KR102622777B1 - Apparatus for producing the glass carbon fiber composites and producing method for the glass carbon fiber composites usng the same - Google Patents

Apparatus for producing the glass carbon fiber composites and producing method for the glass carbon fiber composites usng the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리탄소섬유 복합재 제조장치 및 이를 이용한 유리탄소섬유 복합재 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유리섬유를 풀어서 공급하는 유리섬유공급부와, 탄소섬유를 풀어서 공급하는 탄소섬유공급부와, 상기 유리섬유공급부로부터 공급된 유리섬유를 함침조에 수용된 레진에 함침시키는 제 1 함침부와, 상기 탄소섬유공급부로부터 공급된 탄소섬유를 함침조에 수용된 레진에 함침시키는 제 2 함침부와, 상기 제 1 함침부와 상기 제 2 함침부에서 레진에 함침된 탄소섬유를 서로 꼬여지게 가공하여 봉 형상의 유리탄소섬유를 형성하는 와인딩부와, 상기 와인딩부에서 형성된 유리탄소섬유를 관체의 내부로 진입시켜 가열하여 유리탄소섬유에 함침된 레진을 경화시키는 건조부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유리탄소섬유 복합재의 제조장치 및 이를 이용한 유리탄소섬유 복합재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a glass carbon fiber composite manufacturing apparatus and a glass carbon fiber composite manufacturing method using the same, and more specifically, to a glass fiber supply unit that unpacks and supplies glass fiber, a carbon fiber supply unit that unpacks and supplies carbon fiber, and A first impregnation unit that impregnates the glass fiber supplied from the glass fiber supply unit into the resin contained in the impregnation tank, a second impregnation unit that impregnates the carbon fiber supplied from the carbon fiber supply unit into the resin contained in the impregnation tank, and the first impregnation unit. and a winding part that processes the carbon fibers impregnated with resin in the second impregnation part by twisting them together to form rod-shaped glass carbon fibers, and the glass carbon fibers formed in the winding parts enter the inside of the tube body and are heated to form glass. The present invention relates to an apparatus for manufacturing a glass carbon fiber composite material, characterized by comprising a drying unit for curing a resin impregnated in carbon fiber, and a method for manufacturing a glass carbon fiber composite material using the same.

Description

유리탄소섬유 복합재 제조장치 및 이를 이용한 유리탄소섬유 복합재 제조방법{Apparatus for producing the glass carbon fiber composites and producing method for the glass carbon fiber composites usng the same}Glass carbon fiber composite manufacturing apparatus and glass carbon fiber composite manufacturing method using the same {Apparatus for producing the glass carbon fiber composites and producing method for the glass carbon fiber composites usng the same}

본 발명은 유리탄소섬유 복합재 제조장치 및 이를 이용한 유리탄소섬유 복합재 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유리섬유를 풀어서 공급하는 유리섬유공급부와, 탄소섬유를 풀어서 공급하는 탄소섬유공급부와, 상기 유리섬유공급부로부터 공급된 유리섬유를 함침조에 수용된 레진에 함침시키는 제 1 함침부와, 상기 탄소섬유공급부로부터 공급된 탄소섬유를 함침조에 수용된 레진에 함침시키는 제 2 함침부와, 상기 제 1 함침부와 상기 제 2 함침부에서 레진에 함침된 탄소섬유를 서로 꼬여지게 가공하여 봉 형상의 유리탄소섬유를 형성하는 와인딩부와, 상기 와인딩부에서 형성된 유리탄소섬유를 관체의 내부로 진입시켜 가열하여 유리탄소섬유에 함침된 레진을 경화시키는 건조부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유리탄소섬유 복합재의 제조장치 및 이를 이용한 유리탄소섬유 복합재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a glass carbon fiber composite manufacturing apparatus and a glass carbon fiber composite manufacturing method using the same, and more specifically, to a glass fiber supply unit that unpacks and supplies glass fiber, a carbon fiber supply unit that unpacks and supplies carbon fiber, and A first impregnation unit that impregnates the glass fiber supplied from the glass fiber supply unit into the resin contained in the impregnation tank, a second impregnation unit that impregnates the carbon fiber supplied from the carbon fiber supply unit into the resin contained in the impregnation tank, and the first impregnation unit. and a winding part that processes the carbon fibers impregnated with resin in the second impregnation part by twisting them together to form rod-shaped glass carbon fibers, and the glass carbon fibers formed in the winding parts enter the inside of the tube body and are heated to form glass. The present invention relates to an apparatus for manufacturing a glass carbon fiber composite material, characterized by comprising a drying unit for curing a resin impregnated in carbon fiber, and a method for manufacturing a glass carbon fiber composite material using the same.

일반적으로, 유리탄소섬유 복합재(Glass Carbon Fiber Composites)는 탄소섬유재와 유리섬유재를 일체로 와인딩(winding)시켜 형성한 소재로서, 탄소섬유재로 이루어진 심재의 외주면에 유리섬유재를 와인딩하거나, 또는, 유리섬유재로 이루어진 심재의 외주면에 탄소섬유재를 와인딩시킨 구성으로 이루어지며, 일종의 강화 폴리머 유리섬유재(GFRP, Glass Fiber Reinforced Polymer)이다.In general, glass carbon fiber composites are materials formed by winding carbon fiber and glass fiber as one piece. Glass fiber is wound on the outer peripheral surface of a core made of carbon fiber, or Alternatively, it consists of winding carbon fiber material around the outer peripheral surface of a core material made of glass fiber material, and is a type of reinforced polymer glass fiber material (GFRP, Glass Fiber Reinforced Polymer).

이러한 유리탄소섬유 복합재는 투명성, 불활성, 절연성, 내부식성, 내약품성, 유연성이 우수하고 중량이 가벼울 뿐만 아니라 인장강도가 높은 특성을 가지고 있어, 기존의 금속재로 이루어진 철근재의 대체재로 평가받고 있으며 향후 응용 분야가 더욱 확장될 수 있는 소재이다.These glass carbon fiber composites have excellent transparency, inertness, insulation, corrosion resistance, chemical resistance, flexibility, light weight, and high tensile strength, and are evaluated as a substitute for existing metal reinforcing bars and may be used in the future. It is a material that can further expand the field.

그러나 종래의 유리탄소섬유 복합재를 생산하는 방식은 롤러 구조로 끌어당기는 풀 트루전 피딩(Pull Trusion Feeding) 방식의 레진이송몰딩(RTM, Resin Transfer Molding) 방식을 사용하였는데, 이러한 종래의 RTM 방식은 공정이 직진성을 가지고 있어 복합적인 형상의 제품을 1 대의 기계공정(Process) 내에서 생산하기가 곤란한 문제점이 있었다.However, the conventional method of producing glass carbon fiber composites used a resin transfer molding (RTM) method using a pull trusion feeding method that is pulled by a roller structure. This conventional RTM method is used in the process. Due to this straight-line nature, there was a problem in that it was difficult to produce products of complex shapes within a single mechanical process.

