KR101901778B1 - 복합소재 섬유다발 개섬 가이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합소재 섬유 다발을 손상없이 평탄하게 개섬할 수 있도록 하는 가이드에 관한 것으로, 본 발명에 의한 복합소재 섬유다발 개섬 가이드는 복합소재 섬유사들이 개섬되는 나사부 표면에 반구형 미세 돌기를 통하여 복합소재 섬유사와 상기 나사부와의 접촉면적을 줄이며 복수의 복합소재 섬유사의 이송 댐퍼(Damper)를 형성하여 개섬되는 복합소재 섬유사의 표면에 퍼즈(Fuzz)와 같은 손상이 발생되는 것을 방지하여 줄 수 있다.

Description

복합소재 섬유다발 개섬 가이드{FIBER SPREADING DEVICE}

본 발명은 복합소재 섬유다발 개섬 가이드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합소재 섬유 다발을 손상없이 평탄하게 개섬 할 수 있도록 하는 가이드에 관한 것이다.

최근 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유와 같은 강화 섬유와 에폭시 수지 등의 메트릭스 수지를 조합한 복합 소재 성형품이 다양한 분야에 응용되고 있다.

이러한 복합 소재 성형품은 강화 섬유를 한 방향으로 정렬한 얇은 시트를 다방향으로 적층하여 사용함으로써 신뢰성 있는 고강도 복합 소재 성형품을 얻을 수 있다. 또한, 리사이클성, 단시간 성형성, 성형품의 내충격 특성의 향상 등의 이점이 있기 때문에, 각종 수지 등의 열가소성 수지를 사용한 복합 소재 성형품이 향후 증가될 것으로 예상된다.

최근, 항공기, 자동차, 산업용 기계의 구조 부품 등의 재료로서 탄소 섬유 복합 소재가 매우 주목받고 있다. 탄소 섬유는 복수 개를 집속하여 탄소 섬유 다발로서 시판되며, 그 집속 개수도 다양하게 갖추어져 있다.

가격, 제품의 질(섬유의 진직성(眞直性)이나 섬유의 정렬 상태 등)의 양호성, 취급 용이성의 면에서 탄소 섬유 다발에서는 집속 개수 12000개, 15000개(섬도 약 800 내지 1100 g/1000 m)인 것이 주로 사용되고, 고강도 중탄성 탄소 섬유 다발에서는 집속 개수 12000개, 24000개(섬도 약 400 내지 1000 g/1000 m)인 것이 주로 사용된다.

그러나 집속 개수를 많게 한 탄소 섬유 다발은, 집속 개수가 많아짐에 따라 섬유의 사행(蛇行), 섬유의 얽힘등이 많아진다는 결점이 있다. 따라서 얇은 시트의 개발, 열가소성 수지 등과 같은 고점도 수지의 함침성을 양호하게 하기 위해서는, 섬유 다발을 폭이 넓고 얇게 개섬(Spreading)하는 것이 필수적 과제이다.

이에 도 1에 도시된 바와 같이 복합소재 섬유 다발(32)을 평탄하게 개섬 할 수 있도록 가이드 장치(20)에 폭방향을 따라 나사산(22)을 형성하여 주어 나사산(22)들을 따라 개별 복합소재 섬유사(32)가 개섬 되게 형성하여 주는 가이드 장치에 관한 기술이 선행특허에 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 개섬 가이드 장치(20)는 롤러 형태의 가이드 장치(20)에 음각을 통하여 나사산(22)들을 형성하여 주는데 이와 같이 음각을 통하여 나사산을 형성하여 주는 경우 나사산면에 미세한 날카로운 돌기(24) 또는 홈이 형성되고 이러한 미세한 날카로운 돌기 또는 홈은 복합소재 섬유면에 퍼즈(fuzz)를 형성하여 성형되는 복합소재 성형품의 강도 및 강성의 저하를 일으키는 한 요인으로 작용한다.

한국등록특허 제10-1571484호(섬유 다발의 개섬 장치) 한국등록특허 제10-1100232호(섬유전개장치)

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명은 복합소재 섬유다발의 개섬에 있어서 복합소재 섬유사에 퍼즈(Fuzz)와 같은 손상이 발생하는 것을 방지하여 줄 수 있는 복합소재 섬유다발 개섬 가이드를 제공하고자 한다.

본 발명은 또한 복합소재 섬유다발의 개섬 폭을 사용자가 조절할 수 있으며 복합소재 섬유사에 묻어있는 이물질을 용이하게 제거하며, 복합소재 섬유다발 개섬시 뭉치거나 꼬이는 것을 방지할 수 있는 복합소재 섬유다발 개섬 가이드를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 복합소재 섬유다발 개섬 가이드는 회전가능하게 형성되는 지지축, 상기 지지축의 길이 방향을 따라 형성되는 본체부, 상기 본체부 외측 표면에 상기 지지축의 길이방향을 따라 복수개 형성되는 나사산 및 나사골을 포함하는 나사부 및 상기 나사부 표면에 복수개 형성되어 상기 나사부에 개섬되는 복합소재 섬유사와 상기 나사부와의 접촉면적을 줄이며 복수의 복합소재 섬유사의 이송 댐퍼(Damper)를 형성하는 반구형 미세 돌기부를 포함한다.

