KR101186933B1

KR101186933B1 - 다중벽관

Info

Publication number: KR101186933B1
Application number: KR1020120017731A
Authority: KR
Inventors: 김종원
Original assignee: 주식회사 스트롱케미칼
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2012-09-28

Abstract

본 발명은 나선형으로 권취되는 프로파일과 프로파일 간의 접착수지에 의한 접착층으로 구성되는 다중벽관에 관한 것으로, 이를 더욱 상세히 설명하면 접착층을 형성시 접착수지에 보강섬유를 첨가하여 접착층의 연성증대에 따라 연약지반, 지진환경 등에서 저항성을 향상시킴은 물론 접착층의 경화수축에 의한 응력집중, 세균번식 등을 방지하며, 접착수지에 식물성 항균제를 첨가함으로써 프로파일과 접착층의 평활도 저하에 따른 세균번식, 악취발생을 방지할 수 있는 다중벽관에 관한 것이다.

Description

다중벽관{multiple wall pipe}

일반적으로, 합성수지 관은 하수관, 수도관 등 다양한 용도로 사용되고 있으며 사출에 제작되어 사용되고 있다. 이러한 합성수지 관은 경질 폴리에틸렌(PE) 수지, 폴리염화비닐(PVC) 수지, 폴리프로필렌(PP) 수지, 연질 폴리에틸렌(PE)수지, 폴리스티렌(PS) 수지 등 다양한 합성수지재에 의해 제조된다. 이렇게 사출에 의하여 제조된 합성수지 관은 벽체가 단일벽으로 이루어져 있는 경우 차음성과 단열성이 낮고 강도도 약한 문제점이 있어 도 1에서 보는 바와 같이 사각의 중공관체인 프로파일(1-1)을 권취하면서 프로파일(1-1) 간을 접착수지를 이용한 접착층(1-2)이 형성되도록 한 이중벽관이 제시되고 있다. 상기 이중벽관(1)은 그 강도가 평활관에 비해 우수하고 차음성과 단열성이 높아 다양한 용도로 사용되고 있다.

그런데 이러한 이중벽관(1)의 경우 일반적으로 경질 폴리에틸렌(PE) 수지를 사용하여 제조되고 있으며, 지중에 매설이 되는 바, 연약지반, 지진하중 발생 시 등에 있어 상재하중 등에 대해 프로파일(1-1)의 경우는 어느 정도 탄성이 있어 작용하중을 완화시킬 수 있으나, 접착층(1-2)의 경우 작용하중을 완화시킬 수 없어 이중벽관(1) 전체에 취성적 파괴를 야기시키는 문제가 있다.

또한, 상기 이중벽관(1)의 경우는 이중벽관(1) 제조시 프로파일(1-1) 간을 접착수지를 경화시켜 접착층(1-2)을 형성함으로써 완성이 되는데 접착수지의 경화과정에서 경화수축이 발생함으로 접착층(1-2)에는 도 1에서 보는 바와 같이 이중벽관(1)의 내.외부로 노출되는 부분에 요입된 요홈(1-3)이 형성된다. 이렇게 형성되는 요홈(1-3)은 응력집중을 야기하고 이러한 응력집중은 이중벽관(1)의 파손을 야기할 수 있는 응력취약지점을 형성하게 되는 것이다. 또한 경화수축과정에서 요홈(1-3)에 도면에 도시된 바는 없으나 균열이 발생하는 바, 이러한 균열의 발생에 의해 사후적으로 이중벽관(1)에 응력이 발생하는 경우 균열이 발달함에 따라 누수 등의 문제가 야기될 수 있다. 또한, 이러한 요홈(1-3)은 이중벽관(1) 내주연의 평활도를 저하시킴으로써 이물질의 침적되고 이러한 이물질의 침적으로 인해 세균, 바이러스가 번식하며, 악취문제를 야기하는 문제가 있다.

