KR102590220B1 - Rigidity reinforced pipe - Google Patents

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KR102590220B1
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박은영
최정현
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주식회사 삼창파이프
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Abstract

본 발명은 파이프관에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 개선된 강성을 가지는 강성 강화 파이프관에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe pipe, and more specifically, to a rigidity-reinforced pipe pipe with improved rigidity.

Description

강성 강화 파이프관{Rigidity reinforced pipe}Rigidity reinforced pipe}

본 발명은 파이프관에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 개선된 강성을 가지는 강성 강화 파이프관에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe pipe, and more specifically, to a rigidity-reinforced pipe pipe with improved rigidity.

일반적으로 지하에 매설되는 하수관, 상수도관, 오수관, 폐수관 등은 지하의 일정한 깊이에 매설되며, 이러한 설치 위치를 고려해 어느 정도의 연성과 함께 외부에 노출되는 관에 비하여 높은 강도와 내구성, 내화학성, 내수성 등의 니즈가 요구된다. 이러한 니즈를 충족시키기 위하여 현재까지 많이 사용되는 것은 합성수지를 이용해 제조된 파이프이며, 합성수지로 제조된 파이프는 토양 중에 존재하는 부식성 물질에도 녹이 슬거나 부패하지 않아 반영구적으로 사용할 수 있는 이점도 부가적으로 가지고 있다.In general, sewer pipes, water pipes, sewage pipes, waste water pipes, etc. buried underground are buried at a certain depth underground, and considering their installation location, they have a certain degree of ductility and have higher strength, durability, and chemical resistance than pipes exposed to the outside. , water resistance, etc. are required. To meet these needs, pipes made using synthetic resins are widely used to date. Pipes made of synthetic resins have the additional advantage of being able to be used semi-permanently as they do not rust or rot even when exposed to corrosive substances present in the soil. .

이로 인해서 합성수지로 제조된 파이프는 지반에 매립되는 농수로, 오폐수 및 우수배관인 하수관로, 독성이 강한 폐수 등의 공업용배관재 등등 각종 산업분야뿐 아니라, 일상생활에도 널리 사용되고 있다.For this reason, pipes made of synthetic resin are widely used not only in various industrial fields such as agricultural waterways buried in the ground, sewage pipes for wastewater and rainwater pipes, and industrial piping materials for highly toxic wastewater, but also in everyday life.

합성수지로 제조된 파이프는 파이프를 이루는 합성수지 조성물을 관 형상의 금형을 이용해 용융 압출시키거나, 소정의 폭을 가지는 시트로 압출 후 나선형으로 감아서 열접착시키는 등 다양한 제조방법과 그에 적합한 제조장치가 개발되어 있다.For pipes made of synthetic resin, various manufacturing methods and suitable manufacturing equipment have been developed, such as melt-extruding the synthetic resin composition that makes up the pipe using a tubular mold, or extruding it into a sheet with a predetermined width and then wrapping it in a spiral and heat-sealing it. It is done.

또한, 구현되는 파이프의 수밀성, 연성, 내충격성, 강도 등을 충분히 발휘하기 위하여 여러 층이 적층되어 파이프를 이루는 다층적층관 형태의 구조를 갖도록 하거나 기계적 물성을 보강할 수 있는 재료를 층을 이루는 합성수지 매트릭스에 구비시켜서 파이프를 구현하고 있다.In addition, in order to sufficiently demonstrate the watertightness, ductility, impact resistance, and strength of the pipe to be implemented, it is possible to have a structure in the form of a multi-layered pipe where several layers are stacked to form a pipe, or to layer a material that can reinforce mechanical properties. Pipes are implemented by providing them in a matrix.

그러나 현재까지 개발된 파이프는 강성 등의 물성이 충분치 않으며, 강성 등을 보강 시 합성수지 조성물이 압출되는 방향과 이 방향에 수직한 방향 간의 수축률 및 평활성 제어가 어려워져 보다 수밀성 있는 파이프를 제조하기 용이하지 않은 문제가 있다.However, the pipes developed to date do not have sufficient physical properties such as rigidity, and when strengthening the rigidity, etc., it becomes difficult to control the shrinkage rate and smoothness between the direction in which the synthetic resin composition is extruded and the direction perpendicular to this direction, making it difficult to manufacture more watertight pipes. There is a problem.

등록특허공보 제10-1612028호Registered Patent Publication No. 10-1612028

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 압출 시 방향에 따라 달리 발생하는 수축특성 및 평활도를 제어하여 수밀성 높고, 보다 개선된 연성, 내충격성 및 강성을 발현할 수 있고, 압출되는 파이프관 형성 조성물이 나선형으로 권회되어 파이프관을 형성하는 스파이럴 공법에 적합한 강성 강화 파이프관을 제공하는데 목적이 있다.The present invention was developed in consideration of the above points. By controlling the shrinkage characteristics and smoothness that occur differently depending on the direction during extrusion, it is possible to achieve high watertightness and improved ductility, impact resistance, and rigidity, and to provide an extruded pipe. The purpose is to provide a rigidity-reinforced pipe pipe suitable for a spiral method in which a pipe forming composition is wound in a spiral shape to form a pipe pipe.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 길이방향인 제1방향으로 관통된 중공으로부터 상기 길이방향에 수직한 외측방향으로 내피층, 중간층 및 외피층이 배치되며, 상기 중간층은 폴리올레핀계 매트릭스; 및 상기 폴리올레핀계 매트릭스 내 분산된 금속호일 플레이크 및 글라스 파이버를 포함하는 보강제을 포함하는 강성 보강 파이프관을 제공한다.In order to solve the above-described problem, the present invention provides an inner layer, a middle layer, and an outer layer arranged from a hollow penetrating in a first longitudinal direction to an outer direction perpendicular to the longitudinal direction, wherein the middle layer includes a polyolefin-based matrix; and a reinforcing agent comprising metal foil flakes and glass fibers dispersed in the polyolefin-based matrix.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 폴리올레핀계 매트릭스는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 1종 이상을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polyolefin-based matrix may include one or more of polyethylene and polypropylene.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 금속호일 플레이크는 알루미늄박 플레이크일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the metal foil flake may be an aluminum foil flake.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 보강제는 폴리올레핀계 매트릭스 100 중량부에 대해서 25 ~ 60 중량부로 포함될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the reinforcing agent may be included in an amount of 25 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin-based matrix.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 금속호일 플레이크는 길이(a) 및 폭(b)에 대한 비율인 제1종횡비(a/b)가 1.5 이상이며, 상기 글라스 파이버는 길이(m) 및 직경(n)에 대한 비율인 제2종횡비(m/n)가 150 이상일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the metal foil flake has a first aspect ratio (a/b), which is the ratio to the length (a) and width (b), of 1.5 or more, and the glass fiber has a length (m) and a diameter. The second aspect ratio (m/n), which is the ratio to (n), may be 150 or more.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 글라스 파이버는 직경이 5 ~ 20㎛이며, 길이가 1.2 ~ 5.0㎜일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the glass fiber may have a diameter of 5 to 20 μm and a length of 1.2 to 5.0 mm.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 중간층은 폴리올레핀계 매트릭스 100 중량부에 대하여 20 ~ 50 중량부로 포함되는 충진제와, 상기 충진제 100 중량부에 대해서 2 ~ 3.5 중량부로 함유되는 탈크 분말인 수축제어제를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the intermediate layer includes a filler contained in an amount of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin-based matrix, and a shrinkage control agent that is a talc powder contained in an amount of 2 to 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the filler. It may further include.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 탈크 분말은 직경이 3 ~ 5㎛일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the talc powder may have a diameter of 3 to 5 μm.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 중간층은 소정의 폭을 가지도록 압출된 중간층 형성시트가 상기 내피층의 외주면을 제1방향쪽으로 중간층 형성시트 일측이 서로 중첩되도록 나선형으로 권회해 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the intermediate layer may be formed by spirally winding an intermediate layer forming sheet extruded to have a predetermined width so that one side of the intermediate layer forming sheet overlaps each other along the outer peripheral surface of the inner skin layer in the first direction. .

