KR101935311B1

KR101935311B1 - 이중 복합 소재 덕트

Info

Publication number: KR101935311B1
Application number: KR1020160021088A
Authority: KR
Inventors: 원삼용; 이성훈; 문진성
Original assignee: 주식회사 동일씨앤이
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2019-04-08
Also published as: KR20170099428A

Abstract

이중 복합 소재 덕트가 개시된다.
이중 복합 소재 덕트는
SR841 수지로 구성된 내식층; 및
DS-200수지로 구성된 보강층;
을 포함한다.

Description

이중 복합 소재 덕트 {Dual composite material duct}

본 발명은 이중 복합 소재 덕트(duct)에 관한 것으로서, 아크릴수지 또는 메타크릴산(MMA)에 기초한 반응성 수지에 (Finely Precipitated Grade) Mineral Flame retardants (곱게 응결시킨 광물성 난연제)을 혼합함으로써 수지 고유의 상온경화성과 점도에 영향을 적게 하여 생산성을 향상하게 할 뿐만 아니라 난연성을 가지는 동시에 내화성을 가지게 하였으며 또한 화재시에도 구조강도를 유지하도록 기계적 물성을 향상시키게 한 이중 복합소재 덕트에 관한 것이다.

도 1은 종래의 페놀수지 덕트의 구조를 보인다.

도 1을 참조하면, 종래의 페놀수지 덕트(100)는 내식층(110), 중간층(120) 그리고 최외층(130)을 포함한다.

내식층(110)은 부식/화염 방지층이며, 중간층(120)은 부식 전이 방지층이며 최외층(130)은 부식 방지층이다.

종래의 덕트(100)에 있어서, 내식층(110)은 일반 비닐에스터 수지로 이루어지고 최외층(130)은 페놀수지로 이루어진다. 두 수지의 특성이 서로 달라서 내식층(110)과 최외층(130)을 잡아주는 역할을 하는 것이 중간층(120)이다.

이러한 종래의 페놀수지 덕트(100)에서의 문제점은 경화를 시키거나 일정 시간이 지나면 내식층(110)과 최외층(130) 사이의 수축률의 차이로 인해 층간 박리 현상이 발생한다는 것이다. 이를 방지하기 위해 본딩(bonding) 역할을 하는 중간층(120)을 사용하는 데. 이 중간층(20)의 본딩 역할에는 한계점이 있다.

또한, 종래의 페놀수지 덕트(100)는 중간층(20)을 형성하기 위한 별도의 공정을 필요로 하기 때문에, 인건비가 많이 소요되고 제조 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

종래의 페놀수지 덕트(100)의 다른 한 가지의 문제점은 수축률에 있다. 모든 FRP 제품들이 현장에서 설치 후 시간이 지나면 자연 경화가 오면서 수축이 발생한다. 특히m 페놀수지 덕트의 경우 이러한 수축이 심하게 일어나고 있다. 그로 인해 내식층(110)과 최외층(130)과의 박리현상으로 인해 페놀수지 덕트(100) 안에 있는 물질들이 외면으로 나와 제품을 손상시키는 현상이 발생하고 있다.

도 2는 도 1에 보이는 종래의 페놀수지 덕트 안에 있는 물질들이 외부로 나와 제품을 손상시키는 현상을 보이는 것이다.

도 3은 페놀수지 덕트의 단면 및 수분 배출 및 갈라짐 현상을 보인다.

페놀수지 자체의 갈라짐 현상이 있다. 이는 페놀수지가 경화되면서 페놀수지 자체에 함유된 수분이 페놀수지 덕트(100)의 외면으로 배출되어 그로 인하여 페놀 수지 자체가 갈라지게 된다.

그리고 종래의 페놀수지 덕트(100)의 또 하나의 문제점은 페놀수지 자체의 특성에 의해 발생한다. 즉, 기계적 강도가 약하다는 것이다.

한편, 종래의 페놀수지 덕트(100)에 있어서 현장에서의 보수(a/s)와 관련한 문제점은 다음과 같다.

