KR102121119B1

KR102121119B1 - 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법

Info

Publication number: KR102121119B1
Application number: KR1020180125383A
Authority: KR
Inventors: 김영옥
Original assignee: 김영옥
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: KR20200044516A

Abstract

본 발명은 LFT(Long Fiber Thermoplastics)로 제작한 길이 부재에 방향성을 달리하여 CFT(Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 이루어진 제1 권선과 와이어 그리고 제2 권선을 차례로 부착하여 제조하므로, LFT와 CFT로 강성과 강도 보강을 할 수 있을 뿐만 아니라 서로 다른 방향으로 설치한 방향성을 통해 전방향에 대해서도 강성과 강도를 보강할 수 있는 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 한 번에 감는 제1 권선과 제2 권선의 개수나, 제1 권선과 와이어 그리고 제2 권선의 지름 등을 통해 원하는 강성과 강도를 조절하여 제작할 수 있는 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법을 제공한다.

Description

고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법{CONTINUOUS MANUFACTURING METHOD FOR HIGH-RIGIDITY AND HIGH-STRENGTH COMPLEX RESIN MATERIALS}

본 발명은 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러 형태의 폭 단면을 가진 길이 부재를 압출하면서 그 외주에 시계방향으로 권선과 압출 방향으로 와이어를 부착 그리고 반시계방향으로 권선한 다음 외피를 일체로 성형하므로, 어떠한 방향에서 외력이 가해지더라도 원하는 강도를 얻을 수 있게 한 것이다. 이때, 권선과 와이어의 굵기와 개수를 통해 복합 소재의 굵기와 강도를 임의로 조절하여 제작할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 관이나 튜브 또는 환 봉은 길이 부재로 성형하고, 특히 사용하는 목적에 따라 그 폭 단면이나 재질 등을 다양하게 제작한다. 아래의 (특허문헌 1) 및 (특허문헌 2)에는 이러한 길이 부재를 제조하는 데 필요한 조성물과 강판에 관한 기술이 개시되어 있다.

(특허문헌 1) 한국등록실용 제0431015호

파이프를 제조하는 합성수지 조성물과 그 조성물을 통해 제조한 배수관에 관한 것으로, 조성물의 구성으로 비중이 큰 황산바륨을 첨가하고 PVC, 안정제, 내충격 보강제 및 분산제를 첨가하여 일반적인 PVC에 비하여 고강성을 지니게 하고, 혹시 고층에서 흘러 떨어지는 물이 있다 할지라도 본 고안의 배수관은 그 무게가 있어 소음의 발생을 미리 방지할 수 있게 한 파이프 제조용 고강성 황산바륨 조성물과 그를 이용한 배수관에 관한 것이다. 따라서, 기존의 주철제 배수관을 사용하지 않고 더욱 저렴하며, 그 비중이 커 물이 흐르는 소음을 방지할 수 있는 배수관을 제공할 수 있는 유용한 고안이다. 또한, 압출의 형태로 제조하고, 2개층이나 3개층으로 형성시켜 배수관으로 사용하기에 그 내구성이 높고, 고강도이다. 더불어 본 고안과 같은 합성수지제 배수관은 그 연결이 용이하기에 설치시간이 적어 경제적이다.