한편, 이러한 유리탄소섬유 복합재의 제조장치와 제조방법에 관한 선행기술로서 대한민국 특허등록공보 제 674002 호의 나선형으로 강화된 콘크리트용 복합재 리바 및 그 제조장치의 기술과, 대한민국 특허공개공보 제 2020-58071 호의 유리 섬유 리바 제조용 인발 다이의 기술과, 대한민국 특허공개공보 제 2007-117789 호의 콘크리트용 섬유강화 복합체 보강근의 기술이 공지되어 있다.Meanwhile, as prior art regarding the manufacturing apparatus and manufacturing method of such glass carbon fiber composites, the technology of spirally reinforced concrete composite riba and its manufacturing apparatus in Republic of Korea Patent Registration No. 674002 and the technology of the manufacturing apparatus thereof in Republic of Korea Patent Publication No. 2020-58071 The technology of the drawing die for producing glass fiber riba and the technology of the fiber-reinforced composite reinforcement bar for concrete in Republic of Korea Patent Publication No. 2007-117789 are known.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 1 대의 기계공정(process) 내에서 복합 형상으로 이루어진 유리탄소섬유복합재를 효율적으로 생산할 수 있는 유리탄소섬유 복합재 제조장치 및 이를 이용한 유리탄소섬유 복합재 제조방법의 구성을 제공한다.It was created to solve the above-described conventional problems, and is a glass carbon fiber composite manufacturing device capable of efficiently producing a glass carbon fiber composite of a composite shape within a single mechanical process, and a glass carbon fiber using the same. Provides the composition of the composite manufacturing method.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 유리탄소섬유 복합재 제조장치 및 이를 이용한 유리탄소섬유 복합재 제조방법은, 유리섬유를 풀어서 공급하는 유리섬유공급부와, 탄소섬유를 풀어서 공급하는 탄소섬유공급부와, 상기 유리섬유공급부로부터 공급된 유리섬유를 함침조에 수용된 레진에 함침시키는 제 1 함침부와, 상기 탄소섬유공급부로부터 공급된 탄소섬유를 함침조에 수용된 레진에 함침시키는 제 2 함침부와, 상기 제 1 함침부와 상기 제 2 함침부에서 레진에 함침된 탄소섬유를 서로 꼬여지게 가공하여 봉 형상의 유리탄소섬유를 형성하는 와인딩부와, 상기 와인딩부에서 형성된 유리탄소섬유를 관체의 내부로 진입시켜 가열하여 유리탄소섬유에 함침된 레진을 경화시키는 건조부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The glass-carbon fiber composite manufacturing apparatus of the present invention and the glass-carbon fiber composite manufacturing method using the same for achieving the above-described technical problem include a glass fiber supply unit that unpacks and supplies glass fiber, and a carbon fiber supply unit that unpacks and supplies carbon fiber. , a first impregnation unit for impregnating the glass fiber supplied from the glass fiber supply unit into the resin contained in the impregnation tank, a second impregnation unit for impregnating the carbon fiber supplied from the carbon fiber supply unit into the resin contained in the impregnation tank, and the first impregnation unit. A winding part that forms rod-shaped glass carbon fiber by twisting the carbon fibers impregnated with resin in the impregnation part and the second impregnation part, and heating the glass carbon fiber formed in the winding part by entering the inside of the tube body. It is characterized in that it includes a drying unit that hardens the resin impregnated with glass carbon fiber.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 유리탄소섬유 복합재 제조장치 및 이를 이용한 유리탄소섬유 복합재 제조방법은, 함침된 레진 수지를 경화시키는 건조부를 저온부와 고온부로 구획함으로써, 건조부의 저온부에서 유리탄소섬유의 경화속도를 조정하여 유리탄소섬유에 함침된 레진을 반응고 상태에서 성형한 후 고온부로 이송하고, 이송된 유리탄소섬유를 고온부에서 완전히 건조시킴으로써 1 대의 기계공정(process) 내에서 복합 형상으로 이루어진 유리탄소섬유복합재를 효율적으로 생산할 수 있는 효과를 발현한다.The glass carbon fiber composite manufacturing apparatus of the present invention having the above-mentioned configuration and the glass carbon fiber composite manufacturing method using the same divide the drying part for curing the impregnated resin into a low temperature part and a high temperature part, so that the glass carbon fiber is formed in the low temperature part of the drying part. By adjusting the curing speed, the resin impregnated in the glass carbon fiber is molded in a solid state, then transferred to the high temperature section, and the transferred glass carbon fiber is completely dried in the high temperature section, thereby forming glass into a complex shape within one mechanical process. It has the effect of efficiently producing carbon fiber composites.

도 1 은 본 발명의 유리탄소섬유 복합재 제조장치의 평면도.
도 2 는 본 발명의 유리탄소섬유 복합재 제조장치의 측면도.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 제조장치의 유리섬유공급부의 구성을 보여주는 사진도면.
도 4 는 본 발명의 제조장치의 와인딩부의 구성을 보여주는 사진도면.
도 5a 및 도 5b 는 본 발명의 제조장치의 와인딩부에 설치되는 성형롤러의 구성도.
도 6 및 도 7 은 본 발명의 제조장치의 건조부의 구성을 보여주는 사진도면.
도 8 은 본 발명의 제조장치의 냉각부의 구성을 보여주는 사진도면.
도 9 는 본 발명의 제조장치의 당김부의 구성을 보여주는 사진도면.
도 10 는 본 발명의 제조장치의 커팅부의 구성을 보여주는 사진도면.
도 11 은 본 발명의 제조장치를 이용한 유리탄소섬유 복합재의 제조방법의 순서도.
1 is a plan view of the glass carbon fiber composite manufacturing apparatus of the present invention.
Figure 2 is a side view of the glass carbon fiber composite manufacturing apparatus of the present invention.
Figures 3a and 3b are photographic diagrams showing the configuration of the glass fiber supply part of the manufacturing apparatus of the present invention.
Figure 4 is a photographic view showing the configuration of the winding part of the manufacturing apparatus of the present invention.
Figures 5a and 5b are configuration diagrams of forming rollers installed in the winding part of the manufacturing apparatus of the present invention.
Figures 6 and 7 are photographic views showing the configuration of the drying unit of the manufacturing apparatus of the present invention.
Figure 8 is a photographic diagram showing the configuration of the cooling unit of the manufacturing apparatus of the present invention.
Figure 9 is a photographic diagram showing the configuration of the pulling portion of the manufacturing apparatus of the present invention.
Figure 10 is a photographic view showing the configuration of the cutting part of the manufacturing apparatus of the present invention.
Figure 11 is a flowchart of a method of manufacturing a glass carbon fiber composite using the manufacturing apparatus of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 유리탄소섬유 복합재 제조장치 및 이를 이용한 유리탄소섬유 복합재 제조방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the glass carbon fiber composite manufacturing apparatus of the present invention and the glass carbon fiber composite manufacturing method using the same will be described in detail with reference to the drawings.

단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.However, the disclosed drawings are provided as examples so that the idea of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other aspects.

또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, if there is no other definition in the terms used in the present invention specification, they have meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains, and the gist of the present invention is summarized in the following description and accompanying drawings. Detailed descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily obscure are omitted.

도 1 은 본 발명의 유리탄소섬유 복합재 제조장치의 평면도, 도 2 는 본 발명의 유리탄소섬유 복합재 제조장치의 측면도이다.Figure 1 is a plan view of the glass carbon fiber composite manufacturing apparatus of the present invention, and Figure 2 is a side view of the glass carbon fiber composite manufacturing apparatus of the present invention.

각 도면을 참조하면, 본 발명의 유리탄소섬유 복합재 제조장치(1)는, 유리섬유공급부(10), 탄소섬유공급부(20), 제 1 함침부(30), 제 2 함침부(40), 와인딩(winding)부(50), 건조부(60), 냉각부(70), 당김부(80), 커팅부(90)를 포함하여 구성된다.Referring to each drawing, the glass carbon fiber composite manufacturing apparatus 1 of the present invention includes a glass fiber supply unit 10, a carbon fiber supply unit 20, a first impregnation unit 30, a second impregnation unit 40, It consists of a winding unit 50, a drying unit 60, a cooling unit 70, a pulling unit 80, and a cutting unit 90.

상기 유리섬유공급부(10)는 본 발명의 유리탄소섬유복합재를 형성하기 위한 유리섬유(G)가 권취되어 풀려져 나오는 부분이다.The glass fiber supply part 10 is a part where the glass fibers (G) to form the glass carbon fiber composite material of the present invention are wound and released.

상세하게는, 도 3a 에 도시된 바와 같이, 상기 유리섬유공급부(10)는 다수개의 층별로 구획되도록 형성된 프레임(12) 상에 유리섬유(G)가 권취된 다수개의 크릴(creel)(11)이 거치된 것이다.In detail, as shown in FIG. 3A, the glass fiber supply unit 10 includes a plurality of creels 11 in which glass fibers G are wound on a frame 12 formed to be divided into multiple layers. This has been postponed.

