KR100862029B1 - 합성수지관용 조성물 및 합성수지관 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성수지관용 조성물 및 합성수지관에 관한 것으로, 상기 조성물을 원재료로 하여 합성수지관을 제조하였을 때, 고인장력을 유지하고, 열변형율이 적어 적재시 변형되는 것을 방지하며, 내충격성을 가지는 합성수지관을 제조할 수 있는 조성물에 관한 것이다.
이를 위해 PVC 100중량부에 CPVC 40~140중량부, 첨가제로 안정제 3~10중량부, 가공조제 1~5중량부, 금속비누 0.1~3중량부, 파라핀왁스 0.1~3중량부, 충진제 1~5중량부, 충격보강제 1~10중량부, 항균제 0.01~2중량부를 혼합한 합성수지관용 조성물을 제공함으로써 완성된다.
합성수지관, 합성수지관용 조성물, CPVC, 고인장수지관

Description

합성수지관용 조성물 및 합성수지관{COMPOSITION FOR PLASTIC PIPE AND PLASTIC PIPE}
본 발명은 합성수지관용 조성물 및 합성수지관에 관한 것이다. 종래의 수도관이나 하수도관 등은 주철관이나 아연고강관 등의 금속제 관을 사용하고 있으나, 장기간 사용할 경우 관 내부에 흐르는 수돗물이나 오수에 의해 내벽이 쉽게 부식되기 때문에 장기간 사용시 부식된 녹이 수돗물과 섞여 적수 또는 백수 등의 오염물을 발생시켜서 음용할 수 없게 되고, 상기와 같은 부식으로 인해 관의 누수가 발생되거나 통수능력의 감소로 인하여 관의 수명이 현저하게 단축되는 문제점이 있었다.
위와 같은 금속제 수도관의 문제점을 해결하기 위하여 금속제 수도관에 비해 내수성 및 내약품성이 우수한 합성수지제 관(PVC관)을 많이 사용하고 있다.
그러나 PVC로 제조된 수지관은 고압을 견뎌내는 인장강도가 낮은 단점과 다량의 합성수지관을 적재하여 보관하는 경우에 수지관의 변형이 발생하는 경우가 빈번이 있었다. 따라서 본 발명은 하기의 조성물을 원재료로 하여 합성수지관을 제조하였을 때, 고인장력을 유지하고, 열변형율이 적어 적재시 변형을 방지하며, 내충격성이 우수한 장점이 있다.
통상 합성수지관은 경질의 PVC가 주원료로 사용되어지고 있다. 그러나 상기의 PVC수지관은 액체나 기체의 이송용으로 사용되고 있기 때문에, 고압의 압력을 견뎌내야 하나 인장강도나 내충격이 약하다는 단점이 있어 이를 극복하기 위해 인장강도가 높은 CPVC를 주원료로 한 합성수지관이 생산되고 있다. 그러나 CPVC만을 사용하여 제조되는 수지관은 높은 제조비용으로 인하여 일부 특정한 분야에서만 사용되고 있는 실정이다.
본 발명에서 사용되고 있는 염소화염화비닐(CPVC:Chlorinated Poly Vinyl hloride)은 분자구조가 (-CHCl-CHCl-) n인 백색분말로 난연성, 내약품성, 전기 절연이 양호하며 PVC에 비하여 열에 의한 변형온도가 20~35℃ 높기 때문에 열적 특성이 우수하다. 가공 온도는 180~220℃ 정도이고, 특히 PCV 수지의 약점인 내후성 및 내열성이 우수하며, 각종 산이나 염기성 오·폐수 등에서도 전혀 반응을 보이지 않으므로 한번 설치 후 반영구적으로 보수공사 없이 사용할 수 있으며 스케일이 생성되지 않아 일정한 배수능력을 유지할 수 있는 장점이 있는 반면 고가여서 PVC에 비하여 생산원가가 높다는 단점이 있다. 본 발명은 PVC와 CPVC를 적절한 비율로 배합함으로써 양 수지의 장점을 그대로 구현할 수 있는 점을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 인장강도가 높고, 열변형이 적으며, 충격에 강한 합성수지관용 조성물 및 합성수지관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제조비용을 절감하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 PVC 100중량부, CPVC 40~140중량부, 첨가제로 안정제 3~10중량부, 가공조제 1~5중량부, 금속비누 0.1~3중량부, 파라핀왁스 0.1~3중량부, 충진제 1~5중량부, 충격보강제 1~10중량부, 항균제 0.01~2중량부로 이루어진 합성수지 조성물 및 합성수지관에 관한 것으로서, 본 발명에서 사용하는 첨가제 중 안정제는 종래 PVC의 안정제로 사용하던 Pb(납)계 안정제와 Ba-Cd(바륨-카드뮴)계 안정제가 최근 들어 유해물질 규제에 따라 유해물질로 규정하고 있어 이들 안정제 대신에 Ba-Zn(바륨-아연)계나 Ca-Zn(칼슘-아연)계 및 내광안정제인 트리아졸계, 벤조페논계, HALS계의 안정제 중에서 1 또는 2를 선택한다.
