KR101672747B1 - 전시시설용 frp 조성물 및 이를 이용한 frp 조형물의 제조방법 - Google Patents

전시시설용 frp 조성물 및 이를 이용한 frp 조형물의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101672747B1
KR101672747B1 KR1020160063292A KR20160063292A KR101672747B1 KR 101672747 B1 KR101672747 B1 KR 101672747B1 KR 1020160063292 A KR1020160063292 A KR 1020160063292A KR 20160063292 A KR20160063292 A KR 20160063292A KR 101672747 B1 KR101672747 B1 KR 101672747B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
polymer resin
frp
powder
Prior art date
Application number
KR1020160063292A
Other languages
English (en)
Inventor
최경주
Original Assignee
주식회사 에이투
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이투 filed Critical 주식회사 에이투
Priority to KR1020160063292A priority Critical patent/KR101672747B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101672747B1 publication Critical patent/KR101672747B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • C08J5/044
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/046Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with synthetic macromolecular fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66Substances characterised by their function in the composition
    • C08L2666/84Flame-proofing or flame-retarding additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 고분자 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 경량재 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부; 섬유 10 내지 80중량부; 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부; 폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부; 난연제 3 내지 15중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 바인더 2 내지 20중량부; 경화제 2 내지 20중량부; 촉진제 0.5 내지 5중량부; 및 안정제 2 내지 10중량부를 포함하는 FRP 조성물 및 이를 이용한 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 FRP 조성물은 친환경적이며, 내화성 및 강도 등이 향상되고 난연성이 우수한 효과가 있다.

Description

전시시설용 FRP 조성물 및 이를 이용한 FRP 조형물의 제조방법{FRP Composition for Exhibition Facility and Preparation Methods of FRP Sculpture Using Thereof}
본 발명은 전시시설용 FRP 조성물 및 이를 이용한 FRP 조형물 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인공암, 인공벽체, 조형물 및/또는 인테리어 등의 전시시설에 사용되는 전시시설용 FRP 조성물 및 이를 이용한 FRP 조형물 제조방법에 관한 것이다.
통상 조형물은 FRP(Fiber glass reinforced plastic:유리섬유강화 플라스틱)소재에 의해 제작된다.
상기 FRP는 원하는 형상을 자유롭게 제작 가공할 수 있고 융통성 있는 설계가 가능하며 가볍고 변형이 없고 내식성, 내열성, 내후성이 우수하며 외관이 미려하고 파손시 수리 보수가 간편하다는 장점이 있다.
이와 같은 여러 장점이 있어 항공기, 선박, 자동차 등의 산업분야에 뿐만 아니라 지붕, 기둥, 벽과 같은 건축물의 내외장재를 비롯하여 풍물, 사물, 고전건축물, 현대건축물, 과학기자재 등의 모형 부분 및 공원이나 정원 등에 설치되는 각종 조형물 그리고 대형 광고판이나 안내표지판 등에 폭넓게 사용되고 있다.
이러한 FRP 소재를 이용한 조형물은 그 기계적 강도의 우수성에도 불구하고 충격력에 취약점이 있다.
이는 일반적인 공간조형물이나 과학기자재와 같은 FRP를 사용하는 조형물이 높은 곳에서 지면을 낙하하는 경우 그 충격을 견디지 못하고 쉽게 파손되는 폐단이 있었다.
또한, FRP 소재는 수지 함량이 낮기 때문에 화재에 매우 강한 것으로 인식되고 있으나, 에프알피가 가열될 경우 섬유 자체는 열에 매우 안정적이나 이 섬유의 매우 가는 필라멘트가 가열될 경우 그 열을 바로 방출하지 못하고 품고 있는 심지효과에 의해서 가연성 수지의 연소가 오히려 쉽게 일어나는 현상이 발생함은 물론, 난연성을 부여하는데 큰 어려움이 있다.
이에, 전술한 문제점을 극복하기 위하여 대한민국 특허등록 제10-1039616호에는 비닐에스터수지 38~54중량%, 저온경화제 0.5~2.8중량%, 고온경화제 0.3~2.5중량%, 내부이형제 0.9~1.5중량%, 표면처리제 0.3~0.8중량%, 저수축제 0.7~2.5중량%, 수산화알루미늄 0.4~4.2중량%, 수산화마그네슘 0.4~3.9중량%, 멜라민 2.8~5.2중량%, 유리섬유 15~24중량%, 탄소섬유 12~18중량% 및 폴리아미드 8~15중량%를 포함하는 에프알피 조성물이 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 섬유를 이용하여 내화성 및 강도 등이 향상되고 난연성이 우수한 FRP 조성물을 제공한다.
