KR102087814B1 - Frp의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유강화플라스틱인 FRP(Fiber Reinforced Plastics)를 소재시트로 하여 안테나의 반사판을 성형하되, 종래 성형 공법에 비해 상대적으로 짧은 성형 시간을 통해 성형이 가능하고, 완성된 반사판의 반사면 요철의 표준편차(RMS)를 만족하여 전파의 수집효율을 높일 수 있는 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법에 관한 것이다.

Description

FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법{Reflective plate press molding method using prepreg of FRP as a material sheet}

본 발명은 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유강화플라스틱인 FRP(Fiber Reinforced Plastics)를 소재시트로 하여 안테나의 반사판을 성형하되, 종래 성형 공법에 비해 상대적으로 짧은 성형 시간을 통해 성형이 가능하고, 완성된 반사판의 반사면 요철의 표준편차(RMS)를 만족하여 전파의 수집효율을 높일 수 있는 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법에 관한 것이다.

안테나는 전파를 수신하는 장치로서, TV, 항공기, 인공위성 및 우주전파 관측 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

이러한 안테나 중 위성안테나는 그 형태가 접시 모양으로서 파라볼라(parabola) 안테나라고도 지칭되는데, 접시 모양으로 이루어지는 이유는 포물체 반사 원리로 작동하기 때문이며, 이때 안테나의 반사판의 표면 처리가 매우 중요하다.

이는 반사판의 표면이 매끄러워야 전파를 잘 반사하고 또 잘 모을 수 있기 때문이며, 전파를 잘 반사시키기 위해서는 전도성을 가지거나 금속성을 가진 페인트를 사용하기도 한다.

종래의 안테나를 구성하는 반사판을 성형하는 방법은 크기 및 소재에 따라 다양한 방법이 제안되었는데, 그 중에서도 상대적으로 소형 크기의 반사판의 성형 방법 중 시트(sheet) 형태로 생산 및 판매되는 프리프레그 소재를 고온 및 고압의 조건에서 성형하는 오토클레이브(autoclave) 방법이 있다.

이러한 오토클레이브 성형 방법은 시트 형태 소재를 고온고압으로 성형하는 공법 중 하나로서, 오토클레이브를 사용하는 성형 공법은 품질이 안정적이나 1회 성형 시간이 4시간전후로 소요되기 때문에 생산성이 낮은 문제점이 있다.

또한, 일반적인 고온 및 고압 프레스 성형공법은 1회 성형 시간이 20 ~ 30분 정도 소요되기 때문에 생산성은 높일 수 있으나 전파를 반사시키는 반사면 곡률의 표면조도가 매우 낮기(RMS 값이 매우 크기) 때문에 전파를 난반사하여 반사판의 중앙에 형성된 피드(feed)로 모이는 전파의 양이 적기 때문에 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

특히 고주파 영역인 K계열 전자파를 수집하는 안테나의 반사판으로는 활용할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점은 일반적인 프레스 성형공법이 금형 위에 벌크 또는 시트 형태의 소재를 금형에 직접 적층한 후 이를 고온 및 고압에서 압착하기 때문에 발생한다.

한편, 종래의 반사판은 경량화 및 가공성 측면에서 가볍고 소성 가공성이 우수한 알루미늄 재질 등으로 이루어지는데, 알루미늄 재질로 이루어진 반사판은 그 재질의 특성상 외부 충격 등에 대한 강성이 충분히 확보되지 못하므로 외부 충격에 의한 응력이 반사판에 가해지면 쉽게 변형되는 문제점이 있고, 변형이 발생한 부위에서 전파를 난반사하기 때문에 전체 반사판의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 알루미늄 등의 금속을 이용하여 반사판을 제조하는 경우 상술한 프레스 성형 방법 또는 스피닝(spinning) 가공하여 반사판을 제조하게 되는데, 프레스 가공이나 스피닝 가공은 반사판 곡면의 표면조도를 높이는데 한계가 있다.

