KR19990073166A - 절연,내열,충격강도가우수한퓨즈용튜브개발방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연, 내열, 충격강도가 우수한 퓨즈용 튜브의 개발방법에 관한 것이다. 현재 제조되고 있는 대부분의 공업용(주로 선박용, 해양구조물용) 퓨즈의 튜브는 세라믹으로 만들어져 있다. 그러나, 세라믹은 절연성과 내열성은 우수하나 충격강도가 낮고, 가공성이 나쁘며, 고 전류의 차단시 발생하는 폭발압력에 튜브가 손상되기 쉽다는 단점이 있다. 따라서, 내열성과 절연성이 우수한 유리섬유에 알루미나 분말 및 에폭시를 접합제로 사용하여 기존의 세라믹 튜브를 대체할 수 있는 절연, 내열, 충격강도가 우수한 공업용 퓨즈의 튜브를 개발하는 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 기존의 튜브용 세라믹 재료의 특성을 분석하고, 튜브재료의 대체재료로서 내열성과 절연성이 우수한 재료 중에서 성형성이 우수한 유리섬유를 선정하는 단계, 절연, 내열, 충격강도가 우수한 공업용 퓨즈의 튜브를 만들기 위한 유리섬유의 접합제를 선정하는 단계, 튜브의 제조방법 및 200℃에서 1시간동안 열처리를 행하는 단계와 이들의 충격특성과 내열성을 기존의 세라믹 제품과의 비교평가를 행한 단계로 구성되어 있다. 그 결과, 가공성이 우수하며 절연, 내열, 충격강도가 우수한 새로운 튜브재료를 개발하였다.
Description
현재 제조되고 있는 공업용 퓨즈의 세라믹튜브는 절연성과 내열성은 우수하나, 가공성과 내충격성이 나쁘다.
따라서, 세라믹의 우수한 특성을 만족하는 동시에 가공성과 내충격성이 우수한 특성을 고루 갖춘 새로운 소재의 개발하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명은 절연, 내열, 충격강도가 우수한 퓨즈용 튜브의 개발방법에 관한 것이다. 현재 제조되고 있는 대부분의 공업용(주로 선박용, 해양구조물용) 퓨즈의 튜브는 세라믹으로 만들어져 있다. 그러나, 세라믹은 절연성과 내열성은 우수하나 충격강도가 낮고, 가공성이 나쁘며, 고 전류의 차단시 발생하는 폭발압력에 튜브가 손상되기 쉽다는 단점이 있다. 따라서, 내열성과 절연성이 우수한 유리섬유에 알루미나 분말 및 에폭시를 접합제로 사용하여 기존의 세라믹 튜브를 대체할 수 있는 절연, 내열, 충격강도가 우수한 공업용 퓨즈의 튜브를 개발하는 방법에 관한 것이다.
현재 공업용 퓨즈의 튜브로 사용되고 있는 세라믹 튜브의 제조공정은 주로 습식소성을 이용한 압출성형을 한다. 이는 단면이 일정한 제품에 많이 사용하는 방법이다. 수분이 적은 상태로 반죽한 가소체를 die 구멍을 통하여 압력을 가하면서 밀어내어 뽑아낸다. 배수관, 공동타일, 공동벽돌 노심관, 기능 세라믹 및 전기절연체의 제조에 이 방법이 사용되고 있다.
이 공정은 세라믹 분말과 점토 또는 유기첨가제의 가소성 혼합물을 진공실린더에 넣고 탈기와 혼련을 위한 가공반죽을 한다. 이 혼합물은 토련기에 의해 운반되어 앞으로 밀려가고, 모터로 구동되는 나선날개에 잘 반죽되면서 공기를 뽑고, 단단한 강이나 합금다이를 통해 나오면, 적절한 길이로 잘라서 반제품이 된다. 가공오차의 범위를 줄이기 위해 특수한 경우 고압하에서 피스톤 압출에 의해 생산되기도 한다.
성형과정을 거친 반제품은 잘 건조시켜야 하는데, 우선 건조는 고온으로 가열하기 전에 수분이나 유기성분을 제거하는 중요한 과정이다. 건조가 급격하게 이루어진다든지, 건조가 충분하지 못하면 제품이 갈라지게 되므로 주의를 요한다. 일반적으로 수분을 건조하기 위한 건조는 100℃ 내외에서 하며 대형세라믹 부품의 경우 24시간정도 소요된다. 유기체의 경우는 200∼300℃ 정도에서 제거된다.
건조를 충분히 한 반제품은 본격적으로 고온에서 소성된다. 이 과정에서 일어나는 현상이 소결이다. 소결은 소성공정을 통하여 응집된 작은 결정입자가 융착하여 결합하는 과정을 말한다. 이 과정을 통하여 다공성 충진제가 고밀도 응집체로 되며 기공이 빠져 나오기 때문에 수축을 수반한다.
이와 같이 기존의 세라믹 튜브는 제조공정의 특성과 재질의 특성상, 다음과 같이
1) 완전 소성후 내·외경의 허용공차가 ±2∼3mm로써, 재가공을 하지 않고는 사용이 곤란한 상태이며, (외경의 허용공차 ±0.05mm)
2) 길이방향의 직선도를 유지하기 곤란하므로 불량품의 발생율이 높으며,
3) 완전 소성된 상태에서 가공을 하여야 하므로 가공하기 어려우며, 가공경비가 많이 소요되며,
4) 세라믹으로 된 튜브이므로 충격강도가 약하여, 외부충격에 파손되기 쉬워 제품의 상품성이 저하하며,
5) 고전류 차단시 발생하는 폭발압력에 튜브가 손상되기 쉬운 문제점이 발생하고 있으므로, 제품의 생산성뿐만 아니라 퓨즈로서의 품질 및 성능에도 좋지 않은 영향을 미치고 있다.
