KR101418449B1 - 투명보트 제조용 ｆｒｐ 금형 및 이를 이용한 투명보트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명보트 제조용 FRP 금형 및 이를 이용한 투명보트 제조방법에 관한 것으로, 폴리카보네이트로 된 투명판을 투명보트로 성형할 수 있도록 투명보트 형상을 갖는 상형과, 틀체 형태의 하형을 포함하되, 상기 상형은, 금속재로 된 형틀과, 상기 형틀에 채워지고 제조하고자 하는 투명보트의 형상에 맞게 FRP를 이용하여 내부 중공형으로 가공된 형상부재와, 상기 형상부재 내부에 배관된 가열파이프와, 상기 형상부재 내부로 고압의 공기를 공급하거나 내부 공기를 흡입하여 배기하도록 상기 형상부재 내부와 연통된 공기압조절관과, 상기 형상부재의 형상 중 굴곡진 부위를 따라 일정간격을 두고 다수개가 천공형성된 통기공으로 구성된 것을 특징으로 하는 투명보트 제조용 FRP 금형을 제공한다.
본 발명에 따르면, 투명보트를 제조하기 위한 금형을 FRP로 구현함으로써 치수정밀도가 높아 정확하고 미려한 투명보트 성형이 가능하고, 금형 보수가 용이하여 유지 관리비용이 저렴하며, 금형의 유연성이 좋아 성형이 자유롭고, 빠른시간내에 금형을 제작할 수 있어 생산성 향상은 물론 제조비용을 줄일 수 있다.

Description

투명보트 제조용 ＦＲＰ 금형 및 이를 이용한 투명보트 제조방법{FRP MOLD FOR MANUFACTURING TRANSPARENCY BOAT AND MANUFACTURING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 투명보트 제조용 FRP 금형 및 이를 이용한 투명보트 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FRP로 제조된 보트가 아니라 금형을 FRP로 만들어 교정을 쉽게 하고 제조비용을 줄이면서 폴리카보네이트 소재로 제조되는 투명보트를 쉽고 빠르게 생산토록 하여 정확하고 깔끔한 외관을 갖도록 성형할 수 있으면서 수심 5m 이내의 수중 속을 관찰 가능하게 함으로써 휴가철 해변과 농,어촌 마을을 찾는 방문객의 스릴과 즐거움을 줄 수 있도록 한 투명보트 제조용 FRP 금형 및 이를 이용한 투명보트 제조방법에 관한 것이다.

최근 문화 수준의 향상과 경제발전에 힘입어 여가생활을 즐기려는 인구가 급속하게 늘어나고 있다.

특히, 주 5일 근무제의 정착과 함께 가족단위 여행과 레저, 문화체험 등의 서비스 산업이 급속도로 발전하고 있다.

이러한 현상 중 하나로 전국 체험마을이 늘어 나고 있다.

이와 관련하여 해변가, 강가, 어촌 등지에서도 체험마을 조성과 함께 문화체험을 유도하고 지역경제를 활성화시키기 위한 노력들이 이어지고 있다.

보트와 관련된 레저 산업은 카약, 카누 등의 보트 탑승, 레프팅, 물놀이 보트 등이 있으나, 이들은 안전상 제약이 많고 단순 놀이 외에는 체험 기능이 없어 단순하다는 한계를 갖는다.

이에, 공개실용 제2010-0007806호에서는 투명보트를 개시하여 물밑 조사나 어군, 낚시, 레저 등에 활용하려는 노력이 개시된 바 있다.

개시된 공개실용의 경우, 보트의 몸체를 투명하게 구성하여 수중 속을 볼 수 있도록 함으로써 탑승자가 해변 혹은 바다나 강에서 물 속에 살고 있는 물고기들을 보면서 보트 놀이를 할 수 있도록 하여 유희성가 체험성을 높인 것이 특징이다.

한편, 레저와 관련된 보트는 소형, 경량화 및 대량생산성을 높이기 위해 FRP(Fiber Glass reinforced Plastic)로 성형되어 제조되고 있다.

이러한 보트들을 통칭하여 FRP 선박이라고 하는데, 통상 선체(Hull)이 FRP로 이루어진 것들을 포괄하며, 강선 또는 목선에 비해 동일 수준의 강도를 유지하면서 한층 더 가볍게 설계 및 건조가 가능하고, 썩거나 부식되지 않아 수리 및 유지에 소모되는 비용이 적으며, 이음매가 없어 외관이 미려하고, 선체 저항이 작아 선속면에서도 유리한 장점을 보인다.

FRP로 레저용 보트를 만들기 위해서는 등록특허 제1187456호에 개시되어 있는 것처럼, 다수의 복잡한 공정을 거치되 반드시 위빙클로스(Woven Cloth)와 수지(Resin)을 사용하여 기준에 적합한 두께와 강도를 갖도록 다수회에 걸쳐 적층 접합해야 한다.

