KR102250561B1 - 비대칭 시트 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 캐리어 필름층의 상부에 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 연속섬유층을 적층되고, 연속섬유층의 상부에 제1 수지와 제2 수지 및 단섬유가 혼합된 단섬유층을 적층되며, 단섬유층의 상부에 제2 수지와 중공필러가 혼합되되 제2 수지의 상부로 중공필러층이 적층되고, 중공필러층의 상부에 제2 캐리어 필릉층이 적층되도록 비대칭 형상으로 SMC 시트를 제조함에 따라 기존과 동일한 성형성을 유지하면서 비대칭되는 한쪽면에 고강도와 고강성을 확보하여 강성과 내구성을 증대시킴과 동시에 다층구조에도 불구하고 저비중에 의한 경량화를 도모하며, 비대칭 SMC 시트의 제조비용과 제조시간을 감소시킬 수 있는 비대칭 SMC 시트 제조장치 및 제조방법과 비대칭 SMC 시트에 관한 것이다.

Description

비대칭 시트 제조장치{Manufacturing apparatus of asymmetry sheet}

본 발명은 비대칭 시트 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1 캐리어 필름층의 상부에 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 연속섬유층을 적층되고, 연속섬유층의 상부에 제1 수지와 제2 수지 및 단섬유가 혼합된 단섬유층을 적층되며, 단섬유층의 상부에 제2 수지와 중공필러가 혼합되되 제2 수지의 상부로 중공필러층이 적층되고, 중공필러층의 상부에 제2 캐리어 필릉층이 적층되도록 비대칭 형상으로 SMC 시트를 제조함에 따라 기존과 동일한 성형성을 유지하면서 비대칭되는 한쪽면에 고강도와 고강성을 확보하여 물성증대에 따른 강성과 내구성을 증대시킴과 동시에 다층구조에도 불구하고 저비중에 의한 경량화를 도모하며, 비대칭 SMC 시트의 제조비용과 제조시간을 감소시킬 수 있는 비대칭 SMC 시트 제조장치 및 제조방법과 비대칭 SMC 시트에 관한 것이다.

전세계적으로 전기자동차의 수요가 증가하고 있고, 특히 중국은 국가적인 차원의 전폭적 지원에 힘입어 비약적으로 성장하고 있으며, 가장 큰 시장이다.

이러한 전기자동차 시장의 성장에 따라 소비자의 요구사항도 함께 증대하여 각국의 완성차 업체에서도 이와 같은 소비자의 요구사항을 반영하기 위해 노력하고 있는데 주된 요구사항 중 하나로 연비 개선을 들 수 있다.

특히, 전기자동차(HEV, PHEV, EV, 수소연료전지차 등)의 경우 1회 충전으로 [0004] 주행가능한 거리를 높이기 위해 차량의 중량절감, 배터리 용량증대 등 많은 부분에 있어 연구 및 투자를 집중하고 있다.

이와 같이 전기자동차의 중량 절감을 위해 부품단위별로도 내구성은 높이면서 경량화를 증대시킬 수 있는 경량화소재를 적용하려는 시도가 활발하게 이루어지고 있으며, 그 일환으로 열경화성수지 특히, SMC(유리섬유가 함유된 불포화폴리에스테르)가 활용되고 있다.

일반적으로 SMC(Sheet Moding Compound)는 열경화성 수지로 이루어지는 시트 본체에 유리 단섬유 등을 분산시킨 다음 가압 성형하여 시트 형태로 제조하는 것으로, 성형이 용이하기 때문에, 주택 관련부품, 자동차 관련부품, 그 밖의 공업부품을 제조하는 복합재료로서 널리 이용되고 있다.

이러한 SMC는 점도가 높고 점착성이 없으며 성형성이 뛰어난 시트상 성형재료로서, 밀도에 비하여 성형 후의 기계적강도가 우수하며 가격도 저렴하여 그 수요가 점차 증가하고 있다.

그런데 SMC는 내부식성, 성형성이 뛰어난데 반하여, 대량생산의 경우 강판에 비하여 값이 비싸고 강도가 떨어지며, 온도에 민감한 편이다. 또한, 재료로 사용되는 열경화성 수지 조성물의 경우, 비중이 커서 중량이 무겁고 별도의 도금과정 등이 필요하여 비경제적인 문제가 있다.

이에 따라, SMC가 강판에 대처할 만한 경쟁성 있는 재료가 되기 위하여, 성형시간의 단축으로 인한 가격 다운과 획기적인 경량화를 통한 고강성을 갖는 저비중 SMC가 개발된 바 있다. 이러한 저비중 SMC는 일반적인 열경화성 수지조성물에 사용중인 무기충진제의 일부를 저비중 충진제로 대체한 것이다.

또한, 종래 SMC는 분산성 조절없이 서로 응집된 섬유가닥을 커팅한 상태에서 직접 수지에 투입하여 제조되기 때문에 고가의 섬유함량을 증가시킨다고 해도 낮은 수지 함침성으로 인해 높은 물성 구현이 매우 어려운 실정이다.

이와 같은 SMC시트는 복합소재인 불포화 폴리에스테르수지에 증점제, 억제제, 촉매, 지연제, 경화제 등을 일정비율로 혼합한 후 화이버를 함침시켜 시트형태로 인출한다. 이렇게 인출된 SMC시트를 열 프레스나 금형을 이용하여 다양한 형태로 성형함으로써 건축 내장재나 산업패널에 적용된다.

그러나, 이 APP필름만으로 제조된 시트는 열이나 압력에 취약하다. 따라서 종래의 SMC시트는 제조공정에서 직접열이나 압력을 가하여 성형할 수 없다. 이에 따라 시트로 인출한 후 별도의 열프레스 공정이나 금형을 이용하여 제품을 성형해야 하는 번거로운 문제점이 있었다.

즉, 종래의 SMC 시트 제작공정은 시트 인출후 성형까지 제조공정이 길어지고 제조공정이 복잡하며, 별도의 성형을 위한 설비가 필요함으로써 시설비에 대한 부담이 높아 비효율적인 문제점이 있었다.

도 1에 도시된 것처럼, 종래 시트, 특히 SMC 시트(2)는 상하로 대칭되는 구조로 하부 필름층(2)의 섬유층(3)이 적층되고, 섬유층(3)의 상부에 상부 필름층(4)이 적층된다.

종래 도 1에 도시된 것과 같이 종래 대칭 SMC 시트는 상하로 대칭되는 단층구조로 형성되어 성형성은 우수하지만 강도와 내구성이 강하지 않는 문제점이 있었다.

