KR102100495B1 - 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조 및 이의 제조방법 - Google Patents

친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 금형 세척상태 및 카운터 체크 후 금형을 권선기에 장착하는 권선 금형을 준비하는 단계(S110); 이후 금형에 도체 및 절연지를 감는 단계(S111); 이어서 필러를 건조하는 단계(S112); 이후 에폭시주제와 경화제 및 필러를 혼합 한 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 배합하는 단계(S113); 이어서 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 권선에 주입하는 단계(S114); 및 이후 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 주입한 권선을 열로 굳혀 경화시키는 단계(S115);가 포함됨을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선 구조의 제조방법을 제공한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하고, 필러 건조 작업 실시로 인한 수분을 제거하고, 이로 인해 몰드 변압기 권선의 구조의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조 및 이의 제조방법{Structure of Mold Transformer Winding Applying Eco-friendly Hybrid Epoxy Resin Composition and Its Manufacturing Method}
본 발명의 실시예는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하고, 필러 건조 작업 실시로 인한 수분을 제거하고, 이로 인해 몰드 변압기 권선 구조의 품질과 신뢰성을 대록 향상시켜 내구 수명을 증대할 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 몰드 변압기(molded transformer, castcoil dry transformer)는 전기·전자·수지 속에 매입하여 굳힌 변압기로, 습기나 진동에 의한 변압기의 열화나 고장 발생을 방지하는 것이 목적이며, 폴리에스테르 따위의 주형 수지를 사용한다.
특히 몰드 변압기는 권선 부분을 에폭시수지로 굳혀 절연한 건식 변압기로, 바니스함침 타입의 H종 건식변압기에 비하여 내습성이 있다. 절연방식으로는 철형에 의한 주형 타입, 철형이 없는 프리프레그 타입이 있다.
상기한 종래 몰드 변압기는 급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하지 못하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하지 못하고, 경화제 변경에 따른 수분을 완전히 제거하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.
즉, 상기한 종래 기술의 문제점을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첫째, 종래 기술의 경화 공정은 급격한 경화온도 변화로 인해 권선의 얇은곳과 두꺼운 곳의 경계면에 응력이 누적되어 향후 시간이 경과함에 따라 도 1 과 같이 크랙이 발생하게 되는 커다란 문제점이 발생 되었다.
둘째, 종래 기술의 경화 공정은 높은 경화 초기 및 종료 온도로 인해 이상 촉진 반응 및 도 2 와 같이 크랙이 진행될 수 있고, 급격한 경화 온도 변화 사이클로 인해 온도 단계별 건조 시간이 부족하여 수분이 제대로 빠지지 못해 변압기 절연 성능 저하가 발생 되었다.
셋째, 종래 기술은 짧은 시간에 많은량을 반응 시키기 위해 반응성이 높은 에피클로로히드린계 경화제를 사용하였다. 이는 일부 주제 배합량이 작을 때 속경화로 인해 제품에 도 3 과 같이 수축 현상(줄무늬 모양)을 야기 하였고, 속경화로 인해 수분이 충분히 배출되지 못해 절연 성능 저하가 발생 하였다.
넷째, 종래 기술은 필러의 건조를 별도로 실시하지 않아 우기에 필러에 수분이 많이 함유되어 있는 경우 최종 배합품에도 수분이 다량 존재하여 절연 성능의 저하가 발생하였다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.
