KR100458485B1 - 보강층을 갖는 이중벽하수관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보강층을 갖는 이중벽하수관에 관한 것으로서 보다 상세하게는 외측표면에 소정 두께를 갖는 보강층을 형성시켜 이중벽하수관을 제조시 발생되는 변형을 보강하여 경도 및 강도를 향상시킴과 동시에 자외선에 의한 관의 파손을 방지하여 관의 수명을 연장하도록 한 보강층을 갖는 이중벽하수관에 관한 것인바, 본 발명은 소형관압축기에서 합성수지재를 액상화하여 이를 압출 공급하여 소정의 단면 형상을 갖는 소형관을 성형하고 이를 곧바로 드럼에 감은 다음 권선된 소형관 사이 공간에 액상의 수지가 주입되여 소형관을 접합하여 이루어진 이중벽하수관에 있어서, 상기 드럼에 감겨진 상태에서 액상의 수지를 소형관 사이에 주입하여 접합한 다음 이의 표면에 소형관과 동일계 합성수지 또는 상용성이 있는 다른 합성수지 재료로 두께가 3-5mm인 보강층을 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

보강층을 갖는 이중벽하수관{Dual wall drain tube with reinforcement layer}

본 발명은 보강층을 갖는 이중벽하수관에 관한 것으로서 보다 상세하게는 외측표면에 소정 두께를 갖는 보강층을 형성시켜 이중벽하수관을 제조시 발생되는 변형을 보강하여 경도 및 강도를 향상시킴과 동시에 자외선에 의한 관의 파손을 방지하여 관의 수명을 연장하도록 한 보강층을 갖는 이중벽하수관에 관한 것이다.

합성수지재를 재료로 쓰는 하수관 제조에서는 변형과 파괴에 대비하기 위해 적절한 강도를 부여한다. 구조적으로는 강도가 크면서도 가볍고 재료를 적게 쓰면서 관을 제조하는데 관심이 모아져 왔으며, 이러한 측면에서 새로운 구조재료의 설계도 병행되어 왔다.

관의 강도에 영향을 미치는 인자는 관의 구조, 관을 형성하는 구조재료 그리고 제조과정에서 구조재료를 소성변형 시킬때 나타나는 결함이나 구조재료가 가지는 원래의 열적특성 등이며, 관의 강도에 미치는 변수는 관의 구조, 선택된 구조재료, 관의 제조 공정 및 장치 등에서 나타난다. 이들은 모두 예측 가능하지만 관의 설계와 제조에서 이러한 사항을 전부반영시키기는 어렵고, 정해진 구조재료에 알맞는 제조공정 등을 사용하거나 구조설계를 할 때 기구적인 강도가 유지되도록 해주는 정도로 관의 재료를 선택하고 제작한다.

강도면에서 관의 구조도 중요한 부분을 차지하지만 기본적으로는 적절한 제조공정의 설계가 더 큰 비중을 차지한다. 그만큼 관의 구조설계를 통해 필요로 하는 관 강도를 얻을 수 있는 범위는 매우 제한돼 있으며, 이에 따라 구조재료의 열적특성을 고려하여 구조재료가 가지는 강성을 최대로 발휘하도록 유도해 내는 하수관 제조 기술이 관의 강도에 미치는 영향이 더 커지게 되었다.

구조재료로 합성수지를 사용하는 알려진 관 제조 기술은, 압출-성형-냉각-인취-절단 등의 공정을 차례로 거쳐서 관을 제조하는 기술로서, 재료를 적게 쓰면서도 큰 강도를 얻기 위해 각 공정별로 구조재료의 안정된 소성변형에 적절한 분위기를 만들어 주는 방법을 적용하고 있다.

이 방법을 통해 만들어지는 관의 단면 형태는 솔리드층으로 이루어지는 형태로서 일반적으로 수도관,자켓관,전선관,기타리지드관(Rigid pipe) 등의 제조에 쓰이고 있다.

합성수지를 재료로 하는 하수관 제조에서는 재료의 사용량을 줄이면서도 지중 매설시 토압과 윤압에 견디는 강성을 유지하고, 두께를 가볍게 하는 등의 일정한 조건을 만족 시킬 수 있게 관 단면을 설계하고 있는데, 대표적으로는 관 단면에공백을 만들고 이 공백이 차지하는 만큼 재료의 양과 두께를 줄이는 방법을 이용하는 것이다. 그러나 이렇게 만들어지는하수관은 단면에 공백이 그대로 남아 관의 강도를 떨어뜨리는 문제를 가져왔다.

따라서 하수관의 관 단면 설계에서는 재료의 양을 절감하면서도 어떻게 토압이나 윤압에 견디는 충분한 강도를 유지할 수있는가에 관 제조 기술이 집중되었다. 그 일예는 일본특허공보 평3-205137호에 소개된 대구경 플라스틱관의 제조방법과, 대한민국 특허출원공개 공개번호 제93-10322호의 하수관 구조에 소개 되었는데, 이들은 모두 중공상으로 홀 또는 각형의 홈을 갖는 일정한 형태의 소형관을 먼저 압출해서 만들고 이것을 드럼에 감아돌려 안팎이 평활한 형태의 하수관으로 만드는방법을 적용하였다. 여기서 소형관이 갖는 홀의 형태는 압출다이에 의해 정해져 다양한 형태의 중공형 홀의 제작도 가능해졌다.

또 다른 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 소형관압축기(200)에서 합성수지재를 액상화하여 이를 압출 공급하면 소형관성형기(600)에서는 소정의 단면 형상을 갖는 소형관(300)을 형성시킨다.

