KR101680842B1 - 독립적인 가열부가 구비된 프리프레그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전체를 지지하며 일측에서 보강섬유에 결합제가 적층된 프리프레그가 투입되어 이송되는 케이스, 상기 케이스 내부에서 길게 형성되어 순환하는 제1이송벨트 및 상기 제1이송벨트와 마주보며 상부방향으로 이격되어 적층형태로 배치되고, 상기 제1이송벨트와 마주보는 일측이 동일한 방향으로 순환하는 제2이송벨트를 포함하며, 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트 사이로 상기 프리프레그를 상하방향에서 가압하며 이송시키는 이송시키는 이송모듈 및 상기 케이스 내부에서 복수 개로 구성되어 상기 프리프레그의 이송 경로를 따라 연속하여 배치되며 각각이 독립적으로 구동하여 이송되는 상기 프리프레그를 가열하는 히팅모듈을 포함하는 독립적인 가열부가 구비된 프리프레그 제조장치가 개시된다.

Description

독립적인 가열부가 구비된 프리프레그 제조장치{Apparatus for Producing Prepreg Having Independently Heating Part}

본 발명은 프리프레그 제조장치에 관한 것으로, 이송되는 프리프레그의 가열 시 크랙이 발생하여 파손되는 것을 방지할 수 있는 독립적인 가열부가 구비된 프리프레그 제조장치에 관한 것이다.

최근에는 하나의 재료가 아니라 복합재료를 이용하여 생산된 소재가 다양한 분야에 사용되고 있으며, 이중 프리프레그를 이용하여 성형하는 방법이 가장 널리 사용되고 있다.

복합재료 성형에 프리프레그가 적용되는 이유는, 크게 성능과 가격에서 찾을 수 있는데, 물성 측면에서는 보강재(보강 섬유)의 함량과 배열을 정확히 제어할 수 있어, 설계한 소재의 물성을 최대한 구현할 수 있으며, 높은 섬유 체적비를 가지는 성형물을 제조할 수 있어, 성형물의 기계적 강도가 우수하고, 이로 인해 최적의 물성 구현이 가능하며, 부품의 경량화가 가능한 장점이 있다.

타 복합재 성형 공정과 비교하여, 프리프레그를 이용한 복합재료 성형공정은, 중간재를 사용하므로 원료의 가격이 높은 편이나, 성형 공정이 깨끗하고 단순해져, 프로세스(process) 비용을 절감할 수 있다는 특징이 있다.

프리프레그는 주로 시트 형태를 가지므로, 취급이 쉽고, 성형 시 에너지 비용이 절감되고, 재단 성형의 특성상 가공에 필요한 부품의 수를 줄일 수 있어, 항공/우주, 자동차, 스포츠/레저, 토목/건축 등 여러 산업 분야에서 복합재 성형을 위한 중간재로 널리 사용되고 있다.

전술하였듯이, 프리프레그는 열경화성 수지가 적용된 열경화성 프리프레그와, 열가소성 수지가 적용된 열가소성 프리프레그로 구분될 수 있고, 프리프레그 개발 초기에는 비교적 제조가 용이한 열경화성 프리프레그가 주로 사용되었으나, 최근에는 대량생산에 적합하고, 재활용(recycle)이 가능한 열가소성 프리프레그의 사용이 증가하고 있다.

열가소성 프리프레그를 제조하는 방식은 열가소성 수지 공급 방식에 따라, 필름법(Film process), 파우더 코팅법(Powder coating process), 혼방사 이용법(Co-mingled yarn process), 직접 용융법(Direct melt process), 용액법(Solution process) 등 다양하나, 경제성, 생산 용이성, 성형물의 품질 등을 감안할 때, 필름법이 가장 널리 이용되고 있다.

이와 같은 방법을 통해 프리프레그를 제조하기 위한 다양한 장치들이 개발되었으며, 종래에 개발된 프리프레그 제조장치를 살펴보면, 보강섬유에 별도의 결합제를 도포 또는 적층시킨 상태에서 별도의 이송수단에 의해 이송된다.

그리고 이송되는 과정 중에 가압롤러에 의해 가압되고, 추후 다시 별도의 가열수단에 의해 가열되는 과정을 거친다.

