되도록 위치하며, 상기 나선형 가압부재(10)의 상기와 같은 밀착으로 인하여 프리프레그 맨드릴(200)을 맨드릴의 중심 방향으로 가압하게 되며, 가열은 가열부(21) 내에는 발열선, 또는 고온의 열매체 등이 흐르는 발열관 등의 다양한 공지의 발열수단(23)이 구비된다. 상기 발열수단(23)은 가열부(21)의 파이프 두께 내부에 노출되지 않고 위치할 수도 있고(도 4a 참조), 가열부(21)의 밖, 즉 외주연에 위치(도 4b 참조)할 수도 있다. 이러한 발열수단(23)의 위치 변경 및 구체적인 발열 방법은 다양한 공지 기술이 존재하므로, 본 발명에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 케이스(20)의 내경측과 밀착하도록 위치하는 나선형 가압부재(10)가 끼워진 상태에서 나선형 가압부재(10)가 회전하는 경우에 케이스(20)와 나선형 가압부재(10) 사이의 마모(또는 마찰)가 일어나기 때문에, 나선형 가압부재(10)와 케이스(20) 사이에서 마모가 일어나지 않도록 하기 위하여 케이스(20)의 내경 측에 마찰감쇄부(24)를 1개 이상 구비하는 것이 바람직하다. 도 4a와 같이, 마찰감쇄부(24)는 회전이 가능한 볼(ball, 24a)이 볼지지부(24b)에 삽입 또는 끼움결합되어 회전하는 구조가 바람직하나, 이에 한정된 것은 아니다. 마찰감쇄부(24)는 가열부(21) 및 경사진입부(22)의 내경측 모두에 구비될 수도 있고(도 4a 및 4b 참조), 가열부(21)에만 마찰감쇄부(24)가 구비될 수 있다(도면 미도시). 경사진입부(22)는 상대적으로 가열부(21)에 비하여 직경이 크므로 나선형 가압부재(10)와의 마모가 크지 않거나 거의 없을 수 있기 때문이다.
도 5a는 본 발명의 장치(100)에 삽입되는 열경화성 수지의 프리프레그(prepreg, 220)가 필라멘트 와인딩 공법에 의해 맨드릴(210) 외경면에 형성된 프레프레그 맨드릴(200)의 단면도이다. 필라멘트 와인딩 공법은 도 7의 종래 도면(특허등록 제10-1111964호 도면 발췌)과 같이, 리섬유, 탄소섬유 등의 섬유가 열경화성 수지가 함침된 함침조를 지나 맨드릴(210) 외경에 감기면서 상기 섬유의 적층을 통해 일정 두께로 형성되어 열경화성 수지 FRP의 프리프레그로 제조되며, 추후 응용 제품에 따라 다시 가공된다. 프리프레그가 판형인 경우 경화를 위한 가압 및 가열이 용이하나, 본 발명과 같이 맨드릴(210) 상에 파이프 형상으로 형성된 열경화성 수지의 프리프레그를 가압 및 가열하는 것은 파이프 구조의 특성상 용이하지 않았으나, 본 발명의 장치(100)를 통해 파이프 형상인 프리프레그 맨드릴(200)의 가압 및 가열이 동시에 가능하여, 열경화성 수지 FRP 파이프의 제조가 가능하다.
도 5b는 본 발명의 장치(100)에 프리프레그 맨드릴(200)이 케이스(20)의 경사진입부(22) 방향으로부터 삽입된 후, 가열부(21)를 지나면서 가압 및 가열이 동시에 이루어지는 공정을 보여주는 단면도이다.
본 발명의 장치(100)를 이용하여 상기 프리프레그 맨드릴(200)을 가압 및 가열함으로써 열경화성 수지, 예를 들어, 멜라민 수지 내부에 스폰지 구조의 형성 없이 경화가 이루어지게 하기 위하여 가열시 동시에 가압이 이루어져야 하는데, 이러한 가압은 전술한 바와 같이 나선형 가압부재(10)에 의해 이루어진다.
나선형 가압부재(10) 및 프리프레그 맨드릴(200) 중 어느 하나 이상은 최소한 외부 구동력에 의한 회전을 하여야 하며, 나선형 가압부재(10)는 회전구동부(30)에 의해 회전할 수도 있으며, 프리프레그 맨드릴(200)의 회전력에 의하여 함께 회전할 수도 있다. 즉, 프리프레그 맨드릴(200)은 회전하지 않을 수도 있으나, 나선형 가압부재(10)는 반드시 회전을 하여야 한다. 전술한 바와 같이, 회전은 나선형 가압부재(10)를 이루는 밴드가 나선부(11)에서 연결부(12)로 이동하며, 다시 연결부(12)에서 나선부(11)로 무한궤도를 이루며 이동한다는 것을 의미하며, 나선형 가압부재(10)가 전체적으로 어느 하나의 축을 중심으로 회전한다는 의미가 아님을 명시한다.
예를 들어, 나선형 가압부재(10)가 외부 구동력에 의해 일 방향으로 회전하면, 이러한 나선형 가압부재(10)의 회전력에 의해 프리프레그 맨드릴(200)이 가압이 됨과 동시에 나선형 가압부재(10)의 회전력 및/또는 나선형 가압부재(10)를 수평으로 이동시키는 외부의 장치의 힘에 의해 수평 방향(도 5b 기준 좌측 방향)으로 이동하게 된다. 또한, 프리프레그 맨드릴(200)을 회전하면서 도 5a 기준 좌측 방향으로 힘을 가하면, 나선형 가압부재(10)가 이러한 프리프레그 맨드릴(200)의 회전력에 의해 함께 회전하면서 프리프레그 맨드릴(200)을 가압할 수 있다. 물론, 나선형 가압부재(10)와 프리프레그 맨드릴(200)을 동시에 회전시키면서 가압 및 가열 과정을 진행할 수도 있다.
