KR102352720B1 - Apparatus for impregnating reinforcing fibers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보강섬유 함침장치에 관한 것으로, 특히 압력차를 이용하여 수지가 보강섬유에 함침되도록 함으로써 함침 효율을 높이고 환경오염 문제를 효과적으로 방지하며 작업 안정성을 향상시킨 보강섬유 함침장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for impregnating reinforcing fibers, and more particularly, to an apparatus for impregnating reinforcing fibers that improves impregnation efficiency, effectively prevents environmental pollution problems, and improves work stability by allowing resin to be impregnated into reinforcing fibers using a pressure difference.
보강섬유 선회(winding) 성형기술은 다른 소재에 비해 우수한 비강성과 비강도를 갖는 탄소섬유나 유리섬유 등의 보강섬유에 수지를 함침시켜 제조하는 복합재료 성형기술이다. 일반적으로 보강섬유 선회 성형기술은 맨드럴(mandrel)에 보강섬유를 선회 배치시킨 후 보강섬유를 수지가 채워진 용기 안에서 함침시키는 방법, 보강섬유를 선회 배치 후 수지를 주입시키는 방법, 정전기를 이용하여 수지를 함침시키는 방법, 수지를 함침시켜 겔(gel) 상태로 만든 프리프레그(prepreg)를 이용하는 방법, 레이저를 이용하여 수지를 함침 시키는 방법 등이 있으나, 가장 보편적으로 사용되는 보강섬유 선회 성형법은 수지가 채워진 용기 안에서 수지를 함침시키는 방법이다.Reinforcing fiber winding molding technology is a composite material molding technology that is manufactured by impregnating resin into reinforcing fibers such as carbon fiber or glass fiber, which have superior specific stiffness and specific strength compared to other materials. In general, the reinforcing fiber swivel molding technology is a method in which reinforcing fibers are placed on a mandrel and then impregnated in a container filled with resin, a method of injecting resin after reinforcing fibers are rotated and placed, and a resin using static electricity There are a method of impregnating with a resin, a method of using a prepreg made into a gel state by impregnating a resin, and a method of impregnating a resin using a laser, but the most commonly used reinforcing fiber turning molding method is It is a method of impregnating a resin in a filled container.
일반적으로 수지가 채워진 용기인 함침장치를 이용하여 보강섬유를 선회하는 방법은 거치대에 거치된 보강섬유를 공급함에 있어서 인장장치로 인장력을 주면서 상기 보강섬유를 수지가 채워진 함침장치로 전달하고, 상기 함침장치를 통과하면서 수지가 함침된 보강섬유가 맨드럴의 회전력으로 잡아당겨져 맨드럴 외면에 보강섬유를 선회 배치하는 방식으로 이루어진다.In general, the method of turning reinforcing fibers using an impregnation device, which is a container filled with resin, is to supply the reinforcing fibers mounted on a cradle while applying a tensile force to the tension device while transferring the reinforcing fibers to the resin-filled impregnation device, and the impregnation As it passes through the device, the resin-impregnated reinforcing fiber is pulled by the rotational force of the mandrel, and the reinforcing fiber is pivotally arranged on the outer surface of the mandrel.
그러나 현재 가장 일반적으로 활용되고 있는 보강섬유 선회 성형기술은 수지가 채워진 용기를 기반으로 하는 함침방법이어서 환경오염 물질의 발생은 필연적이다. 환경오염 물질이 발생하는 근본 원인은 보강섬유 선회 성형기술에서 저점도 수지와 대량의 유기용제를 사용하기 때문이며, 경화제 등이 혼합된 저점도 수지는 저장수명이 짧아 미처 사용하지 못한 잉여수지의 처리에 인력과 시간이 소요될 뿐 아니라, 저장수명이 경과한 잉여수지는 가교결합 반응열을 발생시켜 화재발생 위험성이 있으므로 가교결합 반응 후 고체화시켜 처리해야 한다. 이러한 단점에도 불구하고 저점도 수지를 사용해야 하는 이유는 보강섬유에 수지를 원활히 함침시키기 위해서다.However, since the most commonly used reinforcing fiber swivel molding technology is an impregnation method based on a container filled with resin, the generation of environmental pollutants is inevitable. The root cause of the occurrence of environmental pollutants is that low-viscosity resin and a large amount of organic solvent are used in the reinforcing fiber rotation molding technology. Not only does it take manpower and time, but the surplus resin that has passed its shelf life generates heat of cross-linking reaction and poses a risk of fire. The reason for using a low-viscosity resin despite these disadvantages is to smoothly impregnate the resin into the reinforcing fibers.
