KR200426838Y1 - 다층 구조를 갖는 ｆｒｐ 시트 및 이를 이용하여 만든제조품 - Google Patents

다층 구조를 갖는 ｆｒｐ 시트 및 이를 이용하여 만든제조품 Download PDF

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Abstract

본 고안은 FRP(Fiber Glass Reinforced Plastic)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다층으로 형성된 FRP 시트 및 이를 이용하여 만든 제조품에 관한 것이다.
본 고안에 따른 다층 구조를 갖는 FRP 시트는, 원재를 압출기에 통과시켜 압출한 합성수지시트(110)와; 소정 간격으로 이격되고 소정 온도로 가열된 상부 롤러와 하부 롤러 사이로 상기 합성수지시트(110)와 함께 롤링되어 상기 합성수지시트(110)에 눌려 붙은 라미네이팅 천(120)과; 상기 라미네이팅 천(120) 상면에 도포되어 성형과정에서 상기 라미네이팅 천(120)과 접착되는 제1 유리섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber Glass Reinforced Plastic) 층(130)과; 상기 제1 유리섬유 강화플라스틱 층(130) 상면에 형성되는 다공(多空)을 갖는 스틸 플레이트(140)와; 상기 스틸 플레이트(140) 상면에 도포되는 제2 유리섬유 강화플라스틱 층(150);를 포함하여 형성된다.
이러한 구성에 의하면, 기계적 강도가 높고 경량이며 경제성을 지니고 내약품성을 높일 수 있는 시트를 제공할 수 있게 된다.
합성수지시트, FRP, 라미네이팅 천, 스틸 플레이트, 상부 롤러, 하부 롤러

