KR100967600B1 - 열 절연 도관의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 내부 관, 내부 관과 간격을 두고 동심상으로 배치된 외부 관 및 내부 관과 외부 관 사이의 환상 간극을 충전하는 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 발포체를 주성분으로 하는 열 절연층으로 구성되는 열 절연 도관의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 내부 관은 연속 작업 방식으로 상기 외부 관에 의해 둘러싸여지고, 상기 환상 간극으로 발포성 플라스틱이 도입된다. 폴리올 성분은 이소시아네이트 성분과 혼합되기 직전에 펌프에 의해 액상 추진제와 혼합된다.

열 절연 도관

Description

열 절연 도관의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING A THERMAL INSULATED CONDUIT}

도 1은 열 절연 도관의 제조 장치의 측면도를 도시한 것이다. 도 2는 발포체 제조 공정의 개략도이다.

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 열 절연 도관의 제조 방법에 관한 것이다.

DE 196 29 678 A1에는 하나 이상의 내부 관을 환상 간극형 공동이 형성되도록 호스로 성형된 플라스틱 호일로 둘러싸고, 상기 공동으로 폴리우레탄을 주성분으로 하는 발포성 플라스틱 혼합물을 유입하며, 이에 의해 그 공동은 열 절연성 발포체 형성 하에 완전히 충전되는 열 절연 도관의 제조 방법이 개시되어 있다. 상기 플라스틱 호일 상에는 열가소성 플라스틱으로 이루어진 외부 관을 기계적 보호층으로서 압출시킨다. 이러한 공지된 방법에서는, 폴리우레탄 발포체-폴리올과 이소시아네이트의 서로 혼합된 성분들을 스프레이 건에 넣어서, 서로 혼합된 성분들을 공동으로 분사한다. 폴리올 성분과 이소시아네이트 성분은 저장소로 이송되며, 이 저장소로부터 폴리올과 이소시아네이트는 매 경우 서로 별도로 혼합 장치로 이송되어 그 곳에서 혼합되며, 그 후 이 혼합물은 스프레이 건으로 이송된다.

폴리우레탄 발포체의 열 절연 효과를 개선시키기 위해, 종래에는 발포 전에 발포체 혼합물에 할로겐화된 탄화수소를 첨가하여, 발포체의 세공 내에 존재하는 공기를 할로겐화된 탄화수소로 대체하였다. 그러나, 이러한 할로겐화된 탄화수소, 예컨대 상표명 Frigin으로 알려진 할로겐화된 탄화수소는 오존층을 파괴할 가능성이 있기 때문에 환경적 이유로 고려를 요한다.

대용물을 찾다가, 비할로겐화 탄화수소, 예컨대, U-펜탄, 시클로펜탄 등에 주목하게 되었으며, 이것들은 대개 동일한 특성을 지닌 발포체를 형성한다.

DE 197 08 570에서는, 도관의 단열 재료로서 사용될 수 있는 발포체의 제조 방법을 개시하고 있다. 이 발포체는 추진제와 촉매의 존재 하에 분자량 500∼8000 g/mol의 이소시아네이트 반응성 화합물과 폴리이소시아네이트의 반응에 의해 생성된다. 이때, C₃- 또는 C₄-고리를 갖는 탄화수소를 함유하는 추진제가 사용되며, 이것은 1013 mbar의 압력에서 비점이 0∼75℃이다. 그러나, 실험실 규모의 발포체의 제조 방법에 대해서는 기술하고 있어도 산업적 규모의 제조 방법에 대해서는 기술하고 있지 않다.

본 발명의 목적은 종래의 공지된 기술에 기초하여 경제적으로 수행할 수 있고, 열 절연 특성이 개선된 열 절연층을 갖는 도관을 제조할 수 있도록, 서두에 언급한 종래의 열 절연 도관의 제조 방법을 개선하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 추진제와 공기를 소량으로 더욱 정확하게 계량 첨가할 수 있도록 하는 것이다.

상기 목적은 특허청구범위 제1항의 특징부에서 파악할 수 있는 특징들에 의해 달성된다.

상기 목적의 해결로부터 직접 얻어지는 이점 외에도 본 발명에 따른 방법에 의하면 아래와 같은 이점이 얻어진다:

배합 비율을 항상 변화시킬 수 있다.

폴리올 성분은 항상 변경될 수 있다.

투자 비용이 종래 방법의 비용보다 적게 든다.

폭발 위험 구역이 종래 방법의 것보다 작다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구성은 종속 청구항으로부터 파악할 수 있다.

이하, 본 발명을 도 1 및 2에 개략적으로 도시된 실시예를 참조하여 더 상세히 설명한다.

저장 드럼(1)으로부터 내부 관(2)이 연속적으로 인출된다. 내부 관(2)은 바람직하게는 망상 폴리에틸렌 관이며, 그 벽에는 폴리비닐 알코올로 된 층이 매립되어 있다. 내부 관(2)은 구동되고 있는 캘리버 롤러 쌍(3)을 통해 이송된다. 캘리버 롤러 쌍(3)은 제조 방향에 대해 횡방향으로 서로 수직인 2개의 방향으로 이동 가능하게 배치된다.

