KR101384996B1

KR101384996B1 - 구조 보강용 유리 섬유 코드

Info

Publication number: KR101384996B1
Application number: KR1020130126984A
Authority: KR
Inventors: 이기영
Original assignee: 이기영
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2014-04-15

Abstract

본 발명은 구조 보강용 유리 섬유 코드에 관한 것으로서, 몰드 내에서 구조 보강을 위해 설치되는 복수의 유리 섬유 가닥들을 직조된 보강 표피로 잡아 고정하도록 하여 유리 섬유 가닥들의 흐트러짐을 방지함과 아울러 유리 섬유 내에 프리텐션(Pretension)이 인가된 상태를 보강 표피는 잡아 고정하도록 함으로써 섬유 강화 플라스틱 구조체 내에 설치된 유리 섬유들의 프리텐션 효과를 통해 구조를 보강할 수 있으며, 보강 표피를 이루는 상기 보강 섬유 가닥들이 기설정된 크기의 틈새를 이루며 직조되도록 함으로써 몰드내 성형 수지를 채워 섬유 강화 플라스틱 구조체를 성형하는 과정에서 유리 섬유 가닥들 사이의 성형 수지 함침율을 향상시킴과 아울러 몰드내 기포 발생률을 줄여 구조체의 구조 보강 효과를 향상시킬 수 있고, 유리 섬유 코어를 이루는 유리 섬유 가닥들의 중심에 다공성 튜브를 삽입하여 상기한 다공성 튜브를 통해 구조체 성형 과정에서 성형 수지가 다공성 튜브를 타고 흘러 들어 유리 섬유 가닥들 사이의 수지 함침율을 높일 수 있도록 하는 효과를 갖도록 한다.

Description

구조 보강용 유리 섬유 코드{Glass Fiber Code For Structural Strengthening}

본 발명은 구조 보강용 유리 섬유 코드에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 복수의 유리 섬유 가닥들을 직조된 보강 표피로 잡아 고정하도록 하여 구조 보강을 위해 유리 섬유들을 몰드 내의 설치시 유리 섬유 가닥들의 흐트러짐을 방지하여 배열 직진성을 향상시킴과 아울러 구조체 내에서 유리 섬유들에 의한 프리텐션 효과를 높일 수 있는 구조 보강용 유리 섬유 코드에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 유리 섬유(Glass Fiber)는 규산염을 주성분으로 하는 유리를 용융하여 섬유 모양으로 가공한 것을 의미한다.

유리 섬유는 인장 강도, 굴곡성, 내마모성(耐磨耗性)은 일반적으로 가늘수록 우수하나 코스트가 높아지기 때문에 지름이 11~13㎛인 것들이 주로 사용된다.

한편, 상기한 유리 섬유는 섬유 강화 플라스틱(FRP; Fiber Reinforced plastics)을 이용한 구조체의 구조 보강용 재료로 주로 많이 사용된다.

상기한 섬유 강화 플라스틱(FRP)은 유리 섬유 코드를 철근콘크리트에서의 철근의 역할처럼 수지의 성질을 강화하여 뛰어난 기계적 특성과 플라스틱의 내식성 및 성형성을 갖는다.

따라서, 섬유 강화 플라스틱(FRP)은 다른 공업재료와는 달리 여러 가지 성형법이 실용화 되어 있기 때문에 생산량에 적합한 성형법을 택할 수 있고, 대형 제품의 일체 성형도 가능하여 최근 들어 보다 넓은 응용 범위가 모색되고 있는 실정이다.

그러나, 섬유 강화 플라스틱을 이용한 구조체를 성형하는 과정에서 구조 보강을 위한 성형 몰드 내에 유리 섬유 가닥들을 다발 형태로 배열하는 과정이 필수 적이나 가는 유리 섬유 가닥들을 일일이 다발 형태로 배열하는 것이 쉽지 않을 뿐만 아니라 몰드 내에서 배열된 유리 섬유 가닥들 사이에 불규칙한 틈새가 발생하게 되어 수지 성형 과정에서 몰드 내에 공기입이 발생하여 들뜸에 의한 강도 저하를 야기하게 되는 문제점을 갖는다.

