KR20060012348A - 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀보강재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 금속 필름박과, 상기 금속 필름박의 양측에 적층된 에폭시/폴리아미드 바니쉬 함침 보강섬유 직물과, 상기 보강섬유 직물의 양측에 적층된 세공 가공을 위한 이형시트를 포함하며, 상기 이형시트에 의해 상기 보강섬유 직물에 세공이 가공되어 있으며, 상기 이형시트는 제거하고 사용되는 것을 특징으로 한다.
기밀 보강재, 금속 필름박, 바니쉬, 세공(micro-pore), 이형시트
Description
본 발명은 액화천연가스(LNG) 및 기타 액화가스 저장탱크에 사용되는 기밀 보강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래 극초저온 액화가스 저장용기에 사용되는 기밀 보강재로는 금속 필름박의 양측에 수지 함침 유리섬유 직물이 적층되고 또한 그 양측에 이형시트가 적층되어 있고, 수지함침 유리섬유 직물과 이형시트가 접촉하는 면이 엠보스 가공(돋을 새김 모양을 내는 가공)되어 있으며, 이형시트는 제거하고 사용되는 것을 특징으로 하는 적층체가 알려져 있다.
그러나 종래 적층체 제품의 경우 기밀 보강재에 새겨진 엠보싱 무늬가 무뎌지거나 제품의 유리섬유 올이 다량으로 보이지 않을 경우(SEM 촬영으로 확인 가능) 다른 재료와의 접착력 및 밀착성의 저하를 초래할 수 있고, 엠보스 가공을 위한 이형시트가 사용되면 될수록 엠보스 가공의 품질이 저하될 수 있으며, 또한 재사용되는 엠보스 가공을 위한 이형시트가 폐기될 때에는 그에 따른 환경오염을 유발시키 는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기존에 사용되어 온 제품의 특징인 접착강도를 유지하면서도 기존 엠보 무늬가 선명하지 않을 경우 접착강도(표면접착강도) 저하의 문제를 해결하기 위한 것으로, 세공(micro-pore) 가공을 유발하는 이형시트의 사용으로 표면접착력을 증가시키고, 엠보스 처리 공정이 없으므로 공정의 간편화와 동시에 엠보스 시트가 따로 사용되지 않으므로 엠보스 시트의 폐기로 인한 환경오염문제를 해결할 수 있고, 수지로 에폭시/폴리아미드 블렌딩(바니쉬)을 도입하여 치수 안정성 및 내후성을 갖는 극초저온 액화가스 저장용기에 사용되는 기밀 보강재를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은 금속 필름박과, 상기 금속 필름박의 양측에 적층된 에폭시/폴리아미드 바니쉬 함침 보강섬유 직물과, 상기 보강섬유 직물의 양측에 적층된 세공 가공을 위한 이형시트를 포함하며, 상기 이형시트에 의해 상기 보강섬유 직물에 세공이 가공되어 있으며, 상기 이형시트는 제거하고 사용되는 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재에 의해 달성된다.
여기서, 금속 필름박은 알루미늄 호일인 것이 바람직하다.
또한, 보강섬유로는 유리섬유 및 아라미드섬유로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
그리고 이형시트 표면에는 다수의 미세한 혹(nodule)이 형성되어 있는 것이 좋다.
한편, 상기한 본 발명의 목적은 에폭시/폴리아미드 바니쉬를 제조하는 단계와, 상기 바니쉬를 보강섬유 직물에 함침시키는 단계와, 상기 금속 필름박의 양측에 바니쉬 함침 보강섬유 직물과 세공 가공을 위한 이형시트를 순차적으로 적층하는 단계와, 상기 금속 필름박, 바니쉬 함침 보강섬유 직물 및 이형시트의 적층체를 가열 압착하여, 상기 금속 필름박과 바니쉬 함침 보강섬유 직물을 적층시키고, 상기 바니쉬 함침 보강섬유 직물의 양측에는 세공을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
이때, 에폭시/폴리아미드 바니쉬를 제조하는 단계는, 에폭시 수지 100phr, 아민계 경화제 5 ~ 15phr를 유기 용제에 교반하여 용해시켜 에폭시 바니쉬를 제조하는 단계와, 에폭시와 경화가 가능한 기능성 폴리아미드 수지 100phr를 알콜류의 용제 220 ~ 520phr에 일정시간 동안 교반하여 용해시켜 폴리아미드 바니쉬를 제조하는 단계와, 이미 제조된 에폭시 바니쉬와 폴리아미드 바니쉬가 중량비로 10 : 90 ~ 50 : 50이 되도록 혼합하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 바니쉬를 보강섬유 직물에 함침시키는 단계는 제조된 에폭시/폴리아미드 바니쉬를 사용하여 수지가 반정도 경화되는 조건으로 60 ~ 220℃의 건조로를 통과하는 연속공정으로 바니쉬 조성물 함유량이 5 ~ 100중량부가 되도록 함침시키는 것이 좋다.
