KR102062061B1 - Smc 제조용 히팅 슬롯다이 - Google Patents

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이은하
조경철
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재단법인 한국섬유기계융합연구원
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Abstract

본 발명은 SMC 제조용 히팅 슬롯다이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히팅모듈(40)을 구비하여 내부로 공급된 용융수지를 가열하여 토출하는 슬롯다이(A); 슬롯다이가 결합되는 결합홈(b1)을 구비한 다이자켓(B); 을 포함하고,
상기 슬롯다이(A)는, 상부블록(10); 용융수지가 공급되는 유입부(202)를 일측에 구비한 포켓부(203)가 내면에 형성된 하부블록(20); 상기 상, 하부블록(10, 20) 사이에 개재되게 결합되어 용융수지가 토출되는 토출구(302)가 형성되게 하는 심플레이트(30); 상기 상, 하부블록(10, 20) 내부에 다수가 설치되는 히팅모듈(40);을 포함한다.
본 발명에 따르면, 토출되는 수지를 일정한 온도로 가열할 수 있게 되고, 토출되는 수지의 온도와 유동성이 균일하게 유지되며, 슬롯다이의 열변형을 억제할 수 있는 효과가 있다.

Description

SMC 제조용 히팅 슬롯다이{Heating slot die for SMC manufacturing}
본 발명은 SMC 제조용 히팅 슬롯다이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히팅모듈을 구비하여 토출되는 수지를 일정한 온도로 가열할 수 있게 하고, 슬롯다이의 폭 방향으로 형성된 토출구에서 토출되는 수지의 온도와 유동성이 균일하게 유지되게 하며, 다이자켓을 구비하여 슬롯다이의 열변형을 억제할 수 있게 한 SMC 제조용 히팅 슬롯다이에 관한 것이다.
다양한 기능성 소재 물질을 박막 또는 후막 형태로 형성하는 방법의 하나로 화학적 용액 코팅 공정이 널리 사용되고 있다.
특히 슬롯다이는 코팅될 물질이 대상물 표면에 코팅이 이루어지기 전에는 외부와 직접적인 접촉이 완전히 차단됨으로써, 용액의 점도 유지 및 외부 노출에 따른 오염이 사전에 방지되는 장점으로 인해 널리 사용되고 있다.
내열성과 유연성 및 수분 저항성이 우수할 뿐만 아니라, 뛰어난 물성과 전기 절연성을 가지기 때문에 건축용, 자동차용, 각종 산업용 제품을 제조하는 복합재료로서 널리 이용되고 있는 대표적인 복합재료인 '섬유강화 플라스틱 시트(Sheet Molding Compound: SMC)'를 제조하기 위하여 플라스틱필름 표면에 섬유 함침을 위한 수지층을 형성할 때도 슬롯다이가 사용된다.
통상의 슬롯다이는 첨부도면 도 1과 같이 상부블록(1)과, 하부블록(2) 사이에 심플레이트(3)가 개재되는 형태로 형성된다.
이때, 상기 하부블록 내측에는 유입부(4)를 구비한 포켓부(5)가 형성되어, 상기 포켓부로 유입된 수지가 상부블록과 하부블록 사이에 형성된 토출구(6)를 통해 토출된다.
따라서, 상기 포켓부(5)로 공급되는 수지의 공급 압력을 조절하거나, 두께가 다른 심플레이트의 교체를 통해 상기 토출구에서 토출되는 수지의 토출량을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
한편, 종래에는 SMC 제조시에 수지층의 형성을 위하여 상온에서 유동성이 우수한 비닐에스터계 수지가 사용되었다.
그러나, 비닐에스터계 수지의 경우 SMC 제조시 완제품 SMC의 물성이 우수하지 않기 때문에 비닐에스터계 수지에 비해 물성이 우수한 에폭시수지의 사용이 필요하게 되었다.
그러나, 열경화성인 에폭시수지의 경우에 온도가 낮으면 유동성이 저하되고, 온도가 너무 높으면 굳어버리기 때문에 80 내지 100℃의 온도를 유지해야 원활한 유동성을 유지할 수 있다.
