KR101802122B1 - Frp 파이프 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 FRP 파이프의 외형을 형성하는 몰드에 에폭시(epoxy)수지가 도포된 복수의 유리섬유실을 상기 몰드의 길이방향으로 이동하며 감는 권취부; 상기 몰드와 결합되어 상기 몰드를 회전시키는 회전부; 및 상기 유리섬유실이 감긴 상기 몰드의 표면에 방수기능을 하는 코팅시트를 감아 코팅하는 코팅부를 포함하는 FRP 파이프 제조장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따르면 방수기능을 가지는 코팅시트를 감는 코팅부에 의해 방수효과를 향상시킨 FRP 파이프를 생산할 수 있다.

Description

FRP 파이프 제조장치 { FRP(Fiber Reinforced Plastics) PIPE MANUFACTURING APPARATUS }
본 발명은 파이프 제조장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 FRP 파이프를 제조하는 FRP 파이프 제조장치에 관한 것이다.
섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastics, FRP)이란 연속된 섬유 또는 단섬유로 보강된 플라스틱을 말하며, 부식에 대한 저항성이 높고 단위중량당의 강도가 강재 등 기존 건설재료에 비해 크며 중량이 작아 시공이 용이하고 유지보수 비용이 적어 반영구적인 장점이 있다.
이에 따라 최근 건설분야에서는 구조재료로서 섬유강화플라스틱을 다양한 용도로 활용하고 있으며, 섬유강화플라스틱으로 제조된 관은 건축구조물의 기둥, 수중 교각 및 일반 교각, 해양구조물, 지반보강용 말뚝, 수로용 파이프 등으로 사용되고 있다.
섬유강화플라스틱 파이프의 생산방식은 두 가지가 있는데, 첫째 필라멘트 와인딩(Filament winding) 방식과 둘째, 원심력을 이용한 제작방식이다.
필라멘트 와인딩 방식은 연속되는 유리섬유실을 수지에 함침시켜 원통형 틀에 나선방향으로 감는 방식을 말하고, 원심력을 이용한 제작방식은 콘크리트 흄관과 같이 수지와 섬유 단섬유(chopped fiber)가 원통속에서 원심력에 의해서 성형되는 방법이다.
FRP 재료는 보강섬유의 배치방향과 양에 따라 강도특성이 다른 이방성 재료이며, 보강섬유의 연속성 또한 강도 특성에 영향을 미치는 주요 영향 인자가 된다.
한국등록특허 10-0938020 (2010.01.13), "에프알피 파이프의 제조장치" 한국공개특허 10-2011-0135686 (2011.12.19), "필라멘트 와인딩으로 제조되는 피브이씨 에프알피 이중 복합관용 불포화 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 제조방법"
본 발명의 목적은 FRP 파이프에 방수기능을 하는 코팅시트를 도포하여 방수기능을 향상시키는 FRP 파이프를 생산하는 FRP 파이프 제조장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 FRP 파이프 제조장치는, FRP 파이프의 외형을 형성하는 몰드에 에폭시(epoxy)수지가 도포된 복수의 유리섬유실을 상기 몰드의 길이방향으로 이동하며 감는 권취부; 상기 몰드와 결합되어 상기 몰드를 회전시키는 회전부; 및 상기 유리섬유실이 감긴 상기 몰드의 표면에 방수기능을 하는 코팅시트를 감아 코팅하는 코팅부를 포함한다.
여기서, 상기 몰드는, 유연한 재질로 구비되어 외면을 형성하는 통 형상의 외피; 및 상기 외피의 내부에 배치되어 상기 외피의 모양을 통 형상으로 고정하는 링 형상의 복수의 링홀더를 포함할 수 있다.
상기 권취부는, 상기 유리섬유실이 감긴 복수의 섬유릴; 상기 몰드에 상기 유리섬유실이 감길 수 있도록 가이드하는 가이드부재; 상기 가이드부재에 결합되어 에폭시(epoxy)수지를 저장하는 수지저장부재; 및 상기 가이드부재가 상기 몰드의 길이방향으로 이동할 수 배치되는 가이드레일을 포함할 수 있다.
