KR20090092705A

KR20090092705A - 섬유강화플라스틱의 제조방법 및 제조장치와, 이를 이용하여 제작된 제품

Info

Publication number: KR20090092705A
Application number: KR1020090014590A
Authority: KR
Inventors: 이덕우
Original assignee: 이덕우
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-21
Publication date: 2009-09-01

Abstract

본 발명은 섬유강화플라스틱의 제조방법 및 제조장치와, 이를 이용하여 제작된 제품에 관한 것으로, 함침 몰드에 강화재가 안착되는 단계; 이 강화재에 수지가 도포되는 단계; 상기 강화재에 도포된 수지가 롤러에 의해 고루 분포되는 단계; 상기 수지가 고루 분포된 강화재가 제1챔버의 내부에서 고온으로 숙성되는 단계; 상기 제1챔버에서 숙성된 강화재가 고온의 프레스에 의해 가압되어 수지가 강화재에 완전 함침되면서 성형 몰드 형상으로 성형되는 단계; 상기 성형된 강화재가 제2챔버에서 고온으로 급속 경화되는 단계의 방법 및 이를 구현하는 장치에 의해 성형 제품이 일체형으로 제작된다.

이로 인해, 섬유강화플라스틱 내부의 공기가 존재하는 불량이 현저히 저감되고, 강화재의 숙성 및 경화가 고온의 챔버 내부에서 급속으로 이루어지므로 제조 시간이 현저히 짧아져 생산속도가 향상되며, 종래에는 불가능했던 섬유강화플라스틱 재질로 손수레 적재함을 일체로 제작하거나 또는 적사함과 같은 제품을 제작할 수 있다.

Description

섬유강화플라스틱의 제조방법 및 제조장치와, 이를 이용하여 제작된 제품{Method and Device for manufacture of Fiber Reinforced Plastic, and product produced by using thereof}

본 발명은 섬유강화플라스틱에 관한 것으로 보다 상세하게는 강화재에 수지가 도포되면 일부 함침하여 숙성시킨 다음, 고온의 프레스(Press)로 숙성된 강화재를 가압하여 수지를 완전 함침시키면서 압축 성형하고, 이 압축 성형된 강화재를 다시 고온에서 경화시키도록 이루어진 섬유강화플라스틱 제조방법 및 이를 구현한 제조장치를 제공하고, 상기 프레스에 의한 압축 성형을 통해 일체형으로 제작되는 성형 제품에 관한 것이다.

일반적으로, 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic)은 강도를 높이기 위한 유리섬유, 탄소섬유, 케블라섬유 등의 강화섬유와, 이 강화섬유에 함침되어 하중이 골고루 전달되게 하면서 강화섬유를 외부환경으로 부터 보호하여 주는 기지재료인 열경화성수지, 열가소성수지 등으로 이루어져 있다.

이와 같은 섬유강화플라스틱은 단일재료로는 나타낼 수 없는 내식성이나 내열성 등의 특성을 향상시키는 등 역학적 특성뿐만 아니라 화학적 특성 등의 우수한 성질을 가지고 있어 소형선박, 굴삭기의 부품, 자동차의 부품제작에 많이 사용되고, 그 외의 여러 산업분야에도 많이 사용되고 있다.

이러한 섬유강화플라스틱용 수지로는 불포화폴리에스테르, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 등의 열경화성 수지와, 폴리아미드, 폴리카보네이트, ABS, PBT, PP,SAN 등의 열가소성 수지가 모두 사용될 수 있다.

또한, 상기 수지에 배합되는 첨가제는 촉매, 경화제, 충진재, 난연제, 이형재등 섬유강화플라스틱의 제조를 용이하게 하거나 섬유강화플라스틱에 특별한 성질을 부여하기 위하여 필요에 따라 선택하여 수지에 첨가한다.

또한, 현재 섬유강화플라스틱용 강화재로는 유리섬유, 탄소섬유, 붕소섬유(Boron Fiber) 등의 무기계 섬유와 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유 등의 유기계 섬유가 사용되고 있다.

