패브릭 구조

패브릭 구조는 구조 프레임의 유무에 관계없이 패브릭으로 이루어진 구조입니다.이 기술은 최종 사용자에게 다양한 미적 자유 형태의 건물 디자인을 제공합니다.맞춤형 구조물은 세계적인 구조, 난연성, 내후성 및 자연력 요구사항을 충족하도록 설계 및 제작됩니다.직물 구조는 인장 구조의 하위 범주로 간주됩니다.

패브릭 구조의 재료 선택, 설계, 엔지니어링, 제작 및 설치는 건전한 구조를 보장하기 위한 필수 구성요소입니다.

패브릭 구조의 기본

막재

대부분의 패브릭 구조는 메시나 필름보다는 실제 패브릭으로 구성됩니다.일반적으로 섬유는 강도, 내구성 및 환경 내성을 높이기 위해 합성 재료로 코팅 및 적층됩니다.가장 널리 사용되는 재료로는 폴리염화비닐(PVC)로 적층 또는 코팅된 폴리에스테르와 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)^[1]으로 코팅된 직물섬유유리가 있다.

코튼 캔버스

직물 구조의 전통적인 직물은 가벼운 면 트윌, 가벼운 캔버스 또는 두꺼운 프루프 캔버스입니다.

폴리에스테르

강도, 내구성, 비용 및 스트레치는 폴리에스테르 소재를 패브릭 구조에서 가장 널리 사용합니다.PVC 필름으로 적층 또는 코팅된 폴리에스터는 일반적으로 장기 제작 시 가장 저렴한 옵션입니다.라미네이트는 일반적으로 직물 또는 니트 폴리에스테르 메쉬(스크림 또는 기판이라고 함) 위에 비닐 필름을 붙이고 비닐 코팅 폴리에스테르에는 일반적으로 높은 강도를 제공하는 결합성 물질로 코팅된 높은 인장성의 기본 직물이 있습니다.폴리에스테르 원단을 코팅 공정 전과 코팅 공정 중에 모두 장력을 가하여 프리콘텐트 원단을 제작합니다.그 결과 치수 안정성을 높인 직물이 됩니다.

비닐 적층 폴리에스테르

적층포백은 보통 두 층의 지지되지 않은 PVC 필름 사이에 압착된 보강 폴리에스테르 스크림으로 구성된다.그러나 대부분의 직물 구조에서는 열, 압력 및 접착제로 결합된 두 개 이상의 직물 또는 필름 층을 말합니다.

오픈 직조 또는 메쉬 폴리에스테르 스크림을 사용하여 외부 비닐 필름은 원단의 개구부를 통해 서로 접착됩니다.그러나 무거운 직물 스크림은 너무 촘촘하게 짜여져 있어 동일한 접합을 할 수 없습니다.이 경우 접착제를 사용하여 외부 필름을 기포에 접착한다.

좋은 화학 결합은 박리 방지와 심 강도 개발에 모두 중요합니다.비닐 코팅된 천을 용접하면 이음매가 만들어집니다.접착제를 사용하면 심이 모든 온도에서 구조물의 전단력과 하중 요건을 충족할 수 있습니다.이 접착제는 스크림 섬유에 습기가 스며드는 것을 방지하며, 또한 외부 코팅의 스크림 접착에 영향을 미칠 수 있는 곰팡이의 성장이나 결빙을 방지합니다.접착제는 EPA 규정을 준수하는 수성 기반입니다.

오픈웨이브 스크림은 일반적으로 패브릭의 경제성을 높여줍니다.단, 비닐에 필요한 기능의 수와 종류에 따라 다를 수도 있습니다.비닐에는 거의 모든 색상, 내자외선 비닐 코팅 폴리에스테르 및 내색성을 포함할 수 있다.단, 기능이 추가될수록 패브릭 비용은 높아집니다.

비닐 코팅 폴리에스테르

비닐 코팅 폴리에스터는 유연한 직물 구조에 가장 많이 사용되는 재료입니다.폴리에스테르 스크림, 접착제 또는 접착제, 외부 PVC 코팅으로 구성되어 있습니다.스크림은 코팅(처음에는 액체 형태로 도포됨)을 지지하고 결과적으로 발생하는 직물의 인장 강도, 신장, 인열 강도 및 치수 안정성을 제공합니다.비닐 코팅 폴리에스터는 무선주파수 용접기 또는 열풍 씰러 중 하나로 오버랩 심을 열봉합하여 대형 패널로 제조됩니다.적절한 이음새로 구조물에 대한 하중 요구사항을 전달할 수 있습니다.인장 강도 테스트 시 심 영역은 원래 코팅된 패브릭보다 더 강해야 합니다.

기본 직물의 인장 강도는 실의 크기(거부)와 강도(강성) 및 선형 인치 또는 미터당 실의 수에 따라 결정됩니다.실이 클수록, 인치당 실이 많을수록 완제품의 인장 강도가 높아집니다.