이에 따라 열가소성 수지인 결합재가 보강섬유 내로 함침되며 프리프레그가 제조된다.

하지만, 이와 같은 종래의 프리프레그 제조장치의 경우 별도의 가압롤러 및 가열수단에 의해 프리프레그의 가압 및 가열을 독립적으로 수행하였으며, 이때, 가열수단에 의해 프리프레그가 급격히 가열되고 냉각됨으로써 상기 결합재에 크랙이 발생하여 프리프레그가 파손되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 가압롤러와 가열수단을 프리프레그의 이송 경로상에 각각 구비함에 따라 제조장치 자체가 커지며, 이에 따라 소형화가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 종래의 프리프레그 제조장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 프리프레그의 이송경로상에서 가열 시 가열온도가 서서히 증가 및 감소하도록 하여 급격한 온도변화에 의해 프리프레그가 파손되는 것을 방지할 수 있는 독립적인 가열부가 구비된 프리프레그 제조장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일측면에 따르면, 전체를 지지하며 일측에서 보강섬유에 결합제가 적층된 프리프레그가 투입되어 이송되는 케이스, 상기 케이스 내부에서 길게 형성되어 순환하는 제1이송벨트 및 상기 제1이송벨트와 마주보며 상부방향으로 이격되어 적층형태로 배치되고, 상기 제1이송벨트와 마주보는 일측이 동일한 방향으로 순환하는 제2이송벨트를 포함하며, 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트 사이로 상기 프리프레그를 상하방향에서 가압하며 이송시키는 이송시키는 이송모듈 및 상기 케이스 내부에서 복수 개로 구성되어 상기 프리프레그의 이송 경로를 따라 연속하여 배치되며 각각이 독립적으로 구동하여 이송되는 상기 프리프레그를 가열하는 히팅모듈을 포함한다.

또한, 상기 히팅모듈은 상기 프리프레그의 이송경로에 따른 양단부에서 중앙부로 갈수록 가열온도가 증가하며 상기 프리프레그를 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 히팅모듈은 상기 프리프레그의 이송경로상에 구비되어 상기 프리프레그의 하면을 가열하는 제1가열부 및 상기 제1가열부와 마주보며 상기 프리프레그의 상면을 가열하는 제2가열부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트는 열 전도성 소재로 구성되고, 상기 제1가열부는 상기 제1이송벨트에 직접 접촉하여 가열하며, 상기 제2가열부는 상기 제2이송벨트에 직접 접촉하여 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 케이스상에 구비되고, 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트 중 적어도 어느 하나에 연결되어 승하강시키며 상호 이격거리를 변화하여, 상기 프리프레그의 가압 정도를 조절하는 승하강모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 승하강모듈은 상기 케이스의 하단부에서 상기 제1이송벨트에 결합되어 상기 제1이송벨트를 상하방향으로 승하강시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 이송모듈은 복수 개의 롤러로 구성되어 각각이 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트에 접촉하며 가압하여 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트의 장력을 유지시켜주는 장력조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 보강섬유에 결합제가 적층된 프리프레그의 이송경로상에 복수 개가 연속하여 배치된 히팅모듈 각각의 가열온도가 독립적으로 조절되도록 구성됨으로써, 프리프레그의 가열 시 급격한 온도변화를 방지하여 크랙이 발생하는 것을 줄일 수 있는 이점이 있다.

둘째, 프리프레그를 이송시키는 제1이송벨트 및 제2이송벨트가 열전달이 가능한 소재인 열전달 이송벨트로 구성되며, 히팅모듈에 의해 가열됨으로써, 프리프레그의 이송 및 가압과 함께 가열을 동시에 수행할 수 있으며, 이에 따라 장치의 소형화가 가능한 이점이 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 프리프레그 제조장치의 내부 구성을 나타낸 도면;
도 3은 도 1의 프리프레그 제조장치에서 이송벨트가 이송롤러에 의해 고정되어 있는 상태를 나타낸 도면;
도 4는 도 1의 프리프레그 제조장치에서 제1가열부 및 제2가열부가 복수 개로 구성되어 서로 다른 온도로 프리프레그를 가열하는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 1의 프리프레그 제조장치에서 승하강모듈에 의해 제1이송벨트 및 제2이송벨트 사이의 이격거리가 조절되는 상태를 나타낸 도면; 및
도 6은 도 1의 프리프레그 제조장치에서 제1이송벨트와 제2이송벨트 사이에 별도의 스페이서가 구비된 상태를 나타낸 도면.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 프리프레그 제조장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.

