KR20090053773A

KR20090053773A - 나이프 실린더, 로터리 커터, 및 나이프 장착대의 장착 방법

Info

Publication number: KR20090053773A
Application number: KR1020090039798A
Authority: KR
Inventors: 히로시 이시부치; 노조무 가와세츠; 아키히코 요시야
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2009-05-27
Also published as: EP1905554A2; KR20080028822A; EP1905554A3; CN101152771A; JP5013799B2; DE602007010397D1; EP1905554B1; US20080072724A1; KR100969832B1; CN101152771B; JP2008080429A

Abstract

(과제)

로터리 커터에 있어서, 최근의 절단 속도의 고속화 및 골판지 시트의 광폭화에 대응할 수 있는, 경량이며 충분한 굽힘 강성 및 비틀림 강성을 갖는 나이프 실린더를 실현한다.

(해결 수단)

한 쌍의 원통체의 외주면에 각각 나이프를 나선 형상으로 장착하여 이루어지는 나이프 실린더에 있어서, 실린더 본체가 CFRP 층으로 이루어지고, 또한 실린더 축방향의 인장 탄성률을 206GPa 이상으로 구성한다. 바람직하게는, 최내층이 실린더 둘레 방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층 (41) 으로 이루어지고, 그 최내층 상에, 실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층 (42) 및 그 축방향에 대해서 ±30∼±60 도의 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층 (43, 44) 을 복수층 랜덤하게 적층하여 압축 강도와 각 층 사이의 밀착성을 높이고, 또한 비틀림 강성을 향상시켰다.

나이프 실린더, 로터리 커터, 나이프 장착대의 장착 방법.

Description

나이프 실린더, 로터리 커터, 및 나이프 장착대의 장착 방법{KNIFE CYLINDER, ROTARY CUTTER, AND METHOD OF ATTACHING KNIFE MOUNTING BRACKET}

본 발명은, 코르게이터라고 불리며, 주행하는 라이너, 중심 및 편면 시트 등의 시트를 부착하여 골판지 시트를 제조하는 골판지 시트 제조 장치에 있어서, 부착된 골판지 시트를 절단하는 로터리 커터, 또 특히 그 로터리 커터를 구성하며 고강성화 및 저(低)관성화를 이룰 수 있었던 나이프 실린더의 구성 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

코르게이터라고 불리는 골판지 제조 장치의 제조 라인 상류측에는, 일반적으로 골판지 시트의 원료가 되는 라이너나 중심 원지 등의 롤 원지를 장비하는 밀롤 스탠드와, 코르게이터를 향하여 연속적으로 골판지 원지를 공급하기 위한 종이 이음 장치로서의 스플라이서와, 그 밀롤 스탠드로부터 풀려 나온 중심 원지를 파형으로 단 성형하고 라이너와 부착하여 편면 골판지 시트를 제조하는 싱글 페이서와, 그 싱글 페이서로 제조된 편면 골판지 시트의 단 정상부에 풀을 바르고 백라이너와 부착하여 양면 골판지 시트를 제조하는 더블 페이서로 구성된다.

또한, 더블 페이서의 제조 라인 하류측에는, 양면 골판지 시트의 생산 오더 에 따라 원하는 위치에 괘선 가공 및 재단 가공을 실시하는 슬리터 스코어러와, 양면 골판지 시트의 절단 가공을 실시하는 절단 장치 (로터리 커터) 가 설치되고, 로터리 커터의 하류측에는, 종이 이음 장치나 코르게이터에서 골판지 시트 제조 중에 발생한 불량 시트를 제거하는 불량 시트 제거기가 설치되어 있다.

특허 문헌 1 (일본 공개특허공보 2002-284430호) 에는, 종래의 골판지 시트의 절단 장치가 개시되어 있다. 도 12 는 이 절단 장치의 입면도, 도 13 은 이 절단 장치의 우측면도, 도 14 는 도 12 중의 B-B 선을 따른 횡단면도이다. 도 12∼14 에 있어서, 좌우의 프레임 (01, 01) 에 상부 베어링 (04) 및 하부 베어링 (05) 을 통해 회전 가능하게 양 축단부가 지지되어 상하 나이프 실린더 (02, 03) 가 구비되고, 상부 나이프 실린더 (02) 에는 상부 나이프 (08) 가, 하부 나이프 실린더 (03) 에는 하부 나이프 (09) 가, 모두 나선 형상으로 장착되어 있고, 상하의 나이프 (08, 09) 가 맞물려 주행하는 골판지 시트 (D) 를 절단하도록 구성되어 있다.

본 장치에서는, 상부 나이프 실린더 (02) 의 일방 (여기에서는 우측) 의 축단에는 상부 메인 기어 (020) 가 장착되고, 하부 나이프 실린더 (03) 의 일방 (우측) 의 축단에는 상부 메인 기어 (020) 와 맞물리는 하부 메인 기어 (021) 가 장착되어 있다. 하부 메인 기어 (021) 는, 상부 메인 기어 (020) 와의 덜컥거림을 조정하기 위해 2 분할된 스플릿 기어를 구성하고 있고, 2 분할된 일방의 기어에서 상부 메인 기어 (020) 와의 맞물림에 있어서 백래쉬를 방지할 수 있는 기구로 되어 있다.

또 하부 메인 기어 (021) 에는 하부 피니언 기어 (023a, 023b) 를 통하여 보조 구동 모터로서의 하부 구동 모터 (025a, 025b) 가 접속되어 있고, 상부 메인 기어 (020) 에는 상부 피니언 기어 (022a, 022b) 를 통하여 주구동 모터로서의 상부 구동 모터 (024a, 024b) 가 접속되어 있다. 이들 구동 모터 (024a, 024b, 025a, 025b) 는 컨트롤러 (026) 에 의해 제어되고 있다.

상하 나이프 (08, 09) 는 나선 형상으로 장착되어 있기 때문에, 나이프 (08, 09) 의 맞물림은, 일단 (도 12 에서는 우측단, 이것을 시단 S 로 한다) 으로부터 시작되어 타단 (도 12 에서는 좌측단, 이것을 종단 E 로 한다) 을 향하여 진행된다. 이와 같이 골판지 시트 (D) 의 절단을 시단 (S) 로부터 종단 (E) 를 향하여 실시하는 쉐어 절단으로 하여, 과대한 절단 하중을 상하 나이프 날끝에 가하지 않도록 하고 있다.

도 14 는, 본 장치의 횡단면으로부터 본, 상하 나이프의 맞물림 상태와 골판지 시트 (D) 가 찌그러진 (절단) 상태를 나타내는 설명도이다. 도 14 에 있어서, 상하 나이프 실린더 (02, 03) 의 외주면에는, 상하 나이프 실린더의 금속 인서트부 (032, 033) 에 장착되는 고정용 볼트 (034, 035) 에 의해 상하 나이프 장착대 (030, 031) 가 장착되어 있다.

상하 나이프 장착대 (030, 031) 에는, 상하 나이프 고정용 볼트 (036, 037) 에 의해 상하 나이프 (08, 09) 가 장착되어 있다. t₁ 은 상부 나이프 (08) 의 날끝의 궤적이고, t₂ 는 하부 나이프 (09) 의 날끝의 궤적이다.

이러한 구성에 있어서, 골판지 시트 (D) 는 화살표 R₃ 방향으로 주행하고, 상하 나이프 실린더 (08, 09) 가 각각 화살표 R₁, R₂ 방향으로 회전하여, 상하 나이프의 맞물림 개시점 A 에서 절단을 개시하고, 맞물림 종료점 B 에서 절단을 종료한다.

골판지 시트 (D) 의 절단시 절단 하중이 나이프 (08, 09) 에 가해진다. 이 때문에 나이프 (08, 09) 및 나이프 실린더 (02, 03) 가 휘어 양 나이프 (08, 09) 의 날끝이 벌어지게 된다. 이 날끝이 크게 벌어지게 되면, 시트 (D) 의 절단이 불가능하기 때문에, 절단 중에 날끝이 벌어지는 것을 방지하기 위해, 미리 나이프 (08, 09) 사이에 소정의 가압력 (상하 나이프 (08, 09) 의 대향면 사이를 가압하는 접촉력, 이하 「여(與)압력」 이라고 한다) 을 부여하고 있다.

종래 이 여압력을 부여하기 위해, 하부 나이프 실린더 (03) 의 나이프 장착대 (031) 에 여압력 부여용 볼트 (038) 를 장착하고 있었다. 여압력 부여용 볼트 (038) 에 의해 하부 나이프 (09) 를 상부 나이프 (08) 측으로 누름으로써 상하 나이프 실린더 사이를 서로 휘게 하고, 이에 의해 상하 나이프 (08, 09) 사이에 여압력을 부여하도록 하고 있었다. 또한 여압력 부여용 볼트 (038) 는, 상부 나이프 실린더 (02) 에 설치해도 된다.

그러나 이러한 방법에서는, 종단 (E) 측에도 상하 메인 기어 (020, 021) 를 설치하고, 나이프 실린더의 양단측으로부터 나이프 실린더를 지지하여, 상하 나이프의 날끝이 벌어지는 것을 구속할 필요가 있다. 또 나이프 실린더의 필요 이 상의 휨의 증대를 없애기 위해서는 나이프 실린더의 강성을 높여야 했다.