본 발명은
고분자 수지 100중량부를 기준으로,
칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
아크릴계 경량재, 시라스발룬, 펄라이트 또는 질석에서 선택되는 하나인 경량재 1 내지 10중량부;
나노세라믹 입자 5 내지 30중량부;
섬유 10 내지 80중량부;
재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부;
폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부;
난연제 3 내지 15중량부;
저수축제 2 내지 10중량부;
바인더 2 내지 20중량부;
경화제 2 내지 20중량부;
칼슘설포알루미네이트의 수화반응을 촉진시키는 촉진제 0.2 내지 5중량부; 및
FRP 조성물을 자외선으로부터 보호하기 위한 안정제 2 내지 10중량부를 포함하는 FRP 조성물에,
석회석 분말을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
팽창 흑연을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하며,
탈크를 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하고,
메타규산나트륨을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
알긴산 나트륨을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고,
발포스티렌 분말, 발포펄라이트 또는 이들의 혼합물인 발포물질을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하며,
테트라에틸렌펜타민을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
가교된 폴리아크릴레이트염을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며,
산화칼슘을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 FRP 조성물을 제공한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
또한, 본 발명은
원하는 조형물 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 고분자 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 아크릴계 경량재, 시라스발룬, 펄라이트 또는 질석에서 선택되는 하나인 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 섬유 10 내지 80중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부, 난연제 3 내지 15중량부, 저수축제 2 내지 10중량부, 바인더 2 내지 20중량부, 경화제 2 내지 20중량부, 칼슘설포알루미네이트의 수화반응을 촉진시키는 촉진제 0.2 내지 5중량부, 및 FRP 조성물을 자외선으로부터 보호하기 위한 안정제 2 내지 10중량부를 포함하는 FRP 조성물에, 석회석 분말을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 팽창 흑연을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하며, 탈크를 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하고, 메타규산나트륨을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 알긴산 나트륨을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고, 발포스티렌 분말, 발포펄라이트 또는 이들의 혼합물인 발포물질을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하며, 테트라에틸렌펜타민을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 가교된 폴리아크릴레이트염을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며, 산화칼슘을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 FRP 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및
상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함하는 FRP 조형물 제조방법을 제공한다.
삭제
삭제
삭제
본 발명에 따른 FRP 조성물은 친환경적이며, 내화성 및 강도 등이 향상되고 난연성이 우수한 효과가 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
한 가지 관점에서, 본 발명은 고분자 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부; 경량재 1 내지 10중량부; 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부; 섬유 10 내지 80중량부; 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부; 폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부; 난연제 3 내지 15중량부; 저수축제 2 내지 10중량부; 바인더 2 내지 20중량부; 경화제 2 내지 20중량부; 촉진제 0.5 내지 5중량부; 및 안정제 2 내지 10중량부를 포함하는 FRP 조성물을 제공한다.
다른 관점에서, 본 발명은 원하는 조형물 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계; 상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 고분자 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 섬유 10 내지 80중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부, 난연제 3 내지 15중량부, 저수축제 2 내지 10중량부, 바인더 2 내지 20중량부, 경화제 2 내지 20중량부, 촉진제 0.5 내지 5중량부, 및 안정제 2 내지 10중량부를 포함하는 FRP 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계; 상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및 상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함하는 FRP 조형물 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 FRP 조성물, 특정적으로 전시시설용 FRP 조성물은 전시시설, 예를 들면 인공암, 인공벽체, 조형물 및/또는 인테리어 등에 적용되어 내화성 및/또는 강성 등을 제공할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 고분자 수지는 가격이 저렴하면서도 강성 및/또는 내열성 등의 물성이 우수한 수지라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
바람직한 고분자 수지는 당업계에서 통상적으로 사용되는 고분자 수지라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르(Polyester), 스티렌이소프렌스티렌(stylene isoprene stylene; SIS), 메틸메타크릴레이트, 에틸렌 비닐아세트산 공중합체(EVA), 폴리아마이드(Polyamide) 또는 이들로부터 선택되는 둘 이상의 혼합물로 이루어진 고분자 수지를 사용하는 것을 추천한다.
본 발명에 따른 FRP 조성물의 고분자 수지 외 나머지 성분들의 함량은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 한다.
본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 초속경을 부여하기 위한 물질로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 고분자 수지 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부인 것을 추천한다.
여기서, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 5중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 30중량부 이상인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, FRP 조성물의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 한다.
이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있다.
상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 내지 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 칼슘설포알루미네이트는 28 내지 62중량%인 압연종말슬러지와, 19 내지 52중량%인 백운석슬러지와, 9 내지 20중량%인 부산석고가 포함되도록 구성되고, 상기 혼합물의 입도가 88㎛, 잔분이 5 내지 20중량%로 분쇄되어 이루어질 수 있다.
이후에, 상기 혼합물을 소성로에서 1,000 내지 1,300℃의 소성온도로 1시간 이상 유지한 후 공냉시켜, 칼슘설포알루미네이트를 제조하게 된다. 이때, 소성온도가 낮거나, 백운석슬러지의 함량이 높은 경우에는 미반응 석회의 양이 많아져 팽창성을 나타내므로 붕괴, 파괴의 염려가 있으며, 소성온도가 높거나 석회석 배합량이 적어도 칼슘설포알루미네이트의 생산이 적어져 소기의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명에 따른 경량재는 자체 중량이 커져서 작업장에서의 제품 운반시 애로가 발생할 수 있고, 시공시 제품의 자중에 의한 작업자의 스트레스를 감소시키기 위해 사용하는 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 경량재라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아크릴계 유기 경량재를 사용하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 소량의 사용으로도 그 기능을 발휘하기 때문에 화재에 의한 유해물질 발생이 거의 없는 약 0.1㎛의 미세한 피막두께를 갖는 완전 폐기공의 아크릴계 경량재를 사용하는 것을 추천한다.
이때, 상기 아크릴계 유기 경량재는 유기물로 인해 난연성능이 저하될 수 있으므로, 그 사용량을 최소화하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 난연성을 증가시키기 위해 무기계 경량재인 시라스발룬, 펄라이트 또는 질석 등을 대체하여 사용할 수도 있다.
바람직한 경량재의 사용량은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 나노세라믹 입자는 FRP 조성물의 양생 중에 표면으로 부상하여 치밀하고 경도가 높은 표면을 형성하기 때문에, 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론, 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성이 향상된다.
상기 나노세라믹 입자의 사용량은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 30중량부인 것이 좋다.
바람직한 나노세라믹 입자는 실리콘카바이드, 알루미나, 실리카, 지르코니아-실리카, ZnO, TiO2 및/또는 CaCO3가 포함된다.
