KR101592976B1 - 해양 플랜트용 윈도우윌 클레딩 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법을 개시한다. 개시된 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법은 카본 또는 유리섬유에 에폭시수지 및 난연성수지를 함침시켜 프리프레그 시트를 형성하고, 프리프레그 시트를 적층하여 프리프레그 적층체를 형성하는 프리프레그 적층단계와, 프리프레그 적층체의 양면에 형판을 위치시키고, 금형 또는 프레스를 통해 프리프레그 적층체를 압축하는 프리프레그 압축단계와, 가압된 프리프레그 적층체를 금형 또는 프레스에서 이형하여 진공포장하고, 가압된 프리프레그 적층체를 오토클레이브에 삽입한 후, 진공 열성형하여 윈도우월 클레딩을 형성하는 프리프레그 진공압축단계와, 오토클레이브에서 상기 윈도우월 클레딩을 이탈시킨 후, 형판을 제거하는 형판제거단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해양 플랜트용 윈도우윌 클레딩 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF PROTECTION AGAINST WINDWALL CLADDING FOR OCEAN PLANT}

본 발명은 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두께를 감소시키고, 이형에 따른 변형이나 파손을 줄임으로써, 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법에 관한 것이다.

통상 방풍벽은 교량이나 도로 등과 같이 바람의 저항이 심한 도로 구간에 설치함으로써 강한 바람에 의한 자동차의 갑작스러운 흔들림을 방지하고 이로인해 안전운행을 가능하게 할 수 있도록 하기 위해 도로 좌우측에 설치하는 시설물을 일컫는다.

한편, 최근에는 선박이 대형화되고, 바디에서의 자원발굴이나 시추를 위한 해양 플랜트의 건조가 많아지면서 선박이나 해양 플랜트에도 바람을 막기위한 윈도우월의 사용이 증가하고 있다.

이러한, 선박이나 해양 플랜트에 사용되는 윈도우월 클레딩은 대부분 강판에 의해 제작되고 있어 선박이나 해양 플랜트의 중량에 중요한 부분을 차지하고 있다. 그래서 근래에는 강판패널을 대체하기 위하여 FRP, 칼라강판, 멜라민 하드보드와 같은 복합재 패널을 많이 사용하고 있다.

이 중에서도 특히 FRP 복합재는 강도와 가공성이 우수하고 가벼워서 철도차량 등의 내장판으로 널리 사용되고 있다. 허나, FRP는 레진류를 다량 포함하고 있기 때문에 화재시 다량의 연기와 유독성 가스가 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 극복하고자 폴리에스테르 섬유판재가 개발되었고, 이의 난연 효과를 높이기 위해 인이나 브롬 등 할로겐 화합물을 난연재로 사용하는 방법이 개발되었다. 그러나 할로겐 화합물이 연소될 때 유독성 가스가 배출되므로 여전히 환경오염의 문제점은 해결되지 않았다.

그러므로 선박용 방풍벽으로 사용하기 위하여 경량화를 실현하면서도 구조적으로 안정성을 확보하고 난연성이 우수한 재료의 개발이 시급한 실정이라고 할 수 있겠다.

그래서, 최근에는 프리프레그를 이용하여 패널을 제조하는 기술이 제공되고는 있으나, 이러한 종래의 프리프레그를 이용한 방풍벽 제조방법은 프리프레그 적층체 사이에 금속메쉬를 삽입한 상태에서 오토클레이브 방식을 통해 압축하므로, 금속메쉬와 프리프레그의 이질감에 의해 그 사이가 벌어지거나 떨어질 뿐만 아니라, 중량이 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 종래의 프리프레그를 이용한 방풍벽 제조방법은 프리프레그 적층체를 오토클레이브 방식에 의해서만 압축하므로, 그 두께가 증가하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

한국 등록특허 제10-1237539호(등록일:2013.02.20, 명칭:선박용 방풍벽의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 선박용 방풍벽)

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 보다 많이 압축하여 두께 및 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법은, 카본 또는 유리섬유에 에폭시수지 및 난연성수지를 함침시켜 프리프레그 시트를 형성하고, 상기 프리프레그 시트를 적층하여 프리프레그 적층체를 형성하는 프리프레그 적층단계; 상기 프리프레그 적층체의 양면에 형판을 위치시키고, 금형 또는 프레스를 통해 프리프레그 적층체를 압축하는 프리프레그 압축단계; 가압된 상기 프리프레그 적층체를 상기 금형 또는 프레스에서 이형하여 진공포장하고, 가압된 상기 프리프레그 적층체를 오토클레이브에 삽입한 후, 진공 열성형하여 윈도우월 클레딩을 형성하는 프리프레그 진공압축단계; 및 상기 오토클레이브에서 상기 윈도우월 클레딩을 이탈시킨 후, 상기 형판을 제거하는 형판제거단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프리프레그 압축단계에서는 상기 프리프레그 적층체를 프레스에 삽입하고 100도 내지 130도로 가열하여 프레싱하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프리프레그 적층단계에서는 상기 카본 또는 유리섬유에 상기 에폭시수지 및 난연성수지을 함침하고, 무기계 난연재를 도포하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법은 종래 기술과 달리 가열 프레스를 통해 프리프레그 적층체를 압축하므로, 윈도우월 클레딩의 두께 및 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 프리프레그 적층체를 보다 두껍게 형성할 수 있으므로, 윈도우월 클레딩의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법에 의해 제조된 원도우월 크레딩을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 적층체와 형판을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 적층체를 프레스 성형하는 단계를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오토클레이브 단계를 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법에 의해 제조된 원도우월 크레딩을 도시한 도면이다.

