KR19980703222A - 복합재료의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복합 생성물의 제조에 관한 것으로;
- 증착된 유리의 양이 유리 실 및 유기 재료의 형태로 증착된 재료의 전체량의 40중량%이상을 나타내고, 최소한 80 중량%가 유리 섬사와 상세히 교반되는 열가소성 유기재료로 구성되는 실이 혼합된 유리 실을 이동하는 기판위로 연속적으로 증착하는 단계와,
- 상기 조합물의 가열 및/또는 냉각이 조합물의 압축에 의해 동시에 수행되고, 상기 조합물이 가열, 압축 및 냉각되며, 상기 유리 실-유기 재료 조합물을 다수의 영역으로 이송하는 단계와,
- 상기 조합물을 시트 형태로 절단하여, 회전 드럼에 권취하는 단계로 구성된다.
Description
유리 섬유와 열가소성 유기재료의 결합을 가능하게 할 수 있는 방법이 이미 다수 있다. 유리 섬유는 연속 실 또는 절단된 실의 매트 및/또는 섬유 형태이어도 되고, 유기 재료는 액체 또는 파우더, 필름, 시트 또는 실의 형태의 고체이어도 된다. 유리 섬유와 유기재료가 결합된 형태의 선택은 생성될 물품의 구성 및 상기 물품에 필요로 되는 성질에 의존한다.
또한, 물품의 구성이 비교적 단순하고 그 기계적 성질이 높아야 할 때는, 선택된 보강재는 직물의 형태가 가장 양호한 경우이다. 용도 증명(utility certificate) FR-2 500 360은 이러한 형태의 보강재의 사용을 나타내고, 제조된 물품은 예를 들면 유리섬유의 중첩 직물층을 가열 프레스하여 생산된 평면 패널 또는 곡선형 물품이고, 유리 실 섬유와 결합된 열가소성 유기 재료는 섬사(filamentary)모양이다. 이들 열가소성 실은 날실 또는 씨실 또는 동시에 양자이어도 된다. 가열 프레스 중, 이들 실은 용융되고, 냉각중, 유리 섬유층을 함께 결합할 것이다. 이와 같이 함으로써 생성된 복합 적층물은 높은 함량의 강화섬유에 의해 특징지어진다. 이들 적층물의 제조방법은 다수의 섬유층이 겹치고 이후 상기 층의 조합은 이들이 정압상태에서 압축되면서 가열되는 불연속 방법이다.
최근, 특허 US-A-5 227 236에는 상기한 방법의 개선이 제안되어 있다. 그 개선점은 열가소성 폴리머의 분산 또는 에멀젼과 함께 크기가 정해진 혼합 또는 완전히 혼합된 실을 사용하여 이루어진다. 혼합된 실은 유리 실과 열가소성 유기 실 등의 보강실의 동시 조립 및 권취에 의해 얻어진 실을 의미하는 것으로 이해해야 하고, 완전히 혼합된 실은 다중 보강 섬사와 열가소성 유기 섬사의 조립 및 권취에 의해 얻어진 실은 의미하는 것으로 이해해야 하고, 상기 섬사는 이전에 기계적 수단에 의해 이들의 원래 실로부터 분리된 것이다. 이들 실의 크기를 정하기 위해 사용된 폴리머의 융점은 유기 섬사보다 낮다. 이와 같이 크기가 정해진, 이들 실은 직물의 형태로 사용된다. 이러한 개선점에 의해, 가열 프레스에 의한 시트 생산에 필요한 시간이 감소되는 것을 알았다. 그러나 이것은 역시 연속적인 방법이다.
복잡한 형상의 복합 물품의 제조를 위해, 성형 동작중에 작용되는 압력의 효과로 열가소성 유기 물질과 함께 이동될 수 있는 연속 실의 형태일 때의 이점을 가진 보강재의 채용은 공지되어 있다.
성형에 적합한 이와 같은 생성물의 제조는 예를 들면, 특허 US-A-4 277 531에 개시되어 있다. 이 특허에 따르면, 연속 유리실의 매트는 제 1 공정에서, 처리를 위해 요구되는 점합력을 부여하기 위해 꿰매어 지고, 제 2 공정에서, 생산라인 위에서 이렇게 꿰매어진 매트의 2개의 스트립을 가열 프레스장치로 평행 경로를 따라 가져와서, 이들을 결합하다. 하측 스트립의 하면은 열가소성 유기 재료의 필름 위에 재치되고, 최상의 스트립의 하면은 또한 동일한 종류의 필름으로 덮힌다. 매트 스트립이 결합되기 바로 전에, 장치는 액체 상태에서 열가소성 재료 층을 증착한다. 이러한 결합은 동시에 가열되고 압축되어 유기 재료 필름의 최소한 부분적인 용융을 보증하고, 냉각 후, 매트를 구성하는 실의 접착을 보증할 수 있게 한다.
