KR101219376B1

KR101219376B1 - 난방 배관용 호스 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101219376B1
Application number: KR1020120102093A
Authority: KR
Inventors: 김지영
Original assignee: 김지영
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-01-09

Abstract

본 발명은 PVC수지를 이용하여 내, 외부층 및 중심층으로 편조층을 형성한 난방 배관용 PVC호스 및 난방 배관용 PVC호스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 구성으로는 PVC수지 100중량부에 대하여, TINTM 35 ~ 45 중량부, DOA 35 ~ 45 중량부, 무독안정제 5 ~ 7 중량부, 충진재 35 ~ 45 중량부를 혼합한 성형원료로 내부층을 성형하는 단계; 상기 내피층의 외부면에 폴리에스테르 편사로 편조하여 편조층을 형성하는 단계; 상기 편조층의 외부면에 PVC 100중량부에 대하여, TINTM 35 ~ 45 중량부, DOA 35 ~ 45 중량부, 무독안정제 5 ~ 7 중량부, 충진재 35 ~ 45 중량부를 혼합한 성형원료를로 외부층을 성형하는 단계로 이루어진다.
본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스는 내한성 및 내열성이 향상되어 동절기 급격한 온도 저하에 따른 동파를 방지할 수 있는 효과를 나타낼 뿐 아니라 편조층에 의해 내압성이 향상되어 고압용 난방 호스로 사용할 수 있는 특징이 있다.
또한 열전도성이 향상되고 내부층의 표면평활성의 개성으로 난방 배관용 PVC호스에 이물질이 침적하는 것을 방지하는 효과가 있어 장기간 사용할 수 있는 장점을 지니고 있다.

Description

난방 배관용 호스 및 그 제조방법 {A heating hose and manufacturing method of heating hose}

본 발명은 난방 배관용 호스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내열성과 내한성이 우수한 다층구조를 갖는 난방 배관용 호스 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 보일러에서 가열된 온수를 순환펌프에 의해 난방용 배관을 통하여 순환시키면서 바닥 등을 난방하는 난방장치인 온수보일러는 난방용 배관(온수관)으로 금속 파이프와 합성수지 파이프를 주로 사용하여 방바닥이나 조립식 패널에 배열하여 시공하고 있다.

상기 난방용 배관으로 사용되는 금속 파이프는 부식의 염려가 없는 동관을 주로 사용하고 있으며, 동관의 경우 열 전도성은 높지만 반면에 제조원가가 올라가는 단점과 함께 시공시 배관을 용접해야 하는 등의 번거로움으로 인하여 시공성이 떨어지며, 내한성이 약해 동절기 급격한 온도 저하로 인한 동파의 우려가 있다.

또 동관에 비해 상대적으로 저가이며 시공이 편리한 장점을 지닌 합성수지 관으로 엑셀파이프를 널리 이용하고 있으나 합성수지의 특성상 열전도성이 좋지 않으며, 재질이 연하고, 내열 및 내한성이 약하여 동관과 마찬가지로 동절기에 급격한 온도 저하로 인한 동파의 우려가 있다.

난방용 합성수지 배관과 관련한 선행기술을 예로 들면, 국내 공개특허공보 공개번호 10-2010-0004819호에 고무재질의 열가소성 엘라스토머로 형성되는 온수 파이프의 내측 외주 연전체를 활성제 Rosin를 갖는 폴리브덴층을 도포하여 그 단면이 이중구조를 갖을 수 있도록 구성한 이중 구조를 갖는 난방용 호스를 개시하고 있으며, 또 국내 실용신안공보 등록번호 20-0325326호에는 유연성과 내열성을 가진 엑셀파이프나 합성수지호스 또는 테프론호스 중 어느 하나의 호스(1)내부에 표면이 테프론 피복(2)된 니크롬선으로 된 열선(3)을 내장 설치함과 동시에 열매체유(4)를 충진 밀폐시켜 열선(3)이 가열되면 이 열기에 의해 열매체유(4)가 가열되어 호스(1)가 발열되게 함을 특징으로 하는 난방호스를 개시하고 있으나, 상기한 선행문헌 들은 난방용 호스로 사용하는 PVC재질에 대한 어떠한 개선된 기술을 제시하지 못하고 있다.