위에 언급한 바와 같은 문제점들에 의해 a/s가 발생하면, 현장 작업을 해야 하는데 경화 문제로 인해 현장 작업이 매우 힘든 상황이다. 예를 들어 페놀수지 덕트(100)가 직관인 경우에는 공장에서 제작을 하여 문제되는 부분을 교체하면 되지만 피팅류들은 이와 같이 대응할 수 없다.

피팅류는 티(T), 엘보우(Elbow) 등등 제작을 해야 하는데 현장에서 맞춤 작업이 대부분이기 때문에 현장에서 작업을 하다 보면 경화문제 즉 경화로가 없기 때문에 보수에 문제점이 있다.

그리고 이러한 층간 박리문제로 인해 들어가는 a/s에 소요되는 비용이 크게 부담이 되고 있는 실정이다.

기존 페놀수지 덕트(100)의 수축률에 의한 박리현상 및 내식성의 문제를 보완하는 것으로서 푸란수지 덕트가 있다.

도 4는 종래의 푸란수지 덕트의 구조를 보인다.

도 4를 참조하면, 푸란수지 덕트(400)는 페놀수지 덕트(100)와는 다른 구조를 갖는 것을 알 수 있다.

우선, 푸란수지 덕트(400)는 단일구조 즉, 푸란수지만으로 제작되는 장점이 있다. 푸란수지 덕트(400)는 내식층 및 최외층이 한 가지의 수지로 제작이 되고, 페놀수지 덕트(100)에서처럼 내식층(110)과 최외층(130)을 본딩 해주기 위한 중간층(120)이 없다.

그러나 문제는 푸란수지에 첨가되는 경화제가 날씨에 민감하고 비율에 민감하기 때문에 현장에서의 폭발 및 화재의 위험성이 많다는 것이다.

도 5는 경화제 혼합 후의 경과 시간에 따른 폭발 현상을 보인다.

또한, 이러한 푸란수지 덕트(400)도 제작과정에서의 경화제 비율 문제 및 여름과 겨울 날씨에의 민감성 등에 의해 제작상 공수 및 시간을 많이 소비하는 문제점을 보이고 있다.

또한 푸란수지 덕트(400)의 경우 제작 후 상온에서 일정시간 상온 경화 후 경화로에서 따로 경화를 시켜야하는 즉, 상온 경화 후 고온 경화를 해야 하는 2단계 공정을 거쳐야 한다. 그러므로 덕트 6M기준으로 하루 생산량이 4본 정도이다. 생산량이 그만큼 떨어지고 있다.

푸란수지 덕트(400)는 온도에 민감한 제품이어서 제작 시 상온 25℃를 유지해야 하고 즉, 항온항습 시설이 있어야 하고, 고온경화시의 온도 싸이클에도 민감하다.

도 6은 경화로에서 나온 덕트의 외관을 도시한다.

도 6을 참조하면 경화 온도에 대한 민감성이 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 생산성을 향상하게 할 뿐만 아니라 난연성을 가지는 동시에 내화성을 가지는 이중 복합 소재 덕트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 화재시에도 구조강도를 유지하도록 기계적 물성을 향상시킨 이중 복합 소재 덕트를 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중 복합 소재 덕트는

SR841 수지로 구성된 내식층; 및

DS-200 수지로 구성된 보강층;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 내식층은 상기 SR841 수지에 난연제를 첨가한 것으로 구성되는 것이 바람직하다.

여기서, UV코팅, 켈코트, 난연페인트로 구성되어 상기 보강층을 마감하는 최외층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 DS-200 수지는 고분자 화합물로서 스티렌(Styrene), 아크릴 또는 메타크릴산 (MMA)에 기초한 반응성 수지에 (Finely Precipitated Grade) Mineral Flame retardants (곱게 응결시킨 광물성 난연재)을 혼합한 것임을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이중 복합 소재 덕트는 생산성을 향상하게 할 뿐만 아니라 난연성을 가지는 동시에 내화성을 가지는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 이중 복합 소재 덕트는 화재시에도 구조강도를 유지하도록 향상된 기계적 물성을 가지는 효과가 있다.