이때, 도면상에는 미도시되어 있지만 소형관의 내측으로 충진재가 체워지며 소정의 단면 형상을 갖는 소형관(300)이 곧바로 다수의 로울러로 구성된 드럼(100)에 감져지게 되고 이 과정에서 소형관(300) 사이 공간에 접합수지공급부(400)로부터 액상의 수지가 주입되여 압착롤러(700)로 눌리어져서 소형관(300)을 접합하는 방식이 있다.

상기한 제조방법은 사각 또는 원형의 단면 형상을 갖는 소형관(300)을 드럼(100)에 감는 과정에서 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 굽힘모멘트 M이 작용할 때 중립면상의 AB는 인장이나 압축이 발생하지 않는 면이므로 변형이 없으나, 중립면의 윗부분에서는 압축력이 작용되어 도면부호 m,p'는 m,p로 축소되고 도면부호 p,p'만큼 압축변형이 일어난다. 한편, 중립면의 아랫부분에서는 인장력이 작용하여 도면부호 C,D'는 CD로, 도면부호 n,q'는 n,q로 각각 D'D, q'q만큼 인장변형이 일어난다.

상기와 같이 변형이 일어남으로 드럼에 감겨진 소형관의 단면구조는 중립면을 중심으로 내측면은 압축이 일어남으로 격자들의 배열이 조밀해지고 반대로 외측면 쪽으로는 격자배열이 넓어져 경도 및 강도가 약화되는 문제점이 있었으며 더욱이 약화된 표면에 직사광선을 장시간 쏘이면 자외선에 의해 재료의 조직이 분열을 일으켜 쉽게 파손되는 등의 문제점도 있었다.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은 드럼에 감을 때 발생되는 변형부위에 자외선을 차단하는 보강층을 형성시켜 내측면의 조직배열과 유사한 강도 및 경도를 갖을 수 있도록 함과 동시에 자외선에 의한 관의 파손을 방지하여 관 수명을 연장하도록 한 보강층을 갖는 이중벽하수관에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 소형관압축기에서 합성수지재를 액상화하여 이를 압출 공급하여 소정의 단면 형상을 갖는 소형관을 성형하고 이를 곧바로 드럼에 감은 다음 권선된 소형관 사이 공간에 액상의 수지가 주입되여 소형관을 접합하여 이루어진 이중벽하수관에 있어서, 상기 드럼에 감겨진 상태에서 액상의 수지를 소형관 사이에 주입하여 접합한 다음 이의 표면에 소형관과 동일계 합성수지 또는 상용성이 있는 다른 합성수지 재료로 두께가 3-5mm 정도 되도록 보강층을 포함하여 이루어진 것을 특징이 있는 보강층을 갖는 이중벽하수관에 의하여 달성된다.

도 1은 일반적인 이중벽하수관의 제조방법을 보여주는 측면도.

도 2는 드럼에 소형관을 감았을 때 발생되는 변형의 예를 보여주는 예시도.

도 3은 본 발명인 이중벽하수관의 구조를 보여주는 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면다음과 같다.

첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 기술이 적용된 보강층을 갖는 이중벽하수관은 압출기를 통해 액상의 수지를 압출하여 압출 다이를 통해 사각 소형관(10)을 연속적으로 압출하는 단계를 거치고, 상기 압출 다이로 부터 압출되는 사각 소형관(10)을 진공.성형.냉각 시키는 단계를 거쳐 고형화된 사각 소형관(10)을 제조하는 공정으로 부터 얻어진 사각 소형관을 드럼의 측방향에서 수평 진행 경로로 보내는 사각 소형관 유도 공정을 경유한다.

상기 공정으로 부터 고형화된 사각 소형관(10)을 드럼으로 인도하는 소형관 유도 과정을 거쳐 회전하는 드럼에 사각 소형관을 공급하여 권선시킨 다음 상기 공정에서 조성된 사각 소형관 결합면 사이에 액상의 수지(30)를 수직방향에서 공급하는 공정을 경유하여 상기 액상의 수지(30)를 압착하여 인접하게 권선된 소형관(10)을 일체화 시킨 다음 이의 표면에 소형관(10)과 동일계 합성수지 또는 상용성이 있는 다른 합성수지 재료로 두께가 3-5mm인 보강층(50)을 형성시킨다.

그리하면 첨부도면 도 2에서와 같이 중립면의 윗부분은 조직이 조밀한데 반하여 하부는 조직이 넓게 분포됨으로 약하되었던 경도 및 강도가 조직이 약화된 표면에 보강층을 형성시키므로서 충격에 강하며 강도 및 경도가 극대화 된다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명은 외측표면에 소정 두께를 갖는 보강층이 형성된 관계로 전체 중량이 향상됨으로 무게감을 갖을 수 있으며 더욱이 이중벽하수관을 제조시 발생되는 변형을 보강하여 경도 및 강도를 향상시킴과 동시에 자외선에 의한 관의 파손을 방지하여 관의 수명을 연장할수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 소형관압축기에서 합성수지재를 액상화하여 이를 압출 공급하여 소정의 단면 형상을 갖는 소형관을 성형하고 이를 곧바로 드럼에 감은 다음 권선된 소형관 사이 공간에 액상의 수지가 주입되여 소형관을 접합하여 이루어진 이중벽하수관에 있어서,

   상기 드럼에 감겨진 상태에서 액상의 수지를 소형관 사이에 주입하여 접합한 다음 이의 표면에 소형관과 동일계 합성수지 또는 상용성이 있는 다른 합성수지 재료로 두께가 3-5mm 정도 되도록 보강층을 포함하여 이루어진 것을 특징이 있는 보강층을 갖는 이중벽하수관.
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