KR930011715B1 - 분말물질을 필라멘트에 적용시키는방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

분말물질을 필라멘트에 적용시키는방법 및 장치

제1도는 본 공정을 실시하기 위한 장치의 측단면도이다.

제2도는 본 발명에 따른 장치의 평면도이다.

제3도는 동일 장치의 측면도이다.

제4도는 동일 장치의 A·A 측면도이다.

제5도는 제2,3와 4도에 따른 장치의 주요부의 확대도이다.

제6도는 본 발명에 따른 다양한 변형 a-e이다.

본 발명은 다수의 필라멘트로 구성되며, 임의적으로는 직물 또는 편직물로 가공된 것일 수 있는 실(thread), 슬라이버(Sliver)등의 상기 팔라멘트를 처리제로 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로 이때 필라멘트 구조내에 상기 처리제가 더욱 잘 침투되게 하기 위하여 필라멘트 사이를 분리시키는 것이 양호하다.

이와 유사한 방법 및 장치인 특히 필라멘트가 강화 물질로서 작용하는, 열가소성 또는 열경화성 물질로 구성된 복합 재료의 제조를 위한 방법 및 장치는 일반적으로 공지되어 있다. 일례로, 네덜란드 특허 출원제 70 01623호에는 다수의 필라멘트로 구성된 슬라이버 실을 분리시킨 다음, 그 위에 분말형의 합성수지를 적용하는 방법이 기술되어 있고, 이때 실위에 적용된 상기 수지는 용융되어 응집성 생성물이 산출된다. 슬라이버내에 필라멘트를 분산시키는 것은 상기 네덜란드 특허 출원에 따라 필라멘트에 똑같은 부호의 정전기 전하를 부여함으로써 실시된다. 또 다른 예에 있어서, 슬라이버를 갖는 방향으로 유체가 고속으로 흐르는 벤튜리(veturi)를 통해 통과시킨다. 필라멘트의 분산은 그 다음 벤튜리를 이탈하는 유체의 완화에 의하여 일어나낟.

본 발명은 상기 서문에 언급된 바와 같이 처리제를 하나 또는 그 이상의 기체 또는 액체류에 현탁시킨 뒤, 그 물질을 조절된 압력하에서 처리되어질 재료에 처리하는 것을 특징으로 한다.

이러한 방법으로 필라멘트의 매우 효율적인 분산이 성취되며, 이로써 상기 유체류내에 현탁된 함침물질이 필라멘트를 사이에 매우 양호하게 침투되며 필라멘트를 매우 균일하게 함침시킨다. 상기에 의해서, 필라멘트에 의해 강화된 가소성 재료의 시이트와 같은 최종 생성물이 산출되며, 이것은 우수한 균질 조성물이다.

본 발명에 따른 방법은 필라멘트의 특성 또는 함침제의 특성에 관계없이 사용되낟.

일례로서, 분말형 세라믹 생성물과 금속 생성물은 열가소성 또는 열경화성 재료외에 함침재료로서 간주된다.

본 발명에 따른 방법은 함침되어질 물질의 다양한 면상에 다양한 두께의 함침 물질의 층을 적용하는데 사용할 수 있다. 예를 들면, 경량의 코어 내부 또는 외부에 직물 또는 편직물을 적용시킬 때 본 발명의 함침방법이 사용된다.

처리제로서 연마제를 사용할 수도 있으며 연마재로 처리된 재료는 거칠어져 사이징 (sizing)제등이 더욱 양호하게 부착되도록 한다.

처리물질이 벤튜리 원리의 작용으로 처리될 재료에 현탁되도록 기체류를 사용하는 것이 바람직하다.

처리 물질은 다양한 방법으로 기체류에 현탁될 수 있고, 일례로 용융물 또는 액체로서 기체류내에 분무시킴으로써 현탁된다. 분말 처리물질을 용기로부터 기체 또는 액체류에 직접 유기시킬 수도 있다. 유동 베트내의 처리물질을 기체내에 현탁시킨 뒤 기체류를 흡인력에 의하여 유동 베드로부터 처리되어질 물질로 유도되도록 배출시킬 수도 있다. 필라멘트 다발의 함침에 유동베드를 사용하는 것은 공지되어 있으며, 그 예로는 네덜란드 특허 명세서 제151,928호가 있다. 그러나 공지된 방법에서는 함침될 물질이 함침 물질의 유동베드를 통해 통과한다.

