KR20190070579A - 배관의 접착제 도포장치 및 이를 이용한 배관의 연결방법 - Google Patents

배관의 접착제 도포장치 및 이를 이용한 배관의 연결방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배관의 접착제 도포장치 및 이를 이용한 배관의 연결방법에 관한 것이다. 본 발명은, 접착제(S)가 수용되고, 상기 접착제(S)에 배관(10)을 함침하여 배관(10)의 표면에 접착제(S)를 도포하는 접착제 도포 컨테이너(210); 상기 접착제 도포 컨테이너(210)에 접착제(S)를 공급하는 접착제 공급부(220); 상기 접착제 도포 컨테이너(210) 내에 설치되고, 배관 삽입공(232)이 형성된 배관 홀더(230); 상기 배관 홀더(230)의 하측에 설치되고, 상기 배관 삽입공(232)을 관통한 배관(10)의 말단을 지지하는 지지 유닛(240); 및 상기 접착제 도포 컨테이너(210)에 수용된 접착제(S)의 액위가 일정하게 유지되도록 하는 액위 조절수단(250)을 포함하는 배관의 접착제 도포장치(200), 및 이를 이용한 배관의 연결방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 함침(담금)을 통한 간단한 방법으로 접착제를 도포할 수 있으며, 휴먼 에러(Human error)가 방지되어 우수한 접착성 및 누수방지성 등을 가지는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 접착제의 균일 도포가 가능하고, 인건비 등의 절감에 의해 높은 경제성 등을 갖는다.

Description

배관의 접착제 도포장치 및 이를 이용한 배관의 연결방법 {APPLYING APPARATUS OF ADHESIVE COMPOSITION FOR A PIPE AND METHOD FOR CONNECTING PIPES USING THE SAME}
본 발명은 배관의 접착제 도포장치 및 이를 이용한 배관의 연결방법에 관한 것으로, 예를 들어 소화배관 등의 배관 표면에 접착제를 간단한 방법으로 균일하게 도포할 수 있는 배관의 접착제 도포장치, 및 이를 이용하여 우수한 접착성 및 누수방지성 등을 갖도록 배관을 연결할 수 있는 배관의 연결방법에 관한 것이다.
배관은 유체(fluid)의 흐름 유로를 제공하며, 이는 여러 산업분야에 널리 사용되고 있다. 배관은 적용되는 산업분야에 따라 다양한 크기(직경 및 길이) 및 형상을 가지며, 대부분의 경우에는 원통형으로서 플라스틱재나 금속재 등으로 구성된다.
예를 들어, 소화시설의 경우에는 내식성 및 경량성 등을 위해 주로 원통형의 플라스틱재 배관이 사용된다. 소화시설용 배관은 건물의 지하나 콘크리트 벽체 내부에 매립되거나 외부로 노출되며, 이는 건물의 규모에 따라 주배관, 입상관 및 상기 주배관이나 입상관으로부터 분기된 분지배관 등으로 구분된다.
일반적으로, 배관 간의 연결은 이음관과 조립부재 등의 연결장치와, 여러 가지의 공구 등이 사용된다. 예를 들어, 소화시설에서 주배관과 분지배관을 연결하는 경우, 주배관과 분지배관을 T자형 등의 이음관에 끼운 다음, 볼트 등의 체결을 통해 연결하고 있다. 또한, 배관의 연결 시에는 반드시 연결부위에 대한 기밀성이 보장되어야 한다. 이를 위해, 대부분의 경우 O-링(O-ring) 등의 실링재를 패킹(packing)하고 있다.
예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-1190837호, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0004408호 및 대한민국 공개실용신안공보 제20-2013-0004571호 등에 위와 관련한 기술이 제시되어 있다.
그러나, 종래의 배관 연결은 연결장치의 부품 수와 사용하는 공구의 수가 많아 작업이 오래 걸리는 문제점이 있다. 또한, 기밀성을 위해 O-링 등의 실링재를 사용하는 경우, 이는 노화로 인해 기밀성을 완전히 보장하기 어렵다. 이 경우, 예를 들어 소화시설에서와 같이 고압의 소화용수(fire water)가 흐르는 경우에는 연결부위에서 누수가 발생되고 파손되는 문제점이 있다.
한편, 배관을 연결함에 있어서, 작업자가 붓 바르기나 분사 코팅 등의 방법으로 접착제를 도포하여 연결(접착)하는 방법이 고려될 수 있다. 그러나 이러한 방법은 작업자의 휴먼 에러(Human error)로 인한 미도포된 부분이 발생되거나, 도포면이 균일하지 않고 도포량 및 도포 두께의 차이가 발생될 수 있다. 이 경우, 배관 간의 결합력(접착성)이 떨어짐은 물론, 특히 미도포된 부분이 틈새를 형성하여 누수가 발생되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1190837호 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0004408호 대한민국 공개실용신안공보 제20-2013-0004571호
이에, 본 발명은 배관에 접착제를 간단한 방법으로 도포할 수 있으면서 휴먼 에러(Human error)가 방지되어 우수한 접착성 및 누수방지성 등을 갖도록 할 수 있는 배관의 접착제 도포장치 및 이를 이용한 배관의 연결방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
접착제가 수용되고, 상기 접착제에 배관을 함침하여 배관의 표면에 접착제를 도포하는 접착제 도포 컨테이너;
상기 접착제 도포 컨테이너에 접착제를 공급하는 접착제 공급부;
상기 접착제 도포 컨테이너 내에 설치되고, 배관 삽입공이 형성된 배관 홀더;
상기 배관 홀더의 하측에 설치되고, 상기 배관 삽입공을 관통한 배관의 말단을 지지하는 지지 유닛; 및
상기 접착제 도포 컨테이너에 수용된 접착제의 액위가 일정하게 유지되도록 하는 액위 조절수단을 포함하는 배관의 접착제 도포장치를 제공한다.
예시적인 실시형태에 따라서, 상기 지지 유닛은,
상기 배관의 말단을 지지하는 지지체와;
상기 지지체 상에 설치되고, 상기 배관의 내부면에 삽입되어, 상기 배관의 내부면에 접착제가 도포되는 것을 방지하는 내면 도포방지부재;를 포함할 수 있다.
다른 실시형태에 따라서, 본 발명에 따른 배관의 접착제 도포장치는 상기 접착제 도포 컨테이너에 수용된 접착제의 온도를 일정하게 유지시키는 항온 유지수단을 더 포함하고, 상기 접착제 도포용기에 수용된 접착제는 500 내지 1,200 cP의 점도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은,
플라스틱재의 제1배관과 제2배관을 연결하는 배관의 연결방법으로서, 상기 본 발명의 접착제 도포장치를 이용하여, 상기 제1배관 및 제2배관 중에서 선택된 하나 이상에 접착제를 도포하여 연결하는 공정을 포함하는 배관의 연결방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 함침(담금)을 통한 간단한 방법으로 접착제를 도포할 수 있으며, 작업자의 휴먼 에러(Human error)가 방지되어 우수한 접착성 및 누수방지성 등을 가지는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 접착제의 균일 도포가 가능하고, 인건비 등의 절감에 의해 높은 경제성 등을 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 배관의 연결방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시형태에 따른 배관의 연결방법에 의해 연결된 배관 연결부위의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시형태에 따른 배관의 연결방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시형태에 따른 연결방법에 의해 연결된 배관 연결부위의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4실시형태에 따른 배관의 연결방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 6은 본 발명의 제5실시형태에 따른 배관의 연결방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시형태에 따른 접착제 도포장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시형태에 따른 접착제 도포장치의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 연결 시편에 대하여 인장강도를 시험하고 있는 모습을 보인 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 연결 시편에 대한 인장강도 시험 후의 사진이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 연결 시편에 대한 파괴시험 후의 사진이다.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상을 의미한다. 본 발명에서 "제1", "제2", "제3", "일측" 및 "타측" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 제1형태에 따라서, 배관의 연결 시에 배관의 표면에 접착제를 도포할 수 있는 접착제 도포장치를 제공한다. 본 발명은 제2형태에 따라서, 상기 접착제 도포장치를 이용한 배관의 연결방법을 제공한다. 본 발명은 제3형태에 따라서, 상기 본 발명의 제1형태 및 제2형태에 유용하게 사용될 수 있는 배관 연결용 접착제를 제공한다. 또한, 본 발명은 제4형태에 따라서, 상기 배관 연결용 접착제의 제조방법을 제공한다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시형태를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공된다. 첨부된 도면에서, 각 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위해 두께는 확대하여 나타낸 것일 수 있고, 도면에 표시된 두께, 각 구성요소의 크기 및/또는 비율 등에 의해 본 발명의 기술적 범위가 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서는 본 발명에 따른 배관의 연결방법을 먼저 설명하고, 본 발명에 따른 배관의 접착제 도포장치(200)를 설명한다. 그리고 본 발명에 따른 배관 연결용 접착제(S) 및 상기 배관 연결용 접착제(S)의 제조방법을 함께 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 배관의 연결방법(이하, "연결방법"으로 약칭한다.)을 설명하기 위한 공정도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 제2실시형태에 따른 연결방법에 의해 연결된 배관 연결부위(연결구조)의 단면도이다.
[1] 제1실시형태(연결방법)
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 연결방법은 제1실시형태에 따라서, 배관(10)(20)의 표면(10a)(20a)에 배관 연결용 접착제(S)(이하, "접착제"로 약칭한다.)을 도포하여 연결(접착)하는 공정을 포함한다.
보다 구체적으로, 도 1을 참조하면, 제1배관(10)과 제2배관(20)을 연결하는 경우, 제1배관(10)과 제2배관(20) 중에서 선택된 하나 이상에 접착제(S)를 도포하되, 이들 연결부위의 표면(10a)(20a)에 접착제(S)를 도포한다. 구체적인 예를 들어, 제1배관(10)의 외부면(10a) 및/또는 제2배관(20)의 내부면(20a)에 접착제(S)를 적정량 도포한다. 도 1에는 제1배관(10)의 일측 외부면(10a)에 접착제(S)를 도포한 모습을 예시하였다. 이후, 제1배관(10)과 제2배관(20)을 끼운 다음, 접착제(S)를 경화(건조)시켜 연결(접착)한다. 접착제(S)의 경화(건조)는 상온에서의 자연 경화(자연 건조), 및/또는 열풍이나 히터(heater) 등의 열을 이용한 열경화 등으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에서, 상기 배관(10)(20), 즉 상기 제1배관(10)과 제2배관(20)은 유체의 흐름 유로를 제공할 수 있는 것으로서, 이는 플라스틱재 배관이면 특별히 제한되지 않는다. 제1배관(10)과 제2배관(20)은 플라스틱재로서, 예를 들어 원통형 또는 다각통형 등의 형상을 가질 수 있다. 도면에서는 원통형의 배관(10)(20)을 예시하였다.