또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 프리프레그 제조장치에 대해 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리프레그 제조장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 프리프레그 제조장치의 내부 구성을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 프리프레그 제조장치에서 이송벨트가 이송롤러에 의해 고정되어 있는 상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 본 발명에 따른 프리프레그 제조장치는 보강섬유(12: 도 4참조)와 결합제(14: 도 4참조)가 적층된 프리프레그(10: 도 4참조)에 열 및 압력을 가해 상기 결합제(14)를 경화시키며 상기 보강섬유(12) 내에 함침 시키기는 공정을 연속적으로 진행하기 위한 장치이다.

구체적으로 본 발명에 따른 프리프레그 제조장치는 크게 케이스(100), 이송모듈(200), 히팅모듈(300) 및 승하강모듈(400)을 포함합니다.

상기 케이스(100)는 외형을 이루며 전체를 지지하는 구성으로 도시된 바와 같이 내부에 상기 이송모듈(200), 상기 히팅모듈(300) 및 상기 승하강모듈(400)이 구비된다.

그리고 일측에서 상기 보강섬유(12) 및 상기 결합제(14)가 적층된 상태의 상기 프리프레그(10)가 상기 이송모듈(200)에 투입되도록 구성된다.

본 실시예에서 상기 케이스(100)는 프레임 형태로 형성되며 내부에 상기 이송모듈(200), 상기 히팅모듈(300) 및 상기 승하강모듈(400)을 구비하며, 일부가 개방되도록 구성될 수도 있다.

본 실시예에서 상기 케이스(100)는 도시된 바와 같이 상하방향으로 배치된 제1프레임(110) 및 제2프레임(120)을 포함하며, 상기 제1프레임(110)은 후술하는 제1이송벨트(210) 및 제1가열부(310)를 지지하고, 상기 제2프레임(120)은 후술하는 제2이송벨트(220) 및 제2가열부(320)를 지지하도록 구성된다.

한편, 상기 이송모듈(200)은 상기 케이스(100) 내부에서 상기 보강섬유(12)에 상기 결합제(14)가 적층된 상기 프리프레그(10)를 이송시키는 구성으로써, 크게 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)를 포함한다.

상기 제1이송벨트(210)는 상기 케이스(100) 내부에서 길게 배치되어 순환하도록 구성되며, 열 전도성 소재로 구성되어 순환한다.

구체적으로 도시된 바와 같이 상기 제1이송벨트(210)는 상호 횡 방향으로 이격되어 배치된 한 쌍의 제1이송롤러(230)에 의해 순환하며 상기 프리프레그(10)의 하면에 접촉한다.

이에 따라, 상기 프리프레그(10)는 순환하는 상기 제1이송벨트(210)에 의해 이송된다.

본 실시예에서 상기 제1이송벨트(210)는 열 전도성 소재의 열전달 이송벨트로써 상기 프리프레그(10)의 하면에 접촉한 상태로 후술하는 상기 히팅모듈(300)에 의해 발생된 열을 상기 프리프레그(10)로 전달할 수 있도록 구성된다.

물론 이와 달리 제1이송벨트(210)가 열 전달이 불가능한 소재로 구성될 수도 있으며, 이와 같은 경우 후술하는 히팅모듈(300)은 상기 제1이송벨트(210)와 접촉하지 않고 상기 프리프레그(10)의 이송경로상 후방에 위치하여 상기 프리프레그(10)를 가열하도록 배치될 수 있다.

본 실시예에서 상기 제1이송롤러(230)는 상기 케이스(100) 내부에서 일정높이 이상에서 지지되며 횡 방향을 따라 길게 배치되어 상면에 상기 프리프레그(10)가 안착된 상태로 이송되도록 구성된다.

한편, 상기 제2이송벨트(220)는 상기 제1이송벨트(210)와 마주보며 소정거리 이격되어 배치되고 상기 제1이송벨트(210)와 마주보는 일측이 동일한 방향으로 순환하도록 구성된다.

