KR101913788B1

KR101913788B1 - 마그네틱 레벨 게이지

Info

Publication number: KR101913788B1
Application number: KR1020180063849A
Authority: KR
Inventors: 최진국
Original assignee: 최진국
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2018-10-31

Abstract

본 발명은 정확한 유체가 담긴 탱크의 수면의 위치 지시 및 알람이 통합된 고온 고압 탱크용 마그네틱 레벨 게이지에 관한 것으로, 탱크의 일측에 상하 수직 방향으로 연결 설치되며, 하부에 형성된 유체 투입관을 통해 탱크에 보관된 유체를 투입 받아 하측으로부터 채워나가며, 자기력을 이용하여 투입 받는 유체에 포함된 철분을 흡착시킬 수 있도록 상기 유체 투입관에 자석 필터를 장착 설치하는 플로트 챔버; 상기 플로트 챔버의 내부 공간에 삽입 배치되어 상기 탱크로부터 투입되는 유체의 부력에 의해 승강하는 자석 플로트; 및 상기 플로트 챔버와 기 설정된 간격을 유지하면서 대향하여 설치되며, 상기 자석 플로트의 승강 정도를 측정하여 상기 플로트 챔버로 투입되는 유체의 양을 측정하는 리드 스위치를 포함한다.

Description

마그네틱 레벨 게이지{Magnetic Level Gauge}

본 발명은 마그네틱 레벨 게이지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체가정확한 담긴 탱크의 수면의 위치 지시 및 알람이 통합된 고온 고압 탱크용 마그네틱 레벨 게이지에 관한 것이다.

일반적으로 액체를 수용 또는 저장할 수 있도록 만들어진 탱크와 같은 액체 수용 용기는 대개 밀폐된 상태로 제공되며, 유입구가 개방된 때를 제외하고는 용기 내부를 직접 관찰하는 것이 어렵다.

특히, 용기에 수용된 액체가 외기와 접촉이 불가한 특수한 액체인 경우나, 외부광에 민감하게 반응하는 불안정안 액체인 경우에는 용기가 완전히 밀폐된 상태로 제공되거나, 용기 표면이 완전히 불투명하게 형성되어 용기에 수용된 액체의 수위(용기의 바닥으로부터 액체 표면까지의 높이)를 직접 측정하거나 파악하는 것이 매우 용이하지 못하다.

이와 같은 이유로 액체가 수용된 용기의 외부에 레벨게이지(Level gauge: 유량 측정/표시기)를 설치하여 사용한다.

레벨게이지는 일반적으로 자석이 포함된 복수의 회전자를 포함할 수 있으며, 액체의 표면에서 부유하는 자성을 갖는 플로터가 회전자와 자기력을 교환함으로써 탱크 또는 용기 내부에 수용된 액체의 수위를 표시할 수 있다.

그런데, 종래의 레벨 게이지의 본체 내로 유입되는 유체에 포함된 이물질이 걸러지지 않은 상태로 유입되는데, 이물질이 레벨 게이지의 내부 공간에서 유체의 유입에 따라 상승하는 플로트와 플로트 내부에 설치되는 자석에 부착되면서 플로트의 승강 동작에 방해를 함으로서 액면 높이의 측정을 방해한다는 문제점을 가지고 있다.

한국공개특허 제10-2017-0060303호 한국등록실용신안 제20-0411364호

본 발명의 일측면은 액체가 게이지 안으로 유입되면 입구에 설치된 자석을 이용하여 철분 및 자석에 붙는 이물질들을 걸러주어 플로트에 부착된 자석이 원활하게 작동할 수 있도록 하며, 플로트의 위치가 변화하면서 자석이 근접 센서에 신호를 주어 디지털 디스플레이로 정확한 수위 변화를 지시할 수 있도록 구현한 마그네틱 레벨 게이지를 제공한다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 레벨 게이지는, 유체를 보관하는 탱크의 일측에 상하 수직 방향으로 연결 설치되며, 하부에 형성된 유체 투입관을 통해 탱크에 보관된 유체를 투입 받아 하측으로부터 채워나가며, 자기력을 이용하여 투입 받는 유체에 포함된 철분을 흡착시킬 수 있도록 상기 유체 투입관에 자석 필터를 장착 설치하는 플로트 챔버; 상기 플로트 챔버의 내부 공간에 삽입 배치되어 상기 탱크로부터 투입되는 유체의 부력에 의해 승강하는 자석 플로트; 및 상기 플로트 챔버와 기 설정된 간격을 유지하면서 대향하여 설치되며, 상기 자석 플로트의 승강 정도를 측정하여 상기 플로트 챔버로 투입되는 유체의 양을 측정하는 리드 스위치를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 리드 스위치는, 상기 플로트 챔버와 기 설정된 간격을 유지하면서 대향하여 설치되며, 상기 자석 플로트의 자기력을 감지하는 자기력 감지부; 상기 자기력 감지부에서 감지된 자기력 신호를 증폭시켜 상기 자석 플로트의 승강 정도를 측정하며, 측정된 승강 정도를 분석하여 상기 플로트 챔버의 내부에 담긴 유체의 수위를 판독하는 수위 판독부; 상기 수위 판독부의 전면에 연결 설치되며, 상기 수위 판독부에서 판독된 유체의 수위를 디지털 형식으로 표시하는 표시부; 기계적 물성 및 비틀림 현상을 개선시키고, 신체의 신진 대사를 촉진시키는 원적외선을 방사할 수 있도록 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 110 ~ 130 중량부, 탈크(Talc) 170 ~ 190 중량부, 게르마늄 분말 1 ~ 10 중량부, 유리섬유 강화 플라스틱 15 ~ 25 중량부, 아교 2 ~ 7 중량부, 코르크 분말 5 ~ 10 중량부, 자당(C12H22O11) 분말 1 ~ 4 중량부, 배반 2 ~ 5 중량부 및 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH)) 3 ~ 8 중량부를 포함하며 1.02 ~ 1.10의 비중을 갖는 플라스틱 조성물로 제조되며, 상기 자기력 감지부의 상부에 설치되며, 내부 공간에 상기 수위 판독부를 장착 설치하여 외부의 충격으로부터 보호하는 케이스 본체; 및 상기 케이스 본체와 동일한 재질로 제작되며, 상기 케이스 본체의 전면을 덮은 후, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30 ~ 90 중량부에 대하여, 폴리비닐알콜(PVA) 1 ~ 30 중량부, 물 10 ~ 30 중량부, 탄산칼슘 5 ~ 30 중량부, 계면활성제 0.1 ~ 1 중량부, 요변성 부여제 1 ~ 20 중량부, 소듐 실리케이트 3 ~ 7 중량부, 이황화 몰리브덴(MoS2) 1 ~ 5 중량부, 수산화알루미늄 5 ~ 10 중량부 및 용매인 물 10 ~ 30 중량부를 포함하는 주제와, 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI), 수소화 TDI, 트리메틸 프로판-TDI(trimethyl propane-TDI), 트리페닐메탄-트리이소시아네이트(tripehnylmethane-triisocyanate, TTI), 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(dipehenylmethane-4,4-diisocianate, MDI), 수소화 MDI, 및 헥산메틸렌-디이소시아네이트(hexamethylene-diisocyanate, HDI) 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 이소시아네이트 화합물로 이루어지며, 주제 100 중량부에 대해서 1 ~ 20 중량부로 포함되는 경화제로 이루어진 접착제 조성물에 의해 상기 케이스 본체에 부착 설치되는 케이스 덮개를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 알루미늄 자석 플로트를 사용하고 외부에 레벨 센서를 설치하여 고온고압과 특수 액체나 불안정한 액체에 대한 사용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 자석 필터를 구비하여 자석에 달라붙는 이물질을 미연에 제어함으로써 자석 플로트의 사용이 용이할 뿐만 아니라, 디지털 표시 방식을 채택하여 미세한 변화나 소수 첫 째 자리까지 수위를 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 레벨 게이지를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 리드 스위치를 설명하는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 있는 플로트 챔버의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 레벨 게이지를 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 마그네틱 레벨 게이지(10)는, 플로트 챔버(100), 자석 플로트(200) 및 리드 스위치(300)를 포함한다.

