KR100766011B1 - Pipe that use Cross-linking resin and the manufacture method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상수도와 하수도용으로 사용되는 중공을 수가교 수지를 이용하여 제조한 중공관 및 그 제조방법에 관한 것으로서, The present invention relates to a hollow tube manufactured by using a water-crosslinking resin and a hollow pipe used for water supply and sewage, and a method of manufacturing the same.
더욱 상세하게는 베이스 수지인 폴리에틸렌 수지에 화합물, 가교조제, 촉매, 산화방지제와 화합물을 함유하는 상, 하수도용 중공관에 관한 것으로 중공관의 내, 외면이 미려하고 균일하며 강도가 향상되고 우수한 기계적 특성, 불연성이 우수한 제품을 얻을 수 있도록 하는 수가교 수지를 이용한 중공관 및 그 제조방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a hollow pipe for phase and sewage containing a compound, a crosslinking aid, a catalyst, an antioxidant, and a compound in a polyethylene resin, which is a base resin. The present invention relates to a hollow tube using a water-crosslinking resin and a method for producing the same, which enable obtaining a product having excellent properties and non-combustibility.
이러한 본 발명은 폴리에틸렌, 실란, 가교조제 및 산화 방지제를 압출기에 투입하여 반응 압출시켜서 실란이 폴리에틸렌에 화학적으로 결합된 실란 그라프트 폴리에틸렌을 제조하는 단계;The present invention comprises the steps of preparing a silane graft polyethylene in which the silane is chemically bonded to the polyethylene by adding the polyethylene, silane, crosslinking aid and antioxidant to the extruder by reaction extrusion;
올레핀계 수지, 수가교 촉매 및 산화 방지제를 밴버리 믹서에서 혼련하여 촉매 마스터 배치를 제조하는 단계;Mixing the olefinic resin, the crosslinking catalyst and the antioxidant in a Banbury mixer to produce a catalyst master batch;
할로겐계 난연제, 무기게 난연제, 산화 방지제, 활제, 올레핀계 수지를 밴버리 믹서에서 혼련하여 난연 마스터 배치를 제조하는 단계;Preparing a flame retardant masterbatch by kneading a halogen flame retardant, inorganic crab flame retardant, antioxidant, lubricant, and olefin resin in a Banbury mixer;
폴리에틸렌 수지를 압출기에 투입하여 중공관을 압출하는 단계; Injecting polyethylene resin into the extruder to extrude the hollow tube;
상기 단계의 실란 그라프트 폴리에틸렌과 촉매 마스터 배치 및 난연 마스터 배치를 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 압출기로 혼합물을 압출하여 중공관의 내면이나 외면에 0.2∼4mm 이내의 두께로 코팅하는 단계를;Preparing a mixture by mixing the silane graft polyethylene with the catalyst master batch and the flame retardant master batch, and extruding the mixture with an extruder to coat the inner or outer surface of the hollow tube with a thickness within 0.2 to 4 mm;
성형된 중공관을 80℃로 끓는 물에 30분 내지 3시간 침적시켜 수가교 하는 단계를 포함하는 것이다.It comprises the step of immersing the molded hollow tube in boiling water at 80 ℃ 30 minutes to 3 hours.
중공관, 보강대, 난연 수지 조성물, 내면홈, 나선홈Hollow pipe, reinforcing rod, flame retardant resin composition, inner groove, spiral groove
Description
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 중공관의 사시도1 is a perspective view of a hollow tube showing a preferred embodiment of the present invention
도 2 는 본 발명의 중공관에 대한 일실시예의 단면도Figure 2 is a cross-sectional view of one embodiment of a hollow tube of the present invention
도 3 은 본 발명의 중공관에 대한 다른 실시예의 단면도3 is a sectional view of another embodiment of a hollow tube of the present invention;
도 4 는 본 발명의 중공관에 대한 또 다른 실시예의 단면도4 is a sectional view of another embodiment of a hollow tube of the present invention;
도 5 는 본 발명의 중공관에 대한 또 다른 실시예의 단면도5 is a sectional view of another embodiment of a hollow tube of the present invention;
도 6 은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 중공관의 사시도Figure 6 is a perspective view of a hollow tube showing another embodiment of the present invention
도 7 은 본 발명의 도 6 에 대한 측면도7 is a side view of FIG. 6 of the present invention.
도 8 은 본 발명의 도 6 에 대한 주요부분 확대 단면도8 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 6 of the present invention;
도 9 는 본 발명의 도 6 에 대한 주요부분의 다른 실시예 단면도9 is a cross-sectional view of another embodiment of the main part of FIG. 6 of the present invention;
도 10 은 본 발명의 도 6 에 대한 주요부분의 또 다른 실시예 단면도10 is a cross-sectional view of another embodiment of the main part of FIG. 6 of the present invention.
도 11 은 본 발명의 도 6 에 대한 주요부분의 또 다른 실시예 단면도11 is a cross-sectional view of another embodiment of the main part of FIG. 6 of the present invention.
도 12 는 본 발명의 도 6 에 대한 주요부분의 또 다른 실시예 단면도12 is a cross-sectional view of another embodiment of the main part of FIG. 6 of the present invention.