본 발명에 의한 복합소재 섬유다발 개섬 가이드는 복합소재 섬유사들이 개섬되는 나사부 표면에 반구형 미세 돌기를 통하여 복합소재 섬유사와 상기 나사부와의 접촉면적을 줄이며 복수의 복합소재 섬유사의 이송 댐퍼(Damper)를 형성하여 개섬되는 복합소재 섬유사의 표면에 퍼즈(Fuzz)와 같은 손상이 발생되는 것을 방지하여 줄 수 있다.

그리고 본 발명에 의한 복합소재 섬유다발 개섬 가이드는 상기 나사부에 개섬되는 섬유사들의 폭방향 넓이를 제어하는 개섬폭 조절부를 통하여 사용자가 용이하게 개섬되는 섬유사의 폭넓이를 제어할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의한 복합소재 섬유다발 개섬 가이드는 상기 본체부 외측 표면에 에어(Air) 또는 세척수를 공급하기 위한 공급부를 통하여 개섬되는 복합소재 섬유사 또는 상기 나사부 표면에 반구형 미세 돌기에 부착된 이물질을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의한 복합소재 섬유다발 개섬 가이드는 상기 본체부 외측 표면에 에어(Air)를 공급하여 개섬되는 섬유사와 상기 나사부 표면에 반구형 미세 돌기와의 접촉에 따른 발열을 방지하여 줄 수 있으며 에어의 압력을 통해 나사부에 개섬되는 섬유사가 나사부 외측으로 이탈되는 것을 방지하여 줄 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 복합소재 섬유다발 개섬 가이드장치를 나타낸 개략도이다.
도 2 및 도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합소재 섬유다발 개섬 가이드를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합소재 섬유다발 개섬 가이드에 개섬폭 조절부가 구비된 모습을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합소재 섬유다발 개섬 가이드에 공급부가 구비된 모습을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합소재 섬유다발 개섬 가이드에 반구형 미세 돌기부를 형성하는 모습을 나타낸 참조도이다.

본 발명에 따른 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명 또는 첨부 도면에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 사용되거나 수행될 수 있다.

또한, 본 명세서에 사용되는 표현이나 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 한정을 위한 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에 사용되는, "장착된", "설치된", "접속된", "연결된", "지지된", "결합된" 등의 표현은, 다른 것을 나타내는 것으로 지시하거나 한정하고 있는 않는 한, 직접적인 그리고 간접적인 장착, 설치, 접속, 연결, 지지, 및 결합을 모두 포함하는 광범위한 표현으로 사용되고 있다. "접속된", "연결된", "결합된"이라고 하는 표현은, 물리적인 또는 기계적인 접속, 연결 또는 결합에 한정되지 않는다.

그리고 본 명세서에서, 상부, 하부, 하향, 상향, 후방, 바닥, 전방, 후부 등과 같이 방향을 나타내는 용어는 도면을 설명하기 위해 사용되고 있지만, 이러한 용어는, 편의를 위해 도면에 대해 상대적인 방향(정상적으로 봤을 때)을 나타내는 것이다. 이러한 방향을 나타내는 용어는, 어떠한 형태로든 본 발명을 그 문자대로 한정하거나 제한하는 것으로 받아들여져서는 안 된다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1", "제2", "제3" 등의 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 상대적인 중요도를 의미하는 것으로 고려되어서는 안 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 자세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합소재 섬유다발 개섬 가이드(100)를 나타낸 개략도로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합소재 섬유다발 개섬 가이드는 크게 지지축(110), 본체부(120), 나사부(130) 및 반구형 미세 돌기부(140)를 포함하여 이루어진다.

상기 지지축(110)은 섬유다발 형태로 제공되는 복합소재를 개섬하여 복합소재 성형품을 제조하는 다음공정으로 안내하는 공정일측에 회전가능하게 구비되어 상기 복합소재 개섬 가이드(110)를 회전 지지한다. 상기 지지축(110)은 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 본체부(120)는 지지축(110)의 길이 방향을 따라 형성되는데 상기 본체부(120)는 상기 지지축(110)과 일체형으로 구비되거나 상기 지지축(110)을 원형 바(Bar) 형태로 형성하여 준 후 상기 지지축(110) 외측에 탈부착 가능한 형태로 구비하여 줄 수 있다.

