KR100417032B1 - 수지파이프의 접합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원형 수지파이프의 접합부분을 적외선의 열원으로 용융시켜 접합함으로써 간편한 시공으로 작업성을 향상시키면서 강도와 기밀성을 높이도록 하는 수지파이프의 접합방법에 관한 것이다. 본 접합방법은 수지파이프와 수지파이프의 연결할 단부들을 내입하는 연결구의 내측부와 상기 수지파이프의 표면부에 발열필름을 배치하고, 상기 수지파이프의 외부 소정위치에 적외선램프를 배치시키며, 상기 적외선램프에서 제공된 적외선을 기초로 상기 발열필름으로 유도되는 용융열에 의해 파이프들의 수직 및 수평면을 용융접합한다. 이에 따라 연결구의 외부에서 방사되는 적외선에 의해 수지파이프의 용융접합을 이루어 간단한 구조로 비용절감을 이루면서 내부에 비트의 잔류를 배제함과 동시에 강도와 기밀성을 배영하고, 비파괴 평가를 가능하게 하는 육안검수가 가능하여 안전이 염격히 규정되는 가스공급라인의 적용이 가능하게 한다.

Description

수지파이프의 접합방법{Union Method for Polyethylen Pipe}

본 발명은 수지파이프와 같은 요소들의 접합에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원형 수지파이프의 접합부분을 적외선의 열원으로 용융시켜 접합함으로써 간편한 시공으로 작업성을 향상시키면서 강도와 기밀성을 높이도록 하는 수지파이프의 접합방법에 관한 것이다.

일반적으로, 수지파이프의 접합에 유기용제 또는 접합제를 이용하거나 용융접합이 주로 사용되고 있다.

폴리에틸렌(Poiyethylen : PE)재 파이프의 경우에는 분자결합구조가 매우 안정되어 적합한 유기용재 또는 접착제가 없기 때문에 이러한 재료의 접합은 접합부를 용융시켜 접합하는 것이 가장 적합한 것으로 알려져 왔다. 이렇게 접합부를 용융시켜 접합하는 것은 전기저항열 용융접합, 열판용융접합, 초음파용융접합 및 열기체용융접합 등이 있으나 폴리에틸렌관 배관에는 주로 전기저항열용융접합법과 열판용융접합법이 사용되고 있다.

이러한 종래의 열판용융접합은 도1(a) 내지 도1(d)를 참고하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

서로 연결하는 수지파이프(1)(1a)의 단부간에 열판(2)을 배치하고 수지파이프(1)(1a)를 대응하는 방향으로 압력을 주어 열판(2)을 기초로 가열한다.(도1a 상태)

이렇게 수지파이프(1)(1a)에 대응하는 단부를 열판(2)으로 가열하면서 계속적으로 가압을 하면 열판(2)에 접촉되어 있는 단부가 용융되어 소정의 용융부(3)가 형성된다(도1b 상태))

다음으로는 서로 대응하는 한 쌍의 수지파이프(1)(1a) 사이에 배치되어 있던 열판(2)을 제거하여 용접(도1c 상태)를 이루게 하고, 이어서 용융부(3)를 상호 접합하여 용접함으로서 수지파이프(1)(1a)간의 접합을 이룬다.(도1d 상태)

그러나, 상기와 같은 열판용융접합에 있어서, 광범위한 준비절차 및 5단계의 복잡한 공정을 거쳐야 하므로 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

한편 종래 사용되는 전기저항열접합방법은 도2(a)(b)를 참조하여 상세하게설명하기로 한다.