이러한 방법은 성형될 준비가 되어 있는 복합 재료 시트의 연속 제조를 가능하게 하는 이점이 있다. 그러나, 이렇게 얻어진 생성물은 용이하게 성형가능하지만, 최종 물품에서의 강화 섬유의 함유량이 여전히 제한된다.
본 발명은 유리 섬유 등의 강화섬유 및 열가소성 유기 재료의 결합에 의해 형성된 복합재료의 제조를 위한 방법 및 이 방법을 사용하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예를 허용하는 장치를 나타낸 도면.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시예를 허용하는 장치를 나타낸 도면.
도 3 는 본 발명의 제 3 실시예를 허용하는 장치를 나타낸 도면.
도 4 는 공지의 방법 및 본 발명에 따라 얻어진 복합 생성물의 기계적 특성을 도시한 그라프.
본 발명의 요지는 강화 섬유의 함유량이 지금까지 얻어진 연속공정에 의해 얻어진 것보다 높은 복합 생성물을 연속적으로 제조할 수 있게 하는 방법이다.
본 발명의 요지는 최소한 이 분야에서 가장 잘 알려진 연속공정의 것만큼 높은 속도에서 시트형으로 복합생성물을 연속적으로 제조할 수 있게 하는 방법이다.
본 발명의 다른 요지는 시트형으로 복합 생성물을 연속 제조할 수 있게 하고, 직조되지 않은 보강재를 포함하는 생성물의 특징을 갖는 성형성을 조합하고, 성형에 의해 얻어진 제품이 직조된 보강재를 포함하는 생성물의 특징을 갖는 기계적 특성의 수준을 갖는 방법이다.
본 발명의 목적은 다음의 단계:
- 증착된 유리의 양은 유리 실 및 유기 재료의 형태로 증착된 재료의 전체량의 40중량%이상을 나타내고, 최소한 80 중량%가 유리 섬사와 상세히 교반되는 열가소성 유기재료로 구성되는 실이 혼합된 유리 실을 이동하는 기판위로 연속적으로 증착되는 단계와;
- 이 유리 실-유기 재료 조합물을 다수의 영역으로 이송하는 단계로서, 상기 조합물의 가열, 압축 및 냉각되며, 상기 조합물의 가열 및/또는 냉각은 조합물의 압축에 의해 동시에 수행되는 단계와;
- 상기 조합물을 시트 형태로 절단하여, 회전 드럼에 권취하는 단계로 구성되는 공정에 의해 얻어진다:
혼합된 실은 유리 섬사와 열가소성 유기 재료가 상세하게 교반된 실을 의미하는 것으로 한다. 이들 실은 상기한 것과 같은 기계적 수단, 예를 들면 특허 US-A-4 818 318에 의해 얻어질 수 있다. 이 특허에 따르면, 보강 실과 열가소성 실은 각각 이들 권선으로부터 이후 이들이 동일 폭의 2개의 시트 형태로 분리되는 섬사로부터 풀어낸다. 이들 시트는 다음에 상호 접촉하여 단 하나의 시트를 형성하고, 2종류의 섬사는 가능한 한 균일하게 교대로 배치된다. 이렇게 혼합된 모든 섬사는 단일 실로 결합된다.
혼합된 실은 또한 열가소성 유기 섬사 및 글라스 섬사의 제조중 직접 얻어진 것을 의미하는 것으로 한다. 이와 같은 실의 제조를 가능하게 하는 공정은, 예를 들면, 특허 출원 EP-A-0 599 695 및 EP-A-0 616 055에 개시되어 있다. 이들 공정에 있어서, 용융상태에서 압출 및 기계적 드로잉에 의해 얻어진 섬사는 시트의 형태로 뽑히며 번들(bundle) 또는 글라스 섬사의 시트와 혼합되고(또는 상기 번들 또는 상기 시트로 분무되고), 상기 글라스 섬사는 또한 뽑히는 과정에 있다. 이러한 종류의 공정에 의해 다양한 섬사가 균진 혼합되는 실은 이와 같이 직접 얻어진다.
이동 기판은 글라스 실의 결합 및 열가소성 유기재료에 의해 형성된 재료의 스트립, 예를 들면 상기한 바와 같이 80중량%이상이 혼합된 실인 글라스 실에 의해 형성된 직물 스트립을 의미하는 것으로 한다.
