WO2020111723A1 - 탄소섬유 원단시트 제조장치 - Google Patents

탄소섬유 원단시트 제조장치 Download PDF

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WO2020111723A1
WO2020111723A1 PCT/KR2019/016358 KR2019016358W WO2020111723A1 WO 2020111723 A1 WO2020111723 A1 WO 2020111723A1 KR 2019016358 W KR2019016358 W KR 2019016358W WO 2020111723 A1 WO2020111723 A1 WO 2020111723A1
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WO
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carbon fiber
fiber fabric
thermoplastic resin
roll
resin film
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PCT/KR2019/016358
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황중국
이준형
안현철
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(주)프로템
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/56—Tensioning reinforcements before or during shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2313/00—Use of textile products or fabrics as reinforcement

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for selectively manufacturing a carbon fiber fabric sheet having no impregnation or wrinkles in a thermoplastic resin, and more specifically, a thermoplastic resin melted by laminating and pressing and heating a thermoplastic resin film on a carbon fiber fabric that progresses in one direction.
  • An impregnated carbon fiber fabric sheet and a carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus capable of selectively producing a wrinkle-free NCF (Non Crimp Fabric) carbon fiber fabric sheet without the need for a press-heating process.
  • NCF Non Crimp Fabric
  • a carbon fiber fabric sheet such as prepreg is an intermediate base material for fiber-reinforced composite materials, and is a molding material pre-impregnated with matrix resin in reinforcing fibers, and these prepregs are wound on a paper tube in a state of being combined with release paper.
  • the prepared prepreg is manufactured by separating the release paper while laminating the prepreg, heating and pressing to cure the resin, thereby producing a molded article.
  • the manufacturing system of the prepreg varies depending on the type of the matrix resin.
  • the manufacturing system of the prepreg that applies a thermoplastic resin as the matrix resin, reinforcement fibers (yarn or sheet) wound on a roller are prepared. And desizing the sizing agent (epoxy-based) contained in the reinforcing fibers, heating it in the process of supplying and transporting the reinforcing fibers and the thermoplastic resin film and release paper stacked, and then compressing them with appropriate pressure. Then, the thermoplastic resin is impregnated with the reinforcing fiber, and the prepreg in which the release paper is integrally attached to one side of the reinforcing fiber is wound around a paper tube to complete production.
  • sizing agent epoxy-based
  • thermosetting resin is applied as a matrix resin
  • a reinforced fiber (yarn, tow) wound on a roller is prepared, and the thermosetting resin is impregnated into the reinforcing fiber by passing the reinforcing fiber through a thermosetting resin in a container.
  • Patent Document 1 KR10-2018-0077909 A
  • Patent Document 1 the carbon fiber fabric wound in the form of a roll is unwound in the fabric unwinder and supplied along a set transport path, chop fibers are sprayed onto the top surface of the carbon fiber fabric, and chop fibers are compressed and compressed.
  • Producing a thermoplastic prepreg including the process of supplying a thermoplastic film over the chop fiber and the lower surface of the carbon fiber fabric, heating and melting the thermoplastic film, impregnating the molten resin in the chop fiber and the carbon fiber fabric, and cooling the molten resin.
  • this manufacturing technique uses a spray gun mounted on the tip of the arm of the handling robot to crush the chopped fibers, which are crushed fibers, to spray the chop fibers onto the upper surface of the carbon fiber fabric, and then use a pair of crimping rollers to form a crimp layer. Since it must pass, the overall structure is complicated, and a problem occurs in which the melted thermoplastic resin film is impregnated into the carbon fiber fabric sheet unevenly during lamination and compression heating of the thermoplastic resin film.
  • the heating time for heat transfer is short and the heating area is small.
  • the heating time for heat transfer is short and the heating area is small.
  • the present invention is to solve the problems as described above, the purpose of which is to stack a thermoplastic resin film on a carbon fiber fabric running in one direction along a pass line, heat-press, and heat and melt the thermoplastic resin film that is melted by carbon.
  • the present invention is to provide a carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus capable of impregnating the fiber fabric uniformly and increasing the time and area for heating the film to increase the impregnation efficiency.
  • another object of the present invention is to carry out the process of laminating and compressing and heating the carbon fiber fabric in which the sprayed carbon fibers are coalesced into a sheet in accordance with the characteristics of the carbon fiber fabric sheet to be produced, without performing a process of laminating and pressing the resin film. It is intended to provide an apparatus for manufacturing a carbon fiber fabric sheet capable of selectively manufacturing a non-crimping NCF (Non Crimp Fabric) carbon fiber fabric sheet through a process.
  • NCF Non Crimp Fabric
  • a preferred embodiment of the present invention is an apparatus for manufacturing a carbon fiber fabric sheet by impregnating a thermoplastic resin film that is compressed and heated to a carbon fiber fabric, and comprising carbon having a plurality of carbon fibers. Equipped with first and second ramiro rolls in which the fiber fabric enters in one direction, and a first feed roll for supplying a thermoplastic resin film between one surface of the carbon fiber fabric and the first ramiro roll, and the other surface of the carbon fiber fabric.
  • a lamination unit having a second supply roll for supplying a peeling film between the second ramie rolls and laminating thermoplastic resin films and peeling films on both sides of the carbon fiber fabric, respectively;
  • It provides a carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus comprising a; heating unit for impregnating the thermoplastic fiber film melted by the upper and lower heating roll is impregnated into the carbon fiber fabric.
  • the upper heating roll and the lower heating roll include upper and lower sliders provided on each surface of the upper and lower supporting blocks rotatably supporting both ends of each roll shaft, and the upper and lower sliders are provided in the second frame.
  • the vertical frame is assembled to be vertically slidable, and the second frame is provided with a plurality of position adjusting screw members connected to the upper support block and ends, and screw holes for screwing the length between the position adjusting screw members. It may include a fixed block having a plurality of guide pins interposed between the second frame and the upper support block.
  • the second frame may include a load cell that senses a load when the lower support block is in contact with the tip.
  • the fiber spreading section for performing a spraying process by applying a tension to the carbon fiber of the carbon fiber fabric at the mouth of the laminated section, the fiber spreading section is spaced a predetermined interval above and below the left and right pairs of the intermediate fixing plate
  • a spraying main body portion including a pair of left and right upper and lower moving plates disposed; Equipped with a plurality of first intermediate connecting shafts connected to both ends of the left and right pairs of intermediate fixing plates and a plurality of first intermediate contact bars connected via a first intermediate link bar, a plurality of ends connected to the left and right pairs of intermediate fixing plates
  • a fiber contact unit having a plurality of upper contact bars, and a plurality of lower contact bars connected to both ends of the left and right pairs of lower moving plates and a plurality of lower contact bars connected via
  • the upper and lower moving plates are respectively provided on the lower moving plate, and the upper and lower cylinder members to which the upper and lower moving plates and the rod ends are respectively connected are fixedly installed on the intermediate fixing plate, and the upper and lower moving plates are vertically mounted to the intermediate fixing plate. It is possible to impart tension to the carbon fiber that is unidirectionally in contact with the upper contact bar and the first intermediate contact bar and the lower contact bar and the second intermediate contact bar, including an operation unit for moving relative.
  • the upper and lower rims of the intermediate fixing plate corresponding to the upper and lower contact bars may include upper and lower incisions formed in an incision to prevent interference when moving with the upper and lower contact bars moving relative to each other.
  • the buffer portion includes a third frame provided with the fiber spraying portion, the third frame A plurality of guide rollers, which are installed in a zigzag manner along the inclined portion of the inner frame that is fixedly installed on the carbon fiber sprayed while passing through the fiber spreading portion, and the fixed frame fixedly installed on the upper portion of the inner frame in the horizontal direction
  • a plurality of fixed rollers provided at regular intervals a plurality of moving rollers provided at regular intervals in a horizontal direction to a moving frame installed in the upper portion corresponding to the fixed frame and a vertical guider fixedly installed in the third frame
  • Including the actuator to move the movable frame is assembled to be movable in one end, it is possible to vary the vertical spacing between the plurality of fixed rollers and the moving rollers wound in a zigzag manner.
  • the carbon fiber fabric in which the sprayed carbon fibers are coalesced while passing through the fiber spreading section is between the first and second ramiro rolls where the supply of the thermoplastic resin film is stopped and the upper and lower heating rolls that do not heat.
  • It is made of NCF (Non Crimp Fabric) carbon fiber fabric sheet without passing through as it is, or is passed between the first and second ramiro rolls to which the thermoplastic resin film is supplied and the upper and lower heating rolls to be heated. It can be made of carbon fiber fabric sheet.
  • the melted resin film is increased by increasing the time and area for directly or indirectly heating the thermoplastic resin film by the upper and lower heating rolls that are circumscribed for a certain period with the carbon fiber fabric on which the thermoplastic resin film and the release film are laminated on both sides of the carbon fiber fabric. Since the efficiency of impregnating the carbon fiber fabric can be increased, the quality of the carbon fiber fabric sheet can be improved.
