KR102474070B1 - 내진패널과 이를 이용하는 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내진패널과 이를 이용하는 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리섬유사가 길게 배열된 복수의 단일뭉치로 구성된 베이스 강화섬유 100 중량부에 페놀수지 조성물이 200 ~ 230 중량부로 구성되되, 상기 베이스 강화섬유는 페놀수지 조성물의 중앙부에 위치하여 길이방향으로 배열하고, 횡방향으로 유리섬유사 단일뭉치 사이의 일정간격(N)을 유지하면서 배열하되, 최우측 및 최좌측의 베이스 강화섬유로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 베이스층; 탄소섬유 또는 아라미드 섬유에서 선택된 1이상의 섬유의 복수의 단일뭉치로 구성된 함침 강화섬유 100중량부에 함침재 조성물 80 ~ 120 중량부로 구성되되, 상기 함침 강화섬유는 상기 베이스 강화섬유에 겹쳐지도록 배열하고, 베이스 강화섬유 위에 배열된 함침 강화섬유 사이에 함침 강화섬유가 더 배열되도록 하되 최우측 및 최좌측의 함침 강화섬유로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 함침 강화섬유층; 상기 함침 강화섬유층의 상부, 측면부와 베이스층 측면부를 상기 함침재 조성물로 함침하여 코팅된 함침층; 및 상기 베이스층 하부에 에폭시수지로 도포하여 구성되는 접착층;으로 구성되고, 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 내진패널과 이를 이용하는 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리섬유사가 길게 배열된 복수의 단일뭉치로 구성된 베이스 강화섬유 100 중량부에 페놀수지 조성물이 200 ~ 230 중량부로 구성되되, 상기 베이스 강화섬유는 페놀수지 조성물의 중앙부에 위치하여 길이방향으로 배열하고, 횡방향으로 유리섬유사 단일뭉치 사이의 일정간격(N)을 유지하면서 배열하되, 최우측 및 최좌측의 베이스 강화섬유로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 베이스층; 탄소섬유 또는 아라미드 섬유에서 선택된 1이상의 섬유의 복수의 단일뭉치로 구성된 함침 강화섬유 100중량부에 함침재 조성물 80 ~ 120 중량부로 구성되되, 상기 함침 강화섬유는 상기 베이스 강화섬유에 겹쳐지도록 배열하고, 베이스 강화섬유 위에 배열된 함침 강화섬유 사이에 함침 강화섬유가 더 배열되도록 하되 최우측 및 최좌측의 함침 강화섬유로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 함침 강화섬유층; 상기 함침 강화섬유층의 상부, 측면부와 베이스층 측면부를 상기 함침재 조성물로 함침하여 코팅된 함침층; 및 상기 베이스층 하부에 에폭시수지로 도포하여 구성되는 접착층;으로 구성되고, 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
콘크리트구조물 보강공법 중 강판 접착공법은 강판의 자중이 크고, 시공시의 안전성에 주의가 필요하며, 강판 자체가 녹슬어 부식하는등 여러면에서 보강공법으로는 부족한 편이고, 단면증설공법은 FRP부재를 콘크리트구조물의 표면에 앵커볼트로 고정한 후 모르타르를 충전하여 시공하는 공법으로써, FRP부재와 콘크리트구조물 사이에 충전되는 모르타르의 부착강도가 불충분하고, FRP부재가 전단력을 부담하기 전에는 콘크리트구조물로부터 모르타르가 쉽게 박리하여 충분한 보강 효과를 얻을 수 없는 문제점이 있으며, 연속섬유시트 접착공법은 탄소섬유 등의 고강도 강화섬유에 상온 경화형 에폭시수지를 충분히 함침시킨 시트상의 연속섬유시트를 콘크리트구조물의 표면에 접착수지로 붙여 경화시키는 공법으로써, 콘크리트구조물의 표면에 접착한 것 만으로는 시트의 박리 파괴에 의해, 충분한 보강 효과를 얻을 수 없는 단점이 있다.
