KR100365882B1 - 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱 성형품의 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 직물지를 이용하여 유리섬유강화플라스틱 성형품의 표면을 쉽게 처리하는 방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 유리섬유강화플라스틱(이하, "FRP"라고 한다) 성형품을 만들거나 부품의 제작시 접합을 용이하도록 하기 위해 샌딩(Sanding)이 요구되는 표면에 미리 FRP 표면 처리용 직물지를 소정의 크기로 잘라 붙인후, 수지를 직물지의 내부로 함침시키고,경화 완료후 FRP 성형품으로부터 직물지를 분리하면, 그 FRP성형품의 표면에는 FRP 성형품 상호 간의 접합을 용이하게 하는 미세한 엠보스부가 형성되게 한 것에 의해, 종래 FRP 표면을 연마기(Grinder)로 연마하던 공정을 생략할수 있고, 그 결과 연마작업 공정의 감소에 따른 제조 원가의 절감으로 생산성을 극대화 할수 있고, 또 연마 작업에 따른 분진 발생이 없게되어 작업 환경이 개선되는 효과가 있다.

Description

직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱 성형품의 표면처리 방법{FRP Surface Treating Process For a fabric}

본 발명은 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱 성형품의 표면처리 방법에 관 한 것으로, 특히 FRP 성형품 상호간의 접합을 위해 연마(Sanding)가 요구되는 표면에 미리 FRP 표면 처리용 직물지를 소정의 크기로 잘라 붙인후, 수지를 직물지의 내부로 함침시키고,경화 완료후 FRP 성형품으로부터 직물지를 분리할 수 있도록 한 것에 의해, FRP 성형품의 표면에는 접합을 용이하게 하기 위한 미세한 엠보싱부가 형성되게 한 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱 성형품의 표면처리 방법에 관 한 것이다.

범용으로 쓰이는 FRP(FIBER GLASS REINFORCED PLASTIC)는 유리 섬유를 보강재로 사용하고 열 가소성 수지로 성형한 복합재료로서 가공이 쉬우며 가볍고 튼튼하여 산업 전반에 널리 쓰이고 있으나, FRP 성형품을 제작하거나 부품의 제작으로 상호간에 접착이 필요로 될 때에는 가공 작업시의 표면의 접착력을 증대 시키기위해 그라인더 등에 의한 연마 작업을 통해 표면 처리를 실시 한 후 접합 작업을 하고 있음은 주지된 사실이다. 이에 대한 일예를 도 1에 표시하였다. 도 1은 기존 FRP 성형품(관)을 접합하는 방법을 나타낸 도면이다.

도면에 일예로 표시한 FRP 관들(1a,1b)는 물론, 기타 판상의 다른 FRP 성형품들은 물성(物性)특성상 표면이 매끄럽게 된 구조로 인해 접합력이 약화는 문제가 있기 때문에 예컨대, FRP관들(1a,1b)을 도 1의 표시와 같이, 상호 접합을 하려고하는 경우에는 접착력 증대를 위해 접합하고자 하는 부위 만을 그라인더 등으로 연마하여 조악(粗惡)한 표면을 이루게 한 후, 별도의 접합부재(2)를 사용하여 접합하고 있다.

그러나 기존의 연마 작업은 작업 시간이 오래 걸릴뿐만 아니라 FRP 표면의 연마시 발생되는 아주 미세한 유리가루가 작업장에 비산되어 작업자의 건강 및 작업 환경을 악화 시키는 주요한 원인이 되는 폐단이 있다.