  • the carbon fibers artificially attached to the carbon fibers contacted by the upper and lower contact bars are moved relative to the upper and lower contact bars. Since the spraying process of expanding the cross-section of the carbon fiber by applying a tension can be performed, the process of melting and impregnating the thermoplastic resin film can be performed more smoothly.
  • a loop section is formed between the plurality of moving rollers and the plurality of fixed rollers in a zigzag manner to wind the carbon fiber fabric. Since the storage length of the carbon fiber fabric entering the first and second laminar rolls can be controlled by the loop portion, the throughput and processing speed of laminating the thermoplastic resin film and the release film on the carbon fiber fabric in the first and second laminol It is possible to increase work productivity by smoothly supplying customized sprayed carbon fiber fabric.
  • the carbon fiber fabric in which the sprayed carbon fibers are incorporated into a sheet form remains as a post process without performing the film lamination process and the impregnation process of pressing and heating the laminated film in the first and second laminar rolls and the upper and lower heating rolls.
  • NCF Non Crimp Fabric
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a block diagram showing a laminated portion and a heating unit applied to the carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a spraying unit and a fabric control unit applied to the carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a spraying unit and a fabric control unit applied to a carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a spraying unit applied to the carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front view showing a spraying unit applied to the carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side view showing a spraying unit applied to the carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is a plan view showing a spraying unit applied to the carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus 100 laminated a thermoplastic resin film on the carbon fiber fabric (C), the thermoplastic resin film
  • the laminated carbon fiber fabric may include a lamination unit 110 and a heating unit 120 so as to improve the efficiency of impregnating the carbon fiber fabric with the thermosetting resin film melted by compression heating.
  • the carbon fiber fabric including a plurality of carbon fiber fabrics (C) having a plurality of carbon fibers in one direction enters the lamination rolls 111 and 112.
  • a thermoplastic resin film (F1) is laminated on one side of the fabric, and a release film (F2) is laminated on the other side of the carbon fiber fabric, so that the thermoplastic resin film (F1) and protective paper to be impregnated on both sides of the carbon fiber fabric are fixed. It is to manufacture a laminate in which a release film (F2) is laminated.
  • the first and second ram rolls 111 and 112 are formed of a roll member having both left and right ends rotatably supported by the first frame 101, and the left and right ends of the first ram roll 111, which is an upper roll in the drawing, are rotatable.
  • the operation cylinder 115 for changing the position of the first ram roll 111 with respect to the second ram roll 112 which is a fixed position lower roll is connected to the left and right pair of roll support blocks.
  • a certain length is wound on the upper portion of the first frame 101 to continuously supply the thermoplastic resin film (F1) between the upper surface of the carbon fiber fabric (C) and the first ramile roll 111. It is provided with a first supply roll 113 for unwinding and supplying the true thermoplastic resin film in one direction, and a lower surface and a first laminar roll in the lower portion of the first frame 101, which are other surfaces of the carbon fiber fabric (C). It includes a second supply roll 114 for unwinding and supplying the release film wound in a certain length so as to continuously supply the release film (F2) between (111).
  • Each roll shaft end of the first and second supply rolls 113 and 114 is supplied with an unwinding supply so that the thermoplastic resin film and the peeling film can be supplied unwound in accordance with the rotational speeds of the first and second ramiro rolls that are rotated in the direction of engagement with each other.
  • the 1,2 motor members 113a and 114a are respectively connected.
  • the direction of travel is circumscribed with the thermoplastic resin film or the peeling film that is supplied by annealing. It is provided with a plurality of direction changing roller to switch.
  • the first supply roll 113 is provided as a roll member to which the thermoplastic resin film is supplied loosely
  • the second supply roll 114 is shown and described as being provided as a roll member to which the peeling film is loosely supplied.
  • the first supply roll 113 is not limited, and is provided as a roll member to which the release film is loosened
  • the second supply roll 114 is provided as a roll member to which the thermoplastic resin film is loosened or supplied. 2
  • Both the supply rolls 113 and 114 may be provided as roll members to which the thermoplastic resin film is loosely supplied.
  • the carbon fiber fabric (C), the thermoplastic resin film and the release film impregnated in a post-process on one side and the other side while entering and passing between the first and second ramiro rolls are respectively laminated, and the thermoplastic resin film (F1) and peeling
  • the laminates in which the films F2 are laminated on both sides of the carbon fiber fabric are supplied in one direction toward the heating unit 120 which is a post process.
  • the heating part 120 is an upper and lower part in which the carbon fiber fabric (C) having the thermoplastic resin film (F1) and the peeling film (F2) laminated on both sides enters in one direction.
  • the carbon fiber fabric sheet (S) is manufactured by impregnating the carbon fiber fabric with a thermoplastic resin film melted by the upper and lower heating rolls including the heating rolls 121 and 122.
  • the lower heating roll 122 is heated to heat the thermoplastic resin film (F1) that is directly circumscribed while the thermoplastic resin film (F1) laminated on the upper surface, which is one surface of the carbon fiber fabric, is circumscribed and wound in a certain section.
  • the upper heating roll 121 is a thermoplastic resin film through the peeling film and the carbon fiber fabric while the peeling film (F2) laminated on the lower surface, which is the other surface of the carbon fiber fabric, is circumscribed and wound in a certain section.
  • F1) is a heating member for heating.
  • the upper and lower heating rolls 121 and 122 are rotated and driven in a direction in which they interlock with each other, thereby impregnating the carbon fiber fabric with the melted thermoplastic resin film by directly or indirectly heating and melting the thermoplastic resin film passing therewith. .
  • the upper and lower heating rolls 121 and 122 include upper and lower sliders 124 and 125 provided on each surface of the upper and lower supporting blocks 121a and 122a rotatably supporting both ends of the roll shaft.
  • the lower sliders 124 and 125 may be assembled to move vertically on the vertical guider 123 provided in the second frame 102.
  • the second frame 102 includes a plurality of position adjustment screw members 126a having ends connected to the upper support block 121a rotatably supporting both ends of the upper heating roll 121, and for adjusting the position And a fixing block 126a having a screw hole in which the middle of the screw member is screwed, the upper end is assembled to the second frame 102, and the lower end is assembled to the upper surface of the upper support block 121a. And includes a plurality of guide pins 126b interposed therebetween.
  • the second frame 102 may include a load cell 127 that senses a load by contacting a lower support block 122a rotatably supporting both ends of the lower heating roll and a tip.
  • the carbon fiber fabric sheet manufacturing apparatus 100 having the above-described configuration, as shown in FIGS. 1 and 3, when laminating the carbon fiber fabric sheet (S) to increase the contact area between the layers, the impregnation process of the thermoplastic resin film Between the fiber spreading unit 130 and the fiber spreading unit and the lamination unit to perform a spraying process of spreading thinly by applying an external tension to each short fiber of the carbon fiber fabric so that it can be easily performed
  • the carbon fiber sprayed carbon fiber may include a buffer unit 140 for controlling the supply of the carbon fiber fabric (C) combined with the laminated portion.
  • the fiber spreading unit 130 as shown in Figures 4, 5, 6, 7 and 8, the spraying main body 10 and the carbon fiber fabric installed on the mouth of the first frame A spraying process is performed for the carbon fibers traveling in one direction, including a fiber contact portion 20 contacting each carbon fiber and an operation portion 30 for applying an external force to the carbon fiber.
  • the spraying main body 10 includes a pair of left and right middle fixing plates 11 that are positioned at both ends and fixed to the third frame 103 installed adjacent to the first frame 101, and the left and right
  • Each upper portion of the pair of intermediate fixing plates includes a pair of left and right upper movable plates 12 horizontally arranged at regular intervals, and a pair of left and right pairs arranged at regular intervals at each lower portion of the pair of intermediate fixed plates 11. It includes a lower moving plate (13).
  • Upper and lower parts of the intermediate fixing plate 11 are connected to the operating part 30 without being constrained by the third frame, and the upper and lower moving plates 12, 13 movable vertically by the operating part ) Is placed parallel to each other with the intermediate fixing plate 11 positioned.
  • the fiber contact portion 20 as shown in Figures 4, 5, 6, 7 and 8, the carbon fiber as the object to be sprayed is in direct contact while proceeding in one direction, such a fiber contact portion 20 Includes a plurality of first intermediate connecting shafts 21, both ends of which are directly or indirectly connected and constrained to the upper edge of the left and right pair of intermediate fixing plates 11, and both ends of the first intermediate connecting shaft 21
  • the first intermediate link bar (21a) provided at the both ends are connected to the upper carbon fiber (C1) is moved in one direction and includes a plurality of first intermediate contact bar (22) in contact with the outer surface.
  • a plurality of second intermediate connecting shafts 23 which are directly or indirectly connected and constrained to the lower edge of the pair of left and right middle fixing plates 12, at both ends of the second intermediate connecting shaft 23. It includes a plurality of second intermediate contact bars 24, the lower carbon fiber (C2) being moved in one direction by connecting both ends via a second link intermediate bar (23a) is provided and the outer surface is in contact.