또한, 종래 상기한 유리 섬유 가닥들을 배열 과정을 좀더 쉽게 하기 위해 다발 형태로 수지 내에 함침시켜 고정하게 되는데 이때, 복수의 유리 섬유 가닥들에 대한 추가적인 수지 함침 과정을 거쳐야 하기 때문에 제조 단가가 상승하고 제조 효율을 저하시키게 되는 단점을 갖는다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 복수의 유리 섬유 가닥들을 직조된 보강 표피로 감싸 고정하도록 하여 구조체의 구조 보강을 위해 유리 섬유들 몰드 내에 설치시 유리 섬유 가닥들의 흐트러짐을 방지하여 배열 직진성을 향상시킴과 아울러 구조체 내에서 유리 섬유들에 의한 프리텐션 효과를 유지하여 구조체의 구조 보강 효과를 얻을 수 있도록 하는 구조 보강용 유리 섬유 코드를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구조 보강용 유리 섬유 코드는, 복수 가닥의 유리 섬유들을 길이 방향을 따라 서로 나란하게 배열하여 형성하는 유리 섬유 코어; 및 복수 가닥의 보강 섬유들을 서로 직조하여 상기한 유리 섬유 코어를 이루는 상기 유리 섬유 가닥들을 감싸며 잡아 고정하는 보강 표피;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보강 표피는 상기 보강 섬유 가닥들이 이루는 그물코가 기설정된 크기의 틈새를 이루며 서로 직조되도록 형성되는 것이 바람직하며, 특히 25 내지 50 메쉬(Mesh) 범위 이내로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 보강 표피가 씌워져 이루는 최대 직경은 3mm 내지 10mnm 범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보강 섬유는 유리 섬유사, 폴리에스터(Polyester) 섬유사, 면사, 비닐에스터(Vinylester) 섬유사 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유리 섬유 코어의 중심부에서 길이 방향을 따라 배열되는 다공성 튜브가 더 구비되며, 상기 다공성 튜브의 직경은 0.5mm 내지 1mm 범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 구조 보강용 유리 섬유 코드에 따르면 복수 가닥의 유리 섬유들이 길이 방향을 따라 서로 나란하게 배열되도록 하여 유리 섬유 코어를 형성하고, 유리 섬유 코어의 외주면을 감싸도록 복수 가닥의 보강 섬유들을 서로 직조하여 만든 보강 표피로 씌워 상기한 유리 섬유 가닥들을 잡아 고정하도록 함으로써, 구조 보강을 위해 몰드 내에 배열되는 복수의 유리 섬유 가닥들의 흐트러짐을 방지하여 유리 섬유 가닥들의 배열 직진성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 구조 보강용 유리 섬유 코드에 따르면 구조 보강을 위해 배열되는 유리 섬유들 내에 프리텐션(Pretension)이 인가된 상태를 상기한 보강 표피로 잡아 유지시키도록 함으로써, 섬유 강화 플라스틱 구조체 내에 설치된 유리 섬유들의 프리텐션 효과를 통해 구조체를 보강할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 구조 보강용 유리 섬유 코드에 따르면 보강 표피를 이루는 상기 보강 섬유 가닥들이 기설정된 크기의 틈새를 이루며 직조되도록 함으로써, 몰드내 성형 수지를 채워 섬유 강화 플라스틱 구조체를 성형하는 과정에서 유리 섬유 가닥들 사이의 성형 수지 함침율을 향상시킴과 아울러 몰드내 기포 발생률을 줄여 구조체의 구조 보강 효과를 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 구조 보강용 유리 섬유 코드에 따르면 유리 섬유 코어를 이루는 유리 섬유 가닥들의 중심에 다공성 튜브를 삽입하여, 상기한 다공성 튜브를 통해 구조체 성형 과정에서 성형 수지가 다공성 튜브를 타고 중심부로 흘러 들어 유리 섬유 가닥들 사이의 수지 함침율을 높일 수 있도록 하는 효과를 갖도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구조 보강용 유리 섬유 코드를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 구조 보강용 유리 섬유 코드의 부분 절개 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 구조 보강용 유리 섬유 코드의 측단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라서 본 구조 보강용 유리 섬유 코드의 정단면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구조 보강용 유리 섬유 코드를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 구조 보강용 유리 섬유 코드의 부분 절개 사사도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 잘라서 본 정단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구조 보강용 유리 섬유 코드를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 구조 보강용 유리 섬유 코드의 부분 절개 사시도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 구조 보강용 유리 섬유 코드의 측단면도이며, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라서 본 구조 보강용 유리 섬유 코드의 정단면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 구조 보강용 유리 섬유 코드(1)는 유리 섬유 코어(10) 및 상기 유리 섬유 코어(10)의 외주면을 감싸는 보강 표피(20)를 포함하여 구성된다.

