KR20150125029A - 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법 - Google Patents

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KR20150125029A
KR20150125029A KR1020140051220A KR20140051220A KR20150125029A KR 20150125029 A KR20150125029 A KR 20150125029A KR 1020140051220 A KR1020140051220 A KR 1020140051220A KR 20140051220 A KR20140051220 A KR 20140051220A KR 20150125029 A KR20150125029 A KR 20150125029A
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Abstract

양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법을 제공한다.
본 발명은 제1구동롤로부터 풀려지는 프리프레그 기재시트를 제1가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환한 다음, 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 프리프레그 기재시트를 제2구동롤측으로 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 제2가변형 방향전환롤사이에서 일시정지된 프리프레그 기재시트에 선,후단이 경사지게 절단된 제1절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 프리프레그 기재시트와 제1절단시트가 적층된 제1적층시트를 상기 제2구동롤에 권취하는 제1적층단계 ; 상기 제2구동롤부터 풀려지는 제1적층시트를 제2가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환하고, 시트반전부에 의해서 상기 제1적층시트를 180도 반전시킨 다음, 상기 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 제1적층시트를 제1구동롤측 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 시트반전부사이에서 일시정지된 제1적층시트에 선,후단이 경사지게 절단된 제2절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 제1적층시트와 제2절단시트가 적층된 제2적층시트를 상기 제1구동롤에 권취하는 제2적층단계 ; 를 포함한다.

Description

양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법{Method for Fabricating the Multi Layer Sheet using Bidirectional Web Running}
본 발명은 양방향 웹주행을 이용하여 적층시트를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 섬유재가 서로 다른 각도로 교차 배열되도록 프리프레그 시트를 다층으로 적층할 수 있고, 복합재를 제조하는 공정을 자동화할 수 있는 한편, 접합불량에 의한 제품불량을 줄일 수 있는 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 프리프레그(prefreg)는 섬유 강화 복합재료용의 중간 기재이며, 이는 강화섬유에 매트릭스 수지를 예비 함침한 성형 재료이다.
이러한 프리프레그를 다층으로 적층하고, 가열 및 가압하여 수지를 경화시키는 것으로 다양한 용도로 이용할 수 있는 성형품을 제조하게 되는데, 수지내에 배열되는 유리섬유 및 탄소섬유와 같은 강화용 섬유의 배열형태에 따라 일방향 프리프레그와 크로스 프리프레그로 구별될 수 있다.
한편, 고분자 섬유강화 복합재료인 프리프레그 중 고성능을 추구하는 구조용 연속섬유 복합재료는 자동화가 어려운 제조 특성으로 인한 고 공정비용으로 인하여 우주, 항공 산업에만 그 시장이 제한되어 왔으며, 저성능, 고생산성 지향의 강화 엔지니어링 플라스틱으로 대표되는 불연속 섬유 복합재료는 주로 사출성형품으로 전자·전기 부품시장을 확보하고 있다.
그러나, 자동차, 건설, 일반 내구성 기계부품 등의 대형 시장에서는 이들 두 재료의 중간 성능을 지닌 제품군을 요구하고 있으며, 이를 위해서는 불연속섬유 복합재료에서보다 10~100배 긴 강화섬유를 제품 내에서 원하는 방향으로 강제 배향시키는 기술과 아울러 연속강화섬유 복합재료의 중간재로서 일방향 프리프레그에 결핍된 가공성을 한 차원 높인 다축 프리프레그 적층시트의 제조기술이 요구되고 있다.
(특허문헌 1) KR0959389 B1
특허문헌 1에는 일방향 프리프레그 시트에서 이형지를 제거한 후 일방향 강화섬유시트를 테이프 형태로 절단하고, 절단된 테이프를 일정한 폭으로 이격되게 이형지 위에 놓고 압착롤러로 가열 가압하여 테이프형 시트를 제조하고, 테이프형 시트를 설계된 각도에 따라 재단하여 열경화성 수지를 함침시킨 일방향 프리프레그 시트의 편면에 적어도 하나 이상의 테이프배열 접착시트를 중첩하여 제조하는 다축 프레그 시트트 및 그 제조방법이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 제조방법은 탄소섬유와 강화재가 서로 다른 배열각도로 배치된 적어도 2층 이상의 프리프레그 시트를 다층으로 적층하여 복합재를 제조하는데 한계가 있었다.
