KR101568385B1 - 내식성이 우수한 화염방지 배기후드, 이의 제조방법, 이의 성형장치 및 성형 시스템 - Google Patents
내식성이 우수한 화염방지 배기후드, 이의 제조방법, 이의 성형장치 및 성형 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 바이오 소재의 배기후드, 이의 제조방법, 이의 제조에 사용되는 성형장치 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기존에 불산 가스 및/또는 불소 화합물 등의 위험성 화학소재 다루는 공정에 사용되오던 배기후드는 스틸, STS 또는 세라믹 내부에 불소 코팅시켜서 사용해왔는데, 본 발명은 이를 대체할 있는 발명으로서, 경량이면서 내식성 및 내화성이 우수한 바이오 소재의 배기후드에 관한 것이며, 또한, 이의 제조에 사용되는 성형장치 및 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 플라스틱, 내식성이 우수한 화염방지 배기후드, 이의 제조에 사용되는 성형장치 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 상기 배기후드 내면에 내식에 강한 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층을 포함하는 구조의 화염방지 배기후드, 이의 제조에 사용되는 성형장치, 시스템 및 상기 성형장치, 시스템을 통하여 화염방지 배기후드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
화학, 건설, 금속, 요로, 플랜트, 및 첨단 반도체 공장, 특수용도 산업분야에서는 GAS 집진용, 유해오염 방지용 배기후드를 포함한 설비의 내열, 내부식, 내화학성, 내마모성, 불연성 등의 특성이 종전보다 월등히 높은 수준으로 요구되고 있다.
각종 배기후드는 그 내부를 지나는 이송물, 즉 유체나 불산 가스 화합물 또는 유체와 내식 및 내화가 요구되는 가스 혼합물이 배기후드를 통과하면서 배기후드의 벽과 내벽을 부식시키게 되기 때문에 배기후드 자체를 내식, 내화, 내화학, 난연성이 우수한 소재를 사용하여 제조하더라도 시간이 경과함에 따라 필연적으로는 이송물과 직접 접촉하는 배기후드 내면의 부식이 진행되고, 결국에는 배기후드를 주기적으로 교체할 수밖에 없을 뿐만 아니라, 이에 따른 단가상승에 영향을 많이 주고 있다. 예를 들어 불소판과 같은 내식성이 우수한 소재일수록 낮은 인성, 신율, 취성 등의 재료자체의 단점과 어려운 가공성, 접합성, 부분교체의 설비상의 문제점도 지니고 있다.
이러한 문제점을 보완 해결하고자 금속 배기후드, 세라믹복합 배기후드가 활발히 연구되어 왔고 일부 상용화되고 있다. 금속 배기후드는 원심주조법을 이용하여 제조한다. 원심주조법은 원심력에 의해서 금속멘드릴 내부에 도포되고 밀착, 접착하게 된다. 하지만 이러한 원심주조법에 의한 공정은 용융장비와 초기시설비가 높아 비효율적이며 공정이 복잡하며 또한 용융금속을 원심장치로 이동시키기 위해 높은 전력소비 및 추가비용이 요구되는 등의 생산 공정상에 많은 문제점을 지니고 있다.
또한, 세라믹 배기후드는 현재 주로 절연체 용사방법으로 제조되고 있다. 회전하고 있는 내부에 세라믹 슬러리를 노즐을 통해 용사(spraying)하면서 건조 혹은 소결시키는 방식이다. 하지만 이 공정의 경우, 내부 후막 세라믹층의 생성이 어렵고, 제조공정 시간이 느릴 뿐 아니라 코팅 후 접합부의 균열, 탈리현상이 쉽게 발생하는 단점을 지니고 있다. 통상 고체를 함유하는 액체 또는 입자, 분말이 있는 공기를 수송하는데 사용되는 배기후드는 그 면이 각종 위험한 가스의 지속적인 접촉 또는 충돌하기 때문에 부식되기 쉽다.
또한, 배기후드 내면을 내식성 피막으로 도포하는 기술적 구성이 알려져 있다. 그런데 종래 기술에 따라 배기후드 내면의 부식을 상당히 지연시킬 수 있도록 파이프 내면을 불소 피막으로 도포하기 위해서는 내부식의 불소 분포가 그 피막의 전체 두께에 걸쳐 거의 균질하게 하는데, 어려움이 있을 뿐만 아니라, 다층의 내부식 피막을 배기후드 내면에 도포하기 위해서는 여러 번의 복잡한 공정을 거쳐야 하는 문제점이 존재한다.
본 출원인은 상술한 문제점을 해결하기 위해 연구 노력한 결과, 식물 유래 알코올 함유 수지 단독수지 또는 식물 유래 알코올 함유 수지와 페놀 수지를 합성하여 제조한 혼합수지가 내화성이면서 내식성을 유지할 수 있는 것을 알게 되었고, 이를 이용하면 손쉽게 다층구조의 내식성 및 내화성이 우수한 층을 형성할 수 있음을 알고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 내식성이 우수한 화염방지 배기후드에 관한 것으로서, 중공; 상기 중공 외주면에 형성된 내식성 고분자층; 상기 내식성 고분자층의 외주면 또는 내식성 고분자층 내부에 형성된 내화 경계층; 및 상기 내화 경계층 외주면에 형성된 내화층;을 포함하며, 상기 내식성 고분자층은 식물 유래 알코올 함유 수지를 포함하고, 상기 내화 경계층은 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지가 혼합된 제1 혼합수지를 포함하며, 상기 내화층은 식물 유래 알코올 함유 수지와 페놀 수지가 혼합된 제2 혼합수지를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 배기후드 성형 장치에 관한 것으로서, 자기장 유도가열 전기장치 및 자기장 유도가열 코일로 구성된 자기장 유도장치; 맨드릴(mandrel); 회전모터; 및 회전축:을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 배기후드 성형 장치를 이용하여 배기후드를 제조하는 성형 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 배기후드를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 성형 시스템을 통해 화염방지 배기후드를 제조하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 배기후드 제조방법은 맨드릴의 표면에 이형지를 감싸는 단계; 상기 이형지의 상단면에 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층을 차례대로 형성시키는 단계; 열경화시켜서 경화된 배기후드를 제조하는 단계; 및 맨드릴로부터 경화된 배기후드를 탈형시키는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 배기후드를 제조하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 내식성이 우수한 화염방지 배기후드는 기존의 금속 소재 또는 세라믹 소재가 아닌, 바이오 유래의 고분자 수지 및/또는 페놀 수지를 이용하여 제조하는 바, 경량이고, 또한, 반도체 공장 및 각종 화학물질을 취급하는 공장에서 발생하는 불산 가스, 유해 가스 등과 같은 부식성 가스에 대한 내식성이 우수할 뿐만 아니라, 배기후드로서 요구되는 내화성 또한 우수하다. 또한, 식물성 원료에서 추출한 바이오 수지, 즉 식물 유래 알코올 함유 수지를 사용함으로써 버려지는 폐기물을 재활용하기 때문에 친환경적이며, 그 제조방법이 용이하여 상업성이 우수한 발명이다.
