KR20180104415A - 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치 - Google Patents

세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직조된 평면사 복합섬유를 열간 압착과정을 통해 평면경사와 평면위사가 교차된 직물조직 사이를 열간 융착시켜서, 후가공 과정에 직조된 조직의 배열이 흐트러지는 현상을 방지하는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 관한 것이다.

Description

세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치{Semi plane yarn composite fiber preparation apparatus}
본 발명은 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직조된 평면사 복합섬유를 열간 압착과정을 통해 평면경사와 평면위사가 교차된 직물조직 사이를 열간 융착시켜서, 후가공 과정에 직조된 직물조직의 배열이 흐트러지는 현상을 방지하는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 관한 것이다.
최근 탄소 섬유사, 유리 섬유사, 아라미드사, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 광물 섬유, 폴리머 섬유를 열가소성 수지로 이루어진 기지재 수지를 통해 고착시켜 형성된 복합섬유 성형필름이나, 상기 복합섬유 성형필름을 세절한 평면사 복합섬유 성형필름사를 직조한 평면사 복합섬유 성형직물을 포함하는 평면사 복합섬유 시트들을 적층시킨 다음, 이를 열간 압축시켜 성형한 평면사 복합섬유 패널의 제작이 활발히 이루어지고 있다.
이와 같이 열간 압축을 통해 성형된 평면사 복합섬유 성형물은, 보강사와 기지재 수지에 의해 우수한 함침성을 겸비하면서 경량성이 확보되고, 특히 평면사 세미 복합섬유 성형시트를 열간 성형금형에 투입시켜 열간 압축을 통해 소정의 형태로 성형되므로, 종래 필라멘트사 원단을 프리 프레그하는 방식에 대비하여 함침성이이 크게 향상되는 이점을 갖는다.
그런데, 평면사 복합섬유 원단을 대량 생산을 위해 롤앤롤(Roll and Roll) 방식으로 프레프레그 공정을 수행하면, 상기 대면적을 갖는 원사인 평면위사는 롤 사이에 진입시 밀림현상이 불가피하게 야기되고, 결과적으로 직물조직의 배열이 흐트러지는 현상이 발생된다.
이와 같이 직물조직이 규격화되지 아니하고 흐트러지면, 이를 통해 프레프레그된 평면사 복합섬유 시트의 외관이 불량해지고, 또 직물조직이 균일하게 형성되지 아니함에 따라 강도가 불균일하게 형성되는 문제점을 야기하게 된다.
즉, 종래에는 직조된 평면사 복합섬유를 중간 처리과정 없이 직조된 평면사 복합섬유를 권취드럼에 권취한 다음, 이를 전개시켜 핫프레스 장치에 투입하는 형태로 작업이 이루어진 관계로, 평면사 복합섬유의 권취과정이나, 적층과정, 또는 열간 압착과정에 평면사 복합섬유를 구성하는 직물조직의 배열이 흐트러지는 현상이 발생된다.
KR 10-1676726 B1 KR 10-2015-0115461 A KR 10-1526085 B1 KR 10-1609209 B1 KR 10-1561415 B1
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 직조된 평면사 복합섬유를 열간 압착과정을 통해 평면경사와 평면위사가 교차된 직물조직 사이를 열간 융착시켜서, 후가공 과정에 직조된 조직의 배열이 흐트러지는 현상을 방지하는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치는,
프레임 본체와;
상기 프레임 본체에 배치되어, 길이방향으로 이동하는 평면사 복합섬유를 열간 압착시켜, 평면경사와 평면위사가 교차된 직물조직을 열간 융착시켜 고착시킨 세미 평면사 복합섬유 시트를 성형하는 열간 압착부와;
상기 프레임 본체의 일측에 배치되며, 열간 압착부에 길이방향으로 공급되는 평면사 복합섬유의 장력을 설정하는 입구측 장력 조절부; 및
상기 프레임 본체의 타측에 배치되며, 열간 압착부에 의해 성형된 세미 복합성형 시트를 길이방향으로 배출하며, 세미 복합성형 시트의 배출속도를 조절하여 열간 압착부를 통해 배출되는 세미 평면사 복합섬유 시트의 장력을 조절하는 출구측 장력 조절부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 열간 압착부와 출구측 장력 조절부 사이에는, 열간 압착부를 통과하여 열간 융착된 세미 평면사 복합섬유 시트를 설정폭으로 재단하는 재단부가 부가하여 배치된다.