(특허문헌 2) 한국등록특허 제1778598호

저항복비 고강도 라인파이프용 후강판 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 저항복비 고강도 라인파이프용 후강판에 관한 것으로, 슬래브를 가열로에서 재가열하는 가열단계, 상기 슬래브를 압연하는 압연하여 후강판을 제조하는 압연단계 및 상기 압연단계에서 제조된 후강판을 냉각하는 냉각단계를 포함하며, 상기 슬래브는 중량%로 C : 0.06~0.1%, Si : 0.1~0.4%, Mn : 1.3~1.7%, Al : 0.01~0.05%, Ti : 0.008~0.02%, Nb : 0.03~0.06%, V : 0.03 ~ 0.06%, P : 0 초과 180 ppm이하, S : 0 초과 50 ppm이하, N : 0 초과 60 ppm 이하, O : 0 초과 30 ppm 이하 및 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 구성되며 Ceq 0.34 이상, 1 003c# Ti/N 003c# 8 을 만족하여 항복강도 450MPa 이상, 항복비 85% 이하, -40℃ 충격흡수에너지 200J 이상인 저항복비 고강도 라인파이프용 후강판을 제조하며, 합금원소 첨가를 최소화하고 고가의 Ni 및 Mo와 같은 고가의 합금원소를 첨가하지 않고도 저온인성 및 저항복비 특성을 가진 항복강도 450 MPa급 이상의 라인파이프용 후강판을 제조할 수 있어 제조원가를 크게 절감한다.

하지만, 이런 기존의 길이 부재는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 길이 부재의 사용 목적에 따라 다른 강성과 강도를 요구하므로, 이러한 사용 목적에 맞는 강성과 강도를 가진 길이 부재를 제작하는 데 어려움이 있다.

(2) 또한, 이처럼 원하는 강성과 강도를 가지게 하려면 길이 부재의 두께나 지름이 커져야 하므로, 그만큼 제조비용이 더 필요할 뿐만 아니라 제조원가가 상승할 우려가 있다.

(3) 이처럼 길이 부재의 두께나 지름이 커짐에 따라 단위길이당 중량이 커지므로, 길이 부재를 사용하는 목적에 따라 중량이 많이 나가 연비 관리에도 어려움이 있을 수 있다.

(4) 한편, 고강도와 고강성을 요구하는 곳에 사용하는 길이 부재를 제작하려면, 길이 부재의 재질과 그 두께와 지름만으로 원하는 고강도와 고강성의 길이 부재를 제조하는 데는 한계가 있다.

(5) 또한, 기존 길이 부재는 사용 목적에 따라 길이 방향으로 하중이 가해지거나 휨 성능 등 여러 방향에 대하여 견딜 수 있어야 하나, 실제 길이 부재는 휨 성능에서 취약한 점이 있다.

(6) 이에, 원하는 강성과 강도를 가진 길이 부재를 제작하려면, 다층 구조로 제작하거나, 고가의 재질을 사용하거나, 서로 다른 특성의 재질을 혼용 또는 다층 구조로 제작해야 한다. 이는, 다층 구조의 접합 문제나 비용 상승 등의 문제를 일으킬 수 있다.

