KR102002688B1 - 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치 - Google Patents

연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102002688B1
KR102002688B1 KR1020170110808A KR20170110808A KR102002688B1 KR 102002688 B1 KR102002688 B1 KR 102002688B1 KR 1020170110808 A KR1020170110808 A KR 1020170110808A KR 20170110808 A KR20170110808 A KR 20170110808A KR 102002688 B1 KR102002688 B1 KR 102002688B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mandrel
reinforcing fiber
circumferential direction
reinforcing
longitudinal
Prior art date
Application number
KR1020170110808A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190024130A (ko
Inventor
구정환
구세주
Original Assignee
구정환
구세주
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구정환, 구세주 filed Critical 구정환
Priority to KR1020170110808A priority Critical patent/KR102002688B1/ko
Publication of KR20190024130A publication Critical patent/KR20190024130A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102002688B1 publication Critical patent/KR102002688B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/32—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core on a rotating mould, former or core
    • B29C70/323—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core on a rotating mould, former or core on the inner surface of a rotating mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/24—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

본 발명은 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전하는 맨드릴의 외주연에 설치되어 함께 회전하는 길이방향 보강 섬유 공급 수단을 통해 맨드릴의 길이방향으로 꼬임이나 끊김 없이 보강 섬유층을 제공함과 동시에, 다수의 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단을 통해서는 맨드릴의 원주 방향의 보강 섬유 층을 함께 제공하여 길이방향의 보강 섬유층과 원주 방향의 보강 섬유층이 상호 반복 교차하는 다양한 패턴으로 보강 섬유층을 제공함으로써 길이방향의 인장 강도와 원주 방향의 인장 강도의 균형을 유지하면서도 그 인장 및 탄성 강도를 대폭 상승시킨 연속식 섬유 강화 파이프에 관한 것이다.

Description

연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치{Manufacturing apparatus of continuous fiber reinforced pipe}
본 발명은 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전하는 맨드릴의 외주연에 설치되어 함께 회전하는 길이방향 보강 섬유 공급 수단을 통해 맨드릴의 길이방향으로 꼬임이나 끊김 없이 보강 섬유층을 제공함과 동시에, 다수의 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단을 통해서는 맨드릴의 원주 방향의 보강 섬유 층을 함께 제공하여 길이방향의 보강 섬유층과 원주 방향의 보강 섬유층이 상호 반복 교차하는 다양한 패턴으로 보강 섬유층을 제공함으로써 길이방향의 인장 강도와 원주 방향의 인장 강도의 균형을 유지하면서도 그 인장 및 탄성 강도를 대폭 상승시킨 연속식 섬유 강화 파이프에 관한 것이다.
복합재료 파이프(GRP Pipe)을 생산하는 방식에는 일반적으로 수작업에 의존하는 Hand Lay-up 적층 방식과 Filament Winding 방식으로 크게 두 가지로 나누어 진다.
현재 Hand Lay-up 적층 방식은 비 압력관인 약품이송 배관 제조에 주로 사용되고 있으며, 압력관이나 지하매립용 배관 제조에는 연속식&비연속식 Filament Winding 방식이 사용되고 있다.
지금까지 건설 플랜트(PLANT) 현장에 적용된 유리섬유 복합관은 내압 및 외압이 강해야 하므로 주로 원주방향에 대한 인장강도가 집중된 방식인 연속식&비연속식 Filament Winding 방식으로 제조되어왔다.
그러나 상,하수도관이나 발전소 취배수관, 석유화학 건설 PLANT 등에 적용되는 지하 매립용 파이프의 경우 매립되는 형태에 따라 외압 및 내압뿐만 이니라 최근에는 기후 및 지각변동으로 지진이나 지반 침하(싱크홀)에도 대비해야 함으로 길이방향의 인장강도가 특히 주요 변수로 작용한다.
지상에 설치되는 복합재료 파이프는 일정 간격마다 지지대를 설치하고 체결하는 방식으로 설치되지만 지지대들 사이에 자중이 발생할 수 있고, 파이프 내부 유체의 중량과 유속, 기후 변화에 의해 쳐짐이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 파이프가 파손되는 안전사고의 위험이 있다. 따라서 유리섬유 복합관의 길이방향 인장강도의 보완은 필수적이다.
