WO2014098356A1 - 복합재료 제조 장치와, 이를 사용하여 제조되는 복합재료, 복합재료 제조 방법 - Google Patents

복합재료 제조 장치와, 이를 사용하여 제조되는 복합재료, 복합재료 제조 방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a composite material manufacturing apparatus, and more particularly, to a composite material manufacturing apparatus that can produce a composite material using a polymer / fiber mat and a widened unidirectional fiber, and a composite material, composite prepared using the same It relates to a material manufacturing method.
  • the type of composite material may vary in strength and hardness depending on the length of the fiber and the method of mixing.
  • the composite material According to the purpose or purpose of use of the composite material, a material having excellent moldability while having a certain level or more of physical properties is required.
  • the conventional mat has a problem that the manufacturing apparatus is simple and the apparatus is difficult to expand by using a nonwoven polymer and a single type of fiber, and the composite material has excellent moldability and physical properties in one apparatus. could not be produced selectively.
  • An object of the present invention the composite material manufacturing apparatus that can satisfy both moldability and physical properties by implementing various types of lamination between the polymer / fiber mat and the wider unidirectional fibers, composite materials, composites manufactured using the same
  • the present invention provides a method for manufacturing a material.
  • the present invention is a mat manufacturing unit for manufacturing a mat to form a polymer film having a plurality of fiber layers; A fiber manufacturing unit for manufacturing wide fibers formed of a plastic resin having a unidirectional fiber layer; And a composite material manufacturing unit receiving the mat and the wide fibers and laminating the mat and the wide fibers according to a predetermined stacking order.
  • the fiber manufacturing unit includes a plurality of plastic resin supply units for supplying plastic resin, a unidirectional fiber supply unit for supplying unidirectional fibers between the supplied plastic resins, and the plastic resin to which the unidirectional fibers are supplied. It is preferable to have a fixing portion that provides heat and pressure to fix the unidirectional fibers and the plastic resin to form the wide fibers.
  • the unidirectional fiber supply unit has a plurality of guiding rollers disposed at a position intersecting the unidirectional fiber supply roller on which the unidirectional fiber is wound and the unidirectional fiber released from the unidirectional fiber supply roller to guide the fixing portion. And a plurality of elevators that receive power from the outside to move the plurality of guide rollers up and down to adjust the width of the unidirectional fiber.
  • the unidirectional fiber supply unit may further include an air supply.
  • the air supply supplies air at a constant pressure to the unidirectional fiber being moved.
  • the composite material manufacturing unit for supplying the mat and the wide fiber at different positions, and providing a predetermined heat and pressure to the supplied mat and the wide fiber, to fix the mat and the wide fiber
  • the stacking order of the mat and the wide fibers is determined according to the different positions of the mat and the wide fibers.
  • the composite material supply unit forms a plurality of mat supply rollers on which the mat is wound in a predetermined amount, a plurality of wide fiber supply rollers on which the wide fiber is wound in a predetermined amount, and the lamination order received from a stacking order from the outside. It is preferable to include a position shifter for varying the positions of the plurality of mat feed rollers and the plurality of wide fiber feed rollers.
  • the position mover includes a first guide member for guiding movement of the plurality of mat supply rollers, a second guide member for guiding movement of the plurality of wide fiber feed rollers, and a first for moving the respective mat supply rollers.
  • a control unit for moving the respective wide fiber supply rollers.
  • the mat manufacturing unit a transfer unit forming a transfer path; A film supply unit supplying a plurality of films to form different layers on the transport path; A fiber supply unit supplying fibers between the layers of the films; And a sewing unit which is conveyed along the conveying path and which seals the film to which the fibers are supplied.
  • the film supply unit may include a plurality of film supply rollers, each of which is wound around the transport path, at a predetermined interval along the transport path, and the plurality of film supply rollers so as to release the respective films. It is preferable to have a 1st rotor to make.
  • the fiber supply unit includes a plurality of fiber supply rollers for supplying the fibers, a second rotator for rotating the fiber supply rollers so that the fibers are unwound, and each of the fibers disposed between the film supply rollers to be fixed. It is preferable to have a plurality of cutters to cut to length.
  • the present invention provides a composite material produced using the composite material manufacturing apparatus.
  • the present invention provides a method for manufacturing a mat comprising: a first step of preparing a mat to form a polymer film having a plurality of fiber layers; Adjusting a supply width to form a unidirectional fiber layer, and producing a wide fiber formed of a plastic resin having the unidirectional fiber layer; And a third step of receiving the mat and the wide fibers and laminating the mat and the wide fibers according to a predetermined stacking order.
  • the plastic resin is supplied, the unidirectional fibers are supplied between the plastic resins to be supplied by adjusting a supply width, and the heat and pressure and cooling are constant to the plastic resin to which the unidirectional fibers are supplied. It is preferable that the unidirectional fibers are sequentially provided to be fixed to surround the plastic resin to form the wide fibers.
  • the third step it is preferable to form the wide fibers in a multi-layer, and to laminate the wide fibers formed in multiple layers to surround the mat, or to alternately stack the mat and the wide fibers.
  • the present invention has the effect of satisfying both moldability and physical properties by implementing various types of lamination between the polymer / fiber mat and the widened unidirectional fibers.
  • FIG. 2 is a view showing a mat manufacturing unit according to the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a fiber manufacturing unit according to the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a composite material manufacturing unit according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an example of the mat and the wide fiber supply of the composite material supply unit according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing another example of the mat and the wide fiber supply of the composite material supply unit according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing another example of the composite material to be produced.
  • the composite material manufacturing apparatus of the present invention is largely composed of a mat manufacturing unit 1, a fiber manufacturing unit 2, and a composite material manufacturing unit (3).
  • FIG. 2 is a view showing a mat manufacturing unit according to the present invention.
  • the mat manufacturing unit 1 is largely provided with a transfer unit 100, a film supply unit 200, a fiber supply unit 300, a sewing unit 400, a control unit 500, and a mat winding. It consists of a roller 600.
  • the transfer unit 100 is composed of a conveyor belt 110, a drive roller 120, and the belt rotator 130.
  • the driving roller 120 is provided in pairs, and supports both ends of the conveyor belt 110 in rotation.
  • the belt rotator 130 is a device such as a motor, and rotates the drive roller 120 at a set rotation speed.
  • the belt rotator 130 is rotated by receiving a control signal from the control unit 500.