따라서, SMC 제조시에 플라스틱필름 표면에 에폭시수지층을 원활하게 형성하기 위해서는 슬롯다이에서 토출되는 에폭시수지의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 히팅 슬롯다이의 개발이 절실한 실정이다.
한편, 통상의 기계 금속 분야에서 히팅수단을 구비하는 것은 주지된 바이다.
그러나, SMC 제조에 사용되는 슬롯다이는 SMC의 폭 방향으로 길게 형성되는데, 이러한 슬롯다이에 통상의 히팅수단을 구비하는 경우, 길게 형성된 슬롯다이를 전체적으로 균일하게 가열되도록 하는 것은 쉽지 않다.
또한, 내면과 외면 형상이 서로 다른 슬롯다이의 특성상, 히팅수단을 이용한 가열 과정에서 슬롯다이에 열변형이 발생할 가능성이 크다.
특히, 슬롯다이에서 심플레이트의 두께에 따라 형성되는 토출구의 경우 매우 좁은 간격으로, 슬롯다이의 길이 방향을 따라 길게 형성되는데, 슬롯다이의 가열 과정에서 열변형이 발생하면 상기 토출구의 형상이 변형되어 수지의 균일한 도포가 이루어지지 않는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1011946호
본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로서, 히팅모듈을 구비하여 토출되는 수지를 일정한 온도로 가열할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 슬롯다이의 폭 방향으로 형성된 토출구에서 토출되는 수지의 온도와 유동성이 균일하게 유지되도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 슬롯다이의 외부에 결합되는 다이자켓을 구비하여 슬롯다이의 열변형을 억제하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 도포두께조절부재를 구비하여 플라스틱필름에 도포되는 용융수지를 일정한 두께로 긁어내어 균일한 두께로 도포되게 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이는, 용융수지를 토출하는 슬롯다이(A); 상기 슬롯다이(A)가 결합되는 결합홈(b1)을 구비한 다이자켓(B);을 포함하고,
상기 슬롯다이(A)는,
상부블록(10);
상기 상부블록(10) 하부에 결합되되, 용융수지가 공급되는 유입부(202)를 일측에 구비한 포켓부(203)가 내면에 형성된 하부블록(20);
상기 상, 하부블록(10, 20) 사이에 개재되게 결합되되, 일측에는 상기 포켓부(203)와 이어지는 개구부(301)가 형성되어, 상기 개구부(301)에 의해 상, 하부블록(10, 20) 사이에 용융수지가 토출되는 토출구(302)가 형성되게 하는 심플레이트(30);
상기 상, 하부블록(10, 20) 내부에 상, 하부블록(20)의 길이 방향으로 다수가 설치되는 히팅모듈(40); 을 포함한다.
상기 하부블록(20)의 내면에는,
하부블록(20)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 다수의 가열핀(204)이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 가열핀(204)은,
상기 토출구(302)로 토출되는 용융수지의 유동 방향과 직각 방향인 좌우 폭보다, 용융수지의 유동 방향과 동일한 방향인 전후 길이가 더 길게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 가열핀(204)은,
상기 토출구(302)로 토출되는 용융수지의 유동 방향과 동일한 방향으로 배치되며 전후 양단부가 첨예한 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 다이자켓(B)은,
상기 결합홈(b1)을 둘러싸도록 다이자켓(B)의 길이 방향을 따라 다수의 보조히터(41)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬롯다이(A)의 외표면에는
상기 상, 하부블록(10, 20)의 표면 상에 돌출 형성된 보강살(50)을, 슬롯다이의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 다수 형성하고,
상기 다이자켓(B)의 결합홈(b1) 내면에는 상기 보강살(50)이 삽입되는 삽입홈(b2)을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 다이자켓(B) 일측에는 상기 토출구(302)에서 토출되어 플라스틱필름(C) 표면에 도포되는 용융수지를 긁어내어 수지도포층(D)의 두께를 균일하게 하는 도포두께조절부재(60)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 도포두께조절부재(60)는,
양측 단부에 대칭으로 형성되어, 용융수지가 도포되는 플라스틱필름(C) 표면의 양측 가장리에 밀착되면서 용융수지가 남지 않도록 긁어내는 제1밀착부(603);
상기 제1밀착부(603) 사이에 형성되어, 상기 필름 표면에 소정 두께로 수지도포층(D)이 형성되게 하는 도포홈(604);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도포홈(604)은, 상기 도포두께조절부재(60)의 폭 방향을 따라 소정 간격으로 다수가 형성되되, 각 도포홈(604) 사이에는 플라스틱필름(C) 표면에 밀착되면서 용융수지가 남지 않도록 긁어내는 제2밀착부(605)가 구비되는 것을 특징으로한다.
