KR20240054940A - 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 섬유 보강재를 매트릭스 수지에 함침시켜 섬유강화 복합재를 제조하는 단계; 상기 섬유강화 복합재를 소정 두께의 평판 테이프 형태의 중간재로 가공하는 단계; 및 상기 평판 테이프 형태의 중간재를 소정 길이로 권출 및 절단한 후, 위사 방향과 경사 방향에 배치하여 접착시키는 단계를 포함하는 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법으로서, 보다 상세하게는 섬유강화 복합재를 평판 테이프 형태의 중간재로 가공하여 다양한 규격의 그리드 제조가 용이한 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법에 관한 것이다.
철근 콘크리트 구조물은 시공 후 시간이 경과함에 따라 재료적, 환경적, 구조적 요인에 의해 구조물의 성능이 저하된다. 따라서 이를 방지하기 위해서는 꾸준한 유지관리를 통해 구조물의 강성을 유지함으로써 공용기간동안의 안전성을 확보할 수 있다. 하지만, 이미 발생한 기존 철근콘크리트 구조물의 손상으로 인하여 내하력이 부족한 구조물들은 사회적, 경제적 여건 등을 고려한다면 보수, 보강하여 사용성을 증가시키는 것이 바람직할 것이다.
그래서 최근에는 철근 콘크리트 구조물의 보수, 보강방법이 큰 관심사로 대두되고 있으며, 현재 콘크리트 구조물의 보강에 사용되는 FRP(Fiber Reinforced Polymer) 재료는 주로 쉬트(sheet), 판(plate) 그리고 그리드(grid)등의 형태이다.
이중 FRP 쉬트나 판을 이용한 보강의 경우는 일정수준의 내하력 증가효과를 가져오는 것으로 나타나고 있으나 파괴형태가 주로 보강재의 단부 박리파괴(rip-off failure), 부착파괴(debonding failure)등으로 이러한 파괴는 보강재가 재료의 역학적 성능을 최대한 발휘하지 못하고 조기파괴 되는 형태로 경제적인 측면이나 구조역학적인 측면에서 바람직하지 못하다.
나아가, 내화학성이 뛰어난 복합재를 적용하여 그리드 형태로 제작되는 복합재 그리드가 개발되고 있으나, 기존에 개발된 그리드는 제조 방식이 복잡하고, 특성 성능과 요구에 대응하기 위한 다양한 길이와 두께 구성에 어려움이 있어서 양산 제작 및 경제성이 취약한 단점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소비자 요구성능에 따라 다양한 규격의 그리드를 단시간에 간편하게 제조할 수 있는 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 섬유 보강재를 매트릭스 수지에 함침시켜 섬유강화 복합재를 제조하는 단계; 상기 섬유강화 복합재를 소정 두께의 평판 테이프 형태의 중간재로 가공하는 단계; 및 상기 평판 테이프 형태의 중간재를 소정 길이로 권출 및 절단한 후, 위사 방향과 경사 향에 배치하여 접착시키는 단계를 포함하는 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 섬유는 유리섬유, 바잘트섬유, 아라미드섬유 및 탄소섬유로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 매트릭스 수지는 열경화성 수지로서, 폴리에스터 수지, 비닐에스터 수지, 에폭시 수지 및 페놀 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 매트릭스 수지는 열가소성 수지로서, 나일론 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 및 아크릴 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예로, 섬유강화 복합재를 제조하는 단계 후, 상기 섬유강화 복합재의 표면에 필 플라이(peel ply) 또는 직물을 부착시켜 섬유강화 복합재의 표면을 개질한 후 필 플라이 또는 직물을 제거하는 단계를 더 포함하는 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법.
본 발명의 일 구현예로, 상기 중간재의 두께, 길이는 그리드의 규격에 따라 가변될 수 있다.
본 발명은 장시간 소요되며 규격이 정해지면 쉽게 변경할 수 없었던 철근 및 기존 복합재 그리드 제조공정 대비, 섬유강화 복합재를 평판 테이프 형태의 중간재로 가공하여 다양한 규격의 그리드를 제조할 수 있어, 소비자 요구성능 대응이 용이하며, 단시간에 그리드를 대량 생산할 수 있으므로, 경제성이 우수하다.
또한, 철근 대비 내화학성이 뛰어난 섬유강화 복합재를 사용하여 건축물의 장수명화가 가능하고, 이에 따라 건축물 폐기물 감소로 인한 CO2 저감 대응 및 운반 용이성을 향상시킬 수 있으며, 작업자의 부담을 경감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조공정을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 다양한 규격의 그리드를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 다양한 규격의 그리드를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예를 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 특정 보강재와 매트릭스 수지로 구성되어 내화학성이 뛰어난 섬유강화 복합재를 사용하여 그리드를 제조함으로써, 종래 철근을 사용한 그리드가 부식에 취약하여 수명이 단축되는 단점을 해결하고, 또한 제조 방식이 복잡하고 특정 성능과 요구에 대응하기 위한 다양한 길이와 두께 구성이 어려운 기존 그리드의 제조 방식을 대체하여 소비자 요구성능 대응이 가능하고 다양한 규격의 그리드 제조가 용이한 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법은 섬유 보강재를 매트릭스 수지에 함침시켜 섬유강화 복합재를 제조하는 단계; 상기 섬유강화 복합재를 소정 두께의 평판 테이프 형태의 중간재로 가공하는 단계; 및 상기 평판 테이프 형태의 중간재를 소정 길이로 권출 및 절단한 후, 위사 방향과 경사 방향에 배치하여 접착시키는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조공정을 나타내는 모식도이다.