그러나, 본 발명의 방법에서는 유동베드가 사용될지라도, 실제적인 함침은 이 베드의 외부에서 실시된다.

본 발명은 또한 다공성 바닥을 통해 기체가 공급되는 공간과 분말상의 처리제를 공급하기 위한 공급 파이프를 가진 본 발명의 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는 상기 구역에 하나 또는 그 이상의 흡인관이 장치되는 것을 특징으로 하며, 이 흡인관의 배출면들은 상기 장치의 작동시 처리되어질 물질이 통과되는 경로에 횡방향으로 왕복 이동할 수 있는 수단내로 처리제를 배출한다. 만약에 기체가 여러 방향에서부터 처리되어질 물질에 주입된다면, 기체류가 서로 전혀 충돌되지 않도록 주의해야 한다.

본 발명을 적용함에 있어서, 다양한 함침 물질의 불필요한 혼합믈 막기 위하여 서로 분리된 여러 공간내에서 다양한 면에 또는 각각의 상부에 다양한 힘침물질을 적용할 수 있다.

본 발명은 하기의 설명뿐만 아니라 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예로서 설명될 것이다.

제1도에서 알 수 있듯이, 연속 필라멘트 빔의 넓이(1)는 자동적으로 유지되는 조절 가능한 장력하에서 필라멘트 빔이 수평 코일(2)로부터 풀려지면서 형성된다. 가이딩(3)을 통해 상기 필라멘트 다발은 예열 오븐(4)으로 유입된다. 오븐은 자동으로 조절되는 열원(5)에 의하여 가열된다. 그뒤 건조 및 예열된 필라멘트빔은 가이딩(6)을 통해 열적으로 분리된 저장소(7)를 통과하는데, 이때 함침이 이루어진다(제2도 내지 제6도 참조), 그뒤 상기 필라멘트 다발은 용융로(8)를 통과하며, 이곳에서 하나 또는 그이상의 가열체가 열전기쌍에 의하여 조절 적용된다. 이들은 소정의 가열 세기로 수단(9)에 의하여 자동적으로 조절된다. 또한 필라멘트 다발은 밴드로 형성되고 냉각 성형롤러(10)를 통해 수단(11)을 통과한 뒤 이동 롤러(12)와 가이딩(13)을 지나 수집코일(14)상에 감겨진다. 상기 코일은 전기 모터(15)에 의하여 작동된다. 이송 롤러(12)로 운반된 뒤 필라멘트 밴드는 예를 들면, 길이 및/또는 횡방향으로 절단되는 것과 같이 추가 가공 처리될 수 있다.

본 발명을 수행하기 위한 장치는, 필요하다면, 전체 또는 일부분을 수직방향을 설치하여 실시할 수 있다.

제2도 내지 제5도의 장치에 있어서, 열적으로 고립된 함침 저장소(7)내의 필라멘트 다발은 공급 축(axes)외부에 위치된 롤러(16)위로 배포된다.

임의적으로, 롤러(16)의 축은 쌍으로 중심축(17)에 대해 선회축으로 설치될 수 있다. 이렇게 함으로서, 필라멘트 다발은 장치내로 당겨질때 중앙에 위치될 수 있다. 본 경우에는 2층이지만 1층 이상의 롤러 위로 필라멘트 다발이 배포될 때 필라멘트의 분배가 더욱 용이해진다. 롤러를 통과한 뒤 필라멘트는 함침된다. 공급(dosing)장치(18)로부터 공급된느 분말성 함침 물질은 다공성 바닥(19)을 통해 유입되는 기체(21)에 의해 베드(20)내로 유동화된다.