본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이는 슬롯다이를 구성하는 상부블록과 하부블록에 히팅모듈을 구비함으로써, 슬롯다이에서 토출되는 수지를 일정한 온도로 가열할 수 있게 되어, 수지의 원활한 유동성을 보장하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 슬롯다이의 폭 방향으로 형성된 토출구에서 토출되는 수지의 온도와 유동성이 균일하게 유지되어 수지의 코팅 품질이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 슬롯다이의 외부에 결합되는 다이자켓에 의해 슬롯다이의 열변형이 억제됨으로써, 가열된 수지의 균일한 도포가 가능케 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 도포두께조절부재를 구비하여 플라스틱필름에 도포되는 용융수지를 일정한 두께로 긁어냄으로써, 수지의 공급 압력 변화에 관계없이 용융수지가 균일한 두께로 도포되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 슬롯다이를 나타낸 측면 단면도.
도 2는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 조립 상태 사시도.
도 4는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 슬롯다이 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 슬롯다이 측면 단면도.
도 6은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 사용상태 측면 단면도.
도 7은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 슬롯다이 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 슬롯다이 측면 단면도.
도 9는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 다이자켓 사시도.
도 10은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 슬롯다이와 다이자켓 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 11은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 슬롯다이와 다이자켓 결합 상태를 나타낸 측면 단면도.
도 12는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 다이자켓에 설치된 도포두께조절부재를 나타낸 슬롯다이의 수직 설치 상태 측면 단면도.
도 13은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 다이자켓에 설치된 도포두께조절부재를 나타낸 슬롯다이의 수직 설치 상태 정면 예시도.
도 14의 (가)는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 다이자켓에 설치된 도포두께조절부재의 제2 실시 예에 따른 단면 예시도.
(나)는 (가)의 도포두께조절부재에 의해 형성된 수지도포층에 탄소섬유가 뿌려진 상태를 나타낸 단면 예시도.
도 15의 (다)는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 다이자켓에 설치된 도포두께조절부재의 제3 실시 예에 따른 단면 예시도.
(라)는 (다)의 도포두께조절부재에 의해 형성된 수지도포층에 탄소섬유가 뿌려진 상태를 나타낸 단면 예시도.
이하, 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이를 상세히 설명함에 있어서, 다음의 설명은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있으며, 본 발명에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
예를 들면, '제1부분'과 '제2부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명에 기재된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 조립 상태 사시도이며, 도 4는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 슬롯다이 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 슬롯다이 측면 단면도이며, 도 6은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 실시 예에 따른 사용상태 측면 단면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이는 히팅모듈(40)을 구비하여 내부로 공급된 용융수지를 가열하여 토출하는 슬롯다이(A)와, 상기 슬롯다이(A)가 결합되는 결합홈(b1)을 구비한 다이자켓(B)을 포함한다.
상기 슬롯다이(A)는 내부로 공급된 용융수지를 소정 온도로 가열하면서 토출하기 위해 상부블록(10), 하부블록(20), 심플레이트(30), 히팅모듈(40)을 포함한다.
상기 상부블록(10)은, 금속재로 형성되되 일측 단부는 용융수지의 미세 도포를 위하여 첨예부(101)가 형성되도록 모따기 가공이 이루어진다.
상기 하부블록(20)은 상기 상부블록(10)과 동일 소재를 이용해 대칭되는 외형으로 형성하여 상기 상부블록(10) 하부에 결합되되, 용융수지가 공급되는 유입부(202)를 일측에 구비한 포켓부(203)가 내면에 소정 깊이로 형성된다.
상기 포켓부(203)의 단면 형상은 한정하지 않으며, 포켓부(203)의 양 측면은, 하부블록(20)의 양 측면에서 소정 간격만큼 내측에 위치하도록 형성하되, 전체적으로 하부블록(20)의 길이 방향을 따라 길게 형성하는 것이 바람직하다.