또한, 연속적인 자동화 공정이 곤란하고, 접합불량에 의한 불량율이 높기 때문에 제품수율이 저조하고, 제조원가를 낮추는데 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 섬유재가 서로 다른 각도로 교차 배열되도록 프리프레그 시트를 다층으로 적층할 수 있고, 복합재를 제조하는 공정을 자동화할 수 있는 한편, 접합불량에 의한 제품불량을 줄일 수 있는 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 제1구동롤로부터 풀려지는 프리프레그 기재시트를 제1가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환한 다음, 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 프리프레그 기재시트를 제2구동롤측으로 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 제2가변형 방향전환롤사이에서 일시정지된 프리프레그 기재시트에 선,후단이 경사지게 절단된 제1절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 프리프레그 기재시트와 제1절단시트가 적층된 제1적층시트를 상기 제2구동롤에 권취하는 제1적층단계 ; 상기 제2구동롤부터 풀려지는 제1적층시트를 제2가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환하고, 시트반전부에 의해서 상기 제1적층시트를 180도 반전시킨 다음, 상기 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 제1적층시트를 제1구동롤측 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 시트반전부사이에서 일시정지된 제1적층시트에 선,후단이 경사지게 절단된 제2절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 제1적층시트와 제2절단시트가 적층된 제2적층시트를 상기 제1구동롤에 권취하는 제2적층단계 ; 를 포함하는 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 제1구동롤로부터 풀려지는 제2적층시트를 제1가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환한 다음, 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 제2적층시트를 제2구동롤측으로 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 제2가변형 방향전환롤사이에서 일시정지된 제2적층시트에 선,후단이 직각으로 절단된 제3절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 제2적층시트와 제3절단시트가 적층된 제3적층시트를 상기 제2구동롤에 권취하는 제3적층단계를 추가 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제2구동롤부터 풀려지는 제3적층시트를 제2가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환하고, 상기 시트반전부에 의해서 상기 제3적층시트를 180도 반전시킨 다음, 상기 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 제3적층시트를 제1구동롤측으로 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 시트반전부사이에서 일시정지된 제3적층시트에 선,후단이 직각으로 절단된 제4절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 제3적층시트와 제4절단시트가 적층된 제4적층시트를 상기 제1구동롤에 권취하는 제4적층단계 ; 를 추가 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 탄소섬유와 같은 섬유재가 서로 다른 배열각도로 배치되도록 적어도 2층 이상의 프리프레그 시트를 두께방향으로 다층으로 적층하여 제조공정을 자동화함으로써 고가의 복합재를 제조하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 대량생산이 가능하여 제조원가를 절감할 수 있다.
(2) 제1방향전환롤과 제2방향전환롤사이에 시트공급라인의 설치갯수를 늘리거나 줄이고, 시트의 진행라인에 대하여 절단부에 의해서 선,후단이 절단되는 절단각도를 다양화함으로써, 프리프레그 기재시트상에 두께방향으로 적층되는 프리프레그 시트의 섬유재가 교차되는 각도를 다양하게 변경하여 수요가가 원하는 다양한 요구에 신속하게 대응할 수 있다.
(3) 단일방향의 섬유재가 배치된 일방향 프리프레그 시트를 이용하여 다양한 교차각도를 갖는 다축 보강적층시트를 제조할 수 있고, 두께방향으로 적층되는 시트의 섬유재 교차각도를 변화시킬 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법에서 제1적층단계를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법에서 제2적층단계를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법에서 제3적층단계를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법에서 제4적층단계를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법에서 적층시트의 적층구성을 도시한 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법은 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 제1구동롤(101)과 제2구동롤(102)사이에서 단일시트 또는 적층시트를 일방향 또는 역방향으로 진행시키는 과정에서 일시 정지되는 단일시트 또는 적층시트의 일면에 절단된 절단시트를 적층함으로써 섬유재가 서로 다른 각도로 배열되어 교차되는 다축 보강 적층시트를 제조할 수 있도록 제1적층단계, 제2적층단계, 제3적층단계 및 제4적층단계를 포함한다.
상기 제1적층단계는 도 1에 도시한 바와 같이, 일방향으로 진행하는 도중 일시정지된 프리프레그 기재시트(S)의 일면에 제1절단시트(S1)가 길이방향으로 연속하여 적층된 제1적층시트(110)를 제2구동롤(102)에 두루마리 형태로 권취하는 것이다.
