KR101671922B1

KR101671922B1 - 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치

Info

Publication number: KR101671922B1
Application number: KR1020150160275A
Authority: KR
Inventors: 이관섭
Original assignee: 한국이엠 주식회사
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-11-03

Abstract

본 발명은 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치에 관한 것으로써, 특히 복수 가닥의 보강섬유들이 원할하게 배럴내부로 공급될 수 있도록 하고, 공급된 보강섬유들이 수지에 균일하게 분포되어 제품품질이 향상될 수 있도록 하며, 제조된 제품의 배출속도를 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치{Apparatus of manufacturing a fiber reinforced plastic compound}

본 발명은 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치에 관한 것으로써, 특히 복수 가닥의 보강섬유들이 원할하게 배럴내부로 공급될 수 있도록 하고, 공급된 보강섬유들이 수지에 균일하게 분포되어 제품품질이 향상될 수 있도록 하며, 제조된 제품의 배출속도를 향상시킬 수 있도록 한 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 열가소성 복합재료는 경량성 및 강성이 우수하여 범퍼, 시트프레임 등과 같은 차량의 구조용 부품에 사용되고 있는데, 이러한 열가소성 복합재료로서 널리 사용되고 있는 예로는, 유리섬유매트 열가소성 복합재(Glass Mat Thermoplastic, 이하 'GMT'라 함), 장섬유 강화 복합재(Long Fiber-Reinforced Thermoplastic, 이하 'LFT'라 함)가 있다.

GMT에 관한 기술은 스위스의 쿼드란트(Quadrant)나 미국의 아즈델(Azdel)사의 특허에 의해 잘 알려져 있는데, GMT는 유리섬유매트와 수지층이 수개의 층으로 적층되어 있으며 부분적으로 단방향 보강이 가능한 특징이 있다.

LFT에 관한 기술은 독일의 디펜바하(Dieffenbacher)나 미국의 씨피아이(CPI) 특허에 의해 잘 알려져 있는데, LFT는 유리섬유가 절단되어 수지와 섞여 있어 흐름성이 양호하다.

압출기에서 보강섬유와 열가소성 수지의 합성은 종래기술에서 공지되어 있다.

공지된 종래기술의 합성과정에 있어서, 섬유와 수지는 서로 고체상태로 합성 압출기안으로 정상적으로 인입된다. 그러한 합성작업에서, 수지의 용융이 시작될 때, 섬유상에 대한 압출 스크류의 기계적 작용과 고점성 상태의 열가소성 수지의 존재로 인하여 섬유는 보통 0.254㎝(0.1 inch)보다 짧은 길이로 부숴진다.

그러므로, 초기에 열가소성 수지가 고체상태에서 액체상태로 변태될 때, 압출기 안에 섬유가 제공된다. 상기의 초기과정에서 기계적 작업과 열에 의하여 고체에서 액체상태로 변태되고, 열가소성수지는 수지가 압출기 안에서 섬유들과 함께 서로 혼합됨에 따라, 섬유가 파손되도록 상대적으로 고점성이다.

미국 특허 제4,422,992호는 그러한 합성압출기 장치와 공정을 개시하고 있다. 이 특허의 개시 내용에 따르면, 한쌍의 한나사산 스크루 압출기가 초기에 폴리머를 용융시키고, 용융된 폴리머와 함께 탄소섬유 또는 유리섬유를 혼합 또는 합성시킨다.

개시된 제1과정에서, 폴리머와 보강섬유는 공급 호퍼에서 함께 압출기안으로 주입된다. 앞서 게재된 특허의 두번째 실시예에서는, 열가소성 수지 폴리머는 폴리머가 용융되는 제1압출영역으로 인입되고, 그곳으로부터 섬유가 주입되는 제2압출영역안으로 공급된다.

