KR101011332B1 - 코너패널의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코너패널의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 코너패널에 관한 것이고, 구체적으로 연속식 스트랜드 매트가 포함된 폴리우레탄 폼으로 코너패널을 제조하는 방법 및 폴리우레탄 소재의 코너 패널에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제조방법은 세팅지그를 준비하는 단계; 세팅지그에 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 폼 전구체를 적재하는 단계; 세팅지그를 상승시키는 단계; 및 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 폼을 성형하는 단계를 포함한다.

코너패널, 핫 우드키, 세팅지그, 연속식 스트랜드 매트, 포리올

Description

코너패널의 제조방법{Method for Manufacturing Corner Panel}

본 발명은 코너패널의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 코너패널에 관한 것이고, 구체적으로 연속식 스트랜드 매트가 포함된 폴리우레탄 폼으로 코너패널을 제조하는 방법 및 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 소재의 코너 패널에 관한 것이다.

천연액화가스(LNG) 저장 용기와 같은 고압의 압축가스를 저장하는 용기는 높은 수준의 단열성 및 기밀성을 가져야 한다. 특히 일정 크기의 각으로 이어지는 모서리 부분을 형성하는 코너패널은 저장된 가스로부터 발생하는 고압을 견딜 수 있는 구조를 가져야 한다.

천연액화가스(LNG) 저장 용기를 위한 코너패널은 도 3에 도시된 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 도 3을 참조하면, 코너패널은 (i) 한 쌍의 싱글레그인 평패널((31, 31a)을 세팅 지그로 이송하는 단계; (ii) 한 쌍의 평패널(31, 31a)에 유리섬유(32)와 커브 조인트(33)를 결합시키는 단계; (iii) 커브 조인트(33)를 프레스로 일정시간 동안 가압하는 단계; (iv) 커브 조인트(33) 위에 접착제를 도포하여 일정한 압력으로 하드우드 키(34)를 접합시키는 단계; 및 (v) 하드우드 키(34)가 결합된 반대편에 스케브(35)를 프레스로 접착시키는 단계를 통하여 제조될 수 있다. 이와 같은 공지된 코너패널의 제조방법은 2개의 접착용 지그를 별도로 설치하여야 하고 그리고 각각의 공정 과정을 위한 이송 경로가 복잡하다는 문제점을 가진다.

공지된 코너패널의 제조방법을 개선하기 위한 선행기술로 특허출원번호 제2001-0056972호 “액화천연가스 저장용기의 코너패널 제조장치 및 방법”이 있다. 상기 선행기술은 단일의 프레스 지그로 제1 및 제2 접착공정을 수행하여 설비를 단순화하고 그리고 하판지그를 설치하여 공정 효율성을 가져올 수 있는 코너패널 제조장치에 대하여 개시하고 있다.

선행기술은 한 쌍의 평판 코너패널을 요구되는 각도로 결합시키는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나 한 쌍의 평판 코너패널을 접합시키는 것은 강도 및 기밀성의 약화라는 문제점을 가져올 수 있다. 본 발명은 선행기술에서 제시된 것과 다른 형태의 코너패널을 제조하는 방법을 제안한다.

본 발명은 선행기술에서 제시하지 않은 새로운 코너패널을 형성하는 방법을 제안하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 유리섬유강화 폴리우레탄 폼 소재의 코너패널을 일체형으로 제조하는 방법 및 그와 같은 방법에 의하여 제조된 코너 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 코너패널의 제조방법은 세팅지그를 준비하는 단계; 세팅지그에 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 폼 전구체를 적재하는 단계; 세팅지그를 상승시키는 단계; 및 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 폼을 성형하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 세팅지그의 상승 속도는 10 내지 300 mm/min가 된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 세팅지그는 서로 접하는 부분을 가진 한 쌍의 날개를 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 세팅지그 상승은 한 쌍의 날개의 서로 접하는 부분을 축으로 이루어진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 코너패널은 서로 다른 방향으로 연장되는 2개의 부분패널이 일체형이 되고 그리고 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 폼 소재로 만들어진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 2개의 부분패널은 곡면으로 연결된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 2개의 부분패널은 90 내지 150도의 각을 형성한다.

본 발명에 따른 코너패널의 제조방법은 별도의 접합부를 형성시키지 않는 것에 의하여 코너패널의 기밀성 및 강도를 향상시킬 수 있다는 이점을 가진다. 또한 공정 과정의 단순화를 통하여 제조 비용을 감소시킬 수 있다는 장점을 가진다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만, 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 코너패널의 제조공정을 개략적으로 도시한 것이다.

