KR101427746B1 - 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널 및 이를 이용한 선박의 캐빈 - Google Patents

선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널 및 이를 이용한 선박의 캐빈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속재를 사용하지 않고도 선박의 방화등급을 만족시킬 수 있는 난연성을 제공함과 동시에 우수한 강도와 경량화를 구현할 수 있는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널 및 이를 이용한 선박의 캐빈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널은, 합성수지 또는 석고 재질의 베이스보드와; 메틸올멜라민 수지와 무기계 난연재를 혼합하고 용제를 투입하여 분산시킨 뒤 물에 희석하여 제조된 수지수용액에 난연섬유를 함침시켜 성형되고, 반건조된 프리프레그(prepreg) 상태에서 상기 베이스보드의 일면 또는 양면에 설정 온도와 압력으로 가열 압착되어 바로 접합되는 불연시트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널 및 이를 이용한 선박의 캐빈{Incombustible Fiberglass Reinforced Plastic Panel for Cabin of Ship and Cabin Using the Same}
본 발명은 선박의 캐빈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불연성 강화 플라스틱(FRP)을 적용하여 벽체 및 내부 구조물을 제작함으로써 선박의 화재시에도 장시간 동안 연소되지 않고 열을 차단할 수 있으며, 충분한 강성을 제공할 수 있는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널 및 이를 이용한 선박의 캐빈에 관한 것이다.
크루즈선과 같은 선박의 제작시, 침대, 화장실 등을 모두 구비하고 있는 모듈형 캐빈(modular cabin)을 데크(deck)에 탑재하게 된다. 이와 같은 모듈형 캐빈을 비롯한 선박의 캐빈은 매우 높은 방화 등급이 요구된다. 따라서 내화성이 높은 금속 재질을 이용하여 캐빈을 제작하게 된다.
하지만 캐빈을 금속 재질로 제작할 경우 무게가 매우 무겁고, 제작원가가 많이 드는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 국내 공개실용신안공보 제20-2012-0001257호(공개일 : 2012년 02월 22일)에 개시된 것과 같이 톱니형태를 갖는 내부심재의 전면과 후면의 접착면에 고강도 멜라민 시트로 된 전면판과 후면판을 접착하여 난연성을 부여하면서도 무게를 경량화시키고 우수한 내충격성을 제공할 수 있는 선박용 내장패널이 개발된 바 있다.
그러나, 상기와 같은 선박용 내장패널은 멜라민 시트가 선박에 요구되는 충분한 방화등급의 난연성을 제공하지는 못하기 때문에 내부심재를 여전히 금속재를 사용할 수 밖에 없으므로 경량화에 한계가 있으며, 화재시 멜라민 시트를 내부심재에 접착시키는 접착제가 열에 의해 용융되어 멜라민 시트가 분리되는 현상이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 금속재를 사용하지 않고도 선박의 방화등급을 만족시킬 수 있는 난연성을 제공함과 동시에 우수한 강도와 경량화를 구현할 수 있는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널 및 이를 이용한 선박의 캐빈을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널은, 합성수지 또는 석고 재질의 베이스보드와; 메틸올멜라민 수지와 무기계 난연재를 혼합하고 용제를 투입하여 분산시킨 뒤 물에 희석하여 제조된 수지수용액에 난연섬유를 함침시켜 성형되고, 반건조된 프리프레그(prepreg) 상태에서 상기 베이스보드의 일면 또는 양면에 설정 온도와 압력으로 가열 압착되어 바로 접합되는 불연시트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한 형태에 따르면, 상기한 불연성 강화 플라스틱 패널을 연결부재를 사용하여 복수개를 연결하여 구성한 선박의 캐빈이 제공된다. 여기서, 상기 선박의 캐빈은 선박의 외부에서 제작 후 선박에 장착되는 모듈러 캐빈(modular cabin)인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 베이스보드의 일면 또는 양면에 불연시트가 접착제를 사용하지 않고 직접 부착되어 베이스보드의 강도를 강화함과 동시에 불연성을 대폭 향상시키는 작용을 하게 된다. 따라서 무거운 금속재를 사용하지 않고 선박에 요구되는 방화 등급을 갖는 경량의 캐빈을 제작할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈러 캐빈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 모듈러 캐빈의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 불연성 강화 플라스틱 패널의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 불연성 강화 플라스틱 패널의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 불연성 강화 플라스틱 패널의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 불연성 강화 플라스틱 패널의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 불연성 강화 플라스틱 패널의 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널 및 이를 이용한 선박의 캐빈을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 선박의 캐빈의 구조를 개략적으로 나타낸 것으로, 이 실시예의 선박 캐빈(1)은 복수개의 불연성 강화 플라스틱 패널(100)을 연결부재를 사용하여 연결하여 구성한 모듈러(modular cabin)으로, 선박의 외부에서 제작된 후 선박에 장착된다. 상기 선박 캐빈(1)은 바닥면과 천장(2), 벽면(3), 도어(4)를 구비하고 있으며, 내부에 욕실(5)을 구획하는 구획벽(6)과, 침대(7)나 수납장(8) 등의 가구가 구비된다. 상기 선박 캐빈(1)의 바닥면과 천장(2), 벽면(3), 도어(4), 구획벽(6), 침대(7), 수납장(8) 등은 본 발명의 불연성 강화 플라스틱 패널(100)로 제작된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 불연성 강화 플라스틱 패널(100)을 나타낸 것으로, 이 실시예의 불연성 강화 플라스틱 패널(100)은 합성수지 또는 석고 재질의 베이스보드(110)와, 상기 베이스보드(110)에 가열 압착되어 바로 접합되는 불연시트(120)를 포함하여 구성된다. 이 실시예에서 불연시트(120)는 베이스보드(110)의 일면에 부착되지만, 이와 다르게 불연시트(120)가 베이스보드(110)의 양면에 부착될 수도 있다.
