KR101288478B1 - Method of manufacture of ozone resistant polyurethane lining butterfly valve - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고도정수처리장의 오존처리 라인에 사용하는 버터플라이밸브를 오존의 강한 부식성으로부터 보호하기 위해서 유체가 닿는 부위인 밸브 몸체 내면을 내오존성이 우수한 내오존용 폴리우레탄으로 라이닝하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 점도가 높은 내오존용 폴리우레탄을 버터플라이밸브의 복잡한 몸체 내면에 라이닝을 하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 버터플라이밸브 몸체와 금형을 결합한 상태에서 내오존용 폴리우레탄을 주입하고 성형시키는 과정에서 폴리우레탄 자체의 내오존성을 저감시킬 수 있는 기포나 경계면이 발생하지 않도록 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 버터플라이밸브에 내오존용 폴리우레탄을 라이닝하는 방법은, 밸브몸체의 내면에 대응하는 상단 금형과 하단금형을 구비하는 단계, 상단금형의 상단부에 방사상 네 곳의 통기공의 형태인 한 개의 원료 주입구와, 두 개의 측면 배출구와, 한 개의 하부 배출구를 형성하는 단계, 상단금형과 하단금형의 내부면에 이형제를 바르고, 밸브 몸체의 내부면에 접착제를 바른 다음 하단금형과 상단금형을 밸브몸체에 결합하는 단계, 조립된 금형과 밸브몸체를 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도로 가열하는 단계, 톨루엔디이소시아네이트(C9H6O2N2) 20 중량부와 폴리테트라메틸렌글리콜(C4H8O) 80 중량부를 반응시켜서 되는 프리폴리머(prepolymer) 100 중량부와 UV 안정제인 벤조페논(C6H5COC6H5) 0.8 ~ 2.8 중량부를 90 ~ 100℃의 온도에서 25 ~ 35분간 교반하는 단계, 상기 교반액에 황함유 아민계 경화제(C9H4N2S2) 8 ~ 14 중량부를 90 ~ 100℃의 온도에서 혼합하는 단계, 조립된 금형과 밸브몸체를 원료 주입구가 상단으로 가도록 15 ~ 45° 기울여 놓는 단계, 상기 혼합액을 금형의 원료 주입구로 주입하는 단계, 좌우측 배출구에서 원료가 흘러나올 때에 각 배출구를 막아주는 단계, 하부 배출구를 통해서 빠져나오는 폴리우레탄에 포집된 공기인 기포가 육안으로 관찰하면서 보이지 않을 때까지 흘러나오도록 유지하는 단계, 주입기를 떼어내고 조립된 금형과 밸브몸체를 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도에서 유지하는 1차 숙성 단계, 밸브몸체에서 금형을 제거한 후 내오존용 폴리우레탄 성형 된 밸브몸체를 로에 넣고 60 ~ 70℃ 온도로 유지하는 2차 숙성 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 오존수의 오존 농도가 8 ppm 정도의 높은 농도에서도 양호한 내오존성을 갖는 점도가 높은 내오존용 폴리우레탄을 복잡한 구조의 버터플라이밸브의 몸체 내면에 라이닝할 수 있으며, 내오존용 폴리우레탄 자체의 고유한 특성이 라이닝이 완료된 후에도 그대로 유지하도록 할 수 있다는 효과가 있다.The present invention relates to a method of lining a butterfly valve used in an ozone treatment line of an advanced water treatment plant with an ozone-resistant polyurethane having excellent ozone resistance to the inner surface of the valve body, which is a fluid contacting area, in order to protect against strong corrosion of ozone. .
It is an object of the present invention to provide a method of lining a highly viscous ozone-resistant polyurethane on the complex inner surface of a butterfly valve. Another object of the present invention is to provide a method for preventing the occurrence of bubbles or interfaces that can reduce the ozone resistance of the polyurethane itself in the process of injecting and molding the polyurethane for ozone resistance in a state in which the butterfly valve body and the mold are combined. It is.
The method for lining the ozone-resistant polyurethane in the butterfly valve according to the present invention comprises the steps of: providing an upper mold and a lower mold corresponding to the inner surface of the valve body; Forming one raw material inlet, two side outlets, and one lower outlet, apply release agent to the inner surface of the upper and lower molds, apply adhesive to the inner surface of the valve body, and then Coupling to the valve body, putting the assembled mold and the valve body in the furnace and heating to a temperature of 90 ~ 100 ℃, 20 parts by weight of toluene diisocyanate (C 9 H 6 O 2 N 2 ) and polytetramethylene glycol (C 4 H 8 O) 100 parts by weight of a prepolymer to react 80 parts by weight and 0.8 to 2.8 parts by weight of benzophenone (C 6 H 5 COC 6 H 5 ), a UV stabilizer, at a temperature of 90 to 100 ° C. for 25 to 35 minutes Under stirring Step, the bridge half in the sulfur-containing amine curing agent (C 9 H 4 N 2 S 2) 8 ~ 14 parts by weight of mixing at a temperature of 90 ~ 100 ℃, the assembled mold and the valve body material inlet is flows to the top 15 to 45 ° tilting step, injecting the mixture into the mold inlet of the mold, blocking each outlet when the raw material flows from the left and right outlets, bubbles trapped in the polyurethane discharged through the lower outlet Maintaining flow until it is not visible while observing with the naked eye, remove the injector, put the assembled mold and valve body into the furnace, and the first aging step to maintain at a temperature of 90 ~ 100 ℃, remove the mold from the valve body Putting the polyurethane molded valve body for ozone into the furnace and includes a second aging step to maintain at a temperature of 60 ~ 70 ℃.
According to the present invention, a high viscosity ozone-resistant polyurethane having good ozone resistance even at a high concentration of about 8 ppm of ozone water can be lined on the inner surface of a butterfly valve of a complicated structure. The inherent properties of the urethane itself have the effect that it can be maintained even after the lining is completed.
