플라스틱 재료의 책 62 유리 섬유 강화 FRP의 유용성

[YDfamily]

62. 주정(舟艇), 선박

예전에는 소형 보트나 어선은 목조였는데, 현재는 대부분이 불포화 polyester를 함침시킨 유리 섬유 강화재(FRP)로 되어 있다. 주정의 FRP화는 제2차 대전 중의 미국 해군의 탑재정으로 시작되었다. 비강도, 비강성이 크고, 함수성이 없고, 내부식성이 우수한 특성이 활용된 것이라고 생각된다. 또한 군사 목적 이므로 비자성(非磁性)도 중요한 특성이다. 민간용의 소형 주정에서는 역학적 성질이나 내부식성이 우수한 것 외에, 디자인을 중시한 경우의 형성 설계 자유도가 큰 것도 장점으로 되어 있다. 한편 내부식성이 좋은 것은, 폐기한 경우에 부식하지 않는다고 하는 단점으로 되어, 그 대책이 고심되고 있다.

노 젓는 보트, 모터 보트, 수상 바이크, 소형 요트, 낚싯배 등 수요가 많은 레저에 사용하는 보트의 건조 척수는 상대적으로 많아졌는데, 대형 세일링 보트나 어선, 군용 선박 등에서는 건조 척수는 한정적인 것으로 되었다. 그렇기 때문에 성형은 자형(雌型)을 사용하는 hand lay up 법이 주류로 되어 있다. Hand lay up 성형은 선체 형상 등으로 형태가 만들어져 있는 금형 내 표면에 수지, 충전재, 안료 등으로 만들어져 있는 gel coat를 스프레이 하고, 초기 경화 시킨 후 유리 섬유 매트 등을 그 위에 놓고, 경화제가 첨가되어 있는 불포화 polyester 수지를 롤 등에 의해 유리 섬유 내에 함침, 탈포 하면서 적층하고, 그 후 열경화 시키는 것이다. 불포화 polyester는 중합성이 있는 styrene monomer에 용해하여 FRP로 사용되고, VOC 지정인 styrene에 대한 배려도 필요하게 된다. Sailing yacht에 돛이 받는 풍력에 의해 mast(돛대) 부에 걸리는 압축 하중 대책으로서 구조 설계에는 hand layup 공법은 자유도가 크게 유리하게 된다. 레이스용 보트, 카약, 카누에도, 유리 섬유나 카본 섬유가 강화재로서 사용되는데, 카누에는 aramid 섬유 강화재를 사용한 것도 있다.

요점 BOX
FRP는 주정, 선박에 불가결한 재료
FRP의 특징을 활용한 각종 성형 방법

* gel coat: FRP 제품을 만들 때 메스형으로 겔 모양의 수지를 흘려 넣어 표면을 코팅한 것