KR19980015181A - 섬유강화 열가소성 수지시이트와 그 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 열가소성 수지의 성형상 특성을 살리면서 고강도, 고강성을 부여하는 수단으로서, 하기의 (a)와 (b)중 적어도 하나를 제어함으로써 상기 웨브 중의 보강용 섬유의 평면내 배향을 제어하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 섬유시이트의 습식제조방법 및 장치.

(a) 흡인여과영역에 있어서 메쉬벨트 상의 분산액의 라인방향의 흡인량분포

(b) 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비

Description

섬유강화 열가소성 수지시이트와 그 제조방법 및 장치

열가소성 수지의 성형상 특성을 살리면서 고강도, 고강성을 부여하는수단으로서, 고탄성율 섬유의 첨가에 의한 복합화 기술이 알려져 있다. 얻어진 섬유강화 열가소성 수지복합재는 경량화와 고강성 및 고충격 강도가 요구되는 여러가지 구조 부개용 소재로서 사용된다. 이러한 소재는, 통상 매트릭스인 열가소성 수지의 융점 이상으로 열이 가하여진 후에 소정 형상으로 성형되는 것인데, 특히 프레스기를 사용한 성형 또는 대형부품의 성형에 적합한 판상 또는 시이트 형상의 소재는 스탬퍼블 시이트라 불리고, 경량화 요구나 일체성형에 의한 저코스트화의 메리트, 즉 부품점수의 삭감이나 조립공정수의 저감의 견지에서 자동차의 범퍼 비임, 시트 백, 리어 패키지, 일체성형 천청재등의 자동차용 구조부품 본야에 채택되고 있으며, 또 다른 부품에의 채택도 확대되어 있다.

스탬머블 시이트의 대표적 제으로서, 초지기술을 응용한 습식제조법(초지법)이 알려져 있다. 상세하게는 수성매채 중에서 보강섬유 초프와 열가소성 수지를 분산시켜서(분산공정), 그 분산액을 메쉬벨트 상에서 뽑아냄으로써 부직포 형상의 웨브를 제조하고(초조공정), 이 웨브를 가열가압후 고화시켜서(시이트화 공정) 스탬퍼블 시이트를 제조하는 것이다.

이 기술은 일본국 특허공개공보 소55-9119호, 특허공개공보 소60-158227호, 특허공보 평2-48423호 등에 개시되어 있다.

초지범 스탬퍼블 시이트는 도1에 모식적으로 도시한 바와 갈은 제조설비를 사용하여 다음과 같이 연속적으로 제조할 수 있다.

이 제조설비는 크게 원료 조제부, 웨브 초조부, 건조 및 권쥐부, 그리고 시이트화부로 구성되어 있다.

원료 조제부에는 교반기를 구비한 분산조(1)가 설치되고, 이 분산조(1)의 상방에 열가소성수지가 저장된 수지공급장치 및 보강섬유가 저장된 보강섬유 공급장치가 설치되어 있다.

수지공급장치의 열가소성 수지와 보강섬유 공급장치의 보강섬유를, 계면활성제 혹은 증점제를 함유하는 수성매체를 넣은 분산조(1) 내에 소정비율로 투입하고, 교반하여 원료액인 분산액을 조제한다. 조제한 분산액은 정량펌프로 퍼내어 일반적으로 매니홀드라 불리는 분배장치에 의해 다수개의 다기관으로 분배하여 웨브 초조부로 송출된다.

웨브 초지부에는 일방향으로 연속적으로 이동하는 엔드리스 메쉬밸트(3)와, 그 이면에 접하여 배치된 석션박스(4)와, 이들의 상측에 위치하는 헤드박스(2)가 설치되어 있다. 분산액(C)은 인렛(2a)을 경유하여 메쉬벨트(3)상으로 이송된다. 그리고 메쉬벨트(3)는 표리면을 관통하는 가는 구멍을 가지므로 고형분인 보강섬유 및 열가소성 수지와 수성매체를 분리할수 있다. 분산액은 감압상태의 석션박스(4)에 의해 흡입되고, 열가소성수지의 입경보다 촘촘한 그물눈을 가지는 메쉬벨트(3)상에 보강섬유와 열가소성 수지가 시이트 형상으로 뽑아진다(여과된다). 뽑아진 보강섬유와 열가소성 수지의 부직포 형상 혼합물은 웨브라 불린다. 웨브·(W)는이 단계에서 습은상태이므로 건조부(5)로 통과시킨다.

그리고 본 명세서 및 특허청구의 범위에 있어서는, 형성된 웨브가 메쉬벨트 또는 벨트 컨베이어에 의하여 반송되는 방향을 라인방향이라 칭한다. 또한, 어느 한 영역에 있어서 라인방향의 전방측을 하류측, 그 반대인 후방측을 상류측이라 칭하는 경우도 있다.

건조부(5)는 메쉬벨트(4)의 하류에 연결된 벨트 컨베이어와 건조실을 구비하고 있으며, 초조된 웨브를 연속적으로 건조한다. 이 건조공정에서 수분을 제가함과 동시에 열가소성 수지의 융점 이상의 온도를 부여하여 수지를 용융시킴으로써 보강섬유의 교락을 강고하게 한다. 이와 같이 하여 얻어진 건조웨브는 파단저항이 높고 형태유지성이 우수하며, 권취부의 권취 릴에 로울 형상으로 권취된다.

그리고 웨브는 시이트화 공정(6)으로 이송되고, 재단한 후에 열프레스함으로써 열가소성 수지를 섬유사이에 충분히 함침시킨다. 이 상태의 제품은 콘솔리데이티드 시이트(consolidated sheet)라 불린다. 일반적으로 이콘솔리데이티드 시이트가 성형재료로서 사용된다.

스탬퍼블 시이트와 같은 섬유강화 복합재는 그 용도에 따라서 역학특성이나 충격특성의 방향성에 대한 요구가 상이하다. 예를 들면, 범퍼비임과 같이 특정방향으로 높은 기계강도를 필요로 하는 부품에서 일체성형천정과 같이 기계강도의 방향성에 대한 비중이 작은 것을 요구하는 부품까지 그 요구성능은 다방면에 걸쳐 있다. 섬유강화 복합재의 특성인 방향성이 시이트중에 있어서 보강섬유의 평면내 배향에 강하게 의존하는 것은 널리 알려져 있는데, 초지법 스탬퍼블 시이트에 있어서 웨브 및 시이트 중의 보강섬유의 펑면내 배향상태는 초조공정에서 결성된다.

종래의 스탬퍼블 시이트의 습식제조법에 있어서는, 초조공정에서 보강섬유의 평면내 배향을 일방향으로 가지런이 하는(일방향화하는)기술이 알려져 있다. 예를 들면, 일본국 공개특허공보 평4-208405호, 공개특허공보 평4-208406호, 특허공개공보 평4-208407호, 공개특허공보 평5-44188호에 그 기재가 있으며, 모두 분산액의 유로를 분할함으로써 보강섬유의 일방향화를 도모하는 것이다.

그러나 이러한 기술에서는 모두 일방향화의 정도가 불충분하였다. 또한 일방향화를 위해 특수한 설비를 필요로 하기 때문에 상업생산에 있어 매우 불리했었다.

한편, 종래의 스탬퍼블 시이트의 습식 제조법에 있어서, 보강섬유의 평면내 배향을 랜덤하게 하는 기술에 대해서는 참조할 만한 공지문헌을 볼수 없으나, 이는 랜덤화 기술의 어려움을 반증해 주는 것이다.

도1에 도시한 바와 같은 종래 스탬퍼블 시이트의 초조공정의 경우, 분산액을 메쉬벨트(3)상으로 공급할 때에는 일반적으로 라인방향으로 공급한다. 이때, 보강섬유는 불가피하게 분산액이 흐르는 방향을 따라서 라인방향으로 배향되는 경향을 가지기 때문이다.

즉, 종래의 스탬퍼블 시이트의 습식제조법에 있어서는 특성방향으로 높은 기계적 강도, 즉 보강섬유가 높은 배향성을 가지는 시이트나, 반대로 기계적 강도의 방향성에 대한 비중이 작은, 즉 보강섬유가 랜덤하게 배향된 시이트를 동일한 설비로 용이하게 제조하기가 어려웠다.

또한 초조공정에 있어서 보강섬유의 배향에 대한 제어가 부적당하면, 시이트화 공정후에 얻어지는 콘솔리데이티드 시이트에 휨이 발생하게 된다.

상기 스탬퍼블 시이트의 초조공정에 있어서는, 분산액이 흡인여과되어 메쉬밸트(3) 상에 보강섬유가 층상으로 순차 퇴적됨으로써 웨브가 형성된다.

종래기술에 의하면, 이 웨브형성 과정에 있어서 보강섬유의 퇴적에 이력이 생긴다. 구체적으로, 웨브형성 초기와 형성말기에서는 분산액의 유동상황이나 분산액이 흡인여과를 받는 라인방향의 위치가 다르다. 이 차이는 퇴적한 층 마다의 보강섬유의 평면내 배향의 차이로서 반영된다. 즉, 웨브형성 초기에 퇴적된 메쉬벨트(3)에 접해 있던 즉(이하, 이면측이라 함)의 보강섬유의 펑면내 배향도와, 그 반대측(이하, 표면측이라함)의 그것과는 크게 다른 것이다. 섬유강화 열가소성 수지복합재를 가열가압한 후에 냉각고화시키면, 열가소성 수지가 수축됨에 따라 재료 전체가 수축된다. 이때의 수축율은 섬유길이방향으로 작고, 그 수직방향으로는 크다. 따라서 스탬퍼블 시이트에 있어서, 상기한 바와 같이 웨브 표면과 이면의 섬유배향도가 다르면, 시이트화 공정에서의 표면과 이면의 수축율이 달라지기 때문에 얻어지는 시이트는 섬유배향도가 높은 측이 오목하게 휘어지게 된다. 즉, 종래기술에서는 초조공정에 있어서 웨브표면측과 이면측의 보강섬유 배향도의 불일치를 피할 수 없기 때문에, 최종적으로 얻어지는 시이트의 휘어짐을 억제하기가 매우 어려웠다.

