KR100288133B1 - 수지관 융착용 시트 성형방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수도관, 가스관, 하수관, 배수관 등의 용도로 활용되는 합성수지관을 연결시켜주는 융착용 시트를 금속판을 타공하면서 구멍을 늘인 타공망을 이용하여 한쌍의 성형로울러를 통과시키어 간편하게 성형할 수 있도록 하며 안정된 융착이 가능하도록 하는 수지관 융착용 시트 성형방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 대응되는 수지관을 서로 접합하는 시트인 연결구는 수지판을 사출성형하는 것이어서 제품단가가 고가이며, 제작이 어려운 것이고, 또다른 방법으로 제작되는 것은 관경의 크기에 따라서 수지판의 크기를 결정하는 관계로 생산성이 저하되고 함몰지역에서 화재가 발생하거나 균일한 융착성을 제공하지 못하였다.

따라서 본 발명은 금속판을 공급하여 구멍(18')을 타공하면서 600℃의 열을 가하면서 당겨 구멍(18')의 간격과 크기를 늘리는 타공망(18)의 가공과정과,

상기 타공망(18)의 하측으로 수지판(20)을 공급하여 요철면(26)을 성형하며 200℃로 가열되는 한쌍의 성형로울러(2)(2')를 통과시켜 시트(17)를 성형하여 균일한 저항값으로 인하여 수지관의 융착시 융착안정성을 제공하는 것이다.

Description

수지관 융착용 시트 성형방법 및 장치{Sheet making method and equipment}

본 발명은 수도관, 가스관, 하수관, 배수관 등의 용도로 활용되는 합성수지관을 연결시켜주는 융착용 시트에 있어서, 금속판을 찢어서 공급하며 가열하여 당겨 구멍을 성형한 타공망을 이용하여 한쌍의 성형 로울러를 통과시켜 융착용 시트가 요철 되면서 일체형으로 성형되도록 하는 수지관 융착용 시트 성형방법 및 장치에 관한 것이다.

수도관, 가스관, 하수관, 배수관 등의 수지관은 일정한 길이로 성형되므로 이들을 서로 연결하기 위하여 접합시키는 방법은 일반적인 열융착 접합방법으로 맞대기 융착법(Butt), 소켓 융착법, 시트 융착법이 소개되었다.

이중 소켓 융착법인 일본 공개특허공보 평4-171392호는 합성수지 관경에 대응하는 크기를 갖는 통체로 이루어진 관 연결구를 선택한 뒤 이를 맞추어 시공하여야 하는 부담이 있고, 관의 각단면이 어긋나거나 굴절된 상태에서 적용이 불가능한 문제점이 있었다.

또한 상기 구조는 제작 단계에서 한가닥의 절연선을 포밍작업 공정을 통해 스파이럴 형상의 가열선으로 제작하고 이를 사출금형에 넣고 사출성형하여 완제품으로 제작됨으로서 가열선이 연결구 내측에 인서트 되는 구조적 특징을 갖게된다.

따라서 제품을 성형하는데 있어서 관경에 따라서 사출기가 용량이 커져야 한다는 단점과 이에 상응하는 제품 단가가 상당히 고가인 단점이 있다.

그리고 시트 융착법으로 국내 실용신안등록 제124493호(1998. 6. 12. 등록)는 첫째, 시트의 기초 재료는 유연성을 확보하기 위해 LDPE를 이용하여 발열선을 메쉬코일화 하고 있으나 연결하고자 하는 합성수지관의 원재료로 사용되는 HDPE와는 물성, 융점의 차이로 인하여 관의 연결시 단일체로 기능을 유지할 수 없었다.

특히, 열가소성 수지(LD, MD, HDPE)에 있어 열히터나, 발열선을 이용하여 가열한 후 맞대기 융착이나 시트융착법에 있어 지하 매설물인 경우 외부의 충격, 윤압 등에 의해 쉽게 분리 현상을 초래하는 것이었다.

