KR101388242B1 - 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱의 제조방법 - Google Patents

내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱(FRP)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축용 보강 재료로 직물형 탄소섬유와 직물형 아라미드 섬유를 혼용 또는 탄소섬유와 아라미드 섬유를 혼방하여 제작하여 섬유강화 플라스틱(FRP)의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱(FRP)의 제조방법은, 아라미드섬유로 직조된 아라미드섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조하고, 탄소섬유로 직조된 탄소섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시켜 탄소섬유 직물 프리프레그를 제조하거나, 탄소섬유와 아라미드 섬유를 이용하여 하이브리드 직물 직조하여 이를 에폭시수지를 함침시켜 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 제조하는 단계;
몰드면에 대해서 이형처리를 실시하고, 상하 몰드면에 대해서, 상기 아라미드 직물 프리프레그와 탄소섬유 직물 프리프레그를 다층으로 적층하거나, 또는 상기 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 다수개 적층하는 단계;
상하몰드를 닫고 몰드에 진공상태를 걸어준 후 오토클래이브에서 75~85℃까지 승온시킨 후, 75~85℃에서 50~70분간 유지하여 1차 경화시키는 단계;
1차 경화후에 120~130℃까지 승온시킨 후, 120~130℃에서 60분~120분 유지하여 2차 경화시키는 단계; 및
자연상태에서 건조시킨 후, 몰드 금형에서 탈영하여 제품을 완성하는 단계;를 포함한다.

Description

내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱의 제조방법{METHOD FOR MAKING HYBRID FPR HAVING CARBON FIBER AND ARAMID FIBER}
본 발명은 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱(FRP)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축용 보강 재료로 직물형 탄소섬유와 직물형 아라미드 섬유를 혼용 또는 탄소섬유와 아라미드 섬유를 혼방하여 제작하여 섬유강화 플라스틱(FRP)의 제조방법에 관한 것이다.
섬유강화플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastics)은 합성수지 속에 섬유기재를 혼입시켜 기계적 강도를 향상시킨 수지의 총칭한다. 수명이 길고, 가볍고 강하며, 부패하지 않는 등의 특징을 살려 욕조, 요트, 골프클럽, 공업용 절연자재 등 폭넓은 용도에 사용되고 있다. 화학적으로는 유리섬유를 혼입하는 G-FRP와 탄소섬유를혼입하는 C-FRP로 구별되며, 기초가 되는 수지에 따라서는 실리콘계, 페놀계 등으로 나눠진다.
현재 건축보강용 FRP는 유리섬유(G-FRP), 탄소섬유(C-FRP), 아라미드 섬유(A-FRP), 탄소섬유 복합재료로 보강판(FLAT BAR) 또는 로드(ROD) 형태로 제작되어 판매되고 있다. 탄소섬유로 제작된 건축용 보강판은 인장강도와 인장탄성은 높다. 아라미드의 경우 탄소섬유에 비해 인장강도와 인장탄성이 떨어진다. 아라미드섬유는 탄소섬유 대비 인장강도와 인장탄성이 떨어지지만, 충격강도가 높고, 내마모성이 강하며, 끊어짐에 대한 저항이 크고 탄소섬유에 비해 진동감쇠 효가가 있다.
도 1은 아라미드 제품인 TECHNORA(TEIJIN 사의 아라미드 상표명), KEVLAR(DEPONT 사의 아라미드 상표명)와, 탄소섬유와의 진동 감쇠를 비교하는 표 및 그래프이다. 도 1에서 확인되는 바와 같이, 아라미드섬유는 탄소섬유에 비하여 진동감쇠 효과가 높은 것을 알 수 있다. 지진 발생시 진동에 의해 건물이 계속 균열이 가게 되는데, 진동감쇠 효과가 있는 아라미드 섬유를 사용하여 내진보강 FRP를 제작하면, 여진에 의한 건물 붕괴를 최소화 할 수 있을 것으로 기대된다.
