KR102115355B1 - 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관 - Google Patents

이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관에 관한 것으로, 더욱 상세히는 관 전체의 균일한 내충격성과 항균성이 향상되고 이음 부분에 삼중벽의 보강층 및 공기층을 추가하여 내,외부의 높은 압력에 안전하고 내충격성, 수밀성, 결합력을 더욱 강화하여 이음 부분의 파손과 누수를 효과적으로 방지하며 높은 수압에 안정적으로 사용할 수 있는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관에 관한 것이다.
본 발명의 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관은 내부층(11) 및 외부층(12)과 중심층(13)으로 이루어지고 내관(10')이 삽입될 수 있게 외관(10)의 일단부에 내관연결용 확관부(20)와 확관부(20)의 외측으로 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)과 보강중심층(33)으로 이루어진 보강층(30)이 형성되는 폴리염화비닐수지 다중벽 구조의 항균 상·하수도관에 있어서,
상기 내부층(11) 및 외부층(12)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 MBS계 충격보강제와 CPE계 충격보강제가 3:1 내지 5:1의 비율로서 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 충격보강제 3~9중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.3~4중량부, R-지당 0.1~1중량부, 항균제 0.1~2중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되며,
상기 중심층(13)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 MBS계 충격보강제 2~7중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.2~3.8중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되고,
상기 외관(10)의 확관부(20) 내측에는 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사져 내향 돌출된 밀폐돌부(210)가 형성된 패킹(21)과 패킹(21)의 전방에서 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사져 내향 돌출된 결합돌부(220)가 형성된 스토퍼(22)가 설치되며,
확관부(20) 내부로 삽입되는 내관(10')의 외주연에는 상기 스토퍼(22)의 결합돌부(220) 단부가 결합되게 결합돌부(220)와 대응되는 결합홈부(100')가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관{Multi- layered antimicrobial water pipe having supporting layers of joint}
본 발명은 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관에 관한 것으로, 더욱 상세히는 관 전체의 균일한 내충격성과 항균성이 향상되고 이음 부분에 삼중벽의 보강층 및 공기층을 추가하여 내,외부의 높은 압력에 안전하고 내충격성, 수밀성, 결합력을 더욱 강화하여 이음 부분의 파손과 누수를 효과적으로 방지하며 높은 수압에 안정적으로 사용할 수 있는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관에 관한 것이다.
종래에 고압력관용으로 사용되는 상, 하수도용 관은 금속재질의 관이 대부분 사용되어 왔으나, 금속관은 근래에 내식성 소재인 비금속관에 대한 관심이 높아지고 있다.
그러나 통상적으로 비금속관의 대표적인 합성수지관은 내화학성, 내부식성 및 가공성이 우수하고, 또한 저렴한 가격에 비해 물리, 화학적 성질이 우수하여 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있으나, 주로 수압이 낮은 가정용 급수관이나 배수관에 국한되어 사용되어 왔으며, 이음부의 취약성과 내수압성 등의 단점이 지적되어 압력관으로 사용이 제한적인 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 근래에는 염화비닐계수지 합성수지관을 내층, 외층 및 중심층을 갖는 삼중벽관으로 형성하고, 열안정제, 가공조제, 자외선방지제, 충격보강제, 충전제 등의 첨가제를 사용하여 가공성 및 내충격성, 인장강도가 뛰어나고 물리적 특성이 우수한 합성수지관을 사용하는 것이 점차 일반화되고 있다.
종래의 염화비닐계수지 합성수지관에 관한 문헌으로는 본 발명자의 등록특허 제10- 0338254호가 있으며, 상기 특허에는 내, 외부층과 중심층에 성질이 다른 염화비닐계수지(경질과 연질)와 충격보강제(CPE와 MBS), 복합안정제(주석계와 납계) 및 활제를 사용하였다.
그러나 상기 특허의 합성수지관은 활제를 염화비닐수지, 충격보강제, 복합안정제 등과 함께 배합함으로써 응집성이 강한 충격보강제가 관체에 고르게 분포되지 않아 합성수지관의 균일한 내충격성 실현이 어려워 충격강도가 부분적으로 편향될 수 밖에 없는 문제점이 있다.
한편, 합성수지관의 이음부 연결방법중 직관(내관)을 외관(편수부)에 삽입하여 연결하는 편수공법이 시공현장에서 보편적으로 채택되고 있으며, 이러한 편수공법은 외관(편수부)에 통상 누수 방지 및 연결부위의 분리를 방지하기 위하여 패킹 및 결합수단을 구비하고 있다.
