KR102292688B1

KR102292688B1 - 난연 이중보온관, 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102292688B1
Application number: KR1020210019892A
Authority: KR
Inventors: 양정훈
Original assignee: (주)신명피피; 다인파워텍 주식회사
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2021-08-25

Abstract

본 발명은 난연 이중보온관, 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내관과 외관 사이에 단열재를 갖는 이중보온관에 있어서, 외관을 난연 마스터 배치와 폴리에틸렌이 혼합된 난연성 외관으로 압출성형하여 매설용 뿐 아니라 외부 노출 배관으로도 사용 가능한 난연 이중보온관, 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

난연 이중보온관, 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치 및 그 제조방법{Flame-retardant double insulation pipe and method of manufacturing flame-retardant double insulation pipe}

일반적으로 건물이나 공동주택, 일반주택, 교량 등에는 유체를 이동시키기 위하여 배관이 설치된다. 그리고 설치된 배관의 외측으로는 배관을 따라 이송되는 유체의 열 손실 또는 동파를 방지하기 위하여 보온재를 감싸게 된다.

통상적으로 배관용 보호재는 소정의 길이를 갖는 원통형의 형상으로 이루어지면서 길이방향으로 절개부가 형성되며, 이 절개부를 양쪽으로 벌린 상태로 보온재가 설치된 배관의 외측에 감싸는 방법으로 설치한다.

이러한 방법으로 배관에 보온재를 설치한 다음, 보온재의 외측면에는 테이프를 감아 보온재 설치작업을 마무리하게 되는 데, 이 테이프는 보온재를 밀착시키는 역할을 함과 동시에 외피 역할을 하게 된다.

그러나 이와 같이 설치된 보온재는 절개면 상하부의 불일치 등으로 인해 배관파이프에 완전히 밀착되지 못하고, 밀착성이 떨어지므로 단열성능이 저하되는 단점이 있다. 따라서 근래에는 이러한 단점을 해소하기 위하여 파이프의 외측면에 접착제 또는 열융착에 의하여 보온재를 파이프에 접착 또는 융착(이하 "접착" 이라고 표현함)으로 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 고정한 이른바 보온재(201)가 일체로 구비된 보온파이프(101)가 생산 및 사용되고 있다.

상기 보온재(201)는 연질 또는 경질의 발포폼으로 제조하며 연질의 보온재는 발포수지 등으로 형성되고, 경질의 보온재는 우레탄 폼으로 형성될 수 있다. 통상적인 보온파이프(101)에는 파이프의 외측면에 연질의 보온재가 제공되고, 지역난방용 열배관 등에는 경질의 보온제가 제공된다.

이와 같은 보온파이프(101)의 제조방법은 중심부에 유체를 이송하는 메인관(301)을 중심으로 외측으로 외피가 되는 비철금속재로 이루어진 박판의 외부관(401)이 구비되며, 상기 외부관(401)의 길이보다 양측으로 조금 길게 메인관(301)의 길이를 길게 형성시킨 후 외부관(401) 끝단에 메인관(301)이 관통하는 마게(도면상 미도시됨)를 설치한다.

상기 마게는 외부관 내측에 부착 설치되어 외부관 내측을 밀봉하게 되며 외부관에는 주입공을 형성시킨 후 액상의 보온재를 주입하여 발포시켜 보온파이프를 형성시킨다.

그러나 상기한 보온파이프(101) 제조방법은 알루미늄 박판으로 이루어진 외부관(401) 내측으로 주입되는 액상의 발포재가 고온에서 발포되기 때문에 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 메인관(301)이 고온의 열에 의해 열변형이 일어나는 문제와 외부의 작은 충격에도 쉽게 외부관(401) 및 보온재(201)가 파손되는 문제 및 발포 폼으로만 보온재(201)가 구성되어 있어 오랜 기간 사용시 보온 효과가 저하되는 문제와 상기 문제를 해소하기 위하여 보온 효과를 증대시키기 위해서는 두께를 비례적으로 키워야 하는 문제점과 발포 폼인 보온재가 피복된 파이프가 고정이 안돼 보온재와 메인파이프와의 사이에 슬림이 일어나 메인파이프가 유동이 되는 문제 등이 있다.