또한, 상기 제1배관(10)과 제2배관(20)은 길이 배관(직선관), 및/또는 상기 길이 배관에 연결되는 연결관 등으로부터 선택될 수 있다. 이때, 상기 길이 배관은 소정의 길이를 가지는 것으로서, 이는 유체를 배관(10)(20)의 길이 방향으로 흐르게 하는 것(예를 들어, 직선으로 흐르게 하는 직선관)을 의미한다. 그리고 상기 연결관은 위와 같은 길이 배관에 연결되는 관으로서, 이는 유로의 방향을 바꾸거나, 유량의 변경, 및/또는 유로(또는 유량)를 분기하는 이음관 등으로부터 선택될 수 있다.
하나의 실시형태에 따라서, 상기 제1배관(10)은 도면에 예시한 바와 같이 소정의 길이를 가지는 길이 배관(직선관)으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 제2배관(20)은 제1배관(10)에 연결되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 제1배관(10)의 외경보나 크거나 거의 같은 내경을 가지는 길이 배관(직선관), 또는 하나 이상의 이음부(21)(22)(23)를 가지는 이음관으로부터 선택될 수 있다. 도면에서, 제2배관(20)으로는 이음관을 예시하였다.
상기 제2배관(20)은 2개 이상 복수의 이음부(21)(22)(23)를 가지는 이음관으로부터 선택될 수 있으며, 도면에서는 3개의 이음부(21)(22)(23)를 가지는 T자형 이음관을 예시하였다. 즉, 도면에서는 제2배관(20)으로서 제1이음부(21), 제2이음부(22) 및 제3이음부(23)를 가지는 T자형 이음관을 예시하였다. 이때, 제2배관(20)으로서의 이음관은 제1배관(10)의 외경보나 크거나 거의 같은 내경을 가지는 제1이음부(21)를 포함하되, 이러한 제1이음부(21)에 제1배관(10)의 일측이 삽입, 연결될 수 있다. 그리고 전술한 바와 같이, 상기 접착제(S)는 제1배관(10)의 일측 외부면(10a) 및/또는 제1이음부(21)의 내부면(20a)에 도포되어, 제1배관(10)과 제1이음부(21)가 접착을 통해 연결될 수 있다.
바람직한 실시형태에 따라서, 상기 접착제(S)는 적어도 제1배관(10)의 일측 외부면(10a)에는 소정의 폭(너비)으로 균일하게 도포된다. 본 발명에서, 「균일하게 도포」 및 「균일 도포」는 도포면 전체 영역에서 접착제(S)의 도포량이 일정(정량)하고, 도포 두께가 일정하게 도포됨을 의미한다. 접착제(S)는, 선택적으로 제2배관(20)의 내부면(20a)에도, 즉 제1이음부(21)의 내부면(20a)에도 도포될 수 있다. 접착제(S)는 함침(dipping)(담금)을 통해 도포되며, 이는 하기에서 본 발명에 따른 접착제 도포장치(200)를 설명하면서 후술한다.
본 발명에서, 상기 제1배관(10)과 제2배관(20)은, 그 재질에 있어서 앞서 언급한 바와 같이 플라스틱(합성수지)을 주재료로 하여 성형된 플라스틱재 배관이며, 이는 경질(rigid)이거나 플렉시블(flexible)한 것을 포함한다. 제1배관(10)과 제2배관(20)은, 구체적인 예를 들어 염소화 폴리비닐 클로라이드(Chlorinated Polyvinyl Chloride ; 이하, "CPVC"라 함)를 주재료로 하는 염소화 폴리비닐 클로라이드관(이하, "CPVC관"이라 함), 폴리비닐 클로라이드(Polyvinyl Chloride ; 이하, "PVC"라 함)를 주재료로 하는 폴리비닐 클로라이드관(이하, "PVC관"이라 함), 폴리에틸렌(Polyethylene ; 이하, "PE"라 함))을 주재료로 하는 폴리에틸렌관(이하, "PE관"이라 함), 및/또는 폴리프로필렌(Polypropylene ; 이하, "PP"라 함)을 주재료로 하는 폴리프로필렌관(이하, "PP관"이라 함) 등으로부터 선택될 수 있다.
하나의 실시형태에 따라서, 상기 제1배관(10)과 제2배관(20)은 소화시설에서 사용되는 소화배관으로부터 선택될 수 있다. 이 경우, 본 발명은 소화시설에서 소화배관의 설치나 보수(교체) 작업 시, 소화배관의 연결에 유용하게 적용될 수 있다. 제1배관(10)과 제2배관(20)은, 구체적인 예를 들어 소화배관으로 많이 사용되고 있는 CPVC관 및/또는 PVC관으로부터 선택될 수 있다. 또한, 제1배관(10)과 제2배관(20)은 서로 동일한 재질인 것이 좋다. 일례를 들어, 제1배관(10)이 CPVC관인 경우, 제2배관(20)도 CPVC관인 것이 좋다.
[2] 제2실시형태(연결방법)
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 연결방법은 제2실시형태에 따라서, 상기 배관(10)(20) 연결부위(A)의 외표면에 누수방지층(30)을 형성하는 공정을 더 포함한다. 구체적으로, 본 발명의 제2실시형태에 따른 연결방법은, 제1배관(10) 및/또는 제2배관(20)의 표면(10a)(20a)에 접착제(S)를 도포하여 연결(접착)하는 제1공정과, 이러한 제1공정을 통해 연결된 제1배관(10)과 제2배관(20)의 연결부위(A) 외표면 상에 누수방지층(30)을 형성하는 제2공정을 포함한다.
상기 제1공정은 제1실시형태를 설명한 바와 같다. 그리고 상기 제2공정은 제1배관(10)과 제2배관(20)의 연결부위(A) 외표면 상에 누수방지층(30)을 형성하는 공정으로서, 본 발명에서 상기 누수방지층(30)은 누수를 방지할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서, 누수방지층(30)은 도 2에 보인 바와 같이 제1배관(10)과 제2배관(20)의 연결부위(A) 외표면을 감싸도록 도포되어 누수를 방지할 수 있는 것이면 좋다.
상기 누수방지층(30)은 수지 조성물의 도포에 의해 형성될 수 있다. 또한, 누수방지층(30)의 형성을 위한 상기 수지 조성물은 발포성을 가져도 좋다. 구체적으로, 본 발명에서 누수방지층(30)은 수지 조성물의 도포에 의해 형성된 수지 막층으로 구성되거나, 발포성 수지 조성물의 발포에 의해 형성된 발포 폼층으로 구성될 수 있다.
[3] 제3실시형태(연결방법)
도 3은 본 발명의 제3실시형태에 따른 연결방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 4는 본 발명의 제3실시형태에 따른 연결방법에 의해 연결된 배관 연결부위(연결구조)의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 연결방법은 제3실시형태에 따라서, 배관(10)(20)의 표면(10a)(20a)에 접착제(S)를 도포하여 연결(접착)하는 제1공정과, 이러한 제1공정을 통해 연결된 제1배관(10)과 제2배관(20)의 연결부위(A) 상에 누수방지부재(100)를 설치(접착)하는 제2공정을 포함한다.
상기 누수방지부재(100)는 제1배관(10)과 제2배관(20)의 연결부위(A) 상에 설치된다. 누수방지부재(100)는 제1 관부재(110)와, 상기 제1 관부재(110)로부터 일체로 연장되어 형성된 제2 관부재(120)를 포함한다. 이때, 제2 관부재(120)는 제1 관부재(110)의 내경보다 큰 내경을 갖는다. 누수방지부재(100)는 플라스틱재로서, 이는 배관(10)(20)과 동일한 재질인 것이 좋다. 구체적으로, 누수방지부재(100)는 제1배관(10)과 제2배관(20)과 동일한 재질로서, 상기 나열한 바와 같은 CPVC, PVC, PE 및/또는 PP 등의 재질인 것이 좋다. 일례를 들어, 제1배관(10)과 제2배관(20)이 CPVC관인 경우, 누수방지부재(100)도 CPVC 재질로 구성되는 것이 좋다. 다른 예를 들어, 누수방지부재(100)는 CPVC, PVC, PE 및/또는 PP 등의 폐자원(폐기물)을 재활용하여 성형, 제조된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 관부재(110)의 내경은 제1배관(10)의 외경과 거의 동일하고, 상기 제2 관부재(120)의 내경은 제2배관(20)(21)의 외경과 거의 동일하게 구성될 수 있다.
상기 누수방지부재(100)는 배관(10)(20)에 밀착, 결합될 수 있도록 배관(10)(20)과 동일한 단면 형상을 갖는다. 예를 들어, 배관(10)(20)이 원통형의 형상을 가지는 경우, 누수방지부재(100)는 제1구현예에 따라서 원통형의 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 누수방지부재(100)는 원통형의 제1 관부재(110)와, 상기 제1 관부재(110)로부터 일체로 연장, 형성된 원통형의 제2 관부재(120)를 포함할 수 있다.
[4] 제4실시형태(연결방법)
도 5는 본 발명의 제4실시형태에 따른 연결방법을 설명하기 위한 공정도이다. 도 5에는 누수방지부재(100)의 다른 구현예가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 상기 누수방지부재(100)는 제2구현예에 따라서, 길이 방향(도면에서 수평 방향)으로 2개 이상 복수개로 분할된 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 도 5에 보인 바와 같이, 누수방지부재(100)는 2개로 분할된 구조로서 상측 하프부재(100A)와 하측 하프부재(100B)를 포함할 수 있다. 이때, 상측 하프부재(100A)와 하측 하프부재(100B)는 각각 반원통형의 형상을 가지며, 이들(100A)(100B)의 결합에 의해 원통형의 누수방지부재(100)가 형성된다.
보다 구체적으로, 상기 상측 하프부재(100A)는 반원통형의 제1 상측 관부재(110A)와, 상기 제1 상측 관부재(110A)로부터 일체로 연장, 형성된 제2 상측 관부재(120A)를 포함하고, 상기 하측 하프부재(100B)는 반원통형의 제1 하측 관부재(110B)와, 상기 제1 하측 관부재(110B)로부터 일체로 연장, 형성된 제2 하측 관부재(120B)를 포함할 수 있다. 그리고 제1 상측 관부재(110A)와 제1 하측 관부재(110B)의 결합에 의해 원통형의 제1 관부재(110)가 형성되고, 제2 상측 관부재(120A)와 제2 하측 관부재(120B)의 결합에 의해 원통형의 제2 관부재(120)가 형성될 수 있다.