상기 베이스보드(110)는 석고 또는 공지의 난연성 합성수지로 만들어질 수 있으며, 불연시트(120)가 접합되는 일측면에 격자 구조로 복수개의 요홈(111)이 배열되어 있다. 아래에 더 상세히 설명하겠지만, 상기 요홈(111)은 상기 불연시트(120)를 가열 압착할 때 압력이 가해지지 않도록 함으로써 불연시트(120)에 함유된 마이크로캡슐(122)의 파괴를 최소화하기 위한 목적으로 구성된 부분이다.
상기 불연시트(120)는 베이스보드(110)의 강도를 강화함과 동시에 선박 화재에 요구되는 방화 등급 이상의 불연성을 제공한다. 상기 불연시트(120)는 메틸올멜라민 수지와 무기계 난연재를 혼합하고 용제를 투입하여 분산시킨 뒤 물에 희석하여 제조된 수지수용액에 난연섬유(121)를 함침시켜 성형되고, 반건조된 프리프레그(prepreg) 상태에서 상기 베이스보드(110)의 일면 또는 양면에 설정 온도와 압력으로 가열 압착된다. 상기 불연시트(120)는 멜라민 수지를 포함하고 있기 때문에 프리프레그 상태에서 베이스보드(110)에 소정의 온도와 압력으로 가열 압착시키면 멜라민 수지 성분이 접착제의 작용을 하여 베이스보드(110)에 직접 접합된다.
상기 불연시트(120)는 수지 수용액 전체 중량 대비 20 내지 30 중량%의 메틸올멜라민 수지와 수지 수용액 전체 중량 대비 10 내지 25 중량%의 무기계 난연재를 혼합하고, 수지 수용액 전체 중량 대비 1 내지 10 중량%의 용제를 투입하여 분산시킨 뒤, 수지 수용액 전체 중량 대비 50 내지 60 중량%인 물에 희석하여 제조된다. 상기 수지 수용액에서 메틸올멜라민 수지, 무기계 난연재, 용제 및 물의 함량 범위가 상기의 범위를 벗어나게 되면, 최종 생성물인 불연시트(120)의 물성, 예를 들어, 비중, 바콜경도, 흡수율, 인장강도, 굴곡 강도, 굴곡 탄성률 및 내마모성 등이 저하되므로 상기의 함량 범위를 지켜서 제작하는 것이 바람직하다.
상기 메틸올멜라민 수지에 혼합되는 무기계 난연재는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 징크 보레이트, 트리암모늄 포스페이트 및 삼산화 안티몬으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 2가지 이상인 것으로, 그 양은 메틸올멜라민 수지의 중량에 대하여 30 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 상기 메틸올멜라민 수지는 난연 섬유와의 결합력을 향상시키는 장점이 있다. 또한, 상기 무기계 난연재 2종 이상을 상기 중량% 범위 내에서 사용하면 물에 대한 용해가 용이하고, 수용액 상태에서의 수지와의 혼합과 희석이 용이하며, 휘발성 용제를 사용하지 않고 난연재를 분산할 수 있고, 수지의 성형 후 휘발성 유기 오염 물질(VOCs)을 방출하지 않는다는 장점을 갖는다.
