KR101364419B1 - 단열 도관용 외피 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가요성 단열 도관, 특히 장거리 열 수송 도관을 위한, 폴리에틸렌계 열가소성 플라스틱으로 이루어진 외피(3)로서,

a) 외피(3)가 발포 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

단열 도관용 외피{JACKET FOR A THERMALLY INSULATED CONDUIT}

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(예를 들어, 지역 난방용) 열 수송이다. 이때, 상기 도관은 지중에 부설된다.

제조할 때나 부설할 때나 도관의 외피는 상당한 기계적 부하에 노출된다. 외피는 케이블 드럼으로의 권취에 의해 장력 및 굽힘력에 의해 응력을 받는다. 지중에 부설할 때, 외피는 마모력에 의해 응력을 받는다. 이러한 힘은 폴리에틸렌으로 제조된 종래의 외피에 의해 제어된다.

다른 한편으로는, 외피의 높은 기계적 강도값으로부터 또한 도관의 강성이 높아져서, 곡률 반경을 일정한 값 이하로 낮출 수 없다. 상기 공지된 도관은 상업용 케이블 드럼 위로 또는 링 다발로 권취되어 사용처로 수송된다. 도관이 권취된 케이블 드럼의 큰 직경 또는 링 다발의 큰 직경은, 부설 장소로 수송할 때 문제점을 야기한다. 또한, 부설 시, 도관의 작은 가요성은, 도관이 좁은 반경으로 굴곡될 수 없기 때문에 바람직하지 않은 것으로 판명되었다.

본 발명의 목적은 외피의 기계적 특성은 실질적으로 악화되지 않으면서 굽힘성 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, 이러한 절감은 발포도가 높을수록, 즉, 외피 내의 셀(cell)의 비율이 높을수록 더욱 커진다.

외피에 특히 적합한 재료는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(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 셀이다.

단열 도관용 외피의 제조를 위해서는, 폴리에틸렌 주체의 과립과, 소구(小球) 형태의 발포제가 혼입된 폴리에틸렌 주체의 과립으로 이루어진 혼합물을 제조하는 단계, 이 혼합물을 압출기에 도입하여 그 곳에서 용융시키는 단계, 용융물을 관 형태로 압출시키는 단계 및 압출기 취구로부터 방출 시 또는 방출 후에 소구를 발포 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 얻어지는 장점은, 소구가 정확히 계량 첨가될 수 있고, 이로써 원하는 발포도로 정확히 조정될 수 있다는 것이다. 상기 소구는 기체로 충전된 중공구인 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(외관)(3)가 도시되어 있다.

상기 도관 및 그 제조 방법은 EP 0 897 788 B1에 개시되어 있다.

하나의 내관(1)의 대신에, 최대 4개의 내관이 마련될 수 있다. 하나 또는 여러 개의 내관은 바람직하게는 가교 폴리에틸렌으로 구성된다. 단열층(2)과 외관(3) 사이에는, 상세한 도시가 생략된 또 다른 포일이 마련되며, 이것은 한편으로는 제조 시 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 중공구를 높은 비율로 함유하는 플라스틱 과립 1∼3 부를 혼입한다. 그러나, 플라스틱 과립을 LDPE 과립과 함께 외피 압출기에 투입할 수도 있다. 외피 압출기에서, LDPE 과립은 점점 가온되어 용융물이 된다. 이때 플라스틱 과립을 LDPE 과립 또는 LDPE 용융물과 친밀하게 혼합한다. 외피 압출기의 취구로부터 방출될 때, 중공구 내에 존재하는 기체가 팽창하고 이때 LDPE 용융물이 팽창한다. 외관이 냉각된 후, 이것은 셀형 구조를 나타낸다. 이때 중공구의 외피는, 매트릭스를 형성하는 LDPE 외피 재료와의 결합이 일어나지 않은 채로 유지된다.

본 발명의 교시에 따르면 외관은 다음과 같은 값을 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 경감은 발포도에 따라 약 3∼15%이다.

본 발명 도관의 가요성은 종래의 PE 외피가 구비된 도관의 경우보다 10∼30% 더 높으며, 이때 상기 가요성은 특정 반경으로 굴곡할 때 필요한 에너지 소모량에 의해 측정된다.

본 발명에 따른 도관은 외피의 기계적 강도는 크게 손상시키지 않으면서 향상된 굽힘성 및 가요성을 나타낸다.

Claims (10)

1. 가요성 단열 도관용 외피의 제조 방법으로서,

   폴리에틸렌 주체의 과립과 중공구 형태로 첨가된 발포제와 혼합된 폴리에틸렌 주체의 과립의 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물을 압출기로 도입하며, 이 압출기에서 상기 혼합물을 용융시키고 이 용융물을 관 형태로 압출하여, 압출기 취구로부터 방출 시 또는 방출 후 발포 또는 팽창시키며, 폴리에틸렌 주체의 과립 대 발포제와 혼합된 폴리에틸렌 주체의 과립의 비가 90:10(중량/중량)∼99:1(중량/중량)이고,

   발포 또는 팽창된 외피 재료의 E-모듈러스가 135∼162 MPa이고, 외피 재료의 밀도가 0.560∼0.750 g/cm³인 것을 특징으로 하는, 가요성 단열 도관용 외피의 제조 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 외피가 파형인 것을 특징으로 하는, 가요성 단열 도관용 외피의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 열가소성 재료로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 가요성 단열 도관용 외피의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 열가소성 재료로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 가요성 단열 도관용 외피의 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 에틸렌의 공중합체를 열가소성 재료로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 가요성 단열 도관용 외피의 제조 방법.
7. 제1항에 있어서, 외피의 발포도가 10∼60%인 것을 특징으로 하는, 가요성 단열 도관용 외피의 제조 방법.
8. 제1항에 있어서, 발포된 외피의 셀(cell)의 직경이 0.1 mm∼0.5 mm인 것을 특징으로 하는, 가요성 단열 도관용 외피의 제조 방법.
9. 삭제
10. 삭제

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