또한 이중보온관은 외관과 내관 사이에 단열재를 넣어 보관 및 보냉 효과를 얻을 수 있어 현재 지역난방 배관, 공통사용 에너지 배관, 열병합 발전배관, 스팀온수 배관, 동파 방지 배관 및 소방 배관등이 널리 사용되어지고 있다.

이중보온관에 사용되는 단열재로는 경질 폴리우레탄 등을 사용하여 자켓파이프(피복관, Jacket pipe)를 포함 보온용으로 제작하여 배관에 사용하고 있다. 통상 이중 보온관의 내관은 강관, 스테인레스(SUS)관, 동관, 이중복합관(SUS+철, SUS+알루미늄, 철+철) 또는 폴리에틸렌(PE)관 등으로 구성되고, 외관은 지하 매설시 고밀도 폴리에틸렌관, 방향 전환시 엘보 고밀도 폴리에틸렌 관을 사용하고 있다.

이러한 구성의 이중보온관은 중온수용으로 지역난방공사 배관, 온천수 배관으로 사용되거나, 상, 하수도 동파방지용 배관, 중기 이송용 배관, 소방 배관등의 용도로 사용되어 지고 있다. 그러나 외관이 고밀도 폴리에틸렌 수지로 구성된 이중 보온관은 지하 매설용으로 한정되어 사용되고 있다. 외부에 노출시키는 경우, 화재시 불이 붙는 문제점이 있고, 노출 배관 시 외부 온도차에 의한 자연발화 가능성을 갖는 문제점이 있다.

또한 시공 배관 시 작업자의 부주의로 화재 위험성을 내포하고 있고, 현재 노출배관 시 외관을 알루미늄 나선(Al Spiral)관을 사용하고 있으나, 제조 경비가 많이 들게 되는 문제점을 가지고 있다. 따라서 외관을 PE관으로 구성하면서 동시에 외부 노출시에 불에 타지 않는 난연성을 갖게 되는 난연성 이중 보온관과 그 제조방법 및 제조장치가 요구된다.

대한민국 특허공개 공보 제10-2010-77597호 실용신안등록 공보 제20-210488호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이중 보온관의 외관을 압출 성형하여 난연 이중보호관으로 제조함으로써 지하 매설용과 외부 노출용의 구별없이 다용도로 사용될 수 있도록 하는 난연 이중보온관, 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치 및 그 제조방법을 제공하게 된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

난연성 이중 보온관에 있어서, 강관, SUS관, 동관, 탄소강관, 이중복합관 또는 폴리에틸렌 관중 선택된 어느 하나이고, 상기 이중복합관은 SUS와 철, SUS와 알루미늄 또는 철과 철을 포함하는 내관과; 상기 내관의 외주부를 둘러싸는 폴리우레탄 재질의 단열재; 및 상기 단열재의 외주면을 둘러싸는 외관;을 포함하며, 상기 외관은 폴리에틸렌 재질의 내측 외관과; 난연성을 가지는 폴리에틸렌 재질의 외측 외관으로 구성되고, 상기 외측 외관은 무기계의 난연제를 포함하고, 주난연제로서, 데카브로모디페닐 옥사이드(Decabromodiphenyl oxide) 또는 데카브로모디페닐 에탄(Decabromodiphenyl ethane) 150 내지 180중량부, 또는 테트라브로모비스페놀 A(Tetrabromobisphenol A) 170중량부, 보조난연제로서 삼산화 안티몬(Antimony trioxide) 5 내지 70중량부, 커플링제 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 5중량부, 폴리에틸렌 왁스 1 내지 30중량부, 산화방지제 1 내지 5중량부 및 자외선 방지제 1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 단열재는 경질 폴리우레탄이다.

