WO2018062878A2 - 장섬유 복합재의 제조 장치 - Google Patents

장섬유 복합재의 제조 장치 Download PDF

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WO2018062878A2
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impregnation tank
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김정태
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    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing a long fiber composite.
  • a method of coating individual filaments constituting the fiber bundle with a resin is used to improve the mechanical strength, corrosion resistance, or resistance of the continuous fiber bundle (particularly including glass fibers).
  • the contact area between the filament and the resin is widened or between the filaments in the fiber bundle so that thousands or tens of thousands of fiber filaments constituting the fiber bundle can be completely in contact with the resin. That is, it is necessary to force the resin to penetrate between the pores of the fiber filament concentrator.
  • the resin used is a low viscosity resin, there is no great difficulty in coating the fiber filaments, but in the case of a high viscosity resin, it is not easy to coat the individual fiber filaments.
  • a cylinder or bar shape mechanism is installed in a resin-impregnated bath with a zigzag, and a fiber bundle is attached along this mechanism.
  • zigzag a method of spreading the fiber bundles widely on the surface of the cylinder or the bar so that the resin easily penetrates into the fiber bundles, and by arranging a plurality of donut rings in a straight line in the impregnation tank,
  • the resin is impregnated into the fiber filament, it takes a long time to process it to a certain form, there is a problem that the production time is low as the overall process time increases.
  • One aspect of the present invention is to provide a device for producing a long fiber composite material that can be uniformly impregnated a resin on the surface of the plurality of filaments constituting the fiber bundle.
  • an object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a long fiber composite that can control the number, width, or thickness of a plurality of fiber bundles that have passed through an impregnation tank.
  • An apparatus for manufacturing a long fiber composite may include: an impregnating tank having an inlet for entering a plurality of fiber bundles and an outlet for discharging the plurality of fiber bundles, and impregnating a resin in the plurality of injected fiber bundles; A fiber bundle supply unit supplying the plurality of hemp milk bundles to the impregnation tank; A resin supply unit supplying the resin to the impregnation tank; A crusher for compressing the plurality of fiber bundles discharged from the impregnation tank; A cooling unit configured to sense the plurality of fiber bundles after compression by the lor portion; And a winding unit for winding the plurality of fiber bundles discharged from the corner portion.
  • the long fiber composite manufacturing apparatus an impregnating tank for impregnating a resin in a plurality of the fiber bundles injected, coupled to the first side of the impregnation tank, a fiber bundle supply unit for supplying the plurality of fiber bundles to the impregnation tank, the impregnation Is coupled to the second side of the tank, the resin supply unit for supplying the resin to the impregnation tank, coupled to the third side of the impregnation tank, a lor portion for crimping the plurality of fiber bundles discharged from the impregnation tank, the lor portion inside And a winding portion for winding the plurality of fiber bundles discharged from the cooling portion and disposed in the groove.
  • the impregnation tank may have an inlet through which the plurality of fiber bundles enter and an outlet through which the plurality of fiber bundles are discharged.
  • the inlet may be made in plurality.
  • Each of the plurality of fiber bundles may enter each of the plurality of inlets.
  • the outlet may be formed in plurality.
  • the buller may be compressed by adjusting the number of fiber bundles discharged from the impregnation tank.
  • the buller portion it is possible to adjust the width and thickness of the long fiber composite material for pressing the plurality of fiber bundles.
  • the buller portion may include a pair of bullers.
  • the fiber bundle is glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, PB0 fiber,
  • the resin may include at least one of UHMPE fibers, ceramic fibers and natural fibers.
  • the resin may comprise a polypropylene resin.
  • the content of the fiber bundle may be 20 wt to 80 wt 3 ⁇ 4.
  • the resin may be uniformly impregnated on the surface of the plurality of filaments constituting the fiber bundle.
  • the number, width, or thickness of the plurality of fiber bundles passed through the impregnation tank can be adjusted.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a long fiber composite manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the impregnation tank of FIG.
  • FIGS. 1 to 2 An apparatus for manufacturing a long fiber composite material according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 2.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a long fiber composite manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view schematically showing the impregnation tank of FIG.
