KR101019261B1 - Corrugated pipe for electrical cable using recycled polyethylene - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 재생 폴리에틸렌을 이용한 전선용 파형관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재생 고밀도 폴리에틸렌, 카본블랙, 충격보강제, 무기섬유 및 금속화합물을 적절 함량으로 포함하고, 재생 고밀도 폴리에틸렌의 용융유동지수 및 충격보강제의 조성을 특정하고, 제조공정 조건을 조절함으로써 증진된 충격강도, 인장강도, 압축강도, 내후성 및 내열성을 갖도록 한 전선용 파형관에 관한 것이다.
The present invention relates to a corrugated pipe for wires using recycled polyethylene, and more particularly, containing a recycled high density polyethylene, carbon black, impact modifier, inorganic fibers and metal compounds in an appropriate amount, melt flow index and impact modifier of the recycled high density polyethylene The present invention relates to a corrugated pipe for electric wires, which has an improved impact strength, tensile strength, compressive strength, weather resistance, and heat resistance by specifying a composition and controlling a manufacturing process condition.
플라스틱 파이프는 그의 원료로서 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리부텐, 폴리프로필렌 등이 사용되는데, 이러한 플라스틱 파이프는 강관이나 주철관에 비해 강성은 저하되나 높은 인성 및 시공의 용이성, 염소 등에 대한 내화학적 성질이 우수한 장점을 가지고 있어 용도 전개가 활발해지면서 이의 시장규모가 날로 증가하고 있다. 특히 폴리에틸렌 파이프는 다른 폴리염화비닐, 폴리부텐의 파이프보다 인성이 높고 열접착이 가능하여 시공의 용이성을 가지고 있어 사용량이 증대되고 있다.Polyethylene, polyvinyl chloride, polybutene, polypropylene, etc. are used as the raw materials for plastic pipes. These plastic pipes have lower rigidity than steel pipes or cast iron pipes, but have high toughness, ease of construction, and chemical resistance to chlorine. The market size is increasing day by day as the use deployment is active. In particular, polyethylene pipe has higher toughness than other polyvinyl chloride and polybutene pipes and can be heat-sealed, so that the use of polyethylene pipes is increasing.
폴리에틸렌은 저렴한 가격에 비하여 우수한 물성을 가짐에 따라 범용 플라스틱 중에서 가장 많이 사용되는 고분자이다. 특히, 고밀도 폴리에틸렌(high-density polyethylene, HDPE)은 저밀도 폴리에틸렌(low-density polyethylene, LDPE)에 비하여 강도가 높아 내구성이 요구되는 포장 용기, 생활용품, 토목 및 건축 자재용, 농자재용과 하수 및 배수용 파이프 등의 용도로 많이 사용되고 있다. 그러나, 용도가 증가될수록 사용 후 폐기물로 배출되는 양이 늘어 단순 매립 또는 소각과 같은 환경오염을 일으키고 있다.Polyethylene is the most commonly used polymer among general purpose plastics due to its excellent physical properties compared to low price. In particular, high-density polyethylene (HDPE) is used for packaging containers, household goods, civil engineering and building materials, agricultural materials and sewage and drainage where strength is higher than low-density polyethylene (LDPE). It is widely used for purposes such as pipes. However, as the use increases, the amount of waste discharged after use increases, causing environmental pollution such as simple landfill or incineration.
이러한 폐 고밀도 폴리에틸렌을 재활용하기 위해 다양한 공법들이 사용되고 있는데, 대부분의 재생 고밀도 폴리에틸렌은 가공 시 받은 열 이력에 의하여 시판되는 신재 고밀도 폴리에틸렌 수지에 비해 열분해에 의한 분자량 감소가 커서 신재 고밀도 폴리에틸렌에 상응하는 기계적 물성을 가질 수 없다. 또한, 다양한 용도에 필요한 물성을 유지하기 위하여 사용되는 여러 가지 비상용성 첨가제와 수거 시 첨가되는 먼지, 흙 등과 같은 이물질들은 이들 물성을 감소시키는 요인으로 작용하게 된다.Various methods are used to recycle such waste high density polyethylene, and most recycled high density polyethylene has a lower molecular weight due to thermal decomposition than new high density polyethylene resins, which are commercially available due to the thermal history received during processing. Can not have In addition, various incompatible additives used to maintain the properties required for various applications and foreign matters such as dust, dirt, etc. added during collection will act as a factor for reducing these properties.
폴리에틸렌 파이프 중 전선용 파형관에 사용되는 것들은 지하에 매립되는 경우가 많으며, 한번 시공시 장기간 사용해야 하므로, 특히 외부적인 환경에 대한 저항력, 예를 들면, 강도, 내후성 및 내열성이 일정 수준 이상으로 확보가 되어야 한다.Polyethylene pipes are used in the corrugated pipes for electric wires often underground, and once used, they must be used for a long time. Therefore, the resistance to external environment, such as strength, weather resistance and heat resistance, must be secured to a certain level or higher. do.
따라서, 이러한 폐 고밀도 폴리에틸렌을 이용하여 신재 수준의 우수한 물성을 만족할만한 수준의 재활용 전선관 파형관을 제조하기 위한 연구가 필요한 실정이다.