이를 해결하기 위해 한국 특허등록 제10-1061248호(발명의 명칭 : 강화섬유 내진판넬，이를 이용한 내진시공방법, 공고일자 2011.09.01)는 강화섬유 내진판넬의 인장강도, 휨강도 등의 물성을 향상시켜 이를 이용하여 구조물을 보수하고 보강하는 경우 구조물에 우수한 강도보강으로 인하여 큰충격에도 견디는 장점을 가지는 강화섬유 내진판넬, 이를 이용한 내진시공방법을 제공하는 것인데, 본 발명은 함침에 의해 제조되고 별다른 외부 코팅을 하지 않아 내진패널외부로 시공후 시간이 경과하여 강화섬유가 노출되는 경우(제조상 애초부터 강화섬유가 부분적으로 노출되는 경우가 많음)가 많아 충분한 내진성능을 발휘할 수 없을 뿐만 아니라, 노출된 강화섬유가 시간이 경과함에 따라 분진등으로 변화되어 환경에 악영향을 끼치는 문제점이 있다.
본 발명인 내진패널과 이를 이용하는 시공방법은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 다음과 같은 목적을 가진다.
(1) 본 발명의 목적은 제조상 함침등의 단일과정에 의해 제조되어 강화섬유가 패널 밖으로 노출됨을 애초에 방지할 수 있도록, 강화섬유가 포함된 베이스층, 함침 강화섬유층외에 외부를 함침에 의해 코팅한 내진패널을 제공함에 있다.
(2) 본 발명의 또다른 목적은 복수의 레이어 내지 층을 가지게 하고 동시에 층 사이가 영구히 접착할 수 있도록 하는 최적의 페놀 수지 조성물과 함침재 조성물을 제공함에 있다.
(3) 본 발명의 또다른 목적은 시간에 경과함에 따라 강화섬유가 외부로 노출됨을 방지할 수 있도록 최외곽을 코팅하여 강화섬유에 의해 발생하는 분진등의 환경상의 악영향을 배제할 수 있도록 한다.
(4) 본 발명의 또다른 목적은 내진패널 부착후 전체적으로 완전히 고정할 수 있도록 하되 내부의 강화섬유가 앵커부착에 의한 끊어짐이 없도록 특정 지점에 고정패치를 부착할 수 있도록 하고, 고정패치상에 앵커등으로 내진패널을 견고하게 부착할 수 있도록 한다.
본 발명인 내진패널은 유리섬유사 또는 현무암 섬유사가 길게 배열된 복수의 단일뭉치로 구성된 베이스 강화섬유 100 중량부에 페놀수지 조성물이 200 ~ 230 중량부로 구성되되, 상기 베이스 강화섬유(110)는 페놀수지 조성물의 중앙부에 위치하여 길이방향으로 배열하고, 횡방향으로 유리섬유사 단일뭉치 사이의 일정간격(N)을 유지하면서 배열하되, 최우측 및 최좌측의 베이스 강화섬유(110)로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 베이스층(100);
탄소섬유 또는 아라미드 섬유에서 선택된 1이상의 섬유의 복수의 단일뭉치로 구성된 함침 강화섬유 100중량부에 함침재 조성물 80 ~ 120 중량부로 구성되되, 상기 함침 강화섬유(210)는 상기 베이스 강화섬유(110)에 겹쳐지도록 배열하고, 베이스 강화섬유(110) 위에 배열된 함침 강화섬유(210) 사이에 함침 강화섬유(210)가 더 배열되도록 하되 최우측 및 최좌측의 함침 강화섬유(210)로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 함침 강화섬유층(200);
상기 함침 강화섬유층(210)의 상부, 측면부와 베이스층 측면부를 상기 함침재 조성물로 함침하여 코팅된 함침층(300); 및
상기 베이스층(100) 하부에 에폭시수지로 도포하여 구성되는 접착층(400);으로 구성된다.