여기서, 유리 섬유 코어(10)는 복수의 유리 섬유 가닥들(11)을 길이 방향을 따라 서로 나란하게 배열되도록 하여 형성된다.

그리고, 보강 표피(20)는 복수 가닥의 보강 섬유들(21)을 서로 직조하여 상기한 유리 섬유 가닥들(11)이 이루는 상기 유리 섬유 코어(10)의 외주면을 감싸며 유리 섬유 가닥들(11)을 잡아 고정하도록 형성된다.

본 실시예의 상기한 구조 보강용 유리 섬유 코드(1)는 유리 섬유 보빈들로부터 풀려 나온 각각의 유리 섬유 가닥들(11)을 모아 하나의 다발을 이루며 직조기를 중심을 통과하도록 하고, 그 주변에 설치되는 복수의 보강 섬유 보빈들로부터 풀려 나온 각각의 보강 섬유들(21)이 직조기를 통해 통과하고 있는 유리 섬유 다발들의 외주면에 감싸며 서로 짜여 직조되도록 하여 제조된다.

이처럼, 유리 섬유 코어(10)를 이루는 복수의 유리 섬유 가닥들(11)을 직조된 보강 표피(20)로 잡아 고정하도록 함으로써, FRP 그레이팅(Grating)과 같이 섬유 강화 플라스틱 구조체를 성형하는 과정에서 성형 몰드 내에 복수의 유리 섬유 가닥들을 다발 형태로 배열하는 과정에서 유리 섬유 가닥들(11)의 흐트러짐을 방지하고 스피너 등을 이용한 성형 몰드내 배열 직진성을 높여 결국 구조체의 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.

여기서, 상기 보강 표피(20)를 형성하는 보강 섬유들(21)을 기설정치 이상의 강도와 함께 짜임을 위한 직조성이 우수하도록 유리 섬유 코어와 동일한 유리 섬유나 또는 폴리에스터(Polyester) 섬유사, 면사, 비닐에스터(Vinylester) 섬유사 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.

또한, 유리 섬유 코어(10)를 이루는 복수의 유리 섬유 가닥들(11)을 직조된 보강 표피(20)로 잡아 고정함으로써, 유리 섬유를 통한 구조체의 구조 보강 효과를 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 종래 복수의 유리 섬유 가닥들(11)의 강도 및 배열 효과를 높이기 위해 수지에 함침시켜 굳히는 수지 함침 과정들을 생략할 수 있어 추가적인 생산성 향상 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 직조된 보강 표피(20)를 이용해 유리 섬유 코어(10)를 이루는 복수의 유리 섬유 가닥들(11)에 프리텐션을 인가한 상태로 잡아 고정 및 유지시킬 수 있도록 함으로써, 섬유 강화 플라스틱을 이용한 구조체 내에서 유리 섬유의 프리텐션 효과를 통해 구조 보강 효과를 높일 수 있게 된다.