이에 따라 대칭 SMC 시트로 제조된 성형품 또는 대칭 SMC 시트 자체의 품질이 저하되고, 박리 등이 발생하여 불량품이 증가하는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 대한민국 특허공개공보 제10-2008-0101758호에 개시된 것처럼, 연속섬유를 단순히 적용하여 성형하지만 연속섬유의 함침이 원활하게 이루어지지 않아 제조시간과 제조비용이 증가하고, 대칭 SMC 시트 제조장치의 구조가 복잡하여 소형화를 도모할 수 없어 공간활용도가 감소하고 설치비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 종래 대칭 SMC 시트 제조장치 및 제조방법과 대칭 SMC 시트는 연속섬유를 고함향으로 함유하기 어려워 강성과 내구성이 감소에 따라 가공품질이 저하되고 불량품 발생이 증가하는 문제점이 있었다.

더욱이, 종래 대칭 SMC 시트 제조장치 및 제조방법과 대칭 SMC 시트는 연속섬유를 함유함에 따라 다층구조로 변경되어 비중이 증가하여 제조된 SMC 시트의 경량화를 도모할 수 없어 소비자의 만족도를 저해하고, 차량에 사용될 경우 연비와 효율 감소를 초래하는 문제점이 있었다.

게다가, 종래 대칭 SMC 시트 제조장치 및 제조방법과 대칭 SMC 시트는 연속섬유를 함유에 따라 합지가 원활하게 이루어지지 않아 박리가 발생하여 자원낭비를 초래하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개공보 제10-2012-0134830호 대한민국 특허공개공보 제10-2011-0069327호 대한민국 특허공개공보 제10-2008-0101758호 대한민국 특허공개공보 제10-2018-0057707호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제1 캐리어 필름층의 상부에 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 연속섬유층을 적층되고, 연속섬유층의 상부에 제1 수지와 제2 수지 및 단섬유가 혼합된 단섬유층을 적층되며, 단섬유층의 상부에 제2 수지와 중공필러가 혼합되되 제2 수지의 상부로 중공필러층이 적층되고, 중공필러층의 상부에 제2 캐리어 필릉층이 적층되도록 비대칭 형상으로 SMC 시트를 제조함에 따라 기존과 동일한 성형성을 유지하면서 비대칭되는 한쪽면에 고강도와 고강성을 확보하여 강성과 내구성을 증대시킴과 동시에 다층구조에도 불구하고 저비중에 의한 경량화를 도모하며, 가공품질을 극대화할 수 있는 비대칭 SMC 시트 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 비대칭 SMC 시트의 제조를 위한 제조장치와 제조방법의 최적화를 통해 제조장치의 소형화를 도모하여 공간활용도를 극대화하고, 비대칭 SMC 시트 제조비용과 제조시간을 감소함에 따라 전체적인 성형품의 제조비용과 제조시간을 감소하여 소비자의 만족도를 향상하고, SMC 시트의 생산성과 안정성 및 신뢰성을 증대시키며, 비대칭 SMC 시트 제조를 위한 작업자의 편의를 도모하고 제조장치와 제조방법을 위한 유지비용을 감소시킬 수 있는 비대칭 SMC 시트 제조장치, 비대칭 SMC 시트 제조방법 및 비대칭 SMC 시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 시트 제조장치는 제1 캐리어필름을 공급하는 제1 캐리어필름 공급부; 상기 제1 캐리어필름 공급부의 후방에 설치되어 상기 제1 캐리어필름의 상부에 도포되는 제1 수지를 공급하는 제1 수지 공급부; 상기 제1 수지 공급부의 후방에 설치되어 상기 제1 수지 공급부를 통해 도포되는 제1 수지와 혼합하여 적층되는 연속섬유를 공급하는 연속섬유 공급부;상기 연속섬유의 상부에 적층되는 섬유를 공급하는 섬유 공급부; 상기 연속섬유 공급부의 후방에 설치되어 상기 섬유 공급부에서 공급되는 섬유를 일정한 길이의 단섬유로 컷팅하여 상기 연속섬유의 상부로 분산시키는 컷팅부; 상기 컷팅부의 후방에 설치되어 상기 단섬유의 상부에 적층되는 제2 캐리어필름을 공급하는 제2 캐리어필름 공급부; 상기 제2 캐리어필름 공급부에 인접하게 설치되어 상기 제2 캐리어필름 공급부를 통해 공급되는 상기 제2 캐리어필름의 하부에 도포되는 제2 수지와상기 제2 수지의 상부에 적층 혼합되는 중공필러를 공급하는 제2 수지 공급부; 및 상기 제2 캐리어필름 공급부의 후방에 설치되어 순차적으로 적층된 상기 제1 캐리어필름, 상기 제1 수지, 상기 연속섬유, 상기 단섬유, 상기 제2 수지, 상기 중공필러, 및 상기 제2 캐리어필름을 압착하여 함침시키는 합지부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 시트 제조장치는 제1 캐리어필름을 공급하는 제1 캐리어필름 공급부; 상기 제1 캐리어필름 공급부의 후방에 설치되어 상기 제1 캐리어필름의 상부에 도포되는 제1 수지를 공급하는 제1 수지 공급부; 상기 제1 수지 공급부의 후방에 설치되어 상기 제1 수지 공급부를 통해 도포되는 제1 수지와 혼합하여 적층되는 연속섬유를 공급하는 연속섬유 공급부;상기 연속섬유 공급부의 후방에 설치되어 공급되는 섬유를 일정한 길이의 단섬유로 컷팅하여 상기 연속섬유의 상부로 분산시키는 컷팅부; 상기 컷팅부의 후방에 설치되어 상기 단섬유의 상부에 적층되는 제2 캐리어필름을 공급하는 제2 캐리어필름 공급부; 상기 제2 캐리어필름 공급부에 인접하게 설치되어 상기 제2 캐리어필름 공급부를 통해 공급되는 제2 캐리어필름의 하부에 도포되는 제2 수지를 공급하는 제2 수지 공급부; 상기 제2 수지 공급부에 인접하게 설치되어 상기 제2 수지 공급부를 통해 공급되는 제2 수지와 혼합되어 상기 제2 수지의 상부에 적층되는 중공필러를 공급하는 중공필러 공급부; 및 상기 제2 캐리어필름 공급부의 후방에 설치되어 순차적으로 적층된 상기 제1 캐리어필름, 상기 제1 수지, 상기 연속섬유, 상기 단섬유, 상기 제2 수지, 상기 중공필러, 및 상기 제2 캐리어필름을 압착하여 함침시키는 합지부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 제조장치의 바람직한 다른 실시예에서, 시트 제조장치는 상기 합지부의 후방에 설치되어 상기 합지부를 통해 합지된 시트를 권취하는 권취부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 시트 제조방법은 제1 캐리어필름 공급부에서 제1 캐리어필름을 공급하는 단계; 제1 수지 공급부에서 상기 제1 캐리어필름의 상부에 도포되는 제1 수지를 공급하는 