보다 바람직하게는, 상기 열간 압착부의 전방에는 터널형의 예열부가 배치되어, 상기 열간 압착부에 투입되는 평면사 복합섬유는 터널형의 예열부를 통과하여 예열되면서 열간 압착부에 투입되도록 구성한다.
그리고, 상기 예열부는, 일측에 입구부가 형성되고 타측에 배출구가 형성된 터널형 케이스와; 상기 터널형 케이스의 내부에 수용되게 배치되어 터널형 케이스를 통과하는 평면사 복합섬유의 저면과 표면에 열기를 방열하는 방열체를 포함하고,
상기 방열체는, 터널형 케이스를 통과하는 평면사 복합섬유의 저면에 근접되게 배치되어 평면사 복합섬유의 저면에 열기를 발산하는 하부 발열판과, 평면사 복합섬유의 표면에 근접되게 배치되어 평면사 복합섬유의 표면에 열기를 발산하는 상부 발열판을 포함하여 구성된다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는, 평면경사와 평면위사를 교차되게 직조한 평면사 복합섬유를 길이방향으로 연속적으로 이송시키면서, 열간 압착과정을 통해 교차된 평면경사와 평면위사를 상호 열간 융착시켜 교차된 평면경사와 평면위사로 이루어진 직물조직이 정형화되게 고착된 세미 평면사 복합섬유 시트를 제조하도록 하고 있다.
이와 같이 세미 평면사 복합섬유 시트를 성형하면, 세미 평면사 복합섬유(원단)를 적층시킨 다음 고압으로 열간 압착시켜 평면사 복합섬유 패널을 형성함에 있어, 평면사 복합섬유(원단)를 형성하는 직물조직 구조가 흐트러져 평면사 복합섬유 시트의 외관이 불량해지거나, 강도가 약화되는 현상이 예방될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 독특한 입구측 장력 조절부와 출구측 장력 조절부에 의해 직물조직의 고착을 요하는 평면사 복합섬유의 안정적인 투입과, 직물조직이 고착된 세미 평면사 복합섬유 시트의 안정적인 배출이 가능하고, 또 예열부를 통해 고온의 용융온도를 갖는 평면사 복합섬유 직물조직의 안정적인 고착이 가능하다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치의 외형 구성을 보여주는 사시도이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치의 정면 구성과, 세미 성형시트의 성형과정을 전체적으로 보여주는 작용 상태도이고,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 있어, 입구측 장력 조절부의 세부 구성 및 작용 상태를 보여주는 것이며,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 있어, 예열부와 열간 압착부의 세부 구성 및 작용 상태를 보여주는 것이고,
도 5와 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 있어, 재단부와 출구측 장력 조절부의 세부 구성 및 작용 상태를 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치의 외형 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치의 정면 구성과, 세미 성형시트의 성형과정을 전체적으로 보여주는 작용 상태도이고, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 있어, 입구측 장력 조절부의 세부 구성 및 작용 상태를 보여주는 것이며, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 있어, 예열부와 열간 압착부의 세부 구성 및 작용 상태를 보여주는 것이고, 도 5와 도 6은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치에 있어, 재단부와 출구측 장력 조절부의 세부 구성 및 작용 상태를 보여주는 것이다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치(1)는, 도 2에서 보는 바와 같이 평면경사와 평면위사를 교차되게 직조한 평면사 복합섬유(100)를 길이방향으로 연속하여 이송시키면서, 상기 평면사 복합섬유(100)의 직물조직을 구성하는 평면경사와 평면위사를 급속으로 열간 융착시켜 열간 융착에 의해 평면경사와 평면위사로 이루어진 직물조직이 고착된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 연속적으로 제조하는 전용의 장치이다.
상기 열간 융착을 통해 직물조직의 고착을 요하는 평면사 복합섬유(100)는, 재직기(200)에서 직접 공급되거나 제직된 복합원단을 권취한 평면사 복합섬유 공급장치(미도시)에서 전개하여 공급되며, 본 실시예에서는 일측에 재직기(200)를 배치하여 재직된 평면사 복합섬유(100)가 길이방향으로 직접 공급되도록 한다.
그리고, 상기 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 열간 융착과정을 통해 직물조직이 열간 융착하여 고착된 관계로, 이들 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 롤앤롤(Roll and Roll) 방식으로 프레프레그 공정을 수행하면, 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 조직이 흐트러지는 현상이 예방되므로 정형화된 직물조직이 유지된 평면사 복합섬유 시트의 제작이 가능하다.