Description
본 발명은 상수도관이나 하수도관 등에 장착되고, 디스크에 의해 기밀이 유지되도록 하는 버터플라이밸브에 있어서, 밸브 몸체 내측면에 내오존용 폴리우레탄을 라이닝(lining) 하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 고도정수처리장의 오존처리 라인에 사용하는 버터플라이밸브를 오존의 강한 부식성으로부터 보호하기 위해서 유체가 닿는 부위인 밸브 몸체 내면을 내오존성이 우수한 폴리우레탄으로 라이닝하는 구체적인 방법에 관한 것이다. 내오존용 폴리우레탄은 고도정수처리장의 오존수가 흐르는 라인에 설치된 설비의 부식을 방지하는 용도로 사용되는데, 이를 버터플라이밸브에 적용하기 위해서는 특별한 라이닝 공정이 필요하다. 본 발명을 통해 버터플라이밸브의 몸체 내면을 내오존용 폴리우레탄으로 일정한 두께 이상 라이닝을 함으로써, 밸브는 강한 내오존성을 갖게 된다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for lining a polyurethane for ozone resistance on an inner surface of a valve body in a butterfly valve mounted on a water supply pipe, a sewer pipe, or the like to maintain airtightness by a disc. More specifically, the present invention is a specific method of lining the butterfly valve used in the ozone treatment line of an advanced water treatment plant with a polyurethane having excellent ozone resistance to the inner surface of the valve body, which is a fluid contacting area, in order to protect against strong corrosion of ozone. It is about. Polyurethane for ozone is used to prevent corrosion of the equipment installed in the ozone water flow line of the advanced water treatment plant, and a special lining process is required to apply it to the butterfly valve. By lining the body inner surface of the butterfly valve with a polyurethane for ozone resistance over a certain thickness, the valve has a strong ozone resistance.
상수도 관 등에 장착되는 버터플라이밸브의 내부식성을 갖도록, 디스크의 외측면과 밸브바디의 내측면에 폴리우레탄 코팅층이 각각 형성된 제어밸브가 실용신안등록출원 제1998-20263호에 게시되어 있다. 이로 인해 유체가 금속재의 디스크 및 밸브 몸체에 직접 접촉되지않게 됨에 따라, 부식으로 인한 녹이 발생하는 것을 방지하여 위생적인 수돗물을 공급하고, 밸브의 내구성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다. 반면에, 전술한 폴리우레탄 코팅층이 형성된 제어밸브는, 폴리우레탄을 밸브의 몸체 내면이나 디스크의 외부면에 라이닝하는 구체적인 방법이 제시되어있지 않다. In order to have the corrosion resistance of a butterfly valve mounted on a water supply pipe or the like, a control valve having a polyurethane coating layer formed on the outer surface of the disc and the inner surface of the valve body, respectively, is disclosed in Utility Model Registration Application No. 1998-20263. As a result, the fluid does not come into direct contact with the disk and the valve body of the metal, thereby preventing the occurrence of rust due to corrosion, thereby providing sanitary tap water and improving the durability of the valve. On the other hand, in the control valve in which the polyurethane coating layer is formed, no specific method of lining the polyurethane on the inner surface of the valve or the outer surface of the disk is not presented.
고도정수처리장은 물을 소독하는 수단의 하나로 오존(O3)을 사용한다. 오존은 산화력이 매우 강하여 오존라인에 사용되는 각종 밸브를 비롯하여 파이프 그리고 오존접촉조 내부를 오존에 내성(耐性)을 갖는 물질, 특히 오존에 대한 내부식성이 있는 물질로 그 표면을 처리하여야 한다. 오존은 3개의 산소원자로 구성되어 불소 다음으로 강력한 산화력을 가지며, 그 결과 살균, 탈취, 탈생 및 유기물이나 무기물과의 반응이 매우 강력하다. 오존의 강력한 산화력은 강한 살균력을 의미하는데, 살균 후에 잔류물질, 즉 2차 오염을 유발하지 않으므로 고도정수처리장 뿐만 아니라 많은 분야에 이용되고 있다.Advanced water treatment plants use ozone (O 3 ) as a means to disinfect water. Ozone is very strong in oxidizing power, and the surface of the pipe and the inside of the ozone contact tank should be treated with a material that is resistant to ozone, especially corrosion resistant to ozone. Ozone is composed of three oxygen atoms and has the strongest oxidizing power after fluorine. As a result, sterilization, deodorization, desalination and reaction with organic or inorganic substances are very strong. The strong oxidizing power of ozone means strong sterilizing power, which is used in many fields as well as in advanced water treatment plants since it does not cause residual substances, that is, secondary pollution.
오존이 용해된 물을 오존수라 하는데, 오존수 내에서 오존의 반감기는 약 25분으로 매우 짧다. 따라서 오존수는 고도처리정수장에서의 물의 살균이나 식품처리장에서의 식품의 부패방지에 많이 사용되며, 이 외에도 오수처리, 폐수처리, 분뇨처리 등에 사용된다. 흔히 정수장 중에서 고도처리정수장은 오존 소독과정을 포함하는 경우가 대부분이다. Ozone dissolved water is called ozone water, and the half life of ozone in ozone water is very short, about 25 minutes. Therefore, ozone water is widely used for the sterilization of water in the advanced treatment plant or for preventing the corruption of food in the food treatment plant. In most water treatment plants, advanced treatment plants often include ozone disinfection.