한편, 상기 불연시트(120)는 불연성과 베이스보드(110)와 접합 강도를 더욱 향상시키기 위하여 다수의 마이크로캡슐(122)을 함유한다. 상기 마이크로캡슐(122)은 메틸올멜라민 수지와 무기계 난연재의 혼합물에 난연섬유(121)를 함침시키는 과정에서 상기 메틸올멜라민 수지와 무기계 난연재의 혼합물에 혼합될 수 있다. 상기 마이크로캡슐(122)은 합성수지재의 외피층 내에 열을 흡수하는 상변화물질의 코어(core) 물질이 수용된 구조로 이루져, 화재가 발생했을 때 고온의 열에 외피층이 깨지면서 내부의 상변화물질이 열에너지를 흡수하는 작용을 하게 된다.
상기 마이크로캡슐(122)의 외피층은 멜라민 수지를 함유하는 것이 바람직한데, 마이크로캡슐(122)의 외피층이 멜라민 수지를 함유하게 되면 불연시트(120)가 베이스보드(110)에 압착될 때 외피층이 깨지면서 멜라민 수지에 의해 불연시트(120)와 베이스보드(110) 간의 접합력이 더욱 향상되는 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한 상기 마이크로캡슐(122)의 코어 물질은 파라핀계 탄화수소 또는 디메틸 프로판디올(DMP), 하이드록시메틸-메틸-프로판디올(HMP)을 함유하는 상변화물질로서, 화재 발생시 열에너지를 흡수하면서 상변화하여 불연 효과를 돕는 작용을 하게 된다.
상기 마이크로캡슐(122)은 불연시트(120)가 베이스보드(110)에 압착될 때 압력에 의해 깨질 가능성이 존재하는데, 마이크로캡슐(122)이 상기 불연시트(120) 내측의 난연섬유(121)에 의해 보호되는 것들은 쉽게 깨질 가능성이 줄어들게 되므로 불연시트(120)가 베이스보드(110)에 접합된 후 최대한 많은 수의 마이크로캡슐(122)을 남길 수 있다.
또한 베이스보드(110)에 격자 구조로 다수의 요홈(111)이 형성되어 있으므로 불연시트(120)를 베이스보드(110)에 압착할 때 상기 요홈(111)에 해당하는 부분은 압력이 약화되어 마이크로캡슐(122)이 깨질 가능성이 최소화되며, 불연시트(120)는 압력을 정상적으로 받게 되는 요홈(111)의 외측 부분만 베이스보드(110)에 단단히 접착된다.
상기와 같은 불연성 강화 플라스틱 패널(100)은 SMC(sheet Molding Compound) 공법을 이용하여 제작될 수 있다. 즉, 프리프레그 상태의 불연시트(120)와 베이스보드(110)를 SMC(sheet Molding Compound) 장비의 하부 금형 상에 포개어 놓고, 상부 금형을 하측으로 이동시켜 설정된 온도와 압력으로 불연시트(120)를 베이스보드(110)에 대해 가압하면 불연시트(120)와 베이스보드(110)가 원하는 임의의 형태로 성형됨과 동시에 불연시트(120)가 베이스보드(110)에 접합된다. 이 때, 불연시트(120)는 베이스보드(110)의 요홈(111)의 외측 부분 표면에 접합된다.
상기 불연시트(120)와 베이스보드(110) 간의 접합력을 향상시키고, 불연성 강화 플라스틱 패널(100)의 강도를 더욱 향상시키기 위하여 도 5에 도시한 것과 같이 상기 베이스보드(110)와 불연시트(120) 사이에 그물망(net) 구조의 망상체(130)가 개재될 수 있다.
상기 망상체(130)는 난연성의 섬유 재질로 되어, 불연시트(120)의 메틸올멜라민 수지에 의해 베이스보드(110)에 함께 접합되면서 불연성 강화 플라스틱 패널(100)의 전체 강도를 증대시키는 작용과 함께, 불연시트(120)가 베이스보드(110)에 합착될 때 마이크로캡슐(122)이 망상체(130)에 의해 보호되어 좀 더 많은 수의 마이크로캡슐(122)이 잔류할 수 있도록 하는 작용을 한다.
또는 도 6에 다른 실시예로 도시한 것과 같이, 베이스보드(110)의 면을 에칭(etching) 또는 샌드블라스트(sand blast) 처리하여 표면을 거칠게 한 상태에서 불연시트(120)를 접합시켜 불연시트(120)와 베이스보드(110) 간의 접합력을 증대시킬 수도 있다. 상기와 같이 베이스보드(110)를 표면 처리하여 거칠게 하면 표면에 생성된 매우 미세한 요철에 메틸올멜라민 수지가 침투하여 접합력을 더욱 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
또한 도 7에 도시한 실시예와 같이 상기 베이스보드(110)의 요홈(111)의 내측에 난연재질로 된 유연한 쿠션재(140)가 수용되고, 상기 쿠션재(140)에도 불연시트(120)에 함유된 것과 동일한 성분으로 만들어진 마이크로캡슐(141)이 포함될 수 있다.