구체적으로 상기 제2이송벨트(220)는 상술한 상기 제1이송벨트(210)와 유사하게 구성되며 상기 제1이송벨트(210)의 상부에 적층형태로 이격되어 배치된다.

그리고 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이를 통해 상기 프리프레그(10)가 이송된다.

상기 제2이송벨트(220) 역시 상술한 상기 제1이송벨트(210)와 마찬가지로 횡 방향으로 이격되어 배치된 제2이송롤러(240)에 의해 순환하며 상기 프리프레그(10)의 하면에 접촉하도록 구성된다.

이와 같이, 상기 제2이송벨트(220)는 상기 제1이송벨트(210)와 적층형태로 배치되며 상기 제1이송벨트(210)와 함께 상기 프리프레그(10)를 이송시킬 수 있도록 반대방향으로 순환하도록 구성된다.

즉, 도시된 바와 같이 상기 제1이송벨트(210)가 시계방향으로 회전하며 순환되는 경우 상기 제2이송벨트(220)는 이와 반대 방향으로 회전하여 순환하게 된다.

그리고 상기 프리프레그(10)는 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이에서 하면과 상면이 각각 접촉한 상태로 이송된다.

본 실시예에서 상기 제2이송벨트(220)는 상술한 상기 제1이송벨트(210)와 유사하게 구성되고, 상기 제1이송벨트(210)와 마찬가지로 열전도성 소재로 구성될 수도 있으며, 이와 달리 열 전달이 불가능한 소재로 구성될 수도 있다.

이에 따라 상기 제2이송벨트(220)는 후술하는 상기 히팅모듈(300)에 의해 열을 전달받아 상기 프리프레그(10)의 상면에 열을 전달한다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 이송모듈(200)은, 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)를 포함하며, 상하방향을 따라 적층 형태로 배치되고 각각이 동일한 방향으로 길게 배치되어 순환함에 따라 상기 프리프레그(10)를 가압 및 이송시킬 수 있다.

이때, 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리는 균일하도록 배치될 수 있으며, 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리에 따라 이송되는 상기 프리프레그(10)의 가압 정도 및 제조 두께가 조절된다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1이송벨트(210)의 폭은 상기 제1이송롤러(230)의 폭보다 상대적으로 작게 형성되고, 상기 제2이송벨트(220)의 폭은 상기 제2이송롤러(240)의 폭보다 상대적으로 작게 형성되며, 상기 제1이송롤러(230) 및 상기 제2이송롤러(240)는 서로 인접하게 배치된다.

이에 따라, 상기 프리프레그(10)는 상기 보강섬유(12)에 상기 결합제(14)가 적층 또는 도포된 상태로 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이로 투입되며, 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)는 상기 프리프레그(10)를 이송시킴과 동시에 상기 히팅모듈(300)로부터 열을 전달받아 상기 프리프레그(10)의 하면 및 상면에 각각 열을 전달한다.

여기서, 상기 보강섬유(12)는 고성능 탄소섬유(탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유 또는 2종 이상의 혼합섬유)등으로 구성될 수 있으며, 열가소성 수지인 상기 결합제(14)가 함침되어 상기 프리프레그(10)가 제조된다.

이때, 상기 프리프레그(10)는 필름법, 혼방사법, 파우더법 등을 통해 상기 보강섬유(12)에 상기 결합제(14)가 적층 또는 도포된 상태로 상기 이송모듈(200)에 투입되어 제조된다

이와 같이 제조되는 상기 프리프레그(10)는 수송기기 부품재료, 우주 항공재료, 방위 부품재료, 전기 전자재료, 각종 스포츠 용품재료 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 상기 이송모듈(200)은 상술한 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220) 뿐만 아니라 별도의 장력조절부(250)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로 본 실시예에서 상기 장력조절부(250)는 한 쌍으로 구성되어 각각 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)에 접촉하며, 이를 각각 가압함으로써, 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)의 장력이 유지된다.