상기 페놀수지 조성물은 페놀 레진 55 ~ 60 중량 %, 실리카 20 ~ 25 중량 %, 천연고무 5 ~ 9 중량 %, 변성 부타디엔 고무 3 ~ 6 중량 %, 실란 커플링제(TESPT) 2 ~ 4 중량 %, 아연산화물 1 ~ 3 중량 %, 스테아르산 0.1 ~ 0.7 중량 % 로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 함침재 조성물은 페놀노볼락에폭시 수지 40 ~ 45 중량 %, 비스페놀 A 에폭시 수지 42 ~ 48 중량 %, 불포화폴리에스테르 4 ~ 8 중량 %, 디시안디아마이드 2 ~ 4 중량 %, 디클로로페닐디메틸우레아 2 ~ 4 중량 %, 탄산칼슘 3 ~ 6 중량 %로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명인 내진패널을 이용하는 시공방법은
상기 내진패널을 시공장소에 접착층을 이용하여 고정하되, 각각의 내진패널은 각각 말단으로부터 일정간격(N)의 1/2 길이만큼 겹쳐 고정하는 고정 단계;
내진패널의 겹쳐지는 곳과 고정이 필요한 곳으로서 내진패널의 강화섬유가 배치되지 않은 곳을 선정하여 고정패치(500)를 부착하는 고정패치 부착단계;
부착된 고정패치 중앙에 앵커홀을 시공하고 고정앵커를 설치하는 고정앵커 설치단계; 및
내진패널 안쪽으로 균열이나 공동이 형성되는 곳에 에폭시로 충진하는 에폭시 충진 단계; 로 구성된다.
상기 고정패치(500)는 정사각형태로서 중앙부를 비워두고 우물정자 형태로 강화섬유 뭉치로 이뤄진 패치 강화섬유(510) 배치된 것을 상기 함침재 조성물로 함침에 의해 둘러싸되, 하부에 에폭시 접착층(520)이 형성된 것 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
(1) 본 발명은 강화섬유가 포함된 베이스층, 함침 강화섬유층외에 외부를 함침에 의해 코팅한 내진패널을 제공하여 제조상 함침등의 단일과정에 의해 제조되어 강화섬유가 패널 밖으로 노출됨을 애초에 방지한다.
(2) 본 발명은 복수의 레이어 내지 층을 가지게 하고 동시에 층 사이가 영구히 접착할 수 있도록 하는 최적의 페놀 수지 조성물과 함침재 조성물을 제공한다.
(3) 본 발명은 시간에 경과함에 따라 강화섬유가 외부로 노출됨을 방지할 수 있도록 최외곽을 코팅하여 강화섬유에 의해 발생하는 가루나, 분진등의 환경상의 악영향을 배제한다.
(4) 본 발명은 내진패널 부착후 전체적으로 완전히 고정할 수 있도록 하되 내부의 강화섬유가 앵커부착에 의한 끊어짐이 없도록 특정 지점에 고정패치를 부착할 수 있도록 하고, 고정패치상에 앵커등으로 내진패널을 견고하게 부착하여 내구성을 극대화한다.
도 1은 본원발명인 내진패널의 평면과 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 본원발명인 내진패널의 단면사시도이다.
도 3은 본원발명인 내진패널의 일구성인 고정패치의 평면과 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본원발명인 내진패널과 이를 이용하는 시공방법의 적절한 실시예로서 내진패널을 일부 겹쳐가며 접착한 것을 나타낸 개념도이다.
도 5는 겹쳐진 내진패널의 영역과 기타 고정이 필요한 곳에 고정패치를 부착한 것을 나타낸 개념도이다.
도 6은 고정패치의 중앙부에 고정홀을 타공하고 고정앵커를 설치하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본원발명인 내진패널의 단면사시도이다.
도 3은 본원발명인 내진패널의 일구성인 고정패치의 평면과 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본원발명인 내진패널과 이를 이용하는 시공방법의 적절한 실시예로서 내진패널을 일부 겹쳐가며 접착한 것을 나타낸 개념도이다.
도 5는 겹쳐진 내진패널의 영역과 기타 고정이 필요한 곳에 고정패치를 부착한 것을 나타낸 개념도이다.