  • the long fiber composite manufacturing apparatus of an embodiment of the present invention has an inlet for entering a plurality of fiber bundles and an outlet for discharging the plurality of fiber bundles, impregnating tank for impregnating a resin in the plurality of fiber bundles;
  • a fiber bundle supply unit supplying the plurality of fiber bundles to the impregnation tank;
  • a resin supply unit supplying the resin to the impregnation tank;
  • a crusher for compressing the plurality of fiber bundles discharged from the impregnation tank;
  • a cooling unit configured to sense the plurality of fiber bundles after compression by the lor portion;
  • a winding unit for winding the plurality of fiber bundles discharged from the indentation unit.
  • the long fiber composite material manufacturing apparatus the impregnating tank for impregnating a resin in a plurality of the fiber bundles injected, the fiber bundle supply unit for supplying the plurality of fiber bundles to the impregnation tank, the impregnation Resin coupled to the second side of the bath, the resin for supplying the resin to the impregnation tank
  • a lorler portion coupled to a third side of the feeder, the impregnation tank, for compressing the plurality of fiber bundles discharged from the impregnation tank, the lorler portion being disposed therein, and the angled portion for sensing the plurality of fiber bundles; It may include a winding portion for winding the plurality of fiber bundles discharged from the corner portion.
  • the first side, the second side, and the third side of the impregnating tank respectively mean one direction with respect to the impregnation tank, and may be the same direction or different directions.
  • the apparatus for producing a long fiber composite may include a winding unit 900.
  • the impeller tank 700 and the cooling unit 800 are coupled to the impregnation tank 100 to adjust the size and the like of the plurality of fiber bundles P impregnated with the resin discharged from the impregnation tank 100. Can be. Thereby, the width and thickness of the some fiber bundle P can be adjusted, and the impregnation amount of resin impregnated in the fiber bundle P can be adjusted.
  • the impregnation tank 100 is an impregnation die having a space formed therein, and may uniformly impregnate the resin in the plurality of fiber bundles P by an impregnation structure disposed in the space formed therein.
  • the fiber bundle P of one of the plurality of fiber bundles P may be composed of thousands or tens of thousands of filaments.
  • the impregnation structure is a structure for uniformly impregnating a resin in the plurality of fiber bundles (P) by modifying the arrangement or movement path of the plurality of fiber bundles (P) introduced into the impregnation tank (100), impregnation Not only can the fiber bundle P be impregnated with the resin uniformly, but also the amount of resin impregnated can be adjusted.
  • an inlet (not shown) and an outlet 110 may be formed in the impregnation tank 100.
  • An inlet (not shown) is an opening into which a plurality of fiber bundles P are introduced, and a plurality of fiber bundles P supplied from the fiber bundle supply unit 300 may be introduced.
  • Inlet is formed of a plurality, each of the plurality of fiber bundle (P) It may be introduced into each of a plurality of inlet (not shown). Alternatively, the inlet (not shown) may be formed in the form of one opening, and a plurality of fiber bundles P may be introduced at one time through the inlet (not shown).
  • the other side of the impregnation tank 100 may be formed with an outlet 110 through which a plurality of fiber bundles (P) can be discharged. That is, a plurality of fiber bundles (P) is introduced into the impregnation tank (100) through an inlet (not shown) of the impregnation tank (100), and then the outlet (110) after the resin is impregnated into the plurality of fiber bundles (p). Can be discharged through.
  • the outlet 110 may also be made of a plurality of ' inlet (not shown).
  • the number of outlets 110 may vary from the number of inlets (not shown). That is, the number of outlets 110 and the number of inlets (not shown) may be the same. However, the number of outlets 110 is not limited thereto, and may be formed of one outlet 110.
  • the fiber bundle supply unit 300 may supply the fiber bundle P to the impregnation tank 100.
  • the fiber bundle supply unit 300 is a plurality of fiber bundles (P) wound on the outer peripheral surface of the roll (rol l), the plurality of fiber bundles (P) is released from the (rol l) into the impregnation tank (100) It can be attacked. That is, the plurality of fiber bundles P from the fiber bundle supply unit 300 may be introduced into the inlet (not shown) of the impregnation tank 100.