  • the upper and lower link bars are provided at both ends of the upper connecting shaft, including a plurality of upper connecting shafts 25, which are directly or indirectly connected and constrained to the lower edge of the left and right pair of upper moving plates 12. It includes a plurality of upper contact bars 26 that are connected to the upper carbon fiber (C1) and the outer surface in addition to the first intermediate contact bar 22 when both ends are connected to each other via (25a).
  • It includes a plurality of lower connecting shafts 27, both ends of which are directly or indirectly connected and constrained to the upper edge of the left and right pair of lower moving plates 13, and both ends and lower link bars 27a of the lower connecting shafts. It includes a plurality of lower contact bars 28 in which the lower carbon fiber C2 and the outer surface are in contact with the second intermediate contact bar 24 and the second intermediate contact bar 24 during the upward movement by being connected as a medium.
  • first and second intermediate contact bars 22 and 24 having a predetermined interval on the upper and lower edges of the intermediate fixing plate 11 are arranged to correspond one-to-one on the same vertical line, while the upper moving plate ( The upper contact bar 26 provided in 12) is provided to be positioned between the pair of first intermediate contact bars 22 adjacent to each other, and the lower contact bar 28 provided in the lower moving plate 13 ) Is preferably provided to be positioned between a pair of second intermediate contact bars 24 adjacent to each other.
  • the upper and lower carbon fibers (C1, C2) that have passed through the degassing process which is the pre-spraying process, are brought into contact with the outer surfaces of the first and second intermediate contact bars, and thus are applied to the first and second intermediate contact bars.
  • the lower contact bar 26 that moves downward and the lower contact bar 28 that moves upward it passes through the spraying process and is then transferred to the subsequent process.
  • the first and second intermediate contact bars fixed to the first and second intermediate contact bars are moved by relative movement of the upper and lower contact bars.
  • the tension to increase or decrease the tension transmitted to the carbon fiber or by varying the contact area between the first and second intermediate contact bars and the upper and lower contact bars where the carbon fibers contact the outer surface, the thickness of the carbon fiber is reduced.
  • the spreading process to increase the width can be further diversified.
  • the moving part 30 moves the upper and lower parts with respect to the intermediate fixing plate 11 fixed to the third frame 103. It is to move the moving plate of any one of the plates 12 and 13 to move away or close to the vertical direction or to move the upper and lower moving plates to move away or close to the vertical direction at the same time.
  • the operation unit 30 includes a pair of guide bars 31 of right and left that are coupled and supported by an intermediate length to a support block 32 that is fixedly installed on the outer surface of the intermediate fixing plate 11, and guides the pair of left and right
  • Each upper and lower end of the bar 31 may be slidably assembled to upper and lower bushes 31a and 31b, which are fixedly installed on the outer surfaces of the upper and lower moving plates, respectively.
  • the guide bar 31 is shown and described as being made of a single straight bar having a vertically constant length in which the middle of the support block 32 is supported, but is not limited thereto, and the upper and lower ends are fixed to the fixed block, respectively.
  • the upper and lower bushes can be made of a pair of upper and lower straight bars, which are assembled to be slidably movable.
  • the upper and lower fixing brackets 33a and 33b fixed to the upper and lower moving plates 12 and 13 and the upper and lower cylinder members 33 respectively connected to the rod ends are connected to each other. ,34) are vertically fixed.
  • the upper and lower cylinder members 33 and 34 are fixedly installed in combination with a cylinder bracket that is fixedly installed on the intermediate fixing plate, and each rod end of the upper and lower cylinder members is the upper and lower fixing brackets 33a and 33b. It is preferable to be rotatably connected via the pin member.
  • the upper and lower moving plates are moved relative to the upper and lower moving plates to move away or close to the intermediate fixing plate.
  • the first and second intermediate contact bars and the upper and lower carbon fibers traveling in one direction to the upper and lower contact bars are brought into contact at the same time.
  • the upper and lower moving plates 12 and 13 relative to the first and second intermediate contact bars 22 and 24 provided in the intermediate fixing plate 11, the first intermediate contact bar 22 and
  • the upper contact bar 26 and the second intermediate contact bar 24 and the lower contact bar 28 are positioned on the same horizontal line, the upper and lower carbon fibers (C1, C2) that progress in one direction, from left to right in the drawing, ) Is in contact with them at the same time is to transmit the tension to the carbon fiber.
  • the upper and lower carbon fibers At the same time as increasing the tension to be transmitted, the area where the carbon fiber partially contacts the outer surface of each contact bar increases, so that the thickness of the carbon fiber to be sprayed can be made thinner and the width can be treated more widely. will be.
  • the gap between the first intermediate contact bar and the upper contact bar and the gap between the second intermediate contact bar and the lower contact bar can be performed by operating the upper and lower cylinder members connected to the upper and lower moving plates.
  • the distance between the first intermediate contact bar and the upper contact bar through which the upper carbon fiber passes and the interval between the second intermediate contact bar and the lower contact bar through which the lower carbon fiber passes may be controlled at the same time. It is not limited, and may be differently controlled according to the carbon fiber spraying process.
  • the upper and lower contact bars 26 and 28 and the upper and lower ends of the intermediate fixing plate 11 corresponding to the upper and lower end edges of the intermediate fixing plate 11 to prevent interference when moving with the upper and lower contact bars 26 and 28 moving relative to each other. It is preferable to form incision portions 11a and 11b, respectively.
  • the fiber spreading unit 130 for performing the spraying process for the carbon fiber and a laminated portion for laminating a thermoplastic resin film and a release film on both sides of the sprayed carbon fiber fabric ( 110) includes a buffer unit 140 for controlling the supply of the carbon fiber fabric so as to adjust the throughput in the spraying process and the throughput in the lamination process.
  • the buffer part 140 includes an inner frame 42 fixed to the third frame 103 provided with the fiber spreading part, and the inner frame 42 It includes a plurality of guide rollers 41 are installed in a zigzag along the inclined portion of the carbon sprayed carbon fiber is wound while passing through the fiber spreading unit 130.
  • the plurality of guide rollers 41 are connected via a drive motor 41a installed in the inner frame 42 via a power transmission means such as a belt and a chain, and both ends of a pair of left and right inner frames are rotatable in one direction. This can be supported.
  • Carbon fiber fabric (C) incorporating upper and lower contact rolls (39a, 39b) to which the lower carbon fibers (C1, C2) contact each other, and the carbon fibers converted to the direct lower part by contacting the upper and lower contact rolls (C) It includes a plurality of auxiliary contact rolls (39c) for guiding to the guide roller side of the lowest layer installed in the inner frame.
  • the upper and lower contact rolls and auxiliary contact rolls are supported at both ends by a plurality of roll brackets fixedly installed in the third frame, and the upper and lower contact rolls and auxiliary contact rolls are sprayed while passing through the fiber spreading section.
  • the upper and lower carbon fibers (C1, C2) are installed in multiple stages in the height direction to coalesce into one carbon fiber fabric (C).
  • a plurality of guide rollers 41 installed on the inclined portion of the inner frame 42 includes a guide roller 43 for alignment corresponding to a guide roller on the top layer, and both ends of the guide roller for alignment are rotatable. Both sides of the carbon fiber fabric (C) entering between them by controlling the vertical gap between the guide roller and the alignment guide roller, including a vertically-operated cylinder (43a), which is connected to a roller block and a rod end to support it. It is to arrange and arrange the carbon fiber sprayed while uniformly uniforming the thickness of the carbon fiber fabric by the external guide roller and the alignment guide roller.
  • the fixed frame 45 fixedly installed on the upper side of one side of the inner frame 42 is provided with a plurality of fixed rollers 44 which are installed at regular intervals in the horizontal direction, and is located in the upper portion corresponding to the fixed frame.
  • a carbon fiber fabric (C) passing between the guide roller and the guide roller for alignment is provided with a plurality of moving rollers (46) installed at regular intervals in the horizontal direction in the moving frame (47).
  • the slider provided at one end of the moving frame 47 having the plurality of moving rollers is assembled to be movable up and down with the vertical guider 48 vertically fixed to the third frame 103, and the slider of the moving frame is A plurality of fixed rollers wound in a staggered manner while the carbon fiber fabrics alternate with each other by moving a moving frame relative to a fixed frame positioned by the operation of the actuator, including an actuator 48a that provides power to move up and down. It can be varied to widen or narrow the vertical gap between moving rollers.
  • the actuator may be made of a motor member that is screwed to the slider of the moving frame and rotates the screw shaft disposed inside the vertical guider in the forward or reverse direction.
  • the carbon fiber fabric sheet impregnated with the thermoplastic resin is manufactured and illustrated by pressing and heating the thermoplastic resin film laminated on the carbon fiber fabric in which the sprayed carbon fiber is incorporated into a sheet, but is not limited thereto.
  • the carbon fiber fabric in which the sprayed carbon fiber is incorporated into a sheet is passed through the first and second ramol rolls, where the supply of the thermoplastic resin film is stopped, and the upper and lower heating rolls, where the heating is stopped, without passing through them.
