KR101453208B1 - 삼층형 소방배관 - Google Patents

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KR101453208B1
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김낙주
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임윤택
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주식회사 고리
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Abstract

본 발명은 삼층형 소방배관에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 내층, 중심층 및 외층의 구조를 가지고, CPVC 레진, PVC 레진 및 이들의 혼합물에 첨가제로 안정제, 충진제, 지당, 가공조제, 충격보강제, 활제, 난연보강제, 자외선방지제 및 색소 등을 포함시킨 조성물을 함유하는 삼층형 소방배관에 관한 것이다. 본 발명에 따른 삼층형 소방배관은, 별도의 C-PVC용 설비 없이도, 일반 PVC 설비를 이용하여 C-PVC를 포함한 삼층형 소방 배관을 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 제조시 금형에 탄화가 발생하는 문제를 해결할 수 있고, 3층형으로 만들어져 난연성 및 가공성, 생산성이 향상되는 동시에 물성이 크게 향상되는 장점이 있다.

Description

삼층형 소방배관 {THREE-LAYER FIRE PIPE}
본 발명은 삼층형 소방배관에 관한 것이다.
소방 배관은 일반적으로 상수도관 등에 사용되는 폴리염화 비닐(Polyvinyl chloride, 이하 PVC)관은 고압을 견뎌내야 하나 인장강도나 내충격이 약하다는 단점이 있다. 이에 더하여, 단층형 소방 배관은 충격강도가 다소 약하고, 배수관으로 사용시에는 물흐르는 소리가 크게 들리는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 다층형 소방 배관을 제조하는 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 국내 등록특허 제10-089667호는 3중 구조의 PVC 관을 제작하는 시스템을 제공하고 있다.
염화비닐 수지(PVC)는 저렴한 가격에 비해 물리, 화학적 성질이 우수하여 소방 배관 뿐만 아니라, 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있으나, 내열성, 인장강도 및 내충격성에 취약하고 열변형이나 시간이 경과하면 변색되는 등의 단점이 있어 이를 보완하기 위하여 열안정제, 가공조제, 자외선방지제, 충격보강제, 충진제 등의 첨가제를 사용하고 있다.
한편, C-PVC는 염소 함량이 일반 PVC에 비해 67~73% 더 많고, 내열 온도 55~60℃의 일반 PVC에 비해, 내열온도가 100~103℃를 가지고 있다. 또한, C-PVC는 내열성 경질 염화비닐관(한국산업표준 : KSM3414) 및 이음관(한국산업표준: KSM3415)으로서 알려져 있고, 일반적으로 HT-PVC(High Temp-PVC), PVC-C로서 불러지기도 한다.
C-PVC는 NSF(국제 공중위생재단)에서 식수용 배관으로 승인 인증 받았고, 재료 자체가 박테리아의 생성을 억제하므로, 인체나 생태계에 전혀 무해 하고, 화재시 자체 소화력이 있고, 내부 부식과 스케일이 없는 것으로 알려져 있다. 이와 같이, 최근 C-PVC는 소방배관의 소재로 널리 각광 받고 있다.
다만, C-PVC 소방 배관 제조에 있어 금형(metallic pattern) 탄화 현상이 심하게 일어나 1주일에 한번 이상 금형을 청소해주어야 하는 단점이 있어, 제조가 연속적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다. 따라서, 난연성 및 가공성이 향상된 것뿐만 아니라, 금형 탄화 현상이 해소될 수 있고, 단층형 소방배관의 낮은 충격 강도를 극복한 새로운 다층형 C-PVC 소방배관 제조의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 내열성이 향상된 C-PVC 레진에 안정제, 충격보강제, 난연보강제 및 활제 등을 포함하는 삼층형 소방 배관을 제조하는 것을 그 목적으로 한다. 상기 소방 배관은 삼층 구조를 가짐으로서 충격강도가 크게 향상하고, 난연성 및 가공성이 증가하는 장점이 있다. 또한, 안정제의 투입으로 인해 금형 탄화 발생을 해소할 수 있는 특징이 있다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 외층, 중심층, 및 내층의 삼층 구조를 갖는 삼층형 소방배관으로서, 내층 및 외층의 조성물은 중합도가 700~1,100인 클로리네이티드폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 C-PVC) 레진 100 중량부에 대하여, 안정제 3.5~13 중량부를 함유하고, 중심층의 조성물은 중합도가 700~1,100인 클로리네이티드폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 C-PVC), 중합도가 800~1,300인 폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 PVC), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 레진 100 중량부에 대하여, 안정제 3.5~13 중량부를 함유하는, 삼층형 소방배관을 제공한다.