등록특허공보 제2008964호(2019. 08. 02)가 등록된바 있다. 등록특허공보 제1964569호(2019. 03. 26)가 등록된바 있다. 등록특허공보 제1123229호(2012. 02. 27)가 등록된바 있다. 공개특허공보 제2016-0121966호(2016. 10. 21)가 공개된바 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하고, 필러 건조 작업 실시로 인한 수분을 제거할 수 있도록 한 것이고, 특히 이를 위해 제3목적은 경화 온도별(예: 70℃, 80℃, 100℃, 130℃ 등)로 온도 유지 구간을 두어서 해당 온도 범위에서 두꺼운 곳까지 완전 경화 반응이 진행될 수 있도록 9단계 경화 공정을 실시한 것이고, 제4목적은 초기 경화가 시작되는 80℃(유지시간 : 4시간)와 본 경화가 시작되는 130℃(유지시간 : 5시간)의 유지시간을 기존품 및 타 온도구간 대비 증가시켜 완전 경화가 진행될 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 경화 초기 온도를 기존 대비 낮추고 일정시간 유지시키는 건조 및 예비 반응 단계를 추가하여 분자간 이상 촉진 반응 및 수분을 최소화 시키는 초기 안정화 구간을 추가한 것이고, 제6목적은 경화 종료 후 권선을 경화로에서 꺼내는 과정에서 외기와 접촉시 경화로 온도와 실내 온도와의 차이에 의한 열충격으로 크랙이 발생되는 현상을 해결하기 위해 경화 종료 온도도 종래 기술에 대비 낮추었고, 제7목적은 반응성은 낮고 외부 요인의 영향을 적게 받으며 주제에 포함되어 있는 수분 및 유해물질을 흡수하여 경화시 온도가 올라가면 바로 기체로 휘발되는 성질로 인해 수분 및 유해물질을 다시 외부로 배출하는 나프탈렌계 경화제를 사용하여 속경화로 인한 수축 현상 및 수분에 의한 절연 성능 저하 방지 및 유해물질을 저감하였고, 제8목적은 에폭시 수지 최종 배합품의 가장 많은 비율(60~70%)을 차지하는 필러의 수분 관리는 중요하기 때문에 필러의 수분 제거 공정을 추가하였고, 제9목적은 이로 인해 몰드 변압기 권선 구조의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 내구 수명이 증대될 수 있도록 한 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조 및 이의 제조방법을 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 금형 세척상태 및 카운터 체크 후 금형을 권선기에 장착하는 권선 금형을 준비하는 단계(S110); 이후 금형에 도체 및 절연지를 감는 단계(S111); 이어서 필러를 건조하는 단계(S112); 이후 에폭시주제와 경화제 및 필러를 혼합 한 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 배합하는 단계(S113); 이어서 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 권선에 주입하는 단계(S114); 및 이후 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 주입한 권선을 열로 굳혀 경화시키는 단계(S115);가 포함되고, 아울러 본 발명은 상기 열로 굳히는 단계 이후 권선 모서리를 사상한 후 표면을 청소하고 이형제를 바르는 단계(116)가 더 포함될 수 있음은 물론이다. 더하여 본 발명은 상기 각 단계의 제조방법으로 이루어진 몰드 변압기 권선 구조에 관한 것으로, 급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하고, 필러 건조 작업 실시로 인한 수분을 제거함을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조를 제공한다.
또한 본 발명은 금형 세척상태 및 카운터 체크 후 금형을 권선기에 장착하는 권선 금형을 준비하는 단계(S110); 이후 금형에 도체 및 절연지를 감는 단계(S111); 이어서 필러를 건조하는 단계(S112); 이후 에폭시주제와 경화제 및 필러를 혼합 한 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 배합하는 단계(S113); 이어서 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 권선에 주입하는 단계(S114); 및 이후 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 주입한 권선을 열로 굳혀 경화시키는 단계(S115);가 포함됨을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선 구조의 제조방법을 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기가 구비되도록 한 것이다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하고, 필러 건조 작업 실시로 인한 수분을 제거할 수 있도록 한 것이다.
특히 이를 위해 발명은 경화 온도별(예: 70℃, 80℃, 100℃, 130℃ 등)로 온도 유지 구간을 두어서 해당 온도 범위에서 두꺼운 곳까지 완전 경화 반응이 진행될 수 있도록 9단계 경화 공정을 실시한 것이다.
그리고 본 발명은 초기 경화가 시작되는 80℃(유지시간 : 4시간)와 본 경화가 시작되는 130℃(유지시간 : 5시간)의 유지시간을 기존품 및 타 온도구간 대비 증가시켜 완전 경화가 진행될 수 있도록 한 것이다.
또한 본 발명은 경화 초기 온도를 기존 대비 낮추고 일정시간 유지시키는 건조 및 예비 반응 단계를 추가하여 분자간 이상 촉진 반응 및 수분을 최소화 시키는 초기 안정화 구간을 추가한 것이다.
그리고 본 발명은 경화 종료 후 권선을 경화로에서 꺼내는 과정에서 외기와 접촉시 경화로 온도와 실내 온도와의 차이에 의한 열충격으로 크랙이 발생되는 현상을 해결하기 위해 경화 종료 온도도 종래 기술에 대비 낮추었다.