도 1은 본 발명의 화염방지 배기후드의 단면을 개략도로 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 조성물을 멘드릴에 감아 형성방법에 따라 배기후드를 제조하는 공정에 대한 모식도이다.
도 4는 열경화(또는 열성형) 전 진공시키는 공정을 나타낸 개략도이다.
도 5는 자기장 유도장치가 적용된 본 발명의 성형 장치의 개략도이다.
도 6a 내지 도 6e는 실시예 1의 화염방지 배기후드 제조 공정을 찍은 실사진이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 조성물을 멘드릴에 감아 형성방법에 따라 배기후드를 제조하는 공정에 대한 모식도이다.
도 4는 열경화(또는 열성형) 전 진공시키는 공정을 나타낸 개략도이다.
도 5는 자기장 유도장치가 적용된 본 발명의 성형 장치의 개략도이다.
도 6a 내지 도 6e는 실시예 1의 화염방지 배기후드 제조 공정을 찍은 실사진이다.
이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
첨단 반도체 공장 및 특수 화학공장 등에서 발생하는 다양한 불산계 화합물 함유 가스 및 각종 가스를 배기후드를 통해 처리시설로 옮기는 통로로 사용되며, 본 발명에 따른 배기후드는 다음과 같다.
본 발명의 배기후드는 중공; 상기 중공 외주면에 형성된 내식성 고분자층(110); 상기 내식성 고분자층의 외주면 또는 내식성 고분자층 내부에 형성된 내화 경계층(120); 및 상기 내화 경계층 외주면에 형성된 내화층(130);을 포함한다.
또한, 상기 내화층 외주면에 이형층을 더 포함할 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 배기후드의 내식성 고분자층은 식물 유래 알코올 함유 수지 및 베일층 및 섬유집합체층을 포함하며, 구체적으로는 식물 유래 알코올 함유 수지 내에 베일층 및 섬유집합체층을 포함하며, 상기 베일층은 1층 내지 3층으로 적층시켜서 형성시킬 수도 있다. 그리고, 내식성 고분자층의 상기 베일층은 카본 베일, 폴리에스테르 베일 및 C-글라스 베일 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 카본 베일 및 폴리에스테르 베일 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 내식성 고분자층의 상기 섬유집합체층은 내화성 섬유, 상기 내화성 섬유를 포함하는 부직포; 및 상기 내화성 섬유를 포함하는 직물; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 내화성 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 및 바잘트섬유 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 유리섬유 및 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 내화성 섬유는 촙(chop) 형상, 필라멘트(filament) 형상 또는 직조(FABRIC) 형상인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 촙 형상 또는 필라멘트 형상의 섬유를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 내식성 고분자층은 평균두께 0.2 ㎜ ~ 3 ㎜인 것이, 바람직하게는 1 mm ~ 3 ㎜인 것이 좋은데, 이때, 내식성 고분자층의 평균두께가 0.2 ㎜ 미만이면 기계적 강도가 너무 좋지 못한 문제가 있고, 평균두께가 3 ㎜를 초과하면 제조단가가 증가하고, 성형시 발열에 의한 기포 및 가스가 다량 발생하여 표면에 기공이 발생하는 문제가 있을 수 있다. 그러나, 상기 내식성 고분자층의 두께에 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 배기후드가 적용되는 용도, 상황에 따라 두께에 변화를 줄 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 내화 경계층은 제1 혼합수지 및 섬유집합체를 포함하며, 상기 제1 혼합수지는 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지를 포함하고, 바람직하게는 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지를 1 : 0.4 ~ 0.8 중량비로, 바람직하게는 1 : 0.4 ~ 0.6 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 제1 혼합수지에 있어서, 페놀 수지의 함량이 식물 유래 알코올 함유 수지에 대하여, 0.4 중량비 미만이면 내화층과 내화 경계층간의 접착력이 떨어지거나, 내식성이 약화하는 문제가 있을 수 있고, 0.8 중량비를 초과하여 사용하면 내화성이 약화하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 식물 유래 알코올 함유 수지와 혼합하여 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 내화 경계층의 상기 제1 혼합수지는 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지 외에 난연성 및/또는 기계적 물성 향상을 위해 제1 혼합수지 전체 중량 중 난연제 5 ~ 10 중량% 및/또는 필러 5 ~ 20 중량%를, 바람직하게는 난연제 5 ~ 8 중량% 및/또는 필러 5 ~ 10 중량%를 더 포함할 수 있다. 이때, 난연제의 사용량이 5 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 난연제 첨가로 충분한 난연성 향상 효과를 볼 수 없을 수 있고, 10 중량%를 초과하여 사용하면 다른 성분과의 상용성이 떨어져서 한계산소지수가 오히려 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 상기 난연제로는 당업계에서 사용하는 일반적인 난연제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 무기계, 인산계 및 브롬계 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
그리고, 상기 필러의 사용량이 5 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 충분한 기계적 물성 향상 효과를 볼 수 없을 수 있으며 또한, 화재시 소재의 화재에 의한 확산방지하는 효과를 볼 수 없을 수 있고, 20 중량%를 초과하여 사용하면 내화 경계층과 내식성 고분자층 및/또는 내화 경계층과 내화층 간의 접합력, 밀착성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 그리고, 상기 필러는 당업계에서 사용하는 일반적인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 탄산칼슘, 탈크, 클레이 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상을, 더욱 바람직하게는 평균입경 20 ㎛ ~ 80 ㎛인 필러로서, 탄산칼슘, 탈크, 클레이 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 좋다.
또한, 내화 경계층의 상기 섬유집합체는 내식성 고분자층의 섬유집합체와 같거나 다른 것을 사용할 수 있으며, 내화 경계층의 섬유집합체는 내화성 섬유, 상기 내화성 섬유를 포함하는 부직포; 및 상기 내화성 섬유를 포함하는 직물; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 여기서, 내화성 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 및 바잘트섬유 중에서 선택된 1종 이상을, 바람직하게는 유리섬유 및 탄소섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 내화성 섬유는 촙(chop) 형상, 필라멘트(filament) 형상 또는 직조(FABRIC) 형상인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 촙 형상 또는 필라멘트 형상의 섬유를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 내화 경계층은 평균두께 0.5 ㎜ ~ 4 ㎜인 것이, 바람직하게는 1 ㎜ ~ 4 ㎜인 것이 좋은데, 이때, 내화 경계층의 두께가 0.5 ㎜ 미만이면 내식성 고분자층과 내화 경계층의 경계면에 박리가 발생하는 문제가 있을 수 있고, 그 두께가 4 ㎜ 초과이면 성형과정에서 수분 및 가스가 빠져나오지 못해 크랙이 발생하는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내의 두께를 갖도록 내화 경계층을 형성시키는 것이 좋다. 그러나, 상기 내화 경계층의 두께에 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 배기후드가 적용되는 용도, 상황에 따라 두께에 변화를 줄 수 있다.