Description

다층 구조를 갖는 ＦＲＰ 시트 및 이를 이용하여 만든 제조품{Fiber Reinforced Plastic Having Multi-layer Structure and Products which is manufactured using the same}
도 1은 본 고안에 따른 다층 구조를 갖는 FRP 시트의 층 구성도를 설명하기 위한 사시도이며,
도 2는 본 고안에 따른 다층 구조를 갖는 FRP 시트의 제작 공정을 설명하기 위한 순서도이며,
도 3은 본 고안에 따른 다층 구조를 갖는 FRP 시트로 만들어진 닥트를 보인 사진이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110; 합성수지시트 120; 라미네이팅 천
130; 제1 FRP(Fiber Glass Reinforced Plastic) 층
140; 스틸 플레이트 150; 제2 FRP 층
본 고안은 FRP(Fiber Glass Reinforced Plastic)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다층으로 형성된 FRP 시트 및 이를 이용하여 만든 제조품에 관한 것이다.
FRP는 유리섬유(Fiber Glass)를 주보강재로 하여 불포화 폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin)를 함침 가공한 복합 구조재로서, 유리섬유 강화플라스틱이라고 한다.
보강재로는 유리섬유 또는 탄소섬유가 사용되고, 플라스틱으로는 불포화 폴리에스테르, 에폭시수지 등의 열경화성 수지가 많이 쓰인다.
이러한 FRP는 장력강도와 내충격성이 뛰어나고, 상온·상압에서의 형성이 가능하여, 특히 금형을 필요로 하지 않으며, 난연성이어서 많은 산업분야에 이용되고 있다.
다만, FRP는 금속재에 비해 기계적강도가 우수하고 경량이라는 장점이 있는 반면에 PP(Polypropylene) 이나 PE(Polythylene)에 비해 무겁고, 비싸며, 내약품성이 약하다는 단점을 가지고 있다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 기계적 강도가 우수한 특성을 유지하면서 경량이고 경제성을 지닌 다층 구조의 FRP 시트를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은, 다층 구조의 FRP 시트로 탱크 등의 제품을 만들어 내부는 내약품성이 강한 합성수지제로 사용하고, 외부는 기계적강도가 강한 FRP로 사용될 수 있도록 하기 위함이다.
상술한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 다층 구조를 갖는 FRP 시트는, 원재를 압출기에 통과시켜 압출한 합성수지시트(110)와; 소정 간격으로 이격되고 소정 온도로 가열된 상부 롤러와 하부 롤러 사이로 상기 합성수지시트(110)와 함께 롤링되어 상기 합성수지시트(110)에 눌려 붙은 라미네이팅 천(120)과; 상기 라미네이팅 천(120) 상면에 도포되어 성형과정에서 상기 라미네이팅 천(120)과 접착되는 제1 유리섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber Glass Reinforced Plastic) 층(130)과; 상기 제1 유리섬유 강화플라스틱 층(130) 상면에 형성되는 다공(多空)을 갖는 스틸 플레이트(140)와; 상기 스틸 플레이트(140) 상면에 도포되는 제2 유리섬유 강화플라스틱 층(150);를 포함하여 형성된다.
여기서, 상기 상부 롤러의 소정 온도는 100 내지 120℃이고, 상기 하부 롤러의 소정 온도는 130 내지 150℃로 설정하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 합성수지 시트(110)에 이용된 합성수지는 PE(Polyethylene) 또는 PP(Polypropylene)인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 라미네이팅 천(120)은 천연섬유 또는 유기화학섬유인 것이 바람직하다.
또한, 본 고안에 따른 다층 구조를 갖는 FRP 시트를 이용하여 만든 제조품은, 원재를 압출기에 통과시켜 압출한 합성수지시트(110)와; 소정 간격으로 이격되고 소정 온도로 가열된 상부 롤러와 하부 롤러 사이로 상기 합성수지시트(110)와 함께 롤링되어 상기 합성수지시트(110)에 눌려 붙은 라미네이팅 천과; 상기 라미네이팅 천(120) 상면에 도포되어 성형과정에서 상기 라미네이팅 천(120)과 접착되는 제1 유리섬유 강화플라스틱 층(130)과; 상기 제1 유리섬유 강화플라스틱 층(130) 상면에 형성되는 다공(多空)을 갖는 스틸 플레이트(140)와; 상기 스틸 플레이트(140) 상면에 도포되는 제2 유리섬유 강화플라스틱 층(150);를 포함하여 형성된 다층 구조를 갖는 FRP 시트로 만들어진 원형/사각 탱크, 스크류바, 덕트 등의 제조품이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 다층 구조를 갖는 FRP 시트의 층 구성도를 설명하기 위한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 합성수지가 부착된 FRP 시트는 5개층으로 구성된다.
제1층은 합성수지시트(110) 층이며, 본 고안에 사용된 합성수지는 열가소성 합성수지계 즉, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS), 염화비닐(PVC), 플로오르수지, 아크릴수지, 폴리아세트산수지, 폴리아미드수지, 아세탈수지, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 등이다. 특히, 폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 및 폴리프로필렌(PP, Poylpropylene)을 사용하는 것이 본 고안을 구현하는 데 있어서 가장 바람직하다 할 것이다.
제2층은 라미네이팅 천(120) 층이며, 본 고안에서의 라미네이팅 천은 두 물질을 접착하는 데 이용되는 천(섬유)을 의미하는 것으로서, 본 고안에 사용된 라미네이팅 천은 천연섬유(마, 면, 울(wool), 견(silk), 석면 등)와 유기화학섬유(레이온(rayon), 아크릴, 폴리아미드(나일론) 등)이다.
제3층은 제1 FRP((Fiber Glass Reinforced Plastic) 층(130)이며, 일반적으로 유리섬유에 함침되는 합성수지 종류에 따라 다양한 FRP로 분류되지만, 본 고안의 구현에 있어서는 어떤 특정 종류의 FRP에 한정되지 않는다.
