KR101933914B1

KR101933914B1 - 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치

Info

Publication number: KR101933914B1
Application number: KR1020160171322A
Authority: KR
Inventors: 김상운; 김용훈
Original assignee: 이엔컴퍼지트 주식회사; 이수향; 김용훈
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-12-31
Also published as: KR20180069281A

Abstract

본 발명은 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 관한 것으로, 열간 성형금형 내에 적층되게 배치되어 열간 압착에 의해 복합섬유 성형물로 성형되는 복합섬유 성형시트를 후가공하여, 열간 압축성형되는 내측부위에 스틱형 성형부를 연속적으로 형성하는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 관한 것이다.

Description

스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치{Composite fiber forming sheet post-processing apparatus having a stick-shaped forming section}

본 발명은 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 관한 것으로, 열간 성형금형 내에 적층되게 배치되어 열간 압축에 의해 복합섬유 성형물로 성형되는 복합섬유 성형시트를 후가공하여, 열간 압축성형되는 내측부위에 스틱형 성형부를 연속적으로 형성하는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 관한 것이다.

최근 탄소 섬유사, 유리 섬유사, 아라미드사, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 광물 섬유, 폴리머 섬유를 열가소성 수지로 이루어진 기지재 수지를 통해 고착시켜 형성된 복합섬유 성형필름이나, 상기 복합섬유 성형필름을 세절한 복합섬유 성형필름사를 직조한 복합섬유 성형직물을 포함하는 복합섬유 성형시트들을 적층시킨 다음, 이를 열간 압축시켜 성형한 복합섬유 성형물의 제작이 활발히 이루어지고 있다.

이와 같이 열간 압축을 통해 성형된 복합섬유 성형물은, 보강사와 기지재 수지에 의해 우수한 내구성과 경량성이 확보되고, 특히 복합섬유 성형시트를 열간 성형금형에 투입하여 열간 압축을 통해 소정의 형태로 성형하므로, 종래 프리프레그 방식에 대비하여 생산성이 크게 향상되는 이점을 갖는다.

한편, 상기 열간 압축을 통해 복합섬유 성형물의 형성과정은, 복합섬유 성형시트를 교차되게 적층시킨 다음 이를 열간 압축시켜 성형되는데, 상기 열간 압축과정에 도 8에서 보는 바와 같이 보강사가 당겨져 국부적으로 끊어져 해당 부위에 보강사가 누락되는 현상이 불가피하게 발생되거나, 직각 부분의 성형상태가 불규칙하게 주름져 외관상 보기 싫은 현상이 발생된다.

이러한 보강사의 누락현상이나, 외관상 불규칙한 주름현상은 복합섬유 성형물에 의해 굽힘이 발생되는 코너부위에 더욱 심화되며, 이와 같이 보강사의 누락(VOID 현상)이나 연속섬유 보강사의 필링(피거나 갈라짐)현상이 발생되면, 복합섬유 성형물의 균일한 강도나 외관상 미려함을 담보하기 어렵고, 결과적으로 복합섬유 성형물의 강도나 외관상의 미려함을 포함하는 품질성의 저하를 야기하게 된다.

KR

10-1470803

B1

KR

10-2010-0023902

A

JP

2011093175

A

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 복합섬유 성형시트를 후가공하여 양측 가장자리의 내측부위를 설정간격으로 세절시킨 스틱 성형부를 형성하여서, 열간 압착 성형과정에 복합섬유 성형시트에 형성된 보강사가 끊어져 복합섬유 성형물의 코너부위에 보강사가 누락(VOID 현상)되거나 연속섬유 보강사의 필링(피거나 갈라짐)현상을 방지함으로써, 균일한 강도와 미려한 외관을 갖는 복합섬유 성형물의 성형이 가능하도록 하는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치는,

