KR20010031805A

KR20010031805A - 섬유 보강재 복합 중공 구조체 및 그 제조 방법과 장치

Info

Publication number: KR20010031805A
Application number: KR1020007004874A
Authority: KR
Inventors: 와타나베토루; 마츠노시게히로; 콘도나오유키; 호시노타카유키; 노무라히데노리
Original assignee: 추후제출; 우베-니토 카세이 가부시키가이샤
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 2001-04-16
Also published as: EP1029658A1; WO1999024251A1; EP1029658A4; US6607798B1; CN1115242C; CN1278208A; JP4015809B2; WO1999024251A8

Abstract

중앙 코어는 106℃의 열 변형 온도를 갖는 PS 기초 열가소성 수지인 ABS 수지를 압출 주조하여 형성된다. 서로 수평 방향으로 병치된 일곱 개의 중아 코어는 인발기에 의해 제공된고, 에프알피이제 다리를 갖는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 사이징 주조하도록 불포화 폴리에스테르 수지가 스며든 고방 긴 섬유는 확산 가이드와 사이징 노즐을 통해 지난다. 최종 사이징 노즐은 크로스 헤드 다이에 배치되고, 냉각 자켓을 통해 그 후 용융된 중공 구조체는 중공 구조체의 외주변이 가열되는 상태로 ABS 수지로 피복되도록 그 곳을 통해 지나게 된다. 그 후 피복된 중공 구조체는 다수개의 수평 및 수직 쌍의 롤러를 통해 냉각 사이징 된고, 그래서 95℃의 온도로 뜨거운 경화 탱크에서 경화된다. ABS 수지로 피복된 면은 면에 대한 미끄럼 방지 기능을 주도록 불균일함을 주는 표면 처리를 한다. 열 가소성 수지제 보호 캡은 중앙 코어의 단부에 끼워진다. 상기 캡은 복합 중공 구조체의 단부의 단면 형상과 같은 실질적으로 동일한 형상을 갖는 평판 같은 부분과 편평한 부분으로부터 돌출되고 끝 단부 쪽으로 연장된 갈고리 같은 돌출 부분을 포함한다. 돌출부분은 주변 방향으로 분리된다. 복합 중공 구조체를 제조하기 위한 장치는 각 쌍이 상부와 하부 측면에 서로 마주하는 다수 쌍의 회전 가능한 방열 사이징 롤러를 갖는다. 다수 쌍의 사이징 롤러들은 상류 측에 위치된 것으로부터 중간층의 외주변을 피복하는 부드러운 외층을 사이징 하기 위한 하류에 위치된 것으로 순서대로 점차로 냉각되는 반면 인발 방향으로 배치된다.

Description

섬유 보강재 복합 중공 구조체 및 그 제조 방법과 장치{FIBER-REINFORCED COMPOSITE HOLLOW STRUCTURE, METHOD FOR PRODUCTION THEREOF, AND APPARATUS THEREFOR}

(1) 배튼(battens:널판)이라 불리는 지지대는 건축공사 또는 토목공사에서 콘크리트 작업을 위해 사용된다. 일반적으로 배튼은 강 또는 알루미늄으로 만들어지고, 하여간 그들은 무겁고, 부식 가능성이 있으며 콘크리트에 들러붙는다. 이들 문제로 인해 어떤 배튼은 감소된 무게, 증가된 강도 및 강화된 부식 내성을 갖는 에프알피이(FRP)로 된 파이프로 만들어진다.

또한 컬럼, 포스트, 펜스 및 널판과 같은 다양한 구조를 위한 건축 부재로 인발에 의한 주조된 에프알피이 중공 부재를 사용하는 경향이 있다. 그러한 에프알피이 중공 부재에 있어서, 일 측면 또는 단면 상 직경은 60mm 이상 증가된다. 충분한 그런 큰 단면을 갖는 에프알피이 중공 부재를 인발할 때, 만약 상기 인발이 경화금형을 이용하여 수행된다면, 상기 금형이 커지고 구조가 복잡해지고; 두드러지게 증가된 인발 저항 때문에 큰 인발기가 사용되어야만 하고; 금형 강도를 증가해야하는 필요성 때문에 금형 비용이 높은 그런 문제들이 발생될 수 있다. 또한 인발비가 1m/min 또는 그 이사로 느린 그런 문제가 있다.

에프알피이 파이프처럼 열가소성 수지로 만들어진 내관층(이하 ″중간 코어″라 칭함), 에프알피이로 만들어진 중간층 열가소성 수지로 만들어진 외피층을 포함한 삼층구조를 갖는 (예를 들어 우베니토 카제이 가부시키가이샤에 의해 제조되는 상표명 ″콤포즈″)인 복합 파이프가 알려져 있다. 삼층 구조를 갖는 그런 복합 파이프는 어떤 경화 금형을 사용하지 않고 중앙 코어와 외피층에 의해 유지되는 그 형상으로 경화되도록 하고 따라서 경화/주조비가 빨라지기 때문에 효과적이고, 금형과 같은 부분의 비용이 실질적으로 감소되기 때문에 경제적이다. 이들 복합 파이프들의 사각 형상의 파이프는 각각 50 내지 60mm 크기로 되는 일 측면을 갖는 직각부 형상을 갖고, 따라서 압축강도와 밴딩 강도를 유지하도록 중간층과 중간 코어의 각 벽두께는 큰 값을 갖도록 설정된다. 이것들은 무게의 현저한 감소를 무시할 뿐 아니라 자원절약과 비용효과란 용어에 있어 개선되어야할 점을 나타내고, 부가적인 문제점으로 중공부의 치수 정밀도는 불충분하다.

또 다른 문제는 경화 온도가 중앙 코어를 형성하는 열가소성 수지의 열 변형 온도 보다 더 높다면, 중앙 코어는 부드럽고 변형되도록 되어야 하고, 최종 생성물의 단면을 변형하도록 유도되어야 한다.

60mm 이상 증가된 일 측면 직경을 갖는 복합 파이프에 관하여 중앙 코어와 중간층의 벽두께는 증가되는 것이 요구된다. 이 경우에 있어서, 단면은 변형되어야 하는 문제가 방생하기 때문에, 중아 코어의 두께는 이러한 문제를 방지하기 위해 더 증가되도록 요구된다. 이것은 중간층의 두께가 증가될 때 중앙 코어의 강도가 감소되고 중앙 코어는 변형되는 결과로 에프알피이의 경화에 의해 발생된 열은 더 커지게 되기 때문이다. 또한 측면부가 볼록 또는 오목한 형상에서 변형되는 결과로 경화에 의해 발생된 축소는 더 커지게 된다. 말하자면, 중간층의 증가된 두께는 온도 상승을 일으키는 에프알피이의 경화에 기한 더 큰 열의 발생을 유발하고, 여기서 중앙 코어는 강도가 감소되고 변형된다.

경화에 의한 열 발생과 위축에 부가하여 다른 변형 요인들로 될 수 있는 것들이 이하 기술된다. 즉, 경화되지 않는 중간층이 액체 상태로 형성 노즐을 빠져나가는 열가소성 수지가 스며드는 긴 섬유로 강화되도록 구성될 때, 중간층의 구석들은 적게 변형되지만 그 측면들은 이미 냉각되어 응고된 중앙 코어 측면의 반력 때문에 외부로 볼록한 형상으로 팽창된다(중앙 코어의 측면들은 형성 노즐을 통해 통로로 열가소성 수지를 짜내기 위한 흐름 저항과 압력에 의해 변형되고, 발생된 압력의 배출로 인해 반발력이 발생된다). 복합 파이프의 일 측면이 더 크고 더 길어진다면, 이러한 경향은 더욱 강하게 나타난다. 일 측면의 길이가 약 60mm 또는 그 이하인 복합 파이프에 관하여 그러한 변형은 변형에 관한 보상을 하는 오목한 모양을 형성하도록 굴곡된 내면에 형성 노즐을 제공하므로 제거될 수 있다.

일 측면의 길이가 더 큰 복합 파이프에 관하여, 상기 변형은 더 크게 되기 때문에 변형을 보상하는 것은 어렵게된다. 원형 단면을 갖는 복합 파이프는 상기 이유로 변형하는 것이 덜 가능하다; 하여간 더 큰 중공부 직경을 갖는 그런 원형 복합 파이프에서 중간층의 벽두께는 증가된 무게에서 결과하는 파이프의 강도를 유지하도록 100mm 이상 증가되는 것이 요구된다. 직각 단면 형상을 갖는 복합 파이프에 관하여 더 큰 측면의 변형은 특히 더 크게 된다. 특히 1.5/1 이상의 비로 긴 면(폭)/짧은 면(높이)의 비가 특히 더 크게 된다면, 변형은 더 크게된다. 그래서 형성 노즐을 구부려 그런 큰 변형을 보상하는 것이 어렵다. 일반적으로, 경량, 고강도, 높은 내구성 및 고 전도성의 개념에서 약 20 매지 60mm 두께와 약 200 내지 300mm의 폭을 갖는 에프알피이 중공 물질을 건축/토목 작업을 위한 발판으로 사용하는 것이 바람직하다. 하여간 그 폭이 60mm 이상이기 때문에 상기 설명된 변형은 더 크게되고, 따라서 물질의 강도를 감소하고 저장과 운송 중에 각각에 대한 이들 물질을 적층에 안정성을 해치게 된다.

긴 측면/짧은 측면의 비가 1.5/1 이상일 때, 그의 압축강도는 또한 감소된다.l 이것은 폭 방향으로 약간의 변형은 응력 집중에 의한 에프알피이 중간층에서 종 축 크랙을 유발하는 경향이 있고, 특히 중앙부에서 발생하는 집중된 부하를 유발하는 경형이 있기 때문이다. 그런 불편함은 또한 유리섬유, 그래스 매트 또는 그와 같은 것을 이용하는 폭 방향으로 긴 섬유를 배열 강화하므로 개선될 수 있다. 하여간 이러한 경우, 종축 방향에 강도는 낮아지고, 제조비용은 제조 단계의 증가와 단위 중량이 증가하기 때문에 높아진다. 복합 파이프는 상부, 하부, 왼편 및 오른편 측면에 배열된 외부 주위 에프알피이에 부가적인 종축 방향으로 배열되는 상부 연결을 위한 다수개의 에프알피이 다리들과 하부판들이 사다리꼴 단면을 갖는 것이 고려될 수 있다. 하여간 이러한 복합 파이프에 있어서, 경화 금형을 사용하여 제조된다면, 금형 구조는 더 복잡하게 되고 인발 저항은 특히 더 크게된다. 복합 파이프가 큰 사각 단면을 갖도록 형성되는 경우에 있어서, 에프알피이 다리들은 강도와 치수정밀도를 개선하고 무게를 줄이기 위한 단면으로 삼각형으로 형성된 중공부를 갖는 열십자 단면 구조 또는 트러스 구조로 배열될 수 있다. 하여간 상기 언급된 동일한 이유들을 위한 그런 복합 파이프를 산업적으로 제조하기 위한 방법은 개발되지 않았다.

본 발명은 증가된 강도와 치수정밀도 그리고 감소된 무게와 함께 일 측면 또는 약 60mm 이상 직경을 갖는 큰 사이즈로 섬유 보강 복합 중공 구조체를 산업적으로 그리고 효과적으로 제조하기 위한 어떠한 방법도 공개되지 않았다는 것을 고려하여 이루어졌다. 그래서 본 발명의 첫 번째 목적은 경량, 재료절감을 얻고, 단면 형상의 변형이 적도록 벽 두께가 감소될 때에도 강도와 경도를 유지할 수 있는 삼층 구조를 갖는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제공하는 것이고, 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

(2) 상기 설명된 삼측 구조의 섬유 보강 복합 중공 구조체를 얻기 위해, 경화되지 않은 에프알피이의 중간층으로 덮힌 중앙 코어를 갖는 경화되지 않은 코어부를 덮도록 열 가소성 수지를 압축하는 방법은 크로스 헤드 다이를 제공하고; 크로스 헤드 다이에 경화되지 않은 코어를 유입하고; 덮기위해 동일한 것을 압축하여 수행된다. 일 방법(드래프트 타입)은 덮힌 경화되지 않은 코어부의 외주면 보다 상대적으로 더 큰 방출 포트를 갖는 드래프트 금형을 이용하는 것을 특징으로 하고, 여기서 경화되지 않은 코어부는 금형 머리의 방출 포트와 접촉 없이 다이 헤드의 중앙 공간을 통해 지나게 되고, 열가소성 수지는 경화되지 않은 코어부를 덮도록 아래로 뿜어진다. 다른 방법(가압 타입)은 경화되지 않은 코어부를 예열하고, 다이 헤드에서 용융된 수지와 직접 접촉하도록 하며, 압축 상태에서 가압하여 수지와 경화되지 않은 코어부를 폐쇄하도록 덮는 것을 특징으로 한다.

상기 드래프트 타입은 열가소성 수지와 경화되지 않은 코어부 사이 점착력은 빈약하지만, 예를 들어 경화되지 않은 코어부의 치수가 어떻게 변한다 하더라도 동일한 금형립(lip)에 의해 경화되지 않은 코어부를 처리하고, 금형 유입 포트의 공차 변화에 의해 동일한 금형 립으로 외피 두께를 변하도록 다양한 형상을 갖는다.

반대로 압력 타입은 열가소성 수지와 경화되지 않은 코어부 사이 점착력은 양호하나, 드래프트 타입과 같이 다양한 형상을 갖질 못한다. 즉, 경화되지 않은 코어부의 치수가 변한다면, 동일 금형 립은 변화된 치수를 가질 수 없으며, 치수변화로 인해 금형 형상을 바꾸어야 한다. 이것은 외피 두께에서 변화에 관해 동일하다.

본 발명에 있어서, 압력 타입의 외피 금형은 경화되지 않은 수지가 압력에서 압착되고 외피 수지를 가열하여 경화된다. 더 특별하게, 불포화 폴리에스테르와 같은 낮은 점성을 갖는 액상 수지로 경화되지 않은 에프알피이 코어부에 스며든다면, 경화되지 않은 상태에서, 경화되지 않은 수지는 용융된 수지의 압출 성형되는 그리고 피복 수지를 가열하여 포말되고 경화되는 압력에서 압착된다(예를 들어, 외피 필름의 부풀음, 불균일, 파손 및 그와 같은 것을 제공하는). 요약하면, 액상 수지로 포화된 경화되지 않은 에프알피이 코어부를 덮도록 압력 타입의 외피 금형은 사용될 수 있고 드래프트 타입의 커버링 다이가 요구된다.

하여간, 100mm 이상의 일 측면 또는 직경(단면에서)으로 된 단면을 갖는 큰 경화되지 않은 코어를 덮는 경우에서, 외피 두께와 주름에서 균일함이 발생하기 때문에 균일한 외피를 얻을 수 없다는 문제점이 발생한다. 더 특별하게, 크기가 큰 경화되지 않은 코어부는 수평 방향으로 연장되는 그런 방식으로 설치된 제조 라인을 이용하여 거의 언제나 용융되기 때문에 용융 수지는 균일한 외피를 방해하는 중력 효과에 의해 떨어지는 경향이 있다.

일반적으로, 압출기로부터 압출된 용융된 수지는 경화되지 않은 코어부를 덮을 때까지 대기에 의해 냉각된다. 그래서 경화되지 않은 코어부의 크기가 크다면, 인발 비율이 느려지기 때문에 경화되지 않은 코어부가 수지로 압출되어 덮이는 시간이 더 오래 걸린다. 결과적으로, 상기 수지는 급냉되고 충분히 뽑히지 않는다. 이것은 외피 등의 주름과 외피층과 경화되지 않은 코어부 사이에 공동을 유발한다. 그런 경화되지 않은 큰 코어부에 관하여 덮는 비율은 2내지 3m/min 또는 그 이하다.

부적으로, 두 위치 사이의 냉각비의 차이는 그 사이의 외피 두께의 불균일을 유발한다. 냉각에 의해 그런 불균일이 발생하는 것은 대기가 금형으로부터 압출된 경화되지 않은 코어부에 의해 가열되기 때문이고, 이것은 대류를 유발한다. 평평한 형상의 경화되지 않은 코어부가 원형 드래프트 다이를 이용하여 수지로 덮여진다면, 압출된 수지가 외피 부분에 이르는 데에 필요한 시간에 차이가 있다. 이것은 외피 부분에 온도를 불균일하게 하고, 따라서 경화되지 않은 코어부를 균일하게 덮는 것을 어렵게 한다.

크로스 헤드 다이를 이용하는 상기 압출-피복 방법에 부가하여 직경이 큰 파이 또는 넓은 판과 같은 경화되지 않은 코어부에 열가소성 수지를 덮는 다른 방법이 공지되어 있다. 이것은 시트 안으로 수지를 압출하고, 나중에 회전하거나 또는 그 대신에 이 수지 시트의 롤을 미리 준비하여 경화되지 않은 코어부에 시트를 감고, 경화되지 않은 코어부 주위에 수지 시트를 감아 수행된다. 다수개의 압출기를 이용하여 압출되는 다수개의 수지 시트가 외피층을 형성하도록 연속하여 포개지는 모서리로 감기는 다른 방법이 공지되어 있다.

이들 방법들은 수지 시트의 주름(모시리부가 겹쳐진)이 발생하기 때문에 균일한 외피 두께를 보장하기가 어렵다는 단점이 있다. 결과적으로, 이것은 돌출된 주름을 자르거나, 연마하거나 또는 열간 압착하는 후속 처리를 수행해야하는 것을 필요로 한다. 용매에서 용해 가능한 수지가 사용된다면, 돌출된 주름은 용매가 스며든 천으로 닦아 제거할 수 있다. 하여간 각각의 경우에 있어서, 그런 예비 처리가 유지되어야 하는 다른 문제가 발생된다.

따라서, 본 발명의 두 번째 목적은 드래프트 형태의 커버링 다이를 사용하여 균일한 상태(주름 없이)로 그 표면을 유지하는 반면, 열가소성 수지로 100mm 이상의 일 측면 또는 직경(단면에서)을 갖는 큰 경화되지 않은 코어부를 덮을 수 있는 열간 압출 피복 방법을 제공하고, 그의 장치를 제공하는 데에 있다.

(3) 압출 윤곽에 의한 주형 플라스틱 생산물에 있어서, 일반적으로 사이징(sizing) 노즐을 이용하는 수냉 슬라이딩 형태의 사이징 방법(사이징 판은 황동과 같은 고열전도성을 갖는 물질로 만들어진다)은 사용된다. 특히 진공상태로 둘러싸인 중탕에 삽입되는 사이징 노즐을 사용하는 진공 사이징 방법이 적절히 사용된다.

에프알피이로 만들어진 형성된 다리들 사이에 중앙 코어를 둘 또는 그 이상 갖는 삼층 복합 중공 구조체에 있어서, 커버링 다이(크로스 헤드 다이)를 이용하는 열가소성 수지(ABS 수지)로 경화되지 않은 수지 코어부를 덮은 후에, 수지로 덮인 코어부는 중앙 코어들 사이에 편차를 제거하고 표면을 부드럽게 마무리하기 위해 주조(사이징)하는 것을 필요로 한다. 이러한 경우에 있어서, 상기 수냉 슬라이딩 형태의 사이징은 아래와 같은 문제를 갖는다.

100mm(주변 길이:200mm 또는 그 이상) 이상의 일 측면(폭)을 갖는 큰 복합 중공 구조체에 관하여, 사이징 저항이 증가하기 때문에 주름과 같은 파문이 표면에 발생하는 불편함이 발생한다. 특히, 상기 사이징 저항은 물에 의해 간접적으로 냉각되는 사이징 장치에서 사이징을 간접적으로 수냉하는 경우에 증가되는 경향이 있다. 부가적으로, 단지 상태 변화에 의해 야기되는 복합 중공 구조체의 직경(외형)의 가벼운 변화는 사이징 장치에서 구조물이 멈춰지게 할 수 있다. 최악의 경우에 이것은 복합 중공 구조체가 인발되는 것을 불가능하게 만든다.