이러한 일반적 보강섬유 선회 성형기술에서 발생하는 환경오염 문제, 생산성 저하 그리고 유지보수 관리 비용의 상승 원인들은 함침 전 혼합수지 저장수명의 한계성, 유기용제의 사용, 개방된 함침 용기, 그리고 잉여수지의 처리 등에 기인하나, 현재 사용 기술은 어느 것도 환경문제 해결, 생산성 향상, 그리고 유지보수 관리 비용을 획기적으로 개선시키지 못하고 있다.The causes of environmental pollution problems, productivity decrease, and increase in maintenance and management costs that occur in this general reinforcing fiber swivel molding technology are the limitation of the shelf life of the mixed resin before impregnation, the use of organic solvents, the open impregnation container, and the treatment of surplus resin, etc. However, none of the currently used technologies are capable of remarkably improving environmental problems, productivity improvement, and maintenance and management costs.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 압력차를 이용하여 수지가 보강섬유에 함침되도록 함으로써 함침 효율을 높이고 환경오염 문제를 효과적으로 방지하며 작업 안정성을 향상시킨 보강섬유 함침장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus for impregnating reinforcing fibers that improves impregnation efficiency, effectively prevents environmental pollution problems, and improves work stability by allowing a resin to be impregnated into reinforcing fibers using a high pressure difference.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 보강섬유 함침장치는, 내부의 밀폐된 공간에 수지가 채워져 있는 함침부, 내부에 보강섬유가 이동하는 이동공간이 형성되고, 기둥형상을 가지면, 상기 함침부의 상부면 중 제 1 위치를 관통하도록 형성되는 유입관, 내부에 상기 보강섬유가 이동하는 이동공간이 형성되고, 기둥형상의 가지며, 상기 함침부의 상부면 중 제 2 위치를 관통하도록 형성되는 배출관 및 상기 함침부 내부의 수지가 채워진 공간에 형성되고 상기 유입관의 출구를 통해 유입된 보강섬유를 상기 배출관의 입구 방향으로 전달시키는 전달부를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 유입관을 통해 상기 함침부의 외부에서 내부로 보강섬유가 유입되고, 상기 유입된 보강섬유는 상기 함침부 내부의 수지가 채워진 부분 및 상기 전달부를 통과하면서 함침되며, 상기 수지가 함침된 보강섬유는 상기 배출관을 통해 상기 함침부의 내부에서 외부로 배출되고, 상기 함침부는 상기 함침부 내부에 채워진 수지의 표면과 상기 함침부의 상부면 사이의 공간은 대기압보다 큰 공기압을 가지고, 상기 함침부의 내부에 위치하는 상기 유입관의 출구 및 상기 배출관의 입구보다 높은 위치까지 상기 수지가 채워질 수 있다.In order to achieve the above object, the apparatus for impregnating reinforcing fibers according to an embodiment of the present invention includes an impregnation part filled with resin in a closed space inside, a moving space in which the reinforcing fibers move, and has a column shape. , an inlet pipe formed to pass through a first position among the upper surfaces of the impregnated part, a movement space in which the reinforcing fiber moves is formed therein, has a column shape, and is formed to pass through a second position among the upper surfaces of the impregnated part It may be provided with a discharge pipe that is formed in the space filled with the resin inside the impregnated part and a delivery unit for transmitting the reinforcing fibers introduced through the outlet of the inlet pipe in the direction of the inlet of the discharge pipe. Then, the reinforcing fibers are introduced from the outside of the impregnated part to the inside through the inlet pipe, and the introduced reinforcing fibers are impregnated while passing through the resin-filled part and the delivery part inside the impregnated part, and the resin-impregnated reinforcement The fiber is discharged from the inside of the impregnated part to the outside through the discharge pipe, and the impregnated part has an air pressure greater than atmospheric pressure in the space between the surface of the resin filled inside the impregnated part and the upper surface of the impregnated part, and inside the impregnated part The resin may be filled to a position higher than the outlet of the inlet pipe and the inlet of the outlet pipe.
상기 함침장치는, 유연한 재질을 가지고, 상기 유입관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 상기 유입관의 출구보다 아래 위치까지 연장되어 있고, 상기 유입관의 출구보다 아래 부분은 내려갈수록 수평단면의 면적이 점점 감소하는 형상을 가지는 제 1 유연관 및 상기 제 1 유연관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 있고, 상기 제 1 유연관을 둘러싸는 부분에 복수의 제 1 관통홀들이 형성되어 있는 제 1 지지관을 더 구비할 수 있다.The impregnation device has a flexible material, is coupled to the lower portion of the upper surface of the impregnation part while enclosing the inlet pipe, and extends to a position lower than the outlet of the inlet pipe, and the lower part than the outlet of the inlet pipe goes down A first flexible pipe having a shape in which the area of a horizontal cross section gradually decreases, and a plurality of first flexible pipes surrounding the first flexible pipe and coupled to the lower part of the upper surface of the impregnated part, and surrounding the first flexible pipe It may further include a first support pipe in which the through-holes are formed.
상기 유입관을 둘러싸는 상기 제 1 유연관의 내부공간 및 상기 제 1 유연관을 둘러싸는 상기 제 1 지지관의 내부공간에 상기 유입관의 출구보다 높은 위치까지 상기 수지가 채워져 있을 수 있다.The resin may be filled to a position higher than the outlet of the inlet pipe in the inner space of the first flexible pipe surrounding the inlet pipe and the inner space of the first support pipe surrounding the first flexible pipe.
