KR101238723B1 - 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프, 그 제조장치 및 제조방법 - Google Patents
이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프, 그 제조장치 및 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 복합파이프, 그 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내열성 및 내화학성 등이 요구되는 산업분야에 사용되는 고가의 동 파이프를 대체하기 위해 이종물질 간의 화학결합에 의한 지속적인 결합력을 제공하여 고온 고압 하에서도 이종물질간의 박리현상이 나타나지 않는 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프, 그 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프, 그 제조장치 및 제조방법에 의하면 이종물질 간에 나노 단위의 화학결합에 의한 강력한 결합력을 갖도록 함으로써 고온 고압 하에서도 이종물질간의 박리현상이 나타나지 않아 적용 가능한 산업 분야를 더욱 확대할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의한 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프, 그 제조장치 및 제조방법에 의하면 이종물질 간에 나노 단위의 화학결합에 의한 강력한 결합력을 갖도록 함으로써 고온 고압 하에서도 이종물질간의 박리현상이 나타나지 않아 적용 가능한 산업 분야를 더욱 확대할 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 복합파이프, 그 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내열성 및 내화학성 등이 요구되는 산업분야에 사용되는 금속 계열의 파이프를 대체하기 위해 이종물질 간의 화학결합에 의한 지속적인 결합력을 제공하여 고온 고압 하에서도 이종물질간의 박리현상이 나타나지 않는 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프, 그 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
전 세계적으로 배관 튜브(tube) 또는 파이프(pipe)는 건축용, 선박용, 군사용 등의 산업 분야에서 용도 및 기능에 따라 금속이나 폴리머 등의 다양한 소재로 생산되어지고 있다
폴리머 소재로 제조되는 튜브(tube) 및 파이프(pipe)는 내열성 및 내압성이 약해서 ８０℃ 미만의 냉매유체 또는 실 기압 10kgf/cm2미만의 범위에서 제한적으로 사용되어 왔다. 또한 충격에 의해 크랙이 발생하는 환경 또는 지층 압력이나 기타 압력에 대한 내 인장강도 및 항복강도가 발생하는 환경에서는 그 사용이 제한되었다．
한편, 금속재질의 튜브(tube) 및 파이프(pipe)는 충격강도 및 전단응력이 우수하고 고온 고압 하에서 강한 강도를 가지는 장점이 있지만 진동에 따른 크랙 및 산이나 알칼리 등의 유기용매에 의한 화학적 부식 등에는 취약한 약점이 있다. 따라서 이러한 점을 보강하기 위하여 금속 합금(alloy) 또는 내화학성이 뛰어난 고가의 비철금속 계통의 소재를 이용하게 되는데 이들 소재는 원가가 높아 경제성이 떨어지므로 광범위한 산업분야 적용하는데 한계가 있다.
이에 고온 고압이 요구되는 분야에서는 사용되지 않던 플라스틱 재질을 이용하여 폴리머층과 금속층을 접착시킨 형태의 복합파이프에 대한 연구가 진행되어 왔다.
도 1은 종래의 복합파이프의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 복합파이프(100)는 미국재료시험협회(American Society for Testing Materials:이하 'ASTM'이라 한다.) 1335 국제표준에 의한 것으로 내부로부터 제1폴리머층(110), 제1접착층(120), 금속층(130), 제2접착층(140), 제2폴리머층(150)으로 구성된다.
이러한 복합파이프의 구조는 선택된 소재 특성 이외에도 각 이종물질 간의 결합력을 높여야 특유한 물성치를 가질 수 있으며, 또한, 결합력의 지속성이 있어야 그 물성을 유지할 수 있다.
하지만 종래의 복합파이프는 단순히 코팅(Coating)이나 점성(Viscosity) 또는 반데르발스 힘과 같은 정전기적 결합과 물리적 접착 방식에만 의존하여 그 결합력이 높지 못하였으며, 지속성을 유지하기도 힘들어서 금속 또는 폴리머 재질로 만들어진 기존의 파이프를 대체하기에는 상당한 어려움이 있었다.
이러한 종래의 복합파이프를 제조하기 위한 장치들은 낮은 온도에서도 점성이 낮아지고 유동성이 높아지는 접착성수지를 사용하도록 고안되었기 때문에 고온 및 고압의 환경에서 가능한 화학 반응 즉, 이온 활성화 반응이나 이온치환반응 또는 수소 분해화 반응 등을 수행하기가 어렵다.
즉, 종래의 복합파이프를 제조하는 장치는 압출, 접착제도포, 멜팅 접착, 냉각 경화 및 고착 등의 공정으로 진행되며, 이러한 공정의 대부분은 저온 및 저압 하에서 진행되었다.
이와 같이 접착성 수지를 이용하여 폴리머층과 금속층을 결합할 때의 공정온도가 낮아 접착층 자체가 이종물질 간의 결합에 의해 형성되는 것이 아니라 단지 폴리머층과 금속층 사이의 접착제의 점성 및 정전기적 결합만으로 형성되는 것이다.