한편, 기존의 제품들은 일방향 프리프레그 이용하여 성형을 하거나, 카본 필라민트를 이용하여 인발성형으로 제작을 하고 있다. 기존의 일방향 프리프레그나 인발성형으로 제작을 할 경우(ex. 노끈) 섬유 길이 방향으로는 강한 힘을 가지나 직각인 방향으로는 수지 결합으로만 결합이 되기 때문에 아주 약한 힘을 가진다. 따라서, 내진 보강용 건축재로서 등방성을 가지는 하이브리드 내진 보강 FRP에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 탄소섬유의 장점과 아라미드 섬유의 장점을 결합하여 기존의 제품에 비하여 인장강도, 인장탄성, 진동감쇠, 등방성 내진보강 FRP 제조방법, 즉, 본 발명의 목적은 탄소섬유의 장점인 인장강도와 인장탄성을 유지하면서 아라미드섬유의 내충격성과 내마모성, 지진 발생시 진동감쇠 효과가 높은 건축보강용 FRP를 제작하므로써 지진발생시 건물을 효과적으로 보호할 수 있는 내진보강 FRP 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 내진보강 FRP의 제조방법은 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱의 제조방법으로서,
아라미드섬유로 직조된 아라미드섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조하고, 탄소섬유로 직조된 탄소섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시켜 탄소섬유 직물 프리프레그를 제조하거나, 탄소섬유와 아라미드 섬유를 이용하여 하이브리드 직물 직조하여 이를 에폭시수지를 함침시켜 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 제조하는 단계;
몰드면에 대해서 이형처리를 실시하고, 상하 몰드면에 대해서, 상기 아라미드 직물 프리프레그와 탄소섬유 직물 프리프레그를 다층으로 적층하거나, 또는 상기 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 다수개 적층하는 단계;
상하몰드를 닫고 몰드에 진공상태를 걸어준 후 오토클래이브에서 75~85℃까지 승온시킨 후, 75~85℃에서 50~70분간 유지하여 1차 경화시키는 단계;
1차 경화후에 120~130℃까지 승온시킨 후, 120~130℃에서 60분~120분 유지하여 2차 경화시키는 단계;
자연상태에서 건조시킨 후, 몰드 금형에서 탈영하여 제품을 완성하는 단계;를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 프리프레그를 적층하는 단계에 있어서, 프리프레그의 적층 방식은 몰드면에 대해 적층되는 프리프레그 내의 직조된 섬유의 길이 방향이 각 층별로 서로 상이하도록 적층된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 아라미드 직물 프리프레그와 탄소섬유 직물 프리프레그를 적층하는 과정에서, 프리프레그는 상하 몰드 금형을 합쳤을 때 중심면을 기준으로 서로 대칭이 되도록 적층된다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명으로 내진보강 FRP 제품 제작시, 기존의 제품에 비하여 높은강도와 인장강도를 가지면서 진동감쇠 효과를 가지는 등방성 내진보강 FRP를 제작할 수 있다. 또한, 내진보강 설계에 따라 탄소섬유와 아라미드섬유의 비율을 조절함으로써 건축물에 최적화된 내진보강 FRP를 제작 할 수 있다.
또한 기존의 탄소섬유 보강판 또는 로드의 경우 전량 수입에 의존하여 제작을 하였지만, 탄소섬유에 비하여 국내 생산이 가능한 저가인 아라미드 섬유를 적용함으로써 수입대체 효과 및 경제성을 살려서 기존 고급 건축구조물 뿐만 아니라 선박, 산업구조물, 토목 구조물 등 다양한 분야에 적용을 하여, 궁극적으로는 건축물과 인명을 보호할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 아라미드 제품인 TECHNORA(TEIJIN 사의 아라미드 상표명), KEVLAR(DEPONT 사의 아라미드 상표명)와, 탄소섬유와의 진동 감쇠를 비교하는 표 및 그래프.
도 2는 본 발명의 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱을 제조하는 과정을 설명하기 위한 순서도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 시편에 대한 시험성적서.
본 발명은 내진보강용 보강판(Plate) 또는 로드(Rod)를 제작함에 있어서 탄소섬유와 아라미드섬유를 같이 사용하여, 탄소섬유의 장점인 우수한 강도, 탄성율, 내화학성과 아라미드의 장점인 내진효과, 내충격성과 내마모성을 살린, 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱 제품이다.