  • the fiber bundle supply unit 300 may continuously supply a plurality of fiber bundles P into the impregnation tank 100.
  • the fiber bundle supply 300 may consist of a plurality of rolls.
  • the present invention is not limited thereto, and the fiber bundle supply unit 300 may be formed of one roll.
  • the plurality of fiber bundles P supplied by the fiber bundle supply unit 300 may include at least one of glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, PB0 fibers, UHMPE fibers, ceramic fibers, and natural fibers.
  • the resin supply unit 500 may supply the resin to the impregnation tank (100).
  • the resin supply unit 500 may supply the resin impregnated in the plurality of fiber bundles P into the impregnation tank 100.
  • the resin supply unit 500 may continuously supply the resin into the impregnation tank 100.
  • a high viscosity resin or a low viscosity resin may be stored.
  • the resin may include a polypropylene resin, a pigment pigment, an antioxidant, and the like.
  • the roller portion 700 may pass through a plurality of fiber bundles P discharged from the outlet 110 of the impregnation tank 100. That is, the plurality of fiber bundles P impregnated with resin in the impregnation tank 100 may pass through the lorler portion 700.
  • the roller 700 may adjust the number of crimped fiber bundles P. As shown in FIG.
  • the roller portion 700 may compress a predetermined number of fiber bundles P from each other. When the fiber bundle P is injected into the roller 700, the number of the fiber bundles P injected may be controlled.
  • the lorler 700 can adjust the width or thickness of the plurality of fiber bundle (P) to be compressed.
  • the roller unit 700 may adjust the number of fiber bundles P while also adjusting the width or thickness of the fiber bundles P that are introduced.
  • the lor portion 700 may include a pair of lor ⁇ by adjusting the spacing of the lor facing each other to determine the width or thickness of the plurality of fiber bundles (P) passing through the lorler 700 I can regulate it.
  • the roller portion 700 can adjust the composition ratio of the resin and the fiber bundle (P). Specifically, the mixing ratio of the resin and the fiber bundle can be adjusted, the content of the fiber bundle can be adjusted to 20 wt to 80 wt3 ⁇ 4>.
  • the plurality of fiber bundles P passing through the impregnation tank 100 may be cooled in the corner portion 800. That is, the plurality of fiber bundles P impregnated with the resin may be cooled in the recess 800.
  • the buller part 700 may be disposed inside the corner part 800 . Therefore, the plurality of fiber bundles P passing through the impregnation tank 100 can be compressed by the claw portion 700 while being indented. Since the plurality of fiber bundles P passing through the impregnation tank 100 is in a state where the resin is impregnated at a high temperature, a plurality of fibers It may be difficult to squeeze the bundle P to a specific width or thickness. Therefore, if the plurality of fiber bundles P passed through the impregnation tank 100 to some extent, it may be easy to compress the plurality of fiber bundles P to a specific width or thickness.
  • the plurality of fiber bundles P passed through the roller portion 700 and the cooling portion 800 can be wound around the winding portion 900.
  • the winding part 900 may wind the plurality of fiber bundles P compressed through the roller part 700 to a predetermined width or thickness.
  • the winding unit 900 may include rol l, and may wind the plurality of fiber bundles P on the outer circumferential surface of the rol l.
  • the plurality of fiber bundles P supplied from the fiber bundle supply unit 300 pass through the impregnation tank 100 in which the resin is impregnated, and the impeller portion 700 and the corner portion of the impregnation tank 100. 800 is coupled to the plurality of fiber bundles (P) discharged from the outlet 110 of the impregnation tank 100 can be compressed to a certain size while being indented.