본 발명에 의한 파이프관은 제조공정에서의 수축특성 및 평활도가 제어됨에 따라서 보다 수밀성 높고, 개선된 연성, 내충격성 및 강성을 발현할 수 있음에 따라서 하수관, 상수도관, 오수관, 폐수관 등 지하에 매설되는 파이프관으로써 널리 이용될 수 있다.The pipe according to the present invention has higher watertightness and can exhibit improved ductility, impact resistance, and rigidity as the shrinkage characteristics and smoothness are controlled during the manufacturing process, so it can be used in underground pipes such as sewer pipes, water pipes, sewage pipes, and waste water pipes. It can be widely used as a buried pipe.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프관의 절단사시도 및 부분확대도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프관 제조에 사용되는 제조장치의 모식도이다.
1 is a cutaway perspective view and a partially enlarged view of a pipe according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram of a manufacturing device used to manufacture pipes according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 강성 보강 파이프관(100)의 단면사시도로서, 길이방향인 제1방향(d1)으로 관통된 중공(P)으로부터 상기 길이방향에 수직한 외측방향(d2)으로 내피층(10), 중간층(20) 및 외피층(30)이 배치되어 구현된다.Figure 1 is a cross-sectional perspective view of a rigid reinforced pipe 100 according to an embodiment of the present invention, from a hollow P penetrating in a first longitudinal direction d1 to an outer direction perpendicular to the longitudinal direction d2. ) is implemented by arranging the inner layer 10, the middle layer 20, and the outer layer 30.

상기 중간층(20)은 파이프관의 몸체를 구성하며, 파이프관의 형상과 기계적 물성을 부여하는 기능을 한다. 상기 중간층(20)은 몸체를 이루는 폴리올레핀계 매트릭스(21)와 기계적 강도, 예를 들어 굴곡탄성력, 굴곡강도, 인장강도, 충격강도 등의 기계적 물성을 개선하기 위하여 보강제(24)를 포함한다.The intermediate layer 20 constitutes the body of the pipe and functions to give the shape and mechanical properties of the pipe. The intermediate layer 20 includes a polyolefin-based matrix 21 forming the body and a reinforcing agent 24 to improve mechanical properties such as flexural elasticity, flexural strength, tensile strength, and impact strength.

상기 폴리올레핀계 매트릭스(21)은 중간층의 몸체를 이루며, 파이프관에서 사용되는 통상적인 폴리올레핀계 수지를 주제로 포함하여 형성된다. 여기서 주제로 포함한다 함은 매트릭스를 형성하는 수지 중 80중량% 이상, 다른 일 예로 85중량% 이상, 또 다른 일 예로 90중량% 이상, 또는 95 중량% 이상을 의미한다.The polyolefin-based matrix 21 forms the body of the middle layer and is formed by mainly including a typical polyolefin-based resin used in pipes. Here, inclusion as a subject means more than 80% by weight of the resin forming the matrix, as an example, more than 85% by weight, as another example, more than 90% by weight, or more than 95% by weight.

상기 폴리올레핀계 수지는 폴리 에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 및 에틸렌-◎올레핀 공중합체 등의 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 강도, 및 고온에서의 신장율 개선의 측면에서 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 폴리에틸렌을 포함할 수 있고, 더 바람직하게는 폴리에틸렌으로 이루어질 수 있다.The polyolefin-based resin may include one or two or more types such as polyethylene, polypropylene, polybutene, ethylene vinyl acetate copolymer, and ethylene-◎olefin copolymer. Preferably, in terms of strength and improvement in elongation at high temperatures, it may be polyethylene and/or polypropylene, more preferably it may contain polyethylene, and even more preferably may be made of polyethylene.

상기 폴리에틸렌(PE)은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 폴리프로필렌(PP)은 호모 폴리프로필렌, 블록 폴리프로필렌 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리부텐으로서는, 폴리부텐-1 등을 들 수 있다. 에틸렌-◎올레핀 공중합체는 에틸렌에 대해서, 프로필렌, 1-부틴, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 또는 1-옥텐 등의◎올레핀을 수몰%정도의 비율로 공중합 시킨 공중합체인 것이 바람직하다.The polyethylene (PE) may be one or more of low-density polyethylene (LDPE), linear low-density polyethylene (LLDPE), and high-density polyethylene (HDPE). In addition, polypropylene (PP) may include homo polypropylene, block polypropylene, etc. Moreover, examples of polybutene include polybutene-1. Ethylene-◎olefin copolymer is a copolymer in which ◎olefins such as propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, or 1-octene are copolymerized with respect to ethylene in a ratio of about several mole percent. A chain is preferable.

한편, 바람직하게 폴리에틸렌을 사용하는 경우 평균 중합도가 800 ~ 1,000인 것을 사용함이 좋다. 만일 중합도가 800 미만인 폴리에틸렌을 사용하는 경우 인장 강도 저하의 우려가 있고, 만일 중합도가 1,000을 초과 폴리에틸렌을 사용하는 경우 가공성이 저하되는 우려가 있다.Meanwhile, when polyethylene is preferably used, it is better to use polyethylene with an average degree of polymerization of 800 to 1,000. If polyethylene with a degree of polymerization of less than 800 is used, there is a risk of a decrease in tensile strength, and if polyethylene with a degree of polymerization of more than 1,000 is used, there is a risk of a decrease in processability.

다음으로 상기 폴리올레핀계 매트릭스(21) 내 분산되는 보강제(24)는 파이프관의 강도 보강을 위하여 사용하는 통상적인 보강제인 경우 제한 없이 사용될 수 있으나, 본 발명은 상승된 내충격성, 굴곡탄성력, 굴곡강도, 인장강도 및 강성을 달성하기 위하여 보강제(24)로써 금속호일 플레이크(22) 및 글라스 파이버(23)를 포함한다.Next, the reinforcing agent 24 dispersed in the polyolefin-based matrix 21 may be used without limitation if it is a typical reinforcing agent used to reinforce the strength of pipes, but the present invention provides increased impact resistance, flexural elasticity, and flexural strength. , it includes metal foil flakes (22) and glass fibers (23) as reinforcing agents (24) to achieve tensile strength and rigidity.

상기 금속호일 플레이크(22)는 금속호일을 소정의 크기로 절단, 분쇄한 것으로서 파이프관의 연성과 내충격성을 증가시키는 역할을 담당한다. 상기 금속호일 플레이크는 공지된 금속호일의 경우 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 알루미늄박 플레이크일 수 있으며 이를 통해 다른 재질의 금속호일 플레이크를 사용하는 경우에 대비해 글라스 파이버(23)와의 상승작용을 발현하기에 유리하다.The metal foil flakes 22 are made by cutting and pulverizing metal foil to a predetermined size, and play a role in increasing the ductility and impact resistance of the pipe. The metal foil flakes can be used without limitation in the case of known metal foils, but are preferably aluminum foil flakes, through which a synergistic effect with the glass fiber 23 is achieved compared to the case of using metal foil flakes of other materials. It is advantageous to do so.