한편 이러한 접착층(1-2)의 요홈(1-3) 발생문제와 별도로 하수관, 상수관 등에 있어서는 세균번식, 악취문제가 발생하는 바, 종래에 수도관으로 사용되는 주철관 또는 아연관 등의 금속제 관은 장기간 사용 시 용존산소에 의해 관 내벽이 쉽게 부식되는 현상이 발생하며 부식된 녹이 물과 섞여 적수 혹은 백색의 오염물을 발생시키는 문제가 있었다. 이러한 문제에 기해 내구성 및 내약품성 측면에서 우수한 특성을 나타내는 폴리에틸렌(PE) 관이 제시되나, 내부로 물을 저속으로 흘리거나 장기 체류시킬 경우 대장균과 같은 유해 미생물이 번식되며 미생물 번식으로 암모니아성 및 수소성 악취가 심한 문제가 있었다. 또한 폴리염화비닐(PVC) 관의 경우도 관 내부와의 마찰로 인해 관 표면에 정전기가 발생되고, 이로 인해 물 속에 포함된 이물질이 관 내벽에 흡착되는 문제가 있었다. 이에 종래 합성수지 관에 있어서는 프로필렌에틸렌 공중합수지, 아연, 삼인산칼슘, 하이드록시 아파타이트, 인산수소칼슘 등을 수지에 배합하여 항균성을 향상시키는 기술이 제시되나, 이러한 항균을 위한 케미컬이 부차적인 화학반응을 통해 기계적 물성을 저하시키거나 2차적 오염을 야기시키는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 프로파일 간 접착층에 연성을 부여함으로써 연약지반 등에 있어 상재하중 등의 완화가 가능하므로 취성파괴를 방지할 수 있으며, 접착층의 경화수축을 제어하여 응력집중, 균열, 세균번식, 악취발생을 방지할 수 있고, 접착층 등에 식물성 항균제를 첨가함으로써 항균성, 탈취성을 근원적으로 향상시킬 수 있는 다중벽관을 제공하고자 함이다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위해서 다음과 같은 기술적 특징을 가지도록 하는 다중벽관을 제공한다.

본 발명의 다중벽관은 나선형으로 권취된 프로파일과 상기 프로파일 사이에 접착수지에 의한 접착층으로 구성된 다중벽관에 있어서, 상기 접착층에 있어 상기 접착수지에는 보강섬유가 전체 체적대비 1 내지 5vol%로 배합되는 것을 특징으로 한다. 즉 프로파일 간의 접착층을 구성함에 있어 접착수지에 보강섬유를 첨가함으로써 접착층의 연성을 향상시켜 연약지반, 지진하중 등에 있어 하중완화의 기능 등이 부여될 수 있게 되는 것이다.

특히 상기 보강섬유는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 사용하는 것이 타당하다. 이는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유 자체가 높은 강도와 탄성을 가지고 있으며, 분산성이 좋아 접착층의 인장강도를 보강할 수 있으며, 어느 정도 경화수축을 저감할 수 있게 되는 것이고, 분산성에 기해 편중없이 분산되어 비균등 분산에 의한 부분적 균열을 방지할 수 있는 장점이 있는 것이다.

이에 더하여 본 발명에서는 상기 보강섬유는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 사용하되, 산화공정과, 해섬공정과, 산처리공정에 의해 제조된 것임을 특징으로 한다. 이러한 공정에 의해 제조되는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유는 기계적 물성이 향상되어 접착층의 연성거동을 배가시킬 수 있을 뿐 아니라 열팽창계수를 저하시킴으로써 접착층의 경화수축에 의해 요홈이 발생되는 것을 방지하여 응력집중 등을 제어할 수 있다.

또한, 상기 접착층에 있어 상기 접착수지에는 수지 100중량부에 대해 식물성 항균제 1 내지 5중량부가 배합되되, 상기 식물성 항균제는 정금나무 잎 분말, 나문재 전초 분말, 갯길경 전초 분말 중 1 또는 2이상의 혼합물로 구성되도록 함으써 접착층에서 항균, 방취가 가능하도록 함이 타당하다. 즉 프로파일 간에 구성되는 접착층에서 시간경과, 온도변화 등에 의해 프로파일과 접착층간의 평활도가 저하되는 바, 이렇게 평활도가 저하되는 부분은 이물질이 침적되고, 세균과 곰팡이류에 대한 감염 혹은 증식에 대해 취약지점이 형성되는 바, 본 발명에서는 접착수지에 식물성 항균제를 배합함으로써 이러한 취약지점에서 세균 등의 번식을 차단하여 항균, 방취가 가능하도록 하는 것이다.