  • the conveyor belt 110 is rotated in conjunction with the rotation of the drive roller 120, and forms a conveying path (a) along the direction of the arrow.
  • the film supply unit 200 is disposed above the transfer unit 100.
  • the film supply unit 200 includes three film supply rollers 210 and a first rotor 220 for rotating each film supply roller 210.
  • the film supply rollers 210 are arranged at a predetermined interval in a horizontal direction, that is, along the direction of the transport path (a).
  • the number of the film supply roller 210 is not limited to three, it may be provided below or more.
  • the number of the film supply roller 210 may be determined according to the number of layers of the film 10 of the mat to be manufactured.
  • Each film supply roller 210 is wound around the film 10 of a predetermined length.
  • the film 10 is preferably a polymer film.
  • the first rotor 220 rotates the film supply roller 210 so that the film 10 can be released from each film supply roller 210, and the released film is stretched in the direction of gravity to the conveyor belt 110. It is seated.
  • the fiber supply unit 300 cuts and supplies a predetermined fiber to form a predetermined size on the top surface of each film 10 between the film supply rollers 210.
  • the fiber supply unit 300 is composed of a plurality of fiber supply roller 310, the cutters 320, and the second rotor 330.
  • the number of the fiber feed rollers 310 may be provided in one less than the number of the film feed rollers 210.
  • the cutters 320 are also provided to correspond to the number of the fiber feed roller 310.
  • the two fiber feed rollers 310 can be rotated by the second rotor 330, and the long fibers are wound.
  • two cutters 320 are disposed between the film feed rollers 210 to cut the fibers 11 that are unwound and moved from the fiber feed rollers 310 to a predetermined length.
  • the fibers 11 to be cut as described above are supplied dropping from the cutters 320 to the upper surface of the film 10 positioned below.
  • Each cutter 320 may be composed of a pair of cutting plate 321 is rotated by cutting the cutting blades (32a) each other.
  • FIG 3 is a view showing a fiber manufacturing unit according to the present invention.
  • the fiber manufacturing unit 2 is an apparatus for manufacturing the wide fibers 20 formed of the plastic resin 21 having the unidirectional fiber 22 layer.
  • the fiber manufacturing unit 2 is largely composed of a plurality of plastic resin supply unit 810, a unidirectional fiber supply unit 820, and a fixing portion 830.
  • Each plastic resin supply part 810 is composed of a plastic resin supply roller.
  • a certain amount of plastic resin 21 is wound around the plastic resin supply roller.
  • the plastic resin feed roller is provided in a pair, and they are arranged at regular intervals along the upper and lower sides.
  • the pair of plastic resin supply roller can be rotated at the same time by a separate motor.
  • the unidirectional fiber supply unit 820 is composed of a unidirectional fiber supply roller 821, a plurality of guide rollers 822, and a plurality of elevators 823.
  • the unidirectional fiber feed roller is wound with a certain amount of unidirectional fiber 22.
  • the unidirectional fiber feed roller 821 is disposed at a position between the pair of plastic resin feed rollers.
  • the unidirectional fiber feed roller 821 is rotated by the drive of a motor.
  • the plurality of guide rollers 822 are arranged to be rotated at positions forming different levels so that the unidirectional fibers 22 can be introduced into the fixing portion 830.
  • the plurality of elevators 823 may adjust the lifting position or level of each guide roller 822 to adjust the width of the unidirectional fiber 22.
  • the unidirectional fiber 22 is controlled to be unfolded thinly by adjusting the tension between the plastic resin 21 by adjusting the tension in accordance with the control of the elevators 823 as described above.
  • the unidirectional fiber supply 820 may further include an air supply 824.
  • the air supplier 824 receives power from the outside to supply air of a predetermined pressure to the outer surface of the fiber 22 guided through the plurality of guide rollers 822. This may also be used in one of the ways to adjust the width of the fiber 22.
  • the fixing part 830 is applied to heat and pressure at a predetermined temperature to fix the plastic resins 21 supplied from the pair of plastic resin supply rollers and the unidirectional fibers 22 supplied therebetween. to provide.
  • the fixing part 830 may manufacture the wide fiber 20.
  • FIG 4 is a view showing a composite material manufacturing unit according to the present invention
  • Figure 5 is a view showing an example of the mat and the wide fiber supply of the composite material supply unit according to the present invention.
  • the composite material manufacturing unit 3 includes a composite material supply unit 910, a composite material fixing unit 920, a cooling unit 930, and a winding unit 940. .
  • the composite material supply unit 910 serves to supply the mat 30 manufactured by the mat manufacturing unit 1 and the wide fiber 20 at different positions.
  • the composite material supply unit 910 may include a plurality of mat supply rollers 911 on which the mat 30 is wound in a predetermined amount, a plurality of wide fiber supply rollers 912 on which the wide fiber 20 is wound in a predetermined amount, and And a position mover 950 for varying positions of the plurality of mat feed rollers 911 and the plurality of wide fiber feed rollers 912 so as to form the stacked sequence received from the outside.
  • the position mover 950 may include a first guide member 951 for guiding movement of the plurality of mat supply rollers 911 and a second guide member guiding movement of the plurality of wide fiber supply rollers 912. 952, a first motor M1 for moving the respective mat supply rollers 911, a second motor M2 for moving the respective wide fiber feed rollers 912, and the lamination order from the outside. And a control unit 500 for driving the first and second motors M1 and M2 to a predetermined position according to the stacking order to move the respective mat supply rollers 911 and the wide fiber feed rollers 912. It is composed of
  • first and second motors M1 and M2 may be linear motors.
  • the composite material fixing part 920 serves to fix heat and pressure at a predetermined temperature to the mat 30 and the wide fiber 20 which are stacked in a predetermined stacking order.
  • the cooling unit 930 cools the composite material fixed as described above to a predetermined temperature.
  • the cooling method of the cooling unit 930 is preferably carried out by air cooling.
  • the composite material cooled as described above may be wound and recovered by the winding unit 940.
  • the first step is to prepare a mat from which a polymer film having a plurality of fiber layers is formed.
  • the number of the film 10 layers is input to the controller 500 through the input unit 510.
  • the controller 500 receives the number of the film 10 layers from the controller 500 through the input unit 510.
  • three cases are taken as an example.
  • the controller 500 selects the fiber supply roller 310 to be driven.
  • the number of the fiber feed rollers 310 is set to two less than three.
