KR102570816B1 - 정해진 섬유 부피 함량을 갖는 섬유를 함침시키기 위한 장치 - Google Patents

정해진 섬유 부피 함량을 갖는 섬유를 함침시키기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 섬유를 매트릭스 재료로 소킹하기 위한 유닛을 포함하는, 섬유(1)를 함침시키기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 적어도 하나의 개구(107)를 포함하는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)을 포함하고, 상기 개구(107)를 통해 소킹된 섬유(1)가 안내되고, 원하는 섬유 부피 함량이 달성될 만큼의 매트릭스 재료가 제거되도록 최소 개구 단면(111)에서 각각의 개구(107)가 치수설정된다. 본 발명은 또한 이러한 장치에서 섬유를 함침시키는 방법에 관한 것이다.

Description

정해진 섬유 부피 함량을 갖는 섬유를 함침시키기 위한 장치
본 발명은 섬유를 매트릭스 재료로 소킹(soaking)하기 위한 유닛을 포함하는, 섬유에 매트릭스 재료를 함침시키기 위한 장치로부터 비롯된 것이다.
섬유 복합 재료는 섬유를 함침시킴으로써 제조된다. 배스에 함침된 섬유는 구성품, 예를 들어 파이프, 마스트, 탱크가 습식 래핑법(wet-wrapping method)에 의해 제조되는 데 사용될 수 있다. 이러한 장치는 섬유의 연속적인 함침을 가능하게 하며, 섬유는 소킹 직후 추가 가공될 수 있다. 습식 래핑법에서 소킹된 섬유는 일반적으로 권취되어 매트릭스 재료가 경화되거나 굳어지기 전 최종 제품을 형성한다. 최종 제품을 형성하기 위해, 매트릭스 재료의 경화 또는 굳어짐은 래핑 후 수행된다.
섬유를 소킹하기 위한 다양한 방법이 알려져 있으며, 통상적으로 배스가 이용되고, 이것을 통해 섬유가 안내된다.
따라서, 예를 들어, 연속 섬유가 배스를 통해 안내되고, 배스에서 섬유가 위에서부터 배스 내로 액침되고 배스 내에서 롤러 둘레로 안내되는 것이 미국 특허 제2,433,965에 공지되어 있다. 배스를 떠나면, 소킹된 섬유는 과잉 매트릭스 재료가 압출되는 한 쌍의 롤러를 통해 안내된다. 이를 위해, 롤러 쌍은 배스 표면 위에 위치하여, 분리된 매트릭스 재료가 배스 내로 다시 들어갈 수 있다.
래핑된 제품을 제조하기 위한 장치는 미국 특허 제4,267,007호에 공지되어 있다. 여기에서 래핑 공정 전 섬유는 마찬가지로 매트릭스 재료를 구비한 배스에 소킹된다. 이를 위해, 섬유는 배스 내의 롤러 둘레로 안내된다. 그 후 과잉 매트릭스 재료를 압출시키기 위해, 소킹된 섬유는 플레이트를 거쳐 안내되고 블록에 의해 플레이트로 밀려들어간다.
그러나, 섬유상 구조체가 배스를 통해 안내되는 모든 방법은, 증발에 의해 또는, 사용되는 매트릭스 재료에 따라, 또한 공기 중 습기와의 접촉에 의한 화학 반응에 의해, 일반적으로 개방된 배스에 의해 매트릭스 재료의 점도가 시간에 따라 변한다는 단점을 갖는다. 또한, 각각의 스타트업 후, 예를 들어 세척 작업 후, 섬유는 다시 힘들게 스레딩될 필요가 있다. 섬유가 배스에 배치된 후에만 배스의 충전을 수행할 수 있다.
특히 매트릭스 재료의 점도가 변하는 것을 피하기 위해, 함침이 수행되는 갭을 통해 섬유가 안내되는 방법 및 장치가 공지되어 있다. 이러한 장치는 예를 들어 미국 특허 제4,937,028호, 미국 특허 제5,766,357호, 또는 WO-A　2007/062516, 뿐만 아니라 문헌 [A. Miaris et al., "Modeling the Impregnation Process of a Siphon Impregnation System during Filament Winding", Proceedings of the ASME 2011 Pressure Vessels and Piping Division Conference, PVP2011, July 2011]에 공지되어 있다. 그러나, 이들 방법은 특히, 함침 장치의 작은 크기로 인해, 균일한 함침을 얻기 위해, 매트릭스 재료가 연속적으로, 매우 정밀하게 공급되어야 한다는 단점을 갖는다.
섬유가 덕트를 통해 안내되고, 덕트 내에서 소킹을 위한 매트릭스 재료가 매니폴드에 의해 펌핑되는 인발 성형법(pultrusion method)이 미국 특허 제5,747,075에 공지되어 있다.
미국 특허 제5,084,305호는 섬유가 웹, 노즐을 가로질러 안내되고, 이들을 통해 매트릭스 재료가 각각의 상기 웹에 형성된 섬유에 적용되는 소킹법을 기술한다. 섬유는 웹의 상단을 따라 한 번, 웹의 하단을 따라 한 번 안내되므로, 이 시스템에서 균일한 함침이 달성된다.
균일하게 함침된 섬유를 얻기 위해, 이 방법의 경우 매트릭스 재료의 연속적 및 특히 균일한 공급이 필요하다.
섬유를 함침하기 위한 추가 가능성은 미국 특허 제7,413,623에 공지되어 있다. 여기에서 섬유는 복수의 롤러 둘레로 안내되고, 매트릭스 재료의 첨가는 롤러 위에 배치되는 저장 용기에서 수행되고, 여기에서 매트릭스 재료가 롤러 갭에 공급되고, 롤러 갭을 통해 섬유가 위에서 아래로 이동한다. 상기 문헌에서 과잉 매트릭스 재료가 롤러를 통해 흘러내려서 재순환될 수 없다는 것이 특히 불리한 점이다. 매트릭스 재료가 롤러 상에 침착되고 롤러 표면 상에 경화될 위험이 존재하며, 이는 추가적이고 복잡한 세척 공정을 필요로 한다.
모든 공지된 방법의 경우에서 추가 단점은, 섬유를 소킹하는 동안 일정하게 유지되는 특정 섬유 부피 함량을 설정하는 것이 불가능하다는 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 소정의 섬유 부피 함량을 설정할 수 있고, 함침 중 섬유 부피 함량이 제조 중 작동 파라미터의 변화에 의해서도 변하지 않는, 섬유를 함침시키기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
섬유를 매트릭스 재료로 소킹하기 위한 유닛을 포함하는, 섬유에 매트릭스 재료를 함침시키기 위한 장치에 의해 상기 목적이 달성되며, 여기에서 상기 장치는 소킹된 섬유가 안내되는 적어도 하나의 개구를 포함하는, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 포함하고, 각각의 개구는, 최소 개구 단면에서, 원하는 섬유 부피 함량이 달성되도록 하는 만큼의 매트릭스 재료가 제거되도록 치수설정된다.
장치에 의해 함침될 수 있는 섬유는 예를 들어 로빙(roving), 스레드, 또는 얀(yarn)의 형태로, 바람직하게는 로빙의 형태로 이용가능할 수 있다. 대안으로, 섬유는 평면 섬유상 구조체, 예를 들어 매트, 우븐 패브릭, 니트 패브릭, 날실/씨실 니트 패브릭, 또는 논우븐 패브릭으로서 이용가능할 수 있다.
섬유를 소킹하기 위한 유닛은 예를 들어 매트릭스 재료를 수용하기 위한 배스를 포함한다. 그러나, 대안으로, 당업계의 숙련가에게 공지되어 있는 섬유를 소킹하기 위한 임의의 다른 유닛, 예를 들어 롤러 함침 유닛, 또는 매트릭스 재료가 섬유에 부어지는 유닛 또한 사용될 수 있다. 혼합 헤드, 바람직하게는 저압 혼합 헤드가 섬유를 소킹하기 위한 유닛으로서 제공되는 것 또한 가능하다. 여기에서 섬유는 혼합 헤드 아래의 챔버에서 함침된다.
함침 시, 섬유는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구를 통해 안내된다. 다량의 매트릭스 재료가 섬유에 의해 흡수되는 경우, 섬유가 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구를 통해 안내되기 전에 매트릭스 재료가 섬유로부터 와이핑될 가능성 또한 존재한다. 이를 위해, 예를 들어 와이핑 엣지를 가지며 이를 통해 섬유가 안내되는 와이퍼가 사용될 수 있다. 혼합 헤드로 소킹하는 경우, 소킹 직후에 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 통해 섬유가 안내되는 것이 바람직하다.
상기 목적은 또한 이러한 장치에서 섬유를 함침시킬 때, 섬유 부피 함량을 설정하는 방법에 의해 달성되며, 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다:
(a) 섬유를 매트릭스 재료로 소킹하는 단계;
(b) 소킹된 섬유를, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 장치의 적어도 하나의 개구를 통해 안내하는 단계로서, 적어도 2개의 섬유가 섬유 부피 함량 설정을 위한 유닛의 각각의 개구를 통해 안내되고, 각각의 개구는 하기 상관관계를 만족하는 최소 단면적을 갖는 것인 단계:
상기 식에서
- n은 작동 시 개구를 통해 안내되는 섬유의 수이고,
- Tex는 g/1000 m 단위의 섬유의 텍스 번수이고,
- φ는 섬유 부피 함량이고,
- ρ는 섬유의 밀도이다.
섬유 부피 V섬유 및 매트릭스 부피 V매트릭스와 함께 하기 식
Figure 112020021425099-pct00002
을 섬유 부피 함량 φ에 적용한다.
개개의 섬유가 아닌 로빙 또는 평면 섬유상 구조체를 매트릭스 재료로 소킹해야 하는 경우, 섬유의 수 및 텍스 번수 대신, 개구를 통해 안내되는 로빙 또는 평면 섬유상 구조체의 수 및 텍스 번수를 각각 삽입하는 것이 바람직하다.
최소 개구 단면에서 원하는 섬유 부피 함량이 달성되도록 하는 만큼의 매트릭스 재료가 제거되도록 치수설정된 적어도 하나의 개구를 통해 섬유를 안내함으로써, 개구의 다운스트림에서의 섬유 부피 함량이 항상 동일하도록 하는 만큼의 매트릭스 재료가 소킹된 섬유로부터 제거된다. 와이핑 엣지에서 매트릭스 재료가 제거되는 와이퍼의 경우 외에, 공정 파라미터의 변화가 있는 경우에, 예를 들어 일부 위치에 더 높은 매트릭스 재료 함량이 존재하는 경우에도 일정한 섬유 부피 함량이 항상 달성되는데, 왜냐하면 소킹된 섬유가 개구를 통해 진행할 때 모든 면에 둘러싸이고 따라서 그 위치에서 섬유 부피 함량을 감소시킬 수 있는 드롭이 섬유 상에 잡히지 않을 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 장치 및 본 발명의 따른 방법의 추가 장점은, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구 단면이 변하기 때문에, 응용분야에 따라 다양한 섬유 부피 함량을 설정할 수 있다는 것이다. 이를 위해, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구는 조정 가능하거나, 또는 대안으로 상이한 개구 단면을 갖는, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 복수의 교체가능한 유닛이 준비되며, 여기에서 어울리는 개구 단면이, 원하는 개구 단면을 설정하는 데 선택되고 삽입된다. 그러나, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구가 조정 가능한 것이 바람직하다.
개구의 형상은 소킹될 섬유에 따라 달라진다. 따라서, 예를 들어, 개개의 스레드, 얀 또는 로빙의 형태의 섬유의 경우, 둥근 단면적을 갖는 개구가 제공되는 것이 바람직하지만, 매트, 우븐 패브릭, 니트 패브릭, 씨실/날실 우븐 패브릭, 또는 논우븐 패브릭의 경우 슬롯형 개구가 바람직하며, 상기 슬롯형 개구의 높이는 적어도 평면 섬유상 구조체의 두께에 해당하고 높이 면에서 바람직하게는 섬유상 구조체의 두께의 두 배이다.
한 실시양태에서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 적어도 하나의 개구 단면적은 작동 시 섬유의 진행 방향으로 크기가 감소한다. 단면적은 바람직하게는 진행 방향으로 꾸준히 감소하고, 섬유의 진행 방향에서의 단면적의 감소는 특히 바람직하게는 원뿔형이다. 섬유의 진행 방향에서의 단면적의 감소에 의해 소킹된 섬유의 더 균일한 압축이 달성될 수 있고, 한편으로는, 이로 인해 섬유 부피 함량이 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 업스트림에서 일정하지 않은 경우에도 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구를 통해 섬유를 일정하게 안내하는 것이 가능하다. 작동 시 섬유의 진행 방향으로 감소하는 단면적을 갖는, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구의 설계의 추가 장점은, 섬유로부터 와이핑되고/되거나 압출되는 매트릭스 재료가 개구로부터 더 쉽게 유동할 수 있고, 따라서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 절차를 방해하지 않는다는 것이다. 와이핑되고/되거나 압출된 매트릭스 재료는 바람직하게는 수집되고, 섬유를 소킹하기 위한 유닛으로 다시 안내된다.
섬유가 로빙으로서 이용가능한 경우, 함침될 로빙의 섬유가 단일화될 필요가 없는 경우 정해진 섬유 부피 함량이 설정되는 것이 유리하지만, 로빙의 경우 번들의 형태로 유지되는 것이 유리하다. 이를 위해, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 각각의 개구가 각각 적어도 로빙의 직경에 해당하는 최대 폭 및 최대 높이를 갖는 것이 바람직하다. 복수의 로빙이 하나의 개구를 통해 안내되어야 하고, 개구의 최대 높이가 하나의 로빙의 직경에 해당하는 경우, 개구의 폭은 적어도 로빙의 수와 로빙의 직경을 곱한 것에 해당해야 하는데, 왜냐하면 이러한 경우에 모든 로빙은 서로 옆에 있도록 하여 개구를 통해 안내되기 때문이다. 따라서 세장형 보어(bore)로서 설계된 개구가 90° 회전되도록 배치되는 경우, 최대 폭은 하나의 로빙의 직경에 해당하고, 높이는 로빙의 수에 하나의 로빙의 직경을 곱한 값에 해당한다. 그러나, 개구를 통해 번들 형태의 로빙이 안내될 수 있도록 개구가 설계되는 것이 바람직하다. 여기에서 개구가 원형이도록 설계되는 것이 특히 바람직하다. 그러나, 개구의 임의의 다른 형상, 예를 들어 타원 또는 3개 이상의 모서리를 갖는 다각형 형상 또한 가능하다. 그러나, 개구가 모서리가 없는 형상을 갖는 것, 즉 원형 또는 타원형인 것이 바람직하다. 그러나, 높이 또는 폭이 하나의 로빙의 직경에 해당하는 방식으로 개구를 설계하는 것은 개개의 로빙이 순차적으로 소킹되는 적용에만 가능하다. 예를 들어 래핑된 중공 부재의 제조를 위해, 로빙이 예를 들어 노트(knot)에 의해 서로 연결됨으로써 형성되는 연속 섬유가 사용되어야 할 필요가 있다면, 하나의 로빙의 직경의 두 배인 최소 높이 또는 폭이 요구된다.