그리고 도 3b 에 도시된 바와 같이, 각각의 크릴(11)로부터 유리섬유(G)가 풀려져 나와서 제 1 함침부(30)의 입구프레임(31)을 거쳐서 함침조(32)에 수용된 레진(R)(resin,수지)에 함침된다.And as shown in Figure 3b, the glass fiber (G) is released from each creel (11) and passes through the inlet frame (31) of the first impregnation unit (30) to form a resin (R) contained in the impregnation tank (32). ) (resin) is impregnated.

이때, 생산하려고 하는 유리탄소섬유 복합재의 굵기에 따라서 유리섬유(G)의 굵기를 선정하게 된다.At this time, the thickness of the glass fiber (G) is selected according to the thickness of the glass carbon fiber composite material to be produced.

상기 제 1 함침부(30)는 유리섬유(G)를 함침시킬 레진(R)이 수용되는 함침조(32)와, 상기 함침조(32)의 전단에 부착되어 유리섬유(G)의 각 다발들을 수집하여 일괄적으로 함침조(32)로 전달하는 입구프레임(31)을 포함하여 구성된다.The first impregnation part 30 is attached to an impregnation tank 32 that accommodates the resin (R) to impregnate the glass fibers (G), and the front end of the impregnation tank 32 to form each bundle of glass fibers (G). It is composed of an inlet frame 31 that collects and transfers them to the impregnation tank 32 in batches.

여기서, 상기 제 1 함침부(30)의 함침조(32)에 수용되는 레진은 유리탄소섬유 복합재가 달성하려고 하는 인장강도에 따라서 선정되며, 바람직하게는, 상기 레진에 착색제를 포함시켜 생산될 유리탄소섬유 복합재가 종래의 철근의 색상으로 발색되도록 하는 기능을 부여하도록 할 수 있다.Here, the resin contained in the impregnation tank 32 of the first impregnation part 30 is selected according to the tensile strength that the glass carbon fiber composite is intended to achieve, and preferably, the glass to be produced by including a colorant in the resin. It is possible to give carbon fiber composites the ability to develop colors in the color of conventional rebar.

또한, 상기 제 1 함침부(30)의 후단에 탄소섬유공급부(20)가 설치된다. Additionally, a carbon fiber supply unit 20 is installed at the rear end of the first impregnation unit 30.

상기 탄소섬유공급부(20)는 전술한 유리섬유공급부(10)와 유사한 구성을 가지는 것으로서, 도 3a 에 도시된 바와 같은 구조의 다수개의 층별로 구획되도록 형성된 프레임(22) 상에 탄소섬유(C)가 권취된 다수개의 크릴(21)이 거치된 구성이다.The carbon fiber supply unit 20 has a similar configuration to the glass fiber supply unit 10 described above, and carbon fibers (C) are placed on a frame 22 formed to be divided into multiple layers of the structure shown in FIG. 3A. It is a configuration in which a plurality of wound creels 21 are mounted.

그리고 탄소섬유공급부(20)의 각각의 크릴(21)로부터 탄소섬유(C)가 풀려져 나와서 제 2 함침부(40)의 함침조(42)에 수용된 레진(R)에 함침된다. 여기서, 상기 탄소섬유(C)는 생산하려고 하는 유리탄소섬유 복합재의 굵기에 따라서 해당 굵기가 선정된다.Then, the carbon fibers (C) are released from each creel (21) of the carbon fiber supply unit (20) and impregnated into the resin (R) contained in the impregnation tank (42) of the second impregnation unit (40). Here, the thickness of the carbon fiber (C) is selected according to the thickness of the glass carbon fiber composite material to be produced.

상기 제 2 함침부(40)는 제 1 함침부(30)와 유사한 구조로서, 탄소섬유(C)를 함침시킬 레진(R)이 수용되는 함침조(42)와, 상기 함침조(42)를 거치하는 베이스프레임(41)을 포함하여 구성된다.The second impregnation part 40 has a structure similar to the first impregnation part 30, and includes an impregnation tank 42 in which the resin (R) to be impregnated with the carbon fiber (C) is accommodated, and the impregnation tank (42) It is composed of a base frame 41 for mounting.

통상적으로, 상기 제 1 함침부(30) 및 제 2 함침부(40)의 각 함침조(32,42)에 수용되는 레진(R)은 에폭시-함유 레진이며, 이러한 에폭시-함유 레진은 열경화성 수지, 열가소성 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.Typically, the resin (R) contained in each impregnation tank (32, 42) of the first impregnation part (30) and the second impregnation part (40) is an epoxy-containing resin, and this epoxy-containing resin is a thermosetting resin. , thermoplastic resin, or a combination thereof.

이때, 상기 에폭시-함유 레진에 사용가능한 열경화성 수지는 페놀 수지(PH), 에폭시 수지(EP), 멜라민 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 규소 수지, 또는 폴리우레탄 수지 등을 들 수 있으며, 상기 에폭시-함유 레진에 사용가능한 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 아크릴 수지, 염화비닐 수지, 초산비닐 수지, 메틸메타크릴 수지, 폴리아미드 수지, 셀룰로이드 등을 들 수 있으며, 제조될 유리탄소섬유의 인장강도 및 기타 요구되는 특성에 따라서 레진의 종류를 선정한다.At this time, thermosetting resins that can be used in the epoxy-containing resin include phenol resin (PH), epoxy resin (EP), melamine resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, silicon resin, or polyurethane resin. Thermoplastic resins that can be used for epoxy-containing resin include polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylic resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, methyl methacrylic resin, polyamide resin, and celluloid. The type of resin is selected according to tensile strength and other required characteristics.

따라서 유리섬유공급부(10)로부터 공급된 유리섬유(G)는 제 1 함침부(30)에 수용된 레진에 함침되어 레진이 흡수된 상태에서 이송되면서, 상기 탄소섬유공급부(20)로부터 공급되어 제 2 함침부(40)에 수용된 레진에 함침되어 레진이 흡수된 상태의 탄소섬유(C)와 함께 이송되다가 제 2 함침부(40)의 후단에 배치된 와인딩부(50)에 의하여 유리섬유(G)와 탄소섬유(C)가 함께 와인딩되면서 꼬여지게 된다.Accordingly, the glass fiber (G) supplied from the glass fiber supply unit 10 is impregnated with the resin contained in the first impregnation unit 30 and transported in a state in which the resin is absorbed, and is supplied from the carbon fiber supply unit 20 to the second impregnation unit 30. The glass fibers (G) are impregnated with the resin contained in the impregnation unit 40 and transported together with the carbon fibers (C) in a resin-absorbed state, by the winding unit 50 disposed at the rear end of the second impregnation unit 40. and carbon fiber (C) are wound together and twisted.

상기 와인딩부(50)는 도 1, 2 및 4 에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 함침부(40)의 후단에 배치된 것으로서, 제 1 함침부(30)에 의하여 레진이 흡수된 상태의 유리섬유(G)와 제 2 함침부(40)에 의하여 레진이 흡수된 상태의 탄소섬유(C)의 다발이 함께 투입되어 각 섬유(G,C)들을 상호 꼬여지게 가공하여 봉 형상의 유리탄소섬유(F)를 형성하는 부분이다.As shown in Figures 1, 2, and 4, the winding part 50 is disposed at the rear end of the second impregnation part 40, and is formed on the glass in a state in which the resin has been absorbed by the first impregnation part 30. The fiber (G) and a bundle of carbon fibers (C) in which the resin has been absorbed by the second impregnation part 40 are put together and processed to twist each fiber (G, C) together to form a rod-shaped glass carbon fiber. It is the part that forms (F).

