KR19990028426A

KR19990028426A - 플라스틱 물질에 섬유가닥들을 주입시키기 위한장치 및 방법

Info

Publication number: KR19990028426A
Application number: KR1019970709742A
Authority: KR
Inventors: 베른하르트 슈링
Original assignee: 루돌프 조른, 우르슐라 크나프; 베르너 운트 플라이더러 게엠베하
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1999-04-15
Also published as: BR9609257A; AU6414396A; JPH11508496A; DE19523490A1; ATE183430T1; WO1997001424A1; NO976033D0; NO976033L; DE59602810D1; CA2224705A1; US5879602A; ES2134628T3; MX9800044A; EP0835175A1; EP0835175B1; DE19523490C2

Abstract

플라스틱물질과 함께 섬유가닥들을 주입시키기 위한 장치에 있어서 일정거리로 연속하여 따르는 스프레더 요소들을 가지는 주입경로는 섬유가닥들과 모재료를 위하여 흡입면 상에 배열된 투입경로들을 가지고 주입된 섬유가닥들을 위하여 배출구를 가지게, 임계표면들 사이와 이송방향으로 임계표면들의 양면상에 형성된다. 섬유가닥들의 최적안내와 젖음을 위하여 임계표면들은 링형태의 간극(6)을 형성시킴에 의하여 연결 대칭축(5)을 따라 동심적으로 주입통로(11)를 둘러싸며, 여기서 내부임계표면(69)이 주입코어(2)에 의하여 형성되고 외부임계표면(70)은 주입쉘(1)에 의하여 형성되며 이 주입쉘(1)은 주입코어(2)를 완전히 에워싼다.

Description

플라스틱 물질에 섬유가닥들을 주입시키기 위한 장치 및 방법

DE 40 16 784 A1에 공지된 섬유가닥을 투입하기 위하여 압축기 상에 이러한 주입장치로서 가닥의 투입과 주입에 이어지는 가닥의 방출이 한 수평면상에서 가닥젖음의 요구사항에 대하여 낮은 적응성으로서 이루어진다. DE 38 35 574 A1에 공지된 또다른 장치로써 연속적으로 일정한 방향으로 섬유 강화된 선형윤곽이 만들어 질 수 있다. 이 압출주입장치는 수평의 분할된 하우징으로 이루어진다. 주입중에 절단된 섬유들로 인하여 발생한 과잉의 재료 및 유리섬유 조각들은 오버플로하여 배출되어야 한다. 섬유속과 선형적인 외형의 단면형태는 배출노즐을 경유하여 조정된다. 이러한 장치를 위한 적용분야는 특별한 모양으로 인하여 매우 제한된다. EPO 300 321 B1에는 섬유다발들이 플라스틱 챔버를 통하여 당겨지는 것이 공지되어 있다. 이 플라스틱챔버는 열가소성 플라스틱 용융체를 가지는 압출기에 의하여 면으로부터 투입된다. 회전장치들이 용융된 열가소성 플라스틱 물질과 함께 섬유다발들을 주입시키고 이 섬유다발에 장력을 주기 위하여 플라스틱 챔버내에 설치된다. 그러나 상기 회전장치들은 섬유가닥들을 주입시키기 위하여 요구사항들에 대하여 단지 제한된 적용만을 허용한다.

상기한 알려진 고안들의 수평배열은 또다른 심각한 단점들을 초래한다. 따라서 예를들어 수많은 적용들에 있어서 바람직한 중심가닥의 사출을 위한 만족스러운 섬유가닥의 안내가 불가능하며, 이 경우에 있어서 많은 개별적인 섬유가닥들은 단일의 가닥 또는 가닥형태를 형성하기 위하여 결합되어져야 한다. 알려진 고안들의 또다른 단점은 단부의 작용들 또는 섬유가닥들의 대칭적인 운행으로 인하여 야기되는 주입노즐에서의 용융체의 불규칙적인 흐름이다. 또한 광범위에 걸친 적용은 상대적으로 비싼 생산공학과 적용에 대한 제한된 선택들에 의하여 가로막힌다. 특히 소형설계가 종종 요구되는 다수의 개별적인 섬유가닥들로서는 더 이상 불가능하다.