한편, 본 실시예에 따른 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치(1)는, 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 프레임 본체(10)와; 상기 프레임 본체(10)에 배치되어 길이방향으로 이동하는 평면사 복합섬유(100)를 열간 융착시켜 교차된 평면경사와 평면위사로 이루어진 직물조직을 고착시키는 열간 압착부(30)를 포함한다.
이와 같이 구성된 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치(1)는, 재직기(200)나 재직된 평면사 복합섬유(100)를 언와인딩하는 평면사 복합섬유 공급장치(미도시)에서 길이방향으로 연속하여 공급되는 평면사 복합섬유(100)를 열간 압착시켜서, 열간 압착에 의해 교차된 평면경사와 평면위사가 열간 융착하여 고착된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 연속적으로 제조하도록 한다.
본 실시예에서는 상기 프레임 본체(10)의 일측에는 열간 압착부(30)에 길이방향으로 공급되는 평면사 복합섬유(100)의 장력을 조절하는 독특한 구조의 입구측 장력 조절부(20)를 배치하여, 평면사 복합섬유(100)는 설정 장력을 유지한 상태로 열간 압착부(30)에 길이방향으로 공급되도록 한다.
여기서, 상기 입구측 장력 조절부(20)는 도 2와 도 3에서 보는 바와 같이 지그재그 형태로 배치된 복수의 안내 지지롤러(21) 사이에, 안내 지지롤러(21)를 순차적으로 통과하는 평면사 복합섬유(100)의 표면을 압착시키는 가압 텐션롤러(22)가 배치된 형태로 구성된다.
본 실시예에서는 상기 가압 텐션롤러(22)를 선회암(23)을 통해 안내 지지롤러(21)의 일측에 선회구조로 배치하고, 상기 선회암(23)과 프레임 본체(10) 사이에는 거상 실린더(24)를 배치한다.
즉, 선회암(23)의 일단을 안내 지지롤러(21)의 축에 회동구조로 고정하고, 선회암(23)의 타단에 가압 텐션롤러(22)를 배치하여, 선회암(23)은 거상 실린더(24)의 신축에 의해 안내 지지롤러(21)의 축을 중심으로 상하로 선회하도록 한다.
따라서, 상기 거상 실린더(24)의 신축에 의해 선회암(23)은 안내 지지롤러(21)를 중심으로 상하로 선회하여, 가압 텐션롤러(22)에 의한 평면사 복합섬유(100)의 가압력을 변경하고, 이를 통해 열간 압착부(30)에 공급되는 평면사 복합섬유(100)는 항시 일정한 장력을 유지한다.
예컨대, 상기 열간 압착부(30)에 공급되는 평면사 복합섬유(100)의 장력이 느슨해지면 거상 실린더(24)는 수축하여 가압 텐션롤러(22)를 하향 선회시켜서, 가압 텐션롤러(22)에 의한 평면사 복합섬유(100)의 가압력을 증대시켜 평면사 복합섬유(100)의 장력을 증대시킨다.
그리고, 평면사 복합섬유(100)에 가해지는 장력이 과도하면 거상 실린더(24)는 신장하여 장력 조절롤러(23)를 상향 선회시켜, 가압 텐션롤러(22)에 의한 평면사 복합섬유(100)의 가압력을 약화시켜서 평면사 복합섬유(100)의 장력을 감소시킨다.
그리하여, 상기 평면사 복합섬유(100)는 가압 텐션롤러(22)에 의해 가압되면서 지그재그 형태로 배치된 안내 지지롤러(21)들 사이를 순차적으로 통과하면서 설정된 장력을 유지하여 팽팽히 전개된 상태로 열간 압착부(30)에 길이방향으로 공급된다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 입구측 장력 조절부(20)에, 가압 텐션롤러(22)와 벨트(25a)를 통해 연결되어 가압 텐션롤러(22)와 연동하여 회전하면서, 가압 텐션롤러(22)의 회전속도를 감지하여 평면사 복합섬유(100)의 이송속도를 계측하는 공급속도 계측유닛(25)을 부가하여, 상기 공급속도 계측유닛(25)을 통해 계측되는 평면사 복합섬유(100)의 공급속도와 출구측 장력 조절부(60)를 통한 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 배출속도를 동기화하고 있다.