도 6은 고정패치의 중앙부에 고정홀을 타공하고 고정앵커를 설치하는 것을 나타낸 개념도이다.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라 질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "내진패널과 이를 이용하는 시공방법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 일면에 있어서, 도 1은 본원발명인 내진패널의 평면과 단면을 나타내는 도면이고, 도 2는 본원발명인 내진패널의 단면사시도이며, 도 3은 본원발명인 내진패널의 일구성인 고정패치의 평면과 단면을 나타내는 도면이고, 도 4는 본원발명인 내진패널과 이를 이용하는 시공방법의 적절한 실시예로서 내진패널을 일부 겹쳐가며 접착한 것을 나타낸 개념도이며, 도 5는 겹쳐진 내진패널의 영역과 기타 고정이 필요한 곳에 고정패치를 부착한 것을 나타낸 개념도이고, 도 6은 고정패치의 중앙부에 고정홀을 타공하고 고정앵커를 설치하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 1 및 2를 참조하면 본 발명인 내진패널은 유리섬유사 또는 현무암 섬유사가 길게 배열된 복수의 단일뭉치로 구성된 베이스 강화섬유 100 중량부에 페놀수지 조성물이 200 ~ 230 중량부로 구성되되, 상기 베이스 강화섬유(110)는 페놀수지 조성물의 중앙부에 위치하여 길이방향으로 배열하고, 횡방향으로 유리섬유사 단일뭉치 사이의 일정간격(N)을 유지하면서 배열하되, 최우측 및 최좌측의 베이스 강화섬유(110)로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 베이스층(100);
탄소섬유 또는 아라미드 섬유에서 선택된 1이상의 섬유의 복수의 단일뭉치로 구성된 함침 강화섬유 100중량부에 함침재 조성물 80 ~ 120 중량부로 구성되되, 상기 함침 강화섬유(210)는 상기 베이스 강화섬유(110)에 겹쳐지도록 배열하고, 베이스 강화섬유(110) 위에 배열된 함침 강화섬유(210) 사이에 함침 강화섬유(210)가 더 배열되도록 하되 최우측 및 최좌측의 함침 강화섬유(210)로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 함침 강화섬유층(200);
상기 함침 강화섬유층(210)의 상부, 측면부와 베이스층 측면부를 상기 함침재 조성물로 함침하여 코팅된 함침층(300); 및
상기 베이스층(100) 하부에 에폭시수지로 도포하여 구성되는 접착층(400);으로 구성된다.
상기 베이스층의 유리섬유사는 고강성(탄성률 2 ~ 6 ton/㎟)인 것을 사용함이 바람직하고, 이때의 유리섬유사의 단일뭉치 사이는 상기 일정간격(N)을 유지해야 되는데, 예를 들면 내진패널의 폭이 60cm이고, 베이스 강화섬유가 5개 배열되고, 베이스 강화섬유 폭이 3.15인 경우 강화섬유 사이의 간격은 7.35가 되고, 이때 상기 일정간격(N)은 7.35cm가 되고, 양 측면의 베이스 강화섬유로부터 말단까지의 길이는 7.35/2 cm가 됨을 의미한다.
상기 베이스층의 현무암섬유는 원재료 확보가 원활하여 유리섬유보다 더욱 높은 가격 경쟁력을 가지고 있으며, 또한 유리 섬유보다 뛰어난 기계적 물성, 내열성, 낮은 흡습성을 지닌 소재인바, 현무암 섬유를 강화재로한 섬유강화 복합재 (BFRP)로 유리섬유 강화 복합재 (GFRP)를 대체 가능성에 대한 여러 연구가 진행되었으며, 최근 연구자들은 BFRP가 GFRP 와 유사하거나 더 나은 기계적 물성을 가지며, 더 낮은 해수 흡습성과 열물성 내화학성을 보임을 확인하고 있는바, 이러한 이유로 현재 현무암섬유는 주로 유리섬유보다 더욱 높은 내열성과 낮은 흡습성이 필요한 분야에서 유리섬유를 대체하여 사용되고 있다.
바람직한 실시예 중의 하나로서, 도 1을 참조하면 베이스 강화섬유가 3개 배열되고, 함침 강화섬유는 더 많은 5개가 배열된 경우인데, 이때 일정간격(N)은 베이스 강화섬유 사이의 간격이 기준이 된다.