또한, 상기 프로파일과 상기 접착층의 내주연에는 항균,방취층이 더 구성되도록 하여 내부관로에 미생물 번식 등을 방지하도록 함이 타당한 바, 이 경우도 상기 항균,방취층에는 수지 100중량부에 대해 식물성 항균제 1 내지 5중량부가 배합되되, 상기 식물성 항균제는 정금나무 잎 분말, 나문재 전초 분말, 갯길경 전초 분말 중 1 또는 2이상의 혼합물로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어 상기 프로파일의 내주연에는 유기염료가 배합된 변색층이 도포되도록 함으로써 시공 후 누수에 의해 변색층의 색상변색을 통해 누수지점을 용이하게 파악할 수 있도록 함에 특징이 있다.

상기 유기염료는 페놀 레드, 브로모티몰 블루, 페놀프탈레인, 티몰 블루, 브로모크레졸 그린, 브로모크레졸 퍼플, 메틸 레드 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다중벽관은 프로파일 간의 접착층에 있어 연성거동을 확보하여 연약지반, 지진하중 등에 있어 하중완화에 의한 취성파괴를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 다중벽관은 프로파일 간의 접착층에 있어 경화수축을 저감시킴으로써 요홈형성에 의한 응력집중, 균열발생을 방지할 수 있어 누수차단 등내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 다중벽관은 관내벽의 평활도를 향상시킴과 동시에 항균제에 의해 세균번식, 악취발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 이중벽관의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 다중벽관의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중벽관을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중벽관을 나타내는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 다중벽관의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중벽관을 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중벽관을 나타내는 도면이다.

본 발명의 다중벽관(10)은 도 2에서 보는 바와 같이 나선형으로 권취된 프로파일(11)과 상기 프로파일 사이에 접착수지에 의한 접착층(12)으로 구성된 다중벽관에 있어서, 상기 접착층(12)에 있어 상기 접착수지에는 보강섬유(12-1)가 전체 체적대비 1 내지 5vol%로 배합됨에 특징이 있다. 즉 프로파일(11) 간의 접착층(12)을 구성함에 있어 접착수지에 보강섬유(12-1)를 첨가하여 접착층의 연성을 향상시켜 연약지반, 지진하중 등에 있어 하중완화에 의해 취성파괴를 방지하도록 하는 것이다.

이렇게 본 발명에 있어 접착수지에 보강섬유(12-1)를 첨가함에 있어 상기 보강섬유(12-1)는 전체 체적대비 1 내지 5vol%로 배합되는 것이 타당한 바, 이는 1vol% 미만의 경우 연성보강의 효과가 미미하며, 5vol%를 초과하는 경우 섬유의 균일한 분산이 어렵고, 부분적인 뭉침 등에 의해 오히려 연성이 저하될 수 있으므로 이와 같이 한정한다. 또한 상기 보강섬유는 그 직경이 0.1 내지 0.3㎜며, 길이가 5 내지 10㎜인 것으로 한정하는 것이 타당한 바, 직경 및 길이가 각각 0.1㎜, 5㎜미만의 경우 연성보강을 위한 기능이 미미하고, 0.3㎜, 10㎜를 초과하는 경우 섬유간 뭉침이 발생하여 강도저하의 문제가 있으며, 비균일한 분산에 의해 물성의 비균일화 문제가 있어 이와 같이 한정한다.