그 때문에 본 장치에서는, 상하 나이프 (08, 09) 가 맞물리는 범위에서는, 하부 메인 기어 (021) 의 기어면을 깎고, 상부 메인 기어 (020) 와의 사이에 적극적으로 유극 (遊隙) 이 생기도록 구성하고, 이 유극에 의해 상하 나이프 (08, 09) 가 서로 접근하도록 상하 나이프 실린더의 회전 위상을 바꿀 수 있도록 하고 있다.

또 상하 나이프 (08, 09) 가 맞물려 있지 않은 범위에서는, 하부 구동 모터 (025a, 025b) 는 상부 구동 모터 (024a, 024b) 에 따라 회전 상태가 되거나, 또는 상부 구동 모터 (024a, 024b) 와 동기하여 회전하도록 컨트롤러 (026) 에 의해 제어된다. 그리고 상하 나이프가 맞물리는 범위에서는, 하부 구동 모터 (025a, 025b) 는, 하부 나이프 (09) 를 상부 나이프 (08) 에 가압하는 가압력이 발생하도록 컨트롤러 (026) 에 의해 토크 제어되고 있다.

이와 같이 나이프 실린더의 구동 모터를 제어함으로써, 양 나이프 사이에 가압력을 부여하도록 하고 있고, 이에 의해 가압력의 조정을 용이하게 하고, 나이프 실린더의 강성을 작은 것으로 할 수 있고, 또 나이프 실린더의 일단측의 기어를 생략할 수 있게 되어, 나이프 실린더의 구동 모터를 소용량화할 수 있게 되는 이점이 있다.

그러나 최근 골판지 시트의 생산 비용의 저감 및 생산 효율의 향상이 더욱 더 요구되고 있고, 그 때문에 절단 정밀도를 유지하면서 절단 장치 (로터리 커터) 에 있어서의 골판지 시트의 절단 속도를 더욱 증대시킴과 함께, 시트의 광폭화를 도모하고, 한편 구동 모터의 용량을 저감시킬 필요성이 높아졌다.

고속 회전 또는 광폭화에 견딜 수 있기 위해서는 나이프 실린더의 굽힘 강성 및 비틀림 강성을 더욱 향상시킬 필요가 있고, 한편 경량화를 도모하여 저관성으로 할 필요가 있다.

특허 문헌 2 (실용 신안 등록 제2527288호) 에는, 나이프 실린더를, 강철제 축심재와, 그 축심재를 외장하는 탄소 섬유의 비강철제 외주재에 의해 형성함으로써, 굽힘 강성, 비틀림 강성을 저해시키지 않고, 회전 관성의 경감을 도모한 로터리 커터가 개시되어 있다.

또 특허 문헌 3 (일본 공개특허공보 2002-254388호) 에는, 롤에 권취된 상태의 종이, 플라스틱 필름 등의 재료 (원반) 주행 과정에서 길이 방향을 따라 소정의 폭 간격마다 복수 장으로 슬릿하는 슬리터의 광폭화, 경량화를 도모함과 함께, 고속 회전을 가능하게 하고, 단시간에 대량의 슬릿 제품을 생산 가능하게 한 슬리터용 하부 날홈이 있는 롤러에 대해 개시되어 있다.

이 슬리터는, 상부 날을 그 하부 날홈이 있는 롤러의 축방향으로 소정의 간격 (원반의 슬릿폭에 상당) 마다 배치함과 함께, 상부 날을 대응하는 하부 날홈 내에 넣은 상태에서 하부 날홈이 있는 롤러를 회전시키고, 또한 원반을 그 롤러와 상부 날 사이에 안내하고, 그 롤러의 회전에 맞춰 원반을 주행시킴으로써, 원반을 상부 날에 의해 절단하는 것인데, 그 롤러의 주축을 원통 형상으로 형성한 탄소 섬유 강화 플라스틱 (CFRP) 제로 구성함과 함께, 그 주축의 외면에 끼워 맞춰지는 홈이 있는 원통체를 CFRP 제 내관과 외주면에 하부 날용 홈을 갖는 스테인리스제 외관을 밀착시킨 이중관 구조로 함으로써, 경량화를 도모함과 함께, 휨, 변형 등에 대하여 고강성을 유지하도록 한 것이다.

그러나 특허 문헌 2 에 개시된 나이프 실린더는, 축심재가 강철제이기 때문에, 아직 충분한 저관성화가 도모되지 않는다. 또 탄소 섬유를, 축심재를 외장하는 외주재에 사용한다는 아이디어만이 개시되어 있는 것에 지나지 않는다.

또 특허 문헌 3 에 있어서도, 슬리터용 하부 날홈이 있는 롤러의 주축 등을 CFRP 제로 한다는 아이디어만이 개시되어 있는 것에 지나지 않고, 이 아이디어를 그대로 로터리 커터의 나이프 실린더에 적용해도, 최근의 요구에 충분히 대응할 수 있는 높은 굽힘 강성이나 비틀림 강성 및 저관성의 나이프 실린더를 실현할 수 없다.

로터리 커터에서는, 골판지 시트의 절단 속도의 고속화에 수반하여, 모터로부터의 열전도나, 고온 시트를 절단하는 나이프로부터의 열전도, 높은 분위기 온도 등의 영향에 의해 나이프 실린더 자체의 온도도 상승한다. 이 때문에 나이프 실린더의 표면 온도는 약 60℃ 까지 도달하고, 열팽창 계수는, 철에서 16.6×10^-6(/℃), 피치계 CFRP 에서 0.7×10^-6(/℃) 로, 철의 열팽창 계수가 약 24 배 크다.

나이프 실린더의 축방향 길이는 통상 1400㎜∼2800㎜ 이고, 이 때문에 CFRP 제 나이프 실린더를 채용한 경우, 나이프 실린더의 표면 온도가 60℃ 가 되면, CFRP 자체보다 그 외주면에 장착되어 있는 나이프 및 나이프 장착대가, 열팽창 계수의 차이에 의해 주로 폭방향 (나이프 실린더 축방향) 으로 신장되고, 결과적으로 나이프 실린더는, 나이프 장착대가 없는 쪽을 내측으로 바나나 형상으로 휘어져, 폭방향으로 균일한 절단을 할 수 없게 된다.

또 로터리 커터에는 다양한 진동 요인이 있고, 나이프 실린더가 진동하면, 여압력에 영향을 주기 때문에, 적정한 여압 상태를 유지하기 어렵다. 그래서, 진동 진폭을 작게 하기 위해, 나이프 실린더의 강성을 높게 하면, 종래의 금속제에서는 회전의 관성 모멘트가 커지고, 실린더계의 회전 관성 GD² (G 는 회전체의 중량, D 는 회전체의 직경) 도 증대되어, 가감속을 제어하는 구동 모터의 용량을 크게 해야 한다.

본 발명은, 이러한 종래 기술의 과제를 감안하여, 로터리 커터에 있어서, 최근의 절단 속도의 고속화 및 골판지 시트의 광폭화에 대응할 수 있는, 경량이고 저관성이며 또한 충분한 인장 강도와 굽힘 강성 및 비틀림 강성을 갖는 나이프 실린더를 실현하는 것을 목적으로 한다.

또 골판지 시트의 잼 업 (시트 막힘) 등으로 나이프 실린더에 과대한 외력이 가해진 경우나, 시트가 나이프 실린더에 접촉한 경우, 나이프 실린더의 시트에 의한 파손, 마모를 방지하고, 잘 파괴되지 않는 나이프 실린더를 실현하는 것을 목적으로 한다.

또 나이프 실린더의 고온화에 의한 열변형을 방지함과 함께, 나이프 실린더의 진동을 방지하고, 또한 CFRP 제 나이프 실린더 외주면으로의 금속제 나이프 장착대의 장착을 강고하고 또한 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 나이프 실린더는, 한 쌍의 원통체의 외주면에 각각 나이프를 나선 형상으로 장착하여 이루어지는 나이프 실린더에 있어서, 실린더 본체가 탄소 섬유 강화 플라스틱층으로 이루어지고, 또한 실린더 축방향의 인장 탄성률이 206GPa 이상, 바람직하게는 220GPa 이상이 되도록 구성된 것이다.

이와 같이 나이프 실린더 본체를 금속보다 가벼운 CFRP 층으로 구성하고, 또 한 실린더 축방향의 인장 탄성률이 206GPa 이상, 바람직하게는 220GPa 이상이 되도록 구성함으로써, 인장 강도와 굽힘 강성이 높은 나이프 실린더를 실현할 수 있고, 인장 강도와 굽힘 강성이 높기 때문에, 나이프 실린더를 박육으로 할 수 있고, 또한 CFRP 층 자체가 경량이기 때문에, 이 상승 효과로 매우 저관성의 나이프 실린더를 실현할 수 있다.

그 CFRP 층은, 섬유 구배각이 일정해지도록 일방향으로 정렬시켜 늘어 놓은 탄소 섬유에 수지를 함침시켜 이루어지는 시트상 프리프레그 (수지가 아직 부드러운 상태이며 표면의 마찰 계수가 크다) 를 복수층 적층한 후, 가열 경화시켜 제조할 수 있다.