상기 함침 강화섬유층의 함침 강화섬유는 고인성(최대신율이 약 2% 이상인 것 사용)의 탄소섬유, 아라미드 섬유를 사용함이 바람직한데, 이로써 하부의 강화섬유는 고강성을 사용하고, 상부의 강화섬유는 고인성을 사용함으로서 내진패널로서 상호보완작용을 하게 된다.
상기 접착층은 시공대상의 표면인 콘크리트와의 접착성능에서 우수한 에폭시수지를 사용함이 바람직하다.
상기 베이스층이 페놀수지 조성물이 경화가 완료되지 않은 상태에서 함침 강화섬유층과 압착 결합해야 시공후 영구히 박리되지 않는 물성을 가지게 되는데, 특히 하기의 실란 커플링제에 의해 실리카의 분산성이 좋아져 접착성능이 상승하게 된다.
상기 페놀수지 조성물은 페놀 레진 55 ~ 60 중량 %, 실리카 20 ~ 25 중량 %, 천연고무 5 ~ 9 중량 %, 변성 부타디엔 고무 3 ~ 6 중량 %, 실란 커플링제(TESPT) 2 ~ 4 중량 %, 아연산화물 1 ~ 3 중량 %, 스테아르산 0.1 ~ 0.7 중량 % 로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 베이스층의 페놀수지 조성물 중 페놀 레진을 사용하는바, 바인더 기능을 하며, 수지 자체의 점착성을 가지므로 후술하는 함침 강화섬유층과 영구적 접착 내지 점착을 가능하게 한다.
상기 실리카는 천연고무와 변성 부타디엔 고무를 사용하므로 충분히 분산시켜 페놀수지 조성물에 기계적 강성을 주기 위함인데, 이 경우 에보닉사 Ultrasil 5000GR을 사용함이 바람직하다.
실란 커플링제(TESPT:Bis-(3- triethoxysilpropyl) tetrasulfide)는 상기 실리카의 분산성을 향상시키며 천연고무와 부타디엔 고무에 대한 보강성을 향상시키는바, 실리카(Ultrasil 5000GR)가 20 ~ 25 중량 %를 가지므로 실란 커플링제(TESPT)는 함유되는 실리카 중량에 대해 8 ~ 20 % 중량 %를 가지는 것이 바람직하며 8 중량 % 미만일 경우 실리카의 분산성을 향상시키는 효과가 미미하고, 20% 중량 %를 초과하면 실란 커플링제끼리 축합 반응이 일어나 오히려 분산성에 저해된다.
상기 천연고무는 디엔계 고무에 해당하여 입체 화학적으로 반복 단위 구조이므로 특정한 충진제에 의한 강화 없이도 높은 강도를 가지는 재료인데 내용매성이 낮으므로 변성 부타디엔 고무와 같은 말단 변성 부타디엔 고무와 블랜딩해야 하는데, 특히 이중 변성 부타디엔 고무의 함유량이 중요한데, 3 중량 % 미만을 사용하게 되면 실리카의 분산성이 부족하여 기계적 강성이 부족하게 되며, 6 중량 %를 사용하게 되면 페놀 레진내에서 실리카의 분산성 한계를 초과하게 되어 기계적 특성이 더 좋아지지는 않는 것으로 나타났다.
아연산화물은 소량으로 보강성 충전제의 역할을 하며, 스테아르산은 실리카 및 아연산화물의 완전확산 시키기 위해 사용하여, 또한 경화가속제의 기능과 고무 재료의 점도 완화제 기능을 겸한다.
상기 함침재 조성물은 페놀노볼락에폭시 수지 40 ~ 45 중량 %, 비스페놀 A 에폭시 수지 42 ~ 48 중량 %, 불포화폴리에스테르 4 ~ 8 중량 %, 디시안디아마이드 2 ~ 4 중량 %, 디클로로페닐디메틸우레아 2 ~ 4 중량 %, 탄산칼슘 3 ~ 6 중량 %로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 함침재 조성물중 페놀노볼락에폭시 수지는 2가 페놀체의 함량이 10% 이하로 낮은 페놀노볼락 수지를 이용하여 에폭시 수지를 제조한 것으로서 비스페놀 A 에폭시 수지와 함께 바인더 역할을 하며, 불포화 폴리에스테르와 공중합(Co-Polymerization) 반응을 하여 인성이 높은 물성을 가지게 한다.