이동 기판은 또한 생산 라인의 일 지점으로부터 다른 지점으로 글라스 실-유기 재료의 결합을 반송하는 컨베이어를 의미하는 것으로 한다.
본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예에 따르면, 기판에 연속적으로 증착된 글라스 실과 재료는 배타적으로 최소한 부분적으로 혼합된 실에 의해 형성된 최소한 하나의 직물 스트립 및/또는 니트의 형태이다.
본 발명의 범위내에서 사용된 직물은 날실 또는 씨실, 바람직하게는 동시에 양자일 수가 있는 혼합된 실을 포함한다. 마찬가지로, 사용된 니트는 부분적으로 또는 전체적으로 혼합된 실로 구성되어도 된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 기판에 증착된 재료는 배타적으로 절단된 실의 형태이다.
제 3 실시예에 따르면, 기판에 증착된 재료는 배타적으로 연속 실의 형태이다. 이들 실은 기판의 이동 방향 또는 겹친 고리의 형태로 증착된다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 최소한 부분적으로 혼합된 실로 형성된 최소한 하나의 직물 스트립 및/또는 니트는 기판에 증착되고 최소한 하나의 절단 또는 연속의 혼합된 실의 시트도 증착되고, 상기 시트는 최소한 하나의 상기 스트립의 면에 접촉되고, 이후 이렇게 형성된 직물 및/또는 니트의 결합 실-스트립 시트는 가열되고 냉각 및 절단되기 전에 그 2면위에 압축된다.
후자의 실시예의 제 1 변형예에 따르면:
a) - 절단된 혼합 실의 시트는 이동 컨베이어위로 증착되고,
b) - 혼합된 실에 의해만 형성된 직물의 스트립은 상기 시트위에 증착되고,
c) - 절단 혼합된 실의 제 2 시트는 선택적으로 직물 스트립위에 증착되고,
d) - 이렇게 형성된 시트-스트립 결합은 상기 결합이 가열되는 제 1 영역으로 이송되고, 이 후 상기 결합이 동시에 압축되고 가열되는 제 2 영역으로 이송되고,
e) - 상기 결합은 이후 상기 결합이 압축 및 냉각되는 제 3 영역으로 이송되고,
f) - 이렇게 냉각된 상기 결합은 제 3 영역의 출구에서 절단된다.
이러한 실시예의 제 2 변형예에 따르면:
a) - 혼합된 실에 의해서만 형성된 제 1 직물 스트립은 이동 컨베이어위에 증착되고,
b) - 절단된 혼합 실의 시트는 이 스트립 위에 증착되고,
c) - 혼합 실에 의해만 형성된 제 2 직물 스트립은 이 시트위에 증착되고,
d) - 절단된 혼합 실의 제 2 시트는 이러한 후자의 직물 스트립위에 선택적으로 증착되고,
e) - 이렇게 형성된 스트립-시트는 상기 결합이 가열되는 제 1 영역으로 이송되고, 이후 상기 결합이 동시에 압축 및 가열되는 제 2 영역으로 이송되고,
f) - 결합은 상기 결합이 압축 및 냉각되는 제 3 영역으로 이송되고,
g) - 이렇게 냉각된 결합은 제 3 영역의 출구에서 절단된다.
이러한 실시예의 제 3 변형예에 따르면:
a) - 혼합 실에 의해만 형성된 제 1 직물 스트립이 이동 컨베이어위에 증착되고,
b) - 하나 이상의 연속 혼합 실이 이 스트립위에 증착되고,
c) - 혼합 실에 의해만 형성된 제 2 직물 스트립이 상기 연속 실위에 증착되고,
d) - 하나 이상이 연속 혼합 실 또는 절단된 혼합 실 시트는 이 후자의 직물 스트립위에 선택적으로 증착되고,
e) - 이렇게 형성된 이러한 스트립-시트 결합은 상기 결합이 가열되는 제 1 영역으로 이송되고, 이후 상기 결합이 동시에 압축 및 가열되는 제 2 영역으로 이송되고,
f) - 상기 결합은 상기 결합이 압축 및 냉각되는 제 3 영역으로 이송되고,
g) - 이렇게 냉각된 상기 결합은 제 3 영역의 출구에서 절단된다.
본 발명의 제 4 변형예의 범위 및 그 변형예내에서 증착되는 혼합 실 시트의 폭은 직물 스트립(복수의 직물 스트립)이 결합되는 직물 스트립 및/또는 니트의 폭과 같다.
직물 및/또는 니트의 스트립과 절단 시트 또는 연속 실이 결합될 때, 시트는 중간부 및/또는 하나 이상의 표면층은 상기 시트의 성형 동작중 몰드내로 이동할 수 있는 하나 이상의 글라스 실층으로 구성되어 얻어진다.