더욱 바람직하게는 상기 프로파일(11)은 경질 합성수지에 의해 제조되며, 상기 접착층(12)은 연질 합성수지에 의해 제조되도록 하는 것이 타당하다. 이렇게 함에 따라 경질 합성수지로 구성된 프로파일(11)과 연질 합성수지로 구성된 접착층(12)이 교번으로 구성됨에 의해 프로파일(11)을 구성하는 경질 합성수지에 의해 전체 다중벽관(10)의 강도를 향상시키면서 프로파일(11) 간에 연질 합성수지에 의한 접착층(12)에 의해 연성이 부과되도록 하여 연약지반의 침하하중, 지진발생시 횡하중 등에 대해 응력을 완화시킬 수 있도록 하는 것이다. 이는 각각의 압출기를 다수 사용하여 다중 압출함으로써 가능하게 된다. 즉 경질 합성수지를 압출하는 압출기와 연질 합성수지를 압출하는 압출기를 사용함으로써 동일한 재질의 합성수지를 사용하면서도 서로 다른 강도를 가진 합성수지를 별도의 압출기에서 가열압출하여 프로파일(11)에는 강도를 부여하고, 접착층(12)에는 연성을 부여하도록 할 수 있다. 본 발명의 다중벽관(10)을 제조함에 있어 그 재질을 특별히 한정하지 않으나, 강도를 향상시키기 위해서는 폴리염화비닐(PVC) 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 이 경우에도 경질 폴리염화비닐(PVC)과 연질 폴리염화비닐(PVC)을 사용하여야 한다. 이는 강도를 향상시키기 위해 모두 경질 폴리염화비닐(PVC)만을 사용하게 되면 경질 폴리에틸렌(PE) 수지와는 달리 서로 접착이 되지 않기 때문이며, 또한 연질 폴리염화비닐(PVC)만을 사용할 경우엔 성형성이 저하되고 또한 강도도 약해지기 때문이다. 한편 다중벽관(10)을 통상의 강도를 보유하면서도 연약지반설계, 내진설계 등을 위해 연성을 구비하도록 한다면 경질 폴리에틸렌(PE)수지 로서 프로파일(11)을 제조하고, 연질 폴리에틸렌(PE) 수지로서는 접착층(12)을 제조함이 타당하다.

한편 본 발명에 있어 상기 프로파일(11) 등을 폴리염화비닐(PVC)로 제조하는 경우 폴리염화비닐(PVC) 레진의 평균 중합도는 800～1,000의 범위 내인 것을 사용함이 바람직하다. 이는 중합도가 800 미만으로 되는 경우 인장강도가 저하되는 문제가 있고, 1,000을 초과하는 경우 가공성이 저하되는 문제가 있어 상기와 같이 한정하는 것이 바람직하다.

이에 더하여 폴리염화비닐(PVC) 레진에 황토분말을 첨가하여 이러한 조성물을 이용한 다중벽관이 친환경적이면서도 항균, 탈취작용이 우수하도록 할 수 있다. 상기 황토는 다량의 탄산칼슘(CaCo3)을 가지고 있으며, 이 탄산칼슘에 의해 쉽게 부서지지 않는 점착력을 지닌다. 상기 황토는 실리카(SIO2), 알루미나(Al2O3), 철분, 마그네슘(Mg) 등으로 구성되며, 이러한 성분비와 다양한 효소들로 조성되어 동.식물의 성장에 꼭 필요한 원적외선을 다량 방사한다. 또한 황토는 표면이 넓은 벌집구조로 수많은 공간이 복층구조를 이루고 있고, 이 스폰지 같은 구멍안에는 원적외선이 다량 흡수, 저장되어 있어 열을 받으면 발산하여 다른 물체의 분자활동을 자극한다. 또한 황토에는 다양한 미생물이 살고 있어 다양한 효소들이 순환 작용을 일으키며, 황토의 효소 성분에는 카탈라아제, 디페놀 옥시다아제, 사카라제, 프로테아제의 4가지가 포함되어 있고, 이 효소들은 각기 독소제거, 분해력, 비료 요소, 정화 작용의 역할을 한다. 따라서 이러한 작용을 하는 황토분말을 첨가하되 그 배합비를 폴리염화비닐(PVC) 레진 100중량부에 대해 10 내지 15중량부로 한정을 하는 바, 이는 황토분말이 10미만으로 배합되는 경우 황토고유의 항균, 탈취작용을 기대할 수 없으며, 15중량부를 초과하는 경우에는 폴리염화비닐 레진 등 이질의 재질과의 부착력이 저하됨에 의해 강도상의 문제가 발생할 수 있는 바, 이와 같이 한정한다.