한국등록실용 제0431015호 (등록일 : 2006.11.07) 한국등록특허 제1778598호 (등록일 : 2017.09.08)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, LFT(Long Fiber Thermoplastics)로 이루어진 길이 부재에 방향성을 달리하여 CFT(Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 이루어진 제1 권선과 와이어 그리고 제2 권선을 차례로 부착하여 일체로 구성하므로, LFT와 CFT를 통한 강성과 강도 보강을 할 수 있을 뿐만 아니라 서로 다른 방향으로 설치한 방향성을 통해 전방향에 대해서도 강성과 강도를 보강할 수 있게 한 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 길이 부재에 제1 권선을 감고 와이어를 길이 부재에 부착한 다음, 원하는 곡률로 휘게 한 뒤에 제2 권선을 감아서 복합 수지를 제작하므로, 원하는 곡률과 강성 그리고 강도를 가진 복합 수지를 얻을 수 있게 한 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 한 번에 감는 제1 권선과 제2 권선의 개수나, 제1 권선과 와이어 그리고 제2 권선의 지름 등을 통해 원하는 강성과 강도를 조절하여 제작할 수 있게 한 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 [실시예 1]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법은, LFT(Long Fiber Thermoplastics)로 길이 부재(10)를 압출 성형하고, 냉각시켜 주는 제1단계; 상기 길이 부재(10)에, CFT(Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 이루어진 제1 권선(20)을 상기 길이 부재(10)의 중심을 기준으로 시계 방향으로 회전하면서 사선으로 감아주면서 압착하여 일체로 융착하는 제2단계; 상기 제1 권선(20) 외주에, CFT(Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 이루어진 와이어(30)를 길이 부재(10)의 길이 방향을 따라 나란하게 여러 줄로 부착하면서 압착하여 일체로 융착하는 제3단계; 상기 와이어(30) 외주에, CFT(Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 이루어진 제2 권선(40)을 상기 길이 부재(10)의 중심을 기준으로 반시계방향으로 회전하면서 사선으로 감으면서 일체로 융착하는 제4단계; 및 LFT(Long Fiber Thermoplastics)로 이루어지며, 상기 제2 권선(40) 외주에 외피(50)를 압출 형성하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 길이 부재(10)는, 파이프, 튜브, 환 봉, 폭 단면이 사각이나 육각 또는 팔각인 봉이나 튜브인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 권선(20)과 제2 권선(40)은, 각각, 적어도 하나의 보빈을 이용하여 적어도 한 가닥으로 감은 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제1 권선(20)과 와이어(30) 그리고 제2 권선(40)은, 각각, 얻고자 하는 강성에 따라 그 굵기를 다르게 제작한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 길이 부재(10)는, 관이나 튜브일 때 그 두께가 1~2㎜;, 상기 제1 권선(20)은 두께가 0.2~0.8㎜;, 상기 와이어(30)는 두께가 0.7~1.4㎜;, 상기 제2 권선(40)은 두께가 0.2~0.8㎜;, 및 상기 외피(50)는 두께가 1~2㎜;인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 [실시예 2]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법은, 상술한 제조방법에서, 상기 제5단계는, 상기 제5단계를 수행한 뒤에, 미리 정한 곡률로 휘어지게 하는 제5-1단계;를 더 포함한 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 본 발명의 [실시예 3]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법은, 상술한 제조방법에서, 상기 제4단계는, 상기 와이어(30) 외주에 제2 권선(40)을 일체로 융착하여 부착하기 전에, 미리 정한 곡률로 휘어지게 하는 제4-1단계;를 더 포함한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 열가소성 수지를 이용하므로, 재활용할 수 있어 산업폐기물을 줄일 수 있다.

(2) 길이 부재 표면에 서로 다른 방향으로 방향성을 갖도록 제1 권선과 와이어 그리고 제2 권선을 갖춤으로써, 원하는 강성과 강도를 가진 복합 수지 부재를 제작하여 사용할 수 있다.

(3) 특히, 제1 권선과 와이어 그리고 제2 권선의 굵기에 따라 강성과 강도의 세기를 조절할 수 있으므로, 복합 수지 부재의 사용 목적에 따라 요구하는 강성과 강도에 알맞게 제작할 수 있다.

(4) 또한, 길이 부재를 압출하면서 제1 권선과 와이어 그리고 제2 권선을 차례로 부착하면서 융착하므로, 다양한 종류의 길이 부재, 예를 들어서, 환 봉이나 튜브 또는 파이프뿐만 아니라 폭 단면이 사각 바나 사각 빔 또는 팔각이나 육각의 바나 빔 형태로도 제작할 수 있다.

(5) 이러한 제1 권선과 와이어 그리고 제2 권선은 CFT(Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 제작하므로, 유리섬유나 카본 섬유 그리고 아라미드 파이버 등을 첨가하여 사용할 수 있으므로, 고강도이면서도 고강성의 복합 수지 부재를 제작할 수 있다.

(6) 한편, 본 발명에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재는 연속해서 제작하므로, 원하는 길이로 제작하여 사용할 수 있고, 이에 따라 제조시간을 줄여 저렴하면서도 생산성을 높일 수 있다.

