KR101452824B1 - 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법 - Google Patents

액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법은, a) 사각형태의 판으로서 서로 직교하는 제1 변 및 제2 변을 갖는 멤브레인용 플레이트를 준비하는 단계와, b) 상기 멤브레인용 플레이트에 상기 제1 변 또는 상기 제2 변과 나란하게 연장되는 주름부를 형성하여 제1 성형 플레이트를 형성하는 단계와, c) 상기 제1 성형 플레이트에 제1 곡률 반경을 갖는 제1 영역이 형성되도록 상기 주름부에 제1 오목부를 형성하여 제2 성형 플레이트를 형성하는 단계와, d) 상기 제2 성형 플레이트에 제2 곡률 반경을 갖는 제2 영역이 형성되도록 상기 제1 오목부와 이웃하게 상기 주름부에 제2 오목부를 형성하여 제1 멤브레인을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제2 곡률 반경의 크기가 상기 제1 곡률 반경의 크기보다 작다.

Description

액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF MEMBRANE FOR LNG STORAGE TANK}
액화천연가스 화물창용 멤브레인을 제작하기 위한 방법이 개시된다.
일반적으로 천연가스는 대기압에서 영하 162℃의 온도에 이르게 되면 액체상태를 유지하므로, 단열기능을 가진 저장탱크에 액체상태로 저장될 수 있다. 액화천연가스 저장탱크의 저장구조는 열전달을 효과적으로 차단하는 재료와 액화천연가스 밀봉기능을 가지는 멤브레인으로 구성된다. 멤브레인을 구성하는 금속재료는 저온취성에 강한 재질이 사용된다. 멤브레인은 액화천연가스를 저장탱크내에 주입시 또는 제거시 발생하는 온도와 하중의 변화에 대응하여 팽창 및 수축을 할 수 있도록 설계 및 제작된다.
국내 등록특허 제10-0547986호 (2006.1.24. 등록) 국내 등록특허 제10-0531983호 (2005.11.23. 등록)
본 발명은 새로운 형태의 멤브레인을 제작하기 위한 방법을 제시하고자 하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법은, a) 사각형태의 판으로서 서로 직교하는 제1 변 및 제2 변을 갖는 멤브레인용 플레이트를 준비하는 단계와, b) 상기 멤브레인용 플레이트에 상기 제1 변 또는 상기 제2 변과 나란하게 연장되는 주름부를 형성하여 제1 성형 플레이트를 형성하는 단계와, c) 상기 제1 성형 플레이트에 제1 곡률 반경을 갖는 제1 영역이 형성되도록 상기 주름부에 제1 오목부를 형성하여 제2 성형 플레이트를 형성하는 단계와, d) 상기 제2 성형 플레이트에 제2 곡률 반경을 갖는 제2 영역이 형성되도록 상기 제1 오목부와 이웃하게 상기 주름부에 제2 오목부를 형성하여 제1 멤브레인을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제2 곡률 반경의 크기가 상기 제1 곡률 반경의 크기보다 작다.
상기에 있어서, 상기 d)단계는 제1 금형에 의해 수행되되, 상기 제1 금형은, 상기 제2 성형 플레이트의 상면과 합착되도록 이루어진 제1 상부 금형부와 상기 제2 성형 플레이트의 하면과 합착되도록 이루어진 제1 하부 금형부를 포함할 수 있다.
상기에 있어서, 상기 제1 하부 금형부는, 제1 고정형 금형과, 상기 제1 고정형 금형의 일부에 마련되되 제1 탄성부재에 의하여 상하로 이동 가능하며 상면의 형태가 적어도 상기 제2 성형 플레이트의 제1 오목부에 대응하는 형태를 가지는 제1 이동형 금형을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 이동형 금형에 상기 제1 오목부가 놓여질 수 있다.
상기에 있어서, 상기 제1 이동형 금형은 상기 제2 오목부의 일부 형상인 제1 형상을 포함하고, 상기 제1 고정형 금형은 상기 제2 오목부의 일부 형상인 제2 형상을 포함할 수 있다.
상기에 있어서, 상기 제1 오목부, 상기 제2 오목부 및 상기 제1 오목부와 상기 제2 오목부 사이는 물결 파형의 프로파일(profile)을 이룰 수 있다.
상기에 있어서, e) 상기 제1 멤브레인에 제3 곡률 반경을 갖는 제3 영역이 형성되도록 상기 제2 오목부와 이웃하게 상기 주름부에 제3 오목부를 형성하여 제2 멤브레인을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기에 있어서, 상기 제3 곡률 반경의 크기는 제2 곡률 반경의 크기보다 작을 수 있다.