이에 대하여, 시이트 표리의 보강섬유의 평면내 배향도를 일치시키기 위하여 메쉬벨트를 사이에 끼워 상하 양측에 석션 박스를 설치함으로써, 양측으로부터 동일 조건으로 액을 흡인하는 방법이 시도되고 있다. 그러나 이 방법은 초조설비나 그 조업방법이 복잡해져서 설비투자액이 증대함과 아울러 운전코스트가 상승한다는 문제점이 있다.

그리고 최근에는 구조부재의 경량화를 위해 15OOg/㎡ 정도의 저중량의 것이 사용되는 경향에 있다. 중량이 낮은 시이트의 경우, 그 자체의 무게로 휨을 억제하는 효과를 기대할 수 없기 때문에 웨브 표리양면에서 보강섬유의 평면내 배향도의 차가 약간만 발생하여도 시이트가 크게 휘어지기쉽다. 따라서 상품으로서 출하할 수 없게 되는 중대한 사태를 일으킬지도 모른다. 즉, 저중량으로 휨이 작은 시이트를 제조하기 위해서는 웨브양면의 섬유배향도를 한층 엄격하게 일치시킬 필요가 있으나, 종래기술에서는 그 요구에 부응하기가 매우 어려웠다.

그런데 최근에는 코스트 저감을 위하여 웨브를 초조하는 단계에서 웨브폭을 스탬퍼블 시이트의 성형제품 사이즈에 맞추는 소위 폭축소 초지가 행해지게 되었다. 그럼으로써 스탬퍼블 시이트를 제품 사이즈에 맞춰서 커트할 때의 원료에 대한 제품비율을 향상시킬 수 있기 때문이다.

그러나 이와 같이 초지폭을 축소하여 웨브를 초조하면, 휨이 더욱 커지는 경향이 있기 때문에 휨방지가 점차 중요한 과제로 되고 있다.

종래, 초지폭을 축소하여 웨브를 초조하는 경우에는, 설비비를 저감하여 간단하게 폭 변경을 할 수 있도록 하기 위해, 분산액 흡인여과영역의 폭방향 양단에 스폰지 등으로 된 블록재를 장착하여 웨브 초조폭을 변경하는 간편한 방법이 행해지고 있다(도10참조). 이 경우, 메쉬벨트(3)의 분산액을 흡인여과하는 영역의 폭만 축소되고, 인렛(2a)이나 헤드박스(2)의 폭은 기설된 그대로이다. 따라서 인렛(2a)에서 메쉬벨트(3) 상으로 토출되는 분산액의 흐름은 인렛(2a) 출구의 양사이드 부분에서 축소되어 크게 흐트러진다. 한편, 인렛(2a)에서 토출된 직후에는 웨브가 아직 형성되어있지 않아서 초조면의 통과액 저항이 가장 작기 때문에 석션 박스(4)로의 분산액의 흡인여과가 강하게 이루어진다. 따라서 간단한 폭축소 방법에 있어서는, 인렛(2a) 토출 직후의 분산액의 흐트러짐에 기인하는 보강섬유 배향의 흐트러짐을 그대로 반영한 웨브가 형성된다. 그러므로 상기한바와 같이 웨브 두께방향에서의 보강섬유의 펑면내 배향도를 일치시키기가 어렵기 때문에, 웨브를 가열프레스하여 얻어지는 스탬퍼블 시이트는 크게 휘어지게 된다. 또한 제품시이트의 원료에 대한 제품비율은 20%이하였다.

본 발명자들은 예의 연구의 결과, 상기 종래의 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식 제조법에 있어서, 시이트 중 보강섬유의 평면내 배향에 기인하는 많은 문제점을 해결하기 위한 통일적인 원리원칙을 발견하기에 이르렀다. 이 원리원칙이란, 초조공정에 있어서 분산액의 유동상황 및 분산액을 흡인여과하는 위치를 목적에 따라 제어함으로써, 원하는 평면내 섬유배향을 얻어 낸다는 것이다. 본 발명에 있어서는, 이 분산액의 유동상황및 분산액을 흡인 여과하는 위치를 용이하게 제어하는 방법 및 그 방법에의해 높은 평면내 섬유 배향도를 가지며 특성방향에 높은 기계특성을 부여한 일방향 섬유강화 열가소성 수지시이트, 섬유의 평면내 배향을 완전하게 랜덤화하여 기계특성의 이방성을 해소한 랜덤배향 섬유강화 열가소성 수지시이트 및 웨브를 가열가압한 후에 고화하여 얻어지는 시이트재에 휨이 발생하지 않는 섬유강화 열가소성 수지시이트를 하나의 공정으로 확실하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

도1은 종래의 초지 스탬퍼블 시이트를 모식적으로 나다낸 도면

도2는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 도면

도3은 본 발명의 분산액의 흡입유량의 제어를 나타내는 도면

도4는 본 발명의 메쉬벨트상에서의 분산액의 유동 방향을 나타내는 도면

도5는 종래의 습식법을 나타내는 도면

도6은 본 발명의 스탬퍼블 시이트 제조하여 휨량을 나타내는 도면

도7은 인렛에서의 분산액의 토출후에 초조를 개시하기까지를 나타내는 도면

도8은 본 발명의 제품 시이트를 수평판상에 놓고, 각 변의 휨량의 측정치를 나타내는 도면

도9는 본 발명의 제품 시이트를 수평판상에 놓고, 각 변의 휨량을 측정치를 나타내는 도면

도10은 종래의 분산액의 흡인여과영역의 폭방향의 양단에 스폰지 등으로 된 블록재를 장착하여 웨브초조 폭을 변경하는 방법을 나타내는 도면

* 도면의 중요부분에 대한 부호

1 : 분산조2 : 헤드박스

3 : 메쉬벨트4 : 석션박스

5 : 건조부7 : 축소 블록

W : 웨브C : 분산액

본 발명의 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법은, 보강용섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 이 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상으로 웨브를 뽑아내는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조 방법에 있어서, 흡인여과영역에서의 메쉬벨트 상의 분산액의 라인방향의 흡인량분포와, 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비 중 적어도 하나를 제어함으로써, 상기 웨브 중의 보강용 섬유의 평면내 배향을 제어하는 것을 특징으로 한다.

보강섬유의 고배향화를 위해서는, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 50체적% 이하를 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측50% 부분에서 흡인여과할 수 있다.

또, 상기한 속도비를 20보다 크게 할 수 있다.

또한 상기한 속도비를 20보다 크게 함과 아울러, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 50체적% 이하를 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 50% 부분에서 흡인여과할 수 있다.

그리고, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 30체적%이하를 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 30% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 70% 부분에서 흡인여과 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 속도비를 적어도 30으로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기한 속도비를 적어도 30으로 함과 아울러, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 30체적% 이하를 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 30% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 70% 부분에서 흡인여과하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 분산액을 상기 인렛에서 상기 흡인여과영역의 전폭에 걸치는 액류로서 미리 조주(助走)시킨 후에 상기 메쉬벨트 상으로 공급할수 있다.

이때, 상기 분산액의 조주거리를 적어도 200㎜로 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 메쉬벨트를 수평면에 대하여 부각(a downward angle)으로 되도록 라인방향으로 경사지게 할 수 있다.

이때, 상기 부각의 크기를 수펑면에 대하여 0。이상 10。 이하로 하는것이 바람직하다.

또한 보강섬유의 고배향화를 위하여, 상기 분산액을 상기 인렛에서 상기 흡인여과영역의 전폭에 걸치는 액류로서 미리 조주시킨 후에 상기 메쉬벨트 상으로 공급하고, 상기한 속도비를 적어도 30으로 함과 아울러 상기 메쉬벨트를 수평면에 대하여 부각으로 되도록 라인방향으로 경사지게 하고, 그리고 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 30채적% 이하를 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 30% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 70% 부분에서 흡인여과하는 것을 특징으로 한다.

또 보강섬유의 저배향화를 위해서는, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 상기 분산액을 상기 흡인여과영역 상에 소성 깊이 이상 체류시키고, 상기흡인량 분포가 라인방향에 걸쳐서 거의 균등하게 되도록 제어하여 상기 분산액의 흐름을 상기 메쉬벨트에 대하여 거의 수직으로 형성시킬 수 있다.

또한 보강섬유의 저배향화를 위해서는, 상기 분산액을 라인방향에 대하여 향류방향으로 상기 메쉬벨트 상으로 공급할 수 있다.

그리고 보강섬유의 저배향화를 위해서는, 상기 분산액을 라인방향의 하류측에서 상기 메쉬벨트 상으로 공급하여 상기 속도비를 마이너스 값으로하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 60체적% 이상을 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50%에서 흡인할 수 있다.

이때, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 적어도 약 90%를 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50%에서 흡인하는 것이 특히 바람직하다.

또한 상기 메쉬벨트를 수명면에 대하여 앙각 (an e1evation angle)으로 되도록 라인방향으로 경사지게 할 수 있다.

