KR100562336B1

KR100562336B1 - 보트의 헐 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100562336B1
Application number: KR1020050080307A
Authority: KR
Inventors: 최병근
Original assignee: 주식회사 씨케이아이
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2006-03-17

Abstract

본 발명에 따른 보트의 헐의 제조방법은, VARTM(Vacuum assisted resin transfer molding) 공법으로 제조된 개방형 몰드를 준비하는 제1단계와; 이 개방형 몰드의 상부에 여러 방향의 축을 갖도록 직조된 다축섬유를 적층하는 제2단계와; 적층된 다축섬유 층의 상부에 탈형을 용이하게 하는 이형천을 적층하는 제3단계와; 이형천 상부에 액상 수지의 흐름을 도와주는 플러미디어를 적층하는 제4단계와; 실란트 테이프와 진공백을 이용하여 상기 개방형 몰드를 밀폐시키는 제5단계와; 진공펌프를 이용하여 상기 밀폐된 개방형 몰드 내부를 진공으로 만드는 제6단계와; 액상 수지 공급 라인을 개방시켜 액상 수지가 주입되도록 하는 제7단계; 및 밀폐된 개방형 몰드 내에 주입된 액상 수지를 경화시키는 제8단계를 포함한다.

본 발명의 보트의 헐 및 그 제조방법에 따르면, VARTM 공법을 보트의 헐 제조에 적용함으로써 미국에서 규제(Federal Resister RIN 2060-AG27)하고 있는 보트 제조시 발생되는 공기오염물질의 발생을 현저하게 줄일 수 있고, 가볍고 강도가 높으며, 전체적으로 균일한 무게와 강도를 갖는 보트의 헐을 제조할 수 있다. 따라서 보트의 가속 및 선회 능력이 향상되어 안전하고 연비가 좋아지며, 가벼워진 무게로 인하여 배기가스의 배출을 줄여 환경 오염을 줄이는 효과가 있다.

보트, 헐, VARTM, FRP, 섬유

Description

보트의 헐 및 그 제조방법{Boat hull and method for manufacturing the same}

도 1은 종래 기술에 따른 보트의 헐 제조방법을 도시한 개념도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보트의 헐 제조방법의 흐름도,

도 3은 도 에 나타낸 보트의 헐의 제조공정의 개념도,

도 4는 도 3에 나타낸 다축섬유의 분해 사시도이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 다축섬유 120 : 이형천

130 : 플러미디어 140 : 액상 수지

210 : 개방형 몰드 220 : 진공백

230 : 실란트 테이프 240 : 진공 펌프

본 발명은 보트의 헐에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 섬유강화플라스틱(FRP;Fiber reinforced plastic)을 이용하여 제조되는 보트의 헐 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, FRP 보트는 섬유에 액상 수지를 함침시켜 만든 보트로서, 레저용, 군사용 및 순찰용으로 널리 이용되고 있다.

종래 기술에 따른 FRP 보트의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 몰드(1)위에 섬유(2)를 적층하고, 액상의 수지(3)를 붓이나 롤러 등을 이용하여 함침시킨 후 기포를 제거하여 경화시키는 핸드레이업(Hand lay-up) 공법이 이용되고 있다.

하지만, 이러한 제조방법은 사람의 손으로 액상의 수지를 바르기 때문에 전체적으로 균일하지 못하며, 이미 내부에 기포를 포함한 상태에서 사람의 손으로 기포를 제거하기 때문에 기포제거에 있어서도 한계가 있다. 또한, 사용되는 수지가 공기 중에서 스타이렌모노머(Styrene monomer)를 발생시키며, 글라스필라맨트(Glass filament)를 50 내지 200가닥 묶어놓은 스트랜드(Strand)를 짧게 절단하여 얇은 시트의 형태로 만든 촙스트랜드매트(Chopped strand mat)를 이용하기 때문에 높은 강도를 내기가 어렵다. 또한, 강도를 높이기 위해서는 두께를 증가시켜야 하는데, 상온 경화 과정에서 변형이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 FRP 보트는 가속 등의 성능이 떨어지고, 연비가 나쁘며, 다량의 배기가스를 방출한다. 또한, 보트의 헐 무게 및 두께가 균일하지 못하여 운항 시 안정성이 저하되며, 보트의 헐 무게가 무거워 선회 반경이 커지는 등의 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 기존보다 가볍고 강도가 높으며, 전체적으로 균일한 무게와 강도를 가지는 보트의 헐 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보트의 헐 제조방법은, VARTM(Vacuum assisted resin transfer molding) 공법으로 제조된 개방형 몰드를 준비하는 제1단계와; 상기 개방형 몰드의 상부에 여러 방향의 축을 갖도록 직조된 다축섬유를 적층하는 제2단계와; 상기 적층된 다축섬유 층의 상부에 탈형을 용이하게 하는 이형천을 적층하는 제3단계와; 상기 이형천 상부에 액상 수지의 흐름을 도와주는 플러미디어를 적층하는 제4단계와; 실란트 테이프와 진공백을 이용하여 상기 개방형 몰드를 밀폐시키는 제5단계와; 진공펌프를 이용하여 상기 밀폐된 개방형 몰드 내부를 진공으로 만드는 제6단계와; 액상 수지 공급 라인을 개방시켜 액상 수지가 주입되도록 하는 제7단계; 및 상기 밀폐된 개방형 몰드 내에 주입된 액상 수지를 경화시키는 제8단계를 포함한다.

