KR101283391B1 - 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충격보강제, 아라미드섬유, 폴리염화비닐수지 매트릭스의 분산성 및 상용성 개선과 충전제의 결합성을 향상시키는 상용화제 및 커플링제의 기능을 갖는 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물을 조합한 폴리염화비닐수지 조성물을 이용하여 내, 외부로부터의 압력과 충격에 의한 변형을 최소화할 수 있는 인장강도, 굴곡강도 및 내충격성을 개선시킨 3층구조의 폴리염화비닐수지(PVC)관의 제공을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물 커플링제를 사용하여 염화비닐수지혼합물의 상용성을 향상시킴과 동시에 아라미드섬유와 충격보강제 및 충진제가 폴리염화비닐수지 매트릭스와 강한 결합력을 가지도록 함으로써 높은 인장강도, 굴곡강도 및 내충격성을 갖는 성형된 3층 구조의 폴리염화비닐수지관을 얻을 수 있으며, 높은 인장강도, 굴곡강도 및 내충격성을 필요로 하는 여려 종류의 합성수지 제품에 폭 넓게 적용할 수 있는 특징이 있다.
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Description
본 발명은 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관(PolyVinylChloride Pipe; PVC Pipe)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아라미드섬유 및 충격보강제와 염화비닐수지 매트릭스간의 상용성을 증대시켜 인장강도 및 굴곡강도를 보다 향상시킨 폴리염화비닐수지관의 제조방법에 관한 것이다.
폴리염화비닐수지(PVC)는 열가소성 수지로서 가공이 용이하여 각종 용기, 포장필름, 전선배관, 상수관, 하수관 등의 재료로 매우 다양한 용도에 광범위하게 적용되고 있으며, PVC수지는 폴리에틸렌 또는 금속재료에 비해 가격이 저렴하고 경량이면서 기밀성, 내식성, 취급 및 운반의 용이성 등의 특성으로 인하여 오래 전부터 상수관, 하수관으로 사용되고 있으나, 낮은 내충격성으로 인하여 외압에 의해 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
특히, 폴리염화비닐수지(PVC)로 제작되는 수도관은 내부 수압 및 외부로부터 지속적으로 가해지는 토압과 더불어 과적차량의 통행에 의해 발생하는 강한 국소압력 및 진동에 노출 등에 대처하기 위하여 수지의 개질과 다양한 가공조제 및 첨가제를 통한 물성 및 가공성 향상 등의 방법으로 인장력과 내충격성 등의 물성 개선을 필요로 한다.
폴리염화비닐수지(PVC)의 내충격성을 향상시키는 선행기술로는 염화비닐수지에 나노입자크기의 탄산칼슘 또는 윤활성분으로 표면을 처리한 탄산칼슘 등의 무기물 충진제를 혼합하여 내충격성을 향상시키는 방법이 알려져 있으며, 또 고무입자를 PVC 연쇄수지상에 분산시키는 방법, 크라프트 중합된 열가소성 수지인 메틸메타크릴레이트 부타디엔 스티렌 공중합체(MBS) 염소화폴리에틸렌(CPE), 에틸렌비닐아세테이트계(EVA), 아크릴계 등의 열가소성 폴리머를 충격보강재로하여 PVC수지 내부로 혼합 분산시키는 방법과 크라프트된 엘라스토머인 탄성체를 혼합시키는 방법이 알려져 있으며, 이와 관련된 선행기술로 예를 들면, 국내 등록특허공보 등록번호 10-0982196호에는 아크릴-염화비닐 공중합 수지에 분산제로 아크릴산 폴리에스터를 조합한 아크릴-염화비닐수지 조성물을 이용하여 제조한 파이프를 개시하고 있고, 또 국내 등록특허공보 등록번호 10-1070584호에서는 폴리염화비닐, 염소화폴리염화비닐, 아크릴-염화비닐계 그라프트 공중합체 및 충격보강제 등을 조합하여 내충격성을 개선한 염화비닐수지 조성물을 개시하고 있다.
