KR20210061455A - 절연 재료 - Google Patents

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KR20210061455A KR1020217014470A KR20217014470A KR20210061455A KR 20210061455 A KR20210061455 A KR 20210061455A KR 1020217014470 A KR1020217014470 A KR 1020217014470A KR 20217014470 A KR20217014470 A KR 20217014470A KR 20210061455 A KR20210061455 A KR 20210061455A
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루카스 스마우트
루디 디에프벤스
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피츠버그 코닝 유럽 엔뷔
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Abstract

기판 표면을 갖는 절연 재료 기판을 포함하는 절연 재료로서, 절연 재료는 기판 표면에 부착되거나 통합된 복수의 돌출부를 더 가지며, 각각의 돌출부는 돌출부 베이스에 대해 원위에 있는 접합 표면 및 접합 표면과 돌출부 베이스를 연결하는 돌출부 본체를 가지며, 각각의 돌출부는 적어도 2mm의 접합 표면 높이를 가지며, 상기 접합 표면 높이는 접합 표면의 평면과 돌출부 베이스의 평면 사이의 최단 거리이다.

Description

절연 재료
본 발명은 절연 재료 및 절연 재료를 사용하는 방법에 관한 것으로서, 특히, 배타적인 것은 아니지만, 부식성 표면에 인접되어 사용하기 위한 셀룰러 유리와 같은 절연 재료에 관한 것이다.
배관, 저장 용기 등과 같은 공정 플랜트의 여러 부품은 단열 재료와 같은 부품에 절연을 제공하기 위해 절연 재료로 절연된다. 절연 재료는 일반적으로 절연될 부품과 접합된다. 이러한 부품은 일반적으로 강철과 같은 부식성 재료로 만들어진다.
강철의 부식은 산소와 물이 있을 때 발생한다. 절연 재료와 절연되는 강철 부품 사이에 물이 포획되면, 강철 부품의 부식이 발생할 수 있다. 이를 절연재 하부 부식("CUI")이라고 한다.
강철은 일반적으로 0 ℃ 내지 175 ℃의 온도 범위에서 CUI에 취약하다. 가장 자주 발생하는 CUI 유형은 다음과 같다:
- 습식 절연 재료가 탄소강과 접촉하면 발생할 수 있는 탄소강의 일반 및 피팅 부식; 및
- 주로 수용성 염화물의 작용으로 인해 발생하는 특정 유형의 부식인 오스테나이트 계 스테인리스 강의 외부 응력 부식 균열(ESCC).
탄소강의 CUI는 모든 유형의 절연 재료에서 가능하다. 절연 유형은 기여 요인일 수 있다. CUI에 가장 큰 영향을 미치는 절연 특성은 다음과 같다:
- 부식에 기여할 수 있는 염화물, 황산염 및 산성 물질과 같은 절연 재료에 물이 침투할 수 있는 염분 함량;
- 절연재의 수분 보유, 투과성 및 습윤성; 및
- 물과 반응하여 염산 또는 기타 산을 형성하는 잔류 화합물을 포함하는 폼. CUI는 습식 금속 노출 기간의 산물이므로, 물을 가장 적게 유지하고 가장 빨리 건조되는 절연 시스템은 장비에 대한 부식 손상을 최소화해야 한다. 절연 재료를 신중하게 선택하면 부식을 줄일 수 있다.
부식된 표면은 대부분 절연 시스템에 의해 숨겨져 있으며, 검사를 위해 절연재를 제거하거나 사고로 이어지는 금속 고장이 발생할 때까지 관찰되지 않을 것이다.
따라서 부식성 부품의 CUI를 줄이는 절연 재료 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
현재 파이프의 외부 표면 위에 클립되도록 설계된 여러 슬리브를 포함하는 스페이서 시스템이 제공된다. 슬리브는 환형 외측 부분 및 환형 외측 부분의 내부 표면으로부터 중공 실린더의 중심을 향해 반경 방향으로 연장되는 재료의 핀 또는 파동을 갖는 중공 원통형 형상을 갖는다. 핀 사이 또는 안쪽으로 향하는 재료의 파동 사이에 에어 갭이 생성된다. (절연될) 파이프는 환형 링의 절단 부분에 의해 중공 실린더에 삽입된다. 즉, 환형 링은 완전한 원을 형성하지 않는다. 파이프는 안쪽으로 향하는 핀 또는 슬리브 재료의 파동에 접합되고, 환형 외부 부분은 파이프 및 재료의 파동 또는 핀을 둘러싼다. 그런 다음 절연 재료가 파이프 및 슬리브의 외부에 배치되어, 절연 재료가 슬리브의 환형 외부 부분의 외부 표면에 접합된다. 이러한 방식으로, 파이프와 절연 재료 사이에 에어 갭이 제공된다. 이러한 시스템의 예는 도 1에 나와 있다. 플라스틱 및 금속 스페이서 시스템이 모두 사용되었다.
위의 시스템은 스페이서 시스템과 절연 재료를 별도로 조립해야 한다. 또한, 최적의 CUI 보호를 제공하도록 시스템이 설치되지 않을 수 있다.
본 발명은 상기 고려 사항을 고려하여 고안된 것이다.
가장 일반적으로, 본 발명은 절연 재료 표면에 부착되거나 통합된 복수의 돌출부를 갖는 절연 재료를 제공하며, 돌출부는 절연 재료 표면으로부터 2mm 이상 연장된다.
따라서, 제 1 양태에서, 본 발명은 기판 표면을 갖는 절연 재료 기판을 포함하는 절연 재료를 제공하며, 절연 재료는 기판 표면에 부착되거나 통합된 복수의 돌출부를 더 포함하고, 각각의 돌출부는 돌출부 베이스에 대해 원위에 있는 접합 표면 및 접합 표면과 돌출부 베이스를 연결하는 돌출부 본체를 가지며, 각각의 돌출부는 2mm 이상의 접합 표면 높이를 가지며, 상기 접합 표면 높이는 접합 표면의 평면과 돌출부 베이스의 평면 사이의 최단 거리이다.
이러한 방식으로, 절연 재료는 기판 표면과 부식성 표면 사이에 적어도 2mm의 에어 갭을 생성하기 위한 통합된 스페이서 시스템을 가지고 있어, 예를 들어 부식성 표면으로부터 멀리 물이 흘러갈 수 있도록 한다.
제 2 양태에서, 본 발명은 부식성 외부 표면을 갖는 부품 및 제 1 양태에 따른 절연 재료를 포함하는 절연 부품을 제공하고, 상기 절연 재료의 돌출부의 접합 표면은 부품의 부식성 외부 표면과 접합되어 부식성 외부 표면과 절연 재료 기판의 기판 표면 사이에 적어도 2mm의 에어 갭을 제공한다.
제 3 양태에서, 본 발명은 제 1 양태의 절연 재료의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
1) 절연 재료 기판에 기판 표면을 제공하는 단계; 및
2) 기판 표면에 복수의 돌출부를 부착하는 단계 - 각각의 돌출부는 돌출부 베이스에 대해 원위에 있는 접합 표면 및 접합 표면과 돌출부 베이스를 연결하는 돌출부 본체를 가지며, 각 돌출부의 돌출부 베이스는 기판 표면에 부착되고, 각각의 돌출부는 2mm 이상의 접합 표면 높이를 가지며, 상기 접합 표면 높이는 접합 표면의 평면과 돌출부 베이스의 평면 사이의 최단 거리임 - 를 포함한다.
