KR100465981B1

KR100465981B1 - 연소방지 합성수지관 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100465981B1
Application number: KR1020030025741A
Authority: KR
Inventors: 김학건
Original assignee: (주)명성화학
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2005-01-13

Abstract

본 발명은 합성수지를 이용한 합성수지관을 제조함에 있어서 연소방지기능을 갖는 합성수지관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조사장치에 의한 표면처리층 또는 연소방지층을 갖도록 하여 화력에 취약함을 해소하고 강도를 향상시키며 긁힘이나 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하는 연소방지 합성수지관 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 합성수지관(1)이 성형되는 과정에서 합성수지를 공급하여 합성수지관(1)의 일측으로 편수칼라(15)가 성형되도록 하는 편수관 성형과정과,

상기 합성수지관(1)이 성형되면서 공급되는 과정에서 조사장치(8)를 통과하면서 감마선이 조사되어 합성수지관(1)의 표면 또는 내경에 가교가 이루어진 표면처리층(13)이 성형되도록 하는 조사과정과,

상기 합성수지관(1)의 표면 또는 내경에 가교가 이루어진 후 일정한 규격으로 절단장치(9)에서 절단하여 편수칼라가 일체형으로 성형된 합성수지관(1)을 제조함을 특징으로 하는 것이다.

Description

연소방지와 강도가 향상된 합성수지관 및 그 제조방법{a}

본 발명은 합성수지를 이용한 합성수지관을 제조함에 있어서 연소방지기능을 갖는 합성수지관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조사장치에 의한 표면처리층 또는 연소방지층을 갖도록 하여 화력에 취약함을 해소하고 강도를 향상시키며 긁힘이나 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하는 연소방지와 강도가 향상된 합성수지관 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래 합성수지를 이용한 관은 오수관, 우수관, 하수관, 수도관, 전선관 등 다양한 형태로 사용되었으며, 그 범위 또한 매우 넓게 분포되어 있는 실정이다.

그러나 합성수지는 재사용이 어렵고, 성형된 이후에도 강도가 저하되므로 그 사용범위에 한계가 있었다.

종래 수도관 중 주철로 이루어진 경우에는 장기간 사용하는 경우에는 녹이 발생되어 강도가 급격하게 저하된 후 파손되는 결점이 있으며, 내부에서 발생되는 다양한 오염물질이 생존하고 있으므로 사용자들의 건강을 크게 위협하는 수준에 이르렀다.

이를 방지하기 위하여 최근에는 합성수지관을 이용하여 수도관으로 사용하는 경우가 많으나, 강도가 낮고 항균성을 제공할 수 없는 문제점이 있다.

또한 하수관으로 사용되는 경우에는 내부가 사각형의 중공부(10)를 갖는 프로파일(3)을 주압출기(2)에서 압출하여 냉각장치(4)를 통과시키며 냉각시킨 후 와인더장치(5)에 공급하면서 프로파일(3)의 사이에 보조압출기(6)에서 연결수지(12)를 공급하여 합성수지관(1)을 제조하는 이중벽 하수관 또는 삼중벽 하수관이 제공되었다.

그러나 이러한 하수관은 내부가 중공부를 갖고 있으므로 토압이나 윤압에 매우 취약한 형태를 갖고 있다.

또한 합성수지관을 연결시키는 작업중 시트를 이용하여 외부 또는 내부에서 전원 또는 화력(버너)을 이용하는 경우에는 연결작업시에 발생되는 열원으로 인하여 합성수지관의 내부에서 화재가 발생되어 연결이 완료된 합성수지관을 모두 태워버리거나 주변의 야산이나 건물에 화재를 발생시키는 원인이 되었다.

그리고 표면과 내측면이 동일한 재질로 이루어지며, 매우 취약한 합성수지를 이용하므로 운반중이나 작업시에 표면에 긁힘 현상이 발생하거나 날카로운 부분에 충격이 가해지는 경우에는 구멍이 나거나 약해지므로 설치된 이후에 취약한 부분에 의해서 누수현상 및 파손현상이 발생되는 결점이 있었다.

또한 성형이 완료된 합성수지관을 대개 6m의 길이로 절단하여 매설작업시에는 합성수지관을 시트를 이용하여 연결시키게 되나, 합성수지관과는 별도로 제작하므로 별도로 관리되거나 연결작업이 매우 어려운 결점이 있었다.