이러한 상기 와인딩부(50)는 하부의 베이스(51)와, 상기 베이스(51)의 상단에 거치된 와인딩기(52)와, 와인딩기(52)의 전단에 부착되어 진입구(53)와, 상기 진입구(53)의 전방에 배치되어 유리섬유(G)와 탄소섬유(C)의 다수개의 다발들을 수렴시켜 진입구(53)로 전달하는 인렛(inlet)금구(54)와, 상기 와인딩기(52)의 배면에 형성되어 와인딩이 완료된 상태의 유리탄소섬유(F)를 외부로 배출하는 배출구(55)와, 상기 와인딩기(52)의 배출구(55) 후단에 장착되는 평판(57)에 설치되어 와인딩된 유리탄소섬유(F)를 건조부(60)로 이송시키기 위하여 유리탄소섬유(F)를 팽팽하게 지지하는 지지롤러(56a,56b)를 포함하여 구성된다.The winding unit 50 includes a lower base 51, a winder 52 mounted on the upper end of the base 51, an entrance port 53 attached to the front end of the winder 52, and the winder 52. An inlet metal fitting 54 disposed in front of the entry port 53 to converge a plurality of bundles of glass fibers (G) and carbon fibers (C) and deliver them to the entry port 53, and the winding machine 52 It is installed on an outlet 55 formed on the back of the winding machine to discharge the glass carbon fiber (F) in a winding state to the outside, and a flat plate 57 mounted at the rear end of the outlet 55 of the winding machine 52. In order to transfer the glass carbon fibers (F) to the drying unit (60), it includes support rollers (56a, 56b) that tightly support the glass carbon fibers (F).

여기서, 상기 와인딩기(52)는 유리섬유(G) 및 탄소섬유(C)를 상호 꼬아주는 통상의 공지된 와인딩기(52)를 이용하면 된다.Here, the winding machine 52 may be a commonly known winding machine 52 that twists the glass fiber (G) and the carbon fiber (C) together.

특히, 유리탄소섬유 복합재를 종래의 금속재의 철근과 유사한 형상으로 성형하기 위하여, 일례로, 도 5a 및 도 5b 에 도시된 바와 같은 제 1 성형롤러(100) 및 제 2 성형롤러(200)를 내부에 구비한 와인딩기(52)를 이용할 수 있다.In particular, in order to form a glass carbon fiber composite into a shape similar to a conventional metal rebar, for example, the first forming roller 100 and the second forming roller 200 as shown in FIGS. 5A and 5B are installed inside. The winding machine 52 provided in can be used.

도 5a 및 도 5b 를 참조하면, 와인딩기(52)의 내부에 유리섬유(G) 및 탄소섬유(C)가 사이로 지나가도록 제 1 성형 롤러(100; 110, 120)가 쌍으로 구비된다. Referring to FIGS. 5A and 5B, a pair of first forming rollers 100; 110, 120 are provided inside the winding machine 52 so that glass fibers (G) and carbon fibers (C) pass between them.

상기 제 1 성형 롤러(110, 120)는 유리 섬유가 가운데 구멍(130)으로 지나가도록 서로 역방향으로 회전하면서(청색 화살표 참조) 유리 섬유를 성형한다.The first forming rollers 110 and 120 form the glass fiber while rotating in opposite directions (see blue arrow) so that the glass fiber passes through the center hole 130.

이때, 제1 성형 롤러(110, 120)는 외주에 단면이 반원인 홈(112, 122)이 외주를 따라 360°형성되어 있다. 레진이 함침된 유리 섬유가 인발되면서, 유리 섬유 외주를 한 쌍의 제1 성형 롤러(110, 120)가 회전하면서 단면이 원형인 봉 형상으로 성형하게 된다. 한 쌍의 제1 성형 롤러(110, 120)가 맞닿게 되면, 가운데 원형의 구멍(130)이 생기고, 이 구멍(130)을 유리 섬유가 통과하면서 성형이 이루어지게 된다.At this time, the first forming rollers 110 and 120 have grooves 112 and 122 having a semicircular cross section formed at 360° along the outer circumference. As the resin-impregnated glass fiber is drawn, the outer periphery of the glass fiber is formed into a rod shape with a circular cross-section as the pair of first forming rollers 110 and 120 rotate. When a pair of first forming rollers 110 and 120 come into contact, a circular hole 130 is created in the center, and the glass fiber passes through this hole 130 to perform molding.

이때, 반원인 홈(112, 122)의 중앙에 내측으로 더 연장된 리브 홈(114, 124)이 형성되어, 제1 성형 롤러(110, 120)가 회전함에 따라 원형인 봉에 축 방향으로 리브(rib)가 형성될 수 있다.At this time, rib grooves 114, 124 extending further inward are formed in the center of the semicircular grooves 112, 122, and as the first forming rollers 110, 120 rotate, the ribs are formed in the axial direction on the circular rod. (rib) may be formed.

또한, 제 2 성형 롤러(200: 210, 220)는 단면이 반원인 제1 홈(212, 222)이 외주를 따라 360°전체에 형성되며, 마디를 형성하기 위해 단면이 더 큰 반원인 제2 홈(214, 224)이 소정 간격을 두고 제1 홈(212, 222)에 형성된다. 따라서 유리 섬유가 인발되면서 원형의 봉에 소정 간격을 두고 마디가 형성되게 된다.In addition, the second forming rollers (200: 210, 220) have first grooves (212, 222) with a semicircular cross-section extending 360° along the outer circumference, and second grooves (212, 222) with a larger cross-section to form nodes. Grooves 214 and 224 are formed in the first grooves 212 and 222 at predetermined intervals. Therefore, as the glass fiber is drawn, nodes are formed at predetermined intervals in the circular rod.

이때, 한 쌍의 제2 성형 롤러(210, 220)가 맞닿게 되면, 가운데 원형의 구멍(230)이 생기고, 이 구멍(230)을 유리 섬유(G) 및 탄소 섬유(C)가 통과하면서 성형이 이루어지게 된다. At this time, when the pair of second forming rollers 210 and 220 come into contact, a circular hole 230 is created in the center, and the glass fiber (G) and carbon fiber (C) pass through this hole 230 and are formed. This will come true.

이때, 제2 성형 롤러(210, 220)가 마디를 성형하면서 제1 성형 롤러(110, 120)에 의해 성형된 리브를 누르는 것을 방지하기 위해 회피홈(232)이 형성된다. 회피홈(232)은 제2 성형롤러(210, 220)의 제1 홈(212, 222)의 양단에 추가적인 홈(216, 226)을 형성함으로써, 한 쌍의 제2 성형 롤러(210, 220)가 맞닿은 상태에서 회피홈(232)이 형성되도록 할 수 있다.At this time, an avoidance groove 232 is formed to prevent the second forming rollers 210 and 220 from pressing the ribs formed by the first forming rollers 110 and 120 while forming the node. The avoidance groove 232 forms additional grooves 216 and 226 at both ends of the first grooves 212 and 222 of the second forming rollers 210 and 220, thereby forming a pair of second forming rollers 210 and 220. The avoidance groove 232 can be formed when in contact with each other.

그리고 한 쌍의 제1 성형 롤러(100)와 한 쌍의 제2 성형 롤러(200)를 교대로 배치하고, 중앙을 레진이 함침된 유리 섬유(G) 및 탄소 섬유(C)가 통과하면서 와인딩되도록 함으로써, 유리탄소섬유 복합재를 섬유 리바를 종래의 철근 리바와 유사한 형상으로 성형할 수 있게 된다.Then, a pair of first forming rollers 100 and a pair of second forming rollers 200 are arranged alternately, and the resin-impregnated glass fibers (G) and carbon fibers (C) are wound while passing through the center. By doing so, it is possible to mold the glass carbon fiber composite fiber riba into a shape similar to the conventional reinforcing bar riba.

상기 건조부(60)는 상기와 같이 와인딩부(50)를 통과하면서 상호 와인딩되어 봉 형상으로 가공된 유리탄소섬유(F)를 요구되는 인장강도에 도달시키기 위하여 경화시키는 부분이다.The drying unit 60 is a part where the glass carbon fibers (F), which are wound together and processed into a rod shape while passing through the winding unit 50 as described above, are hardened to reach the required tensile strength.

