KR102006677B1 - 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치 및 이를 이용한 강화섬유 전처리 방법 - Google Patents

섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치 및 이를 이용한 강화섬유 전처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치는 서로 다른 사이징제로 표면 처리된 복수 개의 강화섬유로 이루어진 강화섬유 다발을 가열하여 각각의 상기 강화섬유 표면의 사이징제를 제거하는 디사이징 유닛; 복수 개의 상기 강화섬유의 표면특성이 일치되도록, 디사이징된 상기 강화섬유 다발을 코팅액에 침지(dipping)시켜 상기 강화섬유의 표면에 코팅액을 도포하는 사이징 유닛; 및 코팅액이 도포된 상기 강화섬유 다발을 건조시켜 상기 강화섬유 다발의 표면에 코팅층을 형성하는 건조 롤;을 포함한다.

Description

섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치 및 이를 이용한 강화섬유 전처리 방법{PRETREATMENT APPARATUS AND METHOD OF REINFORCED FIBER FOR FIBER REINFORCED PLASTIC}
본 발명은 섬유강화 플라스틱에 사용되는 강화섬유의 전처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게, 이종의 강화섬유를 이용하여 섬유강화 플라스틱 제조시 강화섬유의 표면 특성을 동일하게 하여 제조되는 섬유강화 플라스틱의 결함을 최소화할 수 있는 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치 및 이를 이용한 강화섬유 전처리 방법에 관한 것이다.
최근, 자동차, 건축, 전자 등 다양한 분야에 걸쳐 물성이 우수한 고성능 소재에 대한 요구가 증가함에 따라, 경량, 고강도, 고탄성 등의 물성을 갖는 복합재료에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 복합 재료 중 섬유강화 플라스틱(FRP)은 강화재로 유리섬유 또는 탄소섬유 등 강화섬유를 플라스틱과 혼합하여 마련되며, 그 무게가 가벼우면서도 기계적 특성이 우수한 복합재료로서 가벼우면서도 기계적 강도가 요구되는 다양한 분야에서 사용량이 점차 증가되고 있다.
상기와 같은 섬유강화 플라스틱에 사용되는 강화섬유는 수지와의 결합 강화 등 목적으로 그 표면을 사이징제로 처리하고 있는데, 사용되는 강화섬유의 종류 등에 따라 다양한 종류의 사이징제가 선택적으로 사용된다.
최근 제조원가를 절감하고 다양한 물성을 구현하도록, 섬유강화 플라스틱 제조시 2종류 이상의 이종섬유를 사용하는 기술이 개발되었다.
각각의 강화섬유에 사용되는 사이징제가 다를 경우, 강화섬유들 간의 드레이프(drape)나 사폭 등 표면 특성 차이에 따른 특성 차이가 발생 됨에 따라, 제조되는 섬유강화 플라스틱의 주름 등 불량을 유발하는 문제점을 가지고 있었다.
이에, 서로 다른 사이징제로 처리된 이종섬유를 이용하여 섬유강화 플라스틱 등과 같은 복합재료 제조시 사이징제 차이로 인한 결함을 최소화할 수 있는 기술개발이 시급한 실정이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것을 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여서는 안될 것이다.
KR 10-2016-0037256 A (2016. 04. 06.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 복수의 이종 강화섬유를 이용하여 섬유강화 플라스틱 제조시 강화섬유의 표면특성을 일치시킬 수 있는 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치 및 이를 이용한 강화섬유 전처리 방법을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치는 서로 다른 사이징제로 표면 처리된 복수 개의 강화섬유로 이루어진 강화섬유 다발을 가열하여 각각의 상기 강화섬유 표면의 사이징제를 제거하는 디사이징 유닛; 복수 개의 상기 강화섬유의 표면특성이 일치되도록, 디사이징된 상기 강화섬유 다발을 코팅액에 침지(dipping)시켜 상기 강화섬유의 표면에 코팅액을 도포하는 사이징 유닛; 및 코팅액이 도포된 상기 강화섬유 다발을 건조시켜 상기 강화섬유 다발의 표면에 코팅층을 형성하는 건조 롤;을 포함한다.