프리프레그 맨드릴(200)은 케이스(20)의 경사진입부(22)에서는 나선형 가압부재(10)로부터 비교적 작은 가압력을 받으며, 경사진입부(22) 근처로는 프리프레그(220)가 상대적으로 두께가 두껍게 맨드릴(210) 위에 형성된다. 이는 가압력이 작을 뿐만 아니라, 가열부(21)에서 가압되면서 경사진입부(22) 방향으로 밀려난 프리프레그(220)로 인하여 상대적으로 프리프레그(220)의 두께가 클 수밖에 없기 때문이다.
한편, 경사진입부(22)를 지난 프리프레그 맨드릴(200) 부분은 가열부(21)에서 가압과 동시에 가열수단(23)으로부터 전달된 고열로 인해 경화가 일어난다. 이러한 가압과 가열의 동시 작용에 의하여 내부 구조가 치밀하게 되는 열경화성 수지 FRP 파이프가 제조된다.
추후 상기 경화 과정을 마친 후, 맨드릴(210)로부터 경화된 열경화성 수지 FRP(220)만을 분리하면, 열경화성 수지 FRP 파이프를 최종적으로 제조할 수 있다.
즉, 본 발명의 방법을 정리하면 도 6과 같다.
우선, 파이프 형상의 맨드릴 상에 열경화성 수지와 강화섬유를 필라멘트 와인딩 공법에 의하여 적층한다. 이러한 필라멘트 와인딩 공법을 이용하여 FRP(fiber reinforced plastics)를 제조하는 것은 공지의 기술임은 전술한 바와 같다. 파이프 형상의 맨드릴 외측면에 FRP가 형성되기 때문에 당연히 FRP가 파이프 형상으로 제조된다. 또한, 상기 강화섬유는 유리섬유 또는 탄소섬유와 같이 강도가 강화된 섬유를 모두 포함하는 포괄적인 의미로 사용된다.
다음으로, 상기 FRP가 형성된 맨드릴을 건조하여 열경화성 수지 FRP 프리프레그를 제조한다.
다음으로, 상기 프리프레그가 형성된 맨드릴을 전술한 본 발명의 장치를 이용하여 가압 및 가열하여 프리프레그의 열경화 및 파이프 형상으로의 성형을 완성한다.
다음으로, 맨드릴로부터 열경화성 수지 FRP 파이프를 분리한다. 맨드릴로부터 열경화가 끝난 FRP 파이프를 분리하는 것은 종래 가소성 FRP 파이프를 맨드릴로부터 분리하는 기술과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
10 : 나선형 가압부재 11 : 나선부
12 : 연결부 20 : 케이스
21 : 가열부 22 : 경사진입부
23 : 발열수단 24 : 마찰감쇄부
24a : 볼(ball) 24b : 볼지지부
30 : 회전구동부 100 : 본 발명의 장치
200 : 프리프레그가 형성된 맨드릴
210 : 맨드릴 220 : 프리프레그

Claims (10)

  1. 열경화성 수지 FRP 프리프레그(prepreg)가 표면에 형성된 프리프레그 맨드릴을 가압 및 가열함으로써 열경화성 수지 FRP 파이프를 제조하는 장치에 있어서,
    상기 프리프레그 맨드릴이 삽입되며, 상기 프리프레그 맨드릴의 외경측으로부터 상기 프리프레그 맨드릴을 가압하는 나선형 가압부재; 및
    상기 나선형 가압부재가 삽입되는 케이스로서, 상기 케이스에는 발열수단을 구비하여 상기 프리프레그 맨드릴을 가열할 수 있는 케이스를 포함하여 이루어지되,
    상기 케이스는 상기 발열수단이 구비된 파이프 형상의 가열부와, 상기 가열부 방향으로 직경이 작아지는 경사진입부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치.
  2. 제1항에서, 상기 나선형 가압부재는 밴드(band)가 2회 이상 나선형으로 회전되는 나선부와, 상기 나선부의 양 단을 연결하는 연결부를 포함하여 이루어지되, 상기 연결부와 나선부는 밴드(band, 띠)로 이루어진 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치.
  3. 제2항에서, 상기 나선부는 상기 밴드가 나선형으로 동일한 직경으로 회전하여 전체적으로 파이프 형상인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에서, 상기 가열부의 내경측에는 마찰감쇄부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치.
  6. 제5항에서, 상기 경사진입부의 내경측에도 마찰감쇄부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치.
  7. 제5항에서, 상기 마찰감쇄부는 회전하는 볼과 상기 볼을 지지할 수 있는 볼지지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치.
  8. 제2항에서, 상기 나선부와 연결부는 무한궤도를 이루면서 서로 위치를 교대하는 회전 또는 이동을 하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 장치.
  9. 파이프 형상의 맨드릴 상에 열경화성 수지와 강화섬유를 필라멘트 와인딩 공법에 의하여 적층하는 단계;
    상기 열경화성 수지와 강화섬유가 적층된 맨드릴을 건조하여 프리프레그(prepreg)를 제조하는 단계:
    상기 단계에서 제조된 프리프레그 맨드릴을 상기 제1항 내지 제3항 또는 제5항 내지 제8항 중의 어느 한 항의 장치를 이용하여 압착성형하는 단계; 및
    상기 프리프레그 맨드릴로부터 열경화성 수지 FRP 파이프를 분리하는 단계를 포함하여 이루어지는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 방법.
  10. 제9항에서, 상기 강화섬유는 유리섬유 또는 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 FRP 파이프 제조 방법.
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