설치하는 플로트 챔버(100)는, 유체를 보관하는 탱크(1)의 일측에 상하 수직 방향으로 연결 설치되며, 하부에 형성된 유체 투입관(110)을 통해 탱크(1)에 보관된 유체를 투입 받아 하측으로부터 채워나가며, 자기력을 이용하여 투입 받는 유체에 포함된 철분을 흡착시킬 수 있도록 유체 투입관(110)에 자석 필터(120)를 장착 설치한다.

일 실시예에서, 설치하는 플로트 챔버(100)는, 하측에 드레인 벨브(140)를 형성하여 플로트 챔버(100) 내부에 담긴 유체를 배출하도록 할 수 있으며, 상부 및 하부에 각각 콘 플렌지(150)를 형성하여 탱크(1)에 연결 설치될 수 있다.

이때, 하부에 형성된 콘 플렌지(150)를 관통하여 유체 투입관(110)이 형성되어, 탱크(1)로부터 유체가 플로트 챔버(100)의 내부 공간으로 유입되도록 할 수 있다.

자석 플로트(200)는, 플로트 챔버(100)의 내부 공간에 삽입 배치되어 탱크(1)로부터 투입되는 유체의 부력에 의해 승강한다.

일 실시예에서, 자석 플로트(200)는, 원판형 자석이 바닥 부분에 장착된 알루미늄으로 형성되는 원통형으로 제작될 수 있다.

리드 스위치(300)는, 플로트 챔버(100)와 기 설정된 간격(예를 들어, 1mm 내지 10mm 등)을 유지하면서 대향하여 설치되며, 자석 플로트(200)의 승강 정도를 측정하여 플로트 챔버(100)로 투입되는 유체의 양을 측정한다.

일 실시예에서, 리드 스위치(300)는, 플로트 챔버(100)에 떨어지지 않고 부착 설치되어도 무방하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 마그네틱 레벨 게이지(10)는, 특수 액체나 불안정한 액체 또는 고온 고압에서 사용이 가능하며, 유체가 플로트 챔버(100)의 내부 공간으로 유입되기 이전 단계에서 자석 플로트(200)의 자석에 붙는 철분이나 이물질을 제거할 수 있다.

도 2는 도 1에 있는 리드 스위치를 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 리드 스위치(300)는, 자기력 감지부(310), 수위 판독부(320), 표시부(330), 케이스 본체(340) 및 케이스 덮개(350)를 포함한다.

자기력 감지부(310)는, 상부에 케이스 덮개(350)가 연결 설치되며, 플로트 챔버(100)와 기 설정된 간격(예를 들어, 1mm 내지 10mm 등)을 유지하면서 대향하여 설치되며, 자석 플로트(200)의 자기력를 감지한다.

수위 판독부(320)는, 케이스 덮개(350)의 내부 공간에 장착 설치되며, 자기력 감지부(310)에서 감지된 자기력 신호를 증폭시켜 자석 플로트(200)의 승강 정도를 측정하며, 측정된 승강 정도를 분석하여 플로트 챔버(100)의 내부에 담긴 유체의 수위를 판독한다.

일 실시예에서, 수위 판독부(320)는, 유체의 수위를 디지털 형식으로 표시하기 위한 신호를 생성할 수 있으며, 수위의 변화를 미세한 변화를 표시할 수 있도록 수위의 변화를 소수 첫 째 자리까지 산출함이 바람직하다.

표시부(330)는, 수위 판독부(320)의 전면에 연결 설치되며, 케이스 덮개(350)에 형성된 창을 통해 수위 판독부(320)에서 판독된 유체의 수위를 LED 또는 LCD 등과 같은 디스플레이 수단을 통해 디지털 형식으로 표시한다.

케이스 본체(340)는, 기계적 물성 및 비틀림 현상을 개선시키고, 신체의 신진 대사를 촉진시키는 원적외선을 방사할 수 있도록 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 110 ~ 130 중량부, 탈크(Talc) 170 ~ 190 중량부, 게르마늄 분말 1 ~ 10 중량부, 유리섬유 강화 플라스틱 15 ~ 25 중량부, 아교 2 ~ 7 중량부, 코르크 분말 5 ~ 10 중량부, 자당(C₁₂H₂₂O₁₁) 분말 1 ~ 4 중량부, 배반 2 ~ 5 중량부 및 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH)) 3 ~ 8 중량부를 포함하며 1.02 ~ 1.10의 비중을 갖는 플라스틱 조성물로 제조되며, 자기력 감지부(310)의 상부에 설치되며, 내부 공간에 수위 판독부(320)를 장착 설치하여 외부의 충격으로부터 보호한다.

본 발명의 케이스 본체(340)를 제조하기 위한 플라스틱 조성물은, 폴리프로필렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE), 탈크 및 게르마늄 분말을 포함할 수 있다.