본 발명은 임계표면들 간에 형성된 그리고 전송방향으로 임계표면들의 양면들 상에 때때로 이어지는 버팀 요소들로 이루어지고, 섬유가닥들을 위한 투입면 상에 배열된 투입통로들과 모재료 및 주입된 섬유가닥을 위한 배출구를 가지는 모재료로서 플라스틱물질에 주입시키고 주입통로를 이루기 위하여 모재료 보다 더 높은 용융 또는 분해점을 가지는 특히 유리, 키본, 아라미드, 플락스 또는 폴리머섬유들의 섬유가닥들을 주입시키기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 이러한 주입장치를 사용하여 긴섬유 강화 플라스틱물질을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 헤드가 압출기 하우징에 끌랜지 이음된, 주입헤드의 종단면도이고;

도 2는 약간 변형된 주입헤드의 입면도를 나타내며;

도 3은 보정노즐이 내장된 주입헤드의 길이방향 및 세로방향의 단면도들을 나타내고;

도 4는 통합된 공동의 압출 다이를 가지는 주입헤드의 단면을 나타내며;

도 5는 통합된 주입헤드를 가지는 긴 섬유강화 외형들을 제조하기 위한 압출설비를 나타내고;

도 6은 통합된 공동압출 주입헤드를 가지는 외형들을 제조하기 위한 풀투루젼 설비를 나타내며;

도 7은 통합된 주입헤드를 가지는 샌드위치형의 외형들을 제조하기 위한 플투루젼 설비를 나타낸다.

본 발명의 목적은 최적의 안내와 섬유가닥들의 젖음을 허용하는, 섬유가닥들을 주입시키기 위한 장치를 만드는 것이다. 이것의 실행방법은 긴 섬유강화 플라스틱 물질들의 품질을 향상시키게 고안하는 것이다.

본 발명에 따르는 방안은 제한표면들이 링형태의 간극을 형성하여 연결대칭축을 따라 주입통로를 동심적으로 에워싸는 것이며 여기서 내부의 제한표면은 주입코어에 의하여 형성되고 외부제한 표면은 주입쉘(shell)에 의하여 형성되며 이 주입쉘은 주입코어를 완전히 둘러싼다. 따라서 이 장치는 대체로 연결대칭축을 가지는 주입쉘과 주입코어를 포함하고 플라스틱 물질의 흐름방향으로 섬유가닥들의 완전히 대칭적인 배열을 허용한다. 축으로 뻗는 링형태의 간극이 주입쉘과 주입코어 사이에 만들어진다. 이것으로써 주형화된 플라스틱 부품들 또는 형상들을 제조하기 위한 장치에 대한 다수의 적용선택들이 구현될 수 있다. 또다른 유리한 점들 또는 특정의 효과들이 이송방향으로 주입통로 단면의 테이퍼링을 바탕으로한 주입통로에 둘레에 거친 매우 고른 플라스틱물질의 흐름과 섬유가닥과 플라스틱 물질 사이의 상대적 속도의 변화로부터 결과된다. 발명의 또다른 실시예에서 개별적인 모듈들로 구성된 주입헤드는 섬유안내에서 길이방향의 적용을 가능하게 한다. 주입코어와 주입쉘은 플라스틱 용융체의 점도를 최적화 시키기 위한 가열기를 갖추어서 전체 주입헤드는 요구되는 온도로 머물 수 있게 제어될 수 있다. 링형태의 간극 및 여기에 배열된 스프레더링에서의 단계들은 주입통로에서 섬유가닥들의 개방을 야기시킨다. 이 스프레더링들은 주입쉘 및 주입코어에 직접 결합되거나 변위 가능한 주형된 부품들로서 삽입될 수 있다. 스프레더 링들은 섬유가닥에 직접 접촉되기 때문에 특히 내마모성 재료로 만들어져야 한다.

주입코어의 축위치는 주입쉘 위치에 비례하여 조정될 수 있다. 이것은 예를들어 주입쉘과 주입코어의 플랜지 사이에 여러 길이의 스페이서 링들로서 완료될 수 있다. 스프레더 링들 주위의 섬유가닥들의 접촉각 또는 방향변경은 상대적인 위치에서 축의 변경을 통하여 고쳐진다. 이것은 섬유가닥들의 확장정도와 출발장력을 조정하기 위하여 사용된다. 작동상태를 위하여 주입코어는 신속한 실행마감 또는 스쿠류들에 의하여 주입쉘에 접착되어 밀폐된다.

변위 가능하게 주형된 부품이 주입코어의 단부에 만들어진다. 주입헤드 단부의 간극폭과 따라서 주입통로의 압력이 이것으로서 조정될 수 있다. 개별적인 섬유가닥들이 배출 분리되어지는 경우 각각의 고안된 주형부품들은 보정노즐로서 삽입되어 질 수 있다.