본 발명의 일구현예에 있어서, 상기 내층 및 외층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충격보강제 3~15 중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 내층 및 외층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 난연보강제 0.1~5 중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서,상기 내층 및 외층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 난연보강제 0.1~5 중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 내층 및 외층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충진제 0초과 5이하 중량부, 지당 0초과 5이하 중량부, 가공조제 0초과 5이하 중량부, 활제 0초과 5이하 중량부, 자외선방지제 0초과 5이하 중량부, 및 색소 0초과 5이하 중량부를 더 함유할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 중심층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충격보강제 3~15 중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 중심층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 난연보강제 0.1~5 중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 중심층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 난연보강제 0.1~5 중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 중심층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충진제 0초과 5이하 중량부, 지당 0초과 5이하 중량부, 가공조제 0초과 5이하 중량부, 활제 0초과 5이하 중량부, 자외선방지제 0초과 5이하 중량부, 및 색소 0초과 5이하 중량부를 더 함유할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 내층 및 외층의 안정제는 상기 레진 100 중량부에 대하여, 3.5~13 중량부를 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 안정제는 Ca(칼슘)계 안정제, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제, 및 Tin(틴)계 안정제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 안정제인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 내층 및 외층에서 사용되는 안정제는 Ca(칼슘) 안정제 1.5~3 중량부, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 1~2 중량부, 및 Tin(틴)계 안정제 1.5~8 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 중심층에서 사용되는 안정제는 Ca(칼슘) 안정제 1.5~3 중량부, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 1~2 중량부, 및 Tin(틴)계 안정제 2~8 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 충격보강제는 MBS(Methyl Methacrylate-Butadiene Styrene) 계열 충격보강제, CPE(chlorinated polyethylene)계열 충격보강제, ABS(Acrylonitrile butadiene styrene) 계열 충격보강제 중 어느 하나, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제공하는 조성비에 따른 삼층형 소방배관은 내층, 외층 및 중심층에 C-PVC 레진, PVC 레진 및 이들의 혼합물에 안정제, 충격보강제, 난연보강제 및 활제를 포함하고 있어, 안정제로 인해 금형탄화 발생을 해소하고, 충격보강제와 활제로 인해 불량률 감소와 가공성 향상 및 압출량이 상승되며, 난연보강제의 사용으로 난연성이 보다 크게 향상되는 삼층형 소방배관을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 종래 소방배관들이 단층형으로 제조되어 강도가 떨어지고, 소음이 심하게 발생했던 문제점을 극복하여, 삼층형 소방배관을 제조함으로써 우수한 강도를 가질 수 있도록 하였다.
도 1은 본 발명의 삼층형 소방 배관과, 종래 단층형 소방배관을 비교한 결과를 보여주는 도면이다.
본 발명은 삼층형 소방배관에 관한 것이다.
종래 C-PVC 레진, PVC 레진, 또는 이들의 혼합물을 사용한 소방 배관 제조에 있어서, 금형 탄화 현상이 발생하는 문제가 있었다. 탄화 현상이란 재료가 열분해나 불완전 연소를 일으켜서 각종 연소 생성물들을 발생한 다음에 탄소가 남는 현상으로, 재료가 가열되어 검게 탄 상태로 남게 된다. 즉, 금형 탄화 현상은 배관이 제조되는 금형에 검은 재가 남게 되는 것이다.
상기와 같이 금형 탄화 현상이 발생할 경우, 배관 표면에 그을린 흔적이 남을 뿐만 아니라, 제품의 품질까지 저하시키게 된다. 종래 소방배관 제조에 사용되었던 조성물을 이용할 경우 탄화현상으로 인해 발생한 연소 생성물들을 자주 청소해주어야만 했다. 이로 인해 소방 배관 제조 공정의 연속성이 현저히 떨어지게 되었는데, 탄화현상에 의해 공정의 연속성이 떨어지면, 생산량에 있어 큰 영향을 미칠 뿐만 아니라, 탄화 물질을 제거하기 위한 별도의 화합물을 구입해야하는 번거로운 문제 또한 발생한다.