여기에서 또한, 상기 주난연제 및 상기 보조난연제의 중량부의 비율은 3:1 내지 4:1인 데 상기 범위 내인 경우에는 주난연제 및 보조난연제가 전체 난연 마스터뱃치 조성물에 기여하는 난연특성이 최대화된다.

여기에서 또, 상기 산화방지제는 테트라키스메틸렌(3,5-di-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)(Tetrakisthylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinamate))이다.

여기에서 또, 상기 자외선 방지제는 폴리[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일)((2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노1,6-헥산디일(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노)){Poly[6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino]-1,3,5-triazine-2,4-diyl)((2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino-1,6-hexanediyl(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino))}이다.

본 발명의 다른 특징은,

난연성 이중 보온관의 외관 제조장치에 있어서, 난연제가 저장되는 난연제 혼합탱크와; 폴리에틸렌이 투입되어 저장되는 폴리에틸렌 저장탱크와; 상기 난연제 혼합탱크에 저장되어 있는 난연제와 상기 폴리에틸렌 저장탱크에 저장되어 있는 폴리에틸렌을 혼합하여 난연성 폴리에틸렌을 제조하는 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크; 및 상기 폴리에틸렌 저장탱크의 폴리에틸렌과, 상기 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크를 통하여 혼합된 난연성 폴리에틸렌을 공급받아 외관을 압출하되, 내측에 폴리에틸렌 재질의 내측 외관과, 외측에 난연성을 가지는 폴리에틸렌 재질의 외측 외관을 일체로 압출시키는 압출기를 포함한다.

여기에서 또한, 상기 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치는 상기 난연제 혼합탱크와 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크 및 상기 폴리에틸렌 저장탱크와 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크 사이에 각각 난연제의 총량과 폴리에틸렌의 중량을 제어할 수 있는 중량 측정장치가 설치된다.

여기에서 또, 상기 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치는 상기 압출기를 가열시키는 가열수단을 더 포함한다.

여기에서 또, 상기 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크는 내부에 각 화합물과 폴리에틸렌을 혼합시키는 교반기를 더 포함한다.

여기에서 또, 상기 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치는 상기 압출기의 투입구로 발색용 마스터 배치를 투입시키는 투입장치를 더 포함한다.

여기에서 또, 상기 난연제는 무기계의 난연제로서, 폴리에틸렌을 100중량부로 할 때 5 내지 50 중량부로 혼합되고, 주난연제로서, 데카브로모디페닐 옥사이드(Decabromodiphenyl oxide) 또는 데카브로모디페닐 에탄(Decabromodiphenyl ethane) 150 내지 180중량부, 또는 테트라브로모비스페놀 A(Tetrabromobisphenol A) 170중량부, 보조난연제로서 삼산화 안티몬(Antimony trioxide) 5 내지 70중량부, 커플링제 1 내지 10 중량부, 분산제 1 내지 5중량부, 폴리에틸렌 왁스 1 내지 30중량부, 산화방지제 1 내지 5중량부 및 자외선 방지제 1 내지 3중량부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징은,

상기의 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치를 이용한 외관 제조방법에 있어서, 난연제 혼합탱크 내부에 난연제를 투입시키고, 폴리에틸렌 저장탱크에 폴리에틸렌 수지를 투입시키는 단계와; 상기 난연제 혼합탱크의 난연제와 상기 폴리에틸렌 저장탱크의 폴리에틸렌 수지를 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크로 투입시키는 단계와; 상기 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크 내부에 구비된 교반기를 작동시켜 상기 각 화합물과 상기 폴리에틸렌 수지를 교반시켜 난연성 폴리에틸렌 수지를 생성시키는 단계와; 상기 폴리에틸렌 저장탱크의 폴리에틸렌 수지와, 상기 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크에서 혼합된 난연성 폴리에틸렌 수지를 압출기의 투입구에 각각 투입시키는 단계; 및 상기 압출기를 작동시켜 상기 압출기에 구비된 금형에 따라 외관이 출사되되, 내측에 폴리에틸렌 재질의 내측 외관과, 외측에 난연성을 가지는 폴리에틸렌 재질의 외측 외관이 일체화되어 출사되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 난연제는 무기계의 난연제로서, 폴리에틸렌을 100중량부로 할 때 5 내지 50 중량부로 혼합되고, 주난연제로서, 데카브로모디페닐 옥사이드(Decabromodiphenyl oxide) 또는 데카브로모디페닐 에탄(Decabromodiphenyl ethane) 150 내지 180중량부, 또는 테트라브로모비스페놀 A(Tetrabromobisphenol A) 170중량부, 보조난연제로서 삼산화 안티몬(Antimony trioxide) 5 내지 70중량부, 커플링제 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 5중량부, 폴리에틸렌 왁스 1 내지 30중량부, 산화방지제 1 내지 5중량부 및 자외선 방지제 1 내지 3중량부를 포함한다.