  • a non-wrinkle NCF (Non Crimp Fabric) carbon fiber fabric sheet can be selectively produced, thereby making it possible to manufacture various carbon fiber fabric sheets having various characteristics in a single facility.
  • the NCF (Non Crimp Fabric) carbon fiber fabric sheet is passed through an immersion tank filled with a thermosetting resin to impregnate the thermosetting resin into the NCF carbon fiber fabric sheet, and the impregnated thermosetting resin is dried to selectively produce a thermosetting carbon fiber fabric sheet. can do.

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Abstract

탄소섬유 원단시트 제조장치를 제공한다. 본 발명은 탄소섬유 원단에 압착가열되는 열가소성 수지필름을 함침시켜 탄소섬유 원단시트를 제조하는 장치에 있어서, 복수의 탄소섬유를 갖는 탄소섬유 원단이 일방향으로 진입되는 제1,2라미롤을 갖추고, 상기 탄소섬유 원단의 일면과 제1라미롤과의 사이로 열가소성 수지필름을 공급하는 제1공급롤을 갖추고, 상기 탄소섬유 원단의 타면과 제2라미롤과의 사이로 박리필름을 공급하는 제2공급롤을 갖추어 상기 탄소섬유 원단의 양면에 열가소성 수지필름과 박리필름을 각각 적층시키는 적층부; 상기 탄소섬유 원단의 일면에 적층된 열가소성 수지필름과 외부면이 일정구간 외접하면서 가열하는 하부가열롤을 갖추고, 상기 탄소섬유 원단시트의 타면에 적층된 박리필름과 일정구간 외접하면서 가열하는 상부가열롤을 갖추어 상기 상,하부가열롤에 의해서 용융된 열가소성 수지필름을 탄소섬유 원단에 함침시키는 가열부;를 포함한다.

Description

탄소섬유 원단시트 제조장치
본 발명은 열가소성수지가 함침되거나 주름이 없는 탄소섬유 원단시트를 선택적으로 제조하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 일방향으로 진행되는 탄소섬유 원단에 열가소성 수지필름을 적층 및 압착가열하여 용용된 열가소성 수지가 함침된 탄소섬유 원단시트와 압착가열공정의 필요없이 주름이 없는 NCF(Non Crimp Fabric) 탄소섬유 원단시트를 선택적으로 제조할 수 있는 탄소섬유 원단시트 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 프리프레그(prepreg)와 같은 탄소섬유 원단시트는 섬유강화 복합재료용의 중간기재로서 강화섬유에 매트릭스 수지를 예비 함침한 성형재료인데, 이러한 프리프레그는 이형지와 결합된 상태로 지관에 감긴 상태로 제작되며, 제작된 프리프레그는 이형지와 분리하면서 프리프레그를 적층하여 가열, 가압하여 수지를 경화시키면 성형품을 제조한다.
이러한 프리프레그의 제조 시스템을 보면, 매트릭스 수지의 종류에 따라 그 제조시스템이 달라지며, 매트릭스 수지로 열가소성 수지를 적용하는 프리프레그의 제조시스템을 살펴보면, 롤러에 감긴 강화섬유(원사 또는 시트)를 준비하고, 강화섬유에 포함된 가호제(에폭시 계열)를 탈호작업(desizing)을 하며, 탈호작업한 강화섬유와 열가소성 수지필름과 이형지를 적층되게 공급 및 이동하는 과정에 가열한 다음, 적절한 압력으로 압착하여,열가소성 수지가 강화섬유에 함침되고, 강화섬유 일면에는 이형지가 일체로 부착된 상태의 프리프레그를 지관에 감아서 제작을 완료한다.
또한, 매트릭스 수지로 열경화성 수지를 적용하는 프리프레그의 제조 시스템을 살펴보면, 롤러에 감긴 강화섬유(원사, 토우)를 준비하고, 강화섬유를 용기에 담긴 열경화성 수지에 통과시켜 열경화성 수지를 강화섬유에 함침하고, 한쌍의 롤러사이로 통과하면서 강화섬유의 열경화성 수지를 스퀴징(제거)하고, 스퀴징한 강화섬유를 오븐을 통과시켜, 강화섬유의 열경화성 수지를 건조한 다음, 이 건조된 강화섬유의 일면, 또는, 양면에 이형지를 부착하여 지관에 감으면 제작이 완료된다.
(특허문헌 1) KR10-2018-0077909 A
특허문헌 1에는 원단 언와인더에 롤 형태로 감긴 탄소섬유 원단을 풀어서 설정된 이송경로를 따라 공급하고, 탄소섬유 원단의 상면으로 찹 파이버(chop fiber)를 분사하며, 찹 파이버를 압착하고, 압착된 찹 파이버 위와 탄소섬유 원단 하면으로 열가소성 필름을 공급하며, 열가소성 필름을 가열하여 용융시키며 그 용융수지를 찹 파이버 및 탄소섬유 원단에 함침하고, 용융수지를 냉각하는 과정을 포함하여 열가소성 프리프레그를 제조하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 제조기술은 분쇄된 섬유인 찹파이버를 핸들링 로봇의 아암 선단에 장착된 분사건을 이용하여 통하여 찹 파이버를 탄소섬유원단의 상면으로 분사한 다음, 압착층을 형성하도록 한쌍의 압착롤러를 통과시켜야만 하기 때문에 전체적인 구조가 복잡해지고, 열가소성 수지필름의 적층 및 압착가열시 용융된 열가소성 수지필름이 탄소섬유 원단시트에 불균일하게 함침되는 문제점이 발생되었다.
또한, 상기 탄소섬유원단에 압착된 열가소성 필름에 가열롤의 외부면이 선접촉되면서 열전달하는 가열시간이 짧고 가열면적이 작기 때문에 열가소성 필름을 융용시켜 탄소섬유원단에 함침시키는 효율을 저하시키는 주요원인으로 작용하였다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 패스라인을 따라 일방향으로 진행하는 탄소섬유 원단에 열가소성 수지필름을 적층하고 가열압착하고, 가열되어 용융되는 열가소성 수지필름을 탄소섬유 원단에 균일하게 함침하며, 필름을 가열하는 시간, 면적을 증대시켜 함침효율을 높일 수 있는 탄소섬유 원단시트 제조장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제조하고자 하는 탄소섬유 원단시트의 특성에 맞추어 스프레이딩 처리된 탄소섬유가 시트상으로 합체된 탄소섬유 원단을 수지필름의 적층 및 압착가열하는 공정을 수행하지 않고 그대로 후공정으로 통과시켜 주름이 없는 NCF(Non Crimp Fabric) 탄소섬유 원단시트를 선택적으로 제조할 수 있는 탄소섬유 원단시트 제조장치를 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 발명의 바람직한 실시예는, 탄소섬유 원단에 압착가열되는 열가소성 수지필름을 함침시켜 탄소섬유 원단시트를 제조하는 장치에 있어서, 복수의 탄소섬유를 갖는 탄소섬유 원단이 일방향으로 진입되는 제1,2라미롤을 갖추고, 상기 탄소섬유 원단의 일면과 제1라미롤과의 사이로 열가소성 수지필름을 공급하는 제1공급롤을 갖추고, 상기 탄소섬유 원단의 타면과 제2라미롤과의 사이로 박리필름을 공급하는 제2공급롤을 갖추어 상기 탄소섬유 원단의 양면에 열가소성 수지필름과 박리필름을 각각 적층시키는 적층부 ; 상기 탄소섬유 원단의 일면에 적층된 열가소성 수지필름과 외부면이 일정구간 외접하면서 가열하는 하부가열롤을 갖추고, 상기 탄소섬유 원단시트의 타면에 적층된 박리필름과 일정구간 외접하면서 가열하는 상부가열롤을 갖추어 상기 상,하부가열롤에 의해서 용융된 열가소성 수지필름을 탄소섬유 원단에 함침시키는 가열부 ;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 원단시트 제조장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 상부가열롤과 하부가열롤은 각 롤축 양단을 회전가능하게 지지하는 상,하부 지지블럭의 각 일면에 구비되는 상,하부 슬라이더를 포함하고, 상기 상,하부 슬라이더는 제2프레임에 구비되는 수직한 가이더에 상하활주이동가능하게 조립되며, 상기 제2프레임에는 상기 상부지지블럭과 단부가 연결되는 복수개의 위치조정용 스크류부재와, 상기 위치조정용 스크류부재의 길이중간이 나사결합되는 나사공을 갖는 고정블럭 및 상기 제2프레임과 상부지지블럭사이에 개재되는 복수개의 가이드핀을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 제2프레임은 상기 하부지지블럭과 선단이 접하여 하중을 감지하는 로드셀을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 적층부의 입측에서 탄소섬유 원단의 