상기 누수방지부재(100)는 2개 이상의 분할된 구조를 가질 수 있다. 도 5에서는 상측 하프부재(100A)와 하측 하프부재(100B)를 포함하는 2개의 분할 구조를 예시하였으나, 다른 구현예에 따라서 누수방지부재(100)는 3개 또는 4개 이상으로 분할된 구조를 가질 수 있다.
한편, 상기 누수방지부재(100)가 원통형의 형상을 가지는 경우, 이는 제1배관(10)과 제2배관(20)이 서로 끼움 연결(접착)되기 전에 제1배관(10)에 끼워진 상태가 될 수 있다. 즉, 제1배관(10)을 누수방지부재(100)에 먼저 삽입, 관통시킨 다음, 제1배관(10)을 제2배관(20)에 끼움 연결(접착)할 수 있다. 이후, 누수방지부재(100)를 제1배관(10)과 제2배관(20)의 연결부위(A)에 위치시켜 접착한다. 이때, 누수방지부재(100)의 제1 관부재(110)는 제1배관(10)에 끼움 연결(접착)되고, 누수방지부재(100)의 제2 관부재(120)는 제2배관(10)에 끼움 연결(접착)된다.
상기 누수방지부재(100)와 배관(10)(20)의 연결(접착)을 도모함에 있어서는 접착제(S)를 사용할 수 있다. 구체적으로, 배관(10)(20) 연결부위(A)의 외표면, 및/또는 누수방지부재(100)의 내표면(100a)에 접착제(S)를 도포하여 누수방지부재(100)와 배관(10)(20)의 맞닿는 면을 접착되게 할 수 있다. 이와 같이, 누수방지부재(100)를 설치(접착)하는 경우, 우수한 누수방지능과 함께 제1배관(10)과 제2배관(20) 간의 접착력(결합력)이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 상기 누수방지부재(100)가 도 5에 보인 같은 반원통형의 상측 하프부재(100A)와 하측 하프부재(100B)를 포함하는 경우, 이는 제1배관(10)과 제2배관(20)을 끼움 연결(접착)한 후에 설치될 수 있다. 구체적으로, 먼저 제1배관(10)과 제2배관(20)을 끼움 연결(접착)한 다음, 상측 하프부재(100A)와 하측 하프부재(100B)를 제1배관(10)과 제2배관(20)의 연결부위(A)에 위치시켜 접착시킨다. 이때, 누수방지부재(100)와 배관(10)(20)의 연결(접착), 즉 상측/하측 하프부재(100A)(100B)와 배관(10)(20)의 연결(접착)을 도모함에 있어서는 상기한 바와 같이 접착제(S)를 사용할 수 있다. 누수방지부재(100)는 연결부위(A) 상에 설치의 용이성을 고려한다면, 도 3에 보인 같은 원통형보다 도 5에 보인 같은 하프형, 즉 반원통형의 상측 하프부재(100A)와 하측 하프부재(100B)를 포함하는 경우가 바람직할 수 있다.
[5] 제5실시형태(연결방법)
도 6은 본 발명의 제5실시형태에 따른 연결방법에 의해 연결된 배관 연결부위(연결구조)의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 연결방법은 제5실시형태에 따라서, 상기 배관(10)(20) 연결부위(A)의 외표면에 누수방지층(30)을 형성하는 공정을 더 포함한다. 구체적으로, 본 발명의 제5실시형태에 따른 연결방법은, 제1배관(10) 및/또는 제2배관(20)의 표면(10a)(20a)에 접착제(S)를 도포하여 연결(접착)하는 제1공정과, 이러한 제1공정을 통해 연결된 제1배관(10)과 제2배관(20)의 연결부위(A) 외표면 상에 누수방지부재(100)를 설치(접착)하는 제2공정과, 상기 누수방지부재(100)의 외표면 상에 누수방지층(30)을 형성하는 제3공정을 포함한다.
상기 제1공정 및 제2공정은 제3실시형태에서 설명한 바와 같다. 그리고 상기 제3공정은 누수방지부재(100)의 외표면 상에 누수방지층(30)을 형성하는 공정으로서, 상기 누수방지층(30)은 누수를 방지할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 누수방지층(30)은 도 6에 보인 바와 같이 누수방지부재(100)의 외표면을 감싸도록 도포되어 누수를 방지할 수 있는 것이면 좋다. 이러한 누수방지층(30)은 제2실시형태에서 설명한 바와 같다. 구체적으로, 누수방지층(30)은 수지 조성물의 도포, 경화에 의해 형성된 수지 막층으로 구성되거나, 발포성 수지 조성물의 발포에 의해 형성된 발포 폼층으로 구성될 수 있다.
[6] 접착제 도포장치
도 7에는 본 발명의 제1실시형태에 따른 접착제 도포장치(200)의 구성도가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 접착제 도포장치(200)는, 배관(10)(20)의 연결 시에 접착제(S)의 도포를 위해 사용되며, 이는 구체적으로 상기 제1배관(10) 및 제2배관(20) 중에서 선택된 하나 이상에 접착제(S)를 도포하는 데에 사용된다. 접착제(S)는 도포장치(200)를 통해 배관(10)(20)의 표면(10a)(20a)에 함침(담금)을 통해 도포된다. 여기서, 배관(10)(20)의 표면(10a)(20a)은 각 배관(10)(20)의 내부면(20a) 및/또는 외부면(10a)으로부터 선택되며, 일례를 들어 제1배관(10)의 외부면(10a)으로부터 선택된다. 이하, 본 발명에 따른 접착제 도포장치(200)를 설명함에 있어, 길이 배관(직선관)으로서의 제1배관(10)에 접착제(S)를 도포하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 접착제 도포장치(200)는, 접착제(S)가 수용된 접착제 도포 컨테이너(210)(container); 상기 접착제 도포 컨테이너(210)에 접착제(S)를 공급하는 접착제 공급부(220); 상기 접착제 도포 컨테이너(210) 내에 설치된 배관 홀더(pipe holder)(230); 상기 배관 홀더(230)의 하측에 설치된 지지 유닛(supporting unit)(240); 및 상기 접착제(S)의 액위(L)가 일정하게 유지되도록 하는 액위 조절수단(250)을 포함한다.
상기 도포 컨테이너(210)는, 예를 들어 원통형이나 다각통형 등의 형상을 가질 수 있으며, 이는 접착제(S)를 일정량 수용할 수 있으면 좋다. 또한, 예시적인 실시형태에 따라서, 도포 컨테이너(210)의 상부에는 덮개(215)가 개폐(open/close) 가능하도록 설치될 수 있다. 덮개(215)는, 예를 들어 힌지(hinge)에 의해 절첩식으로 개폐될 수 있다. 덮개(215)는 접착제(S)의 휘발(손실)을 방지하기 위해, 밀봉성을 갖도록 도포 컨테이너(210)의 상부에 결합(밀폐)될 수 있다.
본 발명에 따라서, 배관(10)에는 함침(담금)을 통한 방법으로 접착제(S)가 도포된다. 즉, 도포 컨테이너(210) 내에 수용된 접착제(S)에 배관(10)의 일측을 함침하여 배관(10)의 표면에 접착제(S)를 도포한다. 이와 같이 본 발명에 따라서, 함침을 통해 도포하는 경우, 접착제(S)의 균일 도포(도포량 및 도포 두께 일정), 도포 작업의 용이성 및 접착제(S)의 손실 방지 등에서 유리하고, 특히 접착력 및 누수방지성 등의 개선에 바람직하다.
접착제(S)를 도포하는 방법에 있어, 바르기(붓 바르기 등) 및/또는 분사 코팅 등의 방법을 고려해 볼 수 있다. 그러나 이러한 방법은 작업자의 휴먼 에러(Human error)로 인한 미도포된 부분이 발생되거나, 도포면 전체에 대해 균일하지 않고 도포량 및 도포 두께에서 국부적으로 차이가 발생될 수 있다.
이에 반해, 본 발명에 따라 함침(담금)을 통해 도포하는 경우, 도포면 전체에 대해 균일 도포(도포량 및 도포 두께 일정)가 가능하고, 무엇보다 작업자의 휴먼 에러를 방지할 수 있다. 이러한 휴먼 에러의 방지 및 균일 도포에 의해 배관(10)(20) 연결부위(A)에서 접착력 및 누수방지성 등이 개선된다. 또한, 함침을 통한 도포 방법은 바르기(붓 바르기 등)나 분사 코팅 등의 방법에 비해 시간이 절약되고 간편하여 인건비 등을 절감할 수 있다. 부가적으로, 접착제(S)의 손실을 방지할 수 있다. 즉, 바르기(붓 바르기 등)나 분사 코팅의 경우, 접착제(S)가 흘러내려 바닥으로 떨어져 손실되거나, 배관(10) 이외의 다른 부분에도 분사되어 손실이 발생될 수 있으나, 도포 컨테이너(210) 내에 수용된 접착제(S)에 함침을 통해 도포하는 경우 손실이 방지될 수 있다.
상기 접착제(S)는 접착력을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 접착제(S)는, 예를 들어 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, PVC계 및/또는 실리콘계 등의 액상으로부터 선택될 수 있다. 접착제(S)는, 바람직하게는 적정 점도로서, 500 내지 1,200 cP(ceti-poise ; 센티포이즈)의 점도(viscosity)를 가지는 것이 좋다. 이러한 점도를 가지는 경우, 휴면 에러 방지 및 균일 도포 등에 바람직하며, 이에 대해서는 본 발명에 따른 접착제(S)의 설명을 통해 후술한다.
상기 접착제 공급부(220)는 접착제(S)의 도포에 의해 도포 컨테이너(210) 내의 접착제(S)가 줄어들면 접착제(S)를 공급하여 보충한다. 구체적으로, 접착제(S)는 도포 컨테이너(210) 내에서 일정 액위(level)를 유지하고 있으며, 접착제(S)의 1회 또는 2회 이상의 수회 도포에 의해 수위가 낮아지면, 접착제 공급부(220)는 도포 컨테이너(210) 내에 접착제(S)를 일정량 주입, 보충하여 일정 수위가 유지되도록 한다.
상기 접착제 공급부(220)는, 접착제(S)가 담아진 공급용기(221)와, 상기 공급용기(221)의 접착제(S)를 도포 컨테이너(210) 내로 공급하는 적어도 하나 이상의 공급관(222)을 포함한다. 공급관(222)의 일측은 공급용기(221)의 하단에 결합되고, 공급관(222)의 타측은 도포 컨테이너(210) 내로 장입되어 있다. 공급용기(221)와 공급관(222)은 착탈(결합과 분리) 가능한 구조로 결합된다. 또한, 공급용기(221)는 교체 가능하다.