소킹될 섬유가 로빙으로서 이용가능한 경우, 개구 단면적은 바람직하게는 2개 이상의 로빙, 바람직하게는 4개 이상의 로빙, 특히 7개의 로빙이 상기 개구를 통해 안내될 수 있도록 크게 선택된다. 로빙의 최대 수 또한 로빙이 이전에 소킹되었던, 섬유를 소킹하기 위한 유닛으로부터 유도된다. 로빙은 개별적으로 소킹되고 이어서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구를 통해 안내되도록 모이기 때문에, 로빙을 소킹하기 위한 배스를 구비한 장치의 경우에서 매우 많은 수의 로빙은 매우 넓은 배스로 이어진다. 또한, 로빙을 모으기 위해 특정 간격이 또한 요구되므로, 일반적으로 로빙의 최대 수는 50 이하이다. 로빙을 모으기 위한 거리를 짧게 하기 위해, 로빙의 수가 매우 많은 경우에 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 복수의 개구가 제공되는 것 또한 가능하며, 소킹된 로빙 중 일부는 각각의 상기 개구부를 통해 안내된다. 개구 단면적은 바람직하게는 적어도 n+1개의 로빙의 단면적에 해당하도록 크며, 여기에서 n은 개구를 통해 안내되는 로빙의 수이다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구를 통해 안내되는 복수의 로빙으로 인해 로빙은 단면적에 따라 자체 작용 방식으로 짜여지며, 따라서 원하는 섬유 부피 함량을 달성한다.
장치가 상이한 수의 섬유에 사용될 수 있거나, 섬유 부피 함량을 변화시키는 데 사용될 수 있기 위해, 복수의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 제공되는 것이 가능하며, 여기에서 각각의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은 다른 단면적을 갖는다. 그러나, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 각각의 개구가 조정 가능한 것이 바람직하다. 이는 동일한 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 상이한 섬유 부피 함량에, 또는 대안으로 상이한 수의 섬유에 사용될 수 있게 한다.
섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 조정 가능한지 여부와 관계없이, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은 상측부 및 하측부를 포함하고, 개구는 각 경우 일부는 상측부에서, 일부는 하측부에서 형성된다. 이는 섬유가 간단한 방식으로 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛 내에 배치될 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서 섬유는 하측부의 개구 중 일부에 배치될 수 있고, 그 후에 상측부는 그 위에 배치될 수 있다. 섬유의 삽입을 용이하게 하기 위해, 하측부의 개구 중 일부가 상측부의 개구 중 일부보다 더 큰 경우가 특히 유리하다. 특히 바람직하게는 하측부의 개구 중 일부는, 섬유가 하측부의 개구 중 일부 내로 완전히 삽입되어, 상측부가 하측부 위에 위치하는 동안 섬유가 개구로부터 빠져 나가고 하측부와 상측부 사이에 걸리지 않도록 하는 크기를 갖는다. 여기에서 하측부의 개구 중 일부가 전체 개구 단면의 75 내지 100%인 경우가 특히 유리하다. 하측부의 개구 중 일부가 상측부와 평면으로 밀폐되는 경우, 전체 개구 단면적의 100%의 비가 특히 가능하다.
그러나, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이, 각각 하나의 클리어런스를 갖는 상측부 및 하측부를 포함하는 것이 바람직하며, 여기에서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 장착되는 경우에, 하측부의 클리어런스 및 상측부의 클리어런스가 서로 교차하여 개구를 형성하고, 개구 단면이 상측부와 하측부의 상호간의 상대 위치에 의해 조정 가능한 것이 바람직하다. 이는 예를 들어, 상측부와 하측부가 다른 정도로 서로 교차하는 방식으로 구현될 수 있으며, 여기에서 상측부 및 하측부가 서로에 대해 수평으로 뿐만 아니라 수직으로 옮겨지는 것이 가능하다. 여기에서 상측부 또는 하측부가 단단히 장착되고, 상측부가 단단히 장착된 경우 하측부가, 또는 하측부가 단단히 고정된 경우 상측부가 각각 옮겨질 수 있도록 장착되는 것이 바람직하다.
하나의 특히 바람직한 실시양태에서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은, 섬유가 공급되는 측이 배스에 침지되고, 섬유가 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛으로부터 빠져나오는 측이 배스의 외부에 위치하도록 설계되고 배치된다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 이러한 배치는, 와이핑되거나 되돌아온 매트릭스 재료를 통해 공기 또는 가스가 배스의 매트릭스 재료 내로 혼입되지 않고, 이로 인해 매트릭스 재료의 노화가 추가로 지연되고, 또한 섬유의 완전한 소킹이 매트릭스 재료에 혼입된 기포에 의해 손상되는 것이 방지된다는 장점을 갖는다. 공기 또는 가스의 도입이 방지되고, 이러한 경우에 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 섬유 및 매트릭스 재료로 완전히 충전되며, 각각 어떠한 공기도 또는 어떠한 가스도 포함하지 않는다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 소킹된 섬유가 공급되는 측이 매트릭스 재료의 배스 외부에 위치하는 경우, 다시 흘러가는 매트릭스 재료는 처음에 배스 위의 공기 또는 가스를 통해 드리핑되고, 이러한 방식으로 배스 내로 도입될 공기 또는 가스를 혼입시킬 수 있다. 상기 배스 내로 다시 흘러가거나 드리핑되는 와이핑된 매트릭스 재료, 및 섬유의 움직임으로 인해 야기되는, 배스 내의 매트릭스 재료의 움직임으로 인해, 혼입된 가스는 미세 기포로 분할되고 매트릭스 재료에 분포된다.
한 측이 매트릭스 재료의 배스 내로 돌출되고 다른 측이 배스 외부에 위치하는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이, 최소 단면을 갖는, 매트릭스 내로 돌출된 노즐, 및 노즐에 인접해 있고 이를 통해 소킹된 섬유가 안내되며 매트릭스 재료 밖에서 끝나는, 예를 들어 슬리브 형태의 덕트를 갖도록 설계되는 것이 특히 유리하다. 여기에서 덕트의 단면은 소킹된 섬유가 덕트의 벽과 접촉하지 않도록 넓게 선택된다. 과잉 매트릭스 재료가 최소 단면 상에서 와이핑되기 위해, 둘러싸는 와이핑 엣지가 최소 단면의 위치에서 덕트에 제공되는 것이 더 바람직하다. 여기에서 덕트의 단면은 임의의 형상을 취할 수 있으며, 모서리가 없는 단면 형상, 예를 들어 원형 단면 또는 타원형 단면이 바람직하다. 한 실시양태에서 상기 노즐이 섬유 부피 함량을 설정할 수 있게 하기 위한 가변 단면을 갖도록 노즐이 구현된다. 대안으로, 섬유 부피 함량을 설정하기 위해 교체가능한 노즐이 제공되는 것 또한 가능하다.
노즐 및 덕트를 구비하는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 2개의 부분으로 설계되는 것이 바람직하며, 여기에서 상기 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은 하측부, 및 섬유가 간단한 방식으로 하측부 내에 배치될 수 있고 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 순차적으로 덮개에 의해 밀폐될 수 있도록 하는 덮개를 갖는다.
대안으로, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 배스의 벽에 구현되는 것 또한 가능하다. 이러한 경우에, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은 벽의 개구로서 구현되며, 외면의 상기 개구는 최소 단면을 갖는다. 단면은 내측, 즉 배스를 마주하는 측에서 더 넓어서, 개구를 통해 섬유가 더 쉽게 스레딩될 수 있다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 배스의 벽에 구현되는 경우, 섬유가 우선 배치되고 매트릭스 재료가 그 후에 충전되는 것이 더 바람직하다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 형성하는 개구를 통해 안내되는 섬유에 의해 밀봉이 동시에 수행되며, 이러한 밀봉으로 인해 매트릭스 재료가 배스로부터 흘러나가는 것이 방지된다.
섬유의 공급 또한 배스의 벽에 형성될 수 있다. 이는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 유형에 관계없이 가능하다. 배스 내로의 섬유의 공급이 벽의 개구로서 형성되는 경우, 가장 단단히 고정된 단면은 바람직하게는 공급될 섬유에 의해 취해지는 단면에 해당한다. 여기에서 섬유의 스레딩을 용이하게 하기 위해, 섬유가 배스에 들어가는 측의 개구 단면이 더 넓은 것이 또한 유리하다. 개구를 통해 안내되는 섬유의 단면에 해당하는 최소 단면으로 인해, 작동 시 매트릭스 재료가 개구를 통해 배스로부터 흘러나가는 것이 방지된다. 여기에서 개구를 통해 안내되는 섬유는 씰(seal)로서 작용한다.
섬유가 배스의 벽의 개구를 통해 공급되고 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 마찬가지로 배스의 벽에 구현되는, 섬유를 함침시키기 위한 장치가 덮개에 의해 밀폐되는 것이 특히 바람직하다. 특히 덮개에 의해 밀폐되는 장치가 매트릭스 재료로 완전히 충전된 경우, 섬유를 함침시키기 위한 장치가 임의의 각도로 배치되는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 섬유를 함침시키기 위한 장치로부터의 함침된 섬유는, 다시 한 번 디플렉션되어야 하는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 떠날 때, 섬유가 없는 상이한 위치로부터 권취 코어로 공급될 수 있다. 특히, 이러한 장치를 통해 권취 코어로의 섬유의 성형(star-shaped) 공급이 가능하며, 여기에서 섬유를 함침시키기 위한 장치는 마찬가지로 성형으로 배치된다.
섬유가 배스의 벽의 개구를 통해 공급되고 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛에 의해 빠져나가는, 섬유를 함침하기 위한 장치에서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 배스의 벽에 형성되는 경우, 연결부가 제공되는 것이 더 바람직하고, 이것을 통해 매트릭스 재료가 재공급될 수 있다. 이러한 경우에 일단 섬유가 배치되면 매트릭스 재료로 충전하는 것은 우선 연결부를 통해 수행될 수 있고, 매트릭스 재료는 차후에 작동 중에 재공급될 수 있어서, 소비된 매트릭스 재료를 보충하기 위해 권취 공정을 중단할 필요가 없다.
섬유 번들 또는 로빙이 공급되는 경우, 섬유를 공급하기 위한 개구 단면은, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 형성하는 개구와 유사하게, 바람직하게는 모서리를 갖지 않는다. 적합한 단면 형상은 예를 들어 원형 또는 타원형이다. 소킹될 섬유가 편평한 섬유, 예를 들어 좁은 테이프 형태로 존재하는 경우, 상기 개구가 존재할 정도의 섬유를 공급하기 위한 개구 단면 형상, 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 형성하는 개구 단면 형상은 바람직하게는 직사각형이며, 이러한 경우에서도 개구를 형성하는 직사각형의 모서리는 둥글게 될 수 있다.
섬유 번들 또는 복수의 로빙으로부터의 번들을 공급하는 경우에서, 섬유 번들 또는 복수의 로빙으로부터의 번들이 공급된 후 분할되는 것이 더 바람직하다. 여기에서 섬유 번들이 공급되는 경우, 섬유 번들을 개개의 섬유로 또는 더 작은 수의 섬유를 갖는 유닛으로 분할하는 것을 수행할 수 있다. 복수의 로빙으로부터의 번들이 공급되는 경우에, 바람직하게는 개개의 로빙으로 분할하는 것을 수행한다. 이를 위해, 예를 들어, 디플렉션 유닛이 매트릭스 재료의 배스, 개개의 섬유, 더 작은 수의 섬유를 갖는 유닛에 제공되거나, 개개의 로빙이 상기 디플렉션 유닛 둘레로 안내된다. 더 작은 단면으로 인해, 섬유의 완전한 소킹을 달성하기 위해 매트릭스 재료가 깊게 침투할 필요가 없기 때문에, 상기 분할에 의해 섬유를 매트릭스 재료로 소킹하는 것이 개선된다.
섬유를 소킹하기 위한 유닛이 매트릭스 재료를 구비한 배스를 포함하는 경우, 장치가 배스가 수용되는 하측부, 및 밀폐를 위한 덮개를 포함하는 것이 바람직하며, 덮개가 장착되는 경우에, 각각의 경우 덮개와 하측부 사이에 하나의 갭이 형성되고 이를 통해 섬유가 장치 내로 안내되고 장치로부터 빠져나간다. 하측부 및 덮개를 구비하는 이러한 설계의 경우에, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 상측부가 덮개 상에 배치되고, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 하측부가 하측부에 배치되는 것이 더 바람직하다.
섬유로부터 드리핑되는 매트릭스 재료가 폐기되지 않고 재순환될 수 있도록 하기 위해, 하측부는 배스 방향으로 경사진 경사면을 가지며, 섬유로부터 드리핑되는 매트릭스 재료는 상기 경사면에 의해 배스로 다시 흘러갈 수 있다.
소킹을 위해 섬유가 안내되는 매트릭스 재료를 구비하는 배스로 인해, 정확한 양의 매트릭스 재료가 공급되도록 하는 계량 유닛이 제공될 필요가 없다. 배스를 통해 흐를 때 섬유는 매트릭스 재료를 흡수한다.