따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 이중보온관의 외관을 압출성형으로 난연성 외관을 제조하게 됨으로써 지하 매설용과 외부 노출용의 구별없이 다용도로 사용가능한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관은 폴리에틸렌과 난연성분을 함유하여 구성된 난연성 외관을 포함시켜 산수지수를 높여 외부에 노출되어도 화재의 위험이 없다는 장점을 갖는다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 외관은 종래 AL SPIRAL이 아닌 폴리에틸렌과 난연성분을 함유한 배치를 혼합하여 구성되므로 난연성을 가짐과 동시에 제조단가를 낮출 수 있어 경제적이라는 장점을 갖는다.

또한, 폴리에틸렌과 난연성분을 함유한 마스터 배치를 혼합한 난연 폴리에틸렌 수지를 압출기에 투입하여 압출성형으로 난연성 외관을 제조할 수 있어 생산효율이 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.

도 1은 일반적인 이중보온관의 변형을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치의 구성들을 나타낸 구성도를 모식적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치를 이용한 난연성 이중 보온관의 외관 제조방법에 대한 순서도이다.

이하 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

난연조성물을 제조하기 위해 종래에는 각 제품 용도에 맞게 난연제 함량이 10~15wt% 정도 포함된 난연콤파운드를 사용하거나 생산공정에서 직접 난연제를 배합하여 사용한다. 그에 따라 난연콤파운드를 사용하는 경우나 직접 난연제를 배합하여 사용하는 경우에 공정상 복잡하고 여러 공정이 혼합되어 경제성 및 생산성이 매우 취약하다.

특히 공정에서 발생하는 미세 난연제 먼지가 호흡기 장애와 각종 피부 질환을 유발하기도 하여 산업재해로 나타나는 경우도 있었다. 따라서, 난연 마스터 뱃치(master batch)를 제조하여 사용한다.

그러나 난연마스터 뱃치를 제조할 때, 함량을 50wt% 이상으로 고농축하는 방법 면에서는 기술력의 문제가 있고, 고농축의 품질 특성면에서도 최종 제품을 적용할 경우에 난연제가 분산성이 떨어지는 경우가 종종 있다. 이에 따라 최종제품의 물리적 성질이 열화되고 난연도가 낮아지는 경향성이 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 난연 마스터 뱃치 조성물은, 마스터뱃치 조성물은 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 또는 고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 폴리에틸렌 수지 100중량부와, 주난연제로서, 데카브로모디페닐 옥사이드(Decabromodiphenyl oxide) 또는 데카브로모디페닐 에탄(Decabromodiphenyl ethane) 150 내지 180중량부, 또는 테트라브로모비스페놀 A(Tetrabromobisphenol A) 170중량부, 보조난연제로서 삼산화 안티몬(Antimony trioxide) 5 내지 70중량부, 커플링제 1 내지 10 중량부, 분산제 1 내지 5중량부, 폴리에틸렌 왁스 1 내지 30중량부, 산화방지제 1 내지 5중량부, 및 자외선 방지제 1 내지 3중량부를 포함한다.

