KR20230158702A - 연결부가 보강된 pvc 파이프 - Google Patents

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KR20230158702A KR1020220058143A KR20220058143A KR20230158702A KR 20230158702 A KR20230158702 A KR 20230158702A KR 1020220058143 A KR1020220058143 A KR 1020220058143A KR 20220058143 A KR20220058143 A KR 20220058143A KR 20230158702 A KR20230158702 A KR 20230158702A
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Abstract

본 발명은 연결부가 보강된 PVC 파이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐 PVC를 재활용하여 연결부를 보강함으로써 친환경적이며 충격강도가 향상된 연결부가 보강된 PVC 파이프에 관한 것이다.
양단이 개구되어 내부에 중공이 형성된 외관(110)과, 상기 외관(110)의 일단에 형성되어 내관(110-1)이 삽입결합될 수 있도록 확관되는 연결부(120)로 구성되는 파이프본체(100); 상기 연결부(120)의 외주면을 둘러싸도록 결합되어 상기 연결부(120)의 강도를 보강하는 보강부(200); 상기 연결부(120) 내주면에 형성된 패킹링결합요홈(122)에 삽입되어 상기 연결부(120)와 상기 내관(110-1) 사이를 밀폐시켜 유체의 유입을 차단하는 패킹링(300);을 포함한다.

