KR20000076210A - 긴 설치관 형태의 튜브관 - Google Patents

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Abstract

긴 설치관 형태의 튜브관은 길이 방향에 걸쳐서 동일한 단면적을 갖고, 감거나 풀릴수 있도록 충분한 탄력성이 있으며 구심력 또는 원심력의 방사상 힘을 지탱하기에 충분한 강성이 있는 1종 이상의 플라스틱으로 구성되고, 윤활제가 분산된 플라스틱 매트릭스를 포함하며 마찰면을 구성하는 자유면이 내부 및/또는 외부에 표면층을 갖춘 고체관(1)을 포함한다.
본 발명에 따라 한편으로는, 표면층이 자유면에 분포되어 있는 고형 윤활제의 입자(4)가 플라스틱 매트릭스에 분포되고, 다른한편으로는 액체형 윤활제가 플라스틱 매트릭스와 혼용성이 있으며 표면층의 자유면을 적시지 않고 분산된다.

Description

긴 설치관 형태의 튜브관{Elongated tubular product, such as in particular an installation conduit}
상기 개괄적 정의로부터, 본 발명은 1개 이상의 케이블, 예를 들어 전력 케이블 보호 외장으로서, 상기 설치관(installation duct)에 포함된 1개 이상의 케이블 또는 1개 이상의 파이프를 설치관으로 알려진 것과 동일한 개념으로 이해해야 한다.
또한, 본 발명에서 "케이블" 및 "파이프"라는 용어는, 유체(예를 들어, 물 또는 가스), 에너지(예를 들어, 전기), 또는 그밖에 정보 또는 신호(예를 들어 광 케이블을 통한 비디오 전송), 또는 아날로그, 디지털 등의 전기 신호 형태의 데이터의 흐름을 이송 또는 전송시키는 어떠한 것을 덮는 관으로 이해해야 한다.
본 발명을 소개하고 정의하기 위해, 예로써 설치관 및/또는 상기 관에 장착된 케이블 또는 파이프를 참조로 한다.
토목 공학의 작업량, 특히 연결 챔버의 수를 제한하기 위해서, 설치관을 형성하는 고체관의 내부면 및/또는 보호 외장 예를 들어 케이블 보호 외장의 외부면에 해당하는 마찰면에 윤활작용을 하게 하는 것이 공지되어 있다. 이는 장착가능한 관의 길이를 증가시키는 것을 가능케한다.
상기 윤활작용(lubrication)이 관의 내부 및/또는 외부의 표면층에 제공되고, 자유면은 마찰면을 구성한다.
상기 목적을 위한 다양한 방법이 공지되어 있다.
WO93/14546호에 따르면, 표면층은 고형 또는 액체 형태인, 윤활막 또는 코팅으로 구성된다. 고형 윤활 코팅의 경우에, 예를 들어서, 이는 분산될 수 있는 흑연(graphite) 입자인 고체 입자의 폴리에틸렌(polyethylene)으로 구성된 플라스틱 매트릭스일 수 있다. 액체 윤활 코팅의 경우에, 예를 들어서, 이는 실리콘-염기 오일(silicone-based oil)일 수 있다.
EP-0,326,711호는 고체 표면층이 외부층과 동압출성형된 관의 내부층을 구성한다는 의미에서, 상기 언급된 것과 비교되는 방법을 설명한다.
DE-3,539,304에 따라, 윤활제 역할을 하나 점착성이 있는 그리스(grease) 또는 페이스트(paste)로 구성되는 표면층이 관 안쪽으로 덧붙여져 유지된다.
상기 윤활 페이스트 또는 그리스 자체는 액체 윤활제의 혼합물 및 고형 윤활제의 입자를 구성한다.
본 발명은 길이방향에 걸쳐서 동일한 단면적을 갖고, 감거나 풀릴수 있도록 충분히 탄력성이 있으며 구심력 또는 원심력의 방사상 힘을 지탱하기에 충분한 강성이 있는 1종 이상의 플라스틱으로 구성된 고체관을 포함하는 긴 튜브관에 관한 것이다.