한편 황토분말은 다공성 구조로 되어 있는 친수성 물질이지만 폴리염화비닐(PVC) 레진은 용융 상태에서 높은 점도를 갖는 소수성 물질이므로 황토분말과 폴리염화비닐(PVC) 레진은 혼화성이 떨어진다. 따라서 이와 같은 두 물질을 단순히 혼합 시켜주는 방법으로는 황토분말을 폴리염화비닐(PVC) 레진에 균일하게 분산시켜 줄 수 없게 되며, 이렇게 황토분말이 균일하게 분산되어 있지 않은 합성수지를 배합하여 다중벽관을 성형하게 되면 압출 성형시 용융수지의 유동성을 떨어뜨리고 황토분말이 비균일한 분산은 다중벽관의 내구성 저하, 항균, 탈취작용의 비균일성 등 불량의 원인이 된다.

이에 상기 황토분말에 소수성 계면활성제가 도포되도록 하여 황토분말 표면에 코팅층이 형성되도록 함으로써 분산성을 향상시키고, 황토분말 표면을 친유화 함으로써 합성수지 즉 폴리염화비닐(PVC) 레진과의 결합력도 향상시킬 수 있도록 한다.

한편 상기 소수성 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르 유도체(POLYOXYETHYLENE STEARYL ETHER DERIVATIVES), 솔비탄 지방산 에스테르 유도체(SORBITAN FATTY ACID ESTER DERIVATIVES) 및 폴리옥시에틸렌 올레일 아민 유도체(POLYOXYETHYLENE OLEYLAMINE DERIVATIVES) 중 선택된 1 또는 혼합물인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 소수성 계면활성제는 HLB 값이 3 내지 9로 한정되는 것이 바람직하다. 여기서, HLB 값이란, 계면활성제의 특징을 나타내는 값으로서, 계면활성제의 분자들에서 친수(hydrophilic)기와 친유(lipophilic)기의 평형(balance)에 따라 주어지는 값이다. 이 값은 0.1～40의 임의범위에서 분자들의 극성을 나타낸다. 친수성이 커질수록 HLB 값이 커지며 반대로 친유성이 커질수록 HLB 값이 작아지게 되는 것이다. 이러한 소수성 계면활성제는 HLB 값이 3 미만이면 친유기가 너무 많아서 오히려 유동성 등 작업성이 저하되는 문제가 있으며, HLB값이 9를 초과하면 친유기가 너무 적어 본 발명이 목적하는 분산성 및 폴리염화비닐(PVC)과의 결합력이 저하되는 문제가 있다.

한편 상기 소수성 계면활성제는 황토분말 100중량부에 대해 2 내지 5중량부로 배합하여 적정온도 및 시간동안 교반을 함으로써 황토분말 표면이 코팅이 되도록 한다.

한편 본 발명에서 상기 보강섬유(12-1)는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 사용하는 것이 타당하다. 이는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유 자체가 높은 강도와 탄성을 가지고 있으며, 분산성이 좋아 접착층(12)의 인장강도를 보강할 수 있으며, 어느 정도 경화수축을 저감할 수 있게 되는 것이고, 분산성에 기해 편중없이 분산되어 비균등 분산에 의한 부분적 균열을 방지할 수 있는 장점이 있는 것이다.

이에 더하여 본 발명에서는 상기 보강섬유는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 사용하되, 산화공정과, 해섬공정과, 산처리공정에 의해 제조된 것을 사용하는 것이 타당하다. 이러한 공정에 의해 제조되는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유는 기계적 물성이 향상되는 접착층의 연성거동을 배가시킬 수 있을 뿐 아니라 열팽창계수를 저하시킴으로써 접착층(12)의 경화수축에 의해 요홈발생, 균열발생에 의한 다중벽관 파손을 방지할 수 있도록 한다.

이를 더욱 상세히 설명하면 본 발명에서 사용되는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유는 수중에 있어서 N-옥실 화합물과 산화제를 작용시키는 산화공정과, 산화된 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 산으로 처리하는 산처리 공정을 우선 거치도록 하는 바, 이렇게 산화공정과 산처리 공정을 거침으로써 상기 폴리비닐알코올(PVA) 섬유는 기계적 특성이 강화되고 특히 열팽창계수를 저하시킬 수 있게 되는 것이다.