상기 금속호일 플레이크(22)의 두께는 통상적으로 상용화되는 금속호일의 두께를 가질 수 있으며 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 또한, 상기 금속호일 플레이크(22)는 무정형의 형상을 가질 수 있으나 바람직하게는 일방향으로 폭 보다 긴 길이를 가지도록 절단, 분쇄된 것일 수 있으며, 보다 바람직하게는 길이(a) 및 폭(b)에 대한 비율인 제1종횡비(a/b)가 1.5 이상, 보다 바람직하게는 2.0 이상, 보다 더 바람직하게는 2.0 ~ 10.0의 제1종횡비를 가지도록 절단, 분쇄된 것일 수 있고, 이를 통해서 연성 및 내충격성을 비롯하여 후술하는 글라스 파이버와 조합되어 상승된 굴곡탄성율, 인장강도 등을 발현하기에 유리할 수 있다.The thickness of the metal foil flake 22 may be that of a commonly commercialized metal foil, and the present invention is not particularly limited thereto. In addition, the metal foil flakes 22 may have an amorphous shape, but are preferably cut and pulverized to have a length longer than the width in one direction, more preferably length (a) and width (b). It may be cut and pulverized so that the first aspect ratio (a/b) is 1.5 or more, more preferably 2.0 or more, and even more preferably 2.0 to 10.0, and through this, ductility and In addition to impact resistance, it can be advantageous in developing increased flexural modulus and tensile strength in combination with glass fiber, which will be described later.

한편, 상기 금속호일 플레이크(22)는 상용화된 금속호일 자체를 이용할 수 있으나 자원재활용 측면에서 포장재로 사용되는 금속호일필름 폐기물로부터 유래한 것일 수 있다. 상기 금속호일필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 필름층과 금속호일층이 다층을 이루며 적층된 것으로서 각종 식품류나 반도체 등의 전자부품, 전자기기의 포장에 사용되는 통상적인 금속호일필름의 경우 제한 없이 사용될 수 있다.Meanwhile, the metal foil flakes 22 may be made of commercialized metal foil itself, but may be derived from metal foil film waste used as a packaging material in terms of resource recycling. The metal foil film is a multi-layer laminated film layer of polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, etc., and a metal foil layer, and is a typical metal foil film used for packaging various foods, electronic components such as semiconductors, and electronic devices. It can be used without restrictions.

다음으로써 상술한 금속호일 플레이크(22)와 함께 보강제(24)를 이루는 글라스 파이버(23)에 대해 설명한다.Next, the glass fiber 23 that forms the reinforcing agent 24 together with the metal foil flake 22 described above will be described.

상기 글라스 파이버(23)는 금속호일 플레이크(22)만이 보강제로 구비되어 구현된 파이프관의 기계적 강도를 크게 개선하며, 특히 내충격성, 인장강도, 굴곡탄성율에 상승된 효과를 발현하도록 한다. 상기 글라스 파이버는 통상적으로 폴리머 수지 내 보강제로써 기능하는 글라스 파이버의 경우 제한 없이 사용할 수 있으며, 일 예로 당업계에서 E-class 또는 S-class로 분류되는 조성을 가지는 것일 수 있고, 본 발명은 이에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.The glass fiber 23 greatly improves the mechanical strength of the pipe implemented by using only the metal foil flake 22 as a reinforcing agent, and in particular has an increased effect on impact resistance, tensile strength, and flexural modulus. The glass fibers can be used without limitation in the case of glass fibers that typically function as reinforcing agents in polymer resins. For example, they may have a composition classified as E-class or S-class in the art, and the present invention specifically addresses this. It is not limited.

또한, 상기 글라스 파이버(23)는 바람직하게는 길이(m) 및 직경(n)에 대한 비율인 제2종횡비(m/n)가 150 이상, 보다 바람직하게는 200 이상, 다른 일 예로 600 이하, 보다 바람직하게는 450 이하일 수 있다. 만일 제2종횡비가 150 미만인 글라스 파이버가 구비되는 경우 스파이럴 공법을 통해서 중간층을 형성하는 과정에서 글라스 파이버가 나선형으로 권회되는 방향으로 배향되기 어렵고 이로 인해 충분한 기계적 강도를 달성하지 못할 우려가 있다. 또한, 종횡비가 600을 초과 시 중간층의 외표면을 뚫고 나오는 것들이 존재하고 매트릭스 내 배향성이 저하될 우려가 있다.In addition, the glass fiber 23 preferably has a second aspect ratio (m/n), which is the ratio of the length (m) and the diameter (n), of 150 or more, more preferably 200 or more, and in another example, 600 or less, More preferably, it may be 450 or less. If glass fibers with a second aspect ratio of less than 150 are provided, it is difficult for the glass fibers to be oriented in a spirally wound direction during the process of forming the intermediate layer through the spiral method, and there is a risk that sufficient mechanical strength may not be achieved due to this. In addition, when the aspect ratio exceeds 600, there is a risk that some elements penetrate the outer surface of the middle layer and the orientation within the matrix may deteriorate.

또한, 상기 글라스 파이버(23)는 직경이 5 ~ 20㎛이며, 길이가 1.2 ~ 5.0㎜일 수 있고, 이를 통해서 글라스 파이버(23)가 중간층(20) 내에서 어느 일 방향, 예를 들어 중간층의 두께방향에 수직하면서 중간층을 형성하는 중간층 형성시트가 나선형으로 권회되는 방향으로 배향되기에 유리하고 이를 통해서 보다 상승된 기계적 물성을 달성할 수 있다. 만일 글라스 파이버(23)의 길이가 5.0㎜를 초과할 경우 스파이럴 공법을 통해서 중간층을 형성하는 과정에서 글라스 파이버가 나선형으로 권회되는 방향을 따라서 배향되지 못하고 일단이 중간층 외표면을 뚫고 외부로 돌출될 가능성이 높고, 이로 인해 내충격성 등 충분한 기계적 강도를 달성하기 어려울 수 있다. 또한, 만일 글라스 파이버의 길이가 1.2㎜ 미만일 경우 글라스 파이버를 어느 일 방향, 구체적으로 중간층 형성시트가 권회되는 방향과 평행하고 중간층의 두께방향에 수직하게 배향되기 어렵고 이로 인해 인장강도 등의 기계적 강도가 저하될 수 있다.In addition, the glass fiber 23 may have a diameter of 5 to 20 ㎛ and a length of 1.2 to 5.0 mm, through which the glass fiber 23 may move in any one direction within the middle layer 20, for example, in the middle layer. It is advantageous for the intermediate layer forming sheet, which forms the intermediate layer while being perpendicular to the thickness direction, to be oriented in a spirally wound direction, and through this, more improved mechanical properties can be achieved. If the length of the glass fiber 23 exceeds 5.0 mm, during the process of forming the middle layer through the spiral method, the glass fiber may not be oriented along the direction in which it is wound spirally, and one end may protrude outward through the outer surface of the middle layer. This is high, and because of this, it may be difficult to achieve sufficient mechanical strength such as impact resistance. In addition, if the length of the glass fiber is less than 1.2 mm, it is difficult to orient the glass fiber in any one direction, specifically parallel to the direction in which the middle layer forming sheet is wound and perpendicular to the thickness direction of the middle layer, and as a result, mechanical strength such as tensile strength decreases. may deteriorate.