즉, 프레스 가공은 사용하는 소재가 동일한 한 방향으로 내부 응력이 존재하기 때문에 프레스 성형 후 응력이 존재하는 방향으로 곡면 왜곡이 일어날 수 있고, 스피닝 가공도 유사한 문제가 있다.

상술한 바와 같이 종래 프레스 공법은 성형시간이 짧아 제조시간을 줄일 수 있는 반면에 후변형이 빈번하게 발생하고, 이로 인해 표면의 표면조도가 필요한 기능성 제품에는 사용하지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1384312호 대한민국 등록특허 제10-1610713호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 파라볼라 안테나의 반사판을 성형하는 성형 공법을 제공하되, 무게가 가벼워 경량화가 가능하며 반사판 곡면의 표면조도를 높일 수 있어 즉 RMS값을 낮출 수 있어, K계열 주파수를 활용할 수 있는 반사판을 성형할 수 있는 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법을 제공하는데 목적이 있다.

특히 시트 형태의 소재시트를 반사판의 설계 규격에 맞춰 재단하고, 재단한 소재시트를 상호 겹쳐서 배열한 후 소정 온도 및 압력 조건에서 프레싱 하여 성형하여 반사판 곡면의 표면조도를 높이면서도 성형 시간을 단축할 수 있어 생산성을 높인 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법을 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

반사판을 성형하기 위해 설계된 규격에 따라 소재시트를 재단하되, 설계된 반사판의 외주면을 구성하도록 상기 소재시트를 다수개의 방사형 분체로 재단하는 시트 재단단계;

재단한 소재시트를 적층용 지그에 적층하는 소재시트 배열단계;

적층용 지그에 적층된 소재시트를 적층용 지그에서 탈형한 후 예열된 프레스용 금형에 인입하는 단계;

프레스용 금형을 가동시켜 소재시트를 프레싱 성형하는 성형단계;를 포함한다.

또한, 상기 소재시트 배열단계에서는, 소재시트는 인접한 타 소재시트에 겹쳐지도록 적층하여 1열 배열을 통해 2겹 적층이 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소재시트 배열단계에서는 적층되는 소재시트가 상호간의 결합력을 높이기 위한 접착성 조성물을 도포하는 단계가 더 포함되되, 상기 접착성 조성물은, 폴리에틸렌 및 우레탄 프리폴리머를 1:1 내지 2:1의 중량비로 혼합한 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 가교제 1 내지 1.5 중량부, 및 점도조절제 2 내지 2.5 중량부로 혼합한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접착성 조성물에서, 상기 폴리에틸렌으로는 밀도가 0.98g/㎤이고 용융흐름지수가 8g/10분인 고밀도 폴리에틸렌이고, 상기 우레탄 프리폴리머는 분자량이 2,500~3,500인 2관능 폴리에테르 폴리올 100 중량부에 대하여 1,3-부틸렌글리콜 5 중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 20 중량부를 혼합하여 반응시킨 우레탄 프리폴리머이고, 상기 가교제는 2,5-디메틸-2,5-디(3급-부틸 퍼옥시) 헥산이고, 상기 점도조절제로는 N-메틸-1,6-헥산디아민 및 디에틸톨루엔디아민을 1:1로 혼합한 것을 특징으로 한다.

또한, 프레스용 금형에 인입하는 단계에서는, 프레스용 상부금형과 하부금형을 각각 140~150℃온도로 예열하고, 상기 프레싱 성형단계에서는, 프레싱 성형 압력이 280~310(ton)의 압력으로 13~17분(min) 동안 상부금형과 하부금형을 압착하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은 FRP를 프리프레한 시트를 소재시트로 활용하여 경량화가 가능하면서도 강성이 충분히 확보되어 외부 충격에 의한 변형이 없어 외부에 장시간 설치된 상태에서도 형상의 변형이 없어 안정적인 사용이 가능한 장점이 있다.