그리고 상기 가열 압착하는 단계는 1단계로 10 ~ 40kgf/㎠의 압력, 10 ~ 120 ℃의 가열온도에서 5분 ~ 50분 수행하고, 2단계로 10 ~ 40kgf/㎠의 압력, 120 ~ 200℃의 가열온도에서 20분 ~ 120분 수행하는 것이 좋다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 기밀 보강재는, 금속 필름박과, 그 양측에 적층된 에폭시/폴리아미드 바니쉬 함침 보강섬유 직물과, 최외측의 세공 가공을 위한 이형시트로 구성된다.
금속 필름박은 가스 투과에 대한 기밀성을 높일 목적으로 사용되며, 알루미늄의 조성이 99.2중량부 이상이며, 두께가 50 ~ 100㎛인 알루미늄 호일이 바람직하다. 알루미늄의 조성이 99.2중량부 이상이라는 것은 알루미늄 호일의 순도를 나타낸 것이며, 나머지 조성물로서는 규소, 철, 구리, 마그네슘 등이다. 그리고, 금속 필름박의 두께는 50 ~ 100㎛인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 범위의 두께를 갖는 것이 사용될 수 있음은 물론이다.
에폭시/폴리아미드 바니쉬 함침 보강섬유 직물로는 상온 및 -163℃의 극저온에서도 접착력을 갖는 단위중량이 150 ~ 500g/㎡이고, 두께가 0.1 ~ 1.0mm인 것이 바람직하다. 그리고 보강섬유 직물로는 보강용 유리섬유가 바람직하나, 기타 무기섬유 직물과 아라미드계 섬유와 같은 유기섬유 직물도 사용될 수 있다.
또한, 사용되는 에폭시/폴리아미드 바니쉬는 에폭시와 폴리아미드가 10 : 90 ~ 50 : 50의 조성비를 갖는 에폭시/폴리아미드 블렌딩(바니쉬)인 것이 바람직하다. 상기 조성비는 상온 및 극저온에서도 34N/2.5cm 이상의 충분한 접착력을 발휘할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 상기와 같은 조성비에 의해 제조된 바니쉬 함침 보강섬유 직물은 유연성을 가지면서도 상온 및 극저온에서도 충분한 접착력을 나타내게 된다.
즉, 에폭시 수지와 에폭시 수지와 경화가 가능한 기능성 폴리아미드 수지를 혼합하여 제조된 에폭시/폴리아미드 블렌딩(바니쉬)은 기존의 일반 에폭시계 수지와는 다른 유연성을 가지며 극저온에서도 접착력을 유지할 수 있도록 하는 수지로서, 열경화성의 에폭시 수지의 사용으로 치수 안정성 및 내후성이 향상되며, 에폭시 수지와 경화가 가능한 기능성 폴리아미드 수지의 사용으로 유연성 및 극저온에서의 접착력이 부여된다.
또한, 이형시트로는 미세한 혹(nodule)이 이형시트 표면에 다수 형성되어 있는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이 미세한 혹이 가열 압착시(프레스 성형시) 바니쉬 함침 보강섬유 직물에 세공을 형성시키기 때문이다.
한편, 본 발명에 있어서는 상기 이형시트를 이용하여 바니쉬 함침 보강섬유 직물에 세공 가공을 실시한다. 이렇게 바니쉬 함침 보강섬유 직물에 세공 가공을 함으로써 엠보스 가공을 위한 이형시트를 따로 사용하지 않아도 되며 그에 따라 폐기되는 엠보스 가공을 위한 이형시트로 인한 환경오염문제를 해결할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 기밀 보강재의 제조방법을 설명한다.
