KR100910023B1 - Heat resistance, wear resistant laminate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제철소에서 열간 압연에 의한 철판, 봉재, 레일 등을 제조할 때 스트리퍼(stripper), 사이드 가이드(side guide)등의 설비에 부착하여 통판성과 품질을 좋게 하는 부품 소재로 사용되는 와이퍼(Wiper), 라이너(Liner), 보드(Board)등으로 사용되는 적층체에 관한 것으로, 300℃ 내지 1100℃ 범위내 바람직하게는 1000℃ 정도의 고온에서도 탄화되지 않고 인장강도가 높고, 내충격 강도, 내마모성이 우수한 내열 내마모성 적층체를 제공하는데 있다. The present invention relates to a method of manufacturing a steel plate, a bar, a rail, and the like by hot rolling in a steel mill, which is attached to a stripper, a side guide, ), A liner, a board, and the like. The laminate is excellent in tensile strength, impact resistance and abrasion resistance without being carbonized at a high temperature of about 300 ° C to 1100 ° C, preferably about 1000 ° C And to provide an excellent heat resistant and wear resistant laminate.
본 발명 구성은 섬유 기재에 수지를 함침시키는 단계; 수지에 함침된 상기 섬유 기재를 건조시키는 단계; 건조된 수지 함침 섬유 기재를 100 내지 200℃의 온도 하에서 가열된 프레스로 압력을 가하여 열압착하는 단계를 거쳐서 형성하되, 제1층의 섬유층, 제2층의 합금망층, 제3층의 섬유층, 제4층의 섬유층, 제5층의 섬유층으로 구성된 내열 내마모성 적층체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced plastic article, Drying the fiber substrate impregnated with the resin; And then thermally pressing the dried resin-impregnated fiber substrate under pressure with a heated press at a temperature of 100 to 200 DEG C, wherein the fiber layer of the first layer, the alloy layer of the second layer, the fiber layer of the third layer, A fourth layer of fibrous layer, and a fifth layer of fibrous layer.
내열 내마모성 적층체, 섬유층 Heat resistant abrasion resistant laminate,
Description
본 발명은 제철소에서 열간 압연에 의한 철판, 봉재, 레일 등을 제조할 때 스트리퍼(stripper), 사이드 가이드(side guide)등의 설비에 부착하여 통판성과 품질을 좋게하는 부품 소재로 사용되는 것으로 특히 최소 300℃, 최고 1100℃, 통상 1000℃ 정도의 고온에서도 탄화되지 않으며 인장강도가 높고, 내충격강도, 내모성이 우수한 내열 내마모성 적층체를 제공하는데 있다.The present invention relates to a steel strip, a bar, a rail, and the like manufactured by a hot rolling process in a steel mill, which is used as a part material for improving the quality of a steel plate and a side guide, Which is not carbonized even at a high temperature of about 300 deg. C, at most 1100 deg. C, and usually at about 1000 deg. C, has a high tensile strength, and is excellent in impact strength and abrasion resistance.
종래의 와이퍼나 라이너, 보드 등으로 사용되는 재료로는 석면포에 열경화성 수지를 코팅하여 사용된 적층체가 통상적으로 사용되고 있었으나, 이러한 종래의 내열 적층체는 석면이 인체에 유해한 영향을 미치고, 높은 온도 하에서 장시간 사용하면, 강도와 마모성이 현저하게 저하되는 문제점이 있어, 이를 자주 교체해야 함은 물론 압연 중 파손으로 인한 설비사고 유발로 작업이 중단되고 교체시 인건비가 많이 소요되는 등 기회손실 비용이 매우 클 뿐만 아니라 특히 석면포는 인체에도 유해한 문제점이 심각하게 제기되고 있으나 이를 대체할 마땅한 소재가 없는 실정이었다. As a material used for a conventional wiper, a liner, a board and the like, a laminate used by coating an asbestos resin with a thermosetting resin has been commonly used. However, such a conventional heat resistant laminate has a harmful effect on the human body, There is a problem that the strength and abrasion deteriorate remarkably. Therefore, it is necessary to frequently replace it. In addition, the cost of loss of opportunity is very high, for example, the work is stopped due to damage caused by damage during rolling, Especially, especially in the case of asbestos, the harmful problem is posed to the human body seriously, but there was no place to replace it.