또 연마 작업은 FRP 성형 품들의 가공 작업시 작업 공정수를 증대 시키는 결과를 초래하여 전체적으로 생산성을 저하시키는 요인이되게 하고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 제반 결점들을 해소하고, FRP 성형품의 성형 시 어느 표면 일 부위에는 접착력을 증대 시키는 규칙적이고 조밀한 엠보싱부를 형성되게 하여, FRP 성형품의 접합 작업을 함에 있어 작업 환경 및 작업 성이 향상되게 한 직물을 이용한 유리섬유 강화 플라스틱 성형품의 표면처리 방법을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성 하기 위해 본 발명의 직물을 이용한 유리섬유 강화 플라스틱 성형품의 표면처리 방법은 청구항 1의 발명과 관련된 FRP 성형품 제조용 스테인레스 스틸재 모울드를 준비하는 단계와, 상기 모울드의 외표면 일 부위에 1mm이하의 얇은 두께로 수지물질을 도포하기 위한 단계와, 상기 수지층 위에 직물지를 덮은 후 그 직물지의 표면을 문지름에 의해 직물 지의 내부로 수지가 스며들도록 하기 위한 단계와, 상기 직물지 위에 소정의 두께로 FRP 물질을 도포하기 위한 단계를 포함하고,상기 FRP 물질의 경화후 상기 모울드와 직물지를 FRP 성형 품으로부터 분리함에 의해, 상기 FRP 성형품의 내 표면에는 상기 직물지에 상응하는 조밀한 구조의 엠보싱부가 형성되게 한 것을 특징으로한다.

또한 본 발명의 직물을 이용한 유리섬유 강화 플라스틱 성형품의 표면처리 방법은 청구항 6의 발명과 관련된 FRP 성형품 제조용 스테인레스 스틸재 모울드를 준비하는 단계와, 상기 모울드에 의해 성형되는 FRP 성형품의 외표면 일 부위에 직물지를 위치하는 단계와, 상기 직물지의 표면을 문지름에 의해 직물 지의 내부로 FRP 물질이 잘 스며들도록 하기 위한 단계와, 상기 직물지의 위에 1mm이하의 얇은 두께로 수지물질을 도포하기 위한 단계를 포함하고,상기 FRP 물질의 경화후 그 FRP 성형품으로부터 상기 직물지와 아울러 수지층을 분리함에 의해, 상기 FRP 성형품의 외 표면에는 상기 직물지에 상응하는 조밀한 구조의 엠보싱부가 형성되게 한 것을 특징으로 한다.

상기에서 직물지는 폴리에스테르사, 나일론사 및 폴리에스테르사의 합성사에 의해 평직으로 직조된 것임을 사용함이 바람직하다.

또한 상기 직물지는 번수는 140 ~ 180denier이고, 인장강도는 40㎏f ~ 60㎏f인 것을 사용함이 바람 직하다.

또한 상기 직물지는 두께는 0.15 ~ 0.20mm이고, 밀도는 100올/5cm ~ 140올/5cm 인 것을 사용함이 바람 직하다.

또 상기 직물지의 융점은 150도 이상이고, 등적 흡수율은 15 ~ 20%임이 바람 직하다.

도 1은 기존 FRP 성형품을 접합하는 방법을 나타낸 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 직물을 이용한 FRP 성형품의 표면처리 방법을 나타낸 사시도이고,

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 방향에 따른 단면도이고,

도 4는 도 3의 방법에 의하여 내 표면이 엠보싱 처리된 상태를 나타낸 도면이고,

도 5는 본 발명에 따른 직물을 이용한 FRP 성형품의 표면처리 방법의 또 다른 예를 나타낸 사시도이고,

도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ선 방향에 따른 단면도이고,

도 7은 도 6의 방법에 의하여 외 표면이 엠보싱 처리된 상태를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 성형 모울드 20,120 : 수지물질

30,130 : 직물지 40,140 : FRP 물질

50,150 : FRP 관 60,160 : 엠보스부

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱 성형품의 표면처리 방법의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 직물을 이용한 FRP 성형품의 표면처리 방법의 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 방향에 따른 단면도이고, 도 4는 도 3의 방법에 의하여 내 표면이 엠보싱 처리된 상태를 나타낸 도면이다.

