KR102392124B1 - Frp 코어 보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FRP 코어를 제조하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 FRP 코어에 보강띠를 더 부가하여 고강도의 코어를 제조하는 FRP 코어 보강방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 FRP 코어 보강방법은, FRP 코어의 제조에 있어서, 회전을 이루는 성형봉에 성형부로부터 수지에 침전되어 수지가 함침된 성형실이 공급 권취되어 코어의 성형을 이루는 코어 성형단계(S10)와; 성형실에 의해 성형된 코어에 보강띠가 성형부에 의해 공급되어 코어의 보강을 이루는 코어 보강단계(S20);를 포함하고, 상기 코어 성형단계(S10)는 성형봉에 코어의 내경부를 형성하도록 일방향으로 이동하는 성형부에 의해 수지가 함침된 성형실이 공급되어 권취되는 제1 코어 성형단계(S12)와, 내경부가 성형된 코어가 일정한 두께를 이루도록 반대 방향으로 이동되는 성형부에 의해 수지가 함침된 성형실이 공급되어 성형된 코어에 권취되는 제2 코어 성형단계(S14)를 포함하며, 상기 코어 보강단계(S20)는 코어 성형단계(S10)를 통해 형성된 일정 두께의 코어 외측에 격자형 띠 형상의 보강띠가 일방향으로 이동하는 성형부에 의해 공급되어 권취되는 제1 코어 보강단계(S22)와, 보강부가 일정 두께를 이루도록 반대 방향으로 이동하는 성형부에 의해 보강띠가 공급되어 1차 보강이 이루어진 코어에 권취되는 제2 코어 보강단계(S24)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

FRP 코어 보강방법{FRP core reinforcement method}

본 발명은 FRP 코어를 제조하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 FRP 코어에 보강띠를 더 부가하여 고강도의 코어를 제조하는 FRP 코어 보강방법에 관한 것이다.

일반적으로 권취코어는 다른 소재보다 높은 강성을 갖는 유리섬유강화 플라스틱이나 에폭시 수지 등으로 만들어지는 것으로, 액정디스플레이를 비롯한 각종 전자제품용, 광학필름용으로 이용되는 높은 강성을 갖는 동박(Copper Foil), 알루미늄박(Aluminium Foil)을 권취하는데 사용된다.

한 예로, 일반적인 LCD(Liquid Crystal Display) 내지 PDP(Plasma Display Panel)용으로 사용되는 광학 필름은 평면형태로 제작되어, 그 운반 및 보관에 있어 권취 과정을 거쳐 롤(Roll) 형태로 운반 및 보관된다.

따라서, 상기 광학 필름을 권취하여 운반하기 위한 운반용 코어가 마련되는데, 광학 필름은 그 종류와 권취 조건에 의하여 설계되어 지는데 여기서 권취 조건이란, 필름의 종류, 권취중량(통상 0.8톤 내지 2톤 정도), 권취장력, 두께 및 탄성율 등을 포함한 조건이며 이러한 조건에 부합하여 필름을 권취 시 및 필름 롤의 운반 및 보관에도 코어는 변형 및 손상이 없이 롤 형태의 광학 필름을 충분히 지지할 수 있는 강도와 내구성을 가지는 재질이 선택되어 설계된다.

이러한 요건을 충족하기 위한 운반 및 보관용 코어의 소재로는 고강도의 FRP(glass fiber reinforced plastic)를 일 예로 들 수 있다.

상기 FRP(glass fiber reinforced plastic)는 유리섬유, 탄소섬유, 케블라 등의 방향족 나일론섬유와 불포화 폴리에스터, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 결합한 물질로서 철보다 강하고 알루미늄보다 경량으로 녹슬지 않고 가공하기 쉽다는 것이 장점이다.

이와 같은 특성에 기해 고정도와 고중량의 광학 필름 및 2차전지에 사용되는 동박(Copper Foil)이나 알루미늄박(Aluminium Foil)을 운반하기 위해 통상 FRP 코어가 이용되고 있다.