절단 실 시트가 놓일 때, 시트는 미리 절단된 혼합 실을 위한 저장 호퍼의 베이스에 위치된 분배장치로부터 얻어져도 된다. 또한, 다중 권선으로부터 추출된 혼합 실의 다중 로빙이 연속적으로 공급된 절단기로부터 직접 이러한 시트가 얻어질 수 있다.
연속 혼합 실 층은 권선으로부터 추출된 하나 이상의 실과 함께 연속적으로 공급된 하나 이상의 장치의 도움으로 하나 또는 바람직하게는 그 이상의 실을 스캐터링하여 얻어질 수 있다.
연속적으로 증착된 실 시트 또는 층은 바람직하게는 사용된 직물 스트립과 같은 폭이다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 증착되는 글라스의 중량은 컨베이어위에 증착된 재료의 전체 중량의 절반 이상을 나타내어도 된다.
다음의 상세한 설명은 본 발명 및 이점을 보다 이해하기 쉽도록 제공되는 것이다. 상세한 설명은 다음과 같은 여러 도면을 이용하여 설명될 것이다.
이들 여러 장치는 예로서 기재한 것이며 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1 은 혼합 실(11)의 다층 권선이 놓인 하나 이상의 다층 크릴(10)을 상류에 포함하는 복합 시트의 제조를 위한 라인을 개략적으로 나타낸다. 이들 권선으로부터 추출된 실은 절단기로 유입되기 전에 안내되어 여러 부재에 의해 결합된다. 절단된 실은 수집되어 컨베이어 벨트(13)에 의해 저장 사일로(14)로 이송된다.
도관(16)에 의해 사일로(14)의 베이스에 연결된 관통 드럽(15)을 갖춘 캐패시터는 절단된 실을 섬유 산업에서 통상적으로 사용되는 것과 같이 제 1 코터(coater) 축(17)에 공급한다.
계량 장치에 장착된 이러한 축(17)은 절단된 실을 제 1 시트(18)의 형태로 이동 컨베이어(19)로 분배한다.
축(17)의 하류 및 컨베이어(19) 위에는 회전이 자유롭고 혼합 실로 만들어진 2개의 직물 롤(21, 22)을 지지하는 2개의 스핀들이 함께 제공된 소형 통(20)을 갖춘 장치가 설치되어 있다. 롤(21)로부터 추출된 직물 스트립(23)은 시트(18)위로 장치(24)에 의해 공급된다. 롤(21)이 모두 풀리면, 장치(20)는 롤(22)로부터 직물 스트립이 계속 풀리도록 하기 위해 180°회전한다. 롤의 회전을 도모하기 위해, 직물 어큐물레이터 및 스트립(23)의 위치결정을 확실하게 하기 위한 장치(도시하지 않음)는 소형 통(20)과 장치(24) 사이에 고정된다. 이들 장치는 도 3 에 도시되어 있고, 그 자체는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고, 다음에 설명된다.
장치(20)의 하류측에는 제 2 축(2)이 고정되고, 또한 도관(27)에 의해 사일로(14)에 연결된 관통 드럼(26)을 갖춘 캐패시터에 의해 절단 실이 공급된다. 계량 장치가 장착된 축(25)은 절단된 실을 제 2 시트(28)의 형태로 직물 스트립(23)에 분배한다. 이 시트는 상기 축의 출구에 놓인 장치(29)에 의해 압축된다.
혼합된 절단 실의 2개의 시트사이에 취해진, 혼합된 실의 직물 스트립에 의해 형성된 이러한 샌드위치는 예열 오븐(30)으로 도입된다. 이러한 오븐은 이러한 샌드위치가 글라스 섬사와 함께 혼합된 섬사 부분이 형성되는 열가소성 유기 재료의 용융 온도보다 높은 온도로 가열되게 한다. 이러한 가열 처리는 예를 들면 온풍에 의해 수행된다.
이후, 이렇게 가열된 샌드 위치는 공지의 형태, 예를 들면 특허 US-A-4 277 531에 기새된 것과같은 프레스(31)로 들어간다.
이러한 프레스는 필수적으로 제 1 의 경우에 롤(34, 35)과 제 2 의 경우에 36, 37에 의해 각각 구동되는 2개의 벨트(32, 33)를 구비한다. 롤(34, 36)은 가열되고, 롤(35, 37)은 냉각된다. 또한 이들 2쌍의 롤사이에, 샌드위치가 그 2면위에서 압축되고 구동되는 2개의 영역을 구비한다. 제 1 영역(38)에 있어서, 가압하는 수단은 열가소성 재료의 용융 온도보다 높은 온도로 샌드위치의 가열에 기여하고, 제 2 영역(39)에 있어서, 가압하는 수단은 롤(35, 37)의 작용에 의해 주어진 냉각기능을 수행한다.