단계; 상기 제1 수지의 상부에 적층되는 연속섬유를 연속섬유 공급부에서 공급하는 단계; 섬유 공급부에서 섬유를 공급하는 단계; 상기 섬유 공급부에서 공급되는 섬유를 일정한 길이의 단섬유로 컷팅부에서 컷팅하여 상기 연속섬유의 상부로 분산시키는 단계; 상기 단섬유의 상부에 적층되는 제2 캐리어필름을 제2 캐리어필름 공급부에서 공급하는 단계; 공급되는 상기 제2 캐리어필름의 하부에 도포되는 제2 수지를 제2 수지 공급부에서 공급하는 단계; 상기 제2 수지 공급부를 통해 공급되는 제2 수지의 상부에 적층되는 중공필러를 공급하는 중공필러 공급부에서 공급하는 단계; 및 순차적으로 적층된 상기 제1 캐리어필름, 상기 제1 수지, 상기 연속섬유, 상기 단섬유, 상기 제2 수지, 상기 중공필러, 및 상기 제2 캐리어필름을 압착하여 함침시키는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 제조방법의 바람직한 실시예에서, 시트 제조방법은 상기 합지 단계 이후에 상기 합지부에서 합지된 비대칭 시트를 권취부에서 권취하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 제조방법의 바람직한 실시예에서, 시트 제조방법의 상기 합지 단계는 상기 순차적으로 적층된 제1 캐리어필름, 제1 수지, 연속섬유, 단섬유, 제2 수지, 중공필러, 및 제2 캐리어필름을 130도 이상 내지 170도 이하의 온도와 50톤 이상 내지 100톤 이하의 압력으로 100초 이상 내지 250초 이하의 시간 동안 압착될 수 있다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시트 제조방법의 바람직한 실시예에서, 시트 제조방법의 상기 권취 단계에서 상기 권취부에 귄취된 비대칭 시트는 30도 이상 내지 50도 이하의 온도에서 12시간 이상 내지 24시간 이하로 숙성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 시트는 제1 캐리어필름층; 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 상태로 상기 제1 캐리어필름층의 상부에 적층되는 연속섬유층; 일정한 길이로 절단한 단섬유를 함유한 상태로 상기 연속섬유층의 상부에 적층되는 단섬유층; 및 제2 수지와 중공필러가 혼합된 상태로 상기 단섬유층의 상부에 적층되는 중공필러층;을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭 시트는 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 연속섬유층; 일정한 길이로 절단된 단섬유를 함유한 상태로 상기 연속섬유층의 상부에 적층되는 단섬유층; 제2 수지와 중공필러가 혼합된 상태로 상기 단섬유층의 상부에 적층되는 중공필러층; 및 상기 중공필러층의 상부에 적층되는 제2 캐피어필름층;을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비대칭 시트는 제1 캐리어필름층; 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 상태로 상기 제1 캐리어필름층의 상부에 적층되는 연속섬유층; 유리섬유, 탄소섬유, 또는 아라미드 섬유를 일정한 길이로 절단한 단섬유를 함유한 상태로 상기 연속섬유층의 상부에 적층되는 단섬유층; 제2 수지와 중공필러가 혼합된 상태로 상기 단섬유층의 상부에 적층되는 중공필러층; 및 상기 중공필러층의 상부에 적층되는 제2 캐피어필름층;을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비대칭 시트의 바람직한 실시예에서, 비대칭 시트의 상기 제1 수지와 상기 제2 수지는 불포화롤리에스터 또는 비닐에스터의 열경화성 수지로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비대칭 시트의 바람직한 실시예에서, 비대칭 시트의 상기 비대칭 시트는, 비대칭 시트 총 중량 대비 제1 수지와 제2 수지를 형성하는 열경화성 수지 20 내지 60 중량%, 저수축제 10 내지 30 중량%, 첨가제 1 내지 5 중량%, 중합금지제 0.1 내지 1.0 중량%, 개시제 0.5 내지 2 중량%, 및 증점제 0.5 내지 5.0 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 비대칭 시트 제조장치 및 제조방법과 비대칭 시트는 제1 캐리어 필름층의 상부에 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 연속섬유층을 적층되고, 연속섬유층의 상부에 제1 수지와 제2 수지 및 단섬유가 혼합된 단섬유층을 적층되며, 단섬유층의 상부에 제2 수지와 중공필러가 혼합되되 제2 수지의 상부로 중공필러층이 적층되고, 중공필러층의 상부에 제2 캐리어 필릉층이 적층되도록 비대칭 형상으로 SMC 시트를 제조함에 따라 기존과 동일한 성형성을 유지하면서 비대칭되는 한쪽면에 고강도와 고강성을 확보하여 강성과 내구성을 증대시킴과 동시에 다층구조에도 불구하고 저비중에 의한 경량화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 비대칭 시트 제조장치 및 제조방법과 비대칭 시트는 제1 캐리어 필름층의 상부에 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 연속섬유층을 적층되고, 연속섬유층의 상부에 제1 수지와 제2 수지 및 단섬유가 혼합된 단섬유층을 적층되며, 단섬유층의 상부에 제2 수지와 중공필러가 혼합되되 제2 수지의 상부로 중공필러층이 적층되고, 중공필러층의 상부에 제2 캐리어 필릉층이 적층되도록 비대칭 형상으로 SMC 시트를 제조함에 따라 가공품질을 극대화하여 불량품 발생을 최소화하고, 자원낭비를 예방하고, 차량 성형품의 경량화를 통해 연비를 개선하고 효율을 증가시켜 환경을 보호할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명에 의한 비대칭 시트 제조장치 및 제조방법과 비대칭 시트는 비대칭 SMC 시트의 제조를 위한 제조장치와 제조방법의 최적화를 통해 제조장치의 소형화를 도모하여 공간활용도를 극대화하고, 비대칭 SMC 시트 제조비용과 제조시간을 감소함에 따라 전체적인 성형품의 제조비용과 제조시간을 감소하여 소비자의 만족도를 향상하고, SMC 시트의 생산성과 안정성 및 신뢰성을 증대시키며, 비대칭 SMC 시트 제조를 위한 작업자의 편의를 도모하고 제조장치와 제조방법을 위한 유지비용을 감소할 수 있는 효과가 있다.