이들 세라믹입자는 평균 입경이 나노 범위인 것이 바람직한데, 구체적으로 상기 실리콘카바이드의 평균 입경은 300 내지 500nm, 상기 알루미나의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 실리카의 평균 입경은 700 내지 1500nm, 상기 지르코니아-실리카의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 ZnO의 평균 입경은 500 내지 1000nm, 상기 TiO2의 평균 입경은 100 내지 300nm, 그리고 CaCO3의 평균 입경은 500 내지 1000nm인 것이 바람직하다.
이 중에서도 실리콘카바이드는 천연광물로 존재하지 않으므로 인공적으로 합성하며, 고온에서의 화학적 안정성 및 내식성이 뛰어나고 높은 경도를 갖는다.
본 발명에 따른 섬유는 FRP 조성물에 포함되어 강성을 제공하는 동시에 제조되는 조형물이 소정 형태를 갖도록 하기 위한 것이다.
바람직한 섬유로는 현무암 섬유, 유리섬유, 바졸트 섬유, 천연섬유, 카본섬유, 합성섬유, 비닐섬유 또는 아라미드 섬유 중 적어도 두 개 이상 혼합된 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 80중량부인 것이 좋다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유는 현무암 섬유와 유리섬유가 3:7 내지 7:3 중량비, 보다 바람직하게는 현무암 섬유와 유리섬유가 약 5:5의 중량비로 혼합된 형태로 이루어진 것을 포함한다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유는 FRP 조성물에 혼합된 형태라면 어떠한 형태로 존재하여도 무방하지만, 바람직하게는 FRP 조성물을 구성하는 각각의 조성물이 함침되어 제조되는 조형물이 소정 형태를 갖도록 하는 것이 좋다.
이때, 상기 섬유는 격자방식으로 직조된 직조섬유 형태로 구성될 수 있다.
상기 직조섬유는 위사와 경사방향의 섬유가 상하 맞물려서 직조되어 추후 늘어짐이나 올이 풀리는 경우를 최소화한다.
상기 직조섬유에 사용되는 원사의 두께는 적어도 10㎛ 이상의 섬유를 사용하는 것이 좋고, 마디의 두께도 5mm 내외로 일정하게 유지되도록 직조하며, 직조 후 직물의 두께는 0.345 내지 0.38mm로 경량화된 고강도 직조섬유를 형성한다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 섬유는 10 내지 25mm를 갖도록 격자로 직조한 섬유 메쉬망 형태로 사용될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 조성물은 FRP 조성물의 균열방지 및 인성증대를 위해 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부의 폴리아라미드 섬유 보강재를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리아라미드 섬유 보강재는 폴리아라미드(나일론 6), 폴리아라미드(나일론66), 및 아라미드 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 분산제가 코팅된 아라미드를 사용하는 것이 좋다.
상기 폴리아라미드는 비교적 우수한 불활성 물질이며, 강염기를 포함한 다양한 유/무기 물질에 내성이 우수한 것으로 알려져 있다.
특히, 상기 분산제가 코팅된 아라미드(aramid)는 인장력, 내마모성, 내구성 등이 뛰어나다는 장점이 있어서, 이를 FRP 조성물에 혼입하게 되면, 앞서와 같은 아라미드 고유의 특성을 FRP 조성물에 부여할 수 있다.
또한, 아라미드는 낮은 열전도도 특성 때문에 단열성능을 향상시킬 수 있다.
이러한 아라미드는 실의 형태로 뽑아 직물을 만드는 데 사용하는 필라멘트 형태, 분말형태로 형성하여 제품을 만드는 데 사용하는 펄프형태, 실의 두께를 자유롭게 조정함은 물론 다른 성질의 실과 혼방하여 사용하기 위해 약한 분쇄가공을 한 스테플 형태가 있는데, 본 발명에서는 필요에 따라 이중 선택된 어느 하나의 형태로 적용될 수 있다.
한편, 상기 아라미드는 단일 형상을 갖는 것이며, 그 길이는 1 내지 100mm, 바람직하게는 3 내지 40mm이며, 단면의 직경 또는 두께는 1 내지 50㎛, 바람직하게는 10 내지 40㎛이다. 상기 아라미드의 길이 및 직경 또는 두께는 목적하는 패널의 품질, 내구 성능과 인장강도, 휨강도 및 인성 등에 따라 최적 범위로 조절할 수 있으며, 단일 형상을 유지하는 단일 길이 및 단일 직경으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아라미드에서 단일 형상이라 함은 길이 또는 직경 중 어느 하나라도 상이한 섬유가 혼합되지 않은 것을 의미하며, 패널 내의 분산성 측면에서 단일 길이 및 단일 직경의 단일 형상을 갖는 섬유 보강재를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아라미드는 5mm의 게이지 길이(gauge length)로 측정한 강도가 8.5g/d 이상, 바람직하게는 9.5g/d이상이고, 5mm의 게이지 길이로 측정한 신도가 60 내지 135%, 바람직하게는 75 내지 115%가 될 수 있다.
본 발명에서 상기 아라미드의 강도 및 신도가 상기 범위를 벗어나면 제조되는 조형물의 균열저항 등을 개선하는 효과가 미약해질 수 있다.
상기 아라미드는 상대점도(RV)가 2.9 이상, 바람직하게는 3.2 이상이 될 수 있으며, 아라미드의 상대점도(RV)가 상기 범위 보다 낮으면 섬유자체의 강도 및 내마모 특성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 아라미드는 섬도가 1 내지 10데니어, 바람직하게는 1.5 내지 5데니어인 것을 사용할 수 있다.
상기 섬도가 1데니어 미만인 경우에는 섬유의 표면적이 증가해서 접촉면적이 증가하는 장점은 있으나, 섬유 자체의 강도가 저하되고 패널 내 섬유의 분산성이 저하될 수 있다. 반면에, 섬도가 10데니어를 초과하는 경우에는 제조되는 조형물의 단위면적당 섬유 개수가 감소하여 상대적으로 조형물에서 취약부가 형성될 위험이 발생될 수 있다.