도 13 은 본 발명의 도 6 에 대한 주요부분의 또 다른 실시예 단면도13 is a cross-sectional view of another embodiment of the main part of FIG. 6 of the present invention;
도 14 는 본 발명의 도 6 에 대한 주요부분의 또 다른 실시예 단면도14 is a cross-sectional view of another embodiment of the main part of FIG. 6 of the present invention;
도 15 는 본 발명의 바람직한 성형장치의 설치상태도15 is an installation state of the preferred molding apparatus of the present invention
도 16 은 본 발명의 중공관에 대한 또 다른 실시예를 나타낸 측면도Figure 16 is a side view showing another embodiment of the hollow tube of the present invention
도 17 은 본 발명의 중공관에 대한 내면홈의 다른 실시예를 나타낸 정면도Figure 17 is a front view showing another embodiment of the inner groove for the hollow tube of the present invention
도 18 은 본 발명의 도 17 에 대한 내면홈의 경로를 나타낸 정면도18 is a front view showing the path of the inner groove of Figure 17 of the present invention;
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]
10, 10' : 중공관 11, 14, 16, 18, 20, 31 : 중공10, 10 ':
12 : 내면 13 : 외면12: inside 13: outside
15 : 격자 보강대 17 : 엑스자 보강대15: grid reinforcement 17: X-shaped reinforcement
19 : 마름모꼴 보강대 21 : 세로 보강대19: lozenge reinforcement 21: longitudinal reinforcement
30, 38 : 각관 32 : 격자 각관30, 38: Square tube 32: Lattice square tube
33 : 엑스자 각관 34 : 마름모 각관33: X-shaped corner tube 34: Rhombus square tube
35 : 세로각관 36, 37 : 충진관35:
40 : 제1 압출기 41 : 제2 압출기40: first extruder 41: second extruder
42 : 성형금형 45 : 내면홈42: molding mold 45: inner groove
46 : 나선홈46: spiral groove
본 발명은 상수도와 하수도용으로 사용되는 중공을 수가교 수지를 이용하여 제조한 중공관 및 그 제조방법에 관한 것으로서,The present invention relates to a hollow tube manufactured by using a water-crosslinking resin and a hollow pipe used for water supply and sewage, and a method of manufacturing the same.
더욱 상세하게는 베이스 수지인 폴리에틸렌 수지에 화합물, 가교조제, 촉매, 산화방지제와 화합물을 함유하는 상, 하수도용 중공관에 관한 것으로 중공관의 내, 외면이 미려하고 균일하며 강도가 향상되고 우수한 기계적 특성, 불연성이 우수한 제품을 얻을 수 있도록 하는 수가교 수지를 이용한 중공관 및 그 제조방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a hollow pipe for phase and sewage containing a compound, a crosslinking aid, a catalyst, an antioxidant, and a compound in a polyethylene resin, which is a base resin. The present invention relates to a hollow tube using a water-crosslinking resin and a method for producing the same, which enable obtaining a product having excellent properties and non-combustibility.
일반적으로 관은 상수도용과 하수도용으로 분류되며, 상수도용은 수도관(압력관)으로 생산되고 하수도용은 하수관으로 압출에 의해 성형하는 관과 사각형 프로파일을 나선형으로 공급하면서 프로파일의 사이에 수지를 공급하여 서로 융착되도록 하는 하수관으로 분류된다.Generally, pipes are classified into water supply and sewerage, and water supply is produced as water pipes (pressure pipes), and sewage water supplying resins between the profiles by spirally feeding pipes and square profiles formed by extrusion into sewer pipes. It is classified as a sewer pipe, which allows welding.
상기 하수관은 프로파일을 나선형으로 공급하여 관을 성형하는 것이므로 속도가 매우 느려서 생산성이 저하되는 원인이 되어 경쟁력이 심화되고 PE 가격이 상승되는 최근에는 스스로 하수관의 생산을 포기하는 사례가 늘어나고 있다.Since the sewage pipe is formed by supplying the profile in a spiral shape, the speed is very slow, which causes a decrease in productivity, thereby increasing competitiveness and increasing the price of PE.
또한 하수관은 250mm ∼2,000mm 정도의 규격을 생산하게 되므로 250mm 이하의 하수관은 제조할 수 없는 결점이 있으므로 압출되는 관을 제공하여 사용하게 된다.In addition, since the sewage pipe produces a standard of about 250 mm to 2,000 mm, sewage pipes of 250 mm or less are used to provide a pipe that is extruded because there is a defect that cannot be manufactured.
상기 하수관은 PE를 원료로 생산하는 것이므로 골프장이나 농수로용으로 사용되나, 골프장이나 농수로용으로 사용되는 경우에 겨울철 병충해를 예방할 목적으로 논둑이나 풀을 태울 때 하수관의 내면에 옮겨 붙어 전체면이 화재로 소실되는 경우가 발생되며, 하수관으로 옮겨 붙은 불이 산으로 옮겨 귀중한 산림을 화재로 인해 잃어버리는 경우가 자주 발생하게 된다.The sewage pipe is used for golf course or water channel because PE is produced as raw material, but when it is used for golf course or water channel, it is transferred to inner surface of sewage pipe when burning rice field or grass for the purpose of preventing pests in winter. It is often lost, and the fires that are sent to the sewer pipes are often brought to the mountains, and valuable forests are lost due to fires.