오존의 강력한 산화력은 살균 작용뿐만 아니라, 다른 물질을 급격히 산화 또는 부식시키는 작용을 한다. 이와 같은 오존의 산화력은 오존을 사용하는 설비를 부식시키기 때문에, 오존을 사용하는 설비에는 반드시 오존에 강한 물질을 사용해야 한다. 이제까지 알려진 오존에 강한 소재로는 스테인레스 스틸, 황동(brass), 선철(pig iron)과 같은 금속과 폴리염화비닐(PVC), 테프론(Teflon) 등과 같은 플라스틱, 그리고 폴리에틸렌(PE), 에틸렌 프로필렌과 같은 합성고무가 있다.The powerful oxidizing power of ozone not only acts as a bactericidal but also rapidly oxidizes or corrodes other substances. Since the oxidizing power of ozone corrodes the equipment using ozone, ozone-resistant materials must be used for the equipment using ozone. Ozone-resistant materials known to date include metals such as stainless steel, brass and pig iron and plastics such as polyvinyl chloride (PVC) and Teflon, and polyethylene (PE) and ethylene propylene. There is synthetic rubber.
오존수를 사용하는 수요가 많아지면서 설비도 다양화되고 있고, 각각의 설비를 구성하는 소재 개발도 활발한 실정이다. 오존수 설비에 부분적인 구성품으로 사용되는 소재중의 대표적인 예가 고무인데, 고무는 오존수에 상당히 취약한 결점을 갖는다. 고무는 탄성력을 가지고 있어서 주로 실링재료로 사용되는데, 이를 대체하기 위한 재료로는 탄성력을 가지고 있는 폴리우레탄이 적당하다. 폴리우레탄은 일반적으로 공기중 오존에 대한 시험결과 오존에 매우 강한 것으로 알려져 있다.As demand for using ozone water increases, facilities are diversified, and the development of materials constituting each facility is also active. Rubber is a representative example of the material used as a partial component in ozone water plants, which has the disadvantage of being extremely vulnerable to ozone water. Since rubber has elasticity, it is mainly used as a sealing material. As a material for replacing this, polyurethane having elasticity is suitable. Polyurethanes are generally known to be very resistant to ozone as a result of tests on ozone in the air.
본 발명에서는 높은 농도의 오존수에서도 강력한 저항력(내부식성)을 갖는 내오존용 폴리우레탄 라이닝 버터플라이밸브의 제조 방법을 제시한다. 본 발명에 의해 내오존용 폴리우레탄을 라이닝한 버터플라이밸브는, 통상 상수처리에서 사용하는 오존수의 오존 농도 1~2 ppm보다 월등히 높은 오존수 농도 8 ppm 정도에서도 부식이나 균열이 없이 사용할 수 있다는 장점이 있다.The present invention provides a method for producing a polyurethane lining butterfly valve for ozone having a strong resistance (corrosion resistance) even in a high concentration of ozone water. According to the present invention, a butterfly valve lined with an ozone-resistant polyurethane can be used without corrosion or cracking even at an ozone water concentration of about 8 ppm, which is much higher than the ozone concentration of 1 to 2 ppm of ozone water normally used in water treatment. have.
본 발명의 목적은, 오존수의 오존 농도가 8 ppm 정도의 높은 농도에서도 양호한 내오존성을 갖는 내오존용 폴리우레탄 라이닝 버터플라이밸브의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. 내오존용 폴리우레탄을 밸브의 몸체에 라이닝하는 방법은 내오존용 폴리우레탄 자체의 고유한 특성이 라이닝이 완료된 후에도 그대로 내오존성을 유지하도록 하는 중요한 과정이다. An object of the present invention is to provide a method for producing a polyurethane lining butterfly valve for ozone, which has good ozone resistance even at a high concentration of about 8 ppm of ozone water. The method of lining the ozone-resistant polyurethane on the body of the valve is an important process for maintaining the ozone resistance as it is after the lining is completed.
내오존용 폴리우레탄은 점도가 일반 폴리우레탄보다 높기 때문에 버터플라이밸브의 몸체 내면과 같이 복잡한 구조에 라이닝을 하는 것은 상당한 기술력과 노하우를 요구한다. 따라서 본 발명의 목적은, 점도가 높은 내오존용 폴리우레탄을 버터플라이밸브의 복잡한 몸체 내면에 라이닝을 하는 방법을 제공하는 것이다. Since ozone-based polyurethanes have a higher viscosity than ordinary polyurethanes, lining in complex structures such as the inner surface of the butterfly valve body requires considerable technical skills and know-how. It is therefore an object of the present invention to provide a method of lining a highly viscous ozone-resistant polyurethane on the complex inner surface of a butterfly valve.
본 발명의 다른 목적은 버터플라이밸브 몸체와 금형을 결합한 상태에서 내오존용 폴리우레탄을 주입하고 성형시키는 과정에서 폴리우레탄 자체의 내오존성을 저감시킬 수 있는 기포나 경계면이 발생하지 않도록 하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preventing the occurrence of bubbles or interfaces that can reduce the ozone resistance of the polyurethane itself in the process of injecting and molding the polyurethane for ozone resistance in a state in which the butterfly valve body and the mold are combined. It is.
본 발명의 상기 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above objects of the present invention can be achieved by the present invention described in detail below.
