KR101424517B1 - 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

충격강도 및 인장 강도와 같은 기계적 강도를 유지하면서 소음을 차단하고, 정수, 보온 및 단열 효과를 구비한 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법에 관한 것으로, (a) 합성수지 및 첨가제를 용융기에 투입하여 혼합하는 단계, (b) 상기 용융기에 의해 용융된 용융물을 압출기에 의해 압출하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 압출된 용융물을 성형하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 성형된 파이프를 냉각하는 단계, (e) 상기 파이프의 내면을 코팅하는 단계 및 (f) 상기 단계 (e)에서 코팅된 파이프를 소정 길이만큼 절단하는 단계를 포함하고, 상기 합성수지는 폴리 염화비닐 수지(Polyvinyl chloride)이고, 상기 첨가제는 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부에 대해, 실리카 3~5 중량부, 납계 복합안정제 2~3 중량부, 칼슘계 단품 안정제 0.5~1 중량부, 가공조제 1~4 중량부, 충격 보강제 2~5 중량부, 마이카 10~30 중량부를 포함하는 구성을 마련하여, 유체의 이동에 의한 소음을 차단하며, 보온 및 단열 효과가 얻어진다.

Description

소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법{Water and sewage pipe for noise reduction amd manufacture method thereof}

본 발명은 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 충격강도 및 인장 강도와 같은 기계적 강도를 유지하면서 소음을 차단하고, 정수, 보온 및 단열 효과를 구비한 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 식수를 공급하는 수도관은 주철관 또는 아연관 등의 금속관을 사용하고 있으며, 이러한 금속관은 오랜 기간 사용할 경우 관의 내벽에 발생하는 녹으로 인하여 내벽이 부식되고 녹은 식수에 혼입되어 식수를 오염시킴으로써 식수를 위생적으로 공급하는데 많을 문제점을 발생시키고 있을 뿐 아니라, 금속관은 설치작업 및 운반 시에 과중한 무게로 인하여 작업성이 나쁘다.

상기와 같은 문제점은 금속관보다 강도면에서 약한 합성 수지제 수도관의 내충격성을 개선한 올레핀계의 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리염화비닐(PVC) 수지로 제조된 수도관으로 대체하여 사용함으로써 해결할 수 있으나, 합성 수지제 수도관 역시 물을 저속으로 흘리거나 장기 체류하는 경우에는 대장균과 같은 유해 미생물의 번식으로 인하여 악취를 발생시켜 불쾌감을 주거나 심한 경우 설사, 장염, 식중독을 일으킬 수 있으므로 합성 수지제로 수도관을 제작할 때 항균성을 부여하는 기술들이 개발되어 있다.

또한 상수 또는 하수를 이송하는 파이프 및 상기 파이프를 서로 연결시켜 주는 파이프이음관은 경질의 PVC로 형성되어 있다.

종래의 파이프 및 파이프이음관은 단면이 원통형으로 되는 파이프와 엘보형 이음관, Y형 이음관, 45도 엘보형 이음관, LT 또는 YT형 이음관 등 다양한 형상 모양으로 된 파이프이음관이 알려져 있다.

상기와 같은 파이프와 각종 파이프이음관들은 유체(상수 또는 하수)를 송출시킬 때에 유체가 벽면과 충동하면서 소음이 발생하고, 그 소음에 의해 파이프에서는 공진 현상이 발생하여 파이프의 내부에서 발생하는 소음보다 더욱 커진 소음이 외부에 전달된다.

이와 같이 염화비닐 수지를 이용하여 제조된 파이프의 경우에 가격이 저렴하고 시공이 용이하며 내 화학성이 뛰어나 다양한 분야의 배수관 용도로 사용되고 있다. 하지만, 기존의 일반 배수관용 자재(KS M 3401 상 VG2 )가 공동주택 등의 배관 재료로 사용될 경우에 발생되는 배수 소음의 정도는 건물 입주자에게 업무 능률의 저하 및 수면 방해 등 정신적, 육체적 고통을 주고 있으며 심각한 경우에는 입주자와 시공회사 간 분쟁의 원인이 되고 있다.