또한, 상기 내화층은 제2 혼합수지와 섬유집합체를 포함하며, 내화층의 섬유집합체는 내화성 섬유; 또는 상기 내화성 섬유로 직조된 직물;을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 직물을 포함할 수 있다.
상기 내화층에서 상기 내화성 섬유는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 및 바잘트 섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 아라미드 섬유 및 바잘트 섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 내식성 고분자층 및/또는 내화 경계층의 내화성 섬유와는 다른 종류의 섬유를 사용할 수 있다.
그리고, 내화층 형성시, 섬유집합체는 소폭 직조 타입이거나 또는 상기 제2 혼합수지에 상기 직물이 함침된 프리프레그 타입으로 도입할 수도 있다.
내화층의 상기 제2 혼합수지는 식물 유래 알코올 함유 수지와 페놀 수지를 포함하며, 바람직하게는 식물 유래 알코올 함유 수지와 페놀 수지를 1 : 1 ~ 3 중량비로, 더욱 바람직하게는 식물 유래 알코올 함유 수지와 페놀 수지를 1 : 1.5 ~ 2.5 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 페놀 수지의 사용량이 식물 유래 알코올 함유 수지에 대하여, 1 중량비 미만이면 내화성의 효과를 볼 수 없을 수 있으며, 3 중량비를 초과하여 사용하면 내화층과 내화 경계층간에 접착력이 떨어지는 문제가 발생하거나 또는 외부 표면에 미세크랙이 발생하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 혼합하여 제2 혼합수지를 제조하는 것이 좋다.
또한, 상기 내화층의 상기 제2 혼합수지는 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지 외에 난연성 및/또는 기계적 물성 향상을 위해 제2 혼합수지 전체 중량 중 난연제 1 ~ 10 중량% 및/또는 필러 15 ~ 30 중량%를, 바람직하게는 난연제 5 ~ 10 중량% 및/또는 필러 15 ~ 25 중량%를 더 포함할 수 있다. 이때, 난연제의 사용량이 1 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 난연제 첨가로 충분한 난연성 향상 효과를 볼 수 없을 수 있고, 10 중량%를 초과하여 사용하면 다른 성분과의 상용성이 떨어져서 한계산소지수가 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 상기 난연제로는 당업계에서 사용하는 일반적인 난연제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 무기계, 인산계 및 브롬계 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
그리고, 상기 필러의 사용량이 15 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 충분한 기계적 물성 향상 효과를 볼 수 없을 수 있을 뿐만 아니라, 화재시 소재의 화재에 의한 확산방지하는 효과를 볼 수 없을 수 있고, 30 중량%를 초과하여 사용하면 내화 경계층과 내화층 간의 접합력, 밀착성이 떨어지는 문제가 있고, 오히려 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 그리고, 상기 내화층의 상기 필러는 당업계에서 사용하는 일반적인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 탄산칼슘, 탈크, 클레이 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상을, 더욱 바람직하게는 평균입경 20 ㎛ ~ 100 ㎛인 필러로서, 탄산칼슘, 탈크, 클레이 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 좋다.
그리고, 상기 내화층은 평균두께 1 mm ~ 6 ㎜인 것이, 바람직하게는 2 mm ~ 6 ㎜인 것이 좋은데, 이때, 내화층의 두께가 1 ㎜ 미만이면 내화성이 약해지는 문제가 있을 수 있고, 그 두께가 6㎜ 초과이면 무게 및 성형시간이 길어지는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내의 두께를 갖도록 내화층을 형성시키는 것이 좋다. 그러나, 상기 내화층은 두께에 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 배기후드가 적용되는 용도, 상황에 따라 두께에 변화를 줄 수 있다.
또한, 본 발명의 배기후드를 구성하는 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층에서 사용하는 상기 식물 유래 알코올 함유 수지는 옥수수 또는 짚 유래의 푸르푸릴알코올(furfuryl alcohol)을 포함하며, 좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명에서 사용하는 식물 유래 알코올 함유 수지는 상기 푸르푸릴알코올 100 중량부에 대하여, 수용성 나일론 2 ~ 10 중량부 및 산 촉매 1 ~ 5 중량부를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 푸르푸릴알코올 100 중량부에 대하여, 수용성 나일론 수지 5 ~ 10 중량부 및 산촉매 1 ~ 3 중량부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 수용성 나일론 수지의 함량이 푸르푸릴알코올 100 중량부에 대하여, 2 중량부 미만이면 성형 후 소재와 소재 간의 박리가 발생하는 문제가 있을 수 있고, 10 중량부를 초과하면 작업시 끈적임이 심하고 산염기에 대한 저항성이 약해지는 문제가 있을 수 있다. 그리고, 상기 산촉매는 당업계에서 사용하는 일반적인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 PSTA(p-Toluenesulfonic, 산 성분 55 ~ 75 중량%, 바람직하게는 62 ~ 68 중량% 함유)를 사용하고, 그 함량이 1 중량부 미만이면 제품 경화시 경화반응이 느리고 미경화 하는 문제가 있을 수 있고, 5 중량부를 초과하면 급발열하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 배기후드를 구성하는 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층에서 사용하는 상기 페놀 수지는 노블락형 페놀 수지 또는 레졸형 페놀 수지를 사용하는 것이 좋다.
이하에서 앞서 설명한 본 발명의 배기후드 조성물을 사용하여 배기후드를 제조하는 방법 및 성형 시스템에 대하여 자세하게 설명한다.
본 발명의 화염방지 배기후드는 도 5에 개략도로 나타낸 배기후드 성형 장치로 구성된 성형 시스템을 통하여 제조할 수 있다. 이때, 상기 배기후드 성형 장치는 자기장 유도가열 전기장치(240) 및 자기장 유도가열 코일(250)로 구성된 자기장 유도장치; 맨드릴(mandrel, 100); 회전모터(200); 및 회전축:을 포함할 수 있다.