상기한 선행기술들은 폴리염화비닐수지관 가공시 배합수지의 점성증가로 인해 수지 매트릭스와 가공조제간의 충분한 혼합을 위해 분산제를 추가적으로 사용하여야 하는 등의 문제가 있으며 또 열가소성 수지중합체인 충격보강제와의 상용성을 부여하여 내충격성을 향상시키고, 충진제 등 가공조제의 분산성을 향상시켜 기계적 물성을 개선시키는 기술로서, PVC수지와 충격보강제와의 상용성을 부여하고 기능성 필러의 분산성을 증대시켜 수지 매트릭스와의 결합력을 동시에 같이 부여하기가 어려우므로 제한적인 원료사용과 까다로운 배합 및 가공조건으로 인하여 품질 불량발생이 많아 제조원가상승의 요인이 되고 있으며, 또 많은 종류의 서로 다른 물성의 원료가 배합되기 때문에 인장강도 및 압축강도 등 기계적강도가 낮아지는 등의 물성저하가 발생하므로 이러한 단점이 있다.
상기 선행기술들의 단점을 해결하기 위하여 수지조성을 달리하면서 충격흡수층과 경질층, 외층과 내층 또는 중간층의 재질과 물성을 달리하여 다층으로 공압출 가공하는 방법도 있으나, 이러한 공압출 다층가공의 경우는 층간 물질간의 계면결합 한계범위를 넘어 각층의 성분이나 물성차이를 크게 하거나 수지의 종류를 층별로 다르게 적용하기가 곤란하여 인장강도, 굴곡강도 및 내충격성 향상에 한계를 가지고 있다.
다층으로 이루어진 수도관과 관한 선행기술로 예를 들면, 국내 등록특허공보 등록번호 10-0877201호에 PVC 와 CPVC 혼합수지에 안정제 항균제 등 보조제를 조합하여 3중벽으로 이루어진 내충격성 합성수지 수도관을 개시하고 있으며, 이는 물성이 상이한 수지조성물에 의한 고인장성 내충격성 합성수지 수도관에 관한 것이며, 또 국내 등록특허공보 등록번호 10-0969655호에는 3중관의 외부층 및 내부층의 재질이 PVC, 복합열안정제, MBS계 충격보강제, 제올라이트, 질석, 인산염계 화합물, 활제 및 이산화티탄을 조합한 수지조성물로 이루어진 항균성 PVC 수도관을 개시하고 있으나, 이는 항균 등의 기능성 첨가제를 PVC에 조합 사용하여 항균기능을 개선한 PVC 수도관에 관한 것이다.
본 발명은 폴리염화비닐수지에 조합되는 열가소성 층격보강제, 섬유보강제 및 무기충진제의 분산성 및 상용성을 부여함과 동시에 계면결합력을 향상시키는 카플링제를 조합한 염화비닐수지 조성물을 이용하여 3중관 구조의 폴리염화비닐수지관을 제작함으로써 폴리염화비닐수지관의 인장강도 및 굴곡강도를 향상시키는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 아라미드 섬유로 보강된 폴리염화비닐수지 조성물을 이용하여 인장강도 및 굴곡강도를 개선시킨 폴리염화비닐수지관의 제조방법에 목적이 있으며, 보다 상세하게는 충격보강제, 아라미드섬유, 폴리염화비닐수지 매트릭스의 분산성 및 상용성 개선과 충전제의 결합성을 향상시키는 상용화제 및 커플링제의 기능을 동시에 갖는 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물을 조합한 염화비닐수지 조성물을 이용하여 내, 외부로부터의 압력과 충격에 의한 변형을 최소화할 수 있는 인장강도 및 굴곡강도를 개선시킨 3층 구조의 폴리염화비닐수지관의 제공을 목적으로 하는 것이다.
본 발명이 목적하고 있는 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관(PVC Pipe)은 외층(1)과 내층(3) 사이에 보강층(2)을 형성시킨 3층 구조로 이루어지며, 상기 외층(1) 및 내층(3)은 다같이 염화비닐수지 100중량부에 대하여 충격보강제 1 ~ 20중량부, 탄산칼슘 1 ~ 15중량부, 무수말레인산크라프트폴리염화비닐 공중합물 커플링제 1 ~ 20중량부, 안정제 1 ~ 10중량부 및 가공조제 0.1 ~ 8중량부로 조성된 염화비닐수지조성물로 이루어진다.
또 상기 보강층(2)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 아라미드섬유 1 ~ 30중량부, 충격보강제 1 ~ 20중량부, 탄산칼슘 1 ~ 15중량부, 무수말레인산크라프트 폴리염화비닐공중합물 커플링제 1 ~ 30중량부, 안정제 1 ~ 10중량부 및 가공조제 0.1 ~ 8중량부로 조성된 염화비닐수지조성물로 이루어진다.