그러므로, 연속식 Filament Winding 방식을 이용한 연속식 섬유 강화 파이프의 제조시 최종 유리섬유 복합관의 원주 방향뿐만 아니라 길이방향의 강도를 더욱 증가시킬 수 있는 제조 장치가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0842399호(2008.07.01)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은
회전하는 맨드릴 상에 길이방향의 보강 섬유가 회전식 공급 장치를 통하여 꼬임이나 끊김이 없는 장 섬유로 Winding되어 파이프가 제조되는 장치로서, 회전식의 길이방향 보강 섬유 공급 수단을 통해 원주방향으로 공급되는 섬유와 반복 교차되어 여러 가지 형태의 적층된 강화 섬유층을 제공함과 동시에, 파이프의 원주방향과 길이방향의 물성값을 보강하는 형태로 균일하면서도 길이방향 인장 강도를 대폭 상승시킨 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치는, 회전하는 맨드릴 상에 보강 섬유가 연속적으로 권취되어 제조되는 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치로서, 상기 맨드릴의 선단의 외측에서 부직포를 상기 회전하는 맨드릴의 원주 방향으로 공급하여 보강 섬유 베이스층을 형성시키는 부직포 공급 수단; 상기 회전하는 맨드릴 선단의 외주연에 설치되어 함께 회전하며, 보강 섬유를 상기 맨드릴의 길이방향으로 공급하여 상기 보강 섬유 베이스층 상에 길이방향의 보강 섬유층을 형성하는 길이방향 보강 섬유 공급 수단: 및 상기 길이방향의 보강 섬유층이 형성되는 보강 섬유 베이스층을 갖는 맨드릴 상에 원주 방향으로 보강 섬유를 공급하여 원주방향의 보강 섬유층을 형성하여 상기 길이방향의 보강 섬유층과 상기 원주방향의 보강 섬유층이 반복 교차하는 패턴을 갖도록 하는 적어도 하나의 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 맨드릴의 회전 속도와 상기 길이방향 보강 섬유 공급 수단의 회전 속도의 편차에 따라 상기 길이방향의 보강 섬유층과 상기 원주방향의 보강 섬유층이 상호 직교하거나 또는 다양한 각도의 마름모 형태로 반복 교차 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 길이방향 보강 섬유 공급 수단은, 상기 맨드릴 선단의 외주연에 설치되어 맨드릴과 함께 회전하며 원주 방향으로 다수의 보빈홀이 형성되는 회전체; 상기 회전체의 하측에서 회전 지지하는 한 쌍의 지지링; 및 상기 한 쌍의 지지링을 하측에서 지지하는 지지대를 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 길이방향 보강 섬유 공급 수단은, 상기 회전체의 다수의 보빈홀 내에 설치되어 보강 섬유를 제공하는 다수의 보빈; 및 상기 회전체의 후단에서 상기 맨드릴의 외주연 둘레를 따라 설치되어 상기 각 보빈으로부터 제공되는 보강 섬유를 맨드릴 상에 길이방향으로 가이드하는 가이드 링을 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 가이드 링에는 둘레 방향을 따라 상기 각 보빈에 대응되는 가이드 홀이 형성되어 각 보빈으로부터 제공되는 보강 섬유를 그에 대응되는 복수 개의 가이드홀을 통해 각각 통과시켜 나란한 다수의 길이방향의 보강 섬유층을 형성함이 바람직하다.
또한, 상기 맨드릴의 선단 및 후단 쪽에는 각각 제 1 및 제 2 이형 필름 공급 수단이 더 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 길이방향의 보강 섬유층과 상기 원주방향의 보강 섬유층이 상호 반복 교차하는 보강 섬유층을 갖는 상기 맨드릴 상에 보강 섬유를 함침하기 위한 수지를 공급하기 위한 수지 공급 수단이 더 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 맨드릴의 후단부 쪽에 제 2 부직포 공급 수단을 설치하여 파이프의 표면 마감 처리를 하고, 상기 부직포로 최종 마감처리된 파이프는 경화 영역을 거쳐 경화된 후 절단기를 통해 커팅되어 최종 파이프를 생산함이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치에 의하면, 섬유 공급 수단을 통해 맨드릴의 길이방향을 따라 상호 교차 WINDING 하여 강화 섬유층을 형성하도록 하는 수단을 제공함으로써 길이방향 인장 강도 및 탄성이 대폭 증가되면서도 균일한 적층 강화 섬유층을 제공하는 효과가 있다.