제 4 양태에서, 본 발명은 제 1 양태의 하나 이상의 절연 재료를 산업용 부품의 외부 부식성 표면에 부착하는 단계를 포함하는, 제 2 양태의 절연된 산업용 부품을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 그러한 조합이 명백히 허용되지 않거나 명백하게 회피되는 경우를 제외하고 기술된 양태 및 바람직한 특징의 조합을 포함한다.
본 발명은 부식성 표면에 인접되어 사용하기 위한 셀룰러 유리와 같은 절연 재료에 관한 것이다.
이제 본 발명의 원리를 설명하는 실시예 및 실험이 첨부된 도면을 참조하여 논의될 것이다.
도 1은 파이프 위에 절연 재료를 배치하기 전에 부식성 파이프 주위에 배치되도록 설계된 알려진 스페이서 시스템의 예를 보여준다.
도 2는 여기에 설명된 절연 재료의 표현을 보여준다.
도 3은 여기에 설명된 다른 절연 재료의 표현을 보여준다.
도 4는 여기에 설명된 절연 재료에 유용한 돌출부의 개략도를 보여준다.
도 5는 여기에 설명된 절연 재료에 유용한 실리콘 고무 돌출부의 사진을 보여준다.
도 6은 도 5의 돌출부의 측면도를 나타내는 선 그리기를 보여준다.
이제 본 발명의 양태 및 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 논의될 것이다. 추가 양태 및 실시예는 당업자에게 명백할 것이다. 이 텍스트에 언급된 모든 문서는 여기에 참조로 포함된다.
돌출부
본 명세서에 기재된 절연 재료의 돌출부는 절연 재료 표면의 기판 표면에 부착되거나 일체화된다. 전형적으로, 돌출부는 절연 재료 기판의 기판 표면에 부착되거나 일체화된 돌출부 베이스, 및 돌출부 베이스로부터 돌출부의 접합 표면으로 연장되는 돌출부 본체를 갖는다.
돌출부의 접합 표면은 부식성 표면에 접합하도록 조정된다. 이러한 방식으로, 돌출부는 강철 표면과 같은 부품의 부식성 표면에 접합될 수 있고, 부식성 표면과 절연 재료 기판 사이에 에어 갭이 제공된다.
접합 표면 높이
접합 표면 높이는 여기에 설명된 절연 재료가 부식성 표면을 가진 부품을 절연하는데 사용될 때 부식성 표면과 절연 재료 기판 사이에 생성되는 에어 갭을 결정할 수 있다.
접합 표면 높이는 최소 2mm이다. 접합 표면 높이는 접합 표면에서 돌출부 베이스까지의 최단 거리이다.
특정 실시예에서, 접합 표면의 평면은 돌출부 베이스의 평면에 실질적으로 평행하다. 이러한 방식으로, 접합 표면과 돌출부 베이스 사이의 최단 거리는 접합 표면의 모든 지점에 대해 실질적으로 균일하다. 이들 실시예에서, 접합 표면의 평면과 돌출부 베이스 사이의 최단 거리는 접합 표면 높이를 정의한다.
이러한 방식으로, 접합 표면(또는 적어도 일부)이 부식성 표면에 접합될 때 절연 재료 기판과 부식성 표면 사이에 적어도 2mm의 에어 갭이 생성된다. 에어 갭은 습기, 과도한 물 또는 절연 재료 부식(CUI)에 기여할 수 있는 기타 액체를 절연 재료 기판과 부식성 표면 사이에서 제거할 수 있는 방법을 제공한다.
일부 실시예에서, 접합 표면 높이는 2mm 내지 30mm 범위이다. 특정 실시예에서, 접합 표면 높이는 5 내지 20mm 범위이다. 보다 특정한 실시예에서, 접합 표면 높이는 10 내지 15 mm 범위이다. 또 다른 실시예에서, 접합 표면 높이는 약 11mm, 12mm 또는 13mm이다.
대안적인 실시예에서, 접합 표면과 돌출부 베이스 사이의 최단 거리는 접합 표면을 가로 질러 변한다. 접합 표면과 돌출부 베이스 사이의 최단 거리는 최소 접합 표면 높이를 정의한다. 최소 접합 표면 높이는 일반적으로 적어도 2mm이다. 일부 실시예에서, 최소 접합 표면 높이는 2mm 내지 30mm 범위이다. 특정 실시예에서, 최소 접합 표면 높이는 5 내지 20mm 범위이다. 보다 특정한 실시예에서, 최소 접합 표면 높이는 10 내지 15mm 범위이다. 또 다른 실시예에서, 최소 접합 표면 높이는 약 11, 12 또는 13mm이다.
돌출부 베이스 및 접합 표면의 치수
접합 표면의 길이와 폭은 부식성 표면에 접합될 수 있는 충분한 표면이 제공되는 한 특별히 제한되지 않는다. 유사하게, 돌출부 베이스의 길이 및 폭은 절연 재료 기판의 기판 표면에 부착되거나 일체화될 수 있는 충분한 표면이 제공되는 한 특별히 제한되지 않는다.
접합 표면은 5 내지 50mm 범위의 길이를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 접합 표면은 8 내지 25 mm 범위의 길이를 갖는다. 보다 특정한 실시예에서, 접합 표면은 10 내지 20mm의 폭을 갖는다. 보다 더 특정한 실시예에서, 접합 표면은 12 내지 15 mm 범위의 길이를 갖는다. 일 실시예에서, 접합 표면은 13 내지 14 mm 범위의 길이를 갖는다.
접합 표면은 2 내지 25mm 범위의 폭을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 접합 표면은 4 내지 15mm 범위의 폭을 갖는다. 보다 특정한 실시예에서, 접합 표면은 5 내지 10mm의 폭을 갖는다. 보다 더 특정한 실시예에서, 접합 표면은 6 내지 8mm 범위의 폭을 갖는다. 일 실시예에서, 접합 표면은 6.5 내지 7 mm 범위의 폭을 갖는다.
일부 실시예에서, 접합 표면의 길이는 접합 표면의 폭보다 더 크다. 일부 실시예에서, 접합 표면의 폭에 대한 길이의 비는 1.1 : 1 내지 3 : 1 범위이다. 특정 실시예에서, 접합 표면의 폭에 대한 길이의 비는 1.5 : 1 내지 2.5 : 1 범위이다. 보다 특정한 실시예에서, 접합 표면의 폭에 대한 길이의 비는 1.8 : 1 내지 2.2 : 1 범위이다. 일 실시예에서, 접합 표면의 길이는 접합 표면의 폭의 대략 2 배이다.
돌출부 베이스는 5 내지 100mm 범위의 길이를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 돌출부 베이스는 8 내지 50 mm 범위의 길이를 갖는다. 보다 특정한 실시예에서, 돌출부 베이스는 10 내지 30mm의 폭을 갖는다. 보다 더 특정한 실시예에서, 돌출부 베이스는 15 내지 25 mm 범위의 길이를 갖는다. 일 실시예에서, 돌출부 베이스는 20 내지 23 mm 범위의 길이를 갖는다.
돌출부 베이스는 2 내지 50mm 범위의 폭을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 돌출부 베이스는 4 내지 30mm 범위의 폭을 갖는다. 보다 특정한 실시예에서, 돌출부 베이스는 5 내지 20mm의 폭을 갖는다. 더욱 더 특정한 실시예에서, 돌출부 베이스는 6 내지 15 mm 범위의 폭을 갖는다. 일 실시예에서, 돌출부 베이스는 11 내지 13 mm 범위의 폭을 갖는다.