상기 함침장치는, 유연한 재질을 가지고, 상기 배출관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 상기 배출관의 입구보다 아래 위치까지 연장되어 있고, 상기 배출관의 입구보다 아래 부분은 내려갈수록 수평단면의 면적이 점점 증가하는 형상을 가지는 제 2 유연관 및 상기 제 2 유연관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 있고, 상기 제 2 유연관을 둘러싸는 부분에 복수의 제 2 관통홀들이 형성되어 있는 제 2 지지관을 더 구비할 수 있다.The impregnation device has a flexible material, is coupled to the lower portion of the upper surface of the impregnation part while enclosing the discharge pipe, and extends to a position lower than the inlet of the discharge pipe, and the lower part of the discharge pipe is lower than the entrance of the discharge pipe. A second flexible pipe having a shape that gradually increases in area, and a plurality of second through-holes in a portion surrounding the second flexible pipe and coupled to the lower part of the upper surface of the impregnated part while surrounding the second flexible pipe It may further include a second support tube is formed.
상기 배출관을 둘러싸는 상기 제 2 유연관의 내부공간 및 상기 제 2 유연관을 둘러싸는 상기 제 2 지지관의 내부공간에 상기 배출관의 입구보다 높은 위치까지 상기 수지가 채워져 있을 수 있다.The resin may be filled to a position higher than the inlet of the discharge pipe in the inner space of the second flexible pipe surrounding the discharge pipe and the internal space of the second support pipe surrounding the second flexible pipe.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 보강섬유 함침장치는 밀폐된 함침부 내부의 공기압이 대기압보다 높도록 하고 보강섬유가 통과하는 유연한 재질의 유연관을 가압한 상태에서 보강섬유가 함침되도록 함으로써 기존의 방식에 비하여 수지의 점도를 높인 상태에서 보강섬유에 함침할 수 있도록 하여 함침 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 보강섬유 함침장치는 고점도수지 사용에 따른 유기용제 등의 사용을 최소화하면서 함침 효율을 높일 수 있고 함침부 내부의 수지가 밀폐된 공간에 존재하게 되어 외부로 유출되지 않음으로써 환경오염을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 보강섬유 함침장치는 유입관 및 배출관을 둘러싸는 유연관 및 지지관을 설치함으로써 보강섬유 함침장치로 유입 또는 배출되는 보강섬유에 인장력을 제공할 수 있어 상기 보강섬유 함침장치의 외부에 별도의 인장장치를 구비할 필요가 없는 장점이 있다.The reinforcing fiber impregnation device according to an embodiment according to the technical idea of the present invention is such that the air pressure inside the sealed impregnation part is higher than atmospheric pressure and the reinforcing fiber is impregnated in a state in which a flexible pipe made of a flexible material through which the reinforcing fiber passes is pressed. By doing so, there is an advantage in that the impregnation efficiency can be increased by allowing the reinforcing fibers to be impregnated in a state in which the viscosity of the resin is increased compared to the conventional method. In addition, the apparatus for impregnating reinforcing fibers according to an embodiment according to the technical idea of the present invention can increase the impregnation efficiency while minimizing the use of organic solvents due to the use of high-viscosity resin, and the resin inside the impregnation part is present in a closed space. There is an advantage in that environmental pollution can be minimized by not leaking to the outside. In addition, the apparatus for impregnating reinforcing fibers according to an embodiment according to the technical spirit of the present invention provides a tensile force to the reinforcing fibers flowing into or discharged from the apparatus for impregnating reinforcing fibers by installing a flexible tube and a support tube surrounding the inlet and outlet pipes. Therefore, there is an advantage in that there is no need to provide a separate tensioning device outside the reinforcing fiber impregnating device.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 보강섬유 함침장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 보강섬유 함침장치 중 보강섬유가 유입되는 유입부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 보강섬유 함침장치 중 보강섬유가 배출되는 배출부를 확대하여 도시한 도면이다.In order to more fully understand the drawings recited in the Detailed Description, a brief description of each drawing is provided.
1 is a cross-sectional view of an apparatus for impregnating reinforcing fibers according to an embodiment according to the technical spirit of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an inlet through which a reinforcing fiber flows in the reinforcing fiber impregnation device of FIG. 1 .
FIG. 3 is an enlarged view showing a discharge part through which the reinforcing fiber is discharged among the reinforcing fiber impregnating apparatus of FIG. 1 .