복합섬유 필름시트의 양측 가장자리부 사이에 형성된 내측 부위에 설정 배치간격과 설정 배치각도로 배치된 세절날들을 절입시켜서,

적어도 복합 필름시트의 양측 가장자리부에는 비세절된 밴드부를 형성하고, 상기 밴드부 사이에는 내측 부위만을 설정 배치간격으로 세절시켜 밴드부에 단부가 연결된 성형 스틱들이 배열된 성형 스틱부를 형성하는 스틱 성형장치부를 포함하여 구성된 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 있어서,
상기 스틱 성형장치부는,
길이방향으로 공급된 복합섬유 성형시트를 지지하는 지지 베이스와;
상기 지지 베이스의 상부에 승강구조로 배치되는 승강 베이스; 및
상기 승강 베이스에 배치되며 세절날들이 설정 배치간격과 설정 배치각도로 배치된 하나 이상의 세절금형을 포함하여 구성되어,
상기 승강 베이스의 승강작용에 의해 각 세절금형은 지지 베이스에 안착된 복합섬유 성형시트의 내측 부위에 세절날을 수직으로 절입시켜서, 적어도 복합섬유 성형시트의 양측 가장자리부는 비세절된 밴드부를 형성하고, 상기 밴드부 사이에는 세절날에 의해 세절된 성형 스틱들이 병렬로 배열하여 형성된 스틱 성형부를 형성하도록 구성되고,
상기 승강 베이스의 하부에는, 지지 베이스에 전개된 복합섬유 성형시트를 예압하는 예압 플레이트가 탄지하여 설치되고, 상기 예압 플레이트에는 상부에 배치된 세절금형에 형성된 각 세절날의 승강경로를 형성하는 승강슬롯이 형성되어서,
상기 승강 베이스의 하강에 의해 지지 베이스에 전개된 복합섬유 성형시트는, 예압 플레이트에 의해 예압되어 고정된 다음, 승강슬롯을 따라 하강하는 세절금형의 세절날에 의해 내측 부위만이 세절되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스틱 성형장치부에 복합섬유 필름지를 전개시켜 공급하는 복합섬유 성형시트 공급장치부와; 상기 스틱 성형장치부에서 밴드부와 성형 스틱부가 형성된 복합섬유 성형시트를 권취하는 복합섬유 성형시트 권취장치부를 더 포함한다.

삭제

또한, 상기 승강 베이스에는 한 쌍의 세절금형으로 이루어진 하나 이상의 금형조가 등간격으로 이격하여 배치되고,

상기 금형조를 구성하는 상호 이격된 한 쌍의 세절금형 중, 어느 하나의 세절금형과 나머지 세절금형에는 세절날들이 사선각도, 또는 직각 평행되게 형성되어, 상기 세절금형의 세절날을 절입시켜 성형된 한 쌍의 스틱 성형부에는 사선각도, 또는 일직선으로 상호 평행하는 성형스틱들이 형성되어서,

상기 한 쌍의 스틱 성형부 사이를 절첩시켜 중첩시키면, 중첩된 스틱 성형부들의 성형 스틱은 상호 직교하여 교차되도록 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 복합섬유 성형시트에서 열간 성형이 이루어지는 내측부위를 세절하여, 밴드부에 의해 단부를 고정시킨 복수의 성형 스틱들이 병렬로 정렬하여 형성된 성형 스틱부를 연속적으로 형성하는 복합섬유 성형시트 후가공 장치를 제공하고 있다.

본 발명에서와 같이 복합섬유 성형시트의 내측부위에 성형 스틱부를 형성하면, 열간 압축성형과정에 열간 압축성형되는 내측부위는 성형 스틱들에 의해 사전에 정형화되게 세절되어 분산하여 정렬된 상태로 열간 압축이 이루어진다.

따라서, 상기 스틱 성형부를 통해 성형된 복합섬유 성형물은 코너부위를 비롯하여 전체적으로, 보강사가 끊어져 누락되는 현상없이 보강사들이 균일하게 배열된 상태로 열간 성형되어서, 균일한 강도를 겸비하면서 보강사의 필링현상 없이 미려한 외관을 갖게 된다.

또한, 본 발명에 의해 성형된 복합섬유 성형시트는, 스틱 성형부를 형성하는 성형 스틱이 밴드부에 단부를 고정시킨 시트형태로 이루어져, 성형 스틱의 정형화된 배열상태가 유지되고, 열간 성형장치에 정형화되게 투입이 가능하다.

특히, 본 발명에서는 승강 베이스에 지지 베이스에 전개된 복합섬유 성형시트를 예압한 다음, 세절날이 복합섬유 성형시트에 절입되어 세절하므로, 세절날을 통한 정교한 복합섬유 성형시트의 세절이 이루어진다.