또한 합성수지관을 제조한 후에 제조하는 플랜지식 또는 편수칼라 방식은 완성된 합성수지관에 플랜지 또는 편수칼라를 연결시키기 위한 별도의 작업을 수행해야 하며, 이를 위해서는 용융수지를 냉각시키기 위한 시간의 소모가 많아서 대중화되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로 합성수지관을 제조하는 동시에 편수칼라를 제조할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 합성수지관의 제조과정에서 조사장치를 통하여 표면 또는 내경에 화학가교를 실시하여 강도가 향상되며 견고하여 긁힘이나 파손현상을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 합성수지관의 제조과정에서 보조압출기를 통하여 표면에 강도를 향상시키고 연소를 방지하는 불연층이 표면처리층을 대신하여 성형할 수 있도록 하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 합성수지관의 제조과정도

도 2 는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 합성수지관의 제조과정도

도 3 은 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸 합성수지관의 제조과정도

도 4 는 본 발명의 합성수지관에 대한 확대단면도

도 5 는 본 발명의 합성수지관에 대한 다른 확대단면도

도 6 은 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸 단면도

도 7 은 본 발명의 표면처리장치에 대한 설치상태 평면도

도 8 은 본 발명의 표면처리장치에 대한 설치상태도

도 9 의 a∼h는 본 발명의 프로파일에 대한 실시예시도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : 합성수지관 2 : 주압출기

3 : 프로파일 4 : 냉각장치

5 : 와인더장치 16, 6 : 보조압출기

7 : 편수관 성형장치 8 : 조사장치

9 : 절단장치 10 : 중공부

11 : 불연층 12 : 연결수지

13 : 표면처리층 14 : 외피층

15 : 편수칼라

본 발명은 합성수지를 공급하여 용융시킨 후 금형에서 내부에 사각형의 중공부(10)를 갖는 프로파일(3)을 주압출기(2)에서 공급한다.

프로파일(3)은 냉각장치(4)에서 냉각된 후 와인더장치(5)에 나선형으로 연속해서 공급되는 것이다.

와인더장치(5)에 나선형으로 공급되는 프로파일(3)의 사이에는 보조압출기(6)에서 용융된 수지인 연결수지(12)를 공급하여 프로파일(3)이 연속해서 연결되며 합성수지관(1)이 성형되도록 하는 것이다.

상기 합성수지관(1)이 성형되는 과정에서 합성수지관(1)의 한쪽 선단에 용융된 합성수지를 공급하되 일부가 합성수지관(1)의 선단에 일체형으로 고정되면서 편수칼라(15)를 성형할 수 있도록 하는 편수관 성형장치(7)를 통과시키는 것이다.

이때 편수관 성형장치(7)는 합성수지관(1)만 생산하는 경우에는 생략할 수 있는 것이다.

합성수지관(1)은 성형되면서 이송되는 과정에서 조사장치(8)를 통과시켜 50 ~ 3,500keV의 감마선이 조사되도록 하여 표면처리층(13)이 표면이나 전체면 또는 내경에 성형되도록 하는 것이다.

이때 조사장치(8)에서 조사되는 감마선으로 인하여 중합 촉매는 가교 개시제(촉매)가 필요없이 불순물이 거의 없는 순수한 중합체를 얻을 수 있는 것이다.

조사장치(8)는 방사선(감마선)의 투과력에 의한 반응으로 고체상태에서 중합 시킬 수 있으며, 계 전체면에 균일한 중합개시종을 생성시킬 수 있는 것이다.

선량율을 변화시켜 개시종 생성속도의 조절이 가능하므로 중합속도 조절이 가능하며, 중합된 폴리머의 지속적인 작용으로 가교반응을 동시에 얻을 수 있는 것이다.

즉, 조사장치(8)는 합성수지관(1)에 감마선을 조사하여 감마선 가교, 미생물의 멸균, 살균이 가능한 것이며, 물질의 화학적 결합구조를 변화시켜 보다 안정한 구조로 전화되거나 원하는 물성으로 개질할 수 있는 것이다.

가교 단면에 편심이 발생하지 않고 360도 균일한 가교를 지닌 제품을 제공하며 매끄럽고 윤기 있는 외장의 제품을 제공하고 내열성을 향상시키는 것이다.

조사장치(8)를 통과하면서 가교된 합성수지관(1)은 절단장치(9)를 통과하면서 일정한 규격으로 절단되는 것이다.

또한 본 발명은 도 2 와 같이 와인더장치(5)의 선단에 편수관 성형장치(7)를 설치하지 않고 성형되는 합성수지관(1)이 조사장치(8)를 직접 통과하도록 한 후 절단장치(9)를 통하여 일정한 규격으로 절단되는 것이다.

또한 본 발명은 도 3 과 같이 와인더장치(5)의 일측으로 보조압출기(16)를 설치하여 성형된 합성수지관(1)의 외측으로 외피층(14)을 공급하여 합성수지관(1)을 일정한 두께로 감싸도록 하여 외피층(14)이 조사장치(8)를 통과하면서 가교처리에 의해 표면처리리층(13)을 형성할 수 있도록 하는 것이다.