Therefore, there is a need for research to manufacture recycled conduit corrugated pipes using the waste high density polyethylene to a level that satisfies new physical properties.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 재생 고밀도 폴리에틸렌, 카본블랙, 충격보강제, 무기섬유 및 금속화합물을 적절 함량으로 포함시키고, 제조공정 반응조건을 조절하여, 신재 고밀도 폴리에틸렌 수준의 증진된 충격강도, 인장강도, 압축강도, 내후성 및 내열성을 갖는 전선용 파형관을 제공함을 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the above problems, including the regenerated high density polyethylene, carbon black, impact modifier, inorganic fibers and metal compounds in an appropriate amount, by adjusting the reaction conditions of the manufacturing process, improved new high density polyethylene level An object of the present invention is to provide a corrugated pipe for electric wire having impact strength, tensile strength, compressive strength, weather resistance, and heat resistance.
하나의 양태로서, 본 발명은 재생 고밀도 폴리에틸렌 100중량부, 카본블랙 1~10중량부, 충격보강제 5~15중량부, 무기섬유 1~5중량부 및 금속화합물 0.1~5중량부를 포함하는 전선용 파형관에 관한 것이다. In one embodiment, the present invention is for a wire comprising 100 parts by weight of regenerated high density polyethylene, 1 to 10 parts by weight of carbon black, 5 to 15 parts by weight of impact modifier, 1 to 5 parts by weight of inorganic fiber and 0.1 to 5 parts by weight of a metal compound. It relates to a corrugated pipe.
본 발명에서 상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체(Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Co-polymer), 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene Propylene Rubber) 및 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중합체(Styrene Butadiene Styrene Block Copolymer)를 함유할 수 있으며, 각 성분은 1:1:1 내지 4:2:1의 중량비로 조성될 수 있다.In the present invention, the impact modifier is a styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Co-polymer), ethylene-propylene rubber (Ethylene Propylene Rubber) and styrene butadiene styrene block copolymer (Styrene Butadiene Styrene Block copolymer) Copolymer), and each component may be formulated in a weight ratio of 1: 1: 1 to 4: 2: 1.
본 발명에서 상기 재생 고밀도 폴리에틸렌은 용융유동지수가 0.1 내지 0.4 g/10min인 제1재생 폴리에틸렌 40~60중량%, 용융유동지수가 0.4 내지 1.5 g/10min인 제2재생 폴리에틸렌 30~50중량% 및 용융유동지수가 1.5 내지 6.0 g/10min인 제3재생 폴리에틸렌 10~20중량%로 함유할 수 있다. In the present invention, the recycled high density polyethylene is 40 to 60% by weight of the first recycled polyethylene having a melt flow index of 0.1 to 0.4 g / 10min, 30 to 50% by weight of the second recycled polyethylene having a melt flow index of 0.4 to 1.5 g / 10min and Melt flow index may be contained in 10 to 20% by weight of the third recycled polyethylene is 1.5 to 6.0 g / 10min.
또한, 상기 재생 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.941 내지 0.965 g/cm3일 수 있다. In addition, the regenerated high density polyethylene may have a density of 0.941 to 0.965 g / cm 3 .
본 발명에서 상기 파형관은 신재 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 신재 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 밀도가 0.941 내지 0.965 g/cm3이고, 용융유동지수가 0.1 내지 5.0g/10min일 수 있다. 또한, 상기 신재 고밀도 폴리에틸렌은 중량평균분자량이 100,000 내지 3,000,000 g/mol일 수 있다. In the present invention, the corrugated pipe may further include new high density polyethylene (HDPE). The new high density polyethylene (HDPE) has a density of 0.941 to 0.965 g / cm 3 , the melt flow index may be 0.1 to 5.0 g / 10 min. In addition, the new high density polyethylene may have a weight average molecular weight of 100,000 to 3,000,000 g / mol.
본 발명에서 상기 무기섬유는 유리섬유, 탄소섬유 또는 이들의 혼합물일 수 있다. In the present invention, the inorganic fiber may be glass fiber, carbon fiber or a mixture thereof.
본 발명에서 상기 금속화합물은 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화칼륨, 염화칼륨, 염화아연 및 황화칼슘일 수 있다.
In the present invention, the metal compound may be calcium oxide, magnesium oxide, potassium hydroxide, potassium chloride, zinc chloride and calcium sulfide.
본 발명에 따른 전선용 파형관은 재생 고밀도 폴리에틸렌의 용융유동지수 범위를 조절하고, 카본블랙, 충격보강재, 무기섬유 및 금속화합물의 종류 및 함량을 특정하고 제조공정 반응조건을 조절함으로써, 증진된 충격강도, 인장강도, 압축강도, 내후성, 내열성 및 외관 특성을 나타내는 장점이 있다.The corrugated pipe for electric wire according to the present invention is improved impact strength by controlling the melt flow index range of the recycled high density polyethylene, by specifying the type and content of carbon black, impact reinforcing material, inorganic fiber and metal compound and controlling the reaction conditions of the manufacturing process Tensile strength, compressive strength, weather resistance, heat resistance and appearance characteristics are advantages.
또한, 상기 전선용 파형관은 신재 수준의 우수한 물성을 가지므로, 높은 강도, 내구성, 내후성, 내열성 및 외관 특성 등이 동시에 요구되는 전선용 파형관 제조시 유용하게 이용될 수 있다.
In addition, since the corrugated pipe for wires has excellent physical properties of the new material level, it can be usefully used in the manufacture of corrugated pipes for wires requiring high strength, durability, weather resistance, heat resistance and appearance characteristics at the same time.