또한, 맨드릴의 외주연에 설치되어 함께 회전하는 길이방향 보강 섬유 공급 수단과 다수의 고정식 보강 섬유 공급 수단을 통해 적층된 길이방향 강화 섬유층과 원주방향의 강화 섬유층을 형성하여 전체적인 강화 섬유층의 균형을 강화하고 아울러 제품 품질의 균일성을 유지할 수 있는 효과도 있다.
또한, 연속식 섬유 강화 파이프의 제조공정에 길이방향으로 장 섬유를 공급하여 길이방향 인장강도와 탄성을 대폭 증가시켜주는 장점이 있다.
또한, 길이방향 보강 섬유 공급 수단이 원주방향으로 회전하는 맨드릴과 거의 같은 속도로 회전함으로써 공급되는 섬유가 파이프 길이방향으로 끊김이나 꼬임도 방지하면서 일직선 형태로 공급될 수 있는 장점도 있다.
또한, 원주방향으로 WINDING되는 섬유와 직각으로 교차되어 섬유 강화 PIPE의 길이방향과 원주방향의 인장강도와 탄성률의 균형을 조절해주는 장점도 있다.
또한, 회전식 섬유 공급 방법을 적용함으로써 생산자가 원하는 패턴의 길이방향 섬유를 다양한 각도로 공급할 수 있는 장점도 있다.
또한, 맨드릴의 회전속도와 길이발향 섬유 공급장치 회전속도의 편차를 활용하여 섬유의 WINDING 각도와 패턴을 다양하게 변화할 수 있는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2a 내지 및 도 2e는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치를 이용한 연속식 섬유 강화 파이프 제조 공정을 나타내는 개략적인 공정도들이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치(1)는 회전하는 맨드릴(2) 상에 보강 섬유(3)가 연속적으로 권취되어 파이프(4)가 제조되는 장치로서, 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)을 통해 맨드릴(2)의 길이방향으로 길게 길이방향의 보강 섬유층을 끊김 없이 제공함과 동시에, 다수의 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단(30, 40)을 통해서는 맨드릴(2)의 원주 방향의 보강 섬유 층을 함께 제공하여 길이방향의 보강 섬유층과 원주 방향의 보강 섬유층이 상호 반복 교차하는 패턴, 즉 직각으로 또는 다양한 크기의 마름모 형태로 반복 교차되어 길이방향의 인장 강도와 원주 방향의 인장 강도의 균형을 유지하면서도 그 인장 및 탄성 강도를 대폭 상승시킨 연속식 섬유 강화 파이프를 제조하게 된다.
여기서, 상기 보강 섬유(3)는 상기 파이프(4)의 형성 소재와 동일할 수 있다. 예를 들면, 유리섬유, 카본섬유 또는 아라미드 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연속식으로 파이프를 제조하는 방식은 사용하는 형틀에 따라 스틸 밴드 타입이나 콜렉트 타입 등으로 구분된다. 도시된 본 실시예에서는 스틸 밴드(5) 상에 보강 섬유(3)가 길이방향과 원주 방향이 상호 직교하여 반복 교차하거나 또는 맨드릴의 회전 속도와 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)의 회전 속도의 편차에 따라 길이방향의 보강 섬유(3)가 맨드릴 상에서 다양한 각도의 사선으로 경사진 형태가 되어 다양한 각도 및 모양의 마름모 형태로 교차형성되어 파이프(4)가 연속식으로 제조되는 예를 나타낸다.
한편, 본 발명에 따른 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치(1)에서는 상기 맨드릴(2)의 선단 쪽에는 보강 섬유 베이스를 위한 제 1 이형 필름 공급 수단(50) 및 제 1 부직포 공급 수단(10)이 설치되어 이형 필름(도면 번호 미부여) 및 부직포(도면 번호 미부여)를 회전하는 맨드릴(2)의 스틸 밴드(5)에 대해 원주방향으로 공급한다.