한편, 상기 보강 표피(20)는 상기 보강 섬유 가닥들(21)을 들실 가닥(22)과 날실 가닥(23)이 서로 교차하며 직조되도록 하되, 유리 섬유 코드(1)가 배열된 몰드 내부를 진공 상태로 수지를 채워 섬유 강화 플라스틱 구조체를 성형하는 과정에서 성형 수지가 유리 섬유 코어(10)를 이루는 유리 섬유 가닥들(11) 사이 사이로 잘 스며들 수 있도록 상기 보강 섬유 가닥들(21)이 그물코가 기설정된 크기 이상의 틈새를 이루며 서로 직조되어 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 구조체 보강용 유리 섬유 코드(1)는 보강 표피(20)가 유리 섬유 코어(10)가 씌워져 이루는 최대 직경은 3mm 내지 10mnm 범위 이내로 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 이때 보강 표피(20)는 25 내지 50 메쉬(Mesh) 범위 이내로 그물코의 틈새를 이루며 보강 섬유 가닥들(21)이 서로 직조되어 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 구조체 보강용 유리 섬유 코드(10)의 직경이 3mm 미만인 경우 보강 표피(10)로 유리 섬유 가닥들(11)을 감싸 보강하는 비용 대비 구조체의 구조 보강 및 프리텐션 효과가 저하되다.

그리고, 구조체 보강용 유리 섬유 코드(10)의 직경이 10mm 초과인 경우 몰드내 성형 수지를 채워 섬유 강화 플라스틱 구조체를 성형하는 과정에서 성형 수지의 함침율을 저하시킴과 아울러 몰드내 기포 발생률을 높여 구조체의 구조 보강 효과를 저하시키게 되는 단점을 가지게 된다.

또한, 보강 표피(20)가 25 메쉬 미만인 경우 전술한 바와 같이 수지 함침율을 저하시킴과 아울러 기포 발생률을 높여 구조 보강 효과를 저하시키게 되고, 50 메쉬 초과인 경우 수지 함침율을 높일 수는 있으나 상반되게 유리 섬유 가닥들(11)을 잡아 고정하는 효과를 저하시켜 결국 구조체 내의 구조 보강 및 프리텐션 효과를 저하시키게 되는 단점을 가지게 된다.

이하, 본 발명의 구조 보강용 유리 섬유 코드에 대한 다른 실시예를 첨부한 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하되, 전술한 제1 실시예와 비교하여 동일 및 유사 구성에 대해서는 동일 참조 부호를 사용하고 이에 대한 반복적인 설명은 생략하도록 한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구조 보강용 유리 섬유 코드를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 구조 보강용 유리 섬유 코드의 부분 절개 사사도이며, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 잘라서 본 정단면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 구조 보강용 유리 섬유 코드(100)는, 전술한 제1 실시예와 비교하여, 유리 섬유 가닥들(11)이 배치되는 유리 섬유 코어(10) 중심을 지나도록 길이 방향을 따라 다공성 튜브(30)가 더 배열되는 구성의 차이를 갖는다.

이처럼, 본 실시예의 구조 보강용 유리 섬유 코드(100)는 유리 섬유 코어(10)를 이루는 유리 섬유 가닥들(11) 중심에 다공성 튜브(30)를 삽입함으로써, 유리 섬유 코드(100)가 배열된 몰드 내부를 진공 상태로 성형 수지를 채워 섬유 강화 플라스틱 구조체를 성형하는 과정에서 성형 수지가 다공성 튜브(30)를 타고 길이 방향을 따라 흘러 유리 섬유 코어(10)를 이루는 유리 섬유 가닥들(11) 사이 사이로 잘 스며들 수 있도록 하여 내부 수지 함침율을 높일 수 있는 효과를 갖도록 한다.