본 발명에 따른 기밀 보강재는 에폭시/폴리아미드 바니쉬를 제조하는 단계 와, 상기 바니쉬를 보강섬유 직물에 함침시키는 단계와, 상기 금속 필름박의 양측에 바니쉬 함침 보강섬유 직물과 이형시트를 순차적으로 적층하는 단계와, 상기 금속 필름박, 바니쉬 함침 보강섬유 직물 및 이형시트의 적층체를 가열 압착하는 단계로 제조된다.
바니쉬를 제조하는 단계를 보다 상세히 설명하면, 먼지 에폭시 수지 100phr, 아민계 경화제 5 ~ 15phr를 유기 용제에 교반하여 용해시켜 에폭시 바니쉬를 제조한다. 그리고 에폭시와 경화가 가능한 기능성 폴리아미드 수지 100phr를 알콜류의 용제 220 ~ 520phr에 일정시간 동안 교반하여 용해시켜 폴리아미드 바니쉬를 제조한다. 이후, 에폭시 수지와 에폭시 수지와 경화가 가능한 기능성 폴리아미드 수지의 비율을 중량비로 10 : 90 ~ 50 : 50이 되도록, 이미 제조된 에폭시 바니쉬와 폴리아미드 바니쉬를 혼합하여 에폭시/폴리아미드 바니쉬를 제조한다.
상기 조성비로 제조된 에폭시/폴리아미드 바니쉬는 인장강도가 상온에서 88,000N/m이상, 극저온에서는 198,000N/m이상의 물성을 지니며, 경사 위사 방향 및 상온 및 극저온에서의 전단강도가 모두 3.5MPa이상, 수직 인장 접착강도가 3.0MPa이상, 또한 박리강도가 모두 34N/2.5cm이상의 물성을 지닌다.
그리고 바니쉬를 보강섬유 직물에 함침시키는 단계는 상기와 같이 제조된 에폭시/폴리아미드 바니쉬를 사용하여 수지가 반정도 경화되는 조건으로 60 ~ 220℃의 건조로를 통과하는 연속공정으로 바니쉬 조성물 함유량이 5 ~ 100중량부가 되도록 한다. 이때, 사용되는 코팅기로는 나이프 코터, 리버스롤 코터, 그라비어 코터, 플로우 코터, 코드 코터, 디핑 코터 등이 있다.
상기와 같이 바니쉬가 함침된 보강섬유 직물을 금속 필름박의 양측에 적층시키고 그 양측에 이형필름을 적층시킨다.
마지막으로 상기 적층체를 가열 압착하는 단계는 다단계 방식으로 수행되는데, 구체적으로 1단계에서는 압력 약 10 ~ 40kgf/㎠ 정도, 온도 약 10 ~ 120℃ 정도에서 약 5분에서 50분간 수행하고, 2단계에서는 압력 약 10 ~ 40kgf/㎠ 정도, 온도 약 120 ~ 200℃ 정도에서 약 20분에서 120분간 수행하게 된다.
이와 같이 가열 압착시 다단계 방식을 사용하는 이유는 성형시 프레스 내에 여러 장의 적층체가 적층되어 있는데 프레스 열판과 가까운 적층체와 먼 적층체 사이에서 열편차를 최소화하여 물성이 고른 제품을 생산하기 위함이다.
그리고 상기와 같이 적층체를 가열 압착하면 세공을 유발하는 이형시트 표면의 미세한 혹이 그대로 바니쉬가 함침된 보강섬유 직물로 전사되면서 세공 가공이 이루어진다.
이상과 같이 구성되고 제조되는 기밀 보강재와 종래 기밀 보강재의 물성을 표1에 요약한다.
| 시험항목 | 시험조건 | 요구치 | 종래 | 본 발명 | |
| 엠보스 가공 유 | 엠보스 가공 무 | ||||
| 접착(박리)강도 (N/cm) | 상온 | 34N/2.5cm | 56N/2.5cm | 191.08N/2.5cm | 198.24N/2.5cm |
| 표면접착강도 (N) | 상온 | - | 142.30N | 181.38N | 193.25N |
위 표에 나타난 바와 같이 본 발명에 의하여 제조된 기밀 보강재는 종래 기술보다 월등한 물성을 보여주고 있다. 여기서 접착(박리)강도 실험은 ISO 4578에 따른 것이고, 표면접착강도는 ISO 14679에 따른 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 금속 필름박의 양측에 상온에서 뿐만 아니라 -163℃의 극저온에서까지 접착 성능이 우수한 바니쉬 함침 보강섬유 직물을 이용하여 제조된 기밀 보강재로 치수 안정성 및 내후성이 뛰어나며, 이형시트의 재사용에 의한 환경오염 문제를 개선할 수 있는 세공 가공을 유발시키는 이형시트의 사용으로 엠보스 가공을 위한 이형시트를 따로 사용하지 않으므로 폐기되는 엠보스 가공을 위한 이형시트에 의한 환경오염 문제도 해결할 수 있다.