본 발명은 PVC의 내열성과 내한성에 따른 물성 개선 및 다층구조의 PVC호스를 채용으로써 선행기술 들의 문제점을 해결하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 다층구조의 난방 배관용 PVC호스 및 그 제조방법의 제공을 목적으로 하며, 보다 구체적으로는 PVC수지를 이용하여 내, 외부층 및 중심층으로 편조층을 형성한 난방 배관용 PVC호스 및 난방 배관용 PVC호스를 제조하는 방법의 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 목적 달성을 위한 해결수단으로 본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스는 내, 외부층 및 중심층으로 편조층이 형성되는 것으로 이루어지며, 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스(1)은 내부층(10)의 재료는 PVC수지 100중량부, 동분말 10 ~ 25중량부, 천매암분말 10 ~ 25중량부, 내열성 가소제 35 ~ 45 중량부, 내한성 가소제 35 ~ 45 중량부, 충전제 35 ~ 45 중량부, 무독안정제 5 ~ 7 중량부, 오르가노폴리실록산 5 ~ 10중량부로 조성되며, 외부층(30)의 재료는 PVC 100중량부, 동분말 10 ~ 25중량부, 천매암분말 10 ~ 25중량부, 내열성 가소제 35 ~ 45 중량부, 내한성 가소제 35 ~ 45 중량부, 충전제 35 ~ 45 중량부 및 무독안정제 5 ~ 7 중량부로 조성되고 또 중심층인 편조층(20)은 내부층(10)의 외부면에 폴리에스테르 편사로 편조하여 내부층(10)과 외부층(30) 사이에 형성되는 것으로 이루어진다.

그리고 본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스의 제조방법을 위한 해결수단으로는 PVC수지 100중량부, 동분말 10 ~ 25중량부, 천매암분말 10 ~ 25중량부, 내열성 가소제 35 ~ 45 중량부, 내한성 가소제 35 ~ 45 중량부, 충전제 35 ~ 45 중량부, 무독안정제 5 ~ 7 중량부, 오르가노폴리실록산 5 ~ 10중량부로 조성되는 내부층 성형재료를 압출성형에 의해 호스의 내부층(10)을 압출 성형하는 내부층(10) 성형단계와,

상기 내부층(10)의 외부면에 폴리에스테르 편사로 편조하여 중심층인 편조층(20)을 형성하는 편조층(20) 형성단계 및

상기 형성된 편조층(20)의 외부면에 PVC 100중량부, 동분말 10 ~ 25중량부, 천매암분말 10 ~ 25중량부, 내열성 가소제 35 ~ 45 중량부, 내한성 가소제 35 ~ 45 중량부, 충전제 35 ~ 45 중량부 및 무독안정제 5 ~ 7 중량부로 조성되는 외부층 성형재료를 압출성형에 의해 외부층(30)을 압출 성형하는 외부층(30) 성형단계를 포함하는 것으로 이루어진다.

상기 본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스의 내부층(10) 및 외부층(30)의 재질로 선택 사용하는 PVC(Poly Vinyl Chloride)는 일반적으로 사용되는 호스, 관 등의 성형용으로 사용하는 중합도 800 ~ 1200의 PVC수지를 사용하며, 특별하게 제한되는 것은 아니다.

또 본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스의 조성성분으로 배합하는 내열성 가소제는 트리이소노닐 트리멜리테이트(triisononyl trimellitate, 이하 ‘TINTM’로 약칭합니다), 디이소데실 프탈레이트(Diisodecyl Phthalate, 이하 ‘DIDP’로 약칭합니다)를 각각 또는 병용하여 사용하는 것으로 이루어지며, 내한성 가소제는 디옥틸아디페이트(dioctyl adipate 이하 ‘DOA’로 약칭합니다)를 사용한다, 상기 내열성 가소제 및 내한성 가소제는 시판되고 있는 알려진 가소제이며, 내열전선, 자용차용 레자, 콤파운드, 페이스트 등에 내열성과 내구성 및 내열노화성 등의 향상을 위하여 널리 이용되고 있다.

그리고 본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스는 그 내부층(10)의 조성성분으로 오르가노폴리실록산을 사용하여 내부층(10)의 표면평활성을 개선하는 것을 특징으로 하며, 내부층(10)의 표면평활성의 향상으로 온수의 유통이 원활해지고 또 내부층(10)의 표면에 이물질이 침적하는 것을 방지 내지 개선하여 온수의 유통(순화)을 원활하게 하는 효과를 달성할 수가 있으므로 내부층(10)에만 조합 사용한다.