상기 유입부(202)는 용융수지공급부(도시하지 않음)와 연결됨으로써, 용융수지가 유입부(202)를 통해 상기 포켓부(203) 내부로 유입되어 충진된다.
상기 심플레이트(30)는 대략 “ㄷ”자 형태로 된 소정 두께의 금속 판재로 되어 상기 상, 하부블록(10, 20) 사이에 개재되게 결합된다.
이때, 상기 심플레이트(30)의 가로세로 길이는 상기 상부블록(10) 및 하부블록(20)의 가로세로 길이와 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 심플레이트(30)의 일측 개구부(301)는 상기 포켓부(203)와 일치하도록 개구부(301)의 삼면이 포켓부(203)의 삼면과 일치하게 형성된다.
이때, 상기 개구부(301)가 상, 하부블록(10, 20)의 첨예부(101, 201) 쪽을 향하도록 개재됨으로써, 상, 하부블록(10, 20)의 첨예부(101, 201) 사이에는 심플레이트(30)의 두께 간격으로 토출구(302)가 형성된다.
따라서 상기 포켓부(203)에 충진된 용융수지가 심플레이트(30)의 개구부(301)를 통해 흘러나오면, 상기 토출구(302)를 통해 최종 토출되어, SMC 제조시 플라스틱필름(C) 표면에 소정 두께로 도포된다.
상기 히팅모듈(40)은, 상기 상, 하부블록(10, 20)의 내부에 상, 하부블록(20)의 길이 방향으로 삽입 설치되되, 일정 간격으로 다수가 설치된다.
이때, 히팅모듈(40)의 길이는 가로 방향으로 긴 상, 하부블록(20)을 전체적으로 고르게 가열할 수 있도록 상, 하부블록(20)의 길이에 대응하는 길이로 길게 형성하는 것이 바람직하다.
상기 히팅모듈(40)은 신속한 발열 및 정밀한 온도 제어가 용이한 전기식히터를 사용하는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정하는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.
그리하여 히팅모듈(40)이 소정 온도로 열을 발산하면, 상, 하부블록(20)이 가열되고, 그로 인해 상기 포켓부(203)로 공급된 용융수지가 가열되면서 상기 토출구(302)를 통해 토출된다.
따라서 히팅모듈(40)의 온도 제어를 통해 상기 용융수지의 가열 온도를 제어할 수 있게 되어 각종 수지별로 최적의 유동성을 보장하는 온도로 용융수지를 가열할 수 있게 됨으로써 용융수지의 토출이 용이할 뿐만 아니라, 토출압력의 정밀한 제어가 가능케 된다.
아울러, 상기 히팅모듈(40)은 상, 하부블록(20)에서 각각 대칭되게 설치됨으로써, 상, 하부블록(20)이 결합된 슬롯다이(A)가 전체적으로 고르게 가열됨에 따라 위치 별 온도 편차를 최소화하여 길이가 긴 슬롯다이(A)가 뒤틀리는 등의 열변형 현상이 방지된다.
상기 다이자켓(B)은 금속재로 되어 상기 슬롯다이(A)가 결합되는 결합홈(b1)이 일면에 형성된다.
상기 결합홈(b1)은 일측에는 상기 슬롯다이(A)의 포켓부(203)로 용융수지를 공급하기 위하여 상기 유입부(202)와 용융수지공급부(도시하지 않음) 간을 연결하는 용융수지공급라인(도시하지 않음)이 통과하게 형성할 수 있다.
따라서, 상기 다이자켓(B)은 상기 슬롯다이(A) 외부를 긴밀하게 감싸줌으로써, 상기 히팅모듈(40)을 이용해 슬롯다이를 가열하는 과정에서 열변형에 의한 슬롯다이(A)의 뒤틀림 등 형태의 변형을 억제한다.
이상과 같이 구성된 본 발명은 첨부도면 도 6과 같이 SMC 제조공정에 있어서 플라스틱필름(C)이 이송되는 과정에서 슬롯다이(A)의 토출구(302)에서 토출되는 용융수지가 플라스틱필름(C)의 일면에 도포될 때, 용융수지를 소정 온도로 가열하여 토출할 수 있게 된다.
