KR20180089733A

KR20180089733A - 합성수지 시트의 접합용 구조체

Info

Publication number: KR20180089733A
Application number: KR1020170014434A
Authority: KR
Inventors: 김대우; 한영제
Original assignee: 김대우
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2018-08-09
Also published as: KR101890056B1

Abstract

본 발명은 합성수지 시트의 접합용 구조체에 관한 것이다. 구체적으로, 금속재 화학탱크 내벽의 부식 등에 의한 훼손을 방지하기 위해 상기 내벽에 부착되는 합성수지 시트를 상기 내벽에 용이하고 안정적이며 견고하게 접합시킴으로써 상기 금속재 화학탱크의 내구성을 크게 향상시키고 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있는 합성수지 시트의 접합용 구조체에 관한 것이다.

Description

합성수지 시트의 접합용 구조체{structure for joining a synthetic resin sheet}

황산, 불산, 염산 등 맹독성 화학물질을 저장하는 금속재 화학탱크는 이의 내벽이 상기 맹독성 화학물질과의 접촉에 의해 부식되거나 화학반응을 일으키는 등에 의해 훼손됨으로써, 상기 맹독성 화학물질이 외부로 누출되는 사고가 발생할 수 있으며, 이러한 금속재 화학탱크의 수명은 5 내지 7년밖에 되지 않는다.

실제로, 2015년 8월 중국 텐진시에서 발생한 한 화학공장의 화학탱크 누출사고로 173명이 사망하면서 국내에서도 더욱 강력한 공정 안전관리체계(PSM)법이 적용되고 있어 화학물질 누출방지에 대한 필요성이 중요하게 인식되고 있다.

종래 금속재 화학탱크는 이의 내벽 보호를 위해 합성수지 시트를 내벽에 부착시키고자 하였으나 열융착 등에 의해 상기 합성수지 시트를 금속재 내벽에 안정적으로 부착시키는 기술은 개발된 바 없고, 다만 한국 등록특허 제1547468호에는 직경조절이 가능한 복수개의 확장밴드를 사용하여 강재탱크의 내벽면에 합성수지 시트를 부착시키는 방법이 개시되어 있으나, 상기 확장밴드가 맹독성 화학물질과 직접적으로 접촉하여 부식되거나 훼손되는 문제가 있으며 시공이 어렵고 복잡할 뿐만 아니라 여름철 외부열에 의해 확장밴드 사이에 배치된 합성수지 시트가 팽창하여 화학물질이 누출되는 문제가 있다.

한편, 현재 대기업들이 사용하고 있는 화학탱크는 스틸탱크 내부에 테프론을 부착하여 사용하고 있어 내구성은 우수하나 가격이 일반 화학탱크에 비해 최소 7배 내지 10배 정도 높은 문제가 있다.

따라서, 합성수지 시트를 금속재 화학탱크 내벽에 용이하고 안정적이며 견고하게 접합시킴으로써 상기 금속재 화학탱크의 내구성을 크게 향상시키고 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있는 합성수지 시트의 접합방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 합성수지 시트를 금속재 화학탱크 내벽에 용이하고 간단하게 접합시킬 수 있는 합성수지 시트의 접합용 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 합성수지 시트를 금속재 화학탱크 내벽에 안정적이며 견고하게 접합시킬 수 있는 합성수지 시트의 접합용 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,

금속재 화학탱크 내벽에 대한 합성수지 시트의 접합용 구조체로서, 금속재로 이루어지고, 테두리부, 경사부 및 하부 플레이트를 포함하며, 상기 테두리부와 상기 하부 플레이트를 연결하는 상기 경사부에 의해 상기 하부 플레이트는 상기 테두리부에 비해 함몰된 위치에 배치되어 상기 테두리부가 적어도 부분적으로 상기 금속재 화학탱크 내벽에 접촉하는 경우 상기 하부 플레이트와 상기 내벽 사이에 빈 공간이 형성되고, 상기 하부 플레이트에는 상기 합성수지 시트에서 부분적으로 용융된 수지가 관통하여 상기 빈 공간 내부로 삽입되도록 하는 하나 이상의 관통홀이 구비되며, 상기 하부 플레이트에서 상기 합성수지 시트와 접촉하는 면에서의 상기 관통홀의 단면적에 비해 상기 하부 플레이트에서 상기 빈 공간과 접촉하는 면에서의 상기 관통홀의 단면적이 작은 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

