KR20200091039A - 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법 및 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 친환경 바인더 물질의 제조 방법에 따르면,10 함량비의 2-히드로시에틸메타크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)과 4.4 함량비의 톨루엔디이소시아네이트(Toluene d-iso cyanate)를 지정된 반응시간 이상 반응시키고, 상기 반응된 물질에 2.6 함량비의 에틸아세테이트(Ethyl Acetate)를 추가하고 경화제인 0.12 함량비의 아스코르빈산 또는 0.3 함량비의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)경화제를 추가하여 절전체 물질을 제작하기 위한 친환경 바인더 물질을 생성하며, 상기 친환경 바인더 물질은, 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 지정된 성분을 포함하여 80~200메쉬(mesh) 범위로 분쇄된 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시킨다.
Description
본 발명은 2-히드로시에틸메타크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)을 이용하여 절전체 물질을 제조하기 위한 친환경 바인더 물질을 제조하는 것이다.
종래에 토르말린(Tourmaline)이나 지트(Shungite) 또는 티탄산지르코산연(PZT) 중 적어도 하나에 근거하는 광물질 분말을 이용하여 경화시키기 위해 불포화폴리에스테르계 수지를 널리 사용하였다.
불포화폴리에스테르계 수지는 열경화성 수지의 한 가지로 왁스형 불포화 포리에스텔 수지, 스틸렌모노머 및 특수 첨가제를 기술적으로 배합한 2액형 도료로써, 살오름성, 평활성, 투명성 등이 우수하고 용제 증발이 거의 없고 상온에서 경화가 가능하고 비교적 가격이 저렴하여 많이 사용하였으나, 심한 냄새가 날 뿐만 아니라 다량의 발암물질을 포함하는 단점이 있었다.
특히 불포화폴리에스테르계 수지를 희석하기 위해서 전용의 신나를 사용하는데, 신나의 주성분인 스티렌 모너머는 벤젠과 에틸렌으로 휘발성유기성화합물(VOCs : Volatile Organic Compounds)에 포함되는 물질로서, 모두 인체에 유해한 발암물질이다. 게다가 종래의 불포화폴리에스테르계 수지를 신나와 혼합하여 사용할 경우 제조 환경에 따라 경화불량 및 기포현상이 발생하여 전기적 특성을 떨어트리는 문제를 야기하였다.
게다가 불포화폴리에스테르계 수지와 신나는 모두 국내외의 각조 유해물질관리기준에도 저촉되며, 이에 이를 이용하여 제조되는 물품은 국내판매 및 해외 수출이 난해한 문제점을 지니고 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 2-히드로시에틸메타크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)과 톨루엔디이소시아네이트(Toluene d-iso cyanate) 및 에틸아세테이트(Ethyl Acetate)를 이용하여 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 지정된 성분을 포함하여 80~200메쉬(mesh) 범위로 분쇄된 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시키는 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법 및 조성물을 제공함에 있다.