한편, 보강제로써 글라스 파이버 이외의 이종의 섬유 상 보강제를 더 함유할 수 있다. 상기 이종의 섬유상 보강제는 일 예로 탄소섬유, 합성수지 섬유 및 셀룰로오스계 섬유 등 일 수 있고, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.Meanwhile, as a reinforcing agent, it may further contain a different type of fibrous reinforcing agent other than glass fiber. The heterogeneous fibrous reinforcing agent may be, for example, carbon fiber, synthetic resin fiber, and cellulose-based fiber, and the present invention is not particularly limited thereto.

또한, 상술한 보강제(24)는 폴리올레핀계 매트릭스(21) 100 중량부에 대해서 25 ~ 60 중량부, 보다 바람직하게는 35 ~ 50 중량부로 포함될 수 있다. 만일 보강제가 25 중량부 미만으로 함유 시 보강제를 통한 기계적 강도 보완은 미미할 수 있다. 또한, 보강제가 50 중량부를 초과 시 중간층의 내충격성이 오히려 저하되고, 크랙 등의 손상이 발생할 우려가 크다. 또한, 압출 시 주입구를 통해 용융된 중간층 형성 조성물이 흘러가는 방향인 MD 방향에 수직한 TD 방향으로의 수축이 과도해질 우려가 있고, 상대적으로 후술하는 탈크 분말의 함량이 줄어들게 되어 TD 방향 과수축의 제어가 어려울 수 있다.In addition, the above-described reinforcing agent 24 may be included in an amount of 25 to 60 parts by weight, more preferably 35 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyolefin-based matrix 21. If the reinforcing agent is contained in less than 25 parts by weight, the supplementation of mechanical strength through the reinforcing agent may be minimal. In addition, when the reinforcing agent exceeds 50 parts by weight, the impact resistance of the middle layer decreases, and there is a high risk of damage such as cracks. In addition, during extrusion, there is a risk of excessive shrinkage in the TD direction perpendicular to the MD direction, which is the direction in which the molten intermediate layer forming composition flows through the injection port, and the content of talc powder, which will be described later, is relatively reduced, resulting in excessive shrinkage in the TD direction. Control can be difficult.

또한, 보강제(24)는 일 예로 금속호일 플레이크(22)와 글라스 파이버(23)가 1: 3 ~ 5 중량비로 혼합될 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리할 수 있다.In addition, the reinforcing agent 24 may be, for example, a mixture of metal foil flakes 22 and glass fiber 23 at a weight ratio of 1:3 to 5, which may be more advantageous in achieving the purpose of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 중간층(20)은 충진제와 탈크 분말인 수축제어제를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the intermediate layer 20 may further include a filler and a shrinkage control agent such as talc powder.

상기 충진제는 파이프관의 경도, 내구성을 개선하고, 생산비용을 절감하기 위하여 포함되며, 파이프관에 사용되는 공지의 충진제의 경우 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 탄산칼슘, 하이드로탈사이트 중 1종 또는 이들의 혼합물이 포함될 수 있다. 탄산칼슘이나 하이드로탈사이트를 사용할 경우 상술한 금속호일플레이크가 금속호일필름 폐기물에서 유래된 경우 폴리올레핀계 매트릭스에 불가피하게 포함될 수 있는 금속호일필름을 구성하는 고분자 필름재료 혼합에 따른 강도저하를 방지하기에 보다 유리할 수 있다.The filler is included to improve the hardness and durability of the pipe and reduce production costs. Known fillers used in pipes can be used without limitation, but preferably one of calcium carbonate and hydrotalcite. Or a mixture thereof may be included. When using calcium carbonate or hydrotalcite, if the above-mentioned metal foil flakes are derived from metal foil film waste, it is necessary to prevent a decrease in strength due to mixing of the polymer film materials that make up the metal foil film, which may inevitably be included in the polyolefin matrix. It may be more advantageous.

한편, 상기 충진제는 폴리올레핀계 매트릭스 100 중량부에 대하여 20 ~ 50 중량부로 포함될 수 있다. 만일 충진제가 20중량부 미만으로 함유 시 상술한 충진제를 통한 효과달성이 미미할 수 있다. 또한 충진제가 50 중량부를 초과 시 상대적으로 매트릭스 성분, 보강제 등의 함량이 적어질 수 있어서 본 발명의 목적을 달성하기 어려울 수 있다.Meanwhile, the filler may be included in an amount of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin-based matrix. If the filler is contained in less than 20 parts by weight, the effect achieved through the above-mentioned filler may be minimal. Additionally, if the filler exceeds 50 parts by weight, the content of matrix components, reinforcing agents, etc. may be relatively reduced, making it difficult to achieve the purpose of the present invention.

또한, 상기 탈크 분말인 수축제어제는 보강제로써 글라스 파이버를 포함하는 중간층 형성조성물이 용융 및 압출된 뒤 발생하는 수축률 편차와 낮은 평활도를 개선하는 기능을 담당한다.In addition, the shrinkage control agent, which is talc powder, serves as a reinforcing agent to improve the shrinkage rate deviation and low smoothness that occur after the intermediate layer forming composition containing glass fiber is melted and extruded.

즉, 글라스 파이버를 보강제로써 금속호일 플레이크와 혼용해 더 큰 기계적 물성을 가지는 파이프관을 구현할 수 있는데, 이 경우 파이프관의 제조공정 중에서 발생하는 중간층의 수축률 편차, 낮은 평활도로 인해서 수밀성이 높은 파이프관을 구현하기 어려울 수 있다. 구체적으로 제2종횡비가 큰 글라스 파이버는 중간층 형성 조성물이 압출 시 압출되는 기계방향(MD)이 글라스 파이버의 길이방향이 되도록 대체로 배향되는데, 이로 인해서 MD 방향으로의 수축은 크게 방지되는 이점이 있으나, 이로 인해 TD 방향으로의 수축은 더욱 커지는 문제가 발생하고, 이 경우 소정의 폭을 가지도록 압출시킨 뒤 나선형으로 권회시켜서 중간층을 제조하는 공정에서 중간층 형성시트 측부의 중첩 영역이 균일하지 못하게 되고, 중간층 형성시트의 저하된 평활도로 인해서 중첩된 영역에서 밀착되지 못하는 부분이 존재하게 됨에 따라서 형성된 중간층의 수밀성이 저하되는 부작용이 발생할 수 있다. 그러나 수축제어제로써 탈크 분말을 더 함유 시 중간층 형성시트의 TD 방향 수축과 두께 방향으로 수축이 모두 제어되어 보다 수밀성 높은 중간층을 형성시키기에 유리할 수 있다.In other words, it is possible to create a pipe with greater mechanical properties by mixing glass fiber with metal foil flakes as a reinforcing agent. In this case, the pipe has high watertightness due to the variation in shrinkage rate and low smoothness of the middle layer that occurs during the manufacturing process of the pipe. may be difficult to implement. Specifically, the glass fiber with a large second aspect ratio is generally oriented so that the machine direction (MD) in which the intermediate layer forming composition is extruded is the longitudinal direction of the glass fiber when the intermediate layer forming composition is extruded. This has the advantage of greatly preventing shrinkage in the MD direction. This causes a problem in which shrinkage in the TD direction becomes even larger. In this case, in the process of manufacturing the middle layer by extruding it to have a predetermined width and then winding it in a spiral shape, the overlapping area on the side of the middle layer forming sheet becomes uneven, and the middle layer becomes unstable. Due to the reduced smoothness of the formed sheet, there are parts in the overlapped area that are not in close contact, which may cause the side effect of lowering the watertightness of the formed intermediate layer. However, when talc powder is added as a shrinkage control agent, both the TD direction shrinkage and the thickness direction shrinkage of the intermediate layer forming sheet are controlled, which may be advantageous for forming a more water-tight intermediate layer.