Description

연결부가 보강된 PVC 파이프{PVC PIPE HAVING PIPE CONNECTING PART}
본 발명은 연결부가 보강된 PVC 파이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐 PVC를 재활용하여 연결부를 보강함으로써 친환경적이며 충격강도가 향상된 연결부가 보강된 PVC 파이프에 관한 것이다.
합성수지 파이프는 유해물질의 용출이 없고, 성형이 비교적 용이하며, 가격이 저렴하고, 중량이 가벼워 취급 및 운반이 용이하며, 보수가 간편함에 따라 상하수도용 관, 농·공업용수용 파이프 등 다양한 용도로 사용된다.
이러한 합성수지 파이프 중에서도 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride) 수지를 압출하여 생산하는 PVC 파이프는 가볍고 기계적 강도가 우수하며, 내화학성, 내식성, 내약품성, 단열성 및 내구성 등이 우수하고 수명이 길고 가격이 저렴하여 널리 사용되고 있다.
상하수도용 관, 농·공업용수용 파이프 등 다양한 용도로 사용되는 PVC 파이프는 원통형 등의 형상으로 연속 성형제조되며, 이동 및 보관상의 이유로 일정한 길이로 절단된 파이프를 매설과정에서 서로 연결하는 방식으로 배관로를 시공하게 된다.
합성수지 파이프를 연결하기 위한 다양한 장치 및 방법이 존재하나, 통상적으로는 별도의 이음관을 구비하거나 편수관의 형태로 절단된 각 파이프를 연결하는 방식이 시공현장에서 채택되고 있다.
이때, 편수관의 형태로 절단된 파이프는 생산된 직관의 끝을 재가열한 뒤 관 내부에 확관 금형을 넣어 확관되는 과정에서 파이프의 두께가 얇아져 수압 및 충격에 약해지며, 햇빛에 의한 변색으로 상품성이 떨어지게 된다.
이에 따라, 한국등록특허 제10-0562163호는 가열한 후 확관부재를 이용하여 확관시키고 내경이나 외경 및 내경과 외경을 조사 가교하여 확관된 부분의 강도를 크게 향상시키는 보강된 확관부를 갖는 합성수지관 및 그 제조방법에 관한 기술을 공지한 바 있으나, 해당 발명은 단순히 확관부에 감마선 또는 전자빔을 조사하여 강도를 향상시키는 것으로 확관으로 인해 얇아진 두께를 보완할 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 한국등록특허 제10-2115355호는 관 전체의 균일한 내충격성과 항균성이 향상되고 이음 부분에 삼중벽의 보강층 및 공기층을 추가하여 내, 외부의 높은 압력에 안전하고 내충격성, 수밀성, 결합력을 더욱 강화하여 이음 부분의 파손과 누수를 효과적으로 방지하며 높은 수압에 안정적으로 사용할 수 있는 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상하수도관에 관한 기술을 공지한 바 있으나, 해당 발명은 확관부를 보강하는 보강층의 재료로 외관과 같은 재료가 사용됨으로써 보강층 제조시 비용이 많이 발생하며, 친환경적이지 않다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0562163호(2006.03.11.) 대한민국 등록특허 제10-2115355호(2020.05.20.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 폐 PVC를 재활용하여 연결부를 보강함으로써 친환경적이며 충격강도가 향상된 연결부가 보강된 PVC 파이프를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프에 있어서, 양단이 개구되어 내부에 중공이 형성된 외관(110)과, 상기 외관(110)의 일단에 형성되어 내관(110-1)이 삽입결합될 수 있도록 확관되는 연결부(120)로 구성되는 파이프본체(100); 상기 연결부(120)의 외주면을 둘러싸도록 결합되어 상기 연결부(120)의 강도를 보강하는 보강부(200); 상기 연결부(120) 내주면에 형성된 패킹링결합요홈(122)에 삽입되어 상기 연결부(120)와 상기 내관(110-1) 사이를 밀폐시켜 유체의 유입을 차단하는 패킹링(300);을 포함한다.
한편, 상기 보강부(200)는, 가열된 상태로 상기 연결부(120)의 외주면을 둘러싸 상기 연결부(120)와 함께 확관되어 상기 연결부(120)와 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파이프본체(100)는, 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 충격보강제 1 내지 8 중량부, 비납계 복합안정제 3 내지 10 중량부, 가공조제 1 내지 5 중량부, 충진제 1 내지 15 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강부(200)는, 폐 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 카본블랙 1 내지 5 중량부, 비납계 복합안정제 1 내지 10 중량부, 가공조제 1 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파이프본체(100)는, 상기 외관(110)과 확관된 상기 연결부(120)가 이어지는 부분이 상기 연결부(120)로부터 상기 외관(110) 쪽으로 가면서 외경이 감소되어 경사지게 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프는 연결부를 보강함으로써 확관으로 인해 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프는 폐 PVC를 재활용함으로써 환경오염을 방지할 수 있으며, 생산 단가를 절감할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프와 내관의 연결 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프에서 보강부가 제외된 상태의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프 외관의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프와 내관의 연결 상태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 연결부가 보강된 PVC 파이프는 크게 파이프본체(100), 보강부(200) 및 패킹링(300)을 포함한다.
먼저, 상기 파이프본체(100)는 외관(110)과 연결부(120)로 구성되는 것으로, 상기 외관(110)은 양단이 개구되어 내부에 중공이 형성되며, 상기 연결부(120)는 상기 외관(110)의 일단에 형성되어 내관(110-1)이 삽입결합될 수 있도록 확관된다.
이때, 상기 파이프본체(100)는 단층 구조로 형성되는 것으로, 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 충격보강제 1 내지 8 중량부, 비납계 복합안정제 3 내지 10 중량부, 가공조제 1 내지 5 중량부, 충진제 1 내지 15 중량부를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 충격보강제는 ABS계(Acrylonitrile Butadiene Styrene terpolymer) 충격보강제, MBS계(Methylmetacrylate Butadiene Stylene) 충격보강제, CPE(Chloride poly ethylen)계 충격보강제로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 상기 가공조제는 아크릴계 복합 가공조제, 스티렌계 복합 가공조제, 유기아린산 에스테르계 복합 가공조제로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
한편, 상기 파이프본체(100)는 상하수도관으로 사용될 경우, 정수 및 항균 성능 향상을 위해 황토 1 내지 5 중량부, 맥반석 1 내지 5 중량부, 숯 1 내지 5 중량부 및 수계 은 함유용액 0.01 내지 1 중량부를 추가로 포함할 수 있으며, 유체의 이동에 의한 소음을 차단하고 강도 향상을 위해 칼슘계 단품 안정제 0.5 내지 1 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 파이프본체(100)는 상하수도관으로 사용될 경우 충격강도 및 인장강도와 같은 기계적강도를 향상시키며, 소음을 차단하고, 정수, 보온 및 단열 효과를 위해 3층 구조로 형성될 수도 있다.