또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 적층체와 형판을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리프레그 적층체를 프레스 성형하는 단계를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오토클레이브 단계를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 해양 플랜트용 윈도우월 제조방법은 프리프레그(10)를 적층하는 단계(S10)와, 적층된 프리프레그 적층체(20)를 프레스 성형하는 단계(S20)와, 압축된 프리프레그 적층체(20)를 오토클레이브 방식을 통해 진공압축하여 윈도우월 클레딩(100)을 형성하는 단계(S30)와, 윈도우월 클레딩(100)을 커버하는 형판(30)을 제거하는 단계(S40)를 포함한다.

여기서, 프리프레그(prepreg)는 영문 'Preimpregnated Materials'의 약어로 결합재(Matrix)를 강화섬유(Reinforced Fiber)에 미리 함침시킨 시트(Sheet) 형태의 제품으로 복합재료 제품의 중간 재료로 카본이나 강화섬유에 열경화성 수지를 침투시켜 반 경화상태로 만든 중간단계의 제품을 의미한다. 이때, 강화섬유로는 주로 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등이 이용되고 있으며, 결합재로는 에폭시수지, 폴리에스테르수지, 열가소성수지 등이 사용된다.

먼저, 프리프레그 적층단계(S10)에서는 카본 또는 유리섬유의 강화섬유를 직사각 형태의 틀에 위치시킨 후, 상기 틀에 에폭시수지 및 난연성수지의 결합재를 투입하여 강화섬유에 결합재를 함침시킨다. 그리고, 결합재가 함침된 강화섬유가 경화되지 전에 무기계 난연재를 분사하여 도포한다. 이때, 무기계 난연재로는 수산화마그네슘을 사용할 수 있다.

여기서, 수산화마그네슘을 더 도포하는 것은 윈도우월 클레딩의 난연성을 보다 향상시키기 위함이다.

또한, 본 실시예에 따른 프리프레그 시트(10)는 강화섬유 55 ~ 60%, 결합재 40 ~ 45%를 포함한다. 여기서, 결합재의 함량이 40% 미만이면 프리프레그 적층체(20)를 가열압축하는 과정에서 결합재의 증발로 인하여 프리프레그 시트(10)의 접합이 원활하게 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 프르프레그 패널(100)의 내구성이 저하된다.

더하여, 결합재의 함량이 45%를 초과하면, 윈도우월 클레딩(100)을 양생하는데 시간이 오래 소요될 뿐만 아니라, 윈도우월 클레딩(100)의 강도가 저하되고, 가열압축하는 과정에서 그 형태를 유지하기가 매우 어려운 문제가 발생한다.

또한, 프리프레그 적층단계(S10)에서는 프리프레그 적층체(20)의 두께가 5cm 이상이 되도록 프리프레그 시트(10)가 2장 이상이 적층되어 형성된다.

그리고, 프리프레그 적층단계(S10)에서는 에폭시수지로 할로겐 원소가 없는 KDP-550MC65, KDP-555MC80를 사용할 수 있다.

본 실시예에 따른 프리프레그 압축단계(S20)에서는 상기와 같이 제작된 프리프레그 적층체(20)를 제작하고자 하는 윈도우월 클레딩(100)의 형상에 따라 구비되는 한 쌍의 형판(30) 사이에 삽입한다. 즉, 프리프레그 적층체(20)의 양면에 형판(30)을 각각 위치시킨다. 이때, 형판(30)의 내면에는 이형지(31)가 부착되는데, 이는 윈도우월 클레딩(100)을 형성한 후, 형판(30)을 용이하게 분리하기 위함이다.

또한, 프리프레그 압축단계(S20)에서는 형판(30) 사이에 위치된 프리프레그 적층체(20)를 가열 프레스 장치(도시생략)에 투입한 후, 가열 프레스 장치의 온도를 100도 내지 130도씨로 가열한 후, 형판(30) 사이에 위치한 프리프레그 적층체(20)를 프레싱한다.

이와 같이 프리프레그 적층체(20)를 프레스 장치를 이용하여 가열하여 압축하게 되면 판 형태의 프리프레그 적층체(20)를 곡률 형상의 형판(30) 형태로 형성할 때 프리프레그 적층체(30)가 파손되는 것을 방지하면서 용이하게 압축할 수 있다. 이로 인하여, 프리프레그 적층체(20)를 형성할 때 종래 기술과는 달리 형판(30)에 프리프레그 시트(10)를 직접 적층하지 않고, 프리프레그 시트(10)로 프리프레그 적층체(20)를 먼저 형성한 후, 프리프레그 적층체(20)를 형판(30) 사이에 사입하므로, 프리프레그 적층체(20)를 보다 용이하게 적층할 수 있다.