종래의 합성수지관 이음장치에 관한 문헌으로는 본 발명자의 등록특허 제10-1197111호 '항균성 패킹과 스토퍼가 구비된 합성수지관 이음장치' 및 공개실용신안 제2014-0005245호 '복수의 패킹이 구비된 합성수지관 이음장치'가 있다.
그러나 상기의 문헌에 개시된 합성수지관은 근래에 대형관 및 고압력관으로 사용되는 도수관, 송수관, 배수관의 수요증가에 따라 충격강도 및 인장강도, 이음부의 결합력을 더욱 높이는 동시에 최근 상수도 관로의 핵심 현안으로 대두된 관 내벽에 바이오필름의 생장과 수돗물 속의 병원균 및 미생물의 번식을 억제하는 항균성이 향상된 합성수지관의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 충격보강제에 활제를 별도 코팅하고 내부층, 외부층, 중심층의 각 층의 특성에 따라 물성을 다르게 조절한 수지조성물을 각 층별로 사용하여 관 전체의 균일한 내충격성, 항균성, 인장강도가 향상된 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관을 제공하는데 목적이 있다.
또한 확관부의 내측으로 2중 밀폐구조를 갖는 패킹과 스토퍼가 설치되어 이음부의 수밀성과 견고한 결합력 향상으로 누수방지 및 이음부의 꺽임에 의한 파손 및 분리·이탈을 방지할 수 있는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관을 제공하는데 목적이 있다.
또한 확관부에 보강층을 형성한 다중벽 구조로 이음부에 가해지는 내,외부의 충격으로 인한 파손을 방지하고 고수압을 용이하게 견딜 수 있는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관을 제공하는데 목적이 있다.
특히 상수도 관로에 있어서 수질오염의 최대 난제로 대두한 바이오필름(Biofilm)은 수도관 내의 세균 등이 서식하는 철옹성으로 병원균 및 세균에 대한 소독력을 감소시키고 유체의 마찰저항을 유발하여 관체의 압력 손실과 유량의 감소를 발생시키며 철 및 망간 산화 세균의 활성화로 이상한 물의 맛과 냄새, 물의 색상 변화를 초래하는 등 각종 유해성 문제가 있어 내,외부층 수지조성물에 항균제의 첨가로 항균기능을 향상시켜 세균이나 박테리아의 증식 및 부착과 바이오필름의 생성을 억제할 수 있는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관은 내부층(11) 및 외부층(12)과 중심층(13)으로 이루어지고 내관(10')이 삽입될 수 있게 외관(10)의 일단부에 내관연결용 확관부(20)와 확관부(20)의 외측으로 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)과 보강중심층(33)으로 이루어진 보강층(30)이 형성되는 폴리염화비닐수지 다중벽 구조의 항균 상·하수도관에 있어서,
상기 내부층(11) 및 외부층(12)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 MBS계 충격보강제와 CPE계 충격보강제가 3:1 내지 5:1의 비율로서 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 충격보강제 3~9중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.3~4중량부, R-지당 0.1~1중량부, 항균제 0.1~2중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되며,
상기 중심층(13)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 MBS계 충격보강제 2~7중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.2~3.8중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되고,
상기 외관(10)의 확관부(20) 내측에는 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사져 내향 돌출된 밀폐돌부(210)가 형성된 패킹(21)과 패킹(21)의 전방에서 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사져 내향 돌출된 결합돌부(220)가 형성된 스토퍼(22)가 설치되며,
확관부(20) 내부로 삽입되는 내관(10')의 외주연에는 상기 스토퍼(22)의 결합돌부(220) 단부가 결합되게 결합돌부(220)와 대응되는 결합홈부(100')가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 각 층별 수지조성물의 물성을 다르게 하고 활제코팅을 통한 충격보강제를 통한 분산성이 향상된 충격보강제에 의해 관 전체의 충격강도가 균일하고 내충격성, 항균성, 가공성, 인장강도가 향상되며, 이음 부분에 보강층의 형성으로 이음 부분의 강도가 보강되어 내·외부 충격에 안전하고 결합력을 더욱 향상시킬 수 있는 다중벽 구조의 상·하수도관을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 이음 부분인 확관부의 내측으로 2중 밀폐구조를 갖는 패킹과 스토퍼가 설치되어 내관을 외관의 확관부에 삽입하는 것만으로도 내관과 외관이 손쉽게 결합되어 상·하수도관의 시공성이 높아지며 고무재질로서 관체의 내부에 평행을 이루면서 패킹과 스토퍼가 설치되어 이음 부분의 꺽임에 의한 파손을 방지하며 수밀성이 향상되어 외관과 내관 사이로 유체가 유입되지 않아 누수 및 불명수 유입 방지의 효과가 있다.