여기서, 다공성 튜브(30)의 직경은, 전술한 바와 같이 구조 보강용 유리 섬유 코드(100)의 최대 직경이 3mm 내지 10mnm 범위 이내로 이루어지는 경우, 0.5mm 내지 1mm 범위 이내로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

다공성 튜브(30)의 직경이 0.5mm 미만인 경우 다공성 튜브(30)를 통해 전달되는 성형 수지 이송량이 적어 이를 통한 내부 수지 함침 향상 효과를 기대하기 어려우며, 1mm 초과인 경우 다공성 튜브(30)가 차지하는 전체 단면적의 비율이 높아 구조 보강용 유리 섬유 코드(100)를 통한 구조체의 구조 보강 효과를 저하시키게 되는 단점을 갖는다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 구조 보강용 유리 섬유 코드(1, 100)는 복수 가닥의 보강 섬유들(21)을 서로 직조하여 상기한 유리 섬유 가닥들(11)이 이루는 상기 유리 섬유 코어(10)의 외주면을 감싸며 잡아 고정하는 보강 표피(20)를 형성하도록 함으로써, 몰드 내에서 구조체의 구조 보강을 위해 배열된 복수의 유리 섬유 가닥들(11)의 흐트러짐을 방지하고, 섬유 강화 플라스틱을 이용한 구조체 내에서 유리 섬유에 의한 프리텐션 효과를 높일 수 있도록 하며, 상기한 다공성 튜브를 통해 구조체 성형 과정에서 수지 함침율을 높여 구조체의 제조성 및 구조 보강 효과를 높일 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1, 100: 구조 보강용 유리 섬유 코드 10: 유리 섬유 코어
11: 유리 섬유 가닥 20: 보강 표피
21: 보강 섬유 22: 들실 가닥
23: 날실 가닥 30: 다공성 튜브

Claims

복수 가닥의 유리 섬유들이 길이 방향을 따라 서로 나란하게 배열되는 유리 섬유 코어; 및
복수 가닥의 보강 섬유들을 서로 직조하여 상기 유리 섬유 코어의 외주면을 감싸도록 씌워져 상기 유리 섬유 가닥들을 잡아 고정하는 보강 표피; 및
상기 유리 섬유 코어의 중심부에서 길이 방향을 따라 배열되는 다공성 튜브;를 포함하는 구조 보강용 유리 섬유 코드.
제1항에 있어서,
상기 보강 표피는,
상기 보강 섬유 가닥들이 이루는 그물코가 틈새를 이루며 서로 직조되는 구조 보강용 유리 섬유 코드.
제2항에 있어서,
상기 보강 표피는 25 내지 50 메쉬(mesh) 범위 이내로 이루어지는 구조 보강용 유리 섬유 코드.
제1항에 있어서,
상기 보강 표피가 씌워져 이루는 최대 직경은 3mm 내지 10mm 범위 이내로 이루어지는 구조 보강용 유리 섬유 코드.
제1항에 있어서,
상기 보강 섬유는 유리 섬유사, 폴리에스터(Polyester) 섬유사, 면사, 비닐 에스터(Vinylester) 섬유사 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어지는 구조 보강용 유리 섬유 코드.
제1항에서,
상기 다공성 튜브의 직경은 0.5mm 내지 1mm 범위 이내로 이루어지는 구조 보강용 유리 섬유 코드.
복수 가닥의 유리 섬유들이 길이 방향을 따라 잡아 당겨져 프리텐션이 인가된 상태로 서로 나란하게 배열되는 유리 섬유 코어; 및
상기 유리 섬유 코어의 외주면을 감싸며 씌워지도록 복수 가닥의 보강 섬유들을 서로 직조하여 상기 유리 섬유 가닥들이 프리텐션이 인가된 상태로 잡아 고정하도록 하는 보강 표피;를 포함하며,

상기 보강 표피는,
상기 보강 섬유 가닥들이 이루는 그물코가 틈새를 이루며 서로 직조되되, 25 내지 50 메쉬(mesh) 범위 이내로 이루어지는 구조 보강용 유리 섬유 코드.
제7항에 있어서,
상기 보강 표피가 씌워져 이루는 최대 직경은 3mm 내지 10mm 범위 이내로 이루어지는 구조 보강용 유리 섬유 코드.
제7항에 있어서,
상기 보강 섬유는 유리 섬유사, 폴리에스터(Polyester) 섬유사, 면사, 비닐 에스터(Vinylester) 섬유사 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어지는 구조 보강용 유리 섬유 코드.