상기에 있어서, 상기 e)단계는 제2 금형에 의해 수행되되, 상기 제2 금형은, 상기 제1 멤브레인의 상면과 합착되도록 이루어진 제2 상부 금형부와 상기 제1 멤브레인의 하면과 합착되도록 이루어진 제2 하부 금형부를 포함할 수 있다.
상기에 있어서, 상기 제2 하부 금형부는, 제2 고정형 금형과, 상기 제2 고정형 금형의 일부에 마련되되 제2 탄성부재에 의하여 상하로 이동 가능하며 상면의 형태가 적어도 상기 제1 멤브레인의 제1 및 제2 오목부에 대응하는 형태를 가지는 제2 이동형 금형을 포함하여 이루어지며, 상기 제2 이동형 금형에 상기 제1 및 제2 오목부가 놓여질 수 있다.
상기에 있어서, 상기 제2 이동형 금형은 상기 제3 오목부의 일부 형상인 제1 형상을 포함하고, 상기 제2 고정형 금형은 상기 제3 오목부의 일부 형상인 제2 형상을 포함할 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 새로운 형태의 멤브레인을 제작하기 위한 방법을 제시하며, 이에 의하여 제작된 멤브레인은 품질 기준을 충분히 만족시킬 수 있다.
도 1은 멤브레인용 플레이트의 사시도,
도 2는 제1 성형 플레이트의 사시도,
도 3은 도 2의 횡단면도,
도 4는 제2 성형 플레이트의 사시도,
도 5는 도 4의 평면도,
도 6은 도 4의 A-A 기준 단면도,
도 7은 제1 멤브레인의 사시도,
도 8은 도 7의 평면도,
도 9는 도 8의 B-B 기준 단면도,
도 10은 제1 하부 금형부의 사시도,
도 11은 제1 상부 금형부를 하부에서 바라본 사시도,
도 12는 제1 하부 금형부에 제2 성형 플레이트를 안치시킨 상태를 도시한 개념 단면도,
도 13은 제1 상부 금형부가 하강하여 제1 하부 금형부와 맞물리면서 제2 성형 플레이트를 제1 멤브레인으로 성형하는 상태를 도시한 개념 단면도,
도 14는 제2 멤브레인의 사시도,
도 15는 도 14의 평면도,
도 16은 도 15의 C-C 기준 단면도,
도 17은 제2 하부 금형부의 사시도,
도 18은 제2 상부 금형부를 하부에서 바라본 사시도,
도 19는 제2 하부 금형부에 제1 멤브레인을 안치시킨 상태를 도시한 개념 단면도,
도 20은 제2 상부 금형부가 하강하여 제2 하부 금형부와 맞물리면서 제1 멤브레인을 제2 멤브레인으로 성형하는 상태를 도시한 개념 단면도,
도 21은 비교예에 의한 제1 멤브레인의 상면 사시사진,
도 22는 비교예에 의한 제1 멤브레인의 배면 사시사진.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 22를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 액화천연가스 화물창용 멤브레인으로 형성될 멤브레인용 플레이트의 사시도이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 액화천연가스 화물창용 멤브레인을 형성하기 위하여 도 1과 같은 액화천연가스 화물창용 멤브레인으로 형성될 멤브레인용 플레이트(10)를 준비한다(a). 멤브레인용 플레이트(10)는 제1 변(s1)과 제2 변(s2)을 가질 수 있다. 예를 들어, 멤브레인용 플레이트(10)는 서스 플레이트(Sus Plate), 알루미늄 또는 복합재일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 저온 취성이 강한 재료라면 어느 것이라도 사용될 수 있다.
다음으로, 도 2 및 3을 참조하면, 멤브레인용 플레이트(10)에 상기 제1 변(s1) 또는 상기 제2 변(s2)과 나란하게 연장되는 주름부(110)를 형성한다(b). 이하에서는 설명의 편의상 주름부(110)가 제2 변(s2)과 나란하게 형성된 것으로 가정하여 설명한다.
예를 들어, 주름부(110)는 제1 변(s1)에서 제2 변(s2)과 나란한 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 주름부(110)는 다음과 같이 형성될 수 있다. 주름부(110)에 합치되는 형상을 갖는 금형에 멤브레인용 플레이트(10)를 위치시키고, 멤브레인용 플레이트(10)를 가압함으로써 주름부(110)를 형성할 수 있다.