또한 스토퍼와 내관에 형성된 결합홈간의 결착력에 의해 내관과 외관의 결합력이 높아져 외부 충격이나 내부의 높은 압력에도 이음 부분의 유동 및 분리가 방지되고, 지반침하에 안정성을 가지며, 이음 부분의 높은 결합력에 의해 종래에 이음 부분에 설치되는 이음부 강화장치(클램프, 벨크립 등)의 설치가 생략되어 시공성 향상과 시공비가 절약되는 효과가 있다.
또한 관체의 높은 항균력에 의해 바이오필름의 생장을 억제하고 세균이나 박테리아가 관 내부에 번식 및 부착되는 것을 억제하여 수질의 저하 및 인체 위해성, 조도계수(표면의 거칠기)가 높아져 발생하는 유속감소, 통수효율 감소, 슬러지 침착 등의 문제를 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관 외관 단면도
도 2는 본 발명에 따른 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관 외관과 내관의 결합 단면도.
본 발명의 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관은 내부층(11) 및 외부층(12)과 중심층(13)으로 이루어지고 내관(10')이 삽입될 수 있게 외관(10)의 일단부에 내관연결용 확관부(20)와 확관부(20)의 외측으로 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)과 보강중심층(33)으로 이루어진 보강층(30)이 형성되는 폴리염화비닐수지 다중벽 구조의 항균 상·하수도관에 있어서,
상기 내부층(11) 및 외부층(12)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 MBS계 충격보강제와 CPE계 충격보강제가 3:1 내지 5:1의 비율로서 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 충격보강제 3~9중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.3~4중량부, R-지당 0.1~1중량부, 항균제 0.1~2중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되며,
상기 중심층(13)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 MBS계 충격보강제 2~7중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.2~3.8중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되고,
상기 외관(10)의 확관부(20) 내측에는 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사져 내향 돌출된 밀폐돌부(210)가 형성된 패킹(21)과 패킹(21)의 전방에서 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사져 내향 돌출된 결합돌부(220)가 형성된 스토퍼(22)가 설치되며,
확관부(20) 내부로 삽입되는 내관(10')의 외주연에는 상기 스토퍼(22)의 결합돌부(220) 단부가 결합되게 결합돌부(220)와 대응되는 결합홈부(100')가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관은 내부층(11) 및 외부층(12)과 중심층(13)으로 이루어진 폴리염화비닐수지의 삼중벽 구조로 이루어지며, 일측으로 내관(10')이 삽입될 수 있게 외관(10)의 일단부에 내관연결용 확관부(20)가 형성되고, 확관부(20)의 외측으로 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)과 보강중심층(33)으로 이루어진 보강층(30)이 형성된 상·하수도관 구조이다.
상기 내·외부층(11,12)의 수지조성물은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 충격보강제 3~9중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.3~4중량부, R-지당 0.1~1중량부, 항균제 0.1~2중량부, UV차단제 0.1~0.5중량부가 혼합되어 조성된다.
상기 충격보강제는 MBS계 충격보강제와 CPE계 충격보강제가 3:1 내지 5:1의 비율로서 융점이 90℃ 이상인 활제로 코팅하여 사용한다.
상기 MBS계 충격보강제는 내충격성 및 내한성이 우수하여 각층의 충격보강제로 사용되나 내식성이 떨어지므로 MBS계 충격보강제 보다 충격강도는 상대적으로 떨어지나 가격이 비교적 저렴하고 내식성이 우수한 CPE계 충격보강제를 보완적으로 사용하여 내·외부층의 화학적 안정성 및 표면특성의 우수성을 높일 수 있게 한다.
상기 충격보강제에 코팅되는 활제는 융점 90℃이상인 것이며, 바람직하게는 폴리에틸렌 왁스, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 마그네슘, 지방산 활제, 스테아린산 활제, 부틸스테아레이트 활제, 지방산 에스터계 활제, 스테아린산 바륨 활제 중에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하도록 한다.