코너패널의 제조를 위하여, 코너패널의 각에 대응하는 형상을 가질 수 있는 세팅지그가 형성되어야 한다(S11). 세팅지그는 연속식 스트랜드 매트(chopped strand mat:CSM) 폴리우레탄 폼(Poly Urethanes Foam: PUF)을 수용하기에 적합한 형상을 가져야 한다. 세팅지그의 구체적인 형태에 대하여 아래에서 다시 설명이 된다. 형성된 세팅지그 위에 폴리우레탄 원액이 분사된 연속식 스트랜드 매트가 적재된다. 연속식 스트랜드 매트는 유리섬유 또는 유리섬유강화플라스틱(FRP)으로부터 형성될 수 있다. 유리섬유강화플라스틱의 제조공정은 이 분야에서 공지되어 있고 그리고 본 발명의 연속식 스트랜트 매트는 이 분야에서 공지된 임의의 유리섬유 또는 유리섬유강화플라스틱으로부터 제조될 수 있다.

제조된 연속식 스트랜드 매트에 폴리우레탄 원액을 분사하여 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 폼을 형성하기 위한 전구체(이하 “폴리우레탄 폼 전구체”라 함)가 제조될 수 있다. 폴리우레탄 폼 전구체는 본 출원인에 의하여 출원되어 등록된 특허등록번호 제416834호 “연속식 스트랜드 매트가 포함된 유리섬유강화 폴리우레탄폼 제조방법 및 장치”에 개시되어 있고, 상기 명세서 내용 전체는 본 명세서에 포함된다.

폴리우레탄 폼 전구체는 연속식 스트랜트 매트에 분사되는 폴리올과 이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 원액, 발포제 및 촉매제를 포함할 수 있다. 폴리우레탄 원액은 예를 들어 아민에 프로필렌 산화물과 에틸렌 산화물을 첨가하여 제조된 제1 포리올 성분; 슈크로오스에 프로필렌 산화물과 에틸렌 산화물을 첨가하여 제조된 제2 포리올 성분; 글리세린에 프로필렌 산화물을 첨가하여 제조된 제3 포리올 성분; 및 평균 NCO 중량% 29~32가 되고 그리고 관능기의 수가 2.6~3.0이 되는 폴리메틸렌 폴리페닐디이소시아네이트를 포함할 수 있고 그리고 전체 폴리올 성분과 이소시아네이트 성분은 이소시아네이트의 NCO : 포리올 OH = 1.0 ~1.4가 되도록 혼합된 혼합물이 될 수 있다. 발포제는 물 또는 카르복실산과 같은 플루오르 탄소계 발포제; 이산화탄소 또는 공기와 같은 불활성 기체가 사용되는 발포제가 될 수 있고 그리고 촉매제는 트리에틸아민, 트리프로필 아민, 트리이소프로판올 아민 또는 트리부틸 아민과 같은 아민계 우레탄화 촉매제가 될 수 있다. 필요에 따라 폴리 우레탄 폼 전구체는 실리콘 계면활성제와 같은 추가적인 첨가제를 포함할 수 있다.

연속식 스트랜드 매트에 폴리우레탄 원액이 분사된 폴리우레탄 폼 전구체는 세팅지그 위로 이송된다. 폴리우레탄 폼 전구체는 예를 들어 이형지 위에 올려진 상태로 컨베이어와 같은 이송 장치에 의하여 세팅 지그 위로 이송될 수 있다. 대안으로 연속식 스트랜트 매트가 제조되어 이형지 위에 올려진 상태로 세팅지그 위로 이송되고 그리고 폴리우레탄 원액이 세팅지그로 이송된 연속식 스트랜드 매트에 분사될 수 있다.

폴리우레탄 폼 전구체가 세팅지그 위에 적재되면(S12) 세팅지그가 정해진 각도로 상승하게 된다(S13). 폴리우레탄 폼 전구체는 30 내지 80초의 범위에서 발포되면서 경질 폴리우레탄 폼 형태로 만들어진다. 그러므로 세팅지그는 폴리우레탄 폼 전구체가 충분히 발포되기 전에 미리 정해진 각도까지 상승하여야 한다. 예를 들어 세팅지그는 10 내지 300 mm/min 범위의 속도로 상승하도록 조절될 수 있다.

본 명세서에서 세팅지그의 상승이란 필요한 형상을 만들기 위하여 세팅지그의 일정부분이 상승하는 것을 포함한다. 예를 들어 세팅지그의 상승은 세팅지그의 중심부분을 고정시키고 마주보는 양쪽 가장자리 부분만을 상승시키는 것을 포함한다. 이와 같이 세팅지그의 상승 또는 이동은 세팅지그의 일부만을 이동시키는 것을 포함한다.