특히, 유리섬유 및 탄소섬유가 널리 사용되고 있고, 후술될 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 유리섬유 및 탄소섬유 이 외의 여러 종류 중 하나가 사용된다.

한편, 섬유강화플라스틱은 일반적으로 섬유재로 형성된 강화재의 표면에 용융된 수지를 도포한 다음 롤러로 가압하여 상기 수지가 강화재에 필요한 두께만큼 적층되면 경화시키는 방법으로 제조한다.

이러한 섬유강화플라스틱의 제조방법으로는 오토클레이브(Autoclave)법, 핸드레이업(Hand Iay up)법, RTM(Resin transfer molding)법 등이 있다.

이와 같은 방법 중 오토클레이브법은 섬유에 수지가 미리 함침되어 있는 프리프랙(Prepreg)이라는 재료를 금형에 적층하여 열을 가하고, 동시에 압력을 가하여 성형하는 방법으로 섬유강화플라스틱을 제조하는 원가가 높다.

핸드레이업법은 제품의 외형을 나타내는 반쪽 형상의 몰드 위에 유리섬유인 드라이 촙 스트랜드 매트(Dry chop strand mat)를 한 장씩 놓고 그 위에 액체로된 수지를 부은 후 롤러를 이용하여 섬유매트에 수지를 함침시킨 후 수지를 경화시켜 성형하는 방법으로 주로 수작업으로 이루어진다.

RTM방법은 제품의 외부형상을 지닌 피메일 몰드(Female mold)와 제품의 내부형상을 지닌 메일 몰드(Male mold)사이의 소정형상의 공간에 강화섬유로된 제품형상의 예비성형체를 위치시킨 후 상, 하 두 몰드를 닫고 수지주입기를 이용하여 두 몰드에 의해 형성된 소정형상의 공간에 3 내지 6바(Bar)정도의 압력으로 수지를 주입하여 강화섬유 예비성형체에 액체수지를 주입 후 경화시킴으로써 원하는 형상의 섬유강화플라스틱 제품을 제조하는 방법이다.

한편, 일반 리어카(rear-car)과 같은 제품의 제작에 사용되는 패널을 제작하기 위한 섬유강화플라스틱의 작업은 일반적으로 핸드레이업법이 이용되고, 이 핸드레이업법은 도 1에 도시된 바와 같이, 몰드(10)에 강화재(20)가 안착되면 이 강화재(20)의 상면에 수지(30)가 도포되었고, 이 수지(30)가 강화재(20)에 충분히 함침되도록 쇠롤러(40)에 의한 롤링(rolling)공정이 이루어졌으며, 이와 같은 공정이 반복되면서 수지(30)가 함침된 강화재(20)가 상온에서 장기간 동안 숙성 및 경화되어 섬유강화플라스틱이 완성되었다.

여기서, 상기 쇠롤러(40)에 의한 롤링공정의 주목적은 수지(30)가 강화재(20)에 충분히 함침되도록 하면서 수지(30)와 강화재(20) 사이에서 공기(air)가 제거되도록 하기 위한 것이다.