여기서, 상기 하부 플레이트에서 상기 합성수지 시트와 접촉하는 면에서의 상기 관통홀의 단면적 대비 상기 하부 플레이트에서 상기 빈 공간과 접촉하는 면에서의 상기 관통홀의 단면적이 10 내지 90%인 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

또한, 상기 관통홀의 내벽이 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

그리고, 상기 관통홀은 상기 하부 플레이트의 둘레에 배치되고 상기 하부 플레이트 중앙에 배치되지 않은 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

나아가, 상기 관통홀의 갯수가 98 내지 120개이고, 관통홀 사이의 간격은 4 내지 8 mm인 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

여기서, 상기 관통홀의 원 환산 직경이 1.5 내지 2.5 mm인 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

한편, 상기 테두리부에는 상기 내벽에 접촉한 상태로 상기 접합용 구조체를 상기 내벽에 결합시키기 위한 하나 이상의 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

여기서, 상기 결합부는 용접홀인 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

그리고, 상기 테두리부에서 상기 내벽에 접촉하는 면이 절연지 또는 절연체로 코팅된 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

한편, 상기 금속재 화학탱크 내벽과 동일한 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체를 제공한다.

본 발명에 따른 합성수지 시트의 접합용 구조체는 접합되는 합성수지 시트와 금속재 화학탱크 내벽 사이에 배치되고 상기 합성수지 시트와 상기 내벽을 용이하고 간단하게 접합시킬 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 합성수지 시트의 접합용 구조체는 특정한 접합방식을 통해 합성수지 시트를 금속재 화학탱크 내벽에 안정적이며 견고하게 접합시킬 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 합성수지 시트의 접합용 구조체에 관한 실시예들의 형상을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1a에서 A-A'의 단면 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 1a의 접합용 구조체를 이용하여 합성수지 시트를 금속재 화학탱크 내벽에 접합시킨 모습을 개략적으로 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 합성수지 시트의 접합용 구조체에 관한 실시예들의 형상을 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 도 1a에서 A-A'의 단면 모습을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 접합용 구조체(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이 전체적으로 육각형 형상이거나, 도 1b에 도시된 바와 같이 전체적으로 정사각형 형상이거나, 도 1c에 도시된 바와 같이 전체적으로 원형 형상일 수 있으며, 용접 등에 의해 금속재 화학탱크 내벽에 부착될 수 있도록 금속소재, 바람직하게는 상기 화학탱크와 동일한 종류의 금속재, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄 등의 소재로 이루어질 수 있다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 접합용 구조체(100)는 테두리부(110), 경사부(120) 및 하부 플레이트(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 테투리부(110)는 상기 접합용 구조체(100)를 이용하여 합성수지 시트를 금속재 화학탱크 내벽에 접합시킬 때 상기 금속재 화학탱크 내벽에 적어도 부분적으로 접촉하는 부분이고, 상기 테두리부(110)와 상기 하부 플레이트(130)를 연결하는 상기 경사부(120)에 의해 상기 하부 플레이트(130)는 상기 테두리부(110)에 비해 함몰된 위치에 배치되어 상기 금속재 화학탱크 내벽과 접촉하지 않으며 상기 금속재 화학탱크 내벽과의 사이에서 빈 공간(121)을 형성하게 된다.

구체적으로, 상기 테두리부(110)는 상기 금속재 화학탱크 내벽과 접촉하는 부분으로서 상기 내벽에 접촉한 상태로 상기 접합용 구조체(100)를 상기 내벽에 결합시키기 위한 하나 이상의 결합부(111)를 포함할 수 있고, 상기 결합부(111)는 예를 들어 이를 상기 내벽에 용접하기 위한 용접홀일 수 있고, 상기 용접홀의 직경은 약 5 내지 13 mm일 수 있으며, 상기 접합용 구조체(100)의 상부 및 하부에 각각 배치될 수 있다.

또한, 상기 합성수지 시트의 부분적 열융착을 통해 이를 상기 접합용 구조체(100)에 접합시키기 위해 고주파융착을 이용하는 경우 고주파가 상기 접합용 구조체(100) 밖으로 세어 나가지 않도록, 상기 테두리부(110)는 상기 금속재 화학탱크 내벽과 접촉하는 면이 절연지, 절연체 등에 의해 코팅될 수 있다.

한편, 상기 경사부(120)는 상기 하부 플레이트(130)가 상기 테두리부(110)에 비해 함몰된 위치에 배치되도록 하여 상기 하부 플레이트(130)가 상기 금속재 화학탱크 내벽과의 사이에 빈 공간(121)을 형성할 수 있다면 경사의 정도나 형상에 특별한 제한이 없다.