또한, 프레스 공법을 사용하여 성형 시간을 20분 내외로 단축하여 생산성을 높이면서도 반사판 곡면의 표면조도를 높여 전파의 반사효율을 높일 수 있고, 특히 고주파 영역인 K계열의 주파수도 수집할 수 있어 제품 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법에서 접착성 조성물을 도포하는 단계를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 소재시트를 재단한 상태를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 소재시트를 카본 시트와 강화섬유로 구성한 후 이를 다층 적층한 상태를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 소재시트를 적층용 지그에서 탈형한 상태를 도시한 예시도.
도 6a 및 6b는 본 발명에 따라 성형된 반사판의 곡률 표면조도와 종래 반사판의 곡률 표면조도를 도시한 예시도.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명에 따른 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법(1)은, 반사판을 성형하기 위해 설계된 규격에 따라 소재시트를 재단하되, 설계된 반사판의 외주면을 구성하도록 상기 소재시트를 다수개의 방사형 분체로 재단하는 시트 재단단계(S10)와, 재단한 소재시트를 적층용 지그에 적층하는 소재시트 배열단계(S20)와, 적층용 지그에 적층된 소재시트를 적층용 지그에서 탈형한 후 예열된 프레스용 금형에 인입하는 단계(S30) 및 프레스용 금형을 가동시켜 소재시트를 프레싱 성형하는 성형단계(S40)를 포함한다.

상기 시트 재단단계(S10)는, 반사판을 성형하기 위한 설계된 규격에 따라 소재시트를 재단하는 단계로서, 본 발명에서는 소재시트를 다수개의 방사형 분체로 재단하여 재단된 각 방사형 분체를 후술하는 적층용 지그에 적층하도록 구성된다.

여기서 소재시트는 섬유강화플라스틱인 FRP(Fiber Reinforced Plastics)를 활용하는 것으로, 강화섬유(reinforcement fabric)를 미리 수지에 함침시킨 것으로, 약 40~45% 정도의 수지함유량을 가지며, 수지의 손실이 없는 상태로 경화(cure)하여 형성한 것이다.

여기서 강화섬유는 탄소섬유 또는 유리섬유 중 선택된 어느 하나이고, 수지는 페놀수지, 아미노수지, 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지를 개별 또는 혼합한 것이다.

상기 탄소섬유 또는 유리섬유는 섬유강화재(textile reinforced material)의 종류 중 하나로서, 주로 강성을 높이면서도 경량화가 필요한 구성에 사용된다. 물론 본 발명에서는 탄소섬유 또는 유리섬유를 제외한 섬유강화재를 사용 가능하다.

상기 수지는 내열성, 내용제성이 좋은 것으로 알려진 열경화성 수지를 사용하여 상기 강화섬유를 침지시켜 섬유 조직 사이에 충진된 후 경화되도록 한다.

이러한 수지는 열경화성 수지 중 페놀수지, 아미노수지, 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지를 개별 또는 혼합하여 형성한 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 굽힘강도, 굳기 등의 기계적 성질이 우수하고 경화시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없고, 경화되는 과정에서 재료면에 큰 접착력을 가지는 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.

한편, 본 발명에서 상기 소재시트는 상술한 강화섬유를 프리프레그하여 형성한 시트에 카본 시트(Carbon sheet)를 더 포함할 수 있다.

상기 카본 시트는 탄소섬유로 알려진 것으로, 수많은 탄소 원자가 결정 구조를 이루어 길게 늘어진 분자 사슬로 이루어진 섬유이다. 이러한 섬유는 직경이 10㎛ 내외로 극히 작지만 인장강도와 강성이 높은 특성을 가지며, 고온과 화학물질에 대한 내성이 우수하고, 열팽창이 적기 때문에 항공기, 자동차 및 각종 스포츠 장비에 널리 사용되는 재료이다.

특히, 에폭시 등의 수지와 혼합하여 중합체로 만든 탄소섬유 강화 중합체(CFRP)의 형태로 많이 사용되는데, 본 발명에서는 상술한 강화섬유를 내피로 하고 탄소섬유를 외피로 하여 최종 제품의 표면은 탄소섬유로 이루어지도록 구성된다.