본 발명의 전선용 파형관은 재생 고밀도 폴리에틸렌 100중량부, 카본블랙 1~10중량부, 충격보강제 5~15중량부, 무기섬유 1~5중량부 및 금속화합물 0.1~5중량부를 포함함을 특징으로 한다.Corrugated pipe for the electric wire of the present invention is characterized in that it comprises 100 parts by weight of regenerated high density polyethylene, 1 to 10 parts by weight of carbon black, 5 to 15 parts by weight of impact modifier, 1 to 5 parts by weight of inorganic fiber and 0.1 to 5 parts by weight of a metal compound. do.
이하, 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration of the present invention in more detail.
본 발명의 전선용 파형관은 특정 밀도 및 용융지수를 갖는 재생 고밀도 폴리에틸렌을 포함함을 특징으로 한다. 상기 재생 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.941 내지 0.965 g/cm3 일 수 있다. 이러한 밀도 범위에서 적절한 물성을 확보할 수 있다.The corrugated pipe for the electric wire of the present invention is characterized by including recycled high density polyethylene having a specific density and melt index. The regenerated high density polyethylene may have a density of 0.941 to 0.965 g / cm 3 . Appropriate physical properties can be secured in this density range.
또한, 상기 재생 고밀도 폴리에틸렌은 파형관 제조시 적정 수준 이상의 물성을 가질 수 있도록, 특정 범위의 용융유동지수를 갖는 폴리에틸렌으로 구분하고 이들의 함량을 조절하여 사용할 수 있다. 용융유동지수는 파형관 사출시 가공성과 제품의 품질을 결정할 수 있는 중요한 요소로서, 용융지수가 높을수록 성형시간이 단축되고 뒤틀림이 방지될 수 있으나, 너무 높은 용융지수를 갖는 경우 분자량이 낮아져 충격강도나 인장강도가 저하될 수 있다.In addition, the regenerated high-density polyethylene may be divided into polyethylene having a specific range of melt flow index so as to have a physical property of the appropriate level or more in the manufacture of corrugated pipe and can be used by adjusting the content thereof. Melt flow index is an important factor that can determine the processability and product quality during the injection of corrugated pipe.The higher the melt index, the shorter the molding time and the less warping. However, if the melt index is too high, the molecular weight decreases and the impact strength is reduced. Tensile strength may be lowered.
상기 재생 고밀도 폴리에틸렌은 바람직하게는 용융유동지수가 0.1 내지 0.4 g/10min인 제1재생 폴리에틸렌 40~60중량%, 용융유동지수가 0.4 내지 1.5 g/10min인 제2재생 폴리에틸렌 30~50중량% 및 용융유동지수가 1.5 내지 6.0 g/10min인 제3재생 폴리에틸렌 10~20중량%로 함유하도록 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 제1재생 폴리에틸렌 50중량%, 제2재생 폴리에틸렌 40중량% 및 제3재생 폴리에틸렌 10%중량%이다. 이러한 용융유동지수 및 함량 범위로 사용될 때, 파형관 제조시 우수한 충격강도, 인장강도 및 내구성을 나타낼 수 있다.The recycled high density polyethylene is preferably 40 to 60% by weight of the first recycled polyethylene having a melt flow index of 0.1 to 0.4 g / 10min, 30-50% by weight of the second recycled polyethylene having a melt flow index of 0.4 to 1.5 g / 10min and The melt flow index may be used to contain 10 to 20% by weight of the third recycled polyethylene having 1.5 to 6.0 g / 10min, more preferably 50% by weight of the first recycled polyethylene, 40% by weight of the second recycled polyethylene and third recycled 10% by weight polyethylene. When used in such a melt flow index and content range, it can exhibit excellent impact strength, tensile strength and durability in the manufacture of corrugated pipe.
또한, 본 발명의 전선용 파형관은 상기 물성 수준이 저하되지 않는 범위에서 용융유동지수가 6.0g/10min 이상인 재생 고밀도 폴리에틸렌, 예를 들어 6.0 내지 50g/10min 인 재생 고밀도 폴리에틸렌을 추가로 포함시켜 사용할 수 있다.
In addition, the corrugated pipe for the electric wire of the present invention can be used by further including a recycled high density polyethylene having a melt flow index of 6.0g / 10min or more, for example 6.0 to 50g / 10min in the range that the physical property level does not decrease. have.
본 발명의 전선용 파형관은 상기 재생 고밀도 폴리에틸렌 외에 신재 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 추가로 포함할 수 있다. 이때 상기 파형관을 구성하는 고밀도 폴리에틸렌은 재생 고밀도 폴리에틸렌 1~99중량% 및 신재 고밀도 폴리에틸렌 1~99중량%가 되도록 조성될 수 있다.The corrugated pipe for the electric wire of the present invention may further include new high density polyethylene (HDPE) in addition to the regenerated high density polyethylene. At this time, the high density polyethylene constituting the corrugated pipe may be configured to be 1 to 99% by weight of recycled high density polyethylene and 1 to 99% by weight of new high density polyethylene.
본 발명의 전선용 파형관이 신재 고밀도 폴리에틸렌을 추가로 포함하는 경우, 상기 각 성분은 재생 및 신재 고밀도 폴리에틸렌 100중량부, 카본블랙 1~10중량부, 충격보강제 5~15중량부, 무기섬유 1~5중량부 및 금속화합물 0.1~5중량부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 신재 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 밀도가 0.941 내지 0.965 g/cm3이다. 또한 상기 신재 고밀도 폴리에틸렌은 용융유동지수가 0.1 내지 5.0g/10min일 수 있다.