본 발명의 일실시예에 의한 유체를 이송시키는 관로에 설치되며 원통형 몸체와 원판형 디스크로 구성되어 디스크의 회전에 의해서 유체의 흐름을 제어하는 내오존용 폴리우레탄 라이닝 버터플라이밸브의 제조방법에 있어서, 원통형의 밸브몸체(10)의 내면에 대응하여 내오존용 폴리우레탄(30)이 라이닝 될 공간을 확보할 수 있는 상단금형(20)과 하단금형(21)을 구비하는 단계와; 상기 상단금형(20)의 상단부 가장자리에 방사상 네 곳의 통기공의 형태인 한 개의 원료 주입구(22)와, 두 개의 측면 배출구(23)와, 한 개의 하부 배출구(24)를 형성하는 단계와; 상기 상단금형(20)과 하단금형(21)의 내부면에 이형제를 바르고, 상기 밸브몸체(10)의 내부면에 접착제를 바른 다음 하단금형(21)과 상단금형(20)을 밸브몸체(10)에 안착시킨 후, 볼트와 너트를 이용하여 결합하는 금형 조립 단계와; 조립된 상기 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도로 가열하는 금형 예열 단계와; 톨루엔디이소시아네이트(C9H6O2N2) 20 중량부와 폴리테트라메틸렌글리콜(C4H8O) 80 중량부를 반응시켜서 되는 프리폴리머(prepolymer) 100 중량부와 UV 안정제인 벤조페논(C6H5COC6H5) 0.8 ~ 2.8 중량부를 90 ~ 100℃의 온도에서 25 ~ 35분간 교반하는 단계와; 상기 교반액에 황함유 아민계 경화제(C9H4N2S2) 8 ~ 14 중량부를 90 ~ 100℃의 온도에서 혼합하는 단계와; 조립된 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 원료 주입구(22)가 상단으로 가도록 15 ~ 45° 기울여 놓는 단계와; 상기 혼합액을 상단금형(20)의 원료 주입구(22)로 주입하는 단계와; 상기 상단금형(20)의 측면 배출구(23)에서 원료가 흘러나올 때에 각 측면 배출구(23)를 막아주는 단계와; 상기 상단금형(20)의 하부 배출구(24)에서 내오존용 폴리우레탄(30) 원료가 흘러나올 때, 상기 하부 배출구를 통해서 빠져나오는 폴리우레탄에 포집된 공기인 기포가 육안으로 관찰하면서 보이지 않을 때까지 흘러나오도록 유지하는 단계와; 조립된 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도에서 2 ~ 4시간 유지하는 1차 숙성 단계와; 상기 밸브몸체(10)에서 금형(20, 21)을 제거한 후 내오존용 폴리우레탄(30)이 라이닝 된 밸브몸체(10)를 로에 넣고 60 ~ 70℃ 온도로 5 ~ 6시간 유지하는 2차 숙성 단계(62); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the manufacturing method of the ozone-resistant polyurethane lining butterfly valve installed in the pipeline for conveying the fluid according to an embodiment of the present invention is composed of a cylindrical body and a disk disk to control the flow of the fluid by the rotation of the disk A
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이하 본 발명의 상세한 내용을 하기에 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the details of the present invention will be described in detail.
본 발명에 의하면, 오존수의 오존 농도가 8 ppm 정도의 높은 농도에서도 양호한 내오존성을 갖는 점도가 높은 내오존용 폴리우레탄을 복잡한 구조의 버터플라이밸브의 몸체 내면에 라이닝할 수 있으며, 내오존용 폴리우레탄 자체의 고유한 특성이 라이닝이 완료된 후에도 그대로 유지하도록 할 수 있다는 효과가 있다. According to the present invention, a high viscosity ozone-resistant polyurethane having good ozone resistance even at a high concentration of about 8 ppm of ozone water can be lined on the inner surface of a butterfly valve of a complicated structure. The inherent properties of the urethane itself have the effect that it can be maintained even after the lining is completed.
또한, 본 발명에 의하여 완성된 버터플라이밸브는 내오존용 버터플라이밸브가 되어 고도정수처리장의 오존수 배관에 연결하여 사용할 때에 높은 오존수 농도에서도 부식이 없이 사용할 수 있다는 효과가 있다. In addition, the butterfly valve completed by the present invention is an ozone butterfly valve has an effect that can be used without corrosion even at a high ozone water concentration when used in connection with the ozone water pipe of the advanced water treatment plant.
도 1. 내오존용 폴리우레탄을 라이닝하기 전의 버터플라이밸브 몸체.
도 2. 내오존용 폴리우레탄을 라이닝한 후의 버터플라이밸브 몸체.
도 3. 본 발명을 실시하기 위한 상단금형과 하단금형.
도 4. 밸브몸체에 상단금형과 하단금형을 결합한 상태의 (a)는 사시도, (b)는 투시도를 나타낸 도면.
도 5. 내오존용 폴리우레탄을 금형에 주입하는 상태를 나타낸 도면.
도 6. 본 발명에 의해 몸체의 내면에 내오존용 폴리우레탄을 라이닝한 버터플라이밸브 전체를 나타낸 도면.
도 7. 본 발명의 순서도.Figure 1. Butterfly valve body before lining polyurethane for ozone.
Figure 2. Butterfly valve body after lining polyurethane for ozone.
3. Upper and lower molds for carrying out the present invention.
4. (a) is a perspective view, (b) is a perspective view of the upper mold and the lower mold coupled to the valve body.
5 is a view showing a state of injecting the ozone-resistant polyurethane into a mold.
Figure 6 is a view showing the entire butterfly valve lining the polyurethane for ozone on the inner surface of the body by the present invention.
7. Flowchart of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, which are intended to explain in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the invention, and thus It is not intended that the technical spirit and scope of the invention be limited.