수냉 슬라이딩 형태의 사이징에 있어서, 외피 두께가 불균일 하거나 그리고/또는 표면에 다른 물질로 나타나고, 복합 중공 구조체와 사이징 장치 사이에 물의 봉합상태는 파괴될 수 있다. 이것은 물의 흐름이 발생되게 할 수 있고 이 부분의 냉각 비가 주위의 냉각비와 다르기 때문에 불균일한 부분의 표면에 불규칙함이 나타날 수 있다. 물의 흐름이 시작할 때, 그런 흐름은 퍼지고, 결국 물이 주조를 계속할 수 없도록 커버링 다이에 뿌려지는 문제가 발생된다. 100mm 이상의 일 측면을 갖는 큰 복합 중공 구조체에 관하여, 제조 속도(인발 속도)는 자연히 느리게 되기 때문에, 물이 사이징 면의 표면과 합성 중공 구조체 사이에서 발생된 속도로 커버링 다이의 일 측면으로 흐르는 것을 막기 어렵다. 특히 그런 현상은 네 귀퉁이와 중앙 코어들 사이 부분(다리 부분들)에서 발생할 수 있다.

만약 사이징이 배출을 이용하여 수행된 다면, 공기의 흡입과 냉각수의 결핍이 간헐적으로 발생한다. 상기 사이징 장치는 사이징 되는 복합 중공 구조체의 다양한 치수에 접합한 유연성이 없다. 일 세트의 사이징 장치는 기본적으로 일 형상(일 종류)의 복합 중공 구조체로 마련되어야 한다. 즉, 일반적으로 폭, 두께 및 그와 같은 것이 다른 합성 중공 구조체로 사용되지 않는 일 세트의 사이징 장치는 자유로운 유용도가 빈약하다.

수지로 피복되어 사이징 된 후에 경화되지 않은 수지 코어부는 경화된다. 삼층 구조를 갖는 복합 파이프에 관해서는 바람직하게 신뢰성, 경제적 효율 및 안전성이란 개념으로 약 100℃인 뜨거운 물을 이용하여 경화되지 않은 수지 코어부를 경화하는 방법이 이용된다. 삼층 구조를 갖는 경화되지 않은 복합 중공 구조체의 형상은 외주에 형성된 층(바람직하게 물리적 특성과 비용이간 개념으로 ABS 수지와 같은 스티렌 기초 수지로 만들어진)을 덮는 열가소성 수지에 의해 이루어진다. 하여간 수지의 온도가 높을 때, 그의 형상 유지 특성은 낮게(일반 ABS 수지의 열변형 온도가 약 90℃ 또는 그 이하) 되고, 복합 중공 구조체의 단면 형상이 변하게 되는 경향을 일으킨다. 복합 중공 구조체가 뜨거운 물에서 경화되기 때문에, 특히 큰 구조체는 큰 부력이 제공되고, 따라서 종축 방향으로 변형(뒤틀림)되어 진다. 결과적으로, 경화되지 않은 코어부가 경화될 때까지 외 측면으로부터 복합 중공 구조체의 형상을 유지하도록 하는 수단이 필요로 된다. 부양력에 의한 복합 중공 구조체의 부양을 막기 위해 복합 중공 구조체를 아래로 가압하는 압력 롤러들은 서로 동일한 간격(10. 내지 1.5m)으로 유지되는 그런 방식으로 배치된다. 이러한 방법에 있어서, 종축 방향으로의 뒤틀림은 감소된다. 하여간 뒤틀림은 폭 방향(아래로 돌출되거나 위로 파이는 단면 형상의 변형)으로 발생될 수 있다.

따라서, 본 발명의 세 번째 목적은 100mm 이상의 일 측면 또는 직경을 갖는 큰 섬유 강화 복합 중공 구조체의 단면 형상의 정밀도인 표면 정밀도와 에프알피이/외부 층의 점착력을 강화할 수 있고, 복합 중공 구조체의 생산성을 개선할 수 있는 방법을 제공하고, 그 장치를 제공하는 것이다.

(4)본 발명의 섬유 강화 복합 중공 구조체는 단지 건축공사 또는 토목공사를 위한 발판으로 사용되는 것이 아니라 전기 공사, 페인트 공사 또는 그와 같은 것을 위한 임시 발판, 재배용 작업판, 또는 순환로, 산책로 또는 소로용 영구 스탠딩 보드로도 사용될 수 있다.

임시 발판 또는 그와 같은 것으로 외부에서 사용될 때, 본 발명의 섬유 강화 복합 중공 구조체는 비로 인해 종종 젖는다. 이러한 경우, 열가소성 수지로 만들어진 중앙 코어, 에프알피이로 만들어진 중간층 및 열가소성 수지로 만들어진 외부 피복층 을 포함하는 상층 구조의 복합 중공 구조체는 그것이 젖을 때 외부 피복층이 미끄럽게 되는 불편함이 있다.

따라서, 본 발명의 네 번째 목적은 젖거나 그 위에 모래와 같은 입자가 붙는 일반적인 구조체 보다 덜 미끄럽고, 다양한 작업을 위한 발판으로 적절히 사용되는 섬유 강화 복합 중공 구조체를 제공하는 것이다.

(5) 다양한 작업을 위해 발판으로 사용될 때, 섬유 강화 복합 중공 구조체는 운반하는 동안 벽 또는 땅으로 떨어지거나 부딪힐 수 있거나, 사용할 때 다른 발판과 접촉할 수 있게 되어 상기 구조체에 가해지는 충돌력은 그 단부 구조체의 에프알피제 중간층에 크랙을 유발할 수 있다. 이들 크랙의 진행은 중간층에서 세로 크랙을 유발하고, 구조체의 강도와 경도를 감소시키며, 최악의 경우에 구조체의 지속적인 사용을 불가능하게 만든다. 다른 한편으로 복합 중공 구조체의 단부에 있는 금속제 보호 부재의 설치는 절연과 부식저항이란 개념의 문제를 유발한다. 그러한 문제를 극복하기 위해 열가소성 수지 또는 열가소성 수지의 삽입 주조에 의해 구조체의 단부를 형성하는 것이 고려될 수 있다. 하여간 본 발명의 복합 중공 구조체가 일반적으로 길고 연속 중공부를 갖기 때문에, 수지의 삽입 주조가 행해진다.

중앙부의 중공부에서 수지제 캡(cap)을 장착하는 것이 고려될 수 있다. 접착제를 이용하여 중앙 코어의 중공부에 그런 캡을 장착하는 것이 바람직하다. 하여간, 이러한 경우에, 중공부 안으로 물이 침투하는 것은 접착이 중공부에 장착되는 캡의 부분 주위에 완전히 이루어질 수 없기 때문에 완전히 방지될 수 없고, 접착이 완전히 이루어진 경우라 하더라도, 오랜 시간 사용한 후에 물이 부분적으로 누설될 수 있다. 밀봉 형태의 캡을 사용하는 경우에 물이 중앙 코어의 중공부에 쌓인다면, 쉽게 제거될 수 없고, 이것은 전기 특성과 구조체의 안정성을 저해할 수 있다. 이러한 이유로 상기 캡에 배출구를 설치하는 것이 바람직하다. 본 발명의 복합 중공 구조체가 발판으로 사용된다면, 배수구는 상기 판이 뒤집힌다 하더라도 그 기능을 유지하도록 설계되어야 한다.

상기 캡이 복합 중공 구조체의 각 중공부에 설치된 형태라면, 그리고 상기 구조체가 예를 들어 일곱 개의 상기 중공부들을 갖는다면, 14개의 캡이 상기 중공부들의 양 단부에 설치되어야 한다. 이것은 상기 캡의 설치작업을 확실히 복잡하게 할 것이다. 더욱이, 상기 중공부들 사이에 차이 및/또는 경사가 있다면, 인접 캡들은 서로 접촉될 수 있고, 그래서 최악의 경우에는 캡을 설치하는 것을 불가능하게 만들 수 있다. 마개와 같은 일곱 개의 돌기가 일체로 병치된 일체형 캡 구조를 사용하는 경우에도, 상기 돌기들이 변형기능을 나타내지 않는다면, 중공부들 안으로 삽입될 수 없다는 문제가 있다. 상기 캡들이 변형되지 않고 상기 돌기들이 복합 중공 구조체의 치수 공차를 고려하여 작게 되게 설계된다면, 상기 돌기들은 부양되어 복합 중공 구조체의 중공부의 벽과 접촉하게 되지 않을 것이라는 문제가 있다. 이러한 경우 상기 돌기들은 중공부로부터 떨어지는 경향을 갖는 문제가 있다. 다수개의 돌기들이 감소되고 단지 세 개의 돌기들이 오른쪽, 왼쪽 그리고 중앙 중공부로 상응하게 제공된다 하더라도, 상기 문제는 해결될 수 없다. 부가적으로, 상기 돌기들은 중공부에 고정되지 않고, 캡이 전체적으로 중공부 주위에 배치되는 상태에서 상기 캡의 두께와 폭은 크게되고 턱이 형성될 것이다. 결과적으로, 상기 캡은 복합 중공 구조체가 서로 걸리기 때문에 운송 도중에 헐거워지게 될 수 있다. 또한 복합 중공 구조체는 운송 또는 저장시에 일반적으로 싸여지지만, 가동성은 나빠지게 될 것이고, 적재는 턱이 존재하기 때문에 기울어지고 따라서 무너지게 될 것이다.

따라서, 본 발명의 다섯 번째 목적은 중앙 코어의 중공부에 축적된 물이 중공부에서 쉽게 제거되고, 상기 중공부에 쉽게 고정되어 쉽게 이탈되지 않는 열가소성 수지제 캡이 장착되는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제공하여 상기 구조체가 땅에 떨어지거나 벽 및 다른 복합 구조체와 부딪히는 경우에도 에프알피제 중간층에 크랙이 발생하는 것을 제거하고, 여기서 개선된 수명을 갖도록 중간층에 발생하는 세로 크랙을 억제하도록 하는 것이다.

본 발명은 섬유 보강재 복합 중공 구조체 및 그 제조 방법과 장치에 관한 것이다. 특히, 이 발명은 감소된 무게, 증가된 강도 및 강화된 치수 정밀도를 갖는 건축 부재로 적절하게 사용될 수 있는 섬유 보강재 복합 중공 구조체에 관한 것으로, 특히 임시 건죽 공사용 발판으로 바람직하게 사용되는 복합 중공 구조체인 섬유 보강재 복합 중공 구조체와 또한 높은 효율을 갖는 그러한 것을 빠르게 제작하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 첫 번째 발명에 따른 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하기 위한 장치를 나타낸 개략적인 도면이고;

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 실시예 1에 사용되는 분산 가이드와 압축 노즐 모두의 배치를 각각 나타내는 정면도들이고;

도 3은 실시예에서 마지막으로 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체의 측면도이고;

도 4a 및 도 4b는 실시예 3에서 분산 가이드와 압축 노즐의 배치를 각각 나타내는 정면도이고;

도 5a, 도5b 및 도 5c는 실시예 9에서 분산 가이드와 압축 노즐의 배치를 각각 나타내는 정면도이고;

도 6은 실시예 9에서 마지막으로 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체의 측면도이고;

도 7은 비교 실시예 2에서 마지막으로 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체의 측면도이고;

도 8은 실시예 10에서 마지막으로 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체의 측면도이고;

도 9a 내지 도 9f는 실시예 10에서 분산 가이드와 압축 노즐의 배치를 각각 나타내는 정면도이고;

도 10은 비교 실시예 3에서 마지막으로 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체의 측면도이고;

도 11은 실시예 11에서 마지막으로 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체의 측면도이고;

도 12a 내지 도 12f는 실시예 11에서 분산 가이드 및 압축 노즐의 배열을 각각 나타내는 정면도이고;

도 13은 실시예 12에서 마지막으로 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체의 측면도이고;

도 14a, 도 14b 및 도 14c는 실시예 12에서 분산 가이드와 압축 노즐의 배치를 각각 나타내는 정면도이고;

도 15는 실시예 13에서 마지막으로 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체의 측면도이고;

도 16a 내지 도 16f는 실시예 13에서 분산 가이드와 압축 노즐의 배치를 각각 나타내는 정면도이고;

도 17a 내지 도 17e는 각각 두 번째 발명에서 사용되는 압축 노즐 A, B, C, D를 나타내는 정면도이고;

도 18은 두 번째 발명에서 실시예 1 내지 실시예 3과 비교 실시예 1과 2에서 마지막으로 사용되는 섬유 보강 중공 구조파이프의 측면도이고;

도 19는 세 번째 발명의 일 실시예에 따른 제조 장치를 포함하는 제조 공정라인의 일부를 나타내는 측 단면도이고;

도 20a는 세 번째 발명의 일 실시예에 따른 자켓 노즐을 나타내는 정면도이고, 도 20b는 도 20a의 선 A-A에 의한 단면도이고;

도 21a와 도 21b는 세 번째 발명의 일 실시예에 따른 제조장치의 측면도와 정면도이고;

도 22a, 도 22b 및 도 22c는 각각 네 번째 발명의 일 실시예에 따른 롤러 사이징 장치의 정면도, 평면도 및 측면도이고;

도 23a 및 도 23b는 경화 탱크에 있는 롤러 사이징 장치의 평면도와 측면도이고;

도 24a 및 도 24b는 각각 슬라이딩 형 사이징 워터 배스의 평면도와 측면도이고;

도 25는 다섯 번째 발명에 따른 엠보싱 장치의 측면도이고; 그리고 도 26a 내지 도 26c는 여섯 번째 발명에 따른 캡의 정면도, 측면도 및 배면도 이고; 도 26d는 도 26a의 확대 단면도이다.

(1) 제 1 항에 설명된 본 발명에 따르면, 단면이 타원 또는 원형과 같은 변형 가능하게 형성된 각 열 가소성 수지로부터 만들어진 다수개의 중공 중앙 코어(안쪽 관형 층)가 서로 수평, 수직 또는 비스듬한 방향으로 병치되고, 상기 다수개의 중앙 코어는 열가소성 수지로 서로 일체로 결합되는 보강 긴 섬유로 형성된 중간층에 의해 일체로 결합되며, 상기 중간층의 외주변은 열가소성 수지로 만들어진 바깥 층과 일체로 피복되는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체가 제공된다.

본 발명에 따르면, 열가소성 수지로 만들어진 중간층의 부분은 다리를 형성하도록 인접한 다수개의 중앙 코어 사잉에 위치된 공간에 형성된다. 결과적으로 상기 구조체가 1.5/1 또는 그 이상의 질량/높이 비율인 사각 단면으로 형성되거나 또는, 벽두께가 얇게 만들어지거나 도는 하중이 중앙부에 집중된다 하더라도, 구조체는 높은 강도와 높은 경도를 나타내고 변형이 적다. 더욱이 벽두께가 얇게 만들어지기 때문에, 제조 비용이 절감될 수 있다. 또한 중간층에 있는 보강 섬유는 열가소성 수지제 외층으로 피복되고, 외부로 뜨지 않아 파이프 형상의 외관이 강화된다.

더욱이 본 발명에 따르면, 중앙 코어의 형상과 수는 요구되는 수행과 적용에 따라 적절하게 결정된다.(나중에 설명되는 실시예들에서는 두 개의 중앙 코어가 설명되고, 하여간 여섯 또는 일곱 개의 중앙 코어를 포함하는 넓은 복합 중공 구조체가 제공될 수 있다). 여기서, 청구항 제 1항에서 나타낸 ″변형 가능한 형상″이란 개념은 사각, 직각, 사다리꼴, 평행 사변형, 삼각형 또는 이등변 삼각형을 포함하고, 또한 완전한 원형 또는 타원형, 도는 아치형 또는 부채꼴형을 포함한다.

본 발명에서, 중앙 코어는 서로 접촉한 상태로 도는 서로 떨어진 상태로 서로 병치된다.

(2) 청구항 제 2 항에 설명된 본 발명에 따르면, 상기 중앙 코어의 중공부은 열가소성 수지로 만들어진 다리에 의해 부분들로 나누어진다. 이 발명의 이러한 구성으로 섬유 보강 복합 중공 구조체의 변형이 더욱 감소되는 것이 가능하다.

(3) 청구항 제 3 항에 설명된 본 발명에 따르면, 상기 중앙 코어를 형성하는 열가소성 수지는 상기 중간층에 부착되고, 또한 100℃ 또는 그 이상의 열변형 온도를 갖는다.

이 발명의 이러한 구성으로, 중앙 코어를 형성하기 위한 열가소성 수지의 열변형 온도가 100℃ 또는 그 이상이기 때문에 경화 온도가 높다 하더라도, 중앙 코어는 매끈하고 변형이 적다.

(4) 청구항 제 4 항에 설명된 본 발명에 따르면, 상기 중간층의 벽두께는 상기 중앙 코어 벽두께의 0.5 내지 3 배이거나, 또는 상기 외층 벽두께의 0.5 내지 3 배이다. 이 발명의 이러한 구성으로, 예를 들어 큰 섬유 보강 복합 중공 구조체 60mm의 일 측면을 갖을 때에도 중앙 코어의 주로 중앙 코어가 구성된 단위의 측면은 60mm 또는 그 이하이다. 그래서 구조체의 변형을 억제하여 그 강도를 유지하는 것이 가능하다. 더욱이 중간층의 두께가 얇게 만들어질 때에도, 에를 들어 외층 두께의 0.5 내지 3 배로, 구조체의 강도가 유지되는 것이 가능하다.

중간층의 두께는 섬유 보강 복합 중공 구조체의 전체 치수를 고려하여 무작위로 선택될 수 있지만, 약 0.5 내지 4mm의 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 중간층의 두께가 외층의 두께 보다 얇을 때, 구조체의 강도는 유지될 수 없고, 구조체는 중앙 코어의 치수 공차에 의해 영향을 받게 되거나, 또는 주조는 형상(사이징 주조)에 대한 저항이 커지기 때문에 적절히 수행될 수 없다. 중간층의 두께가 외층의 두께 보다 4배 또는 그 이상일 때, 강도와 경도의 개선이 감소되고, 경화에 의한 수축과 열발생이 커지기 때문에 형상 정밀도가 감소되며, 질량이 증가하는 단점이 발생된다.

중앙 코어의 중공부에 관하여는 일 측면(긴 측면 또는 짧은 측면) 또는 직경(최대 축 또는 최소 축)은 바람직하게 2 내지 50mm 범위 내이다. 만약 2mm 보다 적다면, 형상이 복잡하고, 질량 감소 효과가 감소되며, 비용이 증가된다. 50mm 보다 크다면, 중공부는 현저히 커지게 되고, 따라서 변형이 커지게 되고 강도가 감소된다.

중앙 코어의 두께는 0.7mm(바람직하게는 1mm) 내지 2mm(바람직하게는 1.5mm)의 범위가 될 수 있고, 전체적으로 실질적으로 동일하게 만들어진다. 0.7mm 보다 적다면, 경도가 불충분하고여 변형이 발생된다. 2mm 보다 크다면, 질량이 증가하고 또한 비용이 증가된다. 중앙 코어의 두께가 다른 부분에서 다르다면, 주조에 따른 변형이 발생할 수 있다.

(5) 청구항 제 5 항에 설명된 발명에 따르면, 각 상기 중앙 코어와 상기 외층을 형성하기 위한 열가소성 수지는 PS 수지, AS 수지, AES 수지, AAS 수지 및 ABS 수지와 같은 스티렌 기초 수지로 선택되고, 상기 중간층을 형성하기 위한 열가소성 수지는 교차 결합 구성 성분으로 스티렌 모노머를 포함하는 불포화 폴리에스테르 또는 바닐 에스테르 수지이다.

중앙 코어, 중간층 및 외층을 서로 확실하게 결합하도록, 선택 물질이 서로 호환될 수 있는 것이 바람직하다. 중간층을 형성하기 위한 열가소성 수지(메트릭스 수지)로 비용과 물리적 특성이 양호한 밸런스에 따라 스티렌 기초 불포화 폴리에스테르 수지가 사용되는 것이 바람직하다. 중앙 코어와 외층을 형성하기 위한 열가소성 수지로는 AS, AS, AES, AAS 또는 ABS 수지와 같은 스티렌 수지; 스티렌 변형 PPE, PMMA, 또는 PC 수지 또는 그 혼합물; 또는 상기 수지와 혼합된 열가소성 수지(PBT, PA 또는 PP)의 혼합 수지가 사용될 수 있다. 바람직하게 특히 청구항 제 5 항에 설명된 열가소성 수지가 최종 복합 중공 구조체의 강도를 증가하는 스티렌 기초 불포화 폴리에스테르 수지로 접착이 양호하고, 또한 비용과 물리적 특성 밸런스가 양호하기 때문에 사용된다.