이때, 상기 앙각의 크기가 적어도 약 15。인 것이 특히 바람직하다. 또 보강섬유의 저배향화를 위하여, 상기 메쉬벨트를 수평면에 대하여 앙각으로 되도록 라인방향으로 경사지게 하고, 상기 분산액을 라인방향 하류측에서 상기 메쉬벨트 상으로 공급함으로써 상기 속도비를 마이너스 값으로 하고, 그리고 상기 분산액량의 60체적% 이상을 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50%에서 흡인하는 것을 특징으로 한다.

또한 시이트의 휨을 저감하기 위하여, 상기 흡인량 분포 및 상기 속도비 양자를 제어하여 웨브의 상기 메쉬벨트에 접해 있던 측(이면측)과 그 반대측(표면측)의 평면내 섬유배열을 일치시킨다.

그리고 상기 흡인여과영역을 폭방향으로 축소하여 시이트를 제조할때에, 상기 분산액을 흡인여과영역으로 공급하기 직전에서 조주시켜 정류하는 것이 바람직하다.

또, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 50채적% 이하를 상기흡인여과영역의 라인방향 상류측 50% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 50% 부분에서 흡인여과하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치에 있어서는, 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 이 메쉬벨트에 접하며 이면에 배치된 감압상태의 석션박스 (a suction box)로 상기 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상의 웨브를 뽑아내는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치에 있어서, 상기 석션박스를 메쉬벨트의 진행방향으로 복수구획으로 분할함과 아울러 라인방향 상류측 구획의 분산액 흡인유량을 라인방향 하류측 구획보다 작게 설정한 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치에 있어서는, 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 이 메쉬벨트에 접하며 이면에 배치된 감압상태의 석션박스로 상기 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상의 웨브를 뽑아내는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치에 있어서, 상기 석션박스를 메쉬벨트의 진행방향으로 복수구획으로 분할함과 아울러 라인방향 상류측 구획의 분산액 흡인유량을 라인방향하류측 구획보다 크게 설정한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 흡인여과영역을 폭방향으로 축소함과 아울러 그 라인방향 최상류부에 상기 분산액의 조주구간을 둔 장치로 할 수 있다.

또한, 상기 조주구간을 상기 복수구획으로 분할한 상기 석셩박스의 라인방향 최상류부 구획의 분산액 흡인유량을 제로(0)로 하여 형성한 장치로 할 수 있다.

그리고 상기 석션박스의 상류측 구획과 하류측 구획의 흡인압력을 조정함으로써, 분산액 흡인유량을 변화시킨 장치로 할 수 있다.

또 상기 석션박스의 상류측 구획과 하류측 구획의 분산액 흡인개구 면적을 변화시켜 분산액 흡인유량을 변화시킨 장치로 할 수 있다.

또 본 발명의 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서는, 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 상기 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상의 웨브를 조제하고, 이 웨브를 가열가압한 후에 고화시켜 제조되는 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서, 상기 분산액을 상기 인렛에서 상기 흡인여과영역의 전폭에 걸치는 액류로서 미리 조주시킨후에 상기 메쉬벨트 상으로 공급하고, 상기 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 상기 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비를 적어도 30으로 함과 아울러, 상기 메쉬벨트를 수평 혹은 수평면에 대하여 부각이 되도록 라인방향으로 배치하고, 그리고 상기 메쉬벨상으로 공급된 분산액량의 30체적% 이하를 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 30% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 70% 부분에서 흡인여과하여 제조되어 보강섬유가 일방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서는, 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬밸트 상으로 공급하고, 이 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상의 웨브를 조제하고, 이 웨브를 가열가압한 후에 고화시켜 제조되는 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서, 상기 메쉬벨트를 수평면에 대하여 앙각이 되도록 라인방향으로 경사지게 하고, 상기 분산액을 라인방향 상류측에서 상기 메쉬벨트 상으로 공급함으로써, 상기 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 상기 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비를 마이너스 값으로 하고, 그리고 상기 분산액량의 60체적% 이상을 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50%에서 흡인여과하여 제조되어 보강섬유가 랜덤하게 배향되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서는, 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 이 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상의 웨브를 조제하고, 이 웨브를 가열가압한 후에 고화시켜 제조되는 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서, 상기 흡인량 분포 및 상기 속도비 양자를 제어하여 일공정으로 웨브의 상기 메쉬벨트에 접해 있던 측(이면측)과 그 반대측(표면측)의 펑면내 섬유배향도를 일치시켜 휨이 없는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡인여과영역을 폭방향으로 축소하여 시이트를 제조할 때에 상기 분산액을 흡인여과영역으로 공급하기 직전에서 조주시켜 정류함으로써, 일공정으로 웨브의 상기 메쉬벨트에 접해 있던 측(이면측)과 그 반대측(표면측)의 평면내 섬유배열을 일치시켜 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 말하는 분산액의 유동상황이란, 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분(이하, 액속도라 칭하는 경우도 있음)의, 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분(이하, 벨트속도라 칭하는 경우도 있음)에 대한 비의 값으로 대표된다. 이 비가 1보다 클 때, 즉 액속도가 벨트속도보다 클 때에는 분산액 중의 보강섬유를 분산액 유동방향으로 쓰려뜨리려는 전단력이 발생한다. 이 전단력에 의해 보강섬유는 유동방향으로 배향된다. 비가 마이너스 값을 취할 때, 즉 분산액의 유동방향이 메쉬벨트 진행방향과 반대일 때에는 분산액중의 보강섬유가 메쉬벨트면에 착승하는 순간 반전하는 작용을 받는다. 이때 보강섬유는 이미 규칙성을 가져서 착승하는 것은 불가능하며, 랜덤하게 착승하는 경향이 생긴다.

한편, 분산액이 흡인을 받는 위치도 배향형성에 강하게 영향을 미친다. 통상의 스탬퍼블 시이트의 습식제조설비에 있어서, 분산액은 다수의 호스를 통하여 인렛으로 도입되는데, 인렛에 특별한 정류치리를 하지 않는 한, 분산액은 호스에서 흘러나올 때의 흐트러짐을 포함한 상태에서 메쉬벨트 상으로 보내진다. 따라서 분산액을 메쉬벨트로의 공급직후에 흡인하면, 상기 흐트러짐을 반영하여 보강섬유는 펑면내 배향도가 낮은 상태로 메쉬벨트 상에 퇴적된다. 그 후 분산액이 메쉬벨트면 위에서 유동해 가면, 분산액 중의 보강섬유는 그 유동방향으로의 배향을 강하게 하기 때문에, 분산액의 흡인위치가 분산액의 유동방향, 통상은 라인 방향을 따라서 우측으로 될수록 보강섬유는 높은 섬유배향 상태로 퇴적된다. 또한 상기 분산액의 흡인위치는, 흡인여과영역에 있어서 메쉬벨트 상의 분산액의 라인방향 흡인량 분포를 제어함으로써 용이하게 조절할 수 있다.

상기한 바와 같은 분산액의 유동상황 및 분산액을 흡인여과하는 위치가 보강섬유의 배향형성에 미치는 효과를 이해하고, 이들을 목적에 따라 제어함으로써 여러가지 펑면내 섬유배향 상태를 가지는 섬유강화 열가소성 수지 시이트를 얻을 수 있다. 이하, 그 제어수법을 상세하게 설명한다.

그리고 섬유강화 열가소성 수지 시이트의 보강섬유의 평면내 배향의 정도를 나타내는 파라미터로서는, 배향지표 Jm (참고문헌:「장섬유 집합체의 섬유영 정보를 이용한 섬유배향 각분포의 측성」·야구치·기카이·고시모토·기타고오·타마가와,제39회 소성가공 연합강연회 No. 233, 1988)을 사용할 수 있다. 이것은 스탬퍼블 시이트와 같은 개개 섬유의 식별이 어려운 재료에 대하여 그 연 X 선상의 농도 정보를 화상처리함으로써 섬유배향 각분포를 구하는 것이다.

여기서, Jm=+1 은 기준축 방향으로 전 보강섬유가 일방향 배향 0 은 완전 랜덤배향-1은 기준축과 직각방향으로 전 보강섬유가 일방향 배향임을 나타낸다.

종래의 일반적인 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법에 있어서는, 배향지표 Jm 의 제어범위가 좁아서 0.2 에서 0.25 였다.

본 발명에 있어서는, 배향지표 Jm 이 0.25 를 초과하는 시이트는 고배향 시이트라 할 수 있으나, 특히 일방향재에 해당하는 재료란 배향지표 Jm 이 0.35 이상인 것이다. Jm 이 이 범위에 있으면, 전형적인 섬유강화 열가소성 수지복합재에서는, 섬유배향의 주축방향과 이와 직각을 이루는 방향의 역학특성의 비가 3 이상으로 된다. 따라서 사실상 일방향재로서 실용화할 수 있는 재료로 생각하여도 좋다.

또 본 발명에서는 Jm 값이 -이 내지 이 의 값을 나타내는 섬유강화 열가소성 수지시이트를 랜덤재라 정의한다. Jm 값이 이 범위내에 있으면, 제품시이트의 역학특성의 비는 0.8 내지 1.3 의 범위를 취하는 것이 명백하게 되어 있으며, 따라서 실질적으로 등방성을 가지는 랜덤 배향재라고 할 수 있기 때문이다. 단, 배향지표 Jm 의 절대치가 이 이내라는 것은 실용상 거의 완전한 랜덤재라 할 수 있는 것으로서, 그 범위를 다소 초과하여 Jm 이 이+α 라도 실제 사용상 랜덤재로서 허용될 수 있는 경우도생각할 수 있다.