일부 실시예에서, 접합 표면의 길이는 돌출부 베이스의 길이와 대략 동일하다. 추가적 또는 대안적인 실시예에서, 접합 표면의 폭은 돌출부 베이스의 폭과 대략 동일하다. 특정 실시예에서, 돌출부 베이스의 길이 및/또는 폭은 각각 접합 표면의 길이 및/또는 폭보다 크다.
돌출부 베이스 및 접합 표면의 표면적
돌출부 베이스의 표면적은 특별히 제한되지 않지만, 복수의 돌출부의 돌출부 베이스의 총 표면적은 절연 재료 기판의 기판 표면의 표면적의 50 % 이하일 수 있다. 유사하게, 접합 표면의 표면적은 특별히 제한되지 않지만, 복수의 돌출부의 접합 표면의 총 표면적은 절연 재료 기판의 기판 표면의 표면적의 50 % 이하일 수 있다. 이와 같이, 절연 재료 기판의 기판 표면 표면적의 적어도 50 %는 산업 부품의 부식성 표면에 설치될 때 부식성 표면과 절연 재료 기판 사이에 에어 갭이 제공된다.
각각의 돌출부에 대해, 돌출부 베이스의 표면적은 접합 표면의 면적보다 작거나 더 클 수 있다. 돌출부 베이스의 표면적은 100 내지 1000 ㎟ 범위일 수 있다. 접합 표면의 표면적은 100 내지 1000 ㎟ 범위일 수 있다.
특정 실시예에서, 접합 표면의 표면적은 돌출부 베이스의 표면적보다 작다. 이러한 방식으로 돌출부 베이스는 부식성 표면과 돌출부 사이의 접촉을 최소화하면서 절연 재료 기판을 지지한다. 이들 실시예에서, 접합 표면의 표면적은 100 내지 500㎟의 범위일 수 있고, 돌출부 베이스의 표면적은 200 내지 750㎟의 범위일 수 있다. 특정 실시예에서, 접합 표면의 표면적은 150 내지 300㎟의 범위이고 돌출부 베이스의 표면적은 300 내지 700㎟의 범위일 수 있다.
돌출부 베이스 및 접합 표면의 형상
돌출부 베이스의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 돌출부 베이스는 원형, 타원형, 초승달, 타원형, 삼각형, 사변형(예: 정사각형, 직사각형, 마름모형, 마름모꼴, 장방형), 오각형, 육각형, 7 각형, 팔각형, 9 개 이상의 변 다각형, 또는 불규칙한 모양을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 돌출부 베이스의 형상은 원형, 타원형, 타원형, 정사각형 또는 직사각형이다.
접합 표면의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 접합 표면은 원형, 타원형, 초승달 모양, 타원형, 삼각형, 사각형(예: 정사각형, 직사각형, 마름모형, 마름모꼴, 장방형), 오각형, 육각형, 7 각형, 팔각형, 9 개 이상의 변 다각형, 또는 불규칙한 모양을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 접합 표면의 형상은 원형, 타원형, 타원형, 정사각형 또는 직사각형이다.
일부 실시예에서, 돌출부 베이스의 형상은 접합 표면의 형상과 동일하다. 예를 들어, 돌출부 베이스 및 접합 표면의 형상은 원형, 타원형, 타원형, 정사각형 또는 직사각형으로 구성된 그룹에서 선택될 수 있다. 특정 실시예에서, 접합 표면 및 돌출부 베이스는 타원형 형상을 갖는다.
돌출부 본체
돌출부 베이스와 돌출부의 접합 표면은 돌출부 본체에 의해 연결된다. 돌출부 본체는 전형적으로 한 면에 돌출부 베이스를 갖고 다른 면에 접합 표면을 갖는다. 돌출부 베이스 및 접합 표면은 돌출부 본체의 대향 면 상에 있을 수 있다. 하나 이상의 돌출부 본체 측벽은 접합 표면의 외부 에지 및/또는 돌출부 베이스의 외부 에지로부터 연장될 수 있다. 돌출부 본체 측벽 또는 벽은 돌출부 본체의 외부 한계를 정의할 수 있다. 일부 실시예에서, 돌출부 본체는 측벽 또는 벽들에 의해 정의된 솔리드 본체의 외부 면을 갖는 솔리드 본체의 재료이다. 대안적인 실시예에서, 돌출부 본체는 돌출부 본체 공동을 포함한다.
돌출부 본체의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 돌출부 본체의 형상 및/또는 표면적은 돌출부 베이스 및/또는 접합 표면의 형상에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 접합 표면과 돌출부 베이스가 모두 타원형인 경우, 돌출부 본체는 타원형 원통 모양(접합 표면과 돌출부 베이스가 실질적으로 동일한 표면적을 가짐) 또는 타원형 단면을 가진 잘린 원추형 모양(접합 표면과 돌출부 베이스의 표면적이 다른 경우)을 가질 수 있다. 동일하게, 돌출부 본체는 형상 섹션의 혼합물을 가질 수 있다. 예를 들어, 돌출부 본체는 접합 표면 및/또는 돌출부 베이스에 인접한 원통형 섹션 및 원통형 섹션들 사이 또는 원통형 섹션과 돌출부 본체 또는 접합 표면 사이에 잘린 원추형 섹션을 가질 수 있다.
특정 실시예에서, 하나 이상의 돌출부 본체 측벽은 접합 표면의 외부 에지 및 돌출부 베이스의 외부 에지로부터 연장되고, 접합 표면은 돌출부 베이스보다 하나 이상의 더 작은 치수(예: 길이, 폭 및/또는 표면적)를 갖는다. 이러한 실시예에서, 돌출부 측벽 또는 측벽들은 접합 표면 및 돌출부 베이스에 대해 경사질 수 있다. 즉, 돌출부 본체 측벽은 접합 표면 및/또는 돌출부 베이스에 수직이 아니다.
특정 실시예에서, 돌출부 본체는 돌출부 베이스로부터 접합 표면으로 테이퍼진다. 이러한 방식으로 물과 같은 액체가 접합 표면과 부식성 표면의 경계면에서 쉽게 빠져 나갈 수 있다. 특정 실시예에서, 돌출부 본체는 접합 표면의 평면에 대해 적어도 105 °의 각도로 테이퍼진다. 보다 특정한 실시예에서, 돌출부 본체는 접합 표면의 평면에 대해 105 내지 135 °의 각도로 테이퍼진다. 훨씬 더 특정한 실시예에서, 돌출부 본체는 접합 표면의 평면에 대해 105 °와 115 ° 사이의 각도로 테이퍼진다.
일부 실시예에서, 돌출부 본체는 절연 재료 기판과 동일한 재료일 수 있다. 이러한 실시예에서, 돌출부는 절연 재료 기판과 일체형일 수 있다. 즉, 돌출부와 절연 재료 기판이 단일 본체를 형성한다.
특정 실시예에서, 돌출부 본체는 절연 재료 기판과 다른 재료로 형성된다. 이러한 방식으로, 돌출부는 절연 재료 기판에 대해 밀도 및 변형성과 같은 상이한 물리적 특성을 가질 수 있다.
특정 실시예에서, 돌출부 본체는 0.85g/㎤ 이상의 밀도를 갖는다. 특정 실시예에서, 돌출부 본체는 1.05g/㎤ 이상의 밀도를 갖는다. 일부 실시예에서, 돌출부 본체는 2.3g/㎤ 이하의 밀도를 갖는다. 돌출부 본체의 밀도는 0.85g/㎤ 내지 2.3g/㎤의 범위일 수 있다. 특정 실시예에서, 돌출부 본체의 밀도는 1.05g/㎤ 내지 1.8g/㎤ 범위이다.