화학적으로 열 안정성을 요구하는 열가소성 수지의 가장 중요한 것은 같은 융점, 물성을 연결하는 것이 이상적이다.

둘째, 시트 수지판을 랜딩스페이스, 서멀밸런서를 각각 일체형으로 사출성형한 후 상기 랜딩스페이스, 서멀밸런서의 사이즈에 맞추어 별도로 제작된 매쉬코일을 결합 후 전원을 공급하기 위한 연결단자를 연결시켜 관 융착 단품인 융착 접합시트로 활용되어지고 있다.

상기 방법으로는 일정한 랜딩스페이스와 서멀밸런서를 일체형으로 사출성형함에 있어 하수관, 배수관 관경이 국내에서도 대구경(1,000mm 이상)의 관종이 지하에 매설되고 있는 실정으로 사출성형, 매쉬결합공정 등의 다공정이 요구되어 각각 제작비용 상승을 초래하는 문제점이 있다.

셋째, 매쉬코일은 수지판 양측 랜딩스페이스와 중앙에 위치한 서멀밸런스를 중심으로 길이방향의 좌우 대칭구조로 매쉬코일에 열원이 전달되도록 되어 있으나 관 둘레에 감싼 후 연결단자에 열원을 공급하였을 경우 전열선의 배열에 관계없이 비접촉 단면은 연결구인 LD수지판 일부분만 융점에 도달하게 되며 접촉단면은 과열로 인해 연결하고자 하는 수지관의 변형을 초래하는 것이다.

또한 관 둘레를 감싼 수지판이 만나는 지점에 스파크가 발생하므로 이를 방지하기 위하여 약간의 간격을 두게되나, 이 간격에서 누수가 됨으로 인하여 자원낭비, 토양오염의 심각성, 경제적 손실 등의 문제로 대두되고 있는 실정이다.

즉, 서로 겹치는 경우 겹치는 부분인 함몰지역의 경우 수지융점을 220℃로 하고 수지 비트융점을 120℃로 하여 다 함몰하면 서로 스파크가 발생되어 결국 이 부분에서 과열로 인하여 불이나게 되는 것이다.

또한 메쉬코일을 이용하여 수지판과 일체형으로 성형하는 것이나 메쉬코일을 서로 엮어서 만든 것이어서 융착시 전기저항이 고르지 못하여 전기저항의 편차가 크게 발생되어 저항값의 높은 부분이 함몰되며, 불이 일어나게 되고 코일의 제작이 매우 어려우며 안전시공이 불가능한 것이었다.

본 발명은 금속판코일을 이용하여 사각형의 구멍을 타공하면서 가열하며 당기어 성현한 타공망에 의하여 구멍의 크기와 간격이 일정하여 균일한 전기저항 분포에 의한 안전시공이 가능한 타공망을 제공하는 것이다.

본 발명은 회전되는 한쌍의 성형로울러를 가열하면서 수지판과 타공망을 통과시켜 성형로울러의 요철부에 의하여 요철면이 형성되면서 수지판과 타공망을 일체형으로 제조하도록 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 융착용 수지관의 지름에 따라서 폭과 길이를 자유롭게 조절하여 성형할 수 있는 융착용 시트를 제조하는 시트 성형장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 금속판을 찢어서 600℃의 열을 공급하며 당겨 일정한 크기의 구멍을 성형하여 단선으로 연결되는 타공망을 수지판상에 설치하되 성형 로울러에서 양측으로 톱니형의 요철면이 형성되며 타공망과 수지판이 일체형으로 성형되도록 함을 특징으로 하는 것이다.