또한 하수관을 맞대고 시트를 한바퀴 감아 융착기에서 전원을 공급하여 시트의 내부에 설치된 메쉬를 발열시켜 발열원으로 접촉되는 수지를 용융시켜 융착할 때 전원이 필요이상 공급되거나 한곳에 집중 및 쇼트 현상에 의하여 화재가 발생하게 되고, 이 화재로 인하여 하수관에 불이 옮겨붙어 이미 연결된 다수의 하수관 까지도 사용할 수 없게 되는 결점이 있었다.In addition, power is supplied from the fusion machine by winding the sheet around the sewage pipe to heat the mesh installed inside the sheet to melt the resin contacted by the heating source, and when fused and fused, the power is supplied more than necessary or a fire occurs due to concentration and short phenomenon in one place. There was a drawback that the fire caused the fire to blow into the sewer pipe, making it impossible to use even multiple connected sewer pipes.
압출되는 관은 도 1 에 도시한 바와 같이 내면(12)과 외면(13)의 사이에 사각형의 중공(11)이 형성되도록 하는 중공관(10)을 제공한다.The extruded tube provides a
상기 중공관(10)은 동시에 압출되어 미려한 내, 외관을 제공하는 잇점이 있으나 기계적으로 강도가 낮아 통상적으로 적용하기가 어려운 문제점이 있으며, PE 재료를 사용하게 되므로 화재에 노출되어 이를 방지할 수 없는 결점이 있었다.The
이에 본 발명은 상기 언급된 PE 하수관의 결점을 해결하기 위해 폴리에틸렌 수지에 실란 화합물, 가교조제, 카본브랙, 산화방지제의 조합을 생산되는 중공관의 내면 또는 외면에 공급하여 수가교하는 방법으로 강도를 향상시키고 화재발생을 방지하는 가교관을 제공함을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the drawbacks of the above-mentioned PE sewage pipes by supplying a combination of a silane compound, a crosslinking aid, a carbon brack, and an antioxidant to the inner or outer surface of the hollow tube to produce a crosslinking strength to the polyethylene resin. It is an object of the present invention to provide a crosslinked pipe that improves and prevents fire.
본 발명의 중공관은 내면과 외면의 사이에 형성되는 중공에 강도를 향상시키기 위한 보강대를 형성하거나 각관을 공급하여 강도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.The hollow tube of the present invention is to form a reinforcing bar for improving the strength in the hollow formed between the inner surface and the outer surface or to supply a square tube to greatly improve the strength.
본 발명은 중공관의 내면에 내면홈을 일자형으로 형성하여 소음을 저감시키거나 중공관 내면홈을 나선형으로 형성시켜 강도를 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.The present invention is to form an inner groove in the inner surface of the hollow tube in a straight line to reduce the noise or to improve the strength by forming a hollow tube inner groove in a spiral.
본 발명은 수지를 이용한 중공관의 제조방법에 있어서, The present invention provides a method for producing a hollow tube using a resin,
폴리에틸렌, 실란, 가교조제 및 산화 방지제를 압출기에 투입하여 반응 압출시켜서 실란이 폴리에틸렌에 화학적으로 결합된 실란 그라프트 폴리에틸렌을 제조하는 단계;Preparing a silane graft polyethylene in which the silane is chemically bonded to the polyethylene by adding the polyethylene, the silane, the crosslinking aid and the antioxidant to the extruder and reacting the extrusion;
올레핀계 수지, 수가교 촉매 및 산화 방지제를 밴버리 믹서에서 혼련하여 촉매 마스터 배치를 제조하는 단계;Mixing the olefinic resin, the crosslinking catalyst and the antioxidant in a Banbury mixer to produce a catalyst master batch;
할로겐계 난연제, 무기게 난연제, 산화 방지제, 활제, 올레핀계 수지를 밴버리 믹서에서 혼련하여 난연 마스터 배치를 제조하는 단계;Preparing a flame retardant masterbatch by kneading a halogen flame retardant, inorganic crab flame retardant, antioxidant, lubricant, and olefin resin in a Banbury mixer;
폴리에틸렌 수지를 압출기에 투입하여 중공관을 압출하는 단계; Injecting polyethylene resin into the extruder to extrude the hollow tube;
상기 단계의 실란 그라프트 폴리에틸렌과 촉매 마스터 배치 및 난연 마스터 배치를 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 압출기로 혼합물을 압출하여 중공관의 내면이나 외면에 0.2∼4mm 이내의 두께로 코팅하는 단계를;Preparing a mixture by mixing the silane graft polyethylene with the catalyst master batch and the flame retardant master batch, and extruding the mixture with an extruder to coat the inner or outer surface of the hollow tube with a thickness within 0.2 to 4 mm;
성형된 중공관을 80℃로 끓는 물에 30분 내지 3시간 침적시켜 수가교 하는 단계를 포함하는 것이다.It comprises the step of immersing the molded hollow tube in boiling water at 80
본 발명의 수가교 난연 수지 조성물의 베이스 수지로 사용할 수 있는 것은 폴리에틸렌 수지로서 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 단독 또는 두가지 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있는 것이다.What can be used as the base resin of the water-crosslinked flame retardant resin composition of the present invention is a polyethylene resin that can be used alone or in combination of two or more of low density polyethylene, medium density polyethylene, linear low density polyethylene.