주입코어는 섬유가닥들의 주입헤드로의 투입전방에 흡입면의 둘레를 따라 분포된 흡입구들을 갖는다. 이들 흡입구들은 주입코어의 전방으로 직접 작용될 수 있거나 또는 전방으로 개별적인 투입노즐들로서 역시 삽입될 수 있다. 이 영역은 특히 마모 및 파열되기가 쉽기 때문에 이들 부분은 상응하는 내마모재료로 만들어져야 한다. 흡입구에 대한 각각의 길이 및 상대적으로 작은 간극으로써 유입하는 섬유들의 드래그 흐름이 용융체가 주입헤드를 이탈시키는 것을 막을 것이다. 이 흡입구들은 주입헤드로의 투입동안 섬유가닥들의 부채꼴로 펴지는 것을 막기 위하여 콘형태의 피이드를 갖는다.

특별한 실시예에 있어서 이 투입노즐들은 측면상에 슬릿들을 역시 가질 수 있다. 주입코어를 위한 플랜지의 영역에서 외부로 방사상으로 뻗는 슬릿들과의 연결시 아직 꿰어지지 않았던 가닥들이 이미 투입된 가닥들에 결합될 수 있고 각각의 제공된 피드노즐로 가기 위하여 지금까지 계속 운행되는 공정동안에 재 배분될 수 있다. 이와같이 하기 위하여 주입코어는 축방향으로 약간 상승되어져야 한다. 존재하는 슬릿들은 보통의 작동상태들 동안 필러단편으로 닫혀질 수 있다.

섬유가닥들을 주입시키기 위한 모재료는 주입통로의 링형태 간극으로 주입쉘을 통하여 측면으로부터 바람직하게 들어간다. 이러한 방식에 있어서 주입코어는 주입쉘로부터 자유로이 올려지거나 또는 이것으로 삽입될 수 있다. 대체로 열가소성의 모재료가 압출기에 의하여 주입경로로 투입된다. 열경화성 모재료들은 예를들어 주입헤드로 펌프를 거쳐서 역시 투입될 수 있다. 요구사항들 또는 주입헤드의 사용에 따라 이 모 재료는 관통구를 경유하여 직접적으로 또는 주입경로의 둘레에 걸쳐 모재료의 더욱 고른 분포를 위하여 공통의 압출과 유사한 수정된 나선형의 심봉분배기들 또는 측면 이송다이들을 경유하여 링형태의 간극으로 투입될 수 있다. 스프레더 링에서 직접 링형태의 간극으로 용융체를 투입하는 것의 주입의 품질과 관련하여 역시 유리할 수 있다.

상기한 주입헤드의 사용이 지금서부터 아래에 설명된다.

모든 적용들은 그 다음 공정 전에 섬유가닥들이 발명에 따르는 주입헤드를 통하여 당겨지고, 모재료와 함께 거기로 주입되는 공통점을 갖는다. 이로써 스풀 또는 드럼에서부터 당겨지는 여러개의 섬유가닥들이 대체로 미리 가열된 부분을 거쳐서 안내되고 투입노즐들로 꿰어지며, 이것은 주입코어로 삽입된다. 섬유가닥들의 위치를 고정시키는 것에 부가하여 이 투입노즐들은 밀폐기능을 가지고 원뿔형의 흡입윤곽을 통하여 섬유가닥들의 부드러운 투입을 보장한다. 이 주입코어는 주입헤드를 통한 섬유가닥들의 간단한 꿰어짐과 당김을 위하여 주입쉘로부터 당겨진다. 꿰어진 섬유가닥들은 그다음 다발로 되어 질 수 있거나 또는 열려진 주입쉘을 통하여 흡입면에서 배출면으로 개별적으로 보내어 질 수 있다. 그 다음 주입코어는 다시 주입쉘로 삽입된다. 이 주입코어를 주입쉘로 삽입함으로써 섬유가닥들은 주입쉘의 스프레더 링들에 대항하여 주입코어의 스프레더링들에 의하여 밀려진다. 이것은 임시의 장력으로써 투입된 섬유가닥들을 산개할 것이다. 서로에 대한 상응하는 스프레더링들의 상대적인 축위치는 주입쉘과 주입코어 사이에 있는 각각의 정형화된 스페이서에 의하여 조정되어 섬유가닥들이 직선경로로부터 바라는 각도로 편향되어 진다. 섬유가닥들의 젖음은 사용된 여러개의 상응하는 스프레더 링들과 이들의 외부윤곽에 의하여 부가적으로 영향을 받을 수 있다. 주입코어가 각각의 고정수단으로써 주입쉘에 부착되어 진 다음 주입헤드는 일단 모재료가 투입되면 작동될 수 있다. 모재료의 부피는 주입통로에 대한 적합한 치수의 링형태 간극을 통하여 낮게 유지될 수 있다. 모재료의 요구량은 투입압출기 또는 투입펌프의 흐름제어장치를 통하여 조절된다. 주입헤드 내의 압력은 주입코어의 단부에 설치된 변위 가능한 감소요소의 상응하는 선택을 통하여 흐름과는 독립적으로 조정될 수 있다. 주입헤드로부터 섬유가닥들의 벗어남은 사용된 적용방법에 따르고 다양한 예들로서 아래에 설명된다.