본 명세서에서 기술적으로 언급되는 와이퍼라 함은 제철소 또는 제조 자동화 공정에서 압연 롤에 밀착되어 압연롤에 스크레치(Scratch)를 유발시키지 않고 냉각수나 이물질이 압연되는 제품에 떨어지는 것을 막아주고 보드는 압연기 출구측 하부에 스틸 플레이트(Steel Plate) 대용 부품으로 설치되어 스트립의 통판성을 양호하게 하는 용도로 사용되는 도구로서 압연되는 스트립(Strip)과 마찰시 제품하면에 스크레치(Scratch) 미 발생 성능, 양호한 밀착성으로 냉각수 또는 이물질 낙하방지 성능과 고온의 스트립에 의한 탄화방지와 내열 내마모성이 요구되는 것이다또한 라이너는 제철소에서 압연되어 배출되는 고온의 철판이나 소재의 표면품질을 보호하고 롤의 표면에 스크레치(Scratch) 발생 방지와 압연되는 소재의 통판성을 양호하게 하기위해 설치되는 것이며, 스트리퍼는 압연소재를 통과시킬 때 스토퍼 역할을 하는 것이며, 사이드 가이드는 압연 입측에 설치되어, 압연되는 철판, 봉재, 레일 등의 소재가 압연롤에 진입직전 센터링 유도와 이송시 이탈을 막아주는 가이드 하기 위한 도구를 일컬음을 밝혀둔다. A wiper, which is technically referred to in the present specification, is adhered to a rolling roll in a steel mill or a manufacturing automation process to prevent the cooling water or foreign matter from falling on the rolled product without causing a scratch on the rolling roll, It is a tool used as a substitute part of steel plate in the lower part to improve the passing of the strip. It is a tool that does not scratch on the bottom when it is in contact with the rolled strip. The liner is required to protect the surface quality of the high-temperature steel sheet or material rolled and discharged from the steel mill and to prevent scratches on the surface of the roll. Which is installed in order to prevent the occurrence of cracks and to improve the ductability of the rolled material. The stripper is a stopper when passing the rolled material. The side guide is installed on the rolling side to prevent the material such as the rolled steel plate, bar, and rails from being transferred to the rolling rolls It is said to be a tool to guide.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해서 발명한 것으로, 제철소의 고온 작업 조건하에서 제조되는 판재, 봉재, 스트립 등의 생산과정에서 사용되는 와이퍼, 라이너, 보드 등의 용도로 사용되는 부품소재를 제공하기 위한 것으로, 고온에서 탄화되지 않고 내열, 내마모성이 우수하고, 내충격성도 뛰어날 뿐 아니라 인체에도 해를 끼치지 않는 새로운 내열 내마모성 적층체의 제조방법과 그 적층체를 제공하고자 하는데 있다. Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above problems and provides a component material for use in a wiper, liner, Which is excellent in heat resistance, abrasion resistance, impact resistance and is not harmful to human body without being carbonized at a high temperature, and to provide a laminated body of the new heat resistant abrasion resistant laminate.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 제1층의 섬유층, 제2층의 합금망층, 제3층의 섬유층, 제4층의 섬유층, 제5층의 섬유층을 순차로 적층하여 이루어진 것을 특징으로 하는 내열 내마모성 적층체를 제공하는 것을 과제 해결수단으로 한다.In order to attain the above object, the present invention is characterized in that a fiber layer of a first layer, an alloy wire layer of a second layer, a fiber layer of a third layer, a fiber layer of a fourth layer, and a fiber layer of a fifth layer are sequentially laminated Resistant abrasion resistant laminate according to the present invention.
본 발명은 상기 제1, 제3, 제5의 섬유층는 유리섬유, 실리카, 세라믹 섬유, 탄소섬유 중 어느 하나로 이루어진 것이 특징인 내열 내마모성 적층체를 제공하는 것을 과제 해결 수단으로 한다. The present invention provides a heat resistant abrasion resistant laminate characterized in that the first, third and fifth fiber layers are made of glass fiber, silica, ceramic fiber or carbon fiber.
본 발명은 상기 제4층의 섬유층은 아라미드 섬유, 마직, 폴리에스테르 섬유 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내열 내마모성 적층체를 제공하는 것을 과제 해결 수단으로 한다. According to the present invention, there is provided a heat resistant abrasion resistant laminate characterized in that the fibrous layer of the fourth layer is any one selected from the group consisting of aramid fiber, hemp, and polyester fiber.