CFRP 층 중의 탄소 섬유를 실린더 축방향에 대해서 기울기를 갖게 하여 배치하면, 그 탄소 섬유의 실린더 축방향의 인장 탄성률은 급격하게 저하된다. 따라서 실린더 축방향의 인장 탄성률을 206GPa 이상으로 하기 위해서는, CFRP 층을 구성하는 탄소 섬유의 70 체적% 이상이 실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 가지며, 그 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유가 590GPa 이상의 인장 탄성률을 갖도록 구성하면 된다.

즉, CFRP 층 중의 탄소 섬유의 섬유 밀도는, 통상 60 체적% 정도가 상한인데, 다음의 계산식 (1) 로부터, 실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유의 비율이 70 체적% 이상이고, 또한 그 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유의 인장 탄성률이 590GPa 이상이면, 실린더 축방향의 인장 탄성률이 206GPa 이상인 나이프 실린더를 제조할 수 있다.

발현율 (안전 계수) 0.9×CFRP 층의 인장 탄성률 590GPa×CFRP 층 중의 탄소 섬유의 밀도 0.56×실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유의 비율 0.7 = 208GPa···(1)

또, 실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유의 비율이 70% 이상 인 경우, 실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유의 80 체적% 이상을 피치계 CFRP 로 하면, 나머지 CFRP 가 PAN 계 CFRP 이어도, 실린더 축방향의 인장 탄성률이 철보다 큰 나이프 실린더를 제조할 수 있다. 즉, 피치계 CFRP 의 인장 탄성률은 640GPa 이고, PAN 계 CFRP 의 인장 탄성률 230GPa 이고, 실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유의 80 체적% 이상을 피치계 CFRP 로 하고, 나머지를 PAN 계 CFRP 로 하면, 다음의 계산식 (2) 및 (3) 으로부터, 합계의 인장 탄성률이 206GPa 를 초과하므로, 실린더 축방향의 인장 탄성률이 철보다 큰 나이프 실린더를 제조할 수 있게 된다.

발현율 (안전 계수) 0.9×피치계 CFRP 층의 인장 탄성률 640 (GPa)×CFRP 층 중의 탄소 섬유의 밀도 0.60×실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유의 비율 0.7×피치계 CFRP 층의 비율 0.8 = 194 (GPa)···(2)

발현율 (안전 계수) 0.9×PAN 계 CFRP 층의 인장 탄성률 230 (GPa)×CFRP 층 중의 탄소 섬유의 밀도 0.60×실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유의 비율 0.7×PAN 계 CFRP 층의 비율 0.2 = 17 (GPa)···(3)

또 본 발명에서는, 바람직하게는 최내층이 실린더 둘레 방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층으로 이루어지고, 그 최내층 상에, 그 실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층 및 실린더 축방향에 대해서 +30∼+60 도 및 -30∼-60 도의 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층을 복수층 적층하여 실린더 축방향의 인장 탄성률이 철보다 커지도록 구성하면 된다. 또한 본 명세서에서는, 편의상 나이프 실린더의 실린더 축방향을 0 도로 하고, 실린더 둘레 방향을 90 도로 한다.

종래 다층으로 이루어지는 원통 형상의 CFRP 층을 제조하는 방법은, 탄소 섬유를 액상 수지에 침지한 후, 성형용 맨드릴에 소정의 각도를 갖게 하여 직접 탄소 섬유를 감고, 이것을 복수회 반복하여 다층으로 형성하고, 그 후 가열 경화시켜 다층의 CFRP 층을 형성하는 방법과, 탄소 섬유를 일방향으로 정렬시켜 늘어 놓거나 또는 직조하여 시트상으로 한 후, 수지를 함침시켜 시트상 프리프레그를 제조하고, 그것을 성형용 맨드릴에 1 층씩 감은 후 가열 경화시키는 방법이 있다. 본 발명의 상기 적층 구조에 있어서는, 후자의 방법으로 다층의 원통 형상 CFRP 층을 제조한다.

또 상기 적층 구조에 있어서는, 최내층을 실린더 둘레 방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층으로 구성한다. CFRP 의 섬유 구배각을 실린더 둘레 방향에 배치함으로써, 나이프 실린더의 외측에서 내측 방향으로 작용하는 압축 하중에 대해서 높은 압축 강도를 유지할 수 있기 때문에, 가해지는 압축 하중에 대항하여 양호한 보형성을 가질 수 있다.

그 최내층의 상부에는, 실린더 축방향 (0 도) 을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층 및 실린더 축방향에 대해서 ±30∼±60 도의 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층을 복수층 적층하는 구성으로 하고 있는데, 섬유 구배각이 실린더 둘레 방향 (90 도) 이외에 배치된 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층은, 탄소 섬유가 함침된 수지의 내측으로의 열수축을 탄소 섬유가 저지하는 작용을 갖지 않기 때문에 수축이 일어나고, 이 수축 작용에 의해 최내층에 대해서 간극이 없는 밀착된 적층체를 형성할 수 있다.

이 수축 작용은 섬유 구배각이 실린더 축방향에 대해서 ±45 도에 배치된 경우를 극대로 하여, 실린더 축방향에 대해서 ±30∼±60 도의 범위에서 배치된 경우에 큰 수축 작용이 있고, 이 범위의 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층을 배치함으로써 각 층 사이에 간극이 없는 강고하게 일체화된 적층체를 형성할 수 있다.

나이프 실린더는 금속제 (통상 철제) 지지 원통의 외면에 끼워 넣어져 그 원통에 의해서 지지 고정되는데, 본 발명의 나이프 실린더를 그 원통으로부터 빼내는 경우에는, 최내층의 보형성을 이용하고, 또한 금속과 CFRP 의 열팽창률 차이를 이용하여 용이하게 빼낼 수 있다.

즉 그 지지 원통을 냉각하여 열수축시키고, 그 지지 원통과 CFRP 층 사이에 클리어런스를 부여한다. 이 경우 최내층인 CFRP 층의 섬유 구배각이 실린더 둘레 방향을 향하고 있으므로, 이 섬유 구배각을 갖는 탄소 섬유가 탄소 섬유에 함침시킨 수지의 열수축에 의해 발생하는 압축 하중에 대항하여 열수축을 저지하는 작용을 한다. 또 금속의 높은 열팽창 계수에 의해, 지지 원통을 냉각한 경우에 CFRP 층과의 사이에서 충분한 간극을 생기게 할 수 있기 때문에, 지지 원통으로부터 용이하게 빼낼 수 있다.

본 발명의 나이프 실린더를 성형용 맨드릴로 성형한 후, 그 성형용 맨드릴로 부터 빼내는 경우에도 상기 성질을 이용하여 나이프 실린더와 그 성형용 맨드릴 사이에 간극을 부여함으로써 그 성형용 맨드릴로부터 용이하게 빼낼 수 있다.

또한 바람직하게는, 최내층을 구성하는 CFRP 로서 피치계 CFRP 보다 고강도를 갖는 PAN 계 CFRP 를 이용하면, 열수축에 대한 압축 하중에 저항하여 충분한 압축 강도를 가질 수 있다.

또 최내층 상에 실린더축에 대해 ±30∼±60 도의 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층을 배치함으로써, 나이프 실린더의 비틀림 강성을 높일 수 있다.

또 실린더 축방향의 CFRP 층을 실린더 본체의 인장 탄성률이 206GPa 이상이 되도록 배치함으로써, 높은 인장 강도와 굽힘 강성을 얻을 수 있다.

이와 같이 본 발명의 나이프 실린더 중 상기 적층 구조로 하였을 때에는, 실린더 둘레 방향의 섬유 구배각을 갖는 최내층과 그 최내층 상에 실린더 축방향의 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층과 실린더 축방향에 대해서 ±30 도∼±60 도의 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층을 적층함으로써, 압축 강도에 대한 양호한 보형성과, 철보다 큰 인장 강도 및 굽힘 강성, 각 CFRP 층간의 강고한 일체화, 및 높은 비틀림 강성을 보유할 수 있다.

또 이와 같이 상이한 방향의 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층을 중첩시킴으로써, 각 층간의 마찰 계수를 증가시켜서 미끄러짐을 없애고, 각 층간의 밀착성을 양호하게 할 수 있다.

또 상기 적층 구조에 있어서, CFRP 층의 섬유 밀도가 50 체적% 이상이고, 또한 실린더 축방향의 인장 탄성률이 206GPa 이상이 되도록 그 탄소 섬유의 섬유 구 배각과 CFRP 층에서 차지하는 피치계 CFRP 층의 비율을 설정하도록 하면, 철보다 높은 굽힘 강성을 가능하게 하고, 동시에 높은 비틀림 강성을 부여할 수 있다. 이 때문에 도 12 에 나타낸 특허 문헌 1 의 로터리 커터의 구성과 동일하게, 나이프 실린더의 일측의 기어를 생략할 수 있다.

본 발명에 있어서, 최내층 상에, 실린더 축방향의 섬유 구배각을 갖는 제 1 CFRP 층, 실린더 축방향에 대해서 +30∼+60 도의 섬유 구배각을 갖는 제 2 CFRP 층, 및 실린더 축방향에 대해서 -30∼-60 도의 섬유 구배각을 갖는 제 3 CFRP 층을 규칙적으로 적층하도록 하면, 높은 굽힘 강성 및 정역 양 방향의 하중에 대한 높은 비틀림 강성을 유지한 나이프 실린더를 실현할 수 있으며, 또한 나이프 실린더의 제조가 용이해진다.