예 1

긴 섬유강화 플라스틱 물질들을 제조하기 위하여 주입헤드는 단일의 또는 이중의 스쿠류 압출기에 연결되며, 이것으로써 주입헤드에서 미리 주입된 섬유가닥들이 압출기 이송 스크류들로부터 직접 또는 보조수단을 통하여 압출기로 투입된다. 대체로 이 주입헤드는 용융부분과 압출기의 혼합부 사이에 플랜지 이음된다. 이를 위하여 압출기는 하우징에서 각각의 개방부를 갖는다. 섬유가닥들은 이들의 스쿠류 이송기로 당겨지기 전 점성이 있는 모재료와 함께 이미 주입되어지는 사실로 인하여 이 섬유가닥들은 종래의 작동모드에 비하여 플라스틱 매질로 매우 부드럽게 혼합될 수 있다. 최종의 제품에 있어서 이것은 분명하게 더 긴 최종의 섬유길이로서 나타난다. 압출기에서 처리되는 긴섬유 강화 플라스틱물질은 직접 최종제품을 형성하기 위하여 또는 긴 섬유강화 중간제품을 형성하기 위하여 주형될 수 있다. 예를들어 선택적인 방법들은 긴 섬유강화 외형들을 위한 직접 압출법, 압축주형법에서 긴 섬유강화 플라스틱 재료의 직접처리 또는 예컨데 섬유강화 플라스틱 재료들을 가지는 중공성형설비의 직접투입등이다. 긴 섬유강화 중간제품들은 예를들어 최종제품을 형성하기 위하여 또다른 공정에서 그다음 처리되어지는 덩어리들 또는 판들 또는 밴드들일 수 있다. 여기서 매우 중요한 유리한 점은 주입동안에 발생하는 떨어진 섬유들 및 파열된 개별적인 필라멘트들이 상대적으로 큰 흡입구를 통하여 주입헤드를 방해하지 않고 압출기로 직접 흘러들어가서 연속적인 주입 공정이 중단되지 않는 것이다. 주입헤드의 모듈설계는 예컨데 다소 수정된 외형들을 가진 다른 것들로 스프레더 링들을 교환시킴으로써 그리고 스페이서 링을 교환시킴으로써 사용된 플라스틱 매질을 고려하는 것이 가능하다.

예 2

일정방향으로 섬유 강화된 외형들을 제조하기 위하여 섬유가닥들은 주입헤드를 통하여 연속적으로 당겨지고 주입헤드에 대한 배출에서 노즐에 의하여 각각의 형태로 유입된다. 이러한 공정은 보통 펄투루젼(pultrusion) 공정으로서 언급된다. 주입헤드의 한 변형이 강화되지 않은 또는 섬유 강화된 플라스틱의 부가적인 공동 압출된 코어 및 쉘층들을 적용하는 것을 가능하게 한다. 이것을 위하여 필요한 공동압출 다이들은 이것을 위하여 주입헤드로 직접 통합된다. 또한 섬유가닥들로 둘러싸여지는 부가적인 물질을 코어층의 위치에서 주입코어 중심을 통하여 당기는 것이 가능하다. 소위 샌드위치 외형들이 이러한 방식으로 제조될 수 있다.

예 3

긴섬유강화 열가소성 플라스틱의 분야에서 가장 잘 알려진 것이 섬유강화 열가소성 물질의 매질에 평행하게 배열되고 섬유의 길이는 입자의 길이와 동일하다. 이 경우에 있어서, 본 발명에 따르는 주입헤드는 열가소성 물질과 함께 강화섬유들을 주입시키기 위하여 역시 사용될 수 있다. 이것을 위하여 각각의 형상이 진 주형요소가 보정노즐로서 주입코어의 단부에 삽입된다. 용융체로 젖여진 개별적인 섬유가닥들은 냉각부를 통하여 통과한 후 테이크오프(take-off) 유니트로부터 연속해서 당겨지고 덩어리로 투입된다.

