[스크랩] Lesson 2 : FRP의 기초지식

FRP의 종류

일반적으로 '강화프라스틱이라 부르는 FRP는 섬유로 강화된 프라스틱이다

그리고 섬유로서 가장 많이 사용되는것이 글라스이며

프라스틱으로 가장많이 사용되는것은 폴리에스테르수지이다.

그러나 최근에는 사용하는 재료도 다양해졌다.섬유재료로는 탄소섬유,아라믿드등이 요트산업에도 잘 알려져있고,고강도 고탄성이 요구되는곳에 사용된다.이들 글라스섬유이외의 강화용섬유는 엑조틱(exotic)섬유라고 부른다.마찬가지로 frp의 매트릭스인 수지에도 폴리에스테르 이외에 몇가지가 있다.잘 알려진 에폭시와 비닐에스테르수지가 있다.

 

엑조틱섬유와 에폭시 ,비닐에스테르수지를 조합한 복합재료를 어드밴스드 컴포지트(advanced composites)라고 부르며,전통적인 글라스섬유/폴리에스테르수지로된 frp와 구별하고있다.어드밴스드 컴포지트는 고강도 고탄성에 역점을 둔 요트의 성능에 유익하지만,코스트가 높아지는 문제가 있기때문에 프로덕션정의 건종에는 거의 사용하지 않는다.이 텍스트에서는 평균적인 프로덕션 요트건조를 소개하는것이므로 어드밴스드 컴포지트는 생략하기로 한다.

 

 

소재

 

글라스 섬유

frp의 뼈대가되는 글라스섬유는 가늘게 만든것일수록 강해지는 특성을 갖고있지만,현실적인 굵기로는 6~15미크론 정도이다..한가닥으로 이루어진 섬유를 필라멘트(filament)라고하며,이 필라맨트를 50~200가닥 묶어놓은것이 스트랜드(strand)이고,스트랜드 여러가닥을 꼬아놓은것이 얀(yarn)이며,얀을 직조하여 만든천을 얀 크로스(yarn cloth)이다.

 

또,스트랜드를 꼬지않고,다발형태로 감아놓은것을 로빙(roving)이라하며,이 로빙으로 직조하여 천 형태로 만든것을 로빙크로스(woven roving)이라 한다.또 스트랜드를 짧게 절단하여 얇은 시트형태로 만든것을 촙스트랜드매트(chopped strand mat),흔히 매트라고 부르는 것이다.

 

이들 각종의 섬유소재는 각각의 유기적 특성과 가격이 다르며,용도에따라 달리 쓰인다.통상의 프로덕션정에서는 가격이 싼 로빙크로스와 매트가 가장많이 쓰인다.로빙크로스는 섬유가 연속되어있고 방향성도 있으므로 매트보다 강도가 좋다.그러나 인접 적층면과의 접착에 문제가 있으므로 매트로 덮어주는 형태로 보완을 해 주어야한다.

 

그외의 보강재나,하중이 집중되는곳,등등에는 이에맞는 재료를 선택 사용하게된다.글라스섬유는 함유물질과 제조법에따라 현재 약 세종류가 시판되고있다.가장많이 시판되는것이 e글라스이며,frp보트의 대부분이 e 글라스로 만들어진 것이다.다른 두종류는 e글라스보다 기계적특성을 향상시킬 목적으로 미국과 유럽에서 병행하여 개발이 된것으로,미국이 s글라스를프랑스에 거점을둔 기업이 r글라스를 개발했다.s와 r글라스는 비슷한 정도의 강도를 갖고있다고 보면되고,e글라스에비해 20%~40%우수하다고 할수있다.그러나 코스트는 e글라스가 훨씬 낮기때문에 프로덕션정에서는 e글라스가 주류를 이룬다.

 

 

폴리에스테르수지

액상폴리에스테르수지는 촉진제와 촉매(경화제)를 가해주면 경화가 시작된다.경화시간이 정해져있기 때문에 작업순서를 미리 정해두고 효율적으로 작업해나가야한다.폴리에스테르수지는 또, 공기와 접하는 부분은 완전히 경화가 되지않기때문에, 파라핀을 첨가해주어서 표면에 얇은막을 형성시켜 공기를 차단해줌으로써 완전경화 시킬수있다.

 

 

겔코트

겔코트는 암형몰드를 사용하여 적층하는경우 가장 첫번째 외측의 수지층이되며,역할은 안쪽의 적층판을 수분이나 화학적반응 ,충격으로부터 보호하며,매끈하고 멋진 표면을 만들어주는것이다.적층이 시작되는경우 ,최초로 겔코트를 몰드에 일정두께가 될때까지 스프레이건으로 ㅊ분사하고,경화되고나면 그위에 글라스섬유를 적층하게된다.몰드의 표면은 빠데와 샌딩이 끝나서 마감질이 된 상태이기때문에 ,제품을 몰드에서 뽑아내면 표면또한 매끈하게 마감질한 상태의 겔코트면이 외측으로 나오게된다.

 

수형몰드등, 표면마감질을 매회 행할필요가 있는 경우에는 우레탄등의 도료를 칠하고 겔코트는 사용하지 않는다.  겔코트는 어디까지나 표면의 마감질된 상태를 재생하기 위한 수지층이므로 도장면과는 구별되어야 한다.  대부분의 겔코트는 폴리에스테르 수지이며, 촉진제와 촉매를 첨가하면 경화가 시작되고, 취급에 관해서도 적층용 폴리에스테르 수지와 같다

출처 : woodenboat 제작 동호회

글쓴이 : 어니스트 원글보기

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