특히 다량의 매트릭스 재료가 흡수된 경우, 과잉 매트릭스 재료는, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 통해 섬유를 안내하기 전 와이핑되는 것이 유리하다. 이를 위해, 와이핑 엣지를 갖는 하나 이상의 와이퍼가 사용될 수 있으며, 이를 통해 작동 시 섬유가 안내된다. 배스 방향으로 경사진 경사면 상으로 와이핑된 매트릭스가 드리핑되어, 와이핑된 과잉 매트릭스 재료가 경사면을 통해 배스 내로 다시 흘러가고 따라서 재순환될 수 있다.
장치를 밀폐하는 덮개로 인해, 배스 위에서 영구적인 공기의 교환이 수행되는 것이 방지된다. 이로 인해, 한편으로는 매트릭스 재료의 증발이 제한될 수 있고, 다른 한편으로는 새로운 공기의 영구적인 공급이 또한 막혀서, 매트릭스 재료과 공기에 함유된 수분의 반응이 감속된다. 따라서 배스에 포함된 매트릭스 재료는 더 긴 기간 동안 이용될 수 있고, 노화 및 관련된 점도 증가로 인한 교체가 필요한 빈도가 줄어든다. 섬유가 장치에 들어가거나 장치를 떠날 때 손상되는 것을 방지하기 위해, 그리고 섬유가 장치를 떠날 때 매트릭스 재료가 섬유로부터 다시 압출되는 것을 추가로 방지하기 위해, 섬유가 장치 내로 안내되는 하나의 갭 및 소킹된 섬유가 다시 장치를 떠나는 제2 갭이 덮개와 하측부 사이에 제공된다.
디플렉션 유닛이 바람직하게는 덮개에 장착되며, 덮개가 장착되는 경우, 디플렉션 유닛을 통해 섬유는 배스 내로 밀려들어갈 수 있다. 이로 인해, 섬유의 배치와 관계없이 배스가 충전되는 것이 가능하다. 섬유는 배스의 표면 위에 간단한 방식으로 배치될 수 있으며, 이어서 덮개가 장착될 때, 섬유는 디플렉션 부분에 의해 배스 내로 밀려들어간다. 따라서 빈 배스의 경우 임의의 힘든 배치를 생략할 수 있다.
덮개 상에 디플렉션 유닛을 구비하는 구조로 인해, 세척을 위해 하측부가 쉽게 제거될 수 있고 새로운 하측부로 교체될 수 있다. 이로 인해, 세척 시 긴 작동 중단이 필요하지 않다. 세척에 너무 많은 수고가 들어야 하거나 세척이 환경에 피해를 주는 수단으로만 가능하여 폐기하는 것이 더 비용 효율적이고 더 환경 친화적인 방식으로 수행될 수 있다면, 본 발명에 따른 장치는 또한 하측부가 일회용품으로서 구현게 할 수 있고 요구에 따라 새로운 것으로 교체되게 할 수 있다.
섬유가 배스를 통해 흐를 때 균일하게 와이핑되기 위해, 작동 시 소킹된 섬유가 안내되는 하나 이상의 와이퍼 외에도, 하나 이상의 와이퍼가 덮개에 장착되는 것이 바람직하며, 덮개가 와이핑 엣지를 장착하는 경우에 상기 와이퍼는 위에서부터 소킹된 섬유를 밀어낸다. 또한 과잉 매트릭스 재료는 덮개에 장착된 하나 이상의 와이퍼에 의해 섬유의 위쪽으로부터 와이핑된다. 또한 상기 과잉 매트릭스 재료는 배스 방향으로 경사진 경사면 상에 드리핑되고, 상기 경사면의 매트릭스 재료는 배스 내로 다시 흘러간다. 덮개에 장착된 와이퍼로 인해, 여기에서 또한 하측부에 장착된 부분에 의해 간단한 방식으로 섬유가 장치 내에 배치되는 것이 가능하다. 덮개가 장착되면, 해당하는 방식으로 위에서부터 작용하는 부분이 섬유를 아래로 밀어낸다. 개개의 와이퍼와 디플렉션 부분 사이의 복잡한 스레딩이 필요하지 않다.
섬유에 작용하는 압력을 설정하기 위해, 덮개에 장착된 하나 이상의 와이퍼가 높이에 대해 조정 가능한 것이 더 바람직하다. 덮개에 장착된 모든 와이퍼가 높이에 대해 조정 가능한 것이 특히 바람직하다. 덮개에 장착된 복수의 와이퍼가 제공되는 경우, 각각의 와이퍼가 개별적으로 설정되는 것이 가능하다. 이는 원하는 양의 매트릭스 재료가 섬유에 남아있게 하는 방식으로 하측부 및 덮개에 장착된 와이퍼에 의한 안내를 가능하게 한다. 덮개에 장착된 와이퍼의 와이핑 엣지와 덮개 사이의 간격이 넓을수록, 소킹된 섬유에 작용하는 압력이 더 커지고, 와이핑되는 매트릭스 재료의 양이 더 많아진다. 따라서 많은 매트릭스 재료를 갖는 섬유가 얻어져야 하는 경우, 섬유상 구조에 약간의 압력만 작용하도록 와이퍼가 설정되고, 대신 소량의 매트릭스 재료만이 섬유에 포함되어야 하는 경우, 섬유상 구조에 높은 압력이 작용하도록 와이퍼가 설정된다.
매트릭스 재료가 섬유로부터 균일하게 와이핑되기 위해, 섬유의 이송 방향으로 와이퍼가 덮개 및 하측부 상에 상호간 오프셋(offset) 방식으로 배치되는 것이 더 바람직하다. 여기에서 섬유의 이송 방향으로 하나의 와이퍼가 각각 덮개에 및 하측부에 교대로 배치되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 배치로 인해 섬유는 위와 아래로부터의 와이퍼를 따라 균일하게 안내되며, 매트릭스 재료는 와이핑된다. 하측부 및 덮개 상의 와이퍼의 교대 배열은 또한 각각의 경우 하측부에 장착된 와이퍼와 맞물리는 덮개에 장착된 와이퍼로 이어진다. 이는 섬유의 덮개 상의 와이퍼의 높이 설정에 있어서, 하측부에 장착된 와이퍼의 이웃하는 와이핑 엣지의 경우에서처럼, 덮개에 장착된 와이퍼의 와이핑 엣지를 통과하는 섬유에 동일한 압력이 작용한다는 추가의 긍정적 효과를 갖는다. 이로 인해, 섬유의 균일한 함침이 얻어진다.
과잉 매트릭스 재료가 섬유로부터 와이핑되기 위해, 하측부 및 덮개 상의 와이퍼가 각각의 경우에, 덮개의 와이퍼의 와이핑 엣지가 장치의 하측부의 와이핑 엣지보다 더 낮은 곳에 있는 것이 특히 유리하다. 이러한 방식으로, 덮개에 장착된 와이퍼와 하측부에 장착된 와이퍼 사이의 맞물림이 항상 존재한다. 하측부에 장착된 와이퍼 및/또는 덮개에 장착된 와이퍼의 높이 조정을 통해 와이퍼의 상호간의 맞물림의 강도를 설정할 수 있다.
매트릭스 재료가 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 와이퍼를 통과하면, 섬유의 매트릭스 재료의 비율의 후속 정밀 설정이 수행된다.
내마모성 금속, 내마모성 플라스틱, 내마모성 세라믹, 또는 유리가 와이퍼 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 재료로서 특히 적합하다. 내마모성 재료의 사용에 의해, 와이퍼 또는 섬유 부피 비율을 설정하기 위한 유닛에 의해 제거된 입자가 이물질로서 소킹된 섬유 내로 들어가지 않는 것이 보장된다. 이로 인해 와이핑 엣지, 또는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 적어도 하나의 개구가 각각 작동 과정에서 마모에 의해 변형되는 것이 또한 방지된다. 이로 인해, 전체 작동 기간에 걸쳐 와이퍼 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 균일한 효과가 달성된다. 강철, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 세라믹, 또는 유리가 와이퍼 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 특히 바람직한 재료이다.
본 발명의 맥락에서 내마모성은, 1,000 km의 섬유, 특히 로빙을 가공하는 데 있어서, 와이퍼의 0.1 mm 미만의 재료가 통과하는 섬유에 의해 제거되는 것을 의미하도록 이해된다.
섬유가 장치 내로 안내될 때 손상되지 않고 특히 가장자리가 긁히지 않기 위해, 섬유가 배스로 들어오기 전 안내되는 제1 디플렉션 유닛이 하측부에 제공되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 소킹된 섬유가 배스를 떠날 때 안내되는 제2 디플렉션 유닛이 바람직하게는 하측부에 제공된다. 제1 디플렉션 유닛 및 제2 디플렉션 유닛 각각이 하측부에 제공되기 때문에, 섬유가 배치될 경우에 디플렉션 유닛 상에 간단히 배치될 수 있다. 이어서 덮개에 고정된 디플렉션 유닛을 통해 섬유가 배스 내로 밀려 들어가서, 하측부의 제1 디플렉션 유닛을 거쳐, 덮개의 디플렉션 유닛을 따라, 그리고 하측부의 제2 디플렉션 유닛을 거쳐 드립 유닛을 향해 안내된다. 여기에서 덮개의 디플렉션 유닛은 장착될 때, 하측부의 제1 디플렉션 유닛과 덮개의 제2 디플렉션 유닛 사이에 배치되도록, 하측부의 제1 디플렉션 유닛과 제2 디플렉션 유닛이 배치된다.
이미 섬유가 배스를 떠나고 드립 유닛의 앞에 있는 경우 과잉 매트릭스 재료를 섬유로부터 제거하기 위해, 장착된 덮개가 섬유를 제2 디플렉션 유닛으로 밀어내는 경우에 스퀴지 롤러(squeegee roller)를 덮개에 장착시키는 것이 더 바람직하다. 작동 시, 섬유는 제2 디플렉션 유닛과 스퀴지 롤러 사이를 통해 안내된다. 스퀴지 롤러가 디플렉션 유닛 상에서 누르기 때문에, 이 위치에서 과잉 매트릭스 재료가 섬유로부터 압출된다. 제2 디플렉션 유닛과 스퀴지 롤러의 이러한 배치는 또한 과잉 매트릭스 재료를 배스 내로 바로 다시 흘러가게 한다.
제1 및 제2 디플렉션 유닛은 각각의 경우 상호 독립적인 방식으로 막대 또는 회전식 롤일 수 있다. 마찬가지로, 디플렉션 유닛은 하나 이상의 막대 또는 하나 이상의 회전 롤을 포함할 수 있으며, 상기 디플렉션 유닛을 통해 섬유가 배스 내로 밀려들어간다. 디플렉션 유닛이 막대인 경우, 막대는 바람직하게는 원형 엣지만을 가지며 특히 바람직하게는 막대는 원형 막대이다. 막대 뿐만 아니라 회전식 롤 둘 다 디플렉션 엘리먼트에 제공될 수 있다. 그러나, 하측부에 배치되는 적어도 제1 및 제2 디플렉션 유닛은, 둘 다 막대로서 형성되거나 둘 다 회전 롤로서 형성되는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 모든 디플렉션 엘리먼트가 막대로서 형성되거나, 모든 디플렉션 엘리먼트가 회전식 롤로서 형성된다.
와이퍼 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛에 적합한 동일한 재료가 디플렉션 엘리먼트에 적합하다. 이는 디플렉션 엘리먼트가 바람직하게는 내마모성 금속, 내마모성 플라스틱, 내마모성 세라믹, 또는 유리로, 특히 바람직하게는 강철, HDPE, PTFE, 세라믹, 또는 유리로 만들어지는 것을 의미한다.
섬유를 배스 내로 밀려들어가게 하기 위해, 하나의 디플렉션 엘리먼트만이 덮개에 제공될 수 있거나, 복수의 디플렉션 엘리먼트가 덮개에 제공될 수 있다. 여기에서 덮개가 밀폐되고 디플렉션 엘리먼트가 하측부 상에 존재하는 경우, 모든 디플렉션 엘리먼트가 하측부 상의 제1 디플렉션 엘리먼트와 제2 디플렉션 엘리먼트 사이에 배치되도록 덮개에 장착된 모든 디플렉션 엘리먼트가 배치된다.
작동 시 섬유가 안내되는 갭을 통해 공기의 영구적인 교환이 일어나 공기 중 습기와 함께 수분이 영구적으로 공급되거나, 매트릭스 재료가 증발하여 장치로부터 추출되는 것을 방지하기 위해, 섬유상 구조가 장치 내로 안내되는 갭 상에, 및/또는 섬유가 장치를 빠져나가는 갭 상에 덮개 씰이 제공되는 것이 바람직하다. 여기에서 덮개 씰은 임의의 적합한 재료로, 특히 일반적으로 씰에 이용되는 엘라스토머 재료로 만들어질 수 있다. 엘라스토머 재료를 사용하면, 장치에 들어가는 아직 함침되지 않은 섬유, 뿐만 아니라 장치를 떠나는 함침된 섬유 둘 다 덮개 씰에 의해 손상되지 않게 할 수 있다. 또한, 소킹된 섬유가 빠져나가는 덮개 씰을 설정함에 있어서, 섬유 부피 함량이 변하지 않기 위해, 매트릭스 재료가 소킹된 섬유로부터 더 이상 압출되지 않는 것이 보장되어야 한다.
매트릭스 재료가 주위 공기의 성분과, 특히 공기에 포함된 수분과 반응하여 경화될 수 있는 것을 방지하기 위해, 플러싱 가스의 유입과 유출이 포함되는 것이 더 바람직하다. 매트릭스 재료 위의 공기가 플러싱 가스에 의해 제거될 수 있으며 플러싱 가스로 교체될 수 있다. 적합한 플러싱 가스는 이용되는 매트릭스 재료에 따라 달라진다. 예를 들어, 수분과 반응하는 매트릭스 재료의 경우에 수분을 포함하지 않는 플러싱 가스가 사용된다. 이를 위해, 예를 들어, 건조 공기, 또는 질소, 이산화탄소, 또는 희가스와 같은 불활성 가스가 적합하다. 매트릭스 재료가 공기의 다른 성분, 예를 들어 공기에 포함된 산소와 반응할 수 있는 경우에도 불활성 가스가 적합하다. 이와 반대로, 매트릭스 재료가 증발하는 것을 방지해야 하는 경우, 예를 들어, 증발할 수 있는 매트릭스 재료의 성분으로 포화된 플러싱 가스가 사용될 수 있다.