상기 배관 홀더(230)는 도포 컨테이너(210) 내로 장입된 배관(10)을 홀딩(holding)한다. 배관 홀더(230)에는 배관 삽입공(232)이 형성되어 있다. 도포 컨테이너(210) 내로 장입된 배관(10)은 배관 삽입공(232)을 삽입, 관통한 다음, 지지 유닛(240)에 밀착되어 지지된다. 배관(10)은 배관 삽입공(232)의 삽입에 의해 홀딩(파지)된다.
상기 배관 홀더(230)에는 적어도 1개, 또는 2개 이상 복수개의 배관 삽입공(232)이 형성될 수 있다. 이때, 배관 삽입공(232)이 2개 이상 복수개인 경우, 각 배관 삽입공(232)은 크기가 서로 다를 수 있다. 도면에서는, 크기가 서로 다른 3개의 배관 삽입공(232)이 형성된 모습을 예시하였다. 이에 따라, 크기(외경)가 다른 여러 가지 규격의 배관(10)에 접착제(S)를 도포할 수 있다. 또한, 배관 삽입공(232)은, 예를 들어 원형, 타원형 및/또는 다각형 등의 형상을 가질 수 있으며, 이는 삽입되는 배관(10)의 크기(외경)보다 약간 크거나 거의 동일한 크기(직경)를 가질 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태에 따라서, 상기 배관 홀더(230)는 일측의 배관 삽입부(234)와, 타측의 높이 유지부(236)를 포함할 수 있다. 배관 삽입부(234)에는 배관 삽입공(232)이 형성되어 있다. 높이 유지부(236)는 배관 삽입부(234)로부터 상향 연장하여 형성되며, 이는 도 7에 보인 바와 같이 배관 삽입부(234)보다 높은 위치에 설치된다. 또한, 높이 유지부(236)의 하측에는 상기 접착제 공급부(220)의 공급관(222)이 설치된다. 즉, 높이 유지부(236)의 하측에는 공급관(222)의 주입 포트(injection port)(222a)가 설치된다. 도 7에 보인 바와 같이, 배관 삽입부(234)보다 높은 위치에 높이 유지부(236)가 설치되어 있음에 따라 주입 포트(222a)는 도포 컨테이너(210) 내의 접착제(S) 액위보다 높은 위치에 설치된다. 이에 따라, 주입 포트(222a)가 도포 컨테이너(210) 내의 접착제(S)에 잠긴 경우보다 접착제(S)의 공급이 원활하게 진행될 수 있다.
상기 지지 유닛(240)은 배관 홀더(230)의 하측에 설치되되, 이는 배관 홀더(230)로부터 소정의 간격을 두고 설치된다. 배관(10)의 말단은 지지 유닛(240)의 상부 면에 밀착되어 지지된다. 보다 구체적으로, 지지 유닛(240)은 배관 삽입공(232)을 관통한 배관(10)의 말단을 지지, 스토핑(stopping)하여, 배관(10)이 더 이상 아래로 장입되는 것을 방지한다. 이러한 지지 유닛(240)의 위치에 의해, 배관(10)에 함침, 코팅되는 접착제(S)의 도포 길이가 결정될 수 있다. 즉, 지지 유닛(240)의 상부 면과 접착제(S)의 액위(L)(도 7의 (a) 참고) 간의 이격 거리가 배관(10)에 함침, 코팅되는 접착제(S)의 도포 길이가 될 수 있다. 본 발명에서, 상기 지지 유닛(240)은 배관 삽입공(232)을 관통한 배관(10)의 말단을 지지하는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 제1구현예에 따라서, 상기 지지 유닛(240)은 배관(10)의 말단에 밀착되는 지지체(242)를 포함할 수 있다. 상기 지지체(242)는, 예를 들어 판 형상의 플레이트(plate)나 망체, 및/또는 기둥형의 포스트(post) 등으로부터 선택될 수 있다. 지지체(242)는, 예를 들어 프레임과, 상기 프레임에 내측에 설치된 와이어(wire)를 포함하는 망체로 구성될 수 있다. 상기 프레임은 도포 컨테이너(210)의 형상에 따라 원형틀이나 사각틀 등의 골격 형상을 가질 수 있으며, 이는 도포 컨테이너(210)의 내부 벽면에 결합될 수 있다. 상기 와이어는 프레임의 내측에 격자(grid) 구조 또는 네트(net) 구조로 배열, 설치될 수 있으며, 이는 또한 소정의 탄성을 가질 수 있다. 상기 지지체(242)는, 다른 예를 들어 도포 컨테이너(210)의 바닥부(214)가 될 수 있다. 이때, 배관 삽입공(232)을 관통한 배관(10)의 말단은 도포 컨테이너(210)의 바닥부(214)에 밀착, 지지된다.
본 발명의 제2구현예에 따라서, 상기 지지 유닛(240)은 지지체(242)와, 상기 지지체(242)의 하측에 설치된 이격 부재(244)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 이격 부재(244)는 지지체(242)와 바닥부(214)의 사이에 설치되어, 이는 지지체(242)를 바닥부(214)로부터 소정 간격으로 이격시킨다. 상기 이격 부재(244)는, 예를 들어 탄성체로부터 선택될 수 있으며, 도면에서는 탄성체로서 스프링(spring)을 예시하였다. 이러한 탄성의 이격 부재(244)에 의해, 배관(10)은 배관 삽입공(232)을 탄성적으로 출입(出入)할 수 있어, 함침 도포에 힘이 적게 들어 용이할 수 있다. 상기 이격 부재(244)는 1개 또는 복수 개이며, 이는 예를 들어 배관 삽입공(232)의 개수와 동일할 수 있다.
본 발명의 제3구현예에 따라서, 상기 지지 유닛(240)은 지지체(242)와, 상기 지지체(242) 상에 설치된 내면 도포방지부재(245)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 내면 도포방지부재(245)는 배관(10)의 내부면에 삽입 밀착되어, 상기 배관(10)의 내부면에 접착제(S)가 도포되는 것을 방지한다. 이러한 내면 도포방지부재(245)는, 예를 들어 도 1에서 제1배관(10)의 외부면(10a)에만 접착제(S)를 도포할 경우에 유용하다.
또한, 상기 내면 도포방지부재(245)의 측면은 배관(10)의 유입이 용이하도록 테이퍼(taper)지게 형성될 수 있다. 즉, 도 7에 보인 바와 같이, 내면 도포방지부재(245)는 하단보다 상단의 직경이 작게 형성되어, 그의 측면은 테이퍼(taper)지게 형성될 수 있다. 이러한 내면 도포방지부재(245)는, 예를 들어 신축성 재질로부터 선택될 수 있으며, 구체적인 예를 들어 고무, 실리콘, 합성수지 엘라스토머(elastomer) 및/또는 합성수지 폼(foam) 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 내면 도포방지부재(245)는 1개 또는 복수 개이며, 이는 배관 삽입공(232)의 개수와 동일할 수 있다.
첨부된 도 7에는 도포 컨테이너(210)의 바닥부(214) 상에 설치된 이격 부재(244)와, 상기 이격 부재(244) 상에 설치된 지지체(242)와, 상기 지지체(242) 상에 설치된 내면 도포방지부재(245)를 포함하는 지지 유닛(240)이 도시되어 있다. 그리고 상기 이격 부재(244) 및 내면 도포방지부재(245)는 각각 복수 개(3개)인 형태가 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 제4구현예에 따라서, 상기 지지 유닛(240)은 지지체(242)와, 상기 지지체(242) 상에 설치된 외면 도포방지부재(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 외면 도포방지부재는 배관(10)의 외부면(10a)에 밀착되어, 상기 배관(10)의 외부면(10a)에 접착제(S)가 도포되는 것을 방지한다. 이러한 외면 도포방지부재는, 예를 들어 도 1을 참조하면, 제2배관(20)(21)의 도포 시에 상기 제2배관(20)의 내부면(20a)에만 접착제(S)를 도포할 경우에 유용하다. 이러한 외면 도포방지부재는 1개 또는 복수 개이며, 이는 배관 삽입공(232)의 개수와 동일할 수 있다.
한편, 도 8에는 본 발명의 제2실시형태에 따른 접착제 도포장치(200)의 구성도가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제5구현예에 따라서, 상기 지지 유닛(240)은 지지체(242)와, 상기 지지체(242)의 하측에 설치된 이격 부재(244)와, 상기 지지체(242) 및 이격 부재(244)가 내삽되는 함침조(246)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 지지 유닛(240)은 함침조(246)를 더 포함하되, 상기 함침조(246)의 내부에는 이격 부재(244)와 지지체(242)가 순차적으로 삽입, 설치될 수 있다. 이때, 도 8에 예시한 바와 같이, 상기 이격 부재(244)는 탄성체(스프링)로 구성되고, 상기 이격 부재(244) 상에 설치된 지지체(242)는 원형의 플레이트(plate)로 구성될 수 있다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 지지체(242) 상에는 내면 도포방지부재(245)가 설치될 수 있다.
상기 함침조(246)는, 그의 내부 및 외부로 접착제(S)가 자유롭게 통과될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 함침조(246)는, 예를 들어 복수의 통공을 가지는 망통체로부터 선택될 수 있다. 상기 함침조(246)에는 배관 삽입공(232)을 관통한 배관(10)이 유입되어 접착제(S)에 함침(담금)된다. 도 8에 보인 바와 같이, 상기 함침조(246)는 배관 삽입공(232)의 하측에 설치되며, 이는 또한 배관 삽입공(232)의 개수와 동일하다. 이러한 함침조(246)에 의해 도포 컨테이너(210) 내부가 구획되어 간섭이 최소될 수 있다. 예를 들어, 도 8에는 3개의 배관 삽입공(232)이 예시되어 있는데, 이때 도 8에서 왼쪽과 가운데에 위치한 배관 삽입공(232)에 각각 배관(10)을 삽입하여 2개의 배관(10)을 동시에 함침하는 경우, 상기 함침조(246)에 의해 구획되어 서로간의 간섭이 최소화될 수 있다.