상술한 플라스틱 조성물에 의할 경우, 내열성, 내구성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 비틀림 현상을 개선할 수 있으며, 원적외선을 방사함으로써 신진 대사 촉진 및 제조된 플라스틱 용기에 보관된 식품의 저장 안정성을 향상시킬 수 있는 플라스틱 시트(제품)를 제조할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

폴리프로필렌(polypropylene) 수지는, 성능 대비 가격이 저렴하고, 식품이나 화장품 등의 내용물과의 접촉에도 위해성이 없는 환경친화적인 소재로 알려져 있는 것으로서, 프로필렌을 중합하여 얻는 열가소성 수지이고, 내약품성, 기계적 성질, 열적 성질이 우수하다.

폴리프로필렌은, 프로필렌 단독(호모) 중합체, 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 기계적 물성의 향상을 위하여 호모 중합체와 랜덤 공중합체를 3 : 2의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지는, 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서, 높은 유동성과 강성, 내충격성, 전기절연성, 성형성, 내한성이 뛰어나다.

고밀도 폴리에틸렌 수지는, 전술한 폴리프로필렌 수지와 혼합하여 플라스틱 시트 또는 제품 제조 시 인장력을 강화하여 성형성을 개선할 수 있는 효과를 가질 수 있으며, 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있다.

탈크는, 플라스틱 조성물의 강도, 내열성 등의 기계적 물성을 향상시키는 것으로서, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 150 ~ 200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 탈크 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 탈크는, 다른 충전재 성분과 혼합하여 사용하는 것도 가능하고, 바람직하게는, 돌로마이트 분말과 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용하여 플라스틱 조성물의 내구성 향상에 기여할 수도 있다.

게르마늄은, 은백색의 준금속으로, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등을 다량 방사하여 신진 대사를 촉진하는 효과를 가진다.

또한, 게르마늄은, 반도체적 성질로 인해 피부에 접촉하면 게르마늄 이온(외곽전자)이 체내에 들어가 생명력을 높이는 작용을 하며, 체내에 들어가면 각종 유해물질과 함께 20 ~ 30시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 전혀 없다.

특히, 무기게르마늄의 입자가 사람의 피부와 접하게 되면 외곽전자의 침투압 활동으로 피부조직 속으로 반도체 성질이 들어간다. 피하조직 속의 모세혈관까지 침투한 게르마늄은 혈관벽을 통해서 혈관 속에 있는 전자를 이동시키며, 혈액정화작용을 하여 혈액을 정상화시키고, 과잉 전자 흐름을 방전시켜 통증을 면하게 한다는 사실이 밝혀졌다.

게르마늄은, 분말 형태로 사용할 수 있고, 게르마늄 원석을 3cm 이하로 잘게 절단한 후, 절단된 게르마늄 원석을 80 ~ 100 메쉬의 입도 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 플라스틱 조성물은, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서, 고밀도 폴리에틸렌 수지 110 ~ 130 중량부, 탈크 170 ~ 190 중량부 및 게르마늄 분말 1 ~ 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

플라스틱 조성물을 이용하여 케이스 본체(340)를 제조할 경우, 뒤틀림 현상 등을 배제하기 위하여 플라스틱 조성물의 비중을 조절하는 것이 중요한데, 비중은 1.02 ~ 1.10인 것이 바람직하고, 1.03 ~ 1.05인 것이 더욱 바람직한데, 즉, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서, 고밀도 폴리에틸렌 수지가 110 중량부 미만이거나, 탈크가 170 중량부 미만이면, 내구성 등의 기계적 물성을 강화 시키기 제한되고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 130 중량부를 초과하거나, 탈크가 190 중량부를 초과하면, 플라스틱 조성물의 비중이 늘어나 성형성이 불량해질 수 있는 우려가 있다.

또한, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서, 게르마늄 분말이 1 중량부 미만이면, 게르마늄으로 인한 원적외선 방출 효과 등이 발현되기 힘들고, 10 중량부를 초과하면, 다른 성분과의 혼합성이 저해되어 성형성이 불량해질 수 있다.

일 실시예에서, 상술한 플라스틱 조성물은, 내충격성을 강화하기 위하여 유리섬유 강화 플라스틱을 더 포함할 수 있다.

유리섬유 강화 플라스틱(Fiberglass Reinforced Plastic, FRP)은, 유리계 광물질을 주원료로 하고, 유리계 광물질에 방향족 나일론 섬유 및 열경화성 수지를 결합한 물질이다.

유리계 광물질은, 규사, 석회석, 장석 및 소다회로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

열경화성 수지는, 공지의 다양한 열경화성 수지를 사용할 수 있고, 바람직하게는, 폴리에스터, 에폭시 수지를 사용할 수 있다.

유리섬유 강화 플라스틱은, 유리계 광물질 등의 재료를 혼합하여 용융로에 넣어 제조할 수 있고, 유리섬유 사이에 밀봉된 각각의 공기층이 단열층으로 작용하여 불연성, 흡음성, 시공성이 우수하다.

또한, 철보다 강하고, 알루미늄보다 가벼우며, 녹슬지 않는다는 장점이 있으며, 불연성이 우수하여 열에 변형되지 않고, 가공하기 용이하다.

이때, 유리섬유 강화 플라스틱(펠렛 형태)과 PVC 등과의 혼합성을 향상시키기 위하여 아교를 첨가하는 것이 바람직하다.

아교는, 동물의 가죽, 창자, 뼈 등을 고아 그 액체를 고형화한 물질로서, 각 성분의 결합력을 향상시키면서도 환경 호르몬 배출 등의 문제를 해소할 수 있다.

유리섬유 강화 플라스틱 및 아교는, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서, 각각 15 ~ 25 중량부 및 2 ~ 7 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 해당 범위보다 적을 경우, 내충격성 강화 및 배합성이 떨어질 수 있고, 해당 범위를 넘어서는 경우, 제품 생산 시 깨짐 현상이 발생할 수 있고, 비경제적이다.

일 실시예에서, 플라스틱 조성물을 이용하여 발판 프레임(310)을 제작 시 탄성력을 향상시키기 위하여 코르크 분말을 더 포함할 수도 있다.

코르크 분말은, 굴참나무의 껍데기를 제거한 후, 분쇄하여 준비할 수 있다. 코르크 분말은 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 400 메쉬(mesh) 이상의 망으로 거른 미분쇄 입자를 사용하는 것이 바람직하다.