도 1은 종래의 페놀수지 덕트의 구조를 보인다.
도 2는 도 1에 보이는 종래의 페놀수지 덕트 안에 있는 물질들이 외부로 나와 제품을 손상시키는 현상을 보이는 것이다.
도 3은 페놀수지 덕트의 단면 및 수분 배출 및 갈라짐 현상을 보인다.
도 4는 종래의 푸란수지 덕트의 구조를 보인다.
도 5는 경화제 혼합 후의 경과 시간에 따른 폭발 현상을 보인다.
도 6은 경화로에서 나온 덕트의 외관을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 이중 복합 소재 덕트의 구성을 도시한다.
도 8은 멀티 라미네이트 복합 구성된 덕트의 장벽 구조를 도시한다.
도 9는 탄화후 시편 사진을 보인다.
도 10은 맨드렐의 형상을 도시한다.
도 11은 맨드렐에 마스킹 테이프를 감는 것을 도시한다.
도 12는 길게 자른 유기 베일을 적용하는 것을 도시한다.
도 13은 부식 저항 회재 장벽(CRFB)를 형성한 것을 도시한다.
도 14는 탈형 전의 형상을 도시한다.
도 15는 탈형 후의 형상을 도시한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명에 따른 이중 복합 소재 덕트의 구성을 도시하는 것으로서, 도 1의 좌측은 원형 덕트를 보이고 도 1의 우측은 각형 덕트를 보인다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 이중 복합 소재 덕트(700)는 내식층(710), 보강층(720) 그리고 최외층(730)을 포함한다.

내식층(710)은 초내식수지인 SR841 수지로 구성되며 난연성 부여하기 위해 일정량의 난연제를 첨가한 것이다.

보강층(720)은 DS-200 수지로 구성된다.

최외층(730)은 마감용으로서 시공사에 따라 UV코팅, 켈코트, 난연페인트로 마감한다.

본 발명에 따른 이중 복합 소재 덕트(700)의 장점은 FRP 기계적 물성을 가지는 것과 동시에 내식 및 난연성을 가진다는 것이다.

그리고 일반FRP의 작업성을 그대로 가지고 있어 현장시공 및 생산성에 우수한 장점이 있다.

■ DS-200 수지의 개요 및 특성 :

DS-200 수지란 고분자 화합물로서 스티렌(Styrene), 아크릴 또는 메타크릴산 (MMA)에 기초한 반응성 수지에 (Finely Precipitated Grade) Mineral Flame retardants (곱게 응결시킨 광물성 난연재)을 혼합한 것으로서 수지 고유의 상온경화성과 점도에 영향을 적게 하여 생산성을 향상하게 할 뿐만 아니라 난연성을 가지는 동시에 내화성을 가지게 하였으며 화재시에도 구조강도를 유지하도록 기계적 물성을 향상시키게 된 수지이다.

DS-200 반응성 수지는 MMA 타입 수지에 분자 내에 스티렌(Styrene) 결합을 가지는 고분자로서 불포화 폴리에스테르 수지(줄여서 폴리에스테르)가 혼성 (hybrid) 되어 Catalyst(경화제)가 첨가되었을 때 경화 반응이 일어나 고상이 되는 중합반응 (polymerization process)이 일어나도록 하는 반응성 수지로서 크게 열경화성 수지에 속한다고 볼 수 있다.

이런 화학적 합성물의 특징은 탄소 이중결합 집합 (C=C) 구조를 갖으며 수지 자체의 난연성을 최대화하였다는 것이다. 이러한 제품 시스템의 가장 중요 화학 성분은 메틸메탈크릴염 (Methyl Methyacrylate Reactive Resin - MMA)이다.

MMA 공중합 반응성 수지는 Acrylic Acid와 Methacrylic Acid Ester를 특수한 이중 탄소결합구조를 갖도록 복잡하고 까다로운 중합반응 공정을 통해 생산된 공중합 수지이다.

DS-200 반응성 수지의 중합은 분말경화제 (DMA dimethyl aniline)를 첨가하여 이루어진다. 이러한 양생과정의 특성이 전체 양생을 위해 정확한 비율로 혼합되어야 하는 액체기와 액체 경화 촉진제로 구성되어 있는 여타 반응성 수지와의 차이점을 나타나게 한다.