다만, 수축제어제로 사용되는 탈크 분말은 직경이 3 ~ 5㎛일 수 있고, 만일 직경이 5㎛를 초과하는 큰 크기의 탈크 분말을 함유 시 탈크 분말이 핵제로 작용하기 어려워서 오히려 충진제로써 기능하게 되며 수축제어제로써는 기능하지 못할 우려가 있다. 또한, 탈크분말의 직경이 3㎛ 미만일 경우 목적한 수준으로 평활도 및 수축특성을 제어하기 어려울 수 있다.However, the talc powder used as a shrinkage control agent may have a diameter of 3 to 5㎛, and if it contains large-sized talc powder exceeding 5㎛ in diameter, it is difficult for the talc powder to act as a nucleating agent, so it functions as a filler instead. There is a risk that it may not function as a contraction control agent. Additionally, if the diameter of the talc powder is less than 3㎛, it may be difficult to control the smoothness and shrinkage characteristics to the desired level.

상기 탈크 분말인 수축제어제는 상기 충진제 100 중량부에 대해서 2 ~ 3.5 중량부로 함유될 수 있고, 이를 통해서 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리할 수 있다. 만일 수축제어제가 2 중량부 미만으로 함유 시 수축제어효과가 미미할 수 있고, 3.5 중량부를 초과 시 내충격성이 저하될 우려가 있다.The shrinkage control agent, which is the talc powder, may be contained in an amount of 2 to 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the filler, which may be more advantageous in achieving the purpose of the present invention. If the shrinkage control agent is contained in less than 2 parts by weight, the shrinkage control effect may be minimal, and if it exceeds 3.5 parts by weight, there is a risk that impact resistance may be reduced.

한편, 상술한 탈크 분말 이외에 실리카, 마이카, 탄화칼슘, 이산화티타늄 등의 성분들은 수축제어성분으로 적합하지 않을 수 있으며, 특히 상술한 것과 같은 입경 크기를 갖는 경우에도 탈크 수준의 수축 제어효과를 발현하기 어려울 수 있다.Meanwhile, other than the above-mentioned talc powder, ingredients such as silica, mica, calcium carbide, and titanium dioxide may not be suitable as shrinkage control ingredients, and in particular, even when they have the same particle size as the above-mentioned, they do not exhibit a shrinkage control effect at the level of talc. It can be difficult.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 중간층(20)은 상술한 성분들 이외에 고무계 수지와 같은 충격보강제, 균열을 억제하기 위한 스테아르산, 시트레이트와 같은 분산제 등의 파이프관에 함유되는 공지된 첨가제를 더 구비할 수 있으며, 본 발명은 이들에 대한 구체적인 설명과 예시는 생략한다.According to one embodiment of the present invention, in addition to the above-mentioned components, the intermediate layer 20 contains known additives contained in pipes such as impact modifiers such as rubber resins, stearic acid to suppress cracks, and dispersants such as citrate. Additional features may be provided, and detailed descriptions and examples thereof are omitted in the present invention.

또한, 상술한 중간층(20)의 중공(P) 방향 측 내측에는 내피층(10)이 배치되며, 외측에는 외피측(30)이 배치된다. 상기 내피층(10) 및 외피층(30)은 파이프관의 수밀성, 기계적 강도를 보완하며, 중간층(20)을 중공(P)으로 흐르는 액체와 파이프관이 매설되는 외부환경 조건으로부터 물리적, 화학적으로 보호하는 보호층으로써 기능을 수행한다.In addition, the inner layer 10 is disposed on the inner side of the above-described middle layer 20 in the hollow (P) direction, and the outer layer 30 is disposed on the outer side. The inner layer 10 and the outer layer 30 supplement the watertightness and mechanical strength of the pipe, and physically and chemically protect the middle layer 20 from the liquid flowing through the hollow P and the external environmental conditions in which the pipe is buried. It functions as a protective layer.

상기 내피층(10) 및 외피층(30)은 통상적으로 파이프관의 내측면과 외측면을 형성하는 재질은 제한 없이 사용될 수 있으며, 일 예로 중간층의 몸체와 동일한 재질인 폴리올레핀계 수지로 형성된 것일 수 있고, 보다 바람직하게는 중간층(20)과 내피층(10) 및 외피층(30)이 각각 형성하는 계면에서의 밀착 및 접합특성을 고려해 동일한 재질로 형성되는 것이 좋다.The inner layer 10 and the outer layer 30 may be made of any material that typically forms the inner and outer surfaces of the pipe, and may be made of polyolefin-based resin, which is the same material as the body of the middle layer. , More preferably, the middle layer 20, the inner layer 10, and the outer layer 30 are formed of the same material in consideration of adhesion and bonding characteristics at the interfaces formed respectively.

또한, 상기 내피층(10), 중간층(20) 및 외피층(30)의 두께는 구현하고자 하는 파이프관의 내경, 요구되는 물성을 고려하여 3층구조를 가지는 통상적인 파이프관에서의 각 층의 두께를 채용하거나 적절히 변형할 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.In addition, the thickness of the inner layer 10, the middle layer 20, and the outer layer 30 is the thickness of each layer in a typical pipe pipe having a three-layer structure in consideration of the inner diameter of the pipe to be implemented and the required physical properties. Since the can be adopted or modified appropriately, the present invention is not particularly limited thereto.

상술한 본 발명의 일 실시예에 의한 파이프관(100)은 후술하는 제조방법으로 제조되나 이에 제한되는 것은 아니다.The pipe 100 according to an embodiment of the present invention described above is manufactured by a manufacturing method described later, but is not limited thereto.

상기 파이프관(100)은 파이프관의 제조방법으로 알려진 스파이럴 공법을 통해서 제조할 수 있다. 구체적으로 상기 파이프관(100)은 중간층(20)을 형성하는 중간층 형성조성물, 내피층(10)을 형성하는 내피층 형성조성물 및 외피층(30)을 형성하는 외피층 형성조성물이 각각 별도의 압출기에 투입된 후 용융 압출된 뒤 압출되는 중간층 형성시트 내측으로 내피층 형성시트가 밀착되도록 나선형으로 압출되고 중간층 형성시트 외측으로 외피층 형성시트가 밀착되도록 나선형으로 압출된 뒤 압출되는 각 시트의 계면에서 접합이 이루어져 일체를 이루는 파이프관(100)을 형성할 수 있다.The pipe 100 can be manufactured through a spiral method known as a pipe manufacturing method. Specifically, the pipe 100 is made by inserting a middle layer forming composition forming the middle layer 20, an inner skin layer forming composition forming the inner skin layer 10, and an outer skin layer forming composition forming the outer skin layer 30, respectively, into separate extruders. After melt extrusion, the inner layer forming sheet is extruded in a spiral shape so that the inner layer forming sheet is in close contact with the inside of the middle layer forming sheet, and the outer layer forming sheet is extruded in a spiral shape so that the outer layer forming sheet is in close contact with the outside of the middle layer forming sheet, and then bonded at the interface of each extruded sheet to form an integrated piece. A pipe 100 forming a can be formed.