When the corrugated pipe for the electric wire of the present invention further comprises a new high density polyethylene, each component is 100 parts by weight of regenerated and new high density polyethylene, 1 to 10 parts by weight of carbon black, 5 to 15 parts by weight of impact modifier, 1 to inorganic fibers 5 parts by weight and 0.1 to 5 parts by weight of the metal compound. In addition, the new high density polyethylene (HDPE) has a density of 0.941 to 0.965 g / cm 3 . In addition, the new high density polyethylene may have a melt flow index of 0.1 to 5.0 g / 10 min.
본 발명의 전선용 파형관은 카본블랙을 함유함을 특징으로 한다.The corrugated pipe for electric wire of the present invention is characterized by containing carbon black.
상기 카본블랙은 흑색의 미세한 탄소분말로서 파형관의 내구성, 내후성 및 내열성을 향상시키는 역할을 한다. 특히, 파형관을 옥외에 보관시 자외선에 대한 안정성이 높아 내후성이 증진된다. 상기 카본블랙은 입자크기가 10~100nm인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 20~50nm이다. 이러한 입자크기일 때 폴리에틸렌 수지 상에서 분산성을 높일 수 있으며, 적절한 내후성 증진효과를 낼 수 있다.The carbon black serves as black fine carbon powder to improve the durability, weather resistance and heat resistance of the corrugated pipe. In particular, when the corrugated pipe is stored outdoors, weather resistance is enhanced due to high stability against ultraviolet rays. The carbon black may be used having a particle size of 10 ~ 100nm, preferably 20 ~ 50nm. When the particle size is increased, the dispersibility may be increased on the polyethylene resin, and the effect of improving weather resistance may be appropriate.
상기 카본블랙은 재생 고밀도 폴리에틸렌 100 중량부에 대해 1~10중량부로 포함되도록 할 수 있으며, 바람직하게는 2~3중량부이다. 이러한 함량 범위에서 파형관의 강도를 저하시키지 않으면서 내구성, 내후성 및 내열성을 증진시킬 수 있다.
The carbon black may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of regenerated high density polyethylene, and preferably 2 to 3 parts by weight. In this content range it is possible to enhance durability, weather resistance and heat resistance without lowering the strength of the corrugated pipe.
본 발명의 전선용 파형관은 충격보강제로서 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체(Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Co-polymer), 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene Propylene Rubber), 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중합체(Styrene Butadiene Styrene Block Copolymer) 및 이들의 혼합물을 함유함을 특징으로 한다.The corrugated pipe for the electric wire of the present invention is a styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Co-polymer), ethylene-propylene rubber, styrene butadiene styrene block copolymer (Styrene) as an impact modifier Butadiene Styrene Block Copolymer) and mixtures thereof.
본 발명에서 상기 충격보강제는 전선용 파형관의 충격강도, 압축강도, 인장강도 및 내후성을 증진시켜주며, 재생 고밀도 폴리에틸렌에 잔존할 수 있는 다른 종류의 수지와의 상용성을 높여주어 수지 계면의 간극 없이 연속상을 이룰 수 있도록 함으로써, 유동성 및 가공성을 증진시키고, 표면 결점 없이 외관 특성을 증대시킨다. In the present invention, the impact modifier enhances the impact strength, compressive strength, tensile strength, and weather resistance of the corrugated pipe for wires, and improves compatibility with other types of resins that may remain in recycled high density polyethylene without gaps in the resin interface. By allowing continuous phases to be achieved, the flowability and processability are enhanced and the appearance properties are increased without surface defects.
본 발명의 상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체(Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Co-polymer), 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene Propylene Rubber) 및 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중합체(Styrene Butadiene Styrene Block Copolymer)를 바람직하게는 1:1:1 내지 4:2:1의 중량비로 함유할 수 있으며, 바람직하게는 2:1:1이다. 이러한 중량비 범위에서 최적의 고분자 상용성 증진효과를 낼 수 있다. The impact modifier of the present invention is a styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Co-polymer), ethylene-propylene rubber (Ethylene Propylene Rubber) and styrene butadiene styrene block copolymer (Styrene Butadiene Styrene Block copolymer) Copolymer) may be preferably contained in a weight ratio of 1: 1: 1 to 4: 2: 1, preferably 2: 1: 1. In this weight ratio range, it is possible to achieve the optimum polymer compatibility enhancement effect.
또한, 본 발명의 상기 충격보강제는 재생 고밀도 폴리에틸렌 100 중량부에 대해 5~15중량부로 첨가될 수 있으며, 바람직하게는 10~13중량부이다. 이러한 함량 범위에서 적절한 강도, 내후성, 유동성 및 가공성을 확보할 수 있다.
In addition, the impact modifier of the present invention may be added to 5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of regenerated high density polyethylene, preferably 10 to 13 parts by weight. Within this content range it is possible to ensure adequate strength, weather resistance, flowability and processability.
본 발명의 전선용 파형관은 무기섬유를 포함함을 특징으로 한다. 이러한 무기섬유는 파형관의 강성, 충격강도, 인장강도 및 내열성을 증가시키며, 재생 폴리에틸렌과 카본블랙 및 금속화합물 간의 결합성을 높여 가공 성형성을 증대시킨다. Corrugated pipe for electric wires of the present invention is characterized in that it comprises inorganic fibers. These inorganic fibers increase the rigidity, impact strength, tensile strength and heat resistance of the corrugated pipe, and increase workability by increasing the bond between recycled polyethylene, carbon black and metal compounds.