냉각된, 강성 스트립은 프레스(31)밖으로 나와 자동 재단장치에 의해 시트(1)형태로 절단된다.
도 2 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 복합 시트의 제조라인을 개략적으로 나타낸다. 상기 실시예에서와 같이, 혼합 실의 다중 권선이 놓이는 크릴(10)은 라인의 처음에 고정된다. 이들 실은 또한 절단기(12)에 공급된다. 이러한 수단에 의해 절단된 실은 수집되어 컨베이어 벨트(42)에 의해 이동 컨베이어(19)위에 놓인 호퍼(43)의 상부로 이송된다.
이러한 컨베이어의 상류에는 회전이 자유롭고 혼합된 실로 만들어진 2개의 직물 롤(45)을 지지하는 2개의 스핀들이 제공된 소형 통(44)을 갖춘 장치가 고정된다. 롤(46)로부터 추출된 직물 스트립(47)은 컨베이어(19)에 가해진다. 호퍼(43)는 제조의 중단없이 절단기위에서 작업할 수 있도록 하기 위해 저장되는 충분한 양의 실이 중간의 컨베이어 벨트(48, 49), 코터 축(50)을 통해 공급되어 사용될 수 있게 한다. 후자는 절단된 실의 시트(51)를 이동 벨트(47)로 운반한다.
축(50)의 하류측 컨베이어 위에는 회전이 자유롭고, 2개이 직물(53, 54)을 지지하고 혼합 실로 만들어진 2개의 스핀들이 제공된 소형 통(52)을 갖춘 장치가 고정되어 있다. 직물 스트립(55)은 롤(5)로부터 추출되고 장치(56)에 의해 축(50)의 출구에서 시트(51)위에 가해진다. 제 1 실시예의 경우에서와 같이, 직물-어큐뮬레이터와 직물 스트립의 위치결정을 확실하게 하는 장치(도시하지 않음)는 소형 통(44)과 컨베이어(19)의 상류부사이 및 소형 통(52)과 장치(56)(도 3 참조)사이에 고정된다.
2개의 직물 스트립사이에 취해진 절단 실 시트로 만들어진 이러한 샌드위치는 전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예의 내용에서 개시된 것과 같은 프레스(31)로 들어가기 전에 예열 오븐(30)으로 도입된다. 오븐을 빠져 나온 강성 시트는 재단장치(40)에 의해 시트(57)형태로 절단된다.
도 3 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 복합 시트의 제조라인을 개략적으로 나타낸다.
상기한 실시예에서와 같이, 혼합 실의 다중 권선(11)이 놓인 크릴(10)이 라인 상류에 설치된다. 이들 실은 권선(11)으로부터 추출되고 이후 안내되어 로빙(58)을 형성하기 위해 여러 장치에 의해 결합된다.
이들 실의 추출은 동시에 상기 로빙을 구동 및 분배하기 위한 장치인 3개의 장치(59)에 의해 수행된다. 이들 장치는 컨베이어(19)의 상류부위에 고정된 하우징(60)내에 들어있다.
이 라인은 또한 도 2 에 도시된 라인에서와 같이, 로빙을 분배하기 위한 장치(59)의 상류 및 하류에 고정된 혼합 실로 만들어진 직물 롤을 지지하는 소형 통(44, 52)을 갖춘 2개의 장치를 구비한다.
혼합 실을 구성하는 제 1 직물 스트립(61)은 롤(46)로부터 일정한 장력으로 풀린다. 이러한 스트립은 직물-어큐뮬레이터로, 이후 상기 스트립이 컨베이어(19)에 접촉하기 전에 정확하게 위치되도록 하는 가장자리 검출기가 고정된 로터리 프레임(63)으로 간다. 롤(46)이 모두 풀리면, 소형 통(44)은 롤(45)이 풀림위치에 놓이도록 하기 위해 회전한다.
스트립(61)의 단부는 롤(45)로부터 스트립의 개시부에 스트립 단부를 꿰매는데 필요한 시간동안 장치(64)에서 정지한다. 이러한 시간동안 리저브(62)는 라인에 직물의 공급을 제공한다.