아울러 본 발명은 반응성은 낮고 외부 요인의 영향을 적게 받으며 주제에 포함되어 있는 수분 및 유해물질을 흡수하여 경화시 온도가 올라가면 바로 기체로 휘발되는 성질로 인해 수분 및 유해물질을 다시 외부로 배출하는 나프탈렌계 경화제를 사용하여 속경화로 인한 수축 현상 및 수분에 의한 절연 성능 저하 방지 및 유해물질을 저감하였다.
더하여 본 발명은 에폭시 수지 최종 배합품의 가장 많은 비율(60~70%)을 차지하는 필러의 수분 관리는 중요하기 때문에 필러의 수분 제거 공정을 추가하였다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 몰드 변압기 권선 구조의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 내구 수명을 증대한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 종래 경화 프로그램 적용시 얇은 곳과 두꺼운 곳의 경계면에 크랙
발생 사례를 보인 사진.
도 2 는 종래 경화로에서 꺼내는 과정에서 실내와의 온도차에 의한 크랙 발
생 사례를 보인 사진.
도 3 은 종래 속경화로 인한 수축 현상 발생 사례를 보인 사진.
도 4 는 본 발명에 적용된 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한
몰드 변압기 권선의 구조의 제조방법을 보인 흐름도.
도 5 는 본 발명에 적용된 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한
몰드 변압기의 전체를 보인 사진.
도 6 은 본 발명에 적용된 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한
몰드 변압기의 요부를 보인 사진.
도 7 은 본 발명에 적용된 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한
몰드 변압기의 평면을 보인 사진.
도 8 은 종래 제품과 본 발명 제품의 경화공정 프로그램을 보인 그래프.
본 발명에 적용된 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조 및 이의 제조방법은 도 4 내지 도 8 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
먼저, 본 발명은 금형 세척상태 및 카운터 체크 후 금형을 권선기에 장착하는 권선 금형을 준비하는 단계(S110); 이후 금형에 도체 및 절연지를 감는 단계(S111); 이어서 필러를 건조하는 단계(S112); 이후 에폭시주제와 경화제 및 필러를 혼합 한 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 배합하는 단계(S113); 이어서 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 권선에 주입하는 단계(S114); 및 이후 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 주입한 권선을 열로 굳혀 경화시키는 단계(S115);가 포함되고, 아울러 본 발명은 상기 열로 굳히는 단계 이후 권선 모서리를 사상한 후 표면을 청소하고 이형제를 바르는 단계(116)가 더 포함될 수 있음은 물론이다. 더하여 본 발명은 상기 각 단계의 제조방법으로 이루어진 몰드 변압기(100) 권선 구조에 관한 것으로, 급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하고, 필러 건조 작업 실시로 인한 수분을 제거함을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조를 제공한다.
본 발명에 적용된 상기 에폭시주제는 비스페놀계가 사용되는 것으로 주로, 비스페놀 A 또는 비스페놀 F가 포함될 수 있다.
그리고 본 발명에 적용된 상기 경화제는 나프탈렌계가 포함될 수 있다.
또한 본 발명에 적용된 상기 필러는 석회가루 또는 실리카가 포함될 수 있다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조 및 이의 제조방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하고, 필러 건조 작업 실시로 인한 수분을 제거하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 적용된 도 4 는 본 발명에 적용된 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조의 제조방법을 보인 흐름도로 다음과 같은 각 단계를 거치게 된다.
즉, 본 발명은 금형 세척상태 및 카운터 체크 후 금형을 권선기에 장착하는 권선 금형을 준비하는 단계(S110)를 거친다.
이후 본 발명은 금형에 도체 및 절연지를 감는 단계(S111)를 거친다.
이어서 본 발명은 필러를 건조하는 단계(S112)를 거친다.
이후 본 발명은 에폭시주제와 경화제 및 필러를 혼합 한 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 배합하는 단계(S113)를 거친다.
이어서 본 발명은 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 권선에 주입하는 단계(S114)를 거친다.
이후 본 발명은 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 주입한 권선을 열로 굳혀 경화시키는 단계(S115)를 거쳐 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기(100) 권선 구조의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 상기 열로 굳히는 단계 이후 권선 모서리를 사상한 후 표면을 청소하고 이형제를 바르는 단계(116)가 더 포함될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명에 적용된 상기 에폭시주제는 15~25 중량%, 경화제는 10~20 중량%, 필러는 60~70 중량%가 포함됨을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선 구조의 제조방법을 제공한다.