도 1 은 본 발명에 대한 시트성형장치의 설치상태도

도 2 는 본 발명에 대한 시트성형장치의 성형상태도

도 3 은 본 발명에 대한 시트성형장치의 성형로울러 단면도

도 4 는 본 발명에 의해 완성된 시트의 사시도

도 5 는 본 발명에 의해 완성된 시트의 설치상태도

도 6 은 본 발명에 의해 완성된 시트의 평면도

도 7 은 본 발명의 시트에 설치되는 타공망의 요부 확대도

도 8 은 본 발명의 시트와 타공망의 분리사시도

도 9 는 본 발명에 의해 완성된 시트의 설치상태 단면도도 10 은 본 발명의 시트 요부확대 단면도[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 시트 성형장치 2, 2' : 성형 로울러

3 : 공급안내판 4 : 컨트롤부

5 : 다리 9 : 회전축

10, 11 : 벨트 12 : 조절판

13 : 조절대 14 : 조절공간

15 : 상판 16 : 조절축

17 : 시트 18 : 타공망

18' : 구멍 19 : 공간부

20 : 수지판 21 : 연결단자

22 : 리드와이어 23 : 단자24 : 돌출 타공망 25 : 요철부26 : 요철면

본 발명은 코일형태를 갖거나 일정한 크기로 미리 절단된 금속판을 공급하면서 금속판에 구멍(18')을 일자형으로 찢으면서 이송되는 과정에서 600℃의 열로 가열하면서 당겨 구멍(18')이 가열되는 열에 의해 늘어나도록 하여 전체가 단선으로 연결되는 타공망(18)의 가공과정과,

상기 타공망(18)의 가공과정 후 공급 안내판(3)에 수지로 성형된 수지판(20)을 공급하면서 수지판(20)의 상측에 타공망(18)을 공급하는 공급과정과,

상기 수지판(20) 상부에 타공망(18)을 공급하면서 요철부(25)가 형성되어 회전되는 한쌍의 성형로울러(2)(2')를 통과시키면서 200℃로 가열하여 수지판(20)과 타공망(18)이 톱니형의 요철면(26)이 형성되며 일체형으로 성형되어 융착용 시트 (17)를 제조하도록 하는 것이다.

상기 타공망(18)의 가공과정에서 600℃의 열로 가열하는 과정은 진공상태에서 가열하여 열처리하면서 구멍(18')을 늘리는 효과 외에도 탄성을 줄이도록 하며, 구멍(18')을 찢어서 가열하며 잡아당겨 일정한 간격의 단선으로 연결된 타공망(18)을 제공하여 수지관(27)(27')의 융착시 균일한 전류가 공급되도록 하는 것이다.상기 타공망(18)은 금속 메쉬망을 사용하는 것이 가능하며, 수지판(20)에 금속 메쉬망을 올려놓고 한쌍의 성형로울러(2)(2')를 통과시키면 요철면(26)이 형성되면서 금속 메쉬가 수지판(20)에 일체형으로 고정된다.

이하에서 시트성형장치(1)를 이용하여 시트(17)를 성형하는 구성 및 성형방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명은 사방에서 다리(5)에 의하여 지지되고 상측에서 한쌍의 성형 로울러(2)(2')가 설치되며, 이 성형 로울러(2)(2')의 내부에는 발열선이 설치되어 전기로 온도를 조절할 수 있도록 한다.

상기 성형 로울러(2)(2')는 전기가 아닌 유류나 다른 물질을 이용하여 온도를 조절할 수 있으며, 외측면이 톱날과 같은 요철부(25)가 형성되어 상호 회전되면서 시트(17)에 동시에 공급되는 타공망(18)을 일체형으로 성형하여 융착용 시트(17)가 성형되도록 하는 것이다.

성형 로울러(2)(2')가 연결되는 조절대(13)는 조절공간(14)에서 조절판(12)에 지지되면 상측의 상판(15)을 통하여 조절축(16)으로 연결되어 성형 로울러(2)를 이동시켜 성형 로울러(2')를 회전시키고, 벨트(10)(11)나 기어를 이용하여 성형 로울러(2)를 회전시키도록 하는 것이다.

성형 로울러(2)의 일측에는 컨트롤부(4)를 설치하여 모터(6)의 구동을 제어하고 감속기(7)에서 감속된 동력이 체인(8)을 통하여 회전축(9)을 회전시켜 벨트(10)(11)를 통하여 성형 로울러(2)(2')의 온도를 조절하도록 하는 것이다.