상기 오르가노폴리실록산은 여러 기술 분야에서 첨가제, 가공조제로 널리 이용되고 있는 공지의 화합물이며, 평균분자량이 100,000 이상이면 적당하고, 300,000 ~ 5,000,000의 오르가노폴리실록산이 바람직하다. 평균분자량이 100,000 보다 작은 경우에는 오르가노폴리실록산은 윤활성의 향상효과가 충분하지 않으므로 본 발명의 목적을 달성할 수가 없다.

또한 본 발명은 동분말을 조합하여 난방 배관용 PVC호스의 열전도성을 향상시킴과 동시에 천매암의 조합에 의해 원적외선 방출효과 및 항균성을 부여하는 것으로 이루어지며, 동분말 및 천매암은 분산성을 고려하여 평균입경이 20㎛인 것을 배합하는 것이 좋다.

상기 본 발명에서 선택 사용하는 충전제 및 무독안정제는 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 이용되고 있는 충전제 및 무독안정제로서, 충전제로는 탄산칼슘(CaCO₃)을 사용하며, 또 무독안정제는 수지배합물의 성형 가공시에 PVC수지의 손상을 방지하면서 가공성을 개선하고, 제품의 열화를 방지할 목적으로 사용되며, Ca-Zn계 안정제와 같은 무독 안정제를 사용한다.

기타, 본 발명은 PVC 호스의 성형재료에 첨가되는 첨가제로 난연제, 안료, 가공성 개선제도 필요시 첨가할 수 있으며 이 분야의 숙련자이면 적절한 첨가제 및 가공조제를 선택할 수 있으므로 구체적인 기재는 생략한다.

본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스는 내한성 및 내열성이 향상되어 동절기 급격한 온도 저하에 따른 동파를 방지할 수 있는 효과를 나타낼 뿐 아니라 편조층에 의해 내압성이 향상되어 고압용 난방 호스로 사용할 수 있는 특징이 있다.

또한 열전도성이 향상되고 내부층의 표면평활성의 개선으로 난방 배관용 PVC호스에 이물질이 침적하는 것을 방지하는 효과가 있어 장기간 사용할 수 있는 장점을 지니고 있다.

도 1은 본 발명의 난방 배관용 PVC호스를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 난방 배관용 PVC호스의 단면도.
도 3은 본 발명의 난방 배관용 PVC호스의 제조과정을 개략적으로 나타내는 도면.

이하, 본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스의 제조방법을 첨부한 도면을 참고로 보다 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스의 사시도 및 단면도로서 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 난방 배관용 호스(1)는 난방을 위한 온수 등의 열매체가 흐를 수 있는 유통부(12)가 중앙에 형성되는 원형 단면을 갖는 내부층(10)과, 상기 내부층(10)의 외부면을 감싸는 편조층(20) 및 편조층(20)의 외부면에 형성되는 외부층(30)으로 이루어진다.

<실시예>

도 3은 본 발명의 난방 배관용 PVC호스의 제조과정을 개략적으로 나타내는 도면으로서 도 3을 참조하여 본 발명의 난방 배관용 호스의 제조과정을 설명하기로 한다.

아래 [표 1]에 나타낸 바와 같은 본 발명의 난방 배관용 PVC호스(1)의 내부층(10) 및 외부층(30) 각각의 성형재료 배합물(a, b) 및 통상의 압출성형기(110),(140) 및 공지(公知)의 편조기(120)에 의해 성형하여 난방 배관용 PVC호스(1)를 제조하며, 구체적으로 설명하면,

먼저, 내부층 성형재료 배합물(a)을 호퍼(100)에 투입하고 혼합 용융시킨 후, 1차 압출성형기(110)를 통해 온수 등의 열매체가 흐를 수 있는 관통부(12)가 중앙에 형성되는 원형 단면을 갖는 내부층(10)을 성형한 후 형성된 내부층(10)의 외부면에 질기고 작업성이 우수한 폴리에스테르 편사로 공지(公知)의 편조기(120)를 이용해 편조작업을 통해 편조층(20)을 형성한다.

다음으로, 하부층 성형재료 배합물(b)을 호퍼(130)에 투입하여 혼합 용융시킨 후, 상기 편조층(20)의 외부면에 2차 압출성형기(140)를 통해 외부층(30)을 성형하고 냉각한 다음 난방 배관용 PVC호스(1)를 제조한다.