한편, 상기 열간 압착부(30)는 평면사 복합섬유(100)를 열간 압착시켜 교차된 평면경사와 평면위사로 이루어진 직물조직을 열간 융착시킨 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 연속적으로 제조한다.
여기서, 상기 열간 압착부(30)는 구동 지지롤러(31)와 상기 구동 지지롤러(31)의 상부에 설치되며, 복수의 전열히터가 배치된 열간 압착롤러(32)를 포함하며, 상기 열간 압착롤러(32)는 승강 실린더(33)에 의해 높이가 조절되도록 구성된다.
따라서, 상기 구동 지지롤러(31)에 저면이 지지된 평면사 복합섬유(100)는 승강 실린더(33)에 의해 하강되는 열간 압착롤러(32)에 의해 열간 압착된다.
이러한 열간 압착에 의해 평면경사와 평면위사로 교차하여 형성된 평면사 복합섬유(100)의 직물조직은 열간 압착롤러(32)에 의해 제공되는 열기에 의해 열간 용융하여 융착되고, 결과적으로 교차된 평면경사와 평면위사로 이루어진 직물조직이 열간 융착에 의해 고착된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 형성한다.
그리고, 상기 프레임 본체(10)의 타측에는 출구측 장력 조절부(60)가 마련되어, 열간 압착부(30)를 통과하면서 제조된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 출구측 장력 조절부(60)에 의해 타측으로 일정한 장력을 유지하면서 출구측(타측)으로 배출된다.
상기 출구측 장력 조절부(60)는, 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 저면을 지지하는 구동 지지롤러(61)와, 상기 구동 지지롤러(61)의 상부에 승강구조로 배치되는 압착롤러(62); 및 상기 압착롤러(62)를 승강시키는 승강 실린더(63)를 포함한다.
따라서, 상기 구동 지지롤러(61)에 의해 지지된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 압착롤러(62)에 의해 압착된 상태에서 출구측으로 배출되고, 상기 출구측으로 배출된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 회수장치(300)의 권취드럼(310)에 권취된다.
따라서, 상기 출구측 장력 조절부(60)는 구동 지지롤러(61)의 회전속도를 조절하여, 열간 압착부(30)에서 길이방향으로 배출되는 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 배출속도를 조절함으로써, 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 장력을 실시간으로 조절하게 된다.
본 실시예에서는 상기 출구측 장력 조절부(60)의 구동 지지롤러(61)의 회전속도를, 입구측 장력 조절부(20)에 마련된 공급속도 계측유닛(25)을 통해 계측되는 평면사 복합섬유(100)의 공급속도와 비례하도록 구성하여서, 열간 압착부(30)에서 배출된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 설정된 장력을 유지하면서 배출되도록 한다.
한편, 상기 열간 압착부(30)는 열간 압착롤러(32)를 통해 평면사 복합섬유(100)를 열간 압착시켜 직물조직을 열간 융착하도록 구성되고, 상기 열간 압착롤러(32)는 그 특성상 진입된 평면사 복합섬유(100)와 선접촉 상태를 형성하여 평면사 복합섬유(100)를 열간 압착하므로, 저온의 용융온도를 갖는 평면사 복합섬유(100)는 직물조직의 안정된 열간 융착이 가능하지만, 고온의 용융온도를 갖는 평면사 복합섬유는 직물조직의 안정된 열간 융착이 어려운 한계성을 갖는다.
즉, 상기 평면사 복합섬유(100)를 구성하는 매트릭스 수지는, PP나 PE, SRPP 등 저온의 용융온도를 갖는 수지가 채택될 수도 있고, PA6 등 고온의 용융온도를 갖는 수지가 채택될 수 있다.
그런데, 상기 열간 압착롤러(32)를 갖는 열간 압착부(30)는 고온의 용융온도를 갖는 매트릭스 수지를 포함하는 평면사 복합섬유를 단시간 내에 선접촉 상태로 열간 압착시켜 열간 융착하기는 현실적으로 어렵다.
특히, 상기 열간 압착롤러(32)는 300℃ 이상의 발열이 어려운 관계로, 저온의 용융온도를 갖는 수지는 안정된 용융이 가능하지만, PA6 등 300℃ 이상 고온의 용융온도를 갖는 수지는 열간 압착롤러를 통해 용융시켜 열간 융착하는 것 또한 현실적으로 어렵다.