코르크 분말은, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서, 5 ~ 10 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 코르크 분말이 5 중량부 미만인 경우, 탄성도의 향상 정도가 미미하고, 10 중량부를 초과하는 경우, 제품 제조 시 내부에 형성된 공극이 커져 내구성이 약화될 수 있다.

또한, 코르크 분말과 타 성분과의 혼합성을 개선하기 위하여 자당(C₁₂H₂₂O₁₁) 분말을 더 포함할 수 있다.

자당은, 코르크 분말 사이에 형성된 공극을 매끄럽게 할 뿐만 아니라, PVC 등과의 혼합 과정에서 점성이 생겨 이취 문제를 발생시키는 분자를 잡을 수도 있어 이취 문제 해결에도 기여할 수 있다.

자당은, 500 메쉬(mesh) 망으로 거른 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 1 ~ 4 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 자당이 1 중량부 미만인 경우, 자당에 의해 발현되는 효과가 미미하고, 4 중량부를 초과하는 경우, 비경제적일 뿐만 아니라 제품의 기계적 물성을 약화시킬 우려가 있다.

일 실시예에서, 플라스틱 조성물은, 백반 분말을 더 포함할 수 있다. 백반은 칼륨 백반(황산알루미늄칼륨, AlK(SO₄)₂·12H₂O)을 사용할 수 있고, 천연의 명반석으로부터 얻을 수 있다.

구체적으로, 명반석을 물에 풀어서 거른 다음 끊이고, 식힌 후 불규칙한 모양의 결정이 생기면, 이를 건조함으로써 제조할 수 있다. 백반은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 2 ~ 5 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 백반의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 백반에 의한 효과가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우 비경제적이다.

일 실시예에서, 본 발명에 의한 플라스틱 조성물은 항균성을 향상시키기 위하여 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 더 포함할 수 있다.

보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있는데, 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다.

γ-보헤마이트는, 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 보헤마이트는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 3 ~ 8 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 보헤마이트의 함량이 3 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 8 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명에 의한 플라스틱 조성물의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

폴리프로필렌 수지 180kg, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 200kg, 탈크 310kg, 게르마늄 분말 15kg을 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 1로 하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일하게 제조하되, 유리섬유 강화 플라스틱 36kg, 아교 9kg을 더 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 2로 하였다.

[실시예 3]

실시예 2와 동일하게 제조하되, 코르크 분말 9kg, 자당 분말 5kg, 백반 분말 5kg, γ-보헤마이트 9kg을 더 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 3으로 하였다.

[비교예 1]

탈크만 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였고, 이를 비교예 1로 하였다.

[실험예 1 : 내충격성 평가]

실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1의 플라스틱 조성물을 이용하여 시편(20cm * 30cm, 두께 20mm)을 제조하였고, 3kg의 추를 2m 높이에서 떨어뜨린 후, 각 시편의 파손 정도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

상기 표 1을 통해 알 수 있듯이, 탈크를 포함하지 않은 비교예 1에 비해 탈크를 포함하는 실시예들은 내충격성이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히, 유리섬유 강화 플라스틱을 함유하는 실시예 2 및 3의 경우, 가장 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

[실험예 2 : 내열성 평가]

실험예 1의 시편을 80℃로 유지되는 열풍 순환식 가열로에서 3시간 가열한 후 황변도를 육안으로 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2를 통해 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1과 달리 황변되는 부분이 거의 관찰되지 않았다. 이를 통해 실시예의 내열성이 비교예 1에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 3 : 항균성 평가]

실시예 1, 실시예 3 및 비교예 1에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Aspergillus niger ATCC 9642(곰팡이)를 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 3에 기재하였다.

항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다.

상기 표 3를 통해 알 수 있듯이, γ-보헤마이트를 포함하는 실시예 3의 경우, 다른 케이스보다 항균성이 매우 우수하다는 것을 예측할 수 있었다.

케이스 덮개(350)는, 케이스 본체(340)와 동일한 재질로 제작되며, 케이스 본체(340)의 전면을 덮은 후, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30 ~ 90 중량부에 대하여, 폴리비닐알콜(PVA) 1 ~ 30 중량부, 물 10 ~ 30 중량부, 탄산칼슘 5 ~ 30 중량부, 계면활성제 0.1 ~ 1 중량부, 요변성 부여제 1 ~ 20 중량부, 소듐 실리케이트 3 ~ 7 중량부, 이황화 몰리브덴(MoS2) 1 ~ 5 중량부, 수산화알루미늄 5 ~ 10 중량부 및 용매인 물 10 ~ 30 중량부를 포함하는 주제와, 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI), 수소화 TDI, 트리메틸 프로판-TDI(trimethyl propane-TDI), 트리페닐메탄-트리이소시아네이트(tripehnylmethane-triisocyanate, TTI), 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(dipehenylmethane-4,4-diisocianate, MDI), 수소화 MDI, 및 헥산메틸렌-디이소시아네이트(hexamethylene-diisocyanate, HDI) 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 이소시아네이트 화합물로 이루어지며, 주제 100 중량부에 대해서 1 ~ 20 중량부로 포함되는 경화제로 이루어진 접착제 조성물에 의해 케이스 본체(340)의 전면에 부착 설치한다.

일 실시예에서, 케이스 덮개(350)의 부착에 사용되는 접착제 조성물은, 주제 및 경화제를 포함하는 접착제 조성물로서, 주제는, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30~90 중량부, 폴리비닐알콜(PVA) 1~30 중량부, 물 10~30 중량부, 탄산칼슘 5~30 중량부, 계면활성제 0.1~1 중량부 및 요변성 부여제 1~20 중량부를 포함하고, 경화제는, 이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있다.

또한, 접착제 조성물은, 주제와 경화제로 이루어진 수용성 2액형 접착제 조성물로서, 이를 도포 및 경화하여 접착시트 또는 접착제를 제조할 수 있으며, 환경을 오염시키지 않으면서도, 접착성, 내열성 등 물리적 특성이 우수하여 합판과 같은 목질 보드나 마그네슘 보드와 같은 무기질 보드, PVC 등의 여러가지 플라스틱 재질의 시트에 사용될 수 있다.

주제는, 기본적으로 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지, 폴리비닐알콜(PVA), 물, 탄산칼슘, 계면활성제 및 요변성 부여제를 포함하는데, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지는 주제의 주성분으로서, 응집력이 강하여 제조되는 접착시트 또는 접착제의 강도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

종래에는 에폭시 수지를 접착시트 또는 접착제의 주성분으로 사용하였는데, 에폭시 수지를 사용하는 접착시트 또는 접착제의 경우 벤젠 톨루엔과 같은 휘발성 유기 화합물을 방출하여 환경 및 인체에 유해한 영향을 미쳤다.