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 보강섬유 함침장치(100)의 단면도이고, 도 2는 도 1의 보강섬유 함침장치(100) 중 보강섬유(150)가 유입되는 유입부(120)를 확대하여 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 보강섬유 함침장치(100) 중 보강섬유(155)가 배출되는 배출부(140)를 확대하여 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a reinforcing
도 1 내지 도 3을 참조하면, 보강섬유 함침장치(100)는 함침부(110), 유입부(120) 및 배출부(140)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 거치대 등에 거치되어 있는 보강섬유가 보강섬유 함침장치(100)로 공급되어 함침부(110)의 내부로 전달되고, 함침부(110)의 내부에서 유입된 보강섬유(150)에 수지가 함침된 후, 수지가 함침된 보강섬유(155)는 배출부(140)를 통해 보강섬유 함침장치(100)의 외부로 배출되어 맨드럴(mandrel) 등의 외면에 선회 배치될 수 있다. 일 예로, 보강섬유 함침장치(100)의 유입부(120)의 전단에는 인장장치가 인장력을 주면서 보강섬유(150)를 유입부(120)로 전달할 수 있고, 보강섬유 함침장치(100)의 배출부(140)의 후단에는 상기 맨드럴의 회전력으로 수지가 함침된 보강섬유(155)를 잡아당길 수 있다. 또는, 다른 예로 이하에서 설명하는 것과 같이 이와 같은 인장력을 제공하기 위한 별도의 장치가 없이도 본 발명의 구조에 의한 경우 안정적으로 보강섬유를 함침하여 배출할 수 있다. 1 to 3 , the reinforcing
함침부(110)는 내부의 밀폐된 공간에 수지가 채워져 있을 수 있다. 함침부(110)의 상부면은 개폐 가능한 덮개가 결합되어 있을 수 있으나 상기 보강섬유를 함침하는 동안에는 함침부(110)의 내부 공간은 밀폐되어 있어야 한다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 함침부(110)에는 내부에 수지를 공급하는 수지공급수단을 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 함침부(110)의 일측에 밸브를 통해 연결된 관을 통해 외부에서 수지가 함침부(110)의 내부로 공급될 수 있다. 다만, 본 발명에서 함침부(110)의 내부로 수지를 공급하기 위한 수단이 이 경우로 한정되는 것은 아니며 다른 다양한 수단이 결합될 수 있다.The impregnated
또한, 함침부(110)는 함침부(110) 내부에 채워진 수지의 표면과 함침부(110)의 상부면 사이의 공간은 대기압보다 큰 공기압(P)을 가질 수 있다. 즉, 함침부(110) 내부 중 수지가 채워진 공간 이외에 공기가 채워진 공간의 압력인 공기압(P)은 대기압보다 클 수 있다. 따라서 함침부(110)의 내부의 공기압을 조절하지 않은 경우에 비하여 수지의 압력이 증가하여 고점도의 수지가 보강섬유(150)에 함침되는 효율을 높일 수 있다. 예를 들어, 함침부(110) 내부의 공기압은 대기압의 1.5배에서 2배 사이의 압력을 가질 수 있다. 다만, 본 발명에서 함침부(110) 내부의 공기압이 대기압의 1.5배에서 2배 사이의 압력을 가지는 경우로 한정되는 것은 아니며, 대기압보다 높은 압력이라면 다른 압력을 가질 수도 있다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않지만, 함침부(110) 내부의 공기압을 제어하기 위하여 함침부(110)의 내부 또는 외부에 압력제어장치가 더 구비될 수도 있다.In addition, in the impregnated
함침부(110)의 내부에는 이하에서 설명하는 유입관(121)의 출구 및 배출관(141)의 입구보다 높은 위치까지 수지가 채워질 수 있다. 유입관(121)의 입구는 외부에서 보강섬유(150)가 유입되기 시작하는 부분을 의미하고, 유입관(121)의 출구는 유입관(121)의 입구로 유입된 보강섬유(150)가 함침부(110)의 내부로 배출되는 부분을 의미한다. 또한, 배출관(141)의 입구는 함침부(110)의 내부에서 수지가 함침된 보강섬유가 유입되기 시작하는 부분을 의미하고, 배출관(141)의 출구는 배출관(141)의 입구로 유입된 보강섬유가 함침부(110)의 외부로 배출되는 부분을 의미한다. 유입관(121)의 출구의 높이와 배출관(141)의 입구의 높이는 동일할 수도 있고 다를 수도 있으며, 유입관(121)의 출구의 높이와 배출관(141)의 입구의 높이가 상이한 경우 이 중 높은 위치보다 더 높은 위치까지 수지가 함침부(110)의 내부에 채워질 수 있다.The inside of the
유입부(120)는 유입관(121), 제 1 유연관(123) 및 제 1 지지관(125)을 구비할 수 있다. 유입관(121)은 내부에 보강섬유(150)가 이동하는 이동공간이 형성되고, 기둥형상을 가지며, 함침부(110)의 상부면 중 제 1 위치를 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 유입관(121)의 입구로 유입된 보강섬유(150)는 유입관(121)의 이동공간을 통해 이동하여 유입관(121)의 출구로 배출될 수 있다. 유입관(121)을 통하여 보강섬유(150)가 이동하는 동안에도 보강섬유(150)에 수지가 함침되도록 유입관(121)의 이동공간은 수지로 채워져 있을 수 있다. The
제 1 유연관(123)은 유연한 재질을 가지고, 유입관(121)을 둘러싸면서 함침부(110)의 상부면의 하부에 결합되어 유입관(121)의 출구보다 아래 위치까지 연장되어 형성될 수 있다. 제 1 유연관(123)은 유입관(121)을 둘러싸는 기둥형상 또는 관 형상을 가질 수 있으며, 유입관(121)의 출구보다 아래 부분은 하부방향으로 내려갈수록 수평단면의 면적이 점점 감소하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 제 1 유연관(123)은 유입관(121)의 출구부터 수평단면의 면적이 점점 감소하는 형상인 호리병이 뒤집힌 형상으로 함침부(110)의 상부면의 하부에 결합되어 있을 수 있다. 다만, 제 1 유연관(123)은 유입관(121)을 둘러싸면서 유입관(121)의 출구보다 아래부분으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상을 가지고 있다면 호리병 형상이 아닌 다른 형상을 가질 수도 있다. 또한, 제 1 유연관(120)중 유입관(121)의 출구보다 아래 부분은 하부방향으로 내려갈수록 수평단면의 면적이 점점 감소하는 형상을 가짐으로써 제 1 유연관(120) 하부측의 압력이 상부방향으로 빠져나가지 못하도록 하여 압력을 유지하는 기능도 수행할 수 있다. 제 1 유연관(123)과 유입관(121) 사이는 이격된 공간을 가지면, 이 공간 중 일부에는 수치가 채워져 있을 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 수지는 유입관(121)의 출구보다 높은 위치까지 함침부(110)의 내부에 채워져 있으므로, 유입관(121)의 출구를 통해 배출된 보강섬유(150)는 제 1 유연관(123)에 채워져있는 수지를 통과하면서 계속하여 수지가 함침되게 된다.The first