또한, 본 발명에서는 상기 세절금형에 배치된 세절날의 배치구조를 독특하게 배치하여, 복합섬유 성형시트를 정형화되게 재단 및 절곡 및 절첩시키면, 적층된 스틱 성형부의 성형스틱들이 직교되게 교차하고, 결과적으로 직교하여 교차된 성형스틱들이 열간 융착하여 성형된 복합섬유 성형물의 제작이 가능하다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치의 외형 구성도이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는복합섬유 성형시트 후가공 장치를 통한 복합섬유 성형시트의 후가공 상태를 보여주는 것이고,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 있어, 스틱 성형부의 세부 구성을 보여주는 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 있어, 스틱 성형부를 통한 복합섬유 성형시트의 후가공 상태를 순차적으로 보여주는 것이며,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 의해 성형된 복합섬유 성형시트들을 보여주고 있고,
도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 있어, 절첩에 의한 중첩에 의해 성형 스틱들이 직교하여 교차되는 복합섬유 성형시트의 성형상태를 보여주는 것이며,
도 7은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 의해 성형된 복합섬유 성형시트의 열간 압축 성형상태를 보여주는 것이며,
도 8은 종래 복합섬유 성형시트의 열간 압축시 발생되는 보강사의 누락 및 불규칙적으로 주름진 상태를 모식적으로 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 성형 스틱 구조를 복합섬유 성형시트 후가공 장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치의 외형 구성도이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치를 통한 복합섬유 성형시트의 후가공 상태를 보여주는 것이고, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 있어, 스틱 성형부의 세부 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 있어, 스틱 성형부를 통한 복합섬유 성형시트의 후가공 상태를 순차적으로 보여주는 것이며, 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 의해 성형된 복합섬유 성형시트들을 보여주고 있고, 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 있어, 절첩에 의한 중첩에 의해 성형 스틱들이 직교하여 교차되는 복합섬유 성형시트의 성형상태를 보여주는 것이며, 도 7은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 의해 성형된 복합섬유 성형시트의 열간 압축 성형상태를 보여주는 것이다.

본 발명에 따른 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치(1)는, 열간 압축 성형에 의해 복합섬유 성형물로 성형되는 복합섬유 성형시트(100)를 후가공하여, 도 5에서 보는 바와 같이 적어도 양측 가장자리부는 비세절된 밴드부(110)를 형성하고 양측 가장자리부의 내측 부위는 세절날을 통해 설정 배치간격과 설정 배치각도로 세절되며 밴드부(110)에 단부를 연결시킨 성형 스틱(121)들을 갖는 성형 스틱부(120)를 연속적으로 형성하는 전용장치이다.

상기 본 발명에 의해 후가공되는 복합섬유 성형시트(100)는, 탄소 섬유사나, 아라미드사, 유리 섬유사, 세라믹 섬유사, 금속 섬유사, 광물 섬유사, 또는 폴리머 섬유사 등으로 이루어진 보강사를 길이방향으로 배열하고 이를 열가소성 수지로 이루어진 액상형 기지재 또는 필름형 기지재를 통해 고착시킨 UD 필름이나, 상기 보강사를 기지재를 통해 고착시켜 형성된 복합 필름사를 직조한 보강 필름 직물 등이 채택되며, 본 실시예에서는 일례로 UD 필름을 복합섬유 성형시트로 채택하고 있다.

보다 구체적으로는, 본 명세서에서 복합섬유 성형시트(100)는 보강사(탄소섬유사, 유리섬유사, 아라미드 섬유사, 세라믹 섬유사, 금속 섬유사, 광물 섬유사, 폴리머 섬유사 등)를 열가소성 수지(피크, PA6, PA66, TPU, PET, PE, PP 등)로 이루어진 기지재로 함침한 필름이나, 함침을 하지 않은 필라멘트사를 통칭한다.

그리고, 보강사를 스프레딩하여 넓게 펼친 원사 또는 제직원단 자체를 사용할 수도 있고, 보강사를 스프레딩(Spreading)하여 열가소성 수지를 함침한 필름사 또는 제직원단을 채택할 수도 있다.