근자에는 더욱 안락한 생활을 추구하려는 정서에 따라 소음에 대한 관심이 증가하고, 더불어 소음 감소에 대한 심각성과 관심이 증폭되고 있다.

이러한 문제의 해결을 위해, 주거 건물 내 배수 입상관의 경우는 유리 섬유나 암면 등의 흡음 재료나 스티로폴, 우레탄 폼 칠 등의 방법으로 배수관을 감싸게 하여 관을 통해 방사되는 소음을 줄이는 방법 등이 활용되고 있으나, 이러한 방법은 소음 감쇄 효과에 비해 비용이 많이 들고 배수관을 감싸는 것에 노력이 많이 소모되어 시공성이 떨어지는 단점을 갖고 있으며 소음 감쇄 효과도 250Hz 이상의 중,고 음역에서만 이루어지고, 그 이하의 저음 영역에서는 효과가 없어 실제적 효과는 적다고 할 수 있다.

이러한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 다층구조 파이프에 있어서, 염화비닐수지에 비중 2 이상의 고비중 충진제가 충진된 내벽층, 염화비닐수지에 가소제와 비중 2 이상의 고비중 충진제 및 발포제를 함유시켜 발포시킨 연성 연성발포층인 중간층, 염화비닐 수지에 비중 2 이상의 고비중 충진제가 충진된 외벽층을 포함하는 다층 구조 파이프에 대해 개시되어 있다.

또 하기 특허문헌 2에는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부층(1) 및 내부층(3)의 재질로는 PVC 100 중량부, 복합열 안정제 2~6 중량부, MBS계 충격 보강제 3~8중량부, 제올라이트 1~3 중량부, 질석 1~8 중량부, 인산염계 화합물 0.1~2 중량부, 활제 0.2~3 중량부, TiO₂ 0.5~2 중량부로 조성되고, 중심층(2)의 재질로는 PVC 100중량부, 복합열 안정제 2~6 중량부, MBS계 충격 보강제 0~2 중량부, CaCO₃ 0.1~5 중량부, 활제 0.2~3 중량부, TiO₂ 0.5~2 중량부로 조성되는 항균성 PVC 수도관에 대해 개시되어 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0520128호(2005.09.30 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-0969655호(2010.07.05 등록)

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 중간층에 사용되는 조성물을 그 구체적인 조성 없이 단순히 돌가루 또는 재활용 합성수지를 사용한다고만 기재되어 있어, 실제의 구현가능성 및 효과에 의구심이 있다.

또한, 내피층 및 외피층을 폴리에틸렌 재질로 하고, 중간층은 폐비닐 등을 소재로 하는 재생 수지로 형성된 삼중관이 제안되어 있으나, 서로 다른 재질의 삼중 구조로 이루어짐으로써 외부환경에 의해 내피층 및 외피층이 쉽게 분리되는 현상이 발생하고, 뿐만 아니라 외부의 충격이나 내압 등에 의해 쉽게 파손되며, 구조적 및 재질적 특성으로 인해 기능성 및 내구성에 한계가 있으며, 소음 차단효과를 거의 기대할 수 없다는 것이다.