상기 회전부는, 상기 링홀더와 결합되어 회전하는 회전축; 상기 회전축이 탈착 가능하고, 상기 회전축을 고정하는 척(Chuck); 및 상기 척을 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전부는, 상기 회전축을 지탱하고, 상기 회전축의 회전이 용이하게 하는 보조롤을 구비하는 지지부재를 더 포함할 수 있다.
상기 코팅부는, 상기 코팅시트가 감긴 시트릴; 상기 몰드의 길이방향으로 이동하며 상기 유리섬유실이 감긴 상기 몰드에 상기 코팅시트가 감길 수 있도록 가이드하는 코일부재; 및 상기 코일부재가 상기 몰드의 길이방향으로 이동할 수 배치되는 이동레일을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 가이드부재 및 상기 코일부재는, 상기 몰드의 지름에 따라 이동속도가 제어되고, 상기 회전부는, 상기 몰드의 지름에 따라 회전속도가 제어될 수 있다.
또한, 상기 FRP 파이프는, 상기 몰드에 상기 유리섬유실 및 상기 코팅시트가 감긴 후 상기 링홀더 및 상기 외피가 제거되어 생성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 FRP 파이프 제조장치에 따르면,
첫째, 방수기능을 가지는 코팅시트를 감는 코팅부에 의해 방수효과를 향상시킨 FRP 파이프를 생산할 수 있다.
둘째, 유연한 재질의 외피에 의해 몰드에 감겨진 유리섬유실과 외피를 쉽게 분리할 수 있어 FRP 파이프를 생산하는데 용이하다.
셋째, 몰드의 지름에 따라 회전축의 회전속도 및 권취부와 코팅부의 이동속도를 제어할 수 있어 정교한 생산을 할 수 있다.
넷째, 유리섬유실의 위에 코팅시트를 감아 FRP 파이프의 표면을 매끄럽게 할 수 있다.
다섯째, 지지부재의 보조롤에 의해 회전축을 견고하게 지탱할 수 있고, 회전축의 회전이 용이하도록 도와준다.
도 1은 본 발명의 실시예에 FRP 파이프 제조장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 몰드의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 권취부의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 회전부의 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 코팅부의 사시도이다.
도 6은 유리섬유실이 감기는 몰드의 측면도이다.
도 7은 코팅시트가 감기는 몰드의 측면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 FRP 파이프 제조장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 몰드의 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 권취부의 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 회전부의 사시도이며, 도 5는 도 1에 도시된 코팅부의 사시도이다.
그리고, 도 6은 유리섬유실이 감기는 몰드의 측면도이고, 도 7은 코팅시트가 감기는 몰드의 측면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, FRP 파이프 제조장치(100)는 권취부(110), 회전부(120) 및 코팅부(130)를 포함한다.
권취부(110)는 FRP 파이프의 외형을 형성하는 몰드(10)에 에폭시(epoxy) 수지가 도포된 복수의 유리섬유실(F)을 몰드(10)의 길이방향으로 왕복 이동하며 몰드(10)에 감는다.
여기서, 몰드(10)는 외피(11) 및 링홀더(12)를 포함한다.
외피(11)는 통 형상으로 마련되고, 유연한 재질로 구비되어 몰드(10)의 외면을 형성한다.
외피(11)는 유연한 재질로 구비되므로, FRP 파이프의 생성의 완료를 위해 외피(110)를 제거할 때 잘 접히기 때문에 떼어내기에 용이하다.
링홀더(12)는 복수로 구비되고, 외피(11)의 내부에 배치되어 외피(11)의 모양을 통 형상으로 고정한다.
그리고, 권취부(110)는 섬유릴(111), 가이드부재(112), 수지저장부재(113) 및 가이드레일(114)을 포함한다.