첨부된 도 8에는 도포 컨테이너(210)의 바닥부(214) 상에 설치된 함침조(246)와, 상기 함침조(246) 내에 설치된 이격 부재(244)와, 상기 이격 부재(244) 상에 설치된 판상의 지지체(242)와, 상기 지지체(242) 상에 설치된 내면 도포방지부재(245)를 포함하는 지지 유닛(240)이 도시되어 있다. 이때, 도 8에 보인 바와 같이, 함침조(246)의 내부에는 이격 부재(244), 지지체(242) 및 내면 도포방지부재(245)가 순차적으로 삽입, 설치될 수 있다. 아울러, 도포 컨테이너(210) 내에는 크기가 다른 복수 개(3개)의 지지 유닛(240)이 설치될 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 상기 액위 조절수단(250)은 도포 컨테이너(210)에 수용된 접착제(S)의 액위(L)가 일정하게 유지되도록 한다. 즉, 액위 조절수단(250)은 접착제(S)의 1회 이상 함침 도포에 의해 도포 컨테이너(210) 내의 액위(L)가 감소되면, 상기 접착제 공급부(220)으로부터 접착제(S)가 보충되도록 하여 액위(L)를 일정하게 유지시킨다. 도 7에서, (a)는 접착제(S)의 도포전의 모습이고, (b)는 함침 도포되고 있는 모습을 보인 것이다.
상기 액위 조절수단(250)은 여러 산업분야에서 사용되는 수위 조절기(water level controlor)를 포함할 수 있다. 액위 조절수단(250)은, 하나의 실시형태에 따라서 볼탑식 밸브를 포함할 수 있다. 도 7을 참조하면, 액위 조절수단(250)은 개폐밸브(252)와, 접착제(S)의 표면에 플로팅(floating)된 볼탑(254)와, 상기 개폐밸브(252)와 볼탑(254)을 연결하는 조작부(256)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 개폐밸브(252)는 공급관(222)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 접착제(S)의 함침 도포에 의해 액위(L)가 감소되면, 볼탑(254)이 아래로 내려가 개폐밸브(252)가 개방되어 접착제 공급부(220)로부터 접착제(S)가 공급, 보충된다. 그리고 접착제(S)의 보충에 의해 액위(L)가 증가되면, 볼탑(254)이 위로 올라가 개폐밸브(252)가 폐쇄되어 접착제(S)의 공급이 차단된다. 이러한 조작에 의해 액위(L)가 항상 일정하게 유지될 수 있다.
본 발명에서, 상기 액위 조절수단(250)은 접착제(S)의 액위(L)가 일정하게 유지되도록 하는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 액위 조절수단(250)은, 다른 실시형태에 따라서 상기 공급관(222)에 설치되어 공급관(222)을 개폐하는 개폐밸브(252)와, 상기 도포 컨테이너(210) 내의 액위(L)를 감지하는 액위 감지센서와, 상기 액위 감지센서에서 감지된 액위(L)에 따라 상기 개폐밸브(252)를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 액위 감지센서에서 감지된 액위(L)가 일정치(설정값) 미만이면 개폐밸브(252)를 전자적으로 개방시켜 접착제(S)가 보충되도록 하고, 액위(L)가 일정치(설정값)에 도달하면 개폐밸브(252)를 폐쇄시켜 접착제(S)의 보충이 차단되도록 제어한다.
또한, 본 발명에 따른 도포장치(200)는 다른 실시형태에 따라서, 항온 유지수단(280)을 더 포함할 수 있다. 도 8을 참조하면, 항온 유지수단(280)은 도포 컨테이터(210)에 설치되어, 이는 도포 컨테이터(210) 내에 수용된 접착제(S)의 온도를 일정하게 유지시킨다. 항온 유지수단(280)은, 예를 들어 15℃ ~ 30℃의 온도로 유지시킬 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 상기 접착제(S)는 500 내지 1,200 cP의 점도를 가지는 것이 좋다. 접착제(S)의 점도는 온도에 따라 달라질 수 있다. 특히, 동절기나 하절기의 경우, 기온 변화에 따라 접착제(S)의 점도가 달라질 수 있다. 상기 항온 유지수단(280)은 일정 온도를 유지시켜 점도의 변화 방지, 즉 동절기나 하절기에도 항상 적정 점도(500 ~ 1,200 cP)를 갖도록 할 수 있다.
상기 항온 유지수단(280)은 접착제(S)의 온도를 일정(예를 들어, 15℃ ~ 30℃)하게 유지시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 항온 유지수단(280)은 열선이나 열교환기로부터 선택될 수 있으며, 구체적인 예를 들어 전기 열선(동절기에 승온) 및/또는 수냉식 냉각기(하절기에 감온) 등을 포함할 수 있다.
상기 항온 유지수단(280)은, 다른 실시형태에 따라서 도포 컨테이터(210)에 설치되어 접착제(S)의 온도을 일정하게 유지시키는 열교환기와, 상기 도포 컨테이너(210) 내의 접착제(S) 온도를 감지하는 온도 감지센서와, 상기 온도 감지센서에서 감지된 온도에 따라 상기 열교환기를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 온도 감지센서에서 감지된 온도가 일정치(설정값, 예를 들어 15℃ ~ 30℃) 미만이거나 초과하면 열교환기를 작동시켜 항상 일정치(설정값)로 유지되도록 제어한다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 접착제 도포장치(200)는 함침을 통한 간단한 방법으로 접착제(S)를 도포할 수 있으며, 이는 또한 균일 도포와 도포 작업의 용이성 등을 구현하며, 1회의 함침을 통해 목적하는 도포 길이를 갖도록 할 수 있다. 아울러, 내부면 도포 방지와, 일정 온도 유지에 의한 적정 점도 유지 등을 도모할 수 있다. 본 발명에 따른 접착제 도포장치(200)를 구성하는 상기 각 구성요소들은 금속재 및/또는 비금속재(합성수지재 등) 등의 재질로부터 선택되며, 이는 접착제(S)에 악영향을 끼치지 않고, 그 또한 접착제(S)의 영향을 받지 않는 것이면 좋다.
또한, 본 발명에 따른 접착제 도포장치(200)는 배관(10)(20)의 연결이 필요한 장소에 비치(備置)되거나, 휴대를 통해 비치 장소에 국한됨이 없이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 접착제 도포장치(200)는, 예를 들어 휴대용(portable)이다.
한편, 본 발명에서, 상기 접착제(S)는 아래에서 설명되는 접착제(S)를 사용하는 것이 바람직하다. 아래에서 설명되는 본 발명의 접착제(S)는 우수한 접착성 및 누수방지성 등을 도모하며, 이와 함께 작업성 등을 개선한다. 이하, 본 발명에 따른 접착제(S)를 설명한다.
[7] 접착제(S)
본 발명에 따라서, 상기 접착제(S)는 접합 용제(S1)와, 상기 접합 용제(S1)에 용해된 플라스틱(S2)을 포함한다. 이때, 접합 용제(S1)는, 상기 제1배관(10)과 제2배관(20)의 표면(10a)(20a), 및 상기 누수방지부재(100)의 표면 중에서 선택된 하나 이상을 용해시키는 것으로부터 선택된다.
상기 플라스틱(S2)은 접합 용제(S1)에 용해되어 배관(10)(20)과 누수방지부재(100)의 연결(접착)을 위한 주접착제로서 작용한다. 또한, 상기 접합 용제(S1)는 배관(10)(20)의 표면(10a)(20a), 및/또는 누수방지부재(100)의 표면(100a)을 용해시켜 접착력을 개선한다. 즉, 접합 용제(S1)는 플라스틱재 배관(10)(20) 및/또는 플라스틱재 누수방지부재(100)의 표면을 용해시키고, 이러한 표면이 용해된 용해액이 형성되게 한다. 그리고 상기 표면 용해액이 보조접착제로 작용하게 하고, 이와 함께 표면 용해액과 플라스틱(S2) 용해액의 혼화성을 갖게하여 접착력을 개선한다. 또한, 상기 접착제(S)는, 본 발명에 따라서 500 내지 1,200 cP의 점도를 갖는다.
하나의 실시형태에 따라서, 상기 접합 용제(S1)는 탄화수소계 유기 용제로서, 이는 상기 배관(10)(20)에 도포되어 배관(10)(20)의 표면(10a)(20a)을 용해시키고, 이와 함께 상기 플라스틱(S2)을 용해시키는 것으로부터 선택된다. 본 발명에서, 접합 용제(S1)는 위와 같은 기능(용해력)을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 본 발명에서, 접합 용제(S1)는 배관(10)(20)과 플라스틱(S2)에 대한 용해력을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 배관(10)(20)과 플라스틱(S2)의 재질(종류)에 따라 적절한 것(용해력을 가지는 것)으로부터 선택하여 사용할 수 있다.
상기 접합 용제(S1)는, 바람직하게는 퓨란(furan)계 및/또는 케톤(ketone)계 등의 유기 용제로부터 선택될 수 있다. 본 발명에서, 상기 퓨란계는 퓨란(furan)으로 명명될 수 있는 것이면 좋다. 구체적으로, 상기 퓨란계는 고리 안에 1개의 산소원자(O)를 가지는 5원의 헤테로고리화합물(C4H4O)을 포함하되, 이러한 헤테로고리화합물(C4H4O)을 분자 내에 1개 이상 포함하는 퓨란(furan), 및 이의 유도체 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 퓨란(furan)계는, 구체적인 예를 들어 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran ; THF), 디하이드로퓨란(Dihydrofuran) 및 이들의 유도체 등으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다. 또한, 상기 케톤계는 아세톤(Acetone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone ; MEK), 메틸이소부틸케톤(Methyl isobutyl ketone ; MIBK) 및 부틸메틸케톤(buthyl methyl ketone ; BMK) 등으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 접합 용제(S1)는 위와 같은 퓨란계 및/또는 케톤계 등의 유기 용제 중에서 선택된 1종 또는 2 이상의 혼합을 사용할 수 있다. 접합 용제(S1)는, 바람직하게는 적어도 퓨란계를 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 나열한 유기 용제 중에서 적어도 테트라하이드로퓨란(THF)을 포함하는 것이 좋다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에서 배관(10)(20)은 플라스틱재로서, 이는 CPVC나 PVC 등의 재질로 구성될 수 있다. 테트라하이드로퓨란(THF)은 케톤계 등의 다른 유기 용제보다 CPVC 및 PVC 등에 대한 높은 용해력을 갖는다. 또한, 테트라하이드로퓨란(THF)은, 비점이 낮아 휘발성이 높다. 이에 따라, 테트라하이드로퓨란(THF)은 CPVC이나 PVC 재질의 배관(10)(20) 표면을 단시간에 용해시켜 접착력을 향상시키며, 이와 함께 휘발성이 높아 작업 시간, 즉 접착제(S)의 경화(건조) 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 배관(10)(20)은 CPVC나 PVC 재질이고, 접합 용제(S1)는 테트라하이드로퓨란(THF)을 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 접합 용제(S1)는 퓨란계와 케톤계를 혼합한 혼합 용제를 사용할 수 있다. 이때, 퓨란계를 주용제로 사용하고, 케톤계를 보조용제로 사용할 수 있다. 상기한 바와 같이, 테트라하이드로퓨란(THF) 등의 퓨란계는 CPVC나 PVC에 대해 용해력이 매우 높다. 그러나 퓨란계는 다소 고가이므로 경제성을 고려하여, 가격이 저렴한 아세톤이나 메틸에틸케톤(MEK) 등의 케톤계와 혼합하여 사용할 수 있다. 이와 같이, 접합 용제(S1)를 퓨란계와 케톤계의 혼합 용제를 사용하는 경우, 80 ~ 88 : 2 ~ 10(퓨란계 : 케톤계 = 80 ~ 88 : 2 ~ 10)의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 이때, 케톤계의 사용량이 너무 적으면, 이의 혼합 사용에 따른 경제성 개선 효과가 미미할 수 있다. 그리고 케톤계의 사용량이 너무 많으면, 점도가 높아지거나, 퓨란계(THF 등)의 사용량 저하로 접착성이 저하될 수 있다. 즉, 퓨란계(THF 등)가 너무 적으면, 배관(10)(20)의 표면 용해성 저하로 접착성이 저하될 수 있다.