  • the present invention has been described through the limited embodiments and the drawings, but the present invention is not limited thereto, and it is described by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

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Abstract

본 발명은 복수의 섬유 다발이 들어가는 투입구 및 상기 복수의 섬유 다발이 배출되는 배출구를 가지며, 투입된 복수의 섬유 다발에 수지를 함침시키는 함침조; 상기 함침조에 상기 복수의 섬유 다발을 공급하는 섬유 다발 공급부; 상기 함침조에 상기 수지를 공급하는 수지 공급부; 상기 함침조로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 압착하는 롤러부; 상기롤러부에 의해 압축 후 상기 복수의 섬유 다발을 냉각하는 냉각부; 및 상기 냉각부로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 감는 권취부를 포함하는, 장섬유 복합재 제조 장치에 관한 것이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
장섬유 복합재의 제조 장치
【기술분야】
본 발명은 장섬유 복합재의 제조 장치에 관한 것이다.
【배경기술】
일반적으로, 연속섬유다발 (특히 유리섬유를 포함하는 것)의 기계적 강도나 내식성， 또는 내형성을 향상시키기 위하여 상기 섬유다발을 구성하는 개개의 필라멘트들을 수지로 코팅하는 방법이 이용된다.
상기 목적을 달성하기 위해서， 상기 섬유다발을 구성하는 수 천 또는 수 만 가닥의 섬유 필라멘트가 수지에 완전히 접촉될 수 있도록， 상기 필라멘트와 수지 사이의 접촉면적을 넓혀주거나 또는 상기 섬유다발 내의 필라멘트 사이로 - 즉， 섬유 필라멘트 집속체의 공극 사이로 - 수지를 강제 침투시키는 것이 필요하다. 이때， 사용되는 수지가 저점도의 수지인 경우에는 섬유 필라멘트를 코팅하는데 큰 어려움이 없지만, 고점도의 수지인 경우에는 개개의 섬유 필라멘트를 코팅시키는 것이 용이하지 않다. 현재까지 널리 사용되고 있는 고점도 수지를 이용한 연속섬유다발 (섬유 필라멘트 집속체)의 코팅방법으로는， 수지가 채워진 함침조 내에 실린더 또는 바 형태꾀 기구를 지그 재그로 설치하여, 이 기구를 따라서 섬유다발이 지그재그로 진행할 때， 상기 실린더 또는 바의 표면상에서 섬유다발이 넓게 펼쳐지게 하여 상기의 섬유다발 속으로 수지가 쉽게 침투되게 하는 방법과, 함침조 내에 일직선으로 다수개의 도넛형 고리를 고정 배치하여， 이 도넛형 고리의 내측과 외측면에 접하는 상태로 섬유다발을 진행시켜 최대한 펼쳐줌으로써 수지와 필라멘트간의 접촉면작을 넓혀주는 방법이 있다.
그러나， 섬유 필라멘트를 연속적으로 인발하여 성형할 때 높은 장력이 발생하고 이로 인해서 고속으로 장섬유 복합재를 제조하기에 불가능하다는 문제점과, 수지가 불완전하게 코팅되어， 최종 제품을 제조하는 경우 섬유 필라멘트의 분산성이 불량해자는 문제를 갖고 있으며， 이 때문에， 완제품 내에 불규칙한 다수의 공극이 형성되어 기계적 물리적 물성이 현저히 저하되는 문제가 있다.
또한， 수지를 섬유 필라멘트에 함침하고， 이를 일정한 형태로 가공하는데 시간이 오래 걸려， 전체적으로 공정 시간이 늘어나 생산 속도가 낮은 문제가 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명의 일 측면은 섬유 다발을 구성하는 복수의 필라멘트들 표면에 수지를 균일하게 함침할 수 있는 장섬유 복합재의 제조 장치를 제공하고자 한다.
또한， 함침조를 통과한 복수의 섬유 다발의 개수， 폭， 또는 두께를 조절할 수 있는 장섬유 복합재의 제조 장치를 제공하고자 한다.
【기술적 해결방법】
본 발명의 일 실시예에 따른 장섬유 복합재 제조 장치는， 복수의 섬유 다발이 들어가는 투입구 및 상기 복수의 섬유 다발이 배출되는 배출구를 가지며， 투입된 복수의 섬유 다발에 수지를 함침시키는 함침조; 상기 함침조에 상기 복수의 삼유 다발을 공급하는 섬유 다발 공급부; 상기 함침조에 상기 수지를 공급하는 수지 공급부; 상기 함침조로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 압착하는 를러부; 상기 를러부에 의해 압축 후 상기 복수의 섬유 다발을 넁각하는 냉각부; 및 상기 넁각부로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 감는 권취부；를 포함한다.