  • the fiber supply roller 310 is preferably a roller for supplying the fiber 11 between the three film supply roller 210.
  • the cutting length of the fiber 11 may be input to the controller 500 through the input unit 510.
  • the controller 500 may rotate the third rotor 322 at a rotation speed capable of forming the cutting length.
  • control unit 500 drives the transfer unit 100, the fiber supply unit 300, the film supply unit 200, and the sewing unit 400.
  • each film supply roller 210 is rotated by the first rotor 220 to rotate so that the wound polymer film 10 is released.
  • the film 10 to be released is seated on the conveyor belt 110 of the transfer part 100 while falling downward. Since the position where the film 10 is seated is different from the position where the film feed roller 210 is disposed, a predetermined interval is formed.
  • the fiber feed rollers 310 are rotated by the second rotor 330 to release the fibers 11 such as long fibers.
  • the released fibers 11 are moved along the guide rollers R to each cutter 320.
  • each of the cutters 320 a pair of cutting plates 321 are rotated at the rotation speed.
  • the moved fiber 11 is cut to have a predetermined cutting length, and then falls downward, and is seated in an empty area between the films 10.
  • the mat formed three film layers are transferred to the sewing unit 400 in accordance with the movement of the conveyor belt (110).
  • the sewing unit 400 sews the mat transported at the number of sewing times and sewing intervals corresponding to the above-described input cutting length.
  • the moldability is easy, it is possible to easily produce a mat having a certain or more physical properties, in this manufacturing process the number of layers of the film and the number of fiber layers By selectively adjusting, various mats can be easily manufactured.
  • the embodiment according to the present invention by controlling the operation of the sewing portion to be proportional to the cut length of the fiber, it is possible to divide the application of the sewing on the mat, that is, the needling process and to control the needle density efficiently.
  • the mat manufacturing portion according to the present invention produces a mat having a fibrous layer composed of fibers cut in the interior of the film.
  • the feed width is adjusted to form a unidirectional fiber layer, and a second step of manufacturing the wide fiber formed of a plastic resin having the unidirectional fiber layer is performed.
  • the plastic resin supply unit 810 supplies the plastic resin 21 to the fixing unit 830.
  • the plastic resin 21 is supplied to form two layers.
  • the unidirectional fiber supply unit 820 supplies the unidirectional fiber 22 between the two layers of plastic resin 21.
  • the unidirectional fiber 22 is guided so as to be interposed between the two layers by a plurality of guide rollers 822.
  • control unit 500 may control the lift position of each guide roller 822 using each elevator 823, and use the air supply 824 to provide air of a constant pressure in a unidirectional fiber. Can be.
  • the width of the unidirectional fiber 22 to be moved can be variably adjusted.
  • the two layers of the plastic resin 21 having the unidirectional fibers 22 are exposed to heat and pressure at a predetermined temperature while passing through the inside of the fixing part 830.
  • the unidirectional fibers 22 are thinly stretched at intervals between the plastic resins 21, the unidirectional fibers 22 may be wrapped while the plastic resin 21 is melted.
  • the unidirectional fiber 22 may be fixed while being wrapped by the plastic resin 21.
  • the unidirectional fiber 22 can increase the strength of the wide fiber 20 by achieving a stable fixation.
  • the wide fiber 20 may be manufactured through the fixing part 830.
  • the mat 30 is manufactured through the mat manufacturing unit 1, and the wide fiber 20 is manufactured through the fiber manufacturing unit 2.
  • the mat and the wide fibers are supplied and subjected to the third step of laminating the mat and the wide fibers according to a predetermined stacking order.
  • the mat 30 and the wide fiber 20 manufactured as described above are transferred to the composite material supply unit 910 shown in FIG. 4 through the guide of a moving roller (not shown).
  • the composite material manufacturing apparatus 3 can manufacture the composite material by variably adjusting the stacking order therebetween using the mat 30 and the wide fibers 20.
  • the mat feeding rollers 911 and the wide fiber feeding rollers 912 are arranged, and in this state, the mat 30 and the wide fiber 20 are made of the composite material.
  • the composite material fixing part 920 applies heat and pressure to the mat 30 and the wide fiber 20 to fix them.
  • the composite material produced can form a layer of wide fibers 20 as shown in FIG. 6.
  • the manufactured composite material is made of the wide fiber having the mat 30 as shown in FIG. 8. It may be layered between the fields 20.
  • the present invention by varying the positions of the mat feed rollers and the wide fiber feed rollers by using the position mover having the above-described configuration, it is possible to determine the stacking order of the wide fiber layers of the composite material to be produced.
  • the wide fibers may be formed in multiple layers, and the wide fibers formed in multiple layers may be stacked to surround the mat, or the mat and the wide fibers may be alternately stacked.
  • the layout of the mat may be implemented differently according to the use of the composite material to be manufactured, for example, to easily manufacture automotive exterior materials aiming at high strength and light weight, such as a seat back, an underbody cover, and a battery carrier and a back beam. have.

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Abstract

본 발명은 복수의 섬유층을 갖는 폴리머 필름을 형성되는 매트를 제조하는 매트 제조부와; 단일 방향 섬유층을 갖는 플라스틱 수지로 형성되는 광폭 섬유를 제조하는 섬유 제조부; 및 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 공급 받아, 기설정되는 적층 순서에 따라 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 적층시키는 복합 재료 제조부를 포함하는 복합재료 제조 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 장치를 사용하여 제조되는 복합재료 및 복합재료 제조 방법도 제공한다.

Description

복합재료 제조 장치와, 이를 사용하여 제조되는 복합재료, 복합재료 제조 방법
본 발명은 복합재료 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리머/섬유 매트와 광폭화 된 단일방향 섬유를 사용하여 복합 재료를 제조할 수 있는 복합재료 제조 장치와, 이를 사용하여 제조되는 복합재료, 복합재료 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 및 건축 재재와 같은 산업 분야에서는 외력에 저항하는 정도가 크면서 무게가 가벼운 고강도 저중량의 재료가 요구된다.
종래의 복합재료를 제작하는 기술은 플라스틱 수지와 섬유를 혼합하여 함침함으로써 이를 통해 금속과 비교하였을 때, 유사한 강도를 형성하면서 무게가 가벼운 재료를 개발하기 위해 시용된다.
통상, 복합 재료의 종류는 섬유의 길이 및 혼합 방법에 따라 강도 및 경도의 특성이 달라질 수 있다.