도 1은 내오존용 폴리우레탄을 라이닝하기 전의 버터플라이밸브의 밸브몸체를 나타낸 도면이고, 도 2는 내오존용 폴리우레탄을 라이닝한 후의 버터플라이밸브 몸체를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 내오존용 폴리우레탄(30)은 본 발명에 의한 라이닝을 통해서 밸브몸체(10)의 내면에 일정한 두께 이상으로 라이닝이 된다. 밸브몸체(10) 내면은 버터플라이밸브를 사용할 때에 유체가 직접 닿는 부분으로써, 유체에 의한 부식에 큰 영향을 받는다. 1 is a view showing the valve body of the butterfly valve before lining the polyurethane for ozone, Figure 2 is a view showing the butterfly valve body after lining the polyurethane for ozone. As shown, the ozone-
버터플라이밸브의 몸체 내면에 라이닝되는 내오존용 폴리우레탄(30)은 그 두께가 부위에 따라 3 ~ 5 mm가 되는데, 유체를 차단하는 디스크(40)와 정확한 수밀성을 확보하기 위해서 상단 및 하단 금형을 이용하여 라이닝을 한다. 내오존용 폴리우레탄(30)의 라이닝은 액체 상태인 원료를 금형(20, 21) 내부에 주입하여 굳힘으로써 이루어지는데, 도시한 바와 같이 버터플라이밸브 몸체 내부면을 따라 라이닝되는 내오존용 폴리우레탄(30)의 형상은 상당히 복잡한 편이다. 더우기, 내오존용 폴리우레탄(30)은 주입하는 원료의 점도가 상당히 높아서 금형(20, 21) 내부에서 흐름이 좋지 않다. 따라서, 기포나 경계면을 갖지 않도록 내오존용 폴리우레탄(30)을 라이닝 하는 것은 상당히 어려운 일이다.The ozone-
도 3은 본 발명 실시를 위한 상단금형(20)과 하단금형(21)을 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 하단금형(21)은 상단금형(20)에 비하여 높이가 더 높은데 이는 축 부분의 내오존용 폴리우레탄(30) 라이닝을 수월하게 하기 위함이다. 축 부분은 디스크(40)를 회전시키는 힘을 전달함과 동시에 수밀을 유지해야 하기 때문에 축 부분의 내오존용 폴리우레탄(30) 라이닝은 각별히 경계면이 생기지 않도록 해야 한다. 따라서, 본 발명에 포함되는 하단금형(21)은 축 부분을 포함할 수 있도록 높이를 유지해야 한다. 3 is a view showing the
도 3에 도시한 바와 같이, 상단금형(20)의 상부 가장자리의 플랜지 부분에는 방사상으로 네 개의 통기공이 형성된다. 상기 통기공은 그 용도에 따라 한 개의 원료 주입구(22), 두 개의 측면 배출구(23) 그리고 한 개의 하부 배출구(24)로 구분한다. 원료 주입구(22)는 내오존용 폴리우레탄(30)을 금형(20, 21)의 내부로 주입하는 용도로 사용되며, 측면 배출구(23)와 하부 배출구(24)는 금형(20, 21) 내부의 공기가 빠져나오는 공기 배출구 역할을 수행한다. 측면 배출구(23)와 하부 배출구(24)의 운용에 대해서는 하기에서 상세히 다룰 것이다.As shown in FIG. 3, four vent holes are radially formed in the flange portion of the upper edge of the
도시한 바와 같이, 상단금형(20)의 하단부와 하단금형(21)의 상단부에는 금형끼리 체결할 수 있는 다수 개의 통공이 형성된다. 상기 다수 개의 통공은 볼트와 너트를 이용하여 상단금형(20)과 하단금형(21)을 체결할 수 있도록 하는 역할을 하는데, 상기 다수 개의 통공을 통해 볼트와 너트를 이용하여 상단금형(20)과 하단금형(21)을 결착하는 수단은 통상의 기술에 해당하므로 그 설명을 생략한다. As shown, a plurality of through-holes that can be fastened between the molds are formed at the lower end of the
도 4의 (a)는 밸브몸체에 상단금형과 하단금형을 결합한 상태의 사시도를 나타낸 도면이고, (b)는 투시도를 나타낸 도면이다. 먼저 하단금형(21)을 놓고 그 위에 밸브몸체(10)를 올려놓은 다음 상단금형(20)을 밸브몸체(10)에 끼워 넣는다. 그런다음, 하단금형(21)과 상단금형(20)을 볼트와 너트를 이용하여 결착한다. 밸브몸체(10)에 상단금형(20)과 하단금형(21)을 체결하면, 금형(20, 21)과 밸브몸체(10) 사이에 공간이 형성된다. 상기 공간은 내오존용 폴리우레탄(30)이 주입되는 공간이며, 그 위치에 따라 3 ~ 5mm 정도의 두께를 유지한다. Figure 4 (a) is a view showing a perspective view of the upper mold and the lower mold coupled to the valve body, (b) is a view showing a perspective view. First, the
도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 내오존용 폴리우레탄(30)은 밸브몸체(10)의 내부면과 금형(20, 21)의 외부면으로 형성되는 공간에 채워지며, 액체 상태로 주입된 내오존용 폴리우레탄(30)은 가사시간인 3 ~ 5분 뒤에 고체 상태로 경화된다. 도시한 바와 같이, 밸브몸체(10)의 내부면을 따라 라이닝되는 내오존용 폴리우레탄(30)의 형상은 내오존용 폴리우레탄의 점도에 비하면 상당히 복잡한 편이다. 이에 대해서는 하기에서 상세히 다룰 것이다. As shown in Figure 4 (b), the ozone-
밸브몸체(10)로부터 상단금형(20)과 하단금형(21)을 제거하면, 상기 내오존용 폴리우레탄이 밸브몸체(10)의 내면에 라이닝되는데 내오존용 폴리우레탄(30)과 밸브몸체(10) 사이의 접착력은 밸브의 내구성을 결정하는 중요한 요소이다. 내오존용 폴리우레탄(30)은 밸브몸체(10)와 강하게 접착되어야 하므로 밸브몸체(10)와 금형(20, 21)을 결합하기 전에 밸브몸체(10)의 내부면에는 접착제를 도포하고, 금형(20, 21)의 외부면에는 이형제를 도포한다. 이형제는 금형(20, 21)을 제거할 때에 내오존용 폴리우레탄(30)과 잘 떨어질 수 있도록 하는 역할을 한다. 밸브몸체(10)에 도포하는 접착제와 금형(20, 21)에 도포하는 이형제는 통상의 기술에 해당하므로 본 발명에서는 그 상세한 설명을 생략한다. When the