섬유를 소킹하기 위한 배스가 덮개를 구비하고, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 제공되며, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 한 측은 매트릭스 재료의 배스에 침지되고 상기 유닛의 다른 측은 매트릭스 재료의 배스 외부에 위치하는 경우, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은 바람직하게는 덮개에 고정되고, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛에서 섬유가 빠져나가는 측은 덮개의 외측에 배치되어, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛에 의해 섬유가 덮개를 통해 안내된다. 이로 인해 배스의 내부를 밀폐하기 위한 추가 덮개 씰이 필요없게 된다.
섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 한 측이 배스 내로 돌출되고 다른 측이 배스 외부에 위치하는 경우에서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 수는 소킹될 섬유 또는 섬유 번들의 수에 따라 달라진다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 수는 바람직하게는, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 전체 유닛이 매트릭스 재료의 배스의 외부에 위치하는 변형의 맥락에서 앞서 기술된 바와 같은 수에 상응한다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 최소 단면의 직경 또한 앞서 기술된 것에 상응한다.
특히 로빙 또는 섬유 번들을 함침시켜야 하는 경우, 섬유의 소킹을 개선하고, 임의로 섬유에 포함된 공기를 제거하기 위해, 섬유가 안내되는 와이퍼가 배스에 제공되는 것이 더 유리하다. 여기에서, 특히 작동 시, 와이퍼의 와이핑 엣지는 매트릭스 재료의 액면 높이 아래에 위치한다. 와이퍼에 의해 섬유에 가해지는 압력에 의해 매트릭스 재료가 섬유 내로 들어가고, 임의로 섬유에 포함된 공기, 또는 임의로 섬유에 포함된 가스가 섬유로부터 제거된다. 여기에서 와이퍼는, 예를 들어, 배스 외부의 와이퍼와 관련하여 앞서 기술된 바와 같이 설계된다. 여기에서 2개 이상의 와이퍼가 제공되는 것이 특히 유리하며, 하나 이상의 와이퍼는 위에서 섬유에 작용하고, 하나 이상의 와이퍼는 아래에서 작용한다. 여기에서 위와 아래에서 작용하는 와이퍼가 서로 맞물려서, 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼의 와이핑 엣지가 아래에서 섬유에 작용하는 와이퍼의 와이핑 엣지 아래에 위치하는 것이 더 유리하다. 섬유가 간단한 방식으로 배치될 수 있고 덮개에 고정된 와이퍼를 통해 배스 내로 밀려들어가기 위해, 아래에서 섬유에 작용하는 와이퍼가 하측부에 고정되고, 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼가 덮개에 고정되는 것도 바람직하다. 와이퍼가 배스에 제공되는 경우, 상기 와이퍼가 앞서 기술된 디플렉션 유닛의 대안으로 사용되는 것이 가능하여, 와이퍼가 배스 내에 사용되는 경우 디플렉션 유닛이 필요없을 수 있다. 덮개가 제공되지 않는 경우, 임의의 다른 장착 장치의 도움으로, 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼가 배스를 포함하는 하측부에 고정되는 것도 가능하다. 이를 위해, 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼는 예를 들어 하측부의 벽의 홈으로 안내될 수 있거나, 그렇지 않으면 하측부에 배치된 지지체에 고정될 수 있다. 또한 와이퍼가 하측부에 직접 고정되는 것이 가능하다. 그러나, 이는 바람직한 변형이 아닌데, 왜냐하면 이러한 경우에 섬유가 복잡한 방식으로 스레딩되어야 하는 반면, 덮개 또는 지지체에 고정하는 경우, 그렇지 않으면 와이퍼가 홈으로 안내되는 경우에, 우선 섬유가 배치되고, 와이퍼가 그 후에 장착될 수 있기 때문이다.
소킹될 섬유가 로빙 또는 섬유 번들, 그렇지 않으면 개개의 섬유의 형태로 존재하지 않고, 예를 들어 브레이드(braided) 또는 우븐 섬유를 갖는 섬유 테이프의 형태로 존재하는 경우, 와이퍼가 섬유 테이프의 측면에 작용하도록 와이퍼가 정렬된다. 여기에서 섬유 테이프의 스택이 공급되는 것도 가능하며, 이어서 배스 내에서 상기 스택은 개개의 섬유 테이프로 분할된다. 이 경우에, 배스에 병렬로 배치된 와이퍼가 각각의 섬유 테이프에 제공되어, 반대로 위치한 넓은 표면에 각각 작용하는 2개 이상의 와이퍼를 통해 각각의 섬유 테이프가 안내된다. 여기에서 와이퍼는 섬유 번들 또는 복수의 로빙으로부터의 번들의 문맥에서 앞서 기술된 디플렉션 유닛처럼 작용한다. 잠재적으로 섬유 테이프에 포함되는 임의의 가스, 특히 공기를 제거하기 위해, 이러한 경우에 바람직하게는, 와이핑 엣지가 서로 관여하여, 각각의 경우 한 측에 작용하는 와이퍼를 통해 섬유 테이프가 섬유 테이프의 다른 측에 작용하는 와이퍼에 대해 밀려나도록 와이퍼가 배열된다.
섬유가 공급되는 측이 배스 내로 돌출되고, 섬유가 빠져나가는 측이 배스 밖에 위치한 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 사용되는 경우, 와이퍼가 배스 내에서 사용되는 것이 특히 바람직하다.
섬유를 함침시키기 위해, 바람직하게는 리저브(reserve), 예를 들어 섬유가 래핑되는 롤로부터 섬유가 제거된다. 함침을 위한 장치가 유의미한 방식으로 작동할 수 있기 위해, 임의의 길이의 섬유가 리저브에 포함될 수 없는 경우에만 한정된 길이가 유도되도록, 함침될 섬유는 연속 섬유의 번들이다. 바람직하게는 후속하는 새로운 섬유가 선행 섬유의 끝에 도달할 때, 예를 들어 노팅(knotting)에 의해 간단하게 선행 섬유에 연결될 수 있도록 섬유가 설계된다.
함침 후, 습식 래핑법에서 섬유는 특히 바람직하게는 래핑되어 구성품을 형성한다. 제조되는 구성품은 예를 들어 임의의 유형 및 크기의 파이프, 마스트, 또는 탱크이다.
구성품의 충분한 강도를 얻기 위해, 섬유가 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 합성 섬유, 예를 들어 중합체 섬유, 또는 천연 섬유인 것이 더 바람직하다. 여기에서 상이한 섬유 또한 이용될 수 있다. 여기에서 섬유의 선택은 특히 구성품에 대해 설정된 기계적 요구사항으로부터 비롯된다. 그러나, 상이한 섬유가 아닌 하나의 재료로부터의 섬유만이 이용되는 것이 일반적이다. 섬유는 특히 바람직하게는 탄소 섬유, 유리 섬유, 또는 아라미드 섬유이다.
섬유에 함침되는 매트릭스 재료는 임의의 열가소성 중합체일 수 있거나, 열경화성 또는 열가소성 중합체를 제조하기 위한 반응물을 포함할 수 있으며, 반응물은 액체 또는 용질 형태로 이용가능해야 한다. 매트릭스 재료가 열가소성 중합체인 경우, 이는 예를 들어 용융물로서 이용가능하다. 그러나, 대안으로, 매트릭스 재료가 단량체 용액, 올리고머 용액, 단량체 용융물, 또는 올리고머 용융물 형태의, 중합체를 제조하기 위한 반응물을 포함하는 것도 가능하며, 이어서 상기 반응물은 반응하여 원하는 중합체를 형성한다. 섬유가 열경화성 중합체로 함침될 경우, 매트릭스 재료는 원하는 열경화성 중합체를 제조하기 위한 반응물을 항상 포함한다. 추가로, 매트릭스 재료는 일반적인 촉매를 포함할 수 있다. 일반적으로 중합체를 제조하기 위한 반응물은 단량체 또는 올리고머이며 이로부터 중합체가 구성된다. 열경화성 중합체가 제조될 경우, 반응물은 또한 열경화성 플라스틱을 형성하기 위해 추가로 반응하는 중합체로서 이미 이용가능할 수 있다.
구성품의 특성을 설정하기 위해, 매트릭스 재료는 또한 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 예를 들어 연화제, 충격 보강제, UV 안정화제, 난연제, 및 중합체를 개질하기 위해 일반적으로 이용되는, 당업계의 숙련가에게 공지된 임의의 다른 첨가제이다.
매트릭스 재료는 특히 바람직하게는 불포화 폴리에스테르 수지(UP), 비닐 에스테르(VE), 에폭시 수지(EP), 및 폴리우레탄(PUR) 및 이들의 반응물로부터 선택된다.
본 발명의 예시적 실시양태가 도면에 도시되며, 이하의 설명에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1a 및 1b는 밀폐 및 개방 배치의, 제1 실시양태의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 도시한다.
도 2a 및 2b는 밀폐 및 개방 배치의, 도 1a 및 1b의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 측면도를 도시한다.
도 3a 내지 3c는 제2 실시양태의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 도시한다.
도 4a 및 4b는 제3 실시양태의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 도시한다.
도 5는 제4 실시양태의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 도시한다.
도 6은 습식 래핑법의 원리를 도시한다.
도 7은 덮개가 개방된, 섬유상 구조를 함침시키기 위한 본 발명의 장치의 단면도를 도시한다.
도 8은 덮개가 밀폐된, 도 7에 따른 장치의 단면도를 도시한다.
도 9 내지 12는 본 발명에 따른 장치의 다양한 실시양태의 단면도를 도시한다.
도 13은 제2 실시양태의, 섬유를 함침시키기 위한 장치의 평면도를 도시한다.
도 14는 도 13에 도시된 장치의 단면도를 도시한다.
도 15는 장치를 밀폐시키기 위한 덮개를 구비한, 개방 상태의 제3 실시양태의 섬유를 함침시키기 위한 장치를 도시한다.
도 16은 밀폐 상태의, 도 15에 도시된 섬유를 함침시키기 위한 장치를 도시한다.
도 17은 섬유 테이프를 함침시키기 위한 장치의 평면도를 도시한다.
도 18은 도 17의 장치의 측면도를 도시한다.
도 19는 배스 내로 침지하는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 구비한 섬유를 함침시키기 위한 장치의 단면도를 도시한다.
도 20은 섬유가 배스에 혼입되기 전의, 도 19에 도시된 섬유를 함침시키기 위한 장치를 도시한다.
도 21은 배스 내로 침지하는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 구비하고, 배스를 밀폐시키기 위한 덮개를 구비하며, 덮개가 개방된, 섬유를 함침시키기 위한 장치를 도시한다.
도 22는 밀폐된 덮개를 구비한, 도 21에 도시된 장치를 도시한다.
도 23은 배스 내로 침지하는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 구비하고, 권취 제품을 제조하기 위한 장치가 인접해 있는, 섬유를 함침시키기 위한 장치의 평면도를 도시한다.
도 24 및 25는 도 19 내지 23에 도시된 섬유를 함침시키기 위한 장치에 사용될 수 있는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 도시한다.
제1 실시양태의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 도 1a 및 1b에 도시된다.
섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은 상측부(101) 및 하측부(103)를 포함한다. 각각의 경우에 하나의 클리어런스(105)가 상측부(101) 및 하측부(103)에 위치한다. 상측부(101)와 하측부(103)가 합쳐지면, 클리어런스(105)는 하나의 개구(107)를 형성한다. 작동 시, 매트릭스 재료로 소킹된 섬유는 개구(107)를 통해 안내되며, 과잉 매트릭스 재료는 개구의 주변(109) 상에서 와이핑된다.
상측부(101) 및 하측부(103)를 구비하는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 구성으로 인해, 도 1b에 도시된 바와 같이, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 개방되는 것이 가능하다. 이는 섬유가 간단한 방식으로 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100) 내로 배치될 수 있게 한다.
도 1a 및 1b의 실시양태의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 측면도가 도 2a 및 2b에 도시된다. 개구(107)의 윤곽이 섬유의 가공 방향으로 파선으로 도시된다. 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 개구 단면, 즉 원형 개구(107)의 경우에서 직경은, 최소 개구 단면(111)에 도달할 때까지 섬유의 가공 방향으로 감소한다. 여기에서 소킹 중 최소 개구 단면은 다음의 조건을 만족한다:
상기 식에서
- n은 작동 시 개구를 통해 안내되는 섬유의 수이고,
- Tex는 g/1000 m 단위의 섬유의 텍스 번수이고,
- φ는 섬유 부피 함량이고,
- ρ는 섬유의 밀도이다.
섬유 부피 V섬유 및 매트릭스 부피 V매트릭스와 함께 하기 식
Figure 112020021425099-pct00004
을 섬유 부피 함량 φ에 적용한다.
로빙 또는 평면 섬유상 구조가 함침되는 경우, 섬유의 수 및 텍스 번수 대신, 개구를 통해 안내되는 로빙 또는 평면 섬유상 구조의 수 및 텍스 번수 각각을 삽입하는 것이 가능하다.
도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 개구 단면은 바람직하게는 일정하게, 특히 선형으로 감소한다. 따라서 원형 단면의 경우 원뿔형 프로파일이 형성된다. 개구 단면의 일정한 감소로 인해, 최소 개구 단면 영역에서 와이핑되는 매트릭스 재료는 간단한 방식으로 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)으로부터 흘러내릴 수 있다.
제2 실시양태의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 도 3a 내지 3c에 도시된다.
도 1a, 1b, 2a, 및 2b에 도시된 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛과 같이, 도 3a 내지 3c에 도시된 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은 상측부(101) 및 하측부(103)를 포함한다. 상측부(101) 및 하측부(103) 각각의 경우에 하나의 클리어런스(105)가 형성된다. 제1 실시양태와는 대조적으로, 상측부(101) 및 하측부(103)의 클리어런스(105)는 평행한 측면(113) 및 반원형 베이스(115)를 갖는 U자형이다. 도 1a 내지 2b에 도시된 실시양태와는 대조적으로, 여기에서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 개구(107)의 개구 단면은 조정 가능하다. 이를 위해, 상측부(101)와 하측부(103)는 서로의 바로 위에 있도록 배치되지 않고, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 밀폐 상태에서 상측부(101)는 하측부의 앞 또는 뒤에 위치한다. 상측부(101)와 하측부(103)가 교차하는 영역이 변하여 개구(107)의 크기가 설정될 수 있다. 반면에, 수직 이동을 통해, 도 3b에 도시된 바와 같이 상측부(101) 및 하측부(103)의 클리어런스(105)의 측면(113)이 상호 정렬에서 서로의 위에 위치하거나, 그렇지 않으면 수평 이동을 통해, 도 3c에 도시된 바와 같이 상측부(101) 및 하측부(103)의 클리어런스(105)의 측면(113)이 상호 오프셋되는 것이 가능하다. 이로 인해 무한한 가변 설정이 가능하다. 또한, 개구(107)의 높이와는 별도로, 가능한 모든 배열에서 섬유가 개구(107)를 통해 안내될 수 있도록 폭 또한 변할 수 있다.