또한, 기존의 소방배관들은 모두 단층형으로 제조되어, 물흐르는 소리 등의 소음이 심하게 발생하고, 특히 충격강도가 떨어지는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명자는 내층 및 외층에는 C-PVC 레진만을, 중심층에는 C-PVC 레진, PVC 레진, 또는 이들의 혼합물을 이용하여 소방 배관을 삼층형으로 제조하고, 금형 탄화 현상을 극복하는 동시에, 난연성, 가공성, 생산성 및 물성이 향상된 소방 배관을 개발하기 위해 노력한 결과, 삼층형 소방 배관에 사용되는 C-PVC 및 첨가제의 최적의 조성 비율을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 삼층형 소방 배관은 C-PVC 레진이 이용되는 것을 특징으로 한다. 특히, 사용시 노출되는 면인 내층 및 외층(skin층)에는 C-PVC 레진만을 이용할 수 있고, 중심층에는 C-PVC 레진, PVC 레진, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이로써, 노출되는 면인 내층 및 외층에서는 특히 더 뛰어난 난연성을 가질 수 있다.
본 발명에서 사용하는 C-PVC 레진은 중합도가 700~1,100일 수 있고, PVC 레진은 800~1,300의 중합도를 가질 수 있다. 상기 중합도란 고분자를 구성하는 반복된 단위(단위체 또는 monomer)의 수를 의미하는 것이다.
즉, 본 발명은 외층, 중심층, 및 내층의 삼층 구조를 갖는 삼층형 소방배관으로서, 내층 및 외층의 조성물은 중합도가 700~1,100인 클로리네이티드폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 C-PVC) 레진 100 중량부에 대하여, 안정제 3.5~13 중량부를 함유하고, 중심층의 조성물은 중합도가 700~1,100인 클로리네이티드폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 C-PVC), 중합도가 800~1,300인 폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 PVC), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 레진 100 중량부에 대하여, 안정제 3.5~13 중량부를 함유하는, 삼층형 소방배관을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내층 및 외층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충격보강제 3~15 중량부 또는 난연보강제 0.1 내지 5 중량부를 더 함유할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 내층 및 외층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여 충격보강제 3~15 중량부 및 난연보강제 0.1~5 중량부를 더 함유할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 상기 내층 및 외층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충진제 0초과 5이하 중량부, 지당 0초과 5이하 중량부, 가공조제 0초과 5이하 중량부, 활제 0초과 5이하 중량부, 자외선방지제 0초과 5이하 중량부, 및 색소 0초과 5이하 중량부를 더 함유할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 삼층형 소방배관의 제조에 사용되는 조성물의 내층 및 외층 조성 비율은 하기 표 1로 정리할 수 있다.
자 재 명 중 량 부 비 고
C-PVC 레진 100.00 *H-Mixer 작업온도 : 130℃

*C-Blander 작업온도 : 50℃
안정제 3.5 ~ 13
충진제 0초과 5이하
지당(백색안료) 0초과 5이하
가공조제 0초과 5이하
충격보강제 3 ~ 15
활제 0초과 5이하
난연보강제 0.1 ~ 5
자외선방지제 0초과 5이하
색소 0초과 5이하
또한, 본 발명의 중심층에 대한 본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 상기 중심층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충격보강제 3~15 중량부 또는 난연보강제 0.1~5 중량부를 더 함유할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 중심층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여 충격보강제 3~15 중량부 및 난연보강제 0.1~5 중량부를 더 함유할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 상기 중심층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충진제 0초과 5이하 중량부, 지당 0초과 5이하 중량부, 가공조제 0초과 5이하 중량부, 활제 0초과 5이하 중량부, 자외선방지제 0초과 5이하 중량부, 및 색소 0초과 5이하 중량부를 더 함유할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 삼층형 소방배관의 제조에 사용되는 조성물의 중심층 조성 비율은 하기 표 2와 같이 정리할 수 있다.