조립된 밸브몸체(10)와 금형(20, 21)은 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도에서 예열을 한다. 예열을 하는 시간은 밸브의 크기에 따라 달라지는 값으로 밸브의 크기가 클수록 예열시간은 증가한다. 조립된 상태에서 예열을 하는 이유는 액체 상태의 내오존용 폴리우레탄 원료가 금형(20, 21)의 내부로 원활하게 주입될 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 하기에서 설명할 내오존용 폴리우레탄(30) 원료의 배합 온도가 90 ~ 100℃이기 때문이다. 즉, 예열된 내오존용 폴리우레탄(30) 원료가 주입과정에서 금형(20, 21)이나 밸브몸체(10)에 의해서 냉각되는 것을 방지하기 위해서이다. The assembled
내오존용 폴리우레탄은 주제, 첨가제 그리고 경화제의 세 가지 주된 소제로 구성된다. 주제는 톨루엔디이소시아네이트(C9H6O2N2) 20 중량부와, 폴리테트라메틸렌글리콜(C4H8O) 80 중량부를 반응시켜서 되는 프리폴리머(prepolymer)이다. 첨가제로 사용하는 것은 벤조페논(C6H5COC6H5)이다. 또한, 경화제는 황함유 아민계 경화제(C9H4N2S2)이다.Polyurethanes for ozone resistance consist of three main components: mains, additives and hardeners. The main ingredient is a prepolymer obtained by reacting 20 parts by weight of toluene diisocyanate (C 9 H 6 O 2 N 2 ) with 80 parts by weight of polytetramethylene glycol (C 4 H 8 O). Use as an additive is benzophenone (C 6 H 5 COC 6 H 5 ). Further, the curing agent is a sulfur-containing amine curing agent (C 9 H 4 N 2 S 2).
내오존용 폴리우레탄(30)을 구성하는 주제와 첨가제 그리고 경화제의 배합비와 배합조건은 다음과 같다. 먼저, 주제인 프리폴리머 100 중량부와 UV 안정제 0.8 ~ 2.8 중량부를 90 ~ 100℃에서 25 ~ 35분간 교반한다. 그런 다음, 상기 교반액에 황함유 아민계 경화제 8 ~ 14 중량부를 90 ~ 100℃의 온도에서 혼합한다. 상기 과정은 통상적인 3액형 폴리우레탄 주입기 내에서 이루어지므로 주입기에 대한 상세한 기술은 생략한다. 다만, 3액형 폴리우레탄 주입기의 운용 온도와 주제, 첨가제 그리고 경화제의 배합비율이 중요한 요소이다.The blending ratio and blending conditions of the main composition, the additives, and the curing agent constituting the ozone-
도 5는 내오존용 폴리우레탄을 금형에 주입하는 상태를 나타낸 도면이다. 조립된 상태의 금형에 내오존용 폴리우레탄(30) 원료를 주입기를 통해 주입하기 위해서는 금형의 주입구 위치와 배출구 위치 그리고 금형의 안착 상태가 상당히 중요한 요소이다. 먼저 조립된 상태의 금형(20, 21)은 수평한 면과 15 ~ 45°의 각도가 되도록 놓는다. 이때에 원료 주입구(22)는 가장 높은 곳에 위치해야 하며, 하부 배출구(24)는 가장 낮은 곳에 위치하여야 한다.5 is a view illustrating a state in which the ozone-resistant polyurethane is injected into a mold. In order to inject the raw material of the ozone-
금형(20, 21)이 수평한 면과 15 ~ 45°의 각도를 이루어야 하는 이유는, 내오존용 폴리우레탄(30) 원료의 점도 때문이다. 일반적으로 물과 같은 점도를 갖는다면 5 ~ 10° 정도의 각도면 충분하다. 하지만, 내오존용 폴리우레탄(30) 원료는 점도가 높기때문에 물처럼 낮은 곳부터 차오르는 것이 아니라 일부는 흘러들어가는 형태로 주입된다. 즉, 내오존용 폴리우레탄(30) 원료를 주입할 때에, 초반에는 물처럼 낮은 곳부터 차오르지만, 어느 정도 원료가 채워지면 그다음부터는 용암이 흘러들어가듯이 남은 공간을 밀고 들어간다. The reason why the
금형의 안착 각도는 15 ~ 45° 사이에서 밸브의 크기나 기온에 의해서 결정된다. 예를 들어, 밸브의 구경이 크고 기온이 낮을 때에는 높은 각도를 유지해야 하고, 밸브의 구경이 작고 기온이 높을 때에는 낮은 각도를 유지해야 한다. 이는 내오존용 폴리우레탄(30)의 가사 시간이 온도에 의해서 영향을 많이 받기 때문인데, 기온이 낮을수록 내오존용 폴리우레탄(30)의 가사 시간은 짧아진다. 또한, 밸브의 구경이 크면 원료 주입 후반부에 내오존용 폴리우레탄(30) 원료가 밀고 들어가야할 공간이 길어지므로 중력의 도움을 많이 받아야 하기 때문이다. The seating angle of the mold is determined by the size of the valve or the temperature between 15 and 45 °. For example, when the valve size is large and the temperature is low, a high angle must be maintained. When the valve size is small and the temperature is high, the angle must be kept low. This is because the pot life of the ozone-
도 5에 도시한 바에서, 내오존용 폴리우레탄(30) 원료는 원료 주입구(22)를 통해 주입하며, 원료가 어느 정도 금형(20, 21) 내부에 차오르면 측면 배출구(23)를 통해 원료가 흘러나온다. 이때에 측면 배출구(23)를 막음으로써 주입되는 원료가 하부 배출구(24) 쪽으로 흘러갈 수 있도록 유도한다. 점도가 낮은 물이라면, 하부 배출구(24)를 통해 먼저 배출이 되겠지만, 내오존용 폴리우레탄(30)은 높은 점도로 인해서 측면 배출구(23)에서 원료가 먼저 배출되고, 최종적으로 하부 배출구(24)로 배출이 된다.As shown in FIG. 5, the ozone-