탄소섬유에 장력을 인가하여 스프레이딩 공정을 수행하는 섬유스프레이딩부를 포함하고, 상기 섬유스프레이딩부는 좌우한쌍의 중간고정판의 상,하부에 일정간격을 두고 배치되는 좌우한쌍의 상,하부이동판을 포함하는 스프레이딩본체부 ; 상기 좌우한쌍의 중간고정판에 양단이 연결되는 복수개의 제1중간연결축과 제1중간링크바를 매개로 연결되는 복수개의 제1중간접촉바를 갖추고, 상기 좌우한쌍의 중간고정판에 양단이 연결되는 복수개의 제2중간연결축과 제2링크중간바를 매개로 연결되는 복수개의 제2중간접촉바를 갖추고, 상기 좌우한쌍의 상부이동판에 양단이 연결되는 복수개의 상부연결축과 상부링크바를 매개로 연결되는 복수개의 상부접촉바를 갖추고, 상기 좌우한쌍의 하부이동판에 양단이 연결되는 복수개의 하부연결축과 하부링크바를 매개로 연결되는 복수개의 하부접촉바를 포함하는 섬유접촉부 ; 상기 중간고정판에 구비되는 좌우한쌍의 지지블럭에 길이중간이 지지되는 좌우한쌍의 안내바를 갖추고, 상기 좌우한쌍의 안내바의 상,하부단이 각각 이동가능하게 조립되는 상,하부부쉬를 상기 상,하부이동판에 각각 구비하며, 상기 상,하부이동판과 로드선단이 각각 연결되는 상,하부실린더부재를 상기 중간고정판에 각각 고정설치하여 상기 중간고정판에 대해서 상기 상,하부이동판을 수직방향으로 상대이동시키는 작동부를 포함하여 상기 상부접촉바와 제1중간접촉바 그리고 상기 하부접촉바와 제2중간접촉바와 접하여 일방향 진행되는 탄소섬유에 장력을 부여할 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 상,하부접촉바와 대응하는 중간고정판의 상,하부단 테두리에는 상대이동되는 상,하부접촉바와의 이동시 간섭을 방지할 수 있도록 절개형성된 상,하부절개부를 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 섬유스프레이딩부와 상기 적층부와의 사이에서 탄소섬유 원단의 공급을 제어하는 버퍼부를 포함하고, 상기 버퍼부는 상기 섬유 스프레이딩부가 구비되는 제3프레임을 포함하고, 상기 제3프레임에 고정설치되는 내부프레임의 경사부를 따라 지그재그로 설치되어 상기 섬유스프레이딩부를 통과하면서 스프레이딩 처리된 탄소섬유가 감김진행되는 복수개의 안내롤러와, 상기 내부프레임의 상부에 고정설치된 고정프레임에 수평방향으로 일정간격을 두고 구비되는 복수개의 고정롤러와, 상기 고정프레임과 대응하는 직상부에 설치되는 이동프레임에 수평방향으로 일정간격을 두고 구비되는 복수개의 이동롤러 및 상기 제3프레임에 고정설치된 수직가이더에 일단이 상하이동가능하게 조립되는 이동프레임을 상하이동시키는 엑추에이터를 포함하여 상기 탄소섬유 원단이 지그재그로 감기는 복수개의 고정롤러와 이동롤러사이의 상하간격을 가변시킬수 있다.
바람직하게, 상기 섬유스프레이딩부를 거치면서 스프레이딩 처리된 탄소섬유가 합체된 탄소섬유 원단은 상기 열가소성 수지필름의 공급이 중단된 제1,2라미롤사이와 발열하지 않는 상기 상,하부가열롤사이로 그대로 통과시켜 주름이 없는 NCF(Non Crimp Fabric) 탄소섬유 원단시트로 제조되거나 상기 열가소성 수지필름이 공급되는 제1,2라미롤사이와 발열되는 상기 상,하부가열롤사이로 통과되면서 열가소성 수지가 함침된 탄소섬유 원단시트로 제조될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
탄소섬유 원단의 양면에 열가소성 수지필름과 박리필름이 적층된 탄소섬유 원단과 일정구간 외접하는 상,하부가열롤에 의해서 열가소성 수지필름을 직간접적으로 가열하는 시간 및 면적을 증대시킴으로써 용융된 수지필름을 탄소섬유 원단에 함침하는 효율을 증대시킬 수 있어 탄소섬유 원단시트의 품질을 높일 수 있다.
탄소섬유 원단을 제1,2라미롤사이로 진입시켜 열가소성 수지필름과 박리필름을 적층하는 공정이전에, 상,하부중간접촉바에 대하여 상대이동되는 상,하부접촉바에 의해서 이에 접해지는 탄소섬유에 인위적으로 장력을 인가함으로써 탄소섬유의 단면을 확사시키는 스프레이딩공정을 수행할 수 있기 때문에 열가소성 수지필름을 융융시켜 함침하는 공정을 보다 원활하게 수행할 수 있다.
탄소섬유 원단을 제1,2라미롤사이로 진입시켜 열가소성 수지필름과 박리필름을 적층하는 공정이전에, 복수개의 이동롤러와 복수개의 고정롤러사이에 지그재그식으로 탄소섬유 원단이 감기는 루프구간을 형성하는 루프부에 의해서 제1,2라미롤측으로 진입되는 탄소섬유 원단의 보관길이량를 조절할 수 있기 때문에 제1,2라미롤에서 탄소섬유 원단에 열가소성 수지필름과 박리필름을 적층하는 처리량 및 처리속도에 맞추어 스프레이딩 처리된 탄소섬유 원단을 원활하게 공급하여 작업생산성을 높일 수 있다.
스프레이딩 처리된 탄소섬유가 시트상으로 합체된 탄소섬유 원단이 제1,2라미롤과 상,하부가열롤에서 필름적층공정 및 적층된 필름의 압착가열하는 함침공정을 수행하지 않고 후공정으로 그대로 통과됨으로써 최종적으로 제조하고자 하는 탄소섬유 원단시트의 특성에 맞추어 주름이 없는 NCF(Non Crimp Fabric) 탄소섬유 원단시트를 선택적으로 제조할 수 있어 단일 설비에서 다양한 탄소섬유 원단시트를 다양하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 원단시트 제조장치를 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 원단시트 제조장치에 적용되는 적층부와 가열부를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 원단시트 제조장치에 적용되는 스프레이딩부와 원단제어부를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 원단시트 제조장치에 적용되는 스프레이딩부와 원단제어부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 원단시트 제조장치에 적용되는 스프레이딩부를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 원단시트 제조장치에 적용되는 스프레이딩부를 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 원단시트 제조장치에 적용되는 스프레이딩부를 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 원단시트 제조장치에 적용되는 스프레이딩부를 도시한 평면도이다.
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 탄소섬유 원단시트 제조장치(100)는 도 1, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 탄소섬유 원단(C)에 열가소성 수지필름을 적층하고, 열가소성 수지필름이 적층된 탄소섬유 원단을 압착가열하여 용융되는 열경화성 수지필름이 탄소섬유 원단에 함침되는 효율을 높일 수 있도록 적층부(110)와 가열부(120)를 포함할 수 있다.
상기 적층부(110)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 탄소섬유를 갖는 탄소섬유 원단(C)이 일방향으로 진입되는 제1,2라미롤(111,112)을 포함하여 상기 탄소섬유 원단의 일면에는 열가소성 수지필름(F1)을 적층시키고, 상기 탄소섬유 원단의 타면에는 박리필름(F2)을 적층시켜 탄소섬유 원단의 양면에 후고정에서 함침하고자 하는 열가소성 수지필름(F1)과 보호지인 박리필름(F2)을 적층한 적층체를 제조하는 것이다.
상기 제1,2라미롤(111,112)은 제1프레임(101)에 좌우양단이 회전가능하게 지지되는 롤부재로 이루어지며, 도면상 상부롤인 상기 제1라미롤(111)의 좌우양단을 회전가능하게 지지하는 좌우한쌍의 롤지지블럭에는 위치고정된 하부롤인 제2라미롤(112)에 대하여 상기 제1라미롤(111)의 위치를 가변시키는 작동실린더(115)를 연결한다.
상기 제1프레임(101)의 상부에는 상기 탄소섬유 원단(C)의 일면인 도면상 상부면과 제1라미롤(111)과의 사이로 상기 열가소성 수지필름(F1)을 연속하여 공급하도록 일정길이 감겨진 열가소성 수지필름을 일방향으로 풀림공급하는 제1공급롤(113)을 구비하고, 상기 제1프레임(101)의 하부에는 상기 탄소섬유 원단(C)의 타면인 도면상 하부면과 제1라미롤(111)과의 사이로 상기 박리필름(F2)을 연속하여 공급하도록 일정길이 감겨진 박리필름을 일방향으로 풀림공급하는 제2공급롤(114)을 포함한다.
상기 제1,2공급롤(113,114)의 각 롤축단부에는 서로 맞물리는 방향으로 회전구동되는 제1,2라미롤의 회전속도에 맞추어 상기 열가소성 수지필름과 박리필름을 풀림공급할 수 있도록 풀림공급용 제1,2모터부재(113a,114a)를 각각 연결구성한다.