상기 무기섬유로는 유리섬유, 탄소섬유 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유리섬유이지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 무기섬유의 직경 및 길이는 적절한 강도 증진을 위해 직경 1~20㎛, 길이 1~500㎛인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 직경 5~10㎛ 및 길이 20~100㎛이다. 상기 유리섬유는 실리카, 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 티타늄, 나트륨, 붕소 산화물을 화학적 조성으로 가질 수 있다.Glass fibers, carbon fibers and mixtures thereof may be used as the inorganic fibers, and preferably glass fibers, but are not limited thereto. Diameter and length of the inorganic fiber may be used to have a diameter of 1 ~ 20㎛, 1 ~ 500㎛ in length for proper strength enhancement, preferably 5 ~ 10㎛ diameter and 20 ~ 100㎛ length. The glass fiber may have a chemical composition of silica, aluminum, calcium, magnesium, titanium, sodium, boron oxide.
또한, 본 발명의 상기 무기섬유는 재생 고밀도 폴리에틸렌 100 중량부에 대해 1~5중량부로 첨가될 수 있으며, 바람직하게는 2~3중량부이다. 이러한 중량범위에서 수지 자체의 고분자 물성을 저해하지 않으면서 강성, 강도, 내열성 및 가공 성형성 증진 효과를 낼 수 있다.
In addition, the inorganic fiber of the present invention may be added in 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of regenerated high density polyethylene, preferably 2 to 3 parts by weight. In such a weight range, it is possible to achieve an effect of enhancing rigidity, strength, heat resistance, and workability without impairing the polymer properties of the resin itself.
본 발명의 전선용 파형관은 금속화합물을 포함하며, 상기 금속화합물은 파형관 조성 성분 내에 존재하는 수분을 흡수하여 성형가공성을 높여주는 역할을 한다. 파형관 조성 성분 중 카본블랙은 보통 흡습력이 높아 보관과정에서 수분이 흡습되기 쉬운데 이러한 카본블랙을 재료로 하여 파형관을 가공하게 되면 가공과정에서 기포가 발생하여 외관이 거칠어지거나 파이프 내부에 미세구멍이 형성되어 파형관 물성이 저하될 수 있다. 상기 금속화합물은 이러한 카본블랙이 흡습한 수분을 흡수하여 파형관 내 함습도를 현저히 낮춤으로써, 파형관 물성을 높이고, 성형가공성을 증진시켜 외관을 미려하게 한다.The corrugated pipe for electric wire of the present invention includes a metal compound, and the metal compound plays a role of absorbing moisture present in the corrugated pipe composition component to improve molding processability. Among the components of the corrugated pipe composition, carbon black has high hygroscopicity and is easy to absorb moisture during storage. When the corrugated pipe is processed using carbon black as a material, bubbles are generated during processing, resulting in rough appearance or micropores in the pipe. Corrugated pipe properties may be degraded. The metal compound absorbs the moisture absorbed by the carbon black to significantly lower the moisture content in the corrugated pipe, thereby enhancing the corrugated pipe properties and enhancing the molding processability to enhance the appearance.
상기 금속화합물로는 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화칼륨, 염화칼륨, 염화아연, 황화칼슘 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 산화칼슘이지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 금속화합물은 재생 고밀도 폴리에틸렌 100 중량부에 대해 0.1~5중량부로 첨가될 수 있으며, 바람직하게는 1~3중량부이다. 이러한 중량범위에서 파형관 물성 및 성형가공성 증진 효과를 기대할 수 있다.
As the metal compound, calcium oxide, magnesium oxide, potassium hydroxide, potassium chloride, zinc chloride, calcium sulfide and mixtures thereof may be used, and preferably calcium oxide, but is not limited thereto. The metal compound may be added in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, and preferably 1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the recycled high density polyethylene. In this weight range, corrugated pipe properties and molding processability improvement effects can be expected.
본 발명의 상기 전선용 파형관은 용도에 따라 선택적으로 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화방지제, 핵제, 계면활성제, 충전제, 가소제, 활제, 항균제, 이형제, 열안정제, 광안정제, 상용화제, 착색제, 정전기방지제, 안료, 염료 및 방염제 등이 있고, 이에 제한되지 않으며, 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
The corrugated pipe for the wire of the present invention may further include an additive optionally depending on the use. The additives include antioxidants, nucleating agents, surfactants, fillers, plasticizers, lubricants, antibacterial agents, mold release agents, heat stabilizers, light stabilizers, compatibilizers, colorants, antistatic agents, pigments, dyes and flame retardants, and the like, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination.
본 발명의 전선용 파형관은 본 발명의 구성성분과 기타 첨가제들을 동시에 혼합한 후에, 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛 형태로 제조할 수 있다. 그리고 이런 펠렛을 이용하여 플라스틱 사출 또는 압축 성형하여 제조할 수 있다. 성형방법에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어, 압출성형, 사출성형, 캘린더 성형, 진공성형 등이 모두 적용될 수 있다.The corrugated pipe for the electric wire of the present invention may be manufactured in pellet form by mixing the components of the present invention and other additives at the same time and then melt extruding in an extruder. And it can be manufactured by plastic injection or compression molding using such pellets. There is no particular limitation on the molding method, and for example, extrusion molding, injection molding, calender molding, vacuum molding, or the like may be applied.
본 발명의 전선용 파형관은 바람직하게는 단축압출기를 사용하여 압출성형 방식으로 가공 제작하여 제조할 수 있다. 이때 압출기 상의 가공온도는 실린더온도, 다이스온도 및 아답터온도가 각각 130~200℃일 수 있으며, 바람직하게는 150~180℃, 가장 바람직하게는 170~180℃이다. 또한, 압출시 스크류 속도는 700~1000RPM일 수 있으며, 바람직하게는 800~900RPM이다. 이러한 가공온도 및 속도 범위일 때, 파형관 표면에 크랙이 발생하지 않고 매끈하게 사출할 수 있어 외관성이 증진되는 장점이 있다.
