KR20120006959U - 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선박 및 건축물 등을 포함하는 다양한 산업시설 및 산업용품의 배관용 보온단열재에 관한 것으로 보다 상세하게는 열가소성수지를 원료의 합성수지발포비즈를 구성요소로 포함하여 이루어지는 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재에 관한 것이다.

Description

배관용 합성수지발포비즈 보온단열재{THE PIPE SLEEVE}

본 고안은 선박, 건축물을 포함하는 다양한 산업시설 및 산업용품용 배관용 보온단열재에 관한 것이다.

배관용 보온단열재에 관한 공지의 기술 중 고무수지를 원료로 하는 구성의 성형물인 고무단열재의 경우는 고중량, 고열전도성, 낮은 진동소음흡수성, 높은 가격 등의 단점을 갖는 것으로 상기 고중량의 경우 배관에 설치되었을 경우 전체 배관의 중량을 큰 폭으로 증가시키게 되므로 배관의 처짐현상과 상기 배관을 고정하는 클램프에 부하가 발생되어 배관과 건축물 등에 손상을 가져오고 높은 열전도성을 나타냄에 따라 단열성이 저하되므로 에너지손실율이 증가하게 되며 낮은 진동소음흡수율에 의해 진동과 소음의 저감에 효과적이지 못한 결과를 야기시킨다.

또, 다른 예로서

스티로폼(EPS) 단열재의 경우에는 저중량, 수 많은 기공이 형성되어 있어 낮은 열전도성, 우수한 진동소음흡수성, 저렴한 가격 등의 장점을 갖고 있다. 그러나 그러한 장점에도 불구하고 내화학성 취약, 내용재성 취약, 부스러짐현상, 강도 취약, 자외선에 의한 노화와 수축, 온도에 따른 변형 등으로 내구성이 매우 낮아 단열재로의 사용이 용이하지 못한 것으로 알려져 있다. 또한, 낮은 온도에도 매우 취약하여 화재발생시 초기에 유독가스를 발생시키게 되므로 화재의 조기 확산을 유발하고 심각한 인명 피해를 일으키는 중요한 문제를 안고 있다.

한편, 일반적으로 배관(配管 piping)은 기체?액체?분체(粉體)?입체물질(粒體物質)의 수중에 사용하는 덕트?파이프?튜브 등의 관을 부설(敷設)하는 것을 말한다.

관의 재료로는 각종 금속관(주철관?강관?스테인리스관?구리관?황동관?납관),무기재료관(철근콘크리트관?석면시멘트관?세라믹관),각종 합성수지관(경질염화비닐관?폴리에틸렌관) 등이 이용된다.

배관은 용도에 따라 급수?급탕?소화(消火)?배수?통기?냉난방?공기조화?냉동?환기?집진(集塵)?기송(氣送)?압축공기?도시가스?전력(전선관,배전용 덕트)?화학공업 등의 분야로 분류된다.

여기서 배관은 그 용도에 따라 관의 외주연을 감싸 보온하거나 단열시켜 열교환에 따른 에너지의 손실을 최소화하도록 하거나 동절기에 외부의 찬 기온이 전달되는 것을 억제하여 배관이 동파되는 것을 방지하도록 하는 목적으로 사용된다.

이에 본 고안은 종래의 배관단열재가 갖는 다양한 단점을 해소 및 저렴한 가격, 우수한 내화학성, 우수한 내유성, 고강도, 우수한 난연성, 낮은 열전도율(=높은 단열율), 저비중, 인체와 자연에 대한 안정성 등의 다양한 장점을 제공할 수 있는 새로운 구성의 배관용 보온단열재를 게시하고자 한다.

이에, 전술의 과제의 실현을 위한 본 고안은

열가소성수지를 원료로 하는 합성수지발포비즈의 군으로부터 선택된 1종 이상의 합성수지발포비즈와 상기 선택된 합성수지발포비즈에 필요에 따른 추가의 구성요소로서 물리적 또는 화학적인 물성의 개선을 위한 물리적혼화재와 화학적첨가제가 적어도 1종 이상의 더 포함될 수 있도록 하는 구성을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재를 제공하고자 한다.

본 고안에 따른 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재는

제조공정 상에 화학적인 첨가제가 사용되지 않으므로 인체와 환경에 대한 안정성을 제공한다.

본 고안에 따른 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재는 다기공이 형성된 고배율의 발포성입자이므로 제조원가가 절감되는 효과 및 저비중으로 배관의 처짐현상과 건축물부하를 획기적으로 저감시킨다.

본 고안에 따른 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재는 우수한 내열성,우수한 내한성, 온도에 따른 변형이 적으며, 강한 융착성, 우수한 강성, 우수한 복원력, 우수한 내유성, 우수한 내약품성 등으로 강한 내구성을 제공한다.

본 고안에 따른 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재는 다기공성재이므로 우수한 소음과 진동 흡수성을 제공한다.

본 고안에 따른 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재는 UL 난연규격 수준 난연처리 가능하여 화재에 대한 안정성을 제공한다.