정방향 또는 역방향으로 회전구동가능하도록 제어되는 제1구동모터(미도시)와 연결된 제1구동롤(101)에 프리프레그 기재시트(S)가 두루마리형태로 감겨진 소재롤을 장착하고, 상기 제1구동롤(101)에서 풀려지는 프리프레그 기재시트(S)를 일방향으로 풀림진행하고, 일방향으로 풀림진행되는 프리프레그 기재시트(S)는 제1가변형 방향전환롤(103)에 의해서 1차로 방향전환된 다음, 상기 제1가변형 방향전환로(103)로부터 일정간격을 두고 이격배치된 제2가변형 방향전환롤(104)에 의해서 2차 방향전환된다.
상기 제2가변형 방향전환롤(104)에 의해서 2차로 방향전환된 프리프레그 기재시트(S)는 상기 제1구동롤(101)과 마찬가지로 정방향 또는 역방향으로 회전구동제어되는 제2구동모터(미도시)와 연결된 제2구동롤(102)측으로 정방향 진행한다.
이러한 프리프레그 시트(S)가 제2구동롤측(102)측으로 진행하는 과정에서 상기 프리프레그 기재시트의 일측면에 제1절단시트가 길이방향으로 연속하여 적층된 제1적층시트를 상기 제2구동롤에 두루마리형태로 권취하는 제1적층단계를 수행하는 것이다.
즉, 상기 제1,2구동롤의 회전구동을 중단하여 프리프레그 기재시트의 정방향 진행을 일시중단한 다음, 상기 제1가변형 방향전환롤(103)과 제2가변형 방향전환롤(104)사이에서 선,후단이 경사지게 절단된 제1절단시트(S1)를 프리프레그 시트에 적층하여 합착하는 공정을 반복하는 것이다.
여기서, 상기 제1절단시트(S1)는 상기 제1가변형 방향전환롤(103)과 제2가변형 방향전환롤(104)사이에 배치되는 시트공급라인으로부터 풀림공급되고, 상기 시트공급라인에는 두루마리형태로 감겨진 절단용 프리프레그 기재시트(S')가 장착되는 풀림롤(107)과, 상기 풀림롤로부터 풀려지는 절단용 프리프레그 기재시트의 선,후단을 일정각도, 바람직하게는 45°로 절단하는 나이프(미도시)를 구비한다.
상기 나이프에 의해서 선,후단이 절단된 제1절단시트(S1)는 이송지그(미도시)상에 올려놓고, 상기 프리프레그 기재시트(S)의 하부면과 대응배치되도록 이송지그를 이송하여 배치한 다음, 외부로부터 제공되는 열에 의해서 상기 프리프레그 기재시트의 하부면과 상기 제1절단시트(S1)의 상부면을 일체로 합착한다.
그리고, 상기 제1구동롤과 제2구동롤의 회전구동을 제어하여 상기 프리프레그 기재시트(S)를 상기 제1절단시트(S1)의 절단길이만큼 일정거리 주행이동시킨 후 다시 일시 정지시킨 다음, 상기 나이프에 의해서 절단된 다른 제1절단시트(S1)를 이송지그상에 올려놓고 상기 프리프레그 기재시트(S)의 하부면에 대응배치하고, 외부로부터 제공되는 열에 의해서 상기 프리프레그 기재시트의 하부면과 상기 제1절단시트(S1)의 상부면을 일체로 합착한다.
이때, 선행 합착된 제1절단시트의 후단은 후행 합착되는 제1절단시트의 선단과 빈틈없이 서로 맞닿아 일치되어야 하며, 이는 상기 프리프레그 기재시트와 절단시트가 합착되는 위치에 구비되어 선,후행 제1절단시트의 접합부위를 확인하는 포토센서와, 이를 수신하여 상기 제1구동롤 및 제2구동롤의 회전구동을 제어하는 제어부에 의해서 정밀하게 이루어질 수 있다.
이에 따라, 상기 제1구동롤과 제2구동롤사이에서 주행과 정지가 반복되는 프리프레그 기재시트의 하부면에 제1절단시트를 길이방향으로 연속하여 합착함으로써, 상기 제2구동롤(102)에 프리프레그 기재시트(S)와 제1절단시트(S1)가 적층되고, 상기 프리프레그 기재시트(S)의 섬유재와 제1절단시트(S1)의 섬유재가 교차하도록 배열된 제1적층시트(110)를 두루마리형태로 권취할 수 있는 것이다.