상기 요홈(111)의 내측에 수용된 쿠션재(140)는 소음을 흡수하는 흡음재로서의 기능과 함께 상기 마이크로캡슐(122)을 수용하는 수용체로서의 작용도 한다. 상기 쿠션재(140) 내측에 마이크로캡슐(122)이 함유되면 화재시 쿠션재(140) 내측의 마이크로캡슐(122)에 의해 열에너지가 흡수되어 더욱 우수한 불연 효과를 얻을 수 있다.
상기 쿠션재(140)는 난연성의 수지를 발포시켜 만들어진 것일 수도 있지만, 단순히 난연섬유들을 뭉쳐 놓은 것일 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 불연성 강화 플라스틱 패널(100)은 베이스보드(110)의 일면 또는 양면에 불연시트(120)가 접착제를 사용하지 않고 직접 접합되어 베이스보드(110)의 강도를 강화함과 동시에 불연성을 대폭 향상시키는 작용을 하게 된다. 따라서 무거운 금속재를 사용하지 않고 선박에 요구되는 방화 등급을 갖는 캐빈을 제작할 수 있다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1 : 선박 캐빈 100 : 불연성 강화 플라스틱 패널
110 : 베이스보드 111 : 요홈
120 : 불연시트 121 : 난연섬유
122 : 마이크로캡슐 130 : 망상체
140 : 쿠션재 141 : 마이크로캡슐

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 합성수지 또는 석고 재질의 베이스보드(110)와;
    메틸올멜라민 수지와 무기계 난연재를 혼합하고 용제를 투입하여 분산시킨 뒤 물에 희석하여 제조된 수지수용액에 난연섬유를 함침시켜 성형되고, 반건조된 프리프레그(prepreg) 상태에서 상기 베이스보드(110)의 일면 또는 양면에 설정 온도와 압력으로 가열 압착되어 바로 접합되는 불연시트(120)를 포함하여 구성되며;
    상기 불연시트(120)가 접합되는 베이스보드(110)의 면에 격자 구조로 복수개의 요홈(111)이 배열되고, 상기 불연시트(120)에는 합성수지재의 외피층 내에 열을 흡수하는 상변화물질의 코어(core) 물질이 수용되어 있는 마이크로캡슐(122)이 포함된 것을 특징으로 하는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널.
  3. 제2항에 있어서, 상기 베이스보드(110)의 요홈(111) 내측에 난연재질로 된 유연한 쿠션재(140)가 수용된 것을 특징으로 하는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널.
  4. 제3항에 있어서, 상기 쿠션재(140)에도 불연시트(120)에 함유된 것과 동일한 성분으로 만들어진 마이크로캡슐(141)이 포함된 것을 특징으로 하는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널.
  5. 제2항에 있어서, 상기 베이스보드(110)와 불연시트(120) 사이에 그물망(net) 구조의 망상체(130)가 개재된 것을 특징으로 하는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널.
  6. 제2항에 있어서, 상기 마이크로캡슐(122)은,
    멜라민 수지를 함유하는 외피층과;
    파라핀계 탄화수소 또는 디메틸 프로판디올(DMP), 하이드록시메틸-메틸-프로판디올(HMP)을 함유하는 코어 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널.
  7. 제2항에 있어서, 상기 베이스보드(110)의 면은 에칭(etching) 또는 샌드블라스트(sand blast) 처리되어 표면이 거칠게 된 상태에서 불연시트(120)가 접합된 것을 특징으로 하는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널.
  8. 제2항에 있어서, 상기 베이스보드(110)와 불연시트(120)는 SMC(sheet Molding Compound) 공법용 금형 상에 포개어져 가열 압착되면서 설정된 임의의 형태로 성형된 것을 특징으로 하는 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 불연성 강화 플라스틱 패널을 연결부재를 사용하여 복수개를 연결하여 구성한 선박의 캐빈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 선박의 캐빈은 선박의 외부에서 제작 후 선박에 장착되는 모듈러 캐빈인 것을 특징으로 하는 선박의 캐빈.
KR1020130041586A 2013-04-16 2013-04-16 선박의 캐빈용 불연성 강화 플라스틱 패널 및 이를 이용한 선박의 캐빈 KR101427746B1 (ko)

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