종래의 건축용 FRP 제품은 한 종류의 섬유를 이용하여 제작하였으나, 본 발명에는 각 섬유의 장점을 이용하여 각 섬유가 가지고 있는 단점을 보완한 하이브리드 형태의 건축용 보강 FRP를 제작하여, 지진에 취약한 건축구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있는 복합구조 보강용 판 또는 로드 제품이다.
본 발명의 제조방법에 따른 FRP 제품은 등방향성을 주기 위하여 탄소섬유 직물, 아라미드 직물 또는 탄소섬유와 아라미드로 혼방이 된 직물 형태의 프리프레그를 사용하여 제작함으로써, 여러 방향에 힘을 가지는 등방성 건축용 보강 FRP 제품이다. 또한, 부수적으로 탄소섬유 고유의 직물 패턴으로 건축물에 미려한 미관을 표현할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱의 제조방법에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱을 제조하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 섬유강화플라스틱은 아라미드섬유와 탄소섬유가 혼합된 섬유강화플라스틱으로서, 탄소섬유의 장점인 인장강도와 인장탄성을 유지하면서도 아라미드섬유의 장점인 내충격성과 내마모성을 유지하면서 높은 진동감쇠 효과를 유지하는 건축보강용 FRP를 제작함으로써, 건축물 재료로 본 발명의 섬유강화플라스틱을 사용할 경우에 건축물에 지진 발생시 건물을 효과적으로 보호할 수 있는 내진보강 FRP 제품이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 에폭시 수지에 섬유를 함침시켜 프리프레그를 제작한다. 프리프레그를 제작하는 방식은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 하나는 아라미드 직물 프리프레그와 탄소섬유 직물 프리프레그를 각각 개별적으로 제작하는 방법과, 다른 하나는 탄소섬유와 아라미드 섬유를 경사와 위사로 구분하여 하이브리드 직물인 탄소 섬유-아라미드 섬유 혼방직물을 에폭시 수지에 함침시켜 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 제작하는 방법이다.
아라미드 직물 프리프레그와 탄소섬유 직물 프리프레그를 각각 개별적으로 제작하는 방법은 각각 개별적으로 아라미드섬유로 직조된 아라미드섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조하고, 동일한 방식으로 탄소섬유로 직조된 탄소섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시켜 탄소섬유 직물 프리프레그를 제조하게 된다. 프리프레그는 롤에 감긴 형태로 제작되는 데, 에폭시 수지에 함침됨으로 롤에 감을 경우 떨어지지 않음으로 양면에 이형필름, 이형지가 붙어 있다. 프리프레그를 적층할 경우, 이형지를 제거하고 라미네이팅(적층)을 하게 된다. 각각 개별적으로 제작된 아라미드 직물 프리프레그와 탄소 섬유 직물 프리프레그를 미리 정해진 비율로 적층하게 된다. 미리 정해진 비율이란 아라미드 직물 프리프레그와 탄소 섬유 직물 프레그의 적층되는 수를 의미하며, 이는 완성된 제품에서 요구되는 성질 및 특성에 따라 통상의 기술자가 자유로이 선택할 수 있을 것이다. 라미네이팅(liminating) 시에 바람직하게는 상하 몰드 금형에 서로 대칭이 되게 적층시킨다. 만약, 아라미드 직물 프리프레그 2장과 탄소 섬유 직물 프리프레그 6장 총 8장을 적층시킬 경우에, 하부 몰드 금형에 탄소+아라미드+탄소+탄소로 적층시켰으면, 상부 몰드 금형에도 동일하게 적층하여 상하 몰드 금형을 합쳤을 때, 중심면을 기준으로 서로 대칭이 되도록 적층시키게 된다. 즉, 적층되는 프리프레그는 중심면을 기준으로 상하가 서로 대칭되는 구조를 가진다. 이와 같이, 중심면을 기준으로 대칭이 되도록 적층시키는 이유는 특정 방향에 대해서 휨이 발생되는 것을 방지하기 위해서이다. 만약, 중심면을 기준으로 대칭이 되지 않을 경우에는 아라미드 섬유와 탄소 섬유의 진동 감쇠 효과가 상이함으로, 특정방향에 대해서 휨이 발생되기 때문이다.