상기 제2적층단계는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기와 반대로 역방향으로 진행하는 도중 일시정지된 제1적층시트(110)의 일면에 제2절단시트(S2)가 길이방향으로 연속하여 적층된 제2적층시트(120)를 제1구동롤(101)에 두루마리 형태로 권취하는 것이다.
상기 제1적층단계에서 두루마리형태로 감겨진 제1적층시트(110)는 풀림방향인 역방향으로 회전되는 제2구동롤(102)에 의해서 역방향으로 풀림진행되고, 역방향으로 풀림진행되는 제1적층시트(110)는 제2가변형 방향전환롤(104)에 의해서 1차로 방향전환된 다음, 시트반전부(150)에 의해서 제1절단시트(S1)가 합착되지 않은 프리프레그 시트의 일측면이 상기 이송지그와 마주하는 하부면이 되도록 상기 제1적층시트를 180° 반전시킨다.
이어서, 복수개의 방향전환롤(151,152,153,154,155,156)로 이루어진 시트반전부(150)에 의해서 반전된 제1적층시트는 상기 제1가변형 방향전환롤(103)에 의해서 2차 방향전환된다.
상기 제2가변형 방향전환롤(104)에 의해서 상기 제1구동롤측으로 2차로 방향전환된 제1적층시트(110)는 상기 제1구동롤(101)측으로 역방향 진행한다.
이러한 제1적층시트(110)가 제1구동롤측(102)측으로 진행하는 과정에서 상기 제1적층시트의 일측면에 제2절단시트(S2)가 길이방향으로 연속하여 적층된 제2적층시트를 상기 제1구동롤(101)에 두루마리형태로 권취하는 제2적층단계를 수행하는 것이다.
이때, 상기 제1구동롤(101)에 제2적층시트를 두루마리형태로 권취하는 공정은 제1적층단계에서 상기 프리프레그 기재시트를 제2구동롤측으로 모두 풀림진행한 다음 수행되는 것이다.
즉, 상기 제1,2구동롤의 회전구동을 중단하여 제1적층시트의 역방향 진행을 일시중단한 다음, 상기 제1가변형 방향전환롤(103)과 시트반전부(150)사이에서 선,후단이 경사지게 절단된 제2절단시트(S2)를 제1적층시트에 적층하여 합착하는 공정을 반복하는 것이다.
여기서, 상기 제2절단시트(S2)는 제1적층단계와 마찬가지로 두루마리형태로 감겨진 절단용 프리프레그 기재시트(S')가 장착되는 풀림롤(107)과, 상기 풀림롤로부터 풀려지는 절단용 프리프레그 기재시트의 선,후단을 일정각도, 바람직하게는 45°로 절단하는 나이프(미도시)를 구비하는 시트공급라인에 의해서 절단되어 공급되는 것이다.
상기 나이프에 의해서 선,후단이 절단된 제2절단시트(S2)는 제1적층단계와 마찬가지로 이송지그(미도시)상에 올려놓고, 상기 제1적층시트(110)의 하부면과 대응배치되도록 이송지그를 이송하여 배치한 다음, 외부로부터 제공되는 열에 의해서 상기 제1적층시트의 하부면과 상기 제2절단시트(S2)의 상부면을 일체로 합착한다.
그리고, 상기 제1구동롤과 제2구동롤의 회전구동을 제어하여 상기 제1적층시트(110)를 상기 제2절단시트(S2)의 절단길이만큼 일정거리 주행이동시킨 후 다시 일시 정지시킨 다음, 상기 나이프에 의해서 절단된 다른 제2절단시트(S2)를 이송지그상에 올려놓고 상기 제1적층시트(110)의 하부면에 대응배치하고, 외부로부터 제공되는 열에 의해서 상기 제1적층시트의 하부면과 상기 제2절단시트(S2)의 상부면을 일체로 합착한다.
이때, 선행 합착된 제2절단시트의 후단은 후행 합착된 제2절단시트의 선단과 빈틈없이 서로 맞닿아 일치되어야 하며, 이는 상기 제1적층시트와 절단시트가 합착되는 위치에 구비되어 선,후행 제2절단시트의 접합부위를 확인하는 포토센서와, 이를 수신하여 상기 제1,2구동롤의 회전구동을 제어하는 제어부에 의해서 정밀하게 이루어질 수 있다.