이에 따라 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)가 상기 프리프레그(10)를 가압하며 이송하더라도 각각이 안정적으로 상기 프리프레그(10)를 가압할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 이송모듈(200)은 상술한 상기 제1이송벨트(210), 상기 제2이송벨트(220) 및 상기 장력조절부(250)를 포함하며, 상기 제1이송벨트(210)의 일측을 통해 투입되는 상기 프리프레그(10)를 타측으로 이송시킴과 동시에 일정한 압력으로 균일하게 가압할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 히팅모듈(300)은 상기 케이스(100) 내부에 구비되어 상기 프리프레그(10)를 가열하기 위한 구성으로써, 상기 케이스(100) 내부에서 복수 개로 구성되어 상기 프리프레그(10)의 이송경로를 따라 연속하여 배치되며, 각각이 독립적으로 구동하여 이송되는 상기 프리프레그(10)를 가열한다.

구체적으로 상기 히팅모듈(300)은 상기 프리프레그(10)의 이송경로를 따라 길게 형성되며, 길이방향을 따라 복수 개로 구획되어 상기 프리프레그(10)를 서로 다른 온도로 가열하도록 구성된다.

여기서, 상기 히팅모듈(300)은 상기 프리프레그(10)의 이송경로에 따른 양단부에서 중앙부로 갈수록 온도가 증가하며 상기 프리프레그(10)를 가열하도록 구성된다.

이에 따라, 상기 히팅모듈(300)을 통과하는 상기 프리프레그(10)의 외부 노출로 인해 온도가 급격히 변화하는 것을 방지하여 상기 결합재(14)에 크랙이 발생하는 것을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 상기 히팅모듈(300)은 상기 프리프레그(10)의 이송경로상에 구비되어 상기 프리프레그(10)의 하면을 가열하는 제1가열부(310) 및 상기 제1가열부(310)와 마주보며 상기 프리프레그(10)의 상면을 가열하는 제2가열부(320)를 포함한다.

그리고 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)는 각각 독립적으로 구동하여 상기 이송모듈(200)에 의해 이송되는 상기 프리프레그(10)를 가열한다.

본 실시예에서 상기 제1가열부(310)는 상기 제1이송벨트(310)와 접촉하고, 상기 제2가열부(320)는 상기 제2이송벨트(220)와 접촉하여, 상기 프리프레그(10)를 직접 가열하지 않고 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)를 가열함으로써, 상기 프리프레그(10)를 가열하도록 구성된다.

여기서, 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)는 열 전도성 소재인 금속으로 구성되며, 이에 따라 열전도성 소재로 구성된 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)는 상기 히팅모듈(300)로부터 직접 열을 전달받아 가열되고, 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)가 직접 상기 프리프레그(10)를 가열한다.

물론, 도시된 바와 달리 본 발명에 따른 상기 히팅모듈(300)이 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)와 접촉하지 않고 별도로 구비되어 상기 프리프레그(10)를 직접 가열하도록 구성될 수도 있다.

구체적으로 본 실시예에서 도시된 바와 같이 상기 제1가열부(310)는 상기 제1이송벨트(210)가 순환하는 반경 내부에서 상기 제1이송벨트(210)에 접촉하며 이를 가열한다. 이때, 도시된 바와 같이 상기 제1가열부(310)는 일측면이 상기 프리프레그(10)와 접촉한 상기 제1이송벨트(210)의 타측면에 접촉한다.

한편, 이와 마찬가지로 상기 제2가열부(320)는 상기 제2이송벨트(220)가 순환하는 반경 내에서 상기 제2이송벨트(220)와 접촉하며 가열한다.

이에 따라 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)는 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320) 각각에 의해 가열되며 열을 전달받아 상기 프리프레그(10)의 이송, 가열 및 가압을 동시에 수행한다.

여기서, 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)는 각각이 독립적으로 동작하도록 구성될 수도 있으며, 이와 달리 동시에 동작하도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)가 서로 다른 온도로 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)를 가열하도록 구성될 수도 있다.

한편, 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)는 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)가 접촉하는 일면에 별도의 슬립부재(미도시)가 구비될 수도 있다.

상기 슬립부재는 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)가 순환하는 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)와 접촉하여 발생되는 슬립에 의해 파손이 발생하는 것을 방지한다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 히팅모듈(300)은 상기 제1갸열부 및 상기 제2가열부(320)를 포함하며, 각각이 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)와 접촉하여 직접 가열한다.

다음으로, 본 발명에 따른 상기 승하강모듈(400)은 상기 케이스(100)상에 구비되고, 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220) 중 적어도 하나에 연결되어 승하강시키며 상호 이격거리를 변화하여 상기 프리프레그(10)의 가압 정도를 조절한다.