본 발명의 올레핀계 수지는 에틸렌과 탄소원자 3 가 이상의 알파올레핀, 즉, 프로필렌(Propylene), 1-부텐(1-butene), 1-펜텐(1-phnthene), 1-헥센(1-hexene), 1-옥텐(1-octene) 등으로 부터 단독 또는 공중합되어진 에틸렌 알파올레핀 공중합체 및 에틸렌과 극성 공중합체 즉 유기산 또는 무수 유기산 즉 아크릴산, 말레이산, 메타 아크릴산, 에타 아크릴산 또는 이의 탈수 화합물의 형태 즉 무수 아크릴산, 무수 말레이산, 무수 메타 아크릴산, 무수 에타 아크릴산 등과 단독 또는 공중합되어진 극성 에틸렌 공중합체의 단독 또는 2 종 이상의 혼합물을 말한다.The olefin resin of the present invention is an ethylene and an alpha olefin having at least trivalent carbon atoms, that is, propylene, 1-butene, 1-pentene and 1-hexene. , Ethylene alphaolefin copolymers alone or copolymerized from 1-octene and the like and ethylene and polar copolymers, that is, organic or anhydrous organic acids, ie acrylic acid, maleic acid, methacrylic acid, etaacrylic acid or dehydrating compounds thereof An acrylic acid anhydride, maleic anhydride, methacrylic anhydride, eta acrylic acid anhydride, etc. are used alone or in a mixture of two or more kinds of polar ethylene copolymers.
본 발명에 사용된 알파올레핀 공중합체는 알파올레핀의 함량이 알파올레핀 공중합체의 1∼80 % 이고, 190℃에서 2.16kg의 하중 하에서 용융수지가 0.1∼20g/min이고, 밀도 0.8600.960g/㎤가 됨을 특징으로 하는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 등을 포함하는 것이다.The alpha olefin copolymer used in the present invention has an alpha olefin content of 1 to 80% of the alpha olefin copolymer, a melt resin of 0.1 to 20 g / min at a load of 2.16 kg at 190 ° C., and a density of 0.8600.960 g / cm 3. It is to include a low density polyethylene, a linear low density polyethylene, a high density polyethylene and the like.
본 발명에 사용된 실란은 폴리에틸렌에 화학적으로 결합되어 난연 중공관의 가교화를 위한 기능의 역할을 하는 첨가제로서 미닐트리메톡시실란(vinyl trimethoxy silane), 비닐트리에톡시릴란(vinyl triethoxy silane), 비닐디클로로실란(vinyl dichloro silane), 비닐트리클로로실란(vinyl trichoro silane), 비닐디클로로실란(divinyl dichloro silane), 비닐디브로모실란(vinyl dibromo silane) 등이 사용되며, 중공관용 수가교 난연 수지 조성물에 최종적으로 함유되는 양은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.5∼5.0 중량부이다.The silanes used in the present invention are chemically bonded to polyethylene and serve as a function for crosslinking of flame retardant hollow tubes, such as vinyl trimethoxy silane, vinyl triethoxy silane, Vinyl dichlorosilane (vinyl dichloro silane), vinyl trichlorosilane (vinyl trichoro silane), vinyl dichlorosilane (divinyl dichloro silane), vinyl dibromo silane (vinyl dibromo silane) and the like are used in the hollow tube water-based flame retardant resin composition The amount contained finally is 0.5-5.0 weight part with respect to 100 weight part of base resins.
본 발명에서 사용된 가교조제는 폴리에틸렌과 실란을 화학적으로 그라프팅시키는 역활을 하는 중간 매개체로 첨되는 것으로서, 중공관용 수가교 난연 수지 조성물에 최종적으로 첨가되는 양은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.01∼1.0 중량%이다.The crosslinking aid used in the present invention is added as an intermediate mediator that chemically grafts polyethylene and silane, and the amount finally added to the water-retardant flame retardant resin composition for hollow tubes is 0.01 to 1.0 based on 100 parts by weight of the base resin. Weight percent.
본 발명에서 사용된 촉매는 중공관의 제조 후 수분에 노출시켜 가교시킬 때 가교 시간을 단축시키는 경제적 잇점을 위해 첨가하는 것으로 디부틸틴디라울레이트(dibutyltin dilaulate)가 사용되며, 중공관용 수가교 난연 수지 조성물에 최종적으로 함유되는 양은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.01∼0.1 중량부이고, 마스터 배치화하여 중공관용 제조시 일정 비율로 첨가하여 사용되는데, 촉매 마스터 배치 제조시 사용량은 마스터 배치 전중량의 0.1∼2.0 중량%이다.The catalyst used in the present invention is added for the economic benefit of shortening the crosslinking time when crosslinking by exposure to moisture after the manufacture of the hollow tube, and dibutyltin dilaulate is used. The amount finally contained in the composition is 0.01 to 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin, and is used by adding a fixed ratio in the preparation of the hollow tube by master batch production. It is -2.0 weight%.