또한， 상기 장섬유 복합재 제조 장치는， 투입된 복수의 섬유 다발에 수지를 함침시키는 함침조， 상기 함침조의 제 1 측에 결합되며， 상기 함침조에 상기 복수의 섬유 다발을 공급하는 섬유 다발 공급부， 상기 함침조의 제 2 측에 결합되며， 상기 함침조에 상기 수지를 공급하는 수지 공급부， 상기 함침조의 제 3 측에 결합되며， 상기 함침조로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 압착하는 를러부， 상기 를러부가 내부에 배치되며, 상기 복수의 섬유 다발을 넁각하는 넁각부 및 상기 냉각부로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 감는 권취부를 포함한다.
상기 함침조는， 상기 복수의 섬유 다발이 들어가는 투입구 및 상기 복수의 섬유 다발이 배출되는 배출구를 가질 수 있다. 상기 투입구는 복수로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 섬유 다발 각각은 상기 복수의 투입구 각각으로 들어갈 수 있다.
상기 배출구는 복수로 이루어질 수 있다.
상기 를러부는， 상기 함침조로부터 배출되는 상기 섬유 다발의 개수를 조절하여 압착할 수 있다.
상기 를러부는， 상기 복수의 섬유 다발을 압착한 장섬유 복합재의 폭 및 두께를 조절할 수 있다.
상기 를러부는 한 쌍 이상의 를러를 포함할 수 있다.
상기 섬유 다발은, 유리 섬유， 탄소 섬유， 아라미드 섬유， PB0 섬유,
UHMPE 섬유， 세라믹 섬유 및 천연 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 수지는 폴리프로필렌 수지를 포함할 수 있다.
상기 섬유 다발 및 상기 수지 중， 상기 섬유 다발의 함량은 20 wt 내지 80 wt ¾ 수 있다.
【발명의 효과】
본 발명의 일 실시예에 따른 장섬유 복합재의 제조 장치에 의하면， 섬유 다발을 구성하는 복수의 필라멘트들 표면에 수지를 균일하게 함침할 수 있다.
또는， 함침조를 통과한 복수의 섬유 다발의 개수， 폭， 또는 두께를 조절할 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장섬유 복합재 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 함침조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
이하， 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며， 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
또한， 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로， 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서， 어떤 부분이 다른 부분과 "연결' '되어 있다고 할 때， 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 만 아니라， 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때， 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서， "~상에' '라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며， 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하， 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 장섬유 복합재의 제조 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장섬유 복합재 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이며， 도 2는 도 1의 함침조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
상술한 바와 같이， 발명의 일 실시예의 장섬유 복합재 제조 장치는， 복수의 섬유 다발이 들어가는 투입구 및 상기 복수의 섬유 다발이 배출되는 배출구를 가지며， 투입된 복수의 섬유 다발에 수지를 함침시키는 함침조; 상기 함침조에 상기 복수의 섬유 다발을 공급하는 섬유 다발 공급부; 상기 함침조에 상기 수지를 공급하는 수지 공급부; 상기 함침조로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 압착하는 를러부; 상기 를러부에 의해 압축 후 상기 복수의 섬유 다발을 넁각하는 냉각부; 및 상기 넁각부로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 감는 권취부를 포함할 수 있다.
또한， 상기 장섬유 복합재 제조 장치는, 투입된 복수의 섬유 다발에 수지를 함침시키는 함침조， 상기 함침조의 제 1 측에 결합되며， 상기 함침조에 상기 복수의 섬유 다발을 공급하는 섬유 다발 공급부， 상기 함침조의 제 2 측에 결합되며， 상기 함침조에 상기 수지를 공급하는 수지 공급부， 상기 함침조의 제 3 측에 결합되며， 상기 함침조로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 압착하는 를러부, 상기 를러부가 내부에 배치되며， 상기 복수의 섬유 다발을 넁각하는 넁각부 및 상기 넁각부로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 감는 권취부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 함침조의 제 1 측， 제 2측， 제 3측은 각각 상기 함침조에 대한 어느 한 방향을 의미하며， 서로 같은 방향이거나 다른 방향일 수 있다.