서로 연결할 수지파이프(1)(1a)들을 연결구(4)로 연결하며, 상기 연결구(4)는 파이프와 동일재질로 형성된 것으로 연결할 파이프 단부들이 마주보게 내입된다. 상기 내입된 파이프 단부들 외측면에 접합되는 연결구(4)의 내측부에는 발열코일(5)이 성형시 감겨져 제공되고, 외주면에는 상기 발열코일(5)에 전류를 공급하도록 단자(6)가 돌출형성되어 있다. 상기 단자에 전원이 연결되면, 저항이 큰 발열코일(5)에서 발생되는 저항열에 의해 연결구(4)의 내측부와 그에 접촉된 파이프(1)(1a)들의 단부 외측면이 용융상태로 되어 일체로 접합됨으로써 파이프(1)(1a)들의 단부들은 연결구를 매개로 하여 서로 연결된다.

그러나, 상기와 같은 전기저항열접합에 있어서, 연결구(4)와 파이프(1)(1a)들의 단부가 용융되기 위해서는 발열코일(5)에 고전류가 단시간에 공급되어야 하므로 이를 위한 정밀제어장치가 필요하고 발열코일(4)은 파이프의 직경, 두께 등을 감안하여 연결구(4) 성형시 내측부에 일정간격으로 권취된 상태로 제공되어야 하는데 그 작업이 매우 어렵기 때문에 고가의 전용장비의 이용이 필수적이다. 또한, 발열코일(4)이 단선된 경우에는 외부로 부터 공급되는 전류가 차단되어 발열코일(4)이 가열되지 못하게 되므로 접합작업을 수행할 수 없는 문제들이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 기술을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 안전이 엄격히 규정되어 있는 가스공급라인에 적용되는 수지파이프의 연결부위가 내부에 비트의 잔류가 없는 상태에서 강도와 기밀성이 양호하게 용융접합을 이루게 하여 작업성을 극대화하면서 제품신뢰성을 확보할 수 있는 수지파이프의 접합방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수지파이프의 접합방법에 의한 기술적 특징은 수지파이프를 용융접합하는 것에 있어서, 수지파이프와 수지파이프의 연결할 단부들을 내입하는 연결구의 내측부와 상기 수지파이프의 표면부에 발열필름을 배치하고, 상기 수지파이프의 외부 소정위치에 적외선램프를 배치시키며, 상기 적외선램프에서 제공된 적외선을 기초로 상기 발열필름으로 유도되는 용융열에 의해 파이프들의 수직 및 수평면을 용융접합시키도록 구성된다.

여기서 상기 연결구의 내측에 제공되는 발열필름은 폴리에틸렌계 블랙필름으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 연결구의 내측에 제공되는 발열필름은 수지파이프와 대응하여 적외선램프의 열을 빠르게 흡수하여 발산하는 합성수지계 고분자필름으로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 열판용융접합 공정도를 나타내고,

도 2a 및 도 2b는 전기저항열접합을 나타내는 종단면도와 사시도이고,

도 3는 본 발명에 따른 접합상태의 구성을 보이는 단면도이고,

도 4는 도 3의 종단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10, 10a : 수지파이프 20 : 연결구

30 : 적외선램프 40 : 발열필름

이하에서, 본 발명의 일 실시예를 예시한 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3는 본 발명에 따른 접합상태의 구성을 보이는 종단면도이고, 도 4는 도 3의 종단면도이다.

도 3 및 도 4를 참고하면 본 발명에 따른 폴리에틸렌관의 접합방법은 연결할 원통형상의 수지파이프(폴리에틸렌관;Polyethylen Pipe, PE 파이프)(10,10a)을 내장하는 연결구(20)와, 그 연결구(20) 외부에 배치되어 소정의 적외선을 방사하는 적외선램프(30)의 방사열을 빠르게 흡수하여 발산하는 발열필름(40)으로 구성된다.

연결구(20)는 HDPE(High density Poly Ethylene)(고밀도 폴리에틸렌)으로 이루어지고, 파이프라인을 형성하는 한 쌍의 수지파이프(10)(10a)의 연결부위를 수용하여 접합을 안전하게 이루는 매개체로 사용되고 있으며, 수지파이프가 용융될 때 충분한 강도를 유지하도록 한다.여기서 HDPE는 선형고분자 물질도 벤젠고리가 위 또는 아래에 랜덤하게 붙어 있다. 이 벤젠 고리가 붙어 있음으로 결정성이 떨어져서 투명하다. 따라서 적외선을 투과시킴으로서 하단에 붙은 내열 필름이 에너지를 흡수할 수가 있다.

