KR101267895B1 - 내열성과 내충격성을 강화한 5층 ｐｖｃ 파이프 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
PVC 파이프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다층 구조를 가짐으로써, 내열성과 내충격성을 강화하고 환경오염을 억제할 수 있는 5층 PVC 파이프에 관하여 개시한다.
본 발명은 5층 구조의 PVC 파이프에 있어서, 파이프의 최외측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1외피층; 상기 제1외피층의 내측에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2외피층; 상기 제2외피층의 내측에 형성되며 연질 PVC 재질 또는 폴리에틸렌 재질의 중간층; 상기 파이프의 최내측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1내피층; 및 상기 제1내피층과 상기 중간층의 사이에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2내피층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 5층 PVC 파이프를 제공한다.
본 발명은 5층 구조의 PVC 파이프에 있어서, 파이프의 최외측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1외피층; 상기 제1외피층의 내측에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2외피층; 상기 제2외피층의 내측에 형성되며 연질 PVC 재질 또는 폴리에틸렌 재질의 중간층; 상기 파이프의 최내측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1내피층; 및 상기 제1내피층과 상기 중간층의 사이에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2내피층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 5층 PVC 파이프를 제공한다.
Description
본 발명은 PVC 파이프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다층 구조를 가짐으로써, 내열성과 내충격성을 강화하고 환경오염을 억제할 수 있는 5층 PVC 파이프에 관한 것이다.
PVC 파이프는 열전도율이 강관대비 1/60, 동관대비 1/300 로 보온과 보냉이 필요한 배관 계통에 널리 사용되고 있다.
또한 PVC 파이프는 경량으로 시공성이 우수한 효과를 가진다.
그리고, 전기절연이 양호하여 금속 배관과는 달리 전식의 위험이 없으며 누전이 발생하지 않는 장점을 가진다.
일반적으로 종래의 PVC 파이프는 납을 포함하는 납계 PVC 재질을 사용하고 있었는데, 환경 규제에 따라 납계 PVC 파이프의 사용에 제약이 발생하고 있다.
관련선행기술로는 대한민국 등록실용신안 20-036233호 (등록일자 2004년 9월 7일) '수도 파이프'가 있다.
본 발명의 목적은 PVC 파이프를 다층 구조로 제조함으로써 내열성성과 내충격성을 향상시킴에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 납계의 재활용 PVC와 비납계 무독성 PVC를 혼합하여 사용하되, 파이프의 내층이나 외층에는 무독성 PVC 를 사용하고 내부에 재생 PVC를 사용함으로써 자원 재활용 효과를 높일 수 있는 PVC 파이프를 제공함에 있다.
본 발명은 5층 구조의 PVC 파이프에 있어서, 파이프의 최외측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1외피층; 상기 제1외피층의 내측에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2외피층; 상기 제2외피층의 내측에 형성되며 연질 PVC 재질 또는 폴리에틸렌 재질의 중간층; 상기 파이프의 최내측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1내피층; 및 상기 제1내피층과 상기 중간층의 사이에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2내피층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 5층 PVC 파이프를 제공한다.
상기 제2외피층과, 상기 제2내피층의 재생 PVC 재질은 납계 재생 PVC 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1외피층과 상기 제2외피층의 두께 비율은 0.9:1~1:0.9 범위이고, 상기 제1외피층과 상기 중간층의 두께 비율은 1:0.4~1:0.6 범위이며, 상기 제1내피층과 상기 제2내피층의 두께 비율은 0.9:1~1:0.9 범위인 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명은 파이프의 최외측에 형성되는 제1외피층과, 상기 제1외피층의 내측에 형성되는 제2외피층과, 상기 제2외피층의 내측에 형성되는 중간층과, 상기 파이프의 최내측에 형성되는 제1내피층과, 상기 제1내피층과 상기 중간층의 사이에 형성되는 제2내피층을 포함하는 5층 PVC 파이프 제조방법에 있어서, 공압출 방법으로 제조하되, 제1외피층과 제1내피층에 동일한 비납계 CPVC 재질을 공급하고, 중간층에 연질 PVC 재질 또는 폴리에틸렌 재질을 공급하고, 제2외피층과 제2내피층에 동일한 재생 PVC 재질을 공급하여, 단면 형상이 중간층을 기준으로 대칭되는 형태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 5층 PVC 파이프 제조방법을 제공한다.