도 1은 발명에 따른 설치관의 축방향 단면도를 나타낸 것이다;
도 2는 발명에 따른 케이블 보호용 외장(sheath)의 축방향 단면도를 나타낸 것이다;
도 3은 발명 따른 또다른 실시예의, 설치관의 단면도를 나타낸 것이다.
본 발명의 목적은 전술된 방법들에 비해, 고체관의 마찰면에서 마찰력을 현저하게 감소시키고 영구적으로 거의 건조한 마찰면을 가지는 긴 튜브관을 제공하는 것이다.
상기 목적을 위해 본 발명에 따르면,
- 한편으로, 표면층의 플라스틱 매트릭스에 분포되고 상기 매트릭스의 자유면의 일부 이상에 분포되어 있는 고형 윤활제 입자; 및
- 다른 한편으로, 플라스틱 매트릭스와 혼용성이 있고 표면층의 자유면을 적시지 않고 표면층에 윤활제가 분산될 수 있는 액체형 윤활제
사이에 상승작용(synergistic)이 있는 것으로 밝혀졌다.
관찰된 상승작용(synergistic) 효과는 표면에 풍부하게 제공된 고형 윤활제가 액체 윤활제의 습윤작용에 의해 윤활작용을 하게된다는 사실로 설명할 수 있다.
본 발명에 따르면, 설치관은 이들이 예를 들어 작은 케이블을 사용하는 풀링(pulling) 기술, 또는 피그(pig)를 사용하는 블로잉 기술을 따르더라도, 블로잉-푸싱(blowing-pushing)에 의해, 현재 모든 설치 기술로도, 어떠한 변형없이 혼용성이 있다는 점에서 다목적으로 사용된다.
또한, 고형 윤활제가 전기 전도체인 경우, 본 발명에 따른 윤활 시스템은 케이블을 장착하면서 관과 케이블 사이의 마찰에 의해 발생되는 정전하를 부분적으로 없애는 것이 가능하다.
따라서 본 발명은 이하의 2차적 특징이 있다:
- 고형 윤활제는 박판 구조이며, 예를 들어, 흑연, 또는 그밖의 예를 들어 폴리테트라플로오르에틸렌인 긴 직선 사슬로 배향된 중합 구조를 갖는다;
- 고형 윤활제의 입자는 20㎛ 이하, 바람직하게는 1 내지 15㎛의 직경을 갖는 미소 구체이다;
- 액체 윤활제는 독점적인 것은 아니지만 실온에서, 1000 센티스트로크 이하, 바람직하게는 10 내지 1000 센티스트로크의 점도를 갖는 실리콘이 바람직하며, 표면층의 자유 면상에 액체 윤활제의 막 두께는 1㎛를 초과하지 않는다;
- 고형 윤활제는 충전재(filler)를 구성한다;
- 표면층은 고체관의 둘레가 불규칙하고 예를 들어 수직 리브 또는 그루브에 해당하나; 동일 표면층은 고체관의 둘레 위로 연속적일 수 있다.
바람직하게, 고체관은 한편으로는 부분적으로 분포된, 건조 윤활제의 입자가 내부 또는 외부, 자유면에 분산되고 다른 한편으로는, 상기 동일 매트릭스의 외부 또는 내부면을 적시지 않고 액체 윤활제가 분산되는 건조-마찰면을 구성하는 플라스틱 매트릭스로 구성된다.
상기 바람직한 방법에 따라, 고형 윤활제는 플라스틱 매트릭스의 5 중량%, 특히 상기 동일 매트릭스의 5중량% 내지 20중량% 의 충전재를 구성한다.
상기 동일한 방법에 따라, 매트릭스는 확산된 상태에서, 액체 윤활제를 포함하여, 플라스틱 매트릭스의 0.02중량%, 특히 상기 동일 매트릭스의 0.02중량% 내지 0.08중량%의 첨가물을 구성한다. 이 경우에, 예를 들어, 고형 윤활제/액체 윤활제 비율은 5% 내지 20%이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 한다.