복합재료의 사용용도 또는 사용 목적에 따라 일정 수준 이상의 물성을 가지면서 성형성이 우수한 소재가 요구된다.
그러나, 종래의 매트는 부직포 형태의 폴리머와, 단일 종류의 섬유를 이용함으로써, 제조 장치가 단순하며, 또한 장치의 확장이 어려운 문제점이 있음과 아울러, 하나의 장치에서 성형성과 물성을 모두 우수한 복합 재료를 선택적으로 생산할 수 없었다.
본 발명의 목적은, 폴리머/섬유 매트와, 광폭화된 단일 방향 섬유들 간의 다양한 형태의 적층을 구현하여 성형성 및 물성을 모두 만족할 수 있는 복합재료 제조 장치와, 이를 사용하여 제조되는 복합재료, 복합재료 제조 방법을 제공함에 있다.
바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 복수의 섬유층을 갖는 폴리머 필름을 형성되는 매트를 제조하는 매트 제조부와; 단일 방향 섬유층을 갖는 플라스틱 수지로 형성되는 광폭 섬유를 제조하는 섬유 제조부; 및 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 공급 받아, 기설정되는 적층 순서에 따라 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 적층시키는 복합 재료 제조부를 포함하는 복합재료 제조 장치를 제공한다.
상기 섬유 제조부는, 플라스틱 수지를 공급하는 복수의 플라스틱 수지 공급부와, 공급되는 상기 플라스틱 수지들 사이에 단일 방향 섬유를 공급하는 단일 방향 섬유 공급부와, 상기 단일 방향 섬유가 공급된 상기 플라스틱 수지에 일정의 열과 압력을 제공하여 상기 단일 방향 섬유와 상기 플라스틱 수지를 고정시켜 상기 광폭 섬유로 형성하는 고정부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 단일 방향 섬유 공급부는, 상기 단일 방향 섬유가 권취되는 단일 방향 섬유 공급 롤러와, 상기 단일 방향 섬유 공급 롤러로부터 풀려지는 단일 방향 섬유를 상기 고정부로 안내하도록 교차되는 위치에 배치되는 다수의 안내 롤러와, 외부로부터 동력을 제공 받아 상기 다수의 안내 롤러를 상하로 이동시켜 상기 단일 방향 섬유의 너비를 조절하는 복수의 승강기를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 단일 방향 섬유 공급부는, 에어 공급기를 더 구비할 수 있다.
상기 에어 공급기는, 이동되는 상기 단일 방향 섬유로 일정 압력의 에어를 공급하는 것이 바람직하다.
상기 복합 재료 제조부는, 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 서로 다른 위치에서 공급하는 복합 재료 공급부와, 공급되는 상기 매트와 상기 광폭 섬유에 일정의 열과 압력을 제공하여, 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 고정시켜 복합 재료로 형성하는 복합 재료 고정부와, 상기 복합 재료를 일정 온도로 냉각하는 냉각부와, 냉각된 상기 복합 재료를 권취하는 권취부를 구비한다.
상기 매트와 상기 광폭 섬유의 공급되는 상기 서로 다른 위치에 따라 상기 매트와 상기 광폭 섬유의 적층 순서가 결정되는 것이 바람직하다.
상기 복합 재료 공급부는, 상기 매트가 일정량으로 권취되는 복수의 매트 공급 롤러와, 상기 광폭 섬유가 일정량으로 권취되는 복수의 광폭 섬유 공급 롤러와, 외부로부터 적층 순서를 전달 받아 전달 받은 상기 적층 순서를 형성하도록 상기 복수의 매트 공급 롤러와 상기 복수의 광폭 섬유 공급 롤러의 위치를 가변시키는 위치 이동기를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 위치 이동기는, 상기 복수의 매트 공급 롤러의 이동을 안내하는 제 1가이드 부재와, 상기 복수의 광폭 섬유 공급 롤러의 이동을 안내하는 제 2가이드 부재와, 상기 각 매트 공급 롤러를 이동시키는 제 1모터와, 상기 각 광폭 섬유 공급 롤러를 이동시키는 제 2모터와, 외부로부터 상기 적층 순서를 입력 받고, 상기 적층 순서에 따라 기설정되는 위치로 상기 제 1,2모터를 구동시켜 상기 각 매트 공급 롤러와 상기 각 광폭 섬유 공급 롤러를 이동시키는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 매트 제조부는, 이송 경로를 형성하는 이송부와; 상기 이송 경로 상에 서로 다른 층이 형성되도록 복수의 필름을 공급하는 필름 공급부와; 상기 필름들의 층간에 섬유를 공급하는 섬유 공급부; 및 상기 이송 경로를 따라 이송되고, 상기 섬유가 공급된 상기 필름을 제봉하는 제봉부를 포함한다.
상기 필름 공급부는, 상기 각 필름이 권취되며, 상기 이송 경로의 상부에서 상기 이송 경로를 따라 일정 간격을 이루어 배치되는 복수의 필름 공급 롤러와, 상기 각 필름이 풀어지도록 상기 복수의 필름 공급 롤러를 회전시키는 제 1회전기를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 섬유 공급부는, 상기 섬유를 공급하는 복수의 섬유 공급 롤러와, 상기 섬유가 풀어지도록 상기 섬유 공급 롤러를 회전시키는 제 2회전기와, 상기 각 필름 공급 롤러 사이에 배치되어 풀어지는 상기 각 섬유를 일정 길이로 절단하는 복수의 절단기를 구비하는 것이 바람직하다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 복합재료 제조 장치를 사용하여 제조되는 복합재료를 제공한다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 복수의 섬유층을 갖는 폴리머 필름을 형성되는 매트를 준비하는 제 1단계와; 공급폭을 조절하여 단일 방향 섬유층을 형성하고, 상기 단일 방향 섬유층을 갖는 플라스틱 수지로 형성되는 광폭 섬유를 제조하는 제 2단계; 및 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 공급 받아, 기설정되는 적층 순서에 따라 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 적층시키는 제 3단계를 포함하는 복합재료 제조 방법을 제공한다.