그러나, 상기 FRP 코어는 권취되는 광학 필름 류의 권취 조건에 따라 그 두께 및 직경이 선택되는 바, 하나의 FRP 코어를 통해 광학 필름을 변형 및 손상 없이 더욱 많이 권취하여 운반 및 보관하기 위해서는, 작은 직경으로는 컬 현상 및 필름의 주름문제로 광학필름의 손실이 발생함에 따라 그 두께 및 직경이 필연적으로 증가하게 되며 그에 따라 FRP 코어 자체의 무게도 증가하게 된다.

상기 FRP 코어는 작업자에 의해 운반되고 있으나 상기 언급한 문제점에 따라 상당한 무게를 가지는 FRP 코어를 작업자 1인이 이동하기에는 무리가 따른다.

이에 따라 운반용 코어의 무게를 최소화할 수 있도록 요구되고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 충분한 강도와 내구성을 유지하며 무게를 절감하고자 종래 FRP 코어는, 상대적으로 직경이 작은 두 개의 FRP 코어를 직경이 큰 하나의 FRP 코어의 양측 내경부로 삽입하여 접합시킴으로써 중앙부위에 빈 공간을 형성하도록 하였으며 이에 기해 FRP 코어의 무게를 줄이고자 하였다.

그러나, 상술한 방법에 따르면, 직경이 서로 다른 FRP 코어를 제조해야됨은 물론 FRP 코어 간의 접합 공정이 추가됨으로써 비용이 상승함과 더불어 공정이 복잡해지게 되고, 고하중에 따라 접합부의 내구성이 저하되어 보강수단이 추가적으로 필요한 문제점이 있었다.

또한 종래 권취코어는 경량화를 위하여 대부분 원통형으로 제조되는데 권취대상 광학 필름의 종류에 따라 긴 길이를 갖도록 권취코어의 제조가 요구될 경우, 권취되는 광학 필름의 무게에 의한 하중으로 휨 현상이 발생하게 되는 바,

이는 권취코어의 수명을 단축시킬 뿐 아니라 광학 필름을 귄취 또는 권출하는 과정에서 광학필름을 손상시킬 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, FRP 코어의 제조시 보강띠를 보강하여 코어의 제조를 용이하게 이루고, 코어의 경량화를 이루며, 고강도의 코어를 제조하여 코어의 휨을 방지하는 것을 목적으로 하는 FRP 코어 보강방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 FRP 코어 보강방법은, 회전을 이루는 성형봉에 성형부로 부터 성형실이 공급 권취되어 코어의 성형을 이루는 코어 성형단계와; 일차적으로 성형된 코어에 보강띠가 성형부에 의해 공급되어 코어의 보강을 이루는 코어 보강단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 코어 성형단계는 성형봉에 코어의 내경을 이루기 위해 성형실이 성형부에 의해 수지에 침전 공급되어 권취되는 제1 코어 성형단계와; 내경이 성형된 코어가 일정한 두께를 이루기 위해 성형부가 왕복하여 성형을 이루는 제2 코어 성형단계로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 코어 보강단계는 성형실의 권취에 의해 일정한 두께를 이룬 코어의 외주에 성형부에 의해 보강띠가 공급 권취되어 성형된 코어를 보강하는 제1 코어 보강단계와; 성형부가 왕복하여 코어 보강 및 일정한 두께를 이루는 제2 코어 보강단계로 이루어짐이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 성형실을 성형봉 중심에서 60°~ 80°경사로 권취되어 성형부의 왕복으로 상호 격자 형태를 이룸이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 보강띠는 세로방향 및 가로방향이 엇갈려 격자모양을 이루어 띠 형태로 성형부에 의해 코어에 공급되며, 코어의 권취시 뒤틀림에 의해 세로방향은 60°~ 80°를 이루고, 가로방향이 0°를 이루며 권취됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 FRP 코어 보강방법은 FRP 코어의 제조시 보강띠를 보강하여 코어의 제조를 신속하고 용이하게 이룰수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 보강띠에 의해 코어가 고강도로 제조됨으로 코어의 두께를 최소화 하여 코어의 경량화를 이룰수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 고강도의 코어를 제조하여 코어의 휨을 방지하여 대량의 제품을 권취하여 이동 및 보관 제품제작을 이룰 수 있는 탁월한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 FRP 코어 보강방법을 개략적으로 도시한 순서도.
도 2 및 도 3은 코어 성형단계 과정을 개략적으로 도시한 개념도로서,
도2 는 제1 코어 성형단계를 도시한 것이며, 도 3은 제2 코어 성형단계를 도시한 것이다.
도 4는 코어 코어 보강단계 과정을 개략적으로 도시한 개념도로서, 제1 코어보강단계를 이루고, 제2 코어 보강단계를 순차적으로 이루는 상태를 도시한 것이다.
도 5는 코어의 성형 및 보강을 이루는 성형실 및 보강띠가 공급되는 상태를 개략적으로 도시한 개념도로서,
(a)는 성형실이 공급되는 상태를 도시한 것이며, (b)는 보강띠가 공급되는 상태를 도시한 것이다.
도 6은 보강띠를 개력적으로 도시한 사용상태도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 FRP 코어 보강방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 FRP 코어 보강방법을 개략적으로 도시한 순서도이고, 도 2 및 도 3은 코어 성형단계 과정을 개략적으로 도시한 개념도로서, 도2 는 제1 코어 성형단계를 도시한 것이며, 도 3은 제2 코어 성형단계를 도시한 것이다.