아울러, 상기 맨드릴(2)의 후단부 쪽에는 최종 파이프(4)의 제조 마감을 위하여 그 표면을 매끄럽게 하도록 제 2 부직포 공급 수단(60) 및 제 2 이형 필름 공급 수단(70)이 설치되어 이형 필름(도면 번호 미부여) 및 부직포(도면 번호 미부여)를 회전하는 맨드릴(2)에 대해 원주방향으로 공급하게 되고 경화 영역(6)을 거쳐 경화된 후 절단기(7)를 통해 원하는 길이로 커팅되어 최종 파이프(4)를 생산하게 된다.
여기서, 상기 제 1 이형 필름 공급 수단(50) 및 상기 제 2 이형 필름 공급 수단(70)에 의해 공급되는 이형 필름은 최종 파이프(4)의 분리를 용이하게 하고 외부로부터의 보호를 위한 용도로 사용됨이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
아울러, 제 1 이형 필름 공급 수단(50) 및 제 2 이형 필름 공급 수단(70)에 의해 공급되는 부직포에는 사포지(glass paper)가 더 포함될 수도 있다.
물론, 맨드릴(2) 상에 권취된 보강 섬유(3)를 함침하기 위한 수지 등이 수지 공급 수단(미도시)을 통해 보강 섬유가 적층되어 회전되는 파이프(4)의 외면에 공급되어 다수의 보강 섬유 함침 롤러(80)에 의해 고르게 함침되어 진다.
이와 같이 고르게 수지로 함침된 보강 섬유(3)로 적층된 파이프(4)는 경화 영역(6)에서 경화되어진다.
도 2a 내지 및 도 2e는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치를 이용한 연속식 섬유 강화 파이프 제조 공정을 나타내는 개략적인 공정도들이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 맨드릴(2)의 선단 쪽에 휠 형상의 제 1 이형 필름 공급 수단(50) 및 제 1 부직포 공급 수단(10)을 길이방향으로 이격하여 순차 설치한 다음, 일정한 규격으로 만들어진 이형 필름(도면 번호 미부여) 및 부직포(도면 번호 미부여)를 회전하는 맨드릴(2)의 스틸 밴드(5)에 대해 원주 방향으로 투입하여 파이프의 기초가 되는 보강 섬유 베이스 층을 형성하게 된다.
여기서, 상기 스틸 밴드(5)는 회전하는 맨드릴(2) 상에 나선형으로 공급되어짐과 동시에 우측으로 일정 속도로 밀려나면서 공급되어지므로 보강 섬유 베이스 역할을 수행하는 이형 필름 및 부직포는 스틸 밴드(5) 상에 공급되어 파이프 베이스 층이 연속적으로 형성되어지게 된다. 이러한 스틸 밴드(5)의 설치 구성 및 방법은 널리 알려진 기술이므로 추가적인 부연 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 해서, 보강 섬유 베이스 역할을 수행하는 이형 필름 및 부직포는 스틸 밴드(5) 상에 공급되어지면서, 동시에 보강 섬유 베이스 층이 형성된 스틸 밴드(5)는 연속적으로 맨드릴(2)의 우측으로 계속 공급되어져 대략 맨드릴(2) 전체의 중앙 부위까지 연속적으로 공급되어 진다.
즉, 도 2b에 도시된 바와 같이, 회전하는 맨드릴(2) 선단의 외주연에 설치되어 맨드릴(2)과 함께 회전하는 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)을 통해 보강 섬유(3)를 상기 맨드릴(2)의 길이방향(도면에서 우측)으로 꼬임이나 끊김 없이 공급하여 다수의 길이방향으로 나란하게 배열되는 보강 섬유(3)를 이형 필름 및 부직포가 보강 섬유 베이스로서 기초 형성된 맨드릴(2) 즉, 스틸 밴드(5) 상에 형성시키게 된다.