The corrugated pipe for the electric wire of the present invention is preferably manufactured by manufacturing by extrusion molding using a single screw extruder. At this time, the processing temperature on the extruder, the cylinder temperature, the die temperature and the adapter temperature may be 130 ~ 200 ℃, respectively, preferably 150 ~ 180 ℃, most preferably 170 ~ 180 ℃. In addition, the screw speed during extrusion may be 700 ~ 1000RPM, preferably 800 ~ 900RPM. When the processing temperature and the speed range, it can be injected smoothly without cracking the surface of the corrugated pipe has the advantage that the appearance is enhanced.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.
[[ 실시예Example ]]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. However, the following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. Details that are not described herein will be omitted since those skilled in the art can sufficiently infer technically.
실시예Example 1~3, 1 to 3, 비교예Comparative example 1~8. 전선용 1-8. For electric wire 파형관Corrugated pipe 제조 Produce
하기 표 1의 조성으로 각 물질을 혼합한 후 실시예1~3 및 비교예 1~6의 전선용 파형관을 제조하였다. 파형관 제조에 사용한 각 성분은 다음과 같다.
After mixing the materials in the composition of Table 1 to prepare a corrugated pipe for the wires of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-6. Each component used for the manufacture of a corrugated pipe is as follows.
(1) 재생 고밀도 폴리에틸렌 (1) recycled high density polyethylene
* 제1재생 고밀도 폴리에틸렌 - 밀도 0.941 내지 0.965 g/cm3, 용융유동지수 0.1 내지 0.4 g/10min* First regenerated high density polyethylene-density 0.941 to 0.965 g / cm 3 , melt flow index 0.1 to 0.4 g / 10 min
* 제2재생 고밀도 폴리에틸렌 - 밀도 0.941 내지 0.965 g/cm3, 용융유동지수 0.4 내지 1.5 g/10min* Second regenerated high density polyethylene-density 0.941 to 0.965 g / cm 3 , melt flow index 0.4 to 1.5 g / 10 min
* 제3재생 고밀도 폴리에틸렌 - 밀도 0.941 내지 0.965 g/cm3, 용융유동지수 1.5 내지 6.0 g/10min 인 것을 각각 사용하였다.
* Third regenerated high density polyethylene-Density 0.941 to 0.965 g / cm 3 , melt flow index of 1.5 to 6.0 g / 10min was used, respectively.
(2) 신재 고밀도 폴리에틸렌 - 밀도 0.962 g/cm3, 용융유동지수(melt index, MI) 0.1인 제품을 사용하였다.
(2) New high density polyethylene-A product with a density of 0.962 g / cm 3 and a melt index (MI) of 0.1 was used.
(3) 카본블랙 - 입자크기가 20~50nm인 것을 사용하였다.
(3) Carbon Black-A particle size of 20-50 nm was used.
(4) 충격보강제 (4) impact modifier
* SEBS 블록 공중합체(Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Co-polymer)* SEBS block copolymer (Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Co-polymer)
* EPR(Ethylene Propylene Rubber) * EPR (Ethylene Propylene Rubber)
* SBS 블록 공중합체(Styrene Butadiene Styrene Block Copolymer)를 각각 사용하였다.
* SBS block copolymer (Styrene Butadiene Styrene Block Copolymer) was used respectively.
(5) 무기섬유 - 직경 5~10㎛ 및 길이 20~100㎛인 유리섬유를 사용하였다.
(5) Inorganic Fiber-A glass fiber having a diameter of 5 to 10 µm and a length of 20 to 100 µm was used.
(6) 금속화합물 - 산화칼슘을 사용하였다.
(6) Metal Compound-Calcium Oxide was used.
구체적으로, 하기 표 1의 조성으로 재생 고밀도 폴리에틸렌(또는 재생 고밀도 폴리에틸렌 및 신재 고밀도 폴리에틸렌의 혼합물)을 170℃로 설정된 반응기에 투입한 후 산화방지제(Irganox 1010) 0.15중량부를 넣고, 폴리에틸렌을 용융시켰다. 이후 카본블랙, 충격보강제, 무기섬유 및 금속화합물을 추가적으로 투입한 후 30분간 교반하여 용융 혼합하였다. 다음으로 용융 혼합물을 이축압출기를 이용하여 펠렛 형태로 제조한 후, 이를 압축기를 이용하여 압출 성형하여 파형관 형태로 가공하였다.Specifically, regenerated high density polyethylene (or a mixture of regenerated high density polyethylene and new high density polyethylene) was added to a reactor set at 170 ° C. in the composition shown in Table 1, and then 0.15 parts by weight of antioxidant (Irganox 1010) was added to melt the polyethylene. After the addition of carbon black, impact modifiers, inorganic fibers and metal compounds, the mixture was stirred and mixed for 30 minutes. Next, the molten mixture was prepared in pellet form using a twin screw extruder, and then extruded using a compressor to form a corrugated pipe.
파형관 가공은 단축압출기를 사용하여 두께가 3.0mm인 파형관 175φ을 가공하였다. 가공시 압출기 상의 실린더 온도, 다이스 온도 및 아답터 온도는 170℃로 설정하였으며, 스크류 속도는 800RPM을 적용하였다.