도 6 및 도 7 은 본 발명의 제조장치의 건조부의 구성을 보여주는 사진도면으로서, 상기 와인딩부(50)의 후단에 설치되는 건조부(60)는 거치대(64)의 상단에 길이방향으로 연장된 원통형의 관체(63)를 가지고 있으며, 관체(63)의 내부로 상기 와인딩부(50)에서 와인딩 가공된 유리탄소섬유(F)를 진입시켜 유리탄소섬유(F)의 레진을 경화시키게 된다. 6 and 7 are photographic diagrams showing the configuration of the drying unit of the manufacturing apparatus of the present invention. The drying unit 60 installed at the rear end of the winding unit 50 extends longitudinally at the top of the holder 64. It has a cylindrical tube body 63, and the glass carbon fiber (F) wound by the winding part 50 is introduced into the tube body 63 to harden the resin of the glass carbon fiber (F).

이를 위하여, 상기 관체(63)의 와인딩부(50)와 대향하는 전면에 유리탄소섬유(F)를 통과시키는 입구홀(66)이 형성된 입구플레이트(65)가 취부되고, 관체(63)의 냉각부(70)와 대향하는 배면에 건조부(60)에 의하여 경화된 유리탄소섬유(F)가 배출되는 배출홀(미도시)이 형성된 출구플레이트(67)가 취부된다.For this purpose, an inlet plate 65 having an inlet hole 66 through which the glass carbon fiber (F) passes is attached to the front surface of the tube body 63 opposite the winding part 50, and cooling of the tube body 63 is performed. An outlet plate 67 having a discharge hole (not shown) through which the glass carbon fibers (F) cured by the drying unit 60 are discharged is attached to the rear surface opposite to the unit 70.

상기 관체(63)의 길이는 유리탄소섬유(F)를 요구되는 인장강도에 도달시키기 위한 경화시간을 고려하여 설정되며, 본 발명 실시예의 건조 방식은 관체(63)내부에 진입한 유리탄소섬유(F)를 가열(heating)하는 방식을 채용한다.The length of the tube body 63 is set in consideration of the curing time for the glass carbon fiber (F) to reach the required tensile strength, and the drying method of the embodiment of the present invention is the glass carbon fiber entering the inside of the tube body 63 ( A heating method (F) is adopted.

이때, 본 발명의 실시예의 건조부(60)는 관체(63)의 내부를 2 개의 건조 구역으로 구획한다. At this time, the drying unit 60 of the embodiment of the present invention divides the interior of the tubular body 63 into two drying zones.

즉, 상기 관체(63)의 내부를 저온건조로와 고온건조로로 구획하며, 바람직하게는, 상기 저온건조로는 상기 입구플레이트(65)로부터 관체(63)의 중앙 부분까지 이르는 구역이고, 상기 고온건조로는 관체(63)의 중앙 부분으로부터 상기 출구플레이트(67)까지 이르는 구역이다.That is, the interior of the tube body 63 is divided into a low-temperature drying furnace and a high-temperature drying furnace. Preferably, the low-temperature drying furnace is a region extending from the inlet plate 65 to the central part of the tube body 63, and the high-temperature drying furnace is It is an area extending from the central part of the pipe body 63 to the outlet plate 67.

상기 저온건조로는 대략 120℃~140℃ 의 내부 온도 분위기를 가지며, 상기 고온건조로는 대략 160℃~180℃ 의 내부 온도 분위기를 가지도록 형성하여, 건조부(60)의 관체(63)로 진입한 유리탄소섬유(F)를 저온건조로에서 유리탄소섬유(F)에 함침된 레진의 경화속도를 조정하여 레진을 반응고(half-coagulation) 상태로 건조시킴으로써 유리탄소섬유(F)를 복합적인 형상을 가지도록 경화시키고, 이어서, 고온건조로에서 유리탄소섬유(F)에 함유된 레진을 완전히 경화시키는 과정을 수행하게 된다.The low-temperature drying furnace has an internal temperature atmosphere of approximately 120°C to 140°C, and the high-temperature drying furnace is formed to have an internal temperature atmosphere of approximately 160°C to 180°C, and enters the pipe body 63 of the drying unit 60. The glass carbon fiber (F) is dried in a half-coagulation state by adjusting the curing speed of the resin impregnated in the glass carbon fiber (F) in a low-temperature drying furnace to form the glass carbon fiber (F) into a complex shape. Then, a process of completely curing the resin contained in the glass carbon fiber (F) is performed in a high-temperature drying furnace.

한편, 본 발명의 건조부(60)는 상기 관체(63)의 내부공간에 통상의 메쉬 체인 컨트롤 시스템(MESH CHAIN CONTROL SYSTEM) 건축 공법에 적용 가능한 외형을 가지는 유리탄소섬유 복합체를 형성할 수 있도록 가공하는 지그(JIG)를 설치할 수 있다.Meanwhile, the drying unit 60 of the present invention is processed to form a glass carbon fiber composite having an appearance applicable to a normal mesh chain control system (MESH CHAIN CONTROL SYSTEM) construction method in the internal space of the pipe body 63. A jig can be installed.

또한, 상기 건조부(60)의 후단으로 냉각부(70)가 설치된다. 도 7 및 도 8 의 냉각부의 구성을 보여주는 사진도면을 동시 참조하면, 상기 냉각부(70)는 지지대(74) 상에 거치되어 냉각수(W)를 수용하는 수조(71)와, 펌프(미도시)에 의하여 순환되는 냉각수(W)를 상기 수조(71)로 공급하는 유로를 형성하는 냉각수 공급관(72)과, 냉각수 공급관(72)의 말단에 취부되어 냉각수를 수조(71)로 급수하는 노즐(73)로 이루어진다.Additionally, a cooling unit 70 is installed at the rear of the drying unit 60. Referring simultaneously to the photographic drawings showing the configuration of the cooling unit in FIGS. 7 and 8, the cooling unit 70 includes a water tank 71 mounted on a support 74 to accommodate cooling water W, and a pump (not shown). ) a cooling water supply pipe 72 forming a flow path for supplying the cooling water (W) circulated by ) to the water tank 71, and a nozzle ( 73).

그럼으로써, 상기 건조부(60)를 통과하면서 레진이 경화된 상태의 유리탄소섬유(F)가 냉각부(70)의 수조(71)를 통과하면서 수조(71) 내부에 수용된 냉각수(W)에 의하여 냉각되며, 나아가, 이러한 냉각 과정을 통하여 유리탄소섬유(F)의 강성이 더욱 강화되게 된다. As a result, the glass carbon fiber (F) in which the resin is cured while passing through the drying unit (60) passes through the water tank (71) of the cooling unit (70) and enters the cooling water (W) contained within the water tank (71). It is cooled, and further, the rigidity of the glass carbon fiber (F) is further strengthened through this cooling process.

한편, 상기 냉각부(70)에서 이용되는 냉각수(W)로는 통상의 물(water)을 이용한다.Meanwhile, normal water is used as the cooling water (W) used in the cooling unit (70).

도 9 는 본 발명의 제조장치의 당김부의 구성을 보여주는 사진도면이다.Figure 9 is a photographic diagram showing the configuration of the pulling part of the manufacturing apparatus of the present invention.