이러한 과정은 섬유가 합성 압출기안에 있는 열가소성수지 입력 지점의 하류로 인입되는 결점을 가진다. 그러므로, 상대적으로 저온 섬유는 용융된 열가소성 수지외부 열을 흡수하고, 그로써 수지의 점성은 상승한다. 그 결과 열가소성수지는 압출공정동안 섬유 파손을 야기한다.

미국 특허 제4,422,992호 한국특허 공개번호 10-2006-0117677호 한국특허 공개번호 10-2009-0099215호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 공급되는 강화섬유의 온도를 상승시켜서 압출기 내에서 용융수지의 점성의 변화를 초래하지 않도록 한 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 공급된 강화섬유가 배럴내부에서 길게 유지되고, 커팅되어 용융수지에 균질하게 혼합될 수 있도록 한 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제조된 제품의 배출속도를 향상시킬 수 있도록 한 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치는 복수의 섬유가이더로부터 섬유가닥을 인출하는 섬유공급부와;

열가소성 수지를 용융하여 압출시키는 수지 공급압출부와;

상호 평행하며 스크류날을 갖는 제1,2압출스크류가 회전가능하게 마련되고 상기 섬유가닥과 용융수지가 유입되는 공급공이 형성된 유입배럴부와, 상기 섬유가닥을 절단시키는 절단배럴부와, 상기 절단된 섬유가닥과 용융수지가 혼합되어 판상으로 배출되는 토출구가 형성된 토출배럴부를 구비하는 혼합압출부와;

상기 판상으로 배출되는 압출물을 희망하는 길이로 절단시키는 절단부와;

상기 절단된 압출물을 배출시키는 배출컨베이어부;를 구비하되,
상기 절단배럴부는 상기 유입배럴부로부터 연장되며 배럴내부 공간의 직경이 큰 대경부와, 상기 대경부로부터 연장되며 상기 대경부보다 배럴내부 공간의 직경이 상대적으로 작은 소경부로 이루어지고,
상기 대경부와 소경부의 경계부에 계단턱이 형성되어서
상기 제1,2압출스크류에 의해서 상기 수지와 섬유가닥이 혼련되면서 상기 배럴내부 공간의 직경이 협소해지는 상기 계단턱을 경유할때 상기 수지와 단위섬유가닥들이 상기 소경부측으로 압송되면서 상기 단위섬유가닥들이 상기 계단턱과 스크류날에 의해서 1차적으로 절단되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 섬유공급부는 상기 공급되는 섬유가닥들을 예열시키는 히터블럭이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 섬유공급부는 섬유가닥들이 권회된 복수의 섬유가이더와, 상기 섬유가이더로부터 인출되는 섬유가닥들이 안내되고 상기 섬유가닥의 수만큼 각각 안내홈이 형성되며 상하로 일정간격 배치되는 복수의 안내봉과, 상기 안내봉들이 고정되는 한쌍의 유동프레임과, 상기 유동프레임을 좌우로 유동가능하게 지지하는 한쌍의 고정프레임과, 상기 유동프레임을 상기 고정프레임에 대해 좌우로 유동시키는 유동수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 제조장치는 상기 각 안내봉에 형성되는 안내홈은 원호형상으로 형성되며, 상기 섬유가이더로부터 상기 유입배럴부측에 가까워질수록 상기 각 안내봉에 형성되는 안내홈의 곡률반경이 점차 증가되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유동수단은 상기 한쌍의 고정프레임 사이에 고정되는 안내축과, 상기 안내축에 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 한쌍의 유동프레임 사이에 고정되는 안내관과, 일단이 상기 유동프레임에 회동가능하게 결합되는 회동링크와, 상기 회동링크의 타단이 편심위치에 회동가능하게 연결되는 제1회전원판과, 상기 제1회전원판을 회전시키는 제1모터를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