따라서 종래의 복합파이프는 폴리머층(110, 150)과 금속층(130) 사이의 접착층(120, 140)의 접착력 혹은 결합력이 매우 약해서 작은 환경적 변화에도 내구성의 유지가 어려울 뿐만 아니라 이종물질간의 상이한 수축 및 팽창률로 인해 층간 분리가 쉽게 일어나는 문제가 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이종물질이 결합된 복합파이프에 있어서 복합소재간의 약한 결합력의 문제점을 나노 단위의 화학결합에 의한 강력한 결합력으로 해결함으로써 복합소재가 가진 특성을 그대로 반영하면서 외부 환경의 변화에 대해 결합력을 지속적으로 유지할 수 있는 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프, 그 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프는 폴리머수지와 금속의 이종물질로 이루어진 복합파이프에 있어서, 상기 복합파이프의 가장 안쪽으로부터 제1폴리머층, 제1치환결합층, 금속층, 제2치환결합층 및 제2폴리머층이 순차적으로 구비되어 있으며, 상기 제1치환결합층은, 상기 제1폴리머층의 이온과 상기 금속층의 금속이온 사이의 이온치환결합에 의해 형성되고, 상기 제2치환결합층은, 상기 제2폴리머층의 이온과 상기 금속층의 금속이온 사이의 이온치환결합에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프는, 상기 복합파이프의 가장 안쪽으로부터 금속층, 치환결합층 및 폴리머층이 순차적으로 구비되어 있으며, 상기 치환결합층은, 상기 폴리머층의 이온과 상기 금속층의 금속이온 사이의 이온치환결합에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프의 제조 장치는, 제1폴리머층을 형성하기 위한 제1폴리머 수지를 압출하는 제1폴리머수지압출기; 상기 제1폴리머층의 표면에 반응유도체를 압출하는 제1 반응유도체 압출기; 금속표면과 불포화기가 포함된 상기 제1폴리머층 간의 치환결합을 유도하여 상기 제1폴리머층의 외부에 제1치환결합층을 형성하는 제1치환결합반응기; 상기 제1치환결합층의 외부에 금속판막을 공급하여 금속층을 형성하기 위한 금속판막 공급장치; 상기 제1치환결합층의 외부에 금속층을 형성하는 금속층 형성 및 포밍기; 상기 금속층의 표면을 고주파를 이용하여 500℃ 내지 700℃의 온도로 예열하기 위한 고주파가열기; 상기 금속층의 표면에 반응유도체를 압출하는 제2 반응유도체 압출기; 제2폴리머층을 형성하기 위한 제2폴리머 수지를 압출하는 제2폴리머수지압출기; 및 금속표면과 불포화기가 포함된 상기 제2폴리머층 간의 치환결합을 유도하여 상기 금속층과 상기 제2폴리머층의 사이에 제2치환결합층을 형성하는 제2치환결합반응기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프의 제조 방법은, 제1폴리머수지압출기를 통해 제1폴리머수지를 압출하여 제1폴리머층을 형성하는 제1폴리머층 형성단계; 상기 제1폴리머층의 표면에 반응유도체를 압출하는 제1 반응유도체 압출단계; 상기 반응유도체가 압출된 상기 제1폴리머층의 표면에 금속판막을 공급하여 금속층 및 제1치환결합층을 형성하는 제1치환결합층 및 금속층 형성단계; 상기 금속층의 표면에 반응유도체를 압출하는 제2 반응유도체 압출단계; 및 상기 반응유도체가 압출된 상기 금속층의 외부 표면에 제2폴리머수지압출기를 통해 제2폴리머수지를 압출하여 제2치환결합층 및 제2폴리머층을 형성하는 제2치환결합층 및 제2폴리머층 형성단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 이종물질간의 결합력이 향상된 복합파이프 및 그 제조방법에 의하면 이종물질 간에 나노 단위의 치환결합에 의해 강력한 결합력을 갖도록 함으로써 고온 고압 하에서도 이종물질간의 박리현상이 나타나지 않아 적용 가능한 산업 분야를 더욱 확대할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 복합파이프의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합파이프의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합파이프의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치의 반응유도체압출기의 연결 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치의 치환결합반응기의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 복합파이프의 제조방법의 흐름을 나타내는 공정도이다.
도 8은 라디칼중합 및 금속이온 공중합의 메카니즘을 나타내는 도면이다.
도 9는 금속표면에서의 수소분해반응 및 이온 치환반응의 메카니즘을 나타내는 도면이다.
도 10은 금속표면과 유기이온이 치환결합 된 뒤의 표면에 대한 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 11은 금속표면과 유기이온이 치환결합 된 뒤의 표면에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합파이프의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합파이프의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치의 반응유도체압출기의 연결 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치의 치환결합반응기의 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 복합파이프의 제조방법의 흐름을 나타내는 공정도이다.
도 8은 라디칼중합 및 금속이온 공중합의 메카니즘을 나타내는 도면이다.
도 9는 금속표면에서의 수소분해반응 및 이온 치환반응의 메카니즘을 나타내는 도면이다.
도 10은 금속표면과 유기이온이 치환결합 된 뒤의 표면에 대한 투과전자현미경(TEM) 사진이다.
도 11은 금속표면과 유기이온이 치환결합 된 뒤의 표면에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합파이프의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면 본 발명의 일 실시예에 따른 복합파이프는 제1폴리머층(210), 금속층(220) 및 제2폴리머층(230)을 포함하여 구성된다.
이때 제1폴리머층(210)과 금속층(220) 사이의 연결은 나노단위의 분자 또는 원자의 최외각전자 간의 이온치환결합에 의해 형성된다. 한편, 금속층(220)과 제2폴리머층(230) 사이의 연결 또한 나노단위의 분자 또는 원자의 최외각전자 간의 이온치환결합에 의해 형성된다.
즉, 제1폴리머층(210)과 금속층(220) 및 금속층(220)과 제2폴리머층(230) 사이의 층간 결합력은 접착제 혹은 접착수지에 의한 것이 아니라, 서로 결합하고자 하는 이종물질 간 화학결합 과정인 직접적인 이온치환 결합에 의해 형성된다.
고온 고압 상황 하의 금속표면에서는 수소분해반응으로 탄소가 기반이 된 고분자 사슬의 수소기가 이탈된다. 또한 불포화 용융 상태에서 결합하고자 하는 금속 역시 고온 및 고압 하에서 금속표면의 최외각전자가 활성화 된다.