즉, DS-200 반응성 수지에서는 DMA가 화학적 중합을 유도하는 유일한 역할을 하고 있다. DMA는 화학적 반응의 촉매제로서 작용함으로 완전히 양생된 수지의 물성에는 영향을 주지 않는다.

DS-200 수지 스티렌 결합 및 MMA의 화학구조 및 반응메커니즘은 다음 그림과 같다.

■ 페놀 및 푸란수지 그리고 FRs Filled UPR 대비 DS-200 내화수지의 특징

▶ 상온경화

▶ 포름알데히드를 함유하지 않음

▶ 산촉매를 필요로 하지 않음-과산화물 경화

▶ 후경화(80℃에서)가 필요 없음-생산성 증대

▶ 저장안정성(2개월~6개월)

▶ 우수한 기계적 강도

▶ 상용 성형 방법(수작업, 와인딩, 인발 등)에서도 작업성이 뛰어남

■ 내화성 특징

▶ 할로겐족/ CMR(발암, 돌연변이 유발, 생식 독성 물질)을 함유하지 않는다.

▶ 난연성을 가지는 동시에 내화성을 가짐: 화재시에도 구조 강도 유지

▶ Approvals : 완전 경화된 라미네이트로 British Standards, International Marine Organisation (IMO Certification)와 같은 화재 기준을 만족한다

British Standards

BS 476 Part 6: 1989 - i and I indices less than 6 and 12 respectively

BS 476 Part 7: 1997 - Class 1/0.

Section E15 of the Building Regulations 1985, for a Class 0 structure.

BS 6853 1999: Interior Vertical Surface (Table 2) - Category 1a.

Epiradiateur (NFP 92, 501; NFF 16-101) - M1, F0.

International Marine Organisation (IMO Certification)

MSC 61(67), Annex 1, Pt2 (Smoke and toxicity test) 격벽, 벽, 천장 모두 만족.

A653(16):1996, amended by MSC 61(67): Annex 1, Pt5, (Surface flammability)

IMO 기준에 모두 만족함으로 Safety of Life at Sea, 1974 국제 협약의 기준에 준수되어 low flame spread로 간주된다.

페놀 및 푸란수지(BIO) 대비 DS-200 내화 테스트 비교

No	TEST ITEM	UNIT	TEST SPEC.	판정기준	PHENOL	BIO	DS-200
FIRE RETARDENT LOW SMOKE TEST
1	산소지수 (LimitingOxygenIndex)	LOI	ASTMD2863 ISO4589-2	LOI≥40	40.4	56.4	71.2
2	화염전파 (FlameSpread)	ASTME84 ISO5658-2	CFE20	20KW/	20.8	25.8	28
2	화염전파 (FlameSpread)	ASTME84 ISO5658-2	Qsb1.5	1.5MJ/	3.91	3	11.87
3	연기밀도 (SmokeDensity)	Smoke Density	IMO FTP CODE PART2	200(천장,벽재등)			123.3
		Flaming mode (ASTM E662)	Ds(1.5min)≤50	50	36.8	3.6	0.16
			Ds(4min)≤100	100	64.9	38.6	25.7
			Ds(10min)≤200	200	111	72.6	120.1
4	가스유독성 (ToxicGas)		BS 6853 Annex B.2	R≤1.6	0.39	0.75	0.23

■ 기술자료

▶ 구성성분의 명칭 및 함유량 (Composition/Information on ingredients)

구성성분의 명칭 및 함유량

물질명 Ingredient Name	CAS 번호	함유량(%)
Styrene	100-42-5	≥10 - ＜25
Methyl Methacrylate	80-62-6	≥20 - ＜25
Maleic Anhydride	108-31-6	≥0.1 - ＜0.3
Phthalic Anhydride	85-44-9	≥0.1 - ＜0.3

▶ 가사시간 (Pot Life)

DS-200 수지에 DMA 0.4%, Perkadox 50X 2% Parts를 넣고 배합하여 경화한다.

경화조건에 따라 지연제를 아래와 같이 0 ~ 0.4%(수지함량기준)를 첨가한다.