본 발명에서 사용된 산화 방지제는 중공관의 매설 또는 설치 후 직접 간접적으로 받게 되는 중공관의 산화를 억제할 뿐만 아니라 실란, 가교조제 및 폴리에틸렌의 화학 반응시 발생될 수 있는 조기 가교 현상을 억제하는 기능을 가진 첨가제로서, 페놀계 산화 방지제 계통을 사용하는 것으로, 중공관용 수가교 난연 수지 조성물에 최종적으로 첨가되는 양은 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1∼0.6 중량부이다The antioxidant used in the present invention not only inhibits the oxidation of the hollow tube which is directly or indirectly received after the embedding or installation of the hollow tube, but also inhibits premature crosslinking that may occur during chemical reaction of silane, crosslinking aid and polyethylene. As an additive having a phenolic antioxidant system, the amount finally added to the water-crosslinked flame retardant resin composition for hollow tubes is 0.1 to 0.6 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
본 발명에서 사용된 할로겐계 난연제는 연소시 흡열 방응에 의한 열원 제거 및 연소 물질에서의 수소원자 제거 등 연소 물질 탈취 등의 반응을 통하여 중공관 수가교 난연 수지 조성물의 난연성을 부여하는 역할을 하는 것으로서, 원소 주기율표상 제 7 족에 해당하는 원소 중 비교적 반응성 및 전이성이 강한 할로겐족 원소 즉 염소, 브롬, 요오드 등의 원소가 유기 화합물과 결합되어 있는 형태를 그 특징으로 하는 첨가제로 단독 또는 2 종 이상의 조합으로 사용되며, 중공관용 수가교 난연 수지 조성물에 최종적으로 첨가되는 양은 전체 수지 조성물의 10∼40 중량부이다.The halogen-based flame retardant used in the present invention serves to impart flame retardancy of the hollow tube cross-linked flame retardant resin composition through reactions such as heat source removal by endothermic response during combustion and deodorization of combustion materials such as hydrogen atom removal from combustion materials. , An additive having a form in which a relatively reactive and transitionable halogen group such as chlorine, bromine or iodine is combined with an organic compound among elements belonging to Group 7 of the periodic table of the elements, singly or in combination of two or more thereof It is used as, the amount finally added to the water-crosslinked flame retardant resin composition for hollow tubes is 10 to 40 parts by weight of the total resin composition.
본 발명에서 사용된 무기계 난연제는 할로겐계 난연제와 동시에 사용되어 단독 또는 할로겐계 난연제와 난연 상승 작용을 일으켜서 중공관 절연용 수가교 난연 수지 조성물의 난연성을 부가하는 역할을 하며, 고온에서 분해되어 수분을 해리할 수 있는 금속 수산화물이나 금속 산화물의 수화된 형태, 예를 들면 수산화 알루미늄 또는 삼산화 알루미늄의 수화물을 사용하며, 중공관용 수가교 난연 수지 조성물에 최종적으로 사용되는 양은 전체 수지 조성물의 1∼40 중량부이다.Inorganic flame retardant used in the present invention is used simultaneously with the halogen-based flame retardant to produce a flame retardant synergism with a single or halogen-based flame retardant to play the role of adding the flame retardancy of the cross-linked flame retardant resin composition for hollow tube insulation, decomposed at high temperature A hydrated form of dissociable metal hydroxide or metal oxide, such as a hydrate of aluminum hydroxide or aluminum trioxide, is used, and the amount finally used in the water-retardant flame retardant resin composition for hollow tubes is 1 to 40 parts by weight of the total resin composition. to be.
본 발명에서, 실란 그라프트 폴리에틸렌과 촉매 등의 첨가제, 그리고 할로겐계 난연제 및 무기 난연제를 이용한 중공관 가교 가능한 난연 수지 조성물의 제조과정에는 하기의 3가지 공정을 포함한다.In the present invention, the production process of the hollow tube crosslinkable flame retardant resin composition using an additive such as silane graft polyethylene and a catalyst, and a halogen-based flame retardant and an inorganic flame retardant includes the following three steps.
[제 1 공정][Step 1]
실란 그라프트 폴리에틸렌을 제조하는 공정으로, 압출기에 폴리에틸렌, 실란, 가교조제. 산화방지제 혼합물을 투입하여 실란을 폴리에틸렌에 화학적으로 결합시키며, 이대의 압출기 운전 온도는 용융상태의 실란 그라프트 폴리에틸렌의 온 도가 170∼290℃가 되도록 한다.Process for producing silane graft polyethylene, polyethylene, silane, crosslinking aid in an extruder. The antioxidant mixture is added to chemically bond the silane to the polyethylene, and the temperature of the extruder operation is such that the temperature of the molten silane graft polyethylene is 170 to 290 ° C.
[제 2 공정]Second Process
촉매 마스터 배치를 제조하는 공정으로 가열매체가 110∼130℃의 온도로 유지되는 배치형(batch type) 혼련기에 담체인 폴리에틸렌과 촉매 및 산화 방지제를 넣고 30∼40분간 혼련하여 최종 촉매 마스터 배치를 제조한다.In the process of preparing a catalyst master batch, the final catalyst master batch is prepared by kneading 30 to 40 minutes by adding polyethylene, a catalyst and an antioxidant, as a carrier to a batch type kneader in which a heating medium is maintained at a temperature of 110 to 130 ° C do.