상기 플라스틱(S2)은 접합 용제(S1)에 의해 용해되는 것으로서, 이는 앞서 언급한 바와 같이 배관(10)(20)의 접착을 위한 주접착제로서 작용한다. 본 발명에서, 플라스틱(S2)은 상기 접합 용제(S1)에 의해 용해되어 접착력을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 플라스틱(S2)은, 바람직하는 배관(10)(20)의 재질과 동일한 종류의 플라스틱(합성수지)으로부터 선택될 수 있다. 플라스틱(S2)은, 예를 들어 CPVC, PVC, PE 및/또는 PP 등으로부터 선택될 수 있으며, 이들 중에서 바람직하게는 CPVC 및 PVC 등으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 플라스틱(S2)은 위와 같은 CPVC 및 PVC 등으로부터 선택되되, 소정의 입도 크기를 가지는 분말이 사용될 수 있다. 분말상의 플라스틱(S2)은 접합 용제(S1)에 용해되어 접착제(S) 내에 액상으로 존재한다. 아울러, 플라스틱(S2)은 경제성 및 환경 친화성 등을 고려하여, 폐배관으로부터 분리된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 소화시설에서 폐기된 폐배관으로서, 폐CPVC관이나 폐PVC관 등을 분쇄한 폐플라스틱 분말을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 접착제(S)는 위와 같은 접합 용제(S1)와 플라스틱(S2)을 포함하는 액상으로서, 이는 또한 전술한 바와 같이 500 내지 1,200 cP의 점도를 갖는다. 본 발명에서, 상기 점도는 상온에서 측정된 값이다. 또한, 본 발명에서, 상온은 계절에 따라 다를 수 있지만, 이는 예를 들어 -25℃ 내지 40℃의 범위가 될 수 있다. 상기 점도는 배관(10)(20)의 연결 시, 작업 현장의 온도에서 측정된 값으로서, 구체적인 예를 들어 -15℃ 내지 35℃의 온도, 또는 15℃ 내지 30℃의 온도에서 측정된 값일 수 있다.
본 발명에서, 상기 접착제(S)의 점도는 도포 특성(도포량 및 도포 두께 등), 접착성 및 누수방지성 등을 위한 중요한 인자로 작용할 수 있다. 구체적으로, 접착제(S)의 점도가 500 cP 미만으로서 너무 낮은 경우에는 배관(10)(20)의 함침 도포된 후에 유동성이 강하여, 예를 들어 아래로 흘러내려 손실이 발생되거나 도포량(및 도포 두께)이 낮아 접착성 및 누수방지성이 낮아질 수 있다. 또한, 접착제(S)의 점도가 1,200 cP를 초과하여 너무 높은 경우에는 점성이 강하여, 함침 후 국부적으로 균일 및 정량 도포가 어려울 수 있다.
상기 접착제(S)를 도포함에 있어서, 배관(10)(20)의 표면 전체에 대해 균일한 두께층의 형성은 물론이고, 미도포된 부분이 발생되지 않아야 한다. 특히, 미도포된 부분이 발생된 경우에는 접착성이 떨어짐은 물론, 미도포된 부분이 틈새를 형성하여 누수가 발생될 수 있다. 이에 따라, 접착제(S)를 도포함에 있어서는 균일한 두께층의 형성과 미도포된 부분이 발생되지 않도록 하는 것이 매우 중요하며, 이를 위해 접착제(S)는 본 발명에 따라서 500 내지 1,200 cP의 점도를 갖게 하는 것이 좋다. 즉, 본 발명에 따르면, 접착제(S)가 500 내지 1,200 cP의 점도를 가지는 경우, 균일한 두께층을 가지면서 미도포된 부분이 발생되지 않아 우수한 접착성 및 누수방지성 등을 가짐을 알 수 있었다. 또한, 접착제(S)의 손실이 방지될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 접착제(S)는 700 내지 1,050 cP, 또는 800 내지 1,000 cP의 점도를 가지는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 플라스틱(S2)은 접착제(S) 전체 중량 기준으로 5 ~ 20중량%로 포함될 수 있다. 이때, 플라스틱(S2)의 함량이 5중량% 미만으로서 너무 낮은 경우, 접착성 및 누수방지성이 낮아짐은 물론, 상대적으로 접합 용제(S1)의 함량이 높아져 점도 저하로 인한 도포 불량이 발생될 수 있다. 그리고 플라스틱(S2)의 함량이 20중량%를 초과하여 너무 높은 경우, 상대적으로 접합 용제(S1)의 함량이 낮아져 용해성이 떨어지고, 점도가 너무 높아져 균일 및 정량 도포가 어려울 수 있다.
이러한 점을 고려할 때, 상기 플라스틱(S2)은 접착제(S) 전체 중량 기준으로 10 ~ 15중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 ~ 14중량%, 또는 11 ~ 14중량%로 포함되는 것이 좋다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, 플라스틱(S2)이 10 ~ 15중량%(더욱 바람직하게는, 10 ~ 14중량%, 또는 11 ~ 14중량%) 범위 내에서 포함되는 경우, 우수한 접착성 및 누수방지성을 가짐을 물론이고, 적정 점도를 가져 미도포된 부분이 발생될 우려가 현저히 줄어들며, 우수한 도포 특성(균일 및 정량 도포)을 갖는다.
상기 접합 용제(S1)는 접착제(S) 전체 중량 기준으로 75 ~ 95중량%로 포함될 수 있다. 이때, 접합 용제(S1)의 함량이 75중량% 미만으로서 너무 낮은 경우, 점도가 높아지고, 용해성이 떨어져 접착성이 저하될 수 있다. 즉, 접합 용제(S1)는 플라스틱(S2)을 용해함은 물론 배관(10)(20)의 표면을 용해시켜야 하는데, 이의 함량이 낮은 경우에는 표면 용해성이 떨어져 접착성이 저하될 수 있다. 그리고 접합 용제(S1)의 함량이 95중량%를 초과하여 너무 높은 경우에는 점도가 너무 낮아지고, 상대적으로 플라스틱(S2)의 함량이 낮아져 접착성 및 누수방지성이 저하될 수 있다.
이러한 점을 고려할 때, 상기 접합 용제(S1)는 접착제(S) 전체 중량 기준으로 80 ~ 92중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 82 ~ 90중량%, 82 ~ 89중량%, 또는 85 ~ 88중량%로 포함되는 것이 좋다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, 접합 용제(S1)가 80 ~ 92중량%(더욱 바람직하게는, 82 ~ 90중량%, 82 ~ 89중량%, 또는 85 ~ 88중량%) 범위 내에서 포함되는 경우, 우수한 접착성 및 누수방지성을 가짐을 물론이고, 적정 점도를 가져 우수한 도포 특성을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 접착제(S)는 접합 용제(S1) 및 플라스틱(S2) 이외에 폴리비닐아세테이트(PVA, Polyvinyl acetate), 증점제 및 염료 등으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 폴리비닐아세테이트(PVA)는 접착성을 개선할 수 있다. 폴리비닐아세테이트(PVA)는 그 자체로서 접착성을 가짐은 물론, 예를 들어 CPVC나 PVC 등과 비닐기를 공유하여, 이들과 양호한 혼화성을 갖는다. 이에 따라, 접착성을 개선할 수 있다. 부가적으로, 폴리비닐아세테이트(PVA)는 점도를 증가시킬 수 있다. 폴리비닐아세테이트(PVA)는 접착제(S) 전체 중량 기준으로 0.1 ~ 5중량%로 포함될 수 있다. 이때, 폴리비닐아세테이트(PVA)의 함량이 0.1중량% 미만으로서 너무 낮은 경우, 이의 사용에 따른 접착성 개선 정도가 미미할 수 있다. 그리고 폴리비닐아세테이트(PVA)의 함량이 5중량%를 초과하여 너무 높은 경우에는 점도가 너무 높아질 수 있다.
이러한 점을 고려할 때, 상기 폴리비닐아세테이트(PVA)는 접착제(S) 전체 중량 기준으로 0.2 ~ 3중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 폴리비닐아세테이트(PVA)는 케톤계 용제에 혼합된 다음, 첨가될 수 있다. 구체적으로, 먼저 플라스틱(S2)과 접합 용제(S1)를 용해한 용해액을 얻은 다음, 여기에 폴리비닐아세테이트(PVA)와 케톤계 용제(아세톤, MEK, MIBK 등)의 혼합 용액을 첨가 혼합할 수 있다.
상기 증점제는 점도를 증가시키기 위한 것으로서, 이는 알콜류 및 물 등으로부터 선택된다. 알콜류는, 예를 들어 메탄올, 에탄올 및 이소프로필알콜 등으로부터 선택될 수 있다. 이때, 접합 용제(S1)의 주용제가 퓨란계(THF 등)인 경우에는 알콜류를 사용하고, 접합 용제(S1)의 주용제가 케톤계(MEK 등)인 경우에는 물을 사용하는 것이 좋다. 퓨란계(THF 등)는 알콜류에 잘 녹고, 케톤계(MEK 등)는 물에 잘 녹는다. 일례를 들어, 플라스틱(S2)은 CPVC이고 접합 용제(S1)는 THF인 경우, 여기에 알콜류를 첨가하게 되면, 알콜류에 잘녹는 THF는 알콜류에 녹아 CPVC가 용출되어 점도가 증가될 수 있다. 즉, 용해도의 차이에 의해 점도가 증가된다. 케톤계(MEK 등)와 물의 경우에도 위와 같다.