(6) 청구항 제 6 항에 설명된 본 발명에 따르면, 상기 중앙 코어의 각 구석에 위치된 상기 중간층 부분은 상기 중간층의 나머지 부분 보다 더 얇다. 이 발명의 이러한 구성으로 중간층의 주변 부의 변형(가압)의 발생을 방지하도록 중간층의 압축 강도, 밴딩 파손 강도 및 밴딩 경도와 같은 기계적인 강도를 개선하는 것이 가능하다.

(7) 청구항 제 7 항에 설명된 본 발명에 따르면, 상기 외층의 면에는 상기 외층의 면에 분균일함을 주는 표면 처리에 의해 미끄럼 방지 기능이 제공된다.

열가소성 수지로부터 만들어진 바깥 피복층의 표면 위로 불균일함을 주어, 미끄럼 방지 기능을 갖는 복합 중공 구조체가 획득될 수 있다. 불균일은 (1) 예를 들어 모래-브래스팅에 의해 표면을 기계적으로 거칠게 하는 방법; (2) 열가소성 수지 피복층을 가열하고 엠보싱 롤러를 이용하여 그 표면에 불균일을 주는 방법; (3)열가소성 수지로 복합 구조체를 피복하는 동안 불균일 형태(돌출 줄무늬)로 제공되게 다이 입구를 통해 열가소성 수지를 압출하는 방법; (4) 상기 방법을 조합하여 불균일 함을 주는 방법에 의해 수행되어 형성될 수 있다. 상기 어느 방법을 사용하여 충분한 미끄럼 방지 효과를 얻는 것이 가능하다.

(8) 청구항 제 8 항에 설명된 발명에 따르면, 열가소성 수지로 만들어진 보호캡은 상기 중앙 코어의 단부에 끼워진다. 이 캡은 상기 복합 중공 구조체 단부의 단면과 같이 실질적으로 동일한 형상을 갖는 패널 형태의 편평한 부분과 상기 편평한 부분으로부터 돌출되고, 외주변 방향에 있는 부분으로 나누어진 상기 돌출부분의 끝단부 방향으로 연장된 갈고리 같은 돌기를 포함한다. 상기 캡은 바람직하게 접착제로 결합될 때 충분히 접착되는 중앙 코어 또는 외층을 형성하기 위해 사용되는 물질(즉, ABS 수지와 같은 높은 충격 저항 스티렌 수지)과 동일한 종류의 수지로 형성된다. 상기 캡은 복합 중공 구조체의 단부의 단면과 실질적으로 동일한 형상을 갖는 패널 형태의 편평한 부분, 각쌍이 각 중앙 코어의 각 중공부의 상부와 하부에 끼워지는 상기 편평한 부분으로부터 돌출되는 갈고리 같은 돌기 쌍 및 복합 중공 구조체의 양 단부에 위치되는 중공부의 단부의 상기 면에 끼워지는 한 쌍의 갈고리 같은 돌기를 갖는다. 편평한 부분의 벽두께는 약 5 내지 10mm 범위가 될 필요가 있다. 5mm 또는 그 이하일 때, 출격을 흡수하기에는 너무 작고, 반면, 10mm 또는 그 이상일 때, 상기 효과는 포화되어 경제적 효과가 떨어지게 된다.

각 중공부에 끼워진 갈고리 같은 돌기의 쌍은 그들의 끝 단부쪽으로 그 사이의 틈이 크게 되게 형성된다.

각 끝단부는 예리한 각으로 깍인다. 깍인 끝 단부의 표면 쌍 사이에 형성된 폭(높이)은 각 중공부의 직경(높이) 보다 작고, 갈고리 같은 돌기 쌍의 바깥 폭은 각 중공부의 직경(높이) 보다 크다. 이러한 방식으로 상기 갈고리는 각 중공부에 확실하게 삽입되어 스프링 효과와 접착제의 접착력에 의해 복합 중공 구조체의 벽과 확실하게 가압 접촉된다. 갈고리 같은 돌기의 폭은 중앙 코어의 곧은 부분 폭의 1/1 보다 적은 1/2의 범위가 바람직하다.

나중에 설명되는 실시예에서, 상기 폭은 20mm로 설정되고, 이것은 중공부의 곧은 부분 보다 약 5mm 짧다. 돌기의 길이는 10 내지 30mm의 범위가 될 수 있다. 30mm 보다 더 클 때, 경제적 효과가 나쁘게 될 것이고, 또한 더 긴 돌기는 중공부에 삽입되기가 어렵다. 10mm 이하일 때, 더 짧은 돌기는 중공부에서 쉽게 빠진다.

더욱이 각 중공부의 상부 및 하부면 근방 위치에 갈고리 같은 돌기 쌍에 배출구를 형성하는 것이 바람직하다. 배출구는 상부와 하부 측면에 각각 제공될 수 있거나 또는, 길 슬롯이 두 배출구의 위치에 제공될 수 있다.

상기 캡은 톨루엔, MEK 또는 그와 같은 용매를 포함하는 접착제로 반들어진 합성 수지로 접합된다. 이것은 캡의 손실 방지를 간단하고 확실하게 하는 효과가 있다.

(9) 청구항 제 9 항에 설명된 발명에 따르면, 열가소성 수지를 연속으로 압출 주조하여 열가소성 수지로부터 만들어진 다수개의 중공 중앙 코어를 형성하는 또는, 열가소성 수지를 압출 주조하여 이미 형성된 열가소성 수지로 만들어진 다수개의 중공 중앙 코어를 연속으로 제공하는 단계; 열가소성 수지가 스며든 각 다수개의 보강 긴 섬유 다발을 제공한는 단계; 긴 섬유 다발이 중간층을 형성하도록 중앙 코어의 외주변 주위에 배열되는 그런 방식으로 다수개의 보강 긴 섬유 다발을 압출 주조하는 단계; 외층을 형성하도록 열가소성 수지로 피복된 중앙 코어의 외주변을 일체로 커버링 하는 단계; 결과 복합체를 냉각하는 단계; 중간층의 열가소성 수지를 가열하고 경화하는 단계 포함하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법이 제공된다.

이 발명으로 열가소성 수지로 만들어진 중간층은 다리와 같은 다수개의 중앙 코어의 각 인접한 것 사이에 형성된다. 결과적으로, 이것은 높은 강도와 높은 경도를 갖고 중앙부에 하중이 집중되는 경우에도 변형이 적은 삼층 구조의 섬유 보강 복합 중공 구조체를 주조하기가 쉽다.

(10) 청구항 제 10 항에 설명된 발명에 따르면, 연속 압출 주조로 열가소성 수지로부터 만들어진 다수개의 중공 중앙 코어를 형성하거나 또는, 서로 다른 수평, 수직 또는 비스듬한 방향으로 중앙 코어가 병치되는 그런 방식으로 압출 주조에 의해 이미 형성된 열가소성 수지로부터 만들어진 다수개의 중공 중앙 코어를 연속으로 제공하는 단계; 열가소성 수지가 스며든 각 긴 섬유인 다수개의 보강 긴 섬유 다발을 제공하는 단계; 긴 섬유 다발이 중간층을 형성하도록 중앙 코어의 외주변 주위와 두 인접 중앙 코어 사이의 공간에 배열되어 압출 주조되는 그런 방식으로 각 다발을 압출 주조되는 단계; 외층을 형성하도록 열가소성 수지로 중간층으로 피복되는 중앙 코어의 외주변을 일체로 피복하는 단계; 결과 복합물을 냉각하는 단계; 및 중간층의 열가소성 수지를 가열하고 경화하는 단계를 포함하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법이 제공된다. 이 발명으로 각 다리에 배열된 섬유 다발의 수가 감소될 수 있기 때문에, 인접 중앙 코어 사이에 공간은 감소될 수 있다. 또한 배열 방향으로 더 긴 압출 주조 노즐이 사용될 수 있기 때문에, 복합 중공 구조체는 그 외곽이 매끈하게 유지되게 주조될 수 있다.

(11) 청구항 제 11 항에 설명된 발명에 따르면, 중간층은 중앙 코어의 열가소성 수지의 열변형 온도에 가까운 온도 또는 그 이하의 온도에서 가열되어 경화된다.

중간층을 형성하기 위한 열가소성 수지의 경화 온도는 중앙 코어를 형성하기 위한 열가소성 수지의 열변형 온도와 같거나 또는 작게 설정된다. 불포화 폴리에스테르 수지와 같은 열가소성 수지는 바람직하게 BPO-기초 과산화물로 구성된 경화제 또는 다른 유사한 인자를 사용하여 경화된다. 열가소성 수지의 경화는 바람직하게 85 내지 100℃의 범위 온도에서 뜨거운 물로 수행된다.

(12) 청구항 제 12 항에 설명된 발명에 따르면, 열가소성 수지가 스며든 다수개의 각 보강 긴 섬유 다발을 압출 주조하는 상기 단계에서, 다수개의 중앙 코어 사이에 형성된 다리에 위치된 긴 섬유 다발의 압축 비는 더 높은 값으로 각 다리에 있는 유리 섬유의 함유량(유리 함량 : 이하 단순히 ″GC″로 칭함)을 설정하도록 긴 섬유 다발의 나머지 보다 더 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조한다.

이 발명으로 상기 수지는 다리의 유리 함량(GC)이 최종 GC에 가까운 값이 되는 최종 압출 주조 단계 전에 미리 압출되기 때문에, 최종 압출 주조 시간에 변형을 억제하는 것이 가능하다. 최종 압출 주조 단계에서, 오직 외주변에 위치된 섬유 다발은 더욱 압출 주조되고 다리에 위치된 섬유 다발은 덜 압출 주조된다. 하여간 본 발명에 따르면, 전체적으로 최종 GC를 동일하게 하는 것이 가능하다. 여기서 다리 보다 다른 부분의 압출비가 90 내지 95% 범위의 최종 GC 값으로 설정되는 경우에, 다리의 GC는 최종 GC의 95 내지 100% 값의 범위로 설정된다.

더욱이 사각 또는 삼각 형상을 갖는 압출 다이의 안쪽 면이 변형을 고려하여 함몰되지 않는 경우에도, 거의 곧은 단면을 갖는 각 측면으로 복합 중공 구조체를 획득하는 것이 가능하다.

(13) 청구항 제 13 항에 설명된 발명에 따르면, 중공 중앙 코어가 상기 중앙 코어가 중앙 코어의 인발 방향으로 포물선을 따라 연장되는 방식으로 서로 수직, 수평 또는 비스듬한 방향으로 병치된다. 이 발명으로, 매우 매끈하게 연속적인 인발 작용을 수행하는 것이 가능하다. 인접 중앙 코어 사이에 있는 각 캡을 확대하지 않고 높은 효율로 복합 중공부를 제조하도록 일체로 하기 전에 라인을 따라 중앙 코어를 제공하는 것이 바람직하고, 일체로 하기 전에 이차 곡선 방향으로 중앙 코어의 이동 궤적을 점차로 이동하도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 매우 매끄러운 연속적인 인발 작용을 수행하는 데에 효과적이다.

(14) 청구항 제 14 항에 설명된 발명에 따르면, 커버링을 위해 사용되는 열가소성 수지를 용융하여 압출하고 바로 가열기에 의해 열가소성 수지를 가열하는 단계; 적절한 봉합 수단으로 크로스 헤드 다이에 위치된 경화되지 않은 코어부를 밀봉하는 단계; 및 인발된 경화되지 않은 코어부와 다이로부터 배출되는 열가소성 수지에 의해 형성되는 실질적으로 폐쇄된 공간의 하부로부터 배출을 수행하고 또한 그 위에 드래프트를 주는 동안 가열기 내측 또는 외측에 용융된 열가소성 수지로 경화된 코어부를 피복하는 단계를 특징으로 하는 제 1 항에 설명된 섬유 보강 복합 중공 구조체를 구성하는 중앙 코어와 경화되지 않은 에프알피이 중간층을 구성하는 경화되지 않은 다수개의 코어부 겉을 피복하도록 열가소성 수지가 드래프트 형태의 크로스 헤드 다이의 배출 포트와 커버링 점 사이 적절한 위치에 열간 압출되는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법이 제공된다.

이 발명으로, 인발된 경화되지 않은 코어부와 다이로부터 배출되는 열가소성 수지에 의해 실질적으로 둘러싸인 공간의 하부로에서 배출되는 상태로 열가소성 수지에 드래프트를 주는 효과와 더불어 밀봉 수단의 밀봉 효과에 의해, 중력에 의한 하부 커버링 수지의 처짐을 방지하는 것이 가능하고, 따라서 상기 수지가 주름없는 바람직한 표면 상태를 유지하는 반면, 200mm 또는 그 이상의 폭과 약30mm의 두께를 갖는 큰 경화되지 않은 코어부를 피복을 균일하게 하는 것도 가능하다.

경화되지 않은 수지가 스며든 유리섬유가 용융된 상태로 커버링 수지와 접촉하기 때문에, 에프알피이 부분과 커버링 수지 사이에 간격의 접착은 개선될 수 있다. 또한 동일한 커버링 다이는 코어부 치수가 변화된 경우에도 사용될 수 있다.

용융된/압출된 후에 바로 가열기로 열가소성 수지를 가열하여, 외측 공기에 노출에 의해 커버링 수지의 온도 하강을 늦추는 것이 가능하고, 따라서 커버링 수지의 접착성이 손실된 상태에서 커버링을 완성하는 것이 가능하다. 커버링 점이 가열기를 떠난 경우에도, 그런 가열 효과는 가열기를 사용하지 않는 경우와 비교하여 커버링 수지의 접착성을 개선하는 것으로 나타내어질 수 있다.

상기 설명된 것과 같이, 열경화상 수지로 경화되지 않는 코어부의 피복은 손상되는 상태로부터 경화되지 않은 코어부를 예방하고, 그 방열 특성을 주며, 그 부식 저항을 개선한다. 커버링 수지는 매끄럽게 느껴지고, 물결 무늬 마무리를 할 때, 복합 중공 구조체의 장식성을 개성한다. 또한 커버링 수지층은 그 표면위에 주어지는 불균일함으로 상기 설명된 미끄럼 방지 효과를 나타낼 수 있다.

더욱이, 이 발명에 따라서, 원형 또는 타원형 배출포트를 갖는 드래프트 형태의 크로스 헤드를 사용하여, 경화되지 않은 코어부의 약간의 치수 변환으로 대쳐하는 것이 가능하고 커버링 두께를 변화하는 것이 가능하다.

(15) 청구항 제 15 항에 설명된 발명은 제 9 항 또는 제 10 에 설명된 외층으로 중간층의 외주변을 피복한 후에, 외층의 사이징을 주는 외층이 적어도 한 쌍의 서로 마주한 상부와 하부 사이징 롤러를 지나도록 하는 것을 특징으로 한다. 각 사이징 롤러는 높은 열 저항을 갖고 회전이 가능하다.

이 발명으로, 누름이 없고, 폭 방향과 세로 방향 모두에 매끈한 면을 가지며, 광택 면을 갖고, 형상 정밀도가 강화된, 그리고 커버링 수지와 중간층 사이에 접착성이 개선된 섬유 보강 복합 중공 구조체가 획득된다.

(16) 청구항 제 16 항에 설명된 발명에 따라서, 드래프트 형태의 크로스 헤드 다이; 경화되지 않은 코어부를 에워사는 방식으로 상기 크로스 헤드 다이의 배출 포트와 커버링 점 사이 적절한 위치에 배치되는 가열기; 상기 크로스 헤드 다이에 위치되는 경화되지 않은 코어부를 밀봉하기 위한 밀봉 수단; 및 늘어진 경화되지 않은 코어부와 상기 다이로부터 배출된 열가소성 수지에 의해 형성된 그리고 또한 열가소성 수지에 드래프트를 주는 적절하게 폐쇄된 공간의 하부로부터 배출을 수행하는 동안 상기 가열기 내측 또는 외측에서 용융된 열가소성 수지로 경화되지 않은 커어부를 덮기 위한 커버링 수단을 특징으로 하고, 여기서 커버링을 위해 사용된 열가소성 수지가 용융되어 압출된 직 후에 열가소성 수지가 상기 가열기에 의해 가열되는 제 1 항에 설명된 섬유 보강 복합 중공 구조체를 구성하는 중앙 코어와 경화되지 않은 에프알피이 중간층을 포함하는 경화되지 않은 코어부의 외주변을 피복하도록 열가소성 수지를 열간 압출하기 위해 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하기 위한 장치가 제공된다.

이 발명의 장치를 사용하여, 경화되지 않은 코어부는 일반적인 장치를 특별하게 변환하지 않고 열가소성 수지로 균일하게 피복될 수 있다.

(17) 청구항 제 17 항에 설명된 발명에 따라서, 각 쌍이 적어도 상부와 하부 측면에 서로 마주하게 되는 다수개의 쌍의 회전 가능한 방열 사이징 롤러가 중간층의 외주변을 피복하는 부드러운 외층을 사이징 하기 위해 인발 방향으로 배치되고, 여기서 상기 사이징 롤러들 쌍의 인발은 상류측에 위치된 것으로부터 하류 측면에 위치된 것으로 순서대로 점차로 냉각되는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 설명된 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하기 위한 장치가 제공된다.

상기 사이징 롤러들은 약 40 내지 50mm의 직경을 갖는 회전 가능한 금속 롤러들이 약 100m의 동일한 간격으로 배열되고, 바람직하게 일곱 또는 여덟 쌍 또는 그 이상의 롤러들이 수직 방향으로 배열되고 실질적으로 동일한 쌍의 롤러들이 측 방향으로(양 측 방향) 배열되는 다중 롤러가 될 수 있다. 다수개의 사이징 롤러들은 적어도 네 개 또는 그 이상의 쌍이 되어야 한다. 커버링 수지가 커버링 점에 제공된 후에 사이징 출발은 경화되지 않은 코어부에 완전히 위치된다. 상기 롤러들은 단지 상부 측에만 위치되지 않고, 바람직하게는 복합 중공 구조체를 고정하도록 쌍으로 상부와 하부 측 모두에 위치된다.

이 발명의 제조장치의 길이는 제조 속도에 따라 다르지만, 적어도 400mm가 요구된다. 예를 들어 제조장치의 길이는 약 700mm로 설정될 수 있고, 유효한 폭은 300mm로 설정될 수 있다.

커버링 수지를 가열하기 위해 가열기를 사용하는 경우에, 사이징 롤러 쌍(두 또는 세 쌍)은 가열기에 배치되고, 사이징은 커버링 점으로부터 너무 떨어지지 않은 위치에서 수행될 수 있다. (즉, 커버링 수지가 매끄러운 상태로) 이것이 분리된다면, 사이징 효과는 커버링 수지가 경화되지 않은 코어부에 의해 냉각되기 때문에 제거된다.

상기 프래임은 핸들로 세로 방향으로 이동 가능하고 스토퍼로 정지 가능한 구조이고, 바람직하게 필요하다면, 폭 방향과 세로 방향으로 중심(위치 조정) 기능이 적절히 제공된다.

커버링 수지의 가열에 의한 온도 상승을 방지하도록 상기 롤러들은 냉각 기계가 제공되는 것을 필요로 한다. 상기 온도 상승은 커버링 수지가 롤러들에 쉽게 부착되고, 실패를 유발하며, 더욱이 냉각 효과의 차단을 일으킨다. 앞 단 롤러에 제공되는 냉각 수단은 뒤쪽 단 롤러에 제공된 수단과 다를 수 있다(앞 단 : 오일, 뜨거운 물 또는 뜨거운 공기를 사용, 뒤쪽 단 : 냉각수를 사용). 즉, 앞단에 냉각은 커버링 수지를 점차로 냉각하는 그런 방식으로 수행된다. 이것은 빠른 응고를 완화하고 빠른 냉각에 의한 커버링 수지의 수축을 완화하는 효과이고, 따라서 커버링 수지와 에프알피이 층 사이에 점착을 개선하는 효과이다. 더욱이, 용융된 커버링 수지가 상류 측(앞단)에 있는 롤러에 들러 붙어야하는 반면, 그런 부착 현상은 롤러들을 냉가하여 방지될 수 있다. 롤러들에 있는 커버링 수지의 점착은 커버링 층의 표면에 주름과 불균일함을 주고, 또한 커버링 수지와 에프알피이 층 사이에 접착을 약화시킨다. 커버링 수지를 가열하기 위해 가열기를 사용하는 경우, 특히, 가열기에 배치된 롤러들은 냉각된다. 이러한 목적으로, 가열기는 일 측면을 부분적으로 재단한 구조가 될 수 있다.