한편, 바람직하게는 프리프레그의 적층 방식은 몰드면에 대해 적층되는 프리프레그 내의 직조된 섬유의 길이 방향이 각 층별로 서로 상이하도록 적층된다. 즉, 각 층별로 프리프레그를 약간씩 일정각도 비껴서 적층하게 된다. 이러한 적층 방식은 본 발명의 섬유강화플라스틱이 등방성을 가지도록 하기 위해서이다. 섬유를 평직이나 능직으로 직조하여 프리프레그를 제조한 경우에도 종래의 일방향의 일방향 프리프레그 이용하여 성형하는 방식이나 인발성형으로 성형하는 방식에 비하여 등방성을 지니는 것이 사실이나, 적층되는 프리프레그의 방향을 약간씩 다르게 적층시킴으로써 등방성을 보다 더 향상시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 아라미드 직물 프리프레그와 탄소섬유 직물 프리프레그를 각각 개별적으로 제작하여, 이를 일정한 비율로 적층시킬수도 있으나, 탄소섬유와 아라미드 섬유를 경사와 위사로 구분하여 하이브리드 직물인 탄소 섬유-아라미드 섬유 혼방직물을 에폭시 수지에 함침시켜 탄소섬유-아마미드섬유 혼방 프리프레그를 제작하여, 이를 몰드면의 상하부에 대칭되게 적층시킬 수도 있다. 이 방식은 제작과정이 보다 까다롭기는 하나, 균일한 휨성과 균일한 물리적 특성을 지닌다는 점에서 보다 바람직하다고 볼 수 있다.
상하 몰드 금형에 프리프레그를 적층하기 전에, 상하 몰드면에 대해서 이형처리를 함은 물론이다. 이는 제품의 성형후 제품의 탈영시에 용이하게 탈영시키기 위한 것으로 종래의 일반적인 기술이라 할 것이다.
상하 몰드면에 프리프레그를 적층시킨 후, 상하몰드를 닫고 몰드에 진공상태를 걸어준 후 오토클래이브에서 75~85℃까지 승온시킨 후, 75~85℃에서 50~70분간 유지하여 1차 경화시키는 단계를 거친다. 1차 성형 조건은 온도 75~85℃에서 50~70분간의 경화시간을 지니나, 보다 바람직하게는 온도 80℃에서 약 60분간 유지하여 경화시킨다. 2차 경화온도보다 낮은 약 80℃에서 먼저 1차 경화시키는 이유는 에폭시 수지가 일정부분 팽창하여 내부의 빈 공간을 메우고 에폭시 수지 내에 기포나 공간이 형성되지 않도록 하여 제품의 완성도를 높이기 위해서이다.
다음으로, 1차 경화후에 120~130℃까지 승온시킨 후, 120~130℃에서 60분~120분 유지하여 2차 경화시키는 단계를 거친다. 2차 성형 조건은 1차 성형 조건보다 높은 온도인 120~130℃에서 보다 긴 시간동안 실시하는 데, 보다 바람직하게는 125℃에서 70분간 유지하여 2차 경화를 실시한다.
다음으로, 몰드 금형을 자연 냉각시킨 후, 몰드 금형에서 제품을 탈영하여 제품을 완성하게 된다.
이로써, 상기의 제조방법에 의해 제조된 제품은 내진보강용으로 사용될 수 있는 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱(FRP) 제품에 해당된다.