본 발명은, 친환경 바인더 물질의 제조 방법에 있어서,10 함량비의 2-히드로시에틸메타크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)과 4.4 함량비의 톨루엔디이소시아네이트(Toluene d-iso cyanate)를 지정된 반응시간 이상 반응시키는 제1 단계 및 상기 반응된 물질에 2.6 함량비의 에틸아세테이트(Ethyl Acetate)를 추가하고 경화제인 0.12 함량비의 아스코르빈산 또는 0.3 함량비의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)경화제를 추가하여 절전체 물질을 제작하기 위한 친환경 바인더 물질을 생성하는 제2 단계를 포함하며, 상기 친환경 바인더 물질은, 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 지정된 성분을 포함하여 80~200메쉬(mesh) 범위로 분쇄된 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 반응시간은, 적어도 2시간 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서,상기 친환경 바인더 물질은, 44~84 함량비의 광물질 분말과 교반되어 상기 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광물질 분말은, 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광물질 분말은, 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 산화마그네슘(MgO)와 산화철(Fe2O3)과 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광물질 분말은, 80~200메쉬(mesh) 범위 내에서 비균질하게 분쇄된 입자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광물질 분말은, 2% 미만의 수분 함유량을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 절전 특성은, 교류 전원이 인가되기 전에 절연체였다가 교류 전원이 인가된 후 전기분극 현상에 의해 유전체로 전환되는 특성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 절전 특성은, 교류 전원을 통해 전달되는 고조파(Harmonics)와 열잡음(Thermal Noise)을 흡수한 후 열에너지로 변환 방출하여 도선 상의 저항성분을 감소시키는 특성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 친환경 바인더 물질은, 상기 광물질 분말을 적어도 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 10 함량비의 2-히드로시에틸메타크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)과 4.4 함량비의 톨루엔디이소시아네이트(Toluene d-iso cyanate)를 지정된 반응시간 이상 반응시킨 후, 2.6 함량비의 에틸아세테이트(Ethyl Acetate)를 추가하고 경화제인 0.12 함량비의 아스코르빈산 또는 0.3 함량비의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)경화제를 추가하여 제조되는 것을 특징으로 하며, 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 지정된 성분을 포함하여 80~200메쉬(mesh) 범위로 분쇄된 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 반응시간은, 적어도 2시간 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 친환경 바인더 물질은, 44~84 함량비의 광물질 분말과 교반되어 상기 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광물질 분말은, 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광물질 분말은, 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 산화마그네슘(MgO)와 산화철(Fe2O3)과 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광물질 분말은, 80~200메쉬(mesh) 범위 내에서 비균질하게 분쇄된 입자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광물질 분말은, 2% 미만의 수분 함유량을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 절전 특성은, 교류 전원이 인가되기 전에 절연체였다가 교류 전원이 인가된 후 전기분극 현상에 의해 유전체로 전환되는 특성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서,상기 절전 특성은, 교류 전원을 통해 전달되는 고조파(Harmonics)와 열잡음(Thermal Noise)을 흡수한 후 열에너지로 변환 방출하여 도선 상의 저항성분을 감소시키는 특성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 친환경 바인더 물질은, 상기 광물질 분말을 적어도 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 2-히드로시에틸메타크릴산을 통해 제조되는 친환경 바인더 물질을 이용하여 별도의 전자적 회로 구성이나 원적외선 또는 음이온 등의 추가적인 구성 없이, 교류전기가 흐르는 도선을 통해 상기 전극부로 전달되는 고조파와 열잡음을 지정된 비율 이상 흡수 내지 열에너지로 전환 방출함으로써, 상기 교류전기가 흐르는 도선 상의 저항 성분을 감소시켜 도선에 흐르는 자유전자의 이동 속도를 급격히 증가시켜 상기 교류전기를 전송 내지 전원으로 사용 중에 기 설정된 효율 이상 반영구적으로 절전하는 절전체 물질을 제조하는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 2-히드로시에틸메타크릴산을 통해 제조되는 친환경 바인더 물질을 이용하여 전등 부하의 경우 2.5%~3% 수준의 절전율을 제공하고, 동일 속도로 가동되는 고효율 모터인 경우 4.5%~5.4% 수준의 절전율을 제공하고, 일반팬의 경우 5%~6% 수준의 절전율을 제공하고, 가정집의 경우는 6%~8% 수준의 절전율을 제공하고, 일반적인 공장 및 사업시설 등의 경우 7%~8% 수준의 절전율을 제공하는 절전체 물질을 제조하는 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 2-히드로시에틸메타크릴산을 이용하여 제조되는 친환경 바인더 물질을 이용하여 절전체 물질을 제조함으로써 국내외의 각종 유해물질관리기준에 저촉되지 않는 절전체 물질을 제조하는 이점이 있다. 