게다가, 본 발명에 의한 비대칭 시트 제조장치 및 제조방법과 비대칭 시트는 SMC 시트의 생산성과 안정성 및 신뢰성을 증대시키며, SMC 시트의 내구성과 강성을 증대시켜 소비자의 만족도를 향상하고, 수출증대를 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 SMC 시트의 모식도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 시트 제조장치의 개념도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 비대칭 시트 제조장치의 개념도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 비대칭 시트 제조방법의 절차도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 SMC 시트의 모식도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 비대칭 SMC 시트의 모식도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 비대칭 SMC 시트의 모식도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비대칭 SMC 시트에서 비대칭 SMC 시트의 총 중량 대비 단성유층, 연속섬유층, 중공필러층의 중량% 비율에 따른 비중, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 변동계수를 나타내는 표이다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 비대칭 시트 제조장치 및 비대칭 시트 제조 방법 및 비대칭 시트의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 시트 제조장치의 개념도를 나타내고, 도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 비대칭 시트 제조장치의 개념도를 나타낸다. 도 4는 본 발명에 의한 비대칭 시트 제조방법의 절차도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 SMC 시트의 모식도를 나타내고, 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 비대칭 SMC 시트의 모식도를 나타내며, 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 비대칭 SMC 시트의 모식도를 나타낸다. 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비대칭 SMC 시트에서 비대칭 SMC 시트의 총 중량 대비 단성유층, 연속섬유층, 중공필러층의 중량% 비율에 따른 비중, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 변동계수를 나타내는 표이다.

이하에서 사용되는 용어의 정의는 다음과 같다. "전방"이란, 시트 제조장치로 제1 필름이 인입되는 앞쪽, 즉 도 2 및 도 3의 왼쪽 부분을 의미하고, "후방"이란 제1 필름이 시트로 완성되어 인출되는 뒤쪽, 즉 도 2 및 도 3에서 오른쪽 부분을 의미한다. 구체적으로 도 2 및 도 3에서 전방은 동일한 부재에서 왼쪽을 의미하고, 후방은 동일한 부재에서 오른쪽을 의미한다.

도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 비대칭 시트 제조장치(20)를 설명한다. 도 2 내지 도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 비대칭 시트 제조장치(20)는 제1 캐리어필름 공급부(100), 제1 수지 공급부(200), 연속섬유 공급부(300), 섬유 공급부(400), 컷팅부(500), 제2 캐리어필름 공급부(600), 제2 수지 공급부(700), 중공필러 공급부(800), 합지부(900), 및/또는 권취부(1000)를 포함한다.

제1 캐리어필름 공급부(100)는 제1 캐리어필름을 공급한다. 제1 캐리어필름 공급부는 1개 이상의 이동 벨트와 구동 롤러를 구비하고 구동 롤러를 통해 제1 캐리어필름을 1분에 1m 내지 5m로 공급한다.

제1 수지 공급부(200)는 제1 캐리어필름 공급부(100)의 후방에 설치되어 제1 캐리어필름의 상부에 도포되는 제1 수지를 공급한다. 구체적으로 제1 수지 공급부(200)는 닥터박스(doctor box)를 구비하고 이러한 닥터박스에는 불포화폴리에스테르 또는 비닐에스터, 열경화성 수지, 첨가제, 중합금지제, 개시제, 증점제, 충진제 등이 혼합된 형태로 제1 수지를 제조하여 공급한다. 제1 수지는 불포화롤리에스터 또는 비닐에스터의 열경화성 수지로 형성될 수 있다.

연속섬유 공급부(300)는 제1 수지 공급부(200)의 후방에 설치되어 제1 수지 공급부를 통해 도포되는 제1 수지와 혼합하여 적층되는 연속섬유를 공급한다. 연속섬유 공급부는 1개 이상의 이동 벨트와 구동 롤러를 구비하고 구동 롤러를 통해 제1 캐리어필름 공급부에 대응하도록 연속섬유를 1분에 1m 내지 5m로 공급한다. 연속섬유 공급부를 통해 제1 캐리어필름의 상부로 제1 수지와 연속섬유가 서로 혼합됨에 따라 연속섬유층을 형성한다.

섬유 공급부(400)는 연속섬유의 상부에 적층되는 섬유를 공급한다. 섬유 공급부(400)는 연속섬유 공급부 또는 컷팅부에 인접하게 최단 거리로 컷팅부에 섬유를 공급하여 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 바람작히게는 섬유 공급부에서 공급되는 섬유는 유리 섬유, 탄소섬유 또는 아라미드 섬유일 수 있다.

컷팅부(500)는 연속섬유 공급부(300)의 후방에 설치되어 섬유 공급부를 통해 공급되는 섬유를 일정한 길이의 단섬유로 컷팅하여 연속섬유의 상부로 분산시킨다. 컷팅부(500)는 섬유 공급부에서 공급되는 섬유를 일정한 길이를 갖는 단섬유로 컷팅하고, 컷팅부에 의해 컷팅된 단섬유를 제1 캐리어필름의 상부에 도포된 제1 수지와 연속섬유의 상부에 분산시키는 기능을 수행한다. 이에 따라 제1 캐리어필름의 상부에 도포된 제1 수지와 연속섬유의 상부에서 단섬유와 제1 수지가 서로 혼합되어 단섬유층을 형성한다.

컷팅부(500)에서 컷팅되는 단섬유의 길이는 0.5인치(inch) 이상 내지 2인치(inch) 이하가 되도록 형성된다. 만약, 컷팅부에서 컷팅되는 단섬유의 길이가 0.5인치 미만인 경우에는 단섬유층의 내구성과 강성이 감소되어 품질이 저하되는 문제점이 발생한다. 마찬가지로 컷팅부에서 컷팅되는 단섬유의 길이가 2인치 초과인 경우에는 비대칭 SMC 시트 성형성이 저하되어 비대칭 시트 제조시간과 제조비용이 증가하고, 섬유 길이가 길어 성형성이 저하되어 성형품 제조비용과 제조시간이 증가하는 문제점이 발생한다.

컷팅부는 방수 코팅층을 포함하며, 상기 방수 코팅층은 방수 코팅 조성물을 이용하여 형성된다. 또한, 다른 실시 예로, 수축 필름, 진공 필름이 사용될 수 있다. 이때, 수축 필름, 진공 필름의 재질은 PP, PE 등이 활용된다.

상기 방수 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실란 화합물; 바인더; 무기 입자; 계면 활성제 및 분산제를 포함한다.

상기 바인더는 아크릴계 바인더, 우레탄계 바인더, 실리콘계 바인더 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 보다 구체적으로 실리콘계 바인더이며, 보다 더 구체적으로 폴리하이드로실록산을 바인더로 이용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.

상기 계면활성제는 베타인계 계면활성제이며, 보다 구체적으로 알킬베타인계， 아미드베타인계， 술포베타인계， 히드록시술포베타인계， 아미도술포베타인계, 포스포베타인계 및 이미다졸리늄베타인계로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.