이를 해소하기 위해, 본 실시예에서는 상기 열간 압착부(30)의 전방에, 열간 압착부(30)에 공급되는 평면사 복합섬유(100)를 고온으로 예열하는 예열부(40)를 배치하여, 열간 압착부는 고온으로 예열된 평면사 복합섬유(100)를 열간 압착시켜 직물조직이 안정되게 열간 융착된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 성형하도록 한다.
따라서, 상기 열간 압착부(30)는 예열부(40)를 통과하면서 고온으로 예열된 평면사 복합섬유(100)를 열간 압착하도록 구성되고, 결과적으로 PA6 등 상대적으로 용융 온도가 높은 매트릭스 수지를 갖는 평면사 복합섬유(100)의 직물조직을 안정되게 열간 융착하는 것이 가능하다.
상기 예열부(40)는, 일측에 입구부(41a)가 형성되고 타측에 배출구(41b)가 형성된 터널형 케이스(41)와; 상기 터널형 케이스(41)의 내부에 수용되게 배치되어 터널형 케이스(41)를 통과하는 평면사 복합섬유(100)의 저면과 표면에 열기를 방열하는 방열체(42)를 포함한다.
여기서, 상기 방열체(42)는 터널형 케이스(41)를 통과하는 평면사 복합섬유(100)의 저면에 근접되게 배치되어 평면사 복합섬유(100)의 저면에 열기를 발산하는 하부 발열판(42a)과, 평면사 복합섬유(100)의 표면에 근접되게 배치되어 평면사 복합섬유의 표면에 열기를 발산하는 상부 발열판(42b)을 포함한다.
여기서, 상기 발열판(42a, 42b)은 고주파 발열식, 저항 발열식, 고주파 통전식 등에 의해 순간 가열되어, 평면사 복합섬유(100)의 저면과 표면에 고온의 열기를 발산하게 된다.
따라서, 상기 터널형 케이스(41)를 통과하는 평면사 복합섬유(100)는 발열체(42)를 구성하는 상부 발열판(42b)과 하부 발열판(42a)에서 제공되는 열기에 의해 저면과 표면이 동시에 고온으로 예열되어서, 고온의 용융온도를 갖는 매트릭스 수지의 열간 용융이 이룩된다.
특히, 본 실시예에서는 상기 열간 압착부(30)와 마주하는 터널형 케이스(41)의 타측부의 형상을 개량하여, 터널형 케이스(41)를 통과하면서 예열된 평면사 복합섬유(100)가 외부공기와의 노출에 의한 냉각을 최소화하면서 열간 압착부(30)에 길이방향으로 연속하여 투입되도록 한다.
이를 위해, 본 실시예에서는 상기 터널형 케이스(41)의 타측부의 형상을, 열간 압착부(30)를 구성하는 구동 지지롤러(31)와 열간 압착롤러(32)의 전방부를 감싸는 호형의 커브홈(41c)를 형성하여, 상기 구동 지지롤러(31)의 전반부와 열간 압착롤러(32)의 전방부는 커브홈(41c)에 각각 진입하여 터널형 케이스(41)의 타측부와 근접되도록 한다.
따라서, 상기 예열부(30)를 통과하면서 고온으로 예열된 평면사 복합섬유(100)는 외부 공기와의 접촉을 최소화하면서, 열간 압착부(30)에 투입되어 고온으로 예열된 직물조직을 열간 융착시켜 고착한다.
즉, 용융온도가 낮은 평면사 복합섬유(100)는 예열부(40)를 통한 예열과정없이 열간 압착부(30)에 투입되어, 열간 압착부(30)의 열간 압착롤러(32)를 통해 제공되는 열기에 의해 직물조직의 열간 융착이 이루어지고,
상대적으로 용융온도가 높은 평면사 복합섬유(100)는 예열부(40)를 통과하면서 하부 발열판(42a)과 상부 발열판(42b)에서 발산되는 전열에 의해 고온으로 예열된 다음, 열간 압착부(30)에 투입되어 직물조직의 열간 융착이 이루어진다.
그리하여, 작업자는 평면사 복합섬유(100)에 혼입된 매트릭스 수지의 용융온도를 고려하여 예열부(40)에 마련된 발열체(42)의 구동을 제어하여, 열간 융착에 따른 최적의 조건을 형성한 평면사 복합섬유(100)를 열간 압착부(30)에 투입하고, 이를 통해 평면사 복합섬유의 매트릭스 수지가 안정되게 열간 융착하여 고정된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 제작이 가능하다.