이하의 실시 예는 FRP관에 본 발명에 따른 방법을 적용하여 내 표면을 처리하는 공정을 나타낸 것이다.

먼저 스테인레스 스틸재의 FRP 관(管) 제조용 모울드(10)를 준비한다. 상기 모울드(10)은 일반적인 것을 사용하는 것이므로 본 실시 예에서는 별도의 구체적인 설명은 생략한다.

상기 모울드(10)의 외표면 일 부위 즉, 단부의 표면에는 적어도 1mm이하의 얇은 두께로 수지 물질(20)을 도포한다. 수질 물질(20)의 도포는 보통의 로울러(미도시)를 이용하여 도포한다.

상기 모울드(10)표면에 도포된 상기 수지 물질(20)의 위에는 사전에 소정의 크기 즉, 상기 모울드(10)의 내부 둘레를 따라서 덮을 수 있는 크기로 절단한 직물지(30)을 덮은 후, 그 직물지(30)의 표면을 상기 수지물질(20)의 도포시 사용한것과 동일의 로울러를 사용하여 문질러서 상기 직물지(30)의 내부로 수지 물질이스며들도록 한다. 상기 로울러의 롤 작업은 상기 직물지(30)의 내부로 수지 물질 (20)이 충분히 함침될때 까지 실시한다.

상기 직물지(30)의 내부로 수지 물질(20)이 함침된 것이 확인되면, 상기 직물지(30)위에 필요로 하는 두께 만큼의 FRP 물질(40)을 도포한다.

상기 FRP 물질(40)을 도포 후 일정 시간의 방치하여 경화한 후, 상기 모울드(10)을 분리한다. 상기 모물드(10)의 분리 방법은 일반적인 기술이므로 본 실시 예에서 구체적인 설명은 생략한다. 상기 모울드(10)을 분리하게 되면, 도 4의 표시와 같이 FRP관(50)만이 남게되고, 또한 상기 FRP관(50)의 내부로는 직물지(30)이 보이는 상태로 있게 된다. 따라서 필요시 상기 직물지(20)을 FRP 관(50)으로부터 분리하면, 상기 FRP관(50)의 내 표면에는 상기 직물지(30)의 조직에 상응하는 조밀한 구조의 엠보싱부(60)이 형성된다(도 4참조). 상기 엠보싱부(60)가 상기 FRP 관(50)을 상호 접합하는데에 큰 접착력을 갖게 하는 특성을 발휘한다. 본원 발명의 방법이 적용되는 상기 FRP관(50)은 적어도 작업자가 들어가서 작업을 할 수 있는 크기의 직경을 갖는 관에 적용되는 것이며, 상기 직물지(30)은 보통시에는 상기 FRP 성형관(50)에 그대로 있게되며, 접합 작업의 필요가 있을 때에 상기 FRP관(50)으로부터 상기 직물지(30)만을 당기면 테이프 처럼 쉽게 분리할 수 있게 된다. 상기 직물지(30)의 분리를 쉽게하기 위하여 상기 FRP관(50)의 표면 처리 작업시 상기 직물지(30)단부의 일부위 만을 외부로 노출되게 할수도 있다.