Corrugated pipe processing was performed using a single screw extruder to process a corrugated pipe 175φ having a thickness of 3.0 mm. The cylinder temperature, the die temperature and the adapter temperature on the extruder at the time of processing were set at 170 ° C., and the screw speed was applied at 800 RPM.
1Comparative example
One
2Comparative example
2
3Comparative example
3
4 Comparative example
4
5Comparative example
5
(중량%)New high density polyethylene
(weight%)
재생 고밀도
폴리에틸렌
(중량%)
Renewable high density
Polyethylene
(weight%)
폴리에틸렌First regeneration
Polyethylene
폴리에틸렌Second regeneration
Polyethylene
폴리에틸렌Tertiary regeneration
Polyethylene
충격보강제
(중량부)
Impact modifier
(Parts by weight)
(중량부)Inorganic fiber
(Parts by weight)
(중량부)Metal compound
(Parts by weight)
비교예Comparative example 7 7
실시예 1과 동일한 조성으로 조절하였으며, 압출시 실린더온도, 다이스온도 및 아답터온도를 120℃로 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 제조방법으로 파형관을 제조하였다.
The same composition as in Example 1 was adjusted, and the corrugated tube was manufactured by the same method as in Example 1 except that the cylinder temperature, the die temperature, and the adapter temperature were 120 ° C. during extrusion.
비교예Comparative example 8 8
실시예 1과 동일한 조성으로 조절하였으며, 압출시 스크류 속도를 1100RPM으로 조정한 것 외에는 실시예 1과 동일한 제조방법으로 파형관을 제조하였다.
The same composition as in Example 1 was adjusted, except that the screw speed was adjusted to 1100 RPM during extrusion, and the corrugated pipe was manufactured by the same method as in Example 1.
시험예Test Example . . 파형관Corrugated pipe 물성 측정 Property measurement
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~8에서 제조된 전선용 파형관 시편에 대해 하기 방법으로 물성을 평가하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.Physical properties of the corrugated pipe specimens prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 were evaluated by the following method, and the results are shown in Table 2.
기본적인 물성 검사로서 압축시험, 인장강도, 저온충격시험 및 내약품성 검사는 KS C 8455 [파상형 경질 폴리에틸렌 전선관]에 기재된 시험방법을 이용하여 실시하였다.
Compression test, tensile strength, low temperature impact test and chemical resistance test were carried out using the test method described in KS C 8455 [Wave type rigid polyethylene conduit] as basic physical test.
1Comparative example
One
2Comparative example
2
3Comparative example
3
4Comparative example
4
5Comparative example
5
(kgf/cm2)The tensile strength
(kgf / cm 2 )
시험Withstand voltage
exam
* 저온충격시험 : 시료 상에 금이 가거나 부서지는 이상 여부를 판단함(◎ 우수 ○ 양호 △보통 × 불량)
* 내약품성 시험 : 각 화학용액에 침지한 후 무게변화를 측정하여 기준치 이내인지를 판단함(◎ 우수 ○ 양호 △보통 × 불량)
* 내전압 시험 : AV 0V에서 급격히 10000V까지 상승시켰을 때, 1분 이상 견디는지를 판단함(◎ 우수 ○ 양호 △보통 × 불량)
* 외관 특성 : 파형관 외관의 매끈한 정도, 미세균열 및 기공 여부를 판단함(◎ 우수 ○ 양호 △보통 × 불량)* Compression test: judged by crack, rupture, and internal and external surface pore formation (◎ Good ○ Good △ Normal × Bad)
* Low temperature impact test: Determines whether the sample is cracked or broken (◎ Good ○ Good △ Normal × Bad)
* Chemical resistance test: After immersion in each chemical solution, the weight change is measured to determine whether it is within the standard value (◎ Good ○ Good △ Normal × Bad)
* Withstand voltage test: Determines whether it will endure for more than 1 minute when rising to 10000V abruptly from AV 0V (◎ Good ○ Good △ Normal × Bad)
* Appearance characteristics: Judging the smoothness of the corrugated pipe's appearance, microcracks and pores (◎ Good ○ Good △ Normal × Bad)
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명의 조성 범위를 갖는 실시예 1~3의 전선용 파형관 시편은 압축시험, 인장강도, 저온충격시험, 내약품성 시험, 내전압 시험 및 외관 특성에서 모두 우수한 결과를 나타내, 재생 고밀도 폴리에틸렌 수지를 사용함에도 신재 고밀도 폴리에틸렌 수지를 적용한 비교예 1의 물성 수준을 나타냄을 확인할 수 있었다. As shown in Table 2, the corrugated pipe specimens of the wires of Examples 1 to 3 having the composition range of the present invention showed excellent results in both compression test, tensile strength, low temperature impact test, chemical resistance test, withstand voltage test and appearance characteristics. In addition, even when using a high-density polyethylene resin regenerated, it was confirmed that the physical properties of Comparative Example 1 to which the new high-density polyethylene resin is applied.
이에 비해, 본 발명의 조성 범위를 벗어나도록 조정한 비교예 2~6의 전선용 파형관 시편은 실시예 1~3에 비해 기본적인 물성 결과가 좋지 않은 것을 확인할 수 있었다. 특히, 제1재생, 제2재생 및 제3재생 고밀도 폴리에틸렌 수지 함량을 벗어나는 경우 압축강도, 저온충격강도 및 내약품성이 다소 낮아졌으며, 충격보강제 성분 함량 비율을 벗어나는 경우 외관 특성이 저하됨을 확인하였다. 또한, 무기섬유를 첨가하지 않는 경우 인장강도가 저하되었으며, 금속화합물을 첨가하지 않은 경우 외관 특성이 저하됨을 확인하였다. 또한, 가공온도를 낮춘 비교예 7의 전선용 파형관 시편은 물성이 전체적으로 다소 저하되는 것을 확인하였으며, 가공속도를 높인 비교예 8의 전선용 파형관 시편은 특히 외관 특성이 저하됨을 확인하였다.