제 1 지지관(125)은 제 1 유연관(123)을 둘러싸면서 함침부(110)의 상부면의 하부에 결합되어 있고, 제 1 유연관(123)을 둘러싸는 부분에 복수의 제 1 관통홀(H1)들이 형성되어 있을 수 있다. 제 1 지지관(125)의 끝단은 제 1 유연관(123)의 끝단과 동일한 위치에 있거나 제 1 유연관(123)의 끝단보다 하부방향으로 더 연장되어 있을 수 있다. 도 1 및 도 2의 경우 제 1 지지관(125)은 일자기둥 형상인 경우를 도시하고 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 제 1 지지관(125)이 제 1 유연관(123)을 둘러싸면서 제 1 관통홀(H1)들이 형성되어 있다면 다른 형상을 가질 수도 있다.The
앞서 설명한 것과 같이 수지는 유입관(121)의 출구보다 높은 위치까지 함침부(110)의 내부에 채워져 있으므로 제 1 지지관(125)과 제 1 유연관(123) 사이의 이격된 공간에도 수지가 채워져 있다. 이 경우, 제 1 지지관(125)에는 제 1 관통홀(H1)들이 형성되어 있으므로 함침부(110) 내부에 위치하는 수지 중 제 1 지지관(125) 외부에 위치하는 수지가 제 1 지지관(125) 내부로 이동하면서 제 1 유연관(123)을 가압하게 된다. 이 경우 유연한 재질의 제 1 유연관(123)은 보강섬유가(150)가 이동하는 공간을 가압하게 되어 제 1 유연관(123)의 내부공간을 거쳐서 이동하는 보강섬유(150)에 수지가 보다 높은 효율을 가지고 함침될 수 있도록 할 뿐 아니라 보강섬유(150)에 인장력이 발생하게 된다. 따라서 이와 같은 구조를 이용하는 경우 보강섬유 함침장치(100)의 외부 중 보강섬유(150)를 유입부(120)로 전달하는 구성에 있어서 별도의 인장장치를 구비하지 않고도 보강섬유에 충분한 인장력을 제공할 수 있다. 또한, 제 1 유연관(123)의 압착력과 저항력으로 작용하는 수지 점성의 합이 제 1 유연관(123)의 출구에 작용하는 배출력보다 크게 되어 보강섬유 함침장치(100)의 압력이 유지될 수 있다.As described above, since the resin is filled in the
이와 같이 유입부(120)를 통하여 유입된 보강섬유는 전달부(130)를 통하여 함침부(110) 내부의 수지가 있는 공간을 이동하면서 수지가 함침되게 된다. 이 경우에도 앞서 설명한 것과 같이 함침부(110) 내부의 공기압이 대기압보다 높으므로 함침부(110) 내부에서 상기 보강섬유에 수지가 함침되는 효율을 높일 수 있다. 또한, 전달부(130)는 함침부(110)의 내부의 수지가 채워진 공간에 형성되어 회전하면서 접촉되는 보강섬유 부분을 이동시키는 복수의 롤러들(131, 132, 133)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 유입부(120)를 통해 유입된 상기 보강섬유는 상기 롤러들 중 제 1 롤러(131)의 하부에 접촉하면서 이동한 후 제 1 롤러(131)에 이웃하는 제 2 롤러(132)의 상부에 접촉하면서 이동하고, 제 2 롤러(132)의 상부에 접촉하면서 이동한 보강섬유는 제 3 롤러(133)의 하부에 접촉하면서 이동할 수 있다. 이와 같이 상기 롤러들 사이를 보강섬유가 지그재그 형태로 결합되어 상기 롤러의 회전에 따라 상기 보강섬유가 이동하게 됨으로써, 각각의 롤러에서 상기 보강섬유에 함침된 수지를 가압하여 함침효율을 높일 수 있다. 도 1의 실시예에서는 전달부(130)가 3개의 롤러들(131, 132, 133)을 포함하는 경우에 대하여 도시하고 있으나, 본 발명의 전달부(130)의 구조가 이 경우에 한정되는 것은 아니며 다른 개수의 롤러를 포함하거나 다른 방식으로 상기 보강섬유를 유입부(120)에서 배출부(140) 방향으로 전달할 수도 있다.As such, the reinforcing fibers introduced through the
배출부(140)는 배출관(141), 제 2 유연관(143) 및 제 2 지지관(145)을 구비할 수 있다. 배출관(141)은 전달부(130)를 통해 전달된 보강섬유가 이동하는 이동공간이 내부에 형성되고, 기둥형상을 가지며, 함침부(110)의 상부면 중 제 2 위치를 관통하도록 형성될 수 있다. 상기 제 2 위치는 상기 제 1 위치와 상이한 위치일 수 있다. 즉, 배출관(141)의 입구로 유입된 보강섬유(155)는 배출관(141)의 이동공간을 통해 이동하여 배출관(141)의 출구로 배출될 수 있다. 배출관(141)의 이동공간은 수지가 채워져 있지 않을 수 있다.The
제 2 유연관(143)은 유연한 재질을 가지고, 배출관(141)을 둘러싸면서 함침부(110)의 상부면의 하부에 결합되어 배출관(141)의 입구보다 아래 위치까지 연장되어 형성될 수 있다. 제 2 유연관(143)은 배출관(141)을 둘러싸는 기둥형상 또는 관 형상을 가질 수 있으며, 배출관(141)의 출구보다 아래 부분은 하부방향으로 내려갈수록 수평단면의 면적이 점점 증가하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이 제 2 유연관(143)은 배출관(141)의 입구부터 수평단면의 면적이 점점 증가하는 형상으로 함침부(110)의 상부면의 하부에 결합되어 있을 수 있다. 다만, 제 2 유연관(143)은 배출관(141)을 둘러싸면서 배출관(141)의 입구보다 아래부분으로 갈수록 폭이 증가하는 형상을 가지고 있으면 도 1 및 도 3의 형상이 아닌 다른 형상을 가질 수도 있다. 제 2 유연관(143)과 배출관(141) 사이는 이격된 공간을 가지면, 이 공간 중 일부에는 수지가 채워져 있을 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 수지는 배출관(141)의 입구보다 높은 위치까지 함침부(110)의 내부에 채워져 있으므로, 배출관(141)의 입구를 통해 유입된 보강섬유는 제 2 유연관(143)에 채워져있는 수지를 통과하면서 계속하여 수지가 함침되게 된다.The second