그러나, 상기 롤링공정에서 일정한 가압력이 수지(30)가 도포된 강화재(20)에 고루 분포되도록 하는 세밀한 작업이 이루어져야 하지만, 이 롤링공정이 작업자에 의한 수작업으로 이루어짐으로써, 수지(30)가 도포된 강화재(20)의 부위별 가압력에 차이가 발생하여 공기 제거가 불균일하게 이루어져 파단에 취약 부위가 발생하게 되었고, 한편 상기 수지(30)는 상온에서 자연 경화되므로 작업 속도가 현저히 떨어져 생산성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명은, 강화재에 도포된 수지가 롤러에 의해 고루 분포되면서 일부 함침되고, 소정 시간 동안 급속 숙성시킨 다음 고온의 프레스로 가압하여 완전 함침되면서 원하는 형상으로 성형하며, 성형된 강화재를 고온으로 경화시키도록 된 강화섬유플라스틱의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이 제조방법을 구현하기 위해, 수지가 임시 함침된 강화재를 고온에서 숙성시키기 위한 제1챔버와, 이 제1챔버에서 숙성된 강화재를 완전 함침 및 가압 성형하기 위해 왕복 가능하게 설치되는 고온의 프레스와, 이 프레스에 의해 성형된 강화재를 고온에서 급속 경화시키기 위한 제2챔버가 포함되어 이루어진 강화섬유플라스틱의 제조장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 상기 강화섬유플라스틱 제조방법을 이용한 강도 및 형상에 구애받지 않는 다양한 강화섬유플라스틱 제품을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 섬유강화플라스틱의 제조방법은, 강화섬유플라스틱을 제조하는 방법에 있어서, 함침 몰드에 강화재가 안착되는 단계(S1); 이 강화재에 수지가 도포되는 단계(S2); 상기 강화재에 도포된 수지 위에 비닐이 씌워진 상태에서 롤러에 의해 수지가 강화재에 고루 분포되는 단계(S3); 상기 수지가 고루 분포된 강화재가 제1챔버에서 고온으로 숙성되는 단계(S4); 상기 제1챔버에서 숙성된 강화재가 고온의 프레스에 의해 가압되어 수지가 강화재에 완전 함침되면서 성형 몰드의 형상으로 성형되는 단계(S5); 상기 성형된 강화재가 제2챔버에서 고온으로 급속 경화되는 단계(S6);가 포함되어 이루어진다.

또한, 상기 섬유강화플라스틱 제조방법을 구현하기 위한 섬유강화플라스틱 제조장치는, 함침 몰드; 이 함침 몰드에 안착된 강화재에 수지가 도포되고, 이 수지 위에 비닐이 씌워진 상태에서 수지를 강화재에 고루 분포하는 롤러; 상기 수지가 고루 분포된 강화재가 급속 숙성되도록 고온의 내부를 갖는 제1챔버; 이 제1챔버에서 숙성된 강화재가 안착되는 성형 몰드; 이 성형 몰드에 안착된 강화재를 가압하여 성형 몰드의 형상으로 성형시키면서 수지를 강화재에 완전 함침시키는 고온의 프레스; 상기 프레스에 의해 성형된 강화재를 급속 경화시키도록 고온의 내부를 갖는 제2챔버;가 포함되어 이루어진다.

여기서, 상기 제1챔버에서 강화재의 숙성을 위해 내부 온도는 55~70℃이고, 상기 제2챔버에서 프레스에 의해 성형된 강화재를 급속 경화시키기 위해 내부 온도는 125~135℃이다.

또한, 상기 프레스의 온도는 140~150℃이고, 상기 수지는 고온에서 경화가 발생될 수 있는 N21b 수지와, BR-235,BR-270, BK-495 수지 중 어느 하나가 이용된다.

이와 같이 제작된 상기 섬유강화플라스틱 제조장치에 의해 섬유강화플라스틱으로 제작되었던 기존 제품 또는 섬유강화플라스틱으로 제작될 수 있는 신규한 제품이 제작될 수 있고, 이러한 제품의 일 예로서 손수레의 적재함이 일체형으로 제작될 수 있으며, 또한 도로에서 차량의 안전주행을 도모하기 위한 제설모래 또는 염화칼슘을 보관할 수 있도록 수용함 또는 수용함과 덮개로 이루어진 적사함이 제작될 수 있다.

이때, 상기 적사함은 제설모래 또는 염화칼슘이 수용되는 수용함만 제작될 수도 있고, 이 수용함의 개방된 상면을 폐쇄하기 위해 덮개가 별도 제작되어 상기 수용함에 피봇회전되도록 장착되거나 단순히 덮거나 벗길 수 있도록 탈착 가능하도록 장착될 수 있다.