그러나, 본 발명의 접착제 조성물은, 에폭시 수지를 배제함으로써 환경문제 등의 문제점을 해결할 수 있게 되었다.

폴리비닐알콜(PVA)은, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내열성과 내수성 및 접착성을 향상시키는 역할을 한다.

폴리비닐알콜은, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서, 1 ~ 30 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 폴리비닐알콜이 1 중량부 미만인 경우, 내열성 등을 향상시키기 힘들고, 30 중량부를 초과하는 경우, 에틸렌 비닐 아세테이트의 상대적인 함량이 줄어들어 접착시트 또는 접착제의 응집력이 약화될 수 있다.

또한, 본 발명은, 온돌 마루 등에 사용될 때, 폴리비닐알콜의 기능성을 보완하기 위하여 폴리비닐알콜과 함께 산화안티몬 및 산화지르코늄을 사용할 수도 있다.

산화안티몬 및 산화지르코늄은, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내열성을 증진시킬 수 있는 것으로서, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30 ~ 90 중량부에 대해서 각각 5 ~ 10 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만에서는 내열성 증진 효과가 미미하고, 상기 범위를 넘어서는 경우 비경제적이다.

물은 주제의 용매로 사용될 수 있다.

본 발명은, 종래의 접착시트 또는 접착제와 달리 휘발성 유기용제를 사용하지 않아 환경오염 문제를 해결할 수 있는 효과를 가진다.

물은, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서, 10 ~ 30 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 물이 10 중량부 미만이면, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 등을 효과적으로 용해시킬 수 없고, 30 중량부를 초과하는 경우, 너무 묽어져서 접착시트 또는 접착제의 강도가 낮아질 수 있다.

탄산칼슘은, 접착제 조성물의 점도를 조절하고, 경화 시 수축 현상을 감소시킨다.

탄산칼슘은, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30~90 중량부에 대해서, 5 ~ 30 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 탄산칼슘이 5 중량부 미만인 경우, 경화 시 충분한 수축이 일어나지 않아 접착시트 또는 접착제의 경도가 불량해질 수 있고, 30 중량부를 초과하는 경우, 점도가 너무 빡빡하여 생산성이 저하될 수 있다.

또한, 본 발명은, 탄산칼슘을 대체하여 경탄류, 클레이류의 여러가지 물질을 사용할 수도 있으며, 일 예로, 돌로마이트 및/또는 활석(Talc)을 사용할 수 있다.

이때, 기계적 물성을 향상시키기 위하여 돌로마이트 및 활석을 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 또한, 분말은 150 ~ 200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 것이 바람직한데, 150 ~ 200 메시의 입자크기를 갖도록 미분쇄된 분말을 사용하게 되면, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 등의 다른 성분과 혼합성이 향상될 수 있다.

계면활성제는, 접착제 조성물의 혼합시 표면장력을 줄이고, 도포성을 향상시키기 위하여 사용된다.

계면활성제는, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30 ~ 90 중량부에 대해서, 0.1 ~ 1 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

계면활성제는, 공지의 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제를 사용할 수 있으나, 표면장력을 효과적으로 줄이기 위하여 탄소 원자 8 ~ 14개의 알킬 사슬을 포함하는 제미니형 음인온계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.

요변성 부여제는, 접착제 조성물이 도포되어 접착시트 또는 접착제가 될 때, 주제와 경화제의 분리 현상을 억제하여 접착제 조성물이 흘러내리지 않도록 하는 것으로서, 실리카류, 아크릴 코폴리머 등의 여러가지 공지의 다양한 물질을 사용할 수 있으나, 클레이(clay)를 사용하는 것이 바람직하다.

클레이는, 가느다란 함수 규산염 광물의 집합체로서, 적당량의 물을 섞어 반죽하면 가소성이 생기고, 건조시키면 강성을 나타내며, 높은 온도에서 구우면 소결하는 물질을 말한다.

구체적으로, 해포석, 흄드 실리카 및 벤토나이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 분말을 사용할 수 있으나, 가장 좋은 효과를 얻기 위해서는 흄드 실리카와 벤토나이트가 1 : 1의 중량비로 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

요변성 부여제는, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30 ~ 90 중량부에 대해서, 1 ~ 20 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 요변성 부여제가 1 중량부 미만이면, 흐름성을 충분히 제어할 수 없고, 20 중량부를 초과하면, 흐름성이 너무 사라져서 생산성이 저하될 수 있다.

또한, 주제는, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 접착력을 향상시키기 위하여 소듐실리케이트를 더 포함할 수도 있다.

소듐 실리케이트(sodium silicate)는, 기존의 접착제와는 달리 공해를 유발시키지 않아 환경 친화적이며, 접착력이 우수하다.

소듐 실리케이트는, 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30 ~ 90 중량부에 대해서, 3 ~ 7 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 소듐 실리케에트가 3 중량부 미만인 경우, 접착 성능의 향상 정도가 미미하고, 7 중량부를 초과할 경우, 다른 성분과의 혼합성이 떨어질 수 있다.

또한, 주제는, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내마모성을 향상시키기 위하여 이황화 몰리브덴을 더 포함할 수도 있다.

이황화 몰리브덴(MoS2)은, 화강암 속에 함유 되어 얇은 광맥으로 발견되어 채굴하는 재료로서, 윤활성분으로 사용된다.

이황화 몰리브덴(MoS2)은, 그래파이트(graphite)와 같이 전단이 발생하기 쉬운 형태의 육각형의 결정 구조의 고유한 특성을 가지나, 윤활 작용은 그래파이트보다 우수하다.

이황화 몰리브덴은, 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30 ~ 90 중량부에 대해서, 1 ~ 5 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 이황화 몰리브덴이 1 중량부 미만인 경우, 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 5 중량부를 초과할 경우, 오히려 접착력을 떨어뜨릴 수 있다.

이때, 이황화 몰리브덴과 함께 구리 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한, 주제는, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 난연성을 향상시키기 위하여 난연제를 더 포함할 수도 있다.

난연제는, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 100 중량부에 대해서, 1 ~ 5 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 난연제가 1 중량부 미만인 경우, 난연성의 향상 정도가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우, 비경제적일 뿐만 아니라 타 성분과의 혼합성이 떨어질 우려가 있다.