도 1을 참조하면, 먼저 섬유 보강재를 매트릭스 수지에 함침시켜 섬유강화 복합재를 제조한다.
상기 섬유 보강재는 섬유강화 복합재 100중량부를 기준으로 65~85중량부로 함침되는 것이 바람직하다.
상기 보강재로 사용되는 섬유는 유리섬유, 바잘트섬유, 아라미드섬유 및 탄소섬유로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 매트릭스 수지는 상기 섬유 보강재에 의해 강화되는 기지재로서, 열경화성 수지는 또는 열가소성 수지일 수 있다. 상기 매트릭스 수지가 열경화성 수지인 경우에는 폴리에스터 수지, 비닐에스터 수지, 에폭시 수지 및 페놀 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 매트릭스 수지가 열가소성 수지인 경우에는 나일론 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 및 아크릴 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 상기 섬유 보강재가 함침된 매트릭스 수지로 이루어지는 섬유강화 복합재는 철근 대비 가볍고 내화학성, 내부식성, 내구성 등이 뛰어나므로, 그리드 형태로 건축물에 적용할 시 건축물의 장수명화와 더불어 건축물 폐기물의 배출량을 감소시킬 수 있다.
필요에 따라, 섬유강화 복합재를 제조하는 단계 후, 상기 섬유강화 복합재의 표면에 필 플라이(peel ply) 또는 직물을 부착시켜 섬유강화 복합재의 표면을 개질한 후 필 플라이 또는 직물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 섬유강화 복합재의 표면 거칠기를 향상시켜 콘크리트와의 접촉면을 극대화시킬 수 있다.
다음으로, 상기 섬유강화 복합재(또는 표면 개질된 섬유강화 복합재)를 소정 두께의 평판 테이프 형태의 중간재로 가공한다.
상기 가공 방법으로, 도 1에 도시된 바와 같이 인발 공정(pultrusion)을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 섬유강화 복합재를 소정 두께를 갖는 평판 테이프 형태로 가공하는 방법에 해당하는 한, 본 발명의 범위에 속한다.
이때, 상기 두께는 제조하고자 하는 그리드의 규격에 따라 가변될 수 있다.
본 발명은 상기 섬유강화 복합재를 소정 두께를 갖는 평판 테이프 형태의 중간재로 가공함으로써, 제조하고자 하는 그리드의 크기, 간격, 두께 등에 따라 간편하게 권출하여 다양한 규격의 그리드를 용이하게 제조할 수 있고, 운반 용이성의 향상과 더불어 작업자의 부담을 경감시킬 수 있다.
다음으로, 상기 평판 테이프 형태의 중간재를 소정 길이로 권출 및 절단한 후, 위사 방향과 경사 방향에 배치하여 접착시킴으로써, 그리드를 제조한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 다양한 규격의 그리드를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 평판 테이프 형태의 중간재는 제조하고자 하는 그리드의 규격에 따라 소정 길이로 권출, 절단되고, 절단된 중간재를 각각 위사 방향과 경사 방향에 배치하여 접착시킴으로써 다양한 규격의 그리드를 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 권출되는 중간재의 길이는 제조하고자 하는 그리드의 규격에 따라 가변될 수 있다.
상기 접착은 배치된 중간재에 기공지된 접착제 또는 접착필름 등을 도포한 후 일정한 열과 압력을 가하는 방식으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
Claims (1)
- 섬유 보강재를 매트릭스 수지에 함침시켜 섬유강화 복합재를 제조하는 단계;
상기 섬유강화 복합재의 표면에 필 플라이 또는 직물을 부착시켜 섬유강화 복합재의 표면을 개질한 후 필 플라이 또는 직물을 제거하는 단계;
상기 섬유강화 복합재를 소정 두께의 평판 테이프 형태의 중간재로 가공하는 단계; 및
상기 평판 테이프 형태의 중간재를 소정 길이로 권출 및 절단한 후, 위사 방향과 경사 방향에 배치하여 접착시키는 단계를 포함하고,
상기 섬유 보강재는 섬유강화 복합재 100중량부를 기준으로 65~85중량부로 함침되는 섬유강화 복합재로 제조된 중간재를 적용한 그리드 제조방법.
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| KR (2) | KR20230087843A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101268802B1 (ko) | 2011-02-18 | 2013-05-28 | 이창남 | 철근콘크리트구조의 전단보강 입체그리드 |
-
2021
- 2021-12-10 KR KR1020210176436A patent/KR20230087843A/ko not_active Application Discontinuation
-
2024
- 2024-04-12 KR KR1020240049690A patent/KR20240054940A/ko active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101268802B1 (ko) | 2011-02-18 | 2013-05-28 | 이창남 | 철근콘크리트구조의 전단보강 입체그리드 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230087843A (ko) | 2023-06-19 |
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