또한, 세공 가공되어 있어 접착(박리)강도 및 표면접착강도가 월등히 개선되어지는 효과가 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형이 가능하다. 따라서 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 어떠한 수정이나 변형도 포함할 것이다.
Claims (8)
- 금속 필름박과, 상기 금속 필름박의 양측에 적층된 에폭시/폴리아미드 바니쉬 함침 보강섬유 직물과, 상기 보강섬유 직물의 양측에 적층된 세공 가공을 위한 이형시트를 포함하며, 상기 이형시트에 의해 상기 보강섬유 직물에 세공이 가공되어 있으며, 상기 이형시트는 제거하고 사용되는 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 필름박은 알루미늄 호일인 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재.
- 제 2 항에 있어서,상기 보강섬유는 유리섬유 및 아라미드섬유로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 이형시트는 표면에 다수의 미세한 혹이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재.
- 에폭시/폴리아미드 바니쉬를 제조하는 단계와;상기 바니쉬를 보강섬유 직물에 함침시키는 단계와;상기 금속 필름박의 양측에 바니쉬 함침 보강섬유 직물과 이형시트를 순차적으로 적층하는 단계와;상기 금속 필름박, 바니쉬 함침 보강섬유 직물 및 이형시트의 적층체를 가열 압착하여, 상기 금속 필름박과 바니쉬 함침 보강섬유 직물을 적층시키고, 상기 바니쉬 함침 보강섬유 직물의 양측에는 세공을 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 에폭시/폴리아미드 바니쉬를 제조하는 단계는, 에폭시 수지 100phr, 아민계 경화제 5 ~ 15phr를 유기 용제에 교반하여 용해시켜 에폭시 바니쉬를 제조하는 단계와, 에폭시와 경화가 가능한 기능성 폴리아미드 수지 100phr를 알콜류의 용제 220 ~ 520phr에 일정시간 동안 교반하여 용해시켜 폴리아미드 바니쉬를 제조하는 단계와, 이미 제조된 에폭시 바니쉬와 폴리아미드 바니쉬가 중량비로 10 : 90 ~ 50 : 50이 되도록 혼합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 바니쉬를 보강섬유 직물에 함침시키는 단계는 제조된 에폭시/폴리아미드 바니쉬를 사용하여 수지가 반정도 경화되는 조건으로 60 ~ 220℃의 건조로를 통과하는 연속공정으로 바니쉬 조성물 함유량이 5 ~ 100중량부가 되도록 함침시키는 단계인 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 가열 압착하는 단계는, 1단계로 10 ~ 40kgf/㎠의 압력, 10 ~ 120℃의 가열온도에서 5분 ~ 50분 수행하고, 2단계로 10 ~ 40kgf/㎠의 압력, 120 ~ 200℃의 가열온도에서 20분 ~ 120분 수행하는 것을 특징으로 하는 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀 보강재의 제조방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020040061007A KR20060012348A (ko) | 2004-08-03 | 2004-08-03 | 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀보강재 및 그 제조방법 |
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| KR1020040061007A KR20060012348A (ko) | 2004-08-03 | 2004-08-03 | 세공 구조를 갖는 극초저온 액화가스 저장용기용 기밀보강재 및 그 제조방법 |
Publications (1)
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| KR20060012348A true KR20060012348A (ko) | 2006-02-08 |
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| KR (1) | KR20060012348A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100795174B1 (ko) * | 2006-10-04 | 2008-01-16 | 주식회사은성사 | 탄소나노튜브가 코팅된 낚시대용 카본 원단과 그 제조방법및 이 카본 원단을 이용한 카본 낚시대 |
-
2004
- 2004-08-03 KR KR1020040061007A patent/KR20060012348A/ko not_active Application Discontinuation
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