자 재 명 중 량 부 비 고
C-PVC 레진, PVC 레진 및 이들의 혼합물 100.00 *H-Mixer 작업온도 : 130℃

*C-Blander 작업온도 : 50℃
안정제 3.5 ~ 13
충진제 0초과 5이하
지당(백색안료) 0초과 5이하
가공조제 0초과 5이하
충격보강제 3 ~ 15
활제 0초과 5이하
난연보강제 0.1 ~ 5
자외선방지제 0초과 5이하
색소 0초과 5이하
즉 본 발명은, 외층, 중심층, 및 내층의 삼층 구조를 갖는 삼층형 소방배관으로서, 내층 및 외층의 조성물은 레진 100 중량부에 대하여, 안정제 3.5~13 중량부, 충진제 0초과 5이하 중량부, 지당 0초과 5이하 중량부, 가공조제 0초과 5이하 중량부, 충격보강제 3~15 중량부, 활제 0초과 5이하 중량부, 난연보강제 0.1~5 중량부, 자외선방지제 0초과 5이하 중량부, 및 색소 0초과 5이하 중량부를 함유하고, 중심층의 조성물은 C-PVC 레진 100 중량부에 대하여, 안정제 3.5~13 중량부, 충진제 0초과 5이하 중량부, 지당 0초과 5이하 중량부, 가공조제 0초과 5이하 중량부, 충격보강제 3~15 중량부, 활제 0초과 5이하 중량부, 난연보강제 0.1~5 중량부, 자외선방지제 0초과 5이하 중량부, 및 색소 0초과 5이하 중량부를 함유하는, 삼층형 소방배관을 제공할 수 있다.
상기 안정제는 레진 100 중량부에 대하여 3.5 내지 13 중량부로 사용될 수 있고, 더욱 바람직하게는 내층 및 외층에서는 4 내지 13 중량부, 중심층에서는 4.5 내지 13 중량부로 사용될 수 있다. 이때, 바람직하게는 Ca(칼슘)계 안정제, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제, 및 Tin(틴)계 안정제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 안정제가 사용될 수 있다.
상기 내층 및 외층에서의 안정제는 바람직하게는 Ca(칼슘)계 안정제 1.5 내지 3 중량부, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 1 내지 2 중량부, Tin(틴)계 안정제 1.5 내지 8 중량부를 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 Ca(칼슘)계 안정제 1.5 내지 2.5 중량부, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 0.5 내지 1.5 중량부, 및 Tin(틴)계 안정제 4.5 내지 5.5 중량부를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 중심층에서의 안정제는 바람직하게는 Ca(칼슘)계 안정제 1.5 내지 3 중량부, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 1 내지 2 중량부, 및 Tin(틴)계 안정제 2 내지 8 중량부를 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 Ca(칼슘)계 안정제 2 내지 3 중량부, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 1.5 내지 2.5 중량부, 및 Tin(틴)계 안정제 5 내지 5.5 중량부를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
Ca계 안정제와 Ca-Zn계 안정제를 혼합할 경우 혼합비율은 1.5:1로 하는 것이 바람직하다.
상기 Tin(틴)계 안정제는 액상형 또는 분말형으로 제한 없이 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예와 같이 틴계 안정제를 액상형으로 사용하면, 작업 과정에서 생성되는 분진을 방지할 수 있고, 그 사용량 또한 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 안정제는 가공을 위해 가해지는 열에 의한 C-PVC 레진의 탄화를 방지해 주는 역할을 하는 것으로, 이러한 안정제는 수득되는 제품의 내후성 및 안정성을 향상시키는 기능을 한다. 상기 내층 및 외층에서 안정제가 3.5 중량부 미만으로 사용되는 경우, 열안정성이 저하되어 가공 중에 탄화가 자주 일어나는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 13 중량부를 초과하는 경우, 충격강도가 저하되고, 생산원가가 상승되는 문제점이 있을 수 있고, 중심층에서도 또한 안정제가 3.5 중량부 미만이거나, 13 중량부를 초과하는 경우에도 같은 문제점이 발생할 수 있다.
상기 충진제로는 내외층 및 중심층 모두에서 통상의 탄산칼슘을 레진 100 중량부에 대하여 0초과 5이하의 중량부를 사용할 수 있으나, 충진제의 종류가 탄산칼슘으로 제한되는 것이 아니며, 그 중량부 또한 변형이 가능하다. 보다 바람직하게는 본 발명의 실시예와 같이 충진제가 0.3 내지 0.6 중량부 이용될 수 있다.
상기 지당은 이산화티타늄(Titanium dioxide)으로, 내외층 및 중심층 모두에서 레진 100 중량부에 대하여 0초과 5이하의 중량부 사용될 수 있다. 이때, 지당은 백색안료로서 기능하는 것이다. 보다 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부 사용할 수 있다.