상기 디사이징 유닛은, 상기 강화섬유 다발이 통과될 수 있도록 유입구 및 배출구가 형성된 함체 형상의 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 강화섬유 다발이 통과되는 한 쌍의 디사이징 롤; 및 상기 하우징 내부를 500 ~ 700℃의 온도로 가열하도록 상기 하우징에 설치된 디사이징 히터;를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 디사이징 유닛은, 각각의 상기 강화섬유 표면의 사이징제를 제거할 수 있도록, 상기 디사이징 롤 상부에 설치되어 상기 강화섬유 다발에 용매를 분사하는 하나 이상의 디사이징 노즐;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 디사이징 유닛은, 실시간으로 상기 하우징 내부에 수용된 상기 용매의 수위를 측정하는 제1 수위 측정부; 및 상기 디사이징 노즐에서 분사되어 상기 하우징 내부에 퇴적된 용매를 상기 디사이징 노즐로 공급하는 용매 재순환부;를 더 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치는 상기 제1 수위 측정부에서 측정된 용매의 수위를 사전에 설정된 기준 용매 수위와 비교하여 상기 용매 재순환부에 작동신호를 전송하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 사이징 유닛은, 상기 코팅액이 수용된 배스; 및 상기 강화섬유 다발이 상기 배스 내부에 수용된 상기 코팅액에 침지되도록, 상기 강화섬유 다발을 가이드 하는 사이징 롤;을 포함할 수 있다.
상기 사이징 유닛은, 상기 배스 내부에 수용된 코팅액을 20 ~ 50℃로 조절하도록 상기 배스에 설치된 온도 조절부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 사이징 유닛은, 상기 배스에 수용된 상기 코팅액의 수위를 실시간으로 측정하는 제2 수위 측정부; 및 상기 사이징 롤을 상기 배스 방향으로 승강시키는 사이징 실린더;를 더 포함할 수 있다.
보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치는 상기 제2 수위 측정부에서 측정된 코팅액의 수위를 사전에 설정된 기준 코팅액 수위와 비교하여 상기 사이징 실린더에 작동신호를 전송하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 건조 롤은, 상기 코팅액이 도포된 상기 강화섬유 다발에 에어를 분사하도록 그 외주면에 복수의 에어 분사공이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 건조 롤은, 상기 에어 분사공을 통해 130 ~ 150℃ 온도의 에어를 분사하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 방법은 서로 다른 사이징제로 표면 처리된 복수 개의 강화섬유로 이루어진 강화섬유 다발을 가열하여 각각의 상기 강화섬유 표면의 사이징제를 제거하는 디사이징 단계; 복수 개의 상기 강화섬유의 표면특성이 일치되도록, 디사이징된 상기 강화섬유 다발에 동일한 코팅액을 도포하는 사이징 단계; 및 상기 코팅액에 에어를 분사하여 강화섬유 다발의 표면에 코팅층을 형성시키는 건조 단계;를 포함한다.
상기 디사이징 단계는, 상기 강화섬유 다발을 500 ~ 700℃의 온도로 가열하여 디사이징 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 디사이징 단계는, 상기 강화섬유 다발에 용매를 분사하면서 디사이징 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 사이징 단계는, 상기 코팅액을 20 ~ 50℃로 가열하여 상기 강화섬유 다발의 표면에 도포하는 것이 바람직하다.