그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 배기후드 성형 장치에서 상기 자기장 유도가열 코일(250)은 상기 회전축에 설치되어 있고, 상기 자기장 유도가열 전기장치(240)로부터 자기장 유도가열 코일로 전기를 제공받게 된다. 그리고, 자기장 유도가열 코일에서 발생하는 자기장 유도열에 의해 멘드릴 전체를 가열시킬 수 있으며, 바람직하게는 130℃ ~ 200℃로, 더욱 바람직하게는 140℃ ~ 160℃ 가열시킬 수 있다.
본 발명의 배기후드를 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하면, 맨드릴의 표면에 이형지를 감싸는 단계; 상기 이형지의 상단면에 내식성 고분자층(110), 내화 경계층(120) 및 내화층(130)을 차례대로 형성시키는 단계; 열경화시켜서 경화된 배기후드를 제조하는 단계; 및 맨드릴(100)로부터 경화된 배기후드를 탈형시키는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.
상기 내식성 고분자층(110)은 이형지의 표면에 식물 유래 알코올 함유 수지를 도포한 후, 베일을 1층 ~ 3층으로 적층시킨 다음, 베일 표면에 섬유집합체를 적층시키고 식물 유래 알코올 함유 수지를 섬유집합체 표면에 재도포하여 형성시킬 수 있다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 2에 개략도로 도시된 바와 같이 먼저 멘드릴(100)에 식물 유래 알코올 함유 수지를 도포한 후, 그 위에 베일(120)을 함침시키거나 또는 적층시켜서 베일층을 형성시킬 수 있다. 그리고, 상기 베일은 식물 유래 알코올 함유 수지에 베일을 함침시켜서 베일에 충분히 식물 유래 알코올 함유 수지를 침투시킨 프리프레그 형태로 적층시킬 수도 있다.
다음으로, 상기 베일층의 상단면에 식물 유래 알코올 함유 수지를 도포한 다음, 섬유집합체를 적층시켜서 섬유집합체층을 형성시키거나, 또는 식물 유래 알코올 함유 수지와 섬유집합체(섬유 형태)를 혼합한 프리프레그를 베일층 상단면에 적층시킬 수 있으며, 또는 섬유집합체가 부직포 또는 직물 형태인 경우, 식물 유래 알코올 함유 수지에 섬유집합체(부직포 또는 직물 형태)를 함침시킨 후, 프리프레그화 시킨 다음, 이를 베일층 상단면에 적층시켜서 섬유집합체층을 형성시킬 수도 있다.
상기 내화 경계층(120)은 내식성 고분자층의 표면에 제1 혼합수지를 도포한 후, 섬유집합체를 적층한 다음 다시 제1 혼합수지를 도포하여 형성시키거나; 또는 제1 혼합수지와 섬유집합체를 포함하는 프리프레그를 내식성 고분자층의 표면에 적층시켜서 형성;시킬 수 있다.
또한, 상기 내화층(130)은 내화 경계층 표면에 제2 혼합수지를 도포한 후, 섬유집합체를 적층한 다음 다시 제2 혼합수지를 도포하여 형성시키거나; 또는 제2 혼합수지와 섬유집합체를 포함하는 프리프레그를 내화 경계층의 표면에 적층시켜서 형성;시킬 수 있다.
그리고, 상기 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내식층 각각을 형성시킬 때, 도 3에 나타낸 바와 같이 와인딩 공법으로 맨드릴(100)을 회전시켜서 단단하게 고정되도록 형성시킬 수 있으며, 이때, 섬유집합체의 텐션(tention)으로 잉여 수지 및 기포가 빠져나오도록 할 수 있다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이 맨드릴(100)을 회전모터(200)로 회전시켜서 내식성 코팅층, 내화 경계층 및 내화층 적층시, 각 층을 롤러(210)로 압력을 가하여 기포를 제거하고, 각 층의 표면으로 새어 나오는 수지를 스크래퍼(220)를 통해 제거함으로써, 내식성 코팅층, 내화 경계층 및 내화성 소재간의 접합력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 열경화는 앞서 설명한 성형 장치를 이용하여 자기장 유도가열 코일에서 발생하는 자기장 유도열에 의해 멘드릴 전체에 130℃ ~ 200℃로, 더욱 바람직하게는 140℃ ~ 160℃ 가열시켜서 수행할 수 있으며, 가열된 회전축에 장착된 멘드릴 위에 배기후드 성형소재(내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층이 적층된 소재)를 내식성 고분자층으로부터 내화층까지 열이 전달될 수 있도록 할 수 있으며, 내식층 고분자층의 식물 유래 알코올 함유 수지의 축합반응에 의해 발생한 물 및 증기를 효과적으로 배기덕트 외부면으로 배출시켜서, 보다 단단한 배기후드를 제작할 수 있으며, 또한, 별도의 열경화를 위한 성형실이 필요치 않기 때문에 작업시간 단축과 생산효율을 극대화할 수 있다.
상기 열경화시키는 다른 방법으로는 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층을 적층시킨 후, 오븐(oven)에 투입하여 열경화를 수행할 수 있으며, 이 경우, 열경화 전에 도 4와 같이 진공용필름(410)으로 덮은 후, 필름 밀봉재(430)으로 밀봉하여 진공상태를 만든 다음에 열경화(또는 열성형)을 수행할 수도 있으며, 이때, 진공흡입구(420)를 통해 열경화가 완료될 때까지 진공상태를 유지하여 열경화(또는 열성형)을 수행할 수도 있다. 이때, 진공도는 600mmHg ~ 760mmHg 사이로 유지하는 것이 배기후드의 들뜸, 기포발생 및 크랙방지의 면에서 바람직하다. 상기 열경화(오븐에 투입하는 경우)는 140℃ ~ 180℃ 하에서 1시간 ~ 4 시간 동안, 바람직하게는 160℃ ~ 180℃ 하에서 1시간 ~ 2 시간 동안 수행할 수 있다. 이때, 열경화 온도가 140℃ 미만이면 성형시 수분과 응축 가스가 다 빠져나가지 못해 들뜸과 기포가 발생 하는 문제가 있을 수 있고, 열경화 온도가 180℃를 초과하면 표면이 탄화되어 잔 크랙이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 식물 유래 알코올 함유 수지, 제1 혼합수지, 제2 혼합수지, 페놀수지, 베일, 각 층을 구성하는 섬유집합체 등의 소재 종류, 사용량 및 특징은 앞서 설명한 바와 동일하다.
본 발명의 배기후드를 제조하는 또 다른 방법(방법 2)에 대하여 설명하면, 이형지 표면에 식물 유래 알코올 함유 수지를 도포한 후, 베일층 및 섬유집합체층을 형성시켜서 내식성 고분자층을 형성시키는 단계; 상기 내식성 고분자층의 일면에 내화 경계층을 형성시키는 단계; 상가 내화 경계층의 일면에 내화층을 형성시키는 단계; 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층이 차례대로 적층된 소재를 반건조시키는 단계; 반건조된 소재로 맨드릴을 감싼 후, 열경화시키는 단계; 및 맨드릴로부터 성형품을 제거하는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 배기후드를 제조할 수도 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 내식성 고분자층, 내화 경계층, 내화층, 베일, 섬유집합체, 각층에 사용되는 수지의의 종류, 사용량 및 특징은 앞서 설명한 바와 동일하다.