도 4는 코어 코어 보강단계 과정을 개략적으로 도시한 개념도로서, 제1 코어보강단계를 이루고, 제2 코어 보강단계를 순차적으로 이루는 상태를 도시한 것이다.

도 5는 코어의 성형 및 보강을 이루는 성형실 및 보강띠가 공급되는 상태를 개략적으로 도시한 개념도로서, (a)는 성형실이 공급되는 상태를 도시한 것이며, (b)는 보강띠가 공급되는 상태를 도시한 것이다.

도 6은 보강띠를 개력적으로 도시한 사용상태도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 FRP 코어 보강방법(이하 보강방법이라 칭함)은, 회전을 이루는 성형봉(10)에 성형부(20)로부터 수지(50)가 함침된 성형실(40)이 공급 권취되어 코어(100)의 성형을 이루는 코어 성형단계(S10)를 이룬다.

그리고, 일차적으로 성형된 코어(100)에 보강띠(60)가 성형부(20)에 의해 공급 권취되어 코어(100)의 보강을 이루는 코어 보강단계(S20)로 이루어진다.

아울러, 상기 코어 성형단계(S10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 성형봉(10)에 코어(100)의 내경을 이루기 위해 수지(50)에 침전되어 수지(50)가 함침된 성형실(40)이 일방향으로 이동하는 성형부(20)에 의해 공급되어 권취됨으로써 코어(100)의 내경부를 형성하는 제1 코어 성형단계(S12)와, 내경이 성형된 코어(100)가 일정한 두께를 이루기 위해 성형부(20)가 반대 방향으로 이동하면서 성형을 이루는 제2 코어 성형단계(S14)로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 코어 보강단계(S20)는 도 4에 도시된 바와 같이 성형실(40)의 권취에 의해 일정한 두께를 이룬 코어(100)의 외주에 보강띠(60)가 일방향으로 이동하는 성형부(100)에 의해 공급되어 성형된 코어(100)에 권취됨으로써 코어(100)를 보강하는 제1 코어 보강단계(S22)와, 성형부(20)가 반대 방향으로 이동하면서 보강띠(60)를 공급 및 권취하여 코어(100)를 보강함과 아울러 일정한 두께를 가지도록 하는 제2 코어 보강단계(S24)로 이루어짐이 바람직하다.

상기 성형실(40)을 성형봉(10) 중심에서 60°~ 80°경사로 권취되어 성형부(20)의 왕복으로 상호 격자 형태를 이룸이 바람직하다.

상기 보강띠(60)는 도 6에 도시된 바와같이 세로방향(62) 및 가로방향(64)이 엇갈려 격자모양을 이루어 띠 형태로 성형부(20)에 의해 코어(100)에 공급되며, 코어의 권취시 뒤틀림에 의해 세로방향(62)은 60°~ 80°경사를 이루고, 가로방향이 0°를 이루며 권취됨이 바람직하다.