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또한, 본 발명 제조장치에 있어서, 상기 절단배럴부에 배치되는 상기 제1,2압출스크류는 각각 동축으로 복수의 단위 스크류들이 배치되고, 각 단위 스크류들 사이에 스페이서링이 개재된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토출배럴부의 끝단에는 상기 섬유가닥과 용융수지가 혼합되어 판상으로 배출되는 압출물의 두께를 조절하는 두께조절수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 두께조절수단은 일단이 상기 토출배럴부 다이에 회동가능하게 결합되고 타단이 상기 토출구를 폐쇄시키는 제1위치와 상기 토출구를 최대로 개방시키는 제2위치로 회동되는 회동블럭과,

상기 회동블럭의 타단에 연결되어 상기 회동블럭을 회동시키는 실린더와,

상기 제1위치와 제2위치 사이에서 상기 회동블럭이 회동되도록 상기 실린더를 제어하는 제어부를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 제조장치에 있어서, 상기 회동블럭에 상기 토출구의 두께폭을 감지하는 폭감지센서가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 제조장치는 상기 토출배럴부 다이의 측면에는 상기 토출구의 출구 가장자리에 슬라이딩되는 스크레이퍼와, 상기 스크레이퍼를 왕복이동시키는 작동실린더가 마련되어서, 수지의 토출시 토출구의 출구측 가장자리에 접착된 수지를 스크레이퍼가 제거할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절단부는 상기 토출구에 근접되어 배치되는 고정프레임과, 상기 고정프레임에 고정되어 동력을 발생하는 커팅모터와, 상기 고정프레임에 회전가능하게 지지되어 상기 커팅모터의 동력으로 회전되는 제2회전원판과, 일단이 상기 제2회전원판의 편심위치에 회전가능하게 결합되는 연결링크와, 상기 압출물을 커팅하는 커팅날이 구비되며 일단이 상기 고정프레임에 회동가능하게 지지되고 타단이 상기 연결링크의 타단에 회동가능하게 연결되는 커팅블럭을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배출컨베이어부는;

제1컨베이어와 제2컨베이어가 하나의 회동프레임에 장착되어 각각 나란하게 무한궤도로 순환되고, 상기 회동프레임은 일측에 배치되는 선회축을 중심으로 선회수단에 의해서 회동가능하게 마련되며, 상기 회동프레임이 회동될때 상기 제1컨베이어와 제2컨베이어의 타단부가 상기 절단부에 교번적으로 위치되어 상기 절단부로부터 절단된 압출물이 상기 제1컨베이어와 제2컨베이어에 교번적으로 배출되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선회수단은 일단이 상기 회동프레임의 타단부에 일단이 회전가능하게 연결되는 링크부재와, 상기 링크부재의 타단이 편심위치에 회동가능하게 연결되는 제3회전원판과, 상기 제3회전원판을 회전시키는 틸팅모터를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

첫째, 히터블럭(110)을 채용함으로써 공급되는 섬유가닥의 온도를 상승시켜서 압출기 내에서 용융수지의 점성 변화를 초래하지 않도록 함으로써 제품의 질 저하를 방지할 수 있도록 한다.

둘째, 섬유가닥이 안내되는 각 안내봉(120)에 형성되는 안내홈(121)들이 섬유가이더(101)로부터 유입배럴부(310)측에 가까워질수록 곡률반경이 점차 증가되도록 형성시킴으로써, 안내되는 섬유가닥들이 넓은면적으로 펼쳐지도록 하여 절단배럴부(320)에서의 섬유가닥들이 원할하게 절단되고 수지내에 산포될 수 있도록 하여 균질한 강도의 제품을 얻을 수 있도록 한다.

세째, 수지 및 섬유가닥(101a)의 공급속도 및 제1,2압출스크류(301)(302)의 회전속도에 따라서 토출배럴부(330)측에 마련되는 회동블럭(710)의 회동각도의 제어를 가능하게 함으로써, 다양한 두께의 제품을 생산할 수 있도록 한다.