커버링 수지와 롤러들 사이에 박리력을 확실하게 하기 위해, 상부와 하부 측면에 있는 몇몇 앞단 롤러들은 각각 상부와 하부 벨트를 통해 서로 연결될 수 있고, 여기서 커버링 수지는 커버링 수지가 냉각되어 응고되기 전에 이들 벨트 사이에서 가압될 수 있다. 상기 벨트는 바람직하게 높은 박리력을 갖은 물질로 피복된다(예를 들어, 테프론이 스며든 유리섬유 직물). 이것은 벨트의 표면에 형성된 패턴이 커버링 수지의 표면에 옮겨지도록 한다. 롤러만이 사용되는 경우 적어도 앞단 롤러들(첫 번째 단 롤러에 1,2 및 3번 롤러)은 커버링 수지로부터 박리력을 개선하는 테프론과 같은 높은 박리력을 갖는 물질로 피복된다. 고 박리력을 갖는 물질 처리는 플루오르화 수지 형태를 감거나, 프루오르화 수지를 코팅하거나 또는 티타늄 니트롤라이드(TiN), 텅스텐 카바이드(WC) 또는 티타늄 카바이드(TiC)와 같은 세라믹 코팅을 포함한다.

커버링 수지의 표면에 무늬를 직접 전달할 수 있기 때문에 그 표면에 에보싱된 무늬를 갖는 롤러의 사용하는 것이 바람직하다. 하여간 예를 들어 홈의 깊이가 커버링 두께의 반을 넘는 깊은 엠보싱 무늬는 커버링 층이 파손될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

사이징을 위한 롤러들의 설치는 인접 롤러들 사이의 각 틈이 인접되고 그 후 위치에 고정되는 롤러 공차 제어 수단에 의한다. 앞단 롤러들을 위한 롤러 공차는 바람직하게 뒤쪽단 롤러들을 위한 것과 다르다. 즉, 앞단 롤러들에 대한 롤러 공차는 경화되지 않은 코어부에 가해진 용융 커버링 수지에 의해 유발되는 고온 가열의 효과가 감소되게 뒤쪽단 롤러들에 대한 것 보다 약간 더 넓게 설정된다. 이것은 커버링 수지와 에프알피이층 사이에 점착을 개선하는 효과이다. 뒤쪽단 롤러에 대한 롤러 공차는 부재의 평균 두께(즉, 생산물의 평균 두께)와 동일한 값으로 설정된다. 조절 압력(접촉 압력)에 따라 롤러를 설정하는 방법에 의한 상부와 하부 롤러를 균일하게 가압하는 것이 어렵고, 또한 이것은 롤러가 기울어지는 단점을 유발한다. 이것은 커버링 수지와 에프알피이 층 사이에 점착이 감소되게 하거나, 두께의 불균일함이 상부와 하부 면에 쉽게 발생되게 하거나 또는 형상 정밀도가 감소되게 할 수 있다.

안전 장치로 과도한 힘이 사이징 장치에 가해질 때 인접 롤러들 사이에 각 틈을 열거나 인발 장치를 멈추는 기계가 제공된다. 상기 롤러들 사이의 틈은 스토퍼의 설치로 생산물의 두께의 약 두배 또는 그 이하(30.0 내지 60.0mm)의 범위로 인접되게 설정된다. 상기 롤러들은 과도하게 두꺼운 부분이 발생된다면, 벗어나도록 설계될 수 있다.

상기 롤러들은 인발기계의 회전으로 각각으로 또는 동시에 회전될 수 있다. 롤러들의 회전이 멈추면, 경화되지 않은 코어부는 압착되고, 경화되도록 롤러들 근방에 머무르고, 커버링 수지의 표면의 매끄러움을 떨어뜨리거나 문제를 유발한다. 작업성을 고려하여, 초기 인발에 있어, 인접 롤러들 사이에 각 틈은 크게 열리고(50mm 또는 그 이상) 롤러들은 멈추어야 한다.

(18) 본 발명은 상기 설명된 청구항들에서 설명된 발명 뿐 아니라 상기 설명된 청구항들에서 설명된 조건을 적절하게 조합하여 획득된 발명을 포함한다. 실시예로 제 1 항에 따른 발명은 제 1 항에 설명된 발명으로 제 2 항 또는 제 3 항에 설명된 발명을 조합하여 새롭게 형성될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명될 것이다.

-첫 번째 실시예-

도 1a는 본 발명에 따른 섬유 보강 복합 중공 구조체를 연속으로 제조하기 위한 장치를 나타낸다. 다수개의 파이프제들은 동시에, 연속적으로 압출기(1)를 이용하여 ABS 수지(우베 사이콘 주식회사에서 생산되는 상품명 : Y672B)와 같은 열가소성 수지에 기초한 PS로부터 압출 성형된다. 이들은 각각 1.4mm의 벽두께, 26.9×25.4mm의 외경(135g/m의 단위질량)을 갖는 사각 파이프 안으로 형성되도록 심축을 이용하는 내경 사이징 또는 외경 사이징 배스(2)를 이용하는 진공 사이징을 필요로 한다. 그래서 사용되는 사각 파이프들은 중앙 코어로 채용된다. 두 중앙 코어들은 인발기(3)에 의한 형상에 우측으로 병치되어 인발된다.

다른 한편, 긴 보강 섬유로 유리 조방사(4)(니토 보세키사에 의해 생산되는 RS-440RR-526)는 침조(5)를 통해 지나도록 하여 불포화 폴리에스테르 수지를 스며들게 하고, 분산 가이드와 순서대로 다수개의 압축 노즐(다이)을 지나게 하여 중앙 코어의 외주변 둘레 특정위치에 위치되게 하는 그런 방식으로 압출된다.

도 2a는 중앙 코어가 오른쪽과 왼쪽에 병치되는 그런 두 개의 중앙 코어를 유도하기 위해 거의 사각 형상으로 형성되는 가이드(20); 섬유 다발이 중앙 코어의 측면 부분에 접하도록 배열된 그런 유리섬유 다발을 압출하기 위한 직사각 노즐(21); 및 섬유 다발이 중앙 코어의 구석에 접하여 배치된 그런 유리섬유 다발을 압출하기 위한 원형 노즐(22)을 나타낸다. 형상에 관하여 설명하면, 다리를 형성하기 위해 두 개의 중앙 코어사이에 위치된 노즐은 오른쪽과 외쪽에 있는 두 라인에 배열된다. 이때에 주조된 최종 생산물의 외부 둘레 주위에 배치된 유리섬유의 그 GC는 90 내지 95%의 미리 결정된 값으로 설정되고, 중앙 코어 사이 다리에 위치된 유리섬유의 그 GC는 95 내지 100%의 미리 결정된 값으로 설정된다. 동일 형상의 도 2b는 중앙 코어의 외부 주변에 유리섬유 다발을 일체로 연결하기 위한 각각 거의 사각 형상으로 형성된 두 노즐(23)을 나타낸다.

동일 형상의 도 2c는 거의 사각 형상으로 형성된 노즐(24)을 나타낸다. 상기 노즐(24)은 한 개의 단위로 섬유 다발을 일체로 하도록 최종 압출비(100%)로 유리섬유 다발을 완전히 압출한다. 상기 설명된 것과 같이 다리에 섬유 다발의 그 압출비가 이 융합 전에 고비율로 설정되기 때문에, 이 융합에 섬유 다발의 불충분한 압출에 의해 주조되는 최종 생성물의 다리에 GC의 부족을 막을 수 있고, 따라서 전체적으로 최종 GC를 균등하게 할 수 있다.

부가적으로, 단일 유리섬유 다발을 위한 압출과 일체로 중앙 코어와 융합을 위한 압출은 연속적이고 점층적으로 수행된다. 따라서, 두 중앙 코어들 사이의 틈은 빠르게 변화되고, 이것은 적은 주조 저항과 변형을 유발하며, 그래서 연속적인 주조를 할 수 있게 한다. 더욱이, 중공 중앙 코어들은 중앙 코어들의 중앙 라인은 중앙 코어(중앙 축 방향)의 인발 방향에 대한 포물선(정방 곡선)을 그리도록 오른쪽과 왼쪽에 배치된다. 그래서 인발 저항을 감소하는 것이 가능하고 따라서 그 변형을 막는 것이 가능하다.

그 후 융합된 생성물은 ABS 수지가 원형으로 압출되는 외부층 압출기(7)에 의한 압출을 하는 최종 노즐을 통해 지나게 되고, 슬라이딩 형태의 사이징 판(다이)(8)을 사용하여 냉각되어 형성된다. 그 후 형성된 생성물은 뜨거운 물을 이용하는 경화탱크(9) 또는 그와 같은 것을 통해 지나게되고, 따라서 중간층을 형성하도록 경화되지 않은 수지를 경화한다. 바람직하게 경화되지 않은 폴리에스테르 수지는 예를 들어 비피오(BPO)계 등의 과산화물 경화제를 이용하여 경화된다.

그 후 인발기(11)에 의해 인발된 경화된 생성물은 냉각수조(10)를 통해 지나게 되고, 복합 중공 구조체를 얻도록 커터(12)에 의해 마지막으로 일정 길이로 잘리게된다.

도 3에 도시된 것과 같이 최종적으로 얻어진 섬유 보강 복합 중공 구조체는 중앙 코어(100), 중간층(200) 및 외층(300)을 갖는 삼층 구조이고, 60mm의 폭과 30mm의 높이를 갖는 전체가 직각 형상으로 형성된다. 외층의 벽두께는 1mm이고, 구조체의 단위질량은 1080 g/m이다. 중앙 코어(100)의 구석에 위치된 중간층(200) 부분은 중간층(200)의 유지하는 부분 보다 더 두껍다.

상기 구조체의 밴딩 경도와 벤딩 강도는 시맛주사에서 생산한 오토그래프 IS-200을 이용하여 1000mm의 폭으로 세 점을 벤딩 시험하여 측정된다. 이 시험에서 벤딩 경도는 이하 방정식에 기초하여 계산된다:

밴딩 경도 EI+(W×L3)/(48×δ)

여기서 W는 하중이고, L은 폭이며, δ는 편차이다. 상기 시험의 결과로 밴딩 경도는 1.94×108 kgㆍmm2이고, 벤딩 경도는 650kg이다. 부가적으로 크로스 헤드 속도는 200 mm/min으로 설정된다.

상기 구조체는 미네베아사에 의해 생산되는 만능 시험기 TCM-5000C를 이용하여 길이 50mm의 시편으로 또한 평판 형태의 압축 시험을 거친다. 이 시험에서 폭(60mm) 방향 그리고 높이(300mm) 방향에서 압축 강도가 측정된다. 이 시험의 결과로 폭(60mm) 방향의 압축 강도는 1510 kg이다.

두 중앙 코어에 관하여는 중앙부의 내경과 종축 방향과 횡축 방향에 있는 구석 부분이 측정된다. 결과적으로 내경에서 최대차는 종축방향에서 0.25mm이고 회축방향에서 0.2mm이다.

본 발명에서 중앙 코어의 단면 형상은 삼각 형상 또는 원형 형상과 같은 사각 형상으로 변하게 될 수 있고, 중앙 코어들은 오른쪽과 왼쪽 면뿐만 아니라 상부 및 하부 면으로 배치될 수 있거나 또는 오른쪽 및 왼쪽 그리고 상부 및 하부 면으로 배치될 수 있다. 중앙 코어들이 오른쪽 및 왼쪽 그리고 상부 및 하부 면에 일체로 배치되는 경우에 그것은 단면 형상에 있어서, 상부 및 하부면과 중앙 코어들과 별개로 최종 복합 중공 구조체의 다리(상기 측면들과 중앙 단면부)를 압출하는 것을 의미한다.

〈실시예 2〉

이 실시예에서 최종 복합 중공 구조체의 치수는 실시예 1에서와 같이 동일한 치수로 설정된 즉, 60mm×30mm; 외층의 벽두께는 1mm로 설정되고; 중간층의 벽두께는 2mm로 설정된(다리의 벽두께는 또는 2mm로 설정됨) 외경으로 설정된다. 구석 코어의 외경은 25.9mm×24.0mm로 설정되고, 그 벽두께는 1.4mm로 설정된다.

중앙 코어들 사이에 다리의 벽두께는 실시예 1에서와 같이 약간 더 두껍긴 하지만, 질량이 감소되고 경도, 치수 정밀도 및 강도가 양호한 섬유 보강 복합 중공 구조체가 획득된다.

〈실시예 3〉

이 실시예에 있어서, 복합 중공 구조체의 치수는 실시예 1과 2에서와 같이 상기 구조체의 외경이 60mm×30mm로 설정되지만, 외층의 벽두께는 0.7mm로 설정되고 중간층(외주변과 다리 모두에)의 벽두께는 1.3mm로 설정된다. 중앙 코어의 외경은 27.4mm×26.0mm로 설정되고 그 벽두께는 1.4mm로 설정된다. 경화되지 않은 상태에서 불포화 폴리에스테르 수지가 스며들고 중앙 코어를 에워싸도록 배치되는 유리 섬유층의 벽두께는 압출 주조에 대한 압력을 균일하게 하여 변형을 방지하기 위해 어느 부분에는 균일하지 않게 되는 것이 바람직하다. 하여간 실시예 1과 2에서 중앙 코어들 사이 다리에 있는 중간층 부분의 벽두께는 양 단부 부분의 두께 보다 더 두껍다. 상기 다리와 단부에 벽두께를 균일하게 하도록 중앙 다리부분에 있는 중간층의 벽두께는 외주변의 두께 보다 더 작게될 필요가 있다. 하여간 다리에 있는 중간층의 벽두께가 얇게 된다면, 이것은 다리에 가해지는 압출 압력을 증가하게 하고, 불균일한 압력을 유발하며, 결과적으로 중앙 코어의 위치에는 변형이 발생할 수 있다.

그래서 두 중앙 코어들이 오른쪽과 왼쪽에 병치된 상태로 도 4a에 나타낸 본 실시예에서 불포화된 폴레에스테르 수지가 스며든 유리섬유 다발은 압출되고 도 4b에 도시된 것과 같이 일체로 하기 위해 전체를 압출하여 상기 섬유다발들은 주조된 최종 생성물의 외주변 주위와 중앙 코어들 사이 다리에 배치된다. 이러한 경우에 있어서, 도 4a에 도시된 단계에서 미리 결정된 값의 90 내지 95%로 외주변에 있는 유리섬유 다발의 GC를 설정하고 미리 결정된 값의 95 내지 100%로 다리에 있는 유리섬유 다발의 GC를 설정하여 일체화에 따른 변형을 방지할 수 있다. 부가적으로, 동일한 형상으로 도시된 최종 복합 중공 구조체로부터 상부와 하부 면에 위치된 각 압축 노즐은 중앙 코어들의 배열 방향으로 연장되는 사각 형상으로 형성된다.

〈실시예 4〉

이 실시예에 있어서, 복합 중공 구조체의 치수는 외층의 벽두께가 0.7mm; 중간층의 벽두께가 2mm; 그리고중앙 코어의 외경이 26.3mm×24.6mm로 설정된다. 실시예 3에서와 같이 중간층의 벽 두께가 불균일하고 중공부의 응력이 적은 섬유 보강 복합 중공 구조체가 획득된다.

〈실시예 5〉

각 중앙 코어, 중간층 및 외층의 벽 두께가 실시예 3에와 같이 동일하고 외경이 실시예 3(즉, 65mm×35mm)에서 보다 더 큰 섬유 보강 복합 중공 구조체가 실시예 3과 같이 동일한 방식으로 준비된다. 중앙 코어의 외경은 29.9mm×31.0mm로 설정된다. 실시예 3에서 처럼 중간층의 벽 두께가 균일하고 중공부의 응력이 작은 섬유 보강 복합 중공 구조체가 획득된다. 높이가 35mm로 설정되기 때문에, 양호한 밴딩 경도(단위 질량당)가 획득된다.

〈실시예 6〉

실시예 1에서 중간층의 벽두께는 2.5mm로 설정된다. (외층의 벽두께는 1mm로 설정되고, 중앙 코어의 벽두께는 1.4mm 보다 크게 설정된다.)

〈실시예 7〉

중앙 코어의 벽두께는 1mm로 설정된다.

〈실시예 8〉

실시예 3에서 중간층의 벽두께는 2.5mm로 설정되고, 외층의 벽두께는 0.7mm로 설정된다.

〈비교 실시예 1〉

다리 가 없는 형태의 섬유 보강 복합 중공 구조체는 53mm×23mm의 외경을 갖는 중앙 코어를 이용하여 제조된다. 다리에 상응하는 구멍이 없고 중앙 코어에 대해 오직 하나의 가이드 구멍을 갖는 각 확산 가이드와 압축 노즐은 실시예 1과 같이 설계된다. 중간층의 벽두께의 불균일과 중앙 코어의 중공부의 응력은 다리가 없기 때문에 매우 크다.

〈실시예 1 내지 8과 상기 비교 실시예 사이의 측정 결과의 비교〉

실시예 1 내지 8과 비교 실시예에서 부분들의 물리적 특성과 측정 치수의 결과는 표 1과 2에 나타내어진다.

	외경(설계)	다리수	외층의벽두께(mm)	중간층의 벽두께외주변(다리)	중앙코어의 벽두께외경(mm)	단위질량(g/m)	벤딩경도×10⁸(kgㆍmm²)
실시예 1	60×30	1	1.0	1.3-0.2(1.4-0.3)	1.426.9×25.4	1080	1.94
실시예 2	60×30	1	1.0	2.0-0.2(2.2-0.4)	1.425.9×24.0	1310	2.52
실시예 3	60×30	1	0.7	1.3-0.2(1.3-0.2)	1.427.4×26.0	1020	2.01
실시예 4	60×30	1	0.7	2.0-0.2(2.0-0.3)	1.426.3×24.6	1260	2.63
실시예 5	60×35	1	0.7	1.3-0.21.3-0.2)	1.429.9×31.0	1140	3.09
실시예 6	60×30	1	1.0	2.5-0.3(3.0-0.5)	1.425.2×23.0	1430	2.88
실시예 7	60×30	1	1.0	2.5-0.3(3.2-0.8)	1.025.2×23.1	1420	2.87
실시예 8	60×30	1	0.7	2.5-0.2(2.5-0.3)	1.425.6×23.6	1400	3.03
비교실시예 1	60×30	0	0.8	2.5-1.4(-)	1.553.0×23.0	1300	3.01

(1) 중앙 코어의 벽두게와 외경은 복합 구조체로 주조되기 전에 단일 중앙 코어의 값(평균값)에 의해 나타내어진다.

(2) 중간층의 벽두께는 평균값과 그 외주변에 변화범위 및 평균값과 그 다리에 변화범위에 의해 나타내어진다.

	중앙 코어 중공부의 변형(mm)	압축응력	경도/단위질량×10⁸	압축강도/단위질량(kg/kg/m)	벤딩강도(kg)	강도/단위질량(kg/kg/m)
실시예 1	가로0.2세로0.25	1510	1.80	1400	650	600
실시예 2	가로0.15세로0.25	1880	1.94	1440	760	580
실시예 3	가로0.10세로0.15	1470	1.97	1440	620	610
실시예 4	가로0.15세로0.25	1790	2.09	1420	730	580
실시예 5	가로0.15세로0.15	1590	2.71	1390	600	530
실시예 6	가로0.35세로0.45	1880	2.01	1310	770	570
실시예 7	가로0.45세로0.60	1860	2.02	1310	810	570
실시예 8	가로0.25세로0.40	1910	2.16	1360	840	600
비교실시예 1	가로0.15세로0.80	1670	2.39	1280	640	490

*단위질량당 경도는 kgㆍmm2/kg/m로 나타내어진다.

중앙 코어의 벽두께와 외경 치수는 복합 구조체로 주조되기 전에 단일 중앙 코어의 평균값이다. 중간층의 벽두께는 평균값과 그 외주변에 변화범위, 그리고 평균값과 그 다리에 변화범위에 의해 나타내어진다.

〈실시예 9〉

상기 설명된 실시예들은 각각 두 중앙 코어를 포함하는 섬유 보강 복합 중공 구조체와 그 제조방법을 설명하는 반면, 이하 아래 실시예에서 세 개 이상의 중앙 코어를 포함하는 섬유 보강 복합 중공 구조체와 그 제조방법이 설명될 것이다.