난연제는, 백반 분말을 사용할 수 있는데, 백반은 칼륨 백반(황산알루미늄칼륨, AlK(SO4)2·12H2O)을 사용할 수 있고, 천연의 명반석으로부터 얻을 수 있다.

구체적으로, 명반석을 물에 풀어서 거른 다음 끊이고, 식힌 후 불규칙한 모양의 결정이 생기면, 이를 건조함으로써 제조할 수 있다.

또한, 주제는, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 항균성을 향상시키기 위하여 수산화알루미늄을 더 포함할 수도 있다.

수산화알루미늄은, 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 사용하는 것이 바람직하다.

γ-보헤마이트는, 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다.

수산화알루미늄은, 에틸렌 비닐 아세테이트 30 ~ 90 중량부에 대해서, 5 ~ 10 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 수산화알루미늄의 함량이 5 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 10 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.

경화제는, 이소시아네이트 화합물을 포함하는 것을 사용할 수 있다.

이소시아네이트 화합물은, 물에 대한 우수한 용해성으로 경화제가 주제에 균일하게 혼합되어 적당한 점도와 경도를 유지함으로써 경화시간을 단축할 수 있으며, 주제와 경화제 혼합시 가사시간(pot life)을 연장시켜 작업성을 현저히 향상시키는 작용을 한다.

이소시아네이트 화합물은, 1 분자 중에 2 개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 화합물인 것이 좋으며, 특히 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI), 수소화 TDI, 트리메틸 프로판-TDI(trimethyl propane-TDI), 트리페닐메탄-트리이소시아네이트(tripehnylmethane-triisocyanate, TTI), 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(dipehenylmethane-4,4-diisocianate, MDI), 수소화 MDI, 또는 헥산메틸렌-디이소시아네이트(hexamethylene-diisocyanate, HDI) 등을 사용하는 것이 바람직하며, 경화제는 주제 100 중량부에 대해서, 1~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상술한 접착제 조성물은, 주제와 경화제를 혼합하여 수용성 2액형 접착제 조성물을 제조한 후, 작업 현장에 도포 및 경화시켜 제조되는 것으로서, 필요에 따라 상기 구성 성분의 일부를 제외하거나 상기 구성 성분 모두가 사용될 수 있으며, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 분산제, 소포제, 방부제, 증점제 등을 더 포함할 수도 있고, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 다양한 색상을 구현하기 위하여 색소 성분을 더 포함할 수도 있다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명에 따른 접착제 조성물의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 4]

에틸렌 비닐 아세테이트 80 중량부, 폴리비닐알콜 20 중량부, 물 25 중량부, 탄산칼슘 10 중량부, 계면활성제 1 중량부, 요변성 부여제 5 중량부로 혼합하여 주제를 제조하고, 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI)를 포함하는 경화제 25 중량부를 혼합한 후, 도포 및 경화하여 접착시트 또는 접착제를 제조하였고, 이를 실시예 4로 하였다.

이때, 계면활성제는 탄소수 8개의 제미니 계면활성제를 사용하였다. 계면활성제의 전체적인 합성과정은 다이아민과 1-브로모알케인의 반응에서 시작하였다. N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-다이아미노프로페인(N,N,N',N'-tetramethyl-1,3-diaminopropane) 0.1 mole과 1-브로모옥테인(1-bromooctane) 0.2 mole을 아세토나이트릴(acetonitrile) 300g에 넣고 30분간 교반시켜 주었고, 이 용액을 12 시간 동안 353K에서 환류시킨 뒤, 회전농축기(rotary evaporator)를 이용해 아세토나이트릴 용매를 제거하였다. 이를 통해 얻어진 생성물에 500g의 다이에틸 에테르(Diethylether)를 추가하여 생성물을 재결정화 시켰다. 이를 거른 후 다이에틸 에테르 500g으로 씻어주며 반응하지 않은 불순물을 제거하였다.

상기 과정을 거친 생성물을 323K의 진공 오븐에서 12 시간 동안 처리하여 잔여 용매를 제거함으로써 제미니 계면활성제를 제조하였다.

[실시예 5]

주제에 산화아티몬 5 중량부 및 산화지르코늄 5 중량부를 분말 형태로 더 첨가한 것만 제외하고, 실시예 4와 동일하게 제조하였고, 이를 실시예 5로 하였다.

[실시예 6]

주제에 소듐실리케이트 5 중량부, 이황화 몰리브덴 3 중량부, 백반 3 중량부, γ-보헤마이트 8 중량부를 분말 형태로 더 첨가한 것만 제외하고, 실시예 5와 동일하게 제조하였고, 이를 실시예 6으로 하였다.

[비교예 2]

종래의 에폭시 온돌마루 접착제(SEP-4300, 삼창기연㈜)를 비교예 2로 하였다.

[실험예 4 : 접착력 테스트]

실시예 및 비교예 2에 대하여 접착력 테스트(KS F 4715)를 진행하였고, 그 결과를 하기 표 4에 정리하였다.

LH 공사의 접착강도는 0.8 N/㎟ 이상이 합격 기준으로, 실시예 4 내지 실시예 6 및 비교예 2는 모두 합격 기준을 만족하였다. 그러나, 실시예 4 내지 실시예 6의 접착강도가 비교예 2에 비해 보다 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 5 : 내열성 평가]

실시예 4 내지 실시예 6 및 비교예 2의 접착시트 또는 접착제를 80℃로 유지되는 열풍 순환식 가열로에서 8시간 가열한 후 황변도를 육안으로 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

상기 표 5를 통해 알 수 있듯이, 실시예 4 내지 실시예 6은 비교예 2와 달리 황변되는 부분이 거의 관찰되지 않았다. 이를 통해 실시예의 내열성이 비교예 2에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 6: 항균성 평가]

실시예 6 및 비교예 2의 접착제 조성물에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Aspergillus niger ATCC 9642(곰팡이)를 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 6에 기재하였다.

항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균 정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다.

상기 표 6을 통해 알 수 있듯이, γ-보헤마이트를 포함하는 실시예 6의 경우, 비교예 2에 비해 항균성이 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.

도 3 내지 도 5는 도 1에 있는 플로트 챔버의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 플로트 챔버(100)는, 유체 투입관(110), 자석 필터(120) 및 필터 카트리지(130)를 포함한다.