세팅지그의 상승이 완료되면서(S13) 이와 동시에 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 폼이 성형되고(S14) 그리고 유선형 폴리우레탄 폼 소재의 패널이 형성된다(S15). 본 명세서에서 유선형이란 꺾인 부분이 곡면으로 연결되는 것을 포함한다. 제조된 패널은 전체가 일체로 연결된 유선형 패널이 되고 그리고 패널은 90 내지 150도의 꺾인 각을 가질 수 있다. 유선형 패널이 완성되면(S15) 추가로 커버 조인트 또는 핫우드 키를 접착시켜 코너패널을 완성한다(S16). 유선형 패널에 커버 조인트 또는 핫우드 키를 접착시키는 공정은 이 분야에서 공지된 임의의 방법에 따라 이루어질 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 방법은 각각의 모서리 부분을 각도에 맞추어서 접합시키는 공정과정을 대신하여 일체형으로 미리 결정된 각도에 맞추어서 한번에 성형하는 것에 의하여 제조 공정 효율성을 향상시킬 수 있다. 그리고 제조된 코너패널은 높은 강도 및 높은 기밀성을 가질 수 있다.

아래에서 본 발명에 따른 방법에 적용될 수 있는 세팅지그의 실시 예에 대하여 설명한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 방법에 적용될 수 있는 세팅지그의 실시 예를 도시한 것이고 그리고 도 2d 및 2e는 제시된 세팅지그에 의하여 제조될 수 있는 코너패널의 실시 예를 각각 도시한 것이다.

도 2a는 세팅지그(20)의 평면도 및 정면도를 도시한 것이고 그리고 도 2b는 세팅지그(20)의 측면도를 도시한 것이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 세팅지그(20)는 한 쌍의 경사 날개(21,21a,21b); 한 쌍의 경사 날개(21, 21a, 21b)를 결합시키는 경사 결합구(211); 한 쌍의 경사 날개(21, 21a, 21b)를 베이스 프레임(B)에 고정하기 위한 고정 축(22); 한 쌍의 경사 날개(21, 21a, 21b)의 승하강을 위하여 베이스 프레 임(B)에 수직으로 세워진 승강축(23); 및 승강축(23)에 부착되어 한 쌍의 경사 날개(21, 21a, 21b)의 높이 또는 경사를 조절하는 높이조절구(24)를 포함한다.

한 쌍의 경사 날개(21, 21a, 21b)는 경사 결합구(211)에 의하여 결합된 부분을 중심으로 각각의 가장자리 부분이 상승 또는 하강이 되는 것에 의하여 서로 일정한 경사각을 형성할 수 있다. 한 쌍의 경사 날개(21, 21a, 21b)는 고정 축(22)에 의하여 베이스 프레임(B)에 고정될 수 있다. 베이스 프레임(B)은 예를 들어 사각형태가 될 수 있고 그리고 각각의 모서리 또는 한 쌍의 경사 날개(21, 21a, 21b)에 대응되는 모서리에 베이스 프레임(B)에 대하여 수직으로 연장되는 승강축(23)이 설치될 수 있다. 베이스 프레임(B), 고정 축(22) 및 승강 축(23)은 이 분야에서 공지된 임의의 형태로 설치될 수 있다.

한 쌍의 경사 날개(21, 21a, 21b)는 하나의 평면을 형성하는 수평 형태로부터 상승 이동에 의하여 서로에 대하여 경사진 형태 또는 ‘V’자 형태가 될 수 있다. 이와 같은 수평 형태로부터 경사진 형태 또는 그 역으로 한 쌍의 경사 날개(21, 21a,21b)의 상호 위치를 변경하기 위하여 승강축(23)에 높이 조절구(24)가 설치될 수 있다. 높이 조절구(24)의 한쪽 끝은 한 쌍의 높이 조절구(24)의 한쪽 가장자리에 부착되고 그리고 높이 조절구(24)의 다른 한쪽 끝은 상하로 이동 가능하도록 승강 축(23)에 결합될 수 있다. 높이 조절구(24)는 모터(M)의 구동에 의하여 일정한 속도로 승강축(23)을 따라 상하로 이동할 수 있다. 모터(M)의 구동에 의한 높이 조절구(24)의 승강축(23)에 따른 상하 이동은 이 분야에서 공지된 방법에 따라 이루어질 수 있고 본 발명은 이와 같은 이동 방법에 의하여 제한되지 않는다.

도 1과 관련하여 설명을 한 것처럼, 한 쌍의 경사 날개(21, 21a, 21b) 또는 높이 조절구(24)의 이동속도는 폴리우레탄 폼의 발포시간을 고려하여 결정될 수 있다. 형성되어야 할 코너패널의 각이 결정되면 한 쌍의 경사날개(21,21a,21b)의 이동거리 또는 높이 조절구(24)의 이동거리가 산출될 수 있고 그리고 산출된 이동거리에 따라 높이 조절구(24)의 이동 속도가 결정될 수 있다. 높이 조절구(24)의 이동 속도는 예를 들어 이동시간이 30초 이하가 되도록 결정될 수 있다.