한편 상기 폴리비닐알코올(PVA) 섬유는 상기에서 언급한 산화공정 후에 상기 산처리 공정에 앞서 산화된 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 해섬처리 하는 해섬 공정을 거치도록 하는 것이 바람직하다.

상기 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 가공하여 기계적 강도를 강화시키면서 열팽창계수를 저하시키는 제조방법을 더욱 상세히 설명하면 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 수중에 있어서 N-옥실 화합물과 산화제와 작용하게 하여 산화공정을 가진다. 비이온성의 치환기 인 알데히드기에 대해 카르복실기가 도입하게 되는 것에 의해 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 미세화 하여 전기적인 반발력이 생겨 응집을 제어함에 따라 안정성을 증대시킬 수 있게 되는 것이다. 산화 공정으로는, 용액 중에 폴리비닐알코올(PVA) 원료를 분산되게 한 분산액을 조제한다. 여기에서 공정의 산화 반응에 있어서 폴리비닐알코올(PVA)의 분산매는 물이고, 반응 수용액중의 폴리비닐알코올(PVA) 농도는, 시약의 충분한 확산이 가능한 농도면 선택적으로 가능하다. 여기서 산화제로서는 차아염소산 나트륨, 브롬산 나트륨 등이 사용될 수 있다. 이러한 산화공정에서는 반응수용액의 pH는 약 8～11의 범위에서 유지하는 것이 타당하다. 이러한 산화제에 의하여 폴리비닐알코올(PVA) 분자에는 수산기를 치환하도록 카르복실기가 도입되는 것이다.

상기와 같이 산화된 폴리비닐알코올(PVA)은 해섬공정을 거치게 되는 바, 이러한 공정에 의해 미세 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 분산체의 상태로 얻을 수 있다. 여기서 해섬공정으로 사용하는 분산기로서는 다양한 것을 사용할 수 있다. 구체적인 예로 스크루 형 믹서, 패들 믹서, 디스파 형 믹서, 터빈 형 믹서 등의 공업 생산기로서의 범용의 분산기로 충분히 미세 폴리비닐알코올(PVA) 섬유의 분산체를 얻을 수 있다. 이렇게 폴리비닐알코올(PVA) 섬유의 분산체를 얻음으로써 기계적 강도의 향상과, 열팽창계수를 낮출 수 있게 되는 것이다.

그 다음으로 상기 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 산으로 처리하는 산처리 공정을 가지는 것을 특징으로 하는데, 이렇게 산처리 공정을 거치는 경우 산처리 되지 않은 폴리비닐알코올(PVA) 섬유보다 친수성의 높은 카르복실기를 많게 포함하기 때문에 분산성이 향상된다. 상기 산처리 공정은 예를 들면 초산, 염산, 질산, 황산, 트리 플루오르 초산, 트리 클로로 초산, 디플루오로 초산, 디클로로 초산, 불화 수소산, 취화수소산, p-톨루엔 술폰산, 메탄 술폰산, 포름산, 수산, 말레인산, 후말산 등으로 산처리하는 방법 등을 들 수 있다.