상기 당김부(80)는, 상기 와인딩부(50) 및 건조부(60)를 통과하는 유리탄소섬유(F)가 본 발명 제조장치의 후방 방향으로 연속적으로 이송되도록 하는 견인력을 생성하는 부분으로서, 상기 냉각부(70)의 후단에 배치된 안치대(81)의 내부 공간에 설치된 하부롤러(82)와 상부롤러(84) 사이의 간극으로 유리탄소섬유(F)를 통과하게 함으로써 각 롤러축(83,85)에 의하여 축방향 회전하는 하부롤러(82)와 상부롤러(84)의 회전력에 의하여 유리탄소섬유(F)를 장치의 후방 방향으로 견인하며, 상기 하부롤러(82)와 상부롤러(84)를 회전시키는 모터(미도시)의 작동 여부를 제어하는 제어반(86)이 안치대(81) 상에 설비된다.The pulling part 80 is a part that generates a traction force so that the glass carbon fibers (F) passing through the winding part 50 and the drying part 60 are continuously transported in the rear direction of the manufacturing apparatus of the present invention, Each roller shaft ( 83,85), the glass carbon fiber (F) is pulled toward the rear of the device by the rotational force of the lower roller 82 and the upper roller 84, which rotate axially, and the lower roller 82 and the upper roller (83, 85) A control panel 86 that controls whether the motor (not shown) that rotates 84 operates is installed on the stand 81.

아울러, 상기 하부롤러(82)와 상부롤러(84)는 유리탄소섬유를 견인하는 마찰력을 증대시키기 위하여 고무 재질로 이루어지거나 또는 롤러의 표면에 고무 재질의 마감부재를 접착시키는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the lower roller 82 and the upper roller 84 are made of a rubber material or a finishing member made of rubber is adhered to the surface of the roller in order to increase the friction force for pulling the glass carbon fiber.

도 10 은 본 발명의 제조장치의 커팅부의 구성을 보여주는 사진도면으로서, 상기 당김부(80)를 통과한 유리탄소섬유(F)는 당김부(81) 후단의 이송대(87)를 따라서 인출되다가 이송대(87) 상에서 상기 당김부(80)와 적정 거리 이격되게 설치된 커팅부(cutting)(90)에 의하여 소정 길이로 절단된다. Figure 10 is a photographic diagram showing the configuration of the cutting part of the manufacturing apparatus of the present invention. The glass carbon fiber (F) passing through the pulling part 80 is pulled out along the transfer table 87 at the rear end of the pulling part 81. It is cut to a predetermined length by a cutting unit (90) installed on the transfer table (87) at an appropriate distance from the pulling unit (80).

상기 커팅부(90)는 상기 이송대(87) 상에 고정된 커팅기바디(body)(91)와, 상기 커팅기바디(91)에 상하방향으로 작동되도록 설치된 블레이드(blade)(92)를 구비한 것으로서, 당김부(80)를 경유하여 후방으로 인출되는 유리탄소섬유(F)가 커팅기바디(91)의 하부를 통과할 때 작업자가 커팅기바디(91)에 설치된 블레이트(92)를 하방으로 작동시켜 유리탄소섬유(F)를 소정 길이로 절단한다.The cutting unit 90 includes a cutter body 91 fixed on the transfer table 87 and a blade 92 installed on the cutter body 91 to operate in the vertical direction. As such, when the glass carbon fiber (F) pulled out rearward via the pulling part (80) passes through the lower part of the cutter body (91), the operator operates the blade (92) installed on the cutter body (91) downward. Cut the glass carbon fiber (F) to a predetermined length.

이후, 상기와 같이 커팅부(90)에 의하여 소정 길이로 절단된 유리탄소섬유(F)는 유통 및 보관을 위하여 적소로 운반된다.Thereafter, the glass carbon fiber (F) cut to a predetermined length by the cutting unit 90 as described above is transported to the appropriate location for distribution and storage.

다음으로, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 유리탄소섬유 복합재의 제조장치를 이용한 유리탄소섬유 복합재의 제조방법을 설명하기로 한다.Next, a method of manufacturing a glass carbon fiber composite material using the glass carbon fiber composite manufacturing apparatus of the present invention having the above configuration will be described.

도 11 은 본 발명의 유리탄소섬유 복합재의 제조장치를 이용한 유리탄소섬유 복합재의 제조방법의 순서도이다.Figure 11 is a flowchart of a method of manufacturing a glass carbon fiber composite using the apparatus for manufacturing a glass carbon fiber composite of the present invention.

먼저, 본 발명의 유리탄소섬유 복합재의 제조방법은 유리섬유공급부(10), 탄소섬유공급부(20), 제 1 함침부(30), 제 2 함침부(40), 와인딩(winding)부(50), 건조부(60), 냉각부(70), 당김부(80), 커팅부(90)를 포함하여 구성되는 유리탄소섬유 제조장치를 이용하여 구현되며, 이하, 본 발명의 제조방법의 각 단계들을 개조식으로 설명하기로 한다. First, the manufacturing method of the glass carbon fiber composite of the present invention includes a glass fiber supply unit 10, a carbon fiber supply unit 20, a first impregnation unit 30, a second impregnation unit 40, and a winding unit 50. ), a drying unit 60, a cooling unit 70, a pulling unit 80, and a cutting unit 90. Hereinafter, each of the manufacturing methods of the present invention will be described. Let us explain the steps in a modified form.

1) 유리섬유 공급단계(S1)1) Glass fiber supply stage (S1)

유리섬유공급부(10)에 설치된 다수개의 크릴(11)로부터 유리섬유(G)를 풀어서 공급한다. Glass fibers (G) are unwound and supplied from a plurality of creels (11) installed in the glass fiber supply unit (10).

2) 유리섬유 함침단계(S2)2) Glass fiber impregnation step (S2)

상기 유리섬유 공급단계(S1)에서 공급된 유리섬유(G)를 제 1 함침부(30)의 함침조(32)에 수용된 레진(resin,수지)에 함침시킨다.The glass fibers (G) supplied in the glass fiber supply step (S1) are impregnated with resin contained in the impregnation tank 32 of the first impregnation part 30.

상기 제 1 함침부(30)의 함침조(32)에 수용되는 레진은 유리탄소섬유 복합재가 달성하려고 하는 인장강도에 따라서 선정된다.The resin contained in the impregnation tank 32 of the first impregnation part 30 is selected according to the tensile strength that the glass carbon fiber composite is intended to achieve.

3) 탄소섬유 공급단계(S3)3) Carbon fiber supply stage (S3)

탄소섬유공급부(20)에 설치된 다수개의 크릴(21)로부터 탄소섬유(C)를 풀어서 공급한다.Carbon fibers (C) are unwound and supplied from a plurality of creels (21) installed in the carbon fiber supply unit (20).

4) 탄소섬유 함침단계(S4)4) Carbon fiber impregnation step (S4)

상기 탄소섬유 공급단계(S3)에서 공급된 탄소섬유(C)를 제 2 함침부(40)의 함침조(42)에 수용된 레진에 함침시킨다.The carbon fibers (C) supplied in the carbon fiber supply step (S3) are impregnated with the resin contained in the impregnation tank 42 of the second impregnation unit 40.

통상적으로, 상기 제 1 함침부(30) 및 제 2 함침부(40)의 각 함침조(32,42)에 수용되는 레진(R)은 에폭시-함유 레진이며, 이러한 에폭시-함유 레진은 열경화성 수지, 열가소성 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.Typically, the resin (R) contained in each impregnation tank (32, 42) of the first impregnation part (30) and the second impregnation part (40) is an epoxy-containing resin, and this epoxy-containing resin is a thermosetting resin. , thermoplastic resin, or a combination thereof.

5) 와인딩 단계(S5)5) Winding step (S5)

상기 유리섬유 함침단계(S2)에서 레진에 함침된 유리섬유(G)와, 상기 탄소섬유 함침단계(S4)에서 레진에 함침된 탄소섬유(G)를 함께 와인딩부(50)의 와인딩기(52)로 진입시켜 와인딩시키면서 꼬여지게 가공하여 봉 형상의 유리탄소섬유(F)를 형성한다.The glass fiber (G) impregnated with resin in the glass fiber impregnation step (S2) and the carbon fiber (G) impregnated with resin in the carbon fiber impregnation step (S4) are combined together in the winding device 52 of the winding unit 50. ) and process it to twist while winding to form a rod-shaped glass carbon fiber (F).