또한, 상기 열가소성수지 필름 보강시트(200)는 열가소성수지 필름으로 보강사를 스프레딩하여 넓게 펼친 원사 자체에 상하로 적층하여 열간 융착되어 보강사에 함침되는 용도로 사용하는 것을 의미한다.

그리고, 본 발명에 의해 후가공되어 밴드부(110)와, 스틱 성형부(120)가 형성된 복합섬유 성형시트(100')는, 실질적으로 열간 성형되는 내측부위가 설정 배치간격과 설정 배치각도로 세절된 성형 스틱부로 이루어져, 열간 성형 과정시 도 7과 같이 성형 스틱들이 균일하게 분산된 상태로 열간 융착하여 성형되도록 한다.

따라서, 상기 열간 압축을 통해 복합섬유 성형물을 성형하는 과정에 복합섬유 성형시트를 구성하는 보강사가 물리적으로 끊어져 복합섬유 성형물, 특히 복합섬유 성형물의 코너구간에 보강사가 분산하여 누락되는 현상이나 보강사가 필링(피거나 갈라짐)현상으로 주름지는 현상이 예방되고, 또 각 열간 성형되는 성형 스틱(121)들은 낱개로 분리되지 아니하고 밴드부(110)에 의해 단부를 연결시켜 시트형태를 유지하므로 열간 성형공간 내에 성형 스틱들을 정렬된 상태로 일괄하여 투입하는 것이 가능하다.

한편, 본 실시예에 따른 복합섬유 성형시트 후가공 장치(1)는, 도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이 복합섬유 성형시트(100)의 내측 부위만을 설정 배치간격과 설정 배치각도로 세절시켜, 적어도 복합섬유 성형시트(100)의 양측 가장자리부에는 비세절된 밴드부(110)를 형성하고, 상기 밴드부(110) 사이에는 밴드부(110)에 단부가 연결된 성형 스틱(121)들이 배열된 성형 스틱부(120)를 형성하는 스틱 성형장치부(10)와, 상기 스틱 성형장치부(10)에 복합섬유 성형시트(100)를 전개시켜 공급하는 복합섬유 성형시트 공급장치부(20), 및 상기 스틱 성형장치부(10)에 의해 후가공된 복합섬유 성형시트(100')를 권취하는 복합섬유 성형시트 권취장치부(30)를 더 포함하여, 후가공을 요하는 복합섬유 성형시트의 공급과, 복합섬유 성형시트의 후가공, 및 후가공된 복합섬유 성형시트의 회수가 자동으로 구현되도록 한다.

상기 복합섬유 성형시트 공급장치부(20)는 권취된 복합섬유 성형시트(100)를 전개시켜 공급하는 복합섬유 성형시트 공급롤러(21)를 포함하며, 본 실시예에서는 열가소성 수지필름 보강시트(200)를 복합섬유 성형시트(100)에 열간 융착시켜 세미 성형시트(101)를 형성하는 열간 융착구조를 부가하여서, 필요시 공급되는 복합섬유 성형시트(100)의 표면에 열가소성 수지를 함침하여 세미 성형시트(101)를 형성하는 전처리가 가능하도록 한다.

이를 상술하자면, 본 실시예에서는 복합섬유 성형시트 공급장치부(20)에 복합섬유 성형시트 공급롤러(21)에서 전개되는 복합섬유 성형시트(100)의 일면 또는 양면에 열가소성 수지필름 보강시트(200)를 공급하는 보강 시트 공급롤러(22)와, 상기 적층된 복합섬유 성형시트(100)와 열가소성 수지필름 보강 시트(200)를 열간 융착시키는 열간 압착롤러(24)를 부가한다.

본 실시예에서는, 상기 열간 압착롤러(24)의 전방에, 열간 압착롤러(24) 사이로 진입되는 열가소성 수지필름 보강 시트(200)를 예열하는 열판부재(23)가 배치되고, 열간 압착롤러(24)의 후방에는 열간 압착된 복합섬유 성형시트(100)을 냉각하는 냉각부재(25)가 배치되어 있다.

여기서, 상기 열판부재(23)는 적층된 열가소성 수지필름 보강 시트가 적층된 보강섬유 성형시트를 최대 450℃ 내지 500℃의 온도로 순간 예열하도록 구성되며, 통상 고주파 통전식, 저주파 통전식, 직열판 등 다양한 예열구조가 채택될 수 있다.