네째, 배출컨베이어부(500)는 압출물(600)이 제1컨베이어(511)와 제2컨베이어(512)에 교번적으로 배출되도록 됨으로써 연속생산을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명 실시예의 제조장치를 나타낸 개략 평면도,
도 2a는 도 1의 섬유공급부를 나타낸 개략도,
도 2b는 도 2a의 정면도,
도 3은 섬유공급부의 요부를 설명하기 위한 개략도,
도 4는 도 1의 혼합압출부를 나타낸 평면도,
도 5는 도 4의 개략 단면도,
도 6a는 절단배럴부에 수용되는 제1,2압출스크류를 나타낸 개략도,
도 6b는 도 6a의 단위스크류들의 조립각도를 설명하기 위한 개략도,
도 7a 및 도 7b는 압출물의 두께조절수단을 설명하기 위한 개략도,
도 7c는 토출배럴부 다이에 스크레이퍼가 장착된 상태를 나타낸 측면도,
도 7d는 도 7c의 개략적 우측면도,
도 7e는 스크레이퍼를 나타낸 개략도,
도 8은 배출컨베이어를 나타낸 개략 평면도,
도 9는 절단부를 나타낸 개략도,
도 10은 도 8의 개략 측면도,
도 11은 배출컨베이어의 요부를 나타낸 개략도,
도 12a 및 도 12b는 배출컨베이어의 작동상태를 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명 실시예의 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치는 복수 가닥의 보강섬유들이 원할하게 배럴내부로 공급될 수 있도록 하고, 공급된 보강섬유들이 수지에 균일하게 분포되어 제품품질이 향상될 수 있도록 하며, 제조된 제품의 배출속도를 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명 실시예의 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치는 복수의 섬유가이더(101)로부터 섬유가닥을 인출하는 섬유공급부(100)와; 열가소성 수지를 용융하여 압출시키는 수지 공급압출부(200)와; 상호 평행하며 스크류날(301c)(302c)을 갖는 제1,2압출스크류(301)(302)가 회전가능하게 마련되고 상기 섬유가닥과 용융수지가 유입되는 공급공(311)이 형성된 유입배럴부(310)와, 상기 섬유가닥을 절단시키는 절단배럴부(320)와, 상기 절단된 섬유가닥과 용융수지가 혼합되어 판상으로 배출되는 토출구(331)가 형성된 토출배럴부(330)를 구비하는 혼합압출부(300)와; 상기 판상으로 배출되는 압출물(섬유강화 플라스틱 화합물; 600)을 소망하는 길이로 절단시키는 절단부(400)와; 상기 절단된 압출물(600)을 배출시키는 배출컨베이어부(500);를 구비한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 섬유공급부(100)는 상기 공급되는 섬유가닥(101a)들을 예열시키는 히터블럭(110)이 구비되어 있다.

상기 히터블럭(110)은 유입배럴부(310)로 공급되는 섬유가닥(101a)을 예열시킴으로써, 수지공급압출부(200)로부터 설정온도로 가열되어 유입배럴부(310)로 공급되는 수지 온도의 저하 및 점성변화를 방지하여 압출물(600)의 품질저하를 방지할 수 있도록 한다.

상기 섬유공급부(100)는 섬유가닥(101a)들이 권회된 복수의 섬유가이더(101)과, 상기 섬유가이더(101)로부터 인출되는 섬유가닥(101a)들이 안내되고 상기 섬유가닥(101a)의 수만큼 각각 안내홈(121)이 형성되며 상하로 일정간격 배치되는 복수의 안내봉(120)과, 상기 안내봉(120)들의 양단이 고정되는 한쌍의 유동프레임(130)과, 상기 유동프레임(130)을 좌우로 유동가능하게 지지하는 한쌍의 고정프레임(140)과, 상기 유동프레임(130)을 상기 고정프레임(140)에 대해 좌우로 유동시키는 유동수단을 구비한다.