또한 혼합 실로 구성된 제 2 직물 스트립(65)은 그 자체가 직물 스트립(61)위에 놓이는 로빙(58)위에 놓인다. 이러한 스트립(65)은 롤(54)로부터 일정한 장력으로 풀리고, 직물-어큐뮬레이터(66)으로 가고 이후 리턴(67)뒤, 상기 스트립이 스트립(61)과 로빙(58)의 시트에 대해 정확하게 위치되도록 하는 가장자리 검출기를 갖춘 로터리 프레임(68)으로 간다.
로빙 시트(58)와 스트립(61, 65)로 만들어진 샌드위치(69)는 관통 및 상대적으로 비접착성인 스트립(70), 예를 들면 PTFE-코팅된 글라스 그리드에 의해 지지된 온풍 오븐(30)으로 들어간다. 이러한 오븐을 통과할 때, 샌드위치(69)는 열가소성 유기 재료의 용융 온도이상의 온도로 가열된다. 오븐을 벗어난 후 샌드위치는 롤(71)사이에서 가볍게 압축됨으로써 체적이 감소된다.
상기 실시예에서와 같이, 샌드위치는 다음에 2개의 벨트(32, 33)를 갖춘 프레스(31)로 들어가고, 프레스내에서 샌드위치는 열가소성 유기 재료의 용융 온도보다 높은 온도로 가열된다. 롤(36, 37)사이에서 가열되고, 롤(35, 37)사이에서 냉각되는, 이러한 프레스는 가열되는 한쌍의 롤(72, 73)을 갖추고 있다. 이들 롤은 또한 샌드위치를 압축하고 내부에 잔류하는 공기 제거를 도모한다.
냉각된, 강성 스트립은 프레스(31)를 빠져 나오고 가장자리를 상기 스트립으로부터 제거하는 톱(75)을 갖춘 장치(74)로 진행된다.
상기 실시예에서와 같이, 이러한 스트립은 정해진 길이의 시트(77)를 얻을 수 있도록 조정되는 홀-오프 롤(76)에 의해 자동적으로 조정되는 재단장치(40)에 의해 횡으로 절단된다.
본 발명의 이들 실시예에 있어서, 임의의 장치 또는 그 외의 장치는 전체로서 동일 기능을 수행하는 다른 장치로 대체될 수 있다. 이로써, 프레스(31)는 샌드위치의 온도로 점진적인 감소를 보증하는 여러 쌍의 롤을 갖춘 캘린더(calender), 또는 상기 샌드위치의 이동 및 냉각을 확실하게 하는 트윈 벨트가 뒤따르는, 한 쌍의 서모스탯 롤로 만들어진 캘린더에 의해 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 전술한 장치는 글라스 실 함유량이 60중량%에 도달하고 초과할 수 있는 연속 복합 시트를 생산가능하게 한다.
이로써, 예를 들면 복합 시트는 도 3 에 도시된 것과 같이 생산라인을 사용함으로서 다음과 같은 조건에서 제조된다.
사용된 직물은 4 동일 직물과 위브 조방사를 포함하는 밸런스650g/㎡의 2 능직으로 짠 2 바운드 위브를 가진다. 이들 로빙은 17 마이크로미터의 평균 직경을 갖는 800글라스 섬사와 22 마이크로미터의 평균 직경을 갖는 800폴리프로필렌 섬사를 포함한다.
폭 1.4 미터의 제 1 직물 스트립(61)이 풀려 2 m/분 의 속도로 이동하는 컨베이어(19) 위에 놓인다.
컨베이어(19)위에 배치된 절단기(59)는 분 당 8kg의 절단 실을 운반한다. 길이가 38 mm인 이들 절단된 실은 스트립(61)위에 증착되고 2.8kg/㎡의 시트를 형성한다.
제 2 직물 스트립(65)은 풀려서 이렇게 형성된 시트에 놓인다.
이렇게 형성된 샌드위치(69)는 온풍 순환에 의해 200℃로 가열된 오븐(30)으로 진행한다. 오븐(3)을 떠난 후 샌드위치(69)는 24개의 수냉 롤(71)의 도움으로 압축된다. 이후 대략 5mm의 두께인 샌드위치는 벨트 프레스(31)로 들어간다. 가열된 롤 쌍(34, 36)과 (72, 73)사이에 포함된 이러한 프레스의 제 1 영역에 있어서, 샌드위치는 230℃ 정도의 온도로 가열된다. 롤 쌍(72, 73)과 (35, 37)사이에 포함된 이러한 프레스의 제 2 영역에 있어서, 후자의 쌍은 냉각되고, 샌드위치는 점진적으로 30℃정도의 온도로 냉각된다 이들 2영역의 통과중 샌드위치는 1.5바 정도의 압력을 받는다. 두께가 대략 3mm인 평면 제품은 프레스(31)를 떠나 트림되고 이후 시트형태로 절단된다. 1평방 미터의 시트는 대략 4.2kg이다.