제4층은 스틸 플레이트(140) 층이며, 스틸 플레이트(140)는 다공(多空, 141)을 갖으며, 이 다공(141)에 의해 제1 FRP 층(130)과 제2 FRP 층(150)의 접착력을 높이게 된다. 다공(141)은 제1 FRP 층(130)과 제2 FRP 층(150)이 상하로 붙어 경화되기 전에 제1 FRP 층(130) 및 제2 FRP 층(150)으로 사용된 FRP 액상 원료가 다공(141) 속으로 침투해 메워지게 된다. 이후 경화가 되면, 제1 FRP 층(130)과 제2 FRP 층(150)은 다공(141) 속에 메워진 FRP에 의해 서로 하나의 플레이트로 결합되어진다.
제5층은 제2 FRP 층(150)이며, 제1 FRP 층(130)과 동일한 재질이며, 제1 FRP 층(130)과 제2 FRP 층(150) 사이에 스틸 플레이트(140)를 사이에 두고 겹침 공정에 의한 접착 공정을 수행한다.
도 2는 본 고안에 따른 다층 구조를 갖는 FRP 시트의 제작 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 합성수지 원재료를 압출기에 삽입하여 합성수지 시트(110)를 압출하는 공정을 거친다(S210).
여기서, 압출기의 온도는 280 내지 350℃ 이며 이는 합성수지 원재료 알갱이들을 녹여 시트로 압출하는 공정에서의 일반적인 온도조건이다.
이어서, 압출된 합성수지 시트(110)를 상부 롤러와 하부 롤러(미도시) 사이로 삽입하고, 이때 상부 롤러측으로 합성수지 시트(110)를 위치시키고 하부 롤러측으로 라미네이팅 천(120)을 삽입시켜 롤링작업에 의해 두 재료를 접착시킨다(S220).
상부 롤러와 하부 롤러 사이로 합성수지 시트(110)와 라미네이팅 천(120)이 함께 겹쳐져 삽입되도록 한다.
상부 롤러와 하부 롤러는 각각 소정의 온도로 가열된 상태에서 롤링 공정을 수행하며, 이때 상부 롤러의 온도는 100 내지 120℃이며, 하부 롤러의 온도는 130 내지 150℃를 유지하는 것이 바람직하다.
상부 롤러와 하부 롤러의 온도 조건이 상술한 범위 이하인 경우에는 합성수지 시트(110)와 라미네이팅 천(120)의 접착이 잘 되지 않아 접착불량이 발생할 가능성이 높으며, 상부 롤러와 하부 롤러의 온도 조건이 상술한 범위 이상인 경우에는 높은 온도에 의해 합성수지 시트(110)와 라미네이팅 천(120)이 녹아버려 접합시트의 불량이 발생된다.
상부 롤러와 하부 롤러의 온도 조건 및 롤링 압력에 의해 라미네이팅 천(120)은 합성수지 시트(110)에 눌려 붙게 되어 경화시 완전히 일체로 접착된 시트를 만들 수 있게 된다.
이때, 상부 롤러와 하부 롤러 사이의 이격거리는 합성수지 시트(110)와 라미네이팅 천(120)의 결합시트의 두께와 관련이 있으며, 요구되는 두께에 따라 상부 롤러와 하부 롤러의 이격거리를 조정하여 공정을 수행하게 된다(S230).
합성수지 시트(110)와 라미네이팅 천(120)의 결합시트가 롤러를 통과해 경화되었을 때, 유리섬유에 경화재, 촉진재, 충전재 및 착색재 등이 조합된 액상 수지(불포화 폴리에스테르 수지)를 함침시켜 이(130)를 결합시트에 도포한다(S240).
소정의 두께를 갖으며, 다공(141)을 갖는 스틸 플레이트(140)를 일정한 형상으로 즉, 판형 플레이트 또는 원형 플레이트 등의 형상으로 준비한다(S250).
여기에 제1 FRP 층(130)이 형성된 시트를 스틸 플레이트(140) 일면에 겹치고, 제2 FRP 층(150)을 형성할 FRP를 스틸 플레이트(140) 타면에 도포 후 제1 FRP 층(130)과 제2 FRP 층(150)을 함께 경화시킨다(S260, S270).
FRP와 합성수지만으로 접착하였을 경우, 접착력이 약하여 대기중의 악조건에서 사용시 화학작용에 의해 그 접착력이 약화되고, 이는 곧 제품의 신뢰성과 직결되는 문제가 있었으나, 라미네이팅 천(120)이 제 FRP 층(130)과 합성수지(110) 결합 매개체 역할을 하여 우수한 접착력을 지니게 된다.
여기에, 스틸 플레이트(140)를 더 적층하여 기계적 강도를 더욱 높이게 되며, 스틸 플레이트(140)의 일면과 타면에 각각 제1 FRP 층(130)과 제2 FRP 층(150)을 도포하여 스틸 플레이트(140)의 다공(141)에 의해 FRP 층끼리 접착력을 강화시 키는 동시에 전체적으로 기계적 강도가 더욱 높은 다층 구조의 FRP 시트를 제작하는 것이 가능하게 된다.
이러한 공정을 거친 본 고안에 따른 다층 구조를 갖는 FRP 시트는 한쪽은 PP 또는 PE 합성수지층을 구성하고, 다른 한쪽은 FRP층을 구성하게 된다.
즉, FRP층은 대기와 맞닿도록 노출되고, PP 또는 PE 합성수지층은 내부로 사용한다. 내부에 화학약품등을 보관하거나 사용되는 탱크 등에서 FRP 보다 내약품성이 강한 PP 또는 PE 재질을 사용함으로써, FRP가 가지는 장점을 유지하고 FRP가 가지는 단점을 보완할 수 있게 된다.
또한, 다층 구조를 갖는 FRP 시트는 동일두께의 FRP층으로만 구성된 시트 보다 경량이며, 제작단가면에서도 상당한 경제성으로 가지고, 한편으론 기계적 강도도 동일두께의 FRP층으로만 구성된 시트와 동일한 특성을 지니게 된다.
도 3은 본 고안에 따른 합성수지시트가 부착된 FRP 시트로 만들어진 닥트를 보인 사진이다.
이외에도, 본 고안에 따른 합성수지시트가 부착된 FRP 시트로 만들어지는 성형품들은 원형 탱크, 사각 물 탱크, 덕트, 파이프, 스크류바(Scrubber), 휀(Fan), 도금용 탱크 등으로 다양한 형태와 다양한 종류의 제품들에 이용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 고안의 기술적 구성은 본 고안이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 고안의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 본 고안의 구성에 따르면, 기계적 강도가 우수한 특성을 유지하면서 경량이고 경제성을 지닌 다층 구조의 FRP 시트를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 다층 구조의 FRP 시트로 탱크 등의 제품을 만들어 내부는 내약품성이 강한 합성수지시트로 사용하고, 외부는 기계적강도가 강한 FRP로 사용될 수 있는 합성수지시트가 부착된 FRP 시트를 제공하는 것이 가능하게 된다.