보다 구체적으로 상기 내피층 형성시트가 내측에 소정의 직경으로 중공을 갖도록 먼저 제1방향으로 나선형으로 권회되는 과정에서 중간층 형성시트가 권회된 내피층 형성시트 외측으로 다시 일측부 일부 영역이 중첩되도록 제1방향으로 나선형으로 권회되어 중간층을 형성할 수 있고, 중간층을 형성하는 과정에서 외피층 형성시트가 중간층 형성시트 외측으로 다시 일측부 일부 영역이 중첩되도록 제1방향으로 나선형으로 권회되어 외피층을 형성할 수 있다. 이때, 내피층, 중간층, 외피층은 소정의 시간 차를 두고 형성공정이 시작될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.More specifically, in the process of first winding the inner layer forming sheet in a spiral manner in the first direction so that the inner layer forming sheet has a hollow of a predetermined diameter on the inner side, the intermediate layer forming sheet is formed so that a partial area on one side overlaps again with the outer side of the wound inner skin layer forming sheet. It can be spirally wound in one direction to form the middle layer, and in the process of forming the middle layer, the outer skin layer forming sheet can be spirally wound in the first direction so that some areas on one side overlap with the outside of the middle layer forming sheet to form the outer skin layer. there is. At this time, the formation process of the inner, middle, and outer layers may begin at a predetermined time interval, but is not limited thereto.

구체적으로 상술한 제조방법은 하기 설명되는 파이프관 제조장치를 통해 수행될 수 있다. 도 2를 참조하여 설명하면, 파이프관 제조장치는 중간층 형성조성물을 용융 및 압출하는 중간층압출기(1000), 상기 중간층압출기(1000)에서 압출되어 형성되는 중간층의 내주면에 밀착되어 내피층을 압출 형성토록 하는 내피층압출기(2000) 및 상기 중간층의 외주면 밀착되어 외피층을 형성하도록 압출하는 외피층압출기(2100)를 포함하여 구성된다.Specifically, the above-described manufacturing method can be performed through the pipe manufacturing apparatus described below. Referring to FIG. 2, the pipe manufacturing apparatus includes an intermediate layer extruder 1000 that melts and extrudes the intermediate layer forming composition, and is in close contact with the inner peripheral surface of the intermediate layer formed by extrusion from the intermediate layer extruder 1000 to extrude the inner layer. It is configured to include an inner layer extruder (2000) and an outer layer extruder (2100) that extrudes the outer peripheral surface of the middle layer in close contact to form an outer layer.

상기 중간층압출기(1000)는 상술한 금속호일 플레이크를 제조하기 위해 폐금속호일필름이 1차적으로 파쇄되어 용융되는 1차파쇄용융기(1100)와, 상기 1차파쇄용융기(1100)에서 유입된 재활용자재를 2차적으로 용융하는 2차 용융기(1200)를 포함하여 구성된다. 도면에 도시된 바는 없으나 1차파쇄용융기(1100)에는 폴리올레핀계 매트릭스 성분 및 보강제로써 글라스 파이버에 대한 각각의 투입수단이 연결되어 분쇄된 폐금속호일필름과 혼합되어 용융이 이루어질 수 있다.The middle layer extruder 1000 includes a primary crushing melter 1100 in which waste metal foil film is primarily crushed and melted to produce the above-described metal foil flakes, and a primary crushing melter 1100 that flows in from the primary crushing melter 1100. It is configured to include a secondary melter (1200) that secondarily melts recycled materials. Although not shown in the drawing, each input means for glass fiber as a polyolefin-based matrix component and reinforcing agent is connected to the primary crushing melter 1100, so that melting can be achieved by mixing with the pulverized waste metal foil film.

또한, 상기 2차 용융기(1200)에서 용융된 중간층 형성조성물은 호퍼 형상의 분배함(1118)으로 유입되어 하방으로 압출되면서 상기 분배함(1118)의 하방에 위치된 인장기(4000)의 회전롤러(4300)에 층을 이루면서 감길 수 있다. 상기 인장기(4000)는 모터에 의해 회전되는 회전롤러(4300)가 구비되며, 상기 회전롤러(4300)는 다수의 롤러로 형성된다.In addition, the intermediate layer forming composition melted in the secondary melter 1200 flows into the hopper-shaped distribution box 1118 and is extruded downward while rotating the tensioner 4000 located below the distribution box 1118. It can be wound around the roller 4300 in layers. The tensioner 4000 is provided with a rotating roller 4300 rotated by a motor, and the rotating roller 4300 is formed of a plurality of rollers.

또한, 상기 내피층압출기(2000)는 합성수지원료를 용융, 압출하기 위한 것으로, 내피층 형성조성물을 투입시키기 위한 원료투입구(2020)가 형성되고, 투입된 조성물을 가열하여 압출시킬 수 있도록 용융시키기 위해 200℃ 전후로 가열되어 용융된 원료를 인장기(4000)측으로 이송시켜 압출다이 내지 가이드가 부착되는 것으로서, 내피층압출기(2000)의 구체적인 설명은 생략한다.In addition, the inner skin layer extruder 2000 is for melting and extruding synthetic resin raw materials, and is formed with a raw material inlet 2020 for introducing the inner skin layer forming composition, and heats the input composition to melt it so that it can be extruded. The raw material heated to around ℃ and melted is transferred to the tensioner 4000, where the extrusion die or guide is attached, and a detailed description of the inner layer extruder 2000 will be omitted.

또한, 외피층압출기(2100)는 상기 내피층압출기(2000)와 같이 외피층 형성조성물을 용융, 압출하기 위한 것으로서, 외피층 형성조성물을 투입시키기 위한 원료투입구(2020)가 형성되고, 투입된 원료를 가열하여 압출시킬 수 있도록 용융시키기 위해 200℃ 전후로 가열되어 용융된 플라스틱원료를 인장기(4000)측으로 이송시키는 몸체(2121)로 구성되며, 상기 몸체(2121)의 단부에는 원료를 인장기(4000)측으로 배출하는 외피층배출관(220)이 형성될 수 있다.In addition, the outer skin layer extruder 2100 is for melting and extruding the outer skin layer forming composition like the inner skin layer extruder 2000. A raw material inlet 2020 is formed for introducing the outer skin layer forming composition, and the input raw material is heated and extruded. It consists of a body 2121 that is heated to around 200°C and transfers the molten plastic raw material to the tensile machine 4000 in order to melt it. At the end of the body 2121, there is a body 2121 that discharges the raw material toward the tensile machine 4000. An outer layer discharge pipe 220 may be formed.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples do not limit the scope of the present invention, and should be interpreted to aid understanding of the present invention.