특정 실시예에서, 돌출부 본체는 중합체, 엘라스토머 또는 고무 재료로 구성된다. 특정 실시예에서, 돌출부 본체는 실리콘 기반 중합체, 엘라스토머 또는 고무 재료로 이루어질 수 있다. 특정 실시예에서, 돌출부 본체는 실리콘 고무로 이루어진다.
돌출부 본체가 중합체, 엘라스토머 또는 고무 재료인 경우, 중합체, 엘라스토머 또는 고무 재료는 적어도 25의 쇼어 A 압입 경도를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 중합체, 엘라스토머 또는 고무 재료는 적어도 30의 쇼어 A 압입 경도를 가질 수 있다. 이들 실시예에서, 중합체, 엘라스토머 또는 고무 재료는 70 이하의 쇼어 A 압입 경도를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 중합체, 엘라스토머 또는 고무 재료는 50 이하의 쇼어 A 압입 경도를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 중합체, 엘라스토머 또는 고무 재료는 30 내지 50 범위의 쇼어 A 압입 경도를 가질 수 있다. 이러한 방식으로 재료는 경도와 유연성이 균형을 이룬다. 쇼어 A 경도는 ASTM D2240에 따라 측정된다. 돌출부 본체가 다른 재료인 경우, 돌출부 본체 재료는 상기 명시된 바와 같이 쇼어 A 경도와 동등한 것을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 돌출부 본체는 -10 ℃ 내지 100 ℃의 범위를 포함하는 기능적 온도 범위를 갖는 재료로 이루어진다. 본 명세서에서 사용되는 기능적 온도 범위는 재료가 일반적으로 물리적 특성을 유지하는 온도 범위를 의미한다. 특정 실시예에서, 돌출부 본체는 -20 ℃ 내지 150 ℃의 범위를 포함하는 기능적 온도 범위를 갖는 재료로 만들어진다. 특정 실시예에서, 돌출부 본체는 -50 ℃ 내지 200 ℃의 범위를 포함하는 기능적 온도 범위를 갖는 재료로 만들어진다.
돌출부는 접착제를 사용하여 기판 표면에 부착될 수 있다. 접착제는 절연 재료 기판 및 돌출부 재료에 적합한 임의의 접착제일 수 있다. 예를 들어, 절연 재료는 실리콘 고무 돌출부 본체와 절연 재료 기판 사이에 실리콘계 접착제 층을 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 돌출부 본체는 성형된 부품이다. 즉, 돌출부 본체는 사출 성형 또는 압출 성형과 같은 성형 공정으로 만들어진다.
특정 실시예에서, 돌출부 본체, 돌출부 베이스 및 접합 표면은 단일 성형 부품이다. 보다 특정한 실시예에서, 돌출부는 단일 성형된 부품이다. 이러한 방식으로, 복수의 돌출부를 쉽게 제조할 수 있다.
돌출부의 간격
절연 재료는 절연 재료 기판의 표면으로부터 돌출된 복수의 돌출부를 포함한다. 돌출부는 임의의 배열로 표면에서 이격될 수 있다.
특정 실시예에서, 돌출부는 어레이로 절연 재료 기판의 표면에 배열된다. 즉, 돌출부는 체계적인 배열 또는 세트 패턴으로 표면에 배열될 수 있다.
일부 실시예에서, 돌출부는 절연 재료 기판의 표면에 행과 열로 배열된다. 일부 실시예에서, 돌출부의 각 행의 각 열은 동일한 축을 따라 정렬된다. 대안적인 실시예에서, 각각의 대안적인 행의 열은 이전 행의 열로부터 오프셋된다.
일부 실시예에서, 2 개 이상의 돌출부는 절연 재료 기판의 기판 표면 상에서 적어도 10mm만큼 이격된다. 특정 실시예에서, 2 개 이상의 돌출부는 10 내지 200 mm 범위로 이격된다. 보다 특정한 실시예에서, 2 개 이상의 돌출부는 50 내지 175mm의 범위로 이격된다. 또 다른 특정 실시예에서, 2 개 이상의 돌출부는 100 내지 150mm의 범위에서 이격된다. 하나의 특정 실시예에서, 2 개 이상의 돌출부는 110 내지 130 mm 범위, 예를 들어 약 120 mm 간격으로 이격된다.
절연 재료 기판의 기판 표면의 돌출부의 밀도는 1,000 내지 100,000 ㎟ 당 대략 1 개의 돌출부의 범위일 수 있다. 특정 실시예에서, 절연 재료 기판의 기판 표면 상의 돌출부의 밀도는 4,000 내지 40,000 ㎟ 당 1 개의 돌출부의 범위에 있다. 보다 구체적인 실시예들에서, 절연 재료 기판의 기판 표면 상의 돌출부의 밀도는 10,000 내지 20,000 ㎟ 당 1 개의 돌출부의 범위일 수 있다. 더욱 더 특정한 실시예에서, 절연 재료 기판의 기판 표면 상의 돌출부의 밀도는 14,000 내지 15,000 ㎟ 당 1 개의 돌출부의 범위이다.
절연 재료 기판
본 명세서에 기재된 절연 재료는 절연 재료 기판을 포함한다. 절연 재료 기판을 형성하는 절연 재료의 종류는 CUI가 모든 종류의 절연 재료에 영향을 미치므로 특별히 제한되지 않는다.
특정 실시예에서, 절연 재료 기판은 발포 폴리스티렌(EPS), 압출 폴리스티렌(XPS), 발포 폴리 우레탄(PU), 발포 폴리이소시아누레이트(PIR), 요소 포름 알데히드 발포 절연재, 스프레이 발포 절연재(예: Icynene® 폼, 현장에서 A(이소시아네이트) 및 B(폴리올 함유) 성분을 혼합한 직후 또는 즉시 분무될 수 있는 2 성분 PU 폼 조성물), 발포 펄라이트 폼, 발포 콘크리트라고도 알려진 셀룰러 콘크리트, 경량 발포 콘크리트, 가변 밀도 콘크리트, 발포 콘크리트, 예를 들어, 소위 "발포 콘크리트", 예를 들어 Multipor® 또는 Ytong® 또는 발포 오토클레이브 콘크리트, 및 셀룰러 유리와 같은 셀룰러 세라믹 재료로 구성된 그룹에서 선택된다.
특정 실시예에서, 절연 재료 기판은 유리 폼 재료(예를 들어 FOAMGLAS® 재료)로도 알려진 셀룰러 유리 절연 기판이다. 이 절연 재료는 공장에서 제조되었으며 EN 13167, EN 14305, ASTM C552 표준을 준수한다. 셀룰러 유리는 0.065 W/m.K 미만의 열전도도, 적어도 0.4 N/㎟의 압축 강도를 쉽게 제공할 수 있으며, A1 등급 화재 반응을 준수하므로, 불연성이다.
다른 실시예에서, 절연 재료 기판은 0.1 내지 5.0 mm, 바람직하게는 적어도 0.2 mm, 더 바람직하게는 적어도 0.3 mm, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 0.4 mm, 더욱더 바람직하게는 적어도 0.5 mm 범위의 평균 셀 직경을 갖는 셀룰러 구조를 갖는다. 한 실시예에서, 평균 셀 직경은 최대 4.0mm, 바람직하게는 최대 3.0mm, 더욱 바람직하게는 최대 2.5mm, 더욱더 바람직하게는 최대 2.0mm, 더욱더 바람직하게는 최대 1.7mm이다.
