KR100625895B1 - 열수축성관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스관, 송유관, 하수관, 지역난방관, 프라스틱관등 연결부분의 실링을 할 때 종전 파이프의 직관 연결에 따른 기계적인 강도와 실링이 원자재의 기능을 유지할 수 있는 제품으로 제작되어 사용되어야 하나 연결관의 기술적 문제점이 있어 해결에 어려움이 있는 바, 이에 따라 열수축성 시트와 열수축성의 튜브의 단점인 기계적인 강도를 보강한 제품으로서 파이프의 기능을 보완할 수 있고 사용이 간편하며, 일체형으로 사용이 가능하므로서 발생하는 경제적인 장점을 살리기 위하여 시트의 원단을 사용 용도에 따라 크기 및 폭으로 제단한 열수축성의 시트를 여러겹으로 성형통(멘드렐)에 감은 다음 성형 제작하여 시공하므로서 실링을 도모하게 되는 열수축성관으로,

상기 열수축성관을 형성하기 위한 열수축성시트는 가교화된 합성수지로서 온도, 사용 용도에 따라서 방사선가교나 화학적인 가교의 방법을 택하고 있으며, 가교화된 제품은 기존의 합성수지로서의 기능에 더 한층 온도나 환경에 내구성이 좋아져서 사업용 자재로 적합하다.

또, 열수축시트의 가교는 방사선가교를 택하므로써, 수축으로 인한 강력한 연결이 이루어지고, 실링면에서는 종래의 어떠한 제품보다 쉽게 설치하고 일체성이 있는 뛰어난 효과가 있는 발명이다.

열수축관, 열수축시트, 수축, 이음관, 연결관, 합성수지관, 파이프, 이중보온관

Description

열수축성관 {Heat-shrinkable connecting pipe }

도1은 일반적인 프라스틱 물질의 분자구조로 분자끼리 수정됨을 도시한 도면.

도2는 일반적인 프라스틱 물질의 분자구조로 방사선 가교후 가교부분이 굵은선으로 표시된 분자구조를 도시한 도면.

도3은 종래기술로 매스틱을 적용한 열수축관을 도시한 도면.

도4는 종래기술로 내부는 비가교, 외부는 화학가교된 압출방식인 열수축 연결관을 도시한 도면.

도5는 종래기술에 따른 열수축 슬리브를 도시한 도면.

도6은 본 발명에 따른 열수축성관을 도시한 도면.

도7a는 본 발명에 따른 열수축성관의 시공 경우를 도시한 도면.

도7b는 본 발명에 따른 열수축성관의 성형 제작경우를 도시한 도면.

도8a는 본 발명에 따른 열수축성관의 다른예를 도시한 도면.

도8b는 본 발명에 따른 열수축성관의 시공경우를 도시한 도면.

도8c는 본 발명에 따른 열수축성관의 성형제작경우를 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

30:열수축성관 32:관체

34:성형통 36:그물 합성섬유

38:비가교시트 40:가교열수축시트

42:크램핑바 44:우레탄포밍 충진공

46:열융착용 마개 48:접착제(메스틱)

본 발명은 열수축성관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스관, 송유관, 하수관, 지역난방관, 프라스틱관등 연결부분의 실링을 할 때 종전 파이프의 직관 연결에 따른 기계적인 강도와 실링이 원자재의 기능을 유지할 수 있는 제품으로 제작되어 사용되어야 하나 연결관의 기술적 문제점이 있어 해결에 어려움이 있는 바, 이에 따라 열수축성 시트와 열수축성의 튜브의 단점인 기계적인 강도를 보강한 제품으로서 파이프의 기능을 보완할 수 있고 사용이 간편하며, 일체형으로 사용이 가능하므로서 발생하는 경제적인 장점을 살리기 위하여 시트의 원단을 사용 용도에 따라 파이프의 크기 및 폭으로 제단한 열수축성의 시트를 여러겹으로 성형통(멘드렐)에 감은 다음 오븐을 이용 200°에서 일정한 시간(두께에 따라서 시간이 다를 수 있음) 성형 제작하여 시공하므로서 실링을 도모하게 하는 열수축성관에 관한 것이다.