상측부(101) 및 하측부(103)를 갖는 실시양태와는 별도로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 2개의 상호 회전식 플레이트(117, 119)를 갖도록 설계되는 것도 가능하며, 여기에서 각각의 플레이트(117, 119)에 하나의 클리어런스(105)가 형성된다. 개구가 형성되기 위해, 플레이트가 서로의 위에 배치되고, 2개의 플레이트(117, 119)의 클리어런스(105)가 상이한 방향을 향하도록 상호 회전한다. 이는 도 4b에 예시적으로 도시된다. 플레이트(117, 119)를 회전시켜 개구 단면을 변화시킬 수 있다. 2개의 플레이트(117, 119)의 클리어런스(105)가 동일한 방향을 향하는 경우 개구(107)가 개방되어, 섬유를 쉽게 배치할 수 있다.
제4 실시양태의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 조정 가능한 유닛이 도 5에 도시된다.
도 5에 도시된 실시양태의 경우에서 개구(107)는 라멜라 애퍼쳐(lamella aperture)(121)에 의해 둘러싸인다. 이는 라멜라 애퍼쳐가 더 큰 정도로 개방되거나 밀폐되어 개구 단면이 간단한 방식으로 설정될 수 있게 한다.
2개의 부분으로 구성된 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은, 하측부 및 덮개를 구비한 섬유를 함침시키기 위한 장치의 경우에서 특히 적합하다. 이러한 경우에, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 하측부(103)는 장치의 하측부에 고정될 수 있고, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 상측부(101)는 덮개에 고정될 수 있다. 이는 도 7 내지 12에 의해 이하에 예시적 방식으로 기술된다.
도 6은 본 발명에 따른 섬유를 함침시키기 위한 장치가 이용될 수 있는 습식 래핑법을 원리적으로 도시한다.
습식 래핑법으로 구성품을 제조하기 위해, 여기에서 패키지 크릴(package creel)인 리저브(3)로부터 배스(5)로 섬유(1)가 공급된다. 섬유(1)가 배스(5)에 들어가기 전, 배스(5) 내에서 상기 섬유(1)가 매트릭스 재료와 전체적으로 접촉하여 균일하게 함침되기 위해, 섬유(1)는 콤(comb)(7)을 통해 안내되며, 여기에서 섬유(1)는 서로 분리된다. 배스(5)는 스퀴지 롤러 쌍(9)에 인접해 있으며, 이를 통해 배스(5)에서 함침된 섬유(1)가 안내된다. 스퀴지 롤러 쌍(9)에서 과잉 매트릭스 재료는 함침된 섬유(1)로부터 제거된다. 함침된 섬유(1)는 최종적으로 안내 고리(11)를 통해 안내되고 스핀들(13) 상에 래핑된다. 이로 인해, 회전 대칭 구성품(15)이 생성된다. 스핀들(13) 상에 함침된 섬유(1)가 균일하게 래핑되는 것을 유지하기 위해, 안내 고리(11)는 이동 가능하며, 여기에서 화살표로 설명된 바와 같이 스핀들(13)의 축에 평행한 방식으로 움직일 수 있다.
섬유를 함침시키기 위한 본 발명에 따른 장치의 단면도가 도 7에 도시된다.
매트릭스 재료로 섬유(1)를 함침시킬 수 있는 장치는 하측부(21) 및 덮개(23)를 포함한다. 섬유(1)가 소킹될 매트릭스 재료를 갖는 배스(5)는 하측부(21)에 위치한다. 섬유(1)의 이동 방향에서, 배스(5)는 배스의 방향으로 경사진 경사면(25)과 인접한다. 각각 하나의 와이핑 엣지(29)를 갖는 와이퍼(27)는 하측부(21) 상의 경사면(25) 위에 배치된다. 작동 시 섬유(1)는 와이핑 엣지(29)를 거쳐 안내되고, 과잉 매트릭스 물질이 섬유(1)로부터 제거된다. 경사면 위의 와이퍼(27)의 배치로 인해, 와이핑된 매트릭스 재료는 배스(5) 내로 다시 흘러간다.
바람직하게는 높이에 대해 조정 가능한 와이퍼(31)는 덮개(23)에 부착된다. 여기에서 덮개(23)의 와이퍼(31)는 바람직하게는, 상기 와이퍼(31)가 하측부(21)의 와이퍼(27)와 맞물리도록 배치된다. 또한, 디플렉션 유닛(33)이 덮개(23)에 장착되며, 덮개(23)가 밀폐되는 경우에, 이를 통해 섬유(1)가 배스(5) 내로 밀려들어간다. 이는 도 8에 도시된다. 또한 이로부터, 하측부(21)에 고정된 와이퍼(27)와 덮개(23)에 장착된 와이퍼(31)의 맞물림이 유도될 수 있다. 따라서 약간의 지그재그 프로파일이 섬유(1) 상에 엠보싱된다.
배스(5)에 들어가기 전 및 배스(5)를 떠난 후, 섬유(1)가 하측부의 엣지에서 손상되지 않기 위해, 여기에서 설명되는 실시양태에서 제1 디플렉션 유닛(35) 및 제2 디플렉션 유닛(37)이 하측부(21) 상에 제공된다. 작동 시, 섬유(1)는, 하측부(21)와 덮개(23) 사이의 갭(39)을 통해 섬유를 함침시키기 위한 장치 내로 들어가고, 하측부(21) 상의 제1 디플렉션 유닛(35)을 거쳐 안내된다. 그 후 섬유(1)는 덮개(23)에 장착된 디플렉션 유닛(33)을 따라 흐르고, 이를 통해 섬유(1)가 배스(5) 내로 액침된다. 디플렉션 유닛(33)은 제2 디플렉션 유닛(37)과 인접해 있고, 섬유(1)가 와이퍼(27, 31)로 공급되기 전 제2 디플렉션 유닛(37)을 거쳐 섬유(1)가 안내되고, 와이퍼(27, 31)에서 과잉 매트릭스 재료가 제거된다. 이어서 소킹된 섬유는 제2 갭(41)을 통해 장치를 떠나고, 추가 가공, 예를 들어 습식 래핑법의 스핀들(13)에 공급될 수 있다. 그러나, 습식 래핑법으로 제조된 구성품의 대안으로서, 예를 들어 평면인 임의의 다른 구성품이 함침된 섬유로부터 제조될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 소킹된 섬유를 원하는 길이로 절단하고 적합한 몰드에서 몰딩하여 원하는 구성품을 형성하는 것이 가능하다. 그러나, 습식 래핑법의 스핀들(13)에 공급하는 것이 바람직하다.
섬유(1)를 배스(5)에 액침시킴으로 인해, 섬유상 구조(1)가 배스(5)를 떠날 때 다량의 매트릭스 재료가 통상적으로 섬유상 구조(1)에 부착된다. 제1 과잉 매트릭스 재료를 제거하기 위해, 여기에 도시된 바와 같이, 덮개(23)가 밀폐되는 경우 제2 디플렉션 유닛(37) 상에 위치하는 스퀴지 롤러(43)를 포함하는 것이 바람직하다. 이어서 소킹된 섬유는 제2 디플렉션 유닛(37)과 스퀴지 롤러(43) 사이를 통해 안내된다.
덮개(23)에 장착된 와이퍼(31)의 높이를 설정하여, 와이퍼(27, 31)가 소킹된 섬유(1)에 작용하는 압력을 설정할 수 있다. 이로 인해, 소킹된 섬유(1)에 얼마나 많은 매트릭스 재료가 포함될 지를 목표하는 방식으로 설정할 수 있다. 덮개(23)에 장착된 와이퍼(31)가 하측부(21) 상의 와이퍼(27)와 더 집중적으로 맞물려서 달성된 비교적 높은 압력의 경우에, 더 많은 매트릭스 재료가 소킹된 섬유(1)로부터 압출되어, 소킹된 섬유(1)가 전반적으로 더 적은 매트릭스 재료를 포함하고, 와이퍼(31)가 하측부(21) 상의 와이퍼(27)와 덜 집중적으로 맞물리는 방식으로 와이퍼(31)를 설정하는 경우에는, 섬유에 작용하는 압력이 더 낮아진다.
덮개(23)에 장착된 디플렉션 유닛(33), 뿐만 아니라 하측부(21) 상의 제1 디플렉션 유닛(35) 및 제2 디플렉션 유닛(37)은, 각각의 경우 막대의 형태로 또는 회전식 롤로서 상호 독립적인 방식으로 형성될 수 있다. 디플렉션 유닛(33, 35, 37)이 막대로서 형성되는 경우, 막대는, 적어도 섬유(1)와의 접촉이 일어나는 영역에서 바람직하게는 원형 엣지만을 가지며, 특히 원형 막대이다.
이용되는 와이퍼(27, 31)는 와이퍼에 대해 당업계의 숙련가에게 공지된 임의의 형상을 취할 수 있다. 와이퍼는 또한 섬유상 구조(1)의 방향으로부터 90° 벗어난 방향으로 정렬될 수 있다. 와이퍼의 형상 및 정렬의 경우, 주의해야 하는 것은 소킹된 섬유(1)가 결과적으로 손상되지 않도록 하는 것 뿐이다. 여기에서 와이퍼는 섬유를 소킹하기 위한 배스의 경우에서 이미 일반적인 것과 같이 설계되고 정렬될 수 있다.
섬유 부피 함량을 정확하게 설정하기 위해, 와이퍼(27)는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)에 인접해 있다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 개구(107)를 통해 섬유(1)가 안내된다. 과잉 매트릭스 재료가 개구(107)의 주변에서 와이핑되고, 경사면(25) 상에 드리핑되고, 이어서 배스(5) 내로 다시 흘러갈 수 있다. 섬유(1)가 예비 방식으로 안내되는 와이퍼(27)와는 대조적으로, 개구(107)의 정해진 단면적으로 인해, 원하는 섬유 부피 함량을 설정하기 위해 필요한 만큼의 매트릭스 재료만이 제거된다. 섬유(1)의 위와 아래에서 섬유(1)를 교대로 밀어내는 와이퍼(27)의 경우에서보다 실질적으로 더 정확한 설정이 가능하다.
상측부(101)가 하측부(103) 바로 위에 위치하거나, 대안으로 일체형으로도 구현될 수 있는, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛이 도 7 내지 11에 각각 도시된다. 도 1a 내지 2b에 도시된 실시양태는 예를 들어 두 부분 설계의 경우에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어 개구 단면을 설정하기 위해, 플레이트(117, 119), 또는 라멜라 애퍼쳐(121)가 사용될 수 있다.
대안으로, 물론, 도 3a 내지 3c에 도시된 실시양태 또한 이용될 수 있다. 이는 이하 도 12에 도시된다.
덮개(23)에 장착된 디플렉션 유닛(33)을 설계하기 위한 대안적 실시양태가 도 9 내지 11에 도시된다. 섬유상 구조를 함침시키기 위한 장치의 나머지 구조는 도 7 및 8에 도시된 실시양태의 구조와 일치한다.
도 9에 도시된 실시양태의 경우, 디플렉션 유닛(33)은 덮개(23)에 장착된 제1 디플렉션 유닛(45), 및 덮개(23)에 당착된 제2 디플렉션 유닛(47)을 포함한다. 여기에서도, 덮개(23)에 장착된 제1 디플렉션 유닛(45) 및 덮개(23)에 장착된 제2 디플렉션 유닛이 막대 또는 회전식 롤로서 형성되는 것이 가능하다. 덮개(23)가 밀폐된 경우 2개의 디플렉션 유닛(45, 47)이 제1 디플렉션 유닛(35)과 제2 디플렉션 유닛(37) 사이에 배치되도록, 덮개(23)에 장착된 제1 디플렉션 유닛(45)의 배치, 및 덮개(23)에 장착된 제2 디플렉션 유닛(47)의 배치가 이루어진다.
덮개(23)에 장착된 제1 디플렉션 유닛(45), 및 덮개(23)에 장착된 제2 디플렉션 유닛(47)으로 인해, 도 7 및 8에 도시된 바와 같은 하나의 디플렉션 유닛에 비해, 배스(5)에서 섬유가 이동하는 거리는 연장될 수 있고, 동일한 속도에서 배스(5)에서의 섬유의 체류 시간이 증가될 수 있다.
덮개(23)에 제공되는, 회전식 롤 또는 막대로서 구현되는 더 많은 디플렉션 유닛이 있을 수 있지만, 이는 상기 추가 디플렉션 유닛이 섬유(1)와 접촉하고 섬유(1)가 배스(5)에서 이동하는 거리가 더 연장되는 경우에만 유의미하다.
덮개(23)에 추가 디플렉션 유닛을 배치하는 대신, 배스(5)에서의 거리를 연장시키고 경우에 따라 함침을 개선하기 위해, 추가 디플렉션 유닛(49)을 배스(5)에 제공하는 것도 가능하다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 추가 디플렉션 유닛(49)은 덮개(23)에 장착된 제1 디플렉션 유닛(45)과 덮개(23)에 장착된 제2 디플렉션 유닛(47) 사이에 위치한다. 배스에 위치한 추가 디플렉션 유닛(49)으로 인해, 섬유는 덮개에 장착된 디플렉션 유닛(45, 47)에 의해 밀려나고 동시에 추가 디플렉션 유닛(49)에서 압력이 가해진다. 이로 인해, 매트릭스 재료는 섬유 사이에서 밀려나고, 경우에 따라 섬유 사이에 포함되는 섬유의 임의의 가스 쿠션이 제거되어, 균일하고 특히 완전한 함침이 달성된다.