출원인은 다음 절차에 따라 셀 제품의 평균 셀 직경(d)을 결정한다. 코팅할 표면의 10 x 10 cm 영역을 포함하는 샘플은 절연 재료에서 가져와야 한다. 샘플은 절연 재료의 중심, 즉 각 경계의 최대 거리에서 가져와야 한다.
발포 제품의 셀은 형성될 때 대략 구형이며, 이상적으로는 테트라카이데카헤드론 형태, 즉 8 개의 육각형면과 6 개의 사각형면으로 구분되는 규칙적인 3D 모양을 취한다. 셀이 절단되면, 단면은 대략 원형이 된다. 절연 재료 제조 공정 중 여러 가지 영향으로 인해 하나 이상의 방향으로 셀이 늘어나거나 변형될 수 있다. 따라서, 셀 단면은 대략 원형에서 벗어나, 더 긴 축이 더 짧은 축에 수직인 형태를 형성할 수 있다.
셀 직경은 코팅될 표면에서 측정되어야 하며, 바람직하게는 현미경으로, 적어도 20 배의 광학 배율로 측정되어야 한다. 이러한 현미경 보기 또는 사진에서, 의심스러울 때, 가장 높은 직경을 제공하는 제 1 방향의 평균 셀 직경 및 제 1 방향에 수직인 제 2 방향의 평균 셀 직경이 결정될 수 있다. 2 개의 평균 셀 직경의 비율은 가장 작은 평균 셀 직경을 가장 큰 것으로 나누어 결정될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 셀 세라믹 재료 샘플의 평균 셀 직경(d)는 코팅될 표면과 일치하는 평면에서 결정되어야 한다. 평균 셀 직경 "d"는 적어도 3.0cm 길이의 직선 부분이 현미경 사진에서 셀 벽을 교차하는 빈도를 계산하여 결정해야 한다. 현미경 사진이 3.0cm 라인 섹션을 호스팅하기에 충분히 크지 않은 경우, 적어도 3.0cm 길이의 셀 세라믹 샘플을 나타내는 현미경 사진을 얻기 위해 적절한 소프트웨어를 사용하여 여러 현미경 사진을 함께 스티칭해야 할 수 있다. 평균 셀 직경은 다음 공식(I)을 사용하여 계산된다:
Figure pct00001
여기서
d는 평균 셀 직경(mm 단위, 10 마이크로미터 유의성 이상)이고,
L은 현미경 사진에서 셀 벽을 가로 지르는 라인 섹션의 길이(mm로 표시되지만, 10 마이크로미터 이상의 정확도로 측정됨)이고,
N은 라인 섹션이 길이(L)를 따라 셀 벽과 교차하는 횟수이다.
본 발명의 맥락에서, 이 숫자는 40 이상이어야 하고, 그렇지 않으면 더 긴 줄을 선택해야 하거나, 또는 추가 측정(교차가 계산되는 추가 라인)은 제 1 라인(들)과 공통된 셀이 없는 샘플의 다른 부분에서 수행되어야 한다.
계수 0.785는 π/4의 반올림된 결과로 계산되며, ASTM D3576-15의 부록 X1에 설명된 것, 즉 평균 코드 길이와 평균 셀 직경 간의 관계를 따른다. 계수 0.616은 동일한 정밀도로 반올림된 계수 0.785의 제곱이다.
본 발명의 맥락에서, 셀 벽은 두 개의 셀을 분리하는 물질 경계로 정의된다. 그러나 버블이 셀 벽에 존재할 수 있다. 라인이 버블을 가로지르는 경우, 버블을 둘러싼 셀 벽은 두 개가 아닌 하나의 셀 벽으로 계산되어야 한다. 따라서, 본 발명의 맥락에서 셀은 3 개 이상의 이웃을 갖는 보이드로 정의된다. 3 개의 셀이 서로 만나는 곳에 "코너"가 형성되기 때문에, 셀은 일반적으로 비-구형 형상을 갖는다. 이상적으로 셀의 모양은 테트라카이데카헤드론 또는 이와 관련된 것이다. 버블은 3 개 이하의 이웃만을 가지고 있으며, 일반적으로 거의 완전한 구형 또는 타원형이며, 일반적으로 "코너"가 없다.
세장형 셀의 경우, 셀은 구형이 아닌 타원체로 간주될 수 있다. 위에서 언급한 측정은 두 방향으로 수행되어야 한다; 한 번은 셀의 주된 장축을 따라, 그리고 한 번은 셀의 주된 단축을 따라 수행되어야 한다. 공식(I)을 적용하면 전자 측정의 경우 장축(a)의 길이가, 후자의 경우 타원체 단축(b)의 길이가 제공된다. 동등한 원형 지름은 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00002
전형적으로, 이 측정은 샘플의 동일한 표면에서 적어도 한 번, 더 특히 적어도 두 번, 훨씬 더 특히 적어도 세 번, 더 특히 적어도 5 번 반복되고, 라인 섹션은 샘플 표면의 서로 다른 위치에 그려지며, 적어도 2*d(공식 I에 정의된 d) 서로 떨어져 있다. 본 발명자들은 전형적으로 코팅될 표면의 10 x 10 cm 표면적을 갖는 샘플로 작업한다. 본 발명자들은 일반적으로 각 표면 경계를 대략 동일한 크기의 3 부분으로 나누는 표면에 직사각형 래스터를 그려서 셀 직경 결정에 사용되는 샘플 표면을 대략 동일한 크기의 9 개 영역으로 분할한다. 그런 다음 단일 중앙 영역에는 A라는 레이블이 지정되고, 영역(A)와 경계를 이루는 4 개의 측면 영역에는 B라는 레이블이 지정되고, 나머지 4 개의 코너 영역에는 C라는 레이블이 지정된다. 본 발명자들은 일반적으로 9 개의 영역 각각에서 길이가 L인 하나의 라인 섹션을 그린다. 본 발명자들은 일반적으로 9 가지 측정 값을 모두 사용한다. 단순화를 위해, A 및 B 영역에 대한 측정을 사용할 수도 있고, 또는 A 영역에 대해서만 결과를 충분히 차별화할 수 있지만, 본 발명자들은 9 가지 측정의 조합을 궁극적으로 지배적인 결과로 간주한다. n 개의 개별 측정 값 각각의 개별 결과 di는 샘플에 대한 평균 셀 직경(d)을 얻기 위해 모든 n 개 측정에 대해 수학적으로 평균화되어야 한다.
일부 실시예에서, 절연 재료 기판은 슬래브 부피의 적어도 2 % 및 최대 10 %, 바람직하게는 적어도 3 %, 더 바람직하게는 적어도 4 %를 나타내는 고체 공간을 갖는다. 일 실시예에서, 절연 재료 기판은 슬래브 부피의 최대 9 %, 특히 최대 8 %, 보다 특히 최대 7 %, 더욱 특히 최대 6 %를 나타내는 고체 공간을 갖는다. 본 출원인은 절연체의 고체 공간을 지정된 상한값 이하로 제한하는 것이 절연 재료 기판의 우수한 절연 특성에 기여한다는 것을 발견했습니다.