접착제는 폴리에스테르 섬유와 외부 코팅 사이의 화학적 결합 역할을 하며 섬유 흡수를 방지하여 원단의 동결 토우 손상을 일으킬 수 있습니다.

PVC 코팅액(비닐 오르가니솔 또는 플라스티솔)에는 색상, 수분 및 곰팡이 방지, 난연성의 원하는 특성을 달성하기 위한 화학 물질이 포함되어 있습니다.또한 높은 수준의 광투과가 포함된 원단을 제조하거나 완전히 불투명하게 만들 수 있습니다.스크림에 도포한 후 원단을 가열 챔버에 넣어 액체 도포를 건조시킵니다.PVC 코팅은 다양한 색상으로 제공되지만, 비표준 색상은 가격이 비쌀 수 있습니다.색상은 코팅 기계가 이전 색상의 흔적을 지울 수 있도록 최소 순서 실행의 대상이 될 수 있습니다.

유리섬유

섬유유리를 짜서 PTFE(테프론 또는 실리콘)로 코팅한 것도 널리 사용되는 기재입니다.유리 섬유는 연속된 필라멘트로 빨려 들어가 실에 묶입니다.실은 기질을 형성하기 위해 짜여진다.파이버 글라스는 높은 궁극의 인장 강도를 가지며 탄성적으로 동작하며 상당한 응력 완화나 크리프를 겪지 않습니다.PTFE 코팅은 화학적으로 불활성이며, 100°F에서 450°F+까지의 온도를 견딜 수 있습니다.또한 방사선에 대한 내성이 있으며 물로 세척할 수 있습니다.PTFE 파이버 글라스는 Energy Star 및 Cool Roof Rating Council 인증을 추가로 받았습니다.태양 성질을 과학적으로 테스트하는 동안, PTFE 섬유 유리막은 태양 에너지의 73%를 반사하는 반면 표면은 7%만 반사한다는 것이 밝혀졌다.특정 등급의 PTFE 섬유 유리는 태양 에너지의 14%를 흡수하면서 자연광의 13%와 재방사 에너지(태양열)의 7%를 ^[2]투과시킬 수 있습니다.

에너지 효율, 높은 용해 온도 및 크리프 소재의 결여로 인해 특히 미국에서는 스타디움 돔 및 기타 영구 구조물에 적합한 재료가 되어 왔습니다.그러나 적절하게 구성될 경우 폴리에스테르 구조물은 동등하게 내구될 수 있습니다.

올레핀/폴리올레핀

주로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 조합으로 이루어진 다수의 중합체를 직물구조로 이용할 수 있다.

PVDF 직물

패브릭 구조에는 PVDF 직물을 사용할 수 있습니다.

ePTFE 직물

패브릭 구조에는 ePTFE 직물을 사용할 수 있습니다.

블랙아웃 패브릭

블록아웃 재료라고도 하는 블랙아웃 재료는 불투명한 직물입니다.블랙아웃 패브릭은 두 개의 흰색 외부 레이어 사이에 불투명한 레이어를 끼우는 적층체로 구성됩니다.천이 꼭대기나 벽면에 빛이 투과하지 않기 때문에 구조물의 난방과 조명을 제어할 수 있다.또한 불투명한 품질은 구조물 외관의 오염, 오염, 수리 또는 약간의 불일치 패널이 내부에서 눈에 띄지 않도록 합니다.

탑코팅

패브릭 구조에 사용되는 대부분의 패브릭은 클리닝을 용이하게 하기 위해 외관이나 코팅에 어떤 형태로든 탑코팅이 되어 있습니다.탑코팅은 소재의 겉면에 딱딱한 표면을 제공하여 소재에 때가 붙는 것을 방지하고 원단을 물로 세척할 수 있는 장벽을 형성합니다.소재가 오래되면 탑코팅이 부식되어 원단이 더러움에 노출되어 세척이 더욱 어려워집니다.상판이 두꺼울수록 오래 간다.그러나 너무 두꺼운 코팅은 접으면 부서지고 균열이 생깁니다.

일반적으로 사용되는 몇 가지 탑코팅이 있습니다.