결국 본 발명에 사용되는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유는 산화공정, 해섬공정을 통해 기계적 강도를 향상시키고 열팽창계수를 낮추게 되며, 산처리공정에 의해 분산성을 향상시키게 되는 것이다. 이렇게 함으로써 접착층(12)에서 폴리비닐알코올(PVA) 섬유는 기계적 강도의 향상으로 가교역할을 충실히 할 수 있으며, 열팽창계수를 낮추어 다중벽관(10) 제조시 접착수지의 경화에 따른 접착층(12)의 경화수축을 방지할 수 있게 되는 것이다. 이렇게 접착수지의 경화에 따른 접착층(12)의 경화수축을 저감시킴에 따라 프로파일(11) 간에 접착층(12)에 있어 요홈이 형성되어 응력집중 등에 의해 내구성 저하를 방지하는 것이며, 요홈에 의한 평활도 저하로 인해 침적물에 의한 세균번식, 악취발생을 방지하게 되는 것이다. 또한, 시공 후에도 다중벽관(10) 내, 외부의 온도차 등에 의해 발생할 수 있는 경화수축, 균열을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 접착층(12)에 있어 상기 접착수지에는 도 2에서 보는 바와 같이 식물성 항균제(12-2)가 첨가된다. 상기 식물성 항균제(12-2)는 수지 100중량부에 대해 식물성 항균제 1 내지 5중량부가 배합되도록 함으로써 접착층(12)에서 항균, 방취가 가능하도록 함이 타당하다. 즉 프로파일(11) 간의 구성되는 접착층(12)에서 시간경과, 온도변화 등에 의해 프로파일과 접착층간의 평활도가 저하되는 바, 이렇게 평활도가 저하되는 부분은 이물질이 침적되고, 세균과 곰팡이류에 대한 감염 혹은 증식에 대해 취약지점이 형성되는 바, 본 발명에서는 접착수지에 식물성 항균제를 배합함으로써 이러한 취약지점에서 세균 등의 번식을 차단하여 항균, 방취가 가능하도록 하는 것이다. 또한, 바람직하게는 상기 식물성 항균제로 정금나무 잎 분말, 나문재 전초 분말, 갯길경 전초 분말 중 1 또는 2이상의 혼합물을 사용함으로써 본 발명의 다중벽관(10)에 있어 세균과 곰팡이류에 대한 감염 혹은 증식을 효과적으로 차단할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 식물성 재질을 그대로 항균제로 사용함에 따라 산화아연(ZnO) 등과 같은 종래 기술의 항균제와는 다르게 어떠한 부가적 화학작용이 발생하지 않아 부차적인 환경문제를 발생시키지 않게 되는 것이다.

이렇게 본 발명에서는 도 2에서 보는 바와 같이 합성수지로 제조되는 프로파일(11)과 접착층(12)을 형성함에 있어 상기 접착층(12)을 형성하는 접착수지에 열팽창계수를 낮춘 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 첨가함으로써 접착층(12)의 연성을 향상시켜 다중벽관(10) 전체의 유연성을 도모함과 동시에 접착층(12)의 경화수축을 저하시킴으로써 응력집중, 세균번식 등의 취약지점이 될 수 있는 다중벽관(10)의 내주연으로 접착층(12)이 노출되는 부분의 요홈발생 현상을 방지할 수 있다. 또한, 접착수지에 식물성 항균제를 첨가함으로써 시공후 등에 다중벽관(10)의 내주연으로 접착층(12)이 노출되는 부분에서 평활도의 저하로 야기될 수 있는 세균번식, 악취발생을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

이하에서는 본 발명의 기본 예인 도 2의 다중벽관(10)의 제조방법을 설명한다. 도 2에 도시된 다중벽관(10)의 제조는 도면에 도시된 바는 없으나 압출장치, 성형다이스, 냉각장치, 권취장치, 절단장치 등으로 구성된 제조장치에 의해 제조가 되는 바, 프로파일 성형단계(S1); 냉각단계(S2); 권취단계(S3); 절단단계(S4)를 포함하여 이루어진다.

상기 프로파일성형단계(S1);에서는 압출장치를 구성하는 압출기에서 공급되는 용융액이 성형다이스로 공급되어 단면이 사각구조로 된 프로파일(11)이 성형되어 압출된다. 이와 같이 성형 압출된 프로파일(11)은 냉각단계(S2)에서 냉각장치를 거치면서 냉각되어 권취장치 측으로 이송된다. 상기와 같이 냉각단계의 냉각장치에 의해 냉각되어 이송된 프로파일(11)은 귄취단계(S3)에서 권취장치를 구성하는 권취드럼의 둘레부로 권취되게 되는데 이때, 귄취되는 프로파일(11)의 양측면 사이로 별도의 접착수지 용융액을 주입함으로써, 프로파일의 양측면이 접착수지 용융액에 의해 프로파일(11)과 접착층(12)이 서로 일체화로 접합되면서 권취된다.