도 1을 참조하면， 본 실시예에 따른 장섬유 복합재의 제조 장치는， 함침조 ( 100)， 섬유 다발 공급부 (300)， 수지 공급부 (500)， 를러부 (700)， 냉각부 (800) 및 권취부 (900)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는， 함침조 ( 100)에 를러부 (700) 및 냉각부 (800)가 결합되어， 함침조 ( 100)로부터 배출된 수지가 함침된 복수의 섬유 다발 (P)의 크기 등을 조절할 수 있다. 이에 의해， 복수의 섬유 다발 (P)의 폭 및 두께를 조절할 수 있으며, 또한 섬유 다발 (P)에 함침된 수지의 함침량을 조절할 수 있다.
도 1을 참조하면， 함침조 ( 100)는 내부에 공간이 형성된 함침용 다이로서， 내부에 형성된 공간에 배치된 함침용 구조물에 의해 복수의 섬유 다발 (P)에 수지를 균일하게 함침시킬 수 있다. 본 실시예에서， 복수의 섬유 다발 (P) 중 하나의 섬유 다발 (P)은 수천 또는 수만 가닥의 섬유 필라멘트 ( f i lament )로 이루어질 수 있다.
여기에서， 함침용 구조물은 함침조 ( 100) 내부로 투입되는 복수의 섬유 다발 (P)의 배열 또는 이동 경로 등을 변형하여 복수의 섬유 다발 (P)에 수지를 균일하게 함침시키는 구조물로， 함침용 구조물에 의해 섬유 다발 (P)에 수지를 균일하게 함침시킬 뿐만 아니라， 함침되는 수지의 양을 조절할 수도 있다.
이때， 함침조 (100) 내부에는 복수의 섬유 다발 (P) 뿐만 아니라， 수지가 함께 투입될 수 있다.
도 2를 참조하면, 함침조 ( 100)에는 투입구 (미도시) 및 배출구 ( 110)가 형성될 수 있다. 투입구 (미도시)는 복수의 섬유 다발 (P)이 투입되는 개구부로, 섬유 다발 공급부 (300)로부터 공급되는 복수의 섬유 다발 (P)이 투입될 수 있다.
투입구 (미도시)는 복수개로 형성되어， 복수의 섬유 다발 (P) 각각이 복수개의 투입구 (미도시) 각각으로 투입될 수 있다. 또는， 투입구 (미도시)는 하나의 개구부 (opening) 형태로 형성되어， 복수의 섬유 다발 (P)이 한꺼번에 투입구 (미도시)를 통해 투입될 수도 있다.
그리고， 함침조 (100)의 타측에는 복수의 섬유 다발 (P)이 배출될 수 있는 배출구 (110)가 형성될 수 있다. 즉ᅳ 복수의 섬유 다발 (P)은 함침조 (100)의 투입구 (미도시)을 통해 함침조 (100) 내부로 투입되었다가 복수의 섬유 다발 (p)에 수지가 함침된 후 배출구 (110)를 통해 배출될 수 있다.
수지가 함침된 복수의 섬유 다발 (P)이 배출된 후， 복수의 섬유 다발 (P)은 를러부 (700) 및 냉각부 (800)로 이동할 수 있다. 이때， 배출구 ( 110)도 투입구 (미도시)와 마찬가지로 복수로 이루어질 수' 있다. 배출구 (110)의 개수는 투입구 (미도시)의 개수에 대웅될 수 있다. 즉, 배출구 (110)의 개수와 투입구 (미도시)의 개수는 동일할 수 있다. 그러나, 배출구 (110)의 개수는 이에 한정되지 않고, 하나의 배출구 (110)로 형성될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면， 섬유 다발 공급부 (300)는 함침조 ( 100)에 섬유 다발 (P)을 공급할 수 있다. 섬유 다발 공급부 (300)는 롤 (rol l )의 외주면에 복수의 섬유 다발 (P)이 감겨진 것으로， 복수의 섬유 다발 (P)이 를 (rol l )로부터 풀어지면서 함침조 (100) 내부로 공습될 수 있다. 즉， 섬유 다발 공급부 (300)에서 나온 복수의 섬유 다발 (P)은 함침조 (100)의 투입구 (미도시)로 투입될 수 있다.