본 고안에 따른 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재는 폐기를 위한 소각시에 유독가스(다이옥신 등)의 발생이 없어 환경과 인체에 대한 안정성을 제공한다.

도1은 본 고안에 따른 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재의 실시예의 단면도.
도2은 본 고안에 따른 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재의 셀의 결합구조를 보여주는 부분확대도.
도3 통상의 원통형 구조의 배관용 보온단열재의 단면도.

본 고안은 열가소성수지 원료의 합성수지발포비즈를 구성요소로 포함하는 것을 요지로 하는 구성의 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재에 관한 것으로 이하, 그 구성에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 통상의 합성수지발포비즈의 제조방법에 대해 설명하고자 한다.

통상의 합성수지발포비즈의 제조방법으로는 뱃치식발포방법과 압출식발포방법이 있다.

상기 뱃치(BATCH)식 제조방법은

혼합, 압출, 발포, 가압, 숙성의 공정을 부분 공정으로 포함하는 구성을 통해 이루어지는 것으로 제조하고자 하는 합성수지발포입자의 원료가 되는 열가소성수지를 압출기 내에 투입 및 제조하고자 하는 굵기의 선형체를 압출시킨 후, 상기 선형체를 제조하고자 하는 최종 입자의 크기를 고려한 크기의 입자로 절단한다. 상기 절단된 입자를 물이 들어있는 1차 고압탱크(Autoclave) 내에 투입 및 원료의 연화온도의 열을 가하여 연화시킨 후, 상기 고압탱크 내에 물리적 발포제(부탄, CO2 등)를 주입 및 가압하므로써 상기 발포용개스가 연화된 입자의 내부로 강제 충진되도록 한다. 이후, 상기 발포용개스가 충진된 입자를 고압의 1차 탱크로부터 토출구를 통해 저압의 2차 탱크로 토출시키고 이에 2차 탱크로 이동된 입자가 급감압에 의한 개스의 팽창과 더불어 팽창되도록하므로써 최종적으로 개별입자형(Beads type)의 합성수지발포비즈를 수득한다.

합성수지발포비즈는 그 대표적인 예로서 EPP(expended polypropylene)비즈, EPE(expended polyetylene)비즈, 각종의 개질EPP비즈, 개질EPP비즈를 포함한다.

압출식의 합성수지발포비즈의 제조방법은

제조하고자 하는 합성수지발포입자의 원료가 되는 열가소성수지를 압출장치 내에 투입 및 가열 연화시킨다. 상기 연화된 수지에 압출장치 상에 형성된 개스주입구를 통해 물리적 발포제( LPG, 프레온 개스 등)를 강제 충진시킨다. 상기 개스가 충진된 열가소성의 수지는 압출기 전방으로 진행 및 장착된 다이즈 상의 토출구를 통과하여 외기로 노출됨과 동시에 팽창 및 원하는 길이로 절단하므로써 합성수지발포비즈를 수득한다.

상기 두 제조방법에 따른 합성수지발포비즈의 비중과 경도는 제조공정상에 가해지는 압력과 개스의 주입량에 따라 자유로운 변경이 가능하다.

한편, 상기 두 제조방법을 통한 구성의 합성수지발포비즈는 그 제조공법상 일반의 열가소성수지의 열적인 가공을 통한 발포시에 사용되는 화학적인 발포제의 사용을 배제 및 이에 대신하여 GAS를 발포제로 사용하며 발포 후 숙성의 공정을 통해 제조된 입자 내에 잔류된 GAS가 완전히 휘발되도록 하는 물리적 발포방법에 의해 제조되는 것으로 우수한 친환경성과 인체에 대한 안정성을 발현한다.

또, 열가소성의 합성수지에 열가소성의 고무수지를 추가의 구성요소로 첨가하므로써 개질의 합성수지발포비즈를 제조하는 경우에 있어서도 마찬가지로 고무수지에 화학반응를 일으켜 탄성을 갖는 고무로 변화시키기 위해 통상적으로 첨가되는 화학적 첨가제인 가류제(가소제)와 상기 반응의 촉진을 위한 가류촉진제(가소촉진제)등을 사용하지 않고 발포에 의해 탄성을 부여하게 되므로 이 또한 매우 친환경적임과 동시에 인체에 대한 안정성을 제공하게 된다.

이상, 합성수지발포비즈의 제조방법에 대해 설명하였다.

이하, 본 고안의 주요 구성요소인 합성수지발포비즈와 유기접착제에 관해 설명한다.

상기 본 고안에 따른 합성수지발포비즈는 열가소성의 수지를 원료로 하여 제조되는 것으로서 보다 구체적으로는 열가소성 합성수지, 열가소성의 TPR, 천연고무 등을 포함한다. 더욱 구체적으로는 pp, pe, 폴리올레핀계 TPR(=TPE), 폴리스틸렌계 TPR, PVC계 TPR, 폴리에스테르계 TPR, 폴리우레탄계 TPR, 폴리아미드계 TPR, 천연고무를 포함하나 반드시 상기로 한정되는 것은 아니며 상기 게시되지 않은 그 외의 다양한 종류의 열가소성수지 역시도 포함될 수 있음은 물론 상기 중 임의로 선택된 1하나의 원료 또는 둘 이상의 원료가 필요에 따라 소정량 상호교차 혼합되는 구성을 통해서도 이루어질 수 있다.