도 1에 따라, 설치관은 충전된 플라스틱(예를 들어, 고-밀도 폴리에틸렌)으로 구성된 고체(solid) 또는 리지드(rigid) 관(1)으로 구성되며, 감고 풀기에 충분한 탄력성이 있고 구심력 또는 원심력의 방사상 힘을 지탱하기에 충분한 강성(rigid)이 있다. 상기 고체관은 그 내부면에 해당하는 건조-마찰면이 있다.
본 발명에 따라, 고체관(1)에는 1개 이상의 표면층(3)이 있고, 상기 표면층(3)의 자유면은 건조-마찰면(내부면(2))을 구성한다. 상기 표면층은 자유면(2)에 분산된 고체 윤활제의 입자(4)(미소구체)가 분포된 고체관에 해당하는 플라스틱 매트릭스를 포함한다.
도 3에 도시된, 발명에 따른 설치관의 또다른 실시예에 따라, 관은 3개의 동심층(6,7,8)을 포함하고, 표면층(3)과 일체화되는 각각은 상이한 플라스틱으로, 즉 외부층(7), 내부층(6), 다르게 중간층 또는 삽입층(8)으로 선택적으로 구성된다. 표면층(3)은 고체관(1)의 둘레로 불연속하고 예를 들어 수직 인접 그루브에 해당하는 수직 리브(9)를 포함한다.
그러나, 상기 동일 표면층(3)은 고체관(1)의 둘레로 연속할 수도 있다.
실시예 1 :
내부 직경이 27mm이고 두께가 3mm인, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 구성된 관(프랑스 회사 PCD, 상품번호 DAPLEN 4610)이 Cincinatti 회사로부터 CMS60 기계로 압출성형된다.
100 센티스트로크의 점도를 갖는 실리콘 오일(Pennwhite Co. 상품번호 47V100)에서 평균 입자 크기가 16㎛인 폴리테트라플리오르에틸렌(PTFE) 분말의 현탁액이 압출 헤드의 존재로, 점성과 탄성이 있으면서 압출된 관으로 나뉜 형태로 분사된다. PTFE 분말은 오일과 비교해서 20중량%(PTFE)를 나타낸다.
상기 관의 내부면과 HDPE(동 상품번호)로 구성된 외장 사이의 마찰 계수는 0.075이다.
그밖에
- 관 내부면을 처리하지 않고 형성된 마찰 계수는 0.19이고;
- 분사되는 실리콘 오일만으로 형성된 마찰 계수는 0.102이므로, 마찰 계수를 줄이기 위한 PTFE 분말과 실리콘 오일의 상호 작용과 같다
실시예 2
8mm 케이블이 26mm의 내부 직경 및 2.2mm 두께를 갖는 고-밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 구성된 2400mm 설치관을 피그(pig)를 사용하여 블로잉(blowing) 기술로로 가압한다. 제 1의 경우에, 설치관의 내부면은 실시예 1에서와 동일한 액체 윤활제(실리콘 오일)로 코팅된다. 제 2의 경우에, 내부면은 실시예 1에서와 동일한 고형 윤활제 분말로 코팅된다.
제 1의 경우에, 400mm를 초과하는 길이의 케이블을 장착하는 것은 불가능하나, 제 2 의 경우에 길이가 700mm 이상인 케이블을 장착하는 것이 가능하며, 이외의 것들도 마찬가지이다.
실시예 3
외부 직경이 17.6mm로 장착된 케이블에 대해, 내부 직경이 27mm이고 두께가 3mm인 고-밀도 폴리에틸렌으로 구성된 설치관은 첫째로 100 Cp의 점도, 두 번째로 입자크기가 10㎛인 Teflon??분말 및 오일을 기준으로 분말의 10중량% 정도의 세 번째로 상술한 오일의 분말 혼합물로 코팅된 관의 내부면에 사용된다.