본 발명에 따른 폴리염화비닐수지는 일반적으로 관 내지 수도관 성형용으로 사용되는 폴리염화비닐수지이면 적당하고, 특별히 제한하지 않으며, 중합도가 너무 낮으면 인장강도나 경도가 떨어지게 되고 반대로 중합도가 너무 높으면 가공성이 떨어지므로 중합도 500 ~ 2500의 폴리염화비닐수지를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 3층 구조의 폴리염화비닐수지관에 있어서, 보강층(2)에만 조성되는 아라미드섬유는 직경 5 ~ 14㎛, 길이 0.1 ~ 6mm의 아라미드섬유를 사용하는 것이 바람직하며, 너무 작은 직경의 섬유는 고가로서 제조 원가면에서 불리하고 물성강화 효과도 미미하며, 너무 큰 직경의 섬유도 분산성이 떨어져 강도증진의 효과가 떨어진다.
또 본 발명의 아라미드섬유는 폴리염화비닐수지 매트릭스와의 결합력강화를 위해 표면 처리된 아라미드섬유를 사용하는 것이 바람직하며, 아라미드섬유의 표면처리에는 화학적 크라프트반응, 표면에칭 및 플라즈마, 근적외선처리 등의 다양한 방법이 있지만, 습도 등 주변 환경에 영향을 받지 않으면서 장기간 보관이 가능하고, 넓은 표면적을 형성시키고 섬유표면에 극성그룹을 형성시켜 수지와의 접착력을 증가시킬 수 있도록 약인산(d-phosphoric acid)으로 표면을 마이크로 에칭한 것이 바람직하다.
상기 인산에 의한 아라미드 섬유의 표면에칭은 인산농도 0.2 ~ 5%범위의 에칭액으로 에칭된 것이 적합하며, 고농도의 인산농도에 의한 과에칭 시에는 접착력은 증가하지만 상대적으로 인장강도와 충격강도가 떨어지는 불리한 점도 있다.
상기 본 발명에 따른 충격보강제는 수지에 탄성을 부여하여 내충격성을 보강하기 위하여 조합하는 성분이며, 메틸메타크릴레이트 부타디엔 스티렌 공중합체(MBS), 염소화폴리에틸렌(CPE), 에틸렌비닐아세테이트계(EVA) 및 아크릴계 보강제로부터 1 또는 2이상 성분을 혼합하여 사용한다.
그리고 본 발명에 따른 상기 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물 커플링제는 아라미드섬유 및 상기 본 발명에서 선택 사용하는 충격보강제인 메틸 메타크릴레이트 부타디엔 스티렌(MBS), 염소화폴리에틸렌(CPE) 등과 염화비닐수지와의 상용성을 향상시킴과 동시에 탄산칼슘과 같은 극성을 가지는 충진제와 폴리염화비닐수지 매트릭스 계면에서 강한 결합을 부여하기 위하여 조합하는 성분으로서 상용화제와 커플링제의 기능을 동시에 갖는 성분이다.
상기 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물(maleic anhydride grafted polyvinylchloride; PVC-g-MAH)은 폴리염화비닐과 무수말레인산을 용액크라프트 중합반응에 의해 제조되며, 본 발명에서는 무수말레인산 함량이 1 ~ 7%범위인 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물을 사용한다.
상기 본 발명에 따른 외층(1), 보강층(2) 및 내층(3)으로 구성된 3층 구조의 폴리염화비닐수지관은 상기한 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물(maleic anhydride grafted polyvinylchloride; PVC-g-MAH) 커플링제의 조합에 의해 아라미드섬유, 충격보강제, 탄산칼슘, 가공조제가 혼련 및 용융과정을 통하여 염화비닐수지 매트릭스에 골고루 분산되고 강하게 결합되면서 인장강도 및 굴곡강도가 향상되는 효과를 나타낸다.
상기 본 발명에 따른 외층(1), 보강층(2) 및 내층(3)으로 구성된 3층 구조의 폴리염화비닐수지관은 상기한 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물(maleic anhydride grafted polyvinylchloride; PVC-g-MAH) 커플링제의 조합에 의해 아라미드섬유, 충격보강제, 탄산칼슘, 가공조제가 혼련 및 용융과정을 통하여 염화비닐수지 매트릭스에 골고루 분산되고 강하게 결합되면서 인장강도 및 굴곡강도가 향상되는 효과를 나타낸다.