상기 성형 로울러(2)(2')의 양측에는 수지판(20)과 타공망(18)을 공급하는 공급안내판(3)을 설치하여 융착용 시트(17)를 성형하는 시트 성형장치(1)를 제공한다.

이러한 구성으로 이루어진 시트성형장치(1)는 컨트롤부(4)를 통하여 모터(6)를 구동시켜 동력을 전달함으로써 성형 로울러(2)(2')가 회전되도록 하면서 내부의 열선을 통하여 200℃로 가열되도록 하고, 공급안내판(3)의 상측으로 성형된 수지판(20)과 타공망(18)을 적층시키어 성형 로울러(2)(2')사이에 공급한다.

성형 로울러(2)(2')사이에 공급되는 수지판(20)과 타공망(18)은 가열되면서 회전되는 성형 로울러(2)(2')의 사이로 통과되면서 요철부(25)에 의하여 압착됨으로써 수지판(20)이 용융되어 타공망(18)과 일체형으로 성형되는 동시에 융착용 시트(17)의 양측면에 톱니형의 요철면(26)을 성형하게 된다.상기 요철면(26)은 수지판(20)의 양측에 성형되는 것이나 필요에 따라서는 타공망(18)을 고정시키고 수지관(27)(27')을 용이하게 감싸도록 하기 위하여 안쪽의 한면에만 성형할 수 있는 것이다.

이러한 본 발명에 의해 성형되는 융착용 시트(17)는 한쌍의 성형 로울러 (2)(2')를 통과하면서 동시에 성형이 완료되며, 요철면(26)에 의하여 수지판(20)에 타공망(18)이 일체형으로 성형되어 수지판(20)의 표면을 용융시키는 작용을 하게된다.

또한 성형 로울러(2)(2')의 간격을 조절하기 위해서는 조절축(16)을 회전시키면 상판(15)에서 조절축(16)이 회전되면서 조절공간(14)에서 조절대(13)가 조절판(12)을 통하여 상,하로 이송되므로 성형 로울러(2)를 이동시켜 간격을 조절함으로써 요철면(26)의 깊이를 조절할 수 있는 것이다.

그리고 요철면(26)은 성형 로울러(2)(2')의 온도와 요철부(25)에 의하여 그 크기와 깊이가 조절되고 타고망(18)을 시트(17)에 박아 일체형이 되도록 고정시키는 것이며, 타공망(18)은 일측으로 돌출 타공망(24)이 설치되고 대략 ㄷ형으로 형성하여 중앙에 공간부(19)가 형성되도록 하였다.

이때 공급 안내판(3)은 폭이 매우 넓어서 하나의 수지판(20)을 공급할 수 있는 동시에 3개 정도를 공급하여 한번에 3개의 시트(17)를 동시에 성형할 수 있는 것이며, 넓은 폭의 성형이 가능하여 융착용 시트(17)의 폭을 자유롭게 조절할 수 있고, 한쌍의 성형 로울러(2)(2')를 통과시키는 방법이어서 길이를 자유롭게 조절할 수 있는 것이다.

이와 같이 성형된 융착용 시트(17)는 타공망(18)이 ㄷ형으로 성형되는 동시에 일측의 돌출 타공망(24)과 함께 일체형으로 수지판(20)에 성형되는 것이다.수지관(27)(27')을 융착하기 위해서는 수지관(27)(27')이 대응되는 곳에서 주변을 깨끗이 청소를 한 후 융착용 시트(17)를 한바퀴 감아서 단자(23)에 전류를 공급하면 리드와이어(22)와 연결단자(21)를 통하여 타공망(18)의 전체면이 전류에 의해 가열되어 수지판(20)을 용융시켜 수지관(27)(27')을 접합시키는 것이다.