주난연제로 사용될 수 있는 데카브로모디페닐 옥사이드, 데카브로모디페닐 에탄 또는 테트라브로모비스페놀 A에서 브롬 순도는 50 내지 90%인 것이 난연성 면에서 바람직하고, 수평균분자량은 900 내지 1000일 수 있으며, 입자 크기는 5㎛이하일 수 있다. 브롬 순도가 50 % 이하이거나 입자크기가 너무 큰 경우에는 난연성도 악화됨과 동시에 마스터뱃치 조성물의 기계적 물성이나 압출외관 특성 등을 저하시킬 수 있다.

보조난연제로서는 삼산화 안티몬(Antimony trioxide)을 5 내지 70중량부 사용할 수 있다. 삼산화 안티몬은 순도 95 내지 99%이고, 비중은 5 내지 6인 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 난연 마스터 뱃치 조성물은 주난연제 및 보조난연제의 비율을 적절히 조절하여 난연성을 최대화할 수 있다. 즉, 주난연제 및 보조난연제의 중량부의 비율은 3:1 내지 4:1인 것이 바람직한데 이 범위 내인 경우에는 주난연제 및 보조난연제가 전체 마스터 뱃치 조성물에 기여하는 난연특성이 최대화될 수 있다.

커플링제로는 오가노실리콘(organosilicon)이 사용될 수 있다. 커플링제는 이중보온관의 압출성과 무기 난연제의 분산성을 향상시킨다. 또한, 커플링제는 무기 난연제의 내부응집 및 고점도화의 원인이 되는 수지와의 극성표면을 유기적인 성질로 변화시켜 상용성을 우수하게 해 분산성을 향상시킨다.

또한 난연 마스터 뱃치 조성물의 분산성을 향상시키기 위하여 분산제를 1 내지 5중량부 사용하는 것이 바람직하다. 분산제는 금속석검계인 아연-스테아레이트(Zn-stearate)를 사용할 수 있다.

폴리에틸렌 왁스는 수평균분자량이 800 내지 1500이고, 녹는점은 100℃ 내지 120℃인 것이 바람직하다.

폴리에틸렌 왁스를 적절한 중량부로 사용하면 마스터 뱃치 가공시 기계적 마찰 부하와 압출 부하는 낮추는 역할을 한다.

이와 함께 산화방지제를 1 내지 5중량부로 사용하면 마스터뱃치 가공시 발생하는 열 산화를 방지할 수 있고, 최종 제품 압출시 열안정성을 향상시켜 장기 작업을 유지시킨다. 이때, 사용할 수 있는 산화방지제는 테트라키스메틸렌(3,5-di-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트) (Tetrakisthylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinamate))를 예로 들 수 있는데, 수평균분자량은 1178이며, 녹는점은 110℃ 내지 125℃인 것을 사용하면 좋다.

최종제품의 용도와 사용방법에 따라 자외선에 기인한 수지분해 및 컬러 변색을 방지하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 난연 마스터배치 조성물은 자외선 방지제를 1 내지 3중량부로 포함할 수 있다. 상기 자외선 방지제는 폴리[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일)((2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노1,6-헥산디일(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노)){Poly[6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino]-1,3,5-triazine-2,4-diyl)((2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino-1,6-hexanediyl(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino))}을 사용할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관(1)의 구성에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 부분 사시도를 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관(1)은 내관(10)과 외관(30) 그리고, 내관(10)과 외관(30) 사이에 구비된 단열재(20)를 포함하고 있음을 알 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 내관(10)은 강관, SUS관, 동관, 탄소강관, 이중복합관(SUS+철, SUS+알루미늄, 철+철) 또는 폴리에틸렌 관 등으로 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 단열재(20)는 경질폴리우레탄 폼(PUR)을 사용하였다.