고배향화·일방향 배향화

우선 본 발명에서 고배향 웨브를 제조하는 경우, 분산액이 인렛(2a)으로부터 토출되는 속도(액속도)와 메쉬벨트(3)가 이동하는 속도(벨트속도)의 차가 클수록 보강섬유의 배향화가 측진되는 것에 착안하여 분산액(C)의액속도를 벨트속도보다 빠르게 한다. 즉, 액속도의 밸트속도에 대한 비를 크게 한다. 이 비가 크면, 분산액의 일부는 메쉬벨트(3) 상에 퇴적되고 있는 웨브(W)를 타고 넘어서 라인방향으로 흐른다. 따라서, 웨브(W)에 착승하고 있는 보강섬유에는 후측에서 게속 흘러오는 분산액류로 밀려 넘어지는 전단력이 작용하므로 보강섬유는 라인방향으로 배향된다. 또한 보강섬유를 종래 조건보다 고배향화(Jm0.25) 하기 위해서는, 상기속도비를 25 이상으로 하는 것이 바람직하며, 특히 일방향개(Jm0.35)를위해서는 30 이상이 바람직하다.

또 본 발명에서는, 메쉬밸트(3)로 공급하는 분산액의 유동거리가 길수록 보강섬유의 배향화가 촉진되는 것에 착안하여 분산액을 흡인여과영역의 라인방향의 후반부까지 유동시키는 수단을 취한다. 이 수단에 의해 분산액이 메쉬벨트(3) 상을 유동하는 동안에 보강섬유의 고배향화가 도모된다. 이를 위해서는 상기 메쉬벨트(3) 상으로 공급된 분산액량의 50체적%이하를 상기 흡인여과영역의 라인방향 전반 50% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 후반 50% 부분에서 흡인여과한다. 특히 일방향화를 목표를 할 경우에는, 상기 메쉬벨트(3) 상으로 공급된 분산액량의 30 체적% 이하를 상기 흡인여과영역의 라인방향 전반 30% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 후반 70% 부분에서 흡인여과하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 흡인여과영역의 흡인유량은, 석션박스(4)를 라인방향으로 여러 구획으로 나누고 각 구획마다 석션밸브(V)를 설치하여 그 밸브의 열림정도를 조성함으로써 설정할 수 있다. 특정구획의 석션밸브(V)를 완전히 열거나 완전히 닫는 범위에서 조절하면 당해 구획의 실질적인 흡인량를 자유롭게 조성할 수 있다.

또한 보강섬유의 고배향화를 더욱 조장하기 위해서는, 인렛(2a)에서 분산액(e)을 흡인여과영역의 전폭에 걸치는 액류로서 조주시키는, 분산액을 내림구배로 흐르게 하는 등의 수단이 유호하다. 보다 구체적으로, 그 조주거리는 적어도 200㎜로 하면 좋은 결과를 얻을 수 있다. 또 발포 분산액을 내림구배를 흐르도록 하면, 분산액이 메쉬벨트(3)로 공급된 후의 액류속도의 저하, 즉 보강섬유의 저배향 상태를 방지할 수 있다. 구체적으로는 메쉬벨트(3)를 라인방향에 대하여 부각으로 경사지게 함으로써 달성된다. 부각의 크기는 수평면에 대하여 0°이상 10。이하로 할 수 있다.

그리고 본 발명의 방법에 의하여 제조되는, 종래방법에 의할 때 보다 보강섬유의 평면내 배향도가 높은 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트란 배향지표 Jm이 적어도 0.25를 초과하는 시이트이다. 또한 배향지표Jm이 0.3 이상인 시이트에 있어서 종래 방법에 의한 시이트와의 차는 현저해진다. 일방향개로서 적절하게 구별할 수 있는 것은 배향지표 Jm이 0.35 이상인 시이트이다.

저배향화·랜덤 배향화

본 발명에서 시이트 중의 평면내 섬유배향도를 낮게 하기 위해서는, 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액을 일단 흡인여과영역 상에 소성 깊이이상 채류시킴으로써, 흡인량 본포가 라인방향에 걸쳐서 거의 균등하게 되도록 제어하여 분산액의 흐름을 메쉬벨트에 대하여 거의 수직으로 형성시키는 것이 유효하다. 이와 같이 조작함으로써, 종래 방법으로 보강섬유가 라인방향으로 자발적으로 나란이 늘어서는 경향을 완화할 수 있으며, 배향지표 Jm 이 0.1 내지 0.15 인 시이트를 얻을 수 있다.

특히 보강섬유의 배향을 랜덤화시키는 경우에는, 도4 에 도시한 바와 같이 메쉬벨트(3) 상에 있어서 분산액의 유동방향(실선 화살부호 f_L)이 라인방향(파선 화살부호 fB)에 대하여 역방향 흐름(향류)이 되도록 분산액을 공급하는 것이 기본으로 된다. 그럼으로써 보강섬유를 메쉬벨트(3)로의 착승시에 반전시켜, 라인방향으로 가지런이 배향되는 것을 방해하여 랜덤화를 촉진한다. 또한 5도에 도시한 종래 습식법의 경우에는, 메쉬벨트(3)상에 있어서 분산액의 유동방향(fL)이 라인방향(fB)과 동일하기 때문에, 보강섬유의 반전이 발생하지 않으므로 분산액 중의 보강섬유는 자연히 라인방향으로 배향되는 경향을 가진다.

본 발명에 있어서 분산액의 흐름과 라인방향의 향류관계를 달성하기 위해서는, 도4에 도시한 바와 같이 분산액을 라인방향의 하류(실선 화살부호 Id) 내지 중류측(실선 화살부호 Im)에서 메쉬벨트 상으로 공급하는 것이 직집적이며 가장 효과가 높지만, 분산액의 공급유량의 대부분을 흡인 여과영역의 전반부에서 흡인하는 방법도 효과적이다. 보다 구체적으로는, 분산액류량 중 적어도 약 90%를 흡인여과영역의 상류측 50% 이내의 부본에서 흡인여과하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 흡인여과영역의 흡인개시부본(즉, 메쉬벨트(3)의 최상류부)은 항상 웨브가 존개하지 않는 버진면(virgin pl-ane)이 출현한다. 이 부본은 통과액 저항이 최소이기 때문에, 이 곳에서 흡인되도록 메쉬벨트(3) 상의 분산액은 버진면으로 이동하-이 생긴다. 이 때문에 분산액 유량의 대부본을 상류측에서 흡인하여 하류측에서의 흡인을 거의 억제하므로 상기한 경향이 증장되어 분산액의 메쉬벨트에 대한 향류가 확실해진다. 따라서 섬유의 랜덤한 착승이 달성되는 것이다.

단, 이 경우 분산액 유량의 하한치 90%라는 수치는 이 값을 약간이라도 하회하면, 이미 섬유의 랜덤화는 얻을 수 없다는 엄밀한 임계적인 의미를 가지는 것은 아니다. 또 흡인여과영역의 상류측에서 흡인한다는점에 대해서도 마찬가지로 상류측 반본을 약간이라도 초과하면 섬유배향의 랜덤화가 실현되지 않는다는 것은 아니다. 상기한 바와 갈이 배향지표Jm의 절대치가 0.1 이내라는 것은 거의 완전한 랜덤개라고 할 수 있는이며, 그 범위를 약간 초과하여 Jm 이 0.1+α라 하더라도 실제 사용상 랜덤개로서 허용될 수 있는 경우도 생각할 수 있다. 이 경우에는 분산액유량이 90%를 하회하여도 무방하며, 본 발명에 있어서 분산액 유량의 적어도 90%라는 수치는 엄밀하게 임계적인 의미의 것은 아니므로 제품랜덤개의요구사양에 따라서 다소 변동될 여지가 있다.

흡인여과영역의 상류측 50% 부분에서 흡인한다는 조건도 역시 그렇게 함으로써 배향지표(Jm)의 절대치가 0.1이하의 값을 나타내는 스탬퍼블시이트를 효율적으로 제조할 수 있음을 의미하는 것이므로 흡인면적의 한성범위도 스탬퍼블 시이트의 실제 사용상에서 배향지표 Jm 값의 허용범위에 따라 변할 수 있다고 하겠다.

즉, 상기한 논의를 근거로 하면, 본 발명의 방법에 의하여 제조되는, 종래방법에 의할 때 보다 보강섬유의 평면내 배향도가 낮은 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트란 배향지표 Jm이 적어도 -0.15 이상 0.15 이하인 시이트이다. 특히 랜덤재로서 적절하게 구별할 수 있는 것은 배향지표 Jm 0.1-0.1 이상 0.1 이하인 시이트이다.

본 발명에 있어서 흡인여과영역의 흡인유량은 상기한 바와 같이 석션박스(4)에 설치한 석션밸브(V)의 열림정도를 조정함으로써 설정할 수 있다. 예를 들면, 석션박스(4)의 하류측 50% 구획의 석션밸브(V)를 완전히 닫은 상태에 가깝도록 잠가서 하류측 석션박스(4)를 실질적으로 봉인함으로써, 분산액 유량의 90% 이상을 흡인여과영역의 상류측 반분에서 흡인하는 것도 용이하다.

본 발명에 있어서의 섬유 랜덤화는, 메쉬벨트(3)를 라인방향으로 앙각으로 배치함으로써 더욱 확실하게 달성할 수 있다. 즉 도4에 모식적으로 도시한 바와 같이 메쉬벨트(3)를 라인방향으로 앙각으로 경사지도록하면, 메쉬벨트(3)상으로 공급된 분산액은 흡인여과영역의 하류측에 도달한 부분도 포함하여 급속하게 상류측으로 흘러서 강한 향류를 발생시키는 것이다. 이 경우 양각의 크기는 10°이상으로 하면 랜덤화에 매우 유효하다. 당해 앙각을 크게 할수록 메쉬벨트(3)의 이동속도(즉, 초조속도)를 높일 수 있게 되어 웨브의 생산성이 향상된다.