절연 재료 기판의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 일반적으로, 절연 재료 기판의 모양은 절연될 부품의 모양을 보완한다. 예를 들어, 절연 재료 기판은 절연 재료의 평면 슬래브일 수 있다. 이러한 형상은 부품의 벽과 같은 평면 부식성 표면을 절연하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 절연 재료 기판은 중공 실린더 또는 그 일부이다. 이러한 절연 재료 기판은 외부 표면이 부식될 수 있는 원통형 파이프를 단열하는데 적합하다. 절연 기판은 중공 실린더의 두 개의 반쪽으로 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 두 개의 반쪽은 절연될 파이프 주위에 쉽게 조립될 수 있다. 중공 원통형 절연 재료 기판은 쉬운 설치를 위해 두 부분 이상으로 나뉠 수 있다. 예를 들어, 절연 재료 기판은 중공 실린더의 3/3, 4/4, 5/5 또는 6/6으로 제공될 수 있다.
중공 실린더 절연 재료 기판(또는 그 일부)의 내경은 절연될 부품의 외경에 절연 재료의 돌출부의 최대 높이를 더한 것일 수 있다. 이러한 방식으로, 절연 재료 기판은 돌출부의 상당한 압축 없이 파이프 주위에 장착된다.
중공 실린더 절연 재료 기판은 직선형, 곡선형 또는 다른 곡선을 가진 섹션의 혼합 또는 직선 섹션과 곡선 섹션의 혼합을 가질 수 있다. 절연 재료의 모양은 일반적으로 절연될 부품의 모양에 의해 결정된다.
특정 실시예
특정 실시예에서, 본 발명은 기판 표면을 갖는 셀룰러 유리 절연 재료 기판을 포함하는 절연 재료를 제공하고, 절연 재료는 기판 표면에 부착된 복수의 실리콘 고무 돌출부를 더 포함하고, 각각의 돌출부는 돌출부 베이스에 대해 원위에 있는 접합 표면 및 접합 표면과 돌출부 베이스를 연결하는 돌출부 본체를 가지며, 각각의 돌출부는 5 내지 15 mm 범위의 접합 표면 높이를 가지며, 상기 접합 표면 높이는 접합 표면의 평면과 돌출부 베이스 평면 사이의 최단 거리이다.
보다 특정한 실시예에서, 접합 표면의 표면적은 돌출부 베이스의 표면적보다 작으며, 돌출부 본체의 측벽 또는 측벽들은 적어도 105 °의 각도로 돌출부 베이스로부터 접합 표면으로 테이퍼진다. 특정 실시예에서, 돌출부 본체의 측벽 또는 측벽들은 접합 표면의 평면에 대해 105 내지 135 °의 각도로 돌출부 베이스로부터 접합 표면으로 테이퍼진다. 보다 특정한 실시예에서, 돌출부 본체의 측벽 또는 측벽들은 돌출부 베이스로부터 접합 표면으로 105 ° 내지 115 °의 각도로 테이퍼진다.
절연 재료 제조 방법
여기에 설명된 절연 재료의 제조 방법이 여기에 설명되어 있다. 이 방법은 본 명세서에 기재된 바와 같은 복수의 돌출부를 절연 재료 기판의 기판 표면에 부착하는 단계를 포함한다. 돌출부 베이스는 일반적으로 기판 표면에 부착된다.
일부 실시예에서, 돌출부는 접착제로 기판 표면에 부착된다. 이와 같이, 본 방법은 돌출부를 기판 표면에 부착하기 전에 돌출부 베이스 및/또는 기판 표면 상에 접착제 층을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 접착제는 사용될 때 돌출부를 기판 표면에 접착시키는 임의의 접착제일 수 있다. 돌출부 베이스가 돌출부 본체의 면을 형성하고 실리콘 고무로 제조되는 경우, 접착제는 실리콘 접착제일 수 있다.
절연될 부품
여기에 설명된 절연 재료는 일반적으로 부식성 표면을 가진 부품에 적용되어 부품이 절연된다. 특정 실시예에서, 부식성 표면은 강철 표면이다. 부품은 파이프, 저장 컨테이너 또는 거더일 수 있다. 특정 실시예에서, 부품은 파이프이다. 부품이 파이프인 경우, 절연 재료는 파이프 주위에 끼워지고 함께 고정되도록 구성된 두 개의 반쪽 파이프 섹션일 수 있다. 이러한 방식으로, 절연 재료를 파이프에 쉽게 장착할 수 있다.
절연 부품은 부품에 절연 재료를 부착하기 위한 하나 이상의 절연 재료 고정부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 절연 재료 고정부는 접합 표면 상의 접착제일 수 있다. 이러한 접착제는 돌출부의 접합 표면을 부품의 부식성 표면에 접착시키는 임의의 접착제일 수 있다. 절연 재료 고정부는 절연 재료를 제 위치에 고정하기 위해 절연 재료 주위에 장착되도록 구성된 클램프, 클립 또는 타이일 수 있다. 예를 들어, 절연 부품은 파이프의 외부 표면에 절연 재료로 된 두 개의 반쪽 파이프 섹션이 있는 강철 파이프와, 절연 재료와 파이프를 둘러싸는 금속 케이블 타이를 포함할 수 있다.
부품 절연 방법
절연 재료로 부품을 절연하는 방법이 여기에 설명되어 있다. 이 방법은 여기에 설명된 하나 이상의 절연 재료를 부품에 부착하는 단계를 포함한다. 본 방법은 본 명세서에 설명된 바와 같이 하나 이상의 절연 재료 고정부로 절연 재료를 부착하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 방법은 절연 재료를 부품에 부착하기 전에 절연 재료의 부식성 표면 및/또는 접합 표면에 접착제를 도포하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 본 방법은 부품의 부식성 표면에 인접하게 절연 재료를 배치한 다음 절연 재료 고정부(클램프, 클립 또는 타이와 같은)를 사용하여 절연 재료를 부품에 부착하는 단계를 포함한다.
도면으로 돌아가면, 도 1은 CUI를 회피하기 위해 강철 파이프 주위에 맞도록 설계된 두 개의 알려진 슬리브를 보여준다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 절연 재료(1)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 2는 셀룰러 유리 절연 재료 기판(3)의 반쪽 파이프 섹션을 보여준다. 표시된 섹션의 길이는 약 600mm이다. 다수의 실리콘 고무 돌출부(5)가 실리콘 기반 접착제를 사용하여 기판의 내부 표면(7)에 접착된다. 돌출부는 반쪽 파이프의 길이를 따라 5 행의 돌출부로 배열된다. 각 행은 약 120mm 떨어져 있다. 행 1, 3 및 5에는 행당 3 개의 돌출부가 포함되고, 행 2 및 4에는 2 개의 돌출부가 포함된다. 행 2 및 4의 돌출부는 행 1, 3, 5의 돌출부에서 오프셋된다.
돌출부 중 하나에 대한 자세한 보기는 도 2에 나와 있다. 각 돌출부는 단일 본체로 형성된다. 돌출부는 셀룰러 유리 기판(7)의 내부 표면에 부착하기 위한 실질적으로 평면형 돌출부 베이스(11)를 갖는다. 돌출부 베이스(11)는 타원형이다. 고체 실리콘 돌출부 본체(13)는 돌출부 베이스(11)로부터 연장된다. 본체(13)는 돌출부 베이스(11)로부터 연장되고 이에 대해 각을 이루는 측벽(15)을 갖는다. 각진 측벽(15)은 접합 표면(17)까지 연장된다. 접합 표면(17)은 타원형이다. 접합 표면(17)은 돌출부 베이스(11)보다 작은 표면적을 갖는다. 이와 같이, 돌출부(5)는 잘린 타원형 원추 형상을 갖는다. 각진 측벽(15)은 부식성 표면과의 접촉을 최소화하고 부식성 표면으로부터 액체를 제거하는 것을 도울 수 있다.