6) 건조단계(S6)6) Drying step (S6)

상기 와인딩단계(S5)에서 와인딩되어 봉 형상으로 형성된 유리탄소섬유(F)를 건조부(60)의 관체(63) 내부로 진입시키고 가열하여 유리탄소섬유(F)에 함침된 레진을 경화시킨다. In the winding step (S5), the glass carbon fiber (F) wound and formed into a rod shape is introduced into the tube body 63 of the drying unit 60 and heated to harden the resin impregnated in the glass carbon fiber (F).

이때, 상기 건조단계(S6)의 건조부(60)는 관체(63)의 내부를 2 개의 건조 구역으로 구획한다. At this time, the drying unit 60 in the drying step (S6) divides the interior of the tubular body 63 into two drying zones.

즉, 상기 관체(63)의 내부를 저온건조로와 고온건조로로 구획하고, 상기 저온건조로는 대략 120℃~140℃ 의 내부 온도 분위기를 가지며, 상기 고온건조로는 대략 160℃~180℃ 의 내부 온도 분위기를 가지도록 형성하여, 건조부(60)의 관체(63)로 진입한 유리탄소섬유(F)를 저온건조로에서 유리탄소섬유(F)에 함침된 레진의 경화속도를 조정하여 레진을 반응고(half-coagulation) 상태로 건조시킴으로써 유리탄소섬유(F)를 복합적인 형상을 가지도록 경화시키고, 이어서, 고온건조로에서 유리탄소섬유(F)에 함유된 레진을 완전히 경화시키는 과정을 수행한다. That is, the interior of the tube body 63 is divided into a low-temperature drying furnace and a high-temperature drying furnace, and the low-temperature drying furnace has an internal temperature atmosphere of approximately 120°C to 140°C, and the high-temperature drying furnace has an internal temperature atmosphere of approximately 160°C to 180°C. By adjusting the curing speed of the resin impregnated in the glass carbon fiber (F) in a low-temperature drying furnace, the glass carbon fiber (F) entering the tube body (63) of the drying unit (60) is reacted ( The glass carbon fiber (F) is cured to have a complex shape by drying in a half-coagulation state, and then the resin contained in the glass carbon fiber (F) is completely cured in a high temperature drying furnace.

7) 냉각단계(S7)7) Cooling step (S7)

상기 건조단계(S6)에서 레진이 경화된 상태의 유리탄소섬유(F)를 냉각부(70)의 수조(71)로 공급되는 냉각수(W)에 의하여 냉각시킨다. In the drying step (S6), the glass carbon fiber (F) in which the resin is cured is cooled by cooling water (W) supplied to the water tank (71) of the cooling unit (70).

8) 커팅단계(S8)8) Cutting step (S8)

상기 냉각단계(S7)에서 냉각된 유리탄소섬유(F)를 상기 냉각부(70)의 후단에 설치된 당김부(80)를 이용하여 이송대(87)를 따라서 인출시켜 블레이드(92)를 구비한 커팅부(90)를 이용하여 소정 길이로 절단한다.In the cooling step (S7), the cooled glass carbon fiber (F) is pulled out along the transfer table (87) using the pulling part (80) installed at the rear end of the cooling part (70) and equipped with a blade (92). It is cut to a predetermined length using the cutting unit 90.

이후, 상기와 같이 커팅단계(S8)를 거쳐서 소정 길이로 절단된 유리탄소섬유(F)는 유통 및 보관을 위하여 적소로 운반된다.Thereafter, the glass carbon fiber (F) cut to a predetermined length through the cutting step (S8) as described above is transported to the appropriate location for distribution and storage.

10: 유리섬유공급부
11: 크릴
12: 프레임
20: 탄소섬유공급부
21: 크릴
22: 프레임
30: 제 1 함침부
31: 입구프레임
32: 함침조
40: 제 2 함침부
41: 베이스프레임
42: 함침조
50: 와인딩부
51: 베이스
52: 와인딩기
53: 진입구
54: 인렛금구
55: 배출구
56a, 56b: 지지롤러
57: 평판
60: 건조부
63: 관체
64: 거치대
65: 입구플레이트
66: 입구홀
67: 출구플레이트
70: 냉각부
71: 수조
72: 냉각수 공급관
73: 노즐
80: 당김부
81: 안치대
82: 하부롤러
83: 하부롤러축
84: 상부롤러
85: 상부롤러축
86: 제어반
87: 이송대
90: 커팅부
91: 커팅기바디
92: 블레이드
100: 제 1 성형롤러
200: 제 2 성형롤러
G: 유리섬유
C: 탄소섬유 F: 유리탄소섬유
10: Glass fiber supply department
11: Krill
12: frame
20: Carbon fiber supply department
21: Krill
22: frame
30: first impregnated portion
31: Entrance frame
32: Impregnation tank
40: second impregnated portion
41: Base frame
42: Impregnation tank
50: winding part
51: base
52: winding machine
53: Entrance
54: Inlet bracket
55: outlet
56a, 56b: Support roller
57: Reputation
60: drying section
63: tube body
64: Holder
65: Entrance plate
66: Entrance hall
67: Exit plate
70: Cooling unit
71: Water tank
72: Cooling water supply pipe
73: nozzle
80: pulling part
81: Rest stand
82: Lower roller
83: Lower roller shaft
84: Upper roller
85: Upper roller shaft
86: Control panel
87: Transfer table
90: cutting part
91: Cutter body
92: blade
100: First forming roller
200: Second forming roller
G: glass fiber
C: Carbon fiber F: Glass carbon fiber

Claims (4)