이에 따라, 상기 제1구동롤과 제2구동롤사이에서 주행과 정지가 반복되는 제1적층시트의 하부면에 제2절단시트를 길이방향으로 연속하여 합착함으로써, 상기 제1구동롤(101)에 제1적층시트(110)와 제2절단시트(S2)가 적층되고, 상기 프리프레그 기재시트(S)의 섬유재와 제1,2절단시트(S1,S2)의 섬유재가 교차하도록 배열된 제2적층시트(120)를 두루마리형태로 권취할 수 있는 것이다.
상기 제3적층단계는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1적층단계와 마찬가지로 일시정지된 제2적층시트(120)의 일면에 제3절단시트(S3)가 길이방향으로 연속하여 적층된 제3적층시트(130)를 제2구동롤(102)에 두루마리 형태로 권취하는 것이다.
상기 제1구동롤(101)에 제2적층시트가 두루마리형태로 감겨진 상태에서, 상기 제1구동롤(101)로부터 풀려지는 제2적층시트(120)를 일방향으로 풀림진행하고, 일방향으로 풀림진행되는 제2적층시트(120)는 제1가변형 방향전환롤(103)에 의해서 1차로 제2가변형 방향전환롤측으로 방향전환된 다음, 상기 제2가변형 방향전환롤(104)에 의해서 제2구동롤(102)측으로 2차 방향전환된다.
상기 제2가변형 방향전환롤(104)에 의해서 2차로 방향전환된 제2적층시트(120)는 역방향인 감김방향으로 회전구동제어되는 제2구동모터(미도시)와 연결된 제2구동롤(102)측으로 정방향 진행한다.
이러한 제2적층시트(S)가 제2구동롤측(102)측으로 진행하는 과정에서 상기 제2적층시트의 일측면인 하부면에 제3절단시트가 길이방향으로 연속하여 적층된 제3적층시트를 상기 제2구동롤에 두루마리형태로 권취하는 제3적층단계를 수행하는 것이다.
즉, 상기 제1,2구동롤의 회전구동을 중단하여 제2기재시트의 정방향 진행을 일시중단한 다음, 상기 제1가변형 방향전환롤(103)과 제2가변형 방향전환롤(104)사이에서 선,후단이 경사지게 절단된 제1절단시트(S1)를 제2적층시트에 적층하여 합착하는 공정을 반복하는 것이다.
여기서, 상기 제3절단시트(S3)는 제1,2적층단계와 마찬가지로 두루마리형태로 감겨진 절단용 프리프레그 기재시트(S')가 장착되는 풀림롤(107)과, 상기 풀림롤로부터 풀려지는 절단용 프리프레그 기재시트의 선,후단을 풀림방향에 대하여 직각으로 절단하는 나이프(미도시)를 구비하는 시트공급라인에 의해서 절단되어 공급되는 것이다.
상기 제1가변형 방향전환롤과 제2가변형 방향전환롤은 이들 사이를 통과하는 적층시트가 상기 시트공급라인과 대략 직각으로 교차하도록 상기 제1,2구동롤에 각각 근접하도록 이동시킨 다음, 상기 제2적층시트를 풀림진행하는 것이 바람직하다.
상기 나이프에 의해서 선,후단이 절단된 제3절단시트(S3)는 이송지그(미도시)상에 올려놓고, 상기 제2적층시트(S)의 하부면과 대응배치되도록 이송지그를 이송하여 배치한 다음, 외부로부터 제공되는 열에 의해서 상기 제2적층시트의 하부면과 상기 제3절단시트(S3)의 상부면을 일체로 합착한다.
그리고, 상기 제1구동롤과 제2구동롤의 회전구동을 제어하여 상기 제2적층시트(120)를 상기 제3절단시트(S1)의 폭크기만큼 일정거리 주행이동시킨 후 다시 일시 정지시킨 다음, 상기 나이프에 의해서 절단된 다른 제3절단시트(S3)를 이송지그상에 올려놓고 상기 제2적층시트(120)의 하부면에 대응배치하고, 외부로부터 제공되는 열에 의해서 상기 제2적층시트의 하부면과 상기 제1절단시트(S1)의 상부면을 일체로 합착한다.