이때, 상기 파이프본체(100)는 내벽층(112), 상기 내벽층(112)의 외면에 형성되는 중간 차음층(114) 및 상기 중간 차음층(114)의 외면에 형성되는 외벽층(116)로 구성되며, 상기 내벽층(112) 및 외벽층(116)은 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 충격보강제 1 내지 8 중량부, 비납계 복합안정제 3 내지 10 중량부, 가공조제 1 내지 5 중량부, 충진제 1 내지 15 중량부를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 충격보강제는 ABS계(Acrylonitrile Butadiene Styrene terpolymer) 충격보강제, MBS계(Methylmetacrylate Butadiene Stylene) 충격보강제, CPE(Chloride poly ethylen)계 충격보강제로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 상기 가공조제는 아크릴계 복합 가공조제, 스티렌계 복합 가공조제, 유기아린산 에스테르계 복합 가공조제로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
상기 내벽층(112)은 이에 더하여 정수 및 항균 성능 향상을 위해 황토 1 내지 5 중량부, 맥반석 1 내지 5 중량부, 숯 1 내지 5 중량부 및 수계 은 함유용액 0.01 내지 1 중량부를 추가로 포함할 수 있으며, 유체의 이동에 의한 소음을 차단하고 강도 향상을 위해 칼슘계 단품 안정제 0.5 내지 1 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 상기 중간 차음층(114)은 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 비납계 복합안정제 3 내지 10 중량부, 가공조제 1 내지 5 중량부, 충진제 1 내지 15 중량부와 소음 차단 부재를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 가공조제는 아크릴계 복합 가공조제, 스티렌계 복합 가공조제, 유기아린산 에스테르계 복합 가공조제로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또한, 상기 소음 차단 부재는 마이카(mica) 또는 폴리염화비닐에 마이카(mica)를 혼합시킨 것 중 선택되는 것이 바람직하다.
상기 내벽층(112)을 통과한 잔류 소음은 판상구조(tabular structure)의 상기 중간 차음층(114)을 통과하게 되는데, 판상구조의 상기 중간 차음층(114)은 마이카(mica)가 서로 반복적으로 중첩되어 있으므로, 잔류 소음이 판상구조의 상기 중간 차음층(114)을 통과할 때에 중첩되어 있는 마이카(mica)에 의해 차단(1차 소멸)되며, 따라서 판상구조의 상기 중간 차음층(114)을 통과한 소음은 현저히 줄어들게(2차 소멸) 되며, 판상구조의 상기 중간 차음층(114)을 통과하여 현저히 소멸된 소음은 상기 외벽층(116)을 통과하면서 3차 소멸된다.
이때, 상기 판상구조는 수평방향의 크기가 수직방향의 크기보다 큰 입단구조를 가진 구조로서, 층층이 쌓인 퇴적물이 판을 이루는 구조이다.
한편, 상기 중간 차음층(114)에는 다수의 주름이 형성된 주름부가 마련될 수 있는데, 상기 주름부에 마련된 주름은 상기 중간 차음층(114)의 둘레 방향으로 나선형으로 형성되며, 상기 내벽층(112)을 통과한 소음은 상기 주름 부분에서 난반사를 일으켜 상기 내벽층(112)으로 되돌아가거나 서로 충돌하여 더욱 소음을 감소시킬 수 있다.
다음으로, 상기 보강부(200)는 상기 연결부(120)의 외주면을 둘러싸도록 결합되어 상기 연결부(120)의 강도를 보강한다.
도 4는 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프에서 보강부가 제외된 상태의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프 외관의 단면도로, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외관(110)의 일단에 형성되는 상기 연결부(120)는 상기 내관(110-1)이 삽입결합될 수 있도록 확관되나, 상기 연결부(120)는 재가열되어 확관되는 과정에서 물성이 약해지고, 상기 외관(110)보다 두께가 얇아져 수압 및 충격에 파손되기 쉽다.
이에, 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프는 먼저 상기 파이프본체(100)와 상기 파이프본체(100) 보다 미세하게 직경이 큰 폐 폴리염화비닐 파이프를 각각 성형제조하며, 이후, 상기 폐 폴리염화비닐 파이프를 일정 길이로 절단하여 상기 보강부(200)를 제조하고, 상기 보강부(200)에 열을 가한 상태로 상기 연결부(120)의 외주면을 둘러싸도록 결합한다.
이때, 상기 보강부(200)는 상기 폐 폴리염화비닐 파이프로부터 제조되는 것으로, 상기 폐 폴리염화비닐은 열을 가할 시 수축하는 성질이 있어 별도의 접착제를 사용하지 않고도 상기 보강부(200)를 상기 연결부(120)에 결합할 수 있다.
가열된 상태의 상기 보강부(200)는 상기 연결부(120)의 외주면을 둘러싼 뒤, 상기 연결부(120)와 함께 확관된다.
따라서, 상기 연결부(120)의 외주면을 둘러싸도록 결합되어 상기 연결부(120)의 강도를 보강하는 보강부(200)를 포함함으로써 본 발명에 따른 연결부가 보강된 PVC 파이프에 충격이 가해지더라도 상기 보강부(200)에 의해 상기 파이프본체(100)에 가해지는 충격이 분산되어 지반침하, 토압, 수충격 등의 내, 외부 압력으로 인한 상기 연결부(120)의 파손을 방지할 수 있다.
한편, 상기 보강부(200)는 폐 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 카본블랙 1 내지 5 중량부, 비납계 복합안정제 1 내지 10 중량부, 가공조제 1 내지 3 중량부를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 가공조제는 아크릴계 복합 가공조제, 스티렌계 복합 가공조제, 유기아린산 에스테르계 복합 가공조제로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
한편, 상기 보강부(200)는 상기 카본블랙을 포함함에 따라, 상기 폐 폴리염화비닐 수지로 인해 색이 일정하지 않은 상기 보강부(200)의 색을 일정하게 할 수 있으며, 자외선에 의해 상기 보강부(200)의 물성이 변화되어 쉽게 손상되고 변색되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 상기 패킹링(300)은 상기 연결부(120) 내주면에 형성된 패킹링결합요홈(122)에 삽입되어 상기 연결부(120)와 상기 내관(110-1) 사이를 밀폐시켜 유체의 유입을 차단한다.
이때, 상기 패킹링결합요홈(122)의 하단부와 상기 패킹링결합요홈(122)이 형성되지 않은 상기 연결부(120)의 내주면에 상기 패킹링(300)의 높이와 같거나, 상기 패킹링(300)이 높이보다 낮은 제1 단차(h1)가 형성된다.
따라서, 상기 내관(110-1)이 상기 연결부(120)에 삽입결합될 때 상기 내관(110-1)의 외주면이 상기 패킹링(300)과 밀착되어 유체의 유입을 차단할 수 있는 것이다.
또한, 상기 파이프본체(100)에는 상기 외관(110)과 확관된 상기 연결부(120)가 이어지는 부분이 상기 연결부(120)로부터 상기 외관(110) 쪽으로 가면서 외경이 감소되어 경사지게 걸림턱이 형성되며, 상기 걸림턱으로 인해 상기 외관(110)의 내주면과 확관된 상기 연결부(120)의 내주면에 제2 단차(h2)가 형성된다.
이때, 상기 걸림턱은 상기 내관(110-1)이 상기 연결부(120)에 삽입결합될 때 스토퍼 역할을 함으로써, 제조 공정상의 오차에 의해 상기 외관(110)의 외경보다 미세하게 작게 제조된 상기 내관(110-1)이 상기 파이프본체(100)에 삽입결합될 시, 상기 내관(110-1)이 정확한 위치에 용이하게 상기 연결부(120)와 결합될 수 있고, 이에 의해 상기 내관(110-1)와 상기 연결부(120)의 결합력이 높아진다.
또한, 상기 걸림턱이 끝단부에 테이퍼드면이 형성된 상기 내관(110-1)의 끝단면에 밀착됨으로써, 상기 걸림턱에 의해 상기 파이프본체(100)와 상기 내관(110-1)의 기밀이 유지될 수 있으며, 상기 파이프본체(100)와 상기 내관(110-1)의 결합면적이 넓게 확보될 수 있어 결합력이 높아진다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 패킹링(300)은 합성고무, 천연고무, 실리콘계 수지 등의 연질의 재질로 구성되며, 더 바람직하게는 KS M 6613의 경도 65 규격의 EPDM 재질로 구성된다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
100 : 파이프본체
110 : 외관
112 : 내벽층
114 : 중간 차음층
116 : 외벽층
110-1 : 내관
120 : 연결부
122 : 패킹링결합요홈
200 : 보강부
300 : 패킹링
h1 : 제1 단차
h2 : 제2 단차