본 발명의 성형실(40)은 다수의 성형릴(미도시)에 권취되어 성형부(20)를 통해 공급되게 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 성형실(40)은 유리섬유로 구비됨이 바람직하나, 사용자의 선택에 의해 공지의 여러 합성재질로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 성형실(40)이 침전되는 수지(50)는 액상의 에폭시(epoxy)수지로 구비됨이 바람직하나, 사용자의 선택에 의해 공지된 여러 액상의 합성수지로 구비될 수 있다.

또한, 상기 성형실(40)은 다수의 성형실(40)이 취합되어 일정한 폭으로 공급됨이 바람직하다.

또한, 성형부(20)에서 공급되는 성형실(40) 및 성형띠(60)의 폭을 동일하게 공급하여 권취시 코어(100)에 굴곡이 발생하지 않게 공급됨이 바람직하다.

그 한 예로 취합되어 공급되는 성형실(40)의 폭이 150mm 이면, 보강띠(60) 또한 폭이 150mm로 공급됨이 바람직하다.

상기와 같이 구비된 본 발명의 보강방법의 작동관계를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 코어 성형단계(S12)는 공지의 회전수단(미도시)에 고정되어 회전을 이루는 긴 성형봉(10)에 여러가닥의 성형실(40)이 취합되어 일정한 폭을 이루며, 성형부(20)에 적재된 수지(50)에 침전된 상태로 성형봉(10)에 공급된다.

그리고, 공급된 성형실(40)은 성형봉(10)의 회전에 의해 성형봉(10)에 권취된다.

물론, 성형실(40)은 수지(50)에 침전된 상태로 공급됨으로 액상의 수지(50)가 성형실(20)에 적셔진 상태로 공급되어 권취된다.

그리고, 도 2에 도시된 바와같이 성형부(20)가 일 방향으로 이동함과 동시에 성형봉(10)이 회전을 이루어 성형실(40)이 일정하게 성형봉(10)의 회전에 의해 성형실(40)은 성형봉에 권취된다.

그리고, 상기 성형실(40)은 성형봉(10)의 중심에서 60°~ 80°의 경사를 이루며 권취되어 코어(100)의 내경을 이룬다.

상기와 같이 코어(100)의 내경을 이루게 성형된 코어(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 제2 코어 성형단계(S14)를 이룬다.

즉, 일방향으로 경사를 이루게 권취된 성형실(40) 상부에 성형부(20)가 역방향으로 이송되고 성형봉(10)의 회전에 의해 역방향으로 경사를 이룬 성형실(40)이 권취되어 성형실(40)이 격자 형태를 이루며, 코어(100)의 성형을 이룬다.

물론, 연속으로 공급되는 성형실(40)은 수지(50)에 침전된 상태로 공급된다.

상기와 같이 성형을 이룬 코어(100)는 일정한 두께를 이루게 성형부(20)의 왕복과 성형봉(10)의 회전에 의한 성형실(40)의 권취에 의해 코어(100)의 성형을 이룬다.

그리고, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 일차적으로 성형된 코어(100)의 외주 끝단에 권취된 상태로 성형부(20)에 구비되는 보강띠(60)가 공급된다.

이때, 세로방향(62)과 가로방향(64)이 엇갈린 격자모양을 이루며 공급되는 보강띠(60)는 성형봉(10)의 회전과 성형부(20)의 이동에 의해 경사를 이루게 뒤틀림으로 세로방향(62)은 60°~ 80°로 경사를 이루고, 가로방향(64)은 0°를 이루며 권취 성형된다.

아울러, 상기 보강띠(60)는 수지의 침전 없이 공급됨이 바람직하나, 사용자의 선택에 의해 수지(50)에 침전된 상태로 공급될 수 있다.

이는, 상기 보강띠(60)의 가로방향(62) 및 세로방향(64)으로 엇갈려 격자모양을 이루게 공급됨으로 성형실(40)을 더욱 용이하게 단단하게 보강 잡아주어 성형실(40)에 의해 성형이 더욱 보강되게 된다.