지연제 (F-2)	Gel-Time (20)/minute
0	13.5
0.10%	20
0.20%	30
0.40%	40

▶ 화학적 분석(Chemical Properties)

DS-200 수지의 화학적 분석은 표 4와 같다.

Property	Unit	DS-200
Appearance	-	White Brown
Viscosity at 25℃	cp.s	1,800 3,700
Density at 25℃	gcm-3	1.8
Volatile Content	%	30
Stability at 20℃	Months	＞6
HDT		175

▶ 기계적 강도

DS-200 라미네이트의 기계적 분석은 아래와 같다.

Property	Unit	DS-200
Tensile Strength	ASTM D 638	97.6 Mpa
Tensile Modulus	ASTM D 638	11.7 Gpa
Compression Strength	ASTM D 695	173 Mpa
Compression Modulus	ASTM D 695	13.0 Gpa
Flexual Strength	ASTM D 790	79.2 Mpa
Flexual Modulus	ASTM D 790	8.74 Gpa
Barcol Hardness		55

▶ 안전 및 건강(Health and Safety)

DS-200 수지는 액상수지로서 상온에서 반응하며 점도가 변하기 쉬움으로 15℃ 하 냉소에서 보관하여야 한다. 직접 피부에 닿을 경우 체질에 따라서는 피부염이 생길 수 있다.(취급 후에는 곧 물이나 알코올로 세척하여야 한다)

이하 본 발명에 따른 이중 복합 소재 덕트의 제조 방법을 설명한다.

덕트는 멀티 라미네이트 복합 구성된 주로 A) "부식 방지 화재 장벽 (CRFB)", B)는 "구조 부식/화재 장벽" (SCFB)으로 나뉘며 선택적으로, 세 째 UV 보호 및 야외 설치를 위해 추가할 수 있다. 일반적으로, 전체 부식 방벽은 전체 라미네이트 두께로 한다.

도 8은 멀티 라미네이트 복합 구성된 덕트의 장벽 구조를 도시한다.

SR841LV 수지 시스템으로는 CRFB을 완전히 구성된다.

따라서, SR841LV 수지 시스템에는 일반적으로 2.0-3.0 mm 두께(0.08-0.12 인치) 이다. 수지 사용 두께는 3.0 mm (0.12 인치)를 초과하지 않았다. 따라서, 어느 경우에도 SR841LV 수지 시스템의 두께는 3.0 mm (0.12 인치). 초과하지 말아야하며 약 3.0 mm (0.12 인치)미만으로 DS-200 수지와 필라멘트 감기를 사용하여 이루어져야 한다. SCFB의 두께는 전체 덕트 직경에 따라 달라진다.

- 부식 방지 화재 장벽" (CRFB)은 화학 및 화재가 첫 번째 접하는 지점이다. 이것은 다음 중 하나를 사용하여 제작해야 한다.

a. 광범위한 부식 저항에 대하여 일반적으로 노보락 타입의 에폭시 비닐 에스테르 수지 (노보락 에폭시 아크릴)

b. 산성 저항은, 일반적으로 수산기 수지이다 (예 PF, RF, PRF, PMF, PEF, REF, 또는 다른 파생 상품).

c. 다른 것들도 동등하게 일부 응용 프로그램에서 사용할 수 있다.

- 구조 부식 화재 장벽" (SCFB)은 구조 부식/화재 방지 성분 구조상 지원을 제공 하는 동안 필요한 부식 및 화재 저항을 제공한다. "부식 / 화재 장벽" 은 화재 방지 복합재를 사용하여 제작된다. 이 프로세스는 일반적으로, 필라멘트 와인딩을 사용하여 제작한다.

- 난연제 함량별 탄화길이 측정

상기 시험은 300 덕트를 반으로 절단하여 덕트 내면에 화재모양은 불을 붙인 다음 약 5분간 가스 토오치로 연소시킨 후 화재모양은 불을 차단한다.

표 6은 탄화길이 측정 결과를 보인다.

	난연제 함량(%)	총길이(mm)	탄화길이(mm)
시편 1	54	850	130
시편 2	52	850	140
시편 3	50	850	170
시편 4	48	850	340
시편 5	46	850	550
시편 6	44	850	720
시편 7	42	850	840

도 9는 탄화후 시편 사진을 보인다.

