KR200301079Y1 - 필라멘트 와인딩법에 의한사각 에프알피 덕트 - Google Patents
필라멘트 와인딩법에 의한사각 에프알피 덕트 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 필라멘트 와인딩법에 의해 제작한 사각 에프알피 덕트에 관한 것으로, 일정한 곡률(R)을 지닌 형틀(mold)을 와인딩 머신에 장착하여 불포화 폴리에스테르 수지에 함침시킨 유리섬유사(roving yarn)를 연속적으로 감아 성형 시킨 사각 덕트에 관한 것이다.
Description
본 고안은 각종 산업 현장에서 사용되고 있는 에프알피(FRP ; Fiberglass Reinforced Plastics, 유리섬유강화플라스틱) 재질의 공조용/폐가스 이송용 사각 덕트(Duct)에 관한 것이다.
내식성, 내부식성이 뛰어난 에프알피 재질로 제작되는 덕트는 덕트의 단면 형상에 따라 사각(rectangular) 및 원형(circular)으로 나누어 질 수 있다.
종전에는 덕트 제작기법의 특징 및 차이점으로 인하여 단면 형상에 따른 성형의 용이성에 따라 사각 덕트는 에프알피 성형기법 중 핸드레이업법(hand lay up method)으로 제작 되었고 원형 덕트는 필라멘트 와인딩법(filament winding method)으로 제작 되었다.
핸드레이업법은 사람의 수작업에 의한 것으로 유리섬유 매트에 수지(불포화 폴리에스테르계 수지)를 적셔 일정 두께까지 적층하여 원하는 형상을 만드는 방법으로, 성형성이 우수하여 사각 단면 형상을 가진 덕트나 스크라버, 에프알피 판등을 제조하는데 주로 이용되고 있다. 반면, 필라멘트 와인딩법은 유리섬유실(絲)을 수지에 함침시켜 일정 두께까지 회전하는 형틀(mold)에 감는 기계적인 공법으로 주로 원통형의 단면 형상을 지닌 파이프나 덕트, 탱크 제작에 주로 이용되어 왔다.
전자공업이나 화학공업등의 대규모 공장에서 대기오염 배출장치의 배기 및 일반 공조용으로 사용되는 덕트는 이와 같이 사각 덕트는 핸드레이업법으로, 원형 덕트는 필라멘트 와인딩법으로 제작되는 것으로 굳혀져 왔다.
사각 덕트가 필라멘트 와인딩법으로 제작될 수 없었던 주요한 이유는 필라멘트 와인딩법의 제작특성에 따른 것으로, 회전축에 유리섬유사를 감는 방식으로 제작되는 특성상 원형이외의 사각등의 형상 제품은 회전하며 일정 각도를 주어 감을 때 발생되는 응력에 의해 성형 자체가 불가능 하였다. 따라서 기계적으로 대량 생산이 가능하고 제작 기간 및 재료비, 인건비가 절감되며, 기계적 강도가 우수한 제품을 성형할 수 있는 필라멘트 와인딩법을 사각 덕트의 제작에 적용할 수 없다.
이로 인해 전자공업 및 화학공업의 대규모 공장에서 공간 활용성 및 미관의 문제 때문에 부득히 하게 사각 덕트를 적용해야 하는 현장에서는 필라멘트 와인딩법에 의해 제작된 덕트보다 경제성 및 내구성등에서 뒤떨어지는 핸드레이업법으로 제작된 사각 덕트를 선택할 수 밖에 없었다.
따라서 본 고안은 필라멘트 와인딩 법에 의해 사각 덕트의 제작이 가능하도록 제작 방법을 혁신하고, 이러한 제작 방법으로 제작 공기의 단축과 제작 비용의 절감 및 균일한 품질을 보장하고, 공간 활용성이 뛰어난 사각 에프알피 와인딩 덕트를 고안하고자 한다.
＜도1＞은 본 고안에 따른 필라멘트 와인딩법에 의한 사각 에프알피 덕트의 단면을 보여주는 단면도.
＜도2＞는 사각 덕트의 입체도
＜도2＞는 필라멘트 와인딩 기법으로 덕트를 제조하는 상태를 나타내는 계략도
＜도면의 주요 부분에 대한 부호 설명＞
① 플랜지(flange)
② 곡률을 준 덕트 본체
③ 곡률(R)
④ 유리섬유사(roving yarn)
⑤ 가이드 모터 (guide motor)
⑥ 유리섬유사 베이 (roving yarn bay)
⑦ 수지 함침통
⑧ 베이 가이드 (bay guide)
⑨ 구동 모터
⑩ 사각 덕트 형틀 (duct mold)
⑪ 회전축
본 고안은 와인딩 머신의 회전축에 장착되는 형틀(mold)과 써페이스 메트, 촙드 스트랜드 메트(chopped strand mat) 및 불포화 폴리에스테르 수지로 성형되는 1차 성형품, 그리고 1차 성형품에 불포화 폴리에스테르 수지를 함침 시킨 유리섬유사(roving yarn)를 일정 두께까지 연속적으로 감아 성형 시킨 최종 성형품으로 구성된다.