도 4 에 도시된 그라프에 있어서는, 중량 및 체적%로 표현된 글라스 함유량이 횡좌표에 기재되어 있고 다양한 글라스-폴리프로필렌 복합제품의 인장 및 굽힘 강도의 값이, 메가파스칼(MPa)로 표시되어 세로좌표에 기재되어 있다.
글라스 함유량이 상한치 50중량%인 제품은 종래의 연속제조공정에 의해 얻어지고, 글라스 함유량이 60중량%와 동일한 것은 본 발명에 따른 공정에 의해 얻어진다.
종래의 연속 제조공정은 글라스 실과 폴리프로필렌 필름을 가열 및 압축에 의해 결합한다.
최종 제품에 있어서, 이들 글라스 실은 절단 실의 매트의 형태(×로 나타냄) 또는 연속 실의 매트의 형태(○,로 나타냄)중 하나로 존재할 수 있다.
본 발명에 따라 얻어진 제품(▲로 나타냄)의 인장 강도의 값은 모두 그 자체가 혼합 실에 의해서만 구성되는 직물로부터 단독으로 제조되는 제품, 절단된 혼합실(C33-길이 33mm)부터 단독으로 제조되는 제품, 및 상기(30%직물, 70% C38 실) 예를 들면, 그 제조가 앞서 기술된 것과 같은 혼합 제품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은 글라스 함유량이 공지의 방법에 따라 얻어진 제품에서보다 높은 연속 복합 제품을 얻는 것이 가능하다는 사실에 관계없이, 공지 제품의 강도 값을 통과하는 직선의 외삽은 본 발명에 따른 제품의 강도가 최소한 글라스 함유량의 증가의 결과로서 단순히 예측할 수 있는 것과 같거나, 약간 높다는 것을 보여준다. 이것은 열가소성 유기 재료에 의한 글라스 실의 웨팅 품질이 기대치에 이른다는 것을 보여준다.
본 발명에 따른 방법에 의해 얻어진 제품은, 복잡한 형상의 물품, 예를 들면 자동차의 디자인 및 생산의 일부를 형성하는 매우 다양한 복합 구성부품을, 몰딩 또는 스탬핑에 의해 얻는 데 특히 적합하다. 이점에 있어서, 직물 및 절단 또는 연속 실을 결합하는 혼합 제품은 복잡한 형상의 몰드에서의 보강재의 양호한 분포와 생산되는 구성부품에 필요로 되는 고도의 기계적 성질을 결합한다.
내용없음
Claims (14)
- 섬사 상태의 글라스 실과 열가소성 유기 재료의 결합에 의해 얻어진 복합 재료의 제조방법에 있어서,- 증착된 유리의 양이 유리 실 및 유기 재료의 형태로 증착된 재료의 전체량의 40중량%이상을 나타내고, 최소한 80 중량%가 유리 섬사와 완전히 교반되는 열가소성 유기재료로 구성되는 실이 혼합된 유리 실을 이동하는 기판위로 연속적으로 증착하는 단계와,- 상기 조합물의 가열 및 냉각이 조합물의 압축에 의해 동시에 수행되고, 상기 조합물이 가열, 압축 및 냉각되는 다수의 영역으로 상기 유리 실-유기 재료 조합물을 이송하는 단계와,- 상기 조합물을 시트 형태로 절단하여, 회전 드럼에 권취하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 기판은 직물 스트립의 일부가 글라스 섬사와 열가소성 유기재료로 구성된 혼합 실인 글라스 실에 의해 형성된 직물 스트립인 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 기판은 컨베이어인 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 증착된 글라스 실과 재료는 부분적으로 혼합된 실에 의해 형성된 하나이상의 직물 스트립 및 니트의 형태인 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 3 중 어느 한 항에 있어서, 증착된 재료는 절단된 실의 형태인 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서, 증착된 재료는 연속 실로 만들어지는 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 부분적으로 혼합된 실로 형성된 하나이상의 직물 스트립 및 니트는 기판에 증착되고 하나이상의 절단 또는 연속의 혼합된 실의 시트로 증착되고, 상기 시트는 하나이상의 상기 스트립의 면에 접촉되고, 이후, 이렇게 형성된 직물 및 니트의 결합의 실-스트립 시트는 가열되고 냉각 및 절단 또는 권취되기 전에 상기 2면위에서 압축되는 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,a) - 절단 혼합된 실의 시트는 이동 컨베이어위로 증착되고,b) - 혼합된 실에 의해서만 형성된 직물의 스트립은 상기 시트위에 증착되고,c) - 절단 혼합된 실의 제 2 시트는 선택적으로 