때문에, 상술한 공개실용처럼 FRP로 만든 레저용 보트의 경우 투명도를 확보하기 어렵다. 물론, 상기 공개실용 제2010-0007806호에서는 FRP 보트지만 투명한 FRP를 사용하여 제작한다고 기재되어 있다. 그러나, 상세한 설명 상에는 어떻게 투명하게 만들었는지에 대한 기재가 전혀 없으므로 참고할 수 있는 수준이 아니다.

이와 같이, FRP 보트, 특히 카누나 카약의 경우 투명성 확보도 어렵지만, 제작 자체가 복잡 다대한 공정으로 이루어져 있어 비용과 시간이 많이 소요되며, 비록 목선이나 철선에 비해서는 생산성이 높지만, 여전히 생산성이 떨어지므로 대량생산에 적합하지 않는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, FRP로 제조된 보트가 아니라 금형을 FRP로 만들어 교정을 쉽게 하고 제조비용을 줄이면서 폴리카보네이트 소재로 제조되는 투명보트를 쉽고 빠르게 생산토록 하여 정확하고 깔끔한 외관을 갖도록 성형할 수 있는 투명보트 제조용 FRP 금형 및 이를 이용한 투명보트 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 폴리카보네이트로 된 투명판을 투명보트로 성형할 수 있도록 투명보트 형상을 갖는 상형과, 틀체 형태의 하형을 포함하되, 상기 상형은, 금속재로 된 형틀과, 상기 형틀에 채워지고 제조하고자 하는 투명보트의 형상에 맞게 FRP를 이용하여 내부 중공형으로 가공된 형상부재와, 상기 형상부재 내부에 배관된 가열파이프와, 상기 형상부재 내부로 고압의 공기를 공급하거나 내부 공기를 흡입하여 배기하도록 상기 형상부재 내부와 연통된 공기압조절관과, 상기 형상부재의 형상 중 굴곡진 부위를 따라 일정간격을 두고 다수개가 천공형성된 통기공으로 구성된 것을 특징으로 하는 투명보트 제조용 FRP 금형을 제공한다.

이때, 상기 통기공은 0.8-1mm의 직경을 갖는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기에 기재된 투명보트 제조용 FRP 금형을 이용하여 투명보트를 제조하는 방법에 있어서; 상기 투명보트의 선체를 이룰 폴리카보네이트를 성형전에 예열하는 예열단계; 예열된 폴리카보네이트를 하형에 올려 놓는 하형안착단계; 하형에 안착된 폴리카보네이트 상부로 상형을 하강시켜, 하형-폴리카보네이트-상형 상호간이 밀착되게 하는 상형하강단계; 형상부재의 가열파이프에 고온의 온수를 공급하면서 상형을 구성하는 형상부재의 내부공기를 빼내 폴리카보네이트를 형상부재에 흡착시키는 공기흡입단계; 폴리카보네이트가 형상부재에 흡착된 상태에서 하형을 일정시간 동안 상승시켜 폴리카보네이트가 형상부재와 완전히 일치된 동일 형상이 되도록 성형하는 하형상승단계; 성형이 완료되면, 상형은 상승시키고 하형은 하강시키되 동시에 고압의 공기를 형상부재 내부로 불어 넣어 폴리카보네이트를 형상부재로부터 분리하는 이형단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투명보트 제조용 FRP 금형을 이용한 투명보트 제조방법도 제공한다.

본 발명에 따르면, 투명보트를 제조하기 위한 금형을 FRP로 구현함으로써 치수정밀도가 높아 정확하고 미려한 투명보트 성형이 가능하고, 금형 보수가 용이하여 유지 관리비용이 저렴하며, 금형의 유연성이 좋아 성형이 자유롭고, 빠른시간내에 금형을 제작할 수 있어 생산성 향상은 물론 제조비용을 줄일 수 있다.

또한, 이러한 금형으로 제작된 투명보트는 투명재질로 되어 있어 이를 탑승한 탑승자에게 물 속 관찰기능을 제공함으로써 다양한 체험성은 물론 유희성까지 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 FRP 금형 중 상형을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 FRP 금형을 이용한 투명보트 제조예를 보인 예시적인 플로우챠트이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 투명보트 제조용 FRP 금형은 상부금형(이하 '상형'이라 함)(100)과, 하부금형(이하 '하형'이라 함)(미도시)을 포함한다.

이때, 하형은 본 발명 투명보트의 선저 형상을 성형하기 위한 금형으로서, 단순 틀체 혹은 투명보트의 선저 형상에 맞게 요입된 요입부를 갖는 판체로서 통상적인 것이므로 도시 생략하였다.

다만, 상형(100)은 본 발명에 따라 개발된 특징을 갖는 부분이므로 이를 도시하고 구체적으로 설명한다.