또한 상기 표면처리층(13)을 대신하여 조사장치(8)를 통과하면서 가교과정을 거치지 않고 합성수지관(1)의 표면에 보조압출기(16)에서 불연성 기능을 갖는 합성수지를 용융시켜 합성수지관(1)의 전체면을 감싸서 연소를 방지할 수 있는 불연층(11)을 도 6 과 같이 성형할 수 있으므로 표면처리층(13)이 없는 합성수지관(1)을 성형할 수 있는 것이다.불연성 기능을 갖는 합성수지는 주바인드로 이브에이 에멀젼(EVA emulsion) 수지 또는 폴리에틸렌 수지에 할로겐계 난연제와 무기물, 산화방지제, 퍼옥사이드와 같은 가교제 등이 혼합된 수지조성물을 사용할 수 있는 것이다.또한 올레핀계 수지를 베이스로 하여 할로겐계 난연제와 무기계 난연제를 마스터 배치화한 후 일정한 조성을 갖도록 첨가하며, 올레핀계 수지를 베이스로 수지로 하여 수가교 촉매 0.1∼1 중량부를 마스터 배치화한 후 상기와 동일한 조성을 갖도록 첨가하는 난연 수지 조성물을 사용하는 것도 가능하다.본 발명은 표면처리층(13)이 가교처리되거나 불연층(11)을 도 6 과 같이 성형하는 합성수지관은 표 1의 하중압력 비교표에서 보는 바와같이 ASTM D 638 방법을 이용하여 관의 하중압력을 측정하였으며, 그 결과 강도가 크게 차이남을 확인할 수 있으므로 강도를 크게 향상시키는 것이다.[표 1] 관의 하중압력 비교표또한, 본 발명은 표 2의 연소방지성능 비교시험 데이터와 같이 ASTM D 3418 방법을 이용하여 발화시간을 측정한 결과, 기존의 이중벽 하수관이나 수도관에 비하여 연소방지성능이 우수함을 확인할 수 있다.[표 2] 연소방지성능 비교시험 데이터

또한 본 발명은 도 7 과 도 8 에 도시한 바와 같이 조사장치(7)를 다른 방법으로 실시할 수 있는 것으로 가이드장치(18)에서 합성수지관(1)을 고정대(19)로 상, 하측에서 세워지게 설치되어 고정시킬 수 있도록 하며, 고정대(19)의 하측으로 회전기어(20)가 설치되어 일정한 궤적을 따라서 이동을 안내하는 고정기어(21)와 결합되어 있도록 하되, 회전기어(20)는 고정기어(21)를 따라 회전이동하는 동시에 가이드대(22)를 따라서 일정한 궤적으로 운동되도록 한다.또한 회전기어(20)가 일정한 궤적을 운동할 때 고정기어(21)와 접촉되면서 빔이 조사되는 위치에서는 회전기어(20)가 고정기어(21)를 따라서 회전되므로 합성수지관(1)의 전체면에 감마선이 조사되어 가교가 이루어지도록 할 수 있는 것이다.즉, 합성수지관(1)은 양측에서 고정대(19)로 고정된 상태에서 하측의 회전기어(20)가 고정기어(21)를 따라 회전이동하면서 가이드대(22)를 따라서 운동하며 이동되도록 하는 것이다.

상기 프로파일(3)은 도 9 a∼h와 같이 중공부(10)를 각각 ㅁ형, -자형, ㅣ자형, +자형, ×형, /형, ∧형, ◇형과 같이 다양한 형태로 성형할 수 있는 것이다.

또한 합성수지관(1)을 연결시키는 방법은 편수칼라(15)를 이용한 방법 뿐만아니라 플랜지를 이용한 맞대기 융착법, E/F시트를 이용한 전기융착법, 열수축시트를 이용한 시트융착법, 함멜트를 이용한 다양한 융착법의 적용이 가능한 것이다.본 발명의 합성수지관(1)은 이중벽 하수관, 수도관, 우수관, 유공관과 같이 수지(PE)와 HDPE 계통을 이용한 모든 관에 적용된다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.

[실시예1]

(1) 합성수지관 성형과정

수지(PE)를 용융시켜 주압출기(2)에서 사각형의 중공부(10)를 갖는 프로파일(3)을 공급하여 냉각장치(4)에서 냉각된 후 와인더장치(5)에 나사식으로 공급되도록 하면서 프로파일(3)의 사이에 보조압출기(6)에서 연결수지(12)가 공급되어 프로파일(3)이 연결되면서 원형의 합성수지관(1)이 성형되도록 한다.

(2) 편수관 성형과정

합성수지관(1)이 성형되는 과정에서 합성수지를 공급하여 합성수지관(1)의 일측으로 편수칼라(15)가 성형되도록 하는 것이다.