섬유릴(111)은 복수로 구비되고, 유리섬유실(F)이 감겨있다.
가이드부재(112)는 몰드(10)의 길이방향으로 왕복 이동하며 몰드(10)에 유리섬유실(F)이 감길 수 있도록 가이드한다.
수지저장부재(113)는 가이드부재(112)에 결합되어 에폭시(epoxy)수지(E)를 저장한다.
그리고, 가이드레일(114)은 가이드부재(112)가 몰드(10)의 길이방향으로 왕복 이동할 수 있도록 배치된다.
회전부(120)는 몰드(10)와 결합되어 몰드(10)를 회전시킨다.
회전부(120)는 회전축(121), 척(Chuck)(122), 모터(123) 및 지지부재(124)를 포함한다.
회전축(121)은 몰드(10)의 링홀더(12)와 결합되어 회전한다.
여기서, 회전축(121)의 구경은 몰드(10)의 지름에 따라 달라질 수 있다.
척(122)은 회전축(121)과 결합하여 회전축(121)을 고정하고 회전축(121)이 탈착 가능하다.
모터(123)는 척(122)과 결합되어 척(122)을 회전시킨다.
그리고, 지지부재(124)는 회전축(121)을 지탱하고, 회전축(121)의 회전이 용이하도록 도와주는 보조롤(R)을 포함한다.
따라서, 몰드(10)의 무게에 의해 회전축(121)이 휘지 않도록 회전축(121)을 견고하게 지지하면서 보조롤(R)에 의해 회전이 용이하도록 도와준다.
코팅부(130)는 유리섬유실(F)이 감긴 몰드(10)의 표면에 방수기능을 하는 코팅시트(C)를 감아 코팅한다.
코팅부(130)는 시트릴(131), 코일부재(132) 및 이동레일(133)을 포함한다.
시트릴(131)은 코팅시트(C)가 감겨있고, 코일부재(132)는 몰드(10)의 길이방향으로 왕복 이동하며 몰드(10)에 코팅시트(C)가 감길 수 있도록 가이드한다.
그리고, 이동레일(133)은 코일부재(132)가 몰드(10)의 길이방향으로 왕복 이동할 수 있도록 배치된다.
여기서, 가이드부재(112)와 코일부재(132)의 이동속도는 몰드(10)의 지름에 따라 제어되고, 회전부(120)의 회전축(121)의 회전속도는 몰드(10)의 지름에 따라 제어된다.
따라서, 몰드(10)의 지름이 달라도 지름에 적합하게 유리섬유실(F)과 코팅시트(C)를 촘촘하고 견고하게 감을 수 있다.
본 발명의 FRP 파이프 제조장치(100)에서 생성되는 FRP 파이프는 필라멘트 와인딩(Filament winding) 방식으로 생성되는데, 도 6에 도시된 것처럼 권취부(110)가 몰드(10)의 길이방향으로 왕복 이동하며 복수의 유리섬유실(F)을 몰드(10)에 감는다.
편의상 몰드(10)의 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하는 것을 정방향 이동으로, 오르쪽에서 왼쪽으로 이동하는 것을 역방향 이동이라 한다.
도 6의 (a)는 권취부(110)가 몰드(10)의 길이방향으로 정방향 이동을 나타내는 것이고, 도 6의 (b)는 정방향 이동을 한 권취부(110)의 역방향 이동을 나타낸다.
도 6의 (b)에 도시된 것처럼 권취부(110)는 역방향 이동 시 복수의 유리섬유실(F)을 정방향 이동 시 감긴 복수의 유리섬유실(F)의 위에 180°회전한 방향으로 덧감는다.
그리고, 정방향 이동과 역방향 이동을 반복하여 수행한다.
이후, 몰드(10)에 복수의 유리섬유실(F)의 권취가 완료되면, 코팅부(130)가 코팅시트(C)를 유리섬유실(F)이 감긴 몰드(10)에 감는다.
