KR20070097346A - 단열 도관용 외피 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가요성 단열 도관, 특히 장거리 열 수송 도관을 위한, 폴리에틸렌계 열가소성 플라스틱으로 이루어진 외피(3)로서,
a) 외피(3)가 발포 및/또는 팽창되고,
b) 외피 재료의 E-모듈러스가 90∼300 MPa이며,
c) 외피 재료의 밀도가 0.560∼0.850 g/cm3인 외피에 관해 기술한다.
단열 도관, 열가소성 플라스틱
Description
도 1은 본 발명의 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 내관
2: 단열층
3: 외관
본 발명은 청구항 제1항의 상위 개념에 따른 가요성 단열 도관용 외피에 관한 것이다.
EP 0 897 788에는, 내관, 내관을 둘러싸고 있는 폴리우레탄 발포체를 주체로 한 단열층 및 외피로 구성된 단열 도관이 공지되어 있다. 이러한 공지된 도관은 연속적인 공정 단계로 길게 제조될 수 있다. 압출 성형에 의해 제조된 상기 외피는 폴리에틸렌으로 구성되며 파형 표면을 나타낸다.
상기 공지된 도관에 있어서 중요한 응용 분야는 장거리 열 수송이다. 이때, 상기 도관은 지면에 부설된다.
제조시 뿐만 아니라 부설시 도관의 외피는 상당한 기계적 부하에 노출된다. 외피는 케이블 드럼으로의 권취에 의해 장력 및 굽힘력에 의해 응력을 받는다. 지면에 부설시, 외피는 마모력에 의해 응력을 받는다. 이러한 힘은 폴리에틸렌으로 제조된 종래의 외피에 의해 제어된다.
다른 한편으로는, 외피의 높은 기계적 강도값으로부터 또한 도관의 강성이 높아져서, 일정한 곡률 반경 이하로 낮출 수 없다. 상기 공지된 도관은 상업용 케이블 드럼 또는 환형 묶음으로 권취되어 사용처로 수송된다. 도관이 권취된 케이블 드럼의 큰 직경 및/또는 큰 직경의 환형 묶음은, 부설 장소로 수송시 문제점을 야기한다. 또한, 부설시, 도관의 작은 가요성은, 도관이 좁은 반경으로 굴곡될 수 없기 때문에 바람직하지 않은 것으로 입증되었다.
본 발명의 목적은 외피의 기계적 특성은 실질적으로 악화되지 않으면서 굽힘성 및/또는 가요성이 증가되도록 서두에 언급된 유형의 도관을 개선시키는 것이다.
상기 목적은 청구항 제1항의 특징부에서 파악되는 특성에 의해 달성된다.
상기 목적으로부터 직접 얻어지는 이점 이외에도, 본 발명에 의하면 도관이 공지된 도관보다 중량이 작다는 이점이 제공된다. 또한, 재료 절감으로부터 비용을 상당히 절약할 수 있으며, 이것은 발포도가 높을수록, 즉, 외피 내의 셀(cell)의 비율이 높을수록 더욱 높아진다.
외피에 특히 적합한 재료는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸 렌(LLDPE) 및 저밀도 폴리에틸렌계의 에틸렌-공중합체이다.
외피용 재료의 발포도는 10∼60%, 즉, 부피의 10∼60%가 기체로 충전된 셀로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 셀은 직경이 0.5 mm보다 작은 셀을 의미한다.
단열 도관용 외피의 제조를 위해서는, 폴리에틸렌 주체의 과립과, 소구(小球) 형태의 추진제가 첨가된 폴리에틸렌 주체의 과립으로 이루어진 혼합물을 제조하는 단계, 이 혼합물을 압출기에 도입하여 그 곳에서 용융시키는 단계, 용융물을 도관 형태로 압출시키는 단계 및 압출기 입구로부터 방출 시 또는 방출 후에 소구를 발포 및/또는 팽창시키는 단계를 포함하는 방법이 특히 바람직한 것으로 입증되었다.
특히, 폴리에틸렌 주체의 과립 대 소구가 첨가된 폴리에틸렌 주체의 과립의 비는 90:10∼99:1이다. 이로부터, 소구가 정확히 첨가될 수 있고, 이로써 정확히 원하는 발포도로 조정될 수 있다는 장점이 얻어진다. 상기 소구는 기체로 충전된 공동 구인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 도면에 개략적으로 도시된 실시예에 의거하여 더 상세히 설명한다.
도면에는, 내관(1), 폴리우레탄 발포체를 주체로 한 단열층(2) 및 폴리에틸렌을 주체로 한 외피(3)가 도시되어 있다.