가공조제란 비교적 적은 수준의 양을 투입하여 물성에 큰 영향을 주지 않으면서 가공성을 개선한 물질을 의미하는 것으로 본 발명에서는 대전방지제, 분산제, 균질배합제를 사용한다.
노화방지나 보강을 위하여 충진제로 탄산칼슘을 사용하며, 윤활제로 파라핀 왁스와, 금속비누를 들 수 있다.
또한, 합성수지관의 항균성을 향상시키기 위한 항균제는 Zinc 2-pyridenthol-1-oxide와 인산지르코늄계 은이온 항균제 및 Ag 0.50%, SiO2 98.25%, 수분 0.25% 및 Al2O3 1.00%로 구성된 파우더형태의 항균제(제품명 : Silvix Nanosilver Composite Power)중에서 선택한다.
본 발명의 합성수지관용 조성물 및 합성수지관의 제조를 위한 최적의 조성비율은 다음과 같다.
합성수지관용 조성물은 PVC 100중량부에 CPVC 40~140중량부, 첨가제로 안정제 3~10중량부, 가공조제 1~5중량부, 금속비누 0.1~3중량부, 파라핀왁스 0.1~3중량부, 충진제 1~5중량부, 충격보강제 1~10중량부, 항균제 0.01~2중량부로 구성된다.
이하 본 발명을 하기의 실시예를 들어 상세히 설명한다.
<실시예 1>
합성수지관을 사출하기 위한 PVC수지 100중량부에 CPVC수지 40중량부, Ba-Zn(바륨-아연)계 안정제 3중량부, 분산제 1중량부 , 금속비누 2중량부, 파라핀왁스 1중량부, 탄산칼슘 3중량부 , 충격보강제 8중량부 및 Zinc 2-pyridenthol-1-oxide 1중량부를 교반기에 투입하고 120~130℃로 드라이 브랜드 한 후 압출성형으로 합성수지관을 제조하였다.
상기 조성물의 조성 성분 및 조성비는 표 1과 같으며, 인장강도, 열변형온도, 충격강도 및 낙추충격에 대한 시험 결과는 표 2와 같다.
<실시예 2>
PVC 100중량부에 CPVC 80중량부, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 6중량부, 균질배합제 2중량부, 금속비누 2중량부, 파라핀왁스 1중량부, 탄산칼슘 5중량부, 충격보강제 10중량부 및 인산지르코늄계 은이온 향균제 1중량부를 실시예 1과 동일하게 드라이 브랜드 한 후 압출 성형으로 합성수지관을 제조하여 실시예 1의 측정방법과 동일하게 측정하였다. 그 결과는 표2와 같다.
<실시예 3>
PVC 100중량부에 CPVC 140중량부, 트리아졸계 안정제 7중량부, 대전방지제 2중량부, 금속비누 3중량부, 파라핀왁스 2중량부, 탄산칼슘 5중량부, 충격보강제 10중량부 및 Silvix Nanosilver Composite Powder 1중량부를 실시예 1 과 동일하게 드라이 브랜드 한 후 압출 성형으로 합성수지관을 제조하여 실시예 1의 측정방법과 동일하게 측정하였다. 그 결과는 표2와 같다.
<비교예 1>
PVC 100중량부에 Ba-Zn(바륨-아연)계 안정제 3중량부, 분산제 2중량부, 금속비누 2중량부, 파라핀왁스 1중량부, 탄산칼슘 3중량부, 충격보강제 8중량부 및 Zinc 2-pyridenthol-1-oxide 1중량부를 혼합하여 교반기에 넣고 120~130℃로 드라이 브랜드 한 후 압출 성형으로 합성수지관을 제조하였다.