또한, 외관(30)은 단열재의 외주면을 둘러싸는 데, 폴리에틸렌 재질의 내측 외관(31)과, 난연성을 가지는 폴리에틸렌 재질의 외측 외관(33)으로 구성된다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치의 구성들을 나타낸 구성도를 모식적으로 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 외관의 제조장치(2)는 내부에 난연제가 저장되는 난연제 혼합탱크(200)와 내부에 폴리에틸렌 수지가 저장되는 폴리에틸렌 저장탱크(100)를 포함하고 있다.

또한, 난연제 혼합탱크(200)와 폴리에틸렌 저장탱크(100)에 연결되어 난연제 혼합탱크(200)에 저장된 난연제와 폴리에틸렌 저장탱크(100)에 저장된 폴리에틸렌 수지가 투입되어 난연제와 폴리에틸렌 수지를 혼합하여 난연 폴리에틸렌 수지를 형성하는 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크(400)를 구비하고 있다.

그리고, 다수의 금형을 구비하여 폴리에틸렌 저장탱크(100)의 폴리에틸렌 수지와 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크(400)에서 생성된 난연성 폴리에틸렌 수지가 각각 투입되어 내측 외관(31)과 외측 외관(33)이 일체화된 외관(30)을 출사시키는 압출기(600)를 포함하고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 난연제 저장 탱크(200)와 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크(400) 사이 그리고 폴리에틸렌 저장탱크(100)와 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크(400) 사이 각각에 구비되어 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크(400)에 투입되는 난연제와 폴리에틸렌의 양을 측정하는 중량 측정장치(300)를 포함하고 있음을 알 수 있다.

따라서 이러한 중량 측정장치(300)에 의해 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크(400)에 투입되는 난연제와 폴리에틸렌의 투입량을 조절하게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 외측 외관(33)은 앞서 설명한 바와 같이, 폴리에틸렌을 100중량부로 할 때, 난연제는 5 내지 50중량부로 구성된다. 또한, 난연제 저장탱크(200)에 저장되는 난연제는 앞서 설명한 바와 같이, 난연 마스터 뱃치로 구성되게 된다.

또한, 난연제 혼합탱크(200)에 저장되는 난연제는 무기계의 난연제이고, 주난연제로서, 데카브로모디페닐 옥사이드(Decabromodiphenyl oxide) 또는 데카브로모디페닐 에탄(Decabromodiphenyl ethane) 150 내지 180중량부, 또는 테트라브로모비스페놀 A(Tetrabromobisphenol A) 170중량부, 보조난연제로서 삼산화 안티몬(Antimony trioxide) 5 내지 70중량부, 커플링제 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 5중량부, 폴리에틸렌 왁스 1 내지 30중량부, 산화방지제 1 내지 5중량부, 및 자외선 방지제 1 내지 3중량부를 포함하는 것일 수 있다.

또한 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크(400) 내부에 구비되어 난연제와 폴리에틸렌을 혼합시키는 교반기(500)를 포함하고 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치(2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 투입장치(700)를 더 포함하여 압출기(600)의 투입구(610)로 발색용 마스터 뱃치를 투입시키도록 구성될 수 있다.

그리고, 압출기(600)에는 압출기(600) 내부로 투입되는 플리에틸렌 수지 및 난연 폴리에틸렌 수지를 가열시키는 가열수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.

이하에서는 앞서 설명한 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치(2)를 이용한 난연성 이중 보온관의 외관 제조방법에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 외관 제조방법은, 난연제 혼합탱크(200) 내부에 난연제를 투입시키고, 폴리에틸렌 저장탱크(100)에 폴리에틸렌 수지를 투입시키는 단계(S10);와, 난연제와 폴리에틸렌 수지를 난연제 혼합 탱크(200)와 폴리에틸렌 저장탱크(100)에 연결된 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크(400)로 투입시키는 단계(S20);와, 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크(400) 내부에 구비된 교반기(500)를 작동시켜 난연제와 폴리에틸렌 수지를 교반시켜 난연성 폴리에틸렌 수지를 생성시키는 단계(S30);와, 폴리에틸렌 수지와, 난연성 폴리에틸렌 수지를 압출기(600)의 투입구(610)에 투입시키는 단계(S40); 및 압출기(600)를 작동시켜 압출기(600)에 구비된 금형에 따라 폴리에틸렌인 내측 외관(31)과 난연성 폴리에틸렌인 외측 외관(33)이 일체화된 외관(30)이 출사되는 단계(S50);를 포함하는 것일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 난연성 이중 보온관의 외관의 제조방법에 대한 순서도이다.