또한 본 발명의 상기 폴리염화비닐수지 조성물에 첨가되는 열안정제, 가공조제는 PVC 성형체를 제조할 때 일반적으로 사용하는 첨가제이며, 특별히 제한하는 것은 아니다. 예를 들면, 안정제는 열에 대한 안정성을 높임으로써 착색, 분해를 방지하는 역할을 하는 성분으로, 본 발명에서는 활제가 포함된 Pb계, Ca-Zn계, Tin계의 복합안정제를 사용하여 가공시 마찰열의 발생을 억제하고, 이형을 용이하게 하며 또 가공조제는 수지의 겔링을 촉진하는 역할을 하는 성분으로 본 발명에서는 아크릴계 가공조제를 사용하며, 그 외에 본 발명에서는 필요에 따라 안료를 첨가할 수도 있다.
그리고 본 발명에 따르는 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관은 다층공압출성형기를 이용하여 압출 성형하며, 제조과정은 혼련단계, 1차냉각단계, 압출단계, 2차냉각단계로 이루어진다.
혼련단계에서는 상기 본 발명에 따른 내층, 외층과 보강층을 이루는 폴리염화비닐수지 조성물의 조성이 상이하므로 각각 별도로 원료를 배합하여 헨셀믹서기(수퍼믹서)에 의해 혼련하며, 고속으로 혼련하는 과정에 원료들의 마찰열이 발생함에 따라 혼련장치 내의 온도가 상승하여 수지를 연화시키면서 균일한 조성으로 혼합되며, 100 ~ 160℃의 온도범위에서 5 ~ 30분 동안 혼련하는 것이 바람직하며, 혼련온도 및 혼련시간이 상기 조건을 벗어나면, 온도가 지나치게 상승하여 수지가 분해되거나 혼련이 불완전하여 성형물의 물성이 떨어진다.
상기 1차 냉각단계은 혼련된 고온의 수지조성물을 냉각시키는 공정으로 냉각에 의해 수지조성물이 고형화되므로 운반 등의 작업이 보다 용이하며, 40 ~ 60℃ 수준으로 온도를 낮추기 위해서 10 ~ 20분 정도의 시간이 소요된다.
또 압출단계는 본 발명에 따른 수지조성물을 압출하여 관(pipe)의 형태로 성형하는 공정이며, 아라미드섬유를 포함하는 폴리염화비닐수지조성물이 중간층을 이루도록 하면서, 각 층을 구성하는 수지조성물을 다층공압출성형기를 이용하여 공압출한다.
상기 성형단계에서는 수지조성물이 고형화된 상태이므로 연화시키기 위하여 가열이 필요하며, 온도가 지나치게 높으면 수지가 분해될 수 있고 너무 낮으면 연화가 불충분할 수 있으므로 160 ~ 200℃ 온도로 가열하는 것이 바람직하고, 압출속도가 너무 느리거나 너무 빠를 경우에는 작업시간이 오래 걸리거나 성형물의 형태가 균일하지 못할 수 있으므로, 300 ~ 500kg/h의 속도로 압출하는 것이 바람직하다.
2차냉각단계는 압출성형물을 냉각하고 필요한 크기로 절단하여 폴리염화비닐수지관을 완성하는 공정이다.
상기한 본 발명의 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관은 보강층에만 아라미드 섬유가 조성된 폴리염화비닐수지관을 제조하는 것으로 이루어진 것이지만, 필요에 따라 내층, 외층에도 아라미드 섬유를 조합한 수지조성물을 이용하여 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관을 제조하는 것도 본 발명에 포함된다.
본 발명에 따른 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관은 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물 커플링제를 사용하여 폴리염화비닐수지혼합물의 상용성을 향상시킴과 동시에 아라미드섬유와 충격보강제 및 충진제가 폴리염화비닐수지 매트릭스와 강한 결합력을 가지도록 함으로써 높은 인장강도 및 굴곡강도를 갖도록 성형된 3층구조의 폴리염화비닐수지관을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴리염화비닐수지 조성물에 조합되는 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물 커플링제는 상용화제 및 커플링제의 기능을 동시에 나타내므로 아라미드섬유, 충격보강제 및 충진제와 폴리염화비닐수지 매트릭스와의 강한 결합력에 의해 높은 인장강도 및 굴곡강도를 나타내므로 높은 인장강도 및 굴곡강도를 필요로 하는 여려 종류의 합성수지 제품에 폭 넓게 적용할 수 있는 특징이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관을 개략적으로 나타낸 사시도.