또한, 본 발명에서 아라미드는 섬유 표면에 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 코팅액으로 코팅될 수 있으며, 이러한 코팅을 통해 조성물의 분산성과 각 조성물과의 결합력이 크게 향상될 수 있다.
아라미드의 분산성과 결합력의 개선효과를 고려하면, 상기 코팅액의 코팅량은 아라미드 전체 중량 대비 0.5 내지 3중량%가 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 재유화형 폴리머 분말(Redispersible Polymer Powder)은 FRP 조성물 내부에 필름을 형성하여 휨 및 부착강도를 향상시키며, 보수성이 개선되어 중성화, 염화물 이온 침투, 동결융해 등의 내구성을 향상시킬 수 있다.
바람직한 재유화형 폴리머 분말은 에틸렌 초산 비닐(EVA) 또는 초산비닐/비닐바사테이트(Va/VeoVa) 중 선택된 어느 하나 이상으로 구성되는데, 겉보기 비중은 475ㅁg/l, 입도는 max,2%>400㎛이고, 물에 재분산 시 0.3 내지 9㎛의 입도분포를 나타내며, 그 사용량은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 폴리비닐알코올 분말은 FRP 조성물의 경량성과 강성을 제공하기 위한 것으로서, 통상적인 폴리비닐알코올 분말이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.1 내지 10㎛인 기공을 0.05 내지 0.4cc/g의 범위로 포함하는 폴리비닐 알콜 분말을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 10중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 난연제는 FRP 조성물에 난연성을 부여하기 위한 것이다.
바람직한 난연제는 금속수산화물, 인계 난연제, 암모늄 피로인산, 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 난연제에 사용되는 금속수산화물은 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등이라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 수산화마그네슘, 특정적으로 스테아린산, 비닐 실란, 지방산, 인산 또는 이들의 혼합물로 표면처리, 특정적으로 코팅되어 표면처리된 수산화마그네슘을 사용하는 것이 좋다.
이때, 상기 난연제로 사용되는 수산화알루미늄은 난연효과 외에 내부밀도를 치밀하게 하여 치수안정성 및 내열성을 증대시킬 수 있으므로, 이의 사용을 추천한다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 난연제는 적은 양의 난연제를 사용하여도 FRP 조성물이 요구하는 난연성을 충족시키기 위해 암모늄 피로인산, 특정적으로는 액상 암모늄 피로인산을 난연 보조제로서 함께 사용할 수 있다.
이때, 상기 난연 보조제는 인계 난연제 및/또는 표면처리된 수산화마그네슘과 함께 사용할 경우 하나의 난연제만을 단독으로 사용하였을 경우보다 난연효과를 상승시켜 적은 양의 난연제로 충분한 난연효과를 나타낼 수 있도록 한다.
그러나 상기 액상 암모늄 피로인산은 그 자체적으로 난연효과가 없는 것은 아니다.
특히, 본 발명에 따른 난연제에 사용되는 인계 난연제의 경우, 난연효과는 우수하지만 FRP 조성물에 적용되어 최종적인 제품을 제조하면 제품의 표면에서 백화현상이 발생함으로써 제품의 질을 감소시키게 되는바, 이러한 문제점을 극복하기 위해 적은 양의 인계 난연제를 사용하는 것이 바람직하다.
이에, 본 발명에서는 적은 양의 인계 난연제의 사용에도 불구하고, 원하는 난연성을 확보하기 위해 상기 암모늄 피로인산을 난연 보조제와 같이 사용할 수 있는바, 상기 암모늄 피로인산은 이를 구성하는 피로인산의 인에 의해 백화현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 분말 보다는 액상으로 사용하는 것이 좋다.
특히, 상기 액상 암모늄 피로인산은 친수형 억제제가 포함되어 FRP 조성물을 이용하여 제조된 제품의 백화현상의 발생을 방지할 수 있다.
바람직한 난연제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변경 가능하지만, 추천하기로는 고분자 수지 100중량부를 기준으로 3 내지 15중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 저수축제는 FRP 조성물이 균열되는 상태에서 수축되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 저수축제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 폴리비닐 아세테이트계 저수축제, 폴리에스터계 저수축제, 특정적으로 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제를 사용하는 것이 좋다.
바람직한 저수축제의 사용량은 사용자의 선택에 따라 변동 가능하지만, 추천하기로는 고분자 수지 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 바인더는 FRP 조성물을 구성하는 각각의 구성성분이 보다 치밀하게 결합될 수 있도록 하는 것으로서, 이러한 목적을 갖는 바인더, 예를 들면 유/무기 바인더라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 난연성을 향성시키기 위해 유기 바인더 보다는 무기 바인더를 사용하는 것을 추천한다.
바람직한 무기 바인더로는 진흙, 점토, 규산나트륨, 규산알루미나, 규산칼슘 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 2 내지 20중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 경화제는 FRP 조성물을 경화시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 경화제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
바람직한 경화제로는 파라 톨루엔 설포닉산[PTSA(Para Toluene Solfonic Acid)], 페놀술폰산, t-부틸페록식 벤조에이트(tert-Butylperoxy benzoate, TBPB), 무수프탈산(Phthalic acid anhydride), 방향족 폴리아민, 비스-(4-t -부틸사이클로헥산)페록시디카보네이트, 폴리메캅탄(Polymercaptan) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 2 내지 20중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 촉진제는 칼슘설포알루미네이트가 최초 수화를 시작하도록 촉진시키는 촉매 역할을 하여 FRP 조성물이 조기에 강도를 발현할 수 있도록 하는 동시에, 수화반응의 반응율을 높이기 위한 것으로, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 촉진제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 리튬, 나트륨 및 칼륨 등 알칼리금속의 탄산염 또는 중탄산염으로 이루어진 군에서 한가지 이상을 사용할 수 있지만, 추천하기로는 리튬카르보네이트(Li2CO3)를 사용하는 것이 좋으며 그 사용량은 고분자 수지 100중량부 기준으로 0.5 내지 5중량부인 것을 추천한다.