도 4를 참조하면, 폴리에틸렌 저장탱크(100)에 저장되어 있던 폴리에틸렌과, 난연제 혼합탱크(200)에 저장되어 있던 난연제(난연제, 커플링제, 분산제, 폴리에틸렌 왁스, 산화방지제 및 자외선 방지제가 혼합된 것을 지칭함)을 섞는 단계를 진행할 수 있다.

이때 난연제와 폴리에틸렌 수지의 중량 혼합비는 중량 측정장치(300)을 통해서 가능할 수 있다. 이때의 혼합비는 폴리에틸렌 수지의 난연성능을 최대화하기 위한 것으로서, 폴리에틸렌을 100중량부로 할 때, 난연제는 5 내지 50중량부로 구성된 것일 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

한편 본 명세서에 개시된 기술에 관한 설명은 단지 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

또한 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 난연성 이중 보온관 10 : 내관
20 : 단열재 30 : 외관
31 : 내측 외관 33 : 외측 외관
100 :난연제 혼합탱크 200 : 폴리에틸렌 저장탱크
300 : 중량 측정장치 400 : 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크
500 : 교반 장치 600 : 압출기
700 : 투입장치

Claims

난연성 이중 보온관에 있어서,
강관, SUS관, 동관, 탄소강관, 이중복합관 또는 폴리에틸렌 관중 선택된 어느 하나이고, 상기 이중복합관은 SUS와 철, SUS와 알루미늄 또는 철과 철을 포함하는 내관과;
상기 내관의 외주부를 둘러싸는 폴리우레탄 재질의 단열재; 및
상기 단열재의 외주면을 둘러싸는 외관을 포함하며,
상기 외관은,
폴리에틸렌 재질의 내측 외관과;
난연성을 가지는 폴리에틸렌 재질의 외측 외관으로 구성되고,
상기 외측 외관은,
무기계의 난연제를 포함하고,
주난연제로서, 데카브로모디페닐 옥사이드(Decabromodiphenyl oxide) 또는 데카브로모디페닐 에탄(Decabromodiphenyl ethane) 150 내지 180중량부, 또는 테트라브로모비스페놀 A(Tetrabromobisphenol A) 170중량부,
보조난연제로서 삼산화 안티몬(Antimony trioxide) 5 내지 70중량부,
커플링제 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 5중량부, 폴리에틸렌 왁스 1 내지 30중량부, 산화방지제 1 내지 5중량부 및 자외선 방지제 1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관.
제 1 항에 있어서,
상기 단열재는,
경질 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관.
제 1 항에 있어서,
상기 주난연제 및 상기 보조난연제의 중량부의 비율은 3:1 내지 4:1인 데 상기 중량부의 비율 범위 내인 경우에는 주난연제 및 보조난연제가 전체 난연 마스터뱃치 조성물에 기여하는 난연특성이 최대화되는 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관.
제 1 항에 있어서,
상기 산화방지제는,
테트라키스메틸렌(3,5-di-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트) (Tetrakisthylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinamate))인 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관.
제 1 항에 있어서,
상기 자외선 방지제는,
폴리[6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일)((2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노1,6-헥산디일(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)이미노)){Poly[6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino]-1,3,5-triazine-2,4-diyl)((2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino-1,6-hexanediyl(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino))}인 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관.
난연성 이중 보온관의 외관 제조장치에 있어서,
난연제가 저장되는 난연제 혼합탱크와;
폴리에틸렌이 투입되어 저장되는 폴리에틸렌 저장탱크와;