따라서, 에폭시수지와 같이 80 내지 100℃의 온도를 유지해야 원활한 유동성을 유지하는 수지뿐만 아니라 다양한 종류의 수지를 적정 온도로 가열하여 토출할 수 있게 되어 다양한 물성의 SMC 제조가 가능케 될 뿐만 아니라 수지의 원활한 유동성을 유지할 수 있게 되어 수지의 코팅 품질이 향상된다.
아울러, 히팅모듈(40)에 의해 가열되는 슬롯다이(A)의 외부에 결합되는 다이자켓(B)에 의해 슬롯다이의 열변형이 억제됨으로써, 가열된 수지의 균일한 도포가 가능케 되어 수지의 코팅 품질이 더욱 향상된다.
도 7은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 슬롯다이 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 슬롯다이 측면 단면도이다.
도 7 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
상기 하부블록(20)의 내면에는, 하부블록(20)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 다수의 가열핀(204)을 일체로 더 형성할 수 있다.
이때, 상기 가열핀(204)의 상면은 상부블록(10)의 내면과 밀착되게 하는 것이 바람직하다.
따라서 하부블록(20)의 포켓부(203)에 충진된 용융수지는 슬롯다이의 폭 방향을 따라 길게 형성되는 토출구(302)를 통해 토출될 때, 가열핀(204) 사이를 통과하여 토출된다.
이때, 토출되는 용융수지는 가열된 상부블록(10) 및 하부블록(20)뿐만 아니라, 하부블록(20)과 일체로 되어 함께 가열된 가열핀(204)과도 접촉됨으로써, 전열면적이 증대되어 보다 균일하고 효율적인 가열이 이루어지게 된다.
또한, 용융수지가 토출구(302)를 통해 토출되기 직전, 외기와의 접촉에 따른 용융수지의 냉각과 그에 따른 유동성 변화를 최소화할 수 있게 된다.
즉, 슬롯다이(A)는 구조적으로 토출구(302)가 형성되는 선단부가 첨예한 형상으로 형성됨으로써, 슬롯다이(A)를 궝하는 상부블록(10)과 하부블록(20)을 가열하더라도, 첨예한 선단부는 전열량 부족으로 인해 외기와의 접촉시 두께가 두꺼운 다른 부분에 비해 냉각이 빨라진다.
따라서 토출구(302)로 갈수록 용융수지의 냉각도 가속되어 용융수지의 유동성 저하의 원인이 되는 바, 상기와 같이 다수의 가열핀(204)이 토출구(302) 직전에 형성됨으로써, 슬롯다이(A)의 첨예한 선단부의 부족한 전열량을 보충하여 냉각에 따른 용융수지의 유동성 저하를 방지할 수 있게 된다.
상기 가열핀(204)은 상기 토출구(302)로 토출되는 용융수지의 유동 방향과 직각 방향인 좌우 폭보다, 용융수지의 유동 방향과 동일한 방향인 전후 길이가 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 가열핀(204)은, 상기 토출구(302)로 토출되는 용융수지의 유동 방향과 일렬로 위치하는 전후 양단부가 첨예한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
일 예로서, 가열핀(204)은 평면에서 볼 때, 다이아몬드형 또는 볍씨형 또는 바늘형으로 형성할 수 있다.
따라서, 용융수지의 유동 방향과 일렬로 위치하는 전후 양단부의 첨예한 형상으로 인해 용융수지의 흐름저항이 최소화되어 용융수지의 토출이 보다 원활하게 이루어진다.
도 9는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 다이자켓 사시도이다.
도 9를 참조하여 설명한다.
상기 다이자켓(B)은 내부에 다이자켓(B)의 길이 방향으로 다수의 보조히터(41)를 삽입 설치할 수 있다.
이때, 보조히터(41)는 상기 결합홈(b1)에 결합되는 슬롯다이를 간접 가열할 수 있도록 결합홈(b1) 둘레에서 결합홈(b1) 내벽과 일정한 간격을 유지하면서 다수를 설치하는 것이 바람직하다.