즉, 종래에는 형판(30)의 형태에 맞게 프리프레그 시트(10)를 형판(30)에 직접 적층하여하므로, 프리프레그 시트(10)를 적층하는데 많은 시간이 소요되고, 그 적층작업이 매우 어려웠으나, 본 실시예에서는 프리프레그 시트(10)만을 적층하여 프리프레그 적층체(20)를 형성하므로, 프리프레그 시트(10)의 적층시간 및 작업을 보다 용이하게 진행할 수 있다.

더하여, 본 실시예에 따른 프리프레그 압축단계(S20)에서는 프레스 작업을 통해 프리프레그 적층체(20)에 보다 높은 압력을 가할 수 있으므로, 윈도우월 클레딩(100)의 두께를 보다 얇게 형성할 수 있다.

프리프레그 진공압축단계(S30)에서는 가열 프레스에 압축된 프리프레그 적층체(20)를 탈형하고, 예비 압축된 프리프레그 적층체(20')를 진공필름(40)을 이용하여 포장한 후, 공기흡입기를 이용하여 진공필름(40) 내부의 공기를 완전하게 제거한다. 즉, 프리프레그 진공압축단계(S30)에서는 프리프레그 적층체(20')의 진공압축을 위하여 진공필름(40)을 이용하여 프리프레그 적층체(20')를 진공포장한다.

또한, 프리프레그 진공압축단계(S30)에서는 진공포장된 프리프레그 적층체(20')를 오토클레이브(50)(Autoclave)에 삽입하고, 오토클레이브(50)의 진공라인을 통해 진공포장된 프리프레그 적층체(20')를 진공펌프(60)와 연결한다.

이때, 프리프레그 적층체(20')는 진공 열압착을 위하여 오토클레이브(50)에 삽입되어 진공 가열압축되므로, 가열 프레싱 과정에서 프리프레그 적층체(20') 사이의 미접합부분이나 그 외면의 공기층이 완전하게 제거된다.

또한, 프리프레그 진공압축단계(S30)에서 오토클레이브(50)의 내부 온도는 100도 ~ 130도씨로 유지되고, 내부 압력은 4.5 ~ 5.0 kg/cm2로 유지된다.

그리고, 프리프레그 진공압축단계(S30)가 완료되며, 오토클레이브(50)에서 윈도우월 클레딩(100)을 이탈시킨 후, 윈도우월 클레딩(100)의 양면에 부착된 형판(30)을 제거한다(S40). 이때, 형판(30)의 내면에 이형지(31)가 부착되어 있어 윈도우월 클레딩(100)과 형판(30)을 용이하게 분리할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법은 가열 프레스를 이용한 프리프레그 압축단계(S20)를 통해 윈도우월 클레딩(100)의 두께를 보다 감소시킬 수 있다.

또한, 가열 프레스를 사용하는 프리프레그 압축단계(S20)를 통해 평판 형태의 프리프레그 적층체(20)를 굴곡을 가지는 윈도우월 클레딩(100)로 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 프리프레그 시트 20 : 프리프레그 적층체
30 : 형판 50 : 오토클레이브
100 : 윈도우월 클레딩

Claims (3)

1. 카본 또는 유리섬유에 에폭시수지 및 난연성수지를 함침시켜 프리프레그 시트를 형성하고, 상기 프리프레그 시트를 적층하여 프리프레그 적층체를 형성하는 프리프레그 적층단계; 상기 프리프레그 적층체의 양면에 형판을 위치시키고, 금형 또는 프레스를 통해 프리프레그 적층체를 압축하는 프리프레그 압축단계; 가압된 상기 프리프레그 적층체를 상기 금형 또는 프레스에서 이형하여 진공포장하고, 가압된 상기 프리프레그 적층체를 오토클레이브에 삽입한 후, 진공 열성형하여 윈도우월 클레딩을 형성하는 프리프레그 진공압축단계; 및 상기 오토클레이브에서 상기 윈도우월 클레딩을 이탈시킨 후, 상기 형판을 제거하는 형판제거단계를 포함하며, 상기 프리프레그 압축단계에서는 상기 프리프레그 적층체를 프레스에 삽입하고 100도 내지 130도로 가열하여 프레싱하고,
   상기 프리프레그 적층단계에서는 상기 카본 또는 유리섬유를 사각 형태의 틀에 위치시킨 후, 상기 카본 또는 유리섬유에 상기 에폭시수지 및 난연성수지의 결합재를 함침하고, 무기계 난연재인 수산화마그네슘을 상기 결합재가 함침된 상기 카본 또는 유리섬유가 경화되기 전에 분사하여 도포하며, 상기 프리프레그 적층체의 두께가 5cm이상이 되도록 적층하는 해양 플랜트용 윈도우월 클레딩 제조방법.
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