상기 난연제 혼합탱크에 저장되어 있는 난연제와 상기 폴리에틸렌 저장탱크에 저장되어 있는 폴리에틸렌을 혼합하여 난연성 폴리에틸렌을 제조하는 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크; 및
상기 폴리에틸렌 저장탱크의 폴리에틸렌과, 상기 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크를 통하여 혼합된 난연성 폴리에틸렌을 공급받아 외관을 압출하되, 내측에 폴리에틸렌 재질의 내측 외관과, 외측에 난연성을 가지는 폴리에틸렌 재질의 외측 외관을 일체로 압출시키는 압출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치는,
상기 난연제 혼합탱크와 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크 및 상기 폴리에틸렌 저장탱크와 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크 사이에 각각 난연제의 총량과 폴리에틸렌의 중량을 제어할 수 있는 중량 측정장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치.
제 7 항에 있어서,
상기 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치는,
상기 압출기를 가열시키는 가열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크는,
내부에 각 화합물과 폴리에틸렌을 혼합시키는 교반기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치는,
상기 압출기의 투입구로 발색용 마스터 배치를 투입시키는 투입장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치.
제 6 항에 있어서,
상기 난연제는,
무기계의 난연제로서, 폴리에틸렌을 100중량부로 할 때 5 내지 50 중량부로 혼합되고,
주난연제로서, 데카브로모디페닐 옥사이드(Decabromodiphenyl oxide) 또는 데카브로모디페닐 에탄(Decabromodiphenyl ethane) 150 내지 180중량부, 또는 테트라브로모비스페놀 A(Tetrabromobisphenol A) 170중량부,
보조난연제로서 삼산화 안티몬(Antimony trioxide) 5 내지 70중량부,
커플링제 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 5중량부, 폴리에틸렌 왁스 1 내지 30중량부, 산화방지제 1 내지 5중량부 및 자외선 방지제 1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치.
제 6 항의 난연성 이중 보온관의 외관 제조장치를 이용한 외관 제조방법에 있어서,
난연제 혼합탱크 내부에 난연제를 투입시키고, 폴리에틸렌 저장탱크에 폴리에틸렌 수지를 투입시키는 단계와;
상기 난연제 혼합탱크의 난연제와 상기 폴리에틸렌 저장탱크의 폴리에틸렌 수지를 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크로 투입시키는 단계와;
상기 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크 내부에 구비된 교반기를 작동시켜 상기 각 난연제와 상기 폴리에틸렌 수지를 교반시켜 난연성 폴리에틸렌 수지를 생성시키는 단계와;
상기 폴리에틸렌 저장탱크의 폴리에틸렌 수지와, 상기 난연성 폴리에틸렌 혼합탱크에서 혼합된 난연성 폴리에틸렌 수지를 압출기의 투입구에 각각 투입시키는 단계; 및
상기 압출기를 작동시켜 상기 압출기에 구비된 금형에 따라 외관이 출사되되, 내측에 폴리에틸렌 재질의 내측 외관과, 외측에 난연성을 가지는 폴리에틸렌 재질의 외측 외관이 일체화되어 출사되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 이중 보온관의 외관 제조방법.
제 12 항에 있어서,
상기 난연제는,
무기계의 난연제로서, 폴리에틸렌을 100중량부로 할 때 5 내지 50 중량부로 혼합되고,
주난연제로서, 데카브로모디페닐 옥사이드(Decabromodiphenyl oxide) 또는 데카브로모디페닐 에탄(Decabromodiphenyl ethane) 150 내지 180중량부, 또는 테트라브로모비스페놀 A(Tetrabromobisphenol A) 170중량부,
보조난연제로서 삼산화 안티몬(Antimony trioxide) 5 내지 70중량부,
커플링제 1 내지 10중량부, 분산제 1 내지 5중량부, 폴리에틸렌 왁스 1 내지 30중량부, 산화방지제 1 내지 5중량부 및 자외선 방지제 1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 난연성 이중 보온관의 외관 제조방법.