이 기체는 예열되는 것이 바람직하다. 펌핑 작용하의 공간(22)에 있어서, 함침 물질이 현탁되어 있는 기체류가 조절된 압력하에 유동 베드로부터 함침 헤드(23)로 흡인되며, 이로부터 계속적으로 이송되는 필라멘트 다발로 유도된다. 최상의 함침 효과를 얻기 위하여, 함침 헤드(23)는 임의적으로는 함침될 재료에 대하여 거리 및/혹은 회전 각을 조절할 수 있다.

함침 저장소(7)에 적용되는 다양한 부품은 단순히 배치 및/혹은 교체될 수 있다. 일례로 다양한 종류의 재료를 함침시키기 위해 다른 형태의 롤러, 및/혹은 다른 함침 헤드가 사용될 수 있다.

미분쇄 함침 물질이 내재된 기체류는 2개 또는 그 이상의 함침 헤드로부터 함침되어질 필라멘트로 보내지는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로서 각각의 필라멘트상에 함침물질을 균일하게 분포시킬 수 있다. 상기 함침 방법에 의하여 기계적 함침 시스템에서 필요한 것보다 훨씬 적은 필라멘트 장력으로 조작이 가능해지는데 이때 함침 물질은 가압 롤러에 의하여 필라멘트 사이에 압착된다. 낮은 필라멘트 장력에 의하여 탄소 필라멘트의 경우에서와 같은 기계적 함침시 종종 발생하는 필라멘트 파열이 실질적으로 배제된다. 이와 함께, 더욱 강화된 함침으로 인하여 더 큰 함침율이 얻어진다.

제5도에 있어서, 함침 물질이 현탁된 기체의 흡인은 벤튜리 원리에 따라 도관(26)을 통해 일어난다. 도관(25)을 통해 기체는 조절 가능한 압력하에 유입된다. 공간(7)으로부터 도관(25)을 통해 펌프에 의하여 공급되는 기체를 흡인하는 것이 양호하다.

결과적으로 기체의 순환 펌프 시스템이 산출되며 열의 손실은 방지된다. 유동 베드를 사용하지 않는다면, 공급 장치(18)를 함침 헤드 또는 이들의 공급 수단에 직접 연결시키는 것이 양호하다. 함침 액체를 사용하는 경우에는, 액체를 함침 헤드(들)에 직접 주입하거나 공급 장치(18)로부터 흡입시키는 것이 양호하다.

제6도에는 다방면의 함침 헤드 및/또는 이동성 함침 헤드를 가진 다수의 구체예가 도시되어 있는데, 이들은 직물 또는 편직물로 임의 가공되는 필라멘트 다발의 연속 함침에 알맞다. 이들 다발들은 코어에 의해 임의 적용된다. 이들은 다음의 형태를 갖는다 :

a. 직사각형,

b. 실린더형,

c. 벌집형.

필라멘트 재료가 제공되는 중공구조의 주위를 따라 완전히 밀폐된 중공구조의 내부 함침에 있어서는, 본 방법은 불연속적이어야 한다. 그뒤 함침 헤드를 중공의 공간에 적용시킨다. 그뒤 함침 헤드 및/혹은 함침되어질 재료를 원하는 함침이 이루어질 수 있는 방식으로 이동시킨다. 이것은 제6도의 e와 d에 의하여 예시된다.

제6도의 d는 내부 및 외부가 함침되어질 필라멘트 재료로 제공되는 비행기 노우즈(nose)(27)를 나타낸다. 내부 함침에는 함침헤드(28)를 사용하고, 외부 함침에는 함침 헤드(29)를 사용한다. 노우즈를 회전시키고 가이딩(30)과 (31)위로 함침헤드(28)과 (29)를 왕복시킴으로서 원하는 함침이 이루어진다.

제6도e에서, (32)는 내부 및 외부가 함침되어질 필라멘트 재료로 제공되는 접시형 안테나 부분을 나타낸 것이다. 이것은 가이딩(35)와 (36)을 통해 방사선 방향으로 왕복운동하는 함침헤드(33)과 (34)에 의하여 일어난다. 상기 작동은 컴퓨터로 조절될 수 있는데, 이로서 더욱 복잡하 형태의 재료에 대해서 최적의 함침이 가능해진다.