[제 3 공정][Third process]
할로겐계 난연 마스터 배치를 제조하는 공정으로서, 상온에서 헨셀믹서에 올레핀계 수지와 할로겐계 난연제, 무기 난연제 및 적정량의 산화 방지제, 활제를 채운 후 20∼35분간 교반한다.As a process for producing a halogen-based flame retardant master batch, the Henschel mixer is filled with an olefin resin, a halogen-based flame retardant, an inorganic flame retardant, an appropriate amount of an antioxidant and a lubricant, and stirred for 20 to 35 minutes at room temperature.
그리고 가열매체가 110∼130℃의 온도로 유지되는 배치형 혼련기에 상기에서 제조된 혼련물을 넣어 용융시킨 후 140∼190℃의 온도에서 30∼40분간 혼련하는 것이다.Then, the kneaded material prepared above is put into a batch kneader in which the heating medium is maintained at a temperature of 110 to 130 ° C., and then kneaded at a temperature of 140 to 190 ° C. for 30 to 40 minutes.
중공관(10, 10')의 전체면을 난연 수지 조성물로 성형하거나 내면(12)과 외면(13)에 난연 수지 조성물을 코팅하는 것이며, 중공관(10, 10')의 성형이 완료되면 80℃의 온도로 가열되는 물 속에 30분 내지 3시간 침적시켜 조직이 조밀하도록 하여 강도가 향상되고, 난연성이 향상되도록 하는 것이다.The entire surface of the hollow tubes (10, 10 ') is molded with a flame-retardant resin composition or the flame-retardant resin composition is coated on the inner surface (12) and the outer surface (13), and when the molding of the hollow tubes (10, 10') is completed, 80 It is immersed for 30 minutes to 3 hours in water heated to a temperature of ℃ to densify the tissue to improve the strength, flame retardancy is improved.
본 발명의 중공관(10)은 내면(12)과 외면(13)의 사이에 형성되는 중공(11)에 도 2 와 같이 격자 보강대(15)를 형성하고 나머지 부분이 중공(14)을 형성하도록 하여 강도를 향상시키는 것이다.
상기 중공관(10)의 격자 보강대(15)를 대신하여 도 3 과 같이 ×자 형태의 엑스자 보강대(17)를 형성하고 나머지부분이 중공(16)을 형성하여 강도를 향상시키는 것이다.Instead of the lattice reinforcement stand 15 of the
상기 중공관(10)의 격자 보강대(15)를 대신하여 도 4 와 같이 ◇자 형태의 마름모 보강대(19)를 형성하고 나머지부분이 중공(18)을 형성하여 강도를 향상시키는 것이다. Instead of the
상기 중공관(10)의 격자 보강대(15)를 대신하여 도 5 와 같이 ㅣ자 형태의 세로 보강대(21)를 형성하고 나머지부분이 중공(20)을 형성하여 강도를 향상시키는 것이다. Instead of the
상기 도 1 내지 도 5 에 도시한 바와 같이 중공(11)의 내부에 일체형으로 다양한 형태의 보강대를(15, 17, 19, 21)를 형성할 수 있지만, 도 8 내지 도 14 에 도시한 바와 같이 다른 형태로 성형할 수 있는 것이다.As shown in FIGS. 1 to 5, various types of reinforcing
즉, 중공(11)을 일체형으로 성형하지 않고 도 8 에 도시한 바와 같이 내부에 중공(31)을 갖는 각관(30)을 사각형으로 성형하여 공냉 또는 수냉하는 방법으로 냉각시킨 후 중공(11)에 공급하면서 중공관(10')을 성형하는 것이다.That is, as shown in FIG. 8 without forming the hollow 11 in one piece, the
상기 각관(30)을 대신하여 도 9 에 도시한 바와 같이 내부에 +형태의 보강대를 갖는 격자 각관(32)을 공급하거나, 도 10 에 도시한 바와 같이 내부에 ×자 형태의 보강대를 갖는 엑스자 각관(33), 도 11 에 도시한 바와 같이 내부에 ◇형태의 보강대를 갖는 마름모 각관(34), 도 12 에 도시한 바와 같이 내부에 ㅣ자 형태의 보강대를 갖는 세로 각관(35), 도 13 에 도시한 바와 같이 내부에 중공이 없이 모두 채워진 충진관(36), 도 14 에 도시한 바와 같이 충진관(37)의 외측을 일정한 두 께로 전체면에서 감싸도록 하는 각관(38)을 성형시킨 후 중공(11)에 공급하면서 다양한 중공관(10')을 성형하는 것이다.Instead of the
상기 중공관(10)은 제1압출기(40)의 전방으로 설치된 성형 금형(42)에 일반적인 폴리에틸렌 수지를 용융시켜 공급하여 내면(12)과 외면(13)의 사이에 다수의 중공(11)을 갖도록 압출하면서, 제2압출기(40)에서는 내면(12)과 외면(13)에 상기 1, 2, 3공정에서 제조된 난연 수지 조성물을 공급하여 중공관(10)을 한번에 성형할 수 있는 것이다.The
상기 중공관(10)은 제1압출기(40)에서 상기 1, 2, 3공정에서 제조된 난연 수지 조성물을 공급하여 중공관(10)을 성형할 수 있는 것이다.The
또한, 중공관(10')은 제1압출기(40)의 전방에서 각관(30)을 공급하고, 제2압출기(41)에서 각관(30)이 위치하는 부분이 중공이 되도록 하여 중공관(10')을 일체형으로 압출하는 것이다.In addition, the
상기 중공관(10')은 상기 1, 2, 3공정에서 제조된 난연 수지 조성물을 공급하여 일체형으로 성형할 수 있으며, 필요에 따라서 각관(30)을 감싸면서 전체적으로 중공관(10')을 이루도록 일체형으로 일반적인 폴리에틸렌 수지의 공급으로 성형한 후 그 내면과 외면에 상기 1, 2, 3공정에서 제조된 난연 수지 조성물을 공급하여 중공관(10')을 성형시킬 수 있도록 하는 것이다.The hollow tube 10 'can be molded in one piece by supplying the flame-retardant resin composition prepared in the 1, 2, 3 process, so as to form the hollow tube 10' as a whole while wrapping the