배합되는 디시안디아마이드는 경화제 작용을 하는데, 4 중량 % 을 초과하여 배합하게 되면 잔류하게 되어 함침재 조성물의 내열성 및 기계적인 물성이 저하되게 된다.
디클로로페닐디메틸우레아(예: 3,4-디클로로페닐-1,1-디메틸우레아)도 상기 디시안디아마이드와의 조합에 의해 일종의 경화제로서 작용을 하며, 비교적 저온에서 경화하면서 높은 내열 내수성을 얻을 수 있으나, 4 중량 % 초과하게 되면 반응성이 지나치게 빨라 전체 조성물의 점도가 상승하고 기계적인 물성이 저하되는 문제가 있다.
탄산칼슘은 무기물 충진 역할을 함과 동시에 함침재 조성물에 내열성, 내구성 및 강도를 향상시키기 위해 배합하며, 특히 열팽창계수를 낮춰 조성물의 열정 안전성을 부여한다.
상기 함침층은 상기 함침재 조성물을 이용하되, 상기 베이스층과 상기 함침재 조성물이 압착완료되고서 2 ~ 4시간 경과후 함침에 의해 코팅되는 층을 의미하는바, 이로써 내진패널 어느 표면에서도 강화섬유가 노출되지 않으며, 부스러지지 않는 내구성을 가지도록 한다.
도 4 내지 6을 참조하면 본 발명인 내진패널을 이용하는 시공방법은
상기 내진패널을 시공장소에 접착층을 이용하여 고정하되, 각각의 내진패널은 각각 말단으로부터 일정간격(N)의 1/2 길이만큼 겹쳐 고정하는 고정 단계;
내진패널의 겹쳐지는 곳과 고정이 필요한 곳으로서 내진패널의 강화섬유가 배치되지 않은 곳을 선정하여 고정패치(500)를 부착하는 고정패치 부착단계;
부착된 고정패치 중앙에 앵커홀을 시공하고 고정앵커를 설치하는 고정앵커 설치단계; 및
내진패널 안쪽으로 균열이나 공동이 형성되는 곳에 에폭시로 충진하는 에폭시 충진 단계; 로 구성된다.
도 3을 참조하면 상기 고정패치(500)는 정사각형태로서 중앙부를 비워두고 우물정자 형태로 강화섬유 뭉치로 이뤄진 패치 강화섬유(510) 배치된 것을 상기 함침재 조성물로 함침에 의해 둘러싸되, 하부에 에폭시 접착층(520)이 형성된 것 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예와 비교예를 대비 한다.
실시예 1: 베이스층 물성 관련
하기의 실시예 1 및 비교예는 현무암 섬유사를 구성으로 하는 강화섬유 100 중량부를 기준으로 페놀수지 조성물을 220 중량부를 혼합하고, 내진패널의 전체 폭은 60cm, 현무암 섬유사 뭉치는 그 폭이 3.5cm로서 배열의 수는 3개로 하였는바, 섬유사 뭉치의 간격은 16.5cm로 하였고, 말단의 간격은 대략 8.25cm로 하여, 인장강도, 압축강도, 휨강도, 최종 파단(KMS3381)을 측정하였다.(물론 이는 베이스층만을 기준으로 한 것으로서, 함침 강화섬유층이 결합된 것 즉 본 발명에서의 온전한 내진패널의 그것은 아님에 유의해야 한다)
| 함량(중량%) | 실시예1 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 |
| 페놀 레진 | 58 | 60 | 60 | 58 | 59 |
| 실리카 | 22 | 18 | 22 | 22 | 22 |
| 천연고무 | 9 | 9 | 9 | 6 | 9 |
| 변성 부타디엔 고무 | 5 | 6 | 2 | 7 | 6 |
| 실란 커플링제 | 3 | 4 | 4 | 4 | 1 |
| 아연산화물 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 2.4 |
| 스테아르산 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
|
구분
(N/mm^2) |
실시예1 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 |
| 인장강도 | 530 | 486 | 512 | 528 | 485 |
| 압축강도 | 588 | 480 | 533 | 578 | 499 |
| 휨강도 | 23962 | 21303 | 22320 | 23990 | 21950 |
| 최종파단 | 538 | 342 | 496 | 533 | 368 |
상기 표를 보면 실리카 양이 부족한 비교예 1과 실란 커플링제가 부족한 비교예 4가 효과가 현저히 낮음을 알 수 있는데, 실리카의 분산이 기계적 강성에 많은 영향을 끼치고 있음을 알 수 있고, 변성부타디엔 고무가 부족한 비교예 2는 실시예 1에 비해 약간 떨어지는 강성을 확인할 수 있고, 변성 부타디엔 고무가 초과된 비교예 3은 실시예 1과 비교하여 거의 차이가 없어 변성 부타디엔 고무가 6 중량 %를 초과하면 기계적 강성에 미치는 효과가 거의 없음을 확인 할 수 있다.