유리섬유실(F)이 감긴 몰드(10)의 표면은 엇갈려 감긴 유리섬유실(F)에 의해 매끄럽지 못하고 울퉁불퉁한 상태이므로 유리섬유실(F)이 감긴 몰드(10)의 표면에 코팅시트(C)를 감아 매끄럽게 만들 수 있고, 추가적으로 코팅시트(C)는 방수기능을 포함하고 있어 방수효과를 높일 수 있다.
도 7은 코팅부(130)가 역방향 이동을 하며 유리섬유실(F)이 감긴 몰드(10)의 표면에 코팅시트(C)를 감는 과정을 나타낸다.
감긴 몰드(10)의 표면에 코팅시트(C)를 감는 과정도 마찬가지로 정방향과 역방향을 반복적으로 이동하며 덧감는다.
이후, FRP 파이프 생산의 완료를 위해 몰드(10)의 링홀더(12)를 제거하고 외피(11)를 떼어내면 FRP 파이프가 만들어지게 된다.
여기서, 외피(11)는 유연한 재질로 구비되므로 유리섬유실(F)에서 떼어내기에 용이하다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110...권취부 111...섬유릴
112...가이드부재 113...수시저장부재
114...가이드레일 120...회전부
121...회전축 122...척
123...모터 124...지지부재
130...코팅부 131...코팅릴
132...코일부재 133...이동레일

Claims (8)

  1. FRP(Fiber Reinforced Plastics) 파이프의 외형을 형성하는 몰드에 에폭시(epoxy)수지가 도포된 복수의 유리섬유실을 상기 몰드의 길이방향으로 왕복 이동하며 감는 권취부;
    상기 몰드와 결합되어 상기 몰드를 회전시키는 회전부; 및
    상기 몰드의 길이방향으로 왕복이동 하며 상기 유리섬유실이 감긴 상기 몰드의 표면에 방수기능을 하는 코팅시트를 감아 코팅하는 코팅부를 포함하고,
    상기 몰드는,
    유연한 재질로 구비되어 외면을 형성하는 통 형상의 외피; 및
    상기 외피의 내부에 배치되어 상기 외피의 모양을 통 형상으로 고정하는 링 형상의 복수의 링홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 파이프 제조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 권취부는,
    상기 유리섬유실이 감긴 복수의 섬유릴;
    상기 몰드에 상기 유리섬유실이 감길 수 있도록 가이드하는 가이드부재;
    상기 가이드부재에 결합되어 에폭시(epoxy)수지를 저장하는 수지저장부재; 및
    상기 가이드부재가 상기 몰드의 길이방향으로 왕복 이동할 수 배치되는 가이드레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 파이프 제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 링홀더와 결합되어 회전하는 회전축;
    상기 회전축이 탈착 가능하고, 상기 회전축을 고정하는 척(Chuck); 및
    상기 척을 회전시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 파이프 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 회전축을 지탱하고, 상기 회전축의 회전이 용이하게 하는 보조롤을 구비하는 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 파이프 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 코팅부는,
    상기 코팅시트가 감긴 시트릴;
    상기 몰드의 길이방향으로 이동하며 상기 유리섬유실이 감긴 상기 몰드에 상기 코팅시트가 감길 수 있도록 가이드하는 코일부재; 및
    상기 코일부재가 상기 몰드의 길이방향으로 왕복 이동할 수 배치되는 이동레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 FRP 파이프 제조장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가이드부재 및 상기 코일부재는,
    상기 몰드의 지름에 따라 이동속도가 제어되고,
    상기 회전부는,
    상기 몰드의 지름에 따라 회전속도가 제어되는 것을 특징으로 하는 FRP 파이프 제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 FRP 파이프는,
    상기 몰드에 상기 유리섬유실 및 상기 코팅시트가 감긴 후 상기 링홀더 및 상기 외피가 제거되어 생성되는 것을 특징으로 하는 FRP 파이프 제조장치.
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