먼저 참고적으로 방사선가교에 대하여 기술하면;

합성수지(프라스틱)의 물질은 극히 길고 아주 가느다란 분자가 일정치 않은 배열에 의하여 이루어져 있다. 이러한 분자의 힘을 분자간의 거리와 그 분자 구조의 수정과 같은 특징에 달려 있다.

물질의 분자구조를 도1에 도식적으로 설명하고 있다. 분자가 가까이 모여 형성된 수정(모양)은 점에 의하여 나타내어진다.

물질에 대부분의 힘을 주는 것은 바로 이러한 수정들이다. 물질이 가열되면 이러한 수정은 없어진다. 분자는 서로가 쉽게 풀려 물질이 흘러 나간다. 이러한 가열 상태에서 물질은 거의 원하는 모양으로 형성되며 다음에 물질을 냉각시키면 수정이 재형성되어 상당한 힘을 다시 공급하여 처음 형성되었던 모양의 프라스틱을 얻게 된다.

원자에너지의 출현으로 중요한 발견을 이루었는데 플라스틱 물질이 방사선에 침투되어 높은 에너지에 드러나게 되면 근접해 있는 분자들이 지속적으로 가교되거나 분자내부간 결합이 생긴다. 이러한 가교로 인한 결과 프라스틱 구조의 화학적인 결속은 새로운 조직망을 형성한다.

도2를 보면 가교부분이 굵은선으로 되어 있고 그러한 체계가 방사선에 드러난후의 분자구조를 보여주고 있다. 물질이 일단 가교되면 어떠한 온도에서도 흘러내리지 않으며 물질이 가열되면 그 수정모양은 이전처럼 사라지지만 물질은 더 이상 흘러내리거나 모양이 바뀌지 않으며, 그 이유는 가교부분이 분자간을 묶어주는 역활을 하기 때문이다. 단, 가교의 구조는 탄력적인데 이것이 수정이 녹는 일정온도로 가열될 경우 물질이 고무처럼 작용한다.

아울러, 종래 합성수지관의 열융착방법으로는 연결부분을 녹여서 연결하여 녹인후 바로 맞대어 한몸체가 되게 하는 방법이 있으나 현장여건상 시공이 어려우며 고가의 장비가 있어야 하고 시공에 따른 교육이 필요한 불편이 상존하고 있다.

그리고 이음관의 자재는 현재 다양하게 제작됨 상기에서 열거한 바와 같이 열수축시트, 열수축관, 가교열수축관, 밴드식죠인트, 열융착등 다양하게 소개되고 있다.

도3은 종래기술로 매스틱을 적용한 열수축관(특허등록 제0442180호)으로, 열수축관(2)을 개략적으로 설명하면, 두개의 단열파이프(4)사이에서 케이싱으로서 고융점 접착제를 지닌 폭이 넓은 테이프(6)과 폭이좁은 테이프인 매스틱(8)을 포함하는 스트립(10)와 함게 이루어지면서 가교화된 시트만 감아 성형 사용하였다.

도4는 종래기술로 내부는 비가교, 외부는 화학가교된 압출방식인 열수축 연결관 (실용등록 제0246859호)을 도시한 도면으로, 열수축연결관(12)은 관체(14)(14')의 연결시공에 사용되는 연결관으로, 통상의 합성수지로 이루어진 비가교의 내층(16)과 내층(16)에 비해서 상대적으로 얇은 두께를 가지며 화학가교된 외층(18)이 일체로 형성된 중층으로 이루어진 관벽구조를 구비하며, 압출성형후 물리적으로 확관된 열수축관이다.