개개의 막대 또는 회전식 롤 외에도, 도 7 내지 10에 도시된 바와 같이, 디플렉션 유닛(33)은 또한 구조화된 표면을 갖는 램(ram) 형태로 형성될 수 있다. 이는 파상 표면을 갖는 디플렉션 유닛에 대한 도 11에 예시적 방식으로 도시된다. 그러나 표면 구조는 또한 임의의 다른 형상을 취할 수 있다. 주의해야 할 것은 램으로서 형성된 디플렉션 유닛(33)의 표면 구조에 의해 섬유가 손상되지 않도록 하는 것뿐이다.
드립 유닛의 대안적인 설계를 갖고 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 조정 가능한 유닛을 갖는 실시양태가 도 12에 도시된다.
도 7 내지 11에 도시된 실시양태와는 대조적으로, 여기에서 드립 유닛은 상호간에 맞물리는 와이퍼(27, 31)를 갖도록 설계되지 않는다.
도 12에 도시된 실시양태의 경우에서, 예를 들어 막대 또는 회전식 롤로서, 디플렉션 유닛(51)이 하측부(21) 상의 드립 유닛에 제공되고, 높이 조정 가능한 와이퍼(53)가 덮개(23)에 제공된다. 섬유(1)는 디플렉션 유닛(51)과 와이퍼(53) 사이를 통해 안내되고, 디플렉션 유닛(51)에 의해 섬유(1)가 와이퍼(53)로부터 밀려난다. 조정 가능한 압력에서 와이퍼(53)가 디플렉션 유닛(51)으로부터 밀려날 수 있도록, 높이 면에서 와이퍼(53)가 조정될 수 있다. 이로 인해 소킹된 섬유 중 매트릭스 재료의 양을 설정할 수 있다. 와이퍼(53) 사이에서 추가 디플렉션 유닛(55)이 덮개에 장착된다. 상기 추가 디플렉션 유닛(55)에 의해, 디플렉션 유닛(51)과 와이퍼(53) 사이에 갭이 있을 경우에도 섬유(1)가 디플렉션 유닛(51)으로부터 밀려나는 것이 보장된다.
선행 실시양태와는 대조적으로, 도 3a 내지 3c에 도시된 바와 같이 조정 가능한 개구 단면을 갖는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 어떻게 이용될 수 있는지가 여기에 도시된다. 상측부(101)를 하측부(103) 쪽으로 이동시킬 수 있도록, 여기에 도시된 실시양태에서 상측부(101)는 섬유(1)의 진행 방향에서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 하측부(103)의 앞에 위치한다. 대안으로, 섬유의 진행 방향에서 상측부(101)가 하측부(103) 뒤에 배치되도록 상측부(101)를 배치하는 것도 물론 가능하다. 상측부(101) 또는 하측부(103)가 섬유(1)의 진행 방향에 대해 가로로 움직이는 슬롯을 갖도록 설계되고, 하측부(103) 또는 상측부(101)가 이 슬롯에서 해당하는 방식으로 안내되는 것 또한 가능하다.
개구 단면을 설정하기 위해, 상측부(101) 및/또는 하측부(103)는 수직으로 이동 가능하도록 장착된다. 추가로 또는 대안으로, 상측부(101) 및/또는 하측부(103)가 수평으로 이동 가능하도록 장착되는 것도 가능하다. 이를 위해, 상측부(101) 및/또는 하측부(103)는 예를 들어 섬유(1)의 진행 방향에 대해 가로로 움직이는 레일 상에 장착될 수 있고, 개구 단면을 설정하기 위해 레일 상에서 이동할 수 있다.
모든 실시양태에서, 장치로 들어가는 주위 공기에 대하여 장치를 밀폐시키기 위해, 갭(39, 41) 영역에 밀폐 엘리먼트를 제공하는 것이 가능하며, 이를 통해 각각 섬유가 장치 내로 안내되거나 소킹된 섬유가 장치로부터 안내된다. 공기의 성분, 예를 들어 공기에 포함된 물과 화학적으로 반응하는 중합체 또는 중합체 전구체 화합물 각각이 매트릭스 재료로 사용되는 경우 이는 특히 유리하다. 추가로, 배스 위의 가스 공간을 플러싱 가스로 플러싱하기 위해 플러싱 가스의 유입과 유출이 제공될 수 있다.
여기에서 설명되는 모든 실시양태에서, 하측부(103)는 장치의 베이스에 장착되고 상측부(101)는 장치의 덮개(23)에 장착되는, 두 부분으로 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)을 갖는 실시양태의 경우, 섬유를 함침시키기 위한 장치는 간단한 스타트업을 가능하게 한다. 매트릭스 재료가 배스(5)에 이미 포함되었는지 여부와 관계 없이, 덮개(23)가 개방된 경우 섬유(1)가 간단하게 배치되는 것이 가능하다. 덮개(23)의 디플렉션 유닛 및 와이퍼로 인해, 섬유가 하측부(21)의 각각의 디플렉션 유닛 및 와이퍼로부터 배스(5) 내로 밀려나서 예상 경로를 취한다. 따라서 여기에서 기술되는 장치를 사용하는 경우, 롤러 둘레로 섬유를 배치하기 위해, 섬유의 복잡한 스레딩 또는 배스로부터 매트릭스 재료를 배수시킬 필요가 없다. 이에 따라, 섬유는 하측부(103)의 클리어런스(105) 내로 배치될 수 있고, 덮개가 밀폐되는 경우 덮개(23)에 고정된 상측부(101)의 각각의 배치에 의해 개구(107)가 밀폐되어, 덮개가 밀폐되는 경우 섬유(1)는 전체적으로 밀폐된 개구(107)에 위치한다. 장치가 꺼진 경우에도, 덮개(23)가 개방되면 섬유는 상응하는 간단한 방식으로 다시 제거될 수 있다.
추가로, 하측부(21)를 분리하고 재배치함으로써, 매우 간단한 방식으로, 필요에 따라 다른 매트릭스 재료를 공급하거나, 세척 또는 폐기를 위해 필요에 따라 하측부(21)를 분리하고 새로운 하측부(21)로 교체하는 것이 가능하다. 이로 인해, 기존 하측부가 세척되는 동안 새로운 하측부가 쉽게 이용될 수 있으므로, 특히 배스를 세척할 필요가 있는 경우에도 장치를 계속 작동시키는 것도 가능하다.
섬유가 번들로서 공급되고, 함침을 위해 단일화되고, 이어서 다시 모이는, 섬유를 함침시키기 위한 장치가 도 13 및 14에 도시되며, 도 13은 장치의 평면도를 도시하고, 도 14는 단면도이다.
도 13 및 14에 도시된 실시양태에서, 매트릭스 재료를 갖는 배스(5) 내로 섬유를 공급하기 위해, 섬유(1)는 개구(59)를 통해 공급된다. 여기에 도시된 실시양태에서 섬유(1)를 공급하기 위한 개구(59)는, 섬유(1)의 스레딩을 용이하게 하기 위해 원뿔형으로 설계된다. 개구(59)의 가장 좁은 단면에서 개구(59)의 단면은 바람직하게는 공급 섬유(1)의 단면과 일치한다.
섬유 번들 또는 복수의 로빙으로부터의 번들로서 공급되는 공급 섬유(1)는, 배스(5)에 들어가면 분할된다. 여기에서 분할은 개개의 섬유로 또는 더 적은 수의 섬유를 갖는 번들로 수행되거나, 로빙으로부터의 번들이 공급되는 경우, 개개의 로빙으로 수행되어, 배스(5)에 포함된 매트릭스 재료로 섬유(1)를 소킹하는 것의 개선을 보장한다. 섬유(1)를 분할할 수 있도록, 디플렉션 엘리먼트(57)가 배스(5)에 배치되며, 이 둘레로 개개의 공급 섬유, 몇 개 섬유의 집단, 또는 개개의 로빙이 안내된다. 여기에서 배스(5)를 통해 안내되는 개개의 섬유, 몇 개 섬유의 집단, 또는 개개의 로빙의 수에 따라 디플렉션 엘리먼트(57)의 수가 달라진다. 개개의 섬유, 몇 개 섬유의 집단, 또는 개개의 로빙은 디플렉션 엘리먼트(57) 뒤에서 다시 모이고 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)에 공급된다. 도 13 및 14에 도시된 실시양태에서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 장치(100)는 마찬가지로 배스(5)의 벽의 개구(107)로서 형성된다. 섬유의 스레딩의 개선을 위해 마찬가지로 단면적이 감소하도록 형성된 개구(107)를 통해 섬유가 안내된다.
가장 좁은 단면이 섬유의 출구 측에 있는, 여기에 설명된 변형 외에도, 작동시 최소 단면에 도달할 때까지 단면이 섬유의 진행 방향으로 처음에 감소하다가 이후에 다시 증가하도록, 섬유를 공급하기 위한 개구(59), 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 개구(107)가 설계되는 것도 가능하다.
섬유를 공급하기 위한 개구(59)의 최소 단면은 바람직하게는 개구(59)를 통해 공급되는 섬유의 단면에 해당한다. 이로 인해, 섬유가 소킹되고 배스(5)에 포함된 매트릭스 재료에 관하여 밀폐하는 것이 크게 달성될 수 있다.
섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 개구(107)의 설계로 인해, 여기에서 섬유가 소킹되기 위해 필요한 만큼의 매트릭스 재료만이 배스를 빠져나간다. 또한 여기에서 소킹된 섬유는 씰로서 작용하며, 이로 인해 배스(5)로부터 매트릭스 재료의 유출이 방지된다.
섬유(1)가 가능한 한 완전히 소킹되고, 섬유에 여전히 포함된 가스, 특히 공기를 제거하기 위해, 와이퍼(53)가 배스(5)에 추가로 제공된다. 도시된 바와 같이, 여기에서 와이퍼는 바람직하게는 섬유(1)의 위와 아래에 배치되며, 위에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.1)가 아래에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.2) 상으로 섬유를 누르고, 상응하는 방식으로 아래에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.2)가 위에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.1)로 섬유(1)를 누르도록 와이핑 엣지가 정렬된다. 섬유(1)에 작용하는 압력 및 따라서 가스를 제거하기 위한 와이퍼(53)의 효과는 높이에 의해 설정될 수 있으며, 이로 인해 와이퍼(53)가 서로 맞물리게 된다.
도 13 및 14에 도시되는 실시양태에서 설명되는, 섬유(1)를 공급하기 위한 개구(59) 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 매트릭스 재료의 액면 높이 아래에 위치하기 때문에, 작동 시 섬유가 먼저 배치되고, 섬유(1)가 배치되면 매트릭스 재료가 배스(5)에 충전된다. 예를 들어, 섬유가 배치된 경우에만 위에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.1)가 삽입되므로, 섬유(1)의 용이한 배치가 달성될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 와이퍼(53.1)가 배스(5)의 벽의 홈에 안내되거나, 배스를 밀폐시키는 지지체 또는 덮개에 의해, 위에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.1)가 배스(5)의 벽에 배치되는 것이 가능하다. 예를 들어, 아래에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53.2)는 배스(5)의 베이스에 고정될 수 있다.
와이퍼(53)에 의해 우수한 결과를 달성하기 위해, 3개 이상의 와이퍼가 제공되며, 각각의 경우 와이퍼는 위와 아래로부터 교대로 섬유에 작용할 수 있다. 3개의 와이퍼의 경우에, 예를 들어 여기에 도시된 바와 같이, 2개의 와이퍼(53.2)가 아래에서 섬유에 작용할 수 있고 하나의 와이퍼(53.1)가 위에서 작용할 수 있다. 그러나, 2개의 와이퍼가 위에서 섬유에 작용하고, 하나의 와이퍼가 아래에서 섬유에 작용하는 역배열도 대안으로 가능하다. 여기에서 섬유(1)를 공급하기 위한 개구(59)는 바람직하게는, 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼가 섬유를 공급하기 위한 개구(59) 뒤의 첫 번째 와이퍼인 경우에, 개구(59)가 첫 번째 와이퍼의 와이핑 엣지 위에 위치하고, 아래에서 섬유에 작용하는 와이퍼가 섬유를 공급하기 위한 개구(59) 뒤의 첫 번째 와이퍼인 경우에, 개구(59)가 첫 번째 와이퍼의 와이핑 엣지 아래에 위치하도록 배치된다. 이에 따라, 위에서 섬유(1)에 작용하고, 섬유의 진행 방향에서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구의 앞에 마지막 와이퍼로서 위치하는 와이퍼(53.1)의 경우에, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구는 와이핑 엣지 위에 위치하고, 아래에서 작용하는 와이퍼(53.2)의 경우에 와이핑 엣지 아래에 위치한다. 섬유를 공급하기 위한 개구(59) 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 개구의 상응하는 배치로 인해, 섬유는 또한 첫 번째 및 마지막 와이퍼(53)의 와이핑 엣지로부터 눌러진다.
구성 면에서 도 13 및 도 14에 도시된 구성과 대체로 일치하지만, 대조적으로 덮개에 의해 밀폐될 수 있는, 섬유를 함침시키기 위한 장치의 실시양태가 도 15 및 16에 도시된다.
도 15 및 16에 도시된 실시양태의 경우에서도, 섬유를 공급하기 위한 개구(59)를 통해 섬유(1)가 배스(5) 내로 안내된다. 위와 아래에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53)가 배스(5)에 위치한다. 아래에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53.2)는 하측부(21)에 고정되고, 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53.1)는 덮개(23)에 고정된다.
섬유의 배치를 용이하게 하기 위해, 각각의 경우에 개구의 일부, 바람직하게는 개구의 절반 이상이 하측부(21)에 형성되고 개구의 나머지 부분이 덮개(23)에 형성되도록, 섬유가 공급되는 개구(59) 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)을 형성하는 개구가 설계되도록, 하측부(21) 및 덮개(23)가 설계된다. 이는 섬유가 위에서부터 섬유를 공급하기 위한 개구(59)까지, 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)을 형성하는 개구(107)까지 간단한 방식으로 배치될 수 있게 한다. 섬유(1)가 배치되고, 디플렉션 유닛(57) 둘레로 안내되는 섬유가 개개의 섬유, 몇 개 섬유의 집단으로 분할되거나, 또는 로빙의 번들의 경우에 개개의 로빙으로 분할되면, 도 16에 도시된 바와 같이 덮개(23)가 위에 배치된다. 섬유가 공급되는 개구(59), 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 개구(107)는 덮개에 의해 밀폐된다. 덮개(23)에 고정된 와이퍼(53.1)가 동시에 섬유를 눌러서, 차례로 섬유(1)가 베이스에 고정된 와이퍼(53.2)에 의해 눌러진다. 이로 인해, 베이스에 고정된 와이퍼(53.2)는 아래에서 섬유에 작용하고, 덮개에 고정된 와이퍼(53.1)는 위에서 작용한다.