주름부(110)는 액체화물에 의해 멤브레인에 가해질 수 있는 응력을 분산시킬 수 있다. 즉, 응력이 멤브레인의 어느 한 곳에 집중되면, 멤브레인이 파손될 수 있어, 화물창에 채워진 액체 화물이 누설될 수 있다. 이에 따라, 주름부(110)는 멤브레인에 집중될 응력을 분산시킬 수 있는 구조인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 주름부(110)는 라운드진 형상으로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 주름부(110)는 상부 라운딩부(111), 상부 라운딩부(111)에서 연장된 측부라운딩부(112), 측부 라운딩부(112)에서 연장된 하부 라운딩부(113)를 포함할 수 있다. 한편, 멤브레인용 플레이트(10)에서 주름부(110)가 형성되지 않은 부분을 평탄부(120)라 정의한다. 이하에서, 평탄부(120)는 멤브레인용 플레이트(10)에서 라운드지지 않은 부분을 의미한다. 즉, 평탄부(120)는 멤브레인용 플레이트(10)에서 곡률 반경을 갖지 않는 부분을 의미한다.
멤브레인용 플레이트(10)에 주름부(110)가 형성됨으로써, 멤브레인용 플레이트(10)는 제1 성형 플레이트(100)로 형성될 수 있다.
한편, 이하에서는, 주름부(110)가 볼록한 부분, 즉 상부 라운딩부(111)가 위치하는 제1 성형 플레이트(100)의 면을 상면이라 하고, 주름부(110)가 오목한 부분, 즉 상부 라운딩부(111)의 배면이 위치하는 제1 성형 플레이트(100)의 면을 하면이라 한다.
다음으로, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 제1 성형 플레이트(100)에 제1 곡률 반경(r1)을 갖는 제1 영역(220)이 형성되도록 상기 주름부(110)에 제1 오목부(211)를 형성하여 제2 성형 플레이트(200)를 형성한다(c).
제1 오목부(211)는 주름부(110)의 최상부를 하면 방향으로 가압하여 형성될 수 있다. 이때, 주름부(110)의 일부(212)는 제1 변(s1) 방향과 나란한 방향으로 돌출될 수 있다. 만약, 주름부(110)가 제1 변(s1) 방향과 나란하게 연장 형성된 경우라면, 제1 오목부(211) 형성시 주름부(110)의 일부는 제2 변(s2) 방향과 나란한 방향으로 돌출될 것이다.
보다 구체적으로, 예를 들어, 주름부(110)의 상부 라운딩부(111)를 하면 방향으로 가압하여 제1 오목부(211)을 형성할 수 있는데, 제1 오목부(211)의 형성과 동시에 측부 라운딩부(112)의 일부(212)가 제1 변(s1) 방향과 나란한 방향으로 돌출될 수 있다.
또한, 제1 오목부(211)의 형성과 동시에 제1 성형 플레이트(100)의 일부에 제1 곡률 반경(r1)을 갖는 제1 영역(220)이 형성될 수 있다. 제1 영역(220)은 제1 변(s1)과 나란하게 연장될 수 있다. 제1 영역(220)은 평탄부(120)와 인접하여 위치될 수 있다. 제1 영역(220)은 제1 곡률 반경(r1)을 가지므로, 라운드진 형상을 가질 수 있다. 이에 의해, 제2 성형 플레이트(200)는 주름부(110), 제1 곡률 반경(r1)을 갖는 라운드진 제1 영역(220) 및 제1 영역(220)으로부터 연장되고 인접하는 평탄부(120)을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 7 내지 도 13을 참조하면, 제2 성형 플레이트(200)에 제2 곡률 반경(r2)을 갖는 제2 영역(320)이 형성되도록 상기 제1 오목부(211)와 이웃하게 상기 주름부(110)에 제2 오목부(311)를 형성하여 제1 멤브레인(300)을 형성한다.
제2 오목부(311)는 주름부(110)의 최상부를 하면 방향으로 가압하여 형성될 수 있다. 이때, 제2 오목부(311)의 위치는 제1 오목부(211)와 이웃할 수 있다.
제2 오목부(311) 형성시, 주름부(110)의 일부(312)는 제1 변(s1) 방향과 나란한 방향으로 돌출될 수 있다. 만약, 주름부(110)가 제1 변(s1) 방향과 나란하게 연장 형성된 경우라면, 제2 오목부(311) 형성시 주름부(110)의 일부는 제2 변(s2) 방향과 나란한 방향으로 돌출될 것이다. 보다 구체적으로, 예를 들어, 주름부(110)의 상부 라운딩부(111)를 하면 방향으로 가압하여 제2 오목부(311)를 형성할 수 있는데, 제2 오목부(311)의 형성과 동시에 측부 라운딩부(112)의 일부(312)가 제1 변(s1) 방향과 나란한 방향으로 돌출될 수 있다.
또한, 제2 오목부(311)의 형성과 동시에 제2 성형 플레이트(200)의 일부에 제2 곡률 반경(r2)을 갖는 제2 영역(320)이 형성될 수 있다. 제2 영역(320)은 제1 변(s1)과 나란하게 연장될 수 있다.