상기 분산제는 카본계 필러의 분산제로 당업계에서 채용하는 공지된 성분을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 폴리에스테르계　분산제, 폴리페닐렌에테르계　분산제, 폴리올레핀계　분산제, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체　분산제, 폴리아릴레이트계　분산제, 폴리아미드계　분산제, 폴리아미드이미드계　분산제, 폴리아릴설폰계　분산제, 폴리에테르이미드계　분산제, 폴리에테르설폰계　분산제, 폴리페닐렌 설피드계　분산제, 폴리이미드계　분산제; 폴리에테르케톤계분산제, 폴리벤족사졸계　분산제, 폴리옥사디아졸계　분산제, 폴리벤조티아졸계　분산제, 폴리벤즈이미다졸계　분산제, 폴리피리딘계　분산제, 폴리트리아졸계　분산제, 폴리피롤리딘계　분산제, 폴리디벤조퓨란계　분산제, 폴리설폰계　분산제, 폴리우레아계　분산제, 폴리우레탄계　분산제, 폴리포스파젠계　분산제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.

상기 무기 입자는 티타늄졸, 알루미나졸, 실리카졸 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 알루미나졸 및 실리카졸을 혼합하여 이용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.

보다 구체적으로, 상기 코팅 조성물은 바인더를 포함하며, 상기 바인더 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 실란 화합물 30 내지 50 중량부; 무기 입자 5 내지 10 중량부; 계면 활성제 10 내지 20 중량부 및 분산제 10 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서 사용하는 경우에, 코팅 조성물의 구성 성분 간의 혼합 작용에 의해, 방수 효과가 나타나며, 범위 미만 이거나 범위 초과인 경우 방수 효과가 저해되는 문제가 발생할 수 있다.

상기 방수 코팅 조성물은 스프레이 코팅법에 의해 방수 코팅층을 형성할 수 있으며, 방수 코팅 조성물을 이용하여 방수 코팅층을 형성하는 것은 상기 스프레이 코팅법 이외에 다른 공지된 방법을 이용할 수 있다.

제2 캐리어필름 공급부(600)는 컷팅부(500)의 후방에 설치되어 단섬유의 상부에 적층되는 제2 캐리어필름을 공급한다. 제2 캐리어필름 공급부는 1개 이상의 이동 벨트와 구동 롤러를 구비하고 구동 롤러를 통해 제1 캐리어필름 공급에 대응하여 제2 캐리어필름을 1분에 1m 내지 5m로 공급한다.

제2 수지 공급부(700)는 제2 캐리어필름 공급부(600)에 인접하게 설치되어 제2 캐리어필름 공급부를 통해 공급되는 제2 캐리어필름의 하부에 도포되는 제2 수지를 공급한다. 구체적으로 제2 수지 공급부(800)는 제1 수지 공급부와 다른 닥터박스(doctor box)를 구비하고 이러한 닥터박스에는 불포화폴리에스테르 또는 비닐에스터, 열경화성 수지, 첨가제, 중합금지제, 개시제, 증점제, 충진제 등이 혼합된 형태로 제2 수지를 제조하여 공급한다. 제2 수지는 불포화롤리에스터 또는 비닐에스터의 열경화성 수지로 형성될 수 있다.

또한, 제1 수지 공급부와 제2 수지 공급부에서 비대칭 시트 총 중량 대비 제1 수지와 제2 수지를 형성하는 열경화성 수지 20 내지 60 중량%, 저수축제 10 내지 30 중량%, 첨가제 1 내지 5 중량%, 중합금지제 0.1 내지 1.0 중량%, 개시제 0.5 내지 2 중량%, 및 증점제 0.5 내지 5.0 중량%를 포함하도록 제1 수지와 제2 수지를 형성하고 다른 첨가물이 혼합되어 합성물 형태로 형성될 수 있다.

중공필러 공급부(800)는 제2 수지 공급부(700)에 인접하게 설치되어 제2 수지 공급부를 통해 공급되는 제2 수지와 혼합되어 제2 수지의 상부에 적층되는 중공필러(glass bubble)를 공급한다. 또한, 도 2에 도시된 것처럼 이러한 중공필러 공급부는 외부에 별도로 설치되지 않고 제2 수지 공급부의 내부에 제2 수지 공급부의일부로 설치되어 제2 수지의 상부로 중공필러를 바로 투입하여 혼합된 제2 수지를 신속하고 간편하게 형성할 수도 있다.

바람직하게는 중공필러 공급부에서 중공필러는 비대칭 시트 총 중량 대비 5 중량%로 공급한다. 또한, 중공필러 공급부에서 공급되는 중공필러는 직경이 20㎛ 이상 내지 50㎛ 이하로 형성되는 중공필러가 공급되고, 중공필러의 밀도는 0.2g/cc 이상 내지 0.5g/cc 이하가 되도록 형성된 중공필러가 공급된다.

합지부(900)는 제2 캐리어필름 공급부(600)의 후방에 설치되어 순차적으로 적층된 제1 캐리어필름, 제1 수지, 연속섬유, 단섬유, 제2 수지, 중공필러, 및 제2 캐리어필름을 압착하여 함침시킨다. 이러한 합지부(900)는 다수의 핫롤러를 구비하고, 130도 이상 내지 170도 이하의 온도와 50톤 이상 내지 100톤 이하의 압력으로 100초 이상 내지 250초 이하의 시간 동안 순차적으로 적층된 제1 캐리어필름, 제1 수지, 연속섬유, 단섬유, 제2 수지, 중공필러, 및 제2 캐리어필름을 압착할 수 있다. 이에 따라, 합지부 순차적으로 적층된 제1 캐리어필름, 제1 수지, 연속섬유, 단섬유, 제2 수지, 중공필러, 및 제2 캐리어필름을 압착하여 제1 캐리어필름층, 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 연속섬유층, 제1 수지와 단섬유가 혼합된 단섬유층, 제2 수지와 중공필러가 혼합된 중공필러층, 및 제2 캐리어필름층의 다층 구조와 상하방향으로 비대칭 구조를 갖는 비대칭 SMC 시트를 제조한다.

권취부(1000)는 합지부(900)의 후방에 설치되어 합지부를 통해 합지된 시트를 권취하여 보관하고 숙성한다. 즉, 권취부(1000)는 권취부에 귄취된 비대칭 시트를 30도 이상 내지 50도 이하의 온도에서 12시간 이상 내지 24시간 이하로 숙성시킨다.

이처럼 본 발명에 의한 비대칭 시트 제조장치는 비대칭 SMC 시트의 제조를 위한 제조장치의 최적화를 통해 제조장치의 소형화를 도모하여 공간활용도를 극대화하고, 비대칭 SMC 시트 제조비용과 제조시간을 감소함에 따라 전체적인 성형품의 제조비용과 제조시간을 감소하여 소비자의 만족도를 향상하고, SMC 시트의 생산성과 안정성 및 신뢰성을 증대시키며, 비대칭 SMC 시트 제조를 위한 작업자의 편의를 도모하고 제조장치와 제조방법을 위한 유지비용을 감소시킬 수 있다.