구체적으로 상기 승하강모듈(400)은 상기 케이스(100) 내에서 승하강하며, 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리를 조절하는 구성으로써, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 상기 제1이송벨트(210)를 상하방향으로 승하강 시킬 수 있도록 구성된다.

도시된 도면을 살펴보면, 상기 승하강모듈(400)은 상기 케이스(100)의 하부에 구비되며, 상기 제1프레임(110)에 결합되어 승하강한다.

이에 따라 상기 제1프레임(110)이 승하강하며 상기 제1이송벨트(210)를 승하강시키고 이에 따라 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리가 조절된다.

이때, 상기 제1프레임(110)에는 상기 제1가열부(310) 및 상기 제1이송롤러(230)도 함께 결합되어 있으며, 이에 따라 상기 제1프레임(110)의 승하강에 의해 함께 위치가 조절된다.

본 실시예에서 상기 승하강모듈(400)은 액츄에이터 형태로 형성되어 있으며, 이와 달리 슬라이딩형태로 구성되어 구동모터에 의해 구동되도록 구성될 수도 있다.

이와 함께 본 실시예에서 상기 승하강모듈(400)은 상기 제1프레임(110)에 연결되어 상기 제1이송벨트(210)를 승하강 시키도록 구성되어 있으나, 이와 달리 상기 제2프레임(120)상에 구비되어 상기 제2이송벨트(220)를 승하강 시키도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 승하강모듈(400)은 한 쌍으로 구비되어 상기 제1프레임(110) 및 상기 제2프레임(120) 각각에 연결될 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 프리프레그 제조장치는 상기 이송모듈(200), 상기 히팅모듈(300) 및 상기 승하강모듈(400)을 포함하며, 상기 보강섬유(12)에 상기 경화제가 도포 또는 적층된 상태에서 상기 이송모듈(200)을 통해 이송, 가열 및 가압을 동시에 수행함으로써 상기 프리프레그(10)를 손쉬운 공정으로 제조할 수 있다.

다음으로, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)가 복수 개로 구성된 형태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 도 1의 프리프레그 제조장치에서 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)가 복수 개로 구성되어 서로 다른 온도로 상기 프리프레그(10)를 가열하는 상태를 나타낸 도면이다.

구체적으로 도시된 도면을 살펴보면, 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)가 복수 개로 각각 구비되며 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)의 길이방향을 따라 연속적으로 배치된다.

이에 따라 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)에 의해 상기 프리프레그(10)가 이송되는 이송경로를 따라 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)가 연속하여 배치되며, 각각은 상호 독립적으로 구동될 수 있다.

여기서, 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320) 각각은 복수 개로 구성되어 서로 다른 온도로 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)를 가열하도록 구성된다.

본 실시예에서 복수 개로 구성된 상기 제1가열부(310)는 각각이 독립적으로 구동되며 서로 다른 온도로 상기 제1가열부(310)를 가열하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1가열부(310)는 복수 개가 연속된 방향을 따라 양측 끝단부에서 중앙부로 갈수록 가열온도가 증가하도록 상기 제1이송벨트(210)를 가열한다..

그리고 이와 같이 상기 제1가열부(310)가 서로 다른 온도로 상기 제1이송벨트(210)를 가열함으로써, 상기 제1이송벨트(210)에서 상기 프리프레그(10)의 온도가 급격히 증가하는 것이 방지된다.

즉, 복수 개의 상기 제1가열부(310) 중에서 상기 제1이송롤러(230)에 인접한 부분은 상대적으로 더 낮은 온도로 상기 제1이송벨트(210)를 가열하고, 이에 따라 상기 제1이송벨트(210)는 상기 이송모듈(200)에 의해 이송되는 상기 프리프레그(10)의 이송경로 중에서 초입과 끝단부가 중앙부보다 상대적으로 낮은 온도로 상기 프리프레그(10)를 가열한다.

이에 따라 상기 프리프레그(10)는 상기 제1이송벨트(210)와 접촉 시 온도가 서서히 가열되고, 다시 서서히 온도가 내려감으로써 급격한 온도변화를 방지할 수 있다.