제2 영역(320)은 평탄부(120)와 인접하여 위치될 수 있다. 제2 영역(320)은 제2 곡률 반경(r2)을 가지므로, 라운드진 형상을 가질 수 있다. 이에 의해, 제1 멤브레인(300)은 주름부(110), 제2 곡률 반경(r2)을 갖는 라운드진 제2 영역(320) 및 제2 영역(320)으로부터 연장되고 인접하는 평탄부(120)을 포함할 수 있다.
한편, 제2 곡률 반경(r2)의 크기는 제1 곡률 반경(r1)보다 작을 수 있다. 곡률 반경과 곡선의 라운드진 정도는 반비례 관계이므로, 제1 멤브레인(300)의 제2 영역(320)은 제2 성형 플레이트(200)의 제1 영역(220) 보다 라운드진 정도가 더 현저할 수 있다. 즉, 제1 멤브레인(300)은 제2 성형 플레이트(200) 보다 라운드진 정도가 더 현저할 수 있다.
한편, 제1 오목부(211), 제2 오목부(311) 및 제1 오목부(211)와 제2 오목부(311) 사이는 예를 들어, 물결 파형의 프로파일(profile)을 이룰 수 있다. 제1 오목부(211)와 제2 오목부(311) 형성시 주름부(110)가 돌출될 수 있어, 제1 오목부(211)와 제2 오목부(311)와 돌출된 부분간에 단차가 생길 수 있다. 또한, 돌출되지 않더라도 제1 오목부(211) 및 제2 오목부(311)와 주름부(110)의 최상부(111)는 단차를 가질 수 있다. 즉, 제1 오목부(211), 제2 오목부(311) 및 제1 오목부(211)와 제2 오목부(311) 사이의 단차에 의해, 제1 오목부(211), 제2 오목부(311) 및 제1 오목부(211)와 제2 오목부(311) 사이는 예를 들어, 물결 파형의 프로파일(profile)을 이루는 것이다.
한편, 제1 금형(30)에 의해 제2 성형 플레이트(200)가 제1 멤브레인(300)으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 금형(30)에 의해 제1 멤브레인(300)의 성형이 수행될 수 있다. 이를 위해, 제1 금형(30)은 제1 상부 금형부(330) 및 제1 하부 금형부(340)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 하부 금형부(340)는 제1 탄성부재(343)에 의해 상하로 이동 가능한 제1 이동형 금형(342)과 제1 고정형 금형(341)을 포함할 수 있다.
한편, 제1 상부 금형부(330)에서 “상부”는 제2 성형 플레이트(200)의 상면과 접촉하는 것을 의미하는 상대적인 개념이다. 또한, 제1 하부 금형부(340)에서 “하부”는 제2 성형 플레이트(200)의 하면과 접촉하는 것을 의미하는 상대적인 개념이다.
제1 상부 금형부(330)는 제2 성형 플레이트(200)의 상면과 합착되고, 제1 하부 금형부(340)는 제2 성형 플레이트(200)의 하면과 합착되어 제1 멤브레인(300)이 제작된다.
제1 하부 금형부(340)는 제1 탄성부재(343)에 의해 상하로 이동 가능한 제1 이동형 금형(342)과 제1 고정형 금형(341)을 포함하는데, 제1 이동형 금형(342)은 제1 탄성부재(343)에 의해 제1 고정형 금형(341)과 연결된다.
보다 구체적으로, 제1 고정형 금형(341)의 일부에 제1 이동형 금형(342)이 삽입될 수 있는 공간이 마련될 수 있는데, 이 공간에 제1 탄성부재(343)의 일측이 제1 고정형 금형(341)에 고정된다. 또한, 제1 탄성부재(343)의 타측은 제1 이동형 금형(342)에 고정된다.
이에 의해, 제1 이동형 금형(342)에 외력이 가해지지 않을 경우, 제1 탄성부재(343)에 의해 제1 이동형 금형(342)이 상기 공간의 외측에 위치할 수 있어, 제1 이동형 금형(342)과 제1 고정형 금형(341)은 단차를 갖게 될 수 있다. 반면에, 제1 이동형 금형(342)에 외력이 가해질 경우, 제1 탄성부재(343)에 의해 제1 이동형 금형(342)이 상기 공간의 내측으로 이동하여, 상기 공간에 삽입될 수 있다. 이에 의해, 제1 이동형 금형(342)과 제1 고정형 금형(341)은 실질적으로 단차를 갖지 않게 될 수 있다.