상기 제1라미롤(111)과 제1공급롤(113)사이 그리고 상기 제2라미롤(112)과 제2공급롤(114)사이에는 풀림공급되는 열가소성 수지필름이나 박리필름과 외접하여 진행방향을 전환시키는 복수의 방향전환롤러를 구비한다.
여기서, 상기 제1공급롤(113)은 열가소성 수지필름이 풀림공급되는 롤부재로구비되고, 상기 제2공급롤(114)은 박리필름이 풀림공급되는 롤부재로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 제1공급롤(113)은 박리필름이 풀림공급되는 롤부재로 구비되고, 상기 제2공급롤(114)은 열가소성 수지필름이 풀림공급되는 롤부재로 구비되거나 상기 제1,2공급롤(113,114)이 모두 열가소성 수지필름이 풀림공급되는 롤부재로 구비될 수도 있다.
이에 따라, 상기 탄소섬유 원단(C)은 제1,2라미롤사이로 진입되어 통과하면서 일면과 타면에 후공정에서 함침되는 열가소성 수지필름과 박리필름이 각각 적층되고, 열가소성 수지필름(F1)과 박리필름(F2)이 탄소섬유 원단의 양면에 각각 적층된 적층체는 후공정인 가열부(120)측으로 일방향 공급되는 것이다.
상기 가열부(120)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 열가소성 수지필름(F1)과 박리필름(F2)이 양면에 적층된 탄소섬유 원단(C)이 일방향으로 진입되는 상,하부가열롤(121,122)을 포함하여 상기 상,하부가열롤에 의해서 용융된 열가소성 수지필름을 탄소섬유 원단에 함침시켜 탄소섬유 원단시트(S)를 제조하는 것이다.
상기 하부가열롤(122)은 상기 탄소섬유 원단의 일면인 상부면에 적층된 열가소성 수지필름(F1)이 외접하여 일정구간에서 감김진행되는 동안 직접적으로 외접되는 열가소성 수지필름(F1)을 가열하는 가열부재이며, 상기 상부가열롤(121)은 상기 탄소섬유 원단의 타면인 하부면에 적층된 박리필름(F2)이 외접하여 일정구간에서 감긴진행되는 동안 박리필름 및 탄소섬유 원단을 통하여 열가소성 수지필름(F1)을 가열하는 가열부재이다.
이러한 상,하부가열롤(121,122)은 서로 맞물리는 방향으로 회전구동되면서 상기 탄소섬유 원단과 더불어 통과하는 열가소성 수지필름을 직간접적으로 가열하여 융융함으로써 용융된 열가소성 수지필름을 탄소섬유 원단에 함침시키는 것이다.
여기서, 상기 상,하부 가열롤(121,122)은 롤축 양단을 회전가능하게 지지하는 상,하부 지지블럭(121a,122a)의 각 일면에 구비되는 상,하부 슬라이더(124,125)를 포함하고, 상기 상,하부 슬라이더(124,125)는 제2프레임(102)에 구비되는 수직한 가이더(123)에 상하활주이동가능하게 조립될 수 있다.
상기 제2프레임(102)에는 상기 상부가열롤(121)의 양단을 회전가능하게 지지하는 상부지지블럭(121a)과 단부가 연결되는 복수개의 위치조정용 스크류부재(126a)를 포함하고, 상기 위치조정용 스크류부재의 길이중간이 나사결합되는 나사공을 갖는 고정블럭(126a)을 포함하고, 상기 제2프레임(102)에 상부단이 조립되고 상기 상부지지블럭(121a)의 상부면에 하부단이 조립되어 이들사이에 개재되는 복수개의 가이드핀(126b)을 포함한다.
상기 위치조정용 스크류부재(126)의 정방향 또는 역방향 회전조작에 의해서 상기 가이더(123)에 상하활주이동가능하게 조립되는 상부슬라이더(124)를 갖는 상부지지블럭(121a)을 미세하게 상하위치를 조절함으로써 상기 상부가열롤(121)과 하부가열롤(122)과의 사이의 간격을 이들사이로 진입되는 적층체의 두께에 맞추어 조절할 수 있다.
그리고, 상기 제2프레임(102)에는 상기 하부가열롤의 양단을 회전가능하게 지지하는 하부지지블럭(122a)과 선단이 접하여 하중을 감지하는 로드셀(127)을 포함할 수 있다.
한편, 상기한 구성을 갖는 탄소섬유 원단시트 제조장치(100)는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 탄소섬유 원단시트(S)의 적층시 층간 접촉면적을 넓히고, 열가소성 수지필름의 함침공정을 용이하게 수행할 수 있도록 탄소섬유 원단의 각 단섬유인 탄소섬유에 외력인 장력을 인가하여 얇게 펼치는 스프레이딩 공정을 수행하는 섬유스프레이딩부(130) 및 상기 섬유스프레이딩부와 상기 적층부와의 사이에서 탄소섬유가 스프레이딩된 탄소섬유가 합쳐진 탄소섬유 원단(C)을 상기 적층부로 공급하는 것을 제어하는 버퍼부(140)를 포함할 수 있다.
상기 섬유스프레이딩부(130)는 도 4, 도 5, 도 6 , 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 제1프레임의 입측에 설치되는 스프레이딩본체부(10)와, 탄소섬유 원단을 구성하는 각 탄소섬유와 접촉하는 섬유접촉부(20) 및 상기 탄소섬유에 외력을 인가하는 작동부(30)를 포함하여 일방향 진행하는 탄소섬유에 대해서 스프레이딩공정을 수행하는 것이다.
상기 스프레이딩본체부(10)는 상기 제1프레임(101)에 인접하여 설치되는 제3프레임(103)에 양단이 각각 결합되어 위치고정되는 좌우한쌍의 중간고정판(11)을 포함하고, 상기 좌우한쌍의 중간고정판의 각 상부에는 일정간격을 두고 수평하게 배치되는 좌우한쌍의 상부이동판(12)을 포함하며, 상기 좌우한쌍의 중간고정판(11)의 각 하부에는 일정간격을 두고 배치되는 좌우한쌍의 하부이동판(13)을 포함한다.
상기 중간고정판(11)의 직상부와 직하부에는 상기 제3프레임에 구속되지 않고 상기 작동부(30)와 연결되어 상기 작동부에 의해서 수직방향으로 상하이동가능한 상,하부 이동판(12,13)을 위치고정된 중간고정판(11)과 서로 나란하게 배치한다.
상기 섬유접촉부(20)는 도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8 에 도시한 바와 같이, 스프레이딩 대상물인 탄소섬유가 일방향으로 진행되면서 직접적으로 접촉하는 것으로, 이러한 섬유접촉부(20)는 상기 좌우한쌍의 중간고정판(11)의 상단테두리에 양단이 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어 구속되는 복수개의 제1중간연결축(21)을 포함하고, 상기 제1중간연결축(21)의 양단에 구비되는 제1중간링크바(21a)를 매개로 양단이 연결되어 일방향으로 이동되는 상측 탄소섬유(C1)와 외부면이 접해지는 복수개의 제1중간접촉바(22)를 포함한다.
상기 좌우한쌍의 중간고정판(12)의 하단테두리에 양단이 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어 구속되는 복수개의 제2중간연결축(23)을 포함하고, 상기 제2중간연결축(23)의 양단에 구비되는 제2링크중간바(23a)를 매개로 양단이 연결되어 일방향으로 이동되는 하측 탄소섬유(C2)와 외부면이 접해지는 복수개의 제2중간접촉바(24)를 포함한다.
그리고, 상기 좌우한쌍의 상부이동판(12)의 하단테두리에 양단이 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어 구속되는 복수개의 상부연결축(25)을 포함하고, 상기 상부연결축의 양단에 구비되는 상부링크바(25a)를 매개로 양단이 연결되어 하강이동시 상기 제1중간접촉바(22)와 더불어 상측 탄소섬유(C1)와 외부면이 접해지는 복수개의 상부접촉바(26)를 포함한다.
상기 좌우한쌍의 하부이동판(13)의 상단테두리에 양단이 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어 구속되는 복수개의 하부연결축(27)을 포함하고, 상기 하부연결축의 양단과 하부링크바(27a)를 매개로 하여 양단이 연결되어 상승이동시 상기 제2중간접촉바(24)와 더불어 하측 탄소섬유(C2)와 외부면이 접해지는 복수개의 하부접촉바(28)를 포함한다.
여기서, 상기 중간고정판(11)의 상,하단 테두리에 일정간격을 구비되는 제1,2중간접촉바(22,24)는 서로 동일한 수직선상에 일대일 대응하도록 배치되는 반면에, 상기 상부이동판(12)에 구비되는 상부접촉바(26)는 서로 인접하는 한쌍의 제1중간접촉바(22)들사이에 해당하는 위치되도록 구비되고, 상기 하부이동판(13)에 구비되는 하부접촉바(28)는 서로 인접하는 한쌍의 제2중간접촉바(24)들사이에 위치되도록 구비되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 스프레이딩 공정이 이루어지기 전공정인 탈호공정을 통과한 상,하측 탄소섬유(C1,C2)는 상기 제1,2중간접촉바의 각 외부면과 접촉되면서 상기 제1,2중간접촉바에 대하여 하강이동되는 상부접촉바(26) 및 상승이동되는 하부접촉바(28)와 접촉하면서 스프레이딩 공정을 통과한 다음, 후공정으로 이송되는 것이다.