그리고, 상기 하부 플레이트(130)에는 하나 이상의 관통홀(131)이 배치될 수 있다. 상기 합성수지 시트의 부분적 열융착을 통해 이를 상기 접합용 구조체(100)에 접합시킬 때 상기 합성수지 시트에서 부분적으로 용융된 수지가 상기 관통홀(131)을 통해 상기 빈 공간(121) 내부로 삽입된 후 다시 경화됨으로써, 상기 합성수지 시트는 상기 접합용 구조체(100)에 견고하게 접합될 수 있고, 결과적으로 상기 접합용 구조체(100)를 통해 상기 금속재 화학탱크 내벽에 안정적이며 견고하게 접합될 수 있다.

여기서, 상기 관통홀(131)은 바람직하게는 상기 하부 플레이트(130)의 둘레에 배치될 수 있고, 상기 하부 플레이트(130) 중앙에는 상기 관통홀(131)이 배치되지 않을 수 있다. 이로써 상기 합성수지 시트를 더욱 안정적으로 상기 접합용 구조체(100)에 접합시킬 수 있으며, 상기 합성수지 시트에서 부분적으로 용융되는 정도를 조절할 수 있어 열융착 후 상기 합성수지 시트에서 국소적으로 두께가 과도하게 얇아져 내구성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.

상기 관통홀(131)은 약 98 내지 120개일 수 있고, 하나의 열에 4개씩 배치될 수 있으며, 상기 관통홀(131) 사이의 간격은 약 4 내지 8 mm일 수 있다. 또한, 상기 관통홀(131)의 형상은 원형, 각형 등 제한되지 않으며, 상기 관통홀(131)은 상기 합성수지 시트와 접촉하는 부분의 원 환산 직경이 1.5 내지 2.5 mm일 수 있다. 여기서, 원 환산 직경이란 상기 관통홀(131)의 형상이 원이 아닌 경우 이의 단면적과 동일한 면적의 원으로 환산한 경우의 직경을 의미한다.

특히, 상기 관통홀(131)은 상기 하부 플레이트(130)에서 상기 합성수지 시트가 접촉하는 면에의 단면적에 비해 상기 빈 공간(121)에 접촉하는 면에서의 단면적이 작을 수 있고, 예를 들어, 상기 관통홀(131)은 상기 합성수지 시트와 접촉하는 면에서의 단면적 대비 상기 빈 공간(121)에 접촉하는 면에서의 단면적이 10 내지 90%, 바람직하게는 40 내지 80%일 수 있다.

이로써, 상기 합성수지 시트를 부분적으로 용융시켜 상기 관통홀(131)을 통과시킬 때 점점 좁아지는 관통홀(131)을 통과하는 용융 수지는 상기 관통홀(131)을 통과하는 유속이 점점 증가하고 상기 관통홀(131)을 완전히 통과하여 빈 공간(121)에 삽입시 갑자기 감소한 압력에 의해 구형, 반구형 등으로 팽창한 후 경화되게 되므로, 상기 빈 공간(121)에 삽입되어 경화된 합성수지 부분은 다시 관통홀(131)을 통해 빠져나갈 수 없어 결과적으로 상기 합성수지 시트는 더욱 안정적이고 견고하게 상기 접합용 구조체(100)에 접합될 수 있다.

바람직하게는, 상기 관통홀(131)은 내벽이 나선형으로 형성됨으로써 이를 관통하는 용융된 수지의 이동을 더욱 용이하게 하고, 상기 빈 공간(121)에 삽입된 구형, 반구형 등의 크기를 더욱 크게 형성하도록 하여, 상기 합성수지 시트는 더욱 안정적이고 견고하게 상기 접합용 구조체(100)에 접할될 수 있다.

본 발명에 따른 접합용 구조체(100)는 전체 길이가 약 100 내지 134 mm, 폭이 약 80 내지 90 mm, 높이가 약 2.5 내지 4.8 mm, 두께가 약 0.5 내지 1.5 mm일 수 있으며, 통상의 기술자는 금속재 화학탱크 및 합성수지 시트의 규격에 따라 적절히 선택할 수 있다.