상기 본체부(120)는 금속재질을 포함하여 사용자의 선택에 따라 다양하게 형성하여 줄 수 있다.

상기 본체부(120)의 형상은 중심으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 볼록한 형태, 중심으로 갈수록 두께가 얇아지는 오목한 형태 등 사용자의 선택에 따라 자유롭게 형성가능하다.

다음으로 상기 나사부(130)는 상기 본체부(120) 외측 표면에 상기 지지축(110)의 길이방향을 따라 복수개 형성되는 나사산 및 나사골로 이루어진다. 상기 나사산의 높이, 나사산과 나사산과의 길이인 피치(Pitch)는 복합소재의 두께 및 성형하고자 하는 복합소재 성형품의 종류등에 따라 사용자의 선택에 따라 자유롭게 실시 가능하다.

상기 나사부(130)는 상기 본체부(120)에 음각등 기존의 방법을 이용하여 자유롭게 형성하여 줄 수 있다.

다음으로 상기 반구형 미세 돌기부(140)는 상기 나사부(130) 표면에 복수개 형성되어 상기 나사부(130)에 개섬되는 복합소재 섬유사(32)와 상기 나사부(130)와의 접촉면적을 줄이며 복수의 복합소재 섬유사(130)의 이송 댐퍼(Damper)(40)를 형성한다.

먼저 상기 반구형 미세 돌기부(140)는 상기 나사부(130) 전체 표면에 형성하여 주는 것이 바람직하며 반구형 미세 돌기부(140)의 크기는 사용자의 선택에 따라 자유롭게 실시 가능하다.

상기 나사부(130)에 반구형 미세 돌기부(140)의 형성은 다양한 방법으로 형성 가능한데 도 6에 도시된 바와 같이 나사부(130) 표면에 1차 코팅층(142)을 형성하여 주고 상기 1차 코팅층(142) 표면에 반구형 미세 돌기가 형성되는 2차 코팅층(144)을 형성하여 준 후 상기 2차 코팅층(144)위에 다시 3차 코팅층(146)을 형성하여 준다.

상기 반구형 미세 돌기의 형상은 크롬베이스의 용액에 1차 코팅층(142)이 형성된 상기 나사부(130)를 침지한 후 상기 나사부(130)에 전압을 인가하여 주고 인가되는 전압을 국부적으로 제어하여 금속과 크롬베이스 용액간의 반응 속도에 대한 미세 편차를 활용하여 반구형 미세 돌기 형상의 2차 코팅층(144)을 표면에 조밀하게 형성하여 준다.

이와 같이 상기 나사부(130)에 반구형 미세 돌기부(140)가 형성되면 상기 나사부(130)에 개섬되는 복합소재 섬유사(32)는 도 1과 같이 나사산면과 면접촉하는 복합소재 섬유사(32)에 기존 방식에 비해 복수의 반구형 미세 돌기부(140) 원호선들과 선접촉하여 전체 접촉 면적이 줄어들고 라운드진 반구형 미세 돌기부(140)와 접촉하므로 복합소재 섬유사(32) 표면이 손상되어 퍼즈(Fuzz)와 같은 현상이 발생하는 것을 방지하여 준다.

그리고 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합소재 개섬 가이드(100)는 상기 나사부(130) 표면에 형성된 복수의 반구형 미세돌기(140)들 사이에 도 3에 도시된 바와 같이 에어 또는 오일 댐퍼(40)가 형성된다.

도 1과 같이 기존의 복합소재 개섬 가이드는 나사산 사이 나사골에만 에어 또는 오일 댐퍼(40)가 형성되는데 반해 본 발명에 따른 복합소재 개섬 가이드는 복합소재 섬유사의 전체 면에 오일 또는 에어가 윤활 작용을 할 수 있는 댐퍼(40)가 형성되어 복합소재 섬유사의 손상 방지 및 개섬 효과를 더욱 극대화할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합소재 개섬 가이드(100)에 개섬폭 조절부 및 공급부가 추가된 구성에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합소재 개섬 가이드에 개섬폭 조절부 및 공급부가 구비된 모습을 나타낸 개략도이다.

먼저 개섬폭 조절부는 상기 복합소재 섬유다발 개섬 가이드 외측에 탈부착 가능하게 구비되고 상기 본체부 외측 표면과 소정거리 이격되며 본체부 길이 방향을 따라 연장 형성된 조절부(160), 상기 조절부(160) 내측에 형성된 슬라이딩홈을 따라 상기 본체부(120) 외측 표면상에서 이동가능하게 구비되는 조절바(150)를 포함하여 이루어진다.

따라서 사용자가 상기 조절바(150)를 상기 슬라이딩홈을 따라 이동시켜 개섬되는 복합소재 섬유사의 폭 넓이를 제어할 수 있다.