상기 증점제는 접착제(S) 전체 중량 기준으로 0.1 ~ 8중량%로 포함될 수 있다. 이때, 증점제의 함량이 0.1중량% 미만으로서 너무 낮은 경우, 이의 사용에 따른 점도 개선 정도가 미미할 수 있다. 그리고 증점제의 함량이 8중량%를 초과하여 너무 높은 경우에는 점도가 너무 높아져 도포 불량이 발생될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 증점제는 접착제(S) 전체 중량 기준으로 0.2 ~ 5중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 염료는 필요에 따라 첨가될 수 있으며, 이는 액상이나 미립자를 사용할 수 있다. 이러한 염료는 접착제(S) 전체 중량 기준으로, 예를 들어 0.01 ~ 2중량%로 포함될 수 있다.
한편, 상기 플라스틱(S2)은 경제성 및 환경 친화성 등을 고려하여, 폐배관으로부터 분리된 것을 사용할 수 있다. 이를 본 발명의 제조방법을 통해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 따른 접착제(S)의 제조방법은, 폐배관을 분쇄한 플라스틱(S2) 분말을 얻는 제1단계와, 전술한 바와 같은 접합 용제(S1)와 상기 제1단계에서 얻어진 플라스틱(S2) 분말을 혼합하여 상기 접합 용제(S1)에 플라스틱(S2) 분말을 용해시키는 제2단계와, 상기 제2단계에서 얻어진 용해액을 필터링(filtering)하여 상기 용해액에 포함된 고형물을 제거하는 제3단계를 포함한다.
먼저, 상기 제1단계에서는 폐기된 폐배관을 수거하여, 소정 입도로 절단, 분쇄한다. 이때, 상기 폐배관은 전술한 바와 같은 플라스틱 재질의 폐배관으로서, 이는 예를 들어 소화배관으로 사용된 후에 폐기된 폐CPVC관이나 폐PVC관 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한 폐배관을 적정 크기로 절단한 다음, 분쇄기를 통해 소정 입도를 갖도록 분쇄하여 폐플라스틱 분말을 얻는다.
상기 폐플라스틱 분말은, 특별히 한정하는 것은 아니지만 예를 들어 20 ~ 500메쉬(mesh)의 평균 입도 크기를 가질 수 있으며, 구체적인 예를 들어 100 ~ 300메쉬(mesh), 또는 150 ~ 200메쉬(mesh)의 평균 입도 크기를 가질 수 있다. 이때, 폐플라스틱 분말은 용해력의 측면에서 입도 크기가 작을수록 유리할 수 있으나, 너무 작은 경우 필터링 과정(제3단계)에서 고형물의 제거에 바람직하지 않을 수 있다.
상기 제2단계에서는 접합 용제(S1)와 상기 제1단계에서 얻어진 폐플라스틱 분말을 혼합하여 상기 접합 용제(S1)에 폐플라스틱 분말을 용해시킨다. 이때, 용해 시에는 열을 가할 수 있다. 구체적으로, 접합 용제(S1)와 폐플라스틱 분말을 혼합한 다음, 열을 가하면서 용해시킬 수 있다. 폐플라스틱 분말은, 폐플라스틱 분말과 접합 용제(S1)의 혼합 전체 중량 기준(폐플라스틱 분말 + 접합 용제(S1))으로, 예를 들어 5 ~ 25중량%, 8 ~ 25중량%, 또는 8 ~ 22중량%로 사용될 수 있다.
위와 같이 열을 가하는 경우, 폐플라스틱 분말의 용해력이 증가되고 분리 효율이 증가될 수 있다. 구체적으로, 폐플라스틱 분말에는 플라스틱 이외에 염료 등의 고형물이 존재하는데, 열이 가해지면 플라스틱의 용해력이 증가되고, 플라스틱과 고형분(염료 등)이 쉽게 분리될 수 있다. 예를 들어, 70℃ ~ 130℃의 온도에서 끓음(boiling)이 발생할때까지 열을 가하면서 용해시킬 수 있다. 이러한 제2단계(가온 용해)는, 예를 들어 20분 내지 2시간, 또는 30분 내지 1시간 동안 진행될 수 있다. 이때, 플라스틱(S2) 분말의 함량에 따라 다를 수 있지만, 가해지는 열이 70℃ 미만으로서 너무 낮은 경우에는 용해력 개선 정도가 미미할 수 있고, 플라스틱과 고형분(염료 등)의 응집 덩어리가 발생할 수 있다. 그리고 130℃를 초과하여 너무 높은 경우에는 접합 용제(S1)의 휘발량(손실량)이 많아질 수 있다.
하나의 구현예에 따라서, 폐플라스틱 분말의 함량이 약 5 ~ 7중량%인 경우에는 70℃ ~ 90℃, 약 8 ~ 12중량%인 경우에는 90℃ ~ 100℃, 약 12 ~ 18중량%인 경우에는 100℃ ~ 110℃, 약 18 ~ 25중량%인 경우에는 110℃ ~ 130℃의 열을 가하면서 용해시킬 수 있다. 폐플라스틱 분말의 각 함량에 따라 위와 같은 범위로 열을 가하는 경우, 용해력 증가는 물론, 플라스틱과 고형분(염료 등)의 응집 덩어리가 발생되지 않고 접합 용제(S1)의 휘발량(손실량)을 최소화할 수 있다.
상기 제3단계에서는 위와 같은 제2단계를 통해 얻어진 용해액, 즉 접합 용제(S1)와 플라스틱(S2)의 혼합 용해액을 필터링(filtering)한다. 일반적으로, 배관(10)(20)은 플라스틱을 주재료로 하되, 여기에 염료, 내열안정제 및/또는 이형제 등의 첨가제를 더 첨가하여 제조되고 있다. 이에 따라, 폐배관을 분쇄한 플라스틱(S2) 분말에는 염료나 첨가제 등의 불순물이 포함되어 있고, 이러한 불순물은 상기 용해액 내에 고형물로 존재할 수 있다. 이러한 고형분은 접착성이나 누수방지성에 악영향을 끼칠 수 있으므로 제거되는 것이 좋다. 이에, 필터링을 통해 용해액 내에 포함된 고형물을 제거한다. 이러한 고형물은, 예를 들어 200 ~ 500메쉬(mesh), 또는 250 ~ 350메쉬(mesh)를 가지는 필터를 이용하여 체(sieve) 거름을 통해 제거할 수 있다.
또한, 위와 같은 제3단계를 진행하는 다음에는 적정 점도를 갖도록 접합 용제(S1)를 더 첨가하여 점도를 낮추거나, 경우에 따라서는 증점제를 첨가하는 제4단계를 더 진행할 수 있다. 이러한 제4단계를 통해 상기 점도 범위를 만족하도록 조정한다. 아울러, 본 발명에 따른 접착제(S)의 제조방법은, 부가 성분을 더 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 부가 성분은 전술한 바와 같은 접착력 개선제로서의 폴리비닐아세테이트(PVA); 증점제로서의 알콜류 및/또는 물; 및 염료 등으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 아울러, 부가 성분은 상기 제1단계(분쇄)를 진행한 후에, 바람직하게는 제2단계(용해) 또는 제3단계(필터링)를 진행한 후에 첨가될 수 있다.
이상에서 설명한 접착제(S)는 함침을 통해 배관(10)(20)에 균일하게 도포되어 배관(10)(20) 간의 연결을 위해 유용하게 사용된다. 위와 같은 접착제(S)는 배관(10)(20)의 견고한 연결(접착)을 도모하며, 이는 또한 누수방지능을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 예시한다.
하기의 실시예는 전술한 바와 같은 접착제(S)에 관한 것이며, 이는 접착제(S)의 기술적 작용효과를 위해 제공된다. 또한, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 ~ 5]
소화배관의 원료로 많이 사용되고 있는 CPVC를 구입하고, 이를 용제에 혼합, 용해시켜 접착제를 제조하였다. 용제로는 THF를 사용하였다. 이때, 하기 [표 1]에 보인 바와 같이 각 실시예에 따라 CPVC의 함량을 증가시켰다. 하기 [표 1]에서, 각 성분의 함량은 접착제 전체를 기준으로 한 것(백분율, 중량%)이다.
[실시예 6 ~ 12]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 용제로서 THF(주용제)와 MEK(보조용제)의 혼합을 사용하여 접착제를 제조하였다. 또한, 각 실시예에 따라 접착 개선제로서 PVA를 첨가하거나, 증점제를 더 첨가하였다. 이때, 먼저 용제(THF)에 CPVC를 녹인 용액을 얻은 후, 여기에 각 실시예에 따라 MEK, PVA 및 증점제를 첨가하여 혼합하였다. 또한, PVA의 경우에는 MEK에 녹인 후에 첨가되었으며, 증점제는 80wt%의 이소프로필알콜 수용액을 사용하였다. 각 실시예들에 따른 구체적인 조성(성분 및 함량)은 하기 [표 1]에 보인 바와 같다.
< 점도 측정 >
각 실시예들에 따른 접착제에 대하여, 브록필드 다이얼점도계(spindle No. 5, 50rpm)를 이용하여 약 25℃에서의 점도를 측정하였다. 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
< 작업성(도포성) 평가 >
각 실시예들에 따른 접착제를 CPVC관의 표면에 붓 바르기로 도포하되, 아래와 같은 기준으로 도포성을 평가하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
* 불량 : 점도가 너무 낮아 낙하가 발생되거나, 점도가 너무 높아 붓 바르기가 어려운 경우
* 보통 : 점도가 낮아 CPVC관 표면에서 약간의 흘러내림이 발생하거나, 점도가 높아 붓 바르기가 다소 어려워 수회의 붓 바르기를 해야 하는 경우
* 양호 : 흘러내림이 없고, 붓 바르기가 쉬워 발림성이 좋은 경우
< 압축강도 평가 >
소화배관용 CPVC관과 피팅(이음관)을 준비하고, CPVC관의 일측 외표면에 각 실시예들에 따른 접착제를 도포한 다음, 피팅을 끼워 연결(접착)하였다. 이후, 각 실시예들에 따른 연결 시편에 대하여, 만능시험기를 이용하여 CPVC관이 빠지거나 깨질때까지 하중을 가하는 방법으로 압축강도(kgf)를 평가하였다. 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. 이때, 실시예 1, 실시예 5 및 실시예 12의 접착제는 도포성이 떨어져(불량) 평가하지 않았다.