충격보강제와 활제의 비율을 4:1 내지 3:2로 사용하도록 하며, 충격보강제의 용융코팅 전용 설비에서 충격보강제와 함께 교반, 가열, 냉각 과정을 거치면서 충격보강제의 표면에 활제가 용융코팅되어 코어-쉘 구조인 MBS계 충격보강제는 코어-쉘-쉘 구조를 이루며, 선형 구조의 CPE계 충격보강제는 충격보강제가 코어가 되고 표면의 활제가 쉘층이 되면서 코어-쉘 구조를 이루어 충격보강제의 외부에 활제층이 형성되면서 응집성이 강한 충격보강제의 분산성을 극대화할 수 있게 한다.
상기 활제코팅이 된 충격보강제는 염화비닐수지 100중량부에 대하여 3~9중량부 첨가되는 것이 바람직하며, 충격보강제가 3중량부 미만일 경우 충격강도의 개선효과가 미미하며, 9중량부를 초과할 경우 인장강도가 현저히 떨어지는 문제점이 발생한다.
상기 충전제로서는 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하며, 염화비닐수지 100중량부에 대하여 0.5~6중량부 사용하고, 상기 가공조제는 아크릴계(PA932, PA828, PA912) 또는 스티렌계 또는 유기아린산 에스테르계 복합 가공조제를 0.5~2.5중량부 사용하며, 상기 열안정제로는 중금속의 용해 및 용출이 없고 무독성인 Ca-Zn계 또는 Ca-stearate 또는 Zn stearate 또는 틴-라울레이트(Tin-Raulate)계 및 틴 말레이트(Tin-Malate)계를 단독 또는 혼합하여 2.3~4중량부 사용하며, R-지당은 착색제로 사용하기 위해 0.1~1중량부를 사용하도록 한다.
상기 항균제는 수도관 속의 바이오필름의 생장과 수돗물 속의 병원균 및 미생물, 곰팡이나 각종 유해 박테리아의 번식으로 수돗물의 오염과 관체의 열화현상을 방지하기 위해 내·외부층(11,12)의 수지조성물에만 첨가되는 것으로, 제올라이트계 무기항균제, 징크 피리치온, 트리클로산, 벤잘코늄, 세틸 피리디늄 중에서 선택된 2종 이상을 혼합하여 사용하며, 바람직하게는 제올라이트계 무기항균제와 징크 피리치온을 혼합하여 사용하도록 한다.
상기 제올라이트계 무기항균제는 비표면적이 발달한 알루미노 규산염인 제올라이트 담체에 은이나 아연과 같은 금속이온들이 결합되어 있는 형태로, 세균이나 곰팡이의 세포막의 단백질에 흡착되어 이온물질들과 활성산소에 의해 세포의 구조를 파괴하고 에너지대사를 불능으로 만들어 균사체를 사멸시키는 방식으로 항균효과를 가져오기 때문에 일시적인 항균력은 유기항균제보다 조금 낮기는 하나 인체안정성이 높고 내성균이 나타나지 않으며, 항균지속기간도 반영구적으로 사용할 수 있다.
상기 징크피리치온(Zinc Pyrithione)은 아연의 등위 복합체로서 무색의 고체로서 분해온도 240℃, pH 4.5~9.5범위이고 수성조제에서는 광안정성이 떨어지지만 합성수지내에서는 안정성이 높은 물질로서 항균 및 항 박테리아성이 우수하여 의료용으로 비듬과 지루성 피부염치료로 널리 알려져 있고 연쇄상구균과 포도상구균 클래스에서 많은 병원균에 대한 항균효과적인 속성을 지니고 있으며 그밖의 의료응용 프로그램에서 완선습진, 백선, 곰팡이의 치료를 포함하여 건조한 피부, 비정형 피부염, 백선 그리고 백반증의 치료에 사용되는 만큼 위생적고 환경친화적이며, 우수한 항균 및 살균 작용에 의해 상기 제올라이트계 무기항균제의 항균력을 보완할 수 있는 항균제라 할 수 있다.
상기 항균제는 염화비닐수지 100중량부에 대하여 0.1~2중량부를 사용하며, 상기 항균제를 0.1중량부 미만으로 사용할 경우 항균효과가 미비하며, 2중량부 이상으로 사용할 경우 특별한 항균력의 증가가 나타나지 않고, 고가의 항균제의 남발로 인한 원가상승의 요인이 되고, 가공성 및 물성이 저하된다.
상기 UV차단제는 자외선에 의해 물성이 변화되어 관이 쉽게 손상되고 변색되는 것을 방지하기 위해 0.1~0.5중량부 사용하며, UV차단제를 0.1중량부 미만으로 사용할 경우 자외선의 차단효과가 미비하며, 0.5중량부 이상으로 사용할 경우 원가상승의 요인과 가공성이 저하되는 문제가 생긴다.