저장 릴(4)로부터 LLDPE로 이루어진 호일(5)이 인출되어, 내부 관(2)의 둘레에 내부 관을 중심에 두고, 점착되거나 용접된 길이 방향의 접합선을 갖는 슬릿 관(6)으로 형성된다. 아직 열려 있는 슬릿 관(6)으로 폴리우레탄 또는 폴리에틸렌을 주성분으로 하는 발포성 플라스틱 혼합물이 도입된다. 폴리우레탄의 경우에는 건(gun)(7)이 사용되며, 이로부터 서로 혼합된 성분들이 호일(5) 위에 분사된다.

필요에 따라 슬릿 관(6)으로 신호심선(8)이 도입될 수 있다.

폐쇄된 관은 다수의 반쪽 주형(9a, 9b)으로 이루어진 성형 공구(9)로 도입되며, 다수의 반쪽 주형(9a, 9b)은 열 절연층과 호일(5)이 구비된 내부 관(2)에 대하여 전체적으로 "파형"을 형성한다.

반쪽 주형(9a, 9b)의 호일(5)을 향한 표면은 파형 프로파일을 나타내는데, 이 파형은 발포압에 의해 호일(5)에 각인된다. 따라서, 성형 공구(9)로부터 나오는 관(10)은 파형 표면을 나타낸다.

그 후 관(10)은 X선 조사 장치(11)를 통과하며, 이 장치에 의해 관(10)은 내부 관(2)이 정확한 중심 위치에 있는지에 대해 연속적으로 검사된다. 중심 위치를 이탈하는 경우 캘리버 롤러 쌍(3)이 그에 따라 이동한다. 그 후 압출기(12)에 의해 관(10) 위에 플라스틱으로 된 외피(13)가 압출되며, 그 외피에는 감압 효과에 의해 관(10)의 파형이 각인된다. 이때, 외피는 압출을 통해 유지되는 그 고온에 의해 플라스틱 호일(5)과 점착된다.

그 후 완성된 관(14)은 밴드 인출 장치(15)에 의해 인출되어, 적절한 장치에 의해 환형 묶음으로 형성될 수 있다.

대안으로, 관(14)은 도시되지 않은 드럼 상에 권취될 수도 있다.

이하에서는, 발포체의 제조에 대해 도 2를 참조하여 더 상세히 설명한다.

성분 펜탄, 예컨대 시클로펜탄, 폴리올과 공기를 계량하여 정적 혼합기에 공급한다. 이때 펜탄은 저장 용기(16)로부터 3-피스톤 격막 펌프(17)를 통해 정적 혼합기(18)로 이송된다. 3-피스톤 격막 펌프(17)는 수송 도관을 0.5%의 정확도로 0.003 g/sec∼4.4 g/sec가 되도록 보장한다. 검사를 위해 질량 유량계(19)가 사용된다. 폴리올은 저장 탱크(20)로부터 기어 펌프(21)에 의해 이송되며, 이때 폴리올 양은 질량 유량계(22)에 의해 조절된다.

공기는 증압기를 통해 열식 질량 유량 조절계(23)로 이송되며, 이것은 0.5∼20 nl/h의 양으로 공기를 계량한다.

정적 혼합기(18)에서 미리 혼합된 성분들은 정적 혼합기(18) 바로 뒤에 배치된 동적 혼합기(24)로 공급된다. 정적 혼합기(18)와 동적 혼합기(24)가 바로 인접한 것에 의해, 성분들의 분리, 즉 성분들의 탈혼합이 방지된다.

이소시아네이트 성분은 펌프(26) 및 질량 유량 조절계(27)에 의해 저장 용기(25)로부터 동적 혼합기(24)로 공급되고, 거기서 미리 혼합된 성분인 폴리올, 펜탄 및 공기와 함께 고품질의 매우 균질한 발포체를 형성하며, 이는 스프레이 건(7)에 의해 내부 관(2)과 호일(5) 또는 외부 관(13) 사이의 환상 간극으로 연속적으로 공급된다.

본 발명에 의하면 종래의 공지된 기술을 이용하여 열 절연성이 개선된 열 절연층을 갖는 도관을 경제적으로 제조할 수 있다.

Claims (7)

1. 하나 이상의 내부 관(2), 내부 관(2)과 간격을 두고 동심상으로 배치된 외부 관(13), 및 내부 관(2)과 외부 관(13) 사이의 환상 간극을 충전하는 폴리우레탄 또는 폴리이소시아누레이트 발포체를 주성분으로 하는 열 절연층으로 구성되며, 상기 내부 관(2)은 연속 작업 방식으로 상기 외부 관(13)에 의해 둘러싸여지고, 상기 환상 간극으로 발포성 플라스틱이 도입되는 열 절연 도관의 제조 방법에 있어서, 폴리올, 펜탄계 추진제 및 공기가 정적 혼합기(18)로 공급되어 여기서 혼합되고, 이 혼합물은 동적 혼합기(24) 내에서 이소시아네이트와 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 추진제가 시클로펜탄인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액상 펜탄은 공압식 펌프에 의해 저장 탱크(16)로부터 도관을 통해 3-피스톤 격막 펌프(17)로 공급되고, 3-피스톤 격막 펌프(17)로부터 정적 혼합기(18)로 이송되는 것인 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 펜탄은 3-피스톤 격막 펌프(17)에 의해 호스를 통해 정적 혼합기(18)로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리올 성분, 펜탄 및 공기로 구성되는 혼합물과 이소시아네이트 성분은 기어 펌프에 의해 동적 혼합기(24)로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
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