도 9에 보이는 바와 같이 난연제 함량이 54%일때 탄화길이는 130mm이며 난연제의 함량이 낮을수록 탄화길이가 늘어가는 경향을 나타내고 있으며 난연제의 함량의 높으면 난연성능은 올라가는 것으로 확인된다.

단, 난연제의 함량의 54% 이상일 때는 제품을 만들 때 난연필러로 인해 수지의 점도가 올라가므로 작업상 문제가 있다.

최적의 작업 및 난연성능은 54% 일 때가 좋으며 업체의 난연등급에 따라 난연제의 %를 조정할 수 있다.

2. 재료 관련

- Generic Name Procuct Designation

1. Vinyl Ester Resin: SR841LV

2. Acrylic Resin DS-200

- Generic Name Procuct Designation

1. DMA DiMethyl Aniline

2. CO-NAPH(6%) Cobalt Naphthenate 3. MEKPO (50%) Mehyl Ethyl Ketone Peroxide

4. UCT-15-260 Nitrogen-phosphorous

5. L40-LV Dibenzol peroxide monomer

- Generic Name General Specification Description

1. Organic Veil 19 g/m² 35 g/m² Reemay, Nexus, Halar orequivalent

2.Chopped Strand Mat 380 or 450 g/m² E-Glass, ECR-Glass or Basalt

3. Woven Roving 570 or 580 g/m² Basalt, ECR-Glass or E-Glass

4. Filament Winding Glass(FWG) 2200 or 2400-Tex ECR-Glass, E-Glass or

Basalt

3. 제작관련

- 일반적인 FRP 작업에 Co-Naph 및 MEKPO가 사용된다.

Co-Naph는 촉진제로 MEKPO 는 경화를 위한 것이다. 경화제를 넣기 전에 Co-Naph을 먼저 넣어야 한다. 이는 수지 제조사에서 미리 넣어 올 수도 있다. 또는 사용하기 전에 넣을 수도 있으며 온도 및 겔타임에 따라 첨가량은 다르다. 수량 비율은 SR841LV 수지의 100파트에 기준하여 첨가한다

- 상온 25℃에 따라 다음 권장 사항을 기반으로 한다 (경화조건)

Co- Naph = 0.5~2.0 pphr MEKPO = 0.5~2.0 pphr Gel-time = 30-minutes

- MEKPO를 준비한다

MEKPO 농축 55%를 사용한다.

항상 겔타임을 확인하기 위해 겔컵 테스트를 실시한다. 또한 하루에도 주기적으로 시행해야 하며 더운 날씨에는 매우 중요하다.

- Co-Nap을 추가하기 전에 다른 첨가제를 넣고 한번에 하나씩 넣어 믹싱한다

필러 (UCT-15-260(0% ~ 54% 또는 같은)등 더 많은 석분을 추가하는 경우 사용하기 전에 혼합하는 것이 좋다

- 스틸 (또는 FRP) 맨드렐은 생산할 덕트의 직선 길이에 따라 채택된다. 맨드렐의 외부 치수는 제조하는 덕트의 내부 치수이다. 맨드렐은 필요한 덕트의 제조 필라멘트 와인딩 장비와 함께 사용된다. 장비는 "필라멘트 와인딩" 또는 "와인더"로 더 알려져 있다.

도 10은 맨드렐의 형상을 도시한다.

적당한 몰드 이형제 시스템은 제품 탈형에 유용하다

골판지 사용은 좋지 않다. 맨드렐 표면에 직접 적절한 이형제 사용은 더 나은 더 일관성 있는 제품이 이루어진다.

맨드렐 표면에 이형제를 적용하고 다음 일회용 이형 필름을 적용한다

- 와인더를 느린 회전에 설정한다

슬릿 마일라 (일반적으로 15-25 cm) 같은 이형 필름은 맨드렐에 약 20°의 나선형 각도로 단층으로 적용한다. 마스킹 테이프는 처음에 이형필름을 고정시켜 필름을 고르게 압박하여 감을 수 있게 해주는데 사용된다. 작업자가 필름을 감을 ? 10%씩 겹치게 감는다. (마일라 이형 필름은 몰드 이형제 역할을 한다)

도 11은 맨드렐에 마스킹 테이프를 감는 것을 도시한다.