한편, 본 발명은 도 16 에 도시한 바와 같이 내면(12)에 일정한 간격으로 내면홈(45)이 일체형으로 성형되도록 압출할 수 있는 것이다.On the other hand, the present invention can be extruded so that the
또한, 중공관(10, 10')이나 도 18 에 도시한 바와 같이 내면홈(45)을 성형하는 경우에는 관을 한본(약6m) 성형할 때 중공(11)과 내면홈(45)이 한바퀴 정도 스크류식으로 꼬여지는 나선홈(46)을 갖도록 성형할 수 있는 것이다.In addition, in the case of forming the
상기 나선홈(46)을 갖도록 하는 경우에는, 성형 금형(42)을 회전시키는 방법과. 성형되어 배출되는 중공관(10, 10')을 회전시키는 방법으로 성형하는 것이 가능하며, 하나의 관에 한 바퀴 이상 회전되지 않도록 하는 것이 바람직하다.And rotating the molding die (42) in the case of having the spiral groove (46). It is possible to mold by rotating the
상기 나선홈(46)을 갖도록 하는 본 발명은 내면홈(45)과 중공(11)이 나선형으로 꼬여 있으므로 일자형태보가 강도가 더욱 향상되는 것임을 알 수 있다.In the present invention having the
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
[실시예 1]Example 1
제 1 공정으로 압출기에 폴리에틸렌 100 중량부에 실란으로서 비닐트리메톡시실란 2.0 중량부, 가교조제로서 디큐밀퍼옥사이드 0.05 중량부, 산화 방지제 0.1중량부를 넣고, 반응 압출하여 실란 실란 그라프트 폴리에틸렌을 제조한다.In the first step, 2.0 parts by weight of vinyltrimethoxysilane as silane, 0.05 parts by weight of dicumyl peroxide as a crosslinking aid, and 0.1 parts by weight of antioxidant are added to the extruder in 100 parts by weight of polyethylene, and reaction extrusion is performed to prepare silane silane graft polyethylene. .
이때의 압출기 운전 온도는 용융상태의 실란 그라프트 폴리에틸렌의 온도가 170∼230℃가 되도록 하고, 그라프율이 6∼14%되도록 조정한다.The extruder operating temperature at this time is adjusted so that the temperature of the silane graft polyethylene in the molten state may be 170 to 230 ° C, and the graft ratio is 6 to 14%.
제 2 공정으로 가열매체가 110∼130℃의 온도로 유지되는 배치형(batch type) 혼련기에 담체인 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 촉매로서 디부틸틴아울레이트 0.5∼2.0 중량부, 산화방지제 0.1∼0.15 중량부를 넣고 30 분간 혼련하여 촉매 마스터 배치를 제조한다.0.5 to 2.0 parts by weight of dibutyltin aurate as a catalyst and 100 to 100 parts by weight of polyethylene as a carrier in a batch type kneader in which the heating medium is maintained at a temperature of 110 to 130 ° C. in the second step. Add a weight part and knead for 30 minutes to prepare a catalyst master batch.
제 3 공정으로 제 1 단계에서 헨셀 믹서에 브롬 함량이 82%인 데카브로모 다 이페닐 에틸렌 52.5 중량%, 삼산화 안티몬 17.5 중량%, 에틸렌 무수 에타아크릴산 공중합체 25 중량%, 싱글사이트 촉매를 사용하여 제조된 저밀도 폴리에틸렌을 나머지로 채운 후, 전체 혼련물 100 중량부에 대하여 폴리에틸렌 왁스 1 중량부, 산화 방지제 0.5 중량부를 넣고 혼련한다.In the third process, in the first step, the Henschel mixer uses 52.5% by weight of decabromo diphenyl ethylene having a bromine content of 82%, 17.5% by weight of antimony trioxide, 25% by weight of ethylene anthacrylic anhydride copolymer, and a single-site catalyst. After the prepared low density polyethylene is filled with the remainder, 1 part by weight of polyethylene wax and 0.5 part by weight of antioxidant are kneaded with respect to 100 parts by weight of the total mixture.
제 3 공정에서 제 2 단계에서 잘 혼련된 상기 1 단계의 혼련물을 120∼155℃의 온도로 유지되는 배치형 밴러리 믹서에서 30분간 혼련하여 최존적으로 할로겐 난연제, 무기 난연제 및 적정량의 산화 방지제, 활제를 혼합한 할로겐계 난연 마스터 배치를 제조한다.In the third process, the kneaded material of the first stage kneaded well in the second stage is kneaded for 30 minutes in a batch type vanary mixer maintained at a temperature of 120 to 155 ° C, whereby halogen flame retardant, inorganic flame retardant, and an appropriate amount of antioxidant To prepare a halogen-based flame retardant master batch mixed with a lubricant.