예 4

이 경우에 있어서 플라스틱 매질로써 젖어진 강화섬유들은 회전심축상에 직접 침적된다. 이 회전하는 심축은 이 경우 본 발명에 따르는 주입헤드를 통하여 섬유가닥들을 당긴다. 섬유가닥들에 대하 흐름속도는 심축의 회전속도를 거쳐 제어될 수 있다. 플라스틱 매질은 열가소성 플라스틱 물질뿐만 아니라 열 경화성일 수 있다.

본 발명은 계속하여 도면에 그림들로 나타낼 수 있는 여러 모범적인 실시예들로서 상세히 설명된다.

도 1은 대체로 주입쉘(1)과 주입코어(2)로 이루어지고 압출기 하우싱(6)상에 플랜지 이음된 주입헤드를 나타낸다. 가열장치가 주입쉘(1)과 주입코어(2)에 대하여 제공된다. 이 주입쉘(1)은 전기가 열자켓(3)에 의하여 가열되고 주입코어(2)는 연결대칭축(5)을 가지며, 여기서 이 주입쉘(1)은 주입코어(2)를 완전히 둘러싼다. 주입쉘(1)과 주입코어(2) 사이의 링 형태간극(6)의 외부크기는 단계별로 흐름방향으로 감소된다. 각각 형상이진 스프레더 링들(9,9')은 주입코어(2)와 주입쉘(1)의 모든 단계들(8,8')에 위치된다. 이 스프레더링들은 섬유가닥(10,10')이 주입통로(1)의 내부에서 펼쳐질 수 있게 한다.

이 스프레더링들(9,9')은 주입쉘(1)과 주입코어(2)로 직접 결합될 수 있거나 또는 변위 가능하게 주형된 부품들로서 삽입될 수 있다. 스프레더링들(9,9')은 섬유가닥(10,10')과 직접 접촉되기 때문에 특히 내마모성의 재료로 만들어져야 한다.

이 주입쉘(1)과 주입코어(2)는 다른 한편으로 모듈 설계시 여러개의 개별적인 부품들(54,55,56,57 또는 58,59,60,61)로 구성될 수 있다. 한편 이들은 시공간 없이 스프레더 링들(9,9')의 설치를 허용하고 다른 한편으로는 바라는 크기 또는 요구되는 섬유가닥들의 수를 단계별 적용을 허용한다.

주입코어(2)의 축위치는 주입쉘(1)의 위치에 따라 조정될 수 있다. 이것은 주입쉘(1)과 플랜지(13) 또는 주입코어(2) 사이에 있는 다른 높이의 스페이서링들(12)에 의하여 달성될 수 있다. 주입코어(2)와 주입쉘(1)의 상대적인 축의 변위를 위하여 스프레더링들(9,9') 주위의 섬유가닥들의 원호각 또는 재방향 설정이 변경되다. 섬유가닥들에 대한 스프레딩 각도와 이탈장력은 이러한 방식으로써 조정될 수 있다.

변위가능한 주형된 부품(14)이 주입코어(2)의 종부에 내장된다. 이러한 주형부품은 주입헤드의 종부에서 주입코어(2)와 주입쉘(1)간의 간극폭(15)을 따라서 주입경로 내의 압력을 조정하기 위하여 사용된다. 다수의 섬유가닥들(10,10')이 다발로서 배출되어 지지 않고 개별적으로 배출되는 경우에 대하여 각각의 성형된 주형부품(14)이 도 3에 따라 보정노즐(14')로서 삽입될 수 있다.

강화를 위하여 삽입된 섬유가닥들은 스풀들(71)로부터 당겨진다. 주입코어(2)는 섬유가닥들(10,10')을 주입헤드로 투입시키기 위하여 흡입면전방(16)에서 둘레를 따라 배열된 흡입구들(17)을 갖는다. 이 흡입구들(17)은 주입코어(2)의 전방(16)으로 직접 결합될 수 있거나 또는 주입코어(2)의 전방(16)으로 개별적인 투입노즐들(18)로서 역시 삽입될 수 있다. 이 흡입구(17)는 특히 마모되고 파열되기 쉽기 때문에 상응하게 내마모성의 재료로 제조되어야 한다. 만약 이 흡입구가 충분한 크기의 길이와 상대적으로 좁은 간극폭을 갖는다면 이 유입하는 섬유가닥(10,10')의 드래그 흐름은 용융체가 주입헤드의 흡입면상에 머무르는 것을 막는다. 흡입구들(17)은 섬유가닥들이 주입헤드로 당겨지는 동안 이 섬유가닥들(10,10')이 산개되는 것을 방지하기 위하여 원뿔형의 투입테이퍼를 갖는다.