이 실시예에 있어서, 도 1a를 참조하면, 다섯 개의 파이프제가 압출기(1)를 사용하여 동시적이고 연속적으로 ABS 수지(우베 사이콘사에서 생산되는 Y672)로부터 주조되어 중앙 코어(짧은 면(높이)에 대한 긴 면(폭)의 비가 1.38인)와 같은 사각 파이프(225 g/m)안으로 형성되도록 심축을 이용하여 직경 사이징 안쪽으로 채용된다. 상기 벽두께는 1.5mm이고, 외경은 37.6×30mm(내경은 34.6×27mm)이다. 그 후 다섯 개의 중앙 코어들이 인발기(3)에 의해 연속적으로 공급된다.

다른 한편, 긴 보강 섬유로 니토 보세키사에 의해 생산되는 426개의 유리 조방사(RS-440RR-526)가 침조(5)를 통해 지나게되어 불포화 폴리에스테르 수지가 스며들게되고, 그 후 확산 가이드와 사이징 노즐을 통해 지나게 되며, 여기서 다섯 개의 중앙 코어들은 불포화 폴리에스테르 수지가 스며든 유리섬유 다발에 의해 일체로 감싸지게 된다. (상기 불포화 폴리에스테르 수지는 75 퍼센트의 일본 유-피카사에 의해 생산되는 U-pica 3464; 25 퍼센트의 동일회사에 의해 생산되는 응축 감소제 A-02; 4 퍼센트의 카야쿠 에이케이제트오 사에 의해 생산되는 Cadox BCH-50; 그리고 0.5 퍼센트의 동일회사에의해 생산되는 카야부틸 B를 함유한다.)

이 실시예에서 사용되는 압축 노즐의 형상과 배열은 도 5a,도 5b 및 도 5c에 도시된다. 우선, 도 5a에 도시된 것과 같이 다섯 개의 중앙 코어가 오른쪽에서 왼쪽으로 병치되는 상태에서, 불포화된 폴리에스테르가 스며든 유리섬유 다발이 압출되어 상기 섬유 다발은 주조되는 최종 생산물의 외주변과 각 인접 중앙 코어 사이에 위치되는 다리에 배치된다. 그 후 도 5b에 도시된 것과 같이 각 중앙 코어블록이 일체로 압출된다. 그리고 나서, 도 5c에 도시된 것과 같이 모든 중앙 코어 블록은 서로 일체로 압축된다. 이러한 경우, GC는 도 5a에 도시된 단계에서 91%의 미리 결정된 값으로 설정되고, 도 5b에 도시된 단계에서 96%, 도 5c에 도시된 단계에서 100%으로 설정된다.

일체로 된 생산물이 최종 압축 노즐을 통해 지난 후에 ABS 수지(우베 사이콘사에 의해 생산되는 Cycorac GSE. 450)는 상기 생산물을 덮도록 타원형(300×120mm)으로 된 다이 입구로부터 압출된다. 그 후 상기 생산물은 95℃의 경화탱크(길이:12m)에서 경화되고 다발로 인발된다. 이때에 인발비는 1.8m/min으로 설정된다. 마지막으로, 경화된 생산물은 80℃로 유지되는 건조로에서 48시간동안 후 경화처리 하게되고, 그 후 외경이 200×36mm 이고 단위질량이 4040 g/m인 도 6에 도시된 형상을 갖는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 얻는다. 도 6을 참조하면, 중간층(200)의 두께는 각 다리(200A)에서 2.0mm, 각 측면부(200B)에서 1.0mm, 그리고 상부와 하부면 부분(200C)에서 2.0mm이다.

압축 강도 값의 결과로 그 후 획득된 구조체는 적게 변형된 중공부로 양호한 값을 나타낸다.

〈비교 실시예 2〉

다리가 없는 실시예 9의 것과 같이 200×36mm의 동일한 외경을 갖는 구조체를 제조하는 것이 가능하지 않다. 이러한 예로는 60×30mm 외경과 57×27mm의 내경을 갖는 하나의 사각 중앙 코어, 침조에 불포화 폴리에스테르 수지가 스며든 유리 조방사(S-440, RR-526)로부터 만들어진 중간층(두께 : 2.0mm), 및 열가소성 수지로부터 만들어진 외층(두께 : 1.0mm)을 포함하는 삼층 구조체를 갖는 외경이 66×36mm(따라서 실시예 9에서와 같이 높이가 동일한)인 섬유 보강 복합 중공 구조체가 획득된다. (도 7 참조) 상기 제조 방법은 실시예 9와 동일하다. 부가적으로 중앙 코어의 중공부의 짧은 면(높이)에 대한 긴 면(폭)의 비율은 2.11/1, 즉, 1.5/1의 비율 보다 더 크다.

그 후 획득된 섬유 보강 복합 중공 구조체에 관하여는 중공부의 변형, 특히 긴 면의 변형과 함몰은 더 크다.

실시예 9와 비교 실시예 2의 결과는 표 3에 나타낸다.

	에프알피이의 두께	외경	단위질량	압축강도
실시예 9	2.0mm	200^w×36^hmm	4040 g/m(20200 g/m²)	92 kg/cm²
비교 실시예 2	2.0mm	66^w×36^hmm	1350 g/m(20450 g/m²)	58 kg/cm²

상기 표에서 압축 강도는 시편을 준비하기 위해 50mm의 길이로 섬유 보강 복합 중공 구조체를 자르고, 상기 시편을 1.0mm/min의 속도로 평판 형태의 압축 시험을 하며, 시편의 표면 영역으로 시편을 압축 파손하여 얻어진다. 여기서 실시예 9에서 시편의 표면 영역은 50×200mm2이고, 비교 실시예 2에서 시편의 표면 영역은 50×66mm2이다.

실시예 9에서 중공부의 짧은 면에 대한 긴 면의 비는 1에 가까운 1.28이고, 높이는 약 30mm로 작게 되어 중공부의 변형은 거의 발생하지 않고 강도는 높다. 이 구조체는 또한 바람직하게 무게가 감소된다.

부가적으로, 확산 가이드의 위치가 움직이고 횡방향으로 실시예 9에 사용되는 압축 노즐이 움직임에 따라 그리고 실시예 9에서 새로운 것으로 최종 압축 노즐을 대치함에 따라, 네 개의 중앙 코어를 포함하는 단면 직경이 160.4×36mm인 섬유 보강 복합 중공 구조체는 장치의 큰 변화없이 제조될 수 있다. 더욱이, 중앙 측면에 위치된 세 개의 중앙 코어를 사용하고 양 측면에 있는 중앙 코어를 생략하여, 세 개의 중앙 코어를 포함하는 단면 직경이 120.6×36mm인 섬유 보강 복합 중공 구조체가 장치의 큰 변화 없이 제조될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 동일한 압출부는 그와 같이 사용될 수 있고, 커버링 다이와 같은 장치의 다른 부분들은 큰 변화 없이 새로운 것으로 쉽게 대치될 수 있다.

〈실시예 10〉

도 8에 도시된 것과 같이, 그 단면이 열 십자형상으로 배열된 섬유 보강 복합 중공 구조체가 제조된다. 이러한 구조체에 있어서, 구조체의 외경은 60×60mm로 설정되고, 외층의 두께는 1.0mm로 설정되며, 중간층의 외경은 58×58mm로 설정되고, 그리고 중앙 코어의 외경은 26.25×26.25mm(두께 : 1.5mm)로 설정된다.

26.25×26.25mm의 중앙 코어와 1.5mm의 두께(단위질량 : 150g/m)가

정방형 심축을 이용하여 ABS 수지(우베 사이콘사에서 생산되는 Y672)로부터 압출되어 7m의 길이로 잘린다. 네 개의 중앙 코어들은 상부와 하부 단위에 위치되게 두 그룹으로 분리되고 핀치 롤러에 의해 제공된다.

다른 한편, 긴 보강 섬유로 232 개의 유리 조방사는 두 그룹으로 분리되어 각각 상부와 하부 침조(미도시)를 지나게 되어 불포화 폴리에스테르 수지가 스며들게 된다. 도 9a에 도시된 것과 같이 이들 유리 조방사는 네 개의 중앙 코어 가이드 구멍(30) 주위에 배열된 다수개의 확산 가이드 구멍(31)을 통해 각 중앙 코어 주위에 배치된다. 더욱이 상부 침조에서 불포화 폴리에스테르 수지가 스며드는 유리 조방사를 분산시키기 위한 확산 가이드 구멍은 표시(x)로 나타내어진다. 수지가 스며든 유리 조방사는 도 9c에 도시된 압축 노즐에 의해 특정 GC로 압출되는 도 9b에 도시된 확산 가이드에 의해 유도되고, 서로 일체가 되게 도 9d에 도시된 압축 노즐에 의해 집단으로 압출된다. 이때, 외주변에 있는 중간층의 에프알피이 부분은 특정 GC로 압출된다. 여기서, 도 9c에 도시된 압축 노즐(33,34)에 외주변(33)은 53 용적%(미리 결정된 95%의 GC)의 GC로 압출되고 외주변(즉, 교차 부분과 중앙 코어와 외주변 사이의 구석부분)을 제외한 다리(34)는 56 용적%(미리 결정된 100%의 GC)로 압출된다. 이러한 조절로, 다리에 있는 중간층 부분의 두께는 미리 결정된 용적으로 설정될 수 있고, 또한 중앙 코어는 외주변에 있는 중간층 부분의 에프알피이의 압출 압력에 의해 중간층과 일체로 될 수 있다. 따라서 커버링(덮개)은 생산물을 덮도록 배출 포트와 같은 링을 갖는 커버링 다이(미도시)로부터 압출된다. 이때, 덮개의 두께는 1mm로 설정된다. 그래서 상기 수지로 덮이는 획득된 생산물은 슬라이딩 형태의 사이징 노즐을 사용하여 수냉 사이징되고 95℃의 뜨거운 물을 이용하는 경화탱크에서 경화된다. 인발 속도는 1.5m/min으로 설정되고, 마지막으로 경화된 생산물은 80℃를 유지하는 건조로에서 후 경화 처리된다. 그래서 획득된 구조체는 압축 시험을 거친다.

시험의 결과로, 중앙 코어의 중공부는 변형이 없고 형상이 매우 정확하고 높은 강도를 갖는 사각 형상을 나타내었다.

〈비교 실시예 3〉

도 10에 도시된 것과 같은 사각 단면을 갖는 삼층 파이프 형태의 섬유 보강 복합 중공 구조체가 제조되었다. 이러한 구조체에 있어서, 구조체의 외경은 60×60mm로 설정되고, 외층의 두께는 1.0mm로 설정되며, 중간층의 외경은 58×58mm로 설정되고, 그리고 중앙 코어의 외경은 53×53mm(두께 : 1.5mm)로 설정된다.

중앙 코어는 심축을 이용하여 연속적으로 주조된다. 그 후 216개의 유리 조방사는 확산 가이드를 통해 중앙 코어 주위에 배치된 불포화 폴리에스테르 수지가 스며들고, 돌기 형상으로 변형된 각 측면의 중앙부로 사각 형상의 압축 노즐을 이용하여 특정 GC(56 용적%)로 압출된다. 이 생산물은 ABS 수지로 덮여진다. 이때에, 커버링 두께는 실시예 10에서와 같은 값 즉, 1mm로 설정된다. 실시예 10과 같이 덮여진 생산물은 수냉 사이징 되고, 경화되어 후 경화 처리된다. 그 후 획득된 구조체는 압축 시험을 거친다. 각 중공부의 측면의 중앙부는 중간층의 두께의 변화(최대 두께와 최소 두께의 차 : 0.5mm)로 안쪽(중앙 측면)으로 약간 함몰된다.

〈실시예 11〉

도 11에 도시된 것과 같이 다발 구조를 갖는 섬유 보강 복합 중공 구조체는 각 단면이 직삼각 형상(양 측면의 치수가 약 22,22,32mm)으로 형성된 중앙 코어를 이용하여 제조된다. 이러한 구조체에 있어서, 구조체의 외경은 60×60mm로 설정되고, 외층의 두께는 1.0mm로 설정되며, 중간층의 외경은 58×58mm로 설정된다. 부가적으로, 중간층의 두께는 외주변에서 2mm로 설정되고 각 다리에서 1.5mm로 설정된다. 중앙 코어의 두께는 1.0mm로 설정된다.

중앙 코어는 심축을 이용하여 압출 주조되어 7m의 길이로 잘려진다. 중앙 코어는 상부와 하부 단에 위치된 네 개의 두 그룹으로 분리되어 제공된다(도 12a 참조). 그 후, 308 개의 유리 조방사들은 세 개의 침조에서 각각 수지가 스며드는 세 그룹으로 나누어진다.

상류 측으로부터 연속하여 변화되는 확산 가이드와 압축 노즐의 형상과 배열은 도 12a 내지 도 12f에 나타내어진다. 우선, 다수개의 확산 가이드(41)는 도 12a에 도시된 것과 같이 중앙 코어 가이드 구멍(40) 사이에 수평으로 배치된다. 그 후 확산 가이드(42)는 도 12b에 도시된 것과 같이 중앙 코어 가이드 구멍(40)이 서로 점차적으로 가깝게 이동되는 것처럼 +45°방향과 -45°방향으로 비스듬하게 배치된다. 그 후 유리 조방사들은 중앙 코어 가이드 구멍(40)이 서로 더 가깝게 이동됨에 따라 도 12(c)에 도시된 것과 같은 상부와 하부 확산 가이드 구멍(43,44)을 통해 삽입된다. 그 후 마지막 부분은 도 12(d)에 도시된 마지막 확산 가이드에 의해 실질적으로 최종적으로 위치되게 결정된다. 그 후에 불포화된 폴리에스테르 수지는 도 12(e)에 도시된 압축 노즐에 의해 압출되고 그 후 도 12(f)에 도시된 마지막 압축 노즐을 통해 최종적으로 압축된다. 확산 가이드 구멍들 중 유리 조방사들을 유도하기 위해 중앙부와 구석부에 위치된 구멍들은 블록 서클에 의해 집중된다.

일체로 하기 전에 외주변에 있는 에프알피이 부분은 미리 결정된 GC 값의 95%로 압출되고, 각 다리는 100%로 압출된다. 그 후 일체로된 생산물은 실시예 10에서와 같은 동일한 노즐을 이용하여 ABS 수지로 덮여진다. 이 때에 커버링의 두께는 1mm로 설정된다. 상기 덮여진 생산물은 경화되도록 수냉 사이징으로 처리된다. 인발 속도는 1.5m/min으로 설정된다. 따라서 획득된 구조체에 관하여는 중공부의 변형이 없다. 48시간 동안 80℃에서 선처리 후에 구조체의 압축 강도는 높다.

실시예 10과 11 및 비교 실시예 3의 결과는 표 4에 나타내어진다.

	에프알피이의 두께	외경	단위질량	압축강도	단위질량당 압축강도
실시예 10	2.0mm(1.5)	60×60mm	2230 g/m	130 kg/cm²	58.3 kg/cm²/kg/m
실시예 11	2.0mm(1.5)	60×60mm	2740 g/m	220 kg/cm²	80 kg/cm²/kg/m
비교 실시예 3	2.5mm	60×60mm	1850 g/m	49 kg/cm²	26.5 kg/cm²/kg/m

〈실시예 12〉

도 13에 도시된 것과 같이 단면에 다발 구조를 갖는 섬유 보강 복합 중공 구조체가 제조된다. 이러한 구조체에 있어서, 구조체의 외경은 80.6×27.8mm로 설정되고, 중간층의 외경은 79.2×26.4mm로 설정되며, 중간측의 두께는 1.5mm로 설정된다.

전체 여섯 개의 중앙 코어 특히, 네 개의 거의 등변 삼각 중앙 코어(A)와 상기 언급한 등변 삼각의 반에 상당하는 두 직삼각 중앙 코어(B)는 교대로 뒤집어진 그런 방식으로 배열된다. ABS 수지(우베 사이콘사에서 생산되는 Y672B)가 사용되어 진공 사이징 수조와 사이징 노즐을 이용하여 냉간 사이징으로 하는 외측면 직경으로 형성되고, 약 15m의 길이로 잘린다. 그 후 획득된 생산물은 중앙 코어처럼 되고 핀치 롤러를 이용하여 제공된다.

이러한 실시예에 있어서, 도 1b에 도시된 침조(5a)의 상부 중간 및 하부 단계가 이용된다. 상부와 하부면 부분, 다리 부분 및 중간층의 측 면 부분에 대한 유리섬유 등가물 그룹은 이들 침조로부터 도 14a,b 및 c에 도시된 확산 가이드와 압축 노즐 안으로 유입된다. 우선, 중간층의 다리부를 형성하기 위한 유리섬유 그룹은 중간 침조로부터 인발되어 확산 가이드를 통해 배열되고(도 14a 참조), 그 후 상부와 하부면을 형성하기 위한 유리섬유 그룹은 상부와 하부 침조로부터 인발되어 확산 가이드를 통해 배열된다(도 14b 참조).

일체화하기 전 단계에서, 60°로 기울어진 부분에 유리섬유는 미리 결정된 값(56 용적%)의 100% GC로 압출되고, 상부와 하부 부분과 측 면 부분은 압축 노즐을 사용하는 미리 결정된 값(53 용적%)의 95% GC로 압출된다. 일체화 단계에서 GC는 56 용적%로 설정된다.

〈실시예 13〉

도 15에 도시된 것과 같이, 원형 파이프는 60°의 중심각을 갖는 여섯 개의 팬 형상 중앙 코어를 사용하도록 갖추어진다. 이러한 파이프에 있어서, 상기 파이프의 외경은 60mm로 설정되고, 외층의 두께는 0.7mm로 설정되며, 중간층의 두께는 1.5mm로 설정되고, 그리고 중앙 코어의 두께는 1.3mm로 설정된다. 중앙 코어는 진공 사이징 방법에 의한 외경 사이징을 포함하는 압출 주조에 의해 형성된다. 이들 중앙 코어들은 상부와 하부 단계에 위치되는 두 그룹으로 분리된 상태로 제공된다. 유리섬유들은 도 16a 내지 f에 도시된 단계들에 따른 상부, 중간 및 하부 단계를 이용하여 수지가 스며들게 된다. 일체로 하기 전에 중앙 부분에 있는 유리섬유들은 앞의 실시에들에서와 같이 100%(즉, 100%, 56 용적%)의 최종 GC로 압출된다.

-두 번째 발명-

〈실시예 1〉

27.07mm의 폭, 25.51mm의 높이, 그리고 1.42mm의 벽두께를 갖는 중공 파이프제(중앙 코어)는 특정 치수를 갖는 심축을 이용하는 내경 사이징에 의해 수행되는 열가소성 수지인 PS로 ABS 수지(우베 사이콘사에 의해 생산되는 상품명 : Y672B)로부터 압출 주조된다. 상기 Y672B의 열변형 온도는 88℃(18.6 kg/cm2의 하중에서 ASTM D648에 따른) 이다.

이들 두 중앙 코어는 오른쪽과 외쪽으로 병치되어 인발기에 의에 의해 제공된다. 다른 한편, 보강된 긴 섬유로 80개의 유리 조방사(니토 보세키사에 의해 생산되는 상품명 : RS-440RR-526)와 11개의 유리 조방사(동일 사에 의해 생산되는 상품명 : RS-220RR-510)는 침조를 통해 지나게 되어 불포화된 폴레에스테르 수지가 스며들게 된다. 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 과산화물 형태의 경화 촉매로 Cadox BCH-50에 기초한 BPO(카야쿠 에이케이제트오사에 의해 생산되는 상품명)의 질량의 4 그리고 과산화물 촉매처럼 Kayabutyl B(동일사에서 생산되는 상품명)의 질량의 0.5를 포함한다. 상기 조방사들은 도 17a 내지 e에 도시된 압축 노즐(A,B,C,D)을 통해 연속으로 지나게되어 에프알피이 다리를 갖는 섬유 보강 복합 파이프를 얻도록 압출되어 형성된다.

이러한 경우에 있어서, 다리에 있는 유리섬유는 외주변에 섬유와 별개로 최종 GC 까지 거의 압출되고, 그 후 외주변에 있는 에프알피이 층을 형성하도록 외주변에 있는 에프알피이 층과 중앙 코어와 함께 일체로 된다. 다리에 있는 GC는 53.8 용적%로 설정되고, 외주변에 있는 GC는 54.0 용적%로 설정된다. 일체로된 생산물은 최종 압축 노즐(58.0×27.9mm GC : 53.9 용적%)을 통해 지나게 되어 크로스 헤드 다이에 있는 냉각 자켓을 통해 확산되고, 여기서 생산물의 외주변은 이음이 없는 상태로 ABS 수지(우베 사이콘사에 의해 생산되는 GSE450)로 덮여진다. 이때, 피복된 층의 두께는 0.9mm로 설정된다. 피복된 생산물은 슬라이딩 형태 사이징판을 이용하여 수냉 사이징 되고, 88 내지 90℃의 온도로 뜨거운 물을 이용하는 경화탱크에서 경화된다. 인발 속도는 0.8m/min으로 설정되고, 경화탱크의 길이는 8m로 정된다.