그리고, 상기 냉각부재(25)는 수냉식이나, 압축공기 토출형의 공냉식, 냉매식 등 다양한 냉각구조가 채택된다.

따라서, 상기 복합섬유 성형시트 공급장치부(20)에 의해 복합섬유 성형시트(100)의 가닥에는 열가소성 수지로 이루어진 보강층이 열간 융착 형성되고, 결과적으로 복합섬유 성형시트(100)는 열가소성 수지로 이루어진 보강층에 의해 보다 향상된 형태 안정성과 열간 성형성을 갖는다.

물론, 열가소성 수지를 대용하여 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지를 선택하는 것도 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위로 예정한다.

또한, 또 다른 실시형태로 복합섬유 성형시트 공급장치부(20)에 권취된 복합섬유 성형시트(100)가 열가소성수지가 이미 함침된 복합섬유 필름을 사용할 경우에는, 열가소성수지 필름 보강시트(200)는 사용하지 아니하고, 열가소성수지가 함침된 복합섬유 성형시트(100)만을 스틱성형 장치부(10)에 투입시켜 후가공한다.

한편, 상기 복합섬유 성형시트 공급장치부(20)에서 공급되는 복합섬유 성형시트(100)를 후가공하는 스틱 성형장치부(10)는, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 길이방향으로 공급된 복합섬유 성형시트(100)를 지지하는 지지 베이스(11)와; 상기 지지 베이스(11)의 상부에 승강구조로 배치되는 승강 베이스(13); 및 상기 승강 베이스(13)에 배치되며 저면에 세절날(14a)들이 설정 배치간격과 설정 배치각도로 배치된 하나 이상의 세절금형(14)을 포함한다.

본 실시예에서는 도 3 내지 도 5와 같이 승강 베이스(13)의 저면에 4개의 세절금형(14)을 등간격으로 이격되게 배치하여, 승강 베이스(13)의 승강에 의해 지지 베이스(11)에 위치된 복합섬유 성형시트(100)의 내측부위에 4개의 성형 스틱부(120)를 구획되게 형성하고 있다.

이때, 상기 성형 스틱부(120) 사이에는 도 5와 같이 구획 밴드부(112)가 형성되어, 세절과정에 의해 형성된 성형 스틱(121)의 단부(121a)는, 복합섬유 성형시트(100)의 양측 가장자리부에 형성된 측부 밴드부(111)나, 성형 스틱부(120)와 성형 스틱부(120) 사이에 형성된 구획 밴드부(112)에 단부(121a)를 각각 연결시켜, 밴드부(111, 112) 사이에 세절된 성형 스틱(121)들이 정형화되게 배치된 상태를 형성한다.

그리고, 상기 지지 베이스(11)에는 세절날(14a)과 동일한 설정 배치간격과 설정 배치 각도를 갖는 안내 슬롯(11a)이 대응되게 형성되어, 지지 베이스(11)의 상부면에 지지된 복합섬유 성형시트(100)를 관통한 세절날(14a)은 지지 베이스(11)와 물리적으로 충돌하지 아니하고 안내슬롯(11a)을 따라 하강하도록 한다.

또한, 상기 지지 베이스(11)는 도 1과 도 2와 같이 단일 몸체로 구성이 가능하는 것도 가능하다.

다만, 또 다른 실시형태에서는 도 3과 도 4와 같이 지지 베이스(11)를 이격된 복수의 지지블록(11b)으로 분할 구성하고, 이들 지지블록(11b) 사이에 안내롤러(12)를 승강구조로 배치하거나, 구획된 지지블록(11b)을 승강구조로 배치하여서, 복합섬유 성형시트(100)의 이송과정에서는 안내롤러(12)의 위상을 높게 하여 복합섬유 성형시트(100)의 이송을 도모하고, 또 복합섬유 성형시트(100)의 후가공과정에는 지지블록(11b)의 위상을 높게 하여 복합섬유 성형시트(100)를 지지하도록 한다.

여기서, 상기 분할된 지지블록(11b)이나 이송롤러(12)는 스프링이나 실린더 등 다양한 위상 조절부재(12a)에 의해 위상의 조절이 가능하다.