상기 항균제와 UV차단제는 물, 오염물 또는 자외선 등에 직접적으로 영향을 받는 내부층(11) 및 외부층(12)의 수지조성물에만 첨가되어 세균, 병원균 또는 자외선 등으로부터 관을 보호할 수 있게 한다.
상기 중간층(13)의 수지조성물은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 충격보강제 2~7중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.2~3.8중량부가 혼합된 수지조성물로 조성된다.
상기 중간층(13)의 수지조성물에는 융점 90℃ 이상인 활제가 코팅되며 충격강도가 우수한 MBS계 충격보강제가 단독으로 염화비닐수지 100중량부에 대하여 2~7중량부 첨가되는 것으로, 상기 중간층(13)의 수지조성물에 충격보강제를 2중량부 미만으로 사용할 경우 충격강도가 저하되고, 7중량부 이상 사용할 경우 가공성과 인장강도가 떨어지게 된다.
상기 중간층(13)에 사용되는 충전제로서는 탄산칼슘(CaCO3)을 사용하며, 상기 가공조제는 아크릴계(PA932, PA828, PA912) 또는 스티렌계 또는 유기아린산 에스테르계 복합 가공조제를 사용하며, 상기 열안정제로는 중금속의 용해 및 용출이 없고 무독성인 Ca-Zn계 또는 Ca-stearate 또는 Zn stearate 또는 틴-라울레이트(Tin-Raulate)계 및 틴 말레이트(Tin-Malate)계를 단독 또는 혼합하여 사용한다.
상기 외관(10)의 확관부(20) 외측으로 형성되는 보강층(30)은 확관부(20)의 성형과정에서 확관부(20)의 두께가 얇아지거나 가공시 재가열로 인해 약해질 수 있는 확관부(20)의 강도를 보강하기 위해 형성되며, 보강층(30)은 확관부(20)와 같이 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)과 보강중심층(33)의 삼중벽 구조로 이루어진다.
상기 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)의 수지조성물은 상기 내부층(31) 및 외부층(32)의 수지조성물에서 항균제를 제외한 조성물과 동일하게 MBS계 충격보강제와 CPE계 충격보강제가 3:1 내지 5:1의 비율로서 융점이 90℃ 이상인 활제로 코팅된 충격보강제 3~9중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.3~4.0중량부, R-지당 0.1~1중량부, UV차단제 0.1~0.5중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되고,
상기 보강중심층(33)은 상기 중심층(13)과 동일하게 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 MBS계 충격보강제 2~7중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.2~3.8중량가 혼합된 수지조성물로 조성된다.
상기 보강내부층(31) 및 보강외부층(32), 보강중심층(33)으로 이루어진 상기 보강층(30)은 확관부(20)에 형성시 내관(10')이 연결되는 외관(10)의 일단부 외측으로 파이프형태의 보강층(30)을 끼운 후 통상의 가열확관장치로 외관(10)과 보강층(30)을 가열 확장시켜 확관부(20)가 형성되면서 외관(10)과 보강층(30)이 결합되게 한다.
이때, 상기 보강층(30)은 별도의 접착제가 아닌 가열확장 방법에 의해 외관(10)과 결합되면서 외관(10)과 보강층(30)의 사이에는 공기층(A)이 형성되며, 외관(10)과 보강층(30)의 사이에 형성되는 공기층으로 인해 이음부의 충격흡수력이 높아져 내,외부에서 가해지는 충격으로부터 이음부가 파손되는 것을 더욱 효과적으로 방지하며, 또한 보강층(30)은 활제가 별도로 코팅되어 분산성이 향상된 충격보강제가 각 층에 고르게 분포되면서 보강층(30) 전체의 고른 내충격성 향상과 확관부(20)의 강도 보강으로 지반침하, 토압, 수충격 등의 내,외부 압력에도 확관부(20)의 파열현상을 방지할 수 있게 한다.
상기와 같이 각 층의 특성과 필요물성에 맞도록 배합성분을 조절한 각 층별 수지조성물로 조성하여 가공성과 내충격성, 인장강도, 항균성을 향상시킨 다중벽 구조로 이루어진 상·하수도관은 이음부의 분리·이탈방지와 수밀성 향상을 위해 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 확관부(20)의 내부에 패킹(21)과 스토퍼(22)가 이중 밀폐구조로 설치된다.