또한 이상의 설명에서는 흡인여과영역 하류측의 흡인량을 대폭 억제하는 방법으로서, 석션박스(4)의 하류측 구획의 석션밸브(V)의 열림정도를 조성하여 행하는 경우를 설명하였으나, 그 외에, 예를 들면 도4에 일예를 도시한 바와 같이 석션박스(4)의 하류측 구획의 흡인개구에 봉인부(9)를 설치하는 등의 폐색수법을 사용할 수 있다.

휨이 없는 시이트 본 발명에서는 초조공정에 있어서, 분산액이 인렛(2a)으로부터 토출되는 속도(액속도)와 메쉬벨트(3)가 이동하는 슥도(밸트속도)의 비와, 분산액의 흡인량 본포를 제어하여 웨브(W)의 표면측과 이면측(메쉬벨트(3)에 면한 측)의 섬유 배향도를 일치시킴으로써 휨의 해소를 도모하는 것을 기본으로 하고 있다.

즉, 종래의 습식제조방법에 있어서, 본래 흡인여과영역 하류측에서의 분산액 흐름은 인렛(2a)에서 공급되는 분산액의 요동을 비롯한 여러가지 요인에 좌우되므로 그 흐름을 엄밀하게 제어하기가 어렵다. 따라서 메쉬벨트(3)의 이동속도 및 흡인여과영역의 라인방향에서의 분산액 흡인량 분포를 제어함으로써, 메쉬벨트(3) 근방의 분산액 중의 보강섬유의 움직임을 제어하여 메쉬벨트(3)에 면한 웨브 이면측의 섬유 배향도를 흐름의 제어가 어려운 웨브 표면측의 섬유 배향도와 일치시킨다.

따라서 흡인여과영역의 상류측보다 하류측에서 분산액의 흡인유량이 커지도록 제어하는 것이다. 그 이유는, 상류측에서 웨브 이면측의 섬유배향 형성이 이루어지고, 하류측에서 웨브 표면측의 섬유배향 형성이 이루어지기 때문이다. 상기한 바와 같이 하류측에서는 액류의 제어가 어렵기 때문에 섬유는 흐름 그대로 주로 라인방향을 따른 배향을 형성한다. 이와같이 하여 자연히 형성되는 웨브 표면측의 섬유배향에 대해 상류측에서 먼저 형성되는 웨브 이면측의 섬유배향을 일치시키기 위하여, 상류측의 흐름을 가능한 한 라인 방향을 따르도록 한다. 이를 위하여 벨트속도를 빠르게 함과 동시에 상류측에서의 분산액 흡인량을 가능한 한 작게 한다.

이렇게 하여 보강섬유의 배향도를 웨브의 표리에서 동등하게 하면, 그 웨브를 가열프레스하여 얻어지는 시이트개(스탬퍼블 시이트)에 있어서 섬유 주배향 방향과 그 직행방향의 수축율 이방성이 시이트재의 표리에서 동일해지는 결과, 휨이 억제되는 것이다.

본 발명에 있어서 흡인여과영역의 흡인유량은, 도2에 도시한 바와같이 석션박스(4)에 설치한 석션밸브(V)의 열림정도를 조성함으로써 설정할 수 있다. 본 발명은 석션박스(4)을 라인방향으로 2개 이상, 바람직하게는 3개 이상의 구획으로 분할하여, 그 분할구획별로 액흡인유량을 단계적으로 변화시키는 것이다. 중량 및 시이트 치수가 커지면, 3개 내지 4개의 구획으로 분할하여 제어할 필요가 있다. 도2에 나타낸 실시형태예의 경우는, 실험적인 견지에서 제1 내지 제6의 6개 소실로 분할하고 있지만, 예를 들면 제1실과 제2실 이후의 그룹으로 나누어 액흡인유량을 이단계로 변화시켜 갈 때에는 실질직으로 2구획으로 분할하게 된다.

다른 분산액 흡인유량의 제어방식으로서는, 차폐재 등을 사용하여 소실의 흡인개구 면적을 조정함으로써, 직접적으로 흡인개구 면적을 조성하는 방식도 있다.

또 본 발명에 있어서는, 흡인여과 영역을 폭방향으로 축소하여 휨이 적은 제품을 제조하기 위해서, 특히 다음에 설명하는 바와 같은 수법을 이용한다. 도7에 도시한 바와 같이, 폭을 축소한 메쉬벨트(3)의 최상류 부(즉, 인렛(2a)으로부터 분산액을 토출한 후에 초조를 개시하기까지의 사이)에 분산액의 조주구간(L)을 두어(도7의 사선으로 표시한 구간) 인렛(2a)의 양측부분으로부터의 토출액이 폭축소 블록(7)의 단부(端部)에 간섭되어서 생기는 흐름의 흐트러짐, 나아가서는 인렛(2a)으로부터 도입되는 액의 흐름을 정류한다. 조주구간(L)의 설치방법은 특별히 한정되어 있는것은 아니지만, 예컨대 본 실시형태예에서는 석션박스(4)를 구획한 복수의 소실 중 최상류에 있는 제1번째 실의 석션펄브(V)를 완전히 닫아서 분산액(C)의 흡인량을 0으로 함으로써 설정하고 있다. 이렇게 하여 주조구간(L)을 설치하기 때문에, 특별히 설비를 크게 할 필요가 없어지므로 설비비도 저감할 수 있다는 이점이 있다. 그 후, 상기한 바와 같이 분산액(C)이 인렛에서 토출되는 속도(액속도)와 메쉬벨트(3)가 이동하는 속도(벨트속도)의 비와, 분산액의 흡인량분포를 제어하여 웨브(W)의 표면측과 이면측(메쉬밸트(3)에 면한 측)의 섬유 배향도를 일치시킴으로써 휨의 해소가 도모된다.

그리고 상기한 보강섬유의 배향도를 웨브의 표리에서 동등하게 한다는 것은, 웨브표리의 배향지표 Jm의 차의 절대치를 0.035 이하로 하는 것이다. 웨브표리의 배향지표 Jm의 차가 이 범위에 있는 시이트에는 실질적으로 휨은 발생하지 않는다. 보다 바람직하게는 웨브표리의 배향지표 Jm의 차의 절대치가 0.025 이하이다.

또한 도2 및 도3에 나타낸 실시형태에서는, 석션박스(4)의 최상류의 구획인 제1실의 석션밸브(V)를 완전히 닫아서 분산액 흡인기능을 봉지하여 주조구획을 설치하였으나, 제1실의 흡인개구을 막아도 동일한 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에 사용하는 불연속 보강섬유로서는, 그 섬유길이가 수 밀리에서 수십 밀리인 예를 들면 유리, 금속, 탄소섬유 등의 무기섬유 또는 유기섬유 등이 단독 또는 2종류 이상을 조합하여 사용된다. 가격, 특성의 균형면에서 유리섬유가 가장 바람직하다. 보강섬유의 길이는 그 보강효과를 얻음은 물론 수계용액 중에서의 분산을 확보하는 면에서 6 내지 50㎜가 바람직하다. 섬유길이가 짧으면 충분한 보강효과를 얻을 수 없다.한편, 섬유길이가 너무 길면 성형시의 유동성이 낮아진다.

또 열가소성 수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리스틸렌, 염화비닐수지 등이 분말, 섬유, 플레이크 등의 형태로 단독 또는 2종류 이상을 조합하여 사용된다.

보강섬유와 열가소성 수지의 중량비는 20/80 에서 70/30으로 되도록 사용된다. 보강섬유를 과잉하게 배합하면, 열가소성 수지가 섬유중에 균일하게 함침되기 어려워짐과 아울러 성형시에 유동성이 저하되는 경향을 나타낸다. 한편 보강섬유를 과소하게 배합하면, 보강효과가 저하된다.

[실험예]

이하, 본 발명의 실험예를 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 발명에 사용한 스탬퍼블 시이트의 습식제조공정의 개요를 나타낸 것이다. 불연속 보강섬유로서 유리섬유(이하, GF 라 함)를, 열가소성 수지로서 폴리프로필렌(이하, PP 라 함)을 분산조(1)내의 계면활성제를 함유하는 물에 소성 비율로 투입하고, 교반하여 공기의 미세기포를 함유하는 발포분산액을 조제한다.

이 분산액을 일방향으로 연속적으로 이동하는 엔드리스 메쉬벨트(3)상으로 공급한다. 메쉬벨트(3)의 이면에는 석션박스(4)가 설치되어 있다. 석션박스(4)는, 도1에 도시한 바와 같이 라인방향 상류측에서 하류측을 향하여 제1실 내지 제6실까지의 6개 소실로 분할되며, 각 실 모두 부압으로 할 수 있다. 또 각 실에는 분산액 흡인량을 제어하기 위한 석션밸브(V)가 설치되어 있다. 메쉬벨트(3) 상으로 공급된 분산액은 석션박스(4)에 의하여 흡인배제되며, 보강섬유(GF)와 열가소성 수지(PP)는 메쉬벨트(3) 상에 착승하여 웨브(W)가 초조된다.

이 웨브(W)를 건조기(5)로 건조하고, 필요에 따라 코일 형상으로 권취한다. 건조시킨 웨브(W)는 시이트화부(6)에서 210℃, 3㎏/㎠의 조건으로 가열 가압하고, 이어서 20℃, 3㎏/㎠의 조건으로 냉각 고화시켜 치밀한 스탬퍼블 시이트로 한다.