즉, 프리프레그된 강화섬유를 통해 반사판의 내구성 및 강성을 높이고 카본 섬유가 반사판의 표면층을 구성함으로써 반사 효율이 높은 표면을 형성함과 동시에 습기 및 부식에 대한 염려를 줄일 수 있다.

종래에 카본 시트를 활용하여 반사판을 형성하는 과정을 살펴보면, 통상적으로 카본 시트는 제조 공장에서 롤 형태로 감겨서 공급되기 때문에 최종 제품의 형태에 따라 이를 재단하여 사용한다.

이때 반사판이 접시 형태 즉, 곡면을 이루기 때문에 롤 형태로 제공된 카본 시트를 적절한 형태로 재단하더라도 최종 제품의 형태에 따라 재단 후 남은 파편이 발생할 수 밖에 없고, 남은 파편의 경우 재사용이 어렵기 때문에 전량 폐기하는데, 이로 인해 가격이 고가인 카본 시티를 폐기하는 것만으로도 제조 비용이 상승하는 원인이 되었다.

또한, 최종 제품의 외형이 단차가 있는 형태인 경우, 단차가 있는 부위를 고려하여 절단하거나 단차가 발생한 부위를 기준으로 복수 개로 절단한 뒤 투입해야 하는데, 단차 발생 부위를 고려하여 재단하는 공정이 추가로 필요하고, 투입되는 카본 시티의 위치를 정확하게 일치시켜야하기 때문에 투입에 소요되는 시간이 증가하고 숙련된 작업자와 비숙련자 간의 능력 차이로 인한 최종 제품의 품질이 결정되기 때문에 일정한 품질을 갖는 제품을 생산하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 카본 시트의 경우 상술한 바와 같이 작업자가 수작업으로 금형에 인입해야 하는데, 반사판을 프레싱 공법을 통해 형성하는 방법에서는 프레스용 금형을 미리 예열하기 때문에 예열된 금형에 의해 작업자가 화상을 입는 사고가 발생하거나 금형에 먼저 닿은 카본 시트와 나중에 닿은 카본 시트 간에 경화된 정도의 차이가 발생하기 때문에 최종 제품의 곡면 조도가 달라지는 문제점이 있었다.

본 발명에서는 강화섬유와 카본 시트를 설계된 규격에 따라 다수개의 분체로 재단하기 때문에 남는 파편을 최소화함으로써 제조 비용을 낮출 수 있고, 재단된 강화섬유와 카본 시트를 후술하는 적층용 지그에 적층하여 제품의 형태로 미리 성형한 후 예열된 프레스용 금형에 인입시키기 때문에 전체가 동일한 경화 품질을 얻을 수 있고, 작업자의 화상을 방지할 수 있다.

또한, 예열된 프레스용 금형에 인입하기 때문에 숙련자와 비숙련자의 작업 능률의 차이가 작고, 이로 인한 제조 시간을 단축할 수 있어 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

다음 재단한 소재시트를 적층용 지그에 적층하는 소재시트 배열단계(S20)로서, 본 발명에서 적층용 지그는 최종 제품의 형태에 따라 다양하게 변경 가능하다.

본 소재시트 배열단계(S20)는 설계된 규격에 따라 다수개의 방사형 분체로 재단된 소재시트를 적층용 지그에 적층한다.

여기서 소재시트를 서로 맞대는 형태로 배치할 수 있는데 맞댄 후 위치를 고정하기 위해서 테이프 등과 같은 고정수단을 이용할 수 있다.

한편, 본 발명에서 소재시트를 적층용 지그에 적층하되, 적층용 지그에 적층되는 소재시트는 인접한 타 소재시트에 겹쳐지도록 적층하여 1열 배열을 통해 2겹 적층 되도록 한다.