이와 같이 예열부(40)와 열간 융착부(30)를 순차적으로 통과하면서 열간 융착이 이루어진 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는, 프레임 본체(10)를 통과하면서 냉각된 다음 재단부(50)에 의해 설정폭으로 재단하여 배출된다.
그런데, 상기 열간 융착부(30)를 통과하면서 직물조직이 열간 융착된 세미 복합직물 시트(100')는 완전히 냉각되어 열간 융착된 매트릭스 수지의 경화가 요구되며, 매트릭스 수지가 완전히 경화되지 아니한 상태에서 회수장치(300)의 권취드럼(310)에 세미 평면사 복합섬유 시트(100')가 권취하여 적층되면, 권취하여 적층된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 매트릭스 수지가 상호 융착되어 세미 평면사 복합섬유 시트(100')가 상호 융착되는 현상이 야기될 수 있다.
이를 해소하기 위해, 본 발명에서는 상기 열간 융착부(30)를 통해 직물조직이 열간 융착된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')에 이형지(P)를 적층되게 공급하는 이형지 공급부(70)를 마련한다.
여기서, 상기 이형지 공급부(60)는 이형지가 권취된 이형지 공급드럼(71)과, 상기 이형지 공급드럼(71)에서 전개된 이형지(P)를 열간 융착부(30)를 통해 직물조직이 융착된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 표면에 적층되게 안내하는 복수의 이형지 안내롤러(72)를 포함한다.
따라서, 상기 직물조직이 열간 융착된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 이형지 공급드럼(71)에서 전개되어 이형지 안내롤러(72)를 통해 공급되는 이형지(P)가 적층되고, 상기 이형지(P)가 적층된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 재단부(50)를 통과하면서 이형지(P)와 함께 설정폭으로 절단된 다음 회수장치(300)의 권취드럼(310)에 권취된다.
그리하여, 상기 권취드럼(310)에 권취하여 적층된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 매트릭스 수지가 완전히 경화되지 아니하더라도, 완전히 경화되지 아니한 매트릭스 수지에 의해 적층된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')간에 상호 융착하여 달라붙는 현상이 예방될 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같이 이형지(P)를 적층시킨 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 재단부(50)에 투입되어 설정폭으로 재단하여 배출되며, 상기 재단부(50)는 열간 융착된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 저면을 지지하는 구동 지지롤러(51)와; 상기 구동 지지롤러(51)에 지지된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 길이방향으로 재단하는 재단유닛(52)을 포함한다.
상기 재단유닛(52)은, 폭방향으로 배치된 가이드봉(53)과; 상기 가이드봉(53)에 진퇴구조로 탑재된 복수의 재단날 조립체(54, 54')를 포함한다.
상기 재단날 조립체(54, 54')는 가이드봉(53)에 진퇴구조로 설치되는 진퇴부재(54a)와; 상기 진퇴부재(54a)에 승강구조로 탑재되는 승강부재(54b)와; 상기 승강부재(54b)에 직립된 상태로 회동구조로 탑재되는 원형의 절단날(54c)과; 상기 원형의 절단날(54c)이 탑재된 승강부재를 승강시키는 승강 실린더(54d)를 포함한다.
본 실시예에서는 상기 가이드봉(53)의 좌우 외측에 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 가장자리부를 절취하는 변사 절취용 재단날 조립체(54)를 진퇴구조로 배치하고, 상기 가이드봉(53)의 내측에는 변사구간이 절취된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 설정폭으로 절취하는 설정폭 절취용 재단날 조립체(54')를 진퇴구조로 배치하고 있다.
따라서, 작업자는 도 5와 도 6에서 보는 바와 같이 재단을 요하는 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 폭에 따라 각 재단날 조립체(54, 54')를 폭방향으로 진퇴시켜서, 다양한 폭으로 제작되는 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 요구되는 설정폭으로 재단한다.
그리하여, 상기 재단유닛(52)은 구동 지지롤러(51)에 저면을 지지한 세미 평면사 복합섬유 시트(100')에 각 재단날 조립체(54, 54')의 재단날을 일괄하여 절입시켜서, 세미 평면사 복합섬유 시트(100')를 설정폭으로 재단하여 배출한다.