상기 건조 단계는, 상기 코팅액이 도포된 상기 강화섬유 다발에 130 ~ 150℃ 온도의 에어를 분사하여 상기 코팅층을 건조시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수 개의 이종 강화섬유의 표면특성을 일치시켜 다양한 물성을 갖는 섬유강화 플라스틱을 제조할 수 있으며, 섬유강화 플라스틱의 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이종 강화섬유 간 표면 특성 차이로 인하여 제조되는 섬유강화 플라스틱의 결함을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치를 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디사이징 유닛을 설명하기 위한 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이징 유닛을 보여주는 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 롤을 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 방법을 보여주는 순서도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
본 발명은 서로 다른 사이징제로 표면 처리된 복수 개의 이종 강화섬유 표면에 코팅된 사이징제를 제거한 후 동일한 코팅액을 도포한 후 건조시켜 복수 개의 이종 강화섬유가 동일한 표면 특성을 갖도록 함으로써, 다양한 종류의 강화섬유를 조합하여 다양한 물성을 갖는 섬유강화 플라스틱을 제조하되 표면 특성 차이로 인한 주름 등 결함을 최소화하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치는 복수 개의 이종 강화섬유(F)로 이루어진 강화섬유 다발(B)을 가열하여 각각의 강화섬유(F) 표면에 존재하는 사이징제를 제거하는 디사이징 유닛(100)과 사이징제가 제거된 강화섬유 다발(B)의 표면에 코팅액(C)을 도포하는 사이징 유닛(200) 및 강화섬유 다발(B)에 에어를 분사하여 코팅액(C)을 건조시키는 건조 롤(300)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디사이징 유닛을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디사이징 유닛(100)은 강화섬유 다발(B)이 통과될 수 있도록 강화섬유 다발(B)의 이동방향으로 유입구와 배출구가 형성된 함체 형상의 하우징(110)과 강화섬유 다발(B)이 통과될 수 있도록 상하로 이격 배치되어 하우징(110) 내부에 설치된 한 쌍의 디사이징 롤(120)과 하우징(110) 내부를 가열하는 디사이징 히터(130)를 포함한다.
이때, 디사이징 히터(130)는 서로 다른 사이징제로 표면 처리된 복수 개의 이종 강화섬유(F)로 이루어진 강화섬유 다발(B)을 가열하여 각각의 강화섬유(F)의 표면에 존재하는 복수 개의 이종 사이징제를 용융시켜 제거한다.
이때, 디사이징 히터(130)는 강화섬유 다발(B)이 통과되는 하우징(110) 및 한 쌍의 디사이징 롤(120)을 500 ~ 700℃로 가열하는 것이 바람직하다.
그 이유는 500℃ 미만의 온도에서는 디사이징에 장시간이 소요될 뿐만 아니라 그 효과가 미미하며, 700℃를 초과하는 경우 강화섬유(F)를 손상시킬 수 있어 상기 범위로 제한하는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 디사이징 유닛(100)은 디사이징 롤(120) 상부에 설치되어 강화섬유 다발(B)에 용매(S)를 분사하는 하나 이상의 디사이징 노즐(140)을 더 포함할 수 있다.
이때, 용매(S)는 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(MEK, methyl ethyl ketone), 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), IPA(icosapentaenoic acid) 등 다양한 종류의 용매(S)를 선택적으로 사용할 수 있는데 보다 구체적으로, 각각의 강화섬유(F) 표면에 존재하는 도막형성요소(Film former), 유화제(emulsifier) 및 정전기 방지제(antistatic)과 같은 사이징제의 종류에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.
이에, 강화섬유 다발(B)의 디사이징 시간 및 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디사이징 유닛(100)은 하우징(110) 내부에 퇴적되는 용매(S)의 수위를 실시간으로 측정하는 제1 수위 측정부(150)와 하우징(110) 내부에 퇴적된 용매(S)를 디사이징 노즐(140)로 공급하는 용매 재순환부(160)를 더 포함할 수 있다.
이에, 디사이징 노즐(140)을 통해 강화섬유 다발(B)에 분사되어 하우징(110) 내부에 퇴적된 용매(S)의 수위가 일정수준을 초과하는 경우, 하우징(110) 내부에 수용되는 용매(S)를 다시 디사이징 노즐(140)에 공급하여 분사함으로써 용매(S)의 사용량을 최소화하여 제조원가를 절감하고 생성되는 용매 폐액을 최소화하여 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치는 사전에 기준 용매 수위가 설정되고, 제1 수위 측정부(150)로부터 실시간으로 수신된 용매(S)의 수위를 기준용매 수위와 비교하여 용매 재순환부(160)에 작동신호를 전송하는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다.
이때, 기준 용매 수위는 한 쌍의 디사이징 롤(120) 중에서 하부에 배치된 디사이징 롤(120)이 잠길 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다.