< 접착제의 조성, 및 물성 평가 결과 >

비 고 		접착제의 조성(단위 : 중량%)
 물성 평가 결과
CPVC THF MEK PVA 증점제 점도
(cP)		 도포성　 압축강도
(kgf)
실시예 1
1.43 98.57 -　 - - 5.8 불량 -
실시예 2
4.29 95.71 - - - 32.6 보통 267.064
실시예 3
7.14 92.86 - - - 53.3 보통 351.414
실시예 4
11.43 88.57 -　 - - 544.1 양호 1073.761
실시예 5
14.29 85.71 - - - 1216.1 불량 -
실시예 6
11.19 86.71 2.10 - - 660.8 양호 1049.761
실시예 7
11.03 85.52 3.45 - - 785.4 양호 1035.025
실시예 8
10.65 82.68 4.85 1.82 - 987.2 양호 1064.974
실시예 9
10.32 80.00 6.26 3.42 - 1081.4 보통 1180.357
실시예 10
11.19 86.65 -　 0.60 1.56 962.8 양호 1217.644
실시예 11
11.43 73.62 12.81 - 2.14 1067.1 보통 846.117
실시예 12
10.32 80.00 -　 -　 9.68 1325.3 불량 -

1) CPVC : 염소화 폴리비닐 클로라이드(Chlorinated Polyvinyl Chloride)
2) THF : 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran)
3) MEK : 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone)
4) PVA : 폴리비닐아세테이트(Polyvinyle acetate)
5) 증점제 : 80wt% 이소프로필알콜
6) 점도(cP) : 25℃, 브록필드 다이얼점도계(spindle No. 5, 50rpm)
상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 먼저 실시예 1 ~ 5를 비교해 보면, CPVC의 함량이 증가함에 따라 점도가 높아짐을 알 수 있었다. 이때, CPVC의 함량이 너무 낮거나 높은 경우, 점도가 너무 낮거나 높아져 도포가 어려움(불량)을 알 수 있었으며, 실시예 4에서와 같이 CPVC의 함량은 약 11중량% 이상, 점도는 500cP 이상에서 양호한 도포성과 1,000kgf 이상의 우수한 압축강도(접착력)을 가짐을 알 수 있었다.
또한, 실시예 6 ~ 11을 살펴보면, 용제로서 MEK를 더 사용한 경우, MEK의 함량이 증가할수록 점도는 높아지나, THF의 함량 감소로 압축강도(접착력)가 낮아짐을 알 수 있었다. 특히, 실시예 11에서와 같이, THF의 함량이 너무 낮은 경우, 압축강도(접착력)가 저하됨을 알 수 있었다. 그리고 실시예 8 ~ 10에서와 같이, PVA는 압축강도를 증가(접착력 개선)시킴을 알 수 있었다. 그러나 PVA의 함량이 너무 많으면, 점도가 높아짐을 알 수 있었다.
아울러, 실시예 10 ~ 12를 살펴보면, 알콜(이소프로필알콜)이 첨가되는 경우 점도가 증가됨을 알 수 있었다. 이는, CPVC가 THF에 대해서는 용해도가 높으나 알콜(이소프로필알콜)에 대해서는 용해도가 거의 없으므로, 용해된 CPVC가 다시 용출되었기 때문인 것으로 판단된다.
[실시예 13 ~ 17]
먼저, 폐배관으로서 소방배관으로 쓰여진 폐CPVC관을 준비하고, 이를 잘게 절단한 다음, 분쇄기를 이용하여 분쇄하였다. 이후, 체 거름을 통해 평균 입도 약 180mesh 크기의 폐CPVC 분말을 얻었다. 다음으로, 가열 용기에 상기 폐CPVC 분말과 용제 THF를 넣고, 열을 가하면서 용해시켰다. 이때, 각 실시예에 따라 폐CPVC 분말의 함량을 달리하였으며, 육안 관찰을 통해 끓음(boiling)을 확인하고 끓음이 발생되는 시점의 온도를 측정하였다. 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다. 하기 [표 2]에서, 폐CPVC 분말의 함량은 폐CPVC 분말과 THF의 혼합을 전체 기준으로 한 하는 것(백분율, 중량%)이다.
위와 같이 열을 가하면서 용해시킨 용해액을 약간 식힌 후, 염료 등의 고형 불순물을 제거하기 위해 상기 용해액을 300mesh의 체에 통과시켜 필터링한 다음, 상온이 될 때까지 방치하였다. 다음으로, 이와 같이 얻어진 용해액에 증점제로서 이소프로필알콜을 적정량 첨가하여, 최종적으로 900 ~ 950 cP 사이의 점도(약 25℃에서 측정)를 가지는 것으로서, 폐CPVC관을 재활용한 접착제을 얻었다.
< 폐PVC의 함량별 끓는점 평가 결과 >
비 고 폐CPVC의 함량 끓는점(b.p) 점도
(@ 25℃)
실시예 13
2중량% 72℃ 902.7
실시예 14
5중량% 82℃ 904.1
실시예 15
10중량% 95℃ 937.4
실시예 16
15중량% 106℃ 931.4
실시예 17
20중량% 116℃ 947.7
상기 [표 2]에 보인 바와 같이, 폐CPVC 분말의 함량에 따라 끓는점이 달라짐을 알 수 있었다. 즉, 폐CPVC 분말의 함량이 증가할수록 끓는점이 높아졌다.
이러한 결과(끓는점 오름 현상)를 통해, 폐CPVC관의 재활용 시에는 폐CPVC 분말의 함량에 따른 끓는점을 고려하여, 적절한 온도(최적온도)에서 용해시키는 경우가 용제(THF)의 휘발량을 최소함과 동시에 용해성을 높일 수 있음을 알 수 있었다.
상기 실시예 16에 따른 접착제(폐CPVC 함량 15중량%)에 대하여 아래와 같이 인장강도, 내압시험, 및 내압시험 후의 파괴시험을 실시하고, 그 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다. 또한, 상기 실시예 1 ~ 12 중에서, 가장 우수한 결과를 보인 실시예 10에 따른 접착제에 대하여 동일한 방법으로 인장강도, 내압시험, 및 내압시험 후의 파괴시험을 실시하고, 그 결과를 하기 [표 3]에 함께 나타내었다.
< 인장강도 평가 >
소화배관용 CPVC관과 피팅(이음관)을 준비하고, CPVC관의 일측 외표면에 접착제을 도포한 다음, 피팅을 끼워 연결(접착)하였다. 이후, 만능시험기를 이용하여 CPVC관이나 피팅이 깨지거나 빠질때까지 늘리는 방법으로 인장강도(kgf)를 평가하였다.
< 내압시험 >
위와 동일한 방법으로, 먼저 소화배관용 CPVC관과 피팅(이음관)을 준비하고, CPVC관의 일측 외표면에 접착제을 도포한 다음, 피팅을 끼워 연결(접착)하였다. 그리고 물을 주입하여 내압(수압) 60kgf(약 6.0MPa)에서 2분간 지속시켜 물이 새거나 변형 발생 여부를 평가하였다.
< 내압시험 후 파괴시험 >
위와 같이 내압시험을 진행한 시편에 대하여, CPVC관이 파손될때까지 수압을 계속적으로 올려 파괴 발생 압력을 평가하였다.
< 물성 평가 결과 >
비 고 인장강도
(kgf)		 내압시험 파괴시험
(kgf)
실시예 10 1422.198 누수 없음
변형 없음 		104.54
실시예 16 1356.427 누수 없음
변형 없음 		105.13
첨부된 도 9는 인장강도 시험의 사진을 보인 것이고, 도 10은 실시예 16에 따른 연결 시편의 인장강도 시험 후의 사진이다. 또한, 도 11은 파괴시험 후의 사진으로서, 좌측은 실시예 10에 따른 연결 시편이고, 우측은 실시예 16에 따른 사진이다.
상기 [표 3] 및 첨부된 도 10 ~ 11에 보인 바와 같이, 각 실시예들에 따른 접착제는 인장강도, 내압시험 및 파괴시험에서 우수한 결과를 가짐을 알 수 있었으며, 특히 폐배관(폐CPVC관)을 재활용한 실시예 16의 경우에도 인장강도가 1,300kgf 이상으로서 매우 우수한 결과를 보임을 알 수 있었다.
10 : 제1배관 20 : 제2배관
10a, 20a : 표면 30 : 누수방지층
100 : 누수방지부재 200 : 접착제 도포장치
210 : 접착제 도포 컨테이너 220 : 접착제 공급부
230 : 배관 홀더 240 :지지 유닛
250 : 액위 조절수단 280 : 항온 유지수단
A : 연결부위 S : 접착제

Claims (5)

  1. 접착제가 수용되고, 상기 접착제에 배관을 함침하여 배관의 표면에 접착제를 도포하는 접착제 도포 컨테이너;
    상기 접착제 도포 컨테이너에 접착제를 공급하는 접착제 공급부;
    상기 접착제 도포 컨테이너 내에 설치되고, 배관 삽입공이 형성된 배관 홀더;
    상기 배관 홀더의 하측에 설치되고, 상기 배관 삽입공을 관통한 배관의 말단을 지지하는 지지 유닛; 및
    상기 접착제 도포 컨테이너에 수용된 접착제의 액위가 일정하게 유지되도록 하는 액위 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 접착제 도포장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 유닛은,
    상기 배관의 말단을 지지하는 지지체와;
    상기 지지체 상에 설치되고, 상기 배관의 내부면에 삽입되어, 상기 배관의 내부면에 접착제가 도포되는 것을 방지하는 내면 도포방지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 접착제 도포장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배관의 접착제 도포장치는,
    상기 접착제 도포 컨테이너에 수용된 접착제의 온도를 일정하게 유지시키는 항온 유지수단을 더 포함하고,
    상기 접착제 도포용기에 수용된 접착제는 500 내지 1,200 cP의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 배관의 접착제 도포장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접착제는,
    배관의 표면을 용해시키는 접합 용제 82 ~ 89중량%;
    상기 접합 용제에 용해된 플라스틱 10 ~ 14중량%; 및
    점도를 증가시키기 위한 증점제 0.2 ~ 5중량%를 포함하고,
    500 내지 1,200 cP의 점도를 가지며,
    상기 접합 용제는 퓨란계를 포함하고,
    상기 증점제는 알콜류를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 접착제 도포장치.
  5. 플라스틱재의 제1배관과 제2배관을 연결하는 배관의 연결방법이고,
    제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 따른 배관의 접착제 도포장치를 이용하여, 상기 제1배관 및 제2배관 중에서 선택된 하나 이상에 접착제를 도포하여 연결하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 연결방법.
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