(7) 또한, 이처럼 연속해서 제작하는 과정에서 때에 따라 소정의 곡률을 가진 복합 수지 부재를 제작할 수 있으므로, 때에 따라 곡률이 필요한 복합 수지 부재도 쉽고 편리하게 생산하여 사용할 수 있다.

[도 1]은 본 발명의 [실시예 1]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법에 따라 제조한 복합 수지 부재의 층 구조를 보여주는 단면 사시도이다.
[도 2]는 본 발명의 [실시예 1]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재를 제작하는 순서를 보여주는 평면도이다.
[도 3]은 본 발명의 [실시예 1]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 제조장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
[도 4]는 본 발명의 [실시예 1]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재를 직선 형태로 제조하는 제조장치를 보여주는 도면이다.
[도 5]는 본 발명의 [실시예 2]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재를 제작하는 순서를 보여주는 평면도이다.
[도 6]은 본 발명의 [실시예 2]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재를 곡선 형태로 제조하는 제조장치를 보여주는 도면이다.
[도 7]은 본 발명의 [실시예 3]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재를 제작하는 순서를 보여주는 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 [실시예 1]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법은, 길이 부재(10)를 압출 성형하면서 그 표면에 차례로 제1 권선(20)과 와이어(30) 그리고 제2 권선(40)을 일체로 융착한 다음, 그 표면에 외피(50)를 압출 성형하여 일체로 제작한 것이다.

특히, 상기 제1 권선(20)과 제2 권선(40)은 길이 부재(10)에 서로 반대 방향으로 감고, 또한 와이어(30)는 길이 부재(10)의 길이 방향으로 길게 구성하므로, 어떤 방향에서 본 발명에 따른 복합 수지 부재에 외력이 가해지더라도 충분히 견딜 수 있는 고강성과 고강도를 가질 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 제1 권선(20)과 와이어(30) 그리고 제2 권선(40)은 각각 그 굵기를 다르게 제작하고, 특히 제1 권선(20)과 제2 권선(40)은 감는 권선 수를 다르게 구성하므로, 본 발명에 따른 복합 수지 부재의 사용 목적에 따라 다양한 세기의 강성과 강도를 가진 부재를 제작할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 본 발명에 따른 복합 수지 부재는 아래와 같이 5단계에 걸쳐 이루어지므로, 여기서는 각 단계로 나눠서 설명한다.

<제1단계>

제1단계는, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 길이 부재(10)를 압출 성형하여 제작하는 단계이다. 이때, 길이 부재(10)는 열가소성 수지를 사용하여 재활용할 수 있게 구성하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 충분한 강성과 강도를 가질 수 있도록 LFT(Long Fiber Thermoplastics)로 제작하는 것이 좋다.

이러한 길이 부재(10)는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 내피용 압출기로 LFT를 압출하면 내피용 압출 금형(1)을 통해 원하는 다양한 폭 단면을 가진 길이 부재(10)를 성형할 수 있으며, 이렇게 압출 금형(1)을 통해 압출한 길이 부재(10)는 냉각기(1')를 통해 적당한 온도로 냉각하여 그 다음 공정으로 넘어간다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 길이 부재(10)는, [도 3] 및 [도 4]에서, 파이프 형태로 제작하는 것으로 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 길이 부재(10)는 압출 방식으로 성형할 수 있는 것이라면 어떠한 폭 단면을 가진 것이라도 성형할 수 있으며, 그 중에서 바람직하게는 파이프, 튜브, 환 봉, 폭 단면이 사각이나 육각 또는 팔각인 봉이나 튜브 형태로 제작한 것을 사용할 수 있다.

<제2단계>

제2단계는, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 연속하여 압출이 이루어지는 길이 부재(10) 표면에 제1 권선(20)을 감아서 일체로 융착하는 단계이다.