즉, 상기 방법 1은 처음부터 원통형으로 배기후드를 제조하는 방법이고, 방법 2는 판상형으로 제조한 후, 이를 원통형으로 배기후드를 제조하거나, 또는 판상형을 크기에 맞게 절단하여, 원통형이 아닌 다른 형태로 제조하는 방법에 적합하다.
이러한, 방법으로 제조한 본 발명의 화염방지 배기후드는 ASTM D 2863 방법에 의거하여 측정시, 35% ~ 50%의 한계산소지수를, 바람직하게는 40% ~ 50%의 한계산소지수를 갖는 바, 매우 우수한 내화성을 갖는다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 자세하기 설명한다. 그러나,하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 실시예에 의해 본 발명을 제한하여 해석해서는 안 된다.
[실시예]
준비예 1-1 : 식물 유래 알코올 함유 수지 준비
식물 유래 알코올 함유 수지(제조사 티에프씨, 상품명 푸로라이트)를 준비하였으며, 상기 식물 유래 알코올 함유 수지는 푸르푸릴알코올 100 중량부에 대하여 수용성 나일론 수지 7 중량부 및 산촉매인 PTSA(para-toluenesulfonic acid) 2.5 중량부를 포함한다.
준비예 1-2 : 식물 유래 알코올 함유 수지 준비
식물 유래 알코올 함유 수지(제조사 티에프씨, 상품명 푸로라이트)를 준비하였으며, 상기 식물 유래 알코올 함유 수지에 산촉매인 PTSA를 더 첨가하여, 푸르푸릴알코올 100 중량부에 대하여 수용성 나일론 수지 7 중량부 및 산촉매인 PTSA(para-toluenesulfonic acid) 3 중량부를 포함하는 식물 유래 알코올 함유 수지를 제조하였다.
준비예 1-3 : 식물 유래 알코올 함유 수지 준비
식물 유래 알코올 함유 수지(제조사 티에프씨, 상품명 푸로라이트)를 준비하였으며, 상기 식물 유래 알코올 함유 수지에 산촉매인 PTSA를 더 첨가하여, 푸르푸릴알코올 100 중량부에 대하여 수용성 나일론 수지 7 중량부 및 산촉매인 PTSA(para-toluenesulfonic acid) 3.5 중량부를 포함하는 식물 유래 알코올 함유 수지를 제조하였다.
준비예 1-4 : 식물 유래 알코올 함유 수지 준비
식물 유래 알코올 함유 수지(제조사 티에프씨, 상품명 푸로라이트)를 준비하였으며, 상기 식물 유래 알코올 함유 수지에 산촉매인 PTSA를 더 첨가하여, 푸르푸릴알코올 100 중량부에 대하여 수용성 나일론 수지 7 중량부 및 산촉매인 PTSA(para-toluenesulfonic acid) 4 중량부를 포함하는 식물 유래 알코올 함유 수지를 제조하였다.
준비예 2 : 제1 혼합수지의 제조
상기 준비예 1-1의 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지(제조사 강남화성, 상품명 KC 4703)을 혼합하여 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지 1 : 0.55 중량비로 포함하는 혼합물을 제조하였다. 다음으로, 상기 혼합물에 난연제인 Al(OH)3를 및 필러인 평균입경 45 ㎛ ~ 55 ㎛인 세라믹을 혼합하여, 전체 중량 중 난연제 6 중량% 및 필러 7 중량%를 포함하는 제1 혼합수지를 제조하였다.
준비예 3 : 제2 혼합수지의 제조
상기 준비예 1-1의 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지(제조사 강남화성, 상품명 KC 4703)을 혼합하여 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지 1 : 2 중량비로 포함하는 혼합물을 제조하였다. 다음으로, 상기 혼합물에 난연제인 Al(OH)3 및 필러인 평균입경 45 ㎛ ~ 55 ㎛인 세라믹을 혼합하여, 전체 중량 중 난연제 8 중량% 및 필러 20 중량%를 포함하는 제1 혼합수지를 제조하였다.
비교준비예 1
상기 준비예 1-1의 식물 유래 알코올 함유 수지에, 산촉매인 PTSA를 더 혼합하여, 푸르푸릴알코올 100 중량부에 대하여 수용성 나일론 수지 7 중량부 및 산촉매인 PTSA(para-toluenesulfonic acid) 7 중량부를 포함하는 식물 유래 알코올 함유 수지를 제조하였다.
비교준비예 2-1
상기 준비예 2와 동일한 방법 및 조성을 사용하여 제1 혼합수지를 제조하되, 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지를 1 : 0.2 중량비로 포함하도록 제1 혼합수지를 제조하였다.
비교준비예 2-2
상기 준비예 2와 동일한 방법 및 조성을 사용하여 제1 혼합수지를 제조하되, 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지를 1 : 1 중량비로 포함하도록 제1 혼합수지를 제조하였다.
비교준비예 3
상기 준비예 2와 동일한 방법 및 조성을 사용하여 제2 혼합수지를 제조하되, 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지를 1 : 4 중량비로 포함하도록 제2 혼합수지를 제조하였다.
실시예 1 : 화염방지 배기후드의 제조
(1) 도 2의 개략도 및 도 6의 A와 같은 설치된 맨드릴에 이형지를 감싼 후, 상기 준비예 1-1의 식물 유래 알코올 함유 수지를 충분히 도포한 후, 카본 베일을 1층 적층시킨 다음, 그 위에 식물 유래 알코올 함유 수지를 재도포하였다. 다음으로, 상기 베일 상단면에 유리섬유로 직조된 직물을 적층시킨 다음, 식물 유래 알코올 함유 수지를 도포하여 내식성 고분자층을 형성시켰다.
(2) 다음으로 상기 내식성 고분자층 상단면에 상기 준비예 2의 제1혼합수지를 도포한 후, 유리섬유 부직포를 감싼 다음, 제1 혼합수지를 재도포하여 내화 경계층을 형성시켰다.
(3) 다음으로, 상기 내화 경계층 상단면에 아라미드 섬유 함유 프리프레그로 감싸서 내화층을 형성시켰다. 이때, 상기 프레프레그는 아라미드 섬유로 제조한 직물을 제2 혼합수지에 상기 함침시켜서 직물에 제2 혼합수지가 충분히 머금게 한 것을 사용하였다.