제1 금형(30)을 이용하여 제2 성형 플레이트(200)를 형성하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 제2 성형 플레이트(200)를 제1 금형(30)의 제1 하부 금형부(340)에 위치시킨다. 이때, 제2 성형 플레이트(200)의 제1 오목부(211)를 제1 이동형 금형(342)상에 위치시킨다. 이를 위해, 제1 이동형 금형(342)은 제1 오목부(211)의 하면에 대응하는 형상을 포함할 수 있다.
계속해서, 제2 성형 플레이트(200)를 제1 이동형 금형(342) 상에 위치시킨 후, 제1 상부 금형부(330)를 제1 하부 금형부(340) 방향으로 이동시켜 제1 상부 금형부(330)와 제1 하부 금형부(340)를 합치시킨다. 이때, 제1 상부 금형부(330)에 의해 제1 이동형 금형(342)에 외력이 가해지게 되어, 제1 이동형 금형(342)은 제1 고정형 금형(341)의 상기 공간 내로 이동하게 된다.
제1 상부 금형부(330)와 제1 하부 금형부(340)를 합치시킴으로써, 제2 성형 플레이트(200)에 제2 오목부(311)등이 형성되어, 제2 오목부(311)와 제2 곡률 반경(r2)을 갖는 제2 영역(320)을 포함하는 제1 멤브레인(300)이 형성된다.
한편, 제1 이동형 금형(342)은 제2 오목부(311)의 일부 형상인 제1 형상(342-1)을 포함하고, 제1 고정형 금형(341)은 제2 오목부(311)의 잔부 형상인 제2 형상(341-1)을 포함할 수 있다. 제1 이동형 금형(342)에 외력이 작용하여 제1 이동형 금형(342)이 제1 고정형 금형(341)의 상기 공간 내에 삽입될 때, 제1 형상(342-1)과 제2 형상(341-1)이 조합을 이루게 되고, 이에 의해 제1 하부 금형부(340)가 제2 오목부(311)의 형상을 갖게 되므로, 제2 성형 플레이트(200)의 주름부(110)에 제2 오목부(311)가 형성될 수 있다.
상기와 같이 제1 형상(342-1)과 제2 형상(341-1)을 조합시켜 제2 성형 플레이트(200)에 가해지는 외력을 분산시키며 제2 오목부(311)를 형성함으로써, 제2 성형 플레이트(200)의 깨짐 또는 파단 현상 없이 제2 오목부(311)를 제2 성형 플레이트(200)에 형성할 수 있다. 또한, 제2 성형 플레이트(200)가 제1 오목부(211) 및 제1 곡률 반경(r1)을 갖는 제1 영역(220)을 포함하고 있으므로, 제1 곡률 반경(r1)보다 작은 제2 곡률 반경(r2)의 제2 영역(320)을 제2 성형 플레이트(200)에 형성하더라도, 제2 성형 플레이트(200)가 깨지거나 파단되는 현상을 방지할 수 있다. 결과적으로, 제1 맴브레인(300)의 생산성을 증대시킬 수 있다.
다음으로, 도 14 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 멤브레인의 제조 방법을 설명한다.
제2 멤브레인(400)은 제1 멤브레인(300)을 제2 금형(40)으로 성형하여 제조할 수 있다. 즉, 제1 멤브레인(300)에 제3 곡률 반경(r3)을 갖는 제3 영역(420)이 형성되도록 제2 오목부(311)와 이웃하게 주름부(110)에 제3 오목부(411)를 형성하여 제2 멤브레인(400)을 형성한다.
제3 오목부(411)는 주름부(110)의 최상부를 하면 방향으로 가압하여 형성될 수 있다. 이때, 제3 오목부(411)의 위치는 제2 오목부(311)와 이웃할 수 있다.
제3 오목부(411) 형성시, 주름부(110)의 일부(412)는 제1 변(s1) 방향과 나란한 방향으로 돌출될 수 있다. 만약, 주름부(110)가 제1 변(s1) 방향과 나란하게 연장 형성된 경우라면, 제3 오목부(411) 형성시 주름부(110)의 일부는 제2 변(s2) 방향과 나란한 방향으로 돌출될 것이다. 보다 구체적으로, 예를 들어, 주름부(110)의 상부 라운딩부(111)를 하면 방향으로 가압하여 제3 오목부(411)를 형성할 수 있는데, 제3 오목부(411)의 형성과 동시에 측부 라운딩부(112)의 일부(412)가 제1 변(s1) 방향과 나란한 방향으로 돌출될 수 있다.
또한, 제3 오목부(411)의 형성과 동시에 제1 멤브레인(300)의 일부에 제3 곡률 반경(r3)을 갖는 제3 영역(420)이 형성될 수 있다. 제3 영역(420)은 제1 변(s1)과 나란하게 연장될 수 있다.