도 3을 참조하면, 상기 각 안내봉(120)에 형성되는 안내홈(121)은 원호형상으로 형성되며, 상기 섬유가이더(101)로부터 상기 유입배럴부(310)측에 가까워질수록 상기 각 안내봉(120)에 형성되는 안내홈(121)의 곡률반경이 점차 증가되도록 되어 있다.

상기 각 섬유가닥(101a)들은 미세섬유가닥들이 수십수로 뭉쳐진것으로서, 각 원호형 안내홈(121)을 경유하게 되면서 미세섬유가닥들이 펼쳐진 상태로 유입배럴부(310)측으로 공급되게 된다.

이에따라서 후술하는 절단배럴부(320)에서의 섬유가닥들이 원할하게 절단되고 수지내에 산포될 수 있도록 하여 균질한 강도의 제품을 얻을 수 있도록 한다.

도 2b를 참조하면, 상기 유동수단은 상기 한쌍의 고정프레임(140) 사이에 고정되는 안내축(150)과, 상기 안내축(150)에 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 한쌍의 유동프레임(130) 사이에 고정되는 안내관(151)과, 일단이 상기 유동프레임(130)에 회동가능하게 결합되는 회동링크(161)와, 상기 회동링크(161)의 타단이 편심위치에 회동가능하게 연결되는 제1회전원판(162)과, 상기 제1회전원판(162)을 회전시키는 제1모터(160)를 구비한다.

상기 유동수단은 제1모터(160)에 의해서 제1회전원판(162)이 회전되면서 회동링크(161)가 왕복운동되어 유동프레임(130)을 좌우로 흔들게되어 안내홈(121)을 따라 안내되는 각 섬유가닥(101a)들이 원할하게 펼쳐질 수 있도록 한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 절단배럴부(320)는 상기 유입배럴부(310)로부터 연장되며 배럴내부 공간의 직경이 큰 대경부(321)와, 상기 대경부(321)로부터 연장되며 상기 대경부(321)보다 배럴내부 공간의 직경이 상대적으로 작은 소경부(322)로 이루어지고, 상기 대경부(321)와 소경부(322)의 경계부에 계단턱(325)이 형성되어서,
상기 제1,2압출스크류(301)(302)에 의해서 상기 수지와 섬유가닥(101a)이 혼련되면서 상기 배럴내부 공간의 직경이 협소해지는 상기 계단턱(325)을 경유할때 상기 수지와 단위섬유가닥(101b)들이 상기 소경부(322)측으로 압송되면서 상기 단위섬유가닥(101b)들이 상기 계단턱(325)과 스크류날(301c)(302c)에 의해서 1차적으로 절단되도록 한다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 절단배럴부(320)에 배치되는 상기 제1,2압출스크류(301)(302)는 복수의 단위 스크류(301a,301b)(302a,302b)들이 동축으로 배치되고, 각 단위 스크류(301a,301b)(302a,302b)들 사이에는 스페이서링(341)(342)이 개재되어 결합된다.

상기 스페이서(342) 양측의 단위 스크류(301a)와 단위스크류(301b)는 도 6b에 도시된 바와 같이, 스크류 경사각이 90도 교차되어 마련된다.

이와 같은 구조의 제1,2압출스크류(301)(302)는 수지와 섬유가닥(101a)이 화살표 방향(도 6a 참조)으로 스크류골을 따라 이송되다가 상기 스페이서(341)(342) 부분을 경유하면서 수지와 섬유가닥(101a)의 이송경로가 바뀌면서 스크류날(301c,302c)에 의해서 섬유가닥(101a)이 2차적으로 절단되게 된다.