도5는 종래기술에 따른 열수축 슬리브 (특허제0140803호)를 도시한 도면으로, 열수축 슬리브(20)는 고가교의 열수축 플라스틱화이버(22)가 열수축시이트재(24)에 함침된 열수축 시이트복합체(26)를 열수축기저물질에 위치하고 이의 양면에 다시 고분자 중합체 시이트(28)를 보강한 적층구조로, 특히 직물과 열수축플 라스틱화이버에 의해 보강되어 찢어짐의 확산을 현저히 막고 동시에 수축력도 강화시킨 것이다.

이는 열수축시트를 보완하여 시트의 제작에 편조된 면사나 접착제를 보완하여 만든 제품이나 기계적인 한계를 극복하기 어려운 한계를 가지고 있는 문제점이 있었다.

이에 따라 밴드로 채워서 바킹으로 실링을 하고 기계적 강도를 높일 수 있으나 고가로 경제적 부담이 큰 단점이 있고, 시공후에 문제가 생길 소지가 많은 문제점을 갖고 있었다.

상기한 바와 같이 이루어지는 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 종래의 열수축시트를 이용한 파이프의 직관 연결에 있어 지적되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위해 중간에 그물 합성섬유, 양측에 고분자중합체인 비가교시트를 적층하고, 그 외측면에 각각 가교열수축시트로 적층 형성하므로서 연결 이음부의 기계적인 강도와 실링의 완벽성을 도모하며, 필요에 따라 수겹으로 성형제작이 가능함은 물론 설계에 따라 가교화된 열수축시트나 및 비가교화된 열수축시트를 이용하여 감아 제작할 수 도 있는 열수축성관을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명인 열수축성관을 제작하는 열수축시트는 강력한 수축력이 있어야 하고 현재까지 세상에 알려진 수축기술은 방사선가교의 기술이 합성수지의 특성을 최대로 올릴 수 있으며, 그러한 제품을 사용하여 제작되는 열수축관으로 제공 되고 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 관체간의 실링 연결 시공에 사용하기 위해 성형통(멘드렐)에 감아 가열수단으로 성형 제작되는 열수축성관이 관의 중간에 위치시킨 그물 합성섬유와, 이 그물 합성섬유의 양측에 합성수지로 형성되는 고분자중합체인 비가교시트층 및 상기 비가교시트층의 외측면에 각각 형성되는 가교열수축시트층으로 이루어지는 열수축성관에 있어서, 가교열수축시트, 비가교시트, 그물 합성섬유, 비가교시트, 가교열수축시트순으로 방사선가교하여 일체화함과 아울러 비가교시트, 가교열수축시트순으로 방사선가교하여 일체로 형성하여 열수축성관을 형성하되, 상기 열수축성관의 내주면 양측단에 실링을 위해 관체와의 사이에 접착제(메스틱)를 개재하고, 상기 열수축성관에는 지역난방관 이음부의 우레탄포밍 시공을 위해 일정 간격을 두고 복수개 형성되는 우레탄포밍 충진공과, 이 우레탄포밍 충진공을 막을 수 있게 형성된 열융착용 마개를 구비하는 것을 특징으로 하는 열수축성관을 제공하는데 있다.

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이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다.

도6은 본 발명에 따른 열수축성관을 도시한 도면이고, 도7a는 본 발명에 따른 열수축성관의 시공 경우를 도시한 도면이고, 도7b는 본 발명에 따른 열수축성관의 성형 제작경우를 도시한 도면이다.

그리고 도8a는 본 발명에 따른 열수축성관의 다른예를 도시한 도면이고, 도8b는 본 발명에 따른 열수축성관의 시공경우를 도시한 도면이며, 도8c는 본 발명에 따른 열수축성관의 성형제작경우를 도시한 도면이다.

상기 열수축성관(30)은 성형통(34)으로 제품을 만들때만 사용하고, 만든후에는 열수축성관(30)을 관체(32)에 넣어 가열수단으로 수축시킨다.

상기 열수축성관(30)은 관체(32)간의 실링 연결 시공에 사용하기 위해 성형통(멘드렐)(34)에 감아 가열수단으로 성형 제작되는 열수축성관에 있어서,

상기 열수축성관(30)은 중간에 위치시킨 그물 합성섬유(36)와, 이 그물 합성섬유(36)의 양측에 합성수지로 고분자중합체인 비가교시트(38) 층을 형성하고, 이 비가교시트(38)의 외측면에 각각 가교열수축시트(40) 층으로 구성되어 성형 제작되어 이루어지고 있다.