또한 본 발명은 상기 제2층의 합금망층은 동 또는 알루미늄 합금철로 이루어 진 것이 특징인 내열 내마모성 적층체를 제공하는 것을 과제 해결 수단으로 한다.The present invention also provides a heat resistant and wear resistant laminate characterized in that the alloy layer of the second layer is made of copper or aluminum alloy iron.
또한 상기 제1, 제3, 제4, 제5의 섬유층을 구성하는 섬유기재에 함침되는 수지는, 페놀수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 수지인 것이 특징인 내열 내마모성 적층체를 제공하는 것을 과제 해결 수단으로 한다.The resin impregnated into the fiber substrate constituting the first, third, fourth and fifth fiber layers is at least one resin selected from a phenol resin, an epoxy resin and an unsaturated polyester resin. The heat resistant abrasion resistant laminate As a solution to the problem.
또한 본 발명은 상기 제1,3,4,5의 섬유층을 구성하는 섬유기재에 함침되는 수지로서 페놀수지와 에폭시수지를 혼합 사용할 경우, 페놀수지 100중량부에 대해서 에폭시 수지 10 내지 50 중량부를 혼합한 것이 특징인 내열 내마모성 적층체를 제공하는 것을 과제 해결 수단으로 한다. Further, the present invention is a resin impregnated into the fiber substrate constituting the first, the third, the fourth, the fifth fiber layer, the epoxy resin, and the epoxy resin. When 10 to 50 parts by weight of the epoxy resin is mixed with 100 parts by weight of the phenol resin Resistant abrasion resistant laminate.
또한 본 발명은 상기 제1,3,4,5의 섬유층을 구성하는 섬유기재에 함침되는 수지 100중량부에 대해서 무기난연제(수화 금속화물) 10 내지 50중량부, 붕산 화합물 10 내지 50중랑부, 가공조제 10 내지 50중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 내열 내마모성 적층체를 제공하는 것을 과제 해결 수단으로 한다.The present invention also relates to a method for producing a fibrous substrate comprising 10 to 50 parts by weight of an inorganic flame retardant (hydrated metal), 10 to 50 parts by weight of a boric acid compound, And 10 to 50 parts by weight of a processing aid are further added to the heat-resistant abrasion-resistant layered product.
본 발명은 제철소의 열간 압연의 고온 조건하에서 제조되는 판재, 봉재, 관, 스트립 등의 생산과정에서 사용되는 설비의 부품소재로서 와이퍼, 라이너, 보드 등의 다양한 용도로 사용할 수 있는 소재로서 내열, 내마모성, 수명이 긴 효과가 있는 발명이다.The present invention relates to a material which can be used for various applications such as wipers, liners, boards and the like as a component material of equipment used in the production process of plate materials, rods, pipes, strips, etc., , It is an invention having a long lifetime effect.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 하나의 실시형태인 제1 실시형태의 적층구조를 설명하기 위한 단면도이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view for explaining a lamination structure of a first embodiment which is one embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시형태에 의한 내열, 내마모성 적층체를 제조하기 위해서, 먼저 섬유 기재(10)에 페놀수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 중에서 선택된 어느 하나의 수지를 섬유에 함침시키는 단계를 거치게 된다. 이렇게 수지가 함침 된 섬유(섬유 기재라 함)는 일정시간 특히 건조 조건에 따라는 차이가 있으나, 적어도 1시간 이상 24시간 동안 건조장치에서 건조 과정을 거치게 된다.In order to produce the heat resistant and abrasion resistant laminate according to the first embodiment of the present invention, the
이렇게 건조된 수지에 함침된 섬유기재를 펠트층과 함께 복수층으로 구성하기 위해서 100 내지 200℃의 정도의 온도로 유지하면서, 가열된 프레스로 일정한 압력(30 내지 30kg/cm2)을 가하면서 적층체를 성형한다. 상기에서 제조된 섬유 기재를 펠트층과 함께 적어도 2층 이상 순차 또는 동시에 적층한 후 열압착하여 제조하게 된다. In order to constitute the fibrous base material impregnated in the resin thus dried with a felt layer in a plurality of layers, a pressure (30 to 30 kg / cm < 2 >) is applied with a heated press while maintaining the temperature at about 100 to 200 DEG C, Mold the sieve. The fibrous substrate prepared above may be laminated sequentially or at least two layers together with the felt layer, followed by thermocompression bonding.