이때， 섬유 다발 공급부 (300)는 함침조 (100) 내부로 복수의 섬유 다발 (P)을 연속적으로 공급할 수 있다. 도 1에서는， 섬유 다발 공급부 (300)는 복수의 롤 (rol l )로 이루어질 수 있다. 그러나， 이에 한정되지 않고, 섬유 다발 공급부 (300)는 하나의 롤 (rol l )로 이루어질 수도 있다.
이때， 섬유 다발 공급부 (300)가 공급하는 복수의 섬유 다발 (P)은, 유리 섬유， 탄소 섬유, 아라미드 섬유， PB0 섬유， UHMPE 섬유， 세라믹 섬유 및 천연 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편， 수지 공급부 (500)는 함침조 (100)에 수지를 공급할 수 있다. 수지 공급부 (500)는 복수의 섬유 다발 (P)에 함침되는 수지를 함침조 (100) 내부로 공급할 수 있다. 이때， 수지 공급부 (500)는 함침조 ( 100) 내부로 수지를 연속적으로 공급할 수 있다.
수지 공급부 (500)에는， 고점도의 수지 또는 저점도의 수지가 저장될 수 있다. 예를 들어， 수지는 폴리프로필렌 수지, 혹색안료， 산화방지제 등을 포함할 수 있다.
함침조 ( 100)의 일측에는 를러부 (700)가 배치될 수 있다. 롤러부 (700)는 함침조 ( 100)의 배출구 ( 110)로부터 배출되는 복수의 섬유 다발 (P)이 통과할 수 있다. 즉， 함침조 (100)에서 수지가 함침된 복수의 섬유 다발 (P)이 를러부 (700)를 통과할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 를러부 (700)는 압착하는 섬유 다발 (P)의 개수를 조절할 수 있다. 를러부 (700)는 미리 정해진 개수의 섬유 다발 (P)을 서로 압착할 수 있다. 를러부 (700)에 섬유 다발 (P)이 투입될 때， 투입되는 섬유 다발 (P)의 개수를 제어할 수 있다.
한편， 를러부 (700)는 압착되는 복수의 섬유 다발 (P)의 폭 또는 두께를 조절할 수 있다. 를러부 (700)는 섬유 다발 (P)의 개수를 조절하면서도, 투입된 섬유 다발 (P)의 폭 또는 두께도 조절할 수 있다.
본 실시예에서는， 를러부 ( 700 )는 한 쌍의 를러를 포함할 수 있다ᅵ 서로 마주보는 를러의 간격을 조절하여 를러부 (700)를 통과하는 복수의 섬유 다발 (P)의 폭 또는 두께를 조절할 수 있다.
한편， 롤러부 (700)는 수지와 섬유 다발 (P)의 조성 비율을 조절할 수 있다. 구체적으로， 수지와 섬유 다발의 흔합 비율을 조절할 수 있는데， 섬유 다발의 함량이 20 wt 내지 80 wt¾>로 조절할 수 있다.
한편， 다시 도 1을 참조하면， 함침조 ( 100)를 통과한 복수의 섬유 다발 (P)은 넁각부 (800)에서 냉각될 수 있다. 즉， 수지가 함침된 복수의 섬유 다발 (P)이 넁각부 (800) 내부에서 냉각될 수 있다.