한편, 상기 토출배럴부(330)의 끝단에는 상기 섬유가닥(101a)과 용융수지가 혼합되어 판상으로 배출되는 압출물(600)의 두께를 조절하는 두께조절수단이 구비되어 있다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 두께조절수단(700)은 상기 토출배럴부 다이(330a)에 회동가능하게 결합되고 상기 토출구(331)를 폐쇄시키는 제1위치와 상기 토출구(331)를 최대로 개방시키는 제2위치로 회동되는 회동블럭(710)과, 상기 회동블럭(710)에 연결되어 상기 회동블럭(710)을 회동시키는 실린더(720)와, 상기 제1위치와 제2위치 사이에서 상기 회동블럭(710)이 회동되도록 상기 실린더(720)를 제어하는 제어부(730)를 구비한다.

상기 회동블럭(710)측에는 상기 토출구(331)의 열림량을 감지하는 폭감지센서(740)가 구비되어 있다. 상기 폭감지센서(740)는 제어부(730)에 설정된 토출구(331)의 열림량에 따라 실린더(720)가 작동될때 토출구(331)의 열림량을 감지하도록 한다.

또한, 도 7c 내지 도 7e를 참조하면, 상기 토출배럴부 다이(330a)의 측면에는 상기 토출구(331)의 출구 가장자리에 슬라이딩되는 스크레이퍼(750)와, 상기 스크레이퍼(750)를 왕복이동시키는 작동실린더(750a)가 마련되어서, 수지의 토출시 토출구(331)의 출구측 가장자리에 접착된 수지를 스크레이퍼(750)가 제거할 수 있도록 한다.

이 경우 토출구(331)의 출구측 가장자리에 고착된 수지로 인하여 토출구(331)를 통하여 압출되는 압출물의 표면형상의 변형을 방지할 수 있도록 한다.

상기 수지 및 섬유가닥(101a)의 공급속도 및 상기 제1,2압출스크류(301)(302)의 회전속도에 따라서 상기 제어부(730)에 의해서 상기 회동블럭(710)의 회동각도가 제어되게 된다.

한편, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 절단부(400)는 상기 토출구(331)에 근접되어 배치되는 고정프레임(410)과, 상기 고정프레임(410)에 고정되어 동력을 발생하는 커팅모터(420)와, 상기 고정프레임(410)에 회전가능하게 지지되어 상기 커팅모터(420)의 동력으로 회전되는 제2회전원판(430)과, 일단이 상기 제2회전원판(430)의 편심위치에 회전가능하게 결합되는 연결링크(440)와, 상기 압출물(600)을 커팅하는 커팅날(451)이 구비되며 일단이 상기 고정프레임(410)에 회동가능하게 지지되고 타단이 상기 연결링크(440)의 타단에 회동가능하게 연결되는 커팅블럭(450)을 구비한다.

상기와 같은 절단부(400)는 커팅블럭(450)이 힌지축(452)을 중심으로 회동작동되면서 고정컨베이어(800)를 통하여 이송되는 압출물(600)을 일정길이로 절단하게 된다.

도 8, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 배출컨베이어부(500)는 다음과 같이 구성된다.

상기 제1컨베이어(511)와 제2컨베이어(512)는 하나의 회동프레임(510)에 장착되어 각각 나란하게 무한궤도로 순환된다.

상기 회동프레임(510)은 일측에 배치되는 선회축(501)을 중심으로 선회수단에 의해서 회동가능하게 마련되며, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 상기 회동프레임(510)이 회동될때 상기 제1컨베이어(511)와 제2컨베이어(512)의 타단부가 상기 절단부(400)의 근접위치에 교번적으로 위치되어 상기 절단부(400)로부터 절단된 압출물(600)이 상기 제1컨베이어(511)와 제2컨베이어(512)에 교번적으로 배출되도록 된다.

상기 선회수단은 상기 회동프레임(510)의 타측에 일단이 회전가능하게 연결되는 링크부재(520)와, 상기 링크부재(520)의 타단이 편심위치에 회동가능하게 연결되는 제3회전원판(530)과, 상기 제3회전원판(530)을 회전시키는 틸팅모터(540)를 구비한다.