상기 섬유 기재(10)는 유리섬유, 실리카, 세라믹 섬유, 탄소섬유를 사용하는 것이 바람직하고 특히 바람직하기로는 유리섬유를 사용하는 것이 바람직하다. The
또한 상기에서 사용되는 수지로는 페놀수지, 에폭시수지, 불포화 폴리에스테르 수지 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으나, 기계적 물성이 매우 높은 것이 요구되는 경우에는 페놀수지 100중량부에 대해서 에폭시 수지 10 내지 50 중량부를 혼합하여 사용할 수도 있다. 또한 내열성과 난연성이 특별히 요구되는 경우에는 수지 100중량부에 대해서 무기난연제(수화 금속화물) 10 내지 50중량부, 붕산 화합물 10 내지 50중랑부, 가공조제 10 내지 50중량부를 더 첨가하여 난연 내열성을 높일 수 있다. 또한 저충격용으로 제조할 경우에는 불포화 폴리에스테르 수지를 함침시켜 사용하는 것이 바람직하다. 상기에서 무기 난연제와 붕산 화합물이 10중량부 미만이거나 50중량부를 초과하게 되면, 강성이 급격하게 저하되거나 물성이 저하되는 문제가 있다. In addition, any one of phenol resin, epoxy resin and unsaturated polyester resin may be used as the resin to be used. If it is required to have a high mechanical property, epoxy resins of 10 to 50 parts by weight, Weight part may be mixed and used. When heat resistance and flame retardancy are particularly required, 10 to 50 parts by weight of an inorganic flame retardant (hydrated metal oxide), 10 to 50 weight parts of a boric acid compound and 10 to 50 parts by weight of a processing aid are further added to 100 parts by weight of the resin, . In addition, when it is produced for low impact, it is preferable to use an unsaturated polyester resin impregnated. If the content of the inorganic flame retardant and the boric acid compound is less than 10 parts by weight or more than 50 parts by weight, there is a problem that the rigidity is rapidly deteriorated or the physical properties are deteriorated.
도 2는 본 발명에 의한 제2 실시형태의 적층체를 도시한 단면도이다. 본 발명에 의하면, 복수층으로 구성하되 상부로부터 제1층의 섬유층(10), 제2층의 합금망층(20), 제3층의 섬유층(10), 제4층의 섬유층(30), 제5층의 섬유층(10)을 차례로 적층하여 이루어진다. 2 is a cross-sectional view showing a laminate according to a second embodiment of the present invention. According to the present invention, there is provided a multilayer structure comprising a plurality of layers, wherein the first layer of the
이때 상기 제1, 제3, 제5의 섬유층는 유리섬유, 실리카, 세라믹 섬유, 탄소섬유 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진다. 다음에 상기 제1, 제3, 제4, 제5 섬유층은 상기 제1 실시 형태의 섬유기재의 수지 및 수지 함침 제조방법과 동일한 방법으로 제조한 후 제2 층의 합금망층(20)과 순차 적층한 상태에서 열압착하여 적층체를 제조한다. The first, third, and fifth fiber layers may be made of any one material selected from glass fiber, silica, ceramic fiber, and carbon fiber. Next, the first, third, fourth, and fifth fibrous layers are produced in the same manner as in the resin and resin impregnation method of the fiber substrate of the first embodiment, and then sequentially laminated with the
그리고 상기 제4층의 섬유층은 고강도 고인장 섬유를 사용하는 것으로, 아라미드 섬유, 마직, 폴리에스테르 섬유 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 섬유층(30)도 역시 상기한 페놀수지, 에폭시수지, 불포화 폴리에스테르 수지 중 적어도 하나 또는 2개 이상을 조합하여 사용할 수 있다. The fibrous layer of the fourth layer uses a high strength high tensile fiber, and it is preferable to use any one of aramid fiber, hemp, and polyester fiber. The
상기 제2층의 합금망층(20)은 내충격강도와 내열 내마모성을 높이기 위해서 적층된 층으로써 망(스크린)이나 타공된 플레이트 형태로 사용하거나 또는 칩을 삽 입하여 사용할 수도 있다. 상기 합금망층은 동 또는 알루미늄 합금철을 선택적으로 사용할 수 있다.The
도 3은 본 발명에 의한 제3실시형태를 도시한 단면도이다. 본 발명에 의하면, 상부로부터 제1층의 섬유층(10), 제2층의 펠트층(40), 제3층의 섬유층(10), 제4층의 펠트층(40), 제5층의 섬유층 순차 적층되어 이루어진다. 여기서 상기 제1, 제3, 제5층의 섬유층(10)은 유리섬유, 실리카, 세라믹 섬유, 탄소섬유 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 제2, 제4층의 펠트층(40,40)은 폴리에스테르 섬유 또는 양모의 부직포를 사용하여 제조된다. 3 is a cross-sectional view showing a third embodiment according to the present invention. According to the present invention, the