각 돌출부(5)의 높이(즉, 접합 표면(17)과 돌출부 베이스(11) 사이의 최단 거리)는 약 12mm이다. 접합 표면(17)은 돌출부 베이스(11)와 실질적으로 평면형이므로, 돌출부(5)의 높이는 실질적으로 균일하다. 이러한 방식으로, 셀룰러 유리 내부 표면(7)과 절연될 부품의 외부 표면 사이에 약 12mm의 갭이 생성될 수 있다.
도 2에 표시된 절연 재료는 강철 파이프와 같이 외부 부식성 표면이 있는 파이프의 직선 부분을 단열하도록 설계된다. 파이프는 일반적으로 반쪽 파이프 셀룰러 유리 기판의 내부 직경보다 약 12mm 작은 외부 직경을 가질 것이다. 이러한 방식으로, 각각의 돌출부(5)의 접합 표면(17)은 셀룰러 유리 재료에 장력을 생성하지 않고 파이프의 외부 표면에 접합할 수 있다. 즉, 절연 재료는 파이프에 단단히 고정되지만 셀룰러 유리가 크게 구부러질 만큼 단단하지는 않다. 사용 시, 도 2에 표시된 제 2 반쪽 파이프 섹션은 일반적으로 파이프를 둘러싸는 두 개의 절연 재료 조각을 제공하기 위해 파이프의 동일한 섹션에 부착된다.
도 3은 도 2의 절연 재료와 유사하지만 다중 조인트를 갖는 보다 복잡한 파이프 시스템에 설치되도록 더 복잡한 구조를 갖는 본 발명의 절연 재료(21)를 도시한다. 도 3의 절연 재료에는 서로 다른 모양의 셀룰러 유리로 된 여러 섹션이 결합되어 있다. 셀룰러 유리는 중앙에 직선 반쪽 파이프 섹션(23), 좌측에 곡선 반쪽 파이프 섹션(25) 및 오른쪽에 T 자형 반쪽 파이프 섹션(27)을 갖는다.
다수의 실리콘 고무 돌출부(29)는 실리콘 기반 접착제를 사용하여 셀룰러 유리 기판의 내부 표면에 접착된다. 도 2에서와 같이, 돌출부는 교대로 행이 이전 행에 대해 오프셋되어 배열된다. 돌출부는 도 2의 돌출부와 모양과 크기가 같다. 사용 시, 이러한 절연 재료는 파이프 구조물을 둘러싸고 절연하기 위해 제 2 절연 재료와 함께 상보적인 형태의 파이프 구조물 주위에 배치된다. 절연 재료와 파이프 구조의 외부 부식성(예: 강철) 표면 사이에 약 12mm의 에어 갭이 생성된다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 절연 재료에 유용한 예시적인 돌출부를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 절연 재료에 유용한 돌출부(31)의 측면도 및 평면도를 도시한다. 도 4c는 도 4a 및 도 4b에 도시된 돌출부와 유사한 돌출부(61)의 단부도를 도시한다.
측면도(도 4a)는 돌출부 베이스(35)로부터 접합 표면(37)까지의 거리로서 돌출부(31)의 높이(33)를 도시한다. 이 돌출부(31)의 높이(33)는 약 12mm이다. 측면도는 또한 돌출부 본체(39)가 3 개의 섹션으로 구성된 것을 보여준다. 베이스 섹션(41)은 돌출부 베이스(35)에 인접한다. 돌출부 베이스(35)는 베이스 섹션(41)의 일 면을 형성한다. 베이스 섹션(41)은 베이스 섹션(41)의 높이에 걸쳐 돌출부 베이스(35)와 실질적으로 동일한 단면을 갖는다. 돌출부 본체(39)의 베이스 섹션(41)의 수직 측벽(43)은 돌출부 베이스(35)로부터 연장된다. 베이스 섹션(41)의 측벽(43)은 돌출부 베이스(35)로부터 대략 2.5 mm 연장된다. 즉, 베이스 섹션(41)은 대략 2.5mm의 높이를 갖는다. 베이스 섹션(41)은 타원형 단면을 갖는 원통형 형상을 갖는다(후술되는 돌출부 베이스(35)의 형상). 베이스 섹션(41)은 대략 21 내지 22mm의 길이를 갖는다.
접합 섹션(47)은 접합 표면(37)에 인접한다. 접합 표면(37)은 접합 섹션(47)의 면을 형성한다. 접합 섹션(47)은 접합 섹션(47)의 높이에 걸쳐 접합 표면(37)과 실질적으로 동일한 단면을 갖는다. 돌출부 본체(39)의 접합 섹션(47)의 수직 측벽(49)은 접합 표면(37)으로부터 연장된다. 접합 섹션(47)의 측벽(49)은 접합 표면(37)으로부터 대략 1.5 mm 연장된다. 즉, 접합 섹션(47)의 높이는 대략 1.5mm이다. 접합 섹션(47)는 타원형 단면을 갖는 원통형 형상을 갖는다(아래에서 논의되는 접합 표면(37)의 형상). 접합 섹션(47)는 약 13 내지 14mm의 길이를 갖는다.
중간 섹션(53)은 접합 섹션(47)과 베이스 섹션(41) 사이에 위치된다. 접합 섹션(47)은 접합 표면(37)에 대향하는 면에서 중간 섹션(53)에 인접한다. 베이스 섹션(41)은 돌출부 베이스(35)에 대향하는 면에서 중간 섹션(53)에 인접한다. 중간 섹션(53)의 측벽(55)은 접합 섹션(47)의 측벽(49)으로부터 베이스 섹션(41)의 측벽(43)까지 연장된다. 베이스 섹션(41)의 길이 및 폭은 접합 섹션(47)의 길이 및 폭보다 크다. 이와 같이, 중간 섹션(53)의 측벽(55)은 테이퍼진다. 중간 섹션(53)의 길이는 접합 섹션(47)에 인접한 약 13 내지 14 mm에서 베이스 섹션(41)에 인접한 약 21 내지 22 mm까지 다양하다.
접합 섹션(47)에 인접한 중간 섹션(53)의 면은 접합 섹션(47)과 동일한 단면을 갖는다. 베이스 섹션(41)에 인접한 중간 섹션(53)의 면은 베이스 섹션(41)과 동일한 단면을 갖는다. 중간 섹션(53)은 타원형 단면을 갖는 잘린 원추형 형상을 갖는다.
베이스 섹션(41)과 접합 섹션(47) 사이의 최단 직선 거리는 약 8mm이다. 즉, 중간 섹션(53)의 높이는 약 8mm이다. 이러한 방식으로, 돌출부(31)의 전체 높이는 약 12mm이다.
도 4b는 도 4a의 돌출부의 평면도를 보여준다. 타원형 접합 표면(37)은 약 13 내지 14mm의 길이 및 약 6.5 내지 7mm의 폭을 갖는다. 접합 표면(37)(및 접합 섹션)의 길이는 접합 표면(및 접합 섹션)의 폭의 약 2 배이다. 타원형 돌출부 베이스의 윤곽선(57)이 도 4b에 도시되어 있다. 돌출부 베이스의 길이는 약 21 내지 22mm이고 폭은 약 12mm이다.
접합 표면(37)의 중심은 돌출부 베이스(35)의 중심과 일치한다. 이러한 방식으로, 접합 표면(37)에 가해지는 임의의 하중은 돌출부 베이스(35)로 효과적으로 전달될 수 있으며 그 반대도 가능하다. 이러한 측벽이 각각 접합 표면 및 돌출부 베이스에 대해 실질적으로 수직이기 때문에, 접합 섹션의 측벽 및 베이스 섹션의 측벽은 이 평면도에 도시되지 않는다. 중간 섹션 측벽(55)은 접합 표면(37) 및 접합 섹션의 윤곽으로부터 돌출부 베이스 및 베이스 섹션의 윤곽(57)까지 연장된다.