특히 일정 단면 형상을 지닌 형틀(mold)를 만들어 와인딩 머신의 회전축에 장착하여 연속적으로 유리섬유사를 감아 성형 시키는 필라멘트 와인딩법의 특성상 성형제품이 회전하며 연속적으로 실을 감을 때 발생하는 응력을 지지하고 극복하는 것이 필라멘트 와인딩법에 의한 사각 덕트 제작에 있어 핵심 기술이 된다.
따라서 본 고안은 연속하여 회전하며 감긴 유리섬유사의 응력을 극복할 수 있는 단면 형상을 지닌 사각형의 형틀(mold)을 제작하고 이를 와인딩 머신의 회전축에 장착하여 연속적으로 사각 와인딩 덕트(rectangular winding duct)를 제작할 수 있게끔 하였다.
본 고안에서 특수 제작된 몰드는 도면과 같이 각 사면에 일정한 곡률을 주어각각 아치(arch)형상으로 각 면을 성형시킴으로써 회전하며 연속적으로 감겼을 때 발생되는 응력을 분산시켜 응력에 의한 찌그러짐이나 성형 불가능성을 제거하였다.
이러한 사각 와인딩 덕트의 몰드는 성형하고자 하는 덕트 크기에 따라 다양하게 제작되어 지며 각 면에 주게 되는 곡률의 크기는 경험적인 수치이다.
이렇게 제작된 형틀(mold)을 와인딩 머신의 회전축에 장착하고, 형틀 표면에 왁스 도포 혹은 폴리에스테르 필름(polyester film) 부착으로 이형처리를 한다. 그후 써페이스 스트랜드 매트(surface strand mat)와 촙드 스트랜드 매트(chopped strand mat)를 불포화 폴리에스테르 수지를 이용하여 차례로 적층하여 경화 시킨 1차 성형품을 제작한다. 성형된 1차 성형품에 불포화 폴리에스테르 수지에 함침 시킨 유리섬유사(roving yarn)을 연속적으로 일정 두께까지 감아 사각 덕트를 성형시킨 후 겔코트(gel coat)나 UV 수지등의 표면처리로 마무리하여 최종 제품을 성형시키고, 형틀을 탈형하고 최종 출하하게 된다.
필라멘트 와인딩법에 의해 제작 되어진 사각 덕트는 형틀(mold)의 모양에 따라 그 단면의 사면이 형틀이 가지는 곡률을 가지게 성형된다. 따라서 사각형의 각변이 곧은 단면형상을 지니지 않는 것이 특징이다.
필라멘트 와인딩법에 의한 사각 에프알피 덕트는 핸드레이업법에 의해 제작된 덕트보다 경제성에서 우수성을 지닌다.
사람 손에 의해 직접 제작되어 지는 핸드레이법에 의한 사각 덕트의 특성상 연속적인 대량 제작이 어렵고, 불필요한 재료의 손실이 많으며 단위제품당 인건비의 소요가 많다. 또한 균일한 품질의 덕트 생산이 어려우며 기계적 강도 또한 필라멘트 와인딩법에 의해 제작되는 덕트에 비해 떨어진다.
따라서 필라멘트 와인딩법에 의해 제작되는 사각 덕트는 연속적인 대량 제작이 가능하고, 제작기간이 획기적으로 단축되며, 불필요한 재료 손실과 인건비 손실이 절감된다. 또한 기계제작에 의한 균일 품질의 덕트 생산이 가능하고 최대 12m 길이를 가지는 덕트를 만들 수 있어 설치 및 유지보수에 잇점이 있으며, 연속적인유리섬유사에 의해 일체로 제작되기 때문에 기계적 강도면에서 우수하여 같은 크기의 덕트라 하더라도 핸드레이업법에 의한 덕트보다 두께를 줄일 수 있다.
Claims (1)
- 일정한 곡률을 지닌 몰드를 와인딩 머신에 장착하여 써페이스 메트, 촙드 스트랜드 메트 및 불포화 폴리에스테르 수지로 성형되는 1차 성형품에 불포화 폴리에스테르 수지를 함침 시킨 유리섬유사를 일정 두께까지 연속적으로 감아 성형 시킨 사각형의 단면을 지닌 에프알피 덕트
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101014592B1 (ko) * | 2010-06-18 | 2011-02-16 | 성진엔지니어링 (주) | 유리섬유강화플라스틱을 이용한 공조 및 배기용 사각 덕트의 제조방법 |
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