여기서 상기 제2층과 제4층에 사용되는 펠트층(40)은 고온의 롤을 냉각하기 위해서 냉각수를 스프레이 할 때 흡수되는 수분이 항상 펠트층사에 함유되어 있어, 고온 상태에서 적층체가 연소되는 것을 효과적으로 방지하고 이물질의 제거에도 용이한 효과가 있다. Here, the
본 발명의 적층체를 형성하기 위한 적층 방법은 상기 제1 실시형태와 동일한 방법으로 제1. 제3. 제5층을 수지에 함침시켜 건조시킨 후에 제2층과 제4층의 펠트층과 함께 차례로 적층한 후 순차 또는 동시에 가열된 프레스로 일정한 압력을 가하면서 열압착하여 제조한다.The lamination method for forming the laminate of the present invention is the same as that of the first embodiment described above. Third. The fifth layer is impregnated with the resin, dried and laminated in order with the felt layers of the second layer and the fourth layer, and then thermocompression is performed by applying a constant pressure to the pressed layer sequentially or simultaneously.
비교예Comparative Example
상기한 제1 실시형태 내지 제3실시형태의 적층체(표에서 적층체 1,2,3 이라함)에 대해서 본 발명에 의한 제품과 기존 제품의 비중, 경도, 인장강도, 충격강 도, 굽힘강도를 비교 시험하였다. 시험방법으로는 인장강도 시험, 굽힘강도 시험, 아이죠드 충격시험은 KS M 3015:2003의 근거하여 시험하였고, 경도시험은 KS M ISO 2039-2:2003에 근거하여 시험하였으며, 비중시험은 23℃ 조건하에서 KS M 3016:1990(A법)에 근거하여 시험하였다. 그 구체적인 내용은 아래 표 1과 같다.For the laminate (laminate 1, 2, and 3 in the table) of the first to third embodiments described above, the specific gravity, hardness, tensile strength, impact strength, bending The strength was compared and tested. The tensile strength test, the bending strength test and the Izod impact test were carried out on the basis of KS M 3015: 2003, the hardness test was conducted in accordance with KS M ISO 2039-2: 2003, and the specific gravity test was conducted at 23 ° C Under the conditions of KS M 3016: 1990 (Method A). The details are shown in Table 1 below.
위 비교예의 표에서 알 수 있는 바와 같이 석면 적층체로 구성된 제품에 비해서 본 발명의 적층체 1, 2, 3은 모두 경도, 인장강도, 충격강도, 굽힘 강도 등이 탁월함을 확인할 수 있었다. 특히 고온 건조하에서 장시간 노출되어도 물성에 큰 변화가 없어 사용 수명이 석면제품보다 월등하게 높음을 확인할 수 있었다.As can be seen from the table in the above comparative example, it was confirmed that the laminate 1, 2, and 3 of the present invention were excellent in hardness, tensile strength, impact strength, bending strength and the like, as compared with the product composed of an asbestos laminate. In particular, even when exposed to high temperatures for a long period of time, there was no significant change in physical properties, indicating that the service life was significantly higher than that of asbestos products.
이상과 같은 본 발명은 세가지 유형의 적층체에 대해서 언급하였으나, 그 사용 용도에 따라서 당업자가 조합 가능한 범위내에서 섬유층, 합금층, 펠트층을 다양하게 조합하여 내열 내마모성 적층체를 구성할 수 있음을 밝혀둔다.Although the present invention has been described with respect to three types of laminate, it is possible to form a heat resistant and wear resistant laminate by variously combining a fiber layer, an alloy layer and a felt layer within a range that can be combined by a person skilled in the art I will reveal.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 내열 내마모성 적층체의 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat resistant and wear resistant laminate according to a first embodiment of the present invention; FIG.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 내열 내마모성 적층체의 단면도.2 is a cross-sectional view of a heat resistant and wear resistant laminate according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 의한 내열 내마모성 적층체의 단면도.3 is a cross-sectional view of a heat resistant and wear resistant laminate according to a third embodiment of the present invention.
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