그리고, 상기 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층 각각을 형성시 롤러로 압력을 주어 접합력을 증대 및 기포를 제거시키고, 압력에 의해 각 층에서 새어나오는 수지를 스크래퍼로 제거해주면서 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층을 적층시켰다. 또한, 각 층을 형성시킬 때는 도 3과 같이, 회전모터를 이용하여 맨드릴을 회전시켜서 베일, 섬유집합체 등이 맨드릴에 형성된 하부층을 감싸게 되도록 하였다.
(4) 다음으로, 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층이 적층된 배기후드 성형소재를 다음으로, 내화층 외부를 진공용 필름 및 필름 밀봉재로 밀봉시킨 후, 진공흡읍구를 통해서 공기를 빨아들여서 680mmHg ~ 700mmHg의 진공도를 유지시켰다.
(5) 다음으로, 170℃에서 2시간 동안 열경화를 수행한 다음, 맨드릴 및 이형지를 제거하여 중공의 평균입경 150 mm, 내식성 고분자층 평균두께 1.5 mm, 내화 경계층 평균두께 2 mm 및 내화층 평균두께 3 mm이 차례대로 적층된 배기후드를 제조하였다.
그리고, 실시예 1의 배기후드를 제조하는 공정을 찍은 사진을 도 6a ~ 도 6e에 나타내었다. 도 6a는 맨드릴에 이형지를 적용한 사진이고, 도 6b는 식물 유래 알코올 함유 수지를 맨드릴에 도포한 후, 베일층 및 섬유집합층을 형성시켜서 내식성 고분자층을 형성시킨 사진이며, 도 6c는 제1 혼합수지를 도포한 후, 섬유집합체를 적층시키서 내화 경계층을 형성시킨 사진이다. 또한, 도 6d는 제2 혼합수지를 도포한 후, 섬유집합체를 적층시켜서 내화층을 형성시킨 사진이며, 도 6e는 열경화 후, 맨드릴 및 이형지로부터 탈형시킨 화염방지 배기후드를 찍은 사진이다.
실시예 2 ~ 실시예 4
(1) 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 화염방지 배기후드를 제조하되, 상기 준비예 1-1의 식물 유래 알코올 함유 수지 대신 준비예 1-2의 식물 유래 알코올 함유 수지를 사용하여 내식성 고분자층을 형성시켜서 화염방지 배기후드를 제조하여, 실시예 2를 실시하였다.
(2) 또한, 실시예 2와 마찬가지로, 준비예 1-1의 식물 유래 알코올 함유 수지 대신 상기 준비예 1-3 ~ 준비예 1-4의 식물 유래 알코올 함유 수지를 각각 사용하여 화염방지 배기후드를 제조함으로써, 실시예 3 및 실시예 4를 각각 실시하였다.
실시예 5
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배기후드를 제조하되, 도 5에 나타낸 성형 장치에 장착된 맨드릴 상에 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층 각각을 형성시켜서 배기후드 성형소재를 제조하였다.
다음으로, 열경화를 오븐에서 수행하지 않고, 자기장 유도장치(자기장 유도가열 전기장치, 자기장 유도가열 코일)을 이용하여 맨드릴이 160℃가 되도록 하여 내식성 고분자층으로부터 내화층으로 열을 가하여 2시간 동안 열경화를 수행하였다.
다음으로, 맨드릴 및 이형지를 제거하여 중공의 평균입경 150 mm, 내식성 고분자층 평균두께 1.5 mm, 내화 경계층 평균두께 2 mm 및 내화층 평균두께 3 mm이 차례대로 적층된 배기후드를 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배기후드를 제조하되, 내식성 고분자층 형성시 상기 준비예 1-1의 식물 유래 알코올 함유 수지가 아닌 비교준비예 1의 식물 유래 알코올 함유 수지를 사용하여 배기후드를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배기후드를 제조하되, 내화 경계층 형성시 상기 준비예 2의 제1 혼합수지 대신 비교준비예 2-1의 제1 혼합수지를 사용하여 배기후드를 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배기후드를 제조하되, 내화 경계층 형성시 상기 준비예 2의 제1 혼합수지 대신 비교준비예 2-2의 제1 혼합수지를 사용하여 배기후드를 제조하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배기후드를 제조하되, 내화층 형성시 상기 준비예 3의 제2 혼합수지 대신 비교준비예 3의 제2 혼합수지를 사용하여 배기후드를 제조하였다.
비교예 5
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배기후드를 제조하되, 내화 경계층 형성 없이, 내식성 고분자층을 형성한 후, 내식성 고분자층 상단면에 아라미드 섬유 함유 프리프레그로 감싸서 내화층을 형성시켰다. 다만, 내화층을 실시예 1의 내화층(3 ㎜) 보다 두꺼운 5 ㎜ 두께로 내화층을 형성시켰다.
비교예 6
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배기후드를 제조하되, 내화 경계층 형성시 제1 혼합수지 대신 준비예 1의 식물 유래 알코올 함유 수지만을 사용하였고, 내화층 형성시 제2 혼합수지 대신 준비예 1의 식물 유래 알코올 함유 수지만을 사용하여 중공의 평균입경 150 mm, 내식성 고분자층 평균두께 1.5 mm, 내화 경계층 평균두께 2 mm 및 내화층 평균두께 3 mm이 차례대로 적층된 배기후드를 제조하였다.
비교예 7
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배기후드를 제조하되, 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층 형성시 식물 유래 알코올 함유 수지를 사용하지 않고, 페놀 수지(제조사 강남화성, 상품명 KC 4703)만을 사용하여 중공의 평균입경 150 mm, 내식성 고분자층 평균두께 1.5 mm, 내화 경계층 평균두께 2 mm 및 내화층 평균두께 3 mm이 차례대로 적층된 배기후드를 제조하였다.
실험예 1 : 배기후드의 내화성 측정
상기 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 7에서 제조한 배기후드의 내화성을 하기 방법에 의거하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
내화성은 ASTM D 2863 방법에 의거하여 배기후드의 한계산소지수 측정을 통하여, 내화성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 한계산소지수(%) |
| 실시예 1 | 46.4 |
| 실시예 2 | 45.2 |
| 실시예 3 | 46.9 |
| 실시예 4 | 47.5 |
| 실시예 5 | 38.2 |
| 비교예 1 | 52.6 |
| 비교예 2 | 45.7 |
| 비교예 3 | 46.3 |
| 비교예 4 | 44.9 |
| 비교예 5 | 50.7 |
| 비교예 6 | 43 |
| 비교예 7 | 35 |
상기 내화성 측정 결과를 살펴보면, 전체적으로 한계산소지수가 35 ~ 50%로 우수한 내화성을 보였으나, 비교예 1 및 비교예 3의 한계산소지수가 50%를 초과하는 결과를 보였다. 그리고, 페놀수지만을 사용하여 배기후드를 제조한 비교예 6의 경우, 기존 결과값과 비슷하거나 약간 떨어지는 결과를 보였으며, 식물 유래 알코올 함유 수지만을 사용하여 배기후드를 제조한 비교예 7의 경우, 한계산소지수가 많이 떨어지는 문제가 있음으로 확인할 수 있었다.
