KR200387331Y1 - 카본을 포함한 복합소재의 기능향상을 위한 이중 인발자재 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 카본 파이버 강화 인발복합재는, 바아 형태의 반도체 구조물 지지용 복합재를 마련하기 위한 수지 함침 섬유 연속 인발 성형구조에 있어서, 제직된 카본 클로즈를 제1 인발 금형에 반송하여 상기 제1 인발 금형을 통과함으로써 마련되는 복합재의 몸체와, 상기 제직된 카본 클로즈로 형태화된 복합재의 몸체의 표면 조도를 낮추기 위해 상기 복합재의 몸체 표면을 연삭하는 제1 스크래퍼와, 상기 스크래퍼를 통과하는 상기 복합재의 몸체 표면에 액상 수지의 함침조 내에 침지된 다수의 권취 로빙카본사를 착접하여 상기 복합재의 보강 작업을 수행하는 제2 인발 금형을 포함하여 이루어지는 인발 성형구조에서 마련된 것을 특징으로 하는 카본을 포함한 복합재의 기능향상을 도모할 수 있도록 하였다.

Description

카본을 포함한 복합소재의 기능향상을 위한 이중 인발 자재 {Dual carbon fiber-reinforced pultrusion complex material}

본 고안은 반도체 제품 등을 보다 안정되게 지지하기 위한 인발 복합재의 강성을 증대시킴에 있어, 외면에 베일 형태의 카본 클로즈를 외감하여 인발 가공되는 복합재에서 표면 마감처리 성능이 개선된 복합자재에 관련한 것이다.

일반적으로, 우리가 일상생활에서 볼 수 있는 여러 종류의 구조물 지지용 사각 파이프 또는 바아 등과 같은 복합재는 각기 사용 용도와 미적인 기능을 고려하여 선택되어지며, 일부 특수용도의 복합재를 제외하고는 철재 빔을 사각 파이프에 부착시키도록 구성되어 있다.

그러나, 근래 에너지 소비절약정신의 확산으로 인하여 같은 공간에서 상기와 같은 지지물의 너비 및 길이치수 등을 감소하고자 하는 소비자들의 욕구가 증대되고 있으나, 자칫 본연의 지지 강도가 너무 떨어져, 반도체 제작용 구조물의 하자를 초래할 우려가 다분하였다.

또한, 이러한 지지 강도상의 단점을 보완하기 위한 조치의 하나로서, 반도체 제품 등을 보다 안정되게 지지하기 위한 인발 복합재의 강성을 증대시키기 위해, 외면에 베일 형태의 카본 클로즈를 외감하여 인발 가공하게 되는 바, 이때, 카본 클로즈의 섬유상 배열 구조에 의해 거친 표면 거칠기를 갖는 복합재가 양산될 수 밖에 없다는 문제점을 내포하고 있었다.

본 고안은 상기와 같은 단점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 고안에서는 이러한 지지강도를 증강하기 위해 복합재의 총 지지강도를 대폭 증강시킬 수 있음과 아울러, 협소한 공간에서도 충분한 강도를 유지함과 더불어, 카본 클로즈에 의한 외표면 거칠기를 대폭적으로 개선할 수 있도록 구성한 카본 파이버 강화 인발복합재를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,

본 고안에 따른 카본 파이버 강화 인발복합재의 주특징은,

바아 형태의 반도체 구조물 지지용 복합재를 마련하기 위한 수지 함침 섬유 연속 인발 성형구조에 있어서,

제직된 카본 클로즈를 제1 인발 금형에 반송하여 상기 제1 인발 금형을 통과함으로써 마련되는 복합재의 몸체와,

상기 제직된 카본 클로즈로 형태화된 복합재의 몸체의 표면 조도를 낮추기 위해 상기 복합재의 몸체 표면을 연삭하는 제1 스크래퍼와,

상기 스크래퍼를 통과하는 상기 복합재의 몸체 표면에 액상 수지의 함침조 내에 침지된 다수의 권취 로빙카본사를 착접하여 상기 복합재의 보강 작업을 수행하는 제2 인발 금형을 포함하여 이루어지는 인발 성형구조에서 마련된 것을 특징으로 하는 카본을 포함한 복합재의 기능향상을 위한 이중 인발 자재에 있는 것이다.