본 발명에 따른 안정제는 FRP 조성물을 자외선으로부터 보호하여 안정성을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 안정제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아크릴 폴리올 수지, 무황변 폴리 우레아수지, 폴리이소시아네이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 고분자 수지 100중량부 기준으로 2 내지 10중량부인 것을 추천한다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 조성물은 석회석 분말을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함할 수 있다.
상기 석회석 분말은 화염과 접촉 시 석회석 분말의 분해에 의한 이산화탄소의 발생으로 화재의 3대 요소 중 하나인 산소공급원을 차단하는 작용을 한다.
상기 석회석 분말은 당업계에서 통상의 석회석 분말이 사용될 수 있으며, 특히 분말도 3,000 내지 5,000㎠/g 범위의 석회석 분말을 사용하는 것이 석회석의 열분해가 용이하게 진행되어 더욱 좋다.
다른 특정 양태로서, 본 발명에 FRP 조성물은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부의 팽창 흑연을 더 포함할 수 있는데, 고분자 수지 100중량부에 대하여 함량이 5중량부 미만일 경우에는 화염 차단의 효과가 부족하게 되며, 10중량부를 초과할 경우에는 분체양이 많아지고 혼합물을 겔(gel)화 시킬 수 있다는 단점이 있다.
상기 팽창 흑연은 다공성 탄화층의 생성에 의해 FRP 조성물의 부착력 및 난연성을 강화시키는 작용을 한다.
상기 팽창 흑연은 밀도가 1.5~2.3g/㎤이고, 입경이 30~1,000㎛이고, 20~250배의 팽창율을 가지는 것이 화염과 접촉하였을 경우 화염을 차단하는 효과가 극대화되어 더욱 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 FRP 조성물은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부의 탈크를 더 포함할 수 있는데, 고분자 수지 100중량부에 대하여 함량이 10중량부 미만이면 내수성 향상 효과를 기대하기 어렵고, 함량이 30중량부를 초과하면 증점을 유발하기 때문에 좋지 않다.
상기 탈크는 백색도가 우수한 수화 마그네슘 실리케이트 광물로서 활석이라고도 불리는데, 탈크는 무기 광물이기 때문이 녹는점이 1400도로 불에 강하고 내수성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 인장강도 및 휨강도를 증가시켜 주는 효과가 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 FRP 조성물은 고분자 수지 100중량부를 기준으로 0.1 내지 5중량부의 촉매를 더 포함할 수 있다.
상기 촉매는 경화를 촉진시키고 유기물인 고분자 수지와 무기물인 유리섬유와 이외 물질을 서로 용이하게 결합시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 촉매라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 아미노프로핀트리에폭시실란을 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 아미노프로핀트리에폭시실란은 섬유, 특정적으로 유리섬유에 커플링제로 사용되고, 고분자 수지와 결합이 가능한 아미노기를 가지고 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 FRP 조성물은 압축강도 및 휨강도 향상을 위하여 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부의 메타규산나트륨(Na2SiO3)을 더 포함할 수 있는데, 고분자 수지 100중량부에 대하여 함량이 1중량부 미만이면 유동성이 낮아지고 불규칙한 기포가 형성되며, 함량이 5중량부를 초과하면 유동성이 급격히 낮아져 가사시간 확보가 곤란하여 좋지 않다.
상기 메타큐산나트륨은 수화물도 있으나, 석영과 탄산나트륨의 혼합물을 1000℃로 가열 융해하여 고체화시켜 만든 무수물도 사용될 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 조성물은 고분자 수지 100중량부 기준으로 흡수성 폴리머 1 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 흡수성 폴리머는 물을 흡수하여 흡수성 폴리머가 팽창하여 볼 베어링과 같은 역할을 수행하여 FRP 조성물의 작업성을 좋게 해 주고, 이로 인하여 제조되는 조형물 중의 단위수량을 감소시켜 강도가 증가하게 된다.
바람직한 흡수성 폴리머는 폴리아크릴산염 및 그 유도체, 폴리에칠렌옥사이드 유도체 및 흡수성 폴리우레탄류로 이루어진 것으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물이다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 FRP 조성물은 점도증진 및 부착력 강화를 위하여 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부의 알긴산 나트륨을 더 포함할 수 있는데, 고분자 수지 100중량부에 대하여 함량이 5중량부 미만이면 소수성이 저하되고, 함량이 10중량부를 초과하면 과도하게 점도가 상승되어 좋지 않다.