이때, 선행 합착된 제3절단시트의 후단은 후행 합착되는 제3절단시트의 선단과 빈틈없이 서로 맞닿아 일치되어야 하며, 이는 상기 적층시트와 절단시트가 합착되는 위치에 구비되어 선,후행 제3절단시트의 접합부위를 확인하는 포토센서와, 이를 수신하여 상기 제1구동롤 및 제2구동롤의 회전구동을 제어하는 제어부에 의해서 정밀하게 이루어질 수 있다.
이에 따라, 상기 제1구동롤과 제2구동롤사이에서 주행과 정지가 반복되는 제2적층시트의 하부면에 제3절단시트를 길이방향으로 연속하여 합착함으로써, 상기 제2구동롤(102)에 제2적층시트(120)와 제3절단시트(S3)가 적층되고, 상기 프리프레그 기재시트(S)의 섬유재와 제1,2,3절단시트(S1,S2,S3)의 섬유재가 교차하도록 배열된 제3적층시트(130)를 두루마리형태로 권취할 수 있는 것이다.
상기 제4적층단계는 도 4에 도시한 바와 같이, 제3적층단계와 반대로 역방향으로 진행하는 도중 일시정지된 제3적층시트(130)의 일면에 제4절단시트(S4)가 길이방향으로 연속하여 적층된 제4적층시트(140)를 제1구동롤(101)에 두루마리 형태로 권취하여 최종적으로 5층의 시트가 다층으로 적층된 보강시트를 제조완성하게 되는 것이다.
상기 제3적층단계에서 두루마리형태로 감겨진 제3적층시트(130)는 풀림방향인 역방향으로 회전되는 제2구동롤(102)에 의해서 역방향으로 풀림진행되고, 상기 제2가변형 방향전환롤(104)에 의해서 1차로 방향전환된 다음, 상기 시트반전부(150)에 의해서 제3절단시트(S3)가 합착되지 않은 적층시트 일측면이 상기 이송지그와 마주하는 하부면이 되도록 상기 제3적층시트(130)를 180° 반전시킨다.
이어서, 복수개의 방향전환롤(151,152,153,154,155,156)로 이루어진 시트반전부(150)에 의해서 반전된 제3적층시트는 상기 제1가변형 방향전환롤(103)에 의해서 2차 방향전환된다.
상기 제2가변형 방향전환롤(104)에 의해서 상기 제1구동롤측으로 2차로 방향전환된 제3적층시트(130)는 상기 제1구동롤(101)측으로 역방향 진행한다.
이러한 제3적층시트(130)가 제1구동롤측(102)측으로 진행하는 과정에서 상기 제3적층시트의 일측면에 제4절단시트(S4)가 길이방향으로 연속하여 적층된 제4적층시트를 상기 제1구동롤(101)에 두루마리형태로 권취하여 보강시트를 제조완성하는 제4적층단계를 수행하는 것이다.
이때, 상기 제1구동롤(101)에 제4적층시트를 두루마리형태로 권취하는 공정은 제3적층단계에서 상기 제2적층시트를 제2구동롤측으로 모두 풀림진행한 다음 수행되는 것이다.
즉, 상기 제1,2구동롤의 회전구동을 중단하여 제3적층시트의 역방향 진행을 일시중단한 다음, 상기 제1가변형 방향전환롤(103)과 시트반전부(150)사이에서 선,후단이 직각으로 절단된 제4절단시트(S4)를 제3적층시트에 적층하여 합착하는 공정을 반복하는 것이다.
여기서, 상기 제4절단시트(S4)는 제3적층단계와 마찬가지로 두루마리형태로 감겨진 절단용 프리프레그 기재시트(S')가 장착되는 풀림롤(107)과, 상기 풀림롤로부터 풀려지는 절단용 프리프레그 기재시트의 선,후단을 직각으로 절단하는 나이프(미도시)를 구비하는 시트공급라인에 의해서 절단되어 공급되는 것이다.
상기 나이프에 의해서 선,후단이 절단된 제4절단시트(S4)는 제3적층단계와 마찬가지로 이송지그(미도시)상에 올려놓고, 상기 제3적층시트(130)의 하부면과 대응배치되도록 이송지그를 이송하여 배치한 다음, 외부로부터 제공되는 열에 의해서 상기 제3적층시트의 하부면과 상기 제4절단시트(S4)의 상부면을 일체로 합착한다.