상기 제 2단계는, 플라스틱 수지를 공급하고, 공급되는 상기 플라스틱 수지들 사이에 단일 방향 섬유를 공급폭을 조절하여 공급하고, 상기 단일 방향 섬유가 공급된 상기 플라스틱 수지에 일정의 열과 압력 및 냉각을 순차적으로 제공하여 상기 단일 방향 섬유를 상기 플라스틱 수지가 감싸도록 고정시켜 상기 광폭 섬유로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제 3단계에서, 상기 광폭 섬유를 다층으로 형성하고, 다층으로 형성된 상기 광폭 섬유를 상기 매트로 에워싸도록 적층거나, 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 번갈아 적층되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 폴리머/섬유 매트와, 광폭화된 단일 방향 섬유들 간의 다양한 형태의 적층을 구현하여 성형성 및 물성을 모두 만족할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 복합 재료 제조 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따르는 매트 제조부를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따르는 섬유 제조부를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따르는 복합재료 제조부를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따르는 복합재료 공급부의 매트와 광폭섬유 공급의 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 제조되는 복합 재료의 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따르는 복합재료 공급부의 매트와 광폭섬유 공급의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 제조되는 복합 재료의 다른 예를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 복합재료 제조 장치, 이를 사용하여 제조되는 복합재료, 복합재료 제조 방법을 설명한다.
먼저, 본 발명의 복합재료 제조 장치의 구성을 설명한다.
도 1은 본 발명의 복합 재료 제조 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조 하면, 본 발명의 복합재료 제조 장치는 크게 매트 제조부(1)와, 섬유 제조부(2)와, 복합 재료 제조부(3)로 구성된다.
도 2는 본 발명에 따르는 매트 제조부를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조 하면, 상기 매트 제조부(1)는 크게 이송부(100)와, 필름 공급부(200)와, 섬유 공급부(300)와, 제봉부(400)와, 제어부(500)와, 매트 권취 롤러(600)로 구성된다.
상기 이송부(100)는 컨베이어 밸트(110)와, 구동 롤러(120)와, 밸트 회전기(130)로 구성된다.
상기 구동 롤러(120)는 한 쌍으로 구비되고, 상기 컨베이어 밸트(110)의 양단을 회전 지지한다.
상기 밸트 회전기(130)는 모터와 같은 장치로서, 상기 구동 롤러(120)를 설정된 회전 속도로 회전시킨다. 상기 밸트 회전기(130)는 상기 제어부(500)로부터 제어 신호를 받아 회전된다.
따라서, 상기 컨베이어 밸트(110)는 상기 구동 롤러(120)의 회전에 연동되어 회전되며, 화살표 방향을 따르는 이송 경로(a)를 형성한다.
상기 필름 공급부(200)는 상기 이송부(100)의 상부에 배치된다. 상기 필름 공급부(200)는 3개의 필름 공급 롤러(210)와, 각 필름 공급 롤러(210)를 회전시키는 제 1회전기(220)로 구성된다.
상기 필름 공급 롤러들(210)은 서로 수평 방향 즉, 이송 경로(a) 방향을 따라 일정 간격을 이루어 배치된다.
여기서, 상기 필름 공급 롤러(210)의 개수는 3개로 국한되지 않고, 그 이하 또는 그 이상으로 구비될 수 있다.
상기 필름 공급 롤러(210)의 개수는 제조되는 매트의 필름(10)의 층 수에 따라 결정될 수 있다.
상기 각 필름 공급 롤러(210)에는 일정길이의 필름(10)이 권취된다. 상기 필름(10)은 폴리머 필름인 것이 좋다.
상기 제 1회전기(220)는 각 필름 공급 롤러(210)에서 필름(10)이 풀어질 수 있도록 필름 공급 롤러(210)를 회전시키고, 풀어지는 필름은 중력 방향으로 늘어지면서 컨베이어 밸트(110)에 안착된다.
그리고, 상기 섬유 공급부(300)는 소정의 섬유를 상기 필름 공급 롤러들(210) 사이에서 각 필름(10)의 상단면에 일정 크기를 이루도록 절단하여 공급한다.
상기 섬유 공급부(300)는 복수의 섬유 공급 롤러(310)와, 절단기들(320)과, 제 2회전기(330)로 구성된다.
상기 섬유 공급 롤러(310)의 개수는 상기 필름 공급 롤러(210)의 개수보다 하나 더 적은 개수로 구비될 수 있다.
또한, 상기 절단기들(320) 역시, 상기 섬유 공급 롤러(310)의 개수에 대응되도록 마련된다.
따라서, 2개의 섬유 공급 롤러(310)는 제 2회전기(330)에 의해 회전될 수 있고, 장섬유가 권취된다.
또한, 2개의 절단기(320)는 상기 필름 공급 롤러(210)의 사이에 배치되어, 각 섬유 공급 롤러(310)로부터 풀려져 이동되는 섬유(11)를 일정 길이로 절단한다.
따라서, 상기와 같이 절단되는 섬유(11)은 각 절단기들(320)로부터 하부에 위치되는 필름(10)의 상면으로 낙하되어 공급된다.
상기 각 절단기(320)는 절단날들(32a)이 서로 멎물려 회전되는 한 쌍의 절단판(321)으로 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따르는 섬유 제조부를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조 하면, 상기 섬유 제조부(2)는 단일 방향 섬유(22)층을 갖는 플라스틱 수지(21)로 형성되는 광폭 섬유(20)를 제조하는 장치이다.
상기 섬유 제조부(2)는 크게, 복수의 플라스틱 수지 공급부(810)와, 단일 방향 섬유 공급부(820)와, 고정부(830)로 구성된다.
상기 각 플라스틱 수지 공급부(810)는 플라스틱 수지 공급 롤러로 구성된다.
상기 플라스틱 수지 공급 롤러에는 일정량의 플라스틱 수지(21)가 권취된다.
본 발명에서는 상기 플라스틱 수지 공급 롤러가 한 쌍으로 구비되고, 이들은 상하를 따라 일정 간격을 이루어 배치된다.
또한, 상기 한 쌍의 플라스틱 수지 공급 롤러는 별도의 모터에 의해 동시에 회전 동작될 수 있다.
상기 단일 방향 섬유 공급부(820)는 단일 방향 섬유 공급 롤러(821)와, 다수의 안내 롤러(822)와, 복수의 승강기(823)로 구성된다.
상기 단일 방향 섬유 공급 롤러에는 일정량의 단일 방향 섬유(22)가 권취된다. 상기 단일 방향 섬유 공급 롤러(821)는 상기 한 쌍의 플라스틱 수지 공급 롤러의 사이의 위치에 배치된다.
상기 단일 방향 섬유 공급 롤러(821)는 모터의 구동에 의해 회전된다.