특별한 실시예에서 도 2는 반경적으로 바깥을 향하여 뻗는 슬릿(20)을 가지는 투입노즐들(19)을 도시한다. 주입코어(2)의 플랜지(13)영역에서 반경적으로 바깥을 향하여 뻗는 슬릿들(21)과의 연결시, (도 1에 도시된) 아직 꿰어지지 않은 섬유가닥들(22)은 이미 안으로 당겨진 섬유가닥(10,10')에 매어질 수 있고 계속 작동되는 동안 각각 제공된 투입노즐에 대하여 재배분 될 수 있다. 이와같이 하기 위하여 주입코어(2)는 축방향으로 약간 융기되어져야 한다. 존재하는 슬릿들(20,21)은 보통작동 동안에 필러부분과 함께 닫혀질 수 있다.

도 2에 도시된 바와같이 주입코어(2)는 신속한 작동밀폐부(24)(예컨데 수검부(에 의하여 또는 도 1에 나타난 바와같이 스쿠류들(25)로써 주입쉘(1)에 부착될 수 있다.

흡입면상에서 주입쉘(1)과 주입코어(2) 사이의 밀폐가 스페이서링(12)의 앞표면들에 만들어진다.

섬유가닥들(10,10')을 주입시키기 위하여 모재료는 바람직하게 투입경로(26)를 경유하여 측면으로부터 주입쉘(1)을 통하고 주입경로(11)를 향하여 첨가된다. 일반적으로 이것은 도 5에 도시된 바와같이 열가소성 모재료에 대한 투입압출기(27)에 의하여 이루어진다. 열 경화성 모재료들은 예를들어 여기서는 도시되지 않은 펌프에 의하여 주입헤드로 투입될 수 있다. 요구사항들 또는 주입헤드의 사용에 따라 플라스틱 모재료는 투입경로(26)를 직접 경유하거나 또는 주입경로의 둘레에 걸쳐 플라스틱 모재료들의 고른 분배를 보증하기 위하여 공동의 압출과 유사한 용융체 분배 시스템을 경유하여 주입통로(11)로 투입될 수 있다. 수정된 나선심축 분배기들 또는 측면투입 다이들이 예컨데 용융체 분배시스템으로서 사용될 수 있다. 상응하는 용융체 분배시스템(18')이 공동압출다이(62)를 가지는 주입헤드의 변형예로서 도 4에 도시된다. 스프레더링(9')에서 직접 이 용융체를 주입경로(11)로 투입시키는 것은 주입품질에 있어서 유리할 수 있다. 플라스틱재료를 각각 투입노즐(18) 또는 (19)의 아래로 직접 투입하는 것은 전체의 주입경로(11)의 가입된 유출을 보증한다. 도 4에 도시된 주입헤드는 배출영역에서 이미 주입된 섬유가닥들(30)에 부가적인 플라스틱 층들을 적용하게 한다. 주입된 섬유가닥들(30) 둘레의 쉘층(31)은 투입경로(28)와 용융체 분배시스템(28')을 경유하여 적용된다. 주입된 섬유가닥들(30) 둘레의 코어층(32)은 투입경로(29)를 경유하여 주입헤드의 배출영역으로 이동한다. 여과기 몸체(33)가 펄투루드된 외형의 내부모양을 형성시킨다. 외부의 모양은 노즐(34)에 의하여 형성된다.