제3 영역(420)은 평탄부(120)와 인접하여 위치될 수 있다. 제3 영역(420)은 제3 곡률 반경(r3)을 가지므로, 라운드진 형상을 가질 수 있다. 이에 의해, 제2 멤브레인(400)은 주름부(110), 제3 곡률 반경(r3)을 갖는 라운드진 제3 영역(420) 및 제3 영역(420)으로부터 연장되고 인접하는 평탄부(120)를 포함할 수 있다.
한편, 제3 곡률 반경(r3)의 크기는 제2 곡률 반경(r2)보다 작을 수 있다. 곡률 반경과 곡선의 라운드진 정도는 반비례 관계이므로, 제2 멤브레인(400)의 제3 영역(420)은 제1 멤브레인(300)의 제2 영역(320) 보다 라운드진 정도가 더 현저할 수 있다. 즉, 제2 멤브레인(400)은 제1 멤브레인(300) 보다 라운드진 정도가 더 현저할 수 있다.
한편, 제1 오목부(211), 제2 오목부(311), 제3 오목부(411), 제1 오목부(211)와 제2 오목부(311) 및 제2 오목부(311)와 제3 오목부(411) 사이는 예를 들어, 물결 파형의 프로파일(profile)을 이룰 수 있다. 제2 오목부(311)와 제3 오목부(411) 형성시 주름부(110)가 돌출될 수 있어, 제2 오목부(311)와 제3 오목부(411)와 돌출된 부분 간에 단차가 생길 수 있다. 또한, 돌출되지 않더라도 제2 오목부(311) 및 제3 오목부(411)와 주름부(110)의 최상부(111)는 단차를 가질 수 있다. 즉, 제2 오목부(311), 제3 오목부(411) 및 제2 오목부(311)와 제3 오목부(411) 사이의 단차에 의해, 제2 오목부(311), 제3 오목부(411) 및 제2 오목부(311)와 제3 오목부(411) 사이는 예를 들어, 물결 파형의 프로파일(profile)을 이루는 것이다. 또한, 상술한 바와 같이, 제1 오목부(211)와 제2 오목부(311)사이도 물결 파형의 프로파일(profile)을 이루므로, 연속적으로 제1 오목부(211), 제2 오목부(311), 제3 오목부(411), 제1 오목부(211)와 제2 오목부(311) 및 제2 오목부(311)와 제3 오목부(411) 사이도 예를 들어, 물결 파형의 프로파일(profile)을 이룰 수 있다.
한편, 제2 금형(40)에 의해 제1 멤브레인(300)이 제2 멤브레인(400)으로 형성될 수 있다. 즉, 제2 금형(40)에 의해 제2 멤브레인(400)의 성형이 수행될 수 있다. 이를 위해, 제2 금형(40)은 제2 상부 금형부(430) 및 제2 하부 금형부(440)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 하부 금형부(440)는 제2 탄성부재(443)에 의해 상하로 이동 가능한 제2 이동형 금형(442)과 제2 고정형 금형(441)을 포함할 수 있다.
한편, 제2 상부 금형부(430)에서 “상부”는 제1 멤브레인(300)의 상면과 접촉하는 것을 의미하는 상대적인 개념이다. 또한, 제2 하부 금형부(440)에서 “하부”는 제1 멤브레인(300)의 하면과 접촉하는 것을 의미하는 상대적인 개념이다.
제2 상부 금형부(430)는 제1 멤브레인(300)의 상면과 합착되고, 제2 하부 금형부(440)는 제1 멤브레인(300)의 하면과 합착되어 제2 멤브레인(400)이 제작된다.
제2 하부 금형부(440)는 제2 탄성부재(443)에 의해 상하로 이동 가능한 제2 이동형 금형(442)과 제2 고정형 금형(441)을 포함하는데, 제2 이동형 금형(442)은 제1 탄성부재(343)에 의해 제2 고정형 금형(441)과 연결된다.
보다 구체적으로, 제2 고정형 금형(441)의 일부에 제2 이동형 금형(442)이 삽입될 수 있는 공간이 마련될 수 있는데, 이 공간에 제2 탄성부재(443)의 일측이 제2 고정형 금형(441)에 고정된다. 또한, 제2 탄성부재(443)의 타측은 제2 이동형 금형(442)에 고정된다.