아래에서는 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명에 따른 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관을 개략적으로 나타낸 사시도로서, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 염화비닐수지관(PVC Pipe)은 외부층(1), 보강층(2) 및 내부층(3)로 이루어져 있다.
<실시예1>
상수관 제작을 위한 성형용조성물로 아래 [표 1]에 제시한 배합비의 수지조성물1에 안료(TiO) 1 중량부 첨가하여 20분 동안 혼련한 후, 약 15분 동안 냉각하여 약 50℃의 고형조성물을 제조하여, 또 성형조성물로 수지조성물2를 동일한 조건 및 방법에 의해 고형조성물을 제조하였다.
상기에서 제조된 수지조성물1을 내층, 외층의 성형용조성물로 하고, 수지조성물2를 보강층의 성형용조성물로 하여 다층공압출성형기에 내층, 외층, 보강층 용으로 상기 성형조성물을 각각 투입하고, 약 180℃로 가열한 후 400kg/h의 속도로 공압출 한 다음, 냉각하여 3층 구조의 폴리염화비닐수지관을 제조하였다.
<실시예 2>
아래 [표 1]에 제시한 배합비의 수지조성물1을 내층 및 외층의 성형용조성물로 하고, 수지조성물3을 보강층 성형용조성물로 하여 상기 실시예1과 동일한 방법으로 3층 구조의 폴리염화비닐수지관을 제조하였다.
<비교예 1, 2>
아래 [표 1]에 제시한 배합비의 수지조성물1을 내층 및 외층의 성형용조성물로 하고, 수지조성물4 및 5를 각각 보강층 성형용조성물로 하여 상기 실시예1과 동일한 방법으로 3층 구조의 폴리염화비닐수지관을 제조하였다.
<시험예>
본 발명에 따른 상기 3층 구조의 아라미드 섬유 보강 폴리염화비닐수지관에 대한 내층, 외층 및 보강층의 비교시험을 위하여 상기 <실시예1, 2> 와 <비교예1, 2>에서 제작한 3층구조의 폴리염화비닐수지관에 대해서 물성(인장강도 및 굴곡강도)을 시험하고, 그 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다.
<시험예>의 물성시험에 있어서 인장강도는 KSM 3401에 따라, 굴곡강도는 ASTM D790(test speed:1.3mm/min)에 따라 측정하였다.
| 구분 | 실시예1 | 실시예2 | 비교예1 | 비교예2 |
| 인장강도(kg/cm2) | 475 | 469 | 461 | 431 |
| 굴곡강도(kg/cm2) | 1262 | 1192 | 1152 | 1123 |
상기 [표 1] 및 [표 2]에 나타난 바와 같이, 보강층에 아라미드섬유를 포함(배합)하는 염화비닐수지조성물(실시예 1, 2 및 비교예 1)을 사용하여 제조한 폴리염화비닐수지관이 아라미드섬유가 포함(배합)되지 않은 폴리염화비닐수지관(비교예 2)에 비하여 인장강도와 굴곡강도가 우수하지만, <비교예 1>과 같이 아라미드섬유가 포함(배합)된 경우에도 무수말레산이 크라프트된 폴리염화비닐 공중합물(PVC-g-MAH)를 배합하지 않은 수지관에서는 인장강도와 굴곡강도가<실시예1> 및 <실시예2>에 비하여 낮게 나타나는 결과로 부터 무수말레산이 크라프트된 폴리염화비닐 공중합물(PVC-g-MAH)를 커플링제로 사용함으로써 충격보강제 및 아라미드섬유와 폴리염화비닐수지 매트릭스간의 상용성 및 결합력이 향상되고 충진제인 탄산칼슘의 분산성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 염화비닐수지조성물로 열가소성 충격보강제, 아라미드섬유 및 충진제의 상용성을 개선하면서 충진제와 염화비닐수지 매트릭스와의 강한 결합력을 가지도록 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물을 커플링제로 배합한 수지조성물을 보강층으로 하여 3층구조의 폴리염화비닐수지관을 제조할 경우 인장강도 및 굴곡강도를 향상시키는 효과를 달성하는 것을 알 수 있다.