실시예 2: 함침 강화섬유층 결합된 내진패널[함침재 조성물 관련]
실시예 2와 비교예는 모두 상기 실시예 1과 동일한 베이스층과 그 형태를 가지고 있고, 그 차이는 함침재 조성물의 함량비에 있다.
| 함량(중량%) | 실시예2 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 |
| 페놀노볼락에폭시 수지 | 43 | 43 | 42 | 42 | 43 |
| 비스페놀 A 에폭시 수지 | 45 | 45 | 43 | 43 | 45 |
| 불포화폴리에에스테 | 4 | 3 | 5 | 5 | 5 |
| 디시안디아마이드 | 3 | 3 | 5 | 2 | 3 |
| 디클로로페닐디메틸우레아 | 2 | 3 | 2 | 5 | 2 |
| 탄산칼슘 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 |
|
구분
(N/mm^2) |
실시예2 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 |
| 인장강도 | 820 | 620 | 722 | 842 | 822 |
| 압축강도 | 982 | 850 | 870 | 856 | 810 |
| 휨강도 | 42366 | 37523 | 39922 | 38826 | 39080 |
| 최종파단 | 832 | 657 | 812 | 806 | 799 |
상기 실시예 2에 비해 각 성분이 본 발명이 정한 수치내에 있지 않은 비교예 1 내지 4도 기존의 내진패널에 비해 우수한 품질을 가진다고 볼 수 있는데, 이는 적층 레이어 구조에 기인한 특성에 기인한다고 볼 수 있다.
하지만 본 발명이 정한 수치범위내에서 함침재 조성물의 함량을 배합하여 완성된 내진패널에 관한 실시예 2에 비해 전반적으로 기계적 강성이 떨어짐을 확인할 수 있고, 본 발명이 정한 고정패치가 적용되면 훨씬 강인한 내진패널로서의 기능 내지 효과를 발휘함은 자명할 것으로 판단된다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
(1) 본 발명은 강화섬유가 포함된 베이스층, 함침 강화섬유층외에 외부를 함침에 의해 코팅한 내진패널을 제공하여 제조상 함침등의 단일과정에 의해 제조되어 강화섬유가 패널 밖으로 노출됨을 애초에 방지한다.
(2) 본 발명은 복수의 레이어 내지 층을 가지게 하고 동시에 층 사이가 영구히 접착할 수 있도록 하는 최적의 페놀 수지 조성물과 함침재 조성물을 제공한다.
(3) 본 발명은 시간에 경과함에 따라 강화섬유가 외부로 노출됨을 방지할 수 있도록 최외곽을 코팅하여 강화섬유에 의해 발생하는 가루나, 분진등의 환경상의 악영향을 배제한다.
(4) 본 발명은 내진패널 부착후 전체적으로 완전히 고정할 수 있도록 하되 내부의 강화섬유가 앵커부착에 의한 끊어짐이 없도록 특정 지점에 고정패치를 부착할 수 있도록 하고, 고정패치상에 앵커등으로 내진패널을 견고하게 부착하여 내구성을 극대화한다.