이때, 압출기 내부에서 제1외피층의 내측에 제2외피층이 적층되고, 제1내피층의 외측에 제2내피층이 적층된 후, 제2외피층과 제2내피층의 사이에 중간층이 주입되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 5층 PVC 파이프는 최내측과 최외측을 CPVC 재질로 형성하고, 그 안쪽에는 재생 PVC 재질을 사용하며, 중간에는 연질의 중간층을 형성함으로써, 내열성과, 내충격성을 향상하며 재생 PVC 재질을 사용함으로써 자원 재활용의 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 5층 PVC 파이프의 모식도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 5층 PVC 파이프의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 5층 PVC 파이프 압출기를 나타낸 단면도임.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 5층 PVC 파이프의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 5층 PVC 파이프 압출기를 나타낸 단면도임.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 내식성이 우수한 지주용 관재에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 5층 PVC 파이프의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 5층 PVC 파이프의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PVC 파이프(100)는 3종의 PVC 재질을 사용하여 5층 구조를 가지고 있다.
3종의 PVC 재질은 PVC에 염화 반응을 일으켜 물성을 향상시킨 CPVC 재질과, PVC를 재생하여 생산되는 재생 PVC 재질과, 연질 PVC 재질이다.
연질 PVC 재질은 폴리에틸렌 재질로 대체될 수 있다.
CPVC 재질은 경질 PVC 재질에 비하여 내열성, 내압성, 기계적 강도, 화학적 성질이 우수한 특성을 가지나, 상대적으로 고가인 단점을 가진다.
재생 PVC 재질은 PVC 스크랩을 재처리하여 생산되는 것인데, 종래에 사용하던 PVC 재질이 대부분 납계의 PVC 재질이다 보니, 재생 PVC 재질도 주로 납계의 PVC 재질이 된다. 그런데, 환경규제등에 의하여 납계의 PVC 파이프 사용이 제한되고 있다.
연질 PVC 재질(또는 폴리에틸렌 재질)은 경질 PVC 재질에 비하여 상대적으로 낮은 강도를 가지는 것으로, 5층 PVC 파이프의 중간층을 형성한다.
연질 PVC 재질은 염화비닐수지(PVC)에 20~30%의 가소제나 안정제를 첨가한 것으로 유연성이 풍부하고 신장성이 큰 특징을 가진다.
중간층(130)은 상대적으로 연질이므로, 소음을 흡수하고 충격을 완화하는 효과를 가져온다.
본 발명은 다른 물질과 접촉하는 최외층(제1외피층)과, 최내층(제1내피층)은 무독성(비납계) CPVC 재질을 사용하여, 내압성과 내열성을 강화하며 환경오염을 억제하고, 외부로 노출되지 않는 내부층(제2외피층과, 제2내피층)에는 재생 PVC 재질을 사용함으로써 재활용 PVC를 활용할 수 있도록 하고, 중간층으로 연질층을 구비함으로써 내충격성과 소음 억제 기능을 향상시킨 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 5층 PVC 파이프(100)는 파이프의 최외측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1외피층(110)과, 상기 제1외피층의 내측에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2외피층(120)과, 상기 제2외피층의 내측에 형성되며 연질 PVC 재질 또는 폴리에틸렌 재질의 중간층(130)과, 상기 파이프의 최내측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1내피층(150)과, 상기 제1내피층(150)과 상기 중간층(130)의 사이에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2내피층(140)을 포함한다.
이때, 상기 제1외피층(110)과 상기 제2외피층(120)의 두께 비율은 0.9:1~1:0.9 범위인 것이 바람직하다. 전체 두께가 동일한 경우를 고려해 보면 제2외피층(120)의 두께가 상대적으로 두꺼울 경우 제1외피층(110)의 두께는 상대적으로 작아지게 되는데, 제1외피층(120)의 두께가 상대적으로 얇으면 강도가 약해지며, 제2외피층의 두께가 얇아지게 되면 재생 PVC 재질의 사용량이 줄어들고 CPVC 재질의 사용량이 증가하여 원가를 상승시키는 결과를 가져온다.
제1내피층(150)과 제2내피층(140)의 두께 비율도 0.9:1~1:0.9 범위인 것이 바람직하며, 상기 범위로 한정하는 이유는 외피층의 경우와 동일하다.
한편, 제1외피층(110)과 제1내피층(150)의 두께가 동일하고, 제2외피층(120)과 제2내피층(140)의 두께가 동일할 때, 상기 제1외피층(110)과 상기 중간층(130)의 두께 비율은 1:0.4~1:0.6 범위인 것이 바람직하다.
파이프의 요구 규격은 내경, 두께, 강도 등으로 한정되는데, 중간층(130)의 두께가 제1외피층(110)의 40% 미만인 경우에는 중간층(130)의 완충 기능 및 소음 억제 효과가 미약하게 되며, 중간층(130)의 두께가 제1외피층(110)의 60%를 초과하게 되면 전체 두께에서 중간층(130)이 차지하는 두께가 커져서 전체 파이프의 강도가 저하되는 문제점을 가져온다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 5층 PVC 파이프 압출기를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 5층 PCV 파이프는 공압출 방법으로 제조할 수 있다.