또한 상술한 바와 같이 3중 관으로 구성하므로, 그 제조비용이 증가한다는 문제도 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 고층 및 일반건축물 내의 물의 흐름에 따른 소음공해를 차단할 뿐만 아니라 정수 및 항균 성능을 구비한 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 충격강도가 강화되고 보온 및 단열효과를 구비한 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상하수도관의 색상을 아이보리 색상과 같은 다양한 색상을 적용함으로써 외관이 미려하여 다용도로 사용할 수 있는 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관의 제조방법은 (a) 합성수지 및 첨가제를 용융기에 투입하여 혼합하는 단계, (b) 상기 용융기에 의해 용융된 용융물을 압출기에 의해 압출하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 압출된 용융물을 성형하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 성형된 파이프를 냉각하는 단계, (e) 상기 파이프의 내면을 코팅하는 단계 및 (f) 상기 단계 (e)에서 코팅된 파이프를 소정 길이만큼 절단하는 단계를 포함하고, 상기 합성수지는 폴리 염화비닐 수지(Polyvinyl chloride)이고, 상기 첨가제는 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부에 대해, 실리카 3~5 중량부, 납계 복합안정제 2~3 중량부, 칼슘계 단품 안정제 0.5~1 중량부, 가공조제 1~4 중량부, 충격 보강제 2~5 중량부, 마이카 10~30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관의 제조방법에 있어서, 상기 충격 보강제는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene terpolymer) 또는 MBS(Methacrtlate Butadiene Styrene)계열의 충격 보강제인 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관의 제조방법에 있어서, 상기 단계 (e)에서의 코팅액은 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부에 대해,황토 1~5 중량부, 맥반석 1~5 중량부, 숯 1~5 중량부, 수계 은 함유용액 0.01~1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관의 제조방법에 있어서, 상기 상하수도관은 원통형 파이프, 타원형 파이프, 난형관, 이음관 중에서 어느 하나이며, 상기 이음관은 엘보형 이음관, Y형 이음관. 45도 엘보형 이음관, LT 또는 YT형 이음관 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관은 상술한 바와 같은 소음 차단용 상하수도관의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법에 의하면, 충격 보강제가 함유된 소음 차단용 상하수도관을 단층으로 마련하는 것에 의해서도 충격강도를 강화시킬 수 있고, 판상 구조로 갖는 마이카를 포함하므로 유체의 이동에 의한 소음을 차단하며, 보온 및 단열 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법에 의하면, 상기 상하수도관의 내부에 황토, 맥반석, 숯, 수계 은을 코팅하므로, 상하수도관을 상수관으로 사용하는 경우, 정수 및 항균 성능을 달성할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법에 의하면, 단층으로 마련되므로 종래의 3중 관의 제조 비용에 비해 저렴하게 제조할 수 있다는 효과도 얻어진다.

도 1은 종래의 3층 구조의 파이프의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 소음 차단용 상하수도관의 구조를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관의 제조방법을 설명하기 위한 공정도,

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 소음 차단용 상하수도관의 구조 및 그 제조 방법을 도면에 따라서 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 예에 따른 소음 차단용 상하수도관의 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관(100)은 합성수지 및 첨가제를 용융기에 투입하여 혼합하는 단계(S10), 상기 용융기에 의해 용융된 용융물을 압출기에 의해 압출하는 단계(S20), 상기 단계 S20에서 압출된 용융물을 성형하는 단계(S30), 상기 단계 S30에서 성형된 파이프(10)를 냉각하는 단계(S40), 상기 파이프(10)의 내면을 코팅하는 단계(S50) 및 상기 단계 S50에서 코팅된 파이프(10)를 소정 길이만큼 절단하는 단계(S60)에 의해 제조된다.

상기 단계 S10에서는 먼저 합성수지 및 첨가제를 용융기에 함께 투입한다. 본 발명에 적용되는 용융기는 예를 들어 합성수지 및 첨가제를 수용하는 원료 호퍼 및 고온 고압으로 혼합하는 믹싱 모듈을 구비하며, 상기 믹싱 모듈에 의해 고온 고압으로 믹싱하여 혼합되어 압출기로 공급된다.

상기 본 발명에 사용되는 합성수지는 폴리 염화비닐 수지(Polyvinyl chloride)를 사용한다. 상기 폴리 염화비닐(Polyvinyl Chloride)은 염화비닐의 단독중합체 및 염화비닐을 50% 이상 함유한 혼성중합체(混成重合體)로서, 결정성이 낮고, 가공 시 접착이 어려운 특징이 있지만, 연질 제품으로서 포장용·농업용 등의 시트나 필름에 사용되고, 경질 제품에서는 압출성형에 의한 수도관의 제조에 사용된다.