그리고 상기 다축섬유는 각 섬유의 축이 0°, 45°, 90° 및 -45°로 배열되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 보트의 헐은, 직선의 결을 갖는 섬유가 여러 방향의 축으로 배열된 다축섬유 층과; 상기 적층된 다축섬유 층의 상부에 적층된 이형천 층과; 상기 이형천의 상부에 액상 수지의 흐름을 도와주는 플러미디어 층; 및 상기 각 층들 에 함침되어 경화된 액상 수지 층을 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 VARTM(Vacuum assisted resin transfer molding) 공법을 적용한 보트의 헐 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보트의 헐 제조방법의 흐름도이고, 도 3은 도 2를 도시한 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 다축섬유의 사시도이다.

본 발명에 따른 보트의 헐을 제조하기 위해서는 먼저, VARTM(Vacuum assisted resin transfer molding) 공법으로 제조된 개방형 몰드(210)를 준비한다(S210).

그런 다음, 상기 개방형 몰드(210)의 상부에 여러 방향의 축을 갖도록 직조된 다축섬유(110)를 적층한다(S220). 이는 이후에 유입될 액상 수지(140)의 흐름을 방해하지 않기 위한 것이다. 여기서 상기 다축섬유(110)는 각 섬유의 축이 0°, 45°, 90° 및 -45°로 배열되는 것이 바람직하다. 섬유로는 유리섬유(Glass fiber)가 가장 많이 사용되나 탄소섬유(Carbon fiber)나 아라미드(Aramid) 등의 섬유를 사용하여 고강도와 고탄성을 낼 수도 있다.

그리고 상기 적층된 다축섬유(110) 층의 상부에 성형 후 탈형이 용이하도록 하며, 상측으로 액상 수지(140)가 통과할 수 있는 이형천(120)을 적층하고(S230), 상기 이형천(120) 상부에 액상 수지(140)의 흐름을 도와주는 플러미디어(130)를 적층한다(S240).

그리고나서 실란트 테이프(230)와 진공백(220)을 이용하여 상기 개방형 몰드(210)를 밀폐시킨(S250) 후, 진공펌프(240)를 이용하여 상기 밀폐된 개방형 몰드(210) 내부를 진공으로 만든다(S260).

그리고 액상 수지(140) 공급 라인을 개방시켜 액상 수지가 주입되도록 한다(S270). 액상 수지(140)로는 주로 폴리에스테르수지(Polyester resin)가 사용되나, 경우에 따라서 에폭시수지(Epoxy resin)나 비닐에스테르수지(Vinyl-ester resin) 등이 쓰일 수도 있다. 또한, 여러 층의 섬유로 이루어진 다축섬유(110)에 상기 액상 수지(140)가 재빨리 함침되도록 하기 위하여, 점도가 낮으며 초기 겔타임이 긴 액상 수지(140)를 사용하는 것이 바람직하다.

보통 적층 내에 기포가 들어간 상태로 경화가 되면 제품의 수명에 좋지 않은 영향을 준다. 하지만 이처럼 VATRM 공법을 이용하여 진공 상태에서 액상 수지(140)를 주입하면, FRP 내부의 기포를 완전히 제거하여 결함을 없애주고, 다축섬유(110)의 체적율을 높이고 액상 수지(140)의 비율을 줄여 무게를 줄일 수 있다. 이때 최대의 강도를 낼 수 있도록, 다축섬유(110)와 액상 수지(140)의 비율은 70:30으로 하는 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 밀폐된 개방형 몰드(210) 내에 주입된 액상 수지(140)를 각 액상 수지(140)의 특성에 맞게 고온 또는 상온으로 경화시킨다(S280). 그럼으로써, 제조 후 발생하는 액상 수지(140)의 경화를 가속시켜 변형을 제어할 수 있다.

위의 방법으로 제조된 보트의 헐은, 직선의 결을 갖는 섬유가 여러 방향의 축으로 배열된 다축섬유(110) 층과; 상기 적층된 다축섬유(110) 층의 상부에 적층된 이형천(120) 층과; 상기 이형천(120)의 상부에 액상 수지(140)의 흐름을 도와주는 플러미디어(130) 층; 및 상기 각 층들에 함침되어 경화된 액상 수지(140)층을 포함한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

VARTM(Vacuum assisted resin transfer molding) 공법으로 제조된 개방형 몰드를 준비하는 제1단계와;

상기 개방형 몰드의 상부에 여러 방향의 축을 갖도록 직조된 다축섬유를 적층하는 제2단계와;

상기 적층된 다축섬유 층의 상부에 탈형을 용이하게 하는 섬유 소재의 이형천을 적층하는 제3단계와;

상기 이형천 상부에 액상 수지의 흐름을 도와주는 플러미디어를 적층하는 제4단계와;

실란트 테이프와 진공백을 이용하여 상기 개방형 몰드를 밀폐시키는 제5단계와;

진공펌프를 이용하여 상기 밀폐된 개방형 몰드 내부를 진공으로 만드는 제6단계와;

액상 수지 공급 라인을 개방시켜 액상 수지가 주입되도록 하는 제7단계; 및

상기 밀폐된 개방형 몰드 내에 주입된 액상 수지를 경화시키는 제8단계를 포함하는 보트의 헐 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 다축섬유는,

각 섬유의 축이 0°, 45°, 90° 및 -45°로 배열된 것을 특징으로 하는 보트의 헐 제조방법.
직선의 결을 갖는 섬유가 여러 방향의 축으로 배열된 다축섬유 층과;

상기 적층된 다축섬유 층의 상부에 적층된 섬유 소재의 이형천 층과;

상기 이형천의 상부에 액상 수지의 흐름을 도와주는 플러미디어 층; 및

상기 각 층들에 함침되어 경화된 액상 수지 층을 포함하는 보트의 헐.