그 이유는 강화섬유 다발(B)을 이동에 따라 하부 디사이징 롤(120)이 회전되면서 하우징(110) 내부에 수용된 용매(S)가 그 표면에 묻어 강화섬유 다발(B)에 재공급되도록 함으로써, 디사이징 효율을 극대화시킬 수 있기 때문이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이징 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 사이징 유닛(200)은 코팅액(C)이 수용된 배스(210)와 디사이징된 강화섬유 다발(B)이 코팅액(C)에 침지되도록 강화섬유 다발(B)을 가이드 하는 사이징 롤(220)로 이루어진다.
이에, 디사이징된 복수 개의 이종 강화섬유(F)의 표면에 동일한 코팅액(C)을 도포함으로써 복수 개의 이종 강화섬유(F)가 서로 유사한 표면 특성을 갖도록 함으로써, 이를 이용하여 제조되는 섬유강화 플라스틱의 주름 등 결함이 발생되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 사이징 유닛(200)은 코팅액이 20 ~ 50℃가 되도록 조절하는 온도 조절부(230)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 20℃ 미만의 온도에서는 코팅액(C)의 도포효율이 저하되며, 50℃를 초과하는 경우 코팅액(C)이 휘발될 수 있기 때문에 상기 범위로 제한한다.
또한, 코팅액(C)은 희석제와 코팅제가 혼합되어 마련되는데 보다 구체적으로 희석제 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부의 코팅제가 혼합되어 마련되는 것이 바람직하다.
그 이유는 희석제 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만의 코팅제가 혼합되는 경우 코팅효과가 미미하며, 11 중량부를 초과하는 경우 코팅제의 분산성이 저하되어 코팅액(C) 도포를 불가능하게 만들기 때문이다.
이때, 코팅제는 3-(trimethoxysilyl)propylmethacrylate, 3-aminopropyl triethoxysilane, glycidoxypropyl trimethoxysilane 등이 사용될 수 있는데, 바람직하게는 제조하고자 하는 섬유강화 플라스틱의 종류 및 요구되는 물성 등에 따라 선택하여 사용될 수 있다.
보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 사이징 유닛(200)은 배스(210)에 수용된 코팅액(C)의 수위를 실시간으로 측정하여 제어부(400)로 전송하는 제2 수위 측정부(240)와 사이징 롤(220)을 배스(210) 방향으로 승강시키는 사이징 실린더(250)를 더 포함한다.
이때, 제어부(400)에는 사전에 기준 코팅액 수위가 설정되며, 제2 수위 측정부(240)로부터 실시간으로 코팅액(C)의 수위를 전송받아 이를 기준 코팅액 수위와 비교하여 강화섬유 다발(B)이 코팅액(C)에 침지될 수 있도록 사이징 실린더(250)에 작동신호를 전송하여 강화섬유 다발(B)을 가이드 하는 사이징 롤(220)을 승강시킨다.
이에, 강화섬유 다발(B)의 표면에 동일한 코팅액(C)이 균일하게 도포되도록 함으로써, 제조되는 강화섬유 플라스틱의 결함을 최소화하고 품질을 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 롤을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 롤(300)은 강화섬유 다발에 고온의 에어를 분사하도록 외주면에 복수의 에어 분사공(310)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 각각의 에어 분사공(310)을 통해 분사되는 에어는 130 ~ 150℃인 것이 바람직하다.
그 이유는 에어 분사공(310)을 통해 분사되는 에어의 온도가 130℃ 미만인 경우 코팅액(C)이 원활하게 건조되지 않아 제조되는 강화섬유 다발(B)에 표면 결함을 유발할 수 있고 나아가 제조되는 강화섬유 플라스틱의 품질을 저하시킬 수 있으며, 150℃를 초과하는 경우, 코팅액(C)의 끓는점을 초과하여 제조된 코팅층의 물성을 저하시킬 수 있기 때문에 상기 범위로 제한한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치를 이용한 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 방법을 보여주는 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 방법은 강화섬유 다발(B)을 가열하여 각각의 강화섬유(F) 표면의 사이징제를 제거하는 디사이징 단계와 강화섬유 다발(B)에 코팅액(C)을 도포하는 사이징 단계 및 코팅액(C)을 건조시켜 강화섬유 다발(B)의 표면에 코팅층을 현성하는 건조 단계를 포함한다.