설명에 앞서, 도 1에 도시된 예는 본 발명에 따른 FRP 금형을 설명하기 위해 카타마린을 예시한 것에 불과한 것으로, 이는 설명의 편의를 위해 하나의 예를 제시한 것일 뿐 이에 국한되지 않으며, 이러한 상형은 제조하고자 하는 투명보트의 형상에 따라 달라짐은 당연하다 하겠다.

아울러, 도 1에 도시된 투명 카타마린 제작용 FRP 금형, 즉 상형(100)은 설명을 위해 뒤집은 상태로 도시한 것으로, 금형 성형시에는 개방된 부분이 하부를 향하도록 배치 사용된다.

특히, 상기 상형(100)은 금속재로 된 형틀(110)과, 상기 형틀(110)에 채워지고 제조하고자 하는 투명보트의 형상에 맞게 FRP를 이용하여 내부 중공형으로 가공된 형상부재(120)와, 상기 형상부재(120) 내부에 배관된 가열파이프(130)와, 상기 형상부재(120) 내부로 고압의 공기를 공급하거나 내부 공기를 흡입하여 배기하도록 상기 형상부재(120) 내부와 연통된 공기압조절관(140)과, 상기 형상부재(120)의 형상 중 굴곡진 부위를 따라 일정간격을 두고 다수개가 천공형성된 통기공(150)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 가열파이프(130)는 투명보트의 선체를 구성하는 소재인 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 예열하거나 가열하기 위한 수단으로서, FRP 형상부재(120)를 가열하여 그 열이 전도되게 함으로써 폴리카보네이트를 예열할 수 있는데, 보통 200℃ 내외의 온수를 급수하고 배수할 수 있도록 설치된다.

이 경우, 폴리카보네이트는 열가소성 플라스틱의 일종으로서, 내충격성, 내열성, 내후성, 자기 소화성, 투명성 등의 특징이 있고, 강화 유리의 약 150배 이상의 충격도를 지니고 있어 유연성 및 가공성이 우수하며, 쉽게 깨지거나 파단되지 않는 특성을 갖는다.

본 발명에서는 수심 5m 내외의 수중을 관찰할 수 있도록 선체(100)를 투명하게 구현해야 하기 때문에 고강도를 가지면서 투명해야 하고, 또한 유연성을 가지고 있어 쉽게 파단되지 않는 특성이 요구되는데, 이에 가장 합당한 폴리카보네이트를 선체 구성의 주된 재질로 한다.

특히, 상기 폴리카보네이트는 워낙 강해서 금방 식기 때문에 상기 상형(100)에 가열파이프(130)가 형상에 맞게 배관되어 있도록 하여 필요시마다 온수를 공급할 수 있도록 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 공기압조절관(140)은 폴리카보네이트를 흡착하여 상형(100)의 형상에 맞게 가열 흡입 성형할 수 있도록 형상부재(120)의 내부 중공에 잔류된 공기를 흡입하거나 혹은 성형 후 형상부재(120)에 밀착되어 있는 폴리카보네이트(즉, 선체)를 밀어내어 이형시킬 때 고압의 공기를 뿜도록 하기 위해 설치된다.

그리고, 상기 통기공(150)은 0.8-1mm의 직경을 갖는 미세한 구멍으로서, 상기 형상부재(120)의 굴곡부, 즉 곡률을 갖는 부위에는 일정간격을 두고 모두 설치된다.

이때, 상기 통기공(150)이 0.8mm 보다 작게 되면 공기의 흡입압 혹은 공급압이 떨어져 폴리카보네이트를 흡착하거나 배출하는 힘이 저하되어 성형이 어렵고, 1mm를 초과할 경우에는 구멍이 너무 커 성형 후 선체의 외관품위가 급격히 저하되므로 상기 범위가 가장 바람직하다.

예컨대, 도시된 예의 경우 상기 통기공(150)은 수백개에서 수천개 형성될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 통기공(150)은 상기 형상부재(120)의 내부 중공과 연통되도록 관통 형성되며, 상기 공기압조절관(140)을 통해 급기되거나 흡기되는 공기의 통로가 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 도 2와 같은 방법으로 투명보트를 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 FRP 금형을 이용한 투명보트 제조방법은, 먼저 예열단계(S100)가 수행된다.

상기 예열단계(S100)는 투명보트의 선체로 성형될 판형 폴리카보네이트를 일정온도까지 예열하여 성형하기 쉽도록 하는 단계이다.

예열이 완료되면, 상기 폴리카보네이트를 하형, 즉 성형틀에 올려 놓는 하형안착단계(S110)가 수행된다.

이렇게 하여, 폴리카보네이트가 하형에 안착되면, 이어 상형하강단계(S120)가 수행된다.