제 4 공정에서 폴리에틸렌 수지를 압출기에 투입하여 130℃의 온도에서 30분간 용융 혼련한다.In the fourth step, the polyethylene resin is introduced into the extruder and melt kneaded at a temperature of 130 ° C. for 30 minutes.
제 5 공정으로 폴리에틸렌 수지를 성형금형(42)에 공급하여 중공(11)에 다양한 형태의 보강대(15, 17, 19, 21) 또는 각관(30, 32, 33, 34, 35, 36, 37)을 갖도록 하는 중공관(10, 10')을 압출하여 성형한다.In a fifth process, polyethylene resin is supplied to the molding die 42 to provide various shapes of reinforcing
제 6 공정으로 상기 단계의 실란 그라프트 폴리에틸렌과 촉매 마스터 배치 및 난연 마스터 배치를 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 압출기로 혼합물을 압출하여 중공관(10, 10')의 내면(12)이나 외면(13)에 0.2∼4mm 이내의 두께로 코팅하는 것이다.In the sixth process, a mixture is prepared by mixing the silane graft polyethylene, the catalyst master batch, and the flame retardant master batch in the sixth step, and then extruding the mixture by an extruder to form the
제 7 공정으로 성형된 중공관을 80℃로 가열되는 물에 30분 내지 3시간 혼입하여 물과 닿는 부분의 조직이 조밀해 지도록 하는 수가교 단계를 포함하는 것이다.And a water cross-linking step of incorporating the hollow tube formed by the seventh process into water heated to 80 ° C. for 30 minutes to 3 hours to densify the tissue in contact with the water.
[실시예 2]Example 2
실시예1에서 제 4 공정 이하의 공정을 상기 단계의 실란 그라프트 폴리에틸렌과 촉매 마스터 배치 및 난연 마스터 배치를 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 압출기로 혼합물을 압출하여 성형금형(42)에 공급하여 중공(11)에 다양한 형태의 보강대(15, 17, 19, 21) 또는 각관(30, 32, 33, 34, 35, 36, 37)을 갖도록 하는 중공관(10, 10')을 압출하여 성형하는 단계를 포함하는 것이다.In Example 1, a mixture of the silane graft polyethylene, the catalyst master batch, and the flame retardant master batch of the above steps was mixed to prepare a mixture. Extruded and molded hollow tube (10, 10 ') to have a variety of forms of reinforcement (15, 17, 19, 21) or square tube (30, 32, 33, 34, 35, 36, 37) to (11) To include the steps.
[실시예 3]Example 3
실시예1에서 제 7 공정 이후에 제 8 공정을 내면(12)에 내면홈(45)을 성형하는 단계를 포함하는 것이다.In Embodiment 1, after the seventh process, the eighth process includes forming the
[실시예 4]Example 4
실시예 1 에서 제 7 공정 이후에 제 8 공정을 내면홈(45)을 성형한 후 중공과 각관 및 내면홈을 한바퀴 나선형으로 회전시켜 나선홈(46)이 성형되는 단계를 포함하는 것이다.In the first embodiment after the seventh process after the eighth process to form the
폴리에틸렌 수지에 실란 화합물, 가교조제, 카본브랙, 산화방지제의 조합을 생산되는 중공관의 내면 또는 외면에 공급하거나 중공관의 전체가 일체형으로 성형되도록 하여 수가교하는 방법으로 강도를 향상시키고 화재발생을 방지하는 가교관을 제공할 수 있는 것이다. The combination of silane compound, crosslinking aid, carbon black, and antioxidant in polyethylene resin is supplied to the inner or outer surface of the hollow tube to be produced, or the whole hollow tube is molded in one piece to improve strength and fire. It can provide the crosslinked pipe which prevents.
본 발명의 중공관은 내면과 외면의 사이에 형성되는 중공에 강도를 향상시키기 위한 보강대를 형성하거나 각관을 공급하여 직선형으로 압출시키는 중공관임에도강도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.The hollow tube of the present invention is to form a reinforcing rod to improve the strength in the hollow formed between the inner surface and the outer surface or to supply a square tube to be extruded in a straight line to greatly improve the strength.
본 발명은 중공관의 내면에 내면홈을 일자형으로 형성하거나 내면홈을 나선형으로 형성하여 수직으로 설치되는 경우에도 물의 흐름에 의한 소음을 감소시키거나 강도를 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.The present invention is to form an inner groove in the inner surface of the hollow tube in a straight shape or to form an inner groove in a spiral to reduce the noise due to the flow of water even when installed vertically to improve the strength.
본 발명의 중공관의 전체면을 나선형으로 감아서 성형되도록 하므로 보강대 또는 각관이 꼬여진 상태로 성형되므로 일자형태에 비하여 강도가 상당히 향상된 중공관을 제공할 수 있는 것이다.Since the entire surface of the hollow tube of the present invention is wound in a spiral shape, the reinforcing rod or the square tube is molded in a twisted state, thereby providing a hollow tube having a significantly improved strength compared to the straight shape.
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2005
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Patent Citations (2)
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