여기서, 상기 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)은 상기 맨드릴 선단의 외주연에 설치되어 맨드릴(2)과 동일한 방향으로 함께 회전하며 원주 방향으로 다수의 보빈홀(21-1)이 형성되는 회전체(21); 상기 회전체(21)의 하측에서 회전 지지하는 한 쌍의 지지링(22); 및 상기 한 쌍의 지지링(22)을 지지하는 지지대(23)를 포함하여 이루어진다.
상기한 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)은 상기 회전체(21)의 다수의 보빈홀(21-1)내에 설치되어 보강 섬유(3)를 제공하는 복수 개의 보빈(24)과, 상기 다수의 보빈(24)의 후단에서 상기 맨드릴(2)의 외주연 둘레를 따라 설치되어 상기 각 보빈(24)으로부터 제공되는 보강 섬유(3)를 맨드릴 상에 길이방향으로 가이드하는 가이드 링(25)을 더 포함하여 이루어진다.
이때, 가이드 링(25)에는 둘레 방향을 따라 각 보빈(24)에 대응되는 가이드 홀이 형성될 수 있으며, 이에 의해 다수의 보빈(24)으로부터 제공되는 보강 섬유(3)를 그에 대응되는 복수 개의 가이드홀을 통해 각각 통과시켜 나란한 다수의 길이방향의 보강 섬유층(라인)을 형성할 수 있다.
이와 같이, 다수의 보빈홀(21-1)의 형성되는 회전체(21), 각 보빈홀(21-1) 내에 배치되는 다수의 보빈(24), 및 길이방향으로 가이드하는 가이드 링(25)으로 이루어지는 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)이 원주방향으로 회전하는 맨드릴과 같은 속도로 회전함으로써, 맨드릴(2)의 길이방향으로 공급되는 보강 섬유(3)가 꼬임이나 끊김 없이 맨드릴(2)의 길이방향과 대응되는 일직선상으로 공급될 수 있게 되는 것이다.
이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 도 2b의 공정을 통해 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)을 통해 이형 필름 및 부직포가 보강 섬유 베이스로서 기초 형성된 맨드릴(2) 상에 길이방향으로 길게 나란한 다수의 길이방향의 보강 섬유층(라인)을 형성한 상태에서, 다수의 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단(30, 40)을 통해서는 맨드릴(2)의 길이방향과 직교되는 원주 방향의 나란한 다수의 보강 섬유 층(라인)을 형성하여 전체적으로 길이방향과 원주 방향이 상호 직각으로 반복 교차하는 보강 섬유층을 형성하게 된다.
도시된 예에서는 두 개의 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단(30, 40)을 제시하고 있으나, 본 발명에 있어 그 개수를 한정하는 것은 아니다.
고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단(30, 40)은 보강 섬유(3)를 제공하는 복수 개의 보빈(31, 41)과, 상기 복수 개의 보빈(31, 41)의 후단에 고정되어 복수 개의 가이드홀(미도시)을 통해 맨드릴(2)의 원주방향으로 스틸 밴드(5) 상에 보강 섬유(3)를 권취하여 원주방향의 강화 섬유층을 형성하는 가이드판(32, 42)으로 이루어짐이 바람직하다.
한편, 도 2c의 공정을 통해 다수의 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단(30, 40)에 의해 전체적으로 길이방향과 원주 방향이 상호 직각으로 반복 교차하는 보강 섬유층을 형성한 후에는, 도 1에 도시된 다수의 보강 섬유 함침 롤러(80)에 의해 길이방향과 원주 방향이 상호 직각으로 반복 교차하는 보강 섬유층이 형성되어 회전되는 파이프(4)의 외면에 수지가 공급되어 고르게 함침되어 진다.
물론, 도 1에 도시된 바와 같이, 맨드릴(2)의 후단부 쪽에 휠 형상의 제 2 부직포 공급 수단(60) 및 제 2 이형 필름 공급 수단(70)을 길이방향으로 이격하여 설치하여 상호 직각으로 교차하는 보강 섬유층이 균일하게 적층 형성되어 인장력 및 탄성력이 대폭 증가된 보강 섬유층을 갖는 파이프(4)의 외표면에 이형 필름 및 부직포(도면 번호 미부여)를 공급하여 매끄럽게 표면 마감 처리를 한다.