이때, 상기 제1 권선(20)은, [도 2(b)]와 같이, 와이어나 스트링 형태로 제작하여 길이 부재(10) 표면에 감게 되는 데, 이 길이 부재(20)의 중심을 기준으로 사선으로 감으면서 압착하여 일체로 융착한다. 즉, 상기 제1 권선(20)은 길이 부재(10)의 중심선을 기준으로 소정의 경사각을 갖도록 이 길이 부재(10)에 감은 것이다. 이때, 시계 방향으로 감는 방향은 후술할 제2 권선(40)과 반대로 감기 위한 것으로, 제2 권선(40)과 감는 방향이 다르다면 시계 방향이든 반시계방향이든 상관이 없다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제1 권선(20)은 본 발명에 따른 복합 수지 부재에 충분한 강성과 강도를 줄 수 있도록 CFT(Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 제작한 것을 사용한다. 여기서, CFT는 다양한 종류의 섬유를 함유하여 제작할 수 있으며, 예시적으로, 유리섬유나 카본섬유 그리고 아라마이드 섬유를 예로 들 수 있다.

또한, 상기 제1 권선(20)은 상술한 길이 부재(10)에 일체로 융착할 때 수지나 접착제 등을 이용할 수 있으며, 이때 수지나 접착제는 길이 부재(10)를 압출할 때 그 표면에 바르거나, 제1 권선(20)에 함침하거나 발라서 사용할 수 있다.

이러한 제1 권선(20)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 압출하여 냉각한 제1 권취기(R-Winder)를 이용하여 권취한다. 그리고 제1 권취기(R-Winder)로 권취한 제1 권선(20)은 히터(2)를 이용하여 제1 권선(20)를 누르면서 압착하여 길이 부재(10)에 일체로 융착하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제1 권취기(R-Winder)는, [도 4]와 같이, 길이 부재(10)의 둘레를 회전할 수 있게 구성함으로써, 압출하는 길이 부재(10)가 앞으로 진행함에 따라 자연스럽게 감길 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1 권취기(R-Winder)는 적어도 하나의 보빈을 갖춤으로써, 각 보빈에 제1 권선(20)을 갖춰 요구 강성과 강도에 알맞은 가닥으로 제1 권선(20)을 감아서 일체로 성형할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제1 권취기(R-Winder)에서 사용하는 제1 권선(20)은 굵기가 다른 것을 사용함에 따라 제1 권선(20)의 강성과 강도가 달라지므로, 결국 이 굵기 조절을 통해 사용 목적에 따라 다르게 요구하는 길이 부재(10)의 강성과 강도를 얻을 수 있게 제작할 수 있다.

<제3단계>

제3단계는, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 상술한 제1 권선(20) 외주에 와이어(30)를 길이 부재(10)와 나란하게 압착하여 일체로 융착하는 단계이다.

이때, 상기 와이어(30)는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 제2 권취기(UN-Winder)(3)에 감은 상태에서 풀어주면서 길이 부재(10) 외주에 그 길이 방향을 따라 부착할 수 있게 장착한다. 도면에서, 도면부호 "3'"는 이렇게 길이 부재(10)에 부착한 와이어(30)에 열을 가하면서 압착하여 일체로 성형하는 히터를 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 와이어(30)는 충분한 강성과 강도를 가진 재질이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 상술한 제 권선(20) 제작에 사용하는 CFT(Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)를 사용하는 것이 좋다. 이 CFT에 관해서는 제1 권선(20)을 설명하면서 함께 설명하였으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 와이어(30)는 길이 부재(10)의 길이 방향을 따라 풀리도록 여러 개의 보빈을 갖춤으로써, 제1 권선(20) 외주에 성긴 형태가 되거나 와이어(30)가 서로 밀착한 형태가 되게 제작할 수 있다. 이때의 와이어(30) 개수는 원하는 강성과 강도에 따라 조절할 수 있음을 본 발명이 속한 기술 분야의 종사자라면 누구든지 쉽게 알 수 있을 것이다.