상기 알긴산 나트륨은(C6H8O6)n으로 표시되는 다당류의 하나로서 카르복실기를지 가지고 있으며, 다시마류를 소다회 처리하여 만들 수 있는데, 알긴산 나트륨 자체에 점성을 갖고 있어 이를 FRP 조성물에 혼입되면 점도증진 및 부착력을 강화하게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 조성물은 제조되는 조형물, 특정적으로 전시시설용 조형물의 경량화를 위해 발포물질을 고분자 수지 100중량부 기준으로 10 내지 30중량부 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 발포물질은 당업계의 통상적인 발포물질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 추천하기로는 발포스티렌 분말, 발포펄라이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
상기 발포펄라이트는 펄라이트 원석을 분쇄 가열하여 기공을 형성한 것을 사용하는 것이 좋다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 조성물은 점도 조절 및 강도증진을 위하여 테트라에틸렌펜타민(Tetraethylenepentamine; TEPA)을 고분자 수지 100중량부 기준으로 1 내지 10중량부 더 포함할 수 있는데, 테트라에틸렌펜타민이 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1중량부 미만이면 그 효과가 미미하며, 10중량부를 초과하면 그 양이 과다하여 FRP 조성물의 물성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 따른 FRP 조성물은 수분침투를 방지하여 내구성을 향상시키기 위해 고분자 수지 100중량부를 기준으로 가교된 폴리아크릴레이트염 1 내지 10중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 FRP 조성물의 내부의 공극을 채우게 되어 수분의 침투를 방지하게 되고 이에 따라 내부의 내구성을 증진시키는 역할을 하게 되는데, 상세하게는 상기 가교된 폴리아크릴레이트염은 아크릴레이트염의 중합체가 가교(crosslinking)된 물질을 말하며, 가교제로 아크릴산(Acrylic acid)dl 포함된 아크릴산과 소듐아크릴레이트(sodium acrylate)의 공중합체로 이루어지며, 하기 (C3H4O2.C3H3O2Na)x의 분자식을 갖는다.
상기 구조로 이루어지는 가교된 폴리아크릴레이트염은 고분자 사슬 간의 가교결합(cross-linking)을 통한 3차원 망상구조 또는 단일 사슬구조에서 친수성기의 도입에 따라 가교된 폴리아크릴레이트염이 사용되면 수분 침투시 팽창하여 내부 공극을 채워 수분의 침투를 방지하고, 내구성을 증진시키게 된다.
또 다른 특정 양태로서, 본 발명에 FRP 조성물은 흡습제로서 산화칼슘(CaO)을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함할 수 있는데, 고분자 수지 100중량부에 대하여 함량이 1중량부 미만이면 FRP 조성물이 경화된 후 기포 및 핀 홀 등이 발생할 수 있고, 함량이 3중량부를 초과하면 경도가 증가하고 점도가 상승하게 되어 좋지 않다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 FRP 조성물, 특정적으로 전시시설용 FRP 조성물은 사용자의 선택에 따라 조형물, 특정적으로 전시시설용 조형물로 제조하여 사용된다.
이때, 상기 FRP 조성물을 이용하여 전시시설용 조형물을 제조하는 방법은 당업계의 통상적인 방법이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위해 다음과 같이 그 일례를 설명한다. 한 가지 일례로서, 본 발명에 따른 FRP 조형물의 제조방법은 원하는 조형물 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 고분자 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 섬유 10 내지 80중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부, 난연제 3 내지 15중량부, 저수축제 2 내지 10중량부, 바인더 2 내지 20중량부, 경화제 2 내지 20중량부, 촉진제 0.5 내지 5중량부, 및 안정제 2 내지 10중량부를 포함하는 FRP 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및
상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함한다.
다른 일례로서, 본 발명에 따른 FRP 조형물의 제조방법은 섬유를 격자로 직조하여 직물섬유를 제조하는 직조단계;
칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부, 난연제 3 내지 15중량부, 저수축제 2 내지 10중량부, 바인더 2 내지 20중량부, 경화제 2 내지 20중량부, 촉진제 0.5 내지 5중량부, 및 안정제 2 내지 10중량부 및 상기 직조단계로 제조된 직물섬유 10 내지 80중량부를 혼합하여 직물섬유에 각 조성물이 함침되도록 하여 직물섬유층을 제조하는 직물섬유층 제조단계;
상기 함침이 종료된 직물섬유층에 10 내지 25mm의 격자를 갖도록 섬유를 직조한 섬유 메쉬망을 적층하는 메쉬망 적층단계; 및
상기 메쉬망 적층단계가 종료된 후 40 내지 60℃ 온도범위의 밀폐공간에서 양생시키는 양생단계를 포함한다.
여기서, 상기 직조단계의 직조섬유는 위사와 경사방향의 섬유가 상하 맞물려서 직조되어 추후 늘어짐이나 올이 풀리는 경우를 최소화한다.
상기 직조섬유에 사용되는 섬유의 원사 두께는 적어도 10㎛ 이상의 섬유를 사용하는 것이 좋고, 마디의 두께도 5mm 내외로 일정하게 유지되도록 직조하며, 직조 후 직물의 두께는 0.345 내지 0.38mm로 경량화된 고강도 직조섬유를 형성한다.
본 발명에 따른 섬유 메쉬망은 10 내지 25mm를 갖도록 격자로 직조된 복합섬유를 포함한다.
본 발명에 따른 양생단계에서 양생온도가 필요이상으로 높은 경우, 예를 들면 60℃ 이상으로 높은 경우, 수지계에서 기포가 조기에 발현될 수 있으므로, 적정온도를 유지하는 것이 좋다.
여기서, 상기 양생온도가 50℃ 미만으로 유지되면, 양생시간이 장시간 소요된다.