도 3은 도 1a의 접합용 구조체를 이용하여 합성수지 시트를 금속재 화학탱크 내벽에 접합시킨 모습을 개략적으로 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 접합용 구조체(100)는 금속재 화학탱크 내벽(200)과 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 합성수지 시트(300) 사이에 배치되어 이들을 서로 접합시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 접합용 구조체(100)는 이의 테두리부(110)에 배치된 결합부(111)로서 예를 들어 용접홀을 통해 상기 금속재 화학탱크 내벽(200)에 용접 등에 의해 부착될 수 있다.

상기 접합용 구조체(100)가 상기 금속재 화학탱크 내벽(200)에 부착된 후, 상기 합성수지 시트(300)가 상기 접합용 구조체(100)에 접합될 수 있다. 구체적으로, 상기 합성수지 시트(300)는 상기 접합용 구조체(100)의 하부 플레이트(130)의 외측면에 접촉한 상태로 고주파융착 등에 의해 부분 용융되고 이렇게 용융된 수지가 상기 하부 플레이트(130)에 배치된 관통홀(131)을 통해 상기 접합용 구조체(100)와 상기 금속재 화학탱크 내벽(200) 사이의 빈 공간(121) 내로 삽입된 후 경화됨으로써 상기 합성수지 시트(300)는 상기 접합용 구조체(100)에 접합되고, 결과적으로 상기 금속재 화학탱크 내벽(200)에 접합되게 된다.

상기 빈 공간(121) 내로 삽입된 후 경화된 수지(310)는 상기 관통홀(131)의 상기 특정 형상에 의해 구형으로 형성됨으로써 다시 관통홀(131)을 통해 밖으로 빠져 나갈수 없기 때문에 상기 합성수지 시트(300)는 상기 접합용 구조체(100)에 매우 안정적이고 견고하게 접합될 수 있다.

본 발명에 따른 접합용 구조체(100)는 앞서 기술한 방식에 의해 합성수지 시트(300)를 금속재 화학탱크 내벽(200)에 안정적이고 견고하게 접합시킬 수 있어 화학탱크 내벽의 부식, 화학반응 등을 방지하는 등 내구성을 향상시키는 동시에, 또한 상기 접합용 구조체(100)가 직접적으로 화학물질에 노출되지 않기 때문에 내구성이 추가로 향상되며, 접합 시공이 간편하여 화학탱크의 제조비용을 절감시킬 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

100 : 접합용 구조체 200 : 금속재 화학탱크 내벽
300 : 합성수지 시트

Claims

금속재 화학탱크 내벽에 대한 합성수지 시트의 접합용 구조체로서,
금속재로 이루어지고,
테두리부, 경사부 및 하부 플레이트를 포함하며,
상기 테두리부와 상기 하부 플레이트를 연결하는 상기 경사부에 의해 상기 하부 플레이트는 상기 테두리부에 비해 함몰된 위치에 배치되어 상기 테두리부가 적어도 부분적으로 상기 금속재 화학탱크 내벽에 접촉하는 경우 상기 하부 플레이트와 상기 내벽 사이에 빈 공간이 형성되고,
상기 하부 플레이트에는 상기 합성수지 시트에서 부분적으로 용융된 수지가 관통하여 상기 빈 공간 내부로 삽입되도록 하는 하나 이상의 관통홀이 구비되며,
상기 하부 플레이트에서 상기 합성수지 시트와 접촉하는 면에서의 상기 관통홀의 단면적에 비해 상기 하부 플레이트에서 상기 빈 공간과 접촉하는 면에서의 상기 관통홀의 단면적이 작은 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.
제1항에 있어서,
상기 하부 플레이트에서 상기 합성수지 시트와 접촉하는 면에서의 상기 관통홀의 단면적 대비 상기 하부 플레이트에서 상기 빈 공간과 접촉하는 면에서의 상기 관통홀의 단면적이 10 내지 90%인 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 관통홀의 내벽이 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 하부 플레이트의 둘레에 배치되고 상기 하부 플레이트 중앙에 배치되지 않은 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 관통홀의 갯수가 98 내지 120개이고, 관통홀 사이의 간격은 4 내지 8 mm인 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.
제5항에 있어서,
상기 관통홀의 원 환산 직경이 1.5 내지 2.5 mm인 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 테두리부에는 상기 내벽에 접촉한 상태로 상기 접합용 구조체를 상기 내벽에 결합시키기 위한 하나 이상의 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.
제7항에 있어서,
상기 결합부는 용접홀인 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 테두리부에서 상기 내벽에 접촉하는 면이 절연지 또는 절연체로 코팅된 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.
제8항에 있어서,
상기 금속재 화학탱크 내벽과 동일한 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 접합용 구조체.