이어서, 이형 필름 및 부직포로 최종 마감처리된 파이프(4)는 경화 영역(6)을 거쳐 경화된 후 절단기(7)를 통해 원하는 길이로 커팅되어 최종 파이프(4)를 생산하게 된다.
한편, 도 2d에 도시된 바와 같이, 회전하는 맨드릴(2) 선단의 외주연에 설치되어 맨드릴(2)과 함께 회전하는 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)을 통해 보강 섬유(3)를 상기 맨드릴(2)의 길이방향(도면에서 우측)으로 공급하여 다수의 길이방향으로 나란하게 배열되는 보강 섬유(3)를 이형 필름 및 부직포가 보강 섬유 베이스로서 기초 형성된 맨드릴(2) 즉, 스틸 밴드(5) 상에 형성시키게 된다(도 2b와 동일).
이때, 맨드릴(3)의 회전 속도와 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)의 회전 속도를 약간 달리하는 경우, 도 2d에 도시된 바와 같이, 그 속도의 편차에 의해 길이방향의 보강 섬유(3)가 맨드릴 상에서 다양한 각도의 사선으로 경사진 형태로 길이방향의 보강 섬유층이 길게 형성되어 질 수 있다.
도 2d의 공정을 통해 맨드릴(3)의 회전 속도와 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)의 회전 속도의 편차에 의해 사선의 형태로 경사진 길이방향의 보강 섬유층(라인)이 형성된 경우에, 도 2e에 도시된 바와 같이, 다수의 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단(30, 40)을 통해서는 맨드릴(2)의 원주 방향의 나란한 다수의 보강 섬유 층(라인)을 형성하여 전체적으로 길이방향의 보강 섬유층과 원주 방향의 보강 섬유층이 마름모 형태로 반복교차되어 공급되어 맨드릴(3)의 회전 속도와 길이방향 보강 섬유 공급 수단(20)의 회전 속도의 편차 조절에 의해 보강 섬유의 권취 각도와 패턴을 다양화할 수 있고 이로 인해 보강 섬유 층의 인장 및 탄성력의 보강을 보다 제고(提高)할 수 있게 된다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 상기 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 본 발명에 따른 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치
2: 맨드릴 3: 보강 섬유
4: 파이프 5: 스틸 밴드
6: 경화 영역 7: 절단기
10: 제 1 부직포 공급 수단
10: 길이방향 보강 섬유 공급 수단
21: 회전체 21-1: 보빈홀
22: 한 쌍의 지지링 23: 지지대
24: 보빈 25: 가이드 링
30, 40: 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단
31, 41: 보빈 32, 42: 가이드판
50, 70: 제 1 및 제 2 이형 필름 공급 수단
60: 제 2 부직포 공급 수단
80: 보강 섬유 함침 롤러

Claims (8)

  1. 회전하는 맨드릴 상에 보강 섬유가 연속적으로 권취되어 제조되는 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치로서,
    상기 맨드릴의 선단의 외측에서 부직포를 상기 회전하는 맨드릴의 원주 방향으로 공급하여 보강 섬유 베이스층을 형성시키는 부직포 공급 수단;
    상기 회전하는 맨드릴 선단의 외주연에 설치되어 상기 맨드릴과 동일한 방향으로 함께 회전하며, 보강 섬유를 상기 맨드릴의 길이방향으로 공급하여 상기 보강 섬유 베이스층 상에 길이방향의 보강 섬유층을 형성하는 길이방향 보강 섬유 공급 수단: 및
    상기 길이방향의 보강 섬유층이 형성되는 보강 섬유 베이스층을 갖는 맨드릴 상에 상기 맨드릴의 길이방향과 직교되는 원주 방향으로 보강 섬유를 공급하여 원주방향의 보강 섬유층을 형성시켜, 상기 길이방향의 보강 섬유층과 상기 원주방향의 보강 섬유층이 반복 교차하는 패턴을 갖도록 하는 적어도 하나의 고정식 원주 방향 보강 섬유 공급 수단을 포함하되,
    상기 길이방향 보강 섬유 공급 수단이 상기 맨드릴과 같은 속도로 회전되도록 하여, 상기 맨드릴의 길이방향으로 공급되는 보강섬유가 꼬임없이 상기 맨드릴의 길이방향과 대응되는 일직선상으로 공급되어 상기 길이방향의 보강 섬유층과 상기 원주방향의 보강 섬유층이 상호 직각으로 교차되고,
    상기 길이방향 보강 섬유 공급 수단은,
    상기 맨드릴 선단의 외주연에 설치되어 맨드릴과 함께 회전하며 원주 방향으로 다수의 보빈홀이 형성되는 회전체;
    상기 회전체의 하측에서 회전 지지하는 한 쌍의 지지링;
    상기 한 쌍의 지지링을 하측에서 지지하는 지지대;
    상기 회전체의 다수의 보빈홀 내에 설치되어 보강 섬유를 제공하는 다수의 보빈; 및
    상기 회전체의 후단에서 상기 맨드릴의 외주연 둘레를 따라 설치되어 상기 각 보빈으로부터 제공되는 보강 섬유를 맨드릴 상에 길이방향으로 가이드하는 가이드 링을 더 포함하고,