또한, 상기 다수의 안내 롤러(822)는 단일 방향 섬유(22)를 고정부(830)로 인입시킬 수 있도록 서로 다른 레벨을 이루는 위치에 회전되도록 배치된다.
또한, 상기 복수의 승강기(823)는 상기 각 안내 롤러(822)의 승강 위치 또는 레벨을 조정하여 단일 방향 섬유(22)의 너비를 조절할 수 있다.
상기 단일 방향 섬유(22)는 상기와 같이 승강기들(823)의 조절에 따라 장력이 조절되어 플라스틱 수지들(21) 사이에서 간격이 조절됨으로써 얇게 펼쳐짐에 제어된다.
이에 더하여, 상기 단일 방향 섬유 공급부(820)는 에어 공급기(824)를 더 구비할 수 있다.
상기 에어 공급기(824)는 외부로부터 동력을 전달 받아 일정 압력의 에어를 상기 다수의 안내 롤러(822)를 통해 안내되는 섬유(22)의 외면에 공급한다. 이 또한, 상기 섬유(22)의 너비를 조절하는 방식 중 하나로 사용될 수 있다.
또한, 상기 고정부(830)는 상기 한 쌍의 플라스틱 수지 공급 롤러로부터 공급되는 플라스틱 수지들(21)과, 이들 사이에 공급되는 단일 방향 섬유(22)를 고정하기 위해, 일정 온도의 열과 압력을 제공한다.
따라서, 상기 고정부(830)는 광폭 섬유(20)를 제조할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따르는 복합재료 제조부를 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따르는 복합재료 공급부의 매트와 광폭섬유 공급의 예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조 하면, 본 발명에 따르는 복합 재료 제조부(3)는 복합 재료 공급부(910)와, 복합 재료 고정부(920)와, 냉각부(930)와, 권취부(940)로 구성된다.
상기 복합 재료 공급부(910)는 매트 제조부(1)에서 제조된 매트(30)와 상기 광폭 섬유(20)를 서로 다른 위치에서 공급하는 역할을 한다.
상기 복합 재료 공급부(910)는 상기 매트(30)가 일정량으로 권취되는 복수의 매트 공급 롤러(911)와, 상기 광폭 섬유(20)가 일정량으로 권취되는 복수의 광폭 섬유 공급 롤러(912)와, 외부로부터 적층 순서를 전달 받아 전달 받은 상기 적층 순서를 형성하도록 상기 복수의 매트 공급 롤러(911)와 상기 복수의 광폭 섬유 공급 롤러(912)의 위치를 가변시키는 위치 이동기(950)로 구성된다.
상기 위치 이동기(950)는 상기 복수의 매트 공급 롤러(911)의 이동을 안내하는 제 1가이드 부재(951)와, 상기 복수의 광폭 섬유 공급 롤러(912)의 이동을 안내하는 제 2가이드 부재(952)와, 상기 각 매트 공급 롤러(911)를 이동시키는 제 1모터(M1)와, 상기 각 광폭 섬유 공급 롤러(912)를 이동시키는 제 2모터(M2)와, 외부로부터 상기 적층 순서를 입력 받고, 상기 적층 순서에 따라 기설정되는 위치로 상기 제 1,2모터(M1,M2)를 구동시켜 상기 각 매트 공급 롤러(911)와 상기 각 광폭 섬유 공급 롤러(912)를 이동시키는 제어부(500)로 구성된다.
여기서, 상기 제 1,2모터(M1,M2)의 경우, 리니어 모터일 수 있다.
상기 복합 재료 고정부(920)는 일정의 적층 순서로 적층되는 매트(30)와 광폭 섬유(20)에 일정 온도의 열과 압력을 제공하여 이들을 서로 고정시키는 역할을 한다.
그리고, 상기 냉각부(930)는 상기와 같이 고정되는 복합 재료를 일정 온도로 냉각시킨다. 상기 냉각부(930)의 냉각 방식은 공랭식으로 실시되는 것이 좋다.
상기와 같이 냉각되는 복합 재료는 권취부(940)에서 권취되어 회수될 수 있다.
다음은, 상기와 같이 구성되는 복합 재료 제조 장치를 사용한 복합재료 제조 방법을 설명하도록 한다.
다수의 섬유층을 갖는 폴리머 필름을 형성되는 매트를 준비하는 제 1단계를 거친다.
도 1 및 도 2를 참조 하면, 입력부(510)를 통해 제어부(500)로 필름(10) 층의 개수를 입력한다. 본 발명에서는 3개인 경우를 예로 한다.
이어, 제어부(500)는 구동될 섬유 공급 롤러(310)를 선택한다. 섬유 공급 롤러(310)의 개수는 3개보다 한 개 적은 2개로 설정된다.
여기서, 상기 섬유 공급 롤러(310)는 3개의 필름 공급 롤러(210) 사이에 섬유(11)를 공급하는 롤러인 것이 좋다.
이에 더하여, 본 발명에서는 입력부(510)를 통해 섬유(11)의 절단 길이를 제어부(500)에 입력할 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 절단 길이를 형성할 수 있는 회전 속도로 제 3회전기(322)를 회전시킬 수 있다.
상기와 같은 조건에서, 제어부(500)는 이송부(100), 섬유 공급부(300), 필름 공급부(200), 제봉부(400)를 구동시킨다.
상기 필름 공급부(200)에서, 각 필름 공급 롤러(210)는 제 1회전기(220)에 의해 회전되면서 권취된 폴리머 필름(10)이 풀려지도록 회전된다.
상기 풀려지는 필름(10)은 하방으로 낙하하면서, 이송부(100)의 컨베이어 밸트(110) 상에 안착된다. 상기 필름(10)의 안착되는 위치는 필름 공급 롤러(210)의 배치되는 위치가 상이하기 때문에 일정 간격을 형성한다.
따라서, 각 필름들(10) 사이에는 빈 영역이 형성된다.
이와 동시에, 각 섬유 공급 롤러(310)는 제 2회전기(330)에 의해 회전되면서 장섬유와 같은 섬유(11)가 풀려지게 된다.
상기 풀려지는 섬유(11)는 가이드 롤러(R)를 따라 이동되면서 각 절단기(320)로 이동된다.
상기 각 절단기(320)에서는 한 쌍의 절단판(321)이 상기 회전 속도로 회전된다.