한편, 상기 수지 위에 씌워진 비닐은 상기 제1챔버 내부에 강화재가 적층되어 적재될 경우, 적층된 강화재들이 서로 달라붙는 현상을 방지하면서 차후 분리할 때 용이하도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 제1,2챔버는 내부 온도가 가변되는 하나의 챔버로 대체될 수 있다.

또한, 상기 비닐은 프레스에 의해 강화재가 가압될 때에는 제거되는 것이 좋다.

한편, 상기 비닐 위를 문질러 수지를 강화재에 고루 분포하기 위해 이용되는 롤러 대신에 스크래퍼 형상의 도구가 이용될 수도 있다.

또한, 상기 함침 몰드에 안착되는 강화재가 몰드와 달라붙지 않도록 이형제가 도포되고, 상기 압축 성형된 강화재의 표면에 광택을 내기 위해 MgO가 도포되기도 한다.

또한 본 발명에 따른 상기 강화섬유플라스틱의 성형 제품은,

강화재가 안착된 함침 몰드; 및

상기 강화재에 도포된 수지층;

을 포함하며,

상기 강화재에 도포된 수지가 비닐이 씌워진 상태에서 롤러에 의해 강화재에 고루 분포되고,

상기 수지가 고루 분포된 강화재가 제1챔버에서 고온으로 숙성되고,

상기 숙성된 강화재가 고온의 프레스에 의해 가압되어 수지가 강화재에 완전 함침되면서 소정의 성형 몰드의 형상으로 성형되고, 그런 다음 상기 성형된 강화재가 고온으로 급속 경화되어 제조된다.

상기된 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 종래의 수작업인 롤링공정이 프레스에 의해 강화재가 가압 성형되는 자동화로 변경되어 종래의 롤러를 이용한 수작업에 의한 불량 즉, 섬유강화플라스틱 내부의 공기(air)가 존재하는 불량이 제거되면서 전(全)표면에 대해 고른 강도가 형성되고, 프레스의 압력 조정으로 제품의 특성에 따라 강도가 조정되며, 강화재의 숙성 및 경화가 고온의 챔버 내부에서 급속으로 이루어지므로 종래의 상온에서 자연 숙성 및 경화되는 시간이 현저히 짧아져 생산속도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 자동화 공정을 포함한 제작 방법 및 장치에 의해 형상 및 강도 등이 포함된 제반 요건에 의해 종래에는 제작이 불가능하거나 실용성이 낮은 제품들에 대해서도 제작이 가능하고, 일 예로 부피가 크고 강한 강도가 요구되는 손수레 적재함이 일체형으로 제작되거나 수용함과 덮개로 이루어진 적사함이 제작될 수 있으며, 이렇게 부피 및 강도와 형상에 구애받지 않고 다양한 새로운 제품을 제작할 수 있어 기존의 제작 범위가 한층 더 넓어지는 효과도 있다.

도 1은 종래의 섬유강화플라스틱의 제조공정이 개략적으로 도시된 일부 단면도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 섬유강화플라스틱의 제조방법이 개략적으로 도시된 블럭도이며,

도 3은 도 2에 도시된 섬유강화플라스틱의 제조방법을 구현하기 위한 제작된 제조장치가 개략적으로 도시된 공정도이고,

도 4는 도 3의 제조장치에 의해 제작된 손수레의 적재함이 개략적으로 도시된 사시도이이며,

도 5는 도 3의 제조장치에 의해 제작된 적사함이 개략적으로 도시된 사시도이다.