도 7에 도시된 것처럼, 비대칭 시트 제조방법은 제1 캐리어필름 공급 단계(S1), 제1 수지 공급 단계(S2), 연속섬유 공급 단계(S3), 섬유 공급 단계(S4), 컷팅 단계(S5), 제2 캐리어필름 공급 단계(S6), 제2 수지 공급 단계(S7), 중공필러 공급 단계(S8), 합지 단계(S9), 및 귄취 단계(S10)로 이루어진다.

제1 캐리어필름 공급부에서 제1 캐리어필름을 공급한다. 제1 캐리어필름 공급 단계에서 제1 캐리어필름은 1분에 1m 내지 5m로 공급된다.

제1 캐리어필름 공급 단계(S1) 이후에, 제1 수지 공급부에서 제1 캐리어필름의 상부에 도포되는 제1 수지를 공급한다. 제1 수지 공급부는 닥터박스(doctor box)를 구비하고 닥터박스에는 불포화폴리에스테르 또는 비닐에스터, 열경화성 수지, 첨가제, 중합금지제, 개시제, 증점제, 충진제 등이 혼합된 형태로 제1 수지를 제조하여 공급한다. 제1 수지는 불포화롤리에스터 또는 비닐에스터의 열경화성 수지로 형성될 수 있다.

제1 수지 공급 단계(S2) 이후에, 제1 수지의 상부에 적층되는 연속섬유를 연속섬유 공급부에서 공급한다. 연속섬유 공급 단계에서 연속섬유를 제1 캐리어필름 공급에 대응하여 1분에 1m 내지 5m로 공급한다.

연속섬유 공급 단계(S3) 이후에, 섬유 공급부에서 섬유를 공급한다. 섬유 공급 단계에서 섬유 공급부를 통해 공급되는 섬유는 유리 섬유, 탄소섬유 또는 아라미드 섬유 중 어느 하나 일 수 있다.

섬유 공급 단계(S4) 이후에, 섬유 공급부에서 공급되는 섬유를 일정한 길이의 단섬유로 컷팅부에서 컷팅하여 연속섬유의 상부로 분산킨다.

컷팅 단계(S5) 이후에, 단섬유의 상부에 적층되는 제2 캐리어필름을 제2 캐리어필름 공급부에서 공급한다. 제2 캐리어필름 공급 단계에서 제2 캐리어필름은 제1 캐리어필름 공급에 대응하여 1분에 1m 내지 5m로 공급된다.

컷팅 단계에서 컷팅부를 통해 컷팅되는 단섬유의 길이는 0.5인치(inch) 이상 내지 2인치(inch) 이하가 되도록 형성된다. 섬유 공급부를 통해 공급되는 섬유가 유리섬유인 경우에는 유리섬유를 단섬유로 0.5인치(inch) 이상 내지 2인치(inch) 이하가 되도록 컷팅하고, 2400 Tex 이상 내지 4800 Tex가 되도록 형성한다. 이때에 연속섬유는 300g/㎡ 이상 내지 600g/㎡이 되도록 형성된다. 또한, 섬유 공급부를 통해 공급되는 섬유가 탄소섬유인 경우에는 탄소섬유를 단섬유로 0.5인치(inch) 이상 내지 2인치(inch) 이하가 되도록 컷팅하고, 800 Tex 이상 내지 3400 Tex가 되도록 형성한다. 이때에 연속섬유는 300g/㎡ 이상 내지 1000g/㎡이 되도록 형성된다. 또한, 단섬유와 연속섬유는 비대칭 시트 총 중량 대비 30 중량% 이상 내지 50 중량% 이하가 되도록 형성된다.

제2 캐리어필름 공급 단계(S6) 이후에, 공급되는 제2 캐리어필름의 하부에 도포되는 제2 수지를 제2 수지 공급부에서 공급한다. 제2 수지 공급부는 제1 수지 공급부와 다른 닥터박스(doctor box)를 구비하고 이러한 닥터박스에는 불포화폴리에스테르 또는 비닐에스터, 열경화성 수지, 첨가제, 중합금지제, 개시제, 증점제, 충진제 등이 혼합된 형태로 제2 수지를 제조하여 공급한다. 제2 수지는 불포화롤리에스터 또는 비닐에스터의 열경화성 수지로 형성될 수 있다.

또한, 제1 수지 공급부와 제2 수지 공급부에서 비대칭 시트 총 중량 대비 제1 수지와 제2 수지를 형성하는 열경화성 수지 20 내지 60 중량%, 저수축제 10 내지 30 중량%, 첨가제 1 내지 5 중량%, 중합금지제 0.1 내지 1.0 중량%, 개시제 0.5 내지 2 중량%, 및 증점제 0.5 내지 5.0 중량%를 포함하도록 제1 수지와 제2 수지를 형성하고 다른 첨가물이 혼합되어 합성물 형태로 형성될 수 있다.

제2 수지 공급 단계(S7) 이후에, 제2 수지 공급부를 통해 공급되는 제2 수지의 상부에 적층되는 중공필러를 공급하는 중공필러 공급부에서 공급한다. 중공필러 공급 단계에서 중공필러는 비대칭 시트 총 중량 대비 5 중량%로 공급된다. 또한, 중공필러 공급 단계에서 공급되는 중공필러는 직경이 20㎛ 이상 내지 50㎛ 이하로 형성되는 중공필러가 공급되고, 중공필러의 밀도는 0.2g/cc 이상 내지 0.5g/cc 이하가 되도록 형성된 중공필러가 공급된다.

중공필러 공급 단계(S8) 이후에, 순차적으로 적층된 제1 캐리어필름, 제1 수지, 연속섬유, 단섬유, 제2 수지, 중공필러, 및 제2 캐리어필름을 압착하여 함침시킨다. 합지 단계에서 다수의 핫롤러를 구비하는 합지부가 순차적으로 적층된 제1 캐리어필름, 제1 수지, 연속섬유, 단섬유, 제2 수지, 중공필러, 및 제2 캐리어필름을 130도 이상 내지 170도 이하의 온도와 50톤 이상 내지 100톤 이하의 압력으로 100초 이상 내지 250초 이하의 시간 동안 압착하여 제1 캐리어필름층, 연속섬유층, 단섬유층, 중공필러층, 제2 캐리어필름층이 순차적으로 적층된 비대칭 SMC 시트를 성형한다. 만약, 합지부의 핫롤러로 압착할 때에 압착 온도가 130도 미만, 압착 압력이 50톤 미만, 압착 시간이 100초 미만인 경우에는 압착이 원활하게 이루어지지 않아 품질이 저하되고, 박리가 발생하고 변형에 의함 물성 변하로 인한 내구성 증대를 도모할 수 없어 강성이 저하되는 문제점이 있다. 마찬가지로 합지부의 핫롤러로 압착할 때에 압착 온도가 170도 초과, 압착 압력이 100톤 초과, 압착 시간이 250초 초과인 경우에는 지나친 압착에 의해 비대칭 시트의 두께가 감소하여 내구성이 저하되고, 변형에 의한 물성 변화로 인해 내구성이 감소하며, 제조시간과 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.