    상기 회전체, 상기 보빈 및 상기 가이드 링은 원주방향으로 회전하는 상기 맨드릴과 같은 속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 링에는 둘레 방향을 따라 상기 각 보빈에 대응되는 가이드 홀이 형성되어 각 보빈으로부터 제공되는 보강 섬유를 그에 대응되는 복수 개의 가이드홀을 통해 각각 통과시켜 나란한 다수의 길이방향의 보강 섬유층을 형성하는 것을 특징으로 하는 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 맨드릴의 선단 및 후단 쪽에는 각각 제 1 및 제 2 이형 필름 공급 수단이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 길이방향의 보강 섬유층과 상기 원주방향의 보강 섬유층이 상호 반복 교차하는 보강 섬유층을 갖는 상기 맨드릴 상에 보강 섬유를 함침하기 위한 수지를 공급하기 위한 수지 공급 수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 맨드릴의 후단부 쪽에 제 2 부직포 공급 수단을 설치하여 파이프의 표면 마감 처리를 하고, 상기 부직포로 최종 마감처리된 파이프는 경화 영역을 거쳐 경화된 후 절단기를 통해 커팅되어 최종 파이프를 생산하는 것을 특징으로 하는 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치.
KR1020170110808A 2017-08-31 2017-08-31 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치 KR102002688B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170110808A KR102002688B1 (ko) 2017-08-31 2017-08-31 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170110808A KR102002688B1 (ko) 2017-08-31 2017-08-31 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190024130A KR20190024130A (ko) 2019-03-08
KR102002688B1 true KR102002688B1 (ko) 2019-07-25

Family

ID=65800920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170110808A KR102002688B1 (ko) 2017-08-31 2017-08-31 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102002688B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102064927B1 (ko) * 2019-09-26 2020-03-02 (주)신아기계 스레드 탄소섬유 와인딩장치
KR102157506B1 (ko) 2019-12-05 2020-09-18 한국생산기술연구원 관형상 복합재 제조장치 및 그 제조방법
KR102265968B1 (ko) * 2019-12-31 2021-06-15 한화솔루션 주식회사 꼬임 형상의 연속섬유 복합재 제조장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI805901B (zh) 2019-02-28 2023-06-21 南韓商Ｌｇ化學股份有限公司 有機發光裝置
KR102070824B1 (ko) * 2019-08-26 2020-01-29 주식회사 티포엘 배향각도 조절이 가능한 복합재료용 일 방향 섬유시트 제조장치와 제조방법, 일 방향 배향 섬유시트 적층체의 제조장치 및 제조방법
WO2021137457A1 (ko) * 2019-12-31 2021-07-08 한화솔루션 주식회사 비함침 타입의 연속섬유 복합재 제조장치
KR102167925B1 (ko) * 2020-01-31 2020-10-20 주식회사 립스 다방향 유리섬유보강재를 투입한 grp 파이프 자동화 제조 장치, 제조 방법 및 이를 이용한 grp 파이프

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001270004A (ja) * 2000-03-23 2001-10-02 Sekisui Chem Co Ltd 繊維強化樹脂管の製造方法並びに製造装置
JP2004306265A (ja) 2003-04-01 2004-11-04 Mitsubishi Rayon Co Ltd 繊維強化樹脂中間材の製造方法及び製造装置
JP2004314550A (ja) 2003-04-18 2004-11-11 Toyota Industries Corp Ｆｒｐ製パイプ及びフィラメントワインディング装置