(3) 조사과정

합성수지관(1)이 성형되면서 공급되는 과정에서 조사장치(8)를 통과하면서 50 ~ 3,500keV의 감마선이 조사되어 합성수지관(1)의 표면 또는 내경에 가교가 이루어진 표면처리층(13)이 성형되도록 하는 것이다.

(4) 절단과정

합성수지관(1)의 표면 또는 내경에 가교가 이루어진 후 일정한 규격으로 절단장치(9)에서 절단하여 편수칼라가 일체형으로 성형된 합성수지관(1)을 제공한다.

[실시예2]

(1) 합성수지관 성형과정

주압출기(2)에서 사각형의 중공부(10)를 갖는 프로파일(3)을 공급하여 냉각장치(4)에서 냉각된 후 와인더장치(5)에 나사식으로 공급되도록 하면서 프로파일(3)의 사이에 보조압출기(6)에서 연결수지(12)가 공급되어 프로파일(3)이 연결되면서 원형의 합성수지관(1)이 성형되도록 한다.

(2) 조사과정

(3) 절단과정

[실시예3]

(1) 합성수지관 성형과정

(2) 외피층 성형과정

프로파일(3)과 연결수지(12)의 외측으로 일정한 두께의 용융수지를 공급하여 전체면을 도포할 수 있도록 하는 외피층(14)을 성형한다.

(3) 편수관 성형과정

(4) 조사과정

합성수지관(1)이 성형되면서 공급되는 과정에서 조사장치(8)를 통과하면서 50 ~ 3,500keV의 감마선이 조사되어 합성수지관(1)의 표면 또는 내경에 가교가 이루어지도록 하는 것이다.

(5) 절단과정

본 발명은 합성수지관을 제조하는 동시에 편수칼라를 제조할 수 있도록 하여 플랜지나 편수칼라를 별도로 성형하기 위한 공정이 필요 없도록 하는 것이다.

본 발명은 합성수지관의 제조과정에서 조사장치를 통하여 표면 또는 내경에 화학가교를 실시하여 불연기능을 제공하는 동시에 강도가 향상되며, 표면이 매끄럽고 균일하며 견고하여 긁힘이나 파손현상을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 합성수지관의 제조과정에서 보조압출기를 통하여 표면에 불연소 기능과 강도를 향상시키는 연소방지층을 추가로 성형할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 조사장치를 통하여 감마선을 합성수지관에 조사하여 가교에 의한 내열성과 내마모성을 갖는 합성수지관을 제공하여 강도를 향상시켜 윤압과 토압을 잘 견디며 합성수지관의 연결과정에서 발생되는 화재를 방지할 수 있는 것이다.

Claims

주압출기(2)에서 중공부(10)가 형성된 프로파일(3)을 공급하여 냉각장치(4)를 통과시킨 후 와인더장치(5)에서 프로파일(3)의 사이에 보조압출기(6)로부터 연결수지(12)가 공급되어 합성수지관(1)을 성형함에 있어서,

상기 합성수지관(1)의 성형시에 일측으로 편수칼라(15)가 동시에 성형되며 합성수지관(1)의 표면 전체면에 감마선이 조사되어 가교된 표면처리층(13)을 갖도록 함을 특징으로 하는 연소방지와 강도가 향상된 합성수지관.
주압출기(2)에서 중공부(10)가 형성된 프로파일(3)을 공급하여 냉각장치(4)를 통과시킨 후 와인더장치(5)에서 프로파일(3)의 사이에 보조압출기(6)로부터 연결수지(12)가 공급되어 합성수지관(1)을 제조함에 있어서,

상기 합성수지관(1)이 성형되면서 공급되는 과정에서 조사장치(8)를 통과하면서 감마선이 조사되어 합성수지관(1)의 표면 또는 내경에 가교가 이루어진 표면처리층(13)이 성형되도록 하는 조사과정과,

합성수지관(1)의 표면 또는 내경에 가교가 이루어진 후 일정한 규격으로 절단장치(9)에서 절단하여 합성수지관(1)이 제조됨을 특징으로 하는 연소방지 합성수지관의 제조방법.
제2항에 있어서, 합성수지관(1)이 성형되는 과정에서 합성수지를 공급하여 합성수지관(1)의 일측으로 편수칼라(15)가 성형되어 조사과정에 공급되도록 함을 특징으로 하는 연소방지 합성수지관의 제조방법.
제2항에 있어서, 합성수지관(1)의 외측으로 보조압출기(16)를 통하여 외피층(14)을 성형한 후 감마선을 조사하여 외피층(14)에 표면처리층(13)이 성형됨을 특징으로 하는 연소방지와 강도가 향상된 합성수지관의 제조방법.