이에 의해 대량 생산이 가능하고, 각종 유해물질관리기준을 준수하는 국내외의 대형가전 제품 회사에 공급 가능함은 물론, 유럽이나 미국 등과 같이 유해물질 규제가 엄격한 해외로 수출 가능한 절전체 물질을 제조하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 방법에 따른 절전기용 친환경 바인더 물질의 제조 과정을 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명하기 위해 기재된 수치나 임계 범위는 별도의 설명이 없더라도 적어도 ±10% 이내의 오차를 포함할 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도면1은 본 발명의 실시 방법에 따른 절전기용 친환경 바인더 물질의 제조 과정을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면1은 2-히드로시에틸메타크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)과 톨루엔디이소시아네이트(Toluene d-iso cyanate)를 이용하여 절전기용 친환경 바인더 물질을 제조하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면1을 참조 및/또는 변형하여 상기 절전기용 친환경 바인더 물질의 제조 과정에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 단계가 생략되거나, 또는 순서가 변경된 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면1에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
본 발명은 교류전원이 인가된 도선 상의 고조파와 열잡음을 흡수하여 절전하는 절전기의 절전체 물질(130)을 제조하기 위해 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 광물질을 준비한다. 한편 상기 광물질은 상기 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3) 이외에 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 산화마그네슘(MgO)와 산화철(Fe2O3)과 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나를 더 포함하며, 그 외에도 상기 광물질의 주요 물질(예컨대, 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3)과 산화마그네슘(MgO)과 산화철(Fe2O3)과 산화아연(ZnO) 등)에 대응하는 원료 광물이나 원료 물질에 포함된 부가물(또는 불순물) 형태 또는 절전 성능의 향상을 위한 첨가물 형태로 다양한 물질(예컨대, 산화칼륨(K2O), 이산화티탄(TiO2), 산화칼슘(CaO), 산화나트륨(Na2O), 산화지르코늄(ZrO2), 산화망간(MnO), 산화망간(MnO), 산화바륨(BaO), 산화지르코늄(ZrO2) 등)을 더 포함할 수 있다.
상기 광물질이 준비되면, 본 발명은 건조로(100)를 통해 상기 광물질의 수분 함유량을 2% 미만으로 건조시킨다. 바람직하게, 상기 건조로(100)는 80℃±10℃)의 건공기를 이용하여 상기 광물질의 수분 함유량을 2% 미만으로 저온 건조시키는 것이 바람직하다.
본 발명은 분쇄기(105)를 통해 상기 광물질을 80~200메쉬(mesh) 범위로 분쇄하여 광물질 분말을 생성한다. 한편 상기 건조로(100)를 통해 상기 광물질이 건조된 경우, 상기 분쇄기(105)는 상기 건조된 광물질을 80~200메쉬 범위로 분쇄하여 광물질 분말을 생성할 수 있다. 한편 본 발명은 상기 광물질 분말과 본 발명의 바인더 물질을 지정된 함량비로 교반한 후 상온 건조시켜 경화된 절전체 물질(130)을 생성하는데, 상기 절전체 물질(130)은 기 설정된 절전 효율을 유지하면서 온갖 물리적 스트레스가 가해지는 극한의 상황에서도 크랙(Crack)없이 유효한 절전 효율을 유지하기 위해 적어도 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도로 경화되는 것이 바람직하다. 그런데 상기 광물질 분말의 크기가 200메쉬 범위를 초과하거나 80메쉬보다 미만인 경우 바인더 물질을 통해 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도로 경화하기 난해할 수 있으며, 이에 본 발명은 상기 광물질 분말의 입자 크기를 80~200메쉬 범위로 분쇄하여 광물질 분말을 생성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 분쇄기(105)는 상기 광물질을 80~200메쉬 범위 내에서 비균질하게 분쇄하여 광물질 분말을 생성하는 것이 바람직하다. 상기 광물질 분말의 알갱이 크기를 80~200메쉬 범위 내에서 비균질하게 분쇄할 경우, 상기 80~200메쉬 범위 내에서 비교적 큰 알갱이 사이의 공간에 작은 알갱이들이 채워져 상기 광물질 분말의 공극은 상기 알갱이의 크기가 균질할 때보다 전체적으로 작아지게 된다. 본 발명의 절전체 물질(130)은 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도로 경화되어야 하는데, 이를 위해 광물질 분말은 비균질하게 분쇄되어 각 알갱이 사이의 공극이 최대한 작아지는 것이 바람직하다.