합지 단계(S9) 이후에, 합지부에서 합지된 비대칭 시트를 권취부에서 권취한다. 권취 단계에서 권취부에 귄취된 비대칭 시트는 30도 이상 내지 50도 이하의 온도에서 12시간 이상 내지 24시간 이하로 숙성된다. 숙성 온도가 30도 미만, 숙성 시간이 12시간 미만인 경우에는 충분한 결합과 숙성이 진행되지 않아 박리가 발생하고 품질이 저하되는 문제점이 있다. 마찬가지로 숙성 온도가 50도 초과, 숙성 시간이 24시간 초과인 경우에는 숙성에 많은 시간과 비용이 소모되어 제조비용과 제조시간이 증가되고, 생산성이 감소하며 온도에 의한 물성변화로 인해 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

이처럼, 본 발명에 의한 비대칭 시트 제조방법은 제1 캐리어 필름층의 상부에 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 연속섬유층을 적층되고, 연속섬유층의 상부에 제1 수지와 제2 수지 및 단섬유가 혼합된 단섬유층을 적층되며, 단섬유층의 상부에 제2 수지와 중공필러가 혼합되되 제2 수지의 상부로 중공필러층이 적층되고, 중공필러층의 상부에 제2 캐리어 필릉층이 적층되도록 비대칭 형상으로 SMC 시트를 제조함에 따라 가공품질을 극대화하여 불량품 발생을 최소화하고, 자원낭비를 예방하고, 차량 성형품의 경량화를 통해 연비를 개선하고 효율을 증가시켜 환경을 보호하며, 비대칭 SMC 시트의 생산성과 안정성 및 신뢰성을 증대시키며, 비대칭 SMC 시트 제조를 위한 작업자의 편의를 도모하고 제조장치와 제조방법을 위한 유지비용을 감소하여 수출증대를 도모할 수 있다.

도 5 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 비대칭 SMC 시트(10)는 제1 캐리어필름층(11), 연속섬유층(12), 단섬유층(13), 중공필러층(14), 및 제2 캐리어필름층(15)을 포함한다.

제1 캐리어필름층(11)이 가장 하부에 적층된다. 제1캐리어필름층(11)은 APP(atactic polypropylene)로 형성될 수 있다.

연속섬유층(12)은 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 상태로 제1 캐리어필름층의 상부에 적층된다. 만약, 단섬유층이 유리섬유인 경우에 연속섬유층은 연속섬유가 300g/㎡ 이상 내지 600g/㎡이 되도록 제1 캐리어필름층의 상부에 적층된다. 또한, 단섬유층이 탄소섬유인 경우에 연속섬유층은 연속섬유가 300g/㎡ 이상 내지 1000g/㎡이 되도록 제1 캐리어필름층의 상부에 적층된다. 단섬유층이 유리섬유인 경우에 연속섬유층이 300g/㎡ 미만인 경우에는 내구성 증대와 강성 보강이 이루어지지 않아 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있다. 마찬가지로, 단섬유층이 유리섬유인 경우에 연속섬유층이 600g/㎡ 초과인 경우에는 비중이 증가하여 경량화를 도모할 수 없고, 성형성이 저하되어 제조비용과 제조시간이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 단섬유층이 탄소섬유인 경우에 연속섬유층이 300g/㎡ 미만인 경우에는 내구성 증대와 강성 보강이 이루어지지 않아 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있다. 마찬가지로, 단섬유층이 탄소섬유인 경우에 연속섬유층이 1000g/㎡ 초과인 경우에는 비중이 증가하여 경량화를 도모할 수 없고, 성형성이 저하되어 제조비용과 제조시간이 증가하는 문제점이 있다.

단섬유층(13)은 유리섬유, 탄소섬유, 또는 아라미드 섬유를 일정한 길이로 절단한 단섬유를 함유한 상태로 연속섬유층(12)의 상부에 적층된다.

단섬유층을 형성하는 단섬유의 길이는 0.5인치(inch) 이상 내지 2인치(inch) 이하가 되도록 형성된다. 단섬유층을 구성하는 단섬유가 유리섬유인 경우에는 단섬유의 길이가 0.5인치(inch) 이상 내지 2인치(inch) 이하가 되도록 형성되고, 단섬유의 섬도가 2400 Tex 이상 내지 4800 Tex가 되도록 형성한다. 단섬유층을 형성하는 단섬유의 길이가 0.5 인치 미만이고 단섬유의 섬도가 2400 Tex 미만인 경우에는 단섬유의 자체의 내구성과 강성이 확보되지 않아 비대칭 SMC 시트의 강성이 저하되고, 물성 개선이 발생하지 않아 품질이 악화되는 문제점이 있다. 마찬가지로 단섬유층을 형성하는 단섬유의 길이가 2인치 초과이고 단섬유의 섬도가 4800 Tex 초과인 경우에는 단섬유가 제1 수지와 잘 혼합되지 않아 단섬유층 자체의 내구성이 저하되고, 박리가 발생하여 불량품 발생이 증가되고, 제조시간과 제조비용이 증가하는 문제점이 있다. 상술한 바와 같이 단섬유층을 형성하는 단섬유가 유리섬유일 때에 연속섬유는 300g/㎡ 이상 내지 600g/㎡이 되도록 형성된다.

또한, 단섬유층을 구성하는 단섬유가 탄소섬유인 경우에는 단섬유의 길이가 0.5인치(inch) 이상 내지 2인치(inch) 이하가 되도록 형성되고, 단섬유의 섬도가 800 Tex 이상 내지 3400 Tex가 되도록 형성한다. 단섬유층을 형성하는 단섬유의 길이가 0.5 인치 미만이고 단섬유의 섬도가 800 Tex 미만인 경우에는 단섬유의 자체의 내구성과 강성이 확보되지 않아 비대칭 SMC 시트의 강성이 저하되고, 물성 개선이 발생하지 않아 품질이 악화되는 문제점이 있다. 마찬가지로 단섬유층을 형성하는 단섬유의 길이가 2인치 초과이고 단섬유의 섬도가 3400 Tex 초과인 경우에는 단섬유가 제1 수지와 잘 혼합되지 않아 단섬유층 자체의 내구성이 저하되고, 박리가 발생하여 불량품 발생이 증가되고, 제조시간과 제조비용이 증가하는 문제점이 있다. 상술한 바와 같이 단섬유층을 형성하는 단섬유가 유리섬유일 때에 연속섬유는 300g/㎡ 이상 내지 600g/㎡이 되도록 형성된다.