상기 확관부(20)는 외관(10)(상·하수도관의 일단부)의 일측단부에 형성되어 내관(10')(상·하수도관의 타단부)의 삽입이 가능하게 하며, 확관부(20) 내측으로는 상기 외관(10)과 내관(10') 사이를 밀폐시켜 유체의 유입을 차단하도록 상기 패킹(21)이 설치된다.
상기 패킹(21)은 합성고무, 천연고무, 실리콘계 수지 등의 연질의 재질이며, 확관부(20)의 내주연으로 둘러싸지는 링형태이고, 패킹(21)에는 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사져 내향 돌출된 밀폐돌부(210)가 형성된다.
상기 밀폐돌부(210)는 확관부(20) 내측으로 내관(10')의 삽입시 내관(10')에 의해 밀려 외관(10)과 내관(10')의 사이에 압착되면서 외관(10)과 내관(10') 사이의 밀폐력을 높여 유체의 유입을 효과적으로 차단시켜 준다.
또한 상기 밀폐돌부(210)에는 내주연 중앙부에 둘레를 따라 환형돌기(211)가 형성되어 외관(10)과 내관(11') 사이의 밀폐력을 더욱 향상시킬 수 있게 한다.
상기 스토퍼(22)는 상기 패킹(21)과 함께 확관부(20) 내부를 이중 밀폐시키는 동시에 외관(10)과 내관(10')의 결합력을 높여 이음부의 분리를 방지하기 위해 상기 확관부(20) 내측에서 상기 패킹(21)의 일정간격 전방으로 설치되며 합성고무, 천연고무, 실리콘계 수지 등의 연질의 재질로 구성된다.
상기 스토퍼(22)는 확관부(20)의 내주연으로 둘러싸지는 링형태이며, 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사지게 내향 돌출된 결합돌부(220)가 형성고, 상기 스토퍼(22)에 형성된 결합돌부(220)가 결합될 수 있게 상기 내관(10')에는 외주둘레를 따라 상기 결합돌부(220)와 대응되는 형상의 결합홈부(100')가 형성된다.
상기 스토퍼(22)는 내관(10')을 외관(10)의 확관부(20)에 삽입하면 상기 결합돌부(220)가 상기 내관(10')의 결합홈부(100')에 결착되면서 스토퍼(22)와 내관(10')이 결합상태가 되며, 그로 인해 외관(10)과 내관(10')의 결속력이 높아지게 된다.
즉, 상기 스토퍼(22)는 외부 충격이나 내부 가압, 지반침하 등으로 인해 외관(10) 또는 내관(10')에 꺽임이나 밀림작용이 발생하는 경우 결합돌부(220)가 결합홈부(100')에 안착된 생태에서 전방측이 압착되어 결합돌부(220)와 결합홈부(100')의 결착상태는 유지하면서 결합돌부(220)의 압착에 의해 외관(10)과 내관(10') 사이의 수밀성이 향상되어 외관(10)과 내관(10')이 분리되는 것을 방지하는 동시에 누수를 효과적으로 방지할 수 있게 한다.
상기 패킹(21)과 스토퍼(22)는 억지끼움으로 확관부(20)의 내측에 고정력있게 설치되어 내관(10')의 삽입시 확관부(20)에서 이탈되는 것을 방지하도록 한다.
상기 외관(10)과 내관(10')의 사이에 설치되는 상기 패킹(21)과 스토퍼(22)는 확관부(20) 내부에서 관체와 평행을 이루면서 2중 밀폐구조로 설치되어 관체의 꺽임을 방지하고 내부의 높은 수압력 발생시 압착에 의해 높은 수압을 견디고 밀폐력이 높아져 누수를 2중으로 예방하게 되며 외부의 충격흡수가 용이하여 이음부의 파손을 방지하고 외관(10)과 내관(10')의 결속력을 높여 이음부의 이탈 및 분리를 효과적으로 방지할 수 있게 하는 것이다.
이하, 상기 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관의 제조방법에 대해 설명한다.
<내부층 및 외부층 수지조성물 제조>
MBS계 충격보강제와 CPE계 충격보강제를 3:1의 비율로 혼합한 충격보강제와 활제의 비율을 4:1로 하여 히팅교반기에서 95~140℃의 온도로 가열하면서 8~20분간 교반시킨 후 쿨링교반기에서 10~50℃의 온도로 15~40분간 냉각교반하고, 제습장치에서 제습하여 활제가 코팅된 충격보강제를 준비한다.