아울러, 보조히터(41)의 길이는 상기 결합홈(b1)의 길이보다 길게 형성함으로써, 결합홈(b1) 내부에 결합되는 슬롯다이를 간접 가열 방식으로 가열할 때, 슬롯다이가 전체적으로 고르게 가열될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 보조히터(41)는 신속한 발열 및 정밀한 온도 제어가 용이한 전기식히터를 사용하는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정하는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.
아울러, 보조히터(41)가 설치된 다이자켓(B)은 히팅모듈(40)이 설치되지 않은 기존의 슬롯다이를 간접 가열하는 용도로도 사용 가능하다.
도 10은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 슬롯다이와 다이자켓 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 슬롯다이와 다이자켓 결합 상태를 나타낸 측면 단면도이다.
도 10 내지 도 11을 참조하여 설명한다.
상기 슬롯다이(A)의 외표면에는, 슬롯다이의 길이 방향에 대하여 직각으로 돌출 형성된 보강살(50)을, 슬롯다이의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 다수 형성하고, 상기 다이자켓(B)의 결합홈(b1) 내면에는 상기 보강살(50)이 긴밀하게 삽입되는 삽입홈(b2)을 더 구비할 수 있다.
따라서 상부블록(10) 또는 하부블록(20)이 히팅모듈(40)에 의해 각각 가열될 때, 내면과 외면의 표면적 및 형상이 서로 다른 상, 하부블록(20)의 구조적 특성에 의해 각 블록의 내면과 외면에 서로 다른 열변형이 발생하더라도 상기 보강살(50)에 의해 각 블록의 굽힘 강성이 강화됨에 따라 열변형이 억제된다.
도 12는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 다이자켓에 설치된 도포두께조절부재를 나타낸 슬롯다이의 수직 설치 상태 측면 단면도이고, 도 13은 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 또 다른 실시 예에 따른 다이자켓에 설치된 도포두께조절부재를 나타낸 슬롯다이의 수직 설치 상태 정면 예시도이다.
도 12 내지 도 13을 참조하여 설명한다.
상기 다이자켓(B) 일측에는 상기 토출구(302)에서 토출되어 플라스틱필름(C) 표면에 도포되는 용융수지를 긁어내어 수지도포층(D)의 두께를 균일하게 하는 도포두께조절부재(60)를 더 구비할 수 있다.
상기 도포두께조절부재(60)는 SMC 제조 시 플라스틱필름(C) 표면에 도포되는 용융수지를 긁어내어 수지도포층(D)의 두께를 균일하게 한다.
따라서 상기 도포두께조절부재(60)에 의한 수지도포층(D)의 두께 조절을 위하여 상기 도포두께조절부재(60)에는 상기 슬롯다이(A)의 폭 방향에 대하여 직각 방향으로 장공(601)을 형성하여, 상기 장공을 관통하는 체결볼트(602)를 상기 다이자켓(B)에 나사 결합함으로써, 도포두께조절부재(60)의 위치 조절을 통해 수지도포층(D)의 두께 조절이 가능케 된다.
상기와 같이 설치된 도포두께조절부재(60)는, 도포두께조절부재(60)가 플라스틱필름(C) 표면에 도포된 용융수지를 소정 두께로 긁어냄으로써, 상기 포켓부(203)로 공급되는 용융수지의 공급 압력이 용융수지를 공급하는 펌프의 맥동에 의해 변화하면서 상기 토출구(302)를 통해 토출되는 수지의 토출량이 수시로 변화하더라도, 플라스틱필름(C) 표면에 형성되는 수지도포층(D)의 두께가 균일하게 형성된다.
상기 도포두께조절부재(60)는, 폭 방향 길이가 상기 슬롯다이(A)의 폭 방향 길이보다 더 길게 형성하는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정하는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.
도 14의 (가)는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 다이자켓에 설치된 도포두께조절부재의 제2 실시 예에 따른 단면 예시도이고, (나)는 (가)의 도포두께조절부재에 의해 형성된 수지도포층에 탄소섬유가 뿌려진 상태를 나타낸 단면 예시도이다.
도 14를 참조하여 설명한다.
상기 도포두께조절부재(60)는 제1밀착부(603),도포홈(604)를 포함할 수 있다.
상기 제1밀착부(603)는 도포두께조절부재(60)의 양측 단부에 대칭으로 형성되어, 용융수지가 도포되는 플라스틱필름(C) 표면의 양측 가장리에 밀착되면서 용융수지가 남지 않도록 긁어낸다.