소음 차단용 상하수도관(100)은 유체의 이동에 의한 소음을 차단하고 강도를 유지하도록 첨가제를 사용하며, 상기 첨가제는 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부에 대해, 실리카 3~5 중량부, 납계 복합안정제 2~3 중량부, 칼슘계 단품 안정제 0.5~1 중량부, 가공조제 1~4 중량부, 충격 보강제 2~5 중량부, 마이카 10~30 중량부를 포함한다.

이와 같은 소음 차단용 상하수도관(100)은 통상의 원통형 파이프 또는 타원형 파이프 및 난형관을 들 수 있고, 이음관으로 사용하는 경우, 엘보형 이음관, Y형 이음관, 45도 엘보형 이음관, LT 또는 YT형 이음관 등에 적용 가능하다.

본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관(100)은 파이프(10) 내로 유체가 이송되면, 파이프(10)의 내면과 충돌하여 발생하는 소음이 파이프(10)를 통과하면서 흡수되어 소멸하도록, 충격 보강제가 함유되고 PVC로 형성된다.

상기 실리카는 파이프(10)가 내열, 내열충격, 내약품성을 유지하도록 함유되며, 폴리 염화비닐 수지 100 중량부에 대해, 3~5 중량부 포함되게 한다. 이와 같은 실리카의 함량이 3 중량부 미만 포함하면 내열성이 저하되고, 5 중량부를 초과하면 파이프의 경도가 지나치게 경화될 염려가 있기 때문이다. 이와 같은 실리카는 4 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 충격 보강제가 함유된 파이프(10)는 열가소성 플라스틱의 하나인 통상의 PVC(Polyvinyl chloride: '폴리염화비닐', '염화비닐수지')에 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene terpolymer)또는 MBS(Methacrylate Butadiene Styrene)계열의 충격 보강제를 첨가한 것으로 형성할 수 있다. 또는 특허등록공보 제10-0521005호에 기재된 '폴리염화비닐수지 조성물의 제조방법 및 폴리염화비닐 수지 조성물'을 이용하여 형성할 수도 있다.

상기 특허등록공보 제10-0521005호에는 폴리 염화비닐 수지 100 중량부, 납계 복합안정제 2~3 중량부, 칼슘계 단품안정제 0.5~1 중량부, 가공조제 1~4 중량부, 나노 크기의 경탄 1~5 중량부, 일반 경탄(코팅 1 micron ) 3~5 중량부, 충격보강제 2~5 중량부로 조성된 내충격성 및 인장 강도가 현저히 증가된 나노크기 경탄이 일정 비율로 첨가시킨 것에 대해 기재되어 있다. 이에 따라, 높은 인장 강도와 내충격성을 가진 우수한 물리적 특성과 가공성을 지니며, 소량의 나노 크기를 가진 경탄을 함유함으로써, 높은 인장 강도 및 내충격성 등의 물리적 특성을 얻을 수 있다.

또한, 상기 파이프(10)에 첨가되는 마이카(mica)는 서로 반복적으로 중첩되어 있으므로, 소음이 파이프(10)를 통과할 때에 중첩되어 있는 마이카(mica)에 의해 차단(소멸) 된다. 이를 위해 상기 마이카는 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부에 대해, 10~30 중량부 포함되게 한다. 이와 같은 마이카의 함량이 10 중량부 미만 포함하면 흡음성이 저하되고, 30 중량부를 초과하면 파이프의 경도가 지나치게 경화될 염려가 있기 때문이다. 이와 같은 마이카는 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 마이카의 판상 구조는 수평방향의 크기가 수직방향의 크기보다 큰 입단구조를 가진 구조로서, 층층이 쌓인 퇴적물이 판을 이루는 구조이다.

또 상기 마이카는 돌 비늘이라고도 하며, 보통은 육각 판상의 결정형을 이루고 있으며, 또한 인상, 섬유상, 주상을 이루며, 어느 형태나 밑면에 완전한 쪼개짐이 있어서 아주 엷게 벗겨지며, 광물 중에서 가장 쪼개짐이 완전하며, 쪼개진 조각은 탄력이 강한 것으로 알려져 있다.