상기 가공조제는 내외층 및 중심층 모두에서 레진 100 중량부에 대하여 0초과 5이하의 중량부로 사용할 수 있다. 본 발명에서 가공조제는 배관의 가공성을 향상시키고, 성형 공정 등을 원활히 수행하기 위해 사용되는 것으로서, 0.1 중량부 미만으로 사용될 경우 가공성이 떨어질 수 있으며, 5 중량부보다 더 사용될 경우 강도가 저하될 수도 있다. 또한 보다 바람직하게는 본 발명의 실시예와 같이, 0.5 내지 1.5 중량부 사용될 수 있다.
상기 충격보강제로는 MBS(Methyl Methacrylate-Butadiene Styrene), CPE(chlorinated polyethylene)계열 충격보강제, 및 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene) 계열 충격보강제 중 어느 하나 또는 이들을 혼용한 것을 사용할 수 있다. 내외층에서의 충격보강제는 100 중량부에 대하여 3 내지 15 중량부를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 8 내지 12 중량부 사용할 수 있고, 중심층에서는 레진 100 중량부에 대하여 3 내지 15 중량부를 이용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 6 내지 10 중량부 이용할 수 있다.
상기 활제는 C-PVC 레진 100 중량부에 대하여 0초과 5이하 중량부로 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 1 내지 2 중량부 사용될 수 있다. 상기 활제는 외부활제로 파라핀왁스, AC-316, 또는 LC-102N 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 혼합물을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 활제는 성형시 유동성 및 이형성을 용이하게 하기 위해 첨가되는 것으로, C-PVC 간의 마찰열이 과하게 발생하는 것을 막을 수 있다. 상기 범위에서 최적의 효과를 보일 수 있다.
상기 난연보강제는 0.1 내지 5 중량부 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 내외층 및 중심층 모두에서 0.3 내지 0.6 중량부 사용되며, 난연보강제를 첨가함으로서 난연성을 향상시킬 수 있는 것이다. 본 발명의 실시예에서는 Elkem 사의 Sidistar®을 구매하여 사용하였다. 이 제품은 고분자 제품에 적용하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명에서는 난연성을 향상시키기 위해 사용된다. 상기 난연보강제는 SiO2 96%, H2O 0.8%, Fe2O3 0.25%를 포함하고 있고, 표면적 20m2/g, 평균 입자 크기는 0.15μm, 비중 2.2g/cm3 인 물리적 특성을 가진다. 본 발명은 C-PVC에 난연보강제로 Sidistar®을 사용함으로서, 난연성을 보다 극대화한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 소방배관에는 자외선 방지제가 0초과 5이하의 중량부가 함유될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 상기 내외층에서 색소는 0초과 5이하의 중량부로 사용될 수 있고, 중심층에서는 0초과 5이하의 중량부로 사용될 수 있으나, 역시 상기 범위에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 삼층형 소방배관은 등록특허 10-0896677호에 기재된 방법에 따라 제조되는데, 이는 일반 PVC 설비를 이용하여 제조될 수 있다. 종래 C-PVC 소방배관의 제조는 고가의 C-PVC 파이프 생산설비가 필요했던 것과 비교하여, 본 발명의 소방 배관은 기존에 사용되는 일반 PVC 설비를 이용하여 제조하는 것이 가능한 조성을 가지고 있으므로, 본 발명의 소방배관은 새로운 설비의 설치 없이도 삼층 구조를 가진 C-PVC가 포함된 소방배관을 제조할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일실시예에서는, 내층 및 외층에서, C-PVC 레진 100 중량부에 대하여, Ca, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 3.50 중량부, Tin(틴)계 안정제 5.00 중량부, 충진제 0.45 중량부, R-지당 1.30 중량부, 가공조제(PA-828) 1.10 중량부, 충격보강제 9.56 중량부, 난연보강제-SIDISTAR 0.45 중량부, 색소 0.50 중량부, 자외선방지제 0.01 중량부, 활제 1.56 중량부를 포함하는 조성물을 사용하여 삼층형 소방 배관의 내층 및 외층을 제조하고, 중심층에서, C-PVC 레진 100 중량부에 대하여, Ca계, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 4.20 중량부, Tin(틴)계 안정제 5.10 중량부, 충진제 0.45 중량부, R-지당 0.90 중량부, 가공조제(PA-828) 0.90 중량부, 충격보강제 7.70 중량부, 난연보강제-SIDISTAR 0.43 중량부, 색소 0.43 중량부, 자외선방지제 0.01 중량부, 활제(내.외부) 1.62 중량부를 포함하는 조성물을 사용하여 삼층형 소방배관의 중심층을 제조한 결과, 우수한 물성과 인장 항복강도를 가지고 있고, 일일 생산량 또한 크게 오르는 것을 확인하였다(실시예 1 및 3 참조).