상기 열수축성관(30)은 연결관 제작시 성형통(맨드렐)(34)에 감겨서 제작되는데, 성형통(34)으로부터 가교열수축시트(40), 비가교시트(38), 그물 합성섬유(36), 비가교시트(38), 가교열수축시트(40) 순으로 층을 형성하고 있으며, 외부의 히터, 토치, 가스오분이나 전기오븐 등의 가열수단에 의해 성형 제작되고 있다. (도6,7 참조)

또, 열수축성관(30)은 도8에 도시된 바와 같이 관체(32)간의 실링 연결 시공에 사용하기 위해 성형통(멘드렐)(34)에 감아 가열수단으로 성형 제작되는 열수축성관에 있어서,

합성수지로 고분자중합체인 비가교시트(38)를 내측에 위치시키고, 이 비가교 시트(38)의 외측면에 가교열수축시트(40) 층으로 구성되어 제작되어 이루어지고 있다.

상기 열수축성관(30)은 제작시 성형통(34)에 비가교시트(38), 가교열수축시트(40) 순으로 층을 형성하게 감기고, 외부의 히터, 토치, 가스나 전기오븐등의 가열수단에 의해 성형 제작되고 있다.

그리고 통상 파이프의 이음부는 시공회사에 따라 상기한 제품과 같이 합성수지(폴리에틸렌-PE, HDPE, LLDPE외)로 공급되어 시공되고 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명인 열수축성관(30)은 가교화된 열수축시트를 이용하여 필요에 따라 수겹으로 성형하는 제작 가능하다.

다시말해 상기한 열수축성관(30)은 가교열수축시트(40), 비가교시트(38), 그물 합성섬유(36), 비가교시트(38), 가교열수축시트(40) 순이나 비가교시트(38), 가교열수축시트(40) 순으로 준비된 시트를 일체화된 관으로 만들기 위하여서 연결 시공할 파이프의 크기에 따른 성형통(멘드렐)(34)을 만들고 그위에 시트를 필요한 만큼 수회로 감아서 끝단을 크램핑바(42)원통형을 만든 후 일정한 온도를 올릴 수 있는 가스오븐이나 전기오분에 의해 일정시간 녹여서 성형하는 것이다.

상기 클램핑바(42)는 본출원인에 의해 특허출원 제2004-62937호로 출원되고 있는 바, 표면에 열판을 장착하여 일정한 압력으로 200° 온도로 높여서 다겹의 시트를 접착하여 관체(32)간을 열결할 수 있는 연결관을 만들게 하는 것이다.

즉, 본 발명인 열수축성관(30)은 가교열수축시트(40), 비가교시트(38), 그물 합성섬유(36), 비가교시트(38), 가교열수축시트(40) 순으로 적층시켜 성형통에 감 아서 제작하거나 아니면 비가교시트(38), 가교열수축시트(40) 순으로 적층시켜 제작한 것이다.

상기한 바와 같은 열수축시트는 주위온도 125℃에서 수축되며 성형을 위해서는 200℃의 온도가 필요하며, 일반적인 폴리에틸렌(PE, HDPE, LLDPE외)의 제품도 특성에 따라서 80°에서부터 전후에 물성이 변화하는 특성이 있는데, 이를 이용 연결관으로 제작 사용하고 있다.

상기한 열수축성관(30)은 가교화된 열수축시트로 제작함은 물론 비가교환된 시트를 함께 사용하여 관을 제작이 가능하며, 어느 것에 특정되거나 한정되지 않는다.

그리고 상기 열수축성관(30)에는 지역난방관 이음부의 연결 시공과 같이 보온파이프로 덮여있는 이중관일 경우 현장에서 이음부에 단열을 충진하기 위해서 우레낱 포밍시공을 하고 있다.