한편 본 발명의 일 실시 예로서 도 3에서는 다중벽관(10a)을 구성함에 있어 상기 프로파일(11)과 상기 접착층(12)의 내주연에 항균,방취층(13)이 더 구성되도록 할 수 있는 바, 본 실시 예는 다중벽관(10)의 내부관로에 미생물, 곰팡이 번식 등을 방지하도록 하는 항균,방취층(13)이 더 구성되도록 하는 것으로, 상기 항균,방취층(13)의 경우도 상기에서 언급한 바와 같이 수지 100중량부에 대해 식물성 항균제 1 내지 5중량부가 배합되도록 하여 항균, 방취가 가능하도록 하며, 상기 식물성 항균제의 경우도 정금나무 잎 분말, 나문재 전초 분말, 갯길경 전초 분말 중 1 또는 2이상의 혼합물로 첨가되도록 한다.

또한, 이러한 항균,방취층(13)을 구성함에 있어서도 상기에서 언급한 폴리비닐알코올(PVA) 섬유를 첨가하되, 첨가되는 폴리비닐알코올(PVA) 섬유는 산화공정과, 해섬공정과, 산처리공정에 의해 열팽창계수가 저하된 섬유를 사용하는 것이 타당하다. 이렇게 항균,방취층(13)을 형성하는 수지에 보강섬유를 첨가함으로써 항균,방취층(13)의 변형, 균열을 제어할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예로서 도 4에서는 다중벽관(10b)을 구성함에 있어 상기 프로파일(11)의 내주연에 변색층(14)을 도포하여 시공 후 누수 발생시 상기 프로파일(11)의 내주연에 변색층(14)의 변색에 의해 누수지점의 파악이 용이하도록 할 수 있다. 상기 변색층(14)은 유기염료가 배합된 시료를 상기 프로파일(11) 내주연에 도포함으로써 형성되어지는 것으로 누수에 의해 수분과 접촉됨에 의해 그 색상이 변화되도록 하는 것이다.

상기 변색층(14)에 첨가되는 상기 유기염료는 페놀 레드, 브로모티몰 블루, 페놀프탈레인, 티몰 블루, 브로모크레졸 그린, 브로모크레졸 퍼플, 메틸 레드 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어짐이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 유기염료는 각각 수분의 pH에 따라 변색범위가 다르므로 다양한 pH에 따른 변색범위에 따라 변색이 가능하도록 혼합물을 첨가한 시료를 도포하여 변색층(14)을 구성하는 것이 타당하다. 이렇게 구성함으로써 누수에 따른 수분의 pH를 감지하여 이에 맞는 보강부재를 보강하도록 할 수 있는 것이다.

10 : 다중벽관 11 : 프로파일
12 : 접착층 12-1 : 보강섬유
12-2 : 식물성 항균제 13 : 항균,방취층
14 : 변색층

Claims

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나선형으로 권취된 프로파일과 상기 프로파일 사이에 접착수지에 의한 접착층으로 구성된 다중벽관에 있어서,
상기 접착층에 있어 상기 접착수지에는 보강섬유가 전체 체적대비 1 내지 5vol%로 배합되고,
상기 접착층에 있어 상기 접착수지에는 수지 100중량부에 대해 식물성 항균제 1 내지 5중량부가 배합되되, 상기 식물성 항균제는 정금나무 잎 분말, 나문재 전초 분말, 갯길경 전초 분말 중 1 또는 2이상의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 다중벽관.
제 3항에 있어서,
상기 프로파일과 상기 접착층의 내주연에는 항균,방취층이 더 구성됨을 특징으로 하는 다중벽관.
제 4항에 있어서,
상기 항균,방취층에는 수지 100중량부에 대해 식물성 항균제 1 내지 5중량부가 배합되되, 상기 식물성 항균제는 정금나무 잎 분말, 나문재 전초 분말, 갯길경 전초 분말 중 1 또는 2이상의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는 다중벽관.
제 3항에 있어서,
상기 프로파일의 내주연에는 유기염료가 배합된 변색층이 도포됨을 특징으로 하는 다중벽관.
제 6항에 있어서,
상기 유기염료는 페놀 레드, 브로모티몰 블루, 페놀프탈레인, 티몰 블루, 브로모크레졸 그린, 브로모크레졸 퍼플, 메틸 레드 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 하는 다중벽관.