이때 상기 에폭시주제가 15 중량% 이하일 경우 절연특성이 저하되고, 25 중량% 이상일 경우 경화시간 증대에 따른 공수 증가 및 유독물질이 증가하기 때문에 상기 에폭시주제는 15~25 중량%가 바람직하다.
또한 상기 경화제가 10 중량% 이하일 경우 경화시간 증대에 따른 공수가 증가하고, 20 중량% 이상일 경우 속경화 진행에 따른 수축 현상이 발생하기 때문에 상기 경화제는 10~20 중량%가 바람직하다.
그리고 상기 필러가 60 중량% 이하일 경우 기계적 강도가 저하되고, 70 중량% 이상일 경우 점도 증가에 따른 속경화 진행으로 수축 현상이 발생하기 때문에 상기 필러는 60~70 중량%가 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 필러를 건조하는 단계에서 다음의 특징을 갖게 된다.
즉, 본 발명의 건조 온도는 120~140℃이고, 건조 시간은 6시간 이상임을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선 구조의 제조방법을 제공한다.
이때 상기 건조 온도가 120℃ 이하일 경우에는 열풍 건조의 특성상 건조 성능이 저하되고, 건조 온도가 140℃ 이상일 경우에는 필러의 내열 온도 초과로 물성이 변하기 때문에 상기 건조 온도는 120~140℃가 바람직하다.
그리고 상기 건조 시간이 6시간 이하일 경우에는 건조 성능이 저하되기 때문에 상기 건조 시간은 6시간 이상이 바람직하다.
또 한편, 본 발명의 상기 열로 굳혀 경화시키는 단계는 다음의 특징을 갖게 된다.
즉, 본 발명은 경화 온도별로 온도 유지 구간을 두어서 해당 온도 범위에서 두꺼운 곳까지 완전 경화 반응이 진행될 수 있도록 9단계 경화 공정을 실시함을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선 구조의 제조방법을 제공한다.
이때 상기 9단계 경화 공정은 다음과 같다.
1단계는 다음과 같다.
즉, 본 발명은 열충격을 최소화하기 위해 경화로내 공기를 65~75℃로 예열하는 것으로, 이때 상기 온도가 65℃ 이하일 경우에는 저온에 의한 에폭시 수지 특성이 저하되고, 75℃ 이상일 경우에는 예열이 아닌 본 경화가 진행되어 속경화가 발생하기 때문에 상기 온도는 65~75℃가 바람직하다.
2단계는 다음과 같다.
즉, 본 발명은 사전 경화(제품 예열)로 2~4시간 동안 온도를 65~75℃로 예열하는 것으로, 이때 상기 온도가 65℃ 이하일 경우에는 저온에 의한 에폭시 수지 특성이 저하되고, 75℃ 이상일 경우에는 사전 경화가 아닌 본 경화가 진행되어 속경화가 발생하기 때문에 상기 온도는 65~75℃가 바람직하다.
그리고 상기 경화 시간이 2시간 미만일 경우 제품이 충분히 예열이 되지 못해 본 경화시 반응성 저하가 발생되고, 4시간 초과시에는 사전 경화 시간대로 전체 공정 시간 증가에 의한 단가 상승이 발생하기 때문에 상기 경화 시간은 2~4시간이 바람직하다.
3단계는 다음과 같다.
즉, 본 발명은 1차온도 상승 단계로 경화온도를 75~85℃로 예열하는 것으로, 이때 상기 온도가 75℃ 이하일 경우에는 1차 경화온도까지 도달하지 못해 반응성 저하가 발생하고, 85℃ 이상일 경우에는 경화 초기 반응이 아닌 본 경화가 진행되어 속경화가 발생하기 때문에 상기 경화온도는 75~85℃가 바람직하다.
그리고 상기 3단계의 온도상승 시간은 30분~1시간30분이 바람직한 것으로, 이때 온도 상승 시간이 30분 이하일 경우에는 급격한 온도 변화에 의한 열충격이 발생하고, 1시간30분 경과할 경우에는 경화 시간 과대로 전체 공정 시간 증가에 의한 단가 상승이 발생하기 때문에 상기 온도상승 시간은 30분~1시간30분이 바람직하다.
4단계는 다음과 같다.