염화비닐수지 100중량부, 활제가 코팅된 충격보강제 5중량부, 충전제 2중량부, 가공조제 1.5중량부, 열안정제 3.5중량부, R-지당 0.5중량부, 제올라이트계 무기항균제와 징크 피리치온을 1:1의 비율로 혼합한 항균제 1.5중량부, UV차단제 0.5중량부를 슈퍼히팅믹서에서 120~130℃로 가열하면서 10~25분간 배합 후 슈퍼쿨링믹서에 10~50℃의 온도로 15~50분간 냉각배합한 후 제습장치에서 제습하여 내부층(11) 및 외부층(12)의 폴리염화비닐수지 수지조성물을 준비한다.
<중심층 수지조성물 제조>
MBS계 충격보강제와 활제의 비율을 4:1로 히팅교반기에서 95~140℃의 가열하면서 8~20분간 교반시킨 후 쿨링교반기에서 10~50℃의 이하의 온도로 15~40분간 냉각 교반하고, 제습장치에서 제습하여 활제가 코팅된 충격보강제를 준비한다.
염화비닐수지 100중량부, 활제가 코팅된 충격보강제 6중량부, 충전제 2중량부, 가공조제 1.5중량부, 열안정제 3.5중량부를 슈퍼히팅믹서에서 120~130℃로 가열하면서 10~25분간 배합 후 슈퍼쿨링믹서에 10~50℃의 온도로 15~50분간 냉각배합한 후 제습장치에서 제습하여 중심층(13)의 폴리염화비닐수지 수지조성물을 준비한다.
<보강내부층 및 보강외부층 수지조성물 제조>
MBS계 충격보강제와 CPE계 충격보강제를 3:1의 비율로 혼합한 충격보강제와 활제의 비율을 4:1로 하여 히팅교반기에서 95~140℃의 온도로 가열하면서 8~20분간 교반시킨 후 쿨링교반기에서 10~50℃의 온도로 15~40분간 냉각 교반하고, 제습장치에서 제습하여 외활제가 코팅된 충격보강제를 준비한다.
염화비닐수지 100중량부와 활제가 코팅된 충격보강제 5중량부, 충전제 2중량부, 가공조제 1.5중량부, 열안정제 3.5중량부, R-지당 0.5중량부를 슈퍼히팅믹서에서 120~130℃로 가열하면서 10~25분간 배합 후 슈퍼쿨링믹서에 10~50℃의 온도로 15~50분간 냉각배합한 후 제습장치에서 제습하여 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)의 폴리염화비닐수지 수지조성물을 준비한다.
<보강중심층 수지조성물 제조>
MBS계 충격보강제와 활제의 비율을 4:1로 히팅교반기에서 95~140℃의 온도로 가열하면서 8~20분간 교반시킨 후 쿨링교반기에서 10~50℃의 온도로 15~40분간 냉각 교반하고, 제습장치에서 제습하여 활제가 코팅된 충격보강제를 준비한다.
염화비닐수지 100중량부, 활제가 코팅된 충격보강제 5중량부, 충전제 2중량부, 가공조제 2.5중량부, 열안정제 3.5중량부를 슈퍼히팅믹서에서 120~130℃로 가열하면서 10~25분간 배합 후 슈퍼쿨링믹서에 10~50℃의 온도로 15~50분간 냉각배합한 후 제습장치에서 제습하여 보강중심층(33)의 폴리염화비닐수지 수지조성물을 준비한다.
<다중벽 구조의 상·하수도관 제조>
듀얼 공압출기에서 각층에 대한 배합원료의 점도에 따라 각각 압출기의 스크류 회전수 및 실린더의 온도와 회전수 차이로 흐름을 원활하게 하는 연동화시스템(synchronization system)을 구축한다.
그 후 상기 내부층 및 외부층 수지조성물과 중심충 수지조성물을 상기 연동화시스템에 공급하여 내부층, 중간층, 외부층을 구성하는 각 수지조성물이 coex 금형에서 용융상태로 자연스럽게 만나 삼중벽 구조가 단일층과 같이 매끄러운 형상을 이루며, 3개 층간의 간격이 일정비율로 균일하게 형성되는 삼중공압출공법을 통해 삼중벽 구조로 파이프를 제작하며, 보강층도 동일한 방법으로 제작한다.