따라서, 상기 이동되는 섬유(11)는 일정의 절단 길이를 갖도록 절단된 후, 하방으로 낙하하여, 각 필름들(10) 사이의 빈 영역으로 안착된다.
이와 동시에, 컨베이어 밸트(110)의 이동에 따라, 필름(10)들 총 3개의 층을 형성하고, 각 필름(10) 층의 사이에는 절단된 섬유(11)가 개재된다.
따라서, 2개의 섬유층을 형성함과 아울러, 3개의 필름 층을 형성한 매트는 컨베이어 밸트(110)의 이동에 따라 제봉부(400)로 이송된다.
상기 제봉부(400)는 상술된 입력된 절단 길이에 해당되는 제봉 회수 및 제봉 간격으로 이송되는 매트를 제봉한다.
즉, 본 발명에서, 제봉회수와 제봉간격을 절단 길이에 비례하도록 설정하여, 절단 길이에 따라 제봉의 효율을 가변적으로 조절할 수 있다.
상기와 같은 구성 및 작용을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는, 성형성이 용이하고, 일정 이상의 물성을 갖는 매트를 용이하게 제작할 수 있고, 이와 같은 제조 과정에서 필름의 층 수 및 섬유층의 수를 선택적으로 조절하도록 함으로써, 다양한 매트를 용이하게 제작할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 따르는 실시예는, 섬유의 절단 길이에 비례하도록 제봉부의 작동을 제어함으로써, 매트에 대한 제봉 즉, 니들링 공정을 분할 적용함과 아울러 니들 밀도를 효율적으로 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르는 매트 제조부는 필름의 내부에서 절단된 섬유들로 구성되는 섬유층을 갖는 매트를 제조한다.
이어, 공급폭을 조절하여 단일 방향 섬유층을 형성하고, 상기 단일 방향 섬유층을 갖는 플라스틱 수지로 형성되는 광폭 섬유를 제조하는 제 2단계를 거친다.
도 3을 참조 하면, 플라스틱 수지 공급부(810)는 플라스틱 수지(21)를 고정부(830) 측으로 공급한다. 본 발명에서는 두 층을 이루도록 플라스틱 수지(21)를 공급한다.
그리고, 단일 방향 섬유 공급부(820)는 상기 두 층의 플라스틱 수지(21) 사이에 단일 방향 섬유(22)를 공급한다.
이때, 단일 방향 섬유(22)는 다수의 안내 롤러들(822)에 의해 상기 두 층의 사이에 개재될 있도록 안내된다.
이에 더하여, 제어부(500)는 각 승강기(823)를 사용하여 각 안내 롤러(822)의 승강 위치를 제어할 수도 있고, 에어 공급기(824)를 사용하여 일정 압력의 에어를 단일 방향 섬유로 제공할 수 있다.
이에 따라, 이동되는 단일 방향 섬유(22)의 너비는 가변적으로 조절될 수 있다.
특히, 안내 롤러들(822)의 승강 위치를 상하로 조절함으로써, 단일 방향 섬유(22)의 장력을 가변적으로 조절하고, 이로 인해, 플라스틱 수지들(21) 사이에 간격을 가지면서 얇게 펴질 수 있도록 공급할 수 있다.
그리고, 상기와 같이 단일 방향 섬유(22)가 개재된 두 층의 플라스틱 수지(21)는 고정부(830)의 내부를 통과하면서, 일정 온도의 열과 압력에 노출된다.
이때, 플라스틱 수지들(21) 사이에 단일 방향 섬유(22)가 간격을 이루면서 얇게 펴지기 때문에, 플라스틱 수지(21)가 녹으면서 단일 방향 섬유(22)를 감쌀 수 있다.
그리고, 냉각과정을 통해 단일 방향 섬유(22)는 플라스틱 수지(21)에 의해 감싸지면서 위치가 고착될 수 있다.
따라서, 단일 방향 섬유(22)는 안정적인 고착을 이룸으로써 광폭 섬유(20)의 강도 역시 증가시킬 수 있다.
따라서, 고정부(830)를 통해 광폭 섬유(20)가 제조될 수 있다.
본 발명에서는, 매트 제조부(1)를 통해 매트(30)가 제조되고, 섬유 제조부(2)를 통해 광폭 섬유(20)가 제조된다.
이어, 매트와 상기 광폭 섬유를 공급 받아, 기설정되는 적층 순서에 따라 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 적층시키는 제 3단계를 거친다.
이와 같이 제조되는 매트(30)와 광폭 섬유(20)는 도시되지 않는 이동 롤러의 안내를 통해, 도 4에 도시되는 복합 재료 공급부(910)로 전달된다.
본 발명에 따르는 복합 재료 제조 장치(3)는 상기 매트(30)와 광폭 섬유(20)를 사용하여 이들 간의 적층 순서를 가변적으로 조절하여 복합 재료를 제조할 수 있다.
여기서, 도 5에 도시되는 바와 같이, 매트 공급 롤러들(911)과 광폭 섬유 공급 롤러들(912)의 배치가 이루어지고, 이와 같은 상태에서, 매트(30) 및 광폭 섬유(20)가 복합 재료 고정부(920)로 이동되면, 상기 복합 재료 고정부(920)는 상기 매트(30) 및 광폭 섬유(20)에 열 및 압력을 가해 이들을 고정시킨다.
따라서, 제조되는 복합 재료는 도 6에 도시되는 바와 같은 광폭 섬유(20)의 층을 형성할 수 있다.
반면, 도 7에 도시되는 바와 같이, 매트 공급 롤러들(911)과 광폭 섬유 공급 롤러들(912)을 배치하는 경우, 제조되는 복합 재료는 도 8에 도시되는 바와 같이 매트(30)가 광폭 섬유들(20)의 사이에서 층을 이룰 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 상술한 구성의 위치 이동기를 사용하여 매트 공급 롤러들과 광폭 섬유 공급 롤러들의 위치를 가변시킴으로서, 제조되는 복합 재료의 광폭 섬유 층의 적층 순서를 결정할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 광폭 섬유를 다층으로 형성하고, 다층으로 형성된 상기 광폭 섬유를 상기 매트로 에워싸도록 적층거나, 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 번갈아 적층되도록 할 수 있다.
따라서, 제조되는 복합재료의 용도에 따라 매트의 배치를 다르게 구현하여, 예컨대, 자동차용 시트백, 언더바디 커버와, 배터리 캐리어, 백빔등의 고강도 경량화를 목표로 하는 자동차 외장재를 용이하게 제조하도록 할 수 있다.