<제4단계>

제4단계는, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 상술한 와이어(30) 표면에 제2 권선(40)을 반시계방향으로 회전하면서 사선 형태로 감아서 일체로 융착하는 단계이다.

이러한 제4단계는 상술한 제1 권선(20)을 감는 구성과 방법이 같으나, 제2 권선(40)을 감는 방향에서만 차이가 있으므로 여기서는 감는 방향을 중심으로 설명한다. 또한, 상기 제2 권선(40)은 상술한 제1 권선(20)과 같은 재질을 사용하여 적어도 한 가닥으로 감아서 사용할 수 있는 구성에서도 같으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

제4단계는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 제3 권취기(L-Winder)를 사용하여 제2 권선(40)을 와이어(30) 외주에 감아서 일체로 융착하게 한다. 이때, 제3 권취기(L-Winder)는 길이 부재(10)의 길이 방향을 중심으로 와이어(30) 둘레를 돌면서 제2 권선(40)을 감아주게 되는 데, 이때의 회전 방향은 상술한 제1 권취기(R-Winder)와 반대로 회전하게 한 것이다.

이에, 상기 제1 권취기(R-Winder)가 시계 방향으로 회전하면 제3 권취기(L-Winder)는 반시계방향으로 회전하고, 반대로 상기 제1 권취기(R-Winder)가 반시계방향으로 회전하면 제3 권취기(L-Winder)는 시계 방향으로 회전하게 되는 것이다. 이에, 상기 제1 권선(20)과 제4 권선(40)이 서로 반대 방향으로 감겨 방향성을 갖게 한 것이다.

<제5단계>

제5단계는, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 상술한 제2 권선(40) 외주에 외피(50)를 압출 성형하는 단계이다.

이러한 외피(50) 압출은, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 외피용 압출기에서 압출 소재를 직선 외피 금형(5)에 주입하고, 이때 이 직선 외피 금형(5)에 제2 권선(40)을 일체로 형성한 길이 부재(10)가 통과함에 따라 외피(50)를 생성하게 된다.

이때, 상기 외피(50)는 본 발명에 따라 다양한 강성과 강도를 얻을 수 있는 재질이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 상술한 길이 부재(10)와 마찬가지로 LFT(Long Fiber Thermoplastics)를 이용하는 것이 좋다.

이상과 같이 이루어진 본 발명에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재는 연속으로 압출해서 제작할 수 있으며, 길이 부재(10), 제1 권선(20), 와이어(30), 제2 권선(40), 그리고 외피(50)의 두께나 굵기에 따라 다양한 강성과 강도를 가진 복합 수지 부재를 제작할 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재는, 관이나 튜브일 때 그 두께가 1~2㎜, 제1 권선(20)은 두께가 0.2~0.8㎜, 와이어(30)는 두께가 0.7~1.4㎜, 제2 권선(40)은 두께가 0.2~0.8㎜, 그리고 외피(50)는 두께가 1~2㎜로 제작하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 [실시예 2]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법은, [도 5] 및 [도 6]과 같이, 상술한 [실시예 1]과 같은 구성이나, 제5단계를 거친 다음 제5-1단계를 더 수행한 것이다. 이에, 여기서는 [실시예 1]과 같은 구성에 관해서는 상세한 설명을 생략하고 추가 구성인 제5-1단계에 관해서만 설명한다.

[실시예 2]는, [도 5] 및 [도 6]과 같이, 상술한 제1단계 내지 제5단계를 거쳐서 제작한 복합 수지 부재(M)를 소정의 곡률로 휘는 제5-1단계를 더 포함한다. 이때의 곡률로 휘는 과정은 곡률 냉각 금형을 통해 이루어진다. 곡률 냉각 금형은 외피를 일체로 융착한 복합 수지 부재를 서서히 원하는 곡률로 휘어서 제작하는 통상의 기술을 이용한다.