상기 도관 및 그 제조 방법은 EP 0 897 788 B1에 개시되어 있다.
하나의 내관(1)의 자리에, 최대 4개의 내관이 마련될 수 있다. 하나 또는 여러 개의 내관은 바람직하게는 가교 폴리에틸렌으로 구성된다. 단열층(2)과 외관(3) 사이에는, 상세한 도시를 생략한 또 다른 포일이 마련되며, 이것은 한편으로는 제조시 생성되는 폴리우레탄 발포체를 위한 주형으로서, 다른 한편으로는 확산 차단층으로서 작용하여, 폴리우레탄 발포체의 셀 내에 존재하는 셀 기체가 확산 유출되는 것을 방지한다.
본 발명의 교시에 따르면, 외관(3)은 폴리에틸렌계 발포 플라스틱으로 구성된다. 저밀도 폴리에틸렌, 예를 들어 LDPE, VLDPE 및 LLDPE가 바람직하다. 그러나 LDPE계의 공중합체 역시 사용될 수 있다.
외관의 제조를 위해, 먼저 과립 형태의 LDPE 97∼99 부를 공급한다. 외피 압출기에 투입하기 전에, 상기 LDPE-과립에 플라스틱으로 이루어진 공동 소구를 높은 비율로 함유하는 플라스틱 과립 1∼3 부를 첨가한다. 그러나, 플라스틱 과립은 LDPE-과립과 함께 외피 압축기에 투입할 수도 있다. 외피 압출기에서, LDPE-과립은 점점 가온되어 용융물이 된다. 이때 플라스틱 과립은 LDPE-과립 및/또는 LDPE-용융물과 친밀하게 혼합한다. 외피 압출기의 입구로부터 방출시, 공동 소구 내에 존재하는 기체가 팽창하고 이때 LDPE-용융물이 팽창한다. 외관의 냉각 후, 이것은 셀형의 구조를 나타낸다. 이때 공동 소구의 외피는, 매트릭스를 형성하는 LDPE-외피 재료와의 결합이 일어나지 않은 채로 유지된다.
본 발명의 교시에 따르면 외관은 다음과 같은 특성을 나타낸다:
E-모듈러스: 135∼162 MPa
밀도: 0.560∼0.750 g/cm3
EP 0 897 788에 따른 도관에 대하여 본 발명의 교시에 따른 도관의 중량 절감은 발포도에 따라 약 3∼15%이다.
본 발명 도관의 가요성은 종래의 PE-외피가 구비된 도관의 경우보다 10∼30% 더 높으며, 이때 상기 가요성은 특정 반경으로의 굴곡시 필요한 에너지 소모량에 의해 측정한 것이다.
본 발명에 따른 도관은 외피의 기계적 강도는 크게 손상시키지 않으면서 향상된 굽힘성 및 가요성을 나타낸다.
Claims (10)
- 가요성 단열 도관, 특히 장거리 열 수송 도관을 위한, 폴리에틸렌계 열가소성 플라스틱으로 이루어진 외피(3)로서,a) 외피(3)가 발포 및/또는 팽창되고,b) 외피 재료의 E-모듈러스가 90∼300 MPa이며,c) 외피 재료의 밀도가 0.560∼0.850 g/cm3인 특성을 특징으로 하는 외피.
- 제1항에 있어서, 외피(3)가 파형인 것을 특징으로 하는 외피.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 열가소성 플라스틱이 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)인 것을 특징으로 하는 외피.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 열가소성 플라스틱이 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)인 것을 특징으로 하는 외피.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 열가소성 플라스틱이 에틸렌의 공중합체, 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌계의 공중합체인 것을 특징으로 하는 외피.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 외피의 발포도가 10∼60%인 것을 특징으로 하는 외피.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 발포된 외피의 셀(cell)의 직경이 0.1 mm∼0.5 mm인 것을 특징으로 하는 외피.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 가요성 단열 도관용 외피의 제조 방법으로서, 폴리에틸렌 주체의 과립과 추진제가 첨가된 폴리에틸렌 주체의 과립의 혼합물을 제조하는 단계, 이 혼합물을 압출기로 도입하여 그 곳에서 용융시키는 단계, 용융물을 도관의 형태로 압출시키는 단계 및 압출기 입구로부터 방출 시 또는 방출 후 발포 및/또는 팽창시키는 단계를 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서, 폴리에틸렌 주체의 과립 대 추진제가 첨가된 폴리에틸렌 주체의 과립의 비가 90:10∼99:1인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 과립 중의 추진제가 플라스틱으로 이루어진 공동 소구(小球)의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
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