이후 고분자사슬에서 이탈된 수소를 가스 상태로 제거하고 급속히 냉각시킨다. 이때 불안정한 금속표면의 이온기는 수소가 제거되어 불포화 상태에 있는 탄소기와 결합하게 된다.
이 경우 이종물질 각각의 고유 수축율에 의한 분자간 팽창수축력(stress delta E) 보다 폴리머층과 금속층 사이의 나노단위의 몰당 결합력인 라디칼 치환율이 더 강하면, 큰 온도차(-150 ℃ 내지 200 ℃) 및 고압(100 ㎏f/㎠)의 환경에서도 박리되지 않고 복합소재의 우수한 물성을 나타내게 된다.
제1폴리머층(210)의 경우 파이프 내에서 작동온도가 100℃ 이상으로 매우 높고 화학반응성이 높은 유체가 사용될 때에는 내열성과 내화학성을 동시에 만족시키면서 금속과 결합할 수 있어야 한다． 또한 금속과 결합한 후에도 연성이 좋아 굽혀질 수 있어야 하며 굽혀진 상태에서 오랜 시간동안 안정적인 형태를 유지해야 한다.
이러한 조건을 만족시키기 위해 본 발명에 따른 복합파이프에 있어서제1폴리머층(210)에는 고온에서도 문제가 없고 내화학성도 우수한 불수수지를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 불소수지의 대표적인 예로 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene:PTFE)이 있으며, 이는 내열성이 우수하고, 마찰계수가 극히 낮아 유체의 속도를 증가시킬 수 있으며 내화학성도 우수한 장점이 있다.
한편, 제1폴리머층(210)에는 불소수지(teflon 수지, PTFE : a synthetic fluoropolymer of tetrafluoroethylene) 또는, Polyamide 6, Polyamide 66, Polyamide12 등과 같은 Polyamide (나이론) 계열의 수지가 사용될 수 도 있다.
또한 Polyamide는 금속표면(금형접촉부분)에서 분자 단위(submicron단위 이하)의 미분구간에서 미시적인 용융이 일어나는 성질이 있어, 불소계의 수지 (테프론계의 수지)와 공중합 후에 사용 시, 폴리아마이드의 계면 밖으로 밀려와 (금속표면/금형과의 접촉구간) 내마모성 및 내약품성을 비약적으로 상승시킨다.
그러므로, Polyamide 계 혹은 synthetic fluoropolymer를 사용하거나, 두 계열의 공중합체 (Grafting co-polymerization between polyamide and synthetic fluoropolymer : 그라프팅 코폴리머)를 사용한다.
나일론(폴리아마이드) 계열의 수지는 불소수지에 비해 내화학성이 떨어지지만 석유화학 계열의 용매 또는 기타 오일 등에는 사용이 가능하다. 또한 나일론(폴리아마이드) 계열의 수지는 불소수지에 비해 가공온도가 낮고, 생산성이 높으며, 성형성이 우수하여 경제성이 더 높다. 또한 금속층(220)과 결합한 후에도 연성이 좋고 이를 오래 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제1폴리머층(210)에는 폴리아마이드수지 6 또는 Polyamide 66, Polyamide 12중 하나 이상과 테프론(PTFE)의 공중합화합물 (GRAFTING CO-POLYMER)을 사용할 수 도 있다.
즉, 제1폴리머층(210)에 폴리아마이드(나이론) 계열의 수지 또는 불소수지와 폴리아마이드(나이론) 계열의 수지의 공중합체(Co-polymer) 또는 개질된 불소수지(synthetic fluoropolymer of tetrafluoroethylene)의 copolymer(공중합체)를 사용함으로써 가교화된 수지에 비해 내열성 및 내약품성을 향상시킬 수 있다.
한편, 제1폴리머층(210)에는 불소수지나 나일론(폴리아마이드) 계열의 수지 대신 폴리페닐렌설파이드(Poly Phenylene Sulfide : 이하 'PPS'라 한다.) 수지 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(Poly Butylene Terephthalate : 이하 'PBT'라 한다.) 수지가 사용될 수 도 있다.
PPS 수지는 가공성(생산속도)이 약간 떨어지는 단점이 있으나 내화학성이 불소수지만큼 우수하고 경제적인 장점이 있다. 한편, PBT 수지는 불소수지에 비해 내화학성은 떨어지나 PPS 수지, 나일론 및 불소수지에 비해 경제성이 훨씬 우수한 장점이 있다.
제1폴리머층(210)에는 중밀도폴리에틸렌수지(Medium Density PolyEthylene:이하 'MDPE'라 한다.)가 사용될 수 도 있다.
내열도가 높은 가교화 계열 수지 및 고밀도폴리에틸렌수지(High Density PolyEthylene:이하 'HDPE'라 한다.)의 경우 수도관 등에 사용 시 수돗물에 포함되어 있는 염소기(Cl-)에 의해 공격을 받아 고분자 사슬이 끊어지는 문제가 있다. 그러나 MDPE의 경우 염소기(Cl-)에 전혀 영향을 받지 않는다.
따라서 수도관 등의 범용성 튜브를 대체하는데 있어서 상대적으로 저렴한 MDPE를 제1폴리머층(210)으로 사용함으로써 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
한편, 에어 튜브와 같이 내화학성이나 내열성이 크게 요구되지 않고 단지 고압에 견디며 플렉시블한 성질만이 필요한 경우에는 수지가격이 매우 저렴한 HDPE 또는 가교 올레핀 계열의 수지(PEX)를 제1폴리머층(210)으로 사용할 수 도 있다.
또한 이러한 수지는 항공기 케이블 보호 튜브나 선박용의 알루미늄/마그네슘 튜브 등과 같이 저 비중 및 경량이 요구되는 분양에 적용될 수 있다.