상기 측면 배출구(23)와 하부 배출구(24)는 그 주된 목적이 금형(20, 21) 내부에 남아있는 공기의 배출이다. 내오존용 폴리우레탄(30)이 금형(20, 21)의 내부로 주입되면서 공기를 밀어내는데, 하부 배출구(24)와 측면 배출구(23)는 바로 공기가 나가는 통로가 되는 것이다. 내오존용 폴리우레탄(30)이 주입되는 과정에서 공기는 순차적으로 빠져나가지 못하고 중간 중간에 내오존용 폴리우레탄(30)에 포집되어 기포의 형태로 남게 되는데, 이를 배출시키기 위해서 하부 배출구(24)는 내오존용 폴리우레탄(30)이 배출되자마자 막는 것이 아니라 내오존용 폴리우레탄(30)이 일정량 배출될 때까지 기다렸다가 막는다. The
내오존용 폴리우레탄(30) 원료의 주입이 끝나면, 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도에서 2 ~ 4시간 유지하는 1차 숙성 단계를 거친다. 이 과정에서 내오존용 폴리우레탄(30)은 고분자 결합을 하게 되어 분자간 결합력이 증가한다. 1차 숙성 단계가 완료되면 상단금형(20)과 하단금형(21)을 밸브몸체(10)에서 제거한후 다시 로에 넣고 60 ~ 70℃에서 5 ~ 6시간 유지하는 2차 숙성을 한다. 2차 숙성 단계를 통해서 내오존용 폴리우레탄(30)의 외형이 더욱 단단하게 형성된다. After the injection of the raw material for the ozone-
상기에서 설명한 과정을 거치면 버터플라이밸브의 밸브몸체(10)가 내오존용 폴리우레탄(30)으로 라이닝이 된 것인데, 여기에 버터플라이밸브의 주 요소인 디스크(40)를 결합하면 내오존용 버터플라이밸브가 완성된다. 디스크(40)는 오존수에도 부식이 되지 않는 재질을 사용하는데, 통상 스테인리스 SSC16을 사용하며 이는 통상의 기술에 해당하므로 본 특허의 요지에 포함되지 않는다. 도 6은 본 발명에 의해 몸체의 내면에 내오존용 폴리우레탄을 라이닝한 버터플라이밸브 전체를 나타낸 도면이다. After the above-described process, the
도 7은 본 발명의 순서도를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 본 발명은 밸브몸체(10)의 내면에 대응하여 내오존용 폴리우레탄(30)이 라이닝 될 공간을 확보할 수 있는 상단금형(20)과 하단금형(21)을 구비하는 단계(51), 상단금형(20)의 상단부에 네 곳의 통기공의 형태인 한 개의 원료 주입구(22)와, 두 개의 측면 배출구(23)와, 한 개의 하부 배출구(24)를 형성하는 단계(52).7 is a diagram illustrating a flowchart of the present invention. As shown, the present invention comprises the step of having a
상단금형(20)과 하단금형(21)의 내부면에 이형제를 바르고, 밸브몸체(10)의 내부면에 접착제를 바른 다음 하단금형(21)과 상단금형(20)을 밸브몸체(10)에 안착시킨 후, 볼트와 너트를 이용하여 결합하는 금형 조립 단계(53), 조립된 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도로 가열하는 금형 예열 단계(54).The release agent is applied to the inner surface of the
톨루엔디이소시아네이트(C9H6O2N2) 20 중량부와 폴리테트라메틸렌글리콜(C4H8O) 80 중량부를 반응시켜서 되는 프리폴리머(prepolymer) 100 중량부와 UV 안정제인 벤조페논(C6H5COC6H5) 0.8 ~ 2.8 중량부를 90 ~ 100℃의 온도에서 25 ~ 35분간 교반하는 단계(55), 상기 교반액에 황함유 아민계 경화제(C9H4N2S2) 8 ~ 14 중량부를 90 ~ 100℃의 온도에서 혼합하는 단계(56).20 parts by weight of toluene diisocyanate (C 9 H 6 O 2 N 2 ) and 80 parts by weight of polytetramethylene glycol (C 4 H 8 O) are reacted with 100 parts by weight of prepolymer and benzophenone (C 6) H 5 COC 6 H 5 ) step of stirring 55 ~ 2.8 parts by weight at a temperature of 90 ~ 100 ℃ 25 ~ 35 minutes (55), sulfur-containing amine curing agent (C 9 H 4 N 2 S 2 ) 8
조립된 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 원료 주입구(22)가 상단으로 가도록 15 ~ 45° 기울여 놓는 단계(57), 상기 혼합액을 상단금형(20)의 원료 주입구(22)로 주입하는 단계(58), 측면 배출구(23)에서 원료가 흘러나올 때에 각 측면 배출구(23)를 막아주는 단계(59), 하부 배출구(24)에서 내오존용 폴리우레탄(30) 원료가 흘러나올 때에 일정량 흘러나오도록 유지하는 단계(60).Assembling the assembled mold (20, 21) and the
주입기를 떼어내고 조립된 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도에서 2 ~ 4시간 유지하는 1차 숙성 단계(61), 밸브몸체(10)에서 금형(20, 21)을 제거한 후 내오존용 폴리우레탄(30)이 라이닝 된 밸브몸체(10)를 로에 넣고 60 ~ 70℃ 온도로 5 ~ 6시간 유지하는 2차 숙성 단계(62)로 구성된다. Remove the injector and put the assembled mold (20, 21) and the valve body (10) in the furnace for the first aging
10...밸브몸체 20...상단금형
21...하단금형 22...원료 주입구
23...측면 배출구 24...하부 배출구
30...내오존용 폴리우레탄 40...디스크10 ...