Claims (5)

  1. 양단이 개구되어 내부에 중공이 형성된 외관(110)과, 상기 외관(110)의 일단에 형성되어 내관(110-1)이 삽입결합될 수 있도록 확관되는 연결부(120)로 구성되는 파이프본체(100);
    상기 연결부(120)의 외주면을 둘러싸도록 결합되어 상기 연결부(120)의 강도를 보강하는 보강부(200);
    상기 연결부(120) 내주면에 형성된 패킹링결합요홈(122)에 삽입되어 상기 연결부(120)와 상기 내관(110-1) 사이를 밀폐시켜 유체의 유입을 차단하는 패킹링(300);을 포함하는 연결부가 보강된 PVC 파이프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강부(200)는,
    가열된 상태로 상기 연결부(120)의 외주면을 둘러싸 상기 연결부(120)와 함께 확관되어 상기 연결부(120)와 결합되는 것을 특징으로 하는 연결부가 보강된 PVC 파이프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파이프본체(100)는,
    폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 충격보강제 1 내지 8 중량부, 비납계 복합안정제 3 내지 10 중량부, 가공조제 1 내지 5 중량부, 충진제 1 내지 15 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결부가 보강된 PVC 파이프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보강부(200)는,
    폐 폴리염화비닐 수지 100 중량부에 대하여, 카본블랙 1 내지 5 중량부, 비납계 복합안정제 1 내지 10 중량부, 가공조제 1 내지 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결부가 보강된 PVC 파이프.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 파이프본체(100)는,
    상기 외관(110)과 확관된 상기 연결부(120)가 이어지는 부분이 상기 연결부(120)로부터 상기 외관(110) 쪽으로 가면서 외경이 감소되어 경사지게 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 연결부가 보강된 PVC 파이프.
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KR100562163B1 (ko) 2004-03-29 2006-03-17 김학건 보강된 확관부를 갖는 합성수지관 및 그 제조방법
KR102115355B1 (ko) 2020-01-17 2020-05-28 (주)고비 이음부 보강층을 갖는 다중벽 구조의 항균 상·하수도관

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