제 2 지지관(145)은 제 2 유연관(143)을 둘러싸면서 함침부(110)의 상부면의 하부에 결합되어 있고, 제 2 유연관(143)을 둘러싸는 부분에 복수의 제 2 관통홀(H2)들이 형성되어 있을 수 있다. 제 2 지지관(145)의 끝단은 제 2 유연관(143)의 끝단과 동일한 위치에 있거나 제 2 유연관(143)의 끝단보다 하부방향으로 더 연장되어 있을 수 있다. 도 1 및 도 3의 경우 제 2 지지관(145)은 일자기둥 형상인 경우를 도시하고 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 제 2 지지관(145)이 제 2 유연관(143)을 둘러싸면서 제 2 관통홀(H2)들이 형성되어 있다면 다른 형상을 가져도 무방하다. The
앞서 설명한 것과 같이 수지는 배출관(141)의 입구보다 높은 위치까지 함침부(110)의 내부에 채워져 있으므로 제 2 지지관(145)과 제 2 유연관(143) 사이의 이격된 공간에도 수지가 채워져 있다. 이 경우, 제 2 지지관(145)에는 제 2 관통홀(H2)들이 형성되어 있으므로 함침부(110) 내부에 위치하는 수지 중 제 2 지지관(145) 외부에 위치하는 수지가 제 2 지지관(145) 내부로 이동하면서 제 2 유연관(143)을 가압하게 된다. 이 경우 유연한 재질의 제 2 유연관(143)은 보강섬유가 이동하는 공간을 가압하게 되어 제 2 유연관(143)의 내부공간을 거쳐서 이동하는 보강섬유에 수지가 보다 높은 효율을 가지고 함침될 수 있도록 할 뿐 아니라 보강섬유에 인장력이 발생하게 된다. 따라서 이와 같은 구조를 이용하는 경우 보강섬유 함침장치(100)의 외부에는 별도의 인장장치를 구비하지 않고도 배출부(140)를 통해 배출된 보강섬유(155)에 충분한 인장력을 제공할 수 있다. 또한, 제 2 유연관(143)의 압착력과 저항력으로 작용하는 수지 점성의 합이 제 2 유연관(143)의 입구에 작용하는 배출력보다 크게 되어 보강섬유 함침장치(100)의 압력이 유지될 수 있다. 또한, 함침부(110) 내부에 위치하는 수지 중 제 2 지지관(145) 외부에 위치하는 수지가 제 2 지지관(145) 내부로 이동하면서 제 2 유연관(143)을 가압하게 됨으로써 상기 보강섬유가 제 2 유연관(143) 내부를 통과하면서 충분히 함침된 보강섬유 속의 과잉 수지를 압착하여 짜주는 기능도 가질 수 있다.As described above, the resin is filled in the interior of the
보강섬유 함침장치(100)는 함침부(110)의 내부에 압력센서를 더 구비할 수도 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 것과 같이 함침부(110)에는 내부에 수지를 공급하는 수지공급수단을 더 구비되어 있는 경우, 상기 압력센서는 상기 수지공급수단과 연동되도록 구성함으로써, 상기 보강섬유에 최적의 인장력이 작용하도록 함침부(110) 내부의 압력을 제어할 수도 있다.The reinforcing
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms are used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention, and are not used to limit the meaning or scope of the present invention described in the claims. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (7)
내부에 보강섬유가 이동하는 이동공간이 형성되고, 기둥형상을 가지며, 상기 함침부의 상부면 중 제 1 위치를 관통하도록 형성되는 유입관;
유연한 재질을 가지고, 상기 유입관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 상기 유입관의 출구보다 아래 위치까지 연장되어 있고, 상기 유입관의 출구보다 아래 부분은 내려갈수록 수평단면의 면적이 점점 감소하는 형상을 가지는 제 1 유연관; 및
상기 제 1 유연관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 있고, 상기 제 1 유연관을 둘러싸는 부분에 복수의 제 1 관통홀들이 형성되어 있는 제 1 지지관;
내부에 상기 보강섬유가 이동하는 이동공간이 형성되고, 기둥형상의 가지며, 상기 함침부의 상부면 중 제 2 위치를 관통하도록 형성되는 배출관; 및
상기 함침부 내부의 수지가 채워진 공간에 형성되고 상기 유입관의 출구를 통해 유입된 보강섬유를 상기 배출관의 입구 방향으로 전달시키는 전달부를 구비하고,
상기 유입관을 통해 상기 함침부의 외부에서 내부로 보강섬유가 유입되고, 상기 유입된 보강섬유는 상기 함침부 내부의 수지가 채워진 부분 및 상기 전달부를 통과하면서 함침되며, 상기 수지가 함침된 보강섬유는 상기 배출관을 통해 상기 함침부의 내부에서 외부로 배출되고,
상기 함침부는,
상기 함침부 내부에 채워진 수지의 표면과 상기 함침부의 상부면 사이의 공간은 대기압보다 큰 공기압을 가지고, 상기 함침부의 내부에 위치하는 상기 유입관의 출구 및 상기 배출관의 입구보다 높은 위치까지 상기 수지가 채워지는 것을 특징으로 하는 보강섬유 함침장치.The impregnated part is filled with resin in the sealed space inside;
an inlet pipe having a movement space in which the reinforcing fiber moves, having a column shape, and passing through a first position among the upper surfaces of the impregnated part;
It has a flexible material, is coupled to the lower part of the upper surface of the impregnated part while surrounding the inlet pipe, and extends to a position lower than the outlet of the inlet pipe, and the area of the horizontal cross section is lower than the outlet of the inlet pipe as it goes down. a first flexible pipe having a gradually decreasing shape; and