한편 상기 광물질(또는 광물질 분말)에 산화 가능한 물질(예컨대, 규소(Si), 알루미늄(Al), 철(Fe), 마그네슘(Mg) 등)이 포함되어 있거나 또는 그러할 가능성이 존재하는 경우, 본 발명은 소성로(예컨대, 전기로 등, 도시생략)을 통해 상기 광물질(또는 광물질 분말)을 소성하여 상기 광물질(또는 광물질 분말)에 포함된 물질을 산화시킬 수 있다. 예를들어, 본 발명은 전기로를 통해 890℃에서 970℃의 온도에서 상기 광물질(또는 광물질 분말)을 10시간 내외 소성할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 분쇄기(105)를 통해 분쇄(또는 소성로를 통해 소성)된 광물질 분말을 즉시 바인더 물질과 교반하여 절전체 물질(130)을 제조하는 공정을 수행하지 않고 일정 기간 이상 보관하는 경우, 상기 광물질 분말은 대기 중의 수분 등에 의해 2% 이상의 수분함량을 포함할 수 있다. 이 경우 본 발명은 상기 광물질 분말을 바인더 물질과 교반하기 전에 건조로(100)를 통해 상기 광물질 분말을 건조하여 수분 함유량을 2% 미만으로 건조시킬 수 있다.
한편 본 발명은 상기 광물질 분말의 지정된 전기적 특성(예컨대, 교류전원을 인가하기 전에는 절연체였다가 전극부(125)를 통해 교류전원을 인가한 경우에 전기분극 현상에 의해 유전체로 전환되는 특성)을 유지(또는 활성화)하고 상기 광물질 분말에 교반했다가 건조 시 상기 교반된 혼합물을 적어도 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도로 경화시키면서 인체에 무해한 친환경 바인더 물질을 제조하기 위해, 기 설정된 혼합물 함량비 범위에 매칭되는 2-히드로시에틸메타크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)과 톨루엔디이소시아네이트(Toluene d-iso cyanate)와 에틸아세테이트(Ethyl Acetate)를 이용한다. 종래의 바인더는 불포화폴리에스테르계 수지와 전용의 신나(Thinner)를 혼합(예컨대, 불포화폴리에스테르계 수지와 신나를 9:8의 비율로 혼합)하여 제조되었는데, 이들은 모두 발암물질로 휘발성유기성화합물(VOCs : Volatile Organic Compounds)를 포함한다. 따라서 종래의 바인더는 제조 과정 중에 제조자의 두통유발, 어지러움증, 급격한 피로감을 유발하여 장시간 작업이 불가능하게 할 뿐만 아니라, 환경을 오염시키고, 역한 냄새로 인하여 주변의 항의와 민원을 야기하여 대량생산이 난해하였다. 게다가 이와 같이 제조된 종래의 바인더는 국내외 유해물질관리기준에 저촉되어, 이를 이용하여 제조된 절전체 물질(130)을 포함하는 절전기는 유해물질 규제가 엄격한 유럽이나 미국 등의 해외로 수출하는 것이 불가할 뿐만 아니라, 각종 유해물질관리기준을 준수하는 국내외의 대형가전 제품 회사에 공급하는 것도 불가하였다. 반면 본 발명의 친환경 바인더 물질은 각종 유해물질관리기준에 저촉되지 않는 친환경 물질로 제조되어 상기의 문제들을 해소한다.