- 열경화성 CRFB 적용

이 단계에서 열경화성 CRFB 수지에 Co-Naph를 섞는다. 필요시 SR841LV수지에 UCT-15-260( 0% ~ 54%)이나 선택적 첨가물은 전기 드릴 믹서를 사용하여 철저하게 혼합한다

SR841LV 및 첨가제가 사전 혼합되되 경화제를 혼합한다

혼합된 SR841LV 수지는 페인트 롤러 (일반적으로 20 cm 폭)로 이형필름 마일라에 바른다

길게 자른 유기 베일을 최소한의 오버랩으로 맨드렐에 적용된다.

수지는 맨드렐에 유기 베일을 부착시켜준다. 갭이 없도록 하는 것이 중요하다.

도 12는 길게 자른 유기 베일을 적용하는 것을 도시한다.

SR841LV 수지가 베일에 잘 함침될 것이다. 두 번째 작업자는 적절한 압력으로 문질러 잘 함침 되고 모든 거품과 주름을 제거한다. 이것은 숙련된 작업이다.

작업자가 너무 센 압력을 사용하는 경우 너무 많은 수지가 함침하고 너무 약한 압력을 적용하는 경우 너무 적은 수지만이 함침할 수 있다. 그렇다면, 베일에 수지 롤러를 더 발라준다.

유기 베일에 SR841LV 수지를 붓고 페인트 롤러로 잘 바르고 롤러하면 이로서 부식 저항 화재 장벽 (CRFB)이 덕트 내부 표면에 형성된 것이다.

길게 자른 매트 2층의 450번을 적용하고 역시 수지로 함침한다

도 13은 부식 저항 회재 장벽(CRFB)를 형성한 것을 도시한다.

대체 방법: 길게 자른 매트 450번을 젖은 표면에 10% 중복하여 20도 나선형

으로 감고 FRP 톱니 모양의 롤러로 모든 기포를 제거한다.

(작은 덕트의 경우에는 맨드렐을 정지시키고 해야 한다.)

- SCFB 적용

DS -200 Resin:

L40-LV Hardener: 0.80 ~ 1.50 pphr (approximate)

DMA ( dimethl aniline) Accelerator 0.25 ~ 0.50 pphr (approximate)

깨끗한 용기에 적정량의 (DS-200) 수지를 넣고 수지 무게를 기록한다.

다음 단계는 전체 와인딩 적용단계이다.

경화제가 혼합된 SCFR 수지를 필라멘트 기계의 수지 욕조에 붓는다.

필라멘트 와인딩 유리섬유를 수지배츠에 잘 통과하도록 손으로 당겨 넣고 맨드렐의 원하는 위치에 배치한다

작업자는 맨드렐을 돌리기 시작하고 다른 작업자는 고무 롤러 (또는 다른 수지 제거 장치)를 맨드렐의 길이따라 과잉 수지를 제거한다.

가장자리를 접어 만든 통을 맨드렐에서 수지를 짜내는데 사용할 수 있다. 필라멘트 와인딩 유리섬유로 탈형시 당길 수 있는 턱걸이를 만들 수 있다. 그리고 나중에 트리밍한다.

필라멘트 와인딩 수지 시스템은 (DS-200 수지 + DMA 촉진제 + L40-LV 경화제)로 이루어지며 수지를 수지 배스에서 제거하지 말고 계속 추가하여 작업한다.

다음 수직에서 20도 정도 나선형으로 감고 다음 반대 각도로 같은 패턴으로 반복된다. 각 레이어는 잉여 수지를 압착하여 짜낸다.

요구되는 수만큼 감았으면 두께를 확인한다. 원하는 두께 수준이면 유리 가닥을 절단하고 페인트 롤러로 덕트 끝을 밖으로 롤한다.

이 단계에서 모든 잉여 수지는 제거하고 육안 검사를 실시한다.