상기와 같은 구성의 배출컨베이어부(500)는 압출물(600)이 상기 제1컨베이어(511)와 제2컨베이어(512)에 교번적으로 배출되도록 됨으로써 연속생산을 가능하게 한다.

100...섬유공급부 110...히터블럭
200...수지공급압출부 300...혼합압출부
301,302...제1,2압출스크류 310...유입배럴부
320...절단배럴부 330...토출배럴부
400...절단부 500...배출컨베이어부
600...압출물

Claims

복수의 섬유가이더(101)로부터 섬유가닥을 인출하는 섬유공급부(100)와;
열가소성 수지를 용융하여 압출시키는 수지 공급압출부(200)와;
상호 평행하며 스크류날을 갖는 제1,2압출스크류(301)(302)가 회전가능하게 마련되고 상기 섬유가닥과 용융수지가 유입되는 공급공(311)이 형성된 유입배럴부(310)와, 상기 섬유가닥을 절단시키는 절단배럴부(320)와, 상기 절단된 섬유가닥과 용융수지가 혼합되어 판상으로 배출되는 토출구(331)가 형성된 토출배럴부(330)를 구비하는 혼합압출부(300)와;
상기 판상으로 배출되는 압출물(600)을 희망하는 길이로 절단시키는 절단부(400)와;
상기 절단된 압출물(600)을 배출시키는 배출컨베이어부(500);를 구비하되,
상기 절단배럴부(320)는 상기 유입배럴부(310)로부터 연장되며 배럴내부 공간의 직경이 큰 대경부(321)와, 상기 대경부(321)로부터 연장되며 상기 대경부(321)보다 배럴내부 공간의 직경이 상대적으로 작은 소경부(322)로 이루어지고,
상기 대경부(321)와 소경부(322)의 경계부에 계단턱(325)이 형성되어서
상기 제1,2압출스크류(301)(302)에 의해서 상기 수지와 섬유가닥(101a)이 혼련되면서 상기 배럴내부 공간의 직경이 협소해지는 상기 계단턱(325)을 경유할때 상기 수지와 단위섬유가닥(101b)들이 상기 소경부(322)측으로 압송되면서 상기 단위섬유가닥(101b)들이 상기 계단턱(325)과 스크류날(301c)(302c)에 의해서 1차적으로 절단되도록 된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 1에 있어서, 상기 섬유공급부(100)는 상기 공급되는 섬유가닥(101a)들을 예열시키는 히터블럭(110)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 2에 있어서, 상기 섬유공급부(100)는 섬유가닥(101a)들이 권회된 복수의 섬유가이더(101)과, 상기 섬유가이더(101)로부터 인출되는 섬유가닥(101a)들이 안내되고 상기 섬유가닥(101a)의 수만큼 각각 안내홈(121)이 형성되며 상하로 일정간격 배치되는 복수의 안내봉(120)과, 상기 안내봉(120)들의 양단이 고정되는 한쌍의 유동프레임(130)과, 상기 유동프레임(130)을 좌우로 유동가능하게 지지하는 한쌍의 고정프레임(140)과, 상기 유동프레임(130)을 상기 고정프레임(140)에 대해 좌우로 유동시키는 유동수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 3에 있어서, 상기 각 안내봉(120)에 형성되는 안내홈(121)은 원호형상으로 형성되며, 상기 섬유가이더(101)로부터 상기 유입배럴부(310)측에 가까워질수록 상기 각 안내봉(120)에 형성되는 안내홈(121)의 곡률반경이 점차 증가되도록 된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 4에 있어서, 상기 유동수단은 상기 한쌍의 고정프레임(140) 사이에 고정되는 안내축(150)과, 상기 안내축(150)에 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 한쌍의 유동프레임(130) 사이에 고정되는 안내관(151)과, 일단이 상기 유동프레임(130)에 회동가능하게 결합되는 회동링크(161)와, 상기 회동링크(161)의 타단이 편심위치에 회동가능하게 연결되는 제1회전원판(162)과, 상기 제1회전원판(162)을 회전시키는 제1모터(160)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