Claims (5)

  1. 원재를 압출기에 통과시켜 압출한 합성수지시트(110)와;
    소정 간격으로 이격되고 소정 온도로 가열된 상부 롤러와 하부 롤러 사이로 상기 합성수지시트(110)와 함께 롤링되어 상기 합성수지시트(110)에 눌려 붙은 라미네이팅 천(120)과;
    상기 라미네이팅 천(120) 상면에 도포되어 성형과정에서 상기 라미네이팅 천(120)과 접착되는 제1 유리섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber Glass Reinforced Plastic) 층(130)과;
    상기 제1 유리섬유 강화플라스틱 층(130) 상면에 형성되는 다공(多空)을 갖는 스틸 플레이트(140)와;
    상기 스틸 플레이트(140) 상면에 도포되는 제2 유리섬유 강화플라스틱 층(150);를 포함하여 형성된, 다층 구조를 갖는 FRP 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 롤러의 소정 온도는 100 내지 120℃이고, 상기 하부 롤러의 소정 온도는 130 내지 150℃ 인, 다층 구조를 갖는 FRP 시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 합성수지 시트(110)에 이용된 합성수지는 PE(Polyethylene) 또는 PP(Polypropylene)인, 다층 구조를 갖는 FRP 시트.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 라미네이팅 천(120)은 천연섬유 또는 유기화학섬유인, 다층 구조를 갖는 FRP 시트.
  5. 원재를 압출기에 통과시켜 압출한 합성수지시트(110)와; 소정 간격으로 이격되고 소정 온도로 가열된 상부 롤러와 하부 롤러 사이로 상기 합성수지시트(110)와 함께 롤링되어 상기 합성수지시트(110)에 눌려 붙은 라미네이팅 천(120)과; 상기 라미네이팅 천(120) 상면에 도포되어 성형과정에서 상기 라미네이팅 천(120)과 접착되는 제1 유리섬유 강화플라스틱 층(130)과; 상기 제1 유리섬유 강화플라스틱 층(130) 상면에 형성되는 다공(多空)을 갖는 스틸 플레이트(140)와; 상기 스틸 플레이트(140) 상면에 도포되는 제2 유리섬유 강화플라스틱 층(150);를 포함하여 형성된 다층 구조를 갖는 FRP 시트로 만들어진, 제조품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101388973B1 (ko) * 2010-11-03 2014-04-24 주식회사 진우기술개발 복합 섬유강화 플라스틱 시트

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