1 : 외층 2 : 보강층 3: 내층
Claims (7)
- 외층(1)과 내층(3) 사이에 보강층(2)을 형성시킨 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관(PVC Pipe)에 있어서.
a). 상기 외층(1) 및 내층(3)은 다같이 염화비닐수지 100중량부에 대하여, 충격보강제 1 ~ 20중량부, 탄산칼슘 1 ~ 15중량부, 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물 커플링제 1 ~ 20중량부, 안정제 1 ~ 10중량부 및 가공조제 0.1 ~ 8중량부로 조성된 염화비닐수지조성물로 이루어지며,
b). 상기 보강층(2)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여, 아라미드섬유 1 ~ 30중량부, 충격보강제 1 ~ 20중량부, 탄산칼슘 1 ~ 15중량부, 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물 커플링제 1 ~ 30중량부, 안정제 1 ~ 10중량부 및 가공조제 0.1 ~ 8중량부로 조성된 염화비닐수지조성물로 이루어진 것을 특징으로 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관. - 청구항 1에 있어서, 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물의 무수말레인산의 함량이 1 ~ 7%인 것을 특징으로 하는 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관.
- 청구항 2에 있어서, 아라미드섬유는 표면을 마이크로 에칭처리한 직경 5 ~ 14㎛, 길이 0.1 ~ 6mm인 것을 특징으로 하는 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관.
- 외층(1)과 내층(3) 사이에 보강층(2)을 형성시킨 3층 구조를 갖는 폴리염화비닐수지관의 제조방법에 있어서,
a). (ⅰ)상기 외층(1) 및 내층(3)은 다같이 염화비닐수지 100중량부에 대하여, 충격보강제 1 ~ 20중량부, 탄산칼슘 1 ~ 15중량부, 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물 커플링제 1 ~ 20중량부, 안정제 1 ~ 10중량부 및 가공조제 0.1 ~ 8중량부로 조성된 염화비닐수지 조성물로 이루어지고,
(ⅱ). 상기 보강층(2)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여, 아라미드섬유 1 ~ 30중량부, 충격보강제 1 ~ 20중량부, 탄산칼슘 1 ~ 15중량부, 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물 커플링제 1 ~ 30중량부, 안정제 1 ~ 10중량부 및 가공조제 0.1 ~ 8중량부로 조성된 염화비닐수지 조성물로 이루어지며,
(ⅲ). 상기 외층(1) 내층(3) 및 보강층(2)의 염화비닐수지 조성물을 각각 별도로 배합 및 혼련하여 외부층(1), 내층(3) 및 보강층(2)의 성형조성물을 얻는 혼련단계;
b). 상기 혼련된 외부층(1), 내층(3) 및 보강층(2) 각각의 성형조성물을 냉각하여 고형화하는 1차 냉각단계;
c). 고형화된 외부층(1), 내층(3) 및 보강층(2) 각각의 성형조성물들을 160~200℃로 가열한 후 공압출하여 외부층(1), 내층(3) 및 보강층(2)의 3층 구조를 갖는 관형상으로 압출 성형하는 성형단계 및
d). 3층 구조를 갖는 관형상으로 성형된 성형물을 냉각하고 절단하는 2차 냉각단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관의 제조방법. - 청구항 4에 있어서, 상기 혼련단계는 100 ~ 150℃의 온도에서 5~30분 동안 혼련하고, 1차 냉각단계에서는 40 ~ 60℃로 냉각하고, 압출성형단계는 300 ~ 500kg/h의 속도로 압출하는 것을 특징으로 하는 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관의 제조방법.
- 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 무수말레인산 크라프트 폴리염화비닐 공중합물의 무수말레인산의 함량이 1 ~ 7%이고, 아라미드섬유는 직경 5 ~ 14㎛, 길이 0.1 ~ 6mm인 것을 특징으로 하는 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관의 제조방법.
- 청구항6에 있어서, 아라미드섬유는 표면을 마이크로 에칭 처리한 직경 5 ~ 14㎛, 길이 0.1 ~ 6mm인 것을 특징으로 하는 3층 구조를 갖는 아라미드섬유 보강 폴리염화비닐수지관의 제조방법.
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