직물 또는 편직물로 가공되는 필라멘트 다발이 코어에 적용된다면, 함침된 재료는 소정의 압력하의 오토클레이브내에서 가열처리되낟. 오토클레이브에는 열방출기를 설치할 수도 있다.

상기 방법에 의하여 일련의 형태로 직조된 함침된 필라멘트 밴드가 비행기 노우드, 레이다 도움과 그외의 구조로 처리될 수 있다. 예를 들어, 가열 처리하기 위한 양분된 두개의 주형으로 이루어진 용융노에 적용시키는 것도 가능하다.

함침된 필라멘트 밴드의 직조, 편직 및/혹은 꼬임을 용이하게 하기 위하여 밴드의 전체 또는 일부를 좁은 밴드로 분리할 수 있다. 이러한 좁은 밴드에는 본 발명의 방법을 적용함에 따라 부가적인 얇은 함침층이 적용된다. 특별히 선택된 함침물질로 구성된 상기 층은 필라멘트 사이에 이미 존재하는 함침물질이 직조 및/혹은 편직시에도 그 위치에 유지되고, 수분의 흡수를 방지하도록 한다. 이를 효과적으로 실시하기 위하여 상기 밴드는 표면상에 온도 처리등이 실시될 수 있다. 특히 함침물질의 견고도가 높을 때에는 속도의 감소 및 당해의 장치를 적용하지 않아도 용융노를 통과해가지 않은 좁은 밴드의 직조 및/혹은 편직이 가능해진다. 그뒤 직물, 편직물 및/혹은 꼬여진 재료는 냉각 성형롤러를 통해 임의적으로 추가 가공처리되도록 용융노를 통과시킬 수 있다.

Claims (12)

1. 다수의 필라멘트로 구성되어 있고, 직물 또는 편직물로 가공된 것일 수도 있는 실(thread), 슬라이버(Sliver)등의 상기 필라멘트를 분리시켜, 처리제로 처리하는 장치 및 방법에 있어서, 상기 처리제는 하나 또는 그 이상의 기체류 또는 액체류 현탁된 뒤, 조절 가능한 압력하에서 처리될 상기 재료에 적용됨을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 벤튜리 원리를 적용하여 처리되어질 상기 재료에 기체류를 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 처리제가 현탁된 기체류를 여러 방향에서 처리될 상기 재료에 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 여러 방향에서 처리되어질 상기 재료에 적용되는 기체류가 서로 전혀 충돌되지 않음을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 처리될 상기 재료에 기체류를 유입시키는 수단이 상기 재료 위에서 왕복식으로 이동됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 분말성 처리제가 기체 중에 유동 베드로 현탁되고 처리되어질 상기 재료에 주입되는 이 기체류는 흡인력에 의하여 상기 유동 베드로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리제는 처리되어질 상기 재료에 주입되는 기체류에 일정량이 직접 공급됨을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리제는 용융물 또는 액체 형태로서, 처리되어질 상기 재료에 주입되는 기체류내에 분무시킴으로써 현탁되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리제가 함침제인 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리제가 연마재이며, 이 연마재로 처리된 상기 재료는 거칠어져서 그 표면상에 사이징(sizing)제 등이 부착되기에 적합하게 됨을 특징으로 하는 방법.
11. 다공성 바닥을 통해 처리 되어질 재료에 기체류를 공급하는 공간과 분말 처리제가 공급되는 공급 수단을 갖춘 제1항의 방법을 실시하기 위한 장치로서, 상기 공간에는 하나 또는 그 이상의 흡인관이 제공되어 있고, 이 흡인관의 배출면들은 하나 또는 그 이상의 상기 공간내로 처리제를 배출함을 특징으로 하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 흡인관들은 상기 장치의 가동중에 처리되어질 상기 재료가 이동하는 경로 위를 왕복 이동하는 수단내로 처리제를 배출하는 것을 특징으로 하는 장치.

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