실험예 2 : 기계적 물성 측정
실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 7에서 제조한 배기후드의 인장강도, 압축강도 및 굴곡강도를 각각 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
이때, 인장강도는 ASTM D 638에 의거하여 측정하였고, 압축강도는 ASTM D 695에 의거하여 측정하였으며, 굴곡강도는 ASTM D 790에 의거하여 측정하였다.
| 구분 | 인장강도(Mpa) | 압축강도(Mpa) | 굴곡강도(Mpa) |
| 실시예 1 | 193 | 36 | 153 |
| 실시예 2 | 195 | 37 | 153 |
| 실시예 3 | 195 | 37 | 155 |
| 실시예 4 | 192 | 39 | 158 |
| 실시예 5 | 201 | 40 | 162 |
| 비교예 1 | 181 | 27 | 134 |
| 비교예 2 | 184 | 42 | 129 |
| 비교예 3 | 186 | 38 | 142 |
| 비교예 4 | 183 | 37 | 136 |
| 비교예 5 | 151 | 25 | 113 |
| 비교예 6 | 135 | 18 | 95 |
| 비교예 7 | 138 | 23 | 115 |
상기 표 2의 기계적 물성 측정 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 실시예 5의 경우, 190 Mpa 이상의 인장강도, 30 Mpa 이상의 압축강도 및 150 Mpa 이상의 굴곡강도를 갖는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 산촉매 함량이 5 중량부를 초과한 식물 유래 알코올 함유 수지를 사용한 비교예 1의 경우, 인장강도, 압축강도 및 굴곡강도의 기계적 물성이 전반적으로 떨어지는 결과를 보였는데, 이는 내식성 고분자층이 열경화시 너무 빠르게 수축하여 내식성 고분자층에 부분적으로 크랙이 발생했기 때문이다.
그리고, 비교예 2의 경우, 압축강도는 우수하나, 인장강도 및 굴곡강도가 실시예와 비교할 때, 상대적으로 저조한 문제가 있었는데, 비교예 2의 경우, 내화 경계층에 사용된 제1 혼합수지에 페놀수지 함량이 너무 적어서 내화 경계층과 내화층 간의 접합력이 떨어졌기 때문이다. 또한, 비교예 4의 경우, 내화 경계층에 사용된 제1 혼합수지에 페놀 수지 함량이 너무 많아서, 상대적으로 식물 유래 알코올 함유 수지 함량이 적게 되었고, 그 결과, 내식성 고분자층과 내화 경계층 간의 상용성, 접합성이 떨어져서 기계적 물성이 떨어지는 결과를 보였다.
그리고, 비교예 4의 경우, 내화층 형성시 사용된 제2 혼합수지에 페놀 수지 함량이 너무 많아서, 상대적으로 식물 유래 알코올 함유 수지 함량이 감소한 결과, 내화 경계층과 내화층 간의 접합력이 떨어진 결과로 판단된다.
또한, 비교예 5의 경우, 전반적인 기계적 물성이 떨어지는 결과를 보였는데, 실시예의 내화 경계층 및 내화층을 합한 두께와 동일한 두께로 내화 경계층을 형성시켰더라도, 내식성 고분자층과 내화층 간에 상용성이 떨어져서 배기후드의 전반적인 기계적 물성이 좋지 않은 결과를 보인 것으로 판단된다.
그리고, 페놀수지만을 사용하여 배기후드를 제조한 비교예 6의 경우, 기존에 비해 기계적 물성치가 떨어지는 결과를 보였으며, 식물 유래 알코올 함유 수지만을 사용하여 배기후드를 제조한 비교예 7의 경우, 수지가 딱딱하게 되어 취성이 증가와 더블어 물성치도 떨어지는 문제가 있음으로 확인할 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서만 설명하였지만, 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이므로 상술한 특정의 실시예에 한정되는 것은 아니라. 오히려 첨부된 청구범위에서 청구하는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
1 : 베일층 2 : 섬유집합체층
100 : 멘드릴 110 : 내식성 고분자층
120 : 내화 경계층 130 : 내화층
200 : 회전모터 210 : 롤러
220 : 스크래퍼 240 : 자기장 유도가열 전기장치
250 : 자기장 유도가열 코일 300 : 수지 함침조
410 : 진공용 필름 420 : 진공흡입구
430 : 필름밀봉재
100 : 멘드릴 110 : 내식성 고분자층
120 : 내화 경계층 130 : 내화층
200 : 회전모터 210 : 롤러
220 : 스크래퍼 240 : 자기장 유도가열 전기장치
250 : 자기장 유도가열 코일 300 : 수지 함침조
410 : 진공용 필름 420 : 진공흡입구
430 : 필름밀봉재
Claims (26)
- 중공; 상기 중공 외주면에 형성된 내식성 고분자층; 상기 내식성 고분자층의 외주면 또는 내식성 고분자층 내부에 형성된 내화 경계층; 및 상기 내화 경계층 외주면에 형성된 내화층;을 포함하며,
상기 내식성 고분자층은 식물 유래 알코올 함유 수지를 포함하고,
상기 내화 경계층은 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지가 혼합된 제1 혼합수지를 포함하며,
상기 내화층은 식물 유래 알코올 함유 수지와 페놀 수지가 혼합된 제2 혼합수지를 포함하고,
내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층의 상기 식물 유래 알코올 함유 수지는 옥수수 또는 짚 유래의 푸르푸릴알코올(furfuryl alcohol)을 100 중량부에 대하여, 수용성 나일론 수지 2 ~ 10 중량부 및 산촉매 1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 혼합수지는 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지를 1 : 0.4 ~ 0.8 중량비로 포함하고,
상기 제2 혼합수지는 식물 유래 알코올 함유 수지와 페놀 수지를 1 : 1 ~ 3 중량비로 포함하며,
상기 페놀 수지는 노블락형 페놀 수지 또는 레졸형 페놀 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드. - 제1항에 있어서, 상기 내식성 고분자층은 식물 유래 알코올 함유 수지 내에 베일층 및 섬유집합체층을 포함하며,
상기 베일층은 카본 베일, 폴리에스테르 베일 및 C-글라스 베일 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드. - 제3항에 있어서, 상기 베일층은 상기 베일을 1층 내지 3층으로 적층된 형태인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드.