더욱이, 상기 카본사는 상기 복합재의 길이방향을 따르도록 배열된 상으로 착접 가공되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2 인발 금형에서 수지 함침 카본사가 피복된 복합재를 2차 마무리 연삭가공하는 제2 스크래퍼를 통하여 마련되는 것이 바람직하다.

이하, 본 고안에 따른 카본 파이버 강화 인발복합재를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 인발 복합소재의 표면 마감처리상의 개선을 위한 인발장치의 배치 상태를 개략적으로 도시한 구조도이고, 도 2는 도 1의 카본 파이버 강화 인발복합재를 예시한 사시도이다.

도면에 예시된 바와 같이, 본 고안에 따른 카본 파이버 강화 인발복합재는, 제1 인발 금형(3) 내로 진입하는 수지 함침 로빙사(2)들의 외주면에 권취롤(R2)에 권취되어 풀리는 카본 클로즈(20)를 매개로 단면이 원형, 사각형 또는 삼각형인 다각형상으로 복합재(10)의 몸체가 마련된다.

물론, 액상 수지 특히, 액상 불포화 풀리에스터 또는 에폭시 등과 같은 수지(F)를 저류하기 위한 함침조(2A) 내에서 이와 같은 합성수지를 가열 융해하기 위한 공지의 가열히터가 탑재되는 공지의 수지 함침조(2A)를 통과하는 카본 클로즈(20)에 융해된 수지가 묻혀지는 작용을 이용하여 인발 가공하는 반도체 제품의 지지를 위한 관상, 방형 또는 원형 단면의 지지 바아에 모두 적용가능하게 구성되는 것이며, 선택적으로 일반 합성수지로 제조된 관상, 방형 또는 원형 단면의 지지 바아 또는 내부 중공에 이종재질이 충전된 파이프 류에도 적용 가능하다.

또한, 상기 카본 클로즈(20)의 카본사는, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 복합재(10) 몸체는, 일예로, 카본사 묶음이 이를 고정하기 위한 얀사를 매개로 상기 카본사 묶음 들을 지그재그 각도로 섞어 짜는 방식으로 직조되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복합재(10) 몸체는 상기 카본 클로즈(20)에 의해 카본 클로즈(20)에 착접되는 방향과 직교하는 방향에서의 굴곡 강도가 증강되도록 채용되어 있다.

또, 상기 제1 인발 금형(3A)을 통하는 상기 복합재(10) 몸체는 1차적으로 표면 마무리 가공을 위해 제1 스크래퍼(30)에 의해 소망하는 표면 조도를 갖추도록 하였다.

다음에, 이와 같은 복합재(10) 몸체는 로빙 카본사(2)들에 의해 2차 외감 가공되는 바, 상기 함침조(2A)에 담겨있는 액상수지에는 다수의 로빙롤(R1)에 권취되어 있는 로빙 카본사(2)가 풀리면서 침지되고, 이와 같은 방식으로 이루어진 수지 함침 로빙사(2)는 제2 인발 금형(3B) 내로 반송되도록 가이드 롤러(2B)에 의해 가이드되어 상기 복합재 몸체 외면을 피복하도록 구성되어 있다.

또, 상기 카본사는 상기 복합재의 길이방향을 따르도록 배열된 상으로 착접 가공되며, 상기 제2 인발 금형(3B)에서 수지 함침 카본사(2)가 피복된 복합재(10)를 2차 마무리 연삭가공하는 제2 스크래퍼(40)를 통하여 마련되는 작업을 거치도록 이루어져 있다.

또한, 상기 수지 함침 글래스사(11) 및 카본사(12)로 이루어진 로빙 카본사(2)는 상기 가이드롤러(2B, …)에 의해 가이드되어 인발 금형(3) 내로 반송된 후, 상기 인발 금형(3) 내에 탑재된 공지의 가열히터 및 냉각 자켓에 의해 용융 및 경화됨으로써, 인발 성형되도록 구성되어 있다.

이에 따라, 상기 복합재(10)는 상기 카본 클로즈(20)에 의해 복합재(10)의 외측부의 강성이 증강됨으로써, 장기간의 사용시에도 굴곡 강도의 저하가 발생하는 문제점을 일거에 해소함과 더불어, 강도 유지 차원에서도 장시간 변동이 없도록 채용되어 있는 것이다.