도 5는 긴섬유강화 외형을 제조하기 위한 설비를 나타내며, 여기서 플라스틱 매질(36)과 함께 주입헤드(35)에 의하여 미리 주입된 섬유가닥들(10,10')은 하우징(39)에서 혼합압출기(38)의 스쿠류들(37,37')로부터 직접 당겨진다. 이 경우에 있어서 섬유가닥들(10,10')은 스풀지지대(63)로부터 당겨진다. 섬유가닥들(10,10')을 주입헤드(35)로 당기기 전 이들은 가열기(40)에 의하여 미리 가열된다. 주입헤드(35)를 위한 플라스틱 모재료의 용융개발 및 계량을 투입압출기(27) 내에서 이루어진다. 압출되어질 외형(45)을 위한 폴리머재료(46)는 흡입하우징(42)으로의 그리고 혼합압출기(38)로의 계량장치(41)를 경유하여 첨가되고 하우징(43) 및 (44)내에서 점도상태가 변화된다. 플라스틱 모재료와 같이 미리 주입되고 혼합압출기(38)의 스쿠류(37,37')에 의하여 투입되는 섬유가닥들(10,10')은 그 다음 하우징(39)에서 폴리머재료(46)와 함께 유입된다. 변화된 폴리머 재료들(36) 및 (46)의 사용은 외형(45)의 압출을 위한 충분한 용융안정성에 대한 요구뿐만 아니라 섬유가닥들(10,10')을 주입시키기 위하여 가장 낮은 가능한 점도에 대한 요구사항을 고려할 것이다. 섬유가닥들(10),(10')의 분리와 폴리머 재료의 균질한 분배는 하우징(47) 내에서 이루어지며, 여기서 특별히 도시되지 않은 스쿠류요소들이 이들을 효과적으로 분배하기 위하여 사용된다. 이미 주입된 섬유가닥들(10,10')을 투입함으로써 섬유가닥들을 혼합하는 종래의 방식과 비교하여 상당히 유연하게 혼합시키는 것이 가능하다. 긴 섬유들로서 강화된 제품은 이어서 하우징(48)내에서 굽어질 수 있고 하우징(49)과 윤곽다이(50)를 통하여 배출될 수 있다. 보정과 스프레이 냉각(51)을 통한 압출된 외형의 냉각에 이어서 이 외형체는 배출유니트(52)로 이송되고 요구에 따라 바라는 길이로 톱(53)으로써 잘려진다. 여기서 중요한 장점들은 1차의 열로써의 생산, 보다 싼 원료폴리머들의 가능한 사용 그리고 발명에 따르는 주입헤드의 사용을 통한 섬유삽입체들의 개별적인 필라멘트들의 최적의 혼합과 젖음으로서 긴 섬유강화 삽입체들을 가지는 외형체의 압출등이다. 이것은 최적의 기계적 특성들과 우수한 표면품질을 가지는 제품들을 만들게 한다.

도 6은 도 4에서 주로 도시된 바와같이 발명에 따르는 주입헤드(35')의 사용으로 무한의 섬유강화 외형체들을 제조하기 위한 펄투루젼설비(64)를 나타낸다. 이 경우에 있어서 부가적인 쉘층(31) 및 코어츠(32)는 주입된 섬유가닥들(30) 둘레의 배출면 상에 있는 주입헤드(35')에 의하여 압출된다. 이것은 우수한 표면품질을 가지는 일정한 방향으로 강화된 펄투루젼 외형체(65)의 생산을 가능하게 한다.

도 7은 대체로 주입쉘(1)과 주입코어(2)로 구성된 발명에 따르는 주입헤드를 사용하여 무한의 섬유강화 샌드위치형 외형체들(66)을 제로하기 위한 펄투루젼설비(64')를 도시한다. 이 경우에 있어서, 코어의 외형(67)은 주입헤드를 통하여 역시 당겨지고 주입된 섬유가닥들(30)에 의하여 둘러싸인다.

임계표면들 간에 형성된 그리고 전송방향으로 임계표면들의 양면들 상에 때때로 이어지는 버팀요소들로 이루어지고, 섬유가닥들을 위한 투입면 상에 배열된 투입통로들과 모재료 및 주입된 섬유가닥을 위한 배출구를 가지는 모재료로서 플라스틱물질에 주입시키고 주입통로을 이루기 위하여 모재료 보다 더 높은 용융 또는 분해점을 가지는 특히 유리, 키본, 아라미드, 플락스 또는 폴리머섬유들의 섬유가닥들을 주입시키기 위한 장치

Claims

임계표면들간에 형성된 주입통로와 임계표면들의 양면상에 흐름방향으로의 확장요소들을 포함하고 흡입면상에 배열된 섬유가닥들과 모재료를 위한 투입경로들과 주입된 섬유가닥들을 위한 배출구 등을 가지며, 모재료로서 플라스틱 물질과 함께 섬유가닥들 특히, 유리, 카본, 아라미드, 플락스 또는 주입을 위하여 사용된 폴리머 재료보다 높은 용융 또는 분해점을 가지는 폴리머 매질 등을 주입시키기 위한 장치에 있어서,

임계표면들은 링형태의 간극(6)을 형성하기 위하여 연결대칭충(5)을 따라 주입통로(11)를 동심적으로 에워싸며, 여기서 내부 임계표면(69)은 주입코어(2)에 의하여 형성되고 외부임계표면(70)은 주입쉘(1)에 의하여 형성되며 이 주입쉘(1)이 주입코어(2)를 완전히 둘러싸는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