On the other hand, it was confirmed that the corrugated pipe specimens for the electric wires of Comparative Examples 2 to 6 adjusted to be out of the composition range of the present invention are not as good in basic physical properties as compared with Examples 1 to 3. In particular, when the first regeneration, the second regeneration and the third regeneration of the high density polyethylene resin content, the compressive strength, low temperature impact strength and chemical resistance was slightly lowered, and when the content of the impact modifier component content is out of the ratio was confirmed that the appearance characteristics are reduced. In addition, it was confirmed that the tensile strength was lowered when the inorganic fiber was not added, and the appearance characteristics were lowered when the metal compound was not added. In addition, it was confirmed that the physical properties of the corrugated pipe specimens of the comparative example 7 in which the processing temperature was lowered to some extent, and the corrugated pipe specimens of the comparative example 8 in which the processing speed was increased, in particular, the appearance characteristics were lowered.
Claims (9)
상기 충격보강제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체(Styrene Ethylene Butylene Styrene Block Co-polymer), 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene Propylene Rubber) 및 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중합체(Styrene Butadiene Styrene Block Copolymer)를 1:1:1 내지 4:2:1의 중량비로 함유하며,
상기 재생 고밀도 폴리에틸렌은 용융유동지수가 0.1 내지 0.4 g/10min인 제1재생 폴리에틸렌 40~60중량%, 용융유동지수가 0.4 내지 1.5 g/10min인 제2재생 폴리에틸렌 30~50중량% 및 용융유동지수가 1.5 내지 6.0 g/10min인 제3재생 폴리에틸렌 10~20중량%로 함유하는 것을 특징으로 하는, 전선용 파형관.
100 parts by weight of regenerated high density polyethylene, 1 to 10 parts by weight of carbon black, 5 to 15 parts by weight of impact modifier, 1 to 5 parts by weight of inorganic fiber and 0.1 to 5 parts by weight of a metal compound,
The impact modifiers include styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymers, styrene-propylene rubbers, styrene-butadiene styrene block copolymers, and styrene-butadiene styrene block copolymers. In a weight ratio of 1: 1: 1 to 4: 2: 1,
The recycled high density polyethylene is 40 to 60% by weight of the first recycled polyethylene having a melt flow index of 0.1 to 0.4 g / 10min, 30 to 50% by weight of the second recycled polyethylene having a melt flow index of 0.4 to 1.5 g / 10min and a melt flow index. 10 to 20% by weight of the third recycled polyethylene having 1.5 to 6.0 g / 10min.
상기 재생 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.941 내지 0.965 g/cm3인 것을 특징으로 하는, 전선용 파형관.
The method of claim 1,
The regenerated high density polyethylene has a density of 0.941 to 0.965 g / cm 3 , corrugated pipe for electric wires.
상기 무기섬유는 유리섬유, 탄소섬유 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 전선용 파형관.
The method of claim 1,
The inorganic fiber is a glass fiber, carbon fiber or a mixture thereof, characterized in that the corrugated pipe for the wire.
상기 금속화합물은 산화칼슘, 산화마그네슘, 수산화칼륨, 염화칼륨, 염화아연 및 황화칼슘으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 전선용 파형관.
The method of claim 1,
The metal compound is at least one selected from the group consisting of calcium oxide, magnesium oxide, potassium hydroxide, potassium chloride, zinc chloride and calcium sulfide, corrugated pipe for electric wires.
상기 파형관은 신재 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는, 전선용 파형관.
The method of claim 1,
The corrugated pipe further comprises a new material high density polyethylene (HDPE), corrugated pipe for electric wires.
신재 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 밀도가 0.941 내지 0.965 g/cm3이고, 용융유동지수가 0.1 내지 5.0g/10min인 것을 특징으로 하는, 전선용 파형관.
The method of claim 5,
The new high density polyethylene (HDPE) has a density of 0.941 to 0.965 g / cm 3 and a melt flow index of 0.1 to 5.0 g / 10 min.
상기 신재 고밀도 폴리에틸렌은 중량평균분자량이 100,000 내지 3,000,000 g/mol인 것을 특징으로 하는, 전선용 파형관.
The method of claim 5,
The new high density polyethylene has a weight average molecular weight of 100,000 to 3,000,000 g / mol, corrugated pipe for electric wires.
상기 전선용 파형관은 용융유동지수가 6.0 내지 50 g/10min 인 재생 고밀도 폴리에틸렌을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 전선용 파형관.
The method of claim 1,
The corrugated pipe for wires, characterized in that it further comprises a recycled high density polyethylene having a melt flow index of 6.0 to 50 g / 10min.
상기 전선용 파형관은 압출시 실린더온도, 다이스온도 및 아답터온도가 150~180℃이며, 스크류 속도는 800~900RPM인 것을 특징으로 하는, 전선용 파형관.
The method of claim 1,
The corrugated pipe for the wire is a cylinder temperature, die temperature and adapter temperature during extrusion is 150 ~ 180 ℃, characterized in that the screw speed is 800 ~ 900RPM, corrugated pipe for the wire.
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