a first support pipe coupled to a lower portion of the upper surface of the impregnated part while surrounding the first flexible pipe, the first support pipe having a plurality of first through-holes formed in a portion surrounding the first flexible pipe;
a discharge pipe having a movement space in which the reinforcing fiber moves, having a columnar shape, and passing through a second position of the upper surface of the impregnated part; and
and a transmission unit formed in a space filled with resin inside the impregnation unit and transmitting the reinforcing fibers introduced through the outlet of the inlet pipe in the direction of the inlet of the discharge pipe,
Reinforcing fibers are introduced from the outside to the inside of the impregnated part through the inlet pipe, and the introduced reinforcing fibers are impregnated while passing through the resin-filled portion and the delivery part inside the impregnated part, and the resin-impregnated reinforcing fibers are It is discharged from the inside of the impregnation part to the outside through the discharge pipe,
The impregnated part,
The space between the surface of the resin filled inside the impregnation part and the upper surface of the impregnation part has an air pressure greater than atmospheric pressure, and the resin is higher than the outlet of the inlet pipe and the inlet of the discharge pipe located inside the impregnation part. Reinforcing fiber impregnation device, characterized in that it is filled.
상기 유입관을 둘러싸는 상기 제 1 유연관의 내부공간 및 상기 제 1 유연관을 둘러싸는 상기 제 1 지지관의 내부공간에 상기 유입관의 출구보다 높은 위치까지 상기 수지가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 보강섬유 함침장치.According to claim 1,
Characterized in that the resin is filled to a position higher than the outlet of the inlet pipe in the inner space of the first flexible pipe surrounding the inlet pipe and the internal space of the first support pipe surrounding the first flexible pipe Reinforcement fiber impregnation device.
유연한 재질을 가지고, 상기 배출관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 상기 배출관의 입구보다 아래 위치까지 연장되어 있고, 상기 배출관의 입구보다 아래 부분은 내려갈수록 수평단면의 면적이 점점 증가하는 형상을 가지는 제 2 유연관; 및
상기 제 2 유연관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 있고, 상기 제 2 유연관을 둘러싸는 부분에 복수의 제 2 관통홀들이 형성되어 있는 제 2 지지관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보강섬유 함침장치.According to claim 1, wherein the reinforcing fiber impregnating device,
It has a flexible material and is coupled to the lower portion of the upper surface of the impregnated part while surrounding the discharge pipe and extends to a position lower than the inlet of the discharge pipe, and the area of the horizontal cross-section gradually increases as the lower part of the discharge pipe goes down a second flexible pipe having a shape; and
It characterized in that it further comprises a second support pipe coupled to the lower portion of the upper surface of the impregnated part while surrounding the second flexible pipe, the second support pipe having a plurality of second through-holes formed in a portion surrounding the second flexible pipe. Reinforcing fiber impregnation device.