<비교예 2>
비교예 1에서 탄산칼슘을 30중량부로 하여 동일한 방법으로 배합원료를 제조 한 후 압출 성형으로 합성수지관을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 조성물의 조성 성분 및 조성비율을 표1에 나타내었다.
표 1. 실시예 및 비교예의 구성성분 (단위: 중량부)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
PVC 100 100 100 100 100
CPVC 40 80 140 0 0
안정제 3 6 7 3 5
가공조제 1 2 2 2 2
금속비누 2 2 3 2 2
파라핀왁스 1 1 2 1 1
충진제 3 5 5 3 30
충격보강제 8 10 10 8 8
항균제 1 1 1 1 1
상기와 같이 제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 조성물을 합성수지관 압출기에 각각 넣은 후 동일한 규격(KS규격 지름100mm)으로 압출한 후 각각 인장강도(kg/㎠; ISO 75-1기준), 열변형온도(℃; ISO 527기준), 충격강도(kg.㎝/㎝; ISO 179기준) 및 낙추충격(높이 0.5m; 추무게 10㎏)을 시험하였다.
상기와 같은 기준으로 실시한 실시예 및 비교예에 대한 인장강도, 열변형온 도, 충격강도 및 낙추충격에 대한 시험의 측정값을 표 2에 나타내었다.
표 2. 실시예 및 비교예에 대한 측정값
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
인장강도(kg/㎠) 543 577 611 505 545
열변형온도(℃) 81 88 93 74 81
충격강도(kg.㎝/㎝) 73 75 74 71 12
낙추충격(0.5m) 비파괴 비파괴 비파괴 비파괴 파괴
표 2를 통해 실시예와 비교예의 조성물을 원재료로하여 합성수지관을 압출한 후 각각의 시험에 대한 측정값을 살펴보면, 인장강도, 열변형온도에 대한 시험에서는 실시예 1 내지 3 및 비교예 2가 높은 것으로 측정되었으나, 충격강도 및 낙추충격 시험에서는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1이 높은 것으로 측정되었다.
상기 실시예 및 비교예의 시험을 통하여 합성수지관에 요구되는 인장강도, 열변형온도, 충격강도 및 낙추충격에 대하여 PVC만을 주재료로하여 압출한 관보다 PVC와 CPVC를 혼합하여 압출한 관이 월등히 뛰어난 효과가 나타나는 것을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 목적에 부합하는 조성물은 PVC와 CPVC를 혼합하여 제조함으로써 본 발명의 합성수지관용 조성물을 완성할 수 있으며, 상기와 같은 합성수지관용 조성물을 이용하여 합성수지관을 제조함으로써 본 발명을 완성할 수 있는 것이다.
여기서 PVC 100중량부에 대하여 상대적으로 CPVC의 혼합양을 늘리게 되면 인 장강도, 열변형온도, 충격강도 및 낙추충격이 좋아지기는 하나, 제조비용이 높아지는 단점이 발생하게 됨으로, 최적의 혼합비율은 PVC 100중량부에 대하여 CPVC 40~140중량부로 한정하게 되는 것이다.
상기 조성물의 조성비는 경우에 따라 일부 가감할 수 있으며, 반드시 상기한 조성물의 함량범위에만 국한되는 것은 아니다.

Claims (5)

  1. 합성수지관용 조성물에 있어서,
    PVC 100중량부에 대하여 CPVC 40~140중량부, Ba-Zn(바륨-아연)계, Ca-Zn(칼슘-아연)계, 트리아졸계, 벤조페논계, HALS계의 중에서 1종 또는 2종을 선택한 안정제 3~10중량부, 가공조제 1~5중량부, 금속비누 0.1~3중량부, 파라핀왁스 0.1~3중량부, 충진제 1~5중량부, 충격보강제 1~10중량부 및 Zinc 2-pyridenthol-1-oxide, 인산지르코늄계 은이온 항균제 및 Ag 0.50%, SiO2 98.25%, 수분 0.25% 및 Al2O3 1.00%로 구성된 파우더형태의 항균제 중에서 선택한 항균제 0.01~2중량부로 조성된 합성수지관용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, CPVC가 80 중량부, 안정제 6중량부, 가공조제 2중량부, 금속비누 2중량부, 파라핀왁스 1중량부, 충진제 5중량부, 충격보강제 10중량부 및 항균제 1중량부인 것으로 특징으로 하는 합성수지관용 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항 내지 제2항중 어느 한항에 있어서, 상기 합성수지관용 조성물을 이용하여 압출성형한 것을 특징으로 하는 합성수지관.
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