그리고, 상기 제1구동롤과 제2구동롤의 회전구동을 제어하여 상기 제3적층시트(130)를 상기 제4절단시트(S4)의 절단길이만큼 일정거리 주행이동시킨 후 다시 일시 정지시킨 다음, 상기 나이프에 의해서 절단된 다른 제4절단시트(S4)를 이송지그상에 올려놓고 상기 제3적층시트(130)의 하부면에 대응배치하고, 외부로부터 제공되는 열에 의해서 상기 제3적층시트의 하부면과 상기 제4절단시트(S4)의 상부면을 일체로 합착한다.
이때, 선행 합착된 제4절단시트의 후단은 후행 합착된 제4절단시트의 선단과 빈틈없이 서로 맞닿아 일치되어야 하며, 이는 상기 제3적층시트와 절단시트가 합착되는 위치에 구비되어 선,후행 제4절단시트의 접합부위를 확인하는 포토센서와, 이를 수신하여 상기 제1,2구동롤의 회전구동을 제어하는 제어부에 의해서 정밀하게 이루어질 수 있다.
이에 따라, 상기 제1구동롤과 제2구동롤사이에서 주행과 정지가 반복되는 제3적층시트의 하부면에 제4절단시트를 길이방향으로 연속하여 합착함으로써, 상기 제1구동롤(101)에 제1적층시트(110)와 제4절단시트(S4)가 적층되고, 상기 프리프레그 기재시트(S)의 섬유재와 제1,2,3 및 4절단시트(S1,S2,S3,S4)의 각 섬유재가 교차하도록 배열된 제4적층시트(140)를 두루마리형태로 권취함으로써, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 프리프레그 기재시트(S)를 중심으로 하여 그 양측면에 제1,3시트 및 제2,4시트가 적층된 보강시트를 제조완성하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
S : 프리프레그 기재시트
S' : 절단용 프리프레그 기재시트
S1 : 제1절단시트
S2 : 제2절단시트
S3 : 제3절단시트
S4 : 제4절단시트
101 : 제1구동롤
102 : 제2구동롤
103 : 제1방향전환롤
104 : 제2방향전환롤
110 : 제1적층시트
120 : 제2적층시트
130 : 제3적층시트
140 : 제4적층시트
150 : 시트반전부

Claims (3)

  1. 제1구동롤로부터 풀려지는 프리프레그 기재시트를 제1가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환한 다음, 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 프리프레그 기재시트를 제2구동롤측으로 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 제2가변형 방향전환롤사이에서 일시정지된 프리프레그 기재시트에 선,후단이 경사지게 절단된 제1절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 프리프레그 기재시트와 제1절단시트가 적층된 제1적층시트를 상기 제2구동롤에 권취하는 제1적층단계 ;
    상기 제2구동롤부터 풀려지는 제1적층시트를 제2가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환하고, 시트반전부에 의해서 상기 제1적층시트를 180도 반전시킨 다음, 상기 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 제1적층시트를 제1구동롤측 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 시트반전부사이에서 일시정지된 제1적층시트에 선,후단이 경사지게 절단된 제2절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 제1적층시트와 제2절단시트가 적층된 제2적층시트를 상기 제1구동롤에 권취하는 제2적층단계 ; 를 포함하는 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동롤로부터 풀려지는 제2적층시트를 제1가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환한 다음, 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 제2적층시트를 제2구동롤측으로 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 제2가변형 방향전환롤사이에서 일시정지된 제2적층시트에 선,후단이 직각으로 절단된 제3절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 제2적층시트와 제3절단시트가 적층된 제3적층시트를 상기 제2구동롤에 권취하는 제3적층단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2구동롤부터 풀려지는 제3적층시트를 제2가변형 방향전환롤에 의해서 1차 방향전환하고, 상기 시트반전부에 의해서 상기 제3적층시트를 180도 반전시킨 다음, 상기 제2가변형 방향전환롤에 의해서 2차 방향전환된 제3적층시트를 제1구동롤측으로 진행하는 동안, 상기 제1가변형 방향전환롤과 시트반전부사이에서 일시정지된 제3적층시트에 선,후단이 직각으로 절단된 제4절단시트를 적층하여 합착하는 공정을 반복하여 상기 제3적층시트와 제4절단시트가 적층된 제4적층시트를 상기 제1구동롤에 권취하는 제4적층단계 ;를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 웹주행을 이용한 적층시트 제조방법.
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