마이카의 화학성분은 매우 복잡하여, X2Y4~6Z802(OH,F)4의 화학식을 가진 층상 규산염광물로서, X=K,Na,Ca,12배위, Y=Fe,Mg,Al,Ti,Li, 6배위, Z=Si,Al, 4배위이며, 굳기 2.5~4, 비중 2. 75~3.2이다. 쪼개짐이 한 방향으로 완전하다. 황색, 갈색, 녹색 등을 띠며, 흑색 광택이 있다. 성분이나 그 밖의 성질에 따라 백운모, 소다운모, 흑운모, 금운모, 홍운모, 진발다이트 등으로 대별된다.

이러한 마이카는 용도도 달라서, 백운모는 내화성이 강하고 전기의 부도체이므로, 전기절연물, 내화재 특히 난로의 창 등에 사용되며, 분말은 은백색으로 번쩍이므로, 금은니로 이용된다. 금운모도 질이 좋은 것은 백운모와 마찬가지로 쓰인다.

상기와 같이 판상 구조를 갖는 마이카를 포함하는 파이프(10)에서는 유체를 이송시킬 때에 외부로 방출되는 소음이 감소됨을 확인(측정)할 수 있었다.

다음에 상기 용융기에서 용융된 용융물은 미리 설정된 파이프의 직경에 대응하여 마련된 압출기에 의해 압출된다(S20). 이러한 압출기 예를 들어 전동 기어, 스크루 및 배출 다이가 마련되며, 예를 들어 소정의 파이프 길이에 대응하는 시간 동안만 작동되는 구조를 채택할 수도 있다.

상기 단계 S20에서 압출된 용융물은 원하는 요구 조건에 대응하는 파이프를 형성하도록 프레임 내에서 성형된다. 상기 설명에서는 입출 단계S20와 성형 단계S30를 분리하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 압출과 성형을 동시에 실행하여도 좋다.

그 다음에 단계 S30에서 성형된 파이프(10)를 냉각한다. 이와 같은 냉각은 성형물의 상태를 유지하도록 공랭식으로 실행하는 것이 바람직하다.

그 후, 상술한 바와 같이 냉각된 상기 파이프(10)의 내면을 코팅한다(S50).

즉, 본 발명에서는 상기 파이프(10)를 예를 들어 상수관으로 사용하는 경우, 파이프(10)의 내부에는 정수 및 항균 성능을 달성하기 위해 코팅부(20)가 마련도록 상기 단계 S50을 실행한다.

본 발명에 있어서는 상수도관으로 사용하기 위해 항균 성능 및 정수 기능을 구비하도록, 황토, 참숯, 맥반석 또는 은나노 입자를 부가하여 파이프(10)의 내벽을 코팅한다. 이러한 코팅부(20)를 형성하기 위한 코팅액은 폴리 염화비닐 수지 100 중량부에 대해, 황토 1~5 중량부, 맥반석 1~5 중량부, 숯 1~5 중량부, 수계 은 함유용액 0.01~1 중량부를 포함하는 조성을 마련한다, 즉, 상기 폴리 염화비닐 수지에 상술한 바와 같은 황토, 맥반석, 숯, 수계 은을 함유시켜 교반하여 코팅액을 별도로 마련한다.

즉 본 발명에 있어서는 항균 성능 및 정수 기능을 구비하도록, 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 황토 1-5 중량부를 포함한다.

황토는 표면이 넓은 벌집 구조로 수많은 공간이 복층구조를 이루고 있다. 이 스펀지 같은 구멍 안에는 원 적외선이 다량 흡수, 저장되어 있어 열을 받으면 발산하여 다른 물체의 분자활동을 자극한다.

황토 한 스푼에는 2억 마리의 미생물이 살고 있으며, 노화의 원인인 활성산소 과산화 지질을 환원시키고 분해시켜 해독하는 인체에 유익한 생리 활성 물질인 카리타제라는 활성효소가 가득 들어 있다.

또 본 발명에 있어서는 항균 성능 및 정수 기능을 구비하도록, 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 숯 1-5 중량부를 포함한다.