즉, 본 발명은 1차 경화인 에폭시 수지와 경화제 반응 시작으로 경화온도를 75~85℃로 예열하는 것으로, 이때 상기 온도가 75℃ 이하일 경우에는 1차 경화 온도까지 도달하지 못해 반응성 저하가 발생하고, 85℃ 이상일 경우에는 경화초기 반응이 아닌 본 경화가 진행되어 속경화가 발생하기 때문에 상기 경화 온도는 75~85℃가 바람직하다.
그리고 상기 4단계의 온도유지 시간은 3~5시간이 바람직한 것으로, 이때 온도유지 시간이 3시간 이하일 경우에는 경화시간 부족으로 에폭시 수지의 경와 반응성 저하가 발생하고, 5시간 이상일 경우에는 경화시간 과대로 전체 공정 시간 증가에 의한 단가 상승이 발생하기 때문에 상기 온도유지 시간은 3~5시간이 바람직하다.
5단계는 다음과 같다.
즉, 본 발명은 2차 온도 상승이고, 경화온도는 95~105℃로 예열하는 것으로, 이때 상기 온도가 95℃ 이하일 경우에는 2차 경화온도까지 도달하지 못해 반응성 저하가 발생하고, 105℃ 이상일 경우에는 고온에 의한 얇은 부분의 속경화가 발생(응력 누적)하기 때문에 상기 경화온도는 95~105℃로 예열하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 5간계의 온도유지 시간은 30분~1시간30분이 바람직한 것으로, 이때 온도 상승 시간이 30분 이하일 경우에는 급격한 온도 변화에 의한 열충격이 발생하고, 1시간30분 경과할 경우에는 경화 시간 과대로 전체 공정 시간 증가에 의한 단가 상승이 발생하기 때문에 상기 온도상승 시간은 30분~1시간30분이 바람직하다.
6단계는 다음과 같다.
즉, 본 발명은 2차 경화로 비중이 큰 필러가 하부로 침전되어 뭉치는 것을 막기 위해 1차 고형화 진행(반고체 상태)하는 것이고, 경화온도는 95~105℃로 예열하는 것으로, 이때 상기 온도가 95℃ 이하일 경우에는 2차 경화 속도 지연에 따른 필러 침전이 발생하고, 105℃ 이상일 경우에는 고온에 의한 얇은 부분의 속경화가 발생하기 때문에 상기 경화온도는 95~105℃로 예열하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 6단계의 온도유지 시간은 2~4시간이 바람직한 것으로, 이때 온도 상승 시간이 2시간 미만일 경우에는 경화시간 부족으로 에폭시 수지의 경화 진행 속도가 저하되고, 4시간 이상일 경우에는 경화시간 과대로 전체 공정시간 증가에 의한 단가 상승이 발생하기 때문에 상기 온도유지 시간은 2~4시간이 바람직하다.
7단계는 다음과 같다.
즉, 본 발명은 2차온도 상승이며 경화온도는 125~135℃로 예열하는 것으로, 이때 상기 온도가 125℃ 이하일 경우에는 3차 경화 온도까지 도달하지 못해 반응성 저하가 발생하고, 135℃ 이상일 경우에는 고온에 의해 얇은 부분의 속경화가 발생(응력 누적)하기 때문에 상기 경화온도는 125~135℃로 예열하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 7단계의 온도유지 시간은 1~3시간이 바람직한 것으로, 이때 온도유지 시간이 1시간 이하일 경우에는 급격한 온도 변화에 의한 열충격이 발생하고, 3시간 이상일 경우에는 경화시간 과대로 전체 공정 시간 증가에 의한 단가 상승이 발생하기 때문에 상기 온도유지 시간은 1~3시간이 바람직하다.
8단계는 다음과 같다.
즉, 본 발명은 3차 경화이고 전체 고형화 진행(완전 고체 상태)이며, 경화온도는 125~135℃로 예열하는 것으로, 이때 상기 온도가 125℃ 이하일 경우에는 3차 경화 속도 지연에 따라 두께에 따른 경화 편차 발생으로 경계면에 응력이 누적되고, 135℃ 이상일 경우에는 고온에 의해 얇은 부분의 속경화가 발생(응력 누적)하기 때문에 상기 경화온도는 125~135℃로 예열하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 8단계의 온도유지 시간은 4~6시간이 바람직한 것으로, 이때 온도유지 시간이 4시간 이하일 경우에는 경화시간 부족으로 에폭시 수지의 경화 반응성 저하가 발생되고, 6시간 이상일 경우에는 경화시간 과대로 전체 공정 시간 증가에 의한 단가 상승이 발생하기 때문에 상기 온도유지 시간은 4~6시간이 바람직하다.