[실험예 1]

(실시예 1-1)

도1에 도시한 공정에 있어서, 분산조(1)에서 계면활성제인 도데실벤센 술폰산 나트륨의 0.08 중량% 수용액을 교반하여 발포액으로 하고, 이발포액 중에 직경 11㎛, 평균길이 13㎜의 유리섬유 0.4중량%와, 평균입경 0.9㎜의 입상 폴리프로필렌 0.6중량%를 첨가하여 교반하고, 분산시켜 발포 분산액을 조제하였다.

이 분산액을 길이 100㎜의 인렛(2a)을 거쳐 조주시키면서 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비가 25로 되도록, 메쉬밸트 이동슥도의 25배의 유속으로 분산액을 메쉬벨트 상으로 공급하였다. 메쉬벨트(3)는 라인방향에 대하여 앙각 15°로 설치하였다. 또, 석션 박스(4)의 6개 소실에 설치된 각 나비밸브(V)의 열림정도를 조절하여 분산액(C)의 공급유량에 대한 각 소실 마다의 흡인량 배분(단위는 용량96, 이하, vo1%라 나타냄)을 다음과 같이 설정하였다.

제1실 : 10vo1%, 제2실 : 20vo1%, 제3실 : 20vo1%, 제4실 : 30vo1%, 제5실: 10vo1%, 제6실 : 10vo1%.

이상과 같은 조건으로 목표 중량 1500g/㎡의 웨브를 초조하였다. 얻어진 웨브를 건조한 후에 가열 가압하고, 이어서 냉각고화시켜 치밀한 시이트를 얻었다. 얻어진 시이트에 대하여 섬유의 배향을 평가하였다. 또한, 섬유배양의 평가에는 상기 Jm 값을 사용하였다. 결과를 표 1 에나타낸다.

(실시예 1 - 2 ∼ 10)

표 1에 기재한 바와 같이 각종 초조조건을 조절한 것 이외에는 실시예 1-1과 동일하게 웨브를 초조하여 시이트를 얻었다. 얻어진 섬유배향을 평가한 결과를 표 1에 함께 나타낸다.

[실험예 2]

(실시예 2 - 1 - 1)

도1에 도시한 공정에 있어서, 분산조(1)에서 계면활성제인 도데실벤젠 술폰산 나트륨의 0.08 중량% 수용액을 교반하여 발포액으로 하고, 이발포액 중에 직경 11㎛, 펑균길이 25㎜의 유리섬유 0.4중량%와, 평균입경 0.9㎜의 입상 폴리프로필렌 0.6중량%를 첨가하여 교반하고, 분산시켜 발포 분산액을 조제하였다.

이 분산액을 인렛을 거쳐 메쉬벨트(3) 상으로, 도4에 도시한 바와같이 석션 박스(4)의 6개 소실 중 제6실의 상측으로부터 화살표시 부호(Id)로 나타낸 바와 같이 제1실의 바로 위에 위치하는 초조면을 향하여 공급하였다. 이때, 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 메쉬밸트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비가 -50이었다.

메쉬밸트의 경사각도는 0° (수평)로 설정하였다.

또, 석션 박스(4)의 6개 소실 중 하류측 3개의 각 석션밸브(V)를 닫아서 제4실 내지 제6실의 흡인을 거의 억제함으로써, 분산액 공급유량의 대부분(본 실시예에서는 90%)을 흡인여과영역의 상류측 반분에서 흡인하도록 하였다. 즉, 석션박스(4) 내의 흡인유량 배분(단위는 용량%, 이하 vo1%로 나타냄)이 제1실 내지 제3실에서 90vo1%, 제4실 내지 제6실에서 10vo1%가 되도록 조절하였다.

이상과 같은 조건으로 목표 중량 100g/㎡ 웨브를 초조하였다. 얻어진 웨브를 건조한 후에 가열 가압하고, 이어서 냉각고화시켜 치밀한 스탬퍼블 시이트를 얻었다. 얻어진 시이트에 대하여 섬유의 배향을 Jm 값으로 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 2 - 1 - 2 ∼ 5)

표 2에 기개한 바와 같이 각종 초조조건을 조절한 것 이외에는 실시예 2-1-1과 동일하게 웨브를 초조하여 시이트를 얻었다. 얻어진 섬유 배향을 평가한 결과를 표 2에 함께 나타낸다.

(실시예 2 - 2 - 1)

실시예 2-1-1과 동일하게 조제한 분산액을 인렛을 거치 메쉬벨트(3) 상으로, 도4에 도시한 바와 같이 석션 박스(4)의 6개 소실 중 제4실의 상측으로부터 화살표시 부호(Im)로 나타낸 바와 같이 제1실의 바로위에 위치하는 초조면을 향하여 공급하였다. 이때, 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비가 -35였다. 메쉬벨트는 라인방향에 대하여 앙각 10°로 설정하였다. 그 이외에는 실시예 2-1-1과 동일한 조건으로 스탬퍼블 시이트를 제조하여 섬유의 배향을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 2 - 2 - 2 ∼ 4)

표 2에 기재한 바와 같이 각종 초조조건을 조절한 것 이외에는 실시예 2-2-1과 동일하게 웨브를 초조하여 시이트를 얻었다. 얻어진 섬유배향을 평가한 결과를 표 2에 함께 나타낸다.

(실시예 2 - 3 - 1)

실시예 2-1-1과 동일하게 조제한 분산액을 인렛을 거쳐 메쉬벨트(3) 상으로, 도4에 도시한 바와 같이 석션 박스(4)의 6개 소실 중 제1실의 상측으로부터 화살표시 부호(Iu)로 나타낸 바와 같이 제1실의 바로위에 위치하는 초조면을 향하여 공급하였다. 이때, 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비가 0이었다. 메쉬벨트는 라인방향에 대하여 앙각 15°로 설정하였다. 그 이외에는 실시예 2-1-1과 동일한 조건으로 스탬퍼블 시이트를 제조하여 섬유의 배향을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 2 - 3 - 2 ∼ 5)

표 2에 기재한 바와 갈이 각종 초조조건을 조절한 것 이외에는 실시예 2-3-1과 동일하게 웨브를 초조하여 시이트를 얻었다. 얻어진 섬유배향을 평가한 결과를 표 2에 함께 나타낸다.

(실시예 2 - 4 - 1)

실시예 2-1-1과 동일하게 조제한 분산액을 인렛을 거쳐 메쉬밸트(3) 상으로, 도4에 도시한 바와 같이 석션 박스(4)의 6개 소실 중 제1실의 더욱 상측으로부터 화살표시 부호(I)로 나타낸 바와 같이 공급하였다.

또, 석션 박스(4)의 제1실 내지 제6실의 각 소실에서 균등하게 흡인시키도록 하였다. 즉, 석션박스(4)의 흡인유량 배본이 제1실 내지 제3실에서 50vo1%, 제4실 내지 제6실에서 50vo1%가 되도록 조절하였다.

웨브를 초조하는 동안, 메쉬벨트의 상측에 위치한 헤드박스 중에 분산액이 가득차 있다.

이상과 같은 조건으로 목표 중량 1000g/㎡의 웨브를 초조하여 실시예 2-1-1과 마찬가지로 치밀한 스탬퍼블 시이트를 제조하여 섬유의 배향을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 2 - 4 - 2 ∼ 5)

표 2에 기재한 바와 갈이 각종 초조조건을 조절한 것 이외에는 실시예 2-4-1과 동일하게 웨브를 초조하여 시이트를 얻었다. 얻어진 섬유배향을 평가한 결과를 표 2에 함께 나타낸다.

[실험예 3]

(실험예 3 - 1)

실시예 1-1과 동일하게 조제한 분산액을 인렛(2a)을 거쳐 메쉬밸트(3)상으로 공급유량 1440L/min으로 공급하였다. 메쉬벨트(3)의 이동속도는 1.5 내지 6m/min의 범위에서 변화시켜서 실험하였다. 이때, 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비는 표3에 표시한 바와 같다. 메쉬벨트를 라인 방향에 대하여 앙각 20°로 설정하였다. 석션박스(4)에 있어서 각 소실의 분산액의 흡인량 배분을 석션밸브의 열림정도를 조절함으로써 다음과 같이 설정하었다.

제1실 : 19vo1%, 제2실 : 54vo1%, 제3실 : 20vo1%, 제4실 : 5vo1%, 제5실 : 2vo1%, 제6실 : 1vo1%.

이상과 같은 조건으로 중량 2000g/㎡의 웨브를 초조하며, 이 웨브를 건조후 가압하고, 이어서 냉각고화시켜 치밀한 스탬퍼블 시이트를 조제하였다. 얻어진 시이트에서 변길이 200㎜×200㎜ 정사각형으로 된 시험재를 잘라내었다. 이 시험재에 대하여 휨량을 측정하였다. 휨량은 시험개의 한쪽 변을 눌러서 타측 변의 부상높이를 측정하여 구하였다.

그 결과를 도3에 나타낸다. 또한 시험재를 표리면으로 2분할하여, 각각의 배향지표 Jm을 구하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.

(실험예 3 - 2)

석션 박스(4)에 있어서 각 소실의 분산액의 흡인량 배분을 석션 밸브(v)의 열림정도를 조절함으로써 다음과 갈이 설정하였다.

제1실 : 40vo1%, 제2실 : 46vo1%, 제3실 : 10vo1%, 제4실 : 3vo1%, 제5실 : 1vo1%, 제6실 : 0vo1%.

그 이외에는, 실험예 3-1과 동일한 조건으로 스탬퍼블 시이트를 제조하여 휨량을 평가하였다. 결과를 도3및 표3에 나타낸다.