본 발명은 상기의 친환경 바인더 물질을 제조하기 위해, 반응기(110)를 통해 친환경 물질인 2-히드로시에틸메타크릴산과 톨루엔디이소시아네이트를 기 설정된 혼합물 함량비 범위에 매칭되게 혼합하여 적어도 2시간 이상 반응시킨다. 바람직하게, 상기 반응기(110)는 상온에서 상기 2-히드로시에틸메타크릴산과 톨루엔디이소시아네이트를 2~5시간 반응시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 본 발명은 상기 반응기(110)를 통해 적어도 2시간 이상 반응한 상기 친환경 바인더 물질에 기 설정된 혼합물 함량비 범위의 에틸아세테이트를 추가 혼합하여 지정된 농도의 친환경 바인더 물질을 생성한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 본 발명은 상기 친환경 바인더 물질을 광물질 분말과 교반하여 액상 혼합물을 생성한 후 경화되는 경화 시간을 단축하기 위해, 상기 친환경 바인더 물질을 광물질 분말과 교반하기 직전에 상기 친환경 바인더 물질에 기 설정된 혼합물 함량비 범위의 경화제를 추가 혼합할 수 있다. 또는 본 발명은 상기 친환경 바인더 물질과 광물질 분말을 교반하여 액상 혼합물을 생성하는 중에 상기 액상 혼합물에 기 설정된 혼합물 함량비 범위의 경화제를 추가 혼합할 수 있다. 한편 상기 경화 시간을 단축하지 않을 경우, 상기 친환경 바인더 물질에 상기 경화제를 추가 혼합하지 않아도 무방하며, 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니하다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 본 발명은 상기 친환경 바인더 물질과 광물질 분말을 교반하여 생성되는 액상 혼합물 내의 기포 발생을 억제하기 위해, 상기 친환경 바인더 물질을 광물질 분말과 교반하기 직전에 상기 친환경 바인더 물질에 기 설정된 혼합물 함량비 범위의 분산제를 추가 혼합할 수 있다. 또는 본 발명은 상기 친환경 바인더 물질과 광물질 분말을 교반하여 액상 혼합물을 생성하는 중에 상기 액상 혼합물에 기 설정된 혼합물 함량비 범위의 분산제를 추가 혼합할 수 있다. 한편 상기 친환경 바인더 물질을 광물질 분말과 교반하여 액상 혼합물을 생성과 동시(또는 건조되기 전)에 진동기(도시생략)를 통해 상기 액상 혼합물을 지정된 시간(예컨대, 10분) 이상 진동시켜 상기 액상 혼합물에 포함된 기포를 제거 가능한 경우, 상기 친환경 바인더 물질에 상기 분산제를 추가 혼합하지 않아도 무방하며, 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니하다.
상기 광물질 분말과 친환경 바인더 물질이 준비되면, 본 발명은 교반기(115)를 통해 상기 친환경 바인더 물질과 상기 광물질 분말을 기 설정된 혼합물 함량비 범위에 매칭되게 혼합하면서 교반하여 액상화된 액상 혼합물을 생성한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 반응기(110)를 통해 10 함량비의 2-히드로시에틸메타크릴산과 4.4 함량비의 톨루엔디이소시아네이트를 혼합하여 2시간 이상 반응시킨 후, 농도 조절을 위해 2.6 함량비의 에틸아세테이트를 추가 혼합하여 친환경 바인더 물질을 제조한다. 한편 실시 방법에 따라 본 발명은 상기 친환경 바인더 물질을 광물질 분말과 교반하기 직전(또는 상기 친환경 바인더 물질과 광물질 분말을 교반하여 액상 혼합물을 생성하는 중)에 상기 친환경 바인더 물질에 경화제인 0.12 함량비의 아스코르빈산을 추가 혼합하거나 또는 0.3 함량비의 FRP경화제를 추가 혼합할 수 있다. 여기서 상기 친환경 바인더 물질을 구성하는 각 성분 별 함량비는 액상 혼합물의 기포 발생을 최소화하고 80~200메쉬 범위로 분쇄된 상기 광물질 분말을 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도로 경화 가능한 수치로서, 각 성분 별 함량비의 오차 범위는 각 물질 별 함량비의 ±10% 이내이며, 바람직하게 각 성분 별 함량비의 ±1% 이내의 오차 범위로 제조되는 것이 바람직하다. 한편 본 발명은 상기 제조된 친환경 바인더 물질과 44~84 함량비의 광물질 분말을 교반기(115)를 통해 혼합하면서 교반하여 액상화된 액상 혼합물을 생성한다. 여기서 상기 광물질 분말의 함량비는 최소 44 이상이며, 바람직하게 44~84 이상의 함량비 중 액상 혼합물의 기포가 가장 적게 발생하거나 및/또는 압축강도 품질 검사에서 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도를 구현하는 함량비가 선택되는 것이 바람직하다.
상기 액상 혼합물이 생성되면, 본 발명은 지정된 기하학 구조의 하우징 공간 내에 지정된 기하학적 관계로 상호 절연되게 배치된 적어도 2개의 고전도성 전극부(125)를 구비한 제작틀(120)에 상기 액상 혼합물을 주입한다. 한편 본 발명은 진동기를 통해 상기 액상 혼합물이 주입된 제작틀(120)을 지정된 진동 주파수로 지정된 시간 이상 진동시켜 액상 혼합물 내의 기포를 제거할 수 있다.