상기 상형하강단계(S120)는 앞서 설명한 투명보트의 형상에 맞춰 가공되어 있는 형상부재(120)의 개방부가 하방향을 향하도록 한 상태에서 예열된 상태로 하형에 안착되어 있는 폴리카보네이트로 접근하는 단계이다.

상형하강이 완료되면, 상형(100)과 폴리카보네이트 및 하형이 완전히 맞물린 상태가 되고, 이 상태에서 공기압조절관(140)을 통해 형상부재(120) 내부의 공기를 빨아 내는 공기흡입단계(S130)가 수행된다.

물론, 이때 가열파이프(130)를 통해 180-200℃에 해당하는 온수가 공급 순환되고 있기 때문에 상기 폴리카보네이트는 성형하기 쉽도록 누글 누글한 상태이다.

때문에, 형상부재(120)의 내부 공기가 외부로 배출되면서 형상부재(120) 내부에 음압이 걸리면 폴리카보네이트가 다수의 통기공(150) 측으로 빨려들면서 상형(100)의 형상부재(120)와 대응되는 형상으로 변형됨과 동시에 형상부재(120) 쪽으로 완전히 흡착되게 된다.

이렇게 하여, 폴리카보네이트가 흡착되면 이어 하형상승단계(S140)가 수행된다.

상기 하형상승단계(S140)는 약 10-12초 정도 하형을 상승시켜 폴리카보네이트가 완벽하게 형상부재(120) 쪽으로 흡착되면서 그 형상과 동일한 형상으로 성형되도록 하는 단계이다.

이렇게 하면, 금형 형상과 정교하게 동일하면서 깔끔한 외관을 갖는 투명보트 선체를 성형할 수 있게 된다.

상술한 단계가 완료되면, 이후 상형(100)은 상승시키고 하형은 하강시키면서 동시에 공기압조절관(140)을 통해 고압의 공기를 불어 넣으면 형상부재(120)에 흡착되어 있던 폴리카보네이트가 형상부재(120)로부터 분리되면서 투명보트 선체를 구성하게 되는데, 이 과정이 이형단계(S150)이다.

이와 같이, 본 발명은 수정 및 유지보수가 쉽고 편리하며 빠른 FRP 금형을 이용하여 신속하고 편리하게 투명보트 선체를 제조할 수 있으며, 또한 공기흡배기식 방식을 통해 성형하므로 생산 주기가 짧아 대량생산이 가능하고, 생산성도 높일 수 있는 장점을 가진다.

110: 형틀 120: 형상부재
130: 가열파이프 140: 공기압조절관
150: 통기공

Claims (3)

1. 폴리카보네이트로 된 투명판을 투명보트로 성형할 수 있도록 투명보트 형상을 갖는 상형과, 틀체 형태의 하형을 포함하되,
   상기 상형은,
   금속재로 된 형틀과, 상기 형틀에 채워지고 제조하고자 하는 투명보트의 형상에 맞게 FRP를 이용하여 내부 중공형으로 가공된 형상부재와, 상기 형상부재 내부에 배관된 가열파이프와, 상기 형상부재 내부로 고압의 공기를 공급하거나 내부 공기를 흡입하여 배기하도록 상기 형상부재 내부와 연통된 공기압조절관과, 상기 형상부재의 형상 중 굴곡진 부위를 따라 일정간격을 두고 다수개가 천공형성된 통기공으로 구성된 것을 특징으로 하는 투명보트 제조용 FRP 금형.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 통기공은 0.8-1mm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 투명보트 제조용 FRP 금형.
   
3. 청구항 1에 기재된 투명보트 제조용 FRP 금형을 이용하여 투명보트를 제조하는 방법에 있어서;
   상기 투명보트의 선체를 이룰 폴리카보네이트를 성형전에 예열하는 예열단계;
   예열된 폴리카보네이트를 하형에 올려 놓는 하형안착단계;
   하형에 안착된 폴리카보네이트 상부로 상형을 하강시켜, 하형-폴리카보네이트-상형 상호간이 밀착되게 하는 상형하강단계;
   형상부재의 가열파이프에 고온의 온수를 공급하면서 상형을 구성하는 형상부재의 내부공기를 빼내 폴리카보네이트를 형상부재에 흡착시키는 공기흡입단계;
   폴리카보네이트가 형상부재에 흡착된 상태에서 하형을 일정시간 동안 상승시켜 폴리카보네이트가 형상부재와 완전히 일치된 동일 형상이 되도록 성형하는 하형상승단계;
   성형이 완료되면, 상형은 상승시키고 하형은 하강시키되 동시에 고압의 공기를 형상부재 내부로 불어 넣어 폴리카보네이트를 형상부재로부터 분리하는 이형단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투명보트 제조용 FRP 금형을 이용한 투명보트 제조방법.

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