세팅지그(20)는 코너패널의 형상에 따라 다양한 형태로 만들어질 수 있다.

도 2c는 세팅지그(20)가 다수 개의 섹션으로 나누어지고 그리고 각 섹션의 상승이 독립적으로 제어될 수 있는 실시 예를 도시한 것이다.

도 2c를 참조하면, 한 쌍의 경사 날개(21a, 21b)는 네 개의 서브 날개 쌍(U1-U1a, U2-U2a, U3-U3a, U4-U4a)으로 나누어지고 그리고 각각의 서브 날개 쌍((U1-U1a, U2-U2a, U3-U3a, U4-U4a)은 경계선 또는 경계면(C1, C2, C3)에서 서로 접한다. 각각의 서브 날개 쌍(U1-U1a, U2-U2a, U3-U3a, U4-U4a)은 도 2a와 관련하여 설명한 것과 같이 경사 결합구(211)에 의하여 서로 접하지 않는 가장자리 부분이 상하방향으로 이동가능하도록 고정축(도 2b 참조)에 고정된다. 그리고 각각의 서브 날개 쌍(U1-U1a, U2-U2a, U3-U3a, U4-U4a)은 독립적으로 상하 방향의 이동이 가능하도록 각각의 승강 축(231, 232, 233, 234)에 결합된다. 이와 같은 형태의 세팅지그(20)는 폴레우레탄 폼 전구체의 반응성에 따라 부분적으로 상승 속도를 조절할 필요가 있는 경우 유리하게 적용될 수 있다. 또한 제시된 세팅지그(20)는 다양한 크기의 코너패널 제조에 적용될 수 있다는 장점을 가진다. 제시된 실시 예는 예 시적인 것으로 세팅지그(20)에 대한 다양한 형태의 변형 및 수정이 가능하고 그리고 본 발명에 따른 방법은 세팅지그(20)의 가능한 수정 및 변형에 의하여 제한되지 않는다.

위에서 설명을 한 것과 같은 세팅지그(20)를 사용하여 제조된 코너패널의 실시 예가 도 2d 및 도 2e에 도시되어 있다.

도 2d는 모서리의 각도가 135도가 되는 내벽(F1) 그리고 도 2e는 모서리의 각도가 90도 되는 내벽(F2)에 부착되는 코너패널(C1,C2)의 실시 예를 각각 도시한 것이다.

코너패널(C1,C2)은 서로 다른 방향으로 연장되면서 일체형으로 형성된 2개의 부분 패널(P1, P2)을 포함한다. 코너패널(C1,C2)은 접착부분을 가지지 않고 그리고 전체적으로 내벽의 모서리 형상에 대응되는 곡면을 형성하여 내벽(F1,F2)에 견고하게 결합될 수 있다. 도 2d 및 도 2e에 도시되지 않았지만 필요에 따라 코너패널(C1,C2)에 핫우드 키가 부착될 수 있다. 아울러 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 코너패널(C1, C2)은 내벽(F1, F2)의 모서리 각에 따라 임의의 각으로 꺾어질 수 있다.

위에서 본 발명은 예시적인 실시 예를 이용하여 상세하게 설명이 되었다. 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않고 제시된 실시 예에 대한 다양한 변형 발명 또는 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 이와 같은 변형 발명 또는 수정 발명은 본 발명의 범위에 포함된다는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 코너패널의 제조공정을 개략적으로 도시한 것이다.

도 2a는 세팅지그의 평면도 및 정면도를 도시한 것이고 그리고 도 2b는 세팅지그의 측면도를 도시한 것이다.

도 2c는 다수 개의 서브 섹션을 가진 세팅지그의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2d는 모서리의 각도가 135도가 되는 내벽 그리고 도 2e는 모서리의 각도가 90도 되는 내벽에 부착되는 코너패널의 실시 예를 각각 도시한 것이다.

도 3은 공지발명에 따른 코너패널의 제조 방법을 도시한 것이다.

Claims (7)

1. 서로 접하는 부분을 가진 한 쌍의 날개를 포함하는 세팅지그를 준비하는 단계;

   세팅지그에 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 폼 전구체를 적재하는 단계; 및

   세팅지그의 한 쌍의 날개의 서로 접하는 부분을 축으로 마주보는 양쪽 가장자리 부분을 폴리우레탄 폼 전구체의 발포 시간에 따라 결정된 속도로 미리 정해진 각도까지 상승시키면서 폴리우레탄 폼 전구체를 발포시켜 연속식 스트랜드 매트를 포함하는 폴리우레탄 폼을 유선형으로 성형하는 단계를 포함하는 코너패널의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서, 세팅지그의 상승 속도는 10 내지 300 mm/min가 되는 것을 특징으로 하는 코너패널의 제조방법.
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