중공필러층(14)은 제2 수지와 중공필러가 혼합된 상태로 단섬유층(13)의 상부에 적층된다. 중공필러층(14)을 형성하는 중공필러는 직경이 20㎛ 이상 내지 50㎛ 이하로 형성되고, 중공필러의 밀도가 0.2g/cc 이상 내지 0.5g/cc 이하가 되도록 형성된다. 만약, 중공필러층을 형성하는 중공필러는 직경이 20㎛ 미만이고 중공필러의 밀도가 0.2g/cc 미만인 경우에는 비중이 감소하나 비대칭 SMC 시트의 물성이 감소하여 내구성과 강성이 저하됨에 따라 품질저하가 발생하는 문제점이 있다. 마찬가지로 중공필러층을 형성하는 중공필러는 직경이 50㎛ 초과이고 중공필러의 밀도가 0.5g/cc 초과인 경우에는 비중이 증가하여 경량화 도모가 어렵고, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 변동계수가 증가하여 강성과 내구성이 저하되고, 제조비용가 제조시간이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 비대칭 SMC 시트의 단섬유층과 연속섬유층은 비대칭 시트 총 중량 대비 30 중량% 이상 내지 50 중량% 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 단섬유층과 연속섬유층이 비대칭 시트 총 중량 대비 30 중량% 미만인 경우에는 비중이 감소하여 경량화를 도모할 수 있으나 물성이 하락하고 변동계수도 하락하여 내구성이 감소하는 문제점이 있다. 또한, 단섬유층과 연속섬유층이 비대칭 시트 총 중량 대비 50 중량% 초과인 경우에는 비중이 증가하여 경량화 도모가 어렵고, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 변동계수가 증가하여 강성과 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 비대칭 SMC 시트의 중공필러층은 비대칭 SMC 시트 총 중량 대비 5중량%로 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 중공필러층이 비대칭 SMC 시트 총 중량 대비 5 중량%를 초과하는 경우에는 비중이 증가하여 경량화 도모가 어렵고, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 변동계수가 증가하여 강성과 내구성이 저하되고, 제조비용가 제조시간이 증가하는 문제점이 발생한다. 마찬가지로 중공필러층이 비대칭 SMC 시트 총 중량 대비 5 중량% 미만인 경우에는 비대칭 SMC 시트의 물성이 감소하여 내구성과 강성이 저하됨에 따라 품질저하가 발생하는 문제점이 있다.

제2 캐리어필름층(15)이 중공필러층(14)의 상부에 적층된다. 제2 캐피어필름층은 APP(atactic polypropylene)로 형성될 수 있다.

이처럼, 본 발명에 의한 비대칭 시트는 제1 캐리어 필름층의 상부에 제1 수지와 연속섬유가 혼합된 연속섬유층을 적층되고, 연속섬유층의 상부에 제1 수지와 제2 수지 및 단섬유가 혼합된 단섬유층을 적층되며, 단섬유층의 상부에 제2 수지와 중공필러가 혼합되되 제2 수지의 상부로 중공필러층이 적층되고, 중공필러층의 상부에 제2 캐리어 필릉층이 적층되도록 비대칭 형상으로 SMC 시트를 제조함에 따라 기존과 동일한 성형성을 유지하면서 비대칭되는 한쪽면에 고강도와 고강성을 확보하여 강성과 내구성을 증대시킴과 동시에 다층구조에도 불구하고 저비중에 의한 경량화를 도모할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 시트, 20 : 시트 제조장치,
100 : 제1 캐리어필름 공급부, 200 : 제1 수지 공급부,
300 : 연속섬유 공급부, 400 : 섬유 공급부,
500 : 컷팅부, 600 : 제2 캐리어필름 공급부,
700 : 제2 수지 공급부, 800 : 중공필러 공급부,
900 : 합지부, 1000 : 권치부.

Claims (12)

1. 제1 캐리어필름을 공급하는 제1 캐리어필름 공급부;
   상기 제1 캐리어필름 공급부의 후방에 설치되어 상기 제1 캐리어필름의 상부에 도포되는 제1 수지를 공급하는 제1 수지 공급부;
   상기 제1 수지 공급부의 후방에 설치되어 상기 제1 수지 공급부를 통해 도포되는 제1 수지와 혼합하여 적층되는 연속섬유를 공급하는 연속섬유 공급부;
   상기 연속섬유의 상부에 적층되는 섬유를 공급하는 섬유 공급부;
   상기 연속섬유 공급부의 후방에 설치되어 상기 섬유 공급부에서 공급되는 섬유를 일정한 길이의 단섬유로 컷팅하여 상기 연속섬유의 상부로 분산시키는 컷팅부;
   상기 컷팅부의 후방에 설치되어 상기 단섬유의 상부에 적층되는 제2 캐리어필름을 공급하는 제2 캐리어필름 공급부;
   상기 제2 캐리어필름 공급부에 인접하게 설치되어 상기 제2 캐리어필름 공급부를 통해 공급되는 상기 제2 캐리어필름의 하부에 도포되는 제2 수지와 상기 제2 수지의 상부에 적층 혼합되는 중공필러를 공급하는 제2 수지 공급부;
   상기 제2 수지 공급부에 인접하게 설치되어 상기 제2 수지 공급부를 통해 공급되는 제2 수지와 혼합되어 상기 제2 수지의 상부에 적층되는 중공필러를 공급하는 중공필러 공급부;
   상기 제2 캐리어필름 공급부의 후방에 설치되어 순차적으로 적층된 상기 제1 캐리어필름, 상기 제1 수지, 상기 연속섬유, 상기 단섬유, 상기 제2 수지, 상기 중공필러, 및 상기 제2 캐리어필름을 압착하여 함침시키는 합지부;
   상기 합지부의 후방에 설치되어 상기 합지부를 통해 합지된 시트를 권취하는 권취부;를 포함하고,
   상기 컷팅부는 방수코팅 조성물로 형성되는 방수 코팅층을 구비하고,
   상기 방수 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실란 화합물; 바인더; 무기 입자; 계면 활성제 및 분산제를 포함하되,
   상기 방수 코팅 조성물은 상기 바인더 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1로 표시되는 실란 화합물 30 내지 50 중량부; 무기 입자 5 내지 10 중량부; 계면 활성제 10 내지 20 중량부 및 분산제 10 내지 15 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 시트 제조장치.
   [화학식 1]
   

   

   
   
   
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