발열필름(40)은 카본블랙이 함유된 폴리에틸렌으로서, 연결구(20)의 내측면과 수지파이프(10)(10a)의 표면부에 배치되며, 외부에서 방사되는 적외선의 열원을 빨리 흡수함과 동시에 전달하는 역활을 한다. 보다 바람직한 열원의 유도를 위하여 발열필름(40)은 폴리에틸렌제 블랙필름으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 적외선의 열을 빠르게 흡수하여 발산하는 합성수지계 고분자필름으로 이루어지는 것이 바람직하다.여기서, 발열필름의 용융은 카본블랙이 첨가되어 빛의 흡수량이 급격하게 많아져서 폴리에틸렌수지 파이프에 비해 용융성이 매우 우수하게 된다.또한, 블랙필름은 0.5％ 카본(Carbon) 블랙이 함유된 폴리에틸렌으로 이루어진다.

적외선램프(30)는 수지파이프(10(10a)를 수용한 연결구(20)의 외부 소정지점에 배치되고 수지가 용융될 수 있는 적외선이 방사되는 것으로 그 빛의 파장이나 밝기등은 통상의 공지된 것이나 사용되는 것과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

이상과 같은 본 발명의 수지파이프의 접합방법은 수지파이프(10)와 수지파이프(10)의 단부를 대응하여 접촉한 상태로 연결구(20)에 내장함과 동시에 연결구(20)의 내측면과 수지파이프(10(10a)의 표면부에 발열필름(40)을 배치하고, 상기 연결구(20)의 외부 소정위치에 배치되어 있는 적외선램프(30)로 소정의 적외선을 방사하면 상기 발열필름(40)이 적외선의 열기를 빠른 속도로 흡수하면서 방사하게 되어 수지파이프(10)(10a)로 전달되는 열에 의하여 연결구의 내측부와 그에접촉된 수지파이프가 용융되어 일체화된 상태에서 냉각됨에 따라 견고하게 접합된다.

따라서, 발열필름(40)의 의하여 수지파이프(10)(10a)의 연결한 단부간의 접합은 이물질의 유입없이 안전하고 양호한 상태로 용융접합하게 되어 제품신뢰성을 배양하게 된다.

상술한 바와같이, 본 발명에 따른 수지파이프의 접합방법은 연결구의 외부에서 방사되는 적외선에 의해 수지파이프의 용융접합을 이루어 간단한 구조로 비용절감을 이루면서 내부에 비트의 잔류를 배제함과 동시에 강도와 기밀성을 배영하고, 비파괴 평가를 가능하게 하는 육안검수가 가능하여 안전이 염격히 규정되는 가스공급라인의 적용이 가능한 효과가 있다.

Claims (3)

1. (정정) 수지파이프를 용융접합하는 것에 있어서,

   수지파이프(PE 파이프)와 수지파이프(PE 파이프)의 연결할 단부들을 내입하는 연결구의 내측부와 상기 수지파이프의 표면부에 발열필름을 배치하고, 상기 수지파이프의 외부 소정위치에 적외선램프를 배치시키며, 상기 적외선램프에서 제공된 적외선을 기초로 상기 발열필름으로 유도되는 용융열에 의해 파이프들의 수직 및 수평면을 용융접합시키는 것을 특징으로 하는 수지파이프의 접합방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연결구의 내측에 제공되는 발열필름은 폴리에틸렌계 블랙필름으로 이루어짐을 특징으로 하는 수지파이프의 접합방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결구의 내측에 제공되는 발열필름은 수지파이프와 대응하여 적외선램프의 열을 빠르게 흡수하여 발산하는 합성수지계 고분자필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수지파이프의 접합방법.