금속층(220)에는 철(Fe), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg) 또는 이들의 합금이 사용될 수 있으며, 제2폴리머층(230)의 경우 사용 목적에 따라 내열, 난연 또는 자외선 처리 등을 한 폴리머수지가 사용될 수 있다.
제2폴리머층(230)의 경우 건축용으로 확대 적용 시 최근 그 규정이 엄격하게 확대된 난연 등급을 충족시켜야 하며, 기존의 브롬(Br) 계열이나 인(P) 계열의 난연제는 환경적인 규제로 인해 사용이 곤란하다.
따라서 제2폴리머층(230)에는 수산화마그네슘(MgOH2) 또는 수산화알루미늄(AlOH3)과 폴리에틸렌(polyethylene)의 그래프팅 중합물(grafting compound)을 사용하는 것이 바람직하다.
더 자세히는, 난연 (flame retardant) 조건을 요구치 않은 산업분야에 적응시에는 일반적인 Polyolefine /amide/ styrene co-polymer계열 중, 고압력 (P class -80 혹은100등을 만족시키는 내압용 HDPE 또는 내압용polyamide, 고압력/고경도ABS,내압/내열용 Polybutylene 등과 같은 소재.)에 가스기밀성(Gas barrier 조건을 충족시키는 Polyolefine계열의 소재)등의 조건을 갖춘 소재를 사용할 수 있다.
그러나 적용되어지는 산업분야에서 최소한 UL-93기준 V2 등급 이상을 요구하는 경우에는, 위에서 언급된 비난연 내압/기밀에 적용된 소재를 난연소재 (flame retardant polymer)로 개질시켜야 한다.
개질은, 위에서 언급된 소재에 환경 문제를 고려하여 비할로겐(Non-halogen)구조로 난연 소재를 개질시켜 적용 되어지는데, 수산화마그네슘, 수산화 알루미늄 등과 같은 금속분말 또는 금속염계열을 1000 mesh이상의 고운 분말의 형태로 저온중합(탈 0H : 저온축합반응)으로 하여, 그라프팅중합(grafting co-polymerization)한다. 이 경우, 언급된 파우더의 양을 단계적으로 높임으로써, 난연도를 조절할 수 있다.
이와 같이 난연 조절 시에 발생하는 경도 문제는 (TUBE에서 유연성이 중요시 될 경우) 안티몬 (SbO2)계열을 보조제로 사용하거나, MgO(산화마그네슘)등을 1,2차 보조제로 사용하여 해결할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합파이프의 구조를 나타내는 도면이다
도 3을 참고하면 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 복합파이프는 금속층(310) 및 폴리머층(320)을 포함하여 구성된다.
불가피하게 내열성 및 내화학성이 요구되는 유체가 사용되어 금속 파이프를 사용해야 하는 경우가 있다. 이러한 경우 금속층(310)과 폴리머층(320)의 결합으로 이루어진 단일 구조의 복합파이프를 사용할 수 있다. 이러한 단일 구조의 복합파이프의 경우에도 금속층(310)과 폴리머층(320)사이의 층간 결합은 접착제 혹은 접착수지에 의한 것이 아니라, 서로 결합하고자 하는 이종물질 간의 화학결합 과정인 직접적인 이온치환결합에 의해 형성된다.
단일구조의 복합파이프의 경우 금속층(310)과 폴리머층(320)사이의 강한 결합력으로 인해 각 층이 분리되지 않으며 종래에 사용되던 금속 파이프에 비해 금속층(310)의 두께를 1/2 내지 1/10로 감소시킴으로써 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이중 구조의 복합파이프와 마찬가지로 단일 구조의 복합파이프의 금속층(310)에는 철(Fe), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg) 또는 이들의 합금이 사용될 수 있으며, 폴리머층(320)의 경우 사용 목적에 따라 내열, 난연 또는 자외선 처리 등을 한 폴리머수지가 사용될 수 있다.
살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 이중구조의 복합파이프는 내열성 및 내화학성이 우수한 소재를 사용하여 제1폴리머층을 형성하고 상기 제1폴리머층과 금속층 사이에서 이온치환결합을 형성하도록 함으로써 고온, 고압 및 내화학성은 물론 진동감쇠, 전단응력, 내충격성 및 고인장강도가 요구되는 분야에 까지 그 선택의 폭을 다양화 할 수 있는 장점이 있다．
도 4는 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치(400)는 제1폴리머수지압출기(401), 제1반응유도체압출기(402), 제1치환결합반응기(403), 제1냉각장치(404), 금속판막공급장치(405), 금속층형성 및 포밍기(406), 고주파가열기(407), 제2반응유도체압출기(408), 제2폴리머수지압출기(409), 제2치환결합반응기(410), 제2냉각장치(411), 절단장치(412) 및 권취기(413)를 구비한다.
제1폴리머수지압출기(401)에서는 제1폴리머수지를 압출하여 제1폴리머층(210)을 형성한다. 제1폴리머수지압출기(401)는 제1폴리머층(210)을 형성하기 위해 500℃ 이상의 고온에서 동작한다.
이어서 제1반응유도체압출기(402)에서는 반응유도체를 제1치환결합반응기(403)로 압출하여 상기 제1폴리머층(210)의 외부 표면과 이온치환결합 반응을 준비한다.
고온 고압의 환경에서 종래에 사용되던 접착수지 또는 코팅제는 분해 및 경화되어 그 기능을 잃어버리게 된다. 따라서 본 발명에서는 반응성이 높은 강산계열의 극성매개체를 반응억제제(retardant)에 가둔 후 고온에서 분해되지 않는 러버(Rubber) 계열의 수지에 입자분산 시켜 반응유도체를 제조하였다. 이러한 반응유도체는 생산 공정 중 고온 고압의 환경이 형성되는 제1치환결합반응기(403) 및 제2치환결합반응기(410)에서 반응하여 폴리머층과 금속층간의 활성화 및 치환결합반응을 유도한다.