본 실시예에서는， 상기 를러부 ( 700 )가 넁각부 ( 800 ) 내부에 배치될 수 있다. 따라서， 함침조 ( 100)를 통과한 복수의 섬유 다발 (P)이 넁각되면서 를러부 (700)에 의해 압착될 수 있다. 함침조 ( 100)를 통과한 복수의 섬유 다발 (P)은 고열에서 수지가 함침된 상태이기 때문에， 복수의 섬유 다발 (P)을 특정한 폭 또는 두께로 압착하기는 어려울 수 있다. 따라서， 함침조 ( 100)를 통과한 복수의 섬유 다발 (P)을 어느 정도 넁각시키면， 복수의 섬유 다발 (P)을 특정한 폭 또는 두께로 압착하기가 용이할 수 있다. 한편， 롤러부 (700) 및 냉각부 (800)를 통과한 복수의 섬유 다발 (P)은 권취부 (900)에 감길 수 있다. 권취부 (900)는 를러부 (700)를 통과하여 일정한 폭 또는 두께로 압착된 복수의 섬유 다발 (P)을 감을 수 있다.
권취부 (900)는 를 (rol l )를 포함할 수 있는데， 를 (rol l )의 외주면에 복수의 섬유 다발 (P)을 감을 수 있다.
즉 본 실시예에서는， 섬유 다발 공급부 (300)로부터 공급된 복수의 섬유 다발 (P)이 수지가 함침된 함침조 ( 100)를 통과하고， 함침조 ( 100)에 를러부 (700) 및 넁각부 (800)가 결합되어 함침조 ( 100)의 배출구 ( 110)로부터 배출된 복수의 섬유 다발 (P)이 넁각되면서 일정한 크기로 압착될 수 있다. 이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며， 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
【부호의 설명】
loo 함침조
110 배출구
300 섬유 다발 공급부
500 수지 공급부
700 롤러부
800 냉각부
900 권취부

Claims

【청구의 범위】
【청구항 11
복수의 섬유 다발이 들어가는 투입구 및 상기 복수의 섬유 다발이 배출되는 배출구를 가지며, 투입된 복수의 섬유 다발에 수지를 함침시키는 함침조;
상기 함침조에 상기 복수의 섬유 다발을 공급하는 섬유 다발 공급부; 상기 함침조에 상기 수지를 공급하는 수지 공급부;
상기 함침조로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 압착하는 를러부;
상기 를러부에 의해 압축 후 상기 복수의 섬유 다발을 냉각하는 넁각부; 및
상기 넁각부로부터 배출되는 상기 복수의 섬유 다발을 감는 권취부를 포함하는， 장섬유 복합재 제조 장치 .
【청구항 2】
제 1 항에 있어서，
상기 투입구는 복수로 이루어지는， 장섬유 복합재 제조 장치.
【청구항 3]
제 2 항에 있어서，
상기 복수의 섬유 다발 각각은 상기 복수의 투입구 각각으로 들어가는， 장섬유 복합재 제조 장치 .
【청구항 4】
제 1 항에 있어서，
상기 배출구는 복수로 이루어지는， 장섬유 복합재 제조 장치.
【청구항 5]
제 1 항에 있어서 상기 롤러부는， 상기 함침조로부터 배출되는 상기 섬유 다발의 개수를 조절하여 압착하는， 장섬유 복합재 제조 장치 .
【청구항 6]
제 5 항에 있어서，
상기 롤러부는， 상기 복수의 섬유 다발을 압착한 장섬유 복합재의 폭 및 두께를 조절하는， 장섬유 복합재 제조 장치.
【청구항 7】
제 1 항에 있어서，
상기 를러부는 한 쌍 이상의 롤러를 포함하는， 장섬유 복합재 제조 장치.
【청구항 8】
제 1 항에 있어서，
상기 섬유 다발은， 유리 섬유， 탄소 섬유， 아라미드 섬유， PB0 섬유， UHMPE 섬유， 세라믹 섬유 및 천연 섬유 중 적어도 하나를 포함하는, 장섬유 복합재 제조 장치 . 【청구항 9】
제 1 항에 있어서，
상기 수지는 폴리프로필렌 수지를 포함하는， 장섬유 복합재 제조 장치ᅳ 【청구항 10】
제 1 항에 있어서，
상기 섬유 다발 및 상기 수지 중， 상기 섬유 다발의 함량은 20 wt% 내지 80 wt%인， 장섬유 복합재 제조 장치 .
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