이때, 상기 탄소섬유가 제1,2중간접촉바 및 상,하부접촉바와 접해지면서 일방향 진행되는 동안, 위치고정된 상기 제1,2중간접촉바에 대하여 상기 상,하부접촉바의 상대이동에 의해서 상기 탄소섬유에 전달되는 장력을 증대시키거나 감소시키도록 조절하거나 상기 탄소섬유가 외부면에 접해지는 제1,2중간접촉바 및 상,하부접촉바와의 접촉면적을 가변시킴으로써 탄소섬유의 두께를 얇게 하면서 폭을 넓히는 스프레딩공정을 보다 다양화할 수 있다.
상기 작동부(30)는 도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 제3프레임(103)에 위치고정된 중간고정판(11)에 대하여 상기 상,하부이동판(12,13) 중 어느 하나의 이동판을 선택적으로 수직방향으로 멀어지거나 근접하도록 상대이동시키거나 상,하부이동판을 동시에 수직방향으로 멀어지거나 근접하도록 상대이동시키는 것이다.
이러한 작동부(30)는 상기 중간고정판(11)의 외부면에 고정설치되는 지지블럭(32)에 길이중간이 결합되어 지지되는 좌우한쌍의 안내바(31)를 포함하고, 상기 좌우한쌍의 안내바(31)의 각 상,하부단은 상기 상,하부이동판의 각 외부면에 고정설치되는 상,하부부쉬(31a,31b)에 각각 활주이동가능하게 조립될 수 있다.
상기 안내바(31)는 상기 지지블럭(32)의 길이중간이 지지되는 수직한 일정길이의 단일 직선바로 이루어지는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 고정블럭에 상,하단이 각각 고정되고 상기 상,하부부쉬에 상,하단이 각각 활주이동가능하게 조립되는 상하 한쌍의 직선바로 이루어질 수 있다.
상기 중간고정판(11)의 외부면에는 상기 상,하부이동판(12,13)에 고정설치되는 상,하부 고정브라켓(33a,33b)과 각 로드선단이 각각 연결되는 상,하부실린더부재(33,34)를 수직하게 각각 고정설치한다.
상기 상,하부 실린더부재(33,34)는 상기 중간고정판에 고정설치되는 실린더브라켓과 결합되어 고정설치되며, 상기 상,하부 실린더부재의 각 로드선단은 상기 상,하부 고정브라켓(33a,33b)과 핀부재를 매개로 하여 회동가능하게 연결되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 상,하부실린더부재(33,34)의 작동에 의해서 상기 중간고정판에 대하여 상,하부이동판이 선택적으로 멀어지거나 근접하도록 상대이동됨으로써 위치고정된 제1,2중간접촉바에 대하여 상,하부접촉바가 상대이동되면서 상기 제1,2중간접촉바와 상,하부접촉바에 일방향 진행하는 상,하측 탄소섬유가 동시에 접해지게 되는 것이다.
즉, 상기 중간고정판(11)에 구비되는 제1,2중간접촉바(22,24)와 근접하도록 상,하부 이동판(12,13)을 상대이동시킴으로써 상기 제1중간접촉바(22)와 상부접촉바(26) 및 상기 제2중간접촉바(24)와 하부접촉바(28)가 서로 동일한 수평선상에 위치되면 일방향, 도면상 좌측에서 우측으로 진행하는 상,하측 탄소섬유(C1,C2)는 이들과 동시에 접해지면서 상기 탄소섬유에 장력을 전달하게 되는 것이다.
그리고, 상기 상부접촉바가 위치고정된 제1중간접촉바보다 상대적으로 낮은 위치로 이동되고, 상기 하부접촉바가 위치고정된 제2중간접촉바보다 상대적으로 높은 위치로 이동되면, 상,하측 탄소섬유에 전달되는 장력을 증대시킴과 동시에 상기 탄소섬유가 각 접촉바의 외부면에 부분적으로 접해지는 면적이 증대되기 때문에 스프레이딩 대상물인 탄소섬유의 두께를 보다 얇게 처리하고, 폭을 보다 넓게 처리할 수 있는 것이다.
이때, 상기 제1중간접촉바와 상부접촉바사이의 간격조절 및 상기 제2중간접촉바와 하부접촉바사이의 간격조절은 상기 상,하부이동판과 연결된 상,하부실린더부재의 조작에 의해서 수행될 수 있다.
그리고 상측 탄소섬유가 통과하게 되는 상기 제1중간접촉바와 상부접촉바사이의 간격과, 하측 탄소섬유가 통과하게 되는 제2중간접촉바와 하부접촉바사이의 간격은 서로 동일하게 동시에 제어될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 탄소섬유 스프레이딩 공정에 맞추어 서로 다르게 제어될 수 있다.
상기 상,하부접촉바(26,28)와 대응하는 중간고정판(11)의 상,하부단 테두리에는 상대이동되는 상,하부 접촉바(26,28)와의 이동시 간섭을 방지할 수 있도록 상,하부 절개부(11a,11b)를 각각 절개형성하는 것이 바람직하다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 탄소섬유에 대한 스프레이딩공정을 수행하는 섬유스프레이딩부(130)와 스프레이딩 처리된 탄소섬유 원단의 양면에 열가소성 수지필름과 박리필름을 적층하는 적층부(110)와의 사이에서 스프레이딩공정에서의 처리량과 적층공정에서의 처리량을 조정할 수 있도록 탄소섬유 원단의 공급을 제어하는 버퍼부(140)를 포함한다.
이러한 버퍼부(140)는 도 3과 도 4 에 도시한 바와 같이, 상기 섬유스프레이딩부가 구비되는 제3프레임(103)에 고정설치되는 내부프레임(42)을 포함하고, 상기 내부프레임(42)의 경사부를 따라 지그재그로 복수개 설치되어 상기 섬유스프레이딩부(130)를 통과하면서 스프레이딩 처리된 탄소섬유가 감김진행되는 복수개의 안내롤러(41)를 포함한다.
상기 복수개의 안내롤러(41)는 상기 내부프레임(42)에 설치되는 구동모터(41a)와 벨트, 체인과 같은 동력전달수단을 매개로 하여 연결되어 일방향으로 회동가능하도록 좌우한쌍의 내부프레임에 양단이 지지될 수 있다.
그리고, 상기 복수개의 안내롤러(41)가 설치되는 내부프레임(42)의 입측에는 상기 섬유스프레이딩부를 거치되면서 스프레이딩 처리되는 상측 탄소섬유와 하측 탄소섬유를 하나의 탄소섬유 원단으로 합체하도록 상,하측 탄소섬유(C1,C2)가 각각 접해지는 상,하부접촉롤(39a,39b)을 포함하고, 상기 상,하부접촉롤에 접하여 직하부로 방향전환된 탄소섬유가 합체된 탄소섬유 원단(C)을 상기 내부프레임에 설치되는 최하층의 안내롤러 측으로 안내하는 복수개의 보조접촉롤(39c)을 포함한다.
이러한 상,하부접촉롤과 보조접촉롤은 상기 제3프레임에 고정설치되는 복수개의 롤브라켓에 양단이 지지되며, 상기 상,하부접촉롤과 보조접촉롤은 상기 섬유스프레이딩부를 통과하면서 스프레이딩 처리된 상,하측 탄소섬유(C1,C2)를 하나의 탄소섬유 원단(C)으로 합체하도록 높이방향으로 다단으로 설치된다.
또한, 상기 내부프레임(42)의 경사부에 설치되는 복수개의 안내롤러(41)증 최상층의 안내롤러와 대응하는 정렬용 안내롤러(43)를 포함하고, 상기 정렬용 안내롤러의 양단을 회전가능하게 지지하는 롤러블럭과 로드선단이 연결되는 상하작동용 실린더(43a)를 포함하여 상기 안내롤러와 정렬용 안내롤러와의 사이의 상하간격을 조절함으로써 이들사이로 진입되는 탄소섬유 원단(C)의 양면과 외접하는 안내롤러와 정렬용 안내롤러에 의해서 탄소섬유 원단의 두께를 일정하게 균일화하면서 스프레이딩 처리된 탄소섬유를 정렬배치하는 것이다.
그리고, 상기 내부프레임(42)의 일측 상부에 고정설치되는 고정프레임(45)에는 수평방향으로 일정간격을 두고 설치되는 복수개의 고정롤러(44)를 갖추고, 상기 고정프레임과 대응하는 직상부에 위치하는 이동프레임(47)에 수평방향으로 일정간격을 두고 설치되는 복수개의 이동롤러(46)를 갖추어 상기 안내롤러와 정렬용 안내롤러사이를 통과하는 탄소섬유 원단(C)이 상기 복수개의 고정롤러와 이동롤러사이에 지그재그식으로 번갈아 감김진행됨으로써 상기 고정롤러와 이동롤러사이에 일정길이의 탄소섬유 원단(C)이 반복적으로 감기어 보관되는 루프구간을 형성하는 것이다.