제1치환결합반응기(403)에서는 금속표면과 불포화기가 포함된 폴리머층간의 강한 결합을 유도하기 위한 환경을 제공한다.
즉, 제1치환결합반응기(403)는 250℃ 이상의 고온과 5 내지 30kg/cm2의 압력 환경을 만들어 주는 것으로, 제1치환결합반응기(403)의 표면 자체가 극성 전자를 활성화시키기 위한 전자를 주고받는 금속체의 역할을 한다.
생산 공정이 빠르게 진행되어 반응유도체 자체의 체류시간이 짧더라도 250℃ 이상의 고온과 얇은 배출구에 의한 5 내지 30kg/cm2의 압력 형성으로 인해 반응은 매우 빠르게 진행된다. 이에 따라 금속층(220)과 제1폴리머층(210)의 표면에서 빠른 속도로 치환결합의 반응이 일어나게 된다.
종래에는 제1폴리머수지와 접착제가 단순히 압출되어 통과하는 과정에서 접착제가 제1폴리머층의 표면에 코팅되는 것으로 본 발명에 따른 제1치환결합반응기와 같은 구성이 존재하지 아니하였으며 접착제의 코팅공정에 어떤 압력이 형성되지도 아니하였다.
그러나 본 발명에서는 내열성 및 내화학성이 우수하여 반응이 잘 일어나지 않는 불소수지 등을 제1폴리머층에 사용함에따라, 종래와 같은 저온 저압의 환경에서는 제1폴리머층과 금속층 사이에서 이온치환결합이 일어날 수 없다.
따라서, 본 발명에서는 제1폴리머층(210)과 금속층(220) 사이에서 이온치환결합을 유도하기 위해 고온 고압의 환경을 제공하는 제1치환결합반응기(403)를 구비하였다. 즉, 제1치환결합반응기(403)의 구조를 미세한 러너관(runner tube)의 형태로 형성하여 압력을 증가시키고, 반응기의 온도를 250℃ 이상의 고온으로 유지함으로써 제1폴리머층(210)과 금속층(220) 사이에서 이온치환결합이 일어날 수 있는 환경을 제공하였다.
도 5는 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치의 반응유도체압출기의 연결 구조를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 복합파이프의 제조 장치의 제1치환결합반응기의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 제1반응유도체압출기(402)는 제1폴리머수지압출기(401)와 일렬로 배열된 것이 아니라 파이프의 진행 방향에 대해 40ㅀ 내지 60ㅀ의 각도를 유지하면서 제1치환결합반응기(403)에 연결된다. 즉, 고온 가열 및 고압으로 인한 유체의 흐름에 부하가 걸리지 않도록 하기 위하여 파이프의 생산 진행 방향에 대해 최대한 작은 각도로 제1반응유도체압출기(402)를 배치하였다.
또한 제1치환결합반응기(403)의 제작비용을 절감하기 위하여 도 7에 도시된 바와 같이 제1치환결합이 실질적으로 진행되는 반응부(403-1)와, 상기 반응부를 지지하는 몸통부(403-2)를 분리함으로써 각각 별도로 교체할 수 있도록 설계하였다.
또한 제1치환결합반응기(403)에 부착되어 있는 제1폴리머수지압출기(401) 및 제1반응유도체압출기(402)를 움직이지 않고 제1치환결합반응기(403)를 교체할 수 있도록 하기 위하여 제1치환결합반응기(403)를 높낮이 조절 및 좌우 분해가 용이한 조립 구조로 설계하였다.
제1폴리머층(210)의 외부에 치환결합반응이 진행된 후에는 금속판막공급장치(405)를 통해 금속판막을 공급하기 전에 제1냉각장치(404)를 통해 일부 냉각과정을 거친다. 이는 제1치환결합반응기(403)가 250℃ 이상의 고온이어서 제1치환결합반응기(403)를 통과한 파이프의 연성이 너무 커서 후속작업이 용이하지 않기 때문이다.
이후 금속판막공급장치(405)를 통해 제1폴리머층(210)의 외부에 금속판막을 공급하고 금속층형성 및 포밍기(406)를 통해 금속층(220)을 형성한다.
고주파가열기(407)는 금속층(220)과 제2폴리머층(230) 사이에서 치환결합이 이루어질 때 제2치환결합반응기(410) 내에서 반응이 효과적으로 일어나도록 하기 위하여 고주파를 사용하여 800℃의 순간적 고온을 발생시킨다. 이에 따라 금속층(220)은 200℃ 내지 700℃의 범위 내에서 예열될 수 있으며, 금속층(220)의 표면은 500℃ 내지 700℃의 온도로 예열된다.
한편 기존의 공정에서는 단순히 금속 혹은 플라스틱 재질의 사이징을 통해 파이프를 형성함으로써 파이프의 연속 생산이 곤란하고 금속 재질에 따른 금속판막의 교체 시 많은 시간이 소요되었다.
이에 비해 본 발명에서는 금속층 형성 및 포밍기(406)를 통해 파이프 생산 공정 중에도 자동으로 금속판막을 교환하는 것이 가능하게 되어 생산성의 증가 및 불량률의 감소라는 효과를 기대할 수 있다.
한편, 제1반응유도체압출기(402)와 마찬가지로 제2반응유도체압출기(408)는 제2폴리머수지압출기(409)와 일렬로 배열된 것이 아니라 파이프의 생산 진행 방향에 대해 40° 내지 60°의 각도를 이루면서 제2치환결합반응기(410)에 연결된다. 즉, 고온 가열 및 고압으로 인한 유체의 흐름에 부하가 걸리지 않도록 하기 위하여 파이프의 생산 진행 방향에 대해 최대한 작은 각도로 제2반응유도체압출기(408)를 배치하였다.