숯은 일반적으로 1000℃ 이상의 고온에서 탄화시킨 고경도의 활성탄으로서, 사용 목재의 재질에 따라 다소 차이는 있지만, 1/1000mm 정도의 미세기공이 수없이 뚫려 있는데 대개 활성탄 1g 당 총 면적은 250∼300m² 정도로 넓은 입방체이다. 이 미세기공은 수중에 존재하는 유해물질과 악취원인 성분을 흡착시켜 제거하는 기능이 이미 규명되어 수질정화, 식품의 여과, 주정정제, 탈취/탈습 및 전자파 차단 등에 활용되고 있다.

특히 대나무 활성탄 1g에는 현재 사용되고 있는 야자수, 참나무 및 소나무 활성탄에 비하여 약 2∼3배의 미세기공이 존재하고, 또한 활성규산이라는 물질이 포함되어 있어 다른 활성탄에 비하여 우수한 정수, 정제 및 탈취기능을 발휘한다.

이와 같은 활성탄의 우수한 정수·정제 및 탈취효과를 이용한 다양한 수질정화 실례가 국내외적으로 실행되었다. 즉, 국내에서도 먹는 물 관리법 제18조, 동법 시행규칙 제9조에 의거 각종 활성탄을 수질개선 및 정화용으로 사용할 수 있는 '수처리제 제조업(활성탄)'을 허가하고 있고,

또한 본 발명에 있어서는 항균 성능 및 정수 기능을 구비하도록, 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 맥반석 1-5 중량부를 포함한다.

상기 맥반석은 석영 반암(石英班岩), 장석반암류에 속하는 반심성암으로서 구성성분은 지역에 따라 다르며 알카리 장석과 석영을 주성분으로 하고 있으며, 구성물질 및 외관상으로 화강암반과 매우 유사하며 광물질적이다. 이러한 맥반석의 특징은 다공성의 성질을 갖고 있으며 분말 X선 회절법에 의한 성분 분석 결과 여러 물질로 구성된 것으로 판명되었다.

또한 맥반석은 다공성에 의한 인체에 유해한 성분의 흡착 및 여과 작용, 알카리 금속의 이온교환 능력으로 물 중에서 용이하게 중금속류와 같은 금속류 [Pb, Cd,As ,Cr(Ⅵ)]는 흡착하고, 상대적으로 알카리 이온을 용출하는 능력, 원적외선 방출 능력, 악취 탈취 능력, 과채류의 신선도를 유지하는 선도 보전 기능이 있는 것으로 알려져 있으며, 현재에는 물의 정수제, 미용제, 식품 보존제, 목욕탕의 사우나실 재료, 사료와 비료 등으로 사용되고 있다.

이러한 맥반석은 지역에 따라 그 성분이 다르며, 본 발명에서는 경주산을 사용한 맥반석의 성분을 하기 표 1에 나타내었다.

< 표 1 >

본 발명에 따른 상기 폴리염화비닐 수지에 맥반석을 추가하는 것에 의해 상수도관에서 정수 작용을 갖게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 항균 성능 및 정수 기능을 구비하도록, 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 수계 은 함유용액 0.01~1 중량부를 포함한다.

즉 본 발명에 따른 코팅액은 나노 크기의 은을 함유하는 수계 은 함유용액을 포함하며, 이러한 은 성분은 강관의 내부에 우수한 항균성, 내식성 및 밀착성을 부여하는 항균 및 방오 성능을 갖는다.

나노 은은 항균작용을 하는 은 금속이온(Ag+)에 의한 항균 살균 작용으로 인하여 은 금속이온(Ag+)이 직접적으로 세균의 -SH기, -COOH기, -OH기 등과 강하게 결합하여 세균 세포막을 파괴 혹은 교란시키거나, 은에 의한 촉매작용으로 산소가 살균작용을 하는 활성산소로 전환되고 활성산소에 의한 살균작용 메카니즘에 의해 항균기능이 발휘된다.