즉 일방향으로 정렬된 탄소 섬유에 수지를 함침시켜 이루어지는 시트상 프리프레그를 복수층 중첩시키고, 중첩시 각 프리프레그의 섬유 구배각을 상기 제 1∼제 3 CFRP 층의 섬유 구배각에 일치하는 방향으로 배치한 적층체를 미리 준비하여, 그 적층체를 최내층 상에 복수 중첩하도록 해 나가면, 나이프 실린더를 구성하는 CFRP 층의 제조가 용이해진다.

또 제 2 CFRP 층과 제 3 CFRP 층을 실린더 축방향에 대해서 대칭이 되는 섬유 구배각으로 하면, 나이프 실린더에 발생하는 정역 양 방향의 비틀림력에 대해서 동일한 비틀림 강성을 부여할 수 있다.

또한 본 발명의 상기 적층 구조에 있어서, 0 도 방향의 인장 탄성률을 철보다 높게 구성하는 것을 전제로 하여, 피치계 CFRP 층 또는 PAN 계 CFRP 층 중 어느 일방 혹은 양방을 사용할 수 있다.

또 본 발명에 있어서, 바람직하게는, CFRP 층으로 구성한 나이프 실린더의 표면을 라이닝층으로 피복하면, 골판지 시트가 잼 업 (시트 막힘) 되었을 때 등 나이프 실린더의 외주면에 과대한 외력이 가해진 경우나, 골판지 시트가 나이프 실린더에 접촉하여 마모될 우려가 있는 경우에, 이 라이닝층이 나이프 실린더의 CFRP 층을 보호하여 CFRP 층의 파손, 마모를 방지하기 때문에, 잘 파괴되지 않는 나이프 실린더를 실현할 수 있다.

라이닝층은, 고무재 또는 유리 섬유 강화 플라스틱 (GFRP) 재 등을 이용하면 된다. 고무제 라이닝층을 이용하면, 저렴하게 형성할 수 있고, 장착이 비교적 용이하다. 또 GFRP 제 라이닝층을 이용하면, 특히 CFRP 층의 보호 효과가 현저하다.

또한 본 발명의 로터리 커터는, CFRP 층으로 구성된 상기 나이프 실린더와 그 나이프 실린더의 내주면에 끼워 맞춰지는 금속제의 보스로 이루어지고, 그 금속제의 보스는, 나이프 실린더의 내주면에 끼워 넣어지는 중공의 원통부와, 그 원통부의 일단에 장착된 플랜지부와, 그 플랜지부로부터 외측으로 돌출 형성된 축부로 이루어지고, 그 나이프 실린더의 양단 개구로부터 그 나이프 실린더의 내주면에 그 원통부를 끼워 넣음으로써 그 금속제의 보스에 의해 그 나이프 실린더를 회전 가능하게 지지하도록 구성하는 것이다.

본 발명의 로터리 커터에서는, CFRP 층으로 구성한 경량이면서 굽힘 강성 및 비틀림 강성이 높은 나이프 실린더를 중공의 원통부에 끼워 맞춰 회전 가능하게 지 지시키도록 한다. 이와 같이 나이프 실린더를 중공의 원통부를 갖는 금속제의 보스에 의해 양단 지지시킴으로써, 나이프 실린더의 중량 증대를 막아, 저관성을 유지할 수 있도록 하고 있다.

이로써 나이프 실린더의 구동 모터의 용량 저감을 도모하여, 절단 속도의 증대를 가능하게 하고 있다.

또 최내층을 실린더 본체 둘레 방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층으로 구성하고 있기 때문에, 상기 기술한 바와 같이, 그 중공 원통부를 냉각시킴으로써, 그 최내층의 압축 강도 및 CFRP 와 금속의 열팽창률 차이를 이용해서 그 최내층과 그 중공 원통부 사이에 간극을 생기게 하여, 금속제의 보스로부터의 탈착을 용이하게 할 수 있다.

또 본 발명의 로터리 커터는, 나이프 실린더의 외주면에 상부 나이프 장착대를 나선 형상으로 형성하여, 그 상부 나이프 장착대에 상부 나이프를 장착하도록 구성하고, 그 나이프 실린더축과 선대칭이 되는 위치의 그 나이프 실린더 외주면 또는 내주면에 그 나이프 장착대와 동등한 열팽창 계수를 갖는 열신장 방지 부재를 장착하면 된다. 이와 같이 하면, 철 등 금속제의 나이프 장착대와 CFRP 의 열팽창 계수의 차이에 기인한 나이프 실린더의 축방향의 휨을 방지할 수 있다.

골판지 시트의 절단 속도의 고속화에 수반하여, 모터로부터의 열전도나, 고온 시트를 절단하는 나이프로부터의 열전도, 높은 분위기 온도 등의 영향에 의해 나이프 실린더 자체의 온도도 상승한다. 이 때문에 나이프 실린더의 표면 온도 는 약 60℃ 까지 도달하고, 열팽창 계수는, 철에서 16.6×10^-6(/℃), 피치계 CFRP 에서 0.7×10^-6(/℃) 로, 철의 열팽창 계수가 약 24 배 크다.

따라서 나이프 실린더를 CFRP 층으로 구성하고, CFRP 층의 외주면에 철제 나이프 및 나이프 장착대를 장착한 경우, 나이프 실린더의 표면이 60℃ 가 되면, 나이프 및 나이프 장착대의 열팽창에 의해서 나이프 실린더는 나이프 장착대가 없는 쪽을 내측으로 바나나 형상으로 휘어져, 폭방향으로 균일한 절단을 할 수 없게 된다.

본 발명에서는, 상기 구성에 의해 열신장 방지 부재의 신장량과 나이프 및 나이프 실린더의 신장량이 캔슬되고, 그 결과 나이프 실린더의 축방향의 휨을 방지할 수 있다. 특히 열신장 방지 부재의 체적을 나이프 및 나이프 장착대의 합계 체적과 동일하게 하면 양자의 열팽창에 의한 신장분을 동일하게 할 수 있기 때문에, 나이프 실린더의 휨을 완전하게 없앨 수 있다.

이로써, 시트 절단시에 상하의 나이프 실린더가 장착된 상부 나이프 및 하부 나이프의 날끝 갭이 생기지 않아, 정확하게 시트를 절단할 수 있다.

실험에 따르면, 전체 길이 3000㎜ 의 CFRP 층을 피복한 나이프 실린더로 철제의 나이프 및 나이프 실린더를 장착한 경우, 상온에서부터 40℃ 의 승온에 의해 나이프 실린더의 중앙부에서 약 0.5㎜ 의 휨이 발생한다. 이것은 무시할 수 없는 수치로서, 시트의 절단 성능에 영향을 미친다.

또 열신장 방지 부재를, 나이프 실린더에 고정 설치되는 장착대와, 그 장착 대에 착탈 가능하게 장착되는 본체 부재로 구성하면, 나이프 실린더가 열변형을 일으켰을 때에 필요에 따라서 열신장 방지 부재를 나이프 실린더에 장착할 수 있어, 나이프 실린더의 열변형을 간단하게 방지할 수 있다.

또 열신장 방지 부재가 실린더축과 선대칭이 되는 위치의 나이프 실린더 외주면 또는 내주면에 장착됨으로써, 카운터 웨이트로서도 기능시켜, 나이프 실린더의 진동 방지용으로도 이용할 수 있다.

상기 구성에 의해, 열신장 방지 부재의 본체 부재를 착탈 가능하게 하면 중량이 상이한 부재로 교체 가능하기 때문에, 나이프 실린더의 고유 진동수에 맞추어 중량을 선택함으로써, 나이프 실린더의 진동을 효과적으로 방지할 수 있다.

또 나이프 실린더의 외주면에 나선 형상으로 장착한 나이프 장착대에 실린더 축방향을 향하여 1 개 이상의 슬릿을 형성하면, 나이프 장착대에 의한 열신장이 반감되는 것이 본 발명자들에 의해 해명되었다. 이 구성에 의하면, 이러한 간단한 수단에 의해 나이프 실린더의 열신장을 반감시켜, 시트의 절단에 지장을 초래하지 않게 할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 나이프 실린더에 냉각 수단을 형성하여, 열신장에 의한 나이프 실린더의 휨을 방지할 수도 있다. 냉각 수단으로서 나이프 실린더의 외주면에 복수의 핀 또는 핀 홈을 형성하도록 하거나, 혹은 나이프 실린더의 내부에 냉각 공기를 도입하도록 해도 된다. 예를 들어 CFRP 층으로 이루어지는 나이프 실린더의 외주면에 라이닝층을 피복하고, 그 라이닝층에 나이프 실린더의 둘레 방향으로 간격을 두고 알루미늄제 핀을 병설 형성해도 된다.

또 본 발명에 있어서, CFRP 층으로 이루어지는 나이프 실린더의 외주면에 나이프 장착대를 고정 설치하는 방법으로서, 나이프 장착대를 나이프 실린더의 외주면에 열경화성 수지계 접착제로 접착한다. 열경화성 수지계 접착제로서, 예를 들어 접착성이 양호한 에폭시 수지를 이용해도 된다. 또한, 강도면에서 전단 강도 10MPa 이상의 접착 강도를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.