물론, 상기 카본 클로즈(20)는 상기 함침에 의해 밀봉가능하게 구성됨과 아울러, 제1 스크래퍼에 의해 1차 마감 처리가 수행됨으로써, 2차적으로 표면에 입혀지는 가본사가 피복되는 평탄도를 증대시킴으로써, 표면이 거칠어지는 등의 단점을 해소할 수 있는 것이다.

또, 상기 카본 클로즈(20)는 경사 및 위사가 직각(0°, 90°)으로 교차하는 상태로 짜여지거나, 일정 각도, 일예로 45°방향에서 상호 교차하는 상태로 짜여지는 카본 직조물이 채용되어도 좋다. 또, 본 실시예에 채용되는 카본사는 미리 필러용의 에폭시(epoxy)수지를 함침한 것이다. 또한, 에폭시 수지 외에 제품의 특성 및 용도에 따라서 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르 및, 비닐 에스테르 등을 적절히 취사선택하여도 좋다.

또한, 상기 카본사(2)의 도포 두께는, 상기 복합재(10) 몸체로부터 박리되거나 외부 찰흔에 의해 벗겨지지 않는 것이 보장되는 한도 내에서 설정됨이 바람직하다.

이때, 상기 복합재(10)에 중앙에 중공부를 형성하여 공지의 발포우레탄 등과 같은 이종재질을 채용하더라고, 굴곡 강도를 쉽사리 저하시키지 않도록 하는 효과를 낼 수 있도록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 카본 파이버 강화 인발복합재는 복합재(10)의 길이에 관계없이 굴곡 강도 저하에 대처 가능해짐은 물론이다.

이와 같이 구성한 복합재(10)를 통해 총 굴곡 강도를 대폭 증강할 수할 수 있기 때문에, 반도체와 같은 물품의 지지강도를 보완하면서도 미려한 외관과 함께 주변 보강구조물의 부착 개수를 줄여 반도체 물품 수율의 확대를 도모할 수 있으면서도 전반적인 반도체 물품 구조물의 레이아웃을 용이하게 변경할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야에 대한 통상적인 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점이 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 인발 복합소재의 표면 마감처리상의 개선을 위한 인발장치의 배치 상태를 개략적으로 도시한 구조도, 및

도 2는 도 1의 카본 파이버 강화 인발복합재를 예시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

R1 ... 로빙롤 2 ... 글래스 및 카본 로빙사

2A ... 함침조 2B ... 가이드 롤러

R2 ... 권취롤 3A ... 제1 인발 금형

3B ... 제2 인발 금형 10 ... 제품

20 ... 카본 클로즈 30 ... 제1 스크래퍼

40 ... 제2 스크래퍼

Claims (3)

1. 반도체 제품 등을 보다 안정되게 지지하기 위한 인발 복합재의 강성을 증대시킴에 있어, 사전에 필러용 에폭시(epoxy)수지에 함침된 카본사를 경사 및 위사로 채용하고, 이 경사 및 위사가 일정 각도(직각이나 45°)로 상호 교차하는 상태로 짜여지는 카본 클로즈가 외면에 베일 형태로 외감되어 인발 가공되는, 수지 함침 섬유로 마련된 바아 형태의 복합재로서의 이중 인발 자재.
2. 제 1 항의 바아 형태의 수지 함침 섬유로 마련된 반도체 구조물 지지용 복합재로서의 보강 이중 인발 자재를 마련함에 있어,

   상기 복합재의 몸체에 제직된 카본 클로즈가 도포되도록, 상기 복합재의 몸체가 반송되어 통과되는 제1 인발 금형과,

   상기 제1 인발 금형에서 상기 제직된 카본 클로즈로 형태화된 복합재의 몸체의 표면 조도를 개선기 위해 상기 복합재의 몸체 표면을 연삭하는 제1 스크래퍼와,

   상기 제1 스크래퍼를 통과하는 상기 복합재의 몸체 표면에 액상 수지의 함침조 내에 침지된 다수의 권취 로빙카본사를 착접하여 상기 복합재의 보강 작업을 수행하는 제2 인발 금형과,

   상기 카본사가 상기 복합재의 길이방향을 따르도록 배열된 형태로 착접 가공되도록 가이드하는 가이드롤러와,

   상기 제2 인발 금형에서 수지 함침 카본사가 피복된 복합재를 2차 마무리 연삭가공하도록 제2 스크래퍼를 포함하여,

   상기 복합재를 보강하는 이중 인발자재를 성형하기 위한 연속 인발 성형장치.
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