이때 단자(21)는 +, - 전류를 공급하며 타공망(18)은 철판을 일자로 찢어서 성형한 것으로 구멍(18')의 크기와 간격이 일정하고 전체적으로 한선을 연결한 것과 같은 작용으로 공급되는 전류의 저항값이 일정하여 수지관(27)(27')의 접합시 안정성을 제공하는 것이다.상기 타공망(18)는 한선을 연결한 것과 같으며, 수지판(20)에 일체형으로 형성된 후 발열과정에서 단선되는 부분이 없으므로 전체면에서 균일한 발열을 통하여 수지판(20)이 전체면에서 균일한 용융이 이루어지도록 함으로써 수지관(27)(27')의 전체면에서 균일한 접합성능를 제공하는 것이다.또한 융착용 시트(17)의 양측면으로 형성되는 톱니형의 요철면(26)은 융착용시트(17)를 수지관(27)(27')에 감을 때 적은 힘으로도 간편하게 구부릴 수 있도록 하여 융착용 시트(17)의 설치작업이 편리하며, 타공망(18)에 의한 용융 속도를 향상시키고 용융량을 증가시키도록 한다.그리고 타공망(18)이 형성된 쪽에서는 수지판(20)의 용융이 평면형보다 쉽게 이루어지므로 융착용 시트(17)로 인하여 수지관(27)(27')의 융착을 견고하게 할 수 있는 것이다.또한 돌출 타공망(24)을 설치하여 공간부(19)로 인하여 융착이 되지 않는 부분에 의한 누수현상이 발생되는 결점을 해소하여 수지판(20)이 용융되지 않는 면을 최소화함으로써 전체면에서 융착이 이루어져 누수현상의 발생을 방지하는 것이다.

본 발명은 금속판을 찢으면서 이송하는 과정에서 600℃의 열을 가열하면서 당겨 구멍의 크기와 간격을 일정하게 하고 한선으로 연결된 것과 같은 타공망를 통하여 수지관의 융착시 수지판이 균일하게 용융되어서 안정되고 견고한 융착성능을 제공하는 것이다.

본 발명은 수지판에 타공망을 올려놓고 일체형으로 성형하면서 한쌍의 성형로울러로 인하여 수지판의 양측면이나 한쪽면에 톱니형으로 성형되는 요철면으로 수지관을 융착시킬 때 융착용 시트의 구부림이 용이하여 작업이 편리하도록 하는 것이다.

본 발명은 수지판에 성형되는 톱니형의 요철면으로 인하여 타공망에서 공급되는 전류로 용융이 쉽게 이루어져 안정된 융착성능을 제공하는 것이다.

본 발명은 타공망의 일측으로 돌출 타공망을 형성하여 공간부가 있어서 융착되지 않는 부분의 면적을 최소화하여 전체면에서 균일한 융착을 제공함으로써 누수현상을 방지하는 것이다.

Claims (2)

1. 금속판을 공급하여 구멍(18')을 타공하면서 600℃의 열을 가하면서 당겨 구멍(18')의 간격과 크기를 늘리는 타공망(18)의 가공과정과,

   상기 타공망(18)의 하측으로 수지판(20)을 200℃로 가열되는 요철면(25)가 형성된 한쌍의 성형 로울러(2)(2')를 통과시켜 톱니형의 요철면(26)이 형성되며 타공망(18)과 수지판(20)이 일체형으로 된 시트(17)를 성형함을 특징으로 하는 수지 관 융착용 시트 성형방법.
2. 공급안내판(3)의 일측에서 요철부(25)가 형성되어 회전되는 한쌍의 성형 로울러(2)(2')와,

   상기 성형로울러(2)(2')가 조절공간(14)에서 조절판(12)에 지지되어 상판 (15)을 통하여 조절축(16)으로 간격이 조절되도록 설치되며,

   모터(6)의 구동이 회전축(9)과 벨트(10)(11)를 통하여 회전되는 성형 로울러 (2)(2')의 사이로 공급되는 수지판(20)과 타공망(18)을 공급하여 시트(17)를 성형함을 특징으로 하는 수지관 융착용 시트 성형장치.