<실시예1><Example 1>

내피층 형성조성물과 외피층 형성조성물로 폴리에틸렌 수지를 준비했다. 또한, 중간층 형성조성물로서, 제1종횡비가 2.0 ~ 3.5가 되도록 절단, 분쇄된 알루미늄박 플레이크(A)와 제2종횡비가 208인 글라스 파이버(B)(평균직경이 10㎛, 평균길이 2.08㎜)를 1:3 중량비로 혼합한 보강제를 중합도 950의 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대해서 45중량부 혼합하고, 폴리에틸렌 수지 100 중량부에 대해서 탄산칼슘인 충진제 38 중량부, MBS인 충격보강제 5중량부, 스테아르산 0.03 중량부 및 수축제어제로서 평균입경이 3.8㎛인 탈크 분말을 상기 충진제 100 중량부에 대해서 3.0 중량부 더 투입 및 혼합하여 준비했다. 이후 준비된 조성물을 도 2에 도시된 제조장치의 내피층압출기, 중간층압출기 및 외피층압출기에 투입하여 스파이럴 공법으로 파이프관을 제조했다. 이때, 파이프관의 외경은 265㎜, 두께는 25㎜, 내피층, 중간층 및 외피층의 두께를 1:4.5:1로 하였고, 중간층 형성시트가 내피층 상에 나선형으로 제1방향을 향해 감길 때 중첩되는 측부의 폭은 5㎜로 조절했다.Polyethylene resin was prepared with an inner skin layer forming composition and an outer skin layer forming composition. In addition, as an intermediate layer forming composition, aluminum foil flakes (A) cut and pulverized to have a first aspect ratio of 2.0 to 3.5 and glass fibers (B) with a second aspect ratio of 208 (average diameter 10 ㎛, average length 2.08 mm) A reinforcing agent mixed in a weight ratio of 1:3 is mixed in an amount of 45 parts by weight based on 100 parts by weight of a polyethylene resin with a degree of polymerization of 950, and based on 100 parts by weight of the polyethylene resin, 38 parts by weight of a filler of calcium carbonate, 5 parts by weight of an impact modifier of MBS, and stear are added. 0.03 parts by weight of acid and 3.0 parts by weight of talc powder with an average particle diameter of 3.8㎛ as a shrinkage control agent were prepared by adding and mixing an additional 3.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the above filler. Afterwards, the prepared composition was put into the inner layer extruder, middle layer extruder, and outer layer extruder of the production equipment shown in Figure 2 to manufacture the pipe pipe using the spiral method. At this time, the outer diameter of the pipe was 265 mm, the thickness was 25 mm, the thickness of the inner layer, middle layer, and outer layer was 1:4.5:1, and the middle layer forming sheet overlapped when wound in a spiral shape on the inner layer in the first direction. The width of the side part was adjusted to 5 mm.

<실시예 2 ~ 5><Examples 2 to 5>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 중간층 형성조성물의 조성 및/또는 배합비를 변경해 하기 표 1과 같은 파이프관을 제조했다.The pipe was manufactured in the same manner as in Example 1, but the composition and/or mixing ratio of the intermediate layer forming composition was changed as shown in Table 1 below.

이때, 실시예 4 및 실시예 5는 글라스 파이버의 직경은 동일하되 길이를 변경 해 종횡비가 각각 155 및 130이 되도록 하였다.At this time, in Examples 4 and 5, the diameter of the glass fiber was the same, but the length was changed so that the aspect ratio was 155 and 130, respectively.

<비교예 1><Comparative Example 1>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1과 같이 중간층 형성조성물의 조성 및/또는 배합비를 변경해 하기 표 1과 같은 파이프관을 제조했다.The pipe was manufactured in the same manner as in Example 1, but the composition and/or mixing ratio of the intermediate layer forming composition was changed as shown in Table 1 below.

<실험예1><Experimental Example 1>

실시예 1 ~ 5 및 비교예 1을 통해 제조된 파이프관에 대해서 KPS M 2009 시험방법에 의한 강성과, ASTM D 638 시험방법에 의한 인장강도를 측정한 뒤, 비교예 1의 측정값을 100으로 기준해 각 실시예의 측정값을 상대적인 수치로 환산 해 하기 표 1에 나타내었다.After measuring the stiffness according to the KPS M 2009 test method and the tensile strength according to the ASTM D 638 test method for the pipes manufactured through Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, the measured value of Comparative Example 1 was set to 100. The measured values of each example were converted into relative values as a reference and shown in Table 1 below.

중간층middle layer 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 비교예1Comparative Example 1 매트릭스matrix 재질/함량
(중량부)
Material/content
(part by weight)
PE/100PE/100 PE/100PE/100 PE/100PE/100 PE/100PE/100 PE/100PE/100 PE/100PE/100
보강제adjuvant A 종횡비A aspect ratio 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 1.0 ~ 1.31.0 ~ 1.3 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 B 종횡비B aspect ratio 208208 208208 208208 155155 130130 불포함Not included A:B 중량비A:B weight ratio 1:031:03 1:031:03 1:031:03 1:031:03 1:031:03 -- 함량(중량부)Content (parts by weight) 4545 4545 4545 4545 4545 4545 수축
제어제
Shrink
control agent
재질/평균입경
(㎛)/함량
Material/average particle size
(㎛)/content
탈크/3.8/3.0Talc/3.8/3.0 불포함Not included 탈크/3.8/3.0Talc/3.8/3.0 탈크/3.8/3.0Talc/3.8/3.0 탈크/3.8/3.0Talc/3.8/3.0 탈크/3.8/3.0Talc/3.8/3.0
물성
(%)
Properties
(%)
강성hardness 175.0175.0 124.4124.4 160.0160.0 156.9156.9 135.2135.2 100100
인장강도tensile strength 562.5562.5 342.3342.3 416.2416.2 505.0505.0 433.8433.8 100100

표 1을 통해 확인할 수 있듯이,As can be seen in Table 1,

글라스 파이버를 포함하지 않은 비교예 1에 대비해 실시예들은 강성과 인장강도가 크게 개선된 것을 확인할 수 있고, 다만, 수축제어제를 불포함한 실시예2의 경우 다른 실시예들에 대비해 개선의 폭이 크지 않았는데, 이는 수축특성이 제어되지 못함에 따른 내부 잔류응력에 기인한 것으로 예상된다.It can be seen that the stiffness and tensile strength of the Examples were greatly improved compared to Comparative Example 1, which did not include glass fiber. However, in the case of Example 2, which did not include a shrinkage control agent, the extent of improvement was small compared to the other Examples. It was not large, which is expected to be due to internal residual stress due to uncontrolled shrinkage characteristics.

<실시예 6 ~ 8><Examples 6 to 8>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 2와 같이 중간층 형성조성물의 조성 및/또는 배합비를 변경해 하기 표 2와 같은 파이프관을 제조했다.The pipe was manufactured in the same manner as in Example 1, but the composition and/or mixing ratio of the intermediate layer forming composition was changed as shown in Table 2 below.

<비교예 2><Comparative Example 2>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 글라스 파이버와 수축제어제를 불포함 시켜서 하기 표 2와 같은 파이프관을 제조했다.A pipe as shown in Table 2 below was manufactured in the same manner as in Example 1, except that glass fiber and shrinkage control agent were not included.

<실험예2><Experimental Example 2>

실시예1 ~ 2, 실시예 6 ~ 8 및 비교예 1 ~ 2에서 사용된 중간층 형성조성물을 동일하게 설정된 중간층압출기에 각각 동일한 양으로 투입한 후 동일한 속도로 소정의 롤러에 권취하였다. 이후 권취된 중간층의 길이방향 일끝단으로부터 5㎝ 지점(측정 시작점)에서부터 길이방향으로 5㎝ 간격이 되는 총 50개 지점의 폭을 측정한 뒤 50개 지점 측정값에 대한 폭 평균과 표준편차를 계산한 뒤 하기 식에 따라 폭균일성을 계산해 수축이 균일하게 발생했는지 여부를 평가했다. 폭균일성의 값이 0%에 가까울수록 수축이 균일하게 발생했음을 의미한다.The intermediate layer forming compositions used in Examples 1 to 2, Examples 6 to 8, and Comparative Examples 1 to 2 were added in equal amounts to identically set intermediate layer extruders and wound on a predetermined roller at the same speed. Afterwards, measure the width of a total of 50 points at 5cm intervals in the length direction starting from a point 5cm (measurement start point) from one end of the wound middle layer in the longitudinal direction, and then calculate the width average and standard deviation for the measurements at 50 points. Afterwards, width uniformity was calculated according to the formula below to evaluate whether shrinkage occurred evenly. The closer the width uniformity value is to 0%, the more uniform the shrinkage occurs.