제1치환결합반응기(403)와 마찬가지로 제2치환결합반응기(410)에서는 금속층(220)의 표면과 불포화기가 포함된 제2폴리머층(230)간의 강한 결합을 유도하기 위한 환경을 제공한다. 즉, 제2치환결합반응기(410)는 제1치환결합반응기(403)와 유사한 구조를 가지며 250℃ 이상의 고온과 5 내지 30kg/cm2의 압력 환경을 제공한다.
도 7은 본 발명에 따른 복합파이프의 제조방법의 흐름을 나타내는 공정도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 복합파이프의 제조방법은 제1폴리머층 형성단계(S100), 제1 반응유도체 압출단계(S200), 금속층 형성단계(S300), 제2 반응유도체 압출단계(S400) 및 제2폴리머층 형성단계(S500)를 구비한다.
상기 제1폴리머층 형성단계(S100)에서는 제1폴리머수지압출기(401)를 통해 제1폴리머수지를 압출하여 제1폴리머층(210)을 형성한다.
상기 제1 반응유도체 압출단계(S200)에서는 상기 제1폴리머층(210)의 표면에 미리 제조된 반응유도체를 압출함으로써 금속층(220)과 나노 단위의 이온치환결합이 이루어질 수 있도록 한다.
금속층 형성단계(S300)에서는 상기 반응유도체가 압출된 제1폴리머층(210)의 표면에 금속판막을 환상으로 공급하여 고정시킨 후 금속층 형성 및 포밍기(406)를 통해 금속층(220)을 형성한다. 한편, 금속층(220)의 형성과 동시에 반응유도체가 금속층의 내부 표면과 반응하여 금속층(220)과 제1폴리머층(210) 사이에서 나노 단위의 이온치환결합이 이루어진다.
상기 제2 반응유도체 압출단계(S400)에서는 상기 금속층(220)의 표면에 반응유도체를 압출함으로써 금속층(220)과 제2폴리머층(230) 사이에서 나노 단위의 이온치환결합이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 제2폴리머층 형성단계(S500)에서는 반응유도체가 도포되어 있는 금속층(220)의 표면에 제2폴리머수지압출기(409)를 통하여 제2폴리머 수지를 압출하여 제2폴리머층(230)을 형성한다. 한편, 제2폴리머층(230)의 형성과 동시에 반응유도체가 금속층의 외부 표면 및 폴리머수지와 반응하여 금속층(220)과 제2폴리머층(230) 사이에서 나노 단위의 이온치환결합이 이루어진다.
상기의 과정을 거쳐 제조된 복합파이프는 제2냉각장치(411) 및 절단장치(412)를 거쳐 권취기(413)에 와인딩(winding)된다.
한편, 상술한 반응유도체는 고온 고압의 환경에서 활성을 잃어버리지 않고 폴리머층과 금속층 사이에서 치환반응을 유도해야 한다. 따라서 이러한 반응유도체의 제조 과정은 본 발명의 핵심적인 특징의 하나이며 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
먼저 반응성이 강한 활성화된 라디칼인 씨드(seed)를 고온에서 분해되지 않는 분자량이 높은 러버(rubber) 계열에 흡착시킨다. 이후 폴리머층과 금속층 사이의 치환결합이 이루어지는 공정 이전까지는 그 반응성을 그대로 유지하도록 하기 위하여 실리콘오일과 같은 비 반응성 액체로 외부를 코팅한다. 또한 코팅된 씨드를 보호하기 위해 결합하고자 하는 폴리머 수지와 동일한 재질의 수지에 입자분산 형태로 가공하여 마스터 배치(master batch)화 하여 가두어 둔다.
반응유도체의 반응 비율을 높이기 위해서는 고온 고압 하에서의 금속이온(M+)과 폴리머 수지의 메인사슬의 탄소이온(C-)의 반데르발스 반발력을 최소화하기 위하여 극성기가 일치되도록 개질을 하여야 한다.
이는 파이프의 내부를 이루는 소재의 대부분이 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 비극성 고분자이기 때문이다.
즉, 제1 및 제2 치환결합반응기(403, 410) 내에서 금속표면과 폴리머 이온의 나노치환을 이루고 그 치환결합력을 강화하기 위해 사전에 금속표면과 폴리머 수지를 개질시키는 것이다.
반응유도체가 그 성능을 발휘하기 위해서는 반응성이 매우 높은 강산을 사용해야 한다. 이러한 반응성이 높은 강산을 가두어 두기 위해서는 적절한 러버를 선택하고 그 투입량도 적절히 조절해야 한다. 이때 러버는 분자량이 높고, 화학반응에 둔감하며, 이중결합 또는 삼중결합이 상대적으로 적은 것이 바람직하다.
만일 반응유도체가 고온에서 분해되면 생산공정 중 치환반응 시에 폴리머수지의 사슬이 반응유도체에 의해 분해되어 탄소사슬만 남은 일반적인 올레핀으로 잔류할 때까지 가스가 과다하게 발생되어 이종물질 간의 결합반응이 방해를 받는다．
또한 반응유도체를 과잉으로 공급하면 빠른 생산공정 중에서 그대로 겔(gel)화되어 핀홀(pin-hole) 등의 불량이 발생하게 된다.
상기한 개질 과정에서 도입되는 기능성 물질로는 주로 극성기를 가지고 있는 메타크릴레이트(Meth-acrylate:MA), 비닐아세테이트(Vinyl Acetate:VA), 무수말레익산(Maleic Anhydride:MA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:MMA)등이 사용된다.