그리고 안전면을 고려하여 나이프 장착대를 나이프 실린더의 외주면에 그 접착제에 의한 접착에 추가하여, 볼트 접합을 병용해도 된다. 접착제에 의해 충분한 전단 강도를 얻을 수 있는 경우에는 반드시 필요한 것은 아니지만, 볼트 접합을 병용함으로써 접착력을 한층 더 강화시킬 수 있다.

또 본 발명의 상기 적층 구조를 갖는 나이프 실린더의 제조 방법은, 다음과 같이 하여 실시할 수 있다. 즉 성형용 맨드릴의 원통면 상에, 탄소 섬유를 일방향으로 정렬시켜 시트상으로 한 후 수지를 함침시켜 이루어지는 시트상 프리프레그를, 탄소 섬유의 구배각이 소정 각도가 되도록 최내층으로부터 순서대로 상온 (15∼30℃, 바람직하게는 18∼25℃) 및 가압하에서 감도록 한다.

본 발명의 상기 적층 구조는, 최내층에 실린더 둘레 방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층, 바람직하게는 PAN 계 CFRP 층을 갖고, 그 최내층 상에, 그 실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층 및 실린더 축방향에 대해서 +30∼+60 도 그리고 -30∼-60 도의 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층을, 실린더 축방향의 인장 탄성률이 206GPa 이상이 되도록 복수층 적층한 구성을 갖는다.

다음으로 이와 같이 형성한 적층체를 가열 경화시키고, 그 후 가열 경화시킨 그 적층체를 상기 성형용 맨드릴로부터 빼내도록 한다.

시트상 프리프레그를 가압하면서 1 층씩 혹은 복수층씩 성형용 맨드릴에 감는 방식은, 예를 들어 도 15 에 나타내는 장치에 의해 실시할 수 있다. 도 15 에 있어서, 성형용 맨드릴 (042) 은 3 개의 롤 (043, 044 및 045) 에 협지되고, 이들 롤군의 화살표 방향 회전에 의해 종동 회전된다.

프리프레그 (041) 는, 최내층으로부터 순서대로 맨드릴 (042) 과 롤군 (043∼045) 사이에 삽입되어서 그 롤의 가압력을 받으면서 맨드릴 (042) 에 감겨진다. 이와 같이 프리프레그가 1 층 또는 복수층씩 순서대로 맨드릴 (042) 에 감겨지고, 그 롤의 가압력에 의해 감김 상태가 유지된다.

그 후 그 적층된 프리프레그를 성형용 맨드릴마다 가열로에 넣고 가열 경화시킨다.

이러한 방법에 의해서, 적층간의 밀착 강도가 크고 섬유 구배각이 상이한 복수층의 CFRP 층으로 이루어지는, 고강도이면서 굽힘 강성 및 비틀림 강성이 모두 크고, 경량이며 저관성의 나이프 실린더를 제조할 수 있다.

이러한 방법은, 탄소 섬유를 성형용 맨드릴에 직접 감는 종래의 방법에 비해 용이하게 나이프 실린더를 제조할 수 있다.

또한 최내층 상에, 0 도의 섬유 구배각을 갖는 제 1 피치계 CFRP 층, +30∼+60 도의 섬유 구배각을 갖는 제 2 피치계 CFRP 층 및 -30∼-60 도의 섬유 구배각을 갖는 제 3 피치계 CFRP 층을 규칙적으로 적층해 나감으로써, 높은 굽힘 강성 및 정역 양 방향의 하중에 대한 높은 비틀림 강성을 유지하면서, 상기 기술한 바와 같이 나이프 실린더의 제조가 용이해진다.

또한 본 발명의 나이프 실린더의 외주면에 라이닝층을 피복하는 경우, 고무제 라이닝층의 경우에는, 가열 경화 처리한 후의 CFRP 층 적층체의 외표면에 고무제 라이닝층을 감은 상태에서, 가열로에 넣고 가열하여, 고무제 라이닝층을 가황하여 경화시킨다.

또 CFRP 제의 라이닝층을 피복하는 경우에는, 성형용 맨드릴에 감은 상태에서 가열 경화 처리 전의 상기 탄소 섬유 프리프레그 적층체의 외표면에 그 라이닝층을 감고, 가열로에 넣어 그 탄소 섬유 프리프레그의 가열 경화 처리와 그 라이닝층의 가열 경화 처리를 동시에 실시해도 된다. 혹은 가열 경화 처리 후의 CFRP 층에 그 라이닝층을 감고 가열로에 넣어, 그 라이닝층만을 가열 경화 처리해도 된다.

이러한 방법으로 CFRP 층의 적층체로 이루어지는 나이프 실린더의 외주면에 라이닝층을 강고하게 피착시킬 수 있다.

또 라이닝층을 나이프 실린더에 축방향으로 분할하여 피복하도록 하면, 저비용으로 라이닝층에 의한 보호 효과를 얻을 수 있고, 또 라이닝층을 분할하기 때문에 장착도 용이해진다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시형태를 이용하여 상세히 설명한다. 단, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등 은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명을 그것에만 한정하는 취지는 아니다.

도 1 의 (a) 는 본 발명의 제 1 실시형태의 상부 나이프 실린더를 나타내는 입면도, (b) 는 (a) 중의 A-A 선을 따른 횡단면도, 도 2 는 상기 제 1 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도, 도 3 은 상기 제 1 실시형태의 나이프 실린더의 나이프 장착부의 정적 파괴 시험 결과를 나타내는 선도이다.

도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도, 도 5 는 본 발명의 제 3 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도, 도 6 은 본 발명의 제 4 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도, 도 7 은 상기 제 4 실시형태의 나이프 실린더의 입면도이다.

도 8 은 본 발명의 제 5 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도, 도 9 는 본 발명의 제 6 실시형태의 나이프 장착대의 사시도, 도 10 은 본 발명의 제 7 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도, 도 11 의 (a) 는 본 발명의 제 8 실시형태의 나이프 실린더의 입면도, (b) 는 나이프 실린더의 종단면도이다.

(실시형태 1)

본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 도 1 및 2 에 있어서, 상부 나이프 실린더 (2) 는 원통형을 한 CFRP 층의 적층체 (40) 로 구성되고, 그 적층체 (40) 를 양측으로부터 강철제의 보스 (50a 및 50b) 가 회전 가능하게 지지하고 있다. 보스 (50a 및 50b) 는, 적층체 (40) 의 내주면에 끼워 맞춰지는 원통부 (53a, 53b), 적층체 (40) 의 단면이 맞닿는 플랜지부 (52a 및 52b), 및 플랜지부 (52a, 52b) 로부터 외측으로 돌출 형성된 축부 (51a 및 51b) 로 구성된다.

상부 나이프 실린더 (2) 의 외주부를 구성하는 적층체 (40) 의 일부는 금속 인서트부 (32) 가 형성되고, 거기에 상부 나이프 장착대 (30) 가 고정 볼트 (34) 에 의해, 도 1 의 (a) 에 도시한 바와 같이 상부 나이프 실린더 (2) 의 축방향을 따라서 나선 형상으로 고정 설치되어 있다. 또 동시에 상부 나이프 장착대 (30) 는, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지계 접착제에 의해 적층체 (40) 의 표면에 접착되어 있다. 상부 나이프 장착대 (30) 에는 고정 볼트 (36) 에 의해 상부 나이프 (8) 가 고정되어 있다. 하부 나이프 실린더는 도시를 생략하였지만, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 하부 나이프 장착대를 상부 나이프 장착대 (30) 와 실린더 축방향으로 대칭이 되게 배치하는 것 외에는 상부 나이프 실린더 (2) 와 동일 구성을 갖는다.

상부 나이프 (8) (및 도시하지 않는 하부 나이프) 가 나이프 실린더의 축방향을 따라서 나선 형상으로 고정 설치되는 이유는, 골판지 시트를 나이프 시단 (S) (도 1 의 (a) 에서 우측) 에서 나이프 종단 (E) (동 도면의 좌측) 을 향해 서서히 절단하는 쉐어 절단을 실시하여, 과대한 절단 하중이 상부 나이프 및 하부 나이프의 날끝에 부가되지 않기 때문이다.

상부 나이프 실린더 (2) 의 외측부를 구성하는 CFRP 적층체 (40) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 그 최내층은 섬유 구배각이 나이프 실린더 둘레 방향 (90 도) 을 향한 PAN 계 CFRP 층 (41) 으로 구성되고, 그 상층은, 순서대로 섬유 구배각이 나이프 실린더의 축방향 (0 도) 을 향한 피치계 CFRP 층 (42), 섬유 구배각이 +45 도의 방향을 향한 피치계 CFRP 층 (43) 및 섬유 구배각이 -45 도의 방향 (나이 프 실린더 축방향을 중심으로 하여 + 와 반대 방향) 을 향한 피치계 CFRP 층 (44) 으로 구성되어 있다.

또한 CFRP 층 (43 과 44) 은, 중첩 순서가 반대이어도 된다. 이러한 3 층으로 구성된 적층체가 외주면까지 복수층 (n 층) 적층되어 있다. 이 CFRP 적층체 (40) 는, 예를 들어 25㎜ 의 두께를 갖는다.

제 1 실시예는, 상부 나이프 실린더 (2) 및 도시 생략된 하부 나이프 실린더가 CFRP 적층체 (40) 로 구성되어 있다.