또한, 상기 승강 베이스(13)에는 지지 베이스(11)에 안착되어 세절금형(14)의 세절날(14a)에 의해 세절되는 복합섬유 성형시트(100)에 예압구조를 마련하여, 지지 베이스(11)에 안착된 복합섬유 성형시트(100)는 지지 베이스(11)에 의해 예압된 상태에서 세절금형(14)의 세절날(14a)에 의해 내측부위가 세절된다.

상기 승강 베이스(13)에 마련되는 복합섬유 성형시트(100)의 예압구조는, 승강 베이스(13)의 하부에 승강구조로 설치되는 예압 플레이트(15)와, 상기 예압 플레이트(15)를 탄력적으로 하향 지지하는 예압 지지부재(16)를 포함한다.

그리고, 상기 승강 베이스(13)와 예압 플레이트(15) 사이를 탄지하는 예압 지지부재(16)는 스프링이나 실린더가 채택되며, 본 발명에서는 일례로 스프링으로 이루어진 예압 지지부재(16)를 배치하여서, 예압 플레이트(15)는 지지 베이스(11)에 안착된 복합섬유 성형시트(100)를 탄력적으로 예압하도록 한다.

또한, 상기 복합섬유 성형시트(100)를 예압하는 예압 플레이트(15)에는 승강 베이스(13)의 저면에 고정된 세절금형(14)의 세절날(14a)의 승강경로인 승강슬롯(15a)이 관통되게 형성된다.

따라서, 도 4b와 같이 상기 승강 베이스(13)의 하강에 의해 지지 베이스(11)에 위치된 복합섬유 성형시트(100)는 예압 플레이트(15)에 의해 1차적으로 예압된 다음, 도 4c와 같이 예압 플레이트(15)의 승강슬롯(15a)을 따라 하강하는 세절금형(14)의 세절날(14a)에 의해 내측부위는 세절된다.

그리하여, 상기 스틱 성형장치부(10)는 승강 베이스(13)의 승강작용에 의해 예압 플레이트(15)를 통해 지지 베이스(11)에 안착된 복합섬유 성형시트(100)를 예압하여 고정한 다음, 각 세절금형(14)의 세절날(14a)을 지지 베이스(11)에 예압 고정된 복합섬유 성형시트(100)의 양측 가장자리부의 내측부위에 세절날(14a)을 절입하여, 복합 필름시트(100)의 양측 가장자리부는 비세절된 측부 밴드부(111)를 형성하고 양측 밴드부(111) 사이에는 세절날(14a)에 의해 설정 배치간격과 설정 배치각도로 세절된 성형 스틱(121)들을 갖는 성형 스틱부(120)를 형성하며, 상기 성형 스틱부(120) 사이에는 비세절된 구획 밴드부(112)를 형성한다.

그리고, 상기 성형 스틱부(120)을 형성하는 성형 스틱(121)의 단부(121a)는, 비세절된 측부 밴드부(111)나 구획 밴드부(112)와 연결된 상태를 형성하여서, 후가공된 복합섬유 성형시트(100')의 내측공간에 정형화된 배열 상태를 형성한다.

여기서, 상기 세절금형에 배치되는 세절날의 설정 배치간격은, 통상 10mm 내지 100mm 사이에서 설정되고, 상기 각 세절금형(14)에 배치되는 세절날(14a)의 설정 배치각도는 길이방향과 직교하는 직교각이나 사선 설정 배치각도로 형성된다. 상기 사선 설정 배치각도는 20° 내지 80°가 바람직하다.

도 5a에서는 세절금형에 세절날들을 90°의 직교각도로 배치하여 복합섬유 성형시트의 내측부위를 폭방향으로 세절하고, 도 5b에서는 세절금형에 가로와 세로의 비가 1.5, 2.5의 비율을 갖는 (약 27°)의 설정 배치각도로, 도 5c에서는 45°의 설정 배치각도로 세절날을 각각 배치하여, 이를 통해 성형된 스틱 성형부의 성형스틱은 일단은 측부 밴드부(111)에 연결되고, 타단은 구획 밴드부(112)에 연결되어서, 복합섬유 성형시트(100)의 보다 안정된 형태성과 강도를 유지하도록 한다.