본 발명에서는 고온 고압의 반응기 내에서 변형이 어려운 분자량이 높은 러버 계열을 사용해야 하므로 올레핀과 극성기를 가진 공단량체에 대해 라디칼 중합과 금속이온 공중합을 동시에 실현할 수 있는 그라프트 중합법을 사용하였다.
그라프트 중합체는 상기의 메카니즘과 같이 도입되는 단량체(B)가 고분자량의 주쇄(A)에 접목되어 달라붙는 구조를 갖는다.
상기의 반응 메카니즘은 반응유도체에 반응성을 부여하기 위하여 니더(kneeder) 및 압출기를 사용한 반응압출(reactive extrusion) 방식을 사용한 것으로 투입된 극성 단량체(주로 메틸메타크릴레이트를 사용)가 메인사슬（Carbon chain)에 그라프팅되어 압출된다.
이는 금속이온의 공중합에 있어서 극성 단량체 투입 시에도 과산화물을 이용하여 동시에 투입할 수 있으므로 고온 고압 하에서 다음과 같은 반응기내의 결합 메커니즘을 유도할 수 있다.
극성기재의 경우에는 도입된 기재 사이의 계면에너지(Interfacial free energy)가 낮아져 계면 사이에 강한 결합력이 발휘되며, 이때 반응기내에 멜팅(Melting) 상태에서 흡착되어 있던 반응억제제(retardant)의 보호막이 깨진 강한 금속이온이 금속표면과 폴리머 체인 사이에서 치환되는 공유결합이 일어난다.
이때, 메인탄소사슬에서 나온 수소이온(H+), 물(H2O), 각종 잔류모노머 및 과산화물은 진공상태에서 수시로 제거해야 한다.
고온 고압 하에서 체류시간이 길어지면， 분자량이 높은 러버계열의 매트릭스라 하더라도 겔(gel)화 되거나, ２차 폴리머성 탄화를 유발하기도 하므로, 연속공정에서 지속적으로 컨트롤해야 한다.
도 8은 라디칼중합 및 금속이온 공중합의 메카니즘을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면 금속고체의 표면은 정연한 결정 구조를 가지고 있으며 각각의 표면에는 일정 부분의 이온 결합이 가능한 원자결합의 공극을 가지고 있음을 알 수 있다． 금속이라 하더라도 폴리머이온（불포화된 polymer-chain)과의 결합시 반응기내의 고온고압의 조건하에서 이온을 주고받는 강한 결합을 만들어 낼 수 있다．
양쪽의 소재는 고온에서 멜팅된 상태이며, 금형의 금속표면에서 고압을 받으면 순간적으로 용융 상태를 유지하며, 각각 활성화된 이온의 불안정한 상태로 존재하게 된다.
도 9는 금속표면에서의 수소분해반응 및 이온 치환반응의 메카니즘을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면 탄소기반 고분자의 탄소메인사슬에서 수소이온(H+)이 떨어져 나가고（금속표면에서의 수소분해 반응) 그 자리에 고분자 사슬인 탄소이온(C－)이 결합할 경우, 불포화상태의 불안정한 이온이 흡착되어 결합하게 된다. 이때의 결합은 이온치환 결합에 해당되며, 그 결합에너지는 일반적 분자결합 에너지를 갖게 된다.
도 10은 금속표면과 유기이온이 치환결합 된 뒤의 표면에 대한 투과전자현미경(TEM) 사진이고, 도 12는 금속표면과 유기이온이 치환결합 된 뒤의 표면에 대한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 10 및 도 11을 참조하면 금속과 유기고분자 사이에 같은 위치에서 치환결합이 되었음을 확인할 수 있으며, 실험에 사용된 알루미늄은 순수 알루미늄으로 두 물질의 치환 뒤에 동종의 이온이 자리를 바꾸어 결합된 모습을 보인다．
다음은 반응유도체의 개질과정에 대한 일 실시예이다.
무수말레익산을 폴리스티렌(Polystrene)과 메틸메타크릴레이트 부타디엔 러버(MBR) 계열의 러버에 상용 분산시켜 반응유도체를 제조한다. 이 과정에서 일부 그라프팅(Grafting)되는 경우가 있으나 금속표면과 접촉을 유지하는 동안 그 성질을 잃어 버리지 않도록 실리콘 계열의 오일로 반응유도체를 코팅한다.
금속표면과 접촉하는 올레핀 계열의 탄소사슬은 비극성 계열이므로 무수말레익산(Maleic anhydride)을 그라프팅(Grafting) 시켜 극성매개체를 도입하며, 가교화 이전에는 극성을 유지토록 한다.
2차 마스터배치(master batch)화 시킨 상기 재료를 접촉면에 공통의 불포화기(이온)를 가진 상태에서 접촉하고자 하는 금속과 공통의 금속염을 혼합하고, 이후 얇은 막을 형성하도록 수지 형태로 폴리머화 한다.
이후 그라프팅(Grafting)된 수지는 메인사슬을 유지하면서， 동시에 반응성이 살아있는 불포화상태의 반응기를 상용분산의 형태로 보유하게 된다.