폭균일성(%) = [50개 지점 폭 표준편차(㎝)/ 50개 지점 평균폭(㎝)]×100Width uniformity (%) = [50 points width standard deviation (cm) / 50 points average width (cm)] × 100

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예6Example 6 실시예7Example 7 실시예8Example 8 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative example 2 매트릭스matrix 재질/함량
(중량부)
Material/content
(part by weight)
PE/100PE/100 PE/100PE/100 PE/100PE/100 PE/100PE/100 PE/100PE/100 PE/100PE/100 PE/100PE/100
보강제adjuvant A 종횡비A aspect ratio 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 2.0 ~ 3.52.0 ~ 3.5 B 종횡비B aspect ratio 208208 208208 208208 208208 208208 불포함Not included 불포함Not included A:B 중량비A:B weight ratio 1:031:03 1:031:03 1:031:03 1:031:03 1:031:03 -- -- 함량
(중량부)
content
(part by weight)
4545 4545 4545 4545 4545 4545 4545
수축제어제Contraction control agent 재질/평균입경(㎛)/함량(중량부)Material/average particle diameter (㎛)/content (parts by weight) 탈크/3.8/3.0Talc/3.8/3.0 불포함Not included SiO2/3.8/3.0SiO 2 /3.8/3.0 TiO2/3.8/3.0 TiO2 /3.8/3.0 탈크/10/3.0Talc/10/3.0 탈크/3.8/3.0Talc/3.8/3.0 불포함Not included 수축특성Shrinkage characteristics 폭균일성
(%)
Width uniformity
(%)
2.42.4 32.532.5 26.8.26.8. 25.125.1 30.930.9 2.42.4 2.52.5

표 1 및 2를 통해 확인할 수 있듯이,As can be seen through Tables 1 and 2,

글라스 파이버를 포함하는 경우 기계적 물성을 개선할 수 있으나, 실시예2와 비교예2의 대비에서 알 수 있듯이 글라스 파이버가 폭방향의 너비 불균일을 야기할 수 있음을 알 수 있다.When glass fibers are included, mechanical properties can be improved, but as can be seen from the comparison between Example 2 and Comparative Example 2, it can be seen that the glass fibers can cause width unevenness in the width direction.

다만, 수축제어제로서 평균입경이 3.5㎛ 이상인 탈크 분말이 구비된 실시예 1의 경우 실시예 2에 대비해 폭 방향의 너비 불균일을 현저하게 저하시키며, 이를 통하여 스파이럴 공법을 통해 중간층 형성 시트를 일측 부분이 중첩되도록 나선형으로 감는 과정에서 중첩영역이 실시예1이 실시예2에 대비해 균일하게 형성될 수 있음을 예상할 수 있고, 이로 인하여 구현된 파이프관의 수밀성이 실시예 1이 실시예2보다 우수함을 예상할 수 있다.However, in Example 1, where talc powder with an average particle diameter of 3.5 ㎛ or more as a shrinkage control agent was provided, the width unevenness in the width direction was significantly reduced compared to Example 2, and through this, the middle layer forming sheet was formed on one side through a spiral method. It can be expected that in the process of winding in a spiral manner to overlap, the overlapping area can be formed more uniformly in Example 1 than in Example 2, and as a result, the water tightness of the implemented pipe pipe in Example 1 is superior to that in Example 2. can be expected.

한편, 수축제어제로 유사한 입경의 탈크가 아닌 다른 재질이 함유될 시 수축제어 특성이 거의 발현되지 않음을 실시예 6 및 7을 통해 알 수 있다.On the other hand, it can be seen through Examples 6 and 7 that when a material other than talc of similar particle size is contained as a shrinkage control agent, the shrinkage control properties are hardly developed.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same spirit. , other embodiments can be easily proposed by change, deletion, addition, etc., but this will also be said to be within the scope of the present invention.

Claims (9)

길이방향인 제1방향으로 관통된 중공으로부터 상기 길이방향에 수직한 외측방향으로 내피층, 중간층 및 외피층이 배치되며,
상기 중간층은 폴리올레핀계 매트릭스;
상기 폴리올레핀계 매트릭스 내 분산된 길이(a) 및 폭(b)에 대한 비율인 제1종횡비(a/b)가 1.5 ~ 10.0인 알루미늄박 플레이크, 및 길이(m) 및 직경(n)에 대한 비율인 제2종횡비(m/n)가 150 ~ 600인 글라스 파이버를 포함하는 보강제;
탄산칼슘, 하이드로탈사이트 중 1종 또는 이들의 혼합물이며 폴리올레핀계 매트릭스 100 중량부에 대하여 20 ~ 50 중량부로 포함되는 충진제; 및
상기 충진제 100 중량부에 대해서 2 ~ 3.5 중량부로 함유되고 직경이 3 ~ 5㎛인 탈크 분말인 수축제어제;를 포함하는 강성 보강 파이프관.
An inner layer, a middle layer, and an outer layer are arranged from the hollow penetrating in the first longitudinal direction to the outer direction perpendicular to the longitudinal direction,
The intermediate layer is a polyolefin-based matrix;
Aluminum foil flakes having a first aspect ratio (a/b) of 1.5 to 10.0, which is the ratio of the length (a) and width (b) dispersed in the polyolefin matrix, and the ratio of the length (m) and diameter (n) A reinforcing agent comprising glass fibers having a second aspect ratio (m/n) of 150 to 600;
A filler that is one of calcium carbonate and hydrotalcite, or a mixture thereof, and is contained in an amount of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin-based matrix; and
A rigid reinforced pipe containing a shrinkage control agent, which is a talc powder containing 2 to 3.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the filler and having a diameter of 3 to 5 ㎛.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀계 매트릭스는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 1종 이상을 포함하는 강성 보강 파이프관.
According to paragraph 1,
The polyolefin-based matrix is a rigid reinforced pipe containing at least one of polyethylene and polypropylene.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 보강제는 폴리올레핀계 매트릭스 100 중량부에 대해서 25 ~ 60 중량부로 포함되는 강성 보강 파이프관.
According to paragraph 1,
A rigid reinforced pipe containing the reinforcing agent in an amount of 25 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin-based matrix.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 글라스 파이버는 직경이 5 ~ 20㎛이며, 길이가 1.2 ~ 5.0㎜인 강성 보강 파이프관.
According to paragraph 1,
The glass fiber is a rigid reinforced pipe pipe with a diameter of 5 to 20㎛ and a length of 1.2 to 5.0mm.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
길이방향인 제1방향으로 관통된 중공으로부터 외측방향으로 내피층, 중간층 및 외피층이 배치되며,
상기 중간층은 소정의 폭을 가지도록 압출된 중간층 형성시트가 상기 내피층의 외주면을 제1방향쪽으로 중간층 형성시트 일측이 서로 중첩되도록 나선형으로 권회해 형성되는 것을 특징으로 하는 강성 보강 파이프관.
According to paragraph 1,
An inner layer, a middle layer, and an outer layer are disposed in the outer direction from the hollow penetrating in the first longitudinal direction,
The intermediate layer is a rigid reinforced pipe pipe, characterized in that the intermediate layer forming sheet extruded to have a predetermined width is wound spirally around the outer peripheral surface of the inner skin layer in a first direction so that one side of the intermediate layer forming sheet overlaps each other.
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