특정적으로, 본 발명에 따른 FRP 조형물 제조방법은 상기 직물섬유층 제조단계를 반복 적층하여 직물섬유층을 복수로 형성할 수도 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
폴리에틸렌 100g, 칼슘설포알루미네이트 15g, 0.1㎛의 미세한 피막두께를 갖는 완전 폐기공된 아크릴 수지로 이루어진 경량재 5g, 평균입자크기가 400nm인 실리콘카바이드 분말 15g, 초산비닐/비닐바사테이트 5g, 폴리비닐알코올 분말 5g, 수산화알루미늄 10g, 불포화 폴리에스터 수지로 이루어진 저수축제 5g, 규산나트륨 10g, 파라 톨루엔 설포닉산 10g, 리튬카르보네이트 3g, 무황변 폴리 우레아수지 5g 및 현무암 섬유 및 유리섬유가 5:5의 중량비로 혼합되도록 직조된 섬유 40g을 혼합하여 FRP 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 석회석 분말 10g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 밀도가 2.0g/㎤이고 평균 입경이 약 500㎛인 팽창 흑연 6g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 탈크 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 촉매로서 아미노프로핀트리에폭시실란 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 메타규산나트륨 3g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 7]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 폴리아크릴산염로 이루어진 흡수성 폴리머 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 8]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 알긴산 나트륨 7g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 9]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 발포펄라이트 15g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 10]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 테트라에틸렌펜타민 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 가교된 폴리아크릴레이트염 5g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 산화칼슘 2g을 더 부가하여 실시하였다.
[실시예 13]
실시예 1에 따른 FRP 조성물을 혼합하여 직조섬유에 FRP 조성물이 함침되도록 하여 직조섬유층을 제조하였다.
여기서, 상기 FRP 조성물을 구성하는 섬유는 15㎛의 두께를 갖는 현무암 섬유 및 유리섬유가 5:5의 중량비로 혼합된 섬유를 직조하여 약 0.36mm의 두께를 갖도록 직조섬유를 사전에 준비하여 사용하였다.
그 다음, 현무암 섬유 및 유리섬유가 5:5의 중량비로 혼합된 섬유 원사를 이용하여 약 20mm의 격자를 갖도록 제조한 메쉬망 10g을 적층하였다.
그 다음, 상기 메쉬망이 적층된 패널을 약 50℃의 온도로 유지되는 밀폐공간에서 양생시켜 패널을 제조하였다.
[실시예 14]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 2에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 15]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 3에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 16]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 4에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 17]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 5에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 18]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 6에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 19]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 7에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 20]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 8에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 21]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 9에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 22]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 10에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 23]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 11에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실시예 24]
실시예 13과 동일한 방법으로 실시하되, 실시예 1에 따라 제조된 FRP 조성물 대신 실시예 12에 따라 제조된 FRP 조성물을 사용하여 실시하였다.
[실험]
실시예 13 내지 실시예 24에 따라 제조된 패널의 기계적 물성, 예를 들면 난연성, 압축강도, 휨강도, 부착강도 등을 측정하였다.
그 결과를 표 1로 나타냈다.
화재전파 압축강도(N/mm2) 휨강도(N/mm2) 부착강도(N/mm2)
실시예 13 7≤ 50.8 17.6 1.7
실시예 14 7≤ 51.1 16.2 1.5
실시예 15 7≤ 51.3 17.2 1.6
실시예 16 6≤ 49.7 15.7 1.7
실시예 17 6≤ 49.4 15.5 1.6
실시예 18 7≤ 51.8 15.3 1.6
실시예 19 7≤ 51.2 16.5 1.4
실시예 20 8≤ 50.4 15.5 1.7
실시예 21 6≤ 52.7 15.3 1.5
실시예 22 7≤ 51.4 14.2 1.4
실시예 23 6≤ 50.2 15.5 1.6
실시예 24 7≤ 51.3 14.6 1.7
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 13 내지 실시예 24에 따라 제조된 패널은 내화성, 압축강도와 휨강도가 좋고, 부착성이 우수한 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 고분자 수지 100중량부를 기준으로,
    칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부;
    아크릴계 경량재, 시라스발룬, 펄라이트 또는 질석에서 선택되는 하나인 경량재 1 내지 10중량부;
    나노세라믹 입자 5 내지 30중량부;
    섬유 10 내지 80중량부;
    재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부;
    폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부;
    난연제 3 내지 15중량부;
    저수축제 2 내지 10중량부;
    바인더 2 내지 20중량부;
    경화제 2 내지 20중량부;
    칼슘설포알루미네이트의 수화반응을 촉진시키는 촉진제 0.2 내지 5중량부; 및
    FRP 조성물을 자외선으로부터 보호하기 위한 안정제 2 내지 10중량부를 포함하는 FRP 조성물에,
    석회석 분말을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고,
    팽창 흑연을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하며,
    탈크를 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하고,
    메타규산나트륨을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며,
    알긴산 나트륨을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고,
    발포스티렌 분말, 발포펄라이트 또는 이들의 혼합물인 발포물질을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하며,
    테트라에틸렌펜타민을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고,
    가교된 폴리아크릴레이트염을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며,
    산화칼슘을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 FRP 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 원하는 조형물 모양의 몰드를 형성하는 몰드 형성단계;
    상기 몰드 형성단계가 종료된 몰드 내부에 고분자 수지 100중량부를 기준으로, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 30중량부, 아크릴계 경량재, 시라스발룬, 펄라이트 또는 질석에서 선택되는 하나인 경량재 1 내지 10중량부, 나노세라믹 입자 5 내지 30중량부, 섬유 10 내지 80중량부, 재유화형 폴리머 분말 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부, 난연제 3 내지 15중량부, 저수축제 2 내지 10중량부, 바인더 2 내지 20중량부, 경화제 2 내지 20중량부, 칼슘설포알루미네이트의 수화반응을 촉진시키는 촉진제 0.2 내지 5중량부, 및 FRP 조성물을 자외선으로부터 보호하기 위한 안정제 2 내지 10중량부를 포함하는 FRP 조성물에, 석회석 분말을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 20중량부로 더 포함하고, 팽창 흑연을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하며, 탈크를 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하고, 메타규산나트륨을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 5중량부로 더 포함하며, 알긴산 나트륨을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 5 내지 10중량부로 더 포함하고, 발포스티렌 분말, 발포펄라이트 또는 이들의 혼합물인 발포물질을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 10 내지 30중량부로 더 포함하며, 테트라에틸렌펜타민을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하고, 가교된 폴리아크릴레이트염을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 10중량부로 더 포함하며, 산화칼슘을 고분자 수지 100중량부를 기준으로 1 내지 3중량부로 더 포함하는 FRP 조성물을 혼합하여 주입하는 주입단계;
    상기 주입단계가 종료된 뒤 양생하는 양생단계; 및
    상기 양생단계가 종료된 후 몰드를 제거하는 몰드제거단계를 포함하는 FRP 조형물 제조방법.