본 발명은 절연, 내열, 충격강도가 우수한 퓨즈용 튜브의 개발방법에 관한 것이다. 현재 제조되고 있는 대부분의 공업용(주로 선박용, 해양구조물용) 퓨즈의 튜브는 세라믹으로 만들어져 있다. 그러나, 세라믹은 절연성과 내열성은 우수하나 충격강도가 낮고, 가공성이 나쁘며, 고 전류의 차단시 발생하는 폭발압력에 튜브가 손상되기 쉽다는 단점이 있다. 따라서, 내열성과 절연성이 우수한 유리섬유에 알루미나 분말 및 에폭시를 접합제로 사용하여 기존의 세라믹 튜브를 대체할 수 있는 절연, 내열, 충격강도가 우수한 공업용 퓨즈의 튜브를 개발하는 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 기존의 튜브용 세라믹 재료의 특성을 분석하고, 튜브재료의 대체재료로서 내열성과 절연성이 우수한 재료 중에서 성형성이 우수한 유리섬유를 선정하는 단계, 절연, 내열, 충격강도가 우수한 공업용 퓨즈의 튜브를 만들기 위한 유리섬유의 접합제를 선정하는 단계, 튜브의 제조방법 및 200℃에서 1시간동안 열처리를 행하는 단계와 이들의 충격특성과 내열성을 기존의 세라믹 제품과의 비교평가를 행한 단계로 구성되어 있다.
사진1 본 발명품에 사용된 재료
사진2 본 발명재의 외형
표 1 충격흡수에너지의 비교
사진3 충격시험편의 사진비교
사진 4 내열성 비교사진
이하 첨부된 사진 등에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
사진 1은 본 발명품을 제조하는데 사용된 유리섬유의 형상과 알루미나 분말 및 에폭시를 나타낸다.
본 발명품의 접착제로는 내열성이 우수한 알루미나 분말과 에폭시 수지를 혼합한 접착제(혼합 중량비는 알루미나 분말 : 에폭시 수지 = 1:1∼1.5)를, 튜브재로는 시판중인 유리섬유를 사용하였다.
튜브의 제조방법은 유리섬유의 한 면의 위에 혼합한 접착제를 엷게 골고루 도포하면서 유리섬유를 감아서 만든 후, 200℃에서 1시간 열처리를 하여 접착제의 건조 및 결합력을 향상시켰다.
사진 2는 본 발명재의 외형을 나타내고 있는 것으로 튜브의 형상을 하고 있다. 사진 3은 세라믹 튜브와 본 발명재의 충격시험 결과를 나타낸 것으로, 세라믹 튜브(가운데)는 산산조각이 난 것에 비하여, 본 발명재(오른 쪽)는 그 형태를 유지하고 있는 것을 알 수 있다. 충격시험기를 이용하여 내충격성을 정량적인 충격흡수에너지로 나타내면 표 1과 같이 본 발명재의 것이 월등히 우수한 것을 알 수 있다.
사진 4는 900℃에서 24시간 유지한 후의 세라믹재(왼 쪽)와 본 발명재의 외형을 나타내고 있다. 물론 세라믹재의 튜브는 표면산화 등의 외형의 변화가 없으며, 본 발명재의 경우도 세라믹재 튜브와 같이 외형의 변화가 없어, 우수한 내열성을 갖는 것을 알 수 있다.
유리섬유를 이용함으로서 튜브의 가공성을 우수하게 하여 제품의 생산성의 향상을 통한 생산원가의 절감으로 본 발명품의 경쟁력 향상.
본 발명품으로 만든 튜브의 내충격성을 개선시켜 퓨즈의 생산에 적용시 작업효율의 향상을 통한 생산원가의 절감으로 기존 제품대비 경쟁력 향상과 과전류의 차단에 따른 폭발압력에 의한 튜브 손상을 최소화하여, 퓨즈제품의 성능향상.
튜브의 내충격성을 개선시켜 퓨즈의 생산·운송에 따른 파손 위험부담의 최소화에 따른 물류운송비의 절감.
국내의 퓨즈 생산업체의 경쟁력향상 및 해외수출을 통한 국가경제에의 기여.
Claims (1)
- 기존의 세라믹 튜브를 대체할 수 있는 절연, 내열, 충격강도가 우수한 공업용 퓨즈의 튜브를 개발하는 방법에 있어서,세라믹 튜브재료의 대체재료로서 내열성과 절연성이 우수한 재료 중에서 성형성이 우수한 유리섬유를 선정하는 단계,상기의 유리섬유를 접합시키는 접착제로는 내열성이 우수한 알루미나 분말과 에폭시 수지를 혼합한 접착제(혼합 중량비는 알루미나 분말 : 에폭시 수지 = 1:1∼1.5)를 선정하는 단계,상기의 유리섬유와 접착제를 이용한 튜브의 제조방법은 유리섬유의 한 면의 위에 혼합한 접착제를 엷게 골고루 도포하면서 유리섬유를 감아서 만든 후, 200℃에서 1시간 열처리를 행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 절연, 내열, 충격강도가 우수한 공업용 퓨즈의 튜브를 개발하는 방법.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| E601 | Decision to refuse application |