상기 배출관을 둘러싸는 상기 제 2 유연관의 내부공간 및 상기 제 2 유연관을 둘러싸는 상기 제 2 지지관의 내부공간에 상기 배출관의 입구보다 높은 위치까지 상기 수지가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 보강섬유 함침장치.4. The method of claim 3,
Reinforcement fiber, characterized in that the resin is filled in the inner space of the second flexible pipe surrounding the discharge pipe and the internal space of the second support pipe surrounding the second flexible pipe to a position higher than the inlet of the discharge pipe. impregnation device.
상기 유입관에는 상기 수지가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 보강섬유 함침장치.According to claim 1,
The reinforcing fiber impregnation device, characterized in that the inlet pipe is filled with the resin.
내부에 보강섬유가 이동하는 이동공간이 형성되고, 기둥형상을 가지며, 상기 함침부의 상부면 중 제 1 위치를 관통하도록 형성되는 유입관;
내부에 상기 보강섬유가 이동하는 이동공간이 형성되고, 기둥형상의 가지며, 상기 함침부의 상부면 중 제 2 위치를 관통하도록 형성되는 배출관;
유연한 재질을 가지고, 상기 배출관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 상기 배출관의 입구보다 아래 위치까지 연장되어 있고, 상기 배출관의 입구보다 아래 부분은 내려갈수록 수평단면의 면적이 점점 증가하는 형상을 가지는 제 2 유연관; 및
상기 제 2 유연관을 둘러싸면서 상기 함침부의 상부면의 하부에 결합되어 있고, 상기 제 2 유연관을 둘러싸는 부분에 복수의 제 2 관통홀들이 형성되어 있는 제 2 지지관; 및
상기 함침부 내부의 수지가 채워진 공간에 형성되고 상기 유입관의 출구를 통해 유입된 보강섬유를 상기 배출관의 입구 방향으로 전달시키는 전달부를 구비하고,
상기 유입관을 통해 상기 함침부의 외부에서 내부로 보강섬유가 유입되고, 상기 유입된 보강섬유는 상기 함침부 내부의 수지가 채워진 부분 및 상기 전달부를 통과하면서 함침되며, 상기 수지가 함침된 보강섬유는 상기 배출관을 통해 상기 함침부의 내부에서 외부로 배출되고,
상기 함침부는,
상기 함침부 내부에 채워진 수지의 표면과 상기 함침부의 상부면 사이의 공간은 대기압보다 큰 공기압을 가지고, 상기 함침부의 내부에 위치하는 상기 유입관의 출구 및 상기 배출관의 입구보다 높은 위치까지 상기 수지가 채워지는 것을 특징으로 하는 보강섬유 함침장치.The impregnated part is filled with resin in the sealed space inside;
an inlet pipe having a movement space in which the reinforcing fiber moves, having a column shape, and passing through a first position among the upper surfaces of the impregnated part;
a discharge pipe having a movement space in which the reinforcing fiber moves, having a columnar shape, and passing through a second position of the upper surface of the impregnated part;
It has a flexible material and is coupled to the lower portion of the upper surface of the impregnated part while surrounding the discharge pipe and extends to a position lower than the inlet of the discharge pipe, and the area of the horizontal cross-section gradually increases as the lower part of the discharge pipe goes down a second flexible pipe having a shape; and
a second support pipe coupled to a lower portion of the upper surface of the impregnated part while surrounding the second flexible pipe, the second support pipe having a plurality of second through-holes formed in a portion surrounding the second flexible pipe; and
and a transmission unit formed in a space filled with resin inside the impregnation unit and transmitting the reinforcing fibers introduced through the outlet of the inlet pipe in the direction of the inlet of the discharge pipe,
Reinforcing fibers are introduced from the outside to the inside of the impregnated part through the inlet pipe, and the introduced reinforcing fibers are impregnated while passing through the resin-filled portion and the delivery part inside the impregnated part, and the resin-impregnated reinforcing fibers are It is discharged from the inside of the impregnation part to the outside through the discharge pipe,
The impregnated part,
The space between the surface of the resin filled inside the impregnation part and the upper surface of the impregnation part has an air pressure greater than atmospheric pressure, and the resin is higher than the outlet of the inlet pipe and the inlet of the discharge pipe located inside the impregnation part. Reinforcing fiber impregnation device, characterized in that it is filled.
상기 배출관을 둘러싸는 상기 제 2 유연관의 내부공간 및 상기 제 2 유연관을 둘러싸는 상기 제 2 지지관의 내부공간에 상기 배출관의 입구보다 높은 위치까지 상기 수지가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 보강섬유 함침장치.7. The method of claim 6,
Reinforcement fiber, characterized in that the resin is filled in the inner space of the second flexible pipe surrounding the discharge pipe and the internal space of the second support pipe surrounding the second flexible pipe to a position higher than the inlet of the discharge pipe. impregnation device.
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