도 4를 참조하면, 유체 투입관(110)은, 탱크(1)로부터 유체를 공급받는 투입관(111), 필터 카트리지(130)가 내부 공간에 설치될 수 있도록 필터 카트리지(130)에 대응하는 형상의 공간을 제공하는 카트리지 룸(115), 카트리지 룸(115)의 하측면에 형성되어 자석 필터(120)를 필터 룸(139)에 삽입한 후 밀폐시킬 수 있도록 개폐 수단(예를 들어, 슬라이딩 도어 또는 회전 도어 등) 등으로 구성되는 카트리지 도어(113), 자석 필터(120)를 거치면서 필터링 된 유체가 빠져나가는 유출관(112)을 포함한다.

일 실시예에서, 유체 투입관(110)은, 필터 카트리지(130)의 제1걸림턱(1311)이 유출관(112)이 입구쪽으로 이동하는 저지할 수 있도록 카트리지 룸(115)과 유출관(112)이 만나는 부분에 하측 방향으로 걸림턱(114)을 형성할 수 있다.

자석 필터(120)는, 필터 카트리지(130)의 필터 룸(139)의 형상에 대응하는 형태로 제작되며, 카트리지 도어(113)를 통해 필터 룸(139)으로 삽입되며, 자기력을 이용하여 유체에 포함되어 있는 철분 등을 흡착시켜 제거한다.

일 실시예에서, 자석 필터(120)는, 자력에 의한 불순물 제거를 위한 자석 등으로 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 불순물의 종류에 대응하여 다양한 필터 형태로 형성되어도 무방하다.

도 3을 참조하면, 필터 카트리지(130)는, 카트리지 룸(115)의 형상에 대응하는 형태(즉, 부채꼴 형태의 기둥 형태 등)로 형성되며 각 도어 부분을 제외하고는 전면이 밀폐 형성(도 3은 설명의 편의를 위해 상부를 개방한 형태로 도시 되었으나, 상부 역시 밀폐된 형태이며, 카트리지 레버(138)만이 외부로 노출됨)되며, 부채꼴의 기둥 형상으로 형성되는 카트리지(131), 둥글게 형성되는 상측의 중간 내측면으로부터 부채꼴의 모서리 방향으로 연장 형성되어 내부 공간을 분리시키는 파티션(132), 카트리지 도어(113)에 대향하는 카트리지(131)의 하측면에 자석 필터(120)를 삽입하기 위한 제1 도어(133), 파티션(132)을 기준으로 우측에 형성되어 카트리지(131)로부터 유체가 유출관(112)으로 흘러 나가도록 하는 제2 도어(134), 파티션(132)을 기준으로 좌측에 형성되어 카트리지(131)로부터 유체가 유출관(112)으로 흘러 나가도록 하는 제3 도어(135), 카트리지(131)의 좌측 면에 형성되어 유체를 카트리지(131)의 내부 공간으로 흘러 들어가도록 하는 제4 도어(136)를 포함한다.

또한, 필터 카트리지(130)는, 하부가 카트리지(131)의 하부 모서리 부분에 연결 설치되며, 카트리지(131)의 외부로 노출된 카트리지 레버(138)의 하부에 하부가 연결 설치되어 카트리지 레버(138)의 회동에 대응하여 회동하며, 시계 방향으로 회동하면서 파티션(132)과 함께 필터 룸(139)을 밀폐시킨 후 상부가 파티션(132)의 하부를 밀어 카트리지(131)를 카트리지 룸(115)에서 시계 방향으로 회동시켜 주며, 반시계 방향으로 회동하면서 카트리지(131)의 좌측 면(즉, 제4 도어(136)가 형성되는 면)을 밀어 카트리지(131)를 카트리지 룸(115)에서 반시계 방향으로 회동시켜 주는 구동레버(137)를 포함한다.

일 실시예에서, 필터 카트리지(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이 카트리지(131)가 반시계 방향으로 회동된 경우 카트리지 룸(115)을 밀폐시킬 수 있도록 부채꼴의 모서리 좌측 카트리지 룸(115)의 입구 부분에 제2걸림턱(1312)을 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 플로트 챔버(100)의 구동 방식은 다음과 같다.

도 4는 자석 필터(120)를 교체하기 위해 필터 카트리지(130)가 유체 투입관(110)의 내부 공간에서 시계 방향으로 회동한 경우이다.

이 경우, 구동레버(137)와 파티션(132)에 의해 필터 카트리지(130)의 내부 공간의 중간 부분이 분리 밀폐 됨으로써, 유체는 제4 도어(136)를 통해 필터 카트리지(130)의 내부 공간으로 유입된 후 제3 도어(135)를 통해 유출관(112)으로 빠져나가게 된다.

이에 따라, 탱크(1)로부터 플로트 챔버(100)로 유체가 투입 되는 도중에도 자석 필터(120)를 교체할 수 있게 된다.

도 5는 자석 필터(120)가 삽입된 필터 카트리지(130)를 필터링 위치로 이동시킨 것으로서, 구동레버(137)가 좌측으로 회동하면서 파티션(132)과의 밀폐가 풀리게 되며, 구동레버(137)가 필터 카트리지(130)의 좌측면을 밀면서 필터 카트리지(130) 자체를 유체 투입관(110)의 내부 공간에서 반시계 방향으로 회동시켜 줄 수 있다.

이 경우, 유체는 제4 도어(136)를 통해 필터 카트리지(130)의 내부 공간으로 유입된 후 필터룸(139)에 삽입된 자석 필터(120)를 거친 후 제2 도어(134)를 통해 유출관(112)으로 빠져나가게 된다.

기존의 필터 구조를 포함하는 유체 투입관의 경우에는, 필터가 투입관에 일체로서 설치되어 필터에 철분 등의 이물질이 흡착됨에 따라 투입관이 막혀 사용할 수 없는 경우, 투입관 자체를 교체하여야 한다는 문제점을 가지고 있었다.