직물 스트립위에 증착되고,d) - 이렇게 형성된 시트- 스트립 조합물은 상기 조합물이 가열되는 제 1 영역으로 이송되고, 이 후 상기 조합물이 동시에 압축 및 가열되는 제 2 영역으로 이송되고,e) - 상기 조합물은 이후 상기 조합물이 압축 및 냉가되는 제 3 영역으로 이송되고,f) - 이렇게 냉각된 상기 조합물은 제 3 영역의 출구에서 절단되는 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,a) - 혼합 실에 의해서만 형성된 제 1 직물 스트립은 이동 컨베이어위에 증착되고,b) - 절단된 혼합 실의 시트는 상기 스트립위에 증착되고,c) - 혼합 실에 의해서만 형성된 제 2 직물 스트립은 상기 시트위에 증착되고,d) - 절단된 혼합 실의 제 2 시트는 이러한 후자의 직물 스트립위에 선택적으로 증착되고,e) - 이렇게 형성된 스트립-시트는 상기 조합물이 가열되는 제 1 영역으로 이송되고, 이후 상기 조합물이 동시에 압축 및 가열되는 제 2 영역으로 이송되고,f) - 조합물은 상기 조합물이 압축 및 냉각되는 제 3 영역으로 이송되고,g) - 이렇게 냉각된 조합물은 제 3 영역의 출구에서 절단되는 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,a) - 혼합 실에 의해서만 형성된 제 1 직물 스트립이 이동 컨베이어위에 증착되고,b) - 하나 이상의 연속 혼합 실이 상기 스트립위에 증착되고,c) - 혼합 실에 의해서만 형성된 제 2 직물 스트립이 상기 연속 실위에 증착되고,d) - 하나 이상의 연속 혼합 실 또는 절단 혼합 실 시트는 이 후자의 직물 스트립위에 선택적으로 증착되고,e) - 이렇게 형성된 상기 스트립- 시트 조합물은 상기 조합물이 가열되는 제 1 영역으로 이송되고, 이후 상기 조합물이 동시에 압축 및 가열되는 제 2 영역으로 이송되고,f) - 상기 조합물은 상기 조합물이 압축 및 냉각되는 제 3 영역으로 이송되고,g) - 이렇게 냉각된 상기 조합물은 제 3 영역의 출구에서 절단되는 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합 실 시트의 폭은 시트가 결합되는 직물 스트립 및 니트의 폭과 같은 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 증착되는 글라스의 중량은 컨베이어위에 증착되는 재료의 전체 중량의 절반이상을 나타내는 것을 특징으로 하는 복합재료의 제조방법.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 따른 복합재료의 제조방법에 사용하는 장치에 있어서, 상기 장치는:혼합된 실의 권취를 위한 저장 장치와, 상기 권선으로부터 뽑아낸 연속 실이 공급되는 절단기와, 시트 형태로 절단된 혼합 실의 이송, 저장 및 분배를 보장하는 하나이상이 장치와, 혼합 실의 2개이상의 섬유롤을 지지하는 소형 통을 갖춘 하나이상의 장치와, 상기 절단된 실과 직물 스트립이 놓이는 컨베이어와, 컨베이어의 단부에 배치된 예열 오븐과 상류 부분에 가열 드럼, 하류 부분에 냉각 롤, 그 중앙부분에 가열영역, 가열영역뒤에 냉각영역을 포함하는 트윈-벨트 프레스, 및 자동 재단장치는 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 10 항에 따른 복합재료의 제조방법에 사용하는 장치에 있어서, 상기 장치는:혼합 실의 권취를 위한 저장장치와, 혼합 실이 직물 스트립, 연속 실 및 선택적으로 절단 실의 형태로 놓이는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 상류에 있는, 2개 이상의 직물을 지지하는 소형 통을 갖춘 제 1 장치와, 컨베이어위에 있는 연속 혼합 실의 분배를 위한 하나 이상의 장치와, 상기 컨베이어의 하류에 있는, 연속 실의 분배를 위한 제 2 장치 또는 절단기 및 절단 실의 분배를 위한 장치가 선택적으로 이후에 존재하는 2개이상의 직물 롤을 지지하는 소형 통을 갖춘 제 2 장치와, 컨베이어의 단부에 배치된 예열 오븐과, 상류 부분에 가열 드럼, 하류 부분에 냉각 드럼 및 냉각 영역이 그 뒤에 존재하는 중앙부분에 있는 가열영역을 포함하는 트윈-벨트 프레스, 및 자동 재단장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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