도 4c는 본 발명에 유용한 돌출부(61)의 단부도를 도시한다. 도 4c의 돌출부(61)는 도 4a 및 도 4b의 돌출부(31)와 유사하다. 돌출부(61)는 접합 섹션(63), 중간 섹션(65) 및 베이스 섹션(67)을 갖는다. 접합 섹션(63)는 약 6.5 내지 7mm의 폭과 약 2.5mm의 높이를 갖는다. 중간 섹션(65)은 접합 섹션(63)에 인접되어 대략 6.5 내지 7mm로 변하는 폭 및 베이스 섹션(67)에 인접되어 대략 12mm의 폭을 갖는다. 베이스 섹션(67)은 약 12mm의 폭과 약 1.5mm의 높이를 갖는다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 유용한 대안적인 돌출부를 도시한다. 도 5는 실리콘 고무 돌출부(71)의 사진이다. 타원형 접합 표면(73)은 약 13 내지 14mm의 길이 및 약 6.5 내지 7mm의 폭을 갖는다. 접합 표면(73)의 길이는 접합 표면(73)의 폭의 약 2 배이다. 타원형 돌출부 베이스(75)의 윤곽의 일부가 도시되어 있다. 돌출부 베이스(75)는 약 21 내지 22mm의 길이와 약 12mm의 폭을 갖는다.
돌출부 본체(77)는 접합 표면(73)으로부터 돌출부 베이스(75)로 연장되는 측벽(79)을 갖는 단일 섹션을 갖는다. 돌출부 본체(77)의 길이는 접합 표면(73)에 인접한 약 13 내지 14mm 및 돌출부 베이스(75)에 인접한 약 21 내지 22mm로 다양하다. 돌출부 본체(77)의 폭은 접합 표면(73)에 인접한 약 6.5 내지 7mm에서 돌출부 베이스(75)에 인접한 약 12mm까지 다양하다.
도 6은 도 5의 돌출부의 개략적인 측면도를 보여준다. 접합 표면(73)과 돌출부 베이스(75)의 평면은 실질적으로 평행하다. 접합 표면(73)과 돌출부 베이스(75) 사이의 최단 거리(즉, 접합 표면 높이(79))는 약 12mm이다.
***
개시된 기능을 수행하기 위한 수단 또는 개시된 결과를 적절하게 얻기 위한 방법 또는 프로세스의 관점에서 특정 형태로 표현된 전술한 설명 또는 다음의 청구 범위 또는 첨부 도면에 개시된 특징은 개별적으로 또는 이러한 특징의 임의의 조합으로 본 발명을 다양한 형태로 실현하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명이 전술한 예시적인 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 개시가 주어질 때 많은 등가 수정 및 변경이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 위에서 설명된 본 발명의 예시적인 실시예는 예시적인 것으로 간주되며 제한하지 않는다. 설명된 실시예에 대한 다양한 변경이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.
의심의 여지를 없애기 위해, 여기에 제공된 임의의 이론적 설명은 독자의 이해를 높이기 위해 제공된다. 발명가는 이러한 이론적 설명에 구속되기를 원하지 않는다.
여기에 사용된 모든 섹션 제목은 구성 목적으로만 사용되며, 설명된 주제를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
문맥 상 달리 요구하지 않는 한, 다음의 청구 범위를 포함하여 본 명세서 전반에 걸쳐, "포함하다(comprise 및 include)" 및 "포함하는(comprises, comprising, 및 including)과 같은 변형은 언급된 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹의 포함을 의미하고 임의의 다른 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹의 제외를 의미하지 않는 것으로 이해된다.
명세서 및 첨부된 청구 범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태(a, an 및 the)는 문맥 상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 언급을 포함한다는 점에 유의해야 한다. 범위는 본원에서 "약" 하나의 특정 값 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지 포함한다. 유사하게, 값이 선행 "약"의 사용에 의해 근사치로 표현될 때, 특정 값이 또 다른 실시예를 형성한다는 것이 이해될 것이다. 수치와 관련된 용어 "약"은 선택적이며, 예를 들어 +/- 10 %를 의미한다.

Claims (14)

  1. 기판 표면을 갖는 절연 재료 기판을 포함하는 절연 재료로서, 절연 재료는 기판 표면에 부착되거나 통합된 복수의 돌출부를 더 가지며, 각각의 돌출부는 돌출부 베이스에 대해 원위에 있는 접합 표면 및 접합 표면과 돌출부 베이스를 연결하는 돌출부 본체를 가지며, 각각의 돌출부는 2mm 이상의 접합 표면 높이를 가지며, 상기 접합 표면 높이는 접합 표면의 평면과 돌출부 베이스의 평면 사이의 최단 거리인, 절연 재료.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 재료 기판은 셀룰러 유리를 포함하는, 절연 재료.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 절연 재료 기판은 중공 반쪽 파이프 형상을 갖는, 절연 재료.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 표면 높이가 5 내지 15 mm 범위인, 절연 재료.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 표면 및 돌출부 베이스가 돌출부 본체의 대향 면을 형성하는, 절연 재료.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 돌출부 본체가 중합체, 엘라스토머 또는 고무 재료로 이루어진, 절연 재료.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 돌출부 본체는 30 내지 50 범위의 쇼어 A 경도를 갖는 재료로 이루어진, 절연 재료.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 돌출부 본체가 실리콘 고무인, 절연 재료.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 표면의 표면적은 돌출부 베이스의 표면적보다 작으며, 돌출부 본체의 측벽 또는 측벽들은 접합 표면의 평면에 대해 105 내지 135°의 각도로 돌출부 베이스로부터 접합 표면으로 테이퍼지는, 절연 재료.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 돌출부는 기판 표면에 어레이로 배열되고, 절연 재료 기판의 기판 표면 상의 돌출부의 밀도는 4,000 내지 40,000 ㎟ 당 1 개의 돌출부의 범위에 있는, 절연 재료.
  11. 부식성 외부 표면을 갖는 부품 및 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 절연 재료를 포함하는 절연 부품으로서, 절연 재료의 돌출부의 접합 표면은 부품의 부식성 외부 표면과 접합되어, 부식성 외부 표면과 절연 재료 기판의 기판 표면 사이에 2mm 이상의 에어 갭을 제공하는, 절연 부품.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 부품은 강철 외부 표면을 갖는 파이프인, 절연 부품.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 절연 재료의 제조 방법으로서, 상기 방법은:
    a. 절연 재료 기판에 기판 표면을 제공하는 단계; 및
    b. 기판 표면에 복수의 돌출부를 부착하는 단계 - 각각의 돌출부는 돌출부 베이스에 대해 원위에 있는 접합 표면 및 접합 표면과 돌출부 베이스를 연결하는 돌출부 본체를 가지며, 각 돌출부의 돌출부 베이스는 기판 표면에 부착되고, 각각의 돌출부는 2mm 이상의 접합 표면 높이를 가지며, 상기 접합 표면 높이는 접합 표면의 평면과 돌출부 베이스의 평면 사이의 최단 거리임 - 를 포함하는, 방법.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 따른 절연 부품의 제조 방법으로서,
    상기 방법은 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 절연 재료를 부품의 외부 부식성 표면에 부착하는 단계를 포함하는, 방법.
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