상기 결과로부터, 본 발명이 제공하는 조성 비율로 제조된 소방 배관이, 소방배관으로서 최적의 품질을 가질 수 있다는 것을 확인하였다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1. 내·외층 조성물 A 및 중심층 조성물 A' 의 제조
실시예 1.1 내·외층 조성물 A 의 제조
중합도가 700~1,100인 클로리네이티드폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 C-PVC) 레진 100 중량부에 대하여, Ca(칼슘)계, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 3.50 중량부(혼합비율 - 1.5:1), Tin(틴)계 안정제(액상형) 5.00 중량부, 충진제 0.45 중량부, R-지당 1.30 중량부, 가공조제(PA-828) 1.10 중량부, 충격보강제 9.56 중량부, 난연보강제-SIDISTAR 0.45 중량부, 색소 0.50 중량부, 자외선방지제 0.010 중량부, 활제 1.56 중량부로 구성된 조성물을 사용하여, 내층 및 외층의 조성물을 제조하였다.
실시예 1.2 중심층 조성물 A' 의 제조
중합도가 700~1,100인 클로리네이티드폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 C-PVC), 중합도가 800~1,300인 폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 PVC), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 레진 100 중량부에 대하여, Ca(칼슘), Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 4.20 중량부(혼합비율 - 1.5:1), Tin(틴)계 안정제(액상형) 5.10 중량부, 충진제 0.45 중량부, R-지당 0.90 중량부, 가공조제 0.90 중량부, 충격보강제 7.70 중량부, 난연보강제-SIDISTAR 0.43 중량부, 색소 0.43 중량부, 자외선방지제 0.010 중량부, 활제(내.외부) 1.62 중량부로 구성된 삼층형 소방 배관 제조용 조성물을 사용하여, 삼층형 소방배관을 제조하였다.
상기 조성물 A와 A'를 이용하여 제조된 삼층형 소방배관의 충격강도는 3kg 추를 1m 높이에서 떨어뜨려 측정한 결과, 5개 중 5개 모두 손상을 입지 않았고, 인장항복강도는 56 MPa였다.
또한, 탄화현상이 일어나지 않았다.
아울러, 일일생산량은 내·외층 압출기 50mm와 중심층 압출기 60mm로 삼층형 소방배관 25mm를 생산할 경우, 24시간 가동하여 길이 4m(1본)로 생산할 때의 무게가 4m(1본)당 1.6kg, 일일 생산갯수는 2,281.25EA 생산으로, 일일 생산량이 3,650kg이므로, 제품의 원활한 생산이 가능한 것을 확인하였으며, 물성 및 난연성, 생산성이 향상한 것을 확인할 수 있다.
실시예 2. 내·외층 조성물 B, C, D와 중심층 조성물 B' , C' , D' 의 제조
본 발명의 조성물들의 조성 비율에 따른 충격강도, 인장항복강도 및 일일생산량을 비교해보았다. 인장항복강도는 23℃에서 측정되었다.
하기 표 3은 조성물 B와 B'의 조성비 데이터이다.
Figure 112013085169614-pat00001
제조된 조성물 B와 B'를 이용하여 제조한 소방배관의 충격강도는 3kg 추를 1m 높이에서 떨어뜨려 측정한 결과, 5개 중 4개가 손상을 입지 않았고, 인장항복강도는 50 MPa였다. 또한, 일일 생산량이 2,260kg이었다. 또한, 가동 후 2시간 만에 탄화현상이 발생하며, 금형에 이물질이 생성되었다.
하기 표 4는 조성물 C와 C'의 조성비 데이터이다.