경화된 생산물은 인발기에 의해 인발된 상태로 냉각조에서 냉각되고, 특정 길이로 절단된다. 도 18에 도시된 것과 같이, 마지막으로 얻어진 섬유 보강 복합 파이프는 두 중앙 코어(100), 에프알피이제 중간층(200)(다리(200a), 외주변 부분(200b)), 그리고 열가소성 수지제 외층(300)을 포함하는 삼층 구조체를 갖는다. 상기 파이프는 약 60mm의 폭과 약 30mm의 두께를 갖고 두 중공부를 갖는 사각 형상으로 형성된다.

따라서 제조된 섬유 보강 복합체의 형상 측정 결과는 표 5에 나타내어진다. 표본은 약 3mm의 두께로 얇게 잘려지고, 그 단부 면은 연마되었다. 이들 표본을 이용하여 에프알피이의 두께와 중앙 코어의 세로 및 가로 치수는 5배율의 현미경으로 측정되었다. 표 5에서 원각 문자는 도 18에 있는 동일한 원각 문자로 나타낸 부분의 치수를 나타내는 것이다.

실시예	실시예1	비교실시예1	실시예2	실시예3	비교실시예2
중앙 코어용수지	Y672B	Y672B	UT-30B	UT-30B	Y672B
경화온도	88-90℃	98-100℃	88-90℃	98-100℃	93-95℃
에알피이의두께	⑤	1.39	1.26	1.27	1.31	1.33
	⑥	1.25	1.47	1.47	1.48	1.38
	⑦	1.20	1.16	1.23	1.23	1.18
	⑧	1.48	1.71	1.35	1.44	1.66
	⑨	1.19	1.17	1.24	1.23	1.21
중앙코어의크기	⑩	22.33(22.68)	21.82(←)	22.45(22.53)	22.24(←)
	⑪	23.83(24.06)	23.75(←)	24.05(24.16)	24.13(←)
	⑫	22.29	21.70	22.41	22.37
	⑬	23.86	23.82	24.13	24.06
중앙코어의변형	⑩	-0.35	-0.86	-0.08	-0.29	-0.55
	⑪	-0.23	-0.31	-0.11	-0.06	-0.29
	⑫	-0.39	-0.98	-0.12	-0.16	-0.67
	⑬	-0.20	-0.24	-0.03	-0.10	-0.20

괄호 안에 나타낸 수치는 에프알피이의 경화 전에 중앙 코어의 내경을 나타낸다. 여기서 사용된 단위는 mm이다.

표 5에서 중앙 코어의 변형은 경화(섬유 보강) 전, 후 각 종방향과 횡방향을 따른 치수의 차이에 의해 나타내어진다. 분명한 것으로는, 에프알피이의 균일하지 않은 두께, 중앙 코어의 적은 변형 및 바람직한 형상 정밀도를 갖는 섬유 보강 복합 파이프가 획득된다.

〈비교 실시예 1〉

섬유 보강 복합 수지 파이프는 경화 온도가 98 내지 100℃로 설정되는 것을 제외하고는 실시예 1에서처럼 동일한 방식으로 준비된다. 상기 형상을 측정한 결과는 표 5에 나타내어진다. 경화 온도가 중앙 코어를 형성하기 위한 ABS 수지의 열변형 온도 보다 더 높기 때문에 중앙 코어의 변형은 크게 되고 또한 에프알피이 부분의 두께에서 불균일도 크게된다. 특히, 다리(중앙부에)의 두께는 중앙 코어가 안쪽으로 돌출되는 것과 같은 방식으로 변형되기 때문에 크게된다.

〈비교 실시예 2〉

섬유 보강 복합 수지 파이프는 경화 온도가 93 내지 95℃로 설정되는 것을 제외하면, 실시예 1에서처럼 동일한 방식으로 준비된다. 형상 측정 결과는 표 5에 나타내어진다. 비교 실시예 1과 비슷하게, 중앙 코어의 변형은 크게되고 또한 에프알피이부분의 두께에 불균일도 크게된다. 특히, 다리(중앙부에)의 두께는 중앙 코어가 안쪽으로 돌출되는 그런 방식으로 변형되기 때문에 크게된다.

〈실시예 2〉

중앙 코어는 106℃의 열변형 온도를 갖는 방열 ABS 수지(우베 사이콘사에 의해 생산되는 UT-30B)를 이용하여 실시예 1에서와 같이 동일한 방식으로 준비된다. 형상은 27.07mm×25.4mm이다. 실시예 1과 같이 경화는 88 내지 90℃의 경화 온도로 수행된다. 변형 측정의 결과는 표 5에 나타내어진다. 높은 열 저항(100℃ 또는 그 이사의 열 변형 온도)과 경화 온도를 갖는 중앙 코어는 88 내지 90℃의 범위로 조절되었기 때문에 중앙 코어는 작았고 또한 에프알피이층의 두께에 불균일도 작았다. 이러한 방법으로 높은 정밀도를 갖는 섬유 보강 복합 파이프가 획득되었다.

〈실시예 3〉

섬유 보강 복합 수지 파이프는 경화 온도가 98 내지 100℃로 설정되는 것을 제외하면, 실시예 2에서와 같은 방식으로 제조되었다. 형상의 측정 결과는 표 5에 나타내었다. 섬유 보강 복합 파이프의 형상 정밀도는 실시예 2의 것 보다 약간 떨어지지만 실시예 1의 것과는 비교할 만 하다. 이 실시예에 따라서, 중앙 코어의 열변형 온도가 100℃ 또는 그 이상으로 설정되고 경화 온도가 약 100℃로 설정된다 하더라도, 높은 주조비에서 비교 실시예 1의 것 보다 적은 변형을 갖는 섬유 보강 복합 파이프가 주조될 수 있다는 것이 명백하다.

-세 번째 발명-

이하 세 번째 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 도 19는 본 발명에 따른 열간 압출/커버링 장치를 포함하는 제조 공정 라인의 부분을 나타내는 단면도이다. 도 20a는 자켓 노즐의 정면도이고 도 20b는 도 20a의 선 A-A에 따른 단면도이다. 도 21a는 커버링 수지 가열장치의 측면도이고, 도 21b는 그 정면도이다.

열간 압출/커버링 장치(101)는 외층을 형성하기 위해 열가소성 수지를 변형하도록 덮여 개조된 부재(C)의 외주변에 위치된 노즐을 갖는 크로스 헤드 다이(102); 덮여진 부재(C)를 가열하기 위해 십자 헤드 다이(102)의 배출 측면의 앞면에 위치된 가열 장치(104)를 포함한다.

섬유 보강 복합 중공 구조체의 제조에 있어서, ABS 수지는 드래프트 형태의 원형 십자 헤드 다이(102)를 통해 압출기로부터 압출되고, 수지와 접하지 않는 부분에서 수지 주위에 배치된 적외선 가열기(104a)에 의해 앞과 뒷면을 제외하고 그 네 구석(주변 부분)이 가열된다. 상기 가열기(104a)는 각각 조절 가능한 다수개의 영역(예를 들어, 상부와 하부면 그리고 오른쪽과 왼쪽면인 네 개로)으로 나누어진다. 이것은 대기와 전달에 따른 수지의 표면 온도의 감소, 불균일한 냉각과 불균일한 온도를 방지하고; 수지가 경화되지 않은 코어부분을 덮을 때까지 수지가 방출될 때와 같은 실질적으로 동일한 조건으로 수지의 온도와 용융 상태를 유지하는 것을 가능하게 한다.

이것은 또한 경화되지 않은 코어 부분 보다 다른 보통 용융된 생산물을 유사하게 덮는 것을 가능하게 한다. 이러한 경우, 커버링 수지의 융착은 생산물의 예열을 통해 개선될 수 있다. 부가적으로 가열은 상기 적외선을 이용하는 방법에 의해 바람직하게 수행된다. 뜨거운 공기를 이용하여 가열하는 것은 가열되는 대상물에 대한 유입구/배출구로부터(즉, 앞쪽과 뒤쪽 면으로부터) 대기를 채울 수 있기 때문에 바람직하지 않고, 이것은 커버링 수지의 온도를 감소시킬 수 있고, 더욱이 커버링 수지에 진동을 줄 수 있다.

외층 커버링의 안쪽 공간(S)(노즐(106)과 전체 통로가 덮이도록 인발된 부재(C) 전체 냉각 자켓; 그리고 다이(102)의 배출 포트로부터 배출된 커버링 수지 사이에 형성된 실질적으로 밀봉된 공간)의 하부는 배출되고, 공간(S)의 상부는 배출되지 않거나, 또는 대기가 유입된다. 이러한 조건으로 안쪽 공간(S)의 압력 감소도, 특히 그 하부의 압력 감소도는 높게 설정되어 부재(C)의 상부는 아래쪽 돌출로 나타내어지고 부재(C)의 상부는 윗쪽 돌출로 나타내어 지고, 따라서 커버링은 세로 대칭 방식으로 커버링 포인트(P)에 집중된다.

주조된 생산물을 덮도록, 크로스 헤드 다이와 유입된 생산물 사이 공간은 상기 배출을 실현하기 위해 밀봉되어야 한다. 이러한 경우에, 복합 중공 구조체는 가이드 또는 패킹으로 테프론 또는 실리콘 고무와 같은 방열 및 탄성물질로 만들어진 링을 이용하여 밀봉될 수 있다. 상기 밀봉 부재는 벗겨지는 경향이 있어, 새로운 것으로 적절하게 대치되게 된다. 도 21을 참조하면, 또한 상기 다이(102)에 있는 노즐, 자켓 및 니플(칼집이난 코어)은 공기의 누설을 방지하기 위해 밀봉된다. 더더욱 특히, 다이(102)에서 노즐(106)은 자켓(105)으로 고정되고, 자켓(105)과 니플(칼집이난 코어) 사이 공간은 세라믹 물질로 만들어진 방열 패킹으로 밀봉된다.

이하 설명에 있어서, 더더욱 특별한 실시예들이 설명된다. 우선, 240mm×30mm의 직교 단면을 갖는 섬유 보강 복합 중공 구조체(이하 ″에프알 피이 발판″이라 칭한다)를 제조하는 공정으로 제조되는 경우가 설명된다.

〈실시예 1〉

이 실시예에서는 240mm의 폭과 30mm의 두께 그리고 일정 간격으로 평행하게 병치된 ABS 수지로부터 만들어지는 일곱 개의 중앙 코어; 에프알피이 중간층; 및 ABS 수지로 만들어지는 외층으로 구성되는 삼층 구조를 갖는 에프알피이 발판이 제조된다. 상기 제조 공정에 있어서, 일정 두께(이 실시예에서는 1mm)를 갖는 ABS 수지로 만들어지는 외층을 형성하는 단계는 본 발명의 열간 압출/커버링 장치(101)를 이용하여 수행되고, 여기서 상기 커버링의 내부 공간(S) 하부는 비워진다.

우선 ABS 수지로 만들어진 중앙 코어들은 압출 주조에 의해 형성되고 진공 사이징에 의해 형성된다. 일곱 개의 중앙 코어는 병치되게 제공된다. 다른 한편 유리섬유들은 조방사 스텐드로부터 제공되어 침조에서 불포화 폴리에스테르 수지가 스며든다. 유리 섬유 다발은 확산 가이드를 통해 중앙 코어 주위로 배열되고, 압축 노즐을 통해 불포화된 과도한 폴리에스테르 수지를 압출하여 수행되며, 중앙 코어와 일체로 된다. 더욱이 일체로된 생산물의 외주변 부분의 수지는 일정 형상(폭 : 238mm, 두께 : 28mm)으로 압출 주조된다(상기 설명된 생산라인 구조는 도면에 도시되지 않음.). 그 후 일체로된 생산물은 도 21에 도시된 350mm의 구멍으로 드래프트 형태의 크로스 헤드 다이(102)로 유입되고, ABS 수지는 피복된 물체의 외주변 즉, 경화되지 않은 폴리에스테르 수지가 스며든 중앙 코어부분과 같은 평판을 덮도록 환형으로 압출된다. 이러한 경우에 있어서, 압출기의 온도는 다이에 대한 호퍼(hopper) 측면으로부터 10℃의 간격으로 180 내지 230℃로 단계적으로 변화되고, 커버링 수지의 배출량은 568.16 g/m으로 설정된다.

커버링 단계 이후, 상기 커버링 수지는 공냉으로 냉각되고 중앙 부분에 대한 열전달로 인해 스스로 냉각되며, 95℃의 뜨거운 물을 이용하는 경화 탱크에서 경화된다. 그 후 경화된 생산물은 냉각수조에서 냉각되고 1m/in의 인발 속도로 인발기에 의해 인발된다.

도 20a는 노즐(106)의 정면도이고 도 20b는 선 A-A에 따른 단면도이다. 상기 노즐(106)은 중앙 코어부가 통과하는 일정 형상(238mm×28mm의 사각형)을 갖는 압축 노즐구멍(106a)을 갖는 디스크 형태로 형성된다. 상기 노즐(106)은 냉각 자켓(105) 전체 최 하류 측에 있는 크로스 헤드 다이(102)에 설치된다. 압축 노즐 구멍(106a)의 하부측 면에는 오른 쪽과 왼쪽 측면에 대칭 되고 돌출 커브를 그리는 그런 방식으로 네 개의 배출 구멍(배출 포트)(106b)가 형성된다. 다른 한편 압축 노즐(106a)의 상부 측에는 오른쪽과 왼쪽으로 대칭 되고 함몰 커브를 그리는 그런 방식으로 네 개의 대기 유입구멍(공기 유입 포트)(106c)이 형성된다.

도 19에 도시된 것과 같이, 배출 포트(106b)는 다른 단부가 진공 펌프(미도시)에 연결된 진공 파이프(108)의 일 단부와 연결된다. 상기 대기 유입 포트(106c)는 다른 단부가 대기에 연락된 대기 연락 파이프(109)의 일 단부에 연결된다. 상기 진공 파이프(108)와 대기 연락 파이프(109)는 다이(102)에 덮여지도록 부재(C)에 평행하게 배치된다.

상기 커버링의 내부 공간(S)은 대기가 대기 유입 포트(106c)를 통해 유입되는 동안 배출 포트(106b)를 통해 비워진다. 이것은 부재(C)의 하부를 감압하는 데에 효과적이고 따라서 그 중력에 의한 커버링 수지의 처짐을 방지하는 데에 효과적이다. 부가적으로 감압 정도(진공 정도)는 50mm H2O로 설정된다.

냉각 자켓(105)은 경화되지 않은 폴레에스테르 수지의 경화를 방지하도록 노즐(106)을 냉각하기 위해 제공되고, 방열용 세라믹 패킹을 통해 크로스 헤드 다이(102) 주위에 배열된다. 노즐(106)에 둘러싸인 공간(S)과 커버링 수지는 커버링이 부서지지 않는 한 개별적으로 밀봉된 공간을 형성한다.

도 21에 도시된 것과 같이 열간 압출/커버링 장치(101)의 하류 측에는 400mm의 폭과 300mm의 길이를 갖는 네 개의 세라믹 히터가 반대로 배치되는 커버링 수지 가열 장치(104)가 제공된다. 이것으로 약 400mm 평방이고 길이가 300mm이며 크로스 헤드 다이(102)와 동축인 가열공간이 형성된다. 네 개의 히터의 온도는 각각 제어된다.

시험은 가열 장치(104)의 설정 온도가 350℃인 조건하에 수행되었다. 커버링 점(P)은 다이의 앞면에서 떨어져 110mm가 되게 설정된다. 이 점에서 상부 면의 중앙 부분 수지의 표면 온도는 약 220℃ 이었다. 이것은 다이로부터 바로 압출한 후 수지의 온도와 실질적으로 동일하다. 그래서 커버링 수지는 상태가 양호다. 즉, 두께의 불균일함이 적고 주름이 없는 바람직한 광택면이 나타난다.

최종 생산물의 각 구성을 위한 설정 단위질량은 일곱 개의 중앙 코어에 대하여 992.84 g/m; 열가소성 수지에 관해 540 g/m; 그리고 커버링 수지에 관해 568.16 g/m이다. 최종 생산물에 대한 설정 질량은 약 3500 g/m(실질적으로 측정된 질량 : 3490 g/m)이다.

〈실시예 2〉

가열장치(104)의 설정온도는 300℃이다. 바람직한 커버링 수지가 획득되고, 비록 광택도가 떨어지더라도 이것은 불균일한 두께가 거의 없고 주름이 없는 바람직한 면이 나타난다. 커버링 점(P)은 다이(102)의 앞면으로부터 전방으로 120mm가 되게 설정되고, 상기 수지의 표면 온도는 약 210℃가된다.

〈실시예 3〉

가열 장치(104)의 상부와 하부 측면에 위치된 각 가열기(104a)의 설정 온도는 350℃이다. 오른쪽과 왼쪽 가열기(104a)는 작동되지 않는다. 실질적으로 바람직한 커버링 수지가 획득되고, 이것은 오른 쪽과 왼쪽 단부에 주름이 약간 나타나더라도, 불균일한 두께가 거의 없고 광택이 좋다.

〈비교 실시예 1〉

시험은 가열 장치(104)가 작동되지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 수행되었다. 주름과 함께 매우 불규칙한 면을 갖는 커버링 수지가 획득되었다. 커버링 점(P)에서 수지의 표면 온도는 150 내지 160℃로 감소되었다.

〈비교 실시예 2〉

시험은 가열 장치(104)가 비교 실시예 1과 같이 작동되지 않고, 다이의 설정 온도가 250℃로 상승되며 다이 립의 공차가 4.4mm로 늘어난 조건에서 수행되었다.

〈비교 실시예 3〉

시험은 배출이 노즐에 수직으로 되칭되게 형성된 구멍에서 일정하지 않게 수행되고 대기가 유입되지 않는 것을 제외하며 실시예 1에서와 같은 방식으로 수행되었다. 감압도(진공도)는 0 내지 150 mm H2O의 범위로 변화되었다. 이 값이 100 mm H2O 또는 그 이하일 때, 커버링 수지의 하부는 하부면의 중앙부에 주름을 유발하는 그 중력에 의해 처지게 된다. 그 값이 100 mm H2O 이상일 때, 커버링 수지는 커버링 수지의 파손을 유발하는 현저히 높은 감압도(진공도)에 의해 상부 노즐의 앞면에 부착된다.

〈실시예 4〉

ABS 수지의 커버링은 ABS 수지로 만들어진 중앙 코어의 치수가 32.5mm×30.2mm로 설정되고; 최종 생산물의 형상은 폭이 240mm 높이가 35mm로 설정되고; 자켓에 있는 노즐(106)의 구멍부분의 크기가 2%로 배출량이 증가하도록 238mm×33mm로 설정되는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 조건하에 동일한 다이를 이용하여 수행된다. 커버링 점(P)은 다이(102)의 앞면으로부터 앞으로 110mm가 되게 설정된다. 이 점에서 커버링 점(P)에서 상부 면의 중앙 부분에 있는 수지의 표면 온도는 약 220℃이다. 이것은 상기 온도가 다이로부터 직접 압출된 후 수지의 온도와 실질적으로 동일하다는 것을 나타낸다. 그래서 형성된 커버링 수지는 상태가 양호하다. 즉, 불균일한 두께가 적고 주름이 없는 바람직한 광택면이 나타난다.

다음은 150mm의 직경을 갖는 강 파이프가 수지로 덮여지는 참조 실시예에 설명될 것이다.

〈참조 실시예〉

150mm의 외경과 134mm의 내경을 갖는 강 파이프는 1m/min의 커버링 속도에서 1mm의 두께로 HDPE 수지로 덮여진다. 이 커버링에 있어서, 원형 가열 장치(4)가 사용되고, 커버링의 내부 공간(S) 하부는 비워진다.