< 도면의 주요 부위에 대한 참조부호의 간단한 설명 >

100...강화재 102..수지,

104...롤러 110...함침 몰드,

110'...성형 몰드 120...프레스,

130...제1챔버 132...제2챔버,

200...적재함 300...적사함.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 섬유강화플라스틱의 제조방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 섬유강화플라스틱의 제조방법이 개략적으로 도시된 블럭도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 섬유강화플라스틱의 제조방법은, 함침 몰드(110)에 강화재(100)가 안착되는 단계(S1); 이 강화재(100)에 수지(102)가 도포되는 단계(S2); 상기 강화재(100)에 도포된 수지(102)가 롤러(104)에 의해 고루 분포되는 단계(S3); 상기 수지(102)가 고루 분포된 강화재(100)가 제1챔버(130)의 내부에서 고온으로 숙성되는 단계(S4); 상기 제1챔버(130)에서 숙성된 강화재(100)가 고온의 프레스(120)에 의해 가압되어 수지(102)가 강화재(100)에 완전 함침되면서 성형 몰드(110')의 형상으로 성형되는 단계(S5); 상기 성형된 강화재(100)가 제2챔버(132)에서 고온으로 급속 경화되는 단계(S6);가 포함되어 이루어진다.

상기 수지(102)가 고루 분포되는 단계(S3)에서 상기 수지(102)의 상면에 비닐(140)을 씌운 다음, 롤러(104)가 비닐(140)과 접촉된 상태에서 수지(102)를 강화재(100)에 고루 분포하는 롤링 공정이 시행되도록 하여 차후 제1챔버(130)에 적층되어 적재되는 강화재(100)들 상호 간에 달라붙는 현상을 방지하면서 분리 역시 용이하도록 함이 좋다.

또한, 상기 롤러(104)에 의해 수지(102)가 강화재(100)에 고루 분포되는 단계(S3)는 제1챔버(130)에서 강화재(100)를 숙성하기 전에 수지(102)가 강화재(100)에 일부 함침되도록 하여, 상기 강화재(100)가 숙성되는 동안 적층된 강화재(100)가 고온의 제1챔버(130) 내부에서 동일한 온도로 숙성되도록 하면서 강화재(100)의 숙성 시간을 단축하기 위한 단계로서, 필요에 따라 시행되지 않을 수도 있다.

한편, 상기 비닐(104)은 숙성된 강화재(100)가 프레스(120)에 의해 가압되는 공정(S5)에는 제거되어 고온의 프레스(120)에 의해 비닐(140)이 변형되거나 강화재(100)에 달라붙는 현상이 방지되도록 함이 좋다.

상기 프레스(120)에 의해 가압 성형되는 단계(S5)는 평판 형상의 숙성된 강화재(100)가 성형 몰드(110')에 안착되면, 프레스(120)가 하향 이동되어 가압하여 강화재(100)가 성형 몰드(110')의 형상으로 성형되는 단계이다.

여기서, 상기 프레스(120)는 대략 140~150℃의 고온으로 가열되어 강화재(100)를 가압하게 되고, 이 고온의 프레스(120)가 가압되면 수지(102)가 강화재(100)에 완전 함침하게 되면서 섬유강화플라스틱 내부의 공기(air)가 완전 제거되며, 프레스(120)의 고온에 의해 강화재(100)가 경화되기 시작하여 제2챔버(132)에서 완전 경화된다.

한편, 상기 제1챔버(130)는 수지(102)가 고루 분포된 강화재(100)를 급속으로 숙성시키기 위한 것으로, 내부 온도는 55~70℃정도로 유지되도록 하고, 이는 55℃이하이면 숙성 시간이 길어지게 되고, 70℃이상이 되면 반경화가 되기 때문이다.

또한, 상기 제2챔버(132)는 제1챔버(130)에서 급속 경화된 강화재(100)를 급속으로 숙성시키기 위하여 내부 온도가 대략 125~135℃정도로 유지되도록 하고, 바람직하게는 130℃가 유지되도록 함이 좋다.