[실시예]
실시예 1
아라미드섬유로 직조(평직)된 아라미드섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시킨 아라미드 직물 프리프레그와, 탄소섬유로 직조(평직)된 탄소섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시킨 탄소섬유 직물 프리프레그를 미리 제작된 보강판 금형 몰드의 상하부면에 적층시켰다. 즉, 아라미드 직물(평직) 프리프레그 1장과 탄소섬유 직물 프리프레그 3장을 상하부 몰드면에 각각 적층하여, 아라미드 직물(평직) 프리프레그 2장과 탄소섬유 직물 프리프레그 6장으로 총 8장의 프리플레그를 사용하여 적층하였다. 즉, 탄소섬유 직물 프리프레그와 아라미드 직물 프리프레그를 75:25(즉, 3:1)로 적층하였다. 이 때, 몰드의 상하부면에 적층되는 프리프레그는 약간씩 방향을 달리하도록 적층하였으며, 상하부 몰드의 프리프레그는 서로 대칭이 되도록 적층하였다. 상하 몰드면에 프리프레그를 모두 적층시킨 후, 상하몰드를 닫고 몰드에 진공상태를 걸어준 후 오토클래이브에서 80℃까지 승온시킨 후, 80℃에서 60분간 유지하여 1차 경화시켰다. 그런 후, 온도를 125℃까지 승온시킨 후, 125℃에서 70분간 유지하였다. 성형이 끝난 후, 몰드 금형을 자연 냉각시킨 후, 몰드에서 탈영하였다. 이로써, 탄소섬유와 아라미드가 75:25(즉, 3:1)로 혼합된 하이브리드 내진보강 FRP를 제작하였다.
실시예 2
실시예 1에서와 동일한 방식으로 하이브리드 내진보강 FRP를 제작하되, 아라미드 직물(평직) 프리프레그 4장과 탄소섬유 직물 프리프레그 4장을 적층하여 내진보강 FPR를 제작하였다. 즉, 탄소섬유와 아라미드가 50 : 50로 혼합된 하이브리드 내진보강 FRP를 제작하였다.
실시예 3
실시예 1에서와 동일한 방식으로 하이브리드 내진보강 FRP를 제작하되, 아라미드 직물(평직) 프리프레그 6장과 탄소섬유 직물 프리프레그 2장을 적층하여 내진보강 FPR를 제작하였다. 즉, 탄소섬유와 아라미드가 25 : 75 (즉, 1:3)로 혼합된 하이브리드 내진보강 FRP를 제작하였다.
실시예 4
경사로 탄소섬유를 위사로 아라미드로 제직된 하이브리드 직물인 탄소섬유-아라미드섬유 혼방직물을 에폭시 수지에 함침시켜 제조된 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 상하 금형에 각각 4장씩 적층하였다.
비교예 1
탄소섬유 직물 프리프레그만을 이용하여 상하 금형에 각각 4장씩 적층하여, 실시예 1과 같은 방식으로 FRP를 제작하였다.
비교예 2
아라미드섬유 직물 프리프레그만을 이용하여 상하 금형에 각각 4장씩 적층하여, 실시예 1과 같은 방식으로 FRP를 제작하였다.
실시예 및 비교예서 제작된 제품의 시편에 대해서 인장강도와 인장탄성을 측정하였다. 비교예 1에서의 탄소섬유 직물 프리프레그만을 이용한 탄소섬유강화 FRP(C-FRP)의 경우에 인장강도는 802 MPa이였고, 인장탄성 : 90GPa이였으며, 아라미드섬유 직물 프리프레그만을 이용한 아라미드섬유강화 FRP(A-FRP)의 경우에 인장강도는 473 MPa이였고, 인장탄성은 15 GPa이였다.
실시예 1 내지 실시예 4에 의해 제작된 시편에 대해서는 한국의류시험연구원에 의뢰하여, 인장강도와 인장탄성을 측정하였다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 시편에 대한 시험성적서이다. 도 3에서 시료 1은 실시예 1의 시편을, 시료 2는 실시예 2의 시편을, 시료 3은 실시예 3의 시편을, 도 4의 시료 4는 실시예 4의 시편을 나타낸다.
시편에 대한 인장강도는 ASTM 3039에 따랐다.