한편, 은을 나노 크기로 미세화하는 방법으로 은염으로부터 흡착 계면활성제를 이용하여 은을 미세화하는 흡착법과 은염과 기타 고분자를 이용하여 고분자-은 나노복합체로 제조하는 복합체법이 일반적으로 사용된다.

즉, 흡착법에서는 은염 중 은 이온이 은 입자로 환원될 때, 계면활성제에 의해 금속입자의 크기 및 분포가 조절된다. 은 염을 이용한 은 입자 제조시 계면활성제 수용액이 첨가되고, 흡착되는 계면활성제 고유의 성질로 인하여 금속입자가 형성되는 용액 중에서 계면활성제가 형성되는 은 입자 핵의 표면에 흡착되어 은(Ag) 입자 핵사이의 융합이 방지된다. 따라서, 환원된 금속입자가 다른 금속입자 핵 표면에 결합되는 것이 지연 혹은 차단되어 크기 분포가 균일하고 미세한 금속입자가 제조된다. 상기 흡착법에서는 AgNO₃ 등의 은염 및 계면활성제가 사용되며, 히드라진, 리튬알루미늄보로히드라이드, 소디움보로히드라이드 및 에틸렌옥사이드와 같은 금속이온환원제 등이 또한 첨가된다. 이러한 흡착법에 의한 미세 은입자 제조방법은 대한민국 특허등록 10-375525에 상세히 기술되어 있다.

본 발명의 은 함유 용액중에는 입경이 1.0-20㎚인 은(Ag)이 200-100,000ppm, 바람직하게는 1,000-100,000ppm의 농도로 함유된다. 은 함유용액 중 은의 직경이 1.0㎚미만이면 나노 은 제조에 의한 비용상승으로 인하여 바람직하지 못하며, 20㎚를 초과하면 수지에 첨가시 나노 은이 균일하게 분산되지 않아 충분한 항균 효과를 나타내지 못하고, 수지와의 저조한 혼합성으로 인하여 불량한 밀착성 및 내식성을 나타내며, 비용상승의 원인이 된다.

또한 은 함유 용액 중 은 농도가 200ppm미만이면 수지조성물 제조시 수지 대비 은의 농도를 유지하기 위하여 다량의 은 함유용액이 사용되어야 하며, 이로 인하여 수지물성이 손상되어 내식성 및 전도성이 감소된다. 은 농도가 100,000 ppm을 초과하면 나노화된 은이 반응이나 엉김없이 안정되도록 하기 위해 다량의 안정제를 필요로 하며 이로 인하여 강관의 내부의 코팅시 내식성이 감소되므로 바람직하지 않다.

한편 코팅액으로서, 맥반석, 황토 또는 참숯을 1-5 중량부 첨가하는 이유는 다음과 같다.

맥반석, 황토 또는 참숯을 1 중량부 미만으로 하는 경우, 본 발명의 목적으로 하는 정수 효과가 기대치 이상 발휘되지 못하며, 맥반석, 황토 또는 참숯을 5 중량부를 초과하는 경우, 코폴리머에 의한 점성이 떨어지며, 폴리염화비닐 수지에 의한 내식성의 효과가 저하되기 때문이다.

이러한 맥반석, 황토 또는 참숯의 가공에 따른 입자의 크기나 가공 방법은 통상의 정수 기능을 구비하는 장치에 사용되는 방법을 사용하면 충분하므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또한 본 발명에 따른 폴리염화비닐 수지의 코팅액에 있어서 맥반석, 참숯 또는 황토에 의한 정수 효과에 대해서는 공지의 효과에 의해 달성되며, 상술한 바와 같은 조성물의 함량에 대해서는 필요에 따라 가감할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같은 코팅액을 이용한 코팅은 예를 들어, 파이프(10)의 내부용 코팅장치를 마련하는 것에 의해 실현된다. 이러한 파이프 내부용 코팅장치는 상기 단계 S60에서 절단될 파이프의 전체 길이에 걸쳐 내면을 왕복하며 코팅 작업을 할 수 있는 내면 전용 매니퓰레이터(Manipulator)를 마련하는 것에 의해 실현된다. 또, 파이프의 내면에 마련된 분사장치는 파이프의 지름이 큰 경우 상용의 스프레이 건을 사용할 수도 있다.