이하, 상기된 섬유강화플라스틱의 제조방법을 구현하기 위한 섬유강화플라스틱의 제조장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 도 2에 도시된 섬유강화플라스틱의 제조방법을 구현하기 위한 제작된 제조장치가 개략적으로 도시된 공정도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 섬유강화플라스틱의 제조장치는, 함침 몰드(110); 이 함침 몰드(110)에 안착된 강화재(100)에 수지(102)가 도포되고, 이 수지(102) 위에 비닐(140)이 씌워진 상태에서 수지(102)를 강화재(100)에 고루 분포하는 롤러(104); 상기 수지(102)가 고루 분포된 강화재(100)가 숙성되도록 고온의 내부를 갖는 제1챔버(130); 이 제1챔버(130)에서 숙성된 강화재(100)가 안착되는 성형 몰드(110'); 이 성형 몰드(110')에 안착된 강화재(100)를 가압하여 성형 몰드(110')의 형상으로 성형시키면서 수지(102)를 강화재(100)에 완전 함침시키는 고온의 프레스(120); 상기 프레스(120)에 의해 성형된 강화재(100)를 급속 경화시키도록 고온의 내부를 갖는 제2챔버(132);가 포함되어 이루어진다.

여기서, 상기 함침 몰드(110)에 안착되는 강화재(100)가 함침 몰드(110)와 달라붙지 않도록 이형제가 도포되고, 상기 성형된 강화재(100)의 표면에 광택을 내기 위해 MgO가 도포되기도 한다.

또한, 상기 강화재(100)는 일반적으로 사용되고 있는 소재로서, 유리섬유, 탄소섬유, 케블라섬유 등의 강화섬유 중 선택된 하나가 사용된다.

상기 수지(102)는 프레스(120) 및 챔버(130,132) 등에 의한 공정에 적합하도록 고온에서의 급속 숙성 및 급속 경화에 알맞은 종류로 선택되는 것이 바람직하고, 이러한 수지(102)에는 N-21b수지(비에스, 엠에스용)와, BR-235수지, BR-270수지, BK-495수지 등이 이용됨이 바람직하다.

여기서, 상기 수지(102)에는 촉매, 경화제, 충진재, 난연제, 이형재 등 섬유강화플라스틱의 제조를 용이하게 하거나 섬유강화플라스틱에 특별한 성질을 부여하기 위한 첨가제가 배합되고, 이들 첨가제는 프레스(120) 및 챔버(130,132) 등의 자동화 시설에 적합한 즉, 급속 경화 및 급속 숙성에 적합한 첨가제가 선택되어 사용된다.

한편, 상기 비닐(140)은 롤러(104)에 의해 수지(102)가 강화재(100)에 일부 함침되도록 하여 상기 강화재(100)가 숙성되는 동안 수지(102)가 강화재(100)로부터 흘러서 탈리되는 현상을 방지하면서 제1챔버(130) 내부에 적층ㆍ적재된 강화재(100)의 고른 숙성 및 숙성 시간을 단축하기 위해 이용되는 것으로, 상기 롤러(104)에 의해 수지(102)가 함침될 때 비닐(140)이 제거된 상태에서 롤러(104)에 의해 수지(102)가 강화재(100)에 함침될 수도 있으며, 다만 강화재(100)가 적층되어 적재될 때에는 반드시 수지(102) 위에 씌워짐으로써, 적층된 각 강화재(100)의 숙성이 동일한 조건의 온도에서 이루어지도록 보조하면서 각 강화재(100) 간의 달라붙는 현상을 제거하는 것이 좋다.

또한, 상기 롤러(104)는 수지(102)가 강화재(100)에 일부 함침되도록 하기 위한 부재로서, 스크래퍼 형상의 도구로 대체될 수도 있고, 수지(102)의 일부 함침이 필요치 않을 경우 제거될 수도 있다.

한편, 상기 프레스(120)는 제1챔버(130)에서 급속 숙성된 평판의 강화재(100)가 성형 몰드(100')에 안착된 상태에서 강화재(100)를 가압하여 성형 몰드(100')의 형상으로 성형하는 부재로서, 상기 강화재(100)에 수지(102)가 완전 함침되도록 하면서 수지(102)가 강화재(100)에 함침되면서 발생되는 공기를 제거하게 되며, 상기 강화재(100)에 도포된 수지(102)의 상면 전체를 일정압으로 수 분 동안 지속적으로 가압한 후 원위치로 복귀할 수 있도록 왕복 가능하게 설치된다.