이러한 나이프 실린더의 제조 방법은, 도 15 에 나타낸 바와 같은 장치를 사용하여, 탄소 섬유를 일방향으로 정렬하여 시트상으로 한 후 수지를 함침시켜 이루어지는 시트상 프리프레그 (041) 를 1 층 또는 복수층씩 상온 (18∼25℃) 하에서 성형용 맨드릴 (042) 의 주위에 배치한 롤군 (043∼045) 에 의해 가압하면서 성형용 맨드릴 (042) 에 감아간다. 이 경우 그 프리프레그를 가열 경화시킨 후의 각 CFRP 층이 전술한 바와 같은 섬유 구배각을 가지도록 각 프리프레그를 감을 때의 방향을 바꾸어간다.

그 후 이 적층체를 성형용 실린더 (042) 에 감은 채로 가열로에 넣고 가열 경화시킴으로써, 각 층간을 일체로 고착시켜 CFRP 층으로 이루어지는 나이프 실린더를 제조한다. 그 후 제조한 나이프 실린더의 최내층의 고압축 강도와, CFRP 와 금속의 열팽창률의 차이를 이용하여, 그 나이프 실린더를 성형용 맨드릴 (042) 로부터 빼낸다.

이 경우 그 시트상 프리프레그층을 성형용 맨드릴 (042) 에 하층부터 차례로 1 층씩 감아가도 되고, 혹은 미리 3 층의 그 시트상 프리프레그를 각각 CFRP 층 (42, 43, 44) 과 동일 방향의 섬유 구배각이 되도록 배치 방향을 조정하여 중첩하여 감아두고, 이 3 층으로 이루어지는 적층체를 복수조 순서대로 성형용 맨드릴 (042) 에 감아가도록 해도 된다.

본 실시예에 있어서는, 섬유 구배각이 나이프 실린더의 축방향 (0 도) 을 향한 피치계 CFRP 층 (42) 의 비율을 나이프 실린더 본체의 인장 탄성률이 240GPa 가 되도록 조절하고 있다.

제 1 실시형태에 의하면, 적층체 (40) 의 최내층이 섬유 구배각을 나이프 실린더의 둘레 방향을 향한 PAN 계 CFRP 층 (41) 으로 구성되어 있기 때문에, 나이프 실린더의 외측으로부터 내측으로 반경 방향을 향하는 압축 하중에 대해 높은 압축 강도를 유지하여, 잘 찌그러지지 않는 보형성을 가질 수 있다.

따라서 적층체 (40) 를 성형용 맨드릴 또는 금속제의 보스 (50a, 50b) 의 원통부 (53a, 53b) 와의 끼워맞춤면으로부터 분리하는 경우에, 성형용 맨드릴이나 그 원통부 (53a, 53b) 를 냉각시켰을 때, 그 PAN 계 탄소 섬유가 높은 압축 강도를 가지기 때문에, 그 탄소 섬유에 함침시킨 수지의 열수축에 의한 압축 하중에 저항하여 적층체 (40) 의 무너짐이나 수축을 저지하고, 이 보형성과 금속제의 맨드릴 또는 원통부 (53a, 53b) 와 CFRP 층의 열팽창률의 차이를 이용하여 적층체 (40) 와 그 맨드릴 또는 원통부 (53a, 53b) 사이에 간극을 형성할 수 있기 때문에, 분리가 용이해지는 이점이 있다.

또 상부 나이프 실린더 (2) 의 외주부가 고강도를 갖는 피치계 CFRP 층의 적 층체로 구성되고, 섬유 구배각이 실린더 축방향에 배치된 피치계 CFRP 층 (42) 의 전체 CFRP 층에 대한 체적 비율이 상부 나이프 실린더 (2) 의 인장 탄성률이 240GPa 가 되도록 설정되고, 또한 피치계 CFRP 층 (43 및 44) 이 +45 도, -45 도의 섬유 구배각을 갖는 것이기 때문에, 굽힘 강성 및 비틀림 강성을 함께 높게 유지할 수 있고, 또한 경량이고 저관성인 나이프 실린더로 할 수 있다.

그 때문에 나이프 실린더에서 진동의 발생이 일어나기 어렵고, 시트 절단시에 상부 나이프 및 하부 나이프 실린더에 장착된 상부 나이프 및 하부 나이프의 날끝에 갭이 생기지 않기 때문에, 정확하게 시트를 절단할 수 있다. 또 저관성이기 때문에, 나이프 실린더의 구동 모터를 저용량으로 할 수 있어, 시트의 절단 속도를 대폭 증대시킬 수 있다.

또 제 1 실시형태에서는, CFRP 층 (43 및 44) 의 섬유 구배각을 ±45 도로 함으로써, 탄소 섬유가 함침되어 있는 수지의 수축 작용을 최대로 할 수 있고, 이로써 피치계 CFRP 층 (42∼44) 이 수축되어 PAN 계 CFRP 층으로 구성된 최내층 (41) 에 밀착하여, 강고하게 일체화된 적층체를 만들 수 있다.

또한 CFRP 층 (43 및 44) 의 섬유 구배각이 ±30∼±60 도의 범위 내에서 대칭이 되는 섬유 구배각이 되도록 적층함으로써, 나이프 실린더에 발생하는 정역 양 방향의 비틀림에 대하여 동일한 비틀림 강성을 확보할 수 있다.

또한 제 1 실시형태에 있어서, 0 도의 섬유 구배각을 가지는 피치계 CFRP 층 (42) 과 45 도의 섬유 구배각을 가지는 피치계 CFRP 층 (43) 사이에 추가로 실린더 둘레 방향 (90 도) 의 PAN 계 CFRP 층을 삽입하면, 압축 강도가 더욱 우수한 적층 체를 얻을 수 있다.

또 상부 나이프 장착대 (30) 를 적층체 (40) 의 표면에 고정용 볼트 (34) 뿐만 아니라, 열경화성 수지계 접착제 (에폭시 수지 접착제；평균 전단 하중 10MPa 이상) 로 고착시키고 있기 때문에, 강철제의 상부 나이프 장착대 (30) 와 CFRP 적층체 (40) 의 열팽창률의 큰 차이에 관계없이, 상부 나이프 장착대 (30) 를 강고하게 적층체 (40) 에 장착할 수 있다.

또 전술한 방법으로 나이프 실린더를 제조하기 때문에, 탄소 섬유를 실린더 성형용 맨드릴에 직접 감는 등의 종래의 방법에 비하여 제조 공정이 용이하다.

다음으로, 본 실시형태의 나이프 실린더의 나이프 장착부에 대하여 실시한 정적 파괴 시험 결과 및 피로 시험 결과에 대하여 설명한다.

(1) 나이프 장착부의 정적 파괴 시험 결과

이 시험은, 실온에서 공시체의 나이프 실린더를 고정시킨 상태에서 나이프 장착대의 길이 축방향 중앙부에 수직 방향으로부터 정적 하중을 가하여, 즉 도 2 의 상부 나이프 장착대 (30) 에 화살표 a 방향으로부터 정적 하중을 가하여, 정적 파괴 시험을 실시하였다. 이 결과를 도 3 에 나타낸다. 도 3 에 있어서, 세로축은 하중 (N), 가로축은 하중 방향의 나이프 장착대의 변위 (㎜) 를 나타낸다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 나이프 절단 하중 1600N 의 20 배의 하중을 부여해도 파단되지 않았다 (Pmax = 70440N 으로 파단하였다).

(2) 나이프 장착부의 피로 시험 결과

상기와 동일한 공시체에 대하여, 상기 시험과 동일 지점에서 동일 방향으로 부터 이하와 같은 조건으로 반복하여 하중을 가하여 시험을 실시하였으나, 반복수 1 × 10⁷ 회 후에도 공시체에 육안으로 확인할 수 있는 결함은 없고, 파단되지 않았다.

·시험 온도：실온

·부하 하중：Pmax 1000N, Pmin 100N

·진폭 하중：450N

·시험 속도：5Hz

·시험기：시마즈 제조 10ton 피로 시험기

(실시형태 2)

다음으로 본 발명의 제 2 실시형태를 도 4 에 의해 설명한다. 도 4 에 있어서, 제 2 실시형태는, 적층체 (40) 의 표면에, 라이닝층으로서 글래스 섬유 강화 플라스틱 (GFRP) 층 또는 고무층 (55) 을 피복한 것으로, 그 외의 구성은 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 그 동일 부호를 붙인 부위에 대해서는 설명을 생략한다.

이러한 라이닝층의 피복 방법은, 라이닝층으로서 고무층을 사용하는 경우에는, 이미 가열 경화가 완료된 CFRP 층으로 이루어지는 나이프 실린더의 외주면에 고무층을 감고, 가열로에 넣어 가열함으로써 고무층을 가황 경화시킨다.

라이닝층으로서 GFRP 층을 사용하는 경우에는, 나이프 실린더 본체의 성형시에, 도 15 의 감김 장치를 사용하여 나이프 실린더 본체를 구성하는 CFRP 층용 프 리프레그를 감은 후, 라이닝층으로서의 GFRP 층을 동일하게 가압하면서 감는다.

그 후 CFRP 층용 프리프레그와 GFRP 층을 성형용 맨드릴에 감은 상태에서 가열로에 넣고, CFRP 층용 프리프레그와 GFRP 층을 동시에 가열 경화시킨다. 그 후 나이프 실린더를 성형용 맨드릴로부터 빼낸다. 이 빼낼 때의 나이프 실린더의 보형성 및 CFRP 와 금속의 열팽창률의 차이를 이용하여 나이프 실린더를 성형용 맨드릴로부터 용이하게 빼낼 수 있다.