KR1020160063292A 2016-05-24 2016-05-24 전시시설용 frp 조성물 및 이를 이용한 frp 조형물의 제조방법 KR101672747B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160063292A KR101672747B1 (ko) 2016-05-24 2016-05-24 전시시설용 frp 조성물 및 이를 이용한 frp 조형물의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160063292A KR101672747B1 (ko) 2016-05-24 2016-05-24 전시시설용 frp 조성물 및 이를 이용한 frp 조형물의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101672747B1 true KR101672747B1 (ko) 2016-11-04

Family

ID=57530355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160063292A KR101672747B1 (ko) 2016-05-24 2016-05-24 전시시설용 frp 조성물 및 이를 이용한 frp 조형물의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101672747B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101959441B1 (ko) * 2018-10-05 2019-03-19 (주)대한하이텍건설 난연성 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법
KR101967843B1 (ko) 2017-11-22 2019-04-10 안승비 Frp 조형물의 항균성 조성물 및 이를 포함하는 항균성 frp 조형물

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070101679A1 (en) * 2005-10-25 2007-05-10 L&L Products, Inc. Panel structure
KR101533297B1 (ko) * 2015-01-08 2015-07-02 청원화학 주식회사 친환경 현무암섬유와 페놀수지를 이용한 불연 frp패널 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강공법
KR101534198B1 (ko) * 2015-03-11 2015-07-07 (주)고려씨엔씨 복합소재를 이용한 불연 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070101679A1 (en) * 2005-10-25 2007-05-10 L&L Products, Inc. Panel structure
KR101533297B1 (ko) * 2015-01-08 2015-07-02 청원화학 주식회사 친환경 현무암섬유와 페놀수지를 이용한 불연 frp패널 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 보강공법
KR101534198B1 (ko) * 2015-03-11 2015-07-07 (주)고려씨엔씨 복합소재를 이용한 불연 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101967843B1 (ko) 2017-11-22 2019-04-10 안승비 Frp 조형물의 항균성 조성물 및 이를 포함하는 항균성 frp 조형물
KR101959441B1 (ko) * 2018-10-05 2019-03-19 (주)대한하이텍건설 난연성 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101534198B1 (ko) 복합소재를 이용한 불연 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법
KR101720487B1 (ko) 친환경 frp 패널 조성물 및 이를 이용한 frp 패널 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법
KR101644957B1 (ko) 모르타르를 포함하는 하이브리드 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법
KR101669917B1 (ko) 전시시설용 콘크리트 조성물 및 이를 포함하는 전시시설용 인공암의 제조방법
KR101734136B1 (ko) 바잘트 섬유를 이용한 보강제 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR101534202B1 (ko) 모르타르를 포함하는 frp 불연패널 조성물 및 이를 이용한 불연패널의 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법
KR101643558B1 (ko) 복합소재를 이용한 frp 패널조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법
KR102098039B1 (ko) 수중 콘크리트 구조물 보수 보강용 친환경 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수 보강 공법
KR101703227B1 (ko) 내화학성 및 내산성이 강한 frp 패널조성물 및 이를 이용한 농수로, 하수암거 등의 구조물 보수보강 공법
ES2395702T3 (es) Cemento de oxicloruro de magnesio duradero y procedimiento para el mismo
KR101146220B1 (ko) 마감성을 보유한 고강도 콘크리트시멘트계 고밀도 내화피복재 조성물
KR101977199B1 (ko) 유리섬유를 포함하는 정착 frp 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강 공법
KR101923493B1 (ko) 공기연행제를 이용한 콘크리트 단면 보수용 모르타르 조성물과 이를 이용한 콘크리트 단면 보수 및 보강 시공방법
KR101819919B1 (ko) 에폭시수지를 이용한 균열 보수보강제 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR101737557B1 (ko) 콘크리트 구조물용 내진 및 난연 복합 보강공법
KR101187409B1 (ko) 친환경 고성능을 발현하는 마그네시아 실리케이트 인산염계 복합체
KR101767576B1 (ko) 스페이스가 형성된 복합 frp 보강재용 접착제 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102002354B1 (ko) 친환경 고화제 조성물 및 그 조성물과 앵커를 이용한 지반 보수보강공법
KR101672745B1 (ko) 복합소재를 이용한 전시시설용 패널조성물 및 이의 제조방법
KR100921447B1 (ko) 긴장력의 효율적 분배를 통한 콘크리트 구조물 보수 보강공법
KR101864293B1 (ko) 강도 및 내구성이 우수한 콘크리트 구조물 보강용 유무기 복합 조성물, 이를 이용한 보강 섬유 메쉬의 제조방법 및 보강 섬유 메쉬와 보수보강용 시멘트 모르타르를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법
CN105298011A (zh) 一种矿物纤维增强镁水泥复合夹心轻质隔墙及制备方法
KR101146223B1 (ko) 고강도 콘크리트 시멘트계 고밀도 내화뿜칠재를 이용한 고강도 콘크리트 내화방법
KR101672747B1 (ko) 전시시설용 frp 조성물 및 이를 이용한 frp 조형물의 제조방법
KR101975924B1 (ko) Frp 보강재용 친환경 접착제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보강공법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191021

Year of fee payment: 4