강은 가이드 롤러에 의해 고정되고, 135℃에서 3mm의 길이를 갖는 열공기 가열로에서 가열되며, 크로스 헤드 다이(102)에 관입된다. 다이 구멍의 형상은 실시예 1과 같다. Hi-zex 6300MB(미츄이 케미칼사에 의해 생산되는 상표명)인 HDPE 수지는 피복을 위해 200℃의 압출 온도로 압출된다. 가이드(152mm 구멍)는 크로스 헤드 다이의 유입부에 제공되고, 강 파이프는 크로스 헤드 다이의 앞면에 있는 가이드(실시예 1에 있는 노즐에 상당하는)를 통해 테프론 링(삼 단계)으로 밀봉된다. 더욱 특히, 150mm의 외경을 갖는 강 파이프의 내경은 세 개의 테프론 링을 사용하여 삽입 가이드(가이드 판)를 통해 152 내지 150mm로 밀봉된다. 배출은 가이드의 하부로부터 수행되고 대기 유입 포트는 상응하는 상부에 제공된다. 가열 장치(4)는 420mm의 구멍과 또한 250mm의 길이를 갖고 그의 가열 온도는 오직 한 점에서 제어된다. 가열 온도는 260℃로 설정되고 진공도는 35 mmH2O로 설정된다. 커버링 점(P)은 다이(102)의 앞면으로부터 전방 약 150mm가 되게 설정되고, 커버링 점(P)에 HDPE 수지의 표면 온도는 약 190℃가 되게 설정된다. 그래서 획득된 커버링 수지는 주름이 없고 불균일한 두께가 거의 없으며, 융착이 매우 양호하다.

〈비교 실시예 4〉

HDPE 수지(Hi-zex 6300 MB)의 커버링은 가열 장치(104)가 사용되지 않는 것을 제외하면, 실시예 5에서와 같은 방식으로 수행된다. 그래서 획득된 커버링 수지는 주름을 갖는 매우 불규칙한 면을 갖는다. 커버링 점(P)에서 수지의 표면 온도는 150 내지 160℃로 감소된다.

상기 실시예에 있어서, 커버링 점(P)은 크로스 헤드 다이(102)의 앞 패널로부터 앞으로 가열 장치(104)에 설정된다. 하여간 제조 라인의 공정 속도가 증가하고 따라서 커버링 점(P)이 가열 장치(104)의 밖으로 이동된다 하더라도, 상기 커버링 위에 가열 장치(104)의 가욜 효과는 유지된다(즉, 가열 장치(104)를 사용하지 않는 경우와 비교하여 점착성이 개선되는 효과). 이러한 방식에 있어서, 가열 장치(104)의 가열 효과는 대기의 노출에 의해 커버링 수지의 온도 감소와 다르고, 따라서 커버링 수지의 융착성을 유지하는 동안 커버링을 완성한다. 따라서 커버링 점(P)은 가열 장치(104) 안쪽 또는 바깥쪽에 설치될 수도 있으나 하여간 가열 장치(104) 안쪽에 설치되는 것이 바람직하다.

〈변형 실시예〉

배출 포트(106b)와 대기 유입 포트(106c)의 각 형상은 완전한 원형으로 제한되지 않고 사각 도는 타원으로 될 수 있다. 다수개의 배출 포트(106b)와 대기 포트(106c) 사이에 위치적인 관계는 특별히 제한되지 않는 다. 즉, 그들은 압축 노즐 구멍(106a)을 따라 곧은 선으로 배치될 수 있고, 각각 상부 또는 하부로 구부러지거나 또는 곧게 연장된 하나의 슬롯으로 형성될 수 있다. 요약하면, 이들 포트들은 불균일한 커버링을 방지하도록 커버링 수지 또는 중앙 코어 부분으로부터 분리되도록 바람직하게 제공된다.

커버링 수지를 배출하기 위한 배출 포트의 형상은 완전히 둥근 형태로 특별히 제한되지 않고, 타원형 또는 다각형으로 될 수 있다. 다각형의 그리고 특히 예리한 각을 갖는 경우에 있어서, 하여간 각이진 부분은 커버링 수지의 주름이 발생하는 것을 방지하기 위해 바람직하게 둥글게(즉, R이 구석에 형성되는) 된다.

세 번째 발명에 따른 용융된 열가소성 수지로 피복을 하는 방법 및 장치에 대한 상세한 설명에 따르면, 주름이 없는 강화된 표면 상태를 제공하는 반면, 수지로 100mm 이상의 단면 직경 또는 일 측면을 갖는 큰 경화되지 않은 중앙 코어부분을 불균일하게 덮는 것이 가능하다. 더욱이 원형 또는 타원형으로 형성된 배출 구멍을 갖는 드래프트 형태의 크로스 헤드 다이의 사용은 어떤 범위로 경화되지 않은 중앙 코어 부분의 직경을 변화하도록 하고, 커버링 두께를 변화하도록 한다.

특히, 약 240mm×30mm의 단면 직경을 갖는 큰 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 공정에 있어서, 주름이 없는 불균일한 커버링을 수행하는 것이 가능하고, 더욱이 경화되지 않은 수지가 스며든 유리 섬유가 용융된 상태로 커버링 수지와 접촉하기 때문에, 에프알피이 부분과 커버링 수지 사이 융착 길이를 개선하는 것이 가능하다.

중앙 코어의 직경이 변한다면, 동일한 커버링 염색은 이 변화에 대처하도록 사용될 수 있다. 더욱이 불균일한 커버링 두께가 확실하게 될 수 있기 때문에, 장식 수행을 개선하기 위해 엠보싱과 같은 상응하는 선처리가 쉽게 될 수 있다.

-네 번재 발명-

〈실시예 1〉

ABS 수지로 만들어진 여기서 일곱 개의 중앙 코어는 측으로 배열되고 각 에프알피이 다리는 인접 코어 사이에 배치되는 240mm 폭과 30mm 두께를 갖는 에프알피이 발판은 아래 공정으로 제조된다.

우선 ABS 수지로 만들어진 중앙 코어는 압출 주조되어 진공 사이징에 의해 형성된다. 일곱 개의 이들 중앙 코어는 병치되게 제공된다. 한편, 유리섬유는 조방사 스탠드로부터 제공되고, 침조에서 불포화 폴리에스테르 수지가 스며들고, 확산 가이드를 통해 중앙 코어 주위에 배치된다. 이들 유리섬유는 사이징 노즐을 통해 과다한 불포화 폴리에스테르 수지량을 사이징 하여 중앙 코어와 일체로 된다(이때, 각 다리는 특정 GC로 압출된다). 그 후 중앙 코어 주위 에프알피이 부분의 수지는 전체 일체로 되는 생산물이 일정한 형상(폭 : 238mm, 두께 : 28mm)으로 형성될 때까지 더 압출된다. 그래서 상기 획득된 생산물(경화되지 않은 중앙 부분)은 350mm의 구멍을 갖는 드래프트 형태의 크로스 헤드 다이로 유입된다. 그 후 ABS 수지는 피복을 위해 환형으로 압출된다. 다이의 앞부분으로부터 커버링 점 부근 까지 영역은 커버링 수지 가열 장치로 가열되고, 피복된 중앙 코어는 롤러 사이징 장치에 의해 커버링 점에서 경화 탱크 방향으로 10mm 떨어진 위치로부터 사이징 주조하게 된다(예를 들어 도 22와 같은). 상기 커버링 점은 다이의 앞면으로부터 약 110mm 떨어진다. 첫 번째 롤러 세트와 두 번째 롤러 세트는 각각 50℃인 뜨거운 물과 실온(약 20℃)인 물을 지나 냉각된다. 첫 번째 롤러 세트의 첫 번째 내지 세 번째 롤러의 표면은 테프론으로 피복된다. 사이징 주조 후에, 경화되지 않은 부분은 각각 상부와 하부 면에 배열된 다섯 쌍의 사이징 롤러를 갖는 다섯 세트의 사이징 장치인 뜨거운 물을 이용하는 경화 탱크(도 23a와 23b 참조)에서 95℃ 뜨거운 물로 경화된다. 경화된 생산물은 수냉조에서 수냉되고, 1m/min의 감김 속도로 감개장치에 의해 감겨지며, 커터에 의해 잘려진다.

크로스 헤드 다이의 앞면에는 각각 400mm의 폭과 150mm의 길이를 갖는 네 개의 마주보게 배치된 세라믹 히터를 포함하는 가열 장치가 배치된다(오른쪽과 왼쪽에 있는 두 세라믹 히터는 롤러가 다이의 앞면으로부터 120mm에서 차단되도록 길이가 50mm인 차단부를 갖는다). 그래서 크로스 헤드 다이와 동축이고 약 장방 400mm 그리고 길이 150mm인 크기를 갖는 가열 공간이 형성된다. 상기 히터는 크로스 헤드 다이로에서 그리고 부터 미끄러질 수 있다. 네 히터의 온도는 각각 제어될 수 있다. 오른쪽과 왼쪽 그리고 상부 히터의 각 설정 온도는 350℃으로 설정된다. 커버링 점은 다이의 앞면으로부터 110mm 떨어지게 설정된다. 이 점에서 수지의 상부 면의 중앙 부분의 온도는 약 220℃로 유지되고 이것은 실질적으로 바로 압출 후 수지의 온도와 동일하다.

롤러 사이징 장치에 관하여, 상부와 하부 롤러 사이의 공차는 첫 번째 롤러 세트의 두 처음 한 쌍에 관해 31.5mm로 설정되고 3번째 내지 7번째 롤러와 두 번째 롤러 세트에 관해 31.0mm로 설정된다. 31.0mm 값은 ″경화 후에 생산물의 평균 두께″ + ″0.5mm″에 상당하는 것이다. 오른쪽과 왼쪽 롤러 사이에 공차는 첫 번째 롤러 세트의 1번 롤러와 2번 롤러에 관해 241.5mm로 설정되고, 3번 롤러와 나머지 롤러 그리고 두 번째 롤러 세트에 관해 240.5mm이다. 240.5mm 값은 ″경화 후 생산물의 평균 폭″ + ″0.5mm″에 상당하는 것이다. 경화 탱크에 있는 롤러는 모두 상부와 하부 롤러이고, 오른쪽과 외쪽 롤러는 없다. 이들 롤러의 각 공차는 31.0mm로 설정된다.

그래서 획득된 에프알피이로 만들어진 발판은 주름이 없고 표면 정도는 폭 방향과 세로 방향으로 매끈하며, 광택이 좋고, 형상이 정밀하고 커버링 수지와 에프알피이 부분 사이에 융착이 양호하다. 폭 방향에서 두께의 정밀도는 29.9 내지 30.6mm로 바람직하다.

〈실시예 2〉

첫 번째 롤러 사이징 장치의 사이징 시작 부분은 가열 장치의 하류 측면에 있도록 설정된다(즉, 다이의 앞면에서 180MM 떨어진). 다른 구성들은 실시예 1에서와 같이 동일하다. 커버링 위치는 다이의 앞면으로부터 110MM에 설정된다. 그래서 획득된 에프알피이로 만들어진 발판은 세로 방향으로 유리 섬유의 약간의 흔적(줄무늬)을 갖지만 주름이 없고, 폭 방향과 세로방향에서 모두 매끈한 면을 갖고, 광택이 좋으며, 커버링 수지와 에프알피이 부분 사이에 융착이 양호하다. 폭 방향에서 두께의 정밀도는 29.8 내지 30.6으로 바람직하다.

〈실시예 3〉

벨트와 같은 테프론이 스며든 유리 천(엠보싱 시트)은 실시예 1에서 사용되는 첫 번째 롤러 사이징 장치의 앞단에 세 쌍의 롤러 앞에 감기고, 벨트의 편향이 오른쪽과 왼쪽 롤러 사이에서 방지된다. 커버링 면으로 이송되는 벨트의 엠보싱 무늬로 뛰어난 장식이 수행되는 매끈한 커버링 면이 획득된다. 그래서 획득된 에프알피이로 만들어진 발판은 주름이 없고 폭 방향과 세로 방향에 매끈한 면을 가지며, 형상이 정밀하고 커버링 수지와 에프알피이 부분 사이의 융착이 양호하다. 폭 방향에서 두께의 정밀도는 두께가 29.9 내지 30.5mm로 양호하다.

〈실시예 4〉

실시예 1에서 사용되는 첫 번째 롤러 사이징 장치의 한 쌍의 앞 롤러는 테프론 피복에 의해 수행되는 그 면에 불규칙함을 주도록 처리(스크레치 브러시 마루리를 하도록 엠보싱된)된다. 다른 구성부들은 실시예 1에서와 동일하다. 커버링 수지의 면 위로 이송되는 롤러 면의 엠보싱 무늬로 뛰어난 장식이 수행되는 매끈한 면이 획득된다. 그래서 획득된 에프알피이 발판은 주름이 없고, 폭 방향과 세로 방향 모두에 매끈한 면을 가지며, 형상 정밀도가 양호하고 커버링 수지와 에프알피이 부분 사이의 융착이 양호하다. 폭 방향에 두께의 정밀도가 29.9 내지 30.6mm로 양호하다.

〈비교 실시예 1〉

커버링 후에 첫 번째 및 두 번째 롤러 사이징 장치의 상부 롤러와 측면 롤러가 사용되지 않는 것을 제외하면, 실시예 1의 절차가 반복된다. 유리 섬유의 줄이 커버링 수지의 면에 보이고, ABS 수지와 에프알피이 부분 사이의 융착이 중앙부를 제외한 상부 면, 측면 및 하부면에서 감소된다(즉, 커버링이 절단에 의해 뜨거나 또는 커터로 쉽게 벗겨지는). 폭 방향으로 두께의 정밀도가 29.7 내지 31.4mm의 두께로 불균일하게 된다.

〈비교 실시예 2〉

경화 탱크에 있는 사이징장치(롤러) 대신에 부양 방지 롤러(경화 탱크(길이 8m)에 1m의 간격으로 배열된 단일 상부 롤러)가 사용된다. 다른 구성들은 실시예 1에서와 같다(커버링 후 롤러 사이징이 유사하게 수행된다). 그래서 획득된 에프알피이 발판은 주름이 없고, 폭 방향과 세로 방향 모두에 매끈한 면을 가지며, 폭 방향에 두께의 정밀도는 두께가 29.8 내지 30.8로 양호하다. 커버링 수지와 에프알피이 부분의 융착은 상부 면에서는 실질적으로 양호하지만, 양 측면을 제외한 하부에서는 불량하다(즉, 중앙부에서). 또한 폭 방향으로 약간의 굴곡이 보인다. 단면을 관찰한 결과로 약간의 중앙 코어는 기울어진다.

〈비교 실시예 3〉

비교 실시예 1과같이 커버링 후에 사용되는 롤러 사이징 장치에 관한한, 상부와 측면 롤러는 사용되지 않고 오직 하부 롤러가 사용된다. 또한 비교 실시예 2와 같이 부양 방지 롤러(경화 탱크(길이 8m)에 1m의 간격으로 배열된 단일 상부 롤러)가 경화 탱크에서 사용되고 롤러 사이징은 수행되지 않는다.

유리 섬유의 줄은 커버링 수지의 표면에 보이고, ABS 수지와 에프알피이 부분의 융착은 그 중앙 부분을 제외한 상부 면, 측면 및 하부 면에서 감소된다. 폭 방향에 두께의 정밀도는 두께가 29.7 내지 31.5로 불량하다. 또한 폭 방향에 약간의 구불어짐이 보인다. 단면의 관찰 결과로 중앙의 일부가 기울어진다.

〈비교 실시예 4〉

롤러 사이징 장치 대신에 도 24에 도시된 수냉 슬라이드 형태의 사이징 장치(수조)가 열간 커버링 장치 다음에 제공된다. 슬라이드 형태의 사이징 부의 길이는 80mm로 설정된다. 사이징 장치의 앞 부분(유입부)은 가늘어지고, 배출 포트는 커버링 다이 측면에 물의 분출을 방지하도록 가늘어진 부분과 안쪽 부분 사이 경계에 제공된다.

하여간 사이징 주조는 연속적으로 안전되게 수행될 수 없다. 커버링 수지의 배출량이 작은 값으로 설정될 때, 각 직각 구석에 날카로움은 불충분하여 구석 부분에서 물의 흐름이 유발된다. 물의 흐름은 물의 불충분한 흡입을 유발하도록 커진다. 결과적으로 물은 커버링을 따라 다이에 도달하여 커버링의 파손을 일으킨다. 커버링 수지의 배출량이 큰 값으로 설정될 때, 사이징 저항이 커져 얼룩이 발생하며, 따라서 폭 방향에 단계를 유발한다. 배출량이 중간 값으로 설정된 때에도, 물의 흐름을 유발되어 커버링이 파손되는 다양한 요인이 작용함에 따라 두께에 약간의 불균일함을 종종 유발한다(예를 들어 유리 섬유 다발의 장애). 상기 설명된 것과 같이 사이징의 폭이 넓기 때문에(240mm) 안정된 사이징 주조가 수행되지 않는다.

부가적으로 240×30mm 에프알피이제 발판 시험 주조에서 열 가소성 수지로 피복하고 이하처럼 냉각 사이진 한 후에 경화 단계의 롤러 사이징을 수행하는 것이 바람직하다. 상기 경화는 95 내지 100℃의 온도의 뜨거운 물에 경화되지 않은 코어 부분을 담궈 수행될 수 있다. 이것은 경화 온도를 균일하게 하고 높은 신뢰도로 부분적인 반점의 발생을 제거하는 데에 효과적이다.

각 Ф40mm의 직경을 갖는 롤러들은 경화 탱크의 입구에서 적어도 경화되지 않은 코어 부분이 경화되는 위치까지 200mm 또는 그 이하의 간격으로 배열된다(즉, 이 실시예에서는 입구로부터 0 내지 6m). 상기 롤러들은 쌍으로 또는 교대 배열로 상부 측면 뿐 아니라 상부와 하부 측면 모두에 제공될 수 있다.

상기 롤러들은 위치 제어를 위해 적절한 블록(각 블록의 길이가 약 1mm)으로 무리지어 진다. 인접 롤러들 사이 틈을 열 수 있는 배출 장치는 과다하게 두꺼운 부분이 폐쇄를 방지하도록 가깝게 된다면 제공될 수 있다. 동일 것은 오른쪽과 왼쪽 롤러를 위해 조정된다.

롤러들 사이 간격의 조절과 간격 설정 범위는 커버링 단계 이후 사용되는 롤러들과 동일하다. 롤러 공차는 경화 탱크의 입구 근방에 위치되는 것을 위해 더 넓게 설정되고, 경화 위치 근방에 위치되는 롤러에 관한 생성물의 평균 두께에 대한 동일한 값으로 설정된다. 롤러 공차가 커버링 수지가 냉각되어 응고될 때까지 작다면(또는 생성물의 두게 대해 동일한 값으로 설정된다면) 즉, 매끈하지 않고, 수지가 압착될 수 있고 수축 저항이 증가될 수 있는 불편함이 발생한다.

냉각 롤러들을 위한 장치가 필요로 하지 않고 롤러들은 자유롭게 회전될 수 있다.

-다섯 번째 발명-

〈실시예 1〉

일정 간격으로 병치된 중앙 코어가 만들어진 일곱 개의 ABS 수지, 에프알피이제 중간층 및 외부 커버링 층이 만들어진 ABS 수지로 구성된 삼층 구조를 갖는 240mm의 폭과 30mm의 두께를 갖는 발판은 도 25에 도시된 장치로 그 외층 면이 엠보싱 처리되는 세 번째 발명의 실시예 1에 설명된 공정으로 제조된다.

상기 발판은 900mm의 길이와 300℃의 설정온도와 상부 및 하부 세라믹 가열기를 갖는 예열 장치를 통과하도록 감개 장치에 의해 감겨진다. 그 후 엠보싱 처리는 외층면 위로 철사 망의 공간이 연속으로 이송되도록 실리콘 고부 시트와 10mm의 그물 간격으로 갖는 철사 망 및 2mm의 직경으로 감긴 주위에 직경이 230 인 각각 강으로 된 롤러를 포함하는 한 쌍의 가열 롤러를 가압하여 수행된다. 가열 매체로 200℃의 오일은 가열 롤러를 통해 순환된다. 상기 롤러의 앞과 뒷면은 세라믹 가열기(설정온도 340℃)에 의해 내부로부터 가열되고; 롤러의 뒷면에, 복합 중공 구조체의 면은 철사 망으로부터 쉽게 박리되도록 공기 노즐에 의해 냉각된다. 공기 흐름 비는 20,000 l/hr로 설정된다. 이러한 방식으로, 균일하게 엠보싱된 상부 및 하부 커버링 면을 갖는 복합 중공 구조체가 획득된다.