(실험예 3 - 3)

석션밸브(V)를 완전히 열어 석션박스(4)에 있어서 각 소실의 분산액의 흡인량 배분을 적극적으로 조절하지 않은 점 이외에는, 실험예 3-1과 동일한 조건으로 스탬퍼블 시이트를 제조하여 휨량을 평가하였다. 결과를 도6 및 표3에 나타낸다.

도3에 도시한 실험 결과에서, 분산액의 흡인유량을 적극적으로 제어하지 않고 종래와 동일한 균일 흡인으로 초조를 행한 실험예 3의 경우에는, 초조속도가 커짐에 따라서 웨브 표리면의 평면내 섬유배향의 차가 작아지고, 그럼으로써 휨량도 감소해 가지만, 실험 설비의 한계인 메쉬벨트 이동속도(초조속도)에 가까은 6m/min에 달하여도 휨량은 기준치(이 경우는 2㎜로 하였음)에 도달해 있지 않다. 이 사실에서 초조속도, 다시 말하면 분산액의 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인 방향성분에 대한 비만을 제어해서는 휨 억제에 한계가 있다고 할 수 있다.

그런데, 석션박스(4)에 있어서 각 소실의 분산액의 흡인량 배분을 제어하면, 휨량이 전체적으로 감소함을 알 수 있다. 그리고 각각의 분산흡인량 배분에 있어서 초조속도를 증가하여 가면, 얻어지는 웨브의 표리면의 평면내 섬유배향의 값이 접근하여 휨량은 더욱 감소하여, 마침내 기준 휨량2㎜를 달성할 수 있었다. 이 결과에서, 기존의 설비를 이용하여 그 메쉬벨트의 이동속도 및 라인방향 분산액의 흡인량 분포를 제어하여 웨브를 초조함으로써, 당해 웨브 표리면의 평면내 섬유배향이 거의 일치하여 최종적으로 얻어지는 스탬퍼블 시이트의 휨량을 대폭 저감할 수 있다.

[실험예 4]

(실험예 4-1)

실시예 1-1과 동일하게 조제한 분산액을 인렛(2a)을 거쳐 메쉬벨트(3)상으로 공급유량 1440L/min으로 공급하였다. 메쉬벨트(3)의 이동속도는 2.7, 4.7, 6.7m/min의 3종류로 변화시켜서 실험하였다. 이때, 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비는 표 4에 표시한 바와 같다. 메쉬밸트를 라인 방향에 대하여 앙각 15°로 설정하였다. 석션박스(4)에 있어서 각 소실의 분산액의 흡인량 배분을 석션밸브의 열림정도를 조절함으로써 다음과 같이 설정하였다.

제1실 : 0vo1%, 제2실 : 10vo1%, 제3실 : 32vo1%, 제4실 : 50vo1%, 제5실 : 6vo1%, 제6실 : 2vo1%.

그리고, 석션박스(4)의 제 1∼제6의 6개 중 최상류인 제1 실에 설치된 석션밸브(V)의 열림정도만을 0%(완전히 닫음)로 하여 조주구간(L)으로 하였다.

이상과 같은 조건으로 목표 중량 1000g/㎡의 웨브를 초조하며, 얻어진 웨브를 건조시킨 후에 가열가압하고, 이어서 냉각고화시켜 578㎜×1079㎜의 직사각형으로 된 치밀한 스탬퍼블 시이트를 얻었다. 본 발명의 초조장치의 설비폭은 1600㎜이지만, 제품을 낭비하지 않고 2열로 얻기 위하여 분산액의 흡인여과영역을 폭방향으로 축소하여 1200㎜로 하였다. 따라서, 제품 커트후의 원료에 대한 제품비율은 72%(578×2/1600)에서 96%로 상승하였다.

휨 평가는 제품 시이트를 수평판 위에 놓고, 각 변의 휨량을 측정하여 그 최대치가 10㎜ 이하인 것을 합격품으로 하였다. 그 결과를 표 8에 나타낸다. 이 실험에서 초조속도가 6.7㎜/min으로 합격율이 급격하게 커짐을 알 수 있다. 초조속도(에 대한 분산액속도의 비)와 석션박스의 각 실의 흡인량 배분의 적절한 조합을 선택함으로써 휨을 대폭 저감하여 합격율을 상승시킬 수 있다.

(실험예 4-2)

석션박스(4)에 있어서 석션밸브(V)의 열림정도를 조절하여 석션박스(4)의 각 소실의 분산액의 흡인량 배분을 표 4에 나타낸 (가) 내지 (다)의 3종류로 조절하고, 그 외의 초조조건은 실험예 4-1과 동일하게 하여 비교실험을 행하였다. 초속 6.7m/min 으로 하였다. 얻어진 시이트에 대하여 실험예 4-1과 동일하게 휨량을 평가하였다. 결과를 도9에 나타낸다.

(가)의 경우는, 조주구간을 설정하지 않고 또한 액흡인유량 본포를 실질적으로 제어하고 있지 않기 때문에, 초조되는 웨브 표리면의 평면내 섬유배향은 크게 다르다. 그 결과, 시이트에 휨이 발생하여 제품의 합격율이 크게 저하되었다.

(나), (다)의 경우에는, 액흡인유량 분포는 제어하고 있으나, 조주구간은 설정하고 있지 않기 때문에, 분산액의 흡인여과영역의 최상류·영역에있어서 분산액의 흐트러짐의 영향이 반영되어, 초조되는 웨브 표리면의 펑면내 섬유배향은 일치하지 않는다. 그 결과, 제품의 합격율은 각각 10%, 20%로 여전히 낮은 상태 그대로였다.

초조공정에 있어서 분산액의 유동상황 및 분산액을 흡인여과하는 위치를 목적에 따라 제어함으로써, 원하는 평면내 섬유배향을 얻어 낸다는 것이다. 본 발명에 있어서는, 이 분산액의 유동상황 및 분산액을 흡인 여과하는 위치를 용이하게 제어하는 방법 및 그 방법에 의해 높은 평면내 섬유 배향도를 가지며 특정방향에 높은 기계특성을 부여한 일방향 섬유강화열가소성 수지시이트, 섬유의 평면내 배향을 완전하게 랜덤화하여 기계특성의 이방성을 해소한 랜덤배향 섬유강화 열가소성 수지시이트 및 웨브를 가열가압한 후에 고화하여 얻어지는 시이트재에 휨이 발생하지 않는 섬유강화 열가소성 수지시이트를 하나의 공정으로 확실하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

	인렛에스의 조주	액소도/밸트속도비	메시밸트앙각경사	흡인유량#1 #2 #3 #4 #5 #6	Jm
실시예 1-1	100	25	15	10 20 20 30 10 10	0.280
실시예 1-2	100	30	15	10 20 20 30 10 10	0.290
실시예1-3	100	30	15	10 10 30 35 10 5	0.320
실시예1-4	200	30	15	10 10 30 35 10 5	0.340
실시예1-5	200	30	0	10 10 30 35 10 5	0.380
실시예1-6	200	90	0	10 10 30 35 10 5	0.432
실시예1-7	200	25	0	10 10 30 35 10 5	0.345
실시예1-8	400	30	0	10 10 30 35 10 5	0.457
실시예1-9	200	30	-10	10 10 30 35 10 5	0.406
실시예1-10	400	90	-10	10 10 30 35 10 5	0.516

(㎜) (-) (℃) (Vo1%)(Vo1%)(Vo1%)(Vo1%)(-)

	분산액공급구 위치	액속도/벨트 속도비	메시벨트앙각경사	# 1~3흡인량	Jm값
실시예 2-1-1실시예2-1-2실시예2-1-3실시예2-1-4실시예2-1-5	Id↑↑↑↑	-50-50-50-50-50	010203030	9090909060	0.0940.0790.0550.0410.077
실시예2-2-1실시예2-2-2실시예2-2-3실시예2-2-4	Im↑↑↑	-35-35-35-35	10203030	90909080	0.0980.0660.0610.082
실시예2-3-1실시예2-3-2실시예2-3-3실시예2-3-4실시예2-3-5	Iu↑↑↑↑	00000	1520253035	9090909090	0.0870.0680.0680.0560.044
실시예2-4-1실시예2-4-2실시예2-4-3	I↑↑	---	202020	508090	0.1210.1110.092

(-) (°) (Vo1%) (-)

	액속도/벨트속도비	메시벨트양각경사	흡인유량	Jm(시트표면)(시트이면)	휨량
실험예3-1	6045302015	20↑↑↑↑	19 54 20 5 2 119 54 20 5 2 119 54 20 5 2 119 54 20 5 2 119 54 20 5 2 1	0.123 0.0160.138 0.0400.167 0.0890.210 0.1620.254 0.235	87552
실험예3-2	6045302015	20↑↑↑↑	40 46 10 3 1 040 46 10 3 1 040 46 10 3 1 040 46 10 3 1 040 46 10 3 1 0	0.241 -0.0740.252 -0.0390.274 0.0310.306 0.1360.339 0.241	1110987
실험예3-3	6045302015	20↑↑↑↑	63 24 10 2 1 063 24 10 2 1 063 24 10 2 1 063 24 10 2 1 063 24 10 2 1 0	0.359 -0.1630.363 -0.1330.372 -0.0730.385 0.0180.398 0.108	1918151110

(-) (。) (Vol%) (Vol%) (-) (-) (㎜)

	액속도/벨트속도비	메시벨트양각경사	흡인유량#1 #2 #3 #4 #5 #6	Jm(시트표면)(시트이면)	제품합격율
실험예4-1	331913	20↑↑	0 10 32 50 6 20 10 32 50 6 20 10 32 50 6 2	0.359 0.1080.322 0.0550.222 0.246	25%20%95%
실험예4-2	131313	↑↑↑	63 24 10 2 1 032 50 5 2 1 010 32 50 6 2 0	0.288 -0.0020.259 0.0850.264 0.123	5%10%20%

(-) (。) (VoI%) (Vol%) (Vol%) (-) (-) (㎜)

Claims (38)

1. 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 이 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상으로 웨브를 뽑아내는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법에 있어서, 하기의 (a)와 (b) 중 적어도 하나를 제어함으로써 상기 웨브 중의 보강용 섬유의 평면내 배향을 제어하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 섬유시이트의 습식제조방법.