이에 따라 열수축성관(30)에는 우레탄포밍 시공을 위해 일정 간격을 두고 복수개의 우레탄포밍 충진공(44)를 형성하고 있으며, 이 우레탄포밍 충진공(44)을 막을 수 있게 열융착용 마개(46)를 구비하고 있다.

상기한 열수축성관(30)은 내주면과 관체(32)와의 실링을 위해 그사이에 접착제(메스틱)(48) 개재시켜 형성하여 열수축성관(30)의 접착 시공을 도모하고 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면, 도6에서 처럼 가교열수축시트(40), 비가교시트(38), 그물 합성섬유(36), 비가교시트(38), 가교열수축시트(40) 순으로 하거나, 도8에서 처럼 가교화된 열수축시트와 함께 표면에 비가 교화된 시트를 말아서 일정한 두께로 만들기 위해 성형통(맨드렐)(34)에 감아 일체화시킨 열수축성관(30)으로 만들 수 있게 된다.

상기한 열수축성관(30)은 현장시공시 다시 열을 가하면 수축하여 관체(32)를 잡아주는 역활을 하게 된다.

이에 따라 상기한 열수축성관(30)은 전체가 가교화된 열수축시트를 사용하면 고가로 인하여 산업의 전반적인 분야에서 적용하기 힘들고 사용에 한계가 있었다.

또, 상기한 열수축성관(30)의 시공시 관체(32)인 파이프의 이음부의 실링을 위해서는 열수축성관(30)의 내부에 접착제(메스틱)(48)을 접착하여 현장에서 실링을 위해 사용할 수 도 있다.

즉, 관체(32)인 파이프의 외부 열수축성관(30)이 현장시공시 토치나 가열수단으로 열을 가하면 수축력이 강력하게 발생함에 따라 미리 파이프에 감긴 메스틱(48)을 감싸게 되어 실링을 가능하게 한다.

상기한 바와 같이 열수축성관은 저렴한 가격으로 제작됨은 물론 관의 이음부를 정밀하고 완벽하게 실링할 수 있게 되는 효과를 발휘하는 발명이다.

또, 현재의 공급되는 고가의 열수축관이나 열수축관의 제작에 필요한 소요 자재보다 반으로 자재를 절감할 수 있어 경제적 효과를 거두는 발명이다.

그리고 파이프간을 연결하는 시공현장에서 광범위하게 사용됨이 가능하여 확장성이 유도되는 등의 효과가 있다.

아울러, 열결할 파이프의 직경 크기에 상관없이 제작이 가능함은 물론 합성수지관의 이음부에도 활용될 수 있는 범용성의 효과가 있는 등 가스관, 송유관, 하수관, 지역난방관, 프라스틱관의 연결등 관체 연결 산업상 유용한 발명이다.

Claims (5)

1. 관체간의 실링 연결 시공에 사용하기 위해 성형통(멘드렐)에 감아 가열수단으로 성형 제작되는 열수축성관이 관의 중간에 위치시킨 그물 합성섬유와, 이 그물 합성섬유의 양측에 합성수지로 형성되는 고분자중합체인 비가교시트층 및 상기 비가교시트층의 외측면에 각각 형성되는 가교열수축시트층으로 이루어지는 열수축성관에 있어서, 가교열수축시트, 비가교시트, 그물 합성섬유, 비가교시트, 가교열수축시트순으로 방사선가교하여 일체화함과 아울러 비가교시트, 가교열수축시트순으로 방사선가교하여 일체로 형성하여 열수축성관을 형성하되, 상기 열수축성관의 내주면 양측단에 실링을 위해 관체와의 사이에 접착제(메스틱)를 개재하고, 상기 열수축성관에는 지역난방관 이음부의 우레탄포밍 시공을 위해 일정 간격을 두고 복수개 형성되는 우레탄포밍 충진공과, 이 우레탄포밍 충진공을 막을 수 있게 형성된 열융착용 마개를 구비하는 것을 특징으로 하는 열수축성관.
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