그리고 이와 같이 상기 프리프레그(10)의 급격한 온도변화를 방지함으로써 제조 시 경화제에 크랙이 발생하여 상기 프리프레그(10)가 파손되거나 불량이 발생하는 것을 줄일 수 있다.

이와 같이 상기 제1가열부(310)는 복수 개가 연속하여 배치되며 각각이 서로 다른 온도로 구동함으로써, 상기 프리프레그(10)의 급격한 온도변화를 방지할 수 있다.

이와 함께 상기 제2가열부(320) 역시 상술한 상기 제1가열부(310)와 마찬가지로 복수 개가 연속하여 배치되며 각각이 독립적으로 서로 다른 온도를 가지도록 구동할 수 있다.

그리고 상기 제2가열부(320)는 복수 개의 연속된 길이방향을 따라 중앙부가 양단부에 비해 상대적으로 높은 온도로 상기 제2이송벨트(220)를 가열한다.

이에 따라 본 발명에 따른 상기 제1가열부(310) 및 상기 제2가열부(320)는 이송되는 상기 프리프레그(10)의 가열 시 급격한 온도변화가 발생하지 않도록 이송경로를 따라 온도 구배를 달리하여 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220)를 가열한다.

또한, 이와 달리 상기 제1가열부(310)는 상기 제1이송벨트(210)의 길이방향을 따라 복수 개가 연속하여 배치되며, 복수 개 각각이 독립적으로 구동하여 적어도 일부만 구동할 수도 있다.

다음으로, 도 5를 참조하여 상기 프리프레그(10)의 제조 두께가 변화하는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 도 1의 프리프레그 제조장치에서 상기 승하강모듈(400)에 의해 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리가 조절되는 상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 5의 (a)를 살펴보면, 도시된 바와 같이 상기 제1프레임(110)에 의해 지지되는 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2프레임(120)에 의해 지지되는 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리가 D1인 상태이다.

이와 같은 상태에서 상기 프리프레그(10)의 제조 시 상기 프리프레그(10)는 상기 이송모듈(200)을 통과하며 D1의 두께를 가지도록 가압 및 가열된다.

여기서, 상기 프리프레그(10)의 제조 시 가압 정도를 조절할 수 있으며, 상기 승하강모듈(400)의 구동에 의해 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리를 조절할 수 있다.

도 5의 (b)를 살펴보면 상술한 바와 같이 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리가 D1인 상태에서 상기 승하강모듈(400)에 의해 상기 제1프레임(110)이 상부방향으로 이동한 상태이다.

이에 따라 상기 제1프레임(110)에 결합된 상기 제1이송벨트(210)가 상부방향으로 이동하여 상기 제2이송벨트(220)와의 이격거리가 D2로 가까워지게 된다.

이와 같이 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리가 가까워지는 경우 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이를 통과하며 제조되는 상기 프리프레그(10)의 두께가 D2로 얇아지게 된다.

즉, 상기 승하강모듈(400)에 의해 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이의 이격거리가 조절되며, 이에 따라 상기 프리프레그(10)에 가해지는 압력이 변화하고, 이와 함께 상기 프레프레그의 제조 두께가 조절된다.

다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 상기 이송모듈(200)에 별도의 상기 스페이서(260)가 더 포함된 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 도 1의 프리프레그 제조장치에서 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이에 별도의 스페이서(260)가 구비된 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 상기 이송모듈(200)에는 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)의 접촉에 의해 파손되는 것을 방지하는 별도의 상기 스페이서(260)가 더 포함한다.

구체적으로 상기 스페이서(260)는 적어도 하나 이상으로 구성되며 상기 케이스(100)상에 구비되어 선택적으로 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220) 사이에 구비된다.

이와 같이 상기 스페이서(260)가 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이에 구비됨으로써, 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)가 상호 접촉하여 슬립이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 스페이서(260)는 적어도 복수 개로 구성될 수 있으며, 본 실시예에서 도시된 바와 같이 한 쌍으로 상기 제1이송벨트(210)의 폭 방향을 따라 대칭되도록 구성되어 상기 제1프레임(110)상에 결합된다.

여기서, 상기 스페이서(260)는 상기 제1프레임(110)상에서 횡 방향으로 틸팅 가능하도록 구성되며, 틸팅 여부에 따라 선택적으로 일부가 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이에 배치될 수 있다.