이에 따라, 상술한 바와 같은 구성을 가지는, 플로트 챔버(100)는, 유체 투입관(110)의 내부에 자석 필터(120)를 삽입하거나 분리할 수 있도록 구성된 필터 카트리지(130)를 구현함으로써, 자석 필터(120)의 교체가 필요로 하는 경우 유체 투입관(110) 자체를 교체하는 대신, 유체의 수위를 감지하는 것을 중단 없이도 자석 필터(120)를 손쉽게 교체하도록 할 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 탱크 100: 플로트 챔버
110: 유체 투입관 111: 투입관
112: 유출관 113: 카트리지 도어
114: 걸림턱 115: 카트리지 룸
120: 자석 필터 130: 필터 카트리지
131: 카트리지 132: 파티션
133: 제1 도어 134: 제2 도어
135: 제3 도어 136: 제4 도어
137: 구동레버 138: 카트리지 레버
200: 자석 플로트 300: 리드 스위치
310: 자기력 감지부 320: 수위 판독부
330: 표시부 340: 케이스 본체
350: 케이스 덮개

Claims

유체를 보관하는 탱크의 일측에 상하 수직 방향으로 연결 설치되며, 하부에 형성된 유체 투입관을 통해 탱크에 보관된 유체를 투입 받아 하측으로부터 채워나가며, 자기력을 이용하여 투입 받는 유체에 포함된 철분을 흡착시킬 수 있도록 상기 유체 투입관에 자석 필터를 장착 설치하는 플로트 챔버;
상기 플로트 챔버의 내부 공간에 삽입 배치되어 상기 탱크로부터 투입되는 유체의 부력에 의해 승강하는 자석 플로트; 및
상기 플로트 챔버와 기 설정된 간격을 유지하면서 대향하여 설치되며, 상기 자석 플로트의 승강 정도를 측정하여 상기 플로트 챔버로 투입되는 유체의 양을 측정하는 리드 스위치를 포함하되, 상기 리드 스위치는,
상기 플로트 챔버와 기 설정된 간격을 유지하면서 대향하여 설치되며, 상기 자석 플로트의 자기력를 감지하는 자기력 감지부;
상기 자기력 감지부에서 감지된 자기력 신호를 증폭시켜 상기 자석 플로트의 승강 정도를 측정하며, 측정된 승강 정도를 분석하여 상기 플로트 챔버의 내부에 담긴 유체의 수위를 판독하는 수위 판독부;
상기 수위 판독부의 전면에 연결 설치되며, 상기 수위 판독부에서 판독된 유체의 수위를 디지털 형식으로 표시하는 표시부;
기계적 물성 및 비틀림 현상을 개선시키고, 신체의 신진 대사를 촉진시키는 원적외선을 방사할 수 있도록 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 110 ~ 130 중량부, 탈크(Talc) 170 ~ 190 중량부, 게르마늄 분말 1 ~ 10 중량부, 유리섬유 강화 플라스틱 15 ~ 25 중량부, 아교 2 ~ 7 중량부, 코르크 분말 5 ~ 10 중량부, 자당(C₁₂H₂₂O₁₁) 분말 1 ~ 4 중량부, 배반 2 ~ 5 중량부 및 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH)) 3 ~ 8 중량부를 포함하며 1.02 ~ 1.10의 비중을 갖는 플라스틱 조성물로 제조되며, 상기 자기력 감지부의 상부에 설치되며, 내부 공간에 상기 수위 판독부를 장착 설치하여 외부의 충격으로부터 보호하는 케이스 본체; 및
상기 케이스 본체와 동일한 재질로 제작되며, 상기 케이스 본체의 전면을 덮은 후, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30 ~ 90 중량부에 대하여, 폴리비닐알콜(PVA) 1 ~ 30 중량부, 물 10 ~ 30 중량부, 탄산칼슘 5 ~ 30 중량부, 계면활성제 0.1 ~ 1 중량부, 요변성 부여제 1 ~ 20 중량부, 소듐 실리케이트 3 ~ 7 중량부, 이황화 몰리브덴(MoS2) 1 ~ 5 중량부, 수산화알루미늄 5 ~ 10 중량부 및 용매인 물 10 ~ 30 중량부를 포함하는 주제와, 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI), 수소화 TDI, 트리메틸 프로판-TDI(trimethyl propane-TDI), 트리페닐메탄-트리이소시아네이트(tripehnylmethane-triisocyanate, TTI), 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(dipehenylmethane-4,4-diisocianate, MDI), 수소화 MDI, 및 헥산메틸렌-디이소시아네이트(hexamethylene-diisocyanate, HDI) 중 적어도 하나의 성분을 포함하는 이소시아네이트 화합물로 이루어지며, 주제 100 중량부에 대해서 1 ~ 20 중량부로 포함되는 경화제로 이루어진 접착제 조성물에 의해 상기 케이스 본체에 부착 설치되는 케이스 덮개를 포함하고,

상기 유체 투입관은,
탱크로부터 유체를 공급받는 투입관,
필터 카트리지가 내부 공간에 설치될 수 있도록 필터 카트리지에 대응하는 형상의 공간을 제공하는 카트리지 룸,
카트리지 룸의 하측면에 형성되어 자석 필터를 필터 룸에 삽입한 후 밀폐시킬 수 있는 개폐 수단으로 구성되는 카트리지 도어 및
상기 자석 필터를 거치면서 필터링 된 유체가 빠져나가는 유출관을 포함하고,

상기 유체투입관은,
상기 필터 카트리지의 제1걸림턱이 유출관 입구쪽으로 이동하는 것을 저지할 수 있도록, 카트리지 룸과 유출관이 만나는 부분에 하측 방향으로 형성된 걸림턱을 포함하고,

상기 자석 필터는,
필터 카트리지의 필터 룸의 형상에 대응하는 형태이고, 카트리지 도어를 통해 필터 룸으로 삽입되며,

상기 필터 카트리지는,
부채꼴의 기둥 형상으로 형성되는 카트리지,
상기 카트리지 내부 공간을 분리시키는 파티션,
상기 카트리지 도어에 대향하는 카트리지의 하측면에 자석 필터를 삽입하기 위한 제1 도어,
상기 파티션을 기준으로 우측에 형성되어 카트리지로부터 유체가 유출관으로 흘러 나가도록 하는 제2 도어,
상기 파티션을 기준으로 좌측에 형성되어 카트리지로부터 유체가 유출관으로 흘러 나가도록 하는 제3 도어,
상기 카트리지의 좌측 면에 형성되어 유체를 카트리지의 내부 공간으로 흘러 들어가도록 하는 제4 도어를 포함하고,

상기 필터 카트리지는,
하부가 카트리지의 하부 모서리에 연결 설치되고,
상기 카트리지의 외부로 노출된 카트리지 레버의 하부에 연결 설치되며,
상기 카트리지 레버의 회동에 대응하여 회동하며,
시계 방향으로 회동하면서 필터 룸을 밀폐시킨 후 상부가 파티션의 하부를 밀어 카트리지를 카트리지 룸에서 시계 방향으로 회동시켜 주며,
반시계 방향으로 회동하면서 카트리지의 좌측면인 제4 도어가 형성되는 면을 밀어 카트리지를 카트리지 룸에서 반시계 방향으로 회동시켜 주는 구동레버를 포함하는,
마그네틱 레벨 게이지.
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