상기 유기접착제는 상온경화성 또는 열경화성 접착제로서 보다 구체적으로는 우레탄수지, 에폭시수지, 각종 고무수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등을 포함하나 반드시 이로 한정되는 것은 아니며 상기 게시되지 않은 그 외의 유기접착제 역시도 본 고안의 청구범위에 포함될 수 있다.

이상, 주요 구성요소에 대해 설명하였다.

본 고안의 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재는

상기 구성 중 선택된 하나의 구성재 즉, 상기 합성수지발포비즈 단독 구성인 경우에는 합성수지발포비즈를 제조하고자 하는 형상의 형틀에 투입 및 스팀가열 하므로써 제조된다.

또, 합성수지발포비즈와 유기접착제가 혼합된 구성인 경우에는 합성수지발포비즈의 군으로부터 선택된 1종 이상의 합성수지발포비즈와 유기접착제의 군으로부터 선택된 1종 이상의 유기접착제의 혼합물을 제조하고자 하는 형상의 형틀에 투입 및 가압 또는 필요에 따라 가열가압하므로써 제조된다.

상기와 같은 유기접착제가 혼합된 구성은 성형시 합성수지발포비즈 입자 간의 접착력을 증대시키므로써 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재의 내구성을 증대시킨다.

한편, 1종 이상의 합성수지발포비즈 또는 1종 이상의 합성수지발포비즈와 1종 이상의 유기접착제가 혼합된 구성의 혼합물을 벌크형 또는 판상의 형틀에 투입 및 성형체로 제조하고 상기 판상의 경우 필요에 따라 다수개를 적층시킨 후 원통형의 가열된 성형칼을 사용하여 재단하는 방법을 통해 본 고안의 배관용보온단열재를 제조할 수 있다.

이상, 본 고안에 따른 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재의 제조방법에 대해 상세히 설명하였다.

이하, 첨부된 도면을 간단히 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 실시예의 단면도이다.

게시된 원통형의 보온단열재는 A와 B의 좌우 한 쌍의 sleeve편으로 나뉘어진 형태로서 상기 한 쌍의 sleeve편을 배관의 지름을 기준으로 각 각의 측면을 감싸 조립되며 이를 클램프 등으로 밴딩(banding)하여 고정시키는 방법을 통해 설치되게 된다.

C는 상기 한 쌍의 sleeve편의 접합면으로서 특히, 게시된 바와 같이 요철이 형성된 구성을 통해 에너지의 손실을 최소화하고 밴딩에 안정감을 더 한다.

도2는 본 고안에 따른 보온단열재를 구성하는 셀(cell)의 물리적 결합구조를 보여주는 확대도이다.

이는 본 고안의 구성에 따라 합성수지발포비즈 또는 합성수지발포비즈와 유기접착제의 혼합물을 보온단열재로 성형하는 공정 중 가해지는 열에 의해 표면이 용융되고 압력에 의해 용융된 각 입자간이 융착되어 일체화된 것을 보여준다.

도3은 통상의 배관용보온단열재의 단면도이다.

이상, 본 고안의 구성을 상세히 설명하였다.

A,B: 배관용 보온단열재 슬리브(sleeve)편
C: 배관용 보온단열재 슬리브 접합면

Claims (4)

1. 배관용 보온단열재에 있어서,
   합성수지발포비즈의 군으로부터 선택된 1종 이상의 합성수지발포비즈 및 상기 선택된 합성수지발포비즈에 필요에 따른 추가의 구성요소로서 물리적 또는 화학적인 물성의 개선을 위한 물리적혼화재와 화학적첨가제가 적어도 1종 이상 더 포함될 수 있도록 하는 구성을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재.
   
2. 1항에 있어서,
   상기 합성수지발포비즈는 뱃치(batch)식 발포방법 또는 압출식발포방법을 통한 구성의 EPP(expended polypropylene)비즈 또는 EPE(expended polyetylene)비즈이거나 PP(polypropylene) 또는 PE(polyetylene)에 추가의 구성요소로서 열가소성합성수지의 군, 열가소성TPR(인조고무=TPE)의 군, 천연고무 중 선택된 1종 이상의 원료가 추가 혼합된 구성을 통해 이루어진 개질의 합성수지발포비즈 중 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재.
   
3. 1항에 있어서,
   상기 물리적 혼화재는 유기접착제의 군으로부터 선택된 1종 이상의 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재.
   
4. 3항에 있어서,
   상기 유기접착제는 우레탄수지, 고무수지, 에폭시수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민수지 중 선택된 1종 이상을 구성요소로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관용 합성수지발포비즈 보온단열재.
   
   

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