그리고 상기 프리프레그(10)의 폭에 따라 선택적으로 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이에서 상호 접촉하지 않도록 배치된다.

예를 들어 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 프리프레그(10)가 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)의 폭 과 동일한 크기를 가지며 이송되는 경우 상기 제1이송벨트(210)가 상부방향으로 승강하며 상기 프리프레그(10)를 가압하더라도, 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)는 접촉하지 않아 슬립이 발생하지 않는다.

이와 같은 경우 상기 스페이서(260)는 상기 제1프레임(110)상에서 결합된 상태로 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220) 사이에 배치되지 않는다.

하지만, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 프리프레그(10)의 폭이 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)의 폭 보다 작은 경우 상기 제1이송벨트(210)가 승강하여 상기 프리프레그(10)를 가압하는 경우 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)가 접촉하여 슬립이 발생할 수 있다.

이때, 상기 제1프레임(110)에 구비된 상기 스페이서(260)가 회전하며 일부가 상기 제1이송벨트(210) 및 상기 제2이송벨트(220) 사이에 배치됨으로써, 상기 제1이송벨트(210)가 상기 프리프레그(10)를 가압하더라도 상기 제2이송벨트(220)와 접촉이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 상기 스페이서(260)는 상기 제1이송벨트(210)와 상기 제2이송벨트(220)가 의도하지 않게 접촉하여 슬립이 발생하며 파손되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예에서 상기 스페이서(260)는 상기 제1프레임(110)상에 결합되어 있으나, 이와 달리 상기 제2프레임(120)에 결합될 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 케이스
110: 제1프레임
120: 제2프레임
200: 이송모듈
210: 제1이송벨트
220: 제2이송벨트
230: 제1이송롤러
240: 제2이송롤러
250: 장력조절부
300: 히팅모듈
310: 제1가열부
320: 제2가열부
400: 승하강모듈
10: 프리프레그

Claims (7)

1. 전체를 지지하며 일측에서 보강섬유에 결합제가 적층 또는 도포된 프리프레그가 투입되어 이송되는 케이스;
   상기 케이스 내부에서 길게 형성되어 순환하며 열 전도성 소재로 구성되는 제1이송벨트 및 상기 제1이송벨트와 마주보며 상부방향으로 순환하며 열 전도성 소재로 구성되는 제2이송벨트를 포함하고, 한 쌍으로 구비되어 각각 상기 제1이송벨트와 상기 제2이송벨트에 접촉하며 가압하여 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트의 장력을 유지시켜주는 장력조절부가 구비되며, 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트 사이로 상기 프리프레그를 상하방향에서 가압하며 이송시키는 이송모듈;
   상기 제1이송벨트에 직접 접촉하여 가열하는 제1가열부와 상기 제2이송벨트와 직접 접촉하여 가열하는 제2가열부가 구비되고, 상기 제1가열부 및 상기 제2가열부는 상기 케이스 내부에서 복수 개로 구성되어 상기 프리프레그의 이송 경로를 따라 연속하여 배치되며 각각이 독립적으로 구동하고 이송되는 상기 프리프레그를 가열하는 히팅모듈; 및
   상기 제1가열부가 상기 제1이송벨트와 직접 접촉하는 면과 상기 제2가열부가 상기 제2이송벨트와 직접 접촉하는 면에 구비되어 슬립으로 인한 파손을 방지하는 슬립부재;를 포함하고,
   상기 제1가열부 및 상기 제2가열부는 상기 프리프레그의 이송경로에 따른 양단부에서 중앙부로 갈수록 가열온도가 증가하는 프리프레그 제조장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이스상에 구비되고, 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트 중 적어도 어느 하나에 연결되어 승하강시키며 상기 제1이송벨트 및 상기 제2이송벨트의 상호 이격거리를 변화시켜, 상기 프리프레그의 가압 정도를 조절하는 승하강모듈을 더 포함하는 독립적인 가열부가 구비된 프리프레그 제조장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 승하강모듈은,
   상기 케이스의 하단부에서 상기 제1이송벨트에 결합되어 상기 제1이송벨트를 상하방향으로 승하강시키는 것을 특징으로 하는 독립적인 가열부가 구비된 프리프레그 제조장치.
7. 삭제

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