혹은 가열 경화 처리 후의 나이프 실린더 (성형용 맨드릴에 감은 상태 그대로 또는 성형용 맨드릴로부터 빼낸 후의 어느 쪽이어도 된다) 에 GFRP 층을 감고, 가열로에 넣어 가열 경화시키도록 해도 된다.

제 2 실시형태에 의하면, 적층체 (40) 의 표면을 GFRP 층 또는 고무층 (55) 으로 피복함으로써, 그 라이닝층 (55) 이 나이프 실린더의 적층체 (40) 를 보호하여, 적층체 (40) 의 CFRP 층의 파손, 마모를 방지하기 때문에, 잘 파괴되지 않는 나이프 실린더로 할 수 있다. 고무제 라이닝층을 사용하면, 저가이면 되어, 장착이 비교적 용이하고, 또 GFRP 제 라이닝층을 사용하면, 특히 CFRP 층의 보호 효과가 현저하다.

또한 이러한 라이닝층을 나이프 실린더의 축방향으로 분할하여 피복하도록 하면, 저비용으로 라이닝층에 의한 보호 효과를 얻을 수 있고, 또한 장착이 용이해진다. 예를 들어 나이프 실린더의 양단부 및 나이프 장착대를 장착하는 장소 등 특히 적층체 (40) 가 파손, 마모되기 쉬운 장소를 선택하여 라이닝층을 형성하면 된다.

(실시형태 3)

다음으로 본 발명의 제 3 실시형태를 도 5 에 의해 설명한다. 도 5 에 있어서, 제 3 실시형태는, 나이프 실린더의 외주부를 구성하는 적층체 (40＇) 의 최내층은 섬유 구배각이 실린더 둘레 방향 (90 도) 을 향한 PAN 계 CFRP 층 (41) 으로 구성되고, 그 상층은 하층부터 순서대로 섬유 구배각이 실린더 축방향 (0 도) 을 향한 피치계 CFRP 층 (42), 섬유 구배각이 +45°의 방향을 향한 PAN 계 CFRP 층 (45), 섬유 구배각이 -45°의 방향을 향한 PAN 계 CFRP 층 (46) 으로 구성되어 있다. 이러한 3 층 (42, 45, 46) 을 이 순서로 조합한 적층체가 외주면까지 복수층 (n 층) 적층되어 있다.

또 적층체 (40＇) 의 외표면에는 상기 제 2 실시형태와 마찬가지로, GFRP 층 또는 고무층으로 이루어지는 라이닝층 (55) 을 피복하고 있다. 또 라이닝층 (55) 은, 나이프 실린더의 축방향 (시트의 폭방향) 으로 복수 분할하여 피복되어 있다.

이러한 구성의 제 3 실시형태에 의하면, 섬유 구배각이 ±45°의 방향을 향한 CFRP 층을 인장 탄성률이 피치계보다 떨어지지만 피치계보다 염가인 PAN 계 CFRP 층 (45 및 46) 으로 구성함으로써, 비용 저감을 달성할 수 있다. 단, 실린더 축방향 (0 도) 방향의 인장 탄성률이 240GPa 가 되도록 0 도 방향의 피치계 CFRP 층 (42) 의 전체 CFRP 층에 대한 체적 비율을 조절하고 있다.

또 라이닝층 (55) 을 나이프 실린더의 폭방향으로 분할하여 피복함으로써, 저비용으로 적층체 (40＇) 의 보호 효과를 얻을 수 있고, 또 장착이 용이해진다.

(실시형태 4)

다음으로 본 발명의 제 4 실시형태를 도 6 에 의해 설명한다. 도 6 에 있어서, 제 4 실시형태는, 나이프 실린더의 외주부를 구성하는 적층체 (40) 의 외표면에, 열신장 방지 부재 (61) 를 장착한 것으로, 그 외의 구성은 도 2 에 나타내는 제 1 실시형태와 동일하므로, 제 1 실시형태와 동일 부위는 동일 부호를 붙임과 함께, 그들의 설명을 생략한다.

열신장 방지 부재 (61) 는, 강철제의 상부 나이프 (8) 및 상부 나이프 장착대 (30) 와 동일한 열팽창 계수를 갖는 것 (예를 들어 강철제) 으로, 나이프 실린더의 축방향에 나선 형상으로 배치된 상부 나이프 (8) 및 상부 나이프 장착대 (30) 와 나이프 실린더의 축선에 대하여 선대칭이 되는 위치에 배치됨과 함께, 상부 나이프 (8) 및 상부 나이프 장착대 (30) 의 합계 체적과 동일한 체적을 갖고 있다. 예를 들어 도 7 에 나타내는 바와 같은 형상 및 배치 위치를 이룬다.

CFRP 제의 적층체 (40) 와 열팽창 계수가 상이한 강철제의 상부 나이프 (8) 및 상부 나이프 장착대 (30) 가 고온화되는 운전 환경에 의해 팽창되고, 이로써 상부 나이프 실린더 (2) 를 축선 h 를 따라 바나나 형상으로 휘어지는 현상이 발생하는데, 제 4 실시예에서는, 적층체 (40) 의 표면에 열신장 방지 부재 (61) 를 장착함으로써, 열신장 방지 부재 (61) 의 신장량과 상부 나이프 (8) 및 상부 나이프 장착대 (30) 의 신장량이 서로 캔슬되고, 그 결과 상부 나이프 실린더 (2) 의 축방향의 휨을 방지할 수 있다.

또한 열신장 방지 부재 (61) 의 적층체 표면에 대한 장착 방법은, 상부 나이 프 장착대 (30) 를 적층체 (40) 에 장착하는 경우의 전술한 장착 방법과 동일해도 된다.

또 열신장 방지 부재 (61) 는, 나이프 실린더의 축방향에 복수로 분할하여 장착해도 되고, 이 경우 나이프 실린더 주위의 스페이스의 낭비를 줄일 수 있다.

(실시형태 5)

다음으로 본 발명의 제 5 실시형태를 도 8 에 의해 설명한다. 도 8 에 있어서, 제 5 실시형태는, 제 4 실시형태의 열신장 방지 부재 (61) 를 나이프 실린더의 외주부를 구성하는 적층체 (40) 의 내주면에 장착한 것이다. 열신장 방지 부재 (62) 는, 열신장 방지 부재 (61) 와 마찬가지로, 상부 나이프 (8) 및 상부 나이프 장착대 (30) 와 나이프 실린더의 축선에 대하여 선대칭이 되는 위치에 배치됨과 함께, 상부 나이프 (8) 및 상부 나이프 장착대 (30) 와 동일한 체적을 갖고 있다.

이러한 구성에 의해서도, 제 4 실시형태와 마찬가지로 상부 나이프 실린더 (2) 의 휨을 효과적으로 방지할 수 있다. 또 상부 나이프 실린더 (2) 의 내측에 열신장 방지 부재 (62) 를 형성하고 있기 때문에, 나이프 실린더의 외주에 스페이스를 확보할 수 있어, 심플한 구조로 할 수 있다.

(실시형태 6)

다음으로 본 발명의 제 6 실시형태를 도 9 에 의해 설명한다. 본 실시형태는, 나이프 장착대 (예를 들어 도 2 에 나타내는 상부 나이프 장착대 (30)) 의 구조에 관한 것이다. 도 9 에 있어서, 본 실시형태의 나이프 장착대 (70) 는, 나이프 실린더 외주면과의 접촉면 (t) 을 갖는 접촉부 (71) 와, 접촉부 (71) 로부터 세워 형성된 나이프 장착부 (72) 로 이루어진다. 나이프 장착부 (72) 에는, 복수의 슬릿 (73) 이 길이 방향으로 등간격으로 병설 형성되어 있다. 또 접촉부 (71) 에는, 슬릿 (73) 과 동일 간격으로 슬릿 (73) 의 연장 상에 R 홈 (73) 이 오목하게 형성되어 있다. 슬릿 (73) 의 간격은 예를 들어 100∼200㎜ 로 구성된다.

제 6 실시형태에 의하면, 이러한 구성에 나이프 장착대 (70) 를 형성함으로써, 상기 제 4 실시형태와 같이, 열신장 방지 부재 (61) 를 형성하지 않아도, 상부 나이프 (8) 및 상부 나이프 장착대 (30) 에 의한 나이프 실린더의 열신장을 반감시킬 수 있다. 이 때문에 회전 관성 GD² 도 증가하지 않고, 나이프 실린더의 구동 모터의 용량을 저감시킬 수 있어, 심플한 구성으로 비용 저감을 도모할 수 있다.

이와 같이 제 6 실시형태에서는, 나이프 장착대의 구조를 연구함으로써, 간단하게 나이프 실린더의 열변형을 줄여, 시트의 절단에 지장이 없게 할 수 있다.

(실시형태 7)

다음으로 본 발명의 제 7 실시형태를 도 10 에 의해 설명한다. 도 10 은 상부 나이프 실린더 (2) (하부 나이프 실린더이어도 된다) 의 횡단면도이고, 본 실시예는, 상부 나이프 장착대 (30) 에 대하여 나이프 실린더 축선 h 를 중심으로 선대칭이 되는 위치의 나이프 실린더 외주면에 카운터 밸런스 장착대 (81) 가 장착되고, 장착대 (81) 에 카운터 밸런스 (82) 가 착탈 가능하게 장착되어 있다.