이와 같은 파이프(10) 내에 코팅되는 두께는 상하수도관의 용도에 따라 가감될 수 있으며, 특별히 한정하는 것은 아니다.

다음에 상기 단계 S50에서 코팅부(20)가 마련된 파이프(10)를 소정의 길이로 절단(S60)하는 것에 의해 본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관(100)이 완성된다.

한편, 상기 황토, 참숯 또는 맥반석을 코팅하는 대신에 통상의 황토, 참숯 또는 맥박석의 분말을 상기 단계 S10에서 폴리염화비닐 수지에 혼합하여 교반하여 파이프(10)를 일체로 형성할 수도 있다.

또한 상기 실시 예에서는 파이프의 냉각 후 코팅하는 구조에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 파이프의 냉각과 동시에 실현하거나, 파이프의 성형 후 코팅을 실행한 다음 냉각하는 구조를 채택하여도 좋다.

또 상기 폴리염화비닐 수지에 있어서 상기 맥반석, 참숯 및 황토의 혼합재를 상기한 바와 같은 중량부를 포함하는 구성으로 하는 것에 의해 상수도의 정수 효과를 달성할 수 있음은 물론이다,

또한 본 발명에 있어서는 상기 단계 S10의 혼합 단계에서 색소를 투입하여 예를 들어, 상하수도관의 색상을 아이보리 색상과 같은 다양한 색상을 적용함으로써 외관이 미려하여 다용도로 사용할 수 있는 소음 차단용 상하수도관을 마련할 수도 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명에 따른 소음 차단용 상하수도관 및 그 제조방법을 사용하는 것에 의해 유체의 이동에 의한 소음을 차단하며, 보온 및 단열 효과가 얻어진다.

10: 파이프
20: 코팅부

Claims (5)

1. (a) 합성수지 및 첨가제를 용융기에 투입하여 혼합하는 단계,
   (b) 상기 용융기에 의해 용융된 용융물을 압출기에 의해 압출하는 단계,
   (c) 상기 단계 (b)에서 압출된 용융물을 성형하는 단계,
   (d) 상기 단계 (c)에서 성형된 파이프를 냉각하는 단계,
   (e) 상기 파이프의 내면에 코팅액을 코팅하는 단계 및
   (f) 상기 단계 (e)에서 코팅된 파이프를 소정 길이만큼 절단하는 단계를 포함하고,
   상기 단계 (a)에서의 합성수지는 폴리 염화비닐 수지(Polyvinyl chloride)이고,
   상기 단계 (a)에서의 첨가제는 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부에 대해, 실리카 3~5 중량부, 납계 복합안정제 2~3 중량부, 칼슘계 단품 안정제 0.5~1 중량부, 가공조제 1~4 중량부, 충격 보강제 2~5 중량부, 마이카 10~30 중량부를 포함하며,
   상기 첨가제 중에서 충격 보강제는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene terpolymer) 또는 MBS(Methacrtlate Butadiene Styrene)계열의 충격 보강제이며,
   상기 단계 (e)에서의 코팅액은 상기 폴리 염화비닐 수지 100 중량부에 대해,황토 1~5 중량부, 맥반석 1~5 중량부, 숯 1~5 중량부, 수계 은 함유용액 0.01~1 중량부를 포함하고,
   상기 코팅액 중에서 수계 은 함유용액은 입경이 1.0-20㎚인 은(Ag)이 200-100,000ppm의 농도로 함유된 것을 특징으로 하는 소음 차단용 상하수도관의 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 상하수도관은 원통형 파이프, 타원형 파이프, 난형관, 이음관 중에서 어느 하나이며,
   상기 이음관은 엘보형 이음관, Y형 이음관. 45도 엘보형 이음관, LT 또는 YT형 이음관 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 소음 차단용 상하수도관의 제조방법.
5. 제1항의 소음 차단용 상하수도관의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 소음 차단용 상하수도관.

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