   (a) 흡인여과영역에 있어서 메쉬벨트 상의 분산액의 라인방향의 흡인량분포

   (b) 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의 메쉬벨트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비
2. 제1항에 있어서, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 50체적% 이하를, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 50% 부분에서 흡인여과하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기한 속도비를 20보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기한 속도비를 20보다 크게 함과 아울러, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 50체적% 이하를, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 50% 부분에서 흡인여과하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 메쉬밸트 상으로 공급된 분산액량의 30체적% 이하를, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 30% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 70%의 부분에서 흡인여과하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 속도비를 적어도 30으로 하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기한 속도비를 적어도 30으로 함과 아울러, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 30체적% 이하를, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 30% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 70% 부분에서 흡인여과하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산액을 상기 인렛에서, 상기 흡인여과영역의 전폭에 걸치는 액류로서 미리 조주(助走)시킨 후에 상기 메쉬밸트 상으로 공급하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 분산액의 조주거리를 적어도 200㎜로 하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
10. 제2항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 메쉬벨트를 수평면에 대하여 부각(a downward angle)으로 되도록 라인방향으로 경사지게 한 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 부각의 크기를 수명면에 대하여 0° 이상 10°이하로 하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 분산액을 상기 인렛에서 상기 흡인여과영역의 전폭에 걸치는 액류로서 미리 조주시킨 후에 상기 메쉬벨트 상으로 공급하고, 상기한 속도비를 적어도 30으로 함과 아울러, 상기 메쉬벨트를 수평면에 대하여 부각으로 되도록 라인방향으로 경사지게 하고, 그리고 상기 메쉬밸트 상으로 공급된 분산액량의 30체적% 이하를, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 30% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 70% 부분에서 흡인여과하는 것을 특징으로하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 상기 분산액을 상기 흡인여과영역 상에 소성 깊이 이상 체류시키고, 상기 흡인량 본포가 라인방향에 걸쳐서 거의 균등하게 되도록 제어하여 상기 분산액의 흐름을 상기 메쉬벨트에 대하여 거의 수직으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 분산액을 라인방향에 대하여 향류방향으로 상기 메쉬벨트 상으로 공급하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
15. 제1항에 있어서, 상기 분산액을 라인방향의 하류측에서 상기 메쉬밸트 상으로 공급하여 상기 속도비를 마이너스 값으로 하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
16. 제14항 또는 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메쉬밸트 상으로 공급된 분산액량의 60체적% 이상을, 상기 흡인여과영역의 라인방향상류측 50%에서 흡인하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 적어도 약 90%를, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50%에서 흡인하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 메쉬벨트를 수평면에 대하여 앙각 (anelevation angle)으로 되도록 라인방향으로 경사지게 한 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 앙각의 크기가 적어도 약 15°인 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
20. 제1항에 있어서, 상기 메쉬벨트를 수평면에 대하여 앙각으로 되도록 라인방향으로 경사지게 하고, 상기 분산액을 라인방향 하류측에서 상기메쉬벨트 상으로 공급함으로써 상기 속도비를 마이너스 값으로 하고, 그리고 상기 분산액량의 60체적% 이상을, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50%에서 흡인하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
21. 제1항에 있어서, 상기 흡인량 분포 및 상기 속도비 양자를 제어하여 웨브의 상기 메쉬벨트에 접해 있던 측(이면측)과 그 반대측(표면측)의 평면내 섬유배열을 일치시키는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
22. 제21항에 있이서, 상기 흡인여과영역을 폭방향으로 축소하여 시이트를 제조할 때에, 상기 분산액을 흡인여과영역으로 공급하기 직전에서 조주시켜 정류하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
23. 제21항에 있어서, 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 50체적% 이하를, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 50% 부분에서 흡인여과하는 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조방법.
24. 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 이 메쉬벨트에 접하여 이면에 배치된 감압상태의 석션박스(a suction box)로 상기 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상의 웨브를 뽑아내는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치에 있어서, 상기 석션박스를 메쉬벨트의 진행방향으로 복수구획으로 분할함과 아울러, 라인방향 상류측 구획의 분산액 흡인유량을 라인방향 하류측 구획보다 작게 설정한 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치.
25. 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 이 메쉬벨트에 접하여 이면에 배치된 감압상태의 석션박스로 상기 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상의 웨브를 뽑아내는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치에 있어서, 상기 석션박스를, 메쉬벨트의 진행방향으로 복수구획으로 분할함과 아울러, 라인방향 상류측 구획의 분산액 흡인유량을 라인방향 하류측 구획보다 크게 설정한 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치.
26. 제24항에 있어서, 상기 흡인여과영역을 폭방향으로 축소함과 아울러, 그 라인방향 최상류부에 상기 분산액의 조주구간을 둔 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 조주구간을 상기 복수구획으로 분할한 상기 석션박스의 라인방향 최상류부 구획의 분산액 흡인유량을 제로(0)로 하여 형성한 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치.
28. 제24항, 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 석션박스의 상류측 구획과 하류측 구획의 흡인압력을 조정함으로써, 분산액 흡인유량을 변화시킨 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치.
29. 제24항, 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 석션박스의 상류측 구획과 하류측 구획의 분산액 흡인개구 면적을 변화시켜 분산액 흡인유량을 변화시킨 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치.
30. 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 상기 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상의 웨브를 빼내어 제조되는 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서, 상기 분산액을 상기 인렛에서 상기 흡인여과영역의 전폭에 걸치는 액류로서 미리 조주시킨 후에 상기 메쉬벨트 상으로 공급하고, 상기 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 상기 메쉬벨트가 이동하는속도의 라인방향 성분에 대한 비를 적어도 30으로 함과 아울러, 상기 메쉬벨트를 수평 혹은 수평면에 대하여 부각이 되도록 라인방향으로 배치하고, 그리고 상기 메쉬벨트 상으로 공급된 분산액량의 30체적% 이하를, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 30% 부분에서 흡인여과하고, 나머지 분산액량을 상기 흡인여과영역의 라인방향 하류측 70% 부분에서 흡인여과하여 제조되는 것을 특징으로 하는 일방향 섬유강화 열가소성 수지시이트.
31. 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬밸트 상으로 공급하고, 이 분산액을 흡인여과하면서 연속적으로 시이트 형상의 웨브를 빼내어 제조되는 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서, 상기 메쉬벨트를 수평면에 대하여 앙각이 되도록 라인방향으로 경사지게 하고, 상기 분산액을 라인방향 상류측에서 상기 메쉬벨트 상으로 공급함으로써, 상기 분산액이 인렛으로부터 토출되는 속도의 라인방향 성분의, 상기 메쉬밸트가 이동하는 속도의 라인방향 성분에 대한 비를 마이너스 값으로 하고, 그리고 상기 분산액량의 60체적% 이상을, 상기 흡인여과영역의 라인방향 상류측 50%에서 흡인여과하여 제조되는 것을 특징으로 하는 랜덤배향 섬유강화 열가소성 수지시이트.
32. 보강용 섬유와 열가소성 수지를 함유하는 분산액을 인렛을 통하여 이동하는 엔드리스 메쉬벨트 상으로 공급하고, 이 분산액을 흡인여과하면 서연속적으로 시이트 형상의 웨브를 빼내어 제조되는 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서, 상기 흡인량 분포 및 상기 속도비 양자를 제어하여 일공정으로 웨브의 상기 메쉬벨트에 접해 있던 측(이면측)과 그 반대측(표면측)의 평면내 섬유배향도를 일치시켜 된 것을 특징으로 하는 휨이 없는 섬유강화 열가소성 수지시이트.
33. 제32항에 있어서, 상기 흡인여과영역을 폭방향으로 축소하여 시이트를 제조할 때에 상기 분산액을 흡인여과영역으로 공급하기 직전에서 조주시켜 정류함으로써, 일공정으로 웨브의 상기 메쉬벨트에 접해 있던 측(이면측)과 그 반대측(표면측)의 평면내 섬유배향을 일치시켜 된 것을 특징으로 하는 휨이 없는 섬유강화 열가소성 수지시이트.
34. 습식법에 의한 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서, 보강섬유의 평면내 배향지표 Jm이 0.25 이상인 것을 특징으로 하는 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트.
35. 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서, 보강섬유의 평면내 배향지표 Jm이 -0.15 이상 0.15 이하인 것을 특징으로 하는 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트.
36. 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트에 있어서, 웨브의 표면측과 이면측의 보강섬유의 평면내 배향지표 Jm의 차의 절대치가 0.035 이하인 것을 특징으로 하는 습식법 섬유강화 열가소성 수지시이트.
37. 제25항에 있어서, 상기 석션박스의 상류측 구획과 하류측 구획의 흡인압력을 조정함으로써, 분산액 흡인유량을 변화시킨 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치.
38. 제25항에 있어서, 상기 석션박스의 상류측 구획과 하류측 구획의 분산액 흡인개구 면적을 변화시켜 분산액 흡인유량을 변화시킨 것을 특징으로 하는 섬유강화 열가소성 수지시이트의 습식제조장치.