편차 효과는 예를 들어 시편이 적절한 크기로 잘리도록 기울이고, 매끈한 PVC로 제공되는 무거운 물체 또는 그 하부에 부착된 고부 시트로 대치하고, 시편의 경사각을 변화하고, 미끄러지도록 무거운 물체가 출발하는 각을 평가하는 방법으로 평가된다. 이러한 평가 방법은 본 발명을 위해 사용된다.

시편은 경사 방향으로 시편의 세로 방향(감아 올리는 방향)을 대치하여 시험 잭을 이용하도록 기울여지고, 상업적으로 유용한 슬리퍼(부드러운 PVC 시트)의 하부에 무거운 물체가 놓여진다. 무거운 물체와 직경에 있어 모두 다른 두 종류의 무거운 물체가 사용된다. 잭의 높이는 천천히 핸들을 돌려 변화되어 어떤 진동이 발생되지 않고, 시편을 따라 아래로 미끄러지는 무거운 물체에 경사각이 평가된다. 경사는 탄젠트(″tan″ 높이/바닥)로 표시된다. 비교하면, 시험은 또한 확산 패널로부터 시편에 물을 떨어뜨려 젖은 상태로 수행된다. 비교 실시예에서와 같이 본 발명의 발판과 상업적으로 유용한 베니어판에 관한 측정 결과는 표 6에 나타내었다. 이것은 젖은 상태에서도 무거운 물건이 45℃의 경사각에서 발명 샘플을 따라 아래로 미끄러지지 않는 것이 명백하고, 따라서 본 발명은 바람직한 미끄럼 방지 효과를 나타낸다.

	시편	A(φ30)질량 : 192 g	A(φ70)질량 : 1507 g
젖은 상태	엠보싱 없음 비교 실시예 1	1.075	0.81
	베니어 발판 참조 실시예	0.89	0.78
	철선 망에 의한 실시예 1엠보싱	1.50 또는그 이상	1.00 또는그 이상 ;질량이 기울어진
	철선 망에 의한엠보싱 비교 실시예 2예열 없음	0.80	-
	모래 브레스팅	30초 동안 가압실시예 2	0.86	0.78
	모래 브레스팅	30초 동안 가압비교 실시예 3	0.74	0.70
	롤러에 의한엠보싱 실시예 3철선 망에 의한엠보싱	1.5	-
젖지않은 상태	엠보싱 없음 비교 실시예 1	0.64	0.69
	베니어 발판 참조 실시예	0.83	0.77
	철선 망에 의한 실시예 1엠보싱	1.24	1.00 또는그 이상
	철선 망에 의한엠보싱 비교 실시예 2예열 없음	0.67
	모래 브레스팅	30초 동안 가압실시예 2	0.80	0.75
	모래 브레스팅	30초 동안 가압비교 실시예 3	0.68	0.63
	롤러에 의한엠보싱 실시예 3철선 망에 의한엠보싱	1.32	-

〈비교 실시예 1〉

복합 중공 구조체는 철선 망을 이용하는 엠보싱 마무리가 수행되지 않는 것을 제외하면 실시예 1과 같이 동일한 공정으로 제조된다. 그 후 획득된 구조체의 미끄럼 방지 효과가 평가된다. 결과는 표 6에 나타내었다. 젖지 않은 상태에서 시편을 따라 물체가 덜 미끄러지는 것이 명백하지만 젖은 상태에서는 시편을 따라 매우 쉽게 미끄러진다.

〈비교 실시예 2〉

복합 중공 구조체는 예열이 철선 망을 이용하는 엠보싱 마무리에서 수행되지 않는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 공정으로 제조된다. 그 후 획득된 구조체의 미끄럼 방지 효과가 평가되었다. 결과적으로, 엠보싱에 이해 외부 면에 주어진 불균일 함이 불충분하다는 것이 명백하게 되었고, 젖지 않은 상태에서 샘플을 따라 질량이 덜 미끄러지는 것이 명백하게 되었지만, 젖은 상태에서는 시편을 따라 매우 쉽게 미끄러진다.

〈실시예 2〉

비교 실시예 1에서 획득된 복합 중공 구조체는 엠보싱 마무리가 되지 않고, 300mm(폭 : 240mm)의 길이로 잘려진다. 그 후 준비된 시편의 면에 아래 조건에 따라 신토 브라토사에 의해 생산되는 MYBLAST MY-30A(상품명)를 이용하여 모래 브레스팅을 한다. 브레스팅 금속으로는 알루미늄 ＃ 24가 사용된다. 또한 8mm의 직경을 갖는 주입 노즐이 사용된다. 브레스팅 물질은 단일 면당 30초 동안 0.4Mpa(4 kg/cm2)의 공기압으로 시편으로부터 약 150mm 떨어져 위치된 주입 노즐로부터 전체 면에 분사된다. 시편 전체 면이 균일하게 모래 브레스팅된 후에 시편은 실시예 1과 같은 방식으로 미끄럼 방지 효과란 개념으로 평가된다. 결과는 표 6에 나타내었다. 젖지 않은 상태와 젖은 상태에서 시편의 미끄럼 방지 효과는 상업적으로 유용한 베니어와 비교하여 명백하다. 즉, 만족할 만한 실용성을 갖는다.

〈비교 실시예 3〉

복합 중공 구조테의 단일 면은 브레스팅 시간인 10초로 설정된 것을 제외하면, 실시예 2와 갖은 동일한 방식으로 모래 브레스팅 된다. 그의 미끄럼 방지 효과가 평가되었다. 그 결과는 표 6에 나타내었다. 브레스팅 시간이 불충분하기 때문에 외층 면에 주어진 불균일함이 불충분하다는 것이 명백하고, 따라서 충분한 미끄럼 방지 효과를 얻는 것이 불가능하다.

〈실시예 3〉

이 실시예는 커버링 후에 사이징을 위해 사용되는 첫 번째 롤러 사이징 장치의 맨 처음 한 쌍의 롤러가 엠보싱 롤러(0.5mm(폭)×1.0mm(길이)×1.0mm(높이)를 갖는 각 돌기가 0.85mm의 피치로 배열되는)로 사용된다는 점에서 실시예 1에서 변형된다. 다른 층의 면은 커버링 후에 상기 롤러로 훌륭한 엠보싱 무늬를 갖는다. 더욱이 실시예 1과 같이 복합 중공 구조체의 도안 후에 외층의 면은 철선 망(10mm의 망)을 이용하여 큰 불균일을 갖는 엠보싱 무늬가 형성된다. 외층의 형상 특성은 개선되고 또한 충분한 미끄럼 방지 효과가 획득된다.

이 실시예에 따르면, 중량이 감소되고, 강도와 경도가 증가되며, 절연성과 내구력 및 부식저항이 높은, 그리고 발판이 사용될 때 젖은 상태에서도 미끄럼 방지 특정이 좋은 에프알피이제 발판이 획득된다.

-여섯 번째 발명-

〈실시예〉

도 26a 내지 26d를 참조하면, ABS 수지로 만들어진 캡이 사출 주조로 형성된다. 상기 캡은 복합 중공 구조체의 단부의 단면에 실질적으로 동일한 형상을 갖는 예를 들어 240.5mm의 폭, 30.0mm의 높이 및 7.0mm의 두께를 갖는 편평한 부분(301); 편평한 부분(301)에서 돌출된 각 쌍이 중공 부분의 상부와 하부면에 접촉한 각 중앙 코어의 중공부에 삽입된 일곱 쌍의 갈고리 같은 돌출부(303); 및 중공부의 측면과 접촉된 구조체의 양 단부에 위치된 중공부 안에 삽입된 한 쌍의 갈고리 같은 부분(305)을 포함한다. 상기 돌출부는 그 사이 공간이 끝 단부 측면으로 크게 되고, 돌출부의 끝 단부가 날카로운 각으로 깎인 그런 방식으로 형성된다. 한 쌍의 돌출부의 깎인 끝 단부면 사이 폭(높이)은 복합 중공 구조체(22.2mm)의 중공부의 상응하는 직경 보다 작은 20.0mm로 설정된다. 갈고리 같은 돌출부(303)의 외측의 최대 폭(즉, 모서리 부분의 외측)은 복합 중공 구조체의 중공부와 상응하는 크기 보다 약간 작은 24.0mm로 설정된다. 갈고리 같은 돌출부의 폭(모서리 부분의 내측의 폭)은 복합 중공 구조체의 중앙 코어의 곧은 부분의 폭(25mm) 보다 5mm 짧은 20.0mm로 설정된다. 각 돌출 부분(303,305)의 돌출 길이는 18mm로 설정된다. 부가적으로, 각 중공 부분의 상부와 하부 면에 가까운 일곱 개의 슬롯(307)(배출구)이 형성된다.

상기 캡은 톨루엔 또는 MEK와 같은 용매를 포함하는 접착제로 갈고리 같은 돌출 부분의 외측 면과 평판 같은 갈고리 부분의 표면을 피복하고 중공부에 삽입하여 접착으로 고정된다. 캡은 쉽게 삽입되고, 접착의 응결 후에 캡은 충격이 플라스틱 망치로 복합 중공 구조체의 단부에 가해진 경우에도 접착이 떨어지지 않을 수 있다. 그 후 처리된 3m의 단부 길이를 갖는 발판은 발판인 2m의 높이에서 콘크리트 바닥으로 떨어지는 낙하 시험을 거친다. 결과적으로 캡은 일그러지기 해도 발판의 주 몸체는 손상이 없었다.

〈비교 실시예 1〉

그 단부가 처리되지 않은 복합 중공 구조체는 상기 실시예와 같이 낙하 시험되었다. 결과적으로, 단부에서 커버링 수지에는 약 50mm의 크랙이, 중앙 코어에 크랙이, 에프알피이제 중간층에 크랙이, 그리고 외층/중간층/중앙 코어의 벗겨짐이 구조체의 단부에서 관측되었다.

〈비교 실시예 2〉

상대적으로 일치하는 각 복합 중공 구조체의 중공부에 삽입되는 형태의 캡이 준비되어 상기 실시예와 같이 중공부에 삽입되어 접착 고정되었다. 돌기의 크기는 29.6×22.2mm로 설정되었다. 복합 중공 구조체에 따라서 상기 캡은 부적절한 치수 공차로 인해 몇몇 중공부에 삽입되지 않을 수 있다. 캡의 삽입은 많은 시간을 요구고, 하나의 복합 중공 구조체 당 14개의 캡을 제고해야 하기 때문에 제조 비용이 높다.

〈비교 실시예 3〉

전체 내주변 면과 접속하여 중공부에 삽입되는 돌출부를 갖는 일체형 캡이 시험을 위해 준비되었다. 많은 복합 중공 구조체에 따라서, 캡의 돌출부는 중공부에 삽입되지 않을 수 있다.

〈비교 실시예 4〉

비교 실시예에서 일곱 개의 돌출부 중 세 개 즉, 오른쪽과 왼쪽에 하나 그리고 중앙에 하나는 왼쪽이고 다른 돌출부는 생략된 일체형 캡이 시험을 위해 준비되었다. 비교 실시예 3에 상당하는 몇몇 부분이 있지만, 많은 구조체에 따라서 몇몇 부분은 삽입되지 않을 수 있다. 접착 경화 후에 플라스틱 망치로 복합 중공 구조체의 단부에 충격을 가한 결과로 돌출부가 생략된 캡의 부분이 떠서 공간이 형성되는 경향이 있다.

〈비교 실시예 5〉

편평한 부분의 외경이 복합 중공 구조체의 단부의 단면 형상 보다 약간 더 큰 캡이 준비되어 편평한 부분은 외측면으로부터 복합 중공 구조체의 단부를 에워싸 덮는 방식으로 편평한 부분의 외부변으로부터 돌출된다. 캡의 치수는 폭이 246mm, 높이가 37mm, 그리고 벽 두께가 3mm이다. 이 캡은 쉽게 삽입되어 접착되고 또는 작업 수행이 바람직하지만; 캡과 복합 중공 구조체 사이에 단이 형성되기 때문에 다른 복합 중공 구조체와 접촉하여 운송 도중 캡은 종종 떨어진다. 더욱이 운송이나 저장 중에 복합 중공 구조체의 적재 작업성은 단이 있기 때문에 불량하고, 최악의 경우에 적재된 복합 중공 구조체는 기울어져 무너지게 된다.

Claims

각 단면이 타원 또는 원형과 같이 변형 가능하게 형성된 열가소성 수지로 만들어진 다수개의 중공 중앙 코어는 수평, 수직 또는 비스듬한 방향으로 서로 병치되고;

상기 다수개의 중앙 코어들은 열가소성 수지와 서로 일체로 결합되는 보강 긴 섬유로 형성된 중간층에 의해 하나의 몸체로 연결되며; 그리고

상기 중간층의 외주변은 열가소성 수지로 만들어진 외층과 일체로 피복되는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙 코어의 중공부는 열가소성 수지로 만들어진 다리에 의해 부분으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙 코어를 형성하기 위한 열가소성 수지는 상기 중간층에 접합되고 100℃ 이상의 열변형 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체.
제 1 항에 있어서, 상기 중간층의 벽두께는 상기 중앙 코어의 벽두께의 0.5 내지 3배 또는 상기 외층의 벽두께의 0.5 내지 3배인 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체.
제 1 항에 있어서, 각 상기 중앙 코어와 상기 외층을 형성하기 위한 열가소성 수지는 PS 수지, As 수지, AES 수지, AAS 수지 및 ABS 수지로 선택되고, 상기 중간층을 형성하기 위한 열가소성 수지는 결화되지 않은 폴리에스테르 또는 교착 결합 성분으로 스티렌 모노머를 포함하는 비닐 에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체.
제 1 항에 있어서, 상기 중앙 코어의 각 구석에 위치되는 중간층의 부분은 상기 중간층의 나머지 부분 보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체.
제 1 항에 있어서, 상기 이층의 표면은 상기 외층의 표면에 불균일함을 주어 미끄럼 방지 효과를 제공하는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체.
제 1 항에 있어서, 열가소성 수지로 만들어진 보호 캡은 상기 중앙 코어의 단부에 끼워지고, 상기 캡은 상기 복합 중공 구조체의 단부의 단면 형상과 실질적으로 동일한 형상을 갖는 평면판 같은 부분, 상기 판 같은 부분으로부터 돌출되고 그 끝 단부 쪽으로 연장된 갈고리 같은 돌출 부분 및 주변 방향으로 분리된 돌출 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체.
연속 압출 주조에 의해 열가송 수지로부터 다수개의 중공 중앙 코어를 형성하거나, 또는 압출 주조에 의해 이미 형성된 열가소성 수지로부터 만들어진 다수개의 중공 중앙 코어를 연속으로 공급하는 단계;

열가소성 수지로 서로 일체로 결합되는 긴 섬유의 각각에 다수개의 보강된 긴 섬유 다발을 제공하는 단계;

긴 섬유 다발이 중앙 코어의 외주변 주위에 배열되어 중간 층을 형성하는 그런 방식으로 상기 각 다발은 압착 주조하는 단계;

외층을 형성하도록 열가소성 수지로 피복된 중앙 코어의 외주변을 일체로 피복하는 단계;

결과 복합물을 냉각하는 단계; 및

중간층의 열가소성 수지를 가열하고 경화하는 단계를 포함하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법.
연속 압출 주조로 열가소성 수지로부터 만들어진 다수개의 중공 중앙 코어를 형성하거나 또는, 서로 다른 수평, 수직 또는 비스듬한 방향으로 중앙 코어가 병치되는 그런 방식으로 압출 주조에 의해 이미 형성된 열가소성 수지로부터 만들어진 다수게의 중공 중앙 코어를 연속으로 제공하는 단계;

열가소성 수지가 스며든 각 긴 섬유인 다수개의 보강 긴 섬유 다발을 제공하는 단계;

긴 섬유 다발이 중간층을 형성하도록 중앙 코어의 외주변 주위와 두 인접 중앙 코어 사이공간에 배열되어 압출 주조되는 그런 방식으로 각 다발을 압출 주조되는 단계; 외층을 형성하도록

열가소성 수지로 중간층으로 피복되는 중앙 코어의 외주변을 일체로 피복하는 단계;

결과 복합물을 냉각하는 단계; 및

중간층의 열가소성 수지를 가열하고 경화하는 단계를 포함하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 중간층은 상기 중앙 코어의 열가소성 수지의 열변형 온도에 가깝거나 또는 적은 온도에서 가열되고 경화되는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 열가소성 수지가 스며든 다수개의 각 보강 긴 섬유 다발을 압출 주조하는 상기 단계에서, 다수개의 중앙 코어 사이에 형성된 다리에 위치된 긴 섬유 다발의 압축 비는 더 높은 값으로 상기 다리의 유리 섬유의 함유량을 설정하도록 긴 섬유 다발의 나머지 보다 더 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 중앙 코어는 상기 중앙 코어가 중앙 코어의 인발 방향으로 포물선을 그리는 그런 방식으로 서로 수직, 수평 또는 비스듬한 방향으로 병치되는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법.
커버링을 위해 사용되는 열가소성 수지를 용융하여 압출하고 바로 가열기에 의해 열가소성 수지를 가열하는 단계;

적절한 봉합 수단으로 크로스 헤드 다이에 위치된 경화되지 않은 코어부를 밀봉하는 단계; 및

인발된 경화되지 않은 코어부와 다이로부터 배출되는 열가소성 수지에 의해 형성되는 실질적으로 폐쇄된 공간의 하부로부터 배출을 수행하고 또한 열가소성 수지에 드래프트를 주는 동안 가열기 내측 도는 외측에 용융된 열가소성 수지로 경화된 코어부를 피복하는 단계를 특징으로 하는 제 1 항에 설명된 섬유 보강 복합 중공 구조체를 구성하는 중앙 코어와 경화되지 않은 에프알피이 중간층을 구성하는 경화되지 않은 다수개의 코어부 겉을 피복하도록 열가소성 수지가 드래프트 형태의 크로스 헤드 다이의 배출 포트와 커버링 점 사이 적절한 위치에 열간 압출되는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법.
제 9 항 또는 제 10 에 따른 외층으로 중간층의 외주변을 피복한 후에 부드러운 상태인 외층이 외층의 사이징을 주도록 서로 높은 열 저항을 갖고 회전 가능한 적어도 한 쌍의 서로 마주한 상부와 하부 사이징 롤러를 지나는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하는 방법.
드래프트 형태의 크로스 헤드 다이;

경화되지 않은 코어부를 에워사는 방식으로 상기 크로스 헤드 다이의 배출 포트와 커버링 점 사이 적절한 위치에 배치되는 가열기;

상기 크로스 헤드 다이에 위치되는 경화되지 않은 코어부를 밀봉하기 위한 밀봉 수단; 및

늘어진 경화되지 않은 코어부와 상기 다이로부터 배출된 열가소성 수지에 의해 형성된 그리고 또한 열가소성 수지에 드래프트를 주는 적절하게 폐쇄된 공간의 하부로부터 배출을 수행하는 동안 상기 가열기 내측 또는 외측에서 용융된 열가소성 수지로 경화되지 않은 커어부를 덮기 위한 커버링 수단을 특징으로 하고, 여기서 커버링을 위해 사용된 열가소성 수지가 용융되어 압출된 직후에 열가소성 수지가 상기 가열기에 의해 가열되는 제 1 항에 설명된 섬유 보강 복합 중공 구조체를 구성하는 중앙 코어와 경화되지 않은 에프알피이 중간층을 포함하는 경화되지 않은 코어부의 외주변을 피복하도록 열가소성 수지를 열간 압출하기 위해 사용되는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하기 위한 장치.
각 쌍이 적어도 상부와 하부 측면에 서로 마주하게 되는 다수개의 쌍의 회전 가능한 방열 사이징 롤러가 중간층의 외주변을 피복하는 부드러운 외층을 사이징 하기 위해 인발 방향으로 배치되고, 여기서 상기 사이징 롤러들 쌍의 인발은 상류측에 위치된 것으로부터 하류 측면에 위치된 것으로 순서대로 점차로 냉각되는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 설명된 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하기 위한 장치.
제 17 항에 있어서, 표면 처리는 사이징 롤러의 표면에 대한 다이 박리력을 주도록 시행되는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하기 위한 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 사이징 롤러의 표면에 불균일함을 주도록 수행되는 표면치리를 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하기 위한 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 사이징 롤러는 풀리 주위를 감는 벨트와 같은 부재로 대치되는 것을 특징으로 하는 섬유 보강 복합 중공 구조체를 제조하기 위한 장치.