21
23 ...
30.Ozone-
Claims (3)
원통형의 밸브몸체(10)의 내면에 대응하여 내오존용 폴리우레탄(30)이 라이닝 될 공간을 확보할 수 있는 상단금형(20)과 하단금형(21)을 구비하는 단계(51);
상기 상단금형(20)의 상단부 가장자리에 방사상 네 곳의 통기공의 형태인 한 개의 원료 주입구(22)와, 두 개의 측면 배출구(23)와, 한 개의 하부 배출구(24)를 형성하는 단계(52);
상기 상단금형(20)과 하단금형(21)의 내부면에 이형제를 바르고, 상기 밸브몸체(10)의 내부면에 접착제를 바른 다음 하단금형(21)과 상단금형(20)을 밸브몸체(10)에 안착시킨 후, 볼트와 너트를 이용하여 결합하는 금형 조립 단계(53);
조립된 상기 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도로 가열하는 금형 예열 단계(54);
톨루엔디이소시아네이트(C9H6O2N2) 20 중량부와 폴리테트라메틸렌글리콜(C4H8O) 80 중량부를 반응시켜서 되는 프리폴리머(prepolymer) 100 중량부와 UV 안정제인 벤조페논(C6H5COC6H5) 0.8 ~ 2.8 중량부를 90 ~ 100℃의 온도에서 25 ~ 35분간 교반하는 단계(55);
상기 교반액에 황함유 아민계 경화제(C9H4N2S2) 8 ~ 14 중량부를 90 ~ 100℃의 온도에서 혼합하는 단계(56);
조립된 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 원료 주입구(22)가 상단으로 가도록 15 ~ 45° 기울여 놓는 단계(57);
상기 혼합액을 상단금형(20)의 원료 주입구(22)로 주입하는 단계(58);
상기 상단금형(20)의 측면 배출구(23)에서 원료가 흘러나올 때에 각 측면 배출구(23)를 막아주는 단계(59);
상기 상단금형(20)의 하부 배출구(24)에서 내오존용 폴리우레탄(30) 원료가 흘러나올 때, 상기 하부 배출구를 통해서 빠져나오는 폴리우레탄에 포집된 공기인 기포가 육안으로 관찰하면서 보이지 않을 때까지 흘러나오도록 유지하는 단계(60);
조립된 금형(20, 21)과 밸브몸체(10)를 로에 넣고 90 ~ 100℃의 온도에서 2 ~ 4시간 유지하는 1차 숙성 단계(61);
상기 밸브몸체(10)에서 금형(20, 21)을 제거한 후 내오존용 폴리우레탄(30)이 라이닝 된 밸브몸체(10)를 로에 넣고 60 ~ 70℃ 온도로 5 ~ 6시간 유지하는 2차 숙성 단계(62); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 내오존용 폴리우레탄 라이닝 버터플라이밸브의 제조 방법.In the manufacturing method of the ozone-resistant polyurethane lining butterfly valve is installed in the pipeline for transporting the fluid and composed of a cylindrical body and a disk disk to control the flow of the fluid by the rotation of the disk,
A step 51 having an upper mold 20 and a lower mold 21 for securing a space in which the ozone-resistant polyurethane 30 is lined corresponding to the inner surface of the cylindrical valve body 10;
Forming one raw material inlet 22, two side outlets 23, and one lower outlet 24 at the top edge of the upper mold 20 in the form of four radial vents; );
Apply a release agent to the inner surface of the upper mold 20 and the lower mold 21, apply an adhesive to the inner surface of the valve body 10, and then the lower mold 21 and the upper mold 20 to the valve body 10 After seating on the), a mold assembly step 53 for coupling using a bolt and a nut;
A mold preheating step 54 for putting the assembled molds 20 and 21 and the valve body 10 into a furnace and heating them to a temperature of 90 to 100 ° C .;
20 parts by weight of toluene diisocyanate (C 9 H 6 O 2 N 2 ) and 80 parts by weight of polytetramethylene glycol (C 4 H 8 O) are reacted with 100 parts by weight of prepolymer and benzophenone (C 6) H 5 COC 6 H 5 ) Stirring 0.8 to 2.8 parts by weight for 25 to 35 minutes at a temperature of 90 ~ 100 ℃ (55);
Mixing 56 to 14 parts by weight of a sulfur-containing amine curing agent (C 9 H 4 N 2 S 2 ) at a temperature of 90 to 100 ° C. to the stirring solution (56);
Inclining the assembled molds 20 and 21 and the valve body 10 by 15 to 45 degrees so that the raw material inlet 22 goes to the top 57;
Injecting (58) the mixture into the raw material inlet (22) of the upper mold (20);
Blocking (59) each side outlet (23) when raw material flows from the side outlet (23) of the upper mold (20);
When the ozone-resistant polyurethane 30 raw material flows out from the lower outlet 24 of the upper mold 20, when air bubbles trapped in the polyurethane exiting through the lower outlet are not visible with the naked eye, Maintaining 60 to flow out;
Putting the assembled mold (20, 21) and the valve body (10) in the furnace for the first aging step 61 for 2 to 4 hours at a temperature of 90 ~ 100 ℃;
After removing the molds (20, 21) from the valve body 10, the second body aging to put the valve body 10 lined with the ozone-resistant polyurethane 30 in the furnace for 5 to 6 hours at 60 ~ 70 ℃ temperature Step 62; Method for producing a ozone-resistant polyurethane lining butterfly valve comprising a.
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