실시예 1의 시편 측정(ASTM 3039) 결과 값은 인장강도 663 MPa, 인장탄성 44GPa이였으며, 실시예 2의 시편측정 결과 값은 인장강도 636 MPa, 인장탄성 61 GPa이였으며, 실시예 3의 시편 측정 결과 값은 인장강도 458 MPa, 인장탄성 38 GPa이였다. 또한, 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 사용한 실시예 4의 시편 측정 결과값은 탄소섬유와 아라미드섬유가 혼용해 제작한 실시예1 내지 실시예3의 제품보다 인장강도는 430MPa로 낮은 편이나, 인장탄성은 66GPa로 높은 값을 가진다.
이상과 같이, 실시예 1 내지 실시예 4의 시편은 아라미드 직물 프리프레그만으로 제작된 FRP(비교예 2:인장강도 473 MPa, 인장탄성 15GPa) 대비 우수한 물성값을 가졌으며, 특히 탄소섬유의 함유 비율이 높은 실시예 1, 2에서는 우수한 물성값을 가진다. 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 사용한 실시예 4의 경우에 인장탄성이 좋은 FRP 제작 가능함을 알 수 있다. 실시예 4의 경우(혼방된 프리프레그를 사용할 경우)에는 재료의 단일화로 생산효율을 높일 수도 있다.
이상의 실험에서 알수 있는 바와 같이, 탄소섬유와 아라미드 섬유가 혼용 또는 탄소섬유와 아라미드 섬유를 혼방하여 제작한 내진보강용 FRP 제품은 탄소섬유 단독으로 사용했을 때 보다 인장강도, 인장탄성이 떨어지지만 아라미드 섬유가 가지고 있는 내마모성, 내충격성 과 진동감쇠효과를 가진 제품 제작이 가능하다.
또한, 아라미드 섬유를 사용하여 내진보강 FRP 제품을 제작을 할 경우 낮은 인장탄성과 인장강도를 가진다. 이 또한 하이브리드 형태로 사용이 되면, 보다 높은 인장강도와 인장탄성을 가진 내진 보강 FRP 제품 개발이 가능할 것으로 기대된다.
세계적으로 건축물 보강용 FRP의 물성 요구 수준은 인장강도는 600MPa, 인장탄성은 40GPa 이다. 혼용 또는 혼방된 프리프레그를 사용하여 건축물 보강 FRP 제품을 제작을 하면, 인장강도가 600MPa, 인장탄성이 40GPa 이상인 제품 생산이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱의 제조방법에 있어서,
    아라미드섬유로 직조된 아라미드섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시켜 아라미드 직물 프리프레그를 제조하고, 탄소섬유로 직조된 탄소섬유 직조물을 에폭시수지에 함침시켜 탄소섬유 직물 프리프레그를 제조하거나, 또는
    탄소섬유와 아라미드 섬유를 이용하여 하이브리드 직물을 직조하여 이를 에폭시수지에 함침시켜 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 제조하는 단계;
    몰드면에 대해서 이형처리를 실시하고, 상하 몰드면에 대해서, 상기 아라미드 직물 프리프레그와 탄소섬유 직물 프리프레그를 이용하여 다층으로 적층하거나, 또는 상기 탄소섬유-아라미드섬유 혼방 프리프레그를 다층으로 적층하는 단계;
    상하몰드를 닫고 몰드에 진공상태를 걸어준 후 오토클래이브에서 75~85℃까지 승온시킨 후, 75~85℃에서 50~70분간 유지하여 1차 경화시키는 단계;
    1차 경화후에 120~130℃까지 승온시킨 후, 120~130℃에서 60분~120분 유지하여 2차 경화시키는 단계;
    자연상태에서 건조시킨 후, 몰드 금형에서 탈영하여 제품을 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프리프레그를 적층하는 단계에 있어서,
    프리프레그의 적층 방식은 몰드면에 대해 적층되는 프리프레그 내의 직조된 섬유의 길이 방향이 각 층별로 서로 상이하도록 적층되는 것을 특징으로 하는 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 아라미드 직물 프리프레그와 상기 탄소섬유 직물 프리프레그의 적층단계에서,
    프리프레그는 상하 몰드 금형을 합쳤을 때 중심면을 기준으로 서로 대칭이 되도록 적층되는 것을 특징으로 하는 내진보강용 등방성 하이브리드 내진 보강 섬유강화플라스틱의 제조방법.

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