이에 의해, 제2 이동형 금형(442)에 외력이 가해지지 않을 경우, 제2 탄성부재(443)에 의해 제2 이동형 금형(442)이 상기 공간의 외측에 위치할 수 있어, 제2 이동형 금형(442)과 제2 고정형 금형(441)은 단차를 갖게 될 수 있다. 반면에, 제2 이동형 금형(442)에 외력이 가해질 경우, 제2 탄성부재(443)에 의해 제2 이동형 금형(442)이 상기 공간의 내측으로 이동하여, 상기 공간에 삽입될 수 있다. 이에 의해, 제2 이동형 금형(442)과 제2 고정형 금형(441)은 실질적으로 단차를 갖지 않게 될 수 있다.
제2 금형(40)을 이용하여 제1 멤브레인(300)를 형성하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 제1 멤브레인(300)을 제2 금형(40)의 제2 하부 금형부(440)에 위치시킨다. 이때, 제1 멤브레인(300)의 제1 오목부(211) 및 제2 오목부(311)를 제2 이동형 금형(442) 상에 위치시킨다. 이를 위해, 제2 이동형 금형(442)은 제1 오목부(211) 및 제2 오목부(311)의 하면에 대응하는 형상을 포함할 수 있다.
계속해서, 제1 멤브레인(300)을 제2 이동형 금형(442) 상에 위치시킨 후, 제2 상부 금형부(430)를 제2 하부 금형부(440) 방향으로 이동시켜 제2 상부 금형부(430)와 제2 하부 금형부(440)를 합치시킨다. 이때, 제2 상부 금형부(430)에 의해 제2 이동형 금형(442)에 외력이 가해지게 되어, 제2 이동형 금형(442)은 제2 고정형 금형(441)의 상기 공간 내로 이동하게 된다.
제2 상부 금형부(430)와 제2 하부 금형부(440)를 합치시킴으로써, 제1 멤브레인(300)에 제3 오목부(411)등이 형성되어, 제3 오목부(411)와 제3 곡률 반경(r3)을 갖는 제3 영역(420)을 포함하는 제2 멤브레인(400)이 형성된다.
한편, 제2 이동형 금형(442)은 제3 오목부(411)의 일부 형상인 제1 형상(442-1)을 포함하고, 제2 고정형 금형(441)은 제3 오목부(411)의 잔부 형상인 제2 형상(441-1)을 포함할 수 있다. 제2 이동형 금형(442)에 외력이 작용하여 제2 이동형 금형(442)이 제2 고정형 금형(441)의 상기 공간 내에 삽입될 때, 제1 형상(442-1)과 제2 형상(441-1)이 조합을 이루게 되고, 이에 의해 제2 하부 금형부(440)가 제3 오목부(411)의 형상을 갖게 되므로, 제1 멤브레인(300)의 주름부(110)에 제3 오목부(411)가 형성될 수 있다.
상기와 같이 제1 형상(442-1)과 제2 형상(441-1)을 조합시켜 제1 멤브레인(300)에 가해지는 외력을 분산시키며 제3 오목부(411)를 형성함으로써, 제1 멤브레인(300)의 깨짐 또는 파단 현상 없이 제3 오목부(411)를 제1 멤브레인(300)에 형성할 수 있다. 또한, 제1 멤브레인(300)이 제2 오목부(311) 및 제2 곡률 반경(r2)을 갖는 제2 영역(320)을 포함하고 있으므로, 제2 곡률 반경(r1)보다 작은 제3 곡률 반경(r3)의 제3 영역(420)을 제1 멤브레인(300)에 형성하더라도, 제1 멤브레인(300)이 깨지거나 파단되는 현상을 방지할 수 있다. 결과적으로, 제2 맴브레인(300)의 생산성을 증대시킬 수 있다.
이하에서 본 발명에 대한 비교예를 설명한다. 도 21 및 도 22를 참조하면, 제2 성형 플레이트(200)를 형성하는 단계 없이 멤브레인을 형성한 것이다. 도 7 또는 도 14의 제1 또는 제2 멤브레인(300, 400)에 비하여 오목부나 주름부에 필요 없는 이중 주름이 형성된 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 의할 경우, 종래에 비해 우수한 품질의 멤브레인을 형성할 수 있다.
비교예는 1. 멤브레인용 플레이트 준비 단계, 2. 제1 성형 플레이트 성형 단계는 앞서의 실시예와 동일하게 한 후, 상기와 같은 제1 성형 플레이트(100)를 이용하여 곧바로 도 7과 같은 제3호 주름평판을 제작하였다.
즉 비교예에서는 제2 성형 플레이트 성형 단계를 생략한 상태로 곧바로 3개의 상부 오목부가 형성되도록 하였다.
이는 하부 성형면이 제1 멤브레인(300)의 상면 형태와 동일한 상부 성형용 금형과, 상부 성형면이 제1 멤브레인(300)의 하면 형태와 동일한 하부 성형용 금형에 의하여 이루어진 것이며, 상부 성형용 금형과 하부 성형용 금형 사이에 제1 성형 플레이트(100)를 위치시킨 후 상부 성형용 금형과 하부 성형용 금형을 맞물리게 하여 그 압력에 의하여 제1 멤브레인의 형태로 제작하였다.