KR101448259B1 (ko) * 2014-04-16 2014-10-13 (주)세광그린텍 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100842399B1 (ko) 2007-06-14 2008-07-01 화이버텍(주) 연속식 파이프 제조장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001270004A (ja) * 2000-03-23 2001-10-02 Sekisui Chem Co Ltd 繊維強化樹脂管の製造方法並びに製造装置
JP2004306265A (ja) 2003-04-01 2004-11-04 Mitsubishi Rayon Co Ltd 繊維強化樹脂中間材の製造方法及び製造装置
JP2004314550A (ja) 2003-04-18 2004-11-11 Toyota Industries Corp Ｆｒｐ製パイプ及びフィラメントワインディング装置
KR101448259B1 (ko) * 2014-04-16 2014-10-13 (주)세광그린텍 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102064927B1 (ko) * 2019-09-26 2020-03-02 (주)신아기계 스레드 탄소섬유 와인딩장치
KR102157506B1 (ko) 2019-12-05 2020-09-18 한국생산기술연구원 관형상 복합재 제조장치 및 그 제조방법
KR102265968B1 (ko) * 2019-12-31 2021-06-15 한화솔루션 주식회사 꼬임 형상의 연속섬유 복합재 제조장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190024130A (ko) 2019-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102002688B1 (ko) 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치
RU2531175C2 (ru) Способ изготовления делати из компазиционного материала, получаемой наложением слоев усиливающих волокон, прижимаемых к оправке
CN102632609B (zh) 一种纤维增强复合材料管的连续化成型装置
US10279553B2 (en) Fibre reinforced polymer matrix composite pipes
KR101441257B1 (ko) 관로의 라이닝재 및 관로의 라이닝 방법
US3706615A (en) Composite tube and a method of producing the same using the filament winding process
EP2035213B1 (en) Method and apparatus for producing off-axis composite prepreg material
US20180045341A1 (en) Method and Apparatus of Making Porous Pipes and Panels Using a Treated Fiber Thread to Weave, Braid or Spin Products
KR20110058264A (ko) 엑셀얀이 포함되는 트리엑셀 브레이디드 슬리브 제작을 위한 트리엑셀 브레이딩기 및 그 트리엑셀 브레이딩기에 의해 제작된 트리엑셀 브레이디드 슬리브 및 그 트리엑셀 브레이딩기를 이용한 튜브형 복합재의 연속 제조 시스템 및 그 연속 제조 시스템에 의해 제조된 튜브형 복합재
JP2007203723A (ja) 繊維強化プラスチック製管体及びその製造方法
JP2016010904A (ja) 繊維構造体成形装置
US3457963A (en) Article and method of bonding reinforced rings to tubular articles
JP7162912B2 (ja) 移送フィルムを用いた強化プラスチックパイプの連続製造装置及び製造方法
JP6209000B2 (ja) 扁平繊維強化プラスチックストランド、扁平繊維強化プラスチックストランドシート及びその製造方法
JP3732953B2 (ja) 樹脂強化繊維の引抜成形法および引抜成形機
US6284103B1 (en) Suction roll shell in a paper-making machine and method of manufacturing same
US20120279636A1 (en) Fabric winding machine
KR101820634B1 (ko) 복합소재 전신주 및 그 제조방법
CN114836895A (zh) 一种纤维编织管生产线
KR101448259B1 (ko) 연속식 섬유 강화 파이프의 제조 장치
JP2013523488A (ja) 引張圧縮及び曲げの機械的強度を向上した複合材料からなる機械部材の製造方法
KR101078713B1 (ko) 연속식 파이프의 축방향 보강용 보강섬유 공급 장치
CN215103844U (zh) 一种纤维编织管生产线
JP2007216554A (ja) 繊維強化合成樹脂パイプ
CN219706076U (zh) 织造布带加强筋复合材料管道的连续化生产线

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right