주입쉘(1)과 주입코어(2)는 선택적인 다수의 개별모듈들(54,55,56,57 또는 58,59,60,61)로 부터의 모듈설계로서 구성되어 지는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

주입쉘(1)과 주입코어(2)는 가열장치(3,4)와 함께 제공되어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항중 어느 하나의 항에 있어서,

주입쉘(1)과 주입코어(1)사이에 형성된 링형태 간극(6)의 외형이 흐름 방향(7)으로 단계별로 감소되는 것을 특징으로 하는 장치.
제4항에 있어서,

스프레더 링들(9,9')과 유사하게 형태가 진 스프레더 요소들이 주입쉘(1)과 주입코어(2)의 각 단계들(8,8')에 위치되어지는 것을 특징으로 하는 장치
제5항에 있어서,

스프레더 링(9,9')은 주입쉘(1)과 주입코어(2)에 직접 결합되어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서,

스프레더 링들(9,9')은 변위가능하게 주형된 부품들로서 주입쉘(1)과 주입코어(2)로 삽입되어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서,

변위가능한 스프레더 링(9,9')이 내마모성 세라막재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

주입코어(2)의 축위치는 주입쉘(1)의 위치에 따라서 조정되어 질 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서,

축 위치는 주입쉘(1)과 주입코어(2)의 플랜지(13)사이에 있는 다른 높이의 스페이서 링들(12)을 통하여 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제10항중 어느 하나의 항에 있어서,

변위가능한 주형부품(14)이 주입코어(2)의 종부에서 배출면상에 설치되어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서,

주형부품(14)은 바깥임계벽(70)과 함께 보정노즐(14')을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항내지 제12항중 어느 하나의 항에 있어서,

주입코어(2)는 흡입구들(17)을 가지며, 이것들은 흡입면 전면부(16)의 원주둘레에 분포되어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서,

이들 흡입구들(17)은 주입코어(2)의 전면부(16)에 직접 결합되어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제13항에 있어서,

흡입구들(17)은 개별적인 변위가능한 투입노즐들(18,19)로서 전면부로 삽입되어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제15항에 있어서,

투입노즐(18,19)은 내마모성의 세라믹으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

섬유가닥(10,10')을 주입시키기 위한 모재료가 주입쉘(1)을 통하여 주입경로(11)로 측면으로부터 들어가는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

주입경로(11)의 원주를 가로지르는 고른분배를 위하여 모재료는 주입경료(11)에 연결된 용융체 분배 시스템(28')을 경유하여 위치되어지는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

모재료는 스프레더 링들(9')중의 하나를 통하여 직접 첨가되어 이것이 링 형태의 간극으로 흐르는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

투입경로(29)는 코어층(32)의 공동압출을 위하여 주입코어(2)로 결합되어지며, 여기서 투입경로(29)는 변위기 몸체(33)둘레에 고르게 모재료를 분배시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,

용융체 분배시스템(28')으로 들어가는 투입경로(28)는 쉘층(31)의 공동압출을 위하여 주입헤드 배출면에 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
선행항들중 하나의 하에 따르는 주입장치를 사용하여 긴섬유강화플라스틱 물질을 만들기 위한 방법에 있어서,

주입헤드는 단일스쿠류 또는 이중 스쿠류압출기에 연결되며, 이것으로써 주입헤드내에 미리 주입된 섬유가닥들이 압출기로 투입되고 점성의 플라스틱물질로 혼합되어지는 것을 특징으로 하는 방법.
선행항들중 하나의 항에 따르는 주입장치를 사용하여 일정한 방향의 섬유강화외형체를 제조하기 위한 방법에 있어서,

주입헤드가 플투루젼설비(64)에 연결되어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서,

비강화된 또는 섬유강화된 플라스틱물질의 부가적인 공동압출코어 및 쉘층들(31,32)이 선행하는 항들 중의 하나에 따르는 주입장치를 사용함으로써 적용되어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서,

섬유가닥들에 의하여 싸여지는 부가적인 재료(67)는 주입코어(2)의 중심부를 통하여 역시 당겨지는 것을 특징으로 하는 방법.
제25항에 있어서,

싸여지는 부가적인 재료(67)는 거품코어인 것을 특징으로 하는 방법.
제23항에 있어서,

섬유강화 외형체는 그 다음 단계에서 입자들로 절단되며, 여기서 다수의 개별적인 강화섬유의 필라멘트들이 열가소성물질을 위하여 매질내에 평행하게 배열되고 섬유길이는 입자길이와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.