또한, 상기 프레스(120)는 대략 140~150℃의 고온으로 가열되어 상기 수지(102)를 강화재(100)에 함침시키면서 고온 경화가 발생되도록 한다. 물론, 강화재(100)의 완전한 경화는 제2챔버(132)에서 완성된다.

상기 프레스(120)에 의한 프레싱 공정으로 인해 수지(102)를 강화재(100)에 함침시키는데 소요되는 시간을 종래의 수작업보다 줄이게 되고, 프레스(120)의 가압력 조정으로 수작업에 인한 강화재(100)의 수지(102) 부피함유율을 보다 향상시킬 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 프레스(120)에 의한 프레싱 공정은 1∼2분 동안 유지되는 것이 바람직하고, 일정 시간 동안 여러 번 반복적으로 가압할 수도 있지만 한 번에 지속적으로 가압하는 것이 바람직하다.

상기 프레스(120)는 수지(102)가 강화재(100)에 함침되어 발생된 공기를 제거하기 위해 수지(102)의 상면 전체에 대해 평평하게 가압하도록 접지면이 평평하게 형성될 수도 있고, 수지(102)의 상면 전체에 대해 중앙부에서 주변부로 그 접촉 부위가 옮겨갈 수 있도록 접지면이 볼록하게 형성될 수도 있다. 이러한 프레스(120)의 접지면 형상은 공기를 더욱 효과적으로 제거하기 위해 다양한 형상으로 변경될 수 있다.

상기 프레스(120)를 고온으로 가열하거나 유지하기 위해 열선 등이 포함된 공지의 기술이 이용된다.

이하, 상기된 섬유강화플라스틱의 제조방법을 이용한 제품의 일 예로서 손수레의 적재함 및 적사함을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 섬유강화플라스틱의 제조방법을 실시하기 위한 도 3의 제조장치에 의해 제작된 손수레의 적재함이 개략적으로 도시된 사시도이고, 도 5는 본 발명의 섬유강화플라스틱의 제조방법을 실시하기 위한 도 3의 제조장치에 의해 제작된 적사함이 개략적으로 도시된 사시도이다.

먼저, 도 4에서와 같이 본 발명에 따른 섬유강화플라스틱의 제조방법 및 장치에 의해 제작된 손수레의 적재함(200)은, 하면, 양측면, 전(前)면이 폐쇄되면서 상면과 후면이 개방된 일반적인 손수레의 적재함(200) 형상으로 프레스(120)의 프레싱 공정에 의해 일체형으로 제작된다.

또한 도 4에서는 손수레가 두개의 바퀴를 갖는 것으로 되어 있으나 외발 손수레 등 다양한 적재함으로 변형이 가능한데 이는 적재함(200)이 프레스의 프레싱 공정에서 형상을 자유롭게 변경할 수 있기 때문이다.

한편, 도 5에서와 같이 본 발명에 따른 섬유강화플라스틱의 제조방법 및 장치에 의해 제작된 적사함(300)은 모래 또는 염화칼슘이 담겨지는 수용함(320)과, 이 수용함(320)의 개방된 상면을 폐쇄하기 위해 수용함(320)에 피봇회전이 가능하도록 장착된 덮개(310)가 포함되어 이루어진다.

여기서, 상기 적사함(300)은 수용함(320)과 덮개(310)가 별도로 제작되고, 상기 덮개(310)가 수용함(320)에 피봇회전되도록 장착되거나 단순히 덮거나 열 수 있도록 탈착 가능하도록 장착될 수 있다.

물론, 덮개(310)와 수용함(320)의 다양한 형상 변경은 프레스(120)의 프레싱 공정에 의해 가능하다.