3개의 실시예에서, 케이블의 푸싱(pushing)/콘베잉(conveying) 동안에 측정된 마찰 계수는 각각 0.102, 0.071, 0.0061이다.
실시예 4
외부 직경이 17.6mm로 장착된 케이블에 대해, 내부 직경이 27mm이고 두께가 3mm인 고-밀도 폴리에틸렌으로 구성된 설치관은 100 Cp의 점도 및 이전의 입자와 크기가 동일한, 즉 각각 5, 10, 15, 20중량% 고체 윤활제(Teflon??분말)의 중량당 증가 비율을 갖는 액체 윤활제(실리콘)로 구성된 윤활 혼합물로 코팅된 관의 내부면으로 사용된다.
상기 네가지 실시예에서, 케이블의 블로잉(blowing)/컨베잉(conveying) 동안 측정된 마찰 계수는 각각 0.086, 0.085, 0.089, 0.090이다.

Claims (9)

  1. 길이방향에 걸쳐서 동일한 단면적을 갖고, 감거나 풀릴수 있도록 탄력성이 있으며 구심력 또는 원심력의 방사상 힘을 지탱하기에 충분한 강성이 있는 1종 이상의 플라스틱으로 구성되고, 윤활제가 분산된 플라스틱 매트릭스를 포함하며 마찰면을 구성하는 자유면이 내측 및/또는 외측에 표면층(3)을 갖춘 고체관을(1)을 포함하는 연장 튜브관에 있어서, 한편으로는, 표면층의 자유면에 분포되어 있는 고형 윤활제의 입자(4)가 플라스틱 매트릭스에 분포되고, 다른 한편으로는 플라스틱 매트릭스와 혼용성이 있는 액체형 윤활제가 표면층의 자유면을 적시지 않고 표면층에 분산될 수 있는 것을 특징으로 하는 긴 설치관 형태의 튜브관.
  2. 제 1 항에 있어서, 액체 윤활제가 실리콘인 것을 특징으로 하는 긴 설치관 형태의 튜브관.
  3. 제 1 항에 있어서, 액체 윤활제 점도가 실온에서 1000 센티스토크 이하, 바람직하게는 10 내지 1000 센티스토크인 것을 특징으로 하는 긴 설치관 형태의 튜브관.
  4. 제 1 항에 있어서, 고형 윤활제의 입자(4)가 20㎛ 이하, 바람직하게는 1 내지 15㎛의 직경을 갖는 미소 구체인 것을 특징으로 하는 긴 설치관 형태의 튜브관.
  5. 제 1 항에 있어서, 고체관(1)이 건조 윤활제 입자(4)가 분포된 플라스틱 매트릭스로 구성되고, 이들 입자는 내부 또는 외부, 건조-마찰면을 구성하는 자유면(2)중 하나 이상에 이들 입자가 분포된 것을 특징으로 하는 긴 설치관 형태의 튜브관.
  6. 제 5 항에 있어서, 고형 윤활제가 5 중량%, 및 상기 매트릭스의 5 내지 20중량%로 포함된 충전재를 구성하는 것을 특징으로 하는 긴 설치관 형태의 튜브관.
  7. 제 5 항에 있어서, 액체 윤활제가 상기 매트릭스의 외부면 또는 내부면을 적시지 않고 액체 상태로 플라스틱에 분산되는 것을 특징으로 하는 긴 설치관 형태의 튜브관.
  8. 제 7 항에 있어서, 액체 윤활제가 플라스틱 매트릭스에 대하여 0.02중량%이상, 바람직하게는 0.02 내지 0.08중량%의 첨가물을 포함하는 것을 특징으로 하는 긴 설치관 형태의 튜브관.
  9. 제 8 항에 있어서, 고형 윤활제/액체 윤활제 비율이 5% 이하인 것을 특징으로 하는 긴 설치관 형태의 튜브관.
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