상기에서 직물질(30)의 재질은 폴리에스테르 또는 나일론 원사 혹은 폴리에스테르 및 나일론 원사의 합성사 중 어느 하나의 원사가 적정하며, 이 원사를 이용하여 평직형태로 직조한 것이 균일한 표면을 얻을수 있다. 또 상기 직물지(30)의 손상을 방지하기 위하여 인장강도는 KS K 0520 시험법에 의해 40kgf ~60kgf의 범위를 유지함이 바람 직하다. 또 상기 직물지(30)의 등적흡수율은 KS K 0339시험법에 의해 대략 15% ~ 25%정도가 바람직하다. 그 이하는 왁스 흡수에 문제가 있으며, 그 이상은 너무 많은 수분을 함유하여 함침에 문제가 될수있다. 또한 상기 직물지(30)의 두께는 KS K 0506시험법에 의해 0.15㎜ ~0.20㎜가 적정하다. 0.20㎜ 이하는 이형시 손상될 염려가 있으며 FRP 관(50)표면의 엠보싱 부(60)의 골이 낮아 접착력의 저하요인이 되고, 0.15㎜ 이상일 경우에는 재료값 상승 및 조밀한 구조의 표면을 얻을수가 없다. 또 직물지(30)의 밀도는 KS K 0511 시험법에 의해 100올/5㎝ ~ 140올/5㎝이 적정하다. 밀도가 크면 그 FRP관(50)의 표면에 엠보싱부(60)의 형성이 안될 염려가 많고, 밀도가 작으면 조밀한 구조의 표면을 얻을수 없다.또한 상기 직물지의 번수는 KS K 0415 시험법에 의해 140denier ~ 180denier가 적정하다. 번수가 크면 상기 FRP관(50)의 표면에 엠보싱부(60)의 형성이 안될 염려가 있고, 반대로 번수가 작으면 조밀한 구조의 표면을 얻을수 없다. 또한 직물지(30)의 융점은 150도 이상 이 적정하다. 융점이 낮으면 FRP관(50)의 경화시 발열 온도가 최대 120도 가까이 상승하므로 직물지의 변형을 가져올수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 직물을 이용한 FRP 성형품의 표면처리 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ선 방향에 따른 단면도이고, 도 7은 도 6의 방법에 의하여 외 표면이 엠보싱 처리된 상태를 나타낸 도면이다. 상기 일 실시 예와 같은 부분에 대해서는 중복 설명을 피하기 위해 동일 부호로서 표시 하였다. 본 실시예는 FRP관의 외 표면에 본 발명에 따른 방법을 적용하여 표면을 처리하는 공정을 나타낸 것이다.

먼저 상기 일시예와 같이, FRP 관 제조를 위한 스테인레스 스틸재 모울드 (10)을 준비한다. 상기 모울드(10)역시 상기 일 실시예와 같은 일반적인 것을 사용한 것이므로 본 실시 예에서는 별도의 구체적인 설명은 생략한다.

상기 모울드(10)의 주위로는 후술하는 FRP관(150)을 성형할 수 있게, 필요로 하는 두께 만큼의 FRP 물질(140)을 도포한다.

상기 모울드(10)의 주위로는 필요로 하는 두께 만큼의 FRP 물질(140)을 도포한 후에는, 그 도포된 FRP 물질(140)외 표면의 일 부위에는 소정의 크기 즉, 상기 FRP물질(140)의 둘레에 걸쳐서 덮을 수 있는 크기로 절단한 직물지(130)을 덮는다.

상기 직물지(130)의 표면을 상기 일 실시예에서 사용한바와 같은 로울러(미도시)를 사용하여 문지름에의해 상기 직물지(130)의 내부로 FRP 물질(140)이 잘 스며들도록 한다.

상기 직물지(130)의 위에는 1mm 이하의 얇은 두께로 수지물질(120)을 도포한다. 상기 수지물질(120)의 도포 방법은 상기 일 실시 예에서와 같이 로울러를 사용한다.

상기 수지물질(120)의 도포후 소정 시간 동안 자연 방치함에 의해 상기 FRP 물질(140)의 경화됨이 확인되면, 상기 모울드(10)의 분리에 의해 도 7의 표시와 같은 FRP 관(150)을 얻게 되며, 상기 FRP 관(150)의 외부에 위치되어 있는 상기 직물지(130)와 아울러 수지 물질(120)을 분리하면, 도 7의 표시와 같이 상기 FRP관 (150)의 외 표면에는 상기 일 실시예에서 처럼 상기 직물지(130)의 조직에 상응하는 접착력을 증대 시키는 조밀한 구조의 엠보싱부(160)가 형성된다.

상기에 사용된 직물지(130)역시 상기 일 실시예에서와 동일하여 별도의 구체적인 설명은 생략 한다.