상기 복수개의 이동롤러를 갖는 이동프레임(47)의 일단에 구비되는 슬라이더가 상기 제3프레임(103)에 수직하게 고정설치된 수직가이더(48)와 상하이동가능하게 조립되고, 상기 이동프레임의 슬라이더를 상하이동시키는 동력을 제공하는 엑추에이터(48a)를 포함하여 상기 엑추에이터의 작동에 의해서 위치고정된 고정프레임에 대하여 이동프레임을 상대이동시킴으로써 상기 탄소섬유 원단이 서로 번갈아 가면서 지그재그로 감기는 복수개의 고정롤러와 이동롤러사이의 상하간격을 넓히거나 좁아지도록 가변시킬 수 있다.
여기서, 상기 엑추에이터는 상기 이동프레임의 슬라이더와 나사결합되어 상기 수직가이더의 내부에 배치되는 스크류축을 정방향 또는 역방향으로 회전구동시키는 모터부재로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 상기 엑추에이터의 작동에 의해서 상기 고정롤러가 구비되는 고정프레임과 상기 이동롤러가 구비되는 이동프레임사이의 간격을 조절함으로써 탄소섬유 원단이 지그재그식으로 감기는 루프구간에서의 탄소섬유 원단의 보관길이량을 조절할 수 있기 때문에 상기 제1,2라미롤에 의해서 탄소섬유 원단의 양면에 열가소성 수지필름과 박리필름을 적층하는 적층부에서의 처리량 및 처리속도에 맞추어 섬유스프레이딩부에서 스프레이딩 처리된 탄소섬유 원단을 원활하게 공급할 수 있는 것이다.
한편, 스프레이딩 처리된 탄소섬유가 시트상으로 합체된 탄소섬유 원단에 적층된 열가소성 수지필름을 압착가열함으로써 열가소성 수지가 함침된 탄소섬유 원단시트를 제조하는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 스프레이딩 처리된 탄소섬유가 시트상으로 합체된 탄소섬유 원단을 열가소성 수지필름의 공급이 중단되는 제1,2라미롤과 가열이 중단된 상,하부가열롤과 접하지 않지 않고 그대로 통과시킴으로써 최종적으로 제조하고자 하는 탄소섬유 원단시트의 특성에 맞추어 주름이 없는 NCF(Non Crimp Fabric) 탄소섬유 원단시트를 선택적으로 제조할 수 있어 단일 설비에서 다양한 특성을 갖는 탄소섬유 원단시트를 다양하게 제조할 수 있다.
또한, NCF(Non Crimp Fabric) 탄소섬유 원단시트를 열경화성 수지가 채워진 침지조를 통과시켜 열경화성 수지를 NCF 탄소섬유 원단시트에 함침시키고, 함침된 열경화성 수지를 건조함으로써 열경화성 탄소섬유 원단시트를 선택적으로 제조할 수 있다.
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.

Claims (7)

  1. 탄소섬유 원단에 압착가열되는 열가소성 수지필름을 함침시켜 탄소섬유 원단시트를 제조하는 장치에 있어서,
    복수의 탄소섬유를 갖는 탄소섬유 원단이 일방향으로 진입되는 제1,2라미롤을 갖추고, 상기 탄소섬유 원단의 일면과 제1라미롤과의 사이로 열가소성 수지필름을 공급하는 제1공급롤을 갖추고, 상기 탄소섬유 원단의 타면과 제2라미롤과의 사이로 박리필름을 공급하는 제2공급롤을 갖추어 상기 탄소섬유 원단의 양면에 열가소성 수지필름과 박리필름을 각각 적층시키는 적층부 ;
    상기 탄소섬유 원단의 일면에 적층된 열가소성 수지필름과 외부면이 일정구간 외접하면서 가열하는 하부가열롤을 갖추고, 상기 탄소섬유 원단시트의 타면에 적층된 박리필름과 일정구간 외접하면서 가열하는 상부가열롤을 갖추어 상기 상,하부가열롤에 의해서 용융된 열가소성 수지필름을 탄소섬유 원단에 함침시키는 가열부 ;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 원단시트 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부가열롤과 하부가열롤은 각 롤축 양단을 회전가능하게 지지하는 상,하부 지지블럭의 각 일면에 구비되는 상,하부 슬라이더를 포함하고, 상기 상,하부 슬라이더는 제2프레임에 구비되는 수직한 가이더에 상하활주이동가능하게 조립되며, 상기 제2프레임에는 상기 상부지지블럭과 단부가 연결되는 복수개의 위치조정용 스크류부재와, 상기 위치조정용 스크류부재의 길이중간이 나사결합되는 나사공을 갖는 고정블럭 및 상기 제2프레임과 상부지지블럭사이에 개재되는 복수개의 가이드핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 원단시트 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2프레임은 상기 하부지지블럭과 선단이 접하여 하중을 감지하는 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 원단시트 제조장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 적층부의 입측에서 탄소섬유 원단의 탄소섬유에 장력을 인가하여 스프레이딩 공정을 수행하는 섬유스프레이딩부를 포함하고,
    상기 섬유스프레이딩부는 좌우한쌍의 중간고정판의 상,하부에 일정간격을 두고 배치되는 좌우한쌍의 상,하부이동판을 포함하는 스프레이딩본체부 ;
    상기 좌우한쌍의 중간고정판에 양단이 연결되는 복수개의 제1중간연결축과 제1중간링크바를 매개로 연결되는 복수개의 제1중간접촉바를 갖추고, 상기 좌우한쌍의 중간고정판에 양단이 연결되는 복수개의 제2중간연결축과 제2링크중간바를 매개로 연결되는 복수개의 제2중간접촉바를 갖추고, 상기 좌우한쌍의 상부이동판에 양단이 연결되는 복수개의 상부연결축과 상부링크바를 매개로 연결되는 복수개의 상부접촉바를 갖추고, 상기 좌우한쌍의 하부이동판에 양단이 연결되는 복수개의 하부연결축과 하부링크바를 매개로 연결되는 복수개의 하부접촉바를 포함하는 섬유접촉부 ;
    상기 중간고정판에 구비되는 좌우한쌍의 지지블럭에 길이중간이 지지되는 좌우한쌍의 안내바를 갖추고, 상기 좌우한쌍의 안내바의 상,하부단이 각각 이동가능하게 조립되는 상,하부부쉬를 상기 상,하부이동판에 각각 구비하며, 상기 상,하부이동판과 로드선단이 각각 연결되는 상,하부실린더부재를 상기 중간고정판에 각각 고정설치하여 상기 중간고정판에 대해서 상기 상,하부이동판을 수직방향으로 상대이동시키는 작동부를 포함하여,
    상기 상부접촉바와 제1중간접촉바 그리고 상기 하부접촉바와 제2중간접촉바와 접하여 일방향 진행되는 탄소섬유에 장력을 부여하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 원단시트 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상,하부접촉바와 대응하는 중간고정판의 상,하부단 테두리에는 상대이동되는 상,하부접촉바와의 이동시 간섭을 방지할 수 있도록 절개형성된 상,하부절개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 원단시트 제조장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 섬유스프레이딩부와 상기 적층부와의 사이에서 탄소섬유 원단의 공급을 제어하는 버퍼부를 포함하고,
    상기 버퍼부는 상기 섬유 스프레이딩부가 구비되는 제3프레임을 포함하고, 상기 제3프레임에 고정설치되는 내부프레임의 경사부를 따라 지그재그로 설치되어 상기 섬유스프레이딩부를 통과하면서 스프레이딩 처리된 탄소섬유가 감김진행되는 복수개의 안내롤러와,
    상기 내부프레임의 상부에 고정설치된 고정프레임에 수평방향으로 일정간격을 두고 구비되는 복수개의 고정롤러와,
    상기 고정프레임과 대응하는 직상부에 설치되는 이동프레임에 수평방향으로 일정간격을 두고 구비되는 복수개의 이동롤러 및
    상기 제3프레임에 고정설치된 수직가이더에 일단이 상하이동가능하게 조립되는 이동프레임을 상하이동시키는 엑추에이터를 포함하여 상기 탄소섬유 원단이 지그재그로 감기는 복수개의 고정롤러와 이동롤러사이의 상하간격을 가변시키는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 원단시트 제조장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 섬유스프레이딩부를 거치면서 스프레이딩 처리된 탄소섬유가 합체된 탄소섬유 원단은 상기 열가소성 수지필름의 공급이 중단된 제1,2라미롤사이와 발열하지 않는 상기 상,하부가열롤사이로 그대로 통과시켜 주름이 없는 NCF(Non Crimp Fabric) 탄소섬유 원단시트로 제조되거나 상기 열가소성 수지필름이 공급되는 제1,2라미롤사이와 발열되는 상기 상,하부가열롤사이로 통과되면서 열가소성 수지가 함침된 탄소섬유 원단시트로 제조되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 원단시트 제조장치.
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