또한, 보강띠의 가로방향이 0°를 이루며 권취되어 코어의 축 방향으로 보강됨으로 휨에 대한 보강을 용이하게 이룰 수 있다.

아룰러, 상기 보강띠(60)는 성형실 및 면실 또는 성형실 또는 면실이 상호 엇갈려 사용될 수 있으며, 한 예로 가로방향(64)은 성형실로, 세로방향은 면실(62)로 사용될 수 있고, 이는 사용자의 선택에 의해 용이하게 변경가능하다.

그리고, 본 발명의 보강방법은 사용자의 선택에 의해 코어 성형단계에서 부터 보강띠가 공급 코어를 성형 하거나, 코어 성형시 사용자의 필요에 의해 일부 또는 연속으로 공급되어 코어의 보강을 이룰 수 있다.

또한, 사용자의 선택에 의해 보강띠가 여러 방향으로 공급될 수도 있다.

그러므로, 본 발명의 보강방법은 격자모양의 보강띠 중 세로방향이 0°를 이루며, 성형봉의 축방향과 동일하게 직선으로 권취 성형되어 코어의 휨을 방지할 수 있도록 고강도를 이루게 보강 권취된다.

그리고, 보강띠가 공급권취 될때 성형실 또한 동시에 공급됨으로 코어 성형두께가 이중으로 공급 권취되어 코어의 성형이 더욱 빠르고 용이하게 이루어진다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 FRP 코어 보강방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10: 성형봉 20: 성형부
40: 성형실 60: 보강띠
100: 코어

Claims (5)

1. FRP 코어의 제조에 있어서,
   회전을 이루는 성형봉에 성형부로부터 수지에 침전되어 수지가 함침된 성형실이 공급 권취되어 코어의 성형을 이루는 코어 성형단계(S10)와;
   성형실에 의해 성형된 코어에 보강띠가 성형부에 의해 공급되어 코어의 보강을 이루는 코어 보강단계(S20);를 포함하고,
   상기 코어 성형단계(S10)는 성형봉에 코어의 내경부를 형성하도록 일방향으로 이동하는 성형부에 의해 수지가 함침된 성형실이 공급되어 권취되는 제1 코어 성형단계(S12)와, 내경부가 성형된 코어가 일정한 두께를 이루도록 반대 방향으로 이동되는 성형부에 의해 수지가 함침된 성형실이 공급되어 성형된 코어에 권취되는 제2 코어 성형단계(S14)를 포함하며,
   상기 코어 보강단계(S20)는 코어 성형단계(S10)를 통해 형성된 일정 두께의 코어 외측에 격자형 띠 형상의 보강띠가 일방향으로 이동하는 성형부에 의해 공급되어 권취되는 제1 코어 보강단계(S22)와, 보강부가 일정 두께를 이루도록 반대 방향으로 이동하는 성형부에 의해 보강띠가 공급되어 1차 보강이 이루어진 코어에 권취되는 제2 코어 보강단계(S24)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 FRP 코어 보강방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 코어 성형단계(S10)에서 성형실이 성형봉 중심에서 60°~ 80°로 경사를 이루게 권취되며,
   제1 코어 성형단계와 제2 코어 성형단계에서 경사 방향을 반대로 하여 코어의 내측을 형성하는 성형실과 코어의 외측을 형성하는 성형실이 상호 격자 형태를 이루도록 한 것을 특징으로 하는 FRP 코어 보강방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 보강띠는 세로방향 및 가로방향이 엇갈려 격자모양으로 이루어진 띠 형태로 형성되어 코어에 공급되고,
   코어에 권취될 때 뒤틀림에 의해 보강띠의 세로방향은 60°~ 80°를 이루고 가로방향을 0°를 이루도록 권취되며,
   제1 코어 보강단계와 제2 코어 보강단계에 각각 귄취되는 보강띠의 경사 방향이 반대가 되도록 한 것을 특징으로 하는 FRP 코어 보강방법.

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