- 제3항에 있어서, 내식성 고분자층의 상기 섬유집합체층은
유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 및 바잘트섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 내화성 섬유;
상기 내화성 섬유를 포함하는 부직포; 및
상기 내화성 섬유를 포함하는 직물; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드. - 제1항에 있어서, 상기 내화 경계층은 제1 혼합수지 및 섬유집합체를 포함하고,
상기 내화 경계층의 섬유집합체는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 및 바잘트 섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 내화성 섬유; 상기 내화성 섬유를 포함하는 부직포; 및 상기 내화성 섬유로 직조된 직물; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드. - 제1항에 있어서, 상기 내화층은 제2 혼합수지 및 섬유집합체를 포함하고,
상기 내화층의 섬유집합체는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 및 바잘트 섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 내화성 섬유; 또는 상기 내화성 섬유로 직조된 직물; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드. - 제1항에 있어서, 상기 내화층의 외주면에 이형층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드.
- 삭제
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- 제1항에 있어서, 상기 제1 혼합수지는 전체 중량 중 난연제 5 ~ 10 중량% 및 필러 5 ~ 20 중량%를 더 포함하고,
상기 제2 혼합수지는 전체 중량 중 난연제 1 ~ 10 중량% 및 필러 15 ~ 30 중량%로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드. - 제11항에 있어서, 상기 필러는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 및 실리카 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 내식성이 우수한 화염방지 배기후드.
- 제1항에 있어서, 상기 내식성 고분자층은 평균두께 0.2 ㎜ ~ 3 ㎜이고, 상기 내화 경계층은 평균두께 0.5 mm ~ 4 mm이며, 상기 내화층은 평균두께 1 mm ~ 6 ㎜인 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드.
- 제7항에 있어서, 상기 내화층의 내화성 섬유는 소폭 직조 타입 또는 제2 혼합수지에 상기 섬유집합체가 함침된 프리프레그 타입인 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 내화성 섬유는 촙(chop) 형상, 필라멘트(filament) 형상 또는 직조(FABRIC) 형상인 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드.
- 제1항 내지 제8항 및 11항 내지 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기후드는 불산계 화합물 함유 가스의 배기용 배기후드인 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 화염방지 배기후드.
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- 맨드릴의 표면에 이형지를 감싸는 단계;
상기 이형지의 상단면에 내식성 고분자층, 내화 경계층 및 내화층을 차례대로 형성시키는 단계;
열경화시켜서 경화된 배기후드를 제조하는 단계; 및
맨드릴로부터 경화된 배기후드를 탈형시키는 단계;를 포함하며,
상기 내식성 고분자층은 이형지의 표면에 식물 유래 알코올 함유 수지를 도포한 후, 베일을 1층 ~ 3층으로 적층시킨 다음, 상기 식물 유래 알코올 함유 수지를 베일 표면에 도포한 후, 섬유집합체를 적층시킨 다음, 상기 식물 유래 알코올 함유 수지를 섬유집합체 표면에 도포하여 형성시키며,
상기 식물 유래 알코올 함유 수지는 옥수수 또는 짚 유래의 푸르푸릴알코올(furfuryl alcohol)을 100 중량부에 대하여, 수용성 나일론 수지 2 ~ 10 중량부 및 산촉매 1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 특징ㅇ로 하는 화염방지 배기후드의 제조방법. - 제22항에 있어서,
상기 열경화는 자기장 유도가열 코일에서 발생하는 자기장 유도열에 의해 멘드릴 전체에 130℃ ~ 200℃로 가열시켜서 수행하거나 또는 160℃ ~ 200℃의 온도 하의 오븐에서 수행하는 것을 특징으로 하는 화염방지 배기후드의 제조방법. - 삭제
- 제22항에 있어서, 상기 내화 경계층은
내식성 고분자층의 표면에 제1 혼합수지를 도포한 후, 섬유집합체를 적층한 다음 다시 제1 혼합수지를 도포하여 형성시키거나; 또는 제1 혼합수지와 섬유집합체를 포함하는 프리프레그를 내식성 고분자층의 표면에 적층시켜서 형성;시키며,
상기 제1 혼합수지는 식물 유래 알코올 함유 수지 및 페놀 수지를 1 : 0.4 ~ 0.8 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 화염방지 배기후드의 제조방법. - 제22항에 있어서, 상기 내화층은
내화 경계층 표면에 제2 혼합수지를 도포한 후, 섬유집합체를 적층한 다음 다시 제2 혼합수지를 도포하여 형성시키거나; 또는 제2 혼합수지와 섬유집합체를 포함하는 프리프레그를 내화 경계층의 표면에 적층시켜서 형성;시키며,
상기 제2 혼합수지는 식물 유래 알코올 함유 수지와 페놀 수지를 1 : 1 ~ 3 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 화염방지 배기후드의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020150013664A KR101568385B1 (ko) | 2015-01-28 | 2015-01-28 | 내식성이 우수한 화염방지 배기후드, 이의 제조방법, 이의 성형장치 및 성형 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020150013664A KR101568385B1 (ko) | 2015-01-28 | 2015-01-28 | 내식성이 우수한 화염방지 배기후드, 이의 제조방법, 이의 성형장치 및 성형 시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR101568385B1 true KR101568385B1 (ko) | 2015-11-12 |
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ID=54610060
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150013664A KR101568385B1 (ko) | 2015-01-28 | 2015-01-28 | 내식성이 우수한 화염방지 배기후드, 이의 제조방법, 이의 성형장치 및 성형 시스템 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR101568385B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102156752B1 (ko) * | 2020-02-18 | 2020-09-16 | (주)한국화이바 | 유리섬유강화 플라스틱 복합관의 제조방법 및 그에 의해 제조된 유리섬유강화 플라스틱 복합관 |
| KR102167925B1 (ko) * | 2020-01-31 | 2020-10-20 | 주식회사 립스 | 다방향 유리섬유보강재를 투입한 grp 파이프 자동화 제조 장치, 제조 방법 및 이를 이용한 grp 파이프 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013506739A (ja) | 2009-09-30 | 2013-02-28 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 抗腐食性コーティング組成物、抗腐食性フィルムおよび抗腐食性物品 |
-
2015
- 2015-01-28 KR KR1020150013664A patent/KR101568385B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2013506739A (ja) | 2009-09-30 | 2013-02-28 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 抗腐食性コーティング組成物、抗腐食性フィルムおよび抗腐食性物品 |
Cited By (2)
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| KR102156752B1 (ko) * | 2020-02-18 | 2020-09-16 | (주)한국화이바 | 유리섬유강화 플라스틱 복합관의 제조방법 및 그에 의해 제조된 유리섬유강화 플라스틱 복합관 |
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