도 21은 비교예에 의한 제1 멤브레인의 상면 사시사진이며, 도 22는 비교예에 의한 제1 멤브레인의 배면 사시사진이다.
사진들에서 확인되는 바와 같이 비교예는 다수의 이중주름이 확인되어 제품 불량의 상태로 확인되었다.
이는 비교예와 같이 곧바로 제1 멤브레인의 형태로 성형할 때 중앙부로 응력이 집중된 후 응력의 완전한 해소가 이루어지지 않으며, 중앙부에 소재의 두께 증가가 발생하였기 때문인 것으로 판단된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 멤브레인용 플레이트 311: 제2 오목부
100: 제1 성형 플레이트 320: 제2 영역
110: 제1주름부, 111: 상부라운딩부 340: 제1 상부 금형부
112: 측부라운딩부, 113: 바닥부라운딩부 341: 제1 고정형 금형
120: 제1평탄부 343: 탄성부재
200: 제2 성형 플레이트 400: 제2 멤브레인

Claims (10)

  1. a) 사각형태의 판으로서 서로 직교하는 제1 변 및 제2 변을 갖는 멤브레인용 플레이트를 준비하는 단계;
    b) 상기 멤브레인용 플레이트에 상기 제1 변 또는 상기 제2 변과 나란하게 연장되는 주름부를 형성하여 제1 성형 플레이트를 형성하는 단계;
    c) 상기 제1 성형 플레이트에 제1 곡률 반경을 갖는 제1 영역이 형성되도록 상기 주름부에 제1 오목부를 형성하여 제2 성형 플레이트를 형성하는 단계; 및
    d) 상기 제2 성형 플레이트에 제2 곡률 반경을 갖는 제2 영역이 형성되도록 상기 제1 오목부와 이웃하게 상기 주름부에 제2 오목부를 형성하여 제1 멤브레인을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 제2 곡률 반경의 크기가 상기 제1 곡률 반경의 크기보다 작은 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 d)단계는 제1 금형에 의해 수행되되,
    상기 제1 금형은, 상기 제2 성형 플레이트의 상면과 합착되도록 이루어진 제1 상부 금형부와 상기 제2 성형 플레이트의 하면과 합착되도록 이루어진 제1 하부 금형부를 포함하여 이루어지는 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 하부 금형부는, 제1 고정형 금형과, 상기 제1 고정형 금형의 일부에 마련되되 제1 탄성부재에 의하여 상하로 이동 가능하며 상면의 형태가 적어도 상기 제2 성형 플레이트의 제1 오목부에 대응하는 형태를 가지는 제1 이동형 금형을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 이동형 금형에 상기 제1 오목부가 놓여지는 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 이동형 금형은 상기 제2 오목부의 일부 형상인 제1 형상을 포함하고, 상기 제1 고정형 금형은 상기 제2 오목부의 잔부 형상인 제2 형상을 포함하는 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 오목부, 상기 제2 오목부 및 상기 제1 오목부와 상기 제2 오목부 사이는 물결 파형의 프로파일(profile)을 이루는 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    e) 상기 제1 멤브레인에 제3 곡률 반경을 갖는 제3 영역이 형성되도록 상기 제2 오목부와 이웃하게 상기 주름부에 제3 오목부를 형성하여 제2 멤브레인을 형성하는 단계;를 더 포함하는 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 곡률 반경의 크기는 제2 곡률 반경의 크기보다 작은 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 e)단계는 제2 금형에 의해 수행되되,
    상기 제2 금형은, 상기 제1 멤브레인의 상면과 합착되도록 이루어진 제2 상부 금형부와 상기 제1 멤브레인의 하면과 합착되도록 이루어진 제2 하부 금형부를 포함하여 이루어지는 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 하부 금형부는, 제2 고정형 금형과, 상기 제2 고정형 금형의 일부에 마련되되 제2 탄성부재에 의하여 상하로 이동 가능하며 상면의 형태가 적어도 상기 제1 멤브레인의 제1 및 제2 오목부에 대응하는 형태를 가지는 제2 이동형 금형을 포함하여 이루어지며,
    상기 제2 이동형 금형에 상기 제1 및 제2 오목부가 놓여지는 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 이동형 금형은 상기 제3 오목부의 일부 형상인 제1 형상을 포함하고, 상기 제2 고정형 금형은 상기 제3 오목부의 잔부 형상인 제2 형상을 포함하는 액화천연가스 화물창용 멤브레인의 제조 방법.
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