상기 도포홈(604)는 상기 제1밀착부(603) 사이에 형성되어, 상기 필름 표면에 소정 두께로 수지도포층(D)이 형성되게 한다.
즉, 상기 수지도포층(D)은 상기 도포홈(604)의 폭과 높이에 맞게 형성된다.
따라서 상기 토출구(302)에서 토출되어 플라스틱필름(C) 일면에 도포된 수지도포층(D)은, 상기 도포두께조절부재(60)에 의해 플라스틱필름(C)의 양측 가장자리를 제외한 나머지 부분에 있어서 균일한 두께로 형성된다.
상기와 같이 플라스틱필름(C)의 양측 가장자리를 제외한 나머지 부분에 있어서 균일한 두께의 수지도포층(D)이 형성된 상태에서 수지도포층(D) 상부에 탄소섬유(E)를 뿌려주면, 도 14의 (나)와 같이 탄소섬유가 수지도포층(D) 상면뿐만 아니라, 수지도포층(D)이 형성되지 않은 플라스틱필름(C) 양측 가장자리에도 탄소섬유가 뿌려진다.
따라서 수지도포층(D)의 양 측면이 탄소섬유에 의해 감싸지기 때문에, SMC 제조 과정에서 플라스틱필름(C) 일면에 또 다른 플라스틱필름(C)이 적층되게 합지되어 압착될 때, SMC의 양 측면으로 수지가 노출되는 것이 최소화되어 보다 깔끔한 마감 처리가 된다.
도 15의 (다)는 본 발명의 SMC 제조용 히팅 슬롯다이의 다이자켓에 설치된 도포두께조절부재의 제3 실시 예에 따른 단면 예시도이고, (라)는 (다)의 도포두께조절부재에 의해 형성된 수지도포층에 탄소섬유가 뿌려진 상태를 나타낸 단면 예시도이다.
도 15를 참조하여 설명한다.
상기 도포홈(604)은, 상기 도포두께조절부재(60)의 폭 방향을 따라 소정 간격으로 다수가 형성되되, 각 도포홈(604) 사이에는 플라스틱필름(C) 표면에 밀착되면서 용융수지가 남지 않도록 긁어내는 제2밀착부(605)를 포함할 수 있다.
따라서 상기 제3실시 예에 따른 도포두께조절부재(60)를 이용해 용융수지를 긁어내면 일정 간격으로 형성된 제2밀착부(605)가 플라스틱필름(C) 표면에 밀착되면서 용융수지가 남지 않도록 긁어내고, 제2밀착부(605) 사이에 형성된, 도포홈(604)이 지나간 자리에만 수지도포층(D)이 형성된다.
따라서 상기 토출구(302)에서 토출되어 플라스틱필름(C) 일면에 도포된 수지도포층(D)은, 상기 제2밀착부(605)의 폭만큼 이격되게 일정 간격으로 형성된다.
상기 제3실시 예에 따른 도포두께조절부재(60)에 의해 두께가 균일하면서 일정 간격으로 형성된 다수의 수지도포층(D)이 된다.
상기와 같이 플라스틱필름(C) 일면에 균일한 두께와 일정 간격으로 다수의 수지도포층(D)이 형성된 상태에서 수지도포층(D) 상부에 탄소섬유(E)를 뿌려주면, 도 15의 (라)와 같이 탄소섬유가 수지도포층(D) 상면뿐만 아니라, 일정한 간격으로 형성된 수지도포층(D) 사이의 빈 공간에도 뿌려지게 된다.
따라서 일정 간격으로 형성된 다수의 수지도포층(D) 사이사이로 탄소섬유가 고르게 뿌려지기 때문에 플라스틱필름(C) 일면에 또 다른 플라스틱필름(C)이 적층되게 합지시켜 압착하면, 상기 탄소섬유가 수지도포층(D)에 고른 분포로 함침된다.
그리하여 SMC의 강도와 내구성을 좌우하는 탄소섬유의 고른 분포로 인해 SMC의 물성이 향상된다.