PVF 필름 라미네이션은 폴리불화비닐(상업적으로 Tedlar로 알려져 있음)로 구성됩니다.제조 공정에서 PVC 패브릭에 적층된 필름 층으로 구성됩니다.그 결과, 기후나 화학 물질에 견딜 수 있는 두꺼운 직물이 경쟁 직물보다 우수합니다.산성비, 낙서, 새똥 등의 자정 기능을 가지고 있습니다.이러한 특성 때문에 산업화된 지역, 사막 지역 및 해안 지역에서 종종 사용될 수 있습니다.두꺼운 코팅은 침식 속도가 느리기 때문에 환경 조건에 따라 평균 수명이 약 25년입니다.이 탑코팅은 유연하기 때문에 PVC에 견고하고 일관된 결합을 형성합니다.PVF 코팅 패브릭은 다양한 색상으로 제조될 수 있지만 최소 제조 공정도 따릅니다.또한 PVF 코팅은 패브릭을 용접할 수 없게 합니다.이음새들은 겹치지 않고 여분의 용접된 이음새로 맞대고 탑코팅이 없는 원단 밑면에 도포됩니다.
아크릴 탑코팅은 가장 경제적이고 널리 사용되는 탑코팅입니다.스프레이 온 적용으로 광택 마감 및 자외선 열화에 대한 내성을 제공합니다.코팅이 얇기 때문에 재료 제작이 용이하고 고주파 또는 열풍 용접으로 수리할 수 있습니다.환경 조건에 따라 아크릴 탑코팅으로 원단의 수명이 10년 이상 됩니다.아크릴 탑코트는 직물 구조에 이상적이며, 전시관, 임시 공연장, 휴대용 창고 등으로 사용되는 제품에 있습니다.
PVDF 탑코팅은 불소, 탄소 및 수소의 혼합물로 구성됩니다.불소와 카본의 조합은 아크릴 탑코트보다 자외선 열화 및 화학적 손상에 대한 내성이 뛰어납니다.또한 PVDF 코팅된 직물은 아크릴 코팅된 직물보다 색상을 더 오래 유지합니다.PVDF 직물은 조류와 곰팡이에 강하고 유지보수가 용이한 자가 세척 특성을 가지고 있습니다.이러한 코팅 원단은 유연하고 균열이 잘 생기지 않으며 취급이 용이하며 일반적으로 환경 조건에 따라 수명이 15~20년입니다.PVDF는 사용되는 PVC 및 폴리머에 화학적으로 접목되므로 색상 선택이 줄어듭니다.표준 색상은 흰색뿐이기 때문에 다른 색상은 한정되어 있으며 특별히 제조해야 합니다.코팅의 화학적 특성 때문에 용접 전에 PVC를 노출시키기 위해 마멸해야 합니다.이로 인해 제조 비용도 증가합니다.수리하기 전에 수동으로 막을 연마해야 하므로 현장 수리도 어렵습니다.
PVDF/PVC 탑코팅은 기본적으로 PVDF 탑코트를 희석하여 완성된 패브릭을 제조하는 데 비용이 적게 듭니다.완성된 천은 재료를 깎지 않고도 용접할 수 있어 비용을 절감할 수 있습니다.그러나 PVDF가 희석되기 때문에 수명과 환경적 요인에 대한 내구력이 저하됩니다.따라서 평균 수명은 10년에서 15년 사이입니다.이러한 재료는 색상으로도 구입할 수 있지만, 제조 공정은 한정되어 있습니다.
Tio2(이산화티타늄)Titan W: TITAN W는 Naizil S.p.A.가 Padua University 화학공학과와 협력하여 제조한 표면 마감재입니다.

패브릭 속성

구조물에서 사용하는 패브릭 속성에 대해 설명할 때 일반적으로 사용되는 몇 가지 용어가 있습니다.

인장 강도는 상대 강도의 기본 지표입니다.이는 주로 장력에 의해 기능하는 건축용 패브릭의 기본입니다.
인열 강도는 원단이 제 자리에서 파열될 경우 일반적으로 인열로 파열된다는 점에서 중요합니다.이는 국소 응력 집중이나 국소 손상에 의해 하나의 실이 고장나 나머지 실에 대한 응력이 증가할 때 발생할 수 있습니다.
접착 강도는 모재와 이를 보호하는 코팅 또는 필름 라미네이트 사이의 접착 강도를 측정하는 것입니다.이 기능은 패브릭 스트립을 조립된 어셈블리에 연결하는 용접 접합부의 강도를 평가하는 데 유용합니다.
난연성은 방화와 같은 의미가 아닙니다.난연성 코팅이 포함된 원단은 매우 높은 핫포인트 소스에도 견딜 수 있습니다.그러나 큰 점화원이 있는 경우에도 연소될 수 있습니다.
프리폼 인장 원단은 신축성 있는 재료이기 때문에 건축 시 프리폼을 사용할 수 있습니다.

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구조 특성

패브릭을 결정할 때는 특정 패브릭 속성을 염두에 두어야 합니다.여기에는 응력 대 변형률(단위 하중 대 단위 신장률), 예상 사용 수명, 재료의 결합 메커니즘(용접, 접착 등), 화재 시 또는 그 주변의 패브릭 거동 등이 포함됩니다.

응력 대 변형률 데이터는 단축 및 이축 형식으로 모두 구해야 한다.이 정보는 직물의 강성, 탄력성, 가소성 측면에서 특징지어집니다.이 정보는 하중 운반 애플리케이션에서 하중 시 재료의 반응을 결정할 때 필수적입니다.구조 재료로서 직물을 분석할 때는 전단 강도, 전단 변형률, 포아송 비율은 구하기 어렵지만 기본입니다.