100 : 베이스층 110 : 베이스 강화섬유
200 : 함침 강화섬유층 210 : 함침 강화섬유
300 : 함침층 400 : 접착층
500 : 고정패치 510 : 패치 강화섬유
520 : 에폭시 접착층
200 : 함침 강화섬유층 210 : 함침 강화섬유
300 : 함침층 400 : 접착층
500 : 고정패치 510 : 패치 강화섬유
520 : 에폭시 접착층
Claims (5)
- 유리섬유사 또는 현무암 섬유사가 길게 배열된 복수의 단일뭉치로 구성된 베이스 강화섬유 100 중량부에 페놀수지 조성물이 200 ~ 230 중량부로 구성되되, 상기 베이스 강화섬유는 페놀수지 조성물의 중앙부에 위치하여 길이방향으로 배열하고, 횡방향으로 유리섬유사 단일뭉치 사이의 일정간격(N)을 유지하면서 배열하되, 최우측 및 최좌측의 베이스 강화섬유로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 베이스층;
탄소섬유 또는 아라미드 섬유에서 선택된 1이상의 섬유의 복수의 단일뭉치로 구성된 함침 강화섬유 100중량부에 함침재 조성물 80 ~ 120 중량부로 구성되되, 상기 함침 강화섬유는 상기 베이스 강화섬유에 겹쳐지도록 배열하고, 베이스 강화섬유 위에 배열된 함침 강화섬유 사이에 함침 강화섬유가 더 배열되도록 하되 최우측 및 최좌측의 함침 강화섬유로부터 각각의 말단까지의 길이는 상기 일정간격(N)의 1/2 길이인 함침 강화섬유층;
상기 함침 강화섬유층의 상부, 측면부와 베이스층 측면부를 상기 함침재 조성물로 함침하여 코팅된 함침층; 및
상기 베이스층 하부에 에폭시계 접착제로 도포하여 구성되는 접착층;으로 구성되되,
상기 페놀수지 조성물은 페놀 레진 55 ~ 60 중량 %, 실리카 20 ~ 25 중량 %, 천연고무 5 ~ 9 중량 %, 변성 부타디엔 고무 3 ~ 6 중량 %, 실란 커플링제(TESPT) 2 ~ 4 중량 %, 아연산화물 1 ~ 3 중량 %, 스테아르산 0.1 ~ 0.7 중량 % 로 구성되며,
상기 함침재 조성물은 페놀노볼락에폭시 수지 40 ~ 45 중량 %, 비스페놀 A 에폭시 수지 42 ~ 48 중량 %, 불포화폴리에스테르 4 ~ 8 중량 %, 디시안디아마이드 2 ~ 4 중량 %, 디클로로페닐디메틸우레아 2 ~ 4 중량 %, 탄산칼슘 3 ~ 6 중량 %로 구성된 내진패널. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1의 내진패널을 이용하는 시공방법에 있어서,
상기 시공방법은
상기 내진패널을 시공장소에 접착층을 이용하여 고정하되, 각각의 내진패널은 각각 말단으로부터 일정간격(N)의 1/2 길이만큼 겹쳐 고정하는 고정 단계;
내진패널의 겹쳐지는 곳과 고정이 필요한 곳으로서 내진패널의 강화섬유가 배치되지 않은 곳을 선정하여 고정패치를 부착하는 고정패치 부착단계;
부착된 고정패치 중앙에 앵커홀을 시공하고 고정앵커를 설치하는 고정앵커 설치단계; 및
내진패널 안쪽으로 균열이나 공동이 형성되는 곳에 에폭시로 충진하는 에폭시 충진 단계; 로 구성되되,
상기 고정패치는 정사각형태로서 중앙부를 비워두고 우물정자 형태로 강화섬유 뭉치로 이뤄진 패치 강화섬유가 배치된 것을 상기 함침재 조성물로 함침에 의해 둘러싸되, 하부에 에폭시 접착층이 형성된 것을 특징으로 하는 내진패널을 이용하는 시공방법. - 삭제
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