살펴본 바와 같이 본 발명은 반응성이 매우 낮은 제1폴리머층과 금속층간에 이온치환결합을 유도하기 위해 제1치환결합반응기를 구비하여 고온 및 고압의 환경을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한 이때 폴리머층과 금속층간에 이온치환결합을 유도하는 반응유도체의 경우 압출되는 과정에서 분해 및 경화되지 않도록 반응유도체를 실리콘코팅 후 마스터 배치화하여 가두어 둔다. 상기 반응유도체는 제1치환결합반응기 내에서 보호벽이 깨지면서 제1폴리머층과 금속층간에 이온치환결합을 유도하게 된다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
Claims (16)
- 폴리머수지와 금속의 이종물질로 이루어진 복합파이프에 있어서
상기 복합파이프의 가장 안쪽에 형성된 제1폴리머층;
상기 제1폴리머층의 외부 표면에 형성된 금속층; 및
상기 금속층의 외부 표면에 형성된 제2폴리머층을 구비하되,
상기 제1폴리머층과 상기 금속층 사이의 연결 및 상기 금속층과 상기 제2폴리머층 사이의 연결은 각각 이온치환결합에 의해 형성며,
상기 제1폴리머층은
불소수지, 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리아마이드수지, Polyamide 6, Polyamide 66, Polyamide12, 고밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌, 가교화된 올레핀 수지, PPS, PBT 및 불소수지와 폴리아마이드수지의 공중합화합물 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 이종물질 간 결합력이 향상된 복합파이프. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 금속층은
철(Fe), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg) 또는 이들의 합금 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이종물질 간 결합력이 향상된 복합파이프. - 제1항에 있어서, 상기 제2폴리머층은
수산화마그네슘(MgOH2) 또는 수산화알루미늄(AlOH3)과 폴리에틸렌(polyethylene)의 그래프팅 중합물(grafting compound)을 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 이종물질 간 결합력이 향상된 복합파이프. - 복합파이프의 제조 장치에 있어서
제1폴리머층을 형성하기 위한 제1폴리머 수지를 압출하는 제1폴리머수지압출기;
상기 제1폴리머층의 표면에 반응유도체를 압출하는 제1 반응유도체 압출기;
금속표면과 불포화기가 포함된 상기 제1폴리머층 간의 치환결합을 유도하여 상기 반응유도체를 상기 제1폴리머층의 외부에 결합시키는 제1치환결합반응기;
상기 반응유도체가 결합되어 있는 제1폴리머층의 외부에 금속판막을 공급하여 금속층을 형성하기 위한 금속판막 공급장치;
상기 제1폴리머층의 외부에 금속층을 형성하는 금속층 형성 및 포밍기;
고주파를 이용하여 상기 금속층을 예열하는 고주파가열기;
상기 금속층의 표면에 반응유도체를 압출하는 제2 반응유도체 압출기;
제2폴리머층을 형성하기 위한 제2폴리머 수지를 압출하는 제2폴리머수지압출기; 및
상기 금속층의 표면에 압출된 반응유도체 의해 상금 금속층의 표면과 상기 제2폴리머층 간에 치환결합이 이루어지는 제2치환결합반응기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 제1치환결합반응기 및 제2치환결합반응기는 250℃ 이상의 온도 및 5 내지 30kg/cm2의 압력하에서 동작하고,
상기 고주파가열기는 상기 금속층의 표면을 500℃ 내지 700℃의 온도로 예열하는 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 제1폴리머층의 표면에 압출된 반응유도체를 냉각 경화시키는 제1냉각장치;
제2폴리머층의 형성이 완료된 상기 복합파이프를 냉각시키는 제2냉각장치;
상기 복합파이프를 절단하는 절단장치; 및
상기 복합파이프를 와인딩(winding)하는 권취기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 제1 반응유도체 압출기는 상기 제1폴리머수지압출기와 40° 내지 60°의 각을 유지하면서 상기 제1치환결합반응기에 연결되고,
상기 제2 반응유도체 압출기는 상기 제2폴리머수지압출기와 40° 내지 60°의 각을 유지하면서 상기 제2치환결합반응기에 연결된 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조 장치. - 제 6항에 있어서, 상기 제1 치환결합 반응기는
치환결합반응이 진행되는 반응부; 및
상기 반응부를 지지하는 몸통부;를 구비하되,
상기 반응부와 상기 몸통부는 각각 별도로 교체할 수 있도록 분리 가능한 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조 장치. - 복합파이프의 제조 방법에 있어서
제1폴리머수지압출기를 통해 제1폴리머수지를 압출하여 제1폴리머층을 형성하는 제1폴리머층 형성단계;
상기 제1폴리머층의 표면에 반응유도체를 압출하는 제1 반응유도체 압출단계;
상기 반응유도체가 압출된 상기 제1폴리머층의 표면에 금속판막을 공급하여 금속층을 형성하는 금속층 형성단계;
상기 금속층의 표면에 반응유도체를 압출하는 제2 반응유도체 압출단계; 및
상기 반응유도체가 압출된 상기 금속층의 외부 표면에 제2폴리머수지압출기를 통해 제2폴리머수지를 압출하여 제2폴리머층을 형성하는 제2폴리머층 형성단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조방법. - 제 11항에 있어서,
상기 금속층 형성단계 이후 상기 금속층의 표면을 고주파에 의해 500℃ 내지 700℃로 예열하는 고주파 가열단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조방법. - 제 11항에 있어서,
상기 제1 반응유도체 압출단계 이전에 상기 반응유도체를 제조하는 반응유도체 제조단계를 더 구비하며,
상기 반응유도체는
반응성이 강한 강산계열의 극성매개체를 러버 계열의 수지에 입자분산시켜 제조된 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조방법. - 제 13항에 있어서, 상기 반응유도체 제조단계는
상기 반응유도체의 외부를 실리콘으로 코팅하는 단계; 및
상기 코팅된 반응유도체를 입자분산형태로 가공하여 마스터 배치(master batch)하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조방법. - 제 13항에 있어서, 상기 극성매개체는
메타크릴레이트(Meth-acrylate:MA), 비닐아세테이트(Vinyl Acetate:VA), 무수말레익산(Maleic Anhydride:MA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:MMA) 중에서 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이종물질간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조방법. - 제 13항에 있어서, 상기 러버 계열의 수지는
메틸메타크릴레이트 부타디엔 러버(Methyl methacrylate Butadien Rubber:MBR)인 것을 특징으로 하는 이종물질 간 결합력이 향상된 복합파이프의 제조방법.
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