본 발명은 상기 제작틀(120)에 주입된 액상 혼합물을 상온 건조하여 경화시킨다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 제조된 액상 혼합물은 상온에서 3시간 정도 경과하면 대략 70% 이상 경화되며, 상온에서 18~22시간 정도 경과하면 100% 경화된다.
상기 제작틀(120)에 주입된 액상 혼합물이 절전체 물질(130)로 경화되면, 본 발명은 상기 제작틀(120)에서 상기 경화된 절전체 물질(130)을 분리 추출한다.
본 발명은 상기 추출된 절전체 물질(130)에 대하여 지정된 검사 항목 별 품질 검사를 실시한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 본 발명은 상기 절전체 물질(130)에 대한 압축강도를 검사하여 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도를 지닌 경우에 압축강도 품질 검사를 통과한 것으로 결정한다. 출원인의 실험에 의하면, 제1 실시예의 압축강도는 100~108Mpa(kg/㎡)이고, 제2 실시예의 압축강도는 99~103Mpa(kg/㎡)이고, 제3 실시예의 압축강도는 100~104Mpa(kg/㎡)이고, 제4 실시예의 압축강도는 98~102Mpa(kg/㎡)이고, 제5 실시예의 압축강도는 98~102Mpa(kg/㎡)이다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 본 발명은 상기 절전체 물질(130)에 포함된 전극부(125)를 통해 절연저항을 측저하여 100MΩ 이상이고, 상기 전극부(125)에 1분 간 1,000V의 교류전원을 인가하여 상기 절전체 물질(130)에 클랙이나 발열이 발생하지 않은 경우 전기 특성 품질 검사를 통과한 것으로 결정할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 본 발명은 20℃의 상온에서 유도성 부하장치인 5HP 모터와 상기 절전체 물질(130)에 포함된 전극부(125)를 연결하여 1시간 이상 경과한 후 상기 절전체 물질(130)의 평균 온도가 20℃이하인 경우 발열 품질 검사를 통과한 것으로 결정할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 본 발명은 -35℃의 저온 환경과 70℃의 고온 환경에서 하나 이상의 유도성 부하장치와 상기 절전체 물질(130)에 포함된 전극부(125)를 연결하여 상기 유도성 부하장치에 의해 발생되는 고조파와 열잡음을 지정된 기준 비율 이상 흡수(또는 감소)하는 경우 운용 온도 품질 검사를 통과한 것으로 결정할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기의 품질 검사를 통과한 절전체 물질(130)은 상기 전극부(125)에 교류전원이 인가되기 전에 절연체였다가 상기 전극부(125)에 교류전원이 인가된 후 전기분극 현상에 의해 유전체로 전환된다. 바람직하게, 상기 절전체 물질(130)은 상기 전극부(125)에 교류전원이 인가된 후 대략 7분 내지 10분 이상 경과한 경우에 유전체의 특성이 최대화되어 강유전체 상태가 되며, 상기 전극부(125)에 교류전원이 인가된 상태에서 상기 강유전체 상태를 유지한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 절전체 물질(130)은 상기 전극부(125)에 교류전원이 인가된 상태에서 상기 전극부(125)로 전달되는 고조파와 열잡음을 흡수한 후 열에너지로 변환 방출하여 상기 전극부(125)와 연결된 도선 상의 저항성분을 감소시켜 절전하는 것을 특징으로 한다.