상기 도포홈(604)의 형상은 사각형으로 형성하는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정하는 것은 아니며, 삼각형, 반원형, 파형 등 다양한 형상으로 형성 가능함을 미리 밝혀둔다.
이상은 본 발명에 따른 실시 예를 기준으로 설명한 것으로서, 본 발명은 위에서 설명한 실시 예에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하며, 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
A: 슬롯다이 B: 다이자켓
b1: 결합홈 b2: 삽입홈
10: 상부블록 101: 첨예부
20: 하부블록 201: 첨예부
202: 유입부 203: 포켓부
204: 가열핀 30: 심플레이트
301: 개구부 302: 토출구
40: 히팅모듈 41: 보조히터
50: 보강살 60: 두께조절부재
601: 장공 602: 체결볼트
603: 제1밀착부 604: 도포홈
605: 제2밀착부

Claims (9)

  1. 용융수지를 토출하는 슬롯다이(A);
    상기 슬롯다이(A)가 결합되는 결합홈(b1)을 구비한 다이자켓(B);을 포함하고,
    상기 슬롯다이(A)는,
    상부블록(10);
    상기 상부블록(10) 하부에 결합되되, 용융수지가 공급되는 유입부(202)를 일측에 구비한 포켓부(203)가 내면에 형성된 하부블록(20);
    상기 상, 하부블록(10, 20) 사이에 개재되게 결합되되, 일측에는 상기 포켓부(203)와 이어지는 개구부(301)가 형성되어, 상기 개구부(301)에 의해 상, 하부블록(10, 20) 사이에 용융수지가 토출되는 토출구(302)가 형성되게 하는 심플레이트(30);
    상기 상, 하부블록(10, 20) 내부에 상, 하부블록(20)의 길이 방향으로 다수가 설치되는 히팅모듈(40); 을 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 슬롯다이(A)의 외표면에는
    상기 상, 하부블록(10, 20)의 표면 상에 돌출 형성된 보강살(50)을, 슬롯다이의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 다수 형성하고,
    상기 다이자켓(B)의 결합홈(b1) 내면에는 상기 보강살(50)이 삽입되는 삽입홈(b2)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 SMC 제조용 히팅 슬롯다이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부블록(20)의 내면에는,
    하부블록(20)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 다수의 가열핀(204)이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 SMC 제조용 히팅 슬롯다이.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가열핀(204)은,
    상기 토출구(302)로 토출되는 용융수지의 유동 방향과 직각 방향인 좌우 폭보다, 용융수지의 유동 방향과 동일한 방향인 전후 길이가 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 SMC 제조용 히팅 슬롯다이.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가열핀(204)은,
    상기 토출구(302)로 토출되는 용융수지의 유동 방향과 동일한 방향으로 배치되며 전후 양단부가 첨예한 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 SMC 제조용 히팅 슬롯다이.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다이자켓(B)은,
    상기 결합홈(b1)을 둘러싸도록 다이자켓(B)의 길이 방향을 따라 다수의 보조히터(41)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 SMC 제조용 히팅 슬롯다이.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다이자켓(B) 일측에는 상기 토출구(302)에서 토출되어 플라스틱필름(C) 표면에 도포되는 용융수지를 긁어내어 수지도포층(D)의 두께를 균일하게 하는 도포두께조절부재(60)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 SMC 제조용 히팅 슬롯다이.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도포두께조절부재(60)는,
    양측 단부에 대칭으로 형성되어, 용융수지가 도포되는 플라스틱필름(C) 표면의 양측 가장리에 밀착되면서 용융수지가 남지 않도록 긁어내는 제1밀착부(603);
    상기 제1밀착부(603) 사이에 형성되어, 상기 플라스틱필름(C) 표면에 소정 두께로 수지도포층(D)이 형성되게 하는 도포홈(604);을 포함하는 것을 특징으로 하는 SMC 제조용 히팅 슬롯다이.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도포홈(604)은, 상기 도포두께조절부재(60)의 폭 방향을 따라 소정 간격으로 다수가 형성되되, 각 도포홈(604) 사이에는 플라스틱필름(C) 표면에 밀착되면서 용융수지가 남지 않도록 긁어내는 제2밀착부(605)가 구비되는 것을 특징으로 하는 SMC 제조용 히팅 슬롯다이.
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