Figure 112013085169614-pat00002
제조된 조성물 C와 C'를 이용하여 제조한 소방배관의 충격강도는 3kg 추를 1m 높이에서 떨어뜨려 측정한 결과, 5개 중 4개가 손상을 입지 않았고, 인장항복강도는 53 MPa였다. 또한, 일일 생산량이 2,380 kg이었다. 또한, 가동 후 2일 만에 탄화현상이 발생하며, 금형에 이물질이 생성되었다.
하기 표 5는 조성물 D와 D'의 조성비 데이터이다.
Figure 112013085169614-pat00003
제조된 조성물 D와 D'를 이용하여 제조한 소방배관의 충격강도는 3kg 추를 1m 높이에서 떨어뜨려 측정한 결과, 5개 중 4개가 손상을 입지 않았고, 인장항복강도는 52 MPa였다. 또한, 일일 생산량이 2,620kg이었다. 또한, 가동 후 3일 만에 탄화현상이 발생하며, 금형에 이물질이 생성되었다.
실시예 3. 삼층형 소방 배관의 제조
상기 실시예 1.1과 1.2에서 제조된 조성물을 이용하여, 대한민국 등록특허 10-0896677호에 기재된 방법에 따라 삼층형 소방배관을 제조하였다. 제조된 소방 배관을 도 1에 나타내었다. 도 1과 같이, 삼층형 소방배관이 보다 견고한 구조를 가지고 있다는 것을 확인할 수 있고, 내층 및 외층(SKIN)과, 중심층(CENTER)에 색소 중량부를 다르게 함으로써, 3층 구조를 가지고 있다는 것을 확인할 수 있다.
제조된 소방 배관의 충격강도를 3kg 추를 1m 높이에서 떨어뜨려 측정한 결과, 5개 중 5개 모두 손상을 입지 않았고, 인장항복강도는 56 MPa 이상이었다.
또한, 일일생산량은 내·외층 압출기 50mm와 중심층 압출기 60mm로 삼층형 소방배관 25mm를 생산할 경우, 24시간 가동하여 길이 4m(1본)로 생산할 때의 무게가 4m(1본)당 1.6kg, 일일 생산갯수는 2,281.25EA 생산으로, 일일 생산량이 3,650kg이고 제품의 원활한 생산이 가능한 것을 확인하였고, 물성 및 난연성, 생산성이 향상한 것을 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예 및 실험예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (15)

  1. 외층, 중심층, 및 내층의 삼층 구조를 갖는 삼층형 소방배관으로서,
    내층 및 외층의 조성물은 중합도가 700~1,100인 클로리네이티드폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 C-PVC) 레진 100 중량부에 대하여, Ca(칼슘) 안정제 1.5~3 중량부, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 1~2 중량부, Tin(틴)계 안정제 1.5~8 중량부, 충격보강제 9.56 중량부, 및 SiO2 와 Fe2O3를 포함하는 난연보강제 0.45 중량부를 함유하고,
    중심층의 조성물은 중합도가 700~1,100인 클로리네이티드폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 C-PVC), 중합도가 800~1,300인 폴리염화비닐(Chlorinated polyvinyl chloride, 이하 PVC), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 레진 100 중량부에 대하여, Ca(칼슘) 안정제 1.5~3 중량부, Ca-Zn(칼슘-아연)계 안정제 1~2 중량부, Tin(틴)계 안정제 2~8 중량부, 충격보강제 7.70 중량부, 및 SiO2와 Fe2O3를 포함하는 난연보강제 0.43 중량부를 함유하는, 삼층형 소방배관.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 내층 및 외층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충진제 0초과 5이하 중량부, 지당 0초과 5이하 중량부, 가공조제 0초과 5이하 중량부, 활제 0초과 5이하 중량부, 자외선방지제 0초과 5이하 중량부, 및 색소 0초과 5이하 중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 하는, 삼층형 소방배관.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 중심층의 조성물은 상기 레진 100 중량부에 대하여, 충진제 0초과 5이하 중량부, 지당 0초과 5이하 중량부, 가공조제 0초과 5이하 중량부, 활제 0초과 5이하 중량부, 자외선방지제 0초과 5이하 중량부, 및 색소 0초과 5이하 중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 하는, 삼층형 소방배관.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 충격보강제는 MBS(Methyl Methacrylate-Butadiene Styrene) 계열 충격보강제, CPE(chlorinated polyethylene)계열 충격보강제, ABS(Acrylonitrile butadiene styrene) 계열 충격보강제 중 어느 하나, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 삼층형 소방배관.
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