즉, 적층용 지그에 첫 번째 소재시트를 배치한 후 두 번째 소재시트는 첫 번째 소재시트를 50% 덮는 형태로 적층 배치하고, 세 번째 소재시트는 두 번째 소재시트에서 첫 번째 소재시트를 덮지 않은 부위를 덮는 형태로 적층 배치한다.

상기의 적층 방법을 통해 적층용 지그의 외주면 전체에 소재시트를 배열함으로써 1열을 배열하면 2겹으로 적층되는 것이다.

이후 설계된 규격에 따라 소재시트를 다수열 배열하여 목표 적층수를 형성한다.

상기의 소재시트 배열단계(S20)를 통해 배열되는 소재시트는 소재시트의 낭비를 방지할 수 있고, 1열 배열만으로도 2겹으로 겹쳐진 형태를 구성할 수 있다.

또한, 1열 이후의 2열 배열시 배열되는 2열의 소재시트가 이미 배열된 소재시트의 맞대어진 측면을 덮도록 배치한 후 2열의 두 번째 소재시트는 2열의 첫 번재 소재시트의 50%를 덮는 형태로 배열되도록 함으로써 1열에 배열된 소재시트의 맞대어진 부위를 덮도록 한다.

이러한 배열 방법을 통해 배열된 소재시트를 통해 상호간의 틈이 없도록 배열된 다층의 소재시트로 구성된 반사판의 형태를 구성할 수 있다.

따라서, 최종 제품인 반사판에서 수집된 전파를 반사시킬 때 소재시트간의 공극(孔隙)이 없기 때문에 전파의 손실을 최소화할 수 있어 전파의 반사 및 수집 효율을 높일 수 있는 것이다.

종래에 시트 형태 또는 벌크 형태의 시트를 다층으로 적층하여 형성한 경우 각층 사이에 빈틈이 발생하기 때문에 이러한 빈틈이 프레싱 과정에서 소멸되지 않는 경우 전파를 반사 또는 수집하는 과정에서 손실되는 문제점이 있었으나, 상술한 바와 같이 본 발명의 소재시트 배열단계를 통해 배열되는 경우 소재시트간의 빈틈이 없기 때문에 전파의 손실을 최소화할 수 있는 것이다.

다음 적층용 지그에 적층된 소재시트를 적층용 지그에서 탈형한 후 예열된 프레스용 금형에 인입하는 단계(S30)는, 상기와 같이 배열된 소재시트를 적층용 지그에서 탈형한 후 예열된 프레스용 금형에 인입한다.

여기서 프레스용 금형은 상부금형과 하부금형으로 이루어지고, 각각 140~150℃온도로 예열된다.

상기 프레스용 금형의 예열 온도가 140℃이하인 경우, 인입되는 소재시트를 프레싱 전에 충분하게 예열하지 못해 다층으로 적층된 소재시트가 상호 결속하지 못하여 들뜨는 문제점이 있고, 프레싱 과정에서 소재시트가 강화섬유와 카본시트로 구성되는 경우 이들이 예열되지 못하여 상호 결속되지 못하는 단점이 있다.

한편, 금형의 예열온도가 150℃이상인 경우, 인입된 소재시트가 높은 온도에 의해 타거나 닿는 면이 용융되는 문제가 있고, 특히 소재시트가 강화섬유와 카본시트로 구성되는 경우 외면에 배치된 카본시트가 금형과 직접 맞닿을 때 표면이 타거나 녹는 문제가 있고 이로 인해 최종 제품의 곡률 표면조도가 낮아지거나 형태가 변형되어 전파의 반사율 및 수신율이 낮아지는 단점이 있다.

따라서, 프레스용 금형의 예열 온도는 140~150℃의 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하고, 후술하는 프레싱 성형단계에서도 상기 온도를 유지함으로써 성형된 최종 제품의 결합력 및 곡률 표면조도를 높일 수 있는 것이다.

다음 프레스용 금형을 가동시켜 소재시트를 프레싱 성형하는 성형단계(S40)는, 프레싱 금형을 구동시켜 프레싱 하부금형에 인입된 소재시트를 압착하여 최종 제품을 성형하는 것이다.