100 : 건조로
105 : 분쇄기
110 : 반응기 115 : 교반기
120 : 제작틀 125 : 전극부
130 : 절전체 물질
110 : 반응기 115 : 교반기
120 : 제작틀 125 : 전극부
130 : 절전체 물질
Claims (20)
- 친환경 바인더 물질의 제조 방법에 있어서,
10 함량비의 2-히드로시에틸메타크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)과 4.4 함량비의 톨루엔디이소시아네이트(Toluene d-iso cyanate)를 지정된 반응시간 이상 반응시키는 제1 단계; 및
상기 반응된 물질에 2.6 함량비의 에틸아세테이트(Ethyl Acetate)를 추가하고 경화제인 0.12 함량비의 아스코르빈산 또는 0.3 함량비의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)경화제를 추가하여 절전체 물질을 제작하기 위한 친환경 바인더 물질을 생성하는 제2 단계;를 포함하며,
상기 친환경 바인더 물질은, 지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 지정된 성분을 포함하여 80~200메쉬(mesh) 범위로 분쇄된 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 반응시간은,
적어도 2시간 이상인 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 친환경 바인더 물질은,
44~84 함량비의 광물질 분말과 교반되어 상기 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 광물질 분말은,
지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 광물질 분말은,
지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 산화마그네슘(MgO)와 산화철(Fe2O3)과 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 광물질 분말은,
80~200메쉬(mesh) 범위 내에서 비균질하게 분쇄된 입자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 광물질 분말은,
2% 미만의 수분 함유량을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 절전 특성은,
교류 전원이 인가되기 전에 절연체였다가 교류 전원이 인가된 후 전기분극 현상에 의해 유전체로 전환되는 특성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 절전 특성은,
교류 전원을 통해 전달되는 고조파(Harmonics)와 열잡음(Thermal Noise)을 흡수한 후 열에너지로 변환 방출하여 도선 상의 저항성분을 감소시키는 특성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 친환경 바인더 물질은,
상기 광물질 분말을 적어도 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 하는 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법.
- 10 함량비의 2-히드로시에틸메타크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)과 4.4 함량비의 톨루엔디이소시아네이트(Toluene d-iso cyanate)를 지정된 반응시간 이상 반응시킨 후, 2.6 함량비의 에틸아세테이트(Ethyl Acetate)를 추가하고 경화제인 0.12 함량비의 아스코르빈산 또는 0.3 함량비의 FRP(Fiber Reinforced Plastics)경화제를 추가하여 제조되는 것을 특징으로 하며,
지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 지정된 성분을 포함하여 80~200메쉬(mesh) 범위로 분쇄된 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 반응시간은,
적어도 2시간 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 친환경 바인더 물질은,
44~84 함량비의 광물질 분말과 교반되어 상기 광물질 분말의 지정된 절전 특성을 활성화(또는 유지)하면서 지정된 기준강도 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 광물질 분말은,
지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
- 제 14항에 있어서, 상기 광물질 분말은,
지정된 중량백분율(wt(%)) 범위의 산화마그네슘(MgO)와 산화철(Fe2O3)과 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 광물질 분말은,
80~200메쉬(mesh) 범위 내에서 비균질하게 분쇄된 입자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 광물질 분말은,
2% 미만의 수분 함유량을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 절전 특성은,
교류 전원이 인가되기 전에 절연체였다가 교류 전원이 인가된 후 전기분극 현상에 의해 유전체로 전환되는 특성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 절전 특성은,
교류 전원을 통해 전달되는 고조파(Harmonics)와 열잡음(Thermal Noise)을 흡수한 후 열에너지로 변환 방출하여 도선 상의 저항성분을 감소시키는 특성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
- 제 11항에 있어서, 상기 친환경 바인더 물질은,
상기 광물질 분말을 적어도 98 Mpa(kg/㎡) 이상의 압축강도로 경화시키는 것을 특징으로 하는 친환경 바인더 물질의 조성물.
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| KR1020190007184A KR20200091039A (ko) | 2019-01-18 | 2019-01-18 | 톨루엔디이소시아네이트를 이용한 절전기용 친환경 바인더 물질 제조 방법 및 조성물 |
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| KR (1) | KR20200091039A (ko) |
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|---|---|---|---|---|
| CN112755961A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种负载有MgO的活性炭及其制备方法和应用 |
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2019
- 2019-01-18 KR KR1020190007184A patent/KR20200091039A/ko unknown
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| CN112755961A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种负载有MgO的活性炭及其制备方法和应用 |
| CN112755961B (zh) * | 2020-12-31 | 2023-12-01 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种负载有MgO的活性炭及其制备方法和应用 |
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