여기서, 상기 덮개(310)와 수용함(320)은 일체로 제작되어 덮개(310)와 수용함(320)의 접합 부위가 타 부위보다 얇은 두께를 이루도록 하여 상기 덮개(310)가 수용함(320)으로 부터 회전되어 개폐되도록 할 수도 있음은 물론이다.

이때, 상기 덮개(310)와 수용함(320)의 얇은 두께의 접합 부위는 별도의 고압착 프레스로 눌러서 형성하거나 깍아내서 형성할 수 있다.

한편, 상기 적사함(300)은 단지 수용함(320)만으로 이루어지거나 또는 단순하게 덮개로 덮어지는 형태로 만들어질 수도 있다.

따라서 이러한 형상의 적재함(200) 및 적사함(300)은 상기 섬유강화플라스틱의 제조방법 및 장치에서 프레스(120) 및/또는 성형 몰드의 형상 변경으로 충분히 이루어질 수 있어 다양한 형상의 변형이 가능함은 물론이다. 또한 손수레 적재함 외에 다양한 섬유강화플라스틱의 성형품들의 제작이 가능한데, 즉 프레스 및/또는 성형 몰드의 형상을 변경해 일반 바가지 등의 용기, 케이스, 덮개 등 성형으로 제작 가능한 모든 성형 제품의 제작이 가능해진다. 그러므로 본 발명의 섬유강화플라스틱의 제조방법에서, 성형 몰드와 프레스의 형상 변경에 의해 제작이 가능한 성형 제품은 모두 제작이 가능하다.

Claims

강화섬유플라스틱을 제조하는 방법에 있어서,

함침 몰드에 강화재가 안착되는 단계(S1);

이 강화재에 수지가 도포되는 단계(S2);

상기 강화재에 도포된 수지 위에 비닐이 씌워진 상태에서 롤러에 의해 수지가 강화재에 고루 분포되는 단계(S3);

상기 수지가 고루 분포된 강화재가 제1챔버에서 고온으로 숙성되는 단계(S4);

상기 제1챔버에서 숙성된 강화재가 고온의 프레스에 의해 가압되어 수지가 강화재에 완전 함침되면서 성형 몰드의 형상으로 성형되는 단계(S5); 및

상기 성형된 강화재가 제2챔버에서 고온으로 급속 경화되는 단계(S6);

가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제1챔버에서 강화재의 숙성을 위해 내부 온도가 55~70℃인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 프레스의 온도는 140~150℃인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제2챔버에서 성형된 강화재를 급속 경화시키기 위해 내부 온도가 125~135℃인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 수지는 고온에서 경화가 발생될 수 있는 N21b 수지와, BR-235,BR-270, BK-495 수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 섬유강화플라스틱 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 성형 제작되는 섬유강화플라스틱 성형품.
제6항의 상기 섬유강화플라스틱 성형품으로 제작된 손수레의 일체형 적재함.
제6항의 상기 섬유강화플라스틱 성형품으로, 수용함과 덮개를 포함하는 적사함.
제8항에 있어서, 상기 수용함에 상기 덮개가 피봇 회전 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 적사함.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법을 구현하기 위해,

함침 몰드;

이 함침 몰드에 안착된 강화재에 수지가 도포되고, 이 수지 위에 비닐이 씌워진 상태에서 수지를 강화재에 분포하는 롤러;

상기 수지가 고루 분포된 강화재가 숙성되도록 고온의 내부를 갖는 제1챔버;

이 제1챔버에서 숙성된 강화재가 안착되는 성형 몰드;

이 성형 몰드에 안착된 강화재를 가압하여 성형 몰드의 형상으로 성형시키면서 수지를 강화재에 완전 함침시키는 고온의 프레스;

상기 프레스에 의해 성형된 강화재를 급속 경화시키도록 고온의 내부를 갖는 제2챔버;

가 포함되어 이루어진 섬유강화플라스틱 제조장치.