여기서 프레싱의 조건으로는 140~150℃ 범위 내의 온도를 유지한 상태에서 280~310(ton)의 압력으로 13~17분(min) 동안 상부금형과 하부금형을 압착한다.

이러한 프레싱 조건에서 280(ton)이하의 압력 또는 10분 이하로 압착하는 경우 소재시트가 충분히 압착되지 못하고, 특히 소재시트가 강화섬유와 카본 시트로 이루어진 경우 양소재가의 충분한 결합 및 압착이 이루어지지 못하는 단점이 있고, 310(ton)의 압력 또는 17분 이상으로 압착을 진행하는 경우 소재시트가 찢어지거나 파손되는 문제가 발생할 수 있고, 특히 압착 압력이 높아지고 압착 시간이 길어질수록 프레싱 금형 내부의 온도가 상승하기 때문에 상승한 온도에 의해 소재시트가 녹거나 파손되는 단점이 있다.

이러한 프레싱 단계를 통해 단시간에 최종 제품을 성형할 수 있어 생산성을 높일 수 있고, 종래 작업자가 수작업으로 소재시트를 압착하는 것에 비해 상대적으로 밀도가 높아지기 때문에 다층으로 적층된 소재시트간의 공극이 없기 때문에 반사율 및 수신율을 높일 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에서는 상기 소재시트 배열단계(S20)에서는, 적층되는 소재시트 상호간의 결합력을 높이기 위한 접착성 조성물을 도포하는 단계(S21)가 더 포함되되, 상기 접착성 조성물은, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 가교제, 점도조절제를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 폴리에틸렌과 폴리우레탄을 혼합하여 사용함으로써 소재시트 간의 결합력을 향상시키면서도 소재시트 자체의 물성에는 영향을 미치지 않을 수 있다.

상기 폴리에틸렌으로는 밀도가 0.98g/㎤이고 용융흐름지수가 8g/10분인 고밀도 폴리에틸렌을 사용할 수 있으며, 상기 폴리우레탄으로는 분자량이 2,500~3,500인 2관능 폴리에테르 폴리올 100 중량부에 대하여 1,3-부틸렌글리콜 5 중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 20 중량부를 혼합하여 반응시킨 우레탄 프리폴리머를 사용할 수 있다. 또한, 상기 가교제로는 2,5-디메틸-2,5-디(3급-부틸 퍼옥시) 헥산을 사용할 수 있으며, 점도조절제로는 N-메틸-1,6-헥산디아민 및 디에틸톨루엔디아민을 1:1로 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 접착제 조성물은 폴리에틸렌 및 우레탄 프리폴리머를 1:1 내지 2:1의 중량비로 혼합한 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 가교제 1 내지 1.5 중량부, 및 점도조절제 2 내지 2.5 중량부를 혼합하여 제조할 때 최적의 물성을 나타내었다.

상기 접착성 조성물을 도포함으로써 다층으로 적층되는 소재시트간의 결합력을 높일 수 있고, 동시에 전파의 수신율 및 반사율도 향상시킬 수 있고, 나아가 내습성 및 내부식성을 향상시킴으로써 외부에 장시간 노출된 상황에서도 부식의 염려 및 변형을 방지할 수 있어 사용 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

이러한 전파의 수신율 및 반사율은 상기한 바와 같이 반사판의 곡률 표면조도에 의해 결정되는 것으로, 본 발명에 따라 성형된 반사판의 곡률 표면조도와 종래 반사판의 곡률 표면조도를 도 6b에 도시하였다.

도 6a는 종래 반사판의 곡률 표면조도를 도시한 것이며, 도 6b는 본 발명에 따라 성형된 반사판의 곡률 표면조도를 도시한 것이다.