원재료로는 3가지의 재료가 투입되며, 제1외피층(110)과 제1내피층(150)이 동일 재질이고, 제2외피층(120)과 제2내피층(140)이 동일재질이고, 나머지 재질은 중간층(130)에만 사용된다.
제1외피층(110)과 제1내피층(150)은 비납계 CPVC 재질(210) 이고, 제2외피층(120)과 제2내피층(140)은 재생 PVC 재질(220)이 사용되고, 중간층(130)의 재질로는 연질 PVC(220)(또는 폴리에틸렌 재질)이 사용된다.
또한, 다층 형성 과정을 살펴보면, 압출기 내부에서 제1외피층의 내측에 제2외피층이 적층되고, 제1내피층의 외측에 제2내피층이 적층된 후, 제2외피층과 제2내피층의 사이에 중간층이 주입되도록 하는 것이 바람직하다.
실시예
내경이 146mm 이고, 두께가 9.0mm 인 파이프를 기준으로 살펴본다.
이하에서, 내경 146mm 파이프를 9.0mm 두께로 형성할 때 각 층의 두께 변화에 따른 물성의 변화에 관해서 살펴본다.
결과를 살펴보면 실시예들은 426Kgf/㎠ 이상의 인장강도를 나타내는 것을 알 수 있다.
비교예1과, 비교예3의 경우 제1외피층과 제1내피층의 두께가 상대적으로 얇아 인장강도가 낮은 결과를 가져왔으며, 비교예2의 경우 인장강도는 높으나 중간층의 두께가 얇아 중간층의 차음 효과가 취약한 문제점이 있다.
비교예4의 경우 재생 PVC 재질을 사용하는 제1외피층과 제2내피층의 두께가 얇아 원가의 측면에서 불리한 문제를 가진다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 5층 PVC 파이프는, CPVC 재질, 재생 PVC 재질, 연질 PVC 재질(또는 폴리에틸렌 재질)로 구성되어, 종래의 단층 PVC 파이프에 비하여 내열성과, 내충격성을 강화할 수 있는 효과를 가져온다.
또한, 납계 재생 PVC 재질을 활용할 수 있도록 함으로써 환경 오염을 억제하는 효과를 가져오고, 납계 재생 PVC 재질을 혼합하여 사용함으로써 원가 절감의 효과도 가져온다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 5층 PVC 파이프
110 : 제1외피층
120 : 제2외피층
130 : 중간층
140 : 제2내피층
150 : 제1내피층
110 : 제1외피층
120 : 제2외피층
130 : 중간층
140 : 제2내피층
150 : 제1내피층
Claims (7)
- 5층 구조의 PVC 파이프에 있어서,
파이프의 최외측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1외피층;
상기 제1외피층의 내측에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2외피층;
상기 제2외피층의 내측에 형성되며 연질 PVC 재질 또는 폴리에틸렌 재질의 중간층;
상기 파이프의 최내측에 형성되며 비납계 CPVC 재질의 제1내피층; 및
상기 제1내피층과 상기 중간층의 사이에 형성되며 재생 PVC 재질의 제2내피층;을 포함하며,
상기 제2외피층과, 상기 제2내피층의 재생 PVC 재질은 납계 재생 PVC 재질인 것을 특징으로 하는 5층 PVC 파이프.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1외피층과 상기 제2외피층의 두께 비율은 0.9:1~1:0.9 범위인 것을 특징으로 5층 PVC 파이프.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1외피층과 상기 중간층의 두께 비율은 1:0.4~1:0.6 범위인 것을 특징으로 하는 5층 PVC 파이프.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1내피층과 상기 제2내피층의 두께 비율은 0.9:1~1:0.9 범위인 것을 특징으로 5층 PVC 파이프.
- 파이프의 최외측에 형성되는 제1외피층과, 상기 제1외피층의 내측에 형성되는 제2외피층과, 상기 제2외피층의 내측에 형성되는 중간층과, 상기 파이프의 최내측에 형성되는 제1내피층과, 상기 제1내피층과 상기 중간층의 사이에 형성되는 제2내피층을 포함하는 5층 PVC 파이프 제조방법에 있어서,
공압출 방법으로 제조하되, 제1외피층과 제1내피층에 동일한 비납계 CPVC 재질을 공급하고, 중간층에 연질 PVC 재질 또는 폴리에틸렌 재질을 공급하고, 제2외피층과 제2내피층에 동일한 재생 PVC 재질을 공급하여, 단면 형상이 중간층을 기준으로 대칭되는 형태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 5층 PVC 파이프 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
압출기 내부에서 제1외피층의 내측에 제2외피층이 적층되고, 제1내피층의 외측에 제2내피층이 적층된 후, 제2외피층과 제2내피층의 사이에 중간층이 주입되는 것을 특징으로 하는 5층 PVC 파이프 제조방법.
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| KR (1) | KR101267895B1 (ko) |
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