신선한 DS-200수지를 한번 더 발라주면 표면 상태가 매우 좋은 덕트를 얻는데 도움이 된다.

모든 기포를 제거한 후에 모든 과잉 수지를 제거한다 이 단계는 매우 중요하다.

슬릿 마일라 (일반적으로15-25 cm) 같은 이형 필름은 약 20도의 나선형 각도로 단층으로 적용한다.

- 마지막 단계

맨드렐 회전을 중단하고 맨드렐 필라멘트 감기에서 분리하고 경화시키는데, 맨드렐은 느린 회전으로 유지되어야 한다.

약 1시간 정도 상온에서 경화하고 적외선 열 램프 또는 오븐을 사용하여 후경화를 가속시킬 수 있다. 그러나, 지나친 열이 덕트의 표면을 손상시킬 수 있으니 다음 후경화를 추천한다.

상온(20C)에서 3시간 또는 바콜경도 35 될 때까지 탈형 전에 경화가 이루어졌는지 확인할 필요가 있다. 이는 다양한 방법으로 할 수 있는데 일반적으로 경도 테스트로 알 수 있다. 일반적으로, 덕트의 외부를 드라이버로 두드려 맑은 소리가 나면 탈형한다. (소리가 둔하면 미경화된 것이다)

도 14는 탈형 전의 형상을 도시한다.

탈형하기 전에 표면을 선택적 외부 코팅으로 마무리할 수 있다. (최외층 형성)

도 15는 탈형 후의 형상을 도시한다.

맨드렐과 골판지 (및 이형필름)를 빼낸다

기타사항

- 난연제 관련

내식층(CRFB) SR841 수지에만 난연제를 첨가한다.

UCT-15-260 이라는 난연제를 0~54% 까지 첨가한다.

보강층(SCFB)DS-200 수지는 난연수지이므로 난연제를 첨가하지 않는다.

- 중간재 역할 분리 관련

DS-200 반응성 수지는 MMA 타입 수지에 분자 내에 스티렌 결합을 가지는 고분자로서 불포화 폴리에스테르 수지(줄여서 폴리에스테르)가 혼성(hybrid) 되어 Catalyst(경화제)가 첨가되었을 때 경화 반응이 일어나 고상이 되는 중합반응 (polymerization process)이 일어나도록 하는 반응성 수지로서 크게 열경화성 수지에 속한다고 볼 수 있다.

그리고 SR841 수지 또한 UPR수지 (폴리에스테르)이므로 두 가지의 수지의 결합력이 좋다.

100...페놀수지 덕트 110...내식층
120...중간층 130...최외층
400...푸란수지 덕트
700...이중 복합 소재 덕트 710...내식층
720...중간층 730...최외층

Claims

삭제
초내식 수지인 SR841 수지로 구성된 내식층;
상기 내식층은 상기 SR841 수지에 난연제를 첨가하되,
상기 난연제는 UCT-15-260이고 42~54%까지 첨가된 것이며,
상기 내식층을 감싸는 DS-200 난연수지로 구성된 보강층;
상기 보강층의 상기 DS-200 난연수지는 고분자 화합물로서 스티렌(styrene), 아크릴 또는 메타크릴산(MMA)에 기초한 반응성 수지에 곱게 응결시킨 광물성 난연재(Mineral Flame retardants)를 혼합한 것으로, 상기 MMA에는 스티렌 결합을 가지고, 불포화 폴리에스테르 수지가 혼성되어 경화제가 첨가되는 경우, 경화 반응이 일어나 고상이 되는 중합반응 (polymerization process)이 일어나도록 하는 반응성 수지인 중합된 열경화성 수지인 것이며,
상기 보강층의 상기 DS-200 난연수지는 수지 고유의 상온경화성과 점도에 영향을 적게 하여 생산성을 향상과 난연성을 가지는 동시에 내화성을 가지게 하였으며 화재시에도 구조강도를 유지하도록 기계적 물성을 향상시키게 된 수지이며,
상기 보강층을 감싸는 최외층;
상기 최외층은 켈코트로 구성되어,
상기 보강층을 마감하는 최외층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 복합 소재 덕트.
삭제
삭제
삭제