이상, 본 발명의 복합 재료 제조 장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 복수의 섬유층을 갖는 폴리머 필름을 형성되는 매트를 제조하는 매트 제조부;
    단일 방향 섬유층을 갖는 플라스틱 수지로 형성되는 광폭 섬유를 제조하는 섬유 제조부; 및
    상기 매트와 상기 광폭 섬유를 공급 받아, 기설정되는 적층 순서에 따라 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 적층시키는 복합 재료 제조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 섬유 제조부는,
    플라스틱 수지를 공급하는 복수의 플라스틱 수지 공급부와,
    공급되는 상기 플라스틱 수지들 사이에 단일 방향 섬유를 공급하는 단일 방향 섬유 공급부와,
    상기 단일 방향 섬유가 공급된 상기 플라스틱 수지에 일정의 열과 압력을 제공하여 상기 단일 방향 섬유와 상기 플라스틱 수지를 고정시켜 상기 광폭 섬유로 형성하는 고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 단일 방향 섬유 공급부는,
    상기 단일 방향 섬유가 권취되는 단일 방향 섬유 공급 롤러와,
    상기 단일 방향 섬유 공급 롤러로부터 풀려지는 단일 방향 섬유를 상기 고정부로 안내하도록 교차되는 위치에 배치되는 다수의 안내 롤러와,
    외부로부터 동력을 제공 받아 상기 다수의 안내 롤러를 상하로 이동시켜 상기 단일 방향 섬유의 너비를 조절하는 복수의 승강기를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 단일 방향 섬유 공급부는, 에어 공급기를 더 구비하되,
    상기 에어 공급기는,
    이동되는 상기 단일 방향 섬유로 일정 압력의 에어를 공급하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복합 재료 제조부는,
    상기 매트와 상기 광폭 섬유를 서로 다른 위치에서 공급하는 복합 재료 공급부와,
    공급되는 상기 매트와 상기 광폭 섬유에 일정의 열과 압력을 제공하여, 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 고정시켜 복합 재료로 형성하는 복합 재료 고정부와,
    상기 복합 재료를 일정 온도로 냉각하는 냉각부와,
    냉각된 상기 복합 재료를 권취하는 권취부를 구비하되,
    상기 매트와 상기 광폭 섬유의 공급되는 상기 서로 다른 위치에 따라 상기 매트와 상기 광폭 섬유의 적층 순서가 결정되는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복합 재료 공급부는,
    상기 매트가 일정량으로 권취되는 복수의 매트 공급 롤러와,
    상기 광폭 섬유가 일정량으로 권취되는 복수의 광폭 섬유 공급 롤러와,
    외부로부터 적층 순서를 전달 받아 전달 받은 상기 적층 순서를 형성하도록 상기 복수의 매트 공급 롤러와 상기 복수의 광폭 섬유 공급 롤러의 위치를 가변시키는 위치 이동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 위치 이동기는,
    상기 복수의 매트 공급 롤러의 이동을 안내하는 제 1가이드 부재와,
    상기 복수의 광폭 섬유 공급 롤러의 이동을 안내하는 제 2가이드 부재와,
    상기 각 매트 공급 롤러를 이동시키는 제 1모터와,
    상기 각 광폭 섬유 공급 롤러를 이동시키는 제 2모터와,
    외부로부터 상기 적층 순서를 입력 받고, 상기 적층 순서에 따라 기설정되는 위치로 상기 제 1,2모터를 구동시켜 상기 각 매트 공급 롤러와 상기 각 광폭 섬유 공급 롤러를 이동시키는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 매트 제조부는,
    이송 경로를 형성하는 이송부;
    상기 이송 경로 상에 서로 다른 층이 형성되도록 복수의 필름을 공급하는 필름 공급부;
    상기 필름들의 층간에 섬유를 공급하는 섬유 공급부; 및
    상기 이송 경로를 따라 이송되고, 상기 섬유가 공급된 상기 필름을 제봉하는 제봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 필름 공급부는,
    상기 각 필름이 권취되며, 상기 이송 경로의 상부에서 상기 이송 경로를 따라 일정 간격을 이루어 배치되는 복수의 필름 공급 롤러와,
    상기 각 필름이 풀어지도록 상기 복수의 필름 공급 롤러를 회전시키는 제 1회전기를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 섬유 공급부는,
    상기 섬유를 공급하는 복수의 섬유 공급 롤러와,
    상기 섬유가 풀어지도록 상기 섬유 공급 롤러를 회전시키는 제 2회전기와,
    상기 각 필름 공급 롤러 사이에 배치되어 풀어지는 상기 각 섬유를 일정 길이로 절단하는 복수의 절단기를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 복합재료 제조 장치를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 복합재료.
  12. 복수의 섬유층을 갖는 폴리머 필름을 형성되는 매트를 준비하는 제 1단계;
    공급폭을 조절하여 단일 방향 섬유층을 형성하고, 상기 단일 방향 섬유층을 갖는 플라스틱 수지로 형성되는 광폭 섬유를 제조하는 제 2단계; 및
    상기 매트와 상기 광폭 섬유를 공급 받아, 기설정되는 적층 순서에 따라 상기 매트와 상기 광폭 섬유를 적층시키는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 2단계는,
    플라스틱 수지를 공급하고,
    공급되는 상기 플라스틱 수지들 사이에 단일 방향 섬유를 공급폭을 조절하여 공급하고,
    상기 단일 방향 섬유가 공급된 상기 플라스틱 수지에 일정의 열과 압력 및 냉각을 순차적으로 제공하여 상기 단일 방향 섬유를 상기 플라스틱 수지가 감싸도록 고정시켜 상기 광폭 섬유로 형성하는 것을 특징으로 하는 복합재료 제조 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제 3단계에서,
    상기 광폭 섬유를 다층으로 형성하고,
    다층으로 형성된 상기 광폭 섬유를 상기 매트로 에워싸도록 적층하는 것을 복합재료 제조 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제 3단계에서,
    상기 매트와 상기 광폭 섬유를 번갈아 적층되도록 하는 것을 복합재료 제조 방법.
PCT/KR2013/008941 2012-12-21 2013-10-07 복합재료 제조 장치와, 이를 사용하여 제조되는 복합재료, 복합재료 제조 방법 Ceased WO2014098356A1 (ko)

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