이때 상기 조절바(150)의 끝단은 탄성재질로 이루어진 접촉부(152)를 구비하여 줌으로써 본체부(120) 외측표면에서 좀 더 원활하게 상기 조절바(150)를 이동시킬 수 있다.

사용자의 선택에 따라서는 상기 본체부 외측 표면과의 이격되는 거리도 사용자가 조절가능하게 구비하여 줄 수 있다.

다음으로 공급부는 본체부 외측 표면에 에어(Air) 또는 세척수를 공급하기 위한 구성으로 에어 또는 세척수를 별도로 공급하거나 같이 공급하는 형태, 상기 개섬폭 조절부와 같이 구성된 형태 또는 별도로 구성된 형태등 다양한 형태로 실시 가능한데 도 5에서는 에어를 공급하는 구성이 상기 개섬폭 조절부와 같이 구비된 형태를 예시로 하여 설명하기로 한다.

상기 공급부는 상기 복합소재 섬유다발 개섬 가이드(100) 외측에 탈부착 가능하게 구비되고 상기 본체부 외측 표면과 소정거리 이격되며 본체부 길이 방향을 따라 연장 형성된 조절부, 상기 조절부 일측에 상기 조절부 길이방향을 따라 연장 형성되며 외부와 연통되는 외측 통공(166), 상기 외측 통공(166)과 연통되고 상기 본체부(120) 외측표면과 마주하도록 형성되는 내측통공(168)을 포함한다.

따라서 사용자는 상기 외측 통공(166)을 통하여 상기 본체부 외측 표면으로 에어를 공급하여 줌으로써 개섬되는 복합소재 섬유사(32)에 부착된 이물질을 제거하거나 에어 공급을 통하여 복합소재 섬유사와 반구형 미세 돌기와의 접촉에서 열이 과다하게 발생하여 복합소재 섬유사에 손상이 오는 것을 방지하여 줄 수 있다.

그리고 개섬되는 복합소재 섬유사를 외측에서 상기 나사부로 공기로 가압하여 줌으로써 개섬되는 복합소재 섬유사가 나사부 외측으로 밀려 나가는 것을 방지하여 섬유사가 꼬이거나 뭉치는 것을 방지하여 줄 수 있는 효과가 있다.

그리고 복합소재 개섬 공정 이후 반구형 미세 돌기(140)의 에어 세척을 행하여 줄 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

100: 복합소재 섬유다발 개섬 가이드 110: 지지축
120: 본체부 130: 나사부 140: 반구형 미세돌기

Claims (6)

1. 회전가능하게 형성되는 지지축(110);
   상기 지지축(110)의 길이 방향을 따라 형성되는 본체부(120);
   상기 본체부(120) 외측 표면에 상기 지지축(110)의 길이방향을 따라 복수개 형성되는 나사산 및 나사골을 포함하는 나사부(130) 및;
   상기 나사부(130) 표면에 복수개 형성되어 상기 나사부(130)에 개섬되는 복합소재 섬유사(32)와 상기 나사부(130)와의 접촉면적을 줄이며 복수의 복합소재 섬유사(130)의 이송 댐퍼(Damper)(40)를 형성하는 반구형 미세 돌기부(140);를 포함하는 복합소재 섬유다발 개섬 가이드.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 복합소재 섬유다발 개섬 가이드는,
   상기 나사부에 개섬되는 섬유사들의 폭방향 넓이를 제어하는 개섬폭 조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합소재 섬유다발 개섬 가이드.
4. 제 3항에 있어서, 상기 개섬폭 조절부는,
   상기 복합소재 섬유다발 개섬 가이드 외측에 탈부착 가능하게 구비되고 상기 본체부 외측 표면과 소정거리 이격되며 본체부 길이 방향을 따라 연장 형성된 조절부(160), 상기 조절부(160) 내측에 형성된 슬라이딩홈을 따라 상기 본체부(120) 외측 표면상에서 이동가능하게 구비되는 조절바(150);를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합소재 섬유다발 개섬 가이드.
5. 제 1항에 있어서, 상기 복합소재 섬유다발 개섬 가이드는,
   상기 본체부 외측 표면에 에어(Air) 또는 세척수를 공급하기 위한 공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합소재 섬유다발 개섬 가이드.
6. 제 5항에 있어서, 상기 공급부는,
   상기 복합소재 섬유다발 개섬 가이드 외측에 탈부착 가능하게 구비되고 상기 본체부 외측 표면과 소정거리 이격되며 본체부 길이 방향을 따라 연장 형성된 공급부 본체부, 상기 공급부 본체부 일측에 상기 공급부 본체부 길이방향을 따라 연장 형성되며 외부와 연통되는 외측 통공(166), 상기 외측 통공(166)과 연통되고 상기 본체부(120) 외측표면과 마주하도록 형성되는 내측통공(168)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합소재 섬유다발 개섬 가이드.

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