그리고, 도 5d에서는 세절금형에 재단구간(14a-a)과 비재단구간(14a-b)이 교번하여 형성된 세절날(14a)들을 배치하여, 복합섬유 성형시트(100)의 내측부위에 단위 길이의 재단구간과 비재단구간이 교번하여 형성된 성형 스틱(121)들을 형성한다.

이때, 상기 세절금형에 설정 배치간격으로 배치된 세절날들은, 재단구간이 지그재그 형태로 배치되어, 이를 통해 후가공된 복합섬유 성형시트는 성형스틱의 재단구간이 일렬로 정렬되지 아니하고 지그재그 형태로 배치되어서, 성형 스틱부는 안정된 형태성과 내구성을 갖도록 한다.

그리고, 상기 스틱 성형장치부(10)에 의해 후가공된 복합섬유 성형시트(100')는 복합섬유 성형시트 권취장치부(30)의 권취롤러(31)에 권취된다.

본 실시예에서는 상기 복합섬유 성형시트 권취장치부(30)에 이형지 시트(300)를 공급하는 이형지 시트 공급롤러(32)를 더 포함하여, 권취롤러(31)에 권취되는 복합섬유 성형시트(100') 사이에 이형지 시트(300)가 적층하여 권취되도록 한다.

한편, 본 발명에서는 이러한 복합섬유 성형시트시트 후가공 장치(1)를 구현함에 있어, 각 세절금형(14)에 독특한 설정 배치각도와 설정 배치간격으로 세절날(14a)을 배치하여, 이를 통해 성형된 복합섬유 성형시트(100')는 절곡에 의한 중첩에 의해 성형스틱(121)이 상호 직교된 상태로 교차하여 적층되도록 한다.

이를 위해, 본 실시예에서는 도 6과 같이 상기 승강 베이스(13)의 저면에 2개의 세절금형(14)이 한 조를 이룬 하나 이상의 금형조를 배치하여, 상기 금형조에 의해 성형된 한 쌍의 스틱 성형부(120) 사이를 절곡시켜 중첩하면, 중첩된 스틱 성형부(120)의 성형 스틱(121)들은 직물과 같이 상호 직교하여 교차되도록 한다.

본 발명에서는 일예로, 한 쌍의 세절금형(14)으로 이루어진 한 쌍의 금형조를 승강 베이스(13)에 이격되게 배치하여, 세절간격은 동일하면서 세절각도가 다른 한 쌍의 스틱 성형부(120)가 구획 밴드부(112)에 의해 구획되게 형성한다.

이를 위해, 본 실시예에서는 상기 금형조를 구성하는 상호 이격된 한 쌍의 세절금형(14) 중, 어느 하나의 세절금형과 나머지 세절금형에 세절날(14a)을 사선방향으로 평행되게 형성하여서, 이를 통해 성형된 구획하여 형성된 한 쌍의 스틱 성형부(120)의 성형스틱(121)은 상호 사선방향으로 상호 평행하도록 한다.

따라서, 상기 금형조에 의해 성형된 한 쌍의 스틱 성형부(120) 사이에 형성된 구획 밴드부(112)를 절곡시켜 중첩하면, 중첩된 스틱 성형부(120)의 성형 스틱(121)들은 직물과 같이 상호 직교하여 교차되고, 이를 적층시켜 열간 성형시킨 복합섬유 성형물은 직교하여 교차된 성형 스틱(121)들이 열간 융착된 형태로 성형되어 균일하게 분산하여 열간 융착된 성형 스틱(121)들에 의해 향상된 품질 안정성을 갖는다.

1. 복합섬유 성형시트시트 후가공 장치
10. 스틱 성형장치부 11. 지지 베이스
11a. 안내슬롯 11b. 지지블록
12. 승강 안내롤러 12a. 위상 조절부재
13. 승강 베이스
14. 세절금형 14a. 세절날
15. 예압 플레이트 15a. 승강슬롯
16. 예압 지지부재
20. 복합섬유 성형시트 공급장치부 21. 복합섬유 성형시트 공급롤러
22. 열가소성 필름 보강 시트 공급롤러 23. 열판부재
24. 열간 압착롤러 25. 냉각부재
30. 복합섬유 성형시트 권취장치부 31. 권취롤러
32. 이형지 시트 공급 롤러
100. 복합섬유 성형시트(후가공 전) 100'. 복합섬유 성형시트(후가공 후)
110. 밴드부 111. 측부 밴드부
112. 구획 밴드부
120. 성형 스틱부 121. 성형 스틱
200. 열가소성수지 필름 보강 시트 300. 이형지 시트