먼저, 디사이징 단계는 서로 다른 사이징제로 표면 처리된 복수 개의 강화섬유(F)로 이루어진 강화섬유 다발(B)을 500 ~ 700℃로 가열하여 각각의 강화섬유(F) 표면의 사이징제를 제거한다.
보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 디사이징 단계는 강화섬유(F) 표면의 사이징제를 제거할 수 있는 용매(S)를 강화섬유 다발(B)에 분사하면서 가열하여 사이징제를 제거할 수 있다.
상기와 같이 디사이징 단계가 완료되면 사이징 단계에서 디사이징된 강화섬유 다발(B)은 제조하고자 하는 섬유강화 플라스틱의 종류 및 물성 등에 따라 선택되어 20 ~ 50℃의 온도로 유지되는 코팅액(C)에 침지시켜 표면에 코팅액(C)이 도포한다.
상기와 같이 코팅액(C)이 도포되면 건조 단계에서 코팅액(C)이 도포된 강화섬유 다발(B)에 130 ~ 150℃의 에어를 분사하여 건조시키고 작업이 종료된다.
이하, 다양한 실시예 및 비교예을 이용하여 본 발명을 설명한다.
구분 디사이징 단계
(℃)		 사이징 단계 건조 단계
(℃)
 인장강도
(MPa)		 인장탄성률
(GPa)
온도
(℃)		 코팅제 함량(%)
실시예 1 500 40 5 140 205 15.0
실시예 2 600 40 5 140 210 16.0
실시예 3 700 40 5 140 200 15.3
비교예 1 490 40 5 140 160 10.5
비교예 2 710 40 5 140 155 10.0
실시예 4 600 20 5 140 207 15.4
실시예 5 600 50 5 140 207 15.5
비교예 3 600 15 5 140 160 10.5
비교예 4 600 55 5 140 160 10.5
실시예 6 600 40 1 140 203 15.1
실시예 7 600 40 10 140 205 15.3
비교예 5 600 40 0.5 140 150 10.0
비교예 6 600 40 11 140 150 10.0
실시예 8 600 40 5 130 210 15.5
실시예 9 600 40 5 150 210 15.7
비교예 7 600 40 5 120 145 9.5
비교예 8 600 40 5 160 150 10.0
표 1은 사이징제로 실레인 커플링 에이전트가 사용된 유리섬유와 사이징제로 에폭시가 사용된 탄소섬유를 디사이징 단계와 사이징 단계 및 건조 단계의 공정조건을 달리하여 제조되는 강화섬유 다발의 인장강도 및 인장탄성률을 측정하여 나타낸 표이다.
표 1에서 알 수 있듯, 본 발명의 실시예를 만족하는 경우, 인장강도 200MPa 이상, 인장탄성률 15GPa 이상으로 물성이 우수한 강화섬유 다발을 제조할 수 있는 반면, 본원발명의 실시예를 벗어나는 경우, 인장강도 및 인장탄성률이 저하되어 제조되는 강화섬유의 물성이 저하됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 제조되는 강화섬유 다발의 물성을 향상시킬 수 있어 이를 이용하여 제조되는 섬유강화 플라스틱의 물성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 복수 개의 이종 섬유를 혼합하여 다양한 종류의 섬유강화 플라스틱을 제조할 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
F: 강화섬유 B: 강화섬유 다발
C: 코팅액 S: 용매
100: 디사이징 유닛 110: 하우징
120: 디사이징 롤 130: 디사이징 히터
140: 디사이징 노즐 150: 제1 수위 측정부
160: 용매 재순환부 200: 사이징 유닛
210: 배스 220: 사이징 롤
230: 온도 조절부 240: 제2 수위 측정부
250: 사이징 실린더 300: 건조 롤
310: 에어 분사공 400: 제어부

Claims (16)

  1. 서로 다른 사이징제로 표면 처리된 복수 개의 강화섬유로 이루어진 강화섬유 다발을 가열하여 각각의 상기 강화섬유 표면의 사이징제를 제거하는 디사이징 유닛;
    복수 개의 상기 강화섬유의 표면특성이 일치되도록, 디사이징된 상기 강화섬유 다발을 코팅액에 침지(dipping)시켜 상기 강화섬유의 표면에 코팅액을 도포하는 사이징 유닛; 및