이때, 작업자는 요하는 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 폭에 따라 재단날 조립체(54, 54')을 가이드봉(53)을 따라 좌우 진퇴시켜, 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 절취폭을 조절하고, 또 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 좌우 양측에 형성된 변사구간에 따라 변사 절취용 재단날 조립체(54)를 좌우로 진퇴시켜서, 변사구간의 안정적이 절취를 도모하게 된다.
따라서, 상기 재단부(50)에 길이방향으로 진입된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 양측 가장자리는 변사 절취용 재단날 조립체(54)에 의해 길이방향으로 절취되어 변사구간의 절취가 이루어지고, 또 내측구간은 설정폭 절취용 재단날 조립체(54')에 의해 길이방향으로 재단된다.
이때, 상기 변사 절취용 재단날 조립체(54)에 의해 세미 평면사 복합섬유 시트(100')의 양측 가장자리를 재단한 변사구간의 세미 평면사 복합섬유 시트(100')는 하부에 형성된 수집통에 수집되고, 설정폭 절취용 재단날 조립체(54')에 의해 설정폭으로 절취된 세미 평면사 복합섬유 시트(100')들는 타측에 배치된 출구측 장력 조절부(60)에 설정 장력을 유지한 상태로 배출되어 회수장치(300)의 권취드럼(310)에 권취된다.
1. 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치
10. 프레임 본체 20. 입구측 장력 조절부
21. 안내 지지롤러 22. 가압 텐션롤러
23. 선회암 24. 거상 실린더
30. 열간 압착부 31. 구동 지지롤러
32. 열간 압착롤러 33. 승강 실린더
40. 예열부 41. 터널형 케이스
42. 발열체 42a. 하부 발열판
42b. 상부 발열판
50. 재단부 51. 구동 지지롤러
52. 재단유닛 53. 지지축
54. 변사 절취용 재단날 조립체 55. 설정폭 절취용 재단날 조립체
60. 출구측 장력 조절부 61. 구름 지지롤러
62. 압착롤러 63. 승강 실린더
70. 이형지 공급부 71. 이형지 공급드럼
72. 이형지 안내롤러
100. 평면사 복합섬유 100'. 세미 평면사 복합섬유 시트
200. 재직기
300. 회수장치 310. 권취드럼

Claims (5)

  1. 프레임 본체와;
    상기 프레임 본체에 배치되어, 길이방향으로 이동하는 평면사 복합섬유를 열간 압착시켜, 평면경사와 평면위사가 교차된 직물조직을 열간 융착시켜 고착시킨 세미 평면사 복합섬유 시트를 성형하는 열간 압착부와;
    상기 프레임 본체의 일측에 배치되며, 열간 압착부에 길이방향으로 공급되는 평면사 복합섬유의 장력을 설정하는 입구측 장력 조절부; 및
    상기 프레임 본체의 타측에 배치되며, 열간 압착부에 의해 성형된 세미 복합성형 시트를 길이방향으로 배출하며, 세미 복합성형 시트의 배출속도를 조절하여 열간 압착부를 통해 배출되는 세미 평면사 복합섬유 시트의 장력을 조절하는 출구측 장력 조절부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 열간 압착부와 출구측 장력 조절부 사이에는, 열간 압착부를 통과하여 열간 융착된 세미 평면사 복합섬유 시트를 설정폭으로 재단하는 재단부가 부가하여 배치된 것을 특징으로 하는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 열간 압착부의 전방에는 터널형의 예열부가 배치되어, 상기 열간 압착부에 투입되는 평면사 복합섬유는 터널형의 예열부를 통과하면서 예열되면서 열간 압착부에 투입되도록 구성한 것을 특징으로 하는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 예열부는, 일측에 입구부가 형성되고 타측에 배출구가 형성된 터널형 케이스와; 상기 터널형 케이스의 내부에 수용되게 배치되어 터널형 케이스를 통과하는 평면사 복합섬유의 저면과 표면에 열기를 방열하는 방열체를 포함하고,
    상기 방열체는, 터널형 케이스를 통과하는 평면사 복합섬유의 저면에 근접되게 배치되어 평면사 복합섬유의 저면에 열기를 발산하는 하부 발열판과, 평면사 복합섬유의 표면에 근접되게 배치되어 평면사 복합섬유의 표면에 열기를 발산하는 상부 발열판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 열간 융착부를 통해 직물조직이 열간 융착된 세미 평면사 복합섬유 시트에 이형지를 적층되게 공급하는 이형지 공급부가 부가된 것을 특징으로 하는 세미 평면사 복합섬유 시트 제조장치.
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