9단계는 다음과 같다.
즉, 본 발명은 경화 종료이고 경화온도는 95~105℃로 예열하는 것으로, 이때 상기 온도가 95℃ 이하일 경우에는 저온에 의한 에폭시 수지 열충격이 발생하고, 105℃ 이상일 경우에는 외기와의 온도차가 커서 경화 완료 후 경화로에서 실내로 꺼낼시 열충격이 발생하기 때문에 상기 경화온도는 95~105℃로 예열하는 것이 바람직하다.
상기 9단계의 온도하강 시간은 1~3시간이 바람직한 것으로, 이때 온도하가 시간이 1시간 이하일 경우에는 급격한 온도 변화에 의한 열충격이 발생하고, 3시간 이상일 경우에는 경화시간 과대로 전체 공정 시간 증가에 의한 단가 상승이 발생하기 때문에 상기 온도하강 시간은 1~3시간이 바람직하다.
한편, 본 발명의 상기 공통된 온도 상승 시간은 다음과 같다.
즉, 본 발명은 온도 상승시간이 기준치 보다 작을 경우 급속한 온도 변화 컨트롤로 인한 설비의 고장률 상승이 나타나고, 온도 상승 시간이 기준치 보다 많을 경우 온도 상승 진행중에 경화가 일어남으로 제품에 온도 변화에 따른 응력이 누적되어 크랙이 발생될 수 있다.
따라서 본 발명의 도 5 는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기의 전체를 보인 사진이고, 도 6 은 본 발명에 적용된 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기의 요부를 보인 사진이고, 도 7 은 본 발명에 적용된 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기의 평면을 보인 사진으로, 종래와 같이 크랙 발생부가 없고, 수축부도 발생하지 않게 되는 효과를 제공하게 된다.
마지막으로 도 8 은 종래 제품과 본 발명 제품의 경화공정 프로그램을 보인 그래프로, 초기 경화가 시작되는 80℃(유지시간 : 4시간)와 본 경화가 시작되는 130℃(유지시간 : 5시간)의 유지시간을 기존품 및 타 온도구간 대비 증가시켜 완전 경화가 진행될 수 있도록 하였다.
상기한 결과 본 발명은 급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하고, 필러 건조 작업 실시로 인한 수분을 제거할 수 있도록 하였다.
본 발명 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조 및 이의 제조방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 몰드 변압기

Claims (5)

  1. 금형 세척상태 및 카운터 체크 후 금형을 권선기에 장착하는 권선 금형을 준비하는 단계(S110);
    이후 금형에 도체 및 절연지를 감는 단계(S111);
    이어서 필러를 건조하는 단계(S112);
    이후 에폭시주제와 경화제 및 필러를 혼합 한 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 배합하는 단계(S113);
    이어서 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 권선에 주입하는 단계(S114); 및
    이후 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 주입한 권선을 열로 굳혀 경화시키는 단계(S115);가 포함되되,
    상기 열로 굳혀 경화시키는 단계는, 경화 온도별로 온도 유지 구간을 두어서 해당 온도 범위에서 두꺼운 곳까지 완전 경화 반응이 진행될 수 있도록 9단계 경화 공정을 실시함을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기(100) 권선 구조의 제조방법.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 에폭시주제는 15~25 중량%, 경화제는 10~20 중량%, 필러는 60~70 중량%가 포함됨을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선 구조의 제조방법.
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 필러를 건조하는 단계에서,
    건조 온도는 120~140℃이고, 건조 시간은 6시간 이상임을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선 구조의 제조방법.
  4. 청구항 1 에 있어서,
    상기 열로 굳혀 경화시키는 단계 이후 권선 모서리를 사상한 후 표면을 청소하고 이형제를 바르는 단계가 더 포함됨을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선 구조의 제조방법.
  5. 청구항 1 의 각 단계의 제조방법으로 이루어진 몰드 변압기(100) 권선 구조에 관한 것으로,
    급격한 경화 온도 변화로 인한 경화 편차 발생을 해결하고, 높은 경화 초기 온도 및 경화 종료 온도로 인한 문제점을 해결하고, 필러 건조 작업 실시로 인한 수분을 제거함을 특징으로 하는 친환경 하이브리드 에폭시 수지 조성물을 적용한 몰드 변압기 권선의 구조.
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