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청구항 1에 있어서, 상기 절단배럴부(320)에 배치되는 상기 제1,2압출스크류(301)(302)는 각각 동축으로 복수의 단위 스크류(301a,301b)(302a,302b)들이 배치되고,
각 단위 스크류(301a,301b)(302a,302b)들 사이에 스페이서링(341)(342)이 개재된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 1에 있어서, 상기 토출배럴부(330)의 끝단에는 상기 섬유가닥(101a)과 용융수지가 혼합되어 판상으로 배출되는 압출물(600)의 두께를 조절하는 두께조절수단이 구비된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 8에 있어서, 상기 두께조절수단(700)은 상기 토출배럴부 다이(330a)에 회동가능하게 결합되고 상기 토출구(331)를 폐쇄시키는 제1위치와 상기 토출구(331)를 최대로 개방시키는 제2위치로 회동되는 회동블럭(710)과,
상기 회동블럭(710)에 연결되어 상기 회동블럭(710)을 회동시키는 실린더(720)와,
상기 제1위치와 제2위치 사이에서 상기 회동블럭(710)이 회동되도록 상기 실린더(720)를 제어하는 제어부(730)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 9에 있어서, 상기 회동블럭(710)에 상기 토출구(331)의 두께폭을 감지하는 폭감지센서(740)가 구비된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 10에 있어서, 상기 토출배럴부 다이(330a)의 측면에는 상기 토출구(331)의 출구 가장자리에 슬라이딩되는 스크레이퍼(750)와, 상기 스크레이퍼(750)를 왕복이동시키는 작동실린더(750a)가 마련되어서,
수지의 토출시 토출구(331)의 출구측 가장자리에 접착된 수지를 스크레이퍼(750)가 제거할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 1에 있어서, 상기 절단부(400)는 상기 토출구(331)에 근접되어 배치되는 고정프레임(410)과, 상기 고정프레임(410)에 고정되어 동력을 발생하는 커팅모터(420)와, 상기 고정프레임(410)에 회전가능하게 지지되어 상기 커팅모터(420)의 동력으로 회전되는 제2회전원판(430)과, 일단이 상기 제2회전원판(430)의 편심위치에 회전가능하게 결합되는 연결링크(440)와, 상기 압출물(600)을 커팅하는 커팅날(451)이 구비되며 일단이 상기 고정프레임(410)에 회동가능하게 지지되고 타단이 상기 연결링크(440)의 타단에 회동가능하게 연결되는 커팅블럭(450)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 1에 있어서, 상기 배출컨베이어부(500)는;
제1컨베이어(511)와 제2컨베이어(512)가 하나의 회동프레임(510)에 장착되어 각각 나란하게 무한궤도로 순환되고,
상기 회동프레임(510)은 일측에 배치되는 선회축(501)을 중심으로 선회수단에 의해서 회동가능하게 마련되며,
상기 회동프레임(510)이 회동될때 상기 제1컨베이어(511)와 제2컨베이어(512)의 타단부가 상기 절단부(400)에 근접위치에 교번적으로 위치되어 상기 절단부(400)로부터 절단된 압출물(600)이 상기 제1컨베이어(511)와 제2컨베이어(512)에 교번적으로 배출되도록 된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.
청구항 13에 있어서, 상기 선회수단은 상기 회동프레임(510)의 타측에 일단이 회전가능하게 연결되는 링크부재(520)와, 상기 링크부재(520)의 타단이 편심위치에 회동가능하게 연결되는 제3회전원판(530)과, 상기 제3회전원판(530)을 회전시키는 틸팅모터(540)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 섬유강화 플라스틱 화합물의 제조장치.