구분	내부층 성형재료(a)	첨가량(㎏)	외부층 성형재료(b)	첨가량(㎏)
PVC	중합도 1000	100	중합도 1000	100
전열성분	동분말	15	동분말	15
항균성분	천매암분말	15	천매암분말	15
내열성가소제	TINTM	20	TINTM	20
내열성가소제	DIDP	20	DIDP	20
내한성가소제	DOA	40	DOA	40
충전제	CaCO₃	40	CaCO₃	40
무독안정제	Ca-Zn계 안정제	6	Ca-Zn계 안정제	6
표면평활제	오르가노폴리실록산	7	-	-
난연제	인산염화합물	2	인산염화합물	2
안료	TiO₂	1	TiO₂	1

<시험예>

상기 [실시예]에 의해 제조된 본 발명에 따른 난방 배관용 PVC호스에 대하여 중금속 등 유해물질 검출시험, 내한성시험 및 수압시험을 수행하고 그 결과를 아래 [표 2] 내지 [표4]에 나타내었다.

성분	단위	결과치	시험방법
Pd	㎎/㎏	검출않됨	IEC 62321 Ed.1.0b:2008(AAS)
Cd	㎎/㎏	검출않됨	IEC 62321 Ed.1.0b:2008(AAS)
Hg	㎎/㎏	검출않됨	IEC 62321 Ed.1.0b:2008(AAS)
Cr(Ⅵ)	㎎/㎏	검출않됨	IEC 62321 Ed.1.0b:2008(UV/Vis)

시험항목	시험결과	시험방법
-20℃에서 24시간 사험방법에 따라 3회 반복 시험 후 호스의 연결부 및 만곡부 등에 누수여부 관찰	이상 없음	KS C 0221 KS C 0221

시험항목	단위	결과치	시험방법
수압시험(파괴여부)	MPa	4.1	수압시험기

상기 [표 2] 내지 [표4]에 나타난 바와 같이 본 발명의 난방 배관용 호스는 중금속 등 유해성분이 검출되지 않으며 , 또한 내한성 시험 및 수압시험(파괴여부)에도 아무런 이상이 없는 우수한 제품임을 확인할 수가 있다.

1: 난방 배관용 호스 10: 내부층
20: 편조층 30: 외부층
100, 130: 호퍼 110: 1차 압출성형기
120: 편조기 140: 2차 압출성형기

Claims

PVC수지 100중량부, 동분말 10 ~ 25중량부, 천매암분말 10 ~ 25중량부, 내열성 가소제 35 ~ 45 중량부, 내한성 가소제 35 ~ 45 중량부, 충전제 35 ~ 45 중량부, 무독안정제 5 ~ 7 중량부, 오르가노폴리실록산 5 ~ 10중량부로 조성되는 내부층 성형재료를 압출성형에 의해 호스(1)의 내부층(10)을 압출 성형하는 내부층(10) 성형단계와
상기 내부층(10)의 외부면에 폴리에스테르 편사로 편조하여 중심층인 편조층(20)을 형성하는 편조층(20) 형성단계 및
상기 형성된 편조층(20)의 외부면에 PVC 100중량부, 동분말 10 ~ 25중량부, 천매암분말 10 ~ 25중량부, 내열성 가소제 35 ~ 45 중량부, 내한성 가소제 35 ~ 45 중량부, 충전제 35 ~ 45 중량부 및 무독안정제 5 ~ 7 중량부로 조성되는 외부층 성형재료를 압출성형에 의해 외부층(30)을 압출 성형하는 외부층(30) 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방 배관용 호스의 제조방법.
청구항1에 있어서, 내열성 가소제는 트리이소노닐 트리멜리테이트(TINTM)와 디이소데실 프탈레이트(DIDP)를 각각 또는 병용사용하는 것을 특징으로 하는 난방 배관용 호스의 제조방법.
청구항1 또는 청구항2에 있어서, 내한성 가소제는 디옥틸아디페이트(DOA)인 것을 특징으로 하는 난방 배관용 호스의 제조방법.
청구항3에 있어서, 내부층 성형재료 및 외부층 성형재료 각각에 난연제 1~5중량부 및 안료 1~5중량부를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 난방 배관용 호스의 제조방법.
청구항1 기재의 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 난방 배관용 호스.
청구항5에 있어서, 내열성 가소제는 트리이소노닐 트리멜리테이트(TINTM)와 디이소데실 프탈레이트(DIDP)를 각각 또는 병용사용하는 것을 특징으로 하는 난방 배관용 호스.
청구항5 또는 청구항6에 있어서, 내한성 가소제가 디옥틸아디페이트(DOA)인 것을 특징으로 하는 난방 배관용 호스.
청구항7에 있어서 내부층 성형재료 및 외부층 성형재료 각각에 난연제 1~5중량부 및 안료 1~5중량부를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 난방 배관용 호스.