유리탄소섬유 복합재의 제조장치에 있어서,
프레임(12) 상에 거치된 다수개의 크릴(11)로부터 유리섬유(G)를 풀어서 공급하는 유리섬유공급부(10);
프레임(22) 상에 거치된 다수개의 크릴(21)로부터 탄소섬유(C)를 풀어서 공급하는 탄소섬유공급부(20);
상기 유리섬유공급부(10)로부터 공급된 유리섬유(G)를 함침조(32)에 수용된 레진에 함침시키는 제 1 함침부(30);
상기 탄소섬유공급부(20)로부터 공급된 탄소섬유(C)를 함침조(42)에 수용된 레진에 함침시키는 제 2 함침부(40);
상기 제 1 함침부(30)와 상기 제 2 함침부(40)에서 레진에 함침된 탄소섬유(G)를 서로 꼬여지게 가공하여 봉 형상의 유리탄소섬유(F)를 형성하는 와인딩부(50); 및
상기 와인딩부(50)에서 형성된 유리탄소섬유(F)를 관체(63)의 내부로 진입시켜 가열하여 유리탄소섬유(F)에 함침된 레진을 경화시키는 건조부(60);
상기 건조부(60)를 통하여 레진이 경화된 유리탄소섬유(F)를 수조(71)로 공급되는 냉각수(W)를 이용하여 냉각시키는 냉각부(70);
상기 냉각부(70)에서 냉각된 유리탄소섬유(F)를 블레이드(92)를 회동시켜 소정 길이로 절단하는 커팅부(90);
상기 냉각부(70)는 지지대(74) 상에 거치되어 냉각수(W)를 수용하는 수조(71)와, 펌프(미도시)에 의하여 순환되는 냉각수(W)를 상기 수조(71)로 공급하는 유로를 형성하는 냉각수 공급관(72) 및 냉각수 공급관(72)의 말단에 취부되어 냉각수를 수조(71)로 급수하는 노즐(73)을 포함하는 유리탄소섬유 복합재의 제조장치.
In the manufacturing device for glass carbon fiber composite,
A glass fiber supply unit 10 that unwraps and supplies glass fibers (G) from a plurality of creels 11 mounted on the frame 12;
A carbon fiber supply unit 20 that unwraps and supplies carbon fibers (C) from a plurality of creels 21 mounted on the frame 22;
a first impregnation unit 30 that impregnates the glass fibers (G) supplied from the glass fiber supply unit 10 into the resin contained in the impregnation tank 32;
a second impregnation unit 40 that impregnates the carbon fibers (C) supplied from the carbon fiber supply unit 20 into the resin contained in the impregnation tank 42;
A winding part 50 that processes the carbon fibers (G) impregnated with resin in the first impregnation part 30 and the second impregnation part 40 by twisting them together to form rod-shaped glass carbon fibers (F). ; and
A drying unit 60 that heats the glass carbon fibers (F) formed in the winding unit 50 into the inside of the tubular body 63 to harden the resin impregnated in the glass carbon fibers (F);
A cooling unit 70 that cools the glass carbon fibers (F), in which the resin has been cured through the drying unit 60, using cooling water (W) supplied to the water tank 71;
A cutting unit 90 that cuts the glass carbon fiber (F) cooled in the cooling unit 70 to a predetermined length by rotating the blade 92;
The cooling unit 70 is mounted on a support 74 and includes a water tank 71 that accommodates cooling water (W), and supplies cooling water (W) circulated by a pump (not shown) to the water tank 71. An apparatus for manufacturing a glass carbon fiber composite including a cooling water supply pipe (72) forming a flow path and a nozzle (73) attached to the end of the cooling water supply pipe (72) for supplying coolant to the water tank (71).
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 건조부(60)는,
관체(63)의 내부가 저온건조로와 고온건조로로 구획되고,
상기 건조부(60)의 관체(63)로 진입한 유리탄소섬유(F)를 저온건조로에서 유리탄소섬유(F)에 함침된 레진의 경화속도를 조정하여 레진을 반응고(half-coagulation) 상태로 건조시키고,
상기 고온건조로에서 유리탄소섬유(F)에 함유된 레진을 완전히 건조시키는 것을 특징으로 하는 유리탄소섬유 복합재의 제조장치.
The method of claim 1, wherein the drying unit 60,
The interior of the pipe body 63 is divided into a low-temperature drying furnace and a high-temperature drying furnace,
The glass carbon fibers (F) entering the tube body 63 of the drying unit 60 are placed in a half-coagulation state by adjusting the curing speed of the resin impregnated in the glass carbon fibers (F) in a low-temperature drying furnace. Dry it with
An apparatus for manufacturing a glass carbon fiber composite material, characterized in that the resin contained in the glass carbon fiber (F) is completely dried in the high temperature drying furnace.
유리섬유공급부(10), 탄소섬유공급부(20), 제 1 함침부(30), 제 2 함침부(40), 와인딩(winding)부(50), 건조부(60), 냉각부(70), 당김부(80), 커팅부(90)를 포함하여 구성되는 유리탄소섬유 제조장치를 이용하는 유리탄소섬유 복합재의 제조방법에 있어서,
유리섬유공급부(10)에 설치된 다수개의 크릴(11)로부터 유리섬유(G)를 풀어서 공급하는 유리섬유 공급단계(S1);
상기 유리섬유 공급단계(S1)에서 공급된 유리섬유(G)를 제 1 함침부(30)의 함침조(32)에 수용된 레진에 함침시키는 유리섬유 함침단계(S2);
탄소섬유공급부(20)에 설치된 다수개의 크릴(21)로부터 탄소섬유(C)를 풀어서 공급하는 탄소섬유 공급단계(S3);
상기 탄소섬유 공급단계(S3)에서 공급된 탄소섬유(C)를 제 2 함침부(40)의 함침조(42)에 수용된 레진에 함침시키는 탄소섬유 함침단계(S4);
상기 유리섬유 함침단계(S2)에서 레진에 함침된 유리섬유(G)와, 상기 탄소섬유 함침단계(S4)에서 레진에 함침된 탄소섬유(G)를 함께 와인딩부(50)의 와인딩기(52)로 진입시켜 와인딩시키면서 꼬여지게 가공하여 봉 형상의 유리탄소섬유(F)를 형성하는 와인딩 단계(S5);
상기 와인딩단계(S5)에서 봉 형상으로 형성된 유리탄소섬유(F)를 건조부(60)의 관체(63) 내부로 진입시키고 가열하여 유리탄소섬유(F)에 함침된 레진을 경화시키는 건조단계(S6);
상기 건조단계(S6)에서 레진이 경화된 상태의 유리탄소섬유(F)를 냉각부(70)의 수조(71)로 공급되는 냉각수(W)에 의하여 냉각시키는 냉각단계(S7); 및
상기 냉각단계(S7)에서 냉각된 유리탄소섬유(F)를 당김부(80)를 이용하여 인출시켜 블레이드(92)를 구비한 커팅부(90)를 이용하여 소정 길이로 절단하는 커팅단계(S8);를 포함하고,
상기 건조부(60)를 통하여 레진이 경화된 유리탄소섬유(F)를 수조(71)로 공급되는 냉각수(W)를 이용하여 냉각시키는 냉각부(70);
상기 냉각부(70)에서 냉각된 유리탄소섬유(F)를 블레이드(92)를 회동시켜 소정 길이로 절단하는 커팅부(90);
상기 냉각부(70)는 지지대(74) 상에 거치되어 냉각수(W)를 수용하는 수조(71)와, 펌프(미도시)에 의하여 순환되는 냉각수(W)를 상기 수조(71)로 공급하는 유로를 형성하는 냉각수 공급관(72) 및 냉각수 공급관(72)의 말단에 취부되어 냉각수를 수조(71)로 급수하는 노즐(73)을 포함하는 유리탄소섬유 복합재의 제조방법.
Glass fiber supply unit (10), carbon fiber supply unit (20), first impregnation unit (30), second impregnation unit (40), winding unit (50), drying unit (60), cooling unit (70) In the method of manufacturing a glass carbon fiber composite using a glass carbon fiber manufacturing apparatus comprising a pulling part 80 and a cutting part 90,
A glass fiber supply step (S1) of unwinding and supplying glass fibers (G) from a plurality of creels (11) installed in the glass fiber supply unit (10);
A glass fiber impregnation step (S2) of impregnating the glass fibers (G) supplied in the glass fiber supply step (S1) into the resin contained in the impregnation tank 32 of the first impregnation unit 30;
A carbon fiber supply step (S3) of unwinding and supplying carbon fibers (C) from a plurality of creels (21) installed in the carbon fiber supply unit (20);
A carbon fiber impregnation step (S4) of impregnating the carbon fibers (C) supplied in the carbon fiber supply step (S3) into the resin contained in the impregnation tank 42 of the second impregnation unit 40;
The glass fiber (G) impregnated with resin in the glass fiber impregnation step (S2) and the carbon fiber (G) impregnated with resin in the carbon fiber impregnation step (S4) are combined together in the winding device 52 of the winding unit 50. A winding step (S5) of forming a rod-shaped glass carbon fiber (F) by entering and winding it and processing it to be twisted;
In the winding step (S5), the glass carbon fiber (F) formed in a rod shape enters the inside of the tube body 63 of the drying unit 60 and is heated to cure the resin impregnated in the glass carbon fiber (F). A drying step ( S6);
A cooling step (S7) of cooling the glass carbon fiber (F) in which the resin has been cured in the drying step (S6) by coolant (W) supplied to the water tank (71) of the cooling unit (70); and
A cutting step (S8) in which the glass carbon fiber (F) cooled in the cooling step (S7) is pulled out using the pulling portion 80 and cut to a predetermined length using the cutting portion 90 equipped with a blade 92. ); Including,
A cooling unit 70 that cools the glass carbon fibers (F), in which the resin has been cured through the drying unit 60, using cooling water (W) supplied to the water tank 71;
A cutting unit 90 that cuts the glass carbon fiber (F) cooled in the cooling unit 70 to a predetermined length by rotating the blade 92;
The cooling unit 70 is mounted on a support 74 and has a water tank 71 for accommodating cooling water (W), and supplies cooling water (W) circulated by a pump (not shown) to the water tank 71. A method of manufacturing a glass carbon fiber composite including a coolant supply pipe 72 forming a flow path and a nozzle 73 attached to the end of the coolant supply pipe 72 to supply coolant to the water tank 71.
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