덮개(23)가 밀폐된 후, 바람직하게는 밀폐 가능한 적합한 공급 개구에 의해 매트릭스 재료가 배스(5) 내로 충전된다. 여기에서 하측부(21)과 덮개(23) 사이에 형성된 공간은 바람직하게는 매트릭스 재료로 완전히 충전된다. 여기에서 매트릭스 재료를 위한 공급 개구는 바람직하게는 덮개에 위치하여, 매트릭스 재료가 위에서부터, 하측부(21) 및 덮개(23)로 둘러싸인 내부 공간 내로 충전될 수 있다. 배스를 밀폐시키기 위한 밀폐 엘리먼트가 하측부(21)와 덮개(23) 사이에 포함된다. 이를 위해 당업계의 숙련가에게 공지된 임의의 씰이 적합하다. 따라서 예를 들어, 홈이 하측부(21) 또는 덮개(23)에 형성되고, 씰, 예를 들어 O-링이 홈에 배치되는 것이 가능하다.
섬유(1)를 공급하기 위한 개구(59), 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 개구(107)의 배치는 섬유를 함침시키기 위한 장치 전체를 임의의 방식으로 배치할 수 있게 하는데, 왜냐하면 내부 공간 전체를 매트릭스 재료로 충전하기 때문에, 예를 들어 장치가 종축 또는 횡축을 중심으로 임의의 각도로 회전되는 경우에도 섬유가 충분히 소킹되기 때문이다. 이는 연속 또는 불연속 권취 공정에서 상이한 방향으로부터 섬유가 권취 코어에 공급되는 경우 섬유를 함침시키기 위한 장치가 적합한 방식으로 정렬될 수 있다는 장점을 갖는다. 여기에서 바람직하게는 섬유가 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 빠져나온 후 섬유를 함침시키기 위한 장치와 권취 코어 사이에서 더 이상 디플렉션될 필요가 없도록 섬유를 함침시키기 위한 개개의 장치가 정렬된다. 이러한 방식으로, 디플렉션 장치, 예를 들어 롤러에 의해 매트릭스 재료가 섬유로부터 압출되지 않지만, 섬유 부피 함량을 갖는 섬유가 권취 코어 상에 권취되며, 권취 코어를 통해 상기 섬유가 함침을 위한 장치를 빠져나오는 것이 보장된다.
섬유 테이프를 함침시키기 위한 장치가 도 17 및 18에서 평면도 및 측면도로 도시된다. 여기에서 장치의 기능 방식은 도 13 내지 16에 도시된 바와 같은 장치의 기능 방식과 대체로 일치한다.
도 17 및 18에 도시된 장치는 도 15 및 16에 도시된 장치와 같이 바람직하게는 하측부(21) 및 덮개(23)를 구비하며, 섬유 테이프(61)가 안내되는 개구가 하측부(21)에 형성되고 위쪽으로 개방되고, 섬유 테이프(61)가 배치되면 덮개(23)에 의해 밀폐된다. 섬유 테이프가 편평하기 때문에, 이러한 경우에 하측부의 개구는 바람직하게는 직사각형 단면을 가지며, 섬유 테이프를 공급하기 위한 개구(59)의 높이는 섬유 테이프(61)의 폭에 상응하고, 섬유 테이프를 공급하기 위한 개구(59)의 폭은 복수의 섬유 테이프(61)로부터의 공급 스택의 두께에 상응한다. 마찬가지로 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 개구(107)는 바람직하게는 직사각형이며, 여기에서 앞서 기술된 바와 같이 원하는 섬유 부피 함량에 따라 단면이 계산된다.
개개의 섬유 또는 개개의 로빙, 또는 더 적은 수의 섬유를 갖는 집단과는 대조적으로, 섬유 테이프(61)의 경우에 그 기하학적 구조에 의해 디플렉션 엘리먼트 뿐만 아니라 와이퍼가 섬유 테이프(61)의 넓은 면에 작용할 필요가 있다. 따라서, 도 13 내지 16에 도시된 실시양태와는 대조적으로, 디플렉션 유닛(57)에 대하여 90° 회전된 디플렉션 엘리먼트 및 와이퍼가 섬유 테이프의 함침에 사용되지 않지만, 2개 이상, 바람직하게는 3개 이상의 디플렉션 유닛(57)이 각각의 섬유 테이프(61)에 사용되며, 디플렉션 유닛(57)에 의해 안내된 섬유 테이프(61)가 각각의 경우 하나의 디플렉션 엘리먼트(57)에 의해 이웃하는 디플렉션 엘리먼트(57)에 대해 눌러지도록 상기 디플렉션 유닛(57)이 배치된다. 이로 인해 배스(5)에서 섬유 테이프(61)의 지그재그형 안내가 생기고, 동시에 디플렉션 엘리먼트(57)는 또한 와이퍼로서 작용한다. 물론, 이러한 안내는 대안적으로 개개의 섬유, 더 적은 수의 섬유의 집단, 또는 개개의 로빙에 대해서도 가능하며, 필요한 공간 및 조립 면에서의 낮은 복잡성, 및 섬유 배치에 대한 낮은 복잡성에 의해, 디플렉션 엘리먼트(57), 및 상기 디플렉션 엘리먼트(57)에 대하여 90° 회전된 와이퍼가 제공되는 것이 바람직하다.
섬유를 함침시키기 위한 장치의 추가 실시양태가 도 19 및 20에 도시된다. 도 19는 함침 중 지속적인 작동 상태의 장치를 도시하고, 도 20은 섬유가 배스에 혼입되기 전의 장치를 도시한다.
도 13 내지 18에 도시된 장치와는 대조적으로, 도 19 및 20에 도시된 장치의 경우, 섬유(1)는, 작동 시 매트릭스 재료의 액면 높이 아래에 위치하는, 섬유(1)를 공급하기 위한 개구(59)를 통해 배스 내로 안내되지 않지만, 디플렉션 롤러(63)에 의해 위에서부터 배스(5) 내로 안내된다. 디플렉션 롤러(63) 후에 섬유(1)가 배스 내로 안내되기 위해, 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53.1)가 섬유(1)의 진행 방향(55)으로 우선 제공된다. 디플렉션 롤러(63)를 통과한 후, 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53.1)에 의해 섬유(1)가 배스 내로 밀려들어간다. 위에서 섬유(1)에 작용하는 제1 와이퍼(53.1)는, 아래에서 섬유(1)에 작용하는 하나 이상의 와이퍼(53.2), 및 위에서 섬유에 작용하는 추가 와이퍼(53.1)에 인접한다. 추가 와이퍼가 제공될 수도 있으며, 여기에서 섬유(1)의 진행 방향에서 마지막 와이퍼(53)는 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53.1)이다. 마지막 와이퍼(53.1) 후 섬유는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 장치(100)를 통해 안내되며, 상기 장치의 한 측은 매트릭스 재료에 침지되어 있고, 섬유가 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 장치(100)를 빠져나가는 다른 단부는 매트릭스 재료 외부에 위치한다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 장치(100) 후에, 소킹된 섬유는 추가 디플렉션 롤러(65)를 통해 안내된다.
도 19 및 20에 도시된 디플렉션 롤러(63, 65) 대신, 도 7 내지 11의 디플렉션 유닛(35, 37)으로서 앞서 기술된 바와 같은 다른 임의의 적합한 디플렉션 롤러를 사용하는 것도 가능하다.
함침된 섬유의 섬유 부피 함량을 설정하기 위해, 여기에 설명되는 실시양태에서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은 노즐(123) 및 덕트(125)를 구비한다. 노즐은 원하는 섬유 부피 함량을 달성하도록 치수설정된 최소 단면을 갖는다. 노즐(123)은 덕트(125)와 인접하며, 덕트(125)는, 덕트(125)를 통해 안내되는 소킹된 섬유가 덕트의 벽에 접촉하지 않을 정도로 넓은 단면을 갖는다. 함침 시 섬유 내로 기포가 혼입되는 것을 방지하기 위해, 노즐(123)을 통해 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 배스(5)의 매트릭스 재료 내로 침지된다. 소킹된 섬유가 노즐을 통과한 후, 다시 한 번 매트릭스 재료와 접촉하지 않으면서, 노즐에 인접한 덕트(125)를 통해 배스(5) 내의 매트릭스 재료로부터 안내될 수 있어서, 노즐을 통과한 후 섬유 부피 함량은 더 이상 변하지 않는다. 이를 위해, 덕트(125)가 액밀 방식(liquid-tight manner)으로 노즐에 연결되어, 매트릭스 재료가 배스(5)에서 덕트(125)로 이동할 수 없다. 작동 시 섬유가 빠져나가는 덕트(125)의 단부는 매트릭스 재료 외부에 위치한다.
섬유가 간단한 방식으로 섬유를 함침시키기 위한 장치 내에 배치될 수 있기 위해, 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53.1), 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은 바람직하게는 배스(5)로부터 회수 가능할 수 있도록 장착된다. 이는 도 20에 개략적으로 도시되어 있으며, 여기에서 섬유(1)가 장치에 배치되기 전의 장치가 도시된다. 함침될 섬유(1)는 우선 배스(5) 위, 매트릭스 재료 외부에 위치한다. 섬유(1)는 우선 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100) 내로 배치된다. 위에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.1)는 마찬가지로 여전히 배스(5) 외부에 위치한다. 섬유(1)가 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100) 내로 배치되면, 위에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.1)에 의해 상기 섬유(1)가 아래로 눌러진다. 이를 위해, 예를 들어, 와이퍼(53.1)는 배스(5)를 포함하는 용기의 홈으로 안내될 수 있거나, 대안으로 지지체를 통해 배스(5)를 포함하는 용기의 상측 엣지에 장착될 수 있다. 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 상기 유닛(100)의 한 측, 바람직하게는 노즐(123)을 갖는 측이 배스에 포함된 매트릭스 재료 내로 침지될 수 있고, 함침된 섬유가 다시 빠져나갈 수 있는 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 다른 단부가 매트릭스 재료의 외부에 있도록 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)을 배치하기 위해, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은 바람직하게는 적합한 마운팅 상에서 이동 가능하도록 장착되며, 이로 인해 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은 배스(5)를 포함하는 용기에 장착될 수 있다.
도 19 및 20에 도시된 장치는, 도 7 내지 12에 도시된 장치의 경우에서처럼, 매트릭스 재료가 배스(5)로부터 제거될 필요 없이 섬유가 간단한 방식으로 배치될 수 있다는 장점을 갖는다.
위에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53.1), 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 어떻게 장착될 수 있는지의 변형이 도 21 및 22에 도시된다. 여기에서, 와이퍼(53.1) 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은, 배스(5)를 포함하는 하측부(21) 상에 배치된 덮개(23)에 고정된다. 도 21에서 이러한 실시양태는 부분적으로 개방된 덮개로 도시되고, 도 22에서는 밀폐된 덮개로 도시된다.
여기에서 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은 제1 암(arm)(127)을 통해 덮개(23)에 장착되고, 제2 암(129)을 통해 하측부(21)에 장착된다. 제1 암(127) 및 제2 암(129)은 각각의 경우 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 덕트(125)에 고정되며, 섬유(1)에 수직으로 연장되는 축을 중심으로 회전 가능하다. 이로 인해, 덮개(23)를 밀폐하는 경우, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은 원하는 위치로 이동한다. 덮개(23)에 고정되고 위에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.1)를 통해 섬유가 배스(5)의 매트릭스 재료 내로 눌러지며, 여기에서 덮개가 밀폐되는 경우, 위에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼(53.1)를 통해, 아래에서 섬유에 작용하는 와이퍼(53.2)에 대하여 섬유가 눌러진다. 여기에서 아래에서 섬유(1)에 작용하는 와이퍼는 하측부(21)에 고정된다.
도 19 내지 22에 도시된 실시양태의 경우에서, 섬유는 섬유 번들 또는 복수의 개개의 로빙으로부터의 번들로서 공급될 수 있으며, 섬유가 완전히 소킹될 수 있기 위해 배스(5)에서 개개의 섬유, 더 적은 수의 섬유의 유닛, 또는 개개의 로빙으로 분할될 수 있고, 소킹 후, 상기 섬유 또는 로빙이 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 통해 안내되기 전, 섬유 또는 로빙은 다시 모인다. 도 13 내지 16의 문맥에서 이미 기술된 실시양태에서와 같이, 여기에서 분할은 디플렉션 유닛(57)을 사용하여 수행될 수 있고, 디플렉션 유닛(57) 둘레로 개개의 섬유, 더 적은 수의 섬유의 유닛, 또는 로빙이 안내된다.
도 19 내지 22에 도시된 실시양태의 경우에서, 공급될 섬유가 개개의 섬유, 더 적은 수의 섬유의 유닛, 또는 개개의 로빙으로 분할되고, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)으로 들어가기 전 모이고, 따라서 섬유를 함침시키기 위한 장치로부터 번들로서 회수되는 것이 대안으로 가능하다. 이러한 실시양태가 도 23의 평면도에서 예시적으로 도시된다.
특히 함침된 섬유가 권취 구성품, 예를 들어 파이프를 제조하는 데 사용되는 경우, 함침 후 섬유가 개개의 섬유, 몇 개 섬유의 집단, 또는 개개의 로빙으로 다시 분할되고, 이어서 권취 맨드렐(mandrel)로 공급되는 것이 필요하며, 권취 맨드렐을 중심으로 함침된 섬유가 권취 구성품을 제조하는 데 사용된다. 이러한 함침 후 섬유의 분할은 마찬가지로 도 23에 예시적으로 도시되지만, 여기에 도시되는 모든 다른 실시양태에 대해서도 수행될 수 있다.
섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)을 빠져나간 후, 섬유(1)는 우선 가이드(73)를 통해 안내되고 이후에 콤(67)으로 공급된다. 콤(67)에서, 개개의 섬유, 더 적은 수의 섬유의 유닛, 또는 개개의 로빙은 각각의 경우 콤(67)의 하나의 프롱(prong)(69) 주위로 안내되어, 상기 섬유 또는 로빙은 이어서 평행하게 서로 옆에 위치하여 권취 맨드렐(71) 또는 권취 코어에 공급될 수 있으며, 이어서 권취 맨드렐(71) 또는 권취 코어 둘레로 섬유가 서로 평행하게 옆에 위치하여 권취된다. 구성품을 제조하기 위해, 권취 맨드렐(71) 또는 권취 코어가 이의 축(75)을 따라 왕복하여 움직이거나, 권취 맨드렐(71) 또는 콤의 축(75)에 평행하게 콤(67)이 왕복하여 움직여서, 서로에 대해 비스듬히 회전하도록 서로의 위에 위치한 복수의 섬유 층을 갖는 구성품을 제조한다. 여기에서 개개의 층의 섬유가 서로에 대해 회전하는 각도는, 각각 권취 맨드렐(71) 또는 권취 코어의 회전 속도, 및 권취 맨드렐(71) 또는 권취 코어의 왕복 운동, 또는 콤(67)의 왕복 운동에 의해 설정된다.
도 19 내지 23의 복수의 실시양태에 도시된 바와 같은 장치의 경우에서 섬유를 간단하게 배치할 수 있기 위해, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 2개의 부분으로 구현되는 것이 특히 유리하다. 이는 도 24 및 25에 예시적 방식으로 도시된다. 이를 위해, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛은 하측부(133) 및 덮개(131)를 구비한다. 노즐(123)은 하측부(133)에 형성되며, 덮개(131)가 개방되는 경우 상기 노즐(123)이 위쪽으로 개방되도록 배치된다. 따라서 덮개(131)가 개방된 경우 섬유는 간단하게 하측부(133) 내로 배치될 수 있으며, 섬유(1)가 배치되면 덮개가 밀폐된다.
함침 후 섬유가 다시 분할되는 방법의 경우에서 섬유가 노트를 형성하고 따라서 의도하지 않은 장치의 정지가 발생하는 것을 방지하기 위해, 모든 실시양태의 경우에서 섬유(1)가 배스(5)의 매트릭스 재료 내로 밀려들어가기 전 섬유가 먼저 간단히 위에서 배치되는 것이 유리하다. 여기에서 섬유는 먼저 콤(67)의 프롱(69) 사이의 중간 공간을 통해, 그리고 섬유를 함침시키기 위한 장치 앞의 콤(67)을 통해 안내되므로, 섬유의 얽힘이 방지된다. 섬유를 공급하기 위한 개구(59)를 통해 섬유가 개개의 섬유로서, 몇 개 섬유의 집단으로서, 또는 도 23에 도시된 바와 같은 개개의 로빙으로서, 또는 번들로서 공급되는지, 또는 디플렉션 유닛(35, 63)을 통해 번들로서 공급되는지에 관계 없이, 섬유는 다음으로 배스(5)의 디플렉션 유닛(57) 둘레로 배치된다. 이어서 섬유는 배스(5)의 디플렉션 유닛(57)과 콤(67) 사이에 모이고 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100) 내로 배치되며, 이를 위해 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은 바람직하게는, 상측부(101) 및 하측부(103)를 갖거나, 하측부(133) 및 덮개(131)를 갖는 2개의 부분으로 구현되어, 섬유가 하측부(103, 133)에 배치될 수 있고 이어서 상측부(101) 또는 덮개(131)가 그 위에 배치된다. 섬유가 덕트(125)의 벽에 접촉하고, 이로 인해 매트릭스 재료가 와이핑될 수 있는 것을 방지하기 위해 특히 노즐(123) 및 덕트(125)를 구비한 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛의 실시양태에서 사용되는 가이드(73)가 제공되는 경우, 상기 가이드(73)는 마찬가지로 바람직하게는 섬유가 콤(67) 내로 배치되고 섬유(1)가 디플렉션 유닛(57) 둘레로 배치된 경우에만 삽입되고, 그 단부에서 상기 가이드(73)는 바람직하게는 마찬가지로 2개의 부분으로 구현되어, 개방 상태에서 상기 가이드(73)는 섬유(1) 주변에 배치될 수 있고 이어서 밀폐될 수 있다. 2개의 부분의 실시양태의 경우에서, 별개의 상측부 및 하측부, 또는 별개의 하측부 및 덮개 뿐만 아니라, 하측부 및 상측부, 또는 하측부 및 덮개가 힌지에 의해 연결되어, 밀폐를 위한 덮개가 힌지의 축을 중심으로 회전하는 것도 항상 가능하다.
섬유가 섬유를 공급하기 위한 개구(59)를 통해 안내되는 경우, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛 내로 배치된 후 섬유는 배스(5)의 디플렉션 유닛(57)과 콤(67) 사이에 모이고 섬유(1)를 공급하기 위한 개구(59) 내에 배치되며, 상기 개구(59)에 섬유가 완전히 배치된 후, 예를 들어 덮개(23)를 밀폐함으로써, 상기 개구(59)는 밀폐된다. 물론, 여기에서 섬유를 먼저 섬유를 공급하기 위한 개구(59) 내에 배치하고, 이후에 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100) 내에 배치하는 것도 가능하다.
함침될 섬유의 수 및 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)을 통해 안내될 섬유의 수에 따라, 여기에 도시된 하나의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)만을 갖는 실시양태 뿐만 아니라, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 임의의 수의 추가 유닛이 사용될 수도 있다. 여기에서 복수의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)을 배스(5)에서 사용하거나, 대안으로 각각의 경우 하나의 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛을 구비하는, 섬유(1)를 함침시키기 위한 복수의 장치를 병렬로 사용하는 것이 가능하다.
1 섬유
3 리저브
5 배스
7 콤
9 스퀴지 롤러 쌍
11 안내 고리
13 스핀들
15 구성품
21 하측부
23 덮개
25 경사면
27 와이퍼
29 와이핑 엣지
31 와이퍼
33 디플렉션 유닛
35 하측부(21)의 제1 디플렉션 유닛
37 하측부(21)의 제2 디플렉션 유닛
39 갭
41 제2 갭
43 스퀴지 롤러
45 덮개(23)에 장착된 제1 디플렉션 유닛
47 덮개(23)에 장착된 제2 디플렉션 유닛
49 배스(5)의 추가 디플렉션 유닛
51 디플렉션 유닛
53 와이퍼
53.1 위에서 섬유에 작용하는 와이퍼
53.2 아래에서 섬유에 작용하는 와이퍼
55 진행 방향
57 디플렉션 유닛
59 섬유(1)를 공급하기 위한 개구
61 섬유 테이프
63 디플렉션 롤러
65 디플렉션 롤러
67 콤
69 프롱
71 권취 맨드렐
73 가이드
75 권취 맨드렐의 축
100 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛
101 상측부
103 하측부
105 클리어런스
107 개구
109 개구의 주변
111 최소 개구 단면
113 측면
115 반원형 베이스
117 플레이트
119 플레이트
121 라멜라 애퍼쳐
123 노즐
125 덕트
127 제1 암
129 제2 암
131 덮개
133 하측부

Claims (25)

  1. 섬유(1)에 매트릭스 재료를 함침시키기 위한 장치로서, 섬유를 매트릭스 재료로 소킹하기 위한 유닛을 포함하고, 소킹된 섬유(1)가 안내되는 적어도 하나의 개구(107)를 포함하는, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)을 포함하며, 각각의 개구(107)는 최소 개구 단면(111)에서, 원하는 섬유 부피 함량이 달성되도록 하는 만큼의 매트릭스 재료가 제거되도록 치수설정되고, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은 상측부(101; 131) 및 하측부(103; 133)를 포함하고, 상기 개구(107)는 각 경우 일부는 하측부(103; 133)에서, 일부는 상측부(101; 131)에서 형성되고, 최소 개구 단면(111)은 하기의 조건을 만족하는 것인 장치:

    상기 식에서
    - n은 작동 시 개구를 통해 안내되는 섬유의 수이고,
    - Tex는 g/1000 m 단위의 섬유의 텍스 번수이고,
    - φ는 섬유 부피 함량이고,
    - ρ는 섬유의 밀도이다.
  2. 제1항에 있어서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 적어도 하나의 개구(107)의 단면적이, 작동 시 섬유의 진행 방향으로 크기가 감소하는 것인 장치.
  3. 제1항에 있어서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 각각의 개구(107)는, 각각 적어도 로빙의 직경에 해당하는 최대 폭 및 최대 높이를 갖는 것인 장치.
  4. 제1항에 있어서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 각각의 개구(107)는 조정 가능한 것인 장치.
  5. 제1항에 있어서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이, 각각 하나의 클리어런스(105)를 포함하는 상측부(101) 및 하측부(103)를 포함하며, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 장착되는 경우, 상기 하측부(103)의 클리어런스(105)와 상기 상측부(101)의 클리어런스가 서로 교차하며, 이로써 개구(107)가 형성되고, 개구 단면은 상기 상측부(101)와 상기 하측부(103) 상호간의 상대 위치에 의해 조정 가능한 것인 장치.
  6. 제1항에 있어서, 섬유를 소킹하기 위한 유닛이 매트릭스 재료를 수용하기 위한 배스를 포함하는 것인 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 장치는 배스(5)가 수용되는 하측부(21) 및 밀폐를 위한 덮개(23)를 포함하며, 덮개(23)가 장착되는 경우, 각 경우 하나의 갭(39, 41)이 덮개(23)와 하측부(21) 사이에서 그 측면에 형성되며, 이를 통해 섬유(1)가 장치 내로 안내되고 장치로부터 빠져나가는 것인 장치.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 상측부(101)가 덮개(23)에 배치되고, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 하측부(103)가 함침 장치의 하측부(21)에 배치되는 것인 장치.
  9. 제7항에 있어서, 함침 장치의 하측부(21)는 배스(5)의 방향으로 경사진 경사면(25)을 가지고, 상기 섬유(1)로부터 드리핑되는 매트릭스 재료는 상기 경사면(25)에 의해 상기 배스(5)로 다시 흘러갈 수 있는 것인 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 덮개(23)에 디플렉션 유닛(33; 45, 47)이 장착되고, 이것에 의해, 덮개(23)가 장착되는 경우 섬유(1)가 배스(5)로 밀려 들어갈 수 있는 것인 장치.
  11. 제5항에 있어서, 작동 시 소킹된 섬유를 안내하는 와이핑 엣지(29)를 갖는 하나 이상의 와이퍼(27)를 구비한 드립 유닛을 포함하는 장치.
  12. 제6항에 있어서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)은, 섬유가 공급되는 측이 배스(5)에 침지되고, 섬유가 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)으로부터 빠져나오는 측이 배스(5)의 외부에 위치하도록 설계되고 배치되는 것인 장치.
  13. 제12항에 있어서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 최소 단면을 갖는 노즐(123), 및 덕트(125)를 구비하며, 상기 노즐(123)은 매트릭스 재료 내로 돌출되고, 상기 덕트(125)는, 상기 노즐(123)에 인접해 있고 이를 통해 소킹된 섬유가 안내되며 매트릭스 재료 밖에서 끝나는 것인 장치.
  14. 제12항에 있어서, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)이 배스(5)의 벽에 형성되는 것인 장치.
  15. 제12항에 있어서, 섬유(1)를 공급하기 위한 개구가 배스(5)의 벽에 형성되는 것인 장치.
  16. 제12항에 있어서, 2개 이상의 와이퍼(53)가 배스(5)에 수용되고, 상기 와이퍼(53)는 위와 아래로부터 섬유(1)에 교대로 작용하는 것인 장치.
  17. 제1항에 있어서, 배스에 디플렉션 엘리먼트(57)가 수용되고, 그 둘레로 섬유(1)가 안내되는 것인 장치.
  18. 제1항에 있어서, 플러싱 가스의 유입과 유출을 포함하는 장치.
  19. 제1항에 있어서, 매트릭스 재료의 공급을 위한 연결부를 포함하는 장치.
  20. 제1항에 따른 장치에서 섬유(1)를 함침시킬 때 섬유 부피 함량을 설정하는 방법으로서, 상기 방법은
    (a) 섬유(1)를 매트릭스 재료로 소킹하는 단계;
    (b) 소킹된 섬유(1)를, 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 장치(100)의 적어도 하나의 개구(107)를 통해 안내하는 단계로서, 적어도 2개의 섬유(1)가 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)의 각각의 개구(107)를 통해 안내되고, 각각의 개구(107)는 하기 상관관계를 만족하는 최소 단면적(111)을 갖는 것인 단계
    를 포함하는 방법:

    상기 식에서
    - n은 작동 시 개구를 통해 안내되는 섬유의 수이고,
    - Tex는 g/1000 m 단위의 섬유의 텍스 번수이고,
    - φ는 섬유 부피 함량이고,
    - ρ는 섬유의 밀도이다.
  21. 제20항에 있어서, 섬유(1)가 탄소 섬유, 유리 섬유, 또는 아라미드 섬유인 것인 방법.
  22. 제20항에 있어서, 매트릭스 재료가 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르, 에폭시 수지, 및 폴리우레탄, 및 이들의 반응물로부터 선택되는 것인 방법.
  23. 제20항에 있어서, 섬유를, 매트릭스 재료를 포함하는 배스(5)의 벽의 개구(59)를 통해 매트릭스 재료로 공급하기 전 또는 매트릭스 재료로 공급한 후, 섬유를 개개의 섬유, 몇 개 섬유의 집단, 또는 개개의 로빙으로 나누고, 디플렉션 엘리먼트(57) 둘레로 안내하고, 디플렉션 엘리먼트를 지난 후, 다시 번들링하고 섬유 부피 함량을 설정하기 위한 유닛(100)으로 공급하는 것인 방법.
  24. 제20항에 있어서, 배스에 와이퍼(53)가 제공되고, 이것에 의해 섬유(1)가 안내되며, 이때 와이퍼(53)의 와이핑 엣지가 매트릭스 재료의 액면 높이 아래에 위치하는 것인 방법.
  25. 제16항에 있어서, 상기 와이퍼(53)는 상기 와이퍼(53)의 와이핑 엣지가, 작동 시, 매트릭스 재료의 액면 높이보다 아래에 위치하도록 배치되는 것인 장치.
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