또한 카운터 밸런스 장착대 (81) 및 카운터 밸런스 (82) 의 합계 체적은, 나이프 및 상부 나이프 장착대 (30) 와 동일하고, 또한 카운터 밸런스 장착대 (81) 및 카운터 밸런스 (82) 의 열팽창 계수는, 나이프 및 상부 나이프 장착대 (30) 와 동일해지도록 구성되어 있다.

이러한 구성에 의하면, 카운터 밸런스 장착대 (81) 및 카운터 밸런스 (82) 는, 상기 제 4 실시형태 또는 제 5 실시형태의 열신장 방지 부재 (61 또는 62) 와 마찬가지로, 나이프 실린더의 열변형 방지 효과를 가짐과 함께, 나이프 실린더의 진동을 방지하는 효과를 갖는다. 즉 카운터 밸런스 (82) 를 중량이 상이한 부재로 교체할 수 있기 때문에, 나이프 실린더의 고유 진동수에 맞추어 중량을 선택함으로써, 나이프 실린더의 진동을 효과적으로 방지할 수 있다.

또 카운터 밸런스 (82) 는, 착탈 가능하기 때문에, 나이프 실린더의 열변형을 방지할 필요가 있을 때만 장착할 수 있다.

(실시형태 8)

다음으로 본 발명의 제 8 실시형태를 도 11 에 의해 설명한다. 도 11 의 (a) 는 상부 나이프 실린더 (2) 를 나타내는 입면도이고, (b) 는 나이프 실린더 외주부의 일부 확대 단면도이다. 도 11 에 있어서, CFRP 적층체 (40) 로 이루어지는 나이프 실린더 (2) 의 외주부에, GFRP 층 또는 고무층으로 이루어지는 라이닝층 (55) 을 피복하고, 라이닝층 (55) 의 표면에 나이프 실린더의 둘레 방향에 간격을 두고 병설 형성된 핀 (91) 을 형성하고 있다.

이러한 구성의 핀 (91) 을 형성함으로써, 나이프 실린더 (2) 의 냉각 효과가 높아져, 나이프 실린더의 축방향 열신장을 효과적으로 방지할 수 있다. 이로써 나이프 실린더의 열변형을 막고, 상하 나이프 실린더에 형성한 상부 나이프 및 하부 나이프간의 갭의 벌어짐을 방지하여, 시트의 절단 성능을 유지할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서, 별도 수단으로서 라이닝층 (55) 에 홈 (핀 홈) 을 형성하여 냉각 기능을 갖게 해도 되고, 혹은 별도 냉각 수단으로서, 나이프 실린더의 중공인 내부에 냉각 공기를 공급하도록 해도 된다.

본 발명에 의하면, 실린더 본체가 탄소 섬유 강화 플라스틱층으로 이루어지고, 또한 실린더 축방향의 인장 탄성률이 206GPa 이상, 바람직하게는 220GPa 이상이 되도록 구성된 나이프 실린더이므로, 인장 강도와 굽힘 강성이 높고, 그 때문에 나이프 실린더를 얇게 할 수 있고, 또한 CFRP 층 자체가 경량이기 때문에, 이 상승 효과로 매우 저관성인 나이프 실린더를 실현할 수 있다.

바람직하게는, 최내층이 실린더 둘레 방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 CFRP 층, 바람직하게는 고강도의 PAN 계 CFRP 층으로 이루어지고, 그 최내층 위에, 그 실린더 축방향을 따른 섬유 구배각을 갖는 피치계 CFRP 층 및 실린더 축방향에 대하여 +30∼+60 도 그리고 -30∼-60 도의 섬유 구배각을 갖는 피치계 CFRP 층을 복수층 적층하여 실린더 축방향의 인장 탄성률이 철보다 커지도록 구성함으로써, 굽힘 강성 및 비틀림 강성이 높고 경량으로 저관성화를 달성한 나이프 실린더를 실현할 수 있음과 함께, 나이프 실린더의 외측으로부터 내측에 작용하는 압축 하중에 대하여 높은 압축 강도를 유지하여 양호한 보형성을 가질 수 있다.

이와 같이 외방으로부터 가해지는 압축 하중에 대하여 높은 압축 강도를 유 지하여 양호한 보형성을 가질 수 있음과 함께, 그 보형성 및 CFRP 층과 금속의 열팽창률의 차이를 이용하여 금속제의 성형용 맨드릴 또는 금속제의 보스의 지지 원통을 냉각시킴으로써, 나이프 실린더의 그 맨드릴 또는 그 지지 원통으로부터의 착탈을 용이하게 할 수 있다.

이로써, 실린더 강성이 높고, 파손되기 어려워, 실린더 수명을 연장할 수 있음과 함께, 나이프 실린더의 광폭화 및 구동 모터의 용량 저감을 도모할 수 있어, 절단 속도를 대폭 증대시킬 수 있다.

또 바람직하게는, CFRP 로 구성한 나이프 실린더의 표면을 라이닝층으로 피복하면, 이 라이닝층이 나이프 실린더의 CFRP 층을 보호하고, CFRP 층의 파손, 마모를 방지할 수 있어, 잘 파괴되지 않는 나이프 실린더를 실현할 수 있다.

또 바람직하게는, 나이프 실린더의 외주면에 나선 형상으로 형성한 나이프 장착대에 대하여 실린더축과 선대칭이 되는 위치의 나이프 실린더 외주면 또는 내주면에 그 나이프 장착대와 동일한 열팽창 계수를 가지는 열신장 방지 부재를 장착하도록 하면, 철 등 금속제의 나이프 장착대와 CFRP 의 열팽창 계수의 차이에서 기인된 나이프 실린더의 축방향의 휨을 방지할 수 있다.

또 열신장 방지 부재가 실린더축과 선대칭이 되는 위치의 나이프 실린더 외주면 또는 내주면에 장착됨으로써, 카운터 웨이트로서도 기능시켜, 나이프 실린더의 진동을 방지할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 나이프 실린더에 냉각 수단을 형성하여, 열신장에 의한 나이프 실린더의 휨을 방지할 수도 있다.

또 본 발명의 로터리 커터에 의하면, CFRP 제의 나이프 실린더를 그 나이프 실린더의 양단 개구로부터 그 나이프 실린더의 내주면에 중공의 원통부를 끼워 넣음으로써, 그 맨드릴로 그 나이프 실린더를 회전 가능하게 지지하도록 구성되어 있기 때문에, 나이프 실린더의 중량 증대를 막아, 저관성을 유지할 수 있고, 이로써 나이프 실린더의 구동 모터의 용량 저감을 도모하여, 절단 속도의 증대를 가능하게 하고 있다.

도 1 의 (a) 는, 본 발명의 제 1 실시형태의 상부 나이프 실린더를 나타내는 입면도, (b) 는 (a) 중의 A-A 선에 따른 횡단면도이다.

도 2 는, 상기 제 1 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도이다.

도 3 은, 상기 제 1 실시형태의 나이프 장착부의 정적 파괴 시험 결과를 나타내는 선도이다.

도 4 는, 본 발명의 제 2 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도이다.

도 5 는, 본 발명의 제 3 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도이다.

도 6 은, 본 발명의 제 4 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도이다.

도 7 은, 상기 제 4 실시형태의 나이프 실린더의 입면도이다.

도 8 은, 본 발명의 제 5 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도이다.

도 9 는, 본 발명의 제 6 실시형태의 나이프 장착대의 사시도이다.

도 10 은, 본 발명의 제 7 실시형태의 나이프 실린더의 횡단면도이다.

도 11 의 (a) 는, 본 발명의 제 8 실시형태의 나이프 실린더의 입면도, (b) 는 나이프 실린더의 종단면도이다.

도 12 는, 종래의 로터리 커터의 입면도이다.

도 13 은, 도 11 의 로터리 커터의 우측면도이다.

도 14 는, 종래의 로터리 커터의 상부 나이프 및 하부 나이프의 맞물림 상태를 나타내는 설명도이다.

도 15 는, CFRP 층 또는 라이닝층 형성 장치를 나타내는 사시도이다.

Claims

한 쌍의 원통체의 외주면에 각각 나이프를 나선 형상으로 장착하여 이루어지는 나이프 실린더로 그 나이프 실린더 사이를 통과하는 띠형상 종이를 절단하도록 한 로터리 커터에 있어서,

상기 한 쌍의 원통체가 탄소 섬유 강화 플라스틱층으로 이루어지고, 또한 원통체 축방향의 인장 탄성률이 206GPa 이상으로 구성된 나이프 실린더와,

그 나이프 실린더를 지지 고정시키는 금속제의 보스로 이루어지고,

그 금속제의 보스가, 그 나이프 실린더의 내주면에 끼워 넣어지는 중공의 원통부와, 그 원통부의 일단에 장착된 플랜지부와, 그 플랜지부로부터 외측으로 돌출 형성된 축부로 이루어지고,

상기 나이프 실린더의 양단 개구로부터 그 나이프 실린더의 양단부에 상기 원통부를 끼워 넣음으로써 그 금속제의 보스로 그 나이프 실린더를 회전 가능하게 지지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 로터리 커터.