그후, 삼중벽 구조의 본관 파이프의 일단부 외측으로 삼중벽 구조의 상기 보강 파이프를 끼운 후 통상의 가열확관장치를 통해 본관 파이프의 일단부를 가열시켜 외측으로 보강부(30)가 결합된 확관부(20)가 성형되게 하며, 확관부(20)의 내측으로 삽입되는 본관 파이프의 타측에는 통상의 절삭방법을 통해 결합홈부(100')를 형성한 후 상기 확관부(20) 내측으로 패킹(21)과 스토퍼(22)를 끼워 넣어 확관부(20) 내측으로 2중 밀폐구조의 패킹(21)과 스토퍼(22)가 설치된 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관 제조를 완료한다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 게시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 게시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10-외관
10'-내관
11-내부층
12-외부층
13-중심층
20-확관부
21-패킹
22-스토퍼
30-보강층
31-보강내부층
32-보강외부층
33-보강중심층

Claims (5)

  1. 내부층(11) 및 외부층(12)과 중심층(13)으로 이루어지고 내관(10')이 삽입될 수 있게 외관(10)의 일단부에 내관연결용 확관부(20)와 확관부(20)의 외측으로 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)과 보강중심층(33)으로 이루어진 보강층(30)이 형성되는 폴리염화비닐수지 다중벽 구조의 항균 상·하수도관에 있어서,
    상기 내부층(11) 및 외부층(12)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 MBS계 충격보강제와 CPE계 충격보강제가 3:1 내지 5:1의 비율로서 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 충격보강제 3~9중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.3~4중량부, R-지당 0.1~1중량부, 항균제 0.1~2중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되며,
    상기 중심층(13)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 MBS계 충격보강제 2~7중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.2~3.8중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되고,
    상기 외관(10)의 확관부(20) 내측에는 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사져 내향 돌출된 밀폐돌부(210)가 형성된 패킹(21)과 패킹(21)의 전방에서 내관(10')의 삽입방향을 향해 일정각도로 경사져 내향 돌출된 결합돌부(220)가 형성된 스토퍼(22)가 설치되며,
    확관부(20) 내부로 삽입되는 내관(10')의 외주연에는 상기 스토퍼(22)의 결합돌부(220) 단부가 결합되게 결합돌부(220)와 대응되는 결합홈부(100')가 형성되고,
    상기 활제는 폴리에틸렌 왁스, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 마그네슘, 지방산 활제, 스테아린산 활제, 부틸스테아레이트 활제, 지방산 에스터계 활제, 스테아린산 바륨 활제 중에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물을 충격보강제와 활제의 비율을 4:1 내지 3:2 비율로 사용하며,
    상기 내부층(11) 및 외부층(12)의 수지조성물과 상기 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)의 수지조성물에는 UV차단제 0.1~0.5중량부가 더 혼합되고,
    상기 외관(10)과 보강층(30)의 사이에는 공기층(A)이 형성되는 것을 특징으로 하는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강내부층(31) 및 보강외부층(32)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 MBS계 충격보강제와 CPE계 충격보강제가 3:1 내지 5:1의 비율로서 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 충격보강제 3~9중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.3~4중량부, R-지당 0.1~1중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되며,
    상기 보강중심층(33)은 염화비닐수지 100중량부에 대하여 융점이 90℃ 이상인 활제가 코팅된 MBS계 충격보강제 2~7중량부, 충전제 0.5~6중량부, 가공조제 0.5~2.5중량부, 열안정제 2.2~3.8중량부가 혼합된 수지조성물로 조성되는 것을 특징으로 하는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 항균제는 제올라이트계 무기항균제, 징크 피리치온, 트리클로산, 벤잘코늄, 세틸 피리디늄 중에서 선택된 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 내관(10')을 외관(10)의 확관부(20)에 삽입하면 상기 스토퍼(22)의 결합돌부(220)가 상기 내관(10')의 결합홈부(100')에 결착되면서 스토퍼(22)와 내관(10')이 결합상태가되어 외관(10)과 내관(10')의 결속력이 높아지는 것을 특징으로 하는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관.



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CN112780844A (zh) * 2020-12-23 2021-05-11 安徽杰蓝特新材料有限公司 一种排水用有机刚性增强增韧合金管材及其制备方法
KR20230158702A (ko) 2022-05-12 2023-11-21 주식회사 차후에스엔피 연결부가 보강된 pvc 파이프

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KR101960771B1 (ko) * 2018-12-06 2019-05-24 (주)고비 삼중벽관 폴리염화비닐수지 조성물 및 이를 이용한 폴리염화비닐수지 삼중벽관

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