    코팅액이 도포된 상기 강화섬유 다발을 건조시켜 상기 강화섬유 다발의 표면에 코팅층을 형성하는 건조 롤;을 포함하고,
    상기 디사이징 유닛은, 상기 강화섬유 다발이 통과될 수 있도록 유입구 및 배출구가 형성된 함체 형상의 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 강화섬유 다발이 통과되는 한 쌍의 디사이징 롤; 및 상기 하우징 내부를 500 ~ 700℃의 온도로 가열하도록 상기 하우징에 설치된 디사이징 히터;를 포함하며,
    상기 사이징 유닛은, 상기 코팅액이 수용된 배스; 상기 강화섬유 다발이 상기 배스 내부에 수용된 상기 코팅액에 침지되도록, 상기 강화섬유 다발을 가이드 하는 사이징 롤; 및 상기 배스 내부에 수용된 코팅액을 20 ~ 50℃로 조절하도록 상기 배스에 설치된 온도 조절부를 포함하고,
    상기 건조 롤은, 상기 코팅액이 도포된 상기 강화섬유 다발에 130 ~ 150℃ 온도의 에어를 분사하도록 그 외주면에 복수의 에어 분사공이 형성된 것을 특징으로 하는, 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 디사이징 유닛은,
    각각의 상기 강화섬유 표면의 사이징제를 제거할 수 있도록, 상기 디사이징 롤 상부에 설치되어 상기 강화섬유 다발에 용매를 분사하는 하나 이상의 디사이징 노즐;을 더 포함하는, 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 디사이징 유닛은,
    실시간으로 상기 하우징 내부에 수용된 상기 용매의 수위를 측정하는 제1 수위 측정부; 및
    상기 디사이징 노즐에서 분사되어 상기 하우징 내부에 퇴적된 용매를 상기 디사이징 노즐로 공급하는 용매 재순환부;를 더 포함하는, 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 수위 측정부에서 측정된 용매의 수위를 사전에 설정된 기준 용매 수위와 비교하여 상기 용매 재순환부에 작동신호를 전송하는 제어부;를 더 포함하는, 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 사이징 유닛은,
    상기 배스에 수용된 상기 코팅액의 수위를 실시간으로 측정하는 제2 수위 측정부; 및
    상기 사이징 롤을 상기 배스 방향으로 승강시키는 사이징 실린더;를 더 포함하는, 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 수위 측정부에서 측정된 코팅액의 수위를 사전에 설정된 기준 코팅액 수위와 비교하여 상기 사이징 실린더에 작동신호를 전송하는 제어부;를 더 포함하는, 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 서로 다른 사이징제로 표면 처리된 복수 개의 강화섬유로 이루어진 강화섬유 다발을 500 ~ 700℃의 온도로 가열하여 각각의 상기 강화섬유 표면의 사이징제를 제거하는 디사이징 단계;
    복수 개의 상기 강화섬유의 표면특성이 일치되도록, 디사이징된 상기 강화섬유 다발에 20 ~ 50℃로 가열된 동일한 코팅액을 도포하는 사이징 단계; 및
    상기 코팅액이 도포된 상기 강화섬유 다발에 130 ~ 150℃ 온도의 에어를 분사하여 강화섬유 다발의 표면에 코팅층을 형성시키는 건조 단계;를 포함하여,
    인장강도 200MPa 이상 및 인장탄성률 15GPa 이상의 강화섬유 다발을 제조하는, 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 방법.
  13. 삭제
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 디사이징 단계는,
    상기 강화섬유 다발에 용매를 분사하면서 디사이징 하는 것을 특징으로 하는, 섬유강화 플라스틱용 강화섬유 전처리 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
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