Claims

복합 필름시트의 양측 가장자리부 사이에 형성된 내측 부위에 설정 배치간격과 설정 배치각도로 배치된 세절날들을 절입시켜서,
적어도 복합 필름시트의 양측 가장자리부에는 비세절된 밴드부를 형성하고, 상기 밴드부 사이에는 내측 부위만을 설정 배치간격으로 세절시켜 밴드부에 단부가 연결된 성형 스틱들이 배열된 성형 스틱부를 형성하는 스틱 성형장치부를 포함하여 구성된 복합섬유 성형시트 후가공 장치에 있어서,
상기 스틱 성형장치부는,
길이방향으로 공급된 복합섬유 성형시트를 지지하는 지지 베이스와;
상기 지지 베이스의 상부에 승강구조로 배치되는 승강 베이스; 및
상기 승강 베이스에 배치되며 세절날들이 설정 배치간격과 설정 배치각도로 배치된 하나 이상의 세절금형을 포함하여 구성되어,
상기 승강 베이스의 승강작용에 의해 각 세절금형은 지지 베이스에 안착된 복합섬유 성형시트의 내측 부위에 세절날을 수직으로 절입시켜서, 적어도 복합섬유 성형시트의 양측 가장자리부는 비세절된 밴드부를 형성하고, 상기 밴드부 사이에는 세절날에 의해 세절된 성형 스틱들이 병렬로 배열하여 형성된 스틱 성형부를 형성하도록 구성되고,
상기 승강 베이스의 하부에는, 지지 베이스에 전개된 복합섬유 성형시트를 예압하는 예압 플레이트가 탄지하여 설치되고, 상기 예압 플레이트에는 상부에 배치된 세절금형에 형성된 각 세절날의 승강경로를 형성하는 승강슬롯이 형성되어서,
상기 승강 베이스의 하강에 의해 지지 베이스에 전개된 복합섬유 성형시트는, 예압 플레이트에 의해 예압되어 고정된 다음, 승강슬롯을 따라 하강하는 세절금형의 세절날에 의해 내측 부위만이 세절되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치.
제 1항에 있어서,
복합 필름지를 전개시켜 공급하는 복합섬유 성형시트 공급장치부와,
상기 스틱 성형장치부에서 밴드부와 성형 스틱부가 형성된 복합섬유 성형시트를 권취하는 복합섬유 성형시트 권취장치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치.
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제 1항에 있어서, 상기 승강 베이스에는 한 쌍의 세절금형으로 이루어진 하나 이상의 금형조가 등간격으로 이격하여 배치되고,
상기 금형조를 구성하는 상호 이격된 한 쌍의 세절금형 중, 어느 하나의 세절금형과 나머지 세절금형에는 세절날들이 사선각도로 평행되게 형성되어, 상기 세절금형의 세절날을 절입시켜 성형된 한 쌍의 스틱 성형부에는 사선각도로 상호 평행하는 성형스틱들이 형성되어서,
상기 한 쌍의 스틱 성형부 사이를 절첩시켜 중첩시키면, 중첩된 스틱 성형부들의 성형 스틱은 상호 직교하여 교차되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치.
제 1항에 있어서,
상기 승강 베이스에는, 재단구간과 비재단구간이 교번하여 형성된 세절날들이 배치되어,
이를 통해 후가공되는 복합 필름시트의 내측공간에는, 재단구간과 비재단구간이 교번하여 형성된 스플릿트 형태의 성형스틱들이 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치.
제 2항에 있어서,
상기 복합섬유 성형시트 공급장치부는,
권취된 복합섬유 성형시트를 전개시켜 공급하는 복합섬유 성형시트 공급롤러와;
상기 공급롤러를 통해 공급되는 복합섬유 성형시트에 적층된 열가소성 수지필름 보강시트를 열간 융착시켜 세미 성형시트를 형성하는 열간 융착구조를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스틱형 성형부를 갖는 복합섬유 성형시트 후가공 장치.