본 발명의 [실시예 3]에 따른 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법은, [도 7]과 같이, 상술한 [실시예 1]과 같은 구성이나, 제4단계를 거친 다음 제4-1단계를 더 수행한 것이다. 이에, 여기서는 [실시예 1]과 같은 구성에 관해서는 상세한 설명을 생략하고 추가 구성인 제4-1단계에 관해서만 설명한다.

[실시예 2]는, [도 7]과 같이, [실시예 2]와 같이 복합 수지 부재를 곡률 형태로 제작할 때, 와이어(30)에 제2 권선(40)을 감아서 부착하기 전에 미리 원하는 곡률로 휘게 한 다음 제2 권선(40)과 외피(50)를 차례로 융착하게 일체로 성형한 것이다. 이는, 상기 길이 부재(10)에 제1 권선(20)과 와이어(30)를 감은 상태에서는 쉽게 원하는 곡률로 휘기 쉽기 때문이다.

10 : 길이 부재
20 : 제1 권선
30 : 와이어
40 : 제2 권선
50 : 외피

Claims

열가소성 장섬유(LFT, Long Fiber Thermoplastics)로 길이 부재(10)를 압출 성형하고, 냉각시켜 주는 제1단계;
상기 길이 부재(10)에, 연속섬유강화 열가소성 수지(CFT, Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 이루어진 제1 권선(20)을 상기 길이 부재(10)의 중심을 기준으로 시계 방향으로 회전하면서 사선으로 감아주면서 압착하여 일체로 융착하는 제2단계;
상기 제1 권선(20) 외주에, 연속섬유강화 열가소성 수지(CFT, Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 이루어진 와이어(30)를 길이 부재(10)의 길이 방향을 따라 나란하게 여러 줄로 부착하면서 압착하여 일체로 융착하는 제3단계;
상기 와이어(30) 외주에, 연속섬유강화 열가소성 수지(CFT, Continuous Fiber-Reinforced Thermoplastic)로 이루어진 제2 권선(40)을 상기 길이 부재(10)의 중심을 기준으로 반시계방향으로 회전하면서 사선으로 감으면서 일체로 융착하는 제4단계; 및
열가소성 장섬유(LFT, Long Fiber Thermoplastics)로 이루어지며, 상기 제2 권선(40) 외주에 외피(50)를 압출 형성하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법.
제1항에서,
상기 길이 부재(10)는,
파이프, 튜브, 환 봉, 폭 단면이 사각이나 육각 또는 팔각인 봉이나 튜브인 것을 특징으로 하는 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법.
제1항에서,
상기 제1 권선(20)과 제2 권선(40)은, 각각,
적어도 하나의 보빈을 이용하여 적어도 한 가닥으로 감은 것을 특징으로 하는 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법.
제1항에서,
상기 제1 권선(20)과 와이어(30) 그리고 제2 권선(40)은, 각각,
얻고자 하는 강성에 따라 그 굵기를 다르게 제작한 것을 특징으로 하는 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법.
제1항에서,
상기 길이 부재(10)는, 관이나 튜브일 때 그 두께가 1~2㎜;,
상기 제1 권선(20)은 두께가 0.2~0.8㎜;,
상기 와이어(30)는 두께가 0.7~1.4㎜;,
상기 제2 권선(40)은 두께가 0.2~0.8㎜;, 및
상기 외피(50)는 두께가 1~2㎜;인 것을 특징으로 하는 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
상기 제5단계는,
상기 제5단계를 수행한 뒤에,
미리 정한 곡률로 휘어지게 하는 제5-1단계;를 더 포함한 것을 특징으로 하는 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
상기 제4단계는,
상기 와이어(30) 외주에 제2 권선(40)을 일체로 융착하여 부착하기 전에,
미리 정한 곡률로 휘어지게 하는 제4-1단계;를 더 포함한 것을 특징으로 하는 고강도와 고강성의 복합 수지 부재의 연속 제조방법.