도 6a 및 b에서는 녹색(Green) -> 황색(Yellow) -> 청색(Blue) -> 적색(Red) 순으로 곡률 표면조도가 낮은 것이다. 즉 녹색으로 표시된 영역이 가장 우수한 품질의 수신율 및 반사율을 가지고, 적색으로 표시된 영역이 가장 낮은 품질의 수신율 및 반사율 갖는다.

도 6a에 도시된 바와 같이 종래 반사판의 곡률 표면조도는 전체적으로 균일하지 못하고, 테두리부위에는 특히 적색의 낮은 품질을 갖고 곡면부위도 황색 및 청색 영역이 다수 형성되기 때문에 전파의 수신율 및 반사율이 일정하지 못하고 낮은 문제점이 있었다.

이에 반해 도 6b에 도시된 본 발명에 따라 성형된 반사판의 곡률 표면조도는 도 6a에 비해 녹색 영역이 상대적으로 넓은 영역으로 형성되고, 수신율 및 반사율이 가장 낮은 적색 계열의 영역이 전혀 없고, 황색 및 청색 계열 영역도 상대적으로 작은 면적이기 때문에 전파의 수신율 및 반사율이 상대적으로 높은 것이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1 : FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법
S10 : 소재시트를 다수개의 방사형 분체로 재단하는 시트 재단단계
S20 : 적층용 지그에 소재시트를 적층하는 단계
S21 : 접착성 조성물을 도포하는 단계
S30 : 예열된 프레스용 금형에 인입하는 단계
S40 : 프레싱 성형하는 성형단계

Claims (5)

1. 반사판을 성형하기 위해 설계된 규격에 따라 소재시트를 재단하되, 설계된 반사판의 외주면을 구성하도록 상기 소재시트를 다수개의 방사형 분체로 재단하는 시트 재단단계(S10);
   재단한 소재시트를 적층용 지그에 적층하는 소재시트 배열단계(S20);
   적층용 지그에 적층된 소재시트를 적층용 지그에서 탈형한 후 예열된 프레스용 금형에 인입하는 단계(S30);
   프레스용 금형을 가동시켜 소재시트를 프레싱 성형하는 성형단계(S40);를 포함하되,
   상기 소재시트 배열단계(S20)에서는,
   적층되는 소재시트가 상호간의 결합력을 높이기 위한 접착성 조성물을 도포하는 단계(S21)가 더 포함되되,
   상기 접착성 조성물은,
   폴리에틸렌 및 우레탄 프리폴리머를 1:1 내지 2:1의 중량비로 혼합한 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 가교제 1 내지 1.5 중량부, 및 점도조절제 2 내지 2.5 중량부로 혼합한 것을 특징으로 하는 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 소재시트 배열단계(S20)에서는,
   소재시트는 인접한 타 소재시트에 겹쳐지도록 적층하여 1열 배열을 통해 2겹 적층이 되는 것을 특징으로 하는 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 접착성 조성물에서,
   상기 폴리에틸렌으로는 밀도가 0.98g/㎤이고 용융흐름지수가 8g/10분인 고밀도 폴리에틸렌이고,
   상기 우레탄 프리폴리머는 분자량이 2,500~3,500인 2관능 폴리에테르 폴리올 100 중량부에 대하여 1,3-부틸렌글리콜 5 중량부, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 20 중량부를 혼합하여 반응시킨 우레탄 프리폴리머이고,
   상기 가교제는 2,5-디메틸-2,5-디(3급-부틸 퍼옥시) 헥산이고,
   상기 점도조절제로는 N-메틸-1,6-헥산디아민 및 디에틸톨루엔디아민을 1:1로 혼합한 것을 특징으로 하는 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   프레스용 금형에 인입하는 단계(S30)에서는, 프레스용 상부금형과 하부금형을 각각 140~150℃온도로 예열하고,
   상기 프레싱 성형단계(S40)에서는, 프레싱 성형 압력이 280~310(ton)의 압력으로 13~17분(min) 동안 상부금형과 하부금형을 압착하는 것을 특징으로 하는 FRP의 프리프레그를 소재시트로 한 반사판의 프레스 성형 공법.
   

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