상기 실시 예에서는 본 발명의 방법을 관에 적용되는 경우를 일 예로들어 설명하였으나, 그 밖의 모든 FRP성형 품 예컨대, 정화조, 판(板) 등에도 본 발명이 쉽게 적용됨을 상기 실시 예들로부터 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, FRP 성형품의 성형시 어느 표면 일 부위에는 접착력을 증대 시키기 위한 엠보싱 조직의 표면처리를 한 것에 의해, 기존의 그라인더로 연마하는 FRP 성형품의 표면에 비하여 매우 조밀하고 규칙적인 표면처리를 할 수 있는 효과가 있고, 또 기존의 연마과정에서 발생되는 분진 등의 발생을 없게 하여 보다 쾌적한 작업 환경을 만들수 있게 되는 효과가 있고, 또 연마 공정의 생략으로 FRP 성형품의 접합 작업이나 가공 작업시에 있어서 작업 시간이나 노동력을 줄일수가 있어서 그 만큼 생산성을 높일수 있게 된다고 하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명에 따른 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱 성형품의 표면처리 방법의 구체적인 기술을 첨부도면과 같이 설명하였지만, 이는 본 발명에서 가장 바람직한 실시예 만을 일예로들어 설명한 것으로, 이 기술 내용이 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명에 따른 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱 성형 품의 표면처리 방법은 청구범위를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형 및 모방할 수 있음은 당 분야의 통상의 지식을 가진자라고 하면 쉽게 이해 할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. FRP 성형품 제조용 스테인레스 스틸재 모울드를 준비하는 단계;

   상기 모울드의 외표면 일 부위에 1mm이하의 얇은 두께로 수지물질을 도포하기 위한 단계;

   상기 수지층 위에 직물지를 덮은 후 그 직물지의 표면을 문지름에 의해 직물 지의 내부로 수지가 스며들도록 하기 위한 단계; 및

   상기 직물지 위에 소정의 두께로 FRP 물질을 도포하기 위한 단계를 포함하고,상기 FRP 물질의 경화후 상기 모울드와 직물지를 FRP 성형 품으로부터 분리함에 의해, 상기 FRP 성형품의 내 표면에는 상기 직물지에 상응하는 조밀한 구조의 엠보스부가 형성되게 한 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱의 표면처리방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 직물지는 폴리에스테르사, 나일론사, 폴리에스테르사 및 나일론 사의 합성사중 어느 하나의 원사에 의해 평직으로 직조된 것임을 특징으로하는 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱의 표면처리방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직물지의 번수는 140 ~ 180denier, 두께는 0.15 ~ 0.20mm, 밀도는 100올/5cm ~ 140올/5cm임을 특징으로하는 유리섬유강화플라스틱의 표면처리방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직물지의 인장강도는 40㎏f ~ 60㎏f임을 특징으로하는 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱의 표면 처리방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직물지의 융점은 150도 이상이고, 등적 흡수율은 15 ~ 20%임을 특징으로하는 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱의 표면 처리방법.
6. FRP 성형품 제조용 스테인레스 스틸재 모울드를 준비하는 단계;

   상기 모울드에 의해 성형되는 FRP 성형품의 외표면 일 부위에 직물지를 위치하는 단계;

   상기 직물지의 표면을 문지름에 의해 직물 지의 내부로 FRP 물질이 잘 스며들도록 하기 위한 단계; 및

   상기 직물지의 위에 1mm이하의 얇은 두께로 수지물질을 도포하기 위한 단계를 포함하고,상기 FRP 물질의 경화후 그 FRP 성형품으로부터 상기 직물지와 아울러 수지층을 분리함에 의해, 상기 FRP 성형품의 외 표면에는 상기 직물지에 상응하는 조밀한 구조의 엠보스부가 형성되게 한 직물을 이용한 유리섬유강화플라스틱의 표면처리방법.