KR100661103B1 - 다중 강성 보강구조를 갖는 합성수지관 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 강성 보강대를 이용하여 사각 프로파일의 내부에서 정확하게 형성되어 강도가 크게 향상되는 합성수지관에 관한 것으로,

더욱 상세하게는 중앙에 중공이 형성되는 원형관의 외측으로 다수의 보강 연결대를 갖는 다중 강성 보강대를 이용하여 사각 프로파일의 내부에서 정확하게 설치되어 강도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 다중 강성 보강구조를 갖는 합성수지관 및 그 제조장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 중앙에 중공이 형성되는 원형관의 외측으로 보강 연결대가 돌출되는 다중 강성 보강대와;

상기 다중 강성 보강대의 보강 연결대가 연결되는 결합홈을 갖고 그 결합홈의 외측으로 돌출부를 갖는 사각 프로파일과:

상기 다중 강성 보강대와 사각 프로파일이 연결되어 사각 프로파일 사이에 수지의 공급으로 성형됨을 특징으로 하는 것이다.

합성수지관, 다중 강성 보강대, 사각 프로파일, 금형, 프로파일 금형

Description

다중 강성 보강구조를 갖는 합성수지관 및 그 제조장치{A plastic pipe that have multiplex reinforcement structure and the manufacture device}

도 1 은 종래 복층벽 하수관의 프로파일에 대한 단면도

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 합성수지관의 사시도

도 3 은 본 발명의 다중 강성 보강대 사출용 금형의 사시도

도 4 는 본 발명의 다중 강성 보강대 사출용 금형의 정면도

도 5 는 본 발명의 다중 강성 보강대의 정면도

도 6 은 본 발명의 사각 프로파일 성형용 금형의 사시도

도 7 은 본 발명의 사각 프로파일 성형용 금형의 정면도

도 8 은 본 발명의 사각 프로파일에 대한 정면도

도 9 는 본 발명의 금형과 프로파일 금형의 조립상태 단면도

도 10 은 본 발명의 다중 강성 보강대와 사각 프로파일의 결합상태 단면도

도 11 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 단면도

도 12 는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 단면도

도 13 은 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸 단면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 합성수지관 20 : 프로파일

30 : 열십자 보강대 100 : 다중 강성 보강대

110 : 원형관 120 : 중공

130 : 보강 연결대 150 : 금형

160 : 압출공간 170 : 중공대

200 : 사각 프로파일 210 : 결합홈

220 : 돌출부 250 : 프로파일 금형

260 : 프로파일 중공 270 : 결합홈부

280 : 공간 300 : 창살형 다중 강성 보강대

400 : 엑스자 다중 강성 보강대

본 발명은 다중 강성 보강대를 이용하여 사각 프로파일의 내부에서 정확하게 형성되어 강도가 크게 향상되는 합성수지관에 관한 것으로,

더욱 상세하게는 중앙에 중공이 형성되는 원형관의 외측으로 다수의 보강 연결대를 갖는 다중 강성 보강대를 이용하여 사각 프로파일의 내부에서 정확하게 설치되어 강도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 다중 강성 보강구조를 갖는 합성수지 관 및 그 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지관은 압출에 의하여 성형되는 수도관이 있으며, 오수나 하수를 이동시키는 합성수지관은 우수관 또는 하수관으로 불린다.

상기 하수관은 압출하는 경우 수지의 재질 특성상 강도가 요구치에 이르지 못하게 되므로 내부에 사각형의 중공이 형성되는 사각형의 프로파일을 압출하면서 냉각시킨 후 와인더장치에 나선형으로 공급하여 프로파일이 나선형으로 감길 때 프로파일의 사이에 I자 형태로 수지를 공급하여 프로파일이 연속해서 연결되며 합성수지관을 성형하도록 한다.

그러나 이러한 사각형 프로파일로 이루어진 합성수지관은 강도가 향상되지 못하므로 강도를 향상시킬 수 있는 구조가 요구되었다.

이러한 요구에 부응하기 위하여 실용신안등록 제231570호(2001. 5. 11. 등록)와 같이 사각형의 프로파일 내부에 열십자형태의 보강대가 일체형으로 성형되어 합성수지관을 이루도록 하여 종래의 사각형 프로파일을 사용하는 경우보다 20%정도의 원료가 더 소모되지만 강도는 1.4배정도 향상시키는 합성수지관이 제공되었다.

그러나 사각형의 프로파일 내부에 열십자형태의 보강대를 일체형으로 사출하면서 보강대가 무너지지 않도록 냉각을 하지만 가로방향과 세로방향으로 얇게 세워지면서 사출될 때 아무리 빨리 냉각되는 경우에도 직선형태로 형성되지 않고 늘어지거나 이동된 상태로 성형되므로 성형된 후에는 실제 압력을 받을 때 보강대로써의 역할을 수행하지 못하게 되었다.

결국, 보강대가 열십자 형태로 곧게 성형되지 못하므로 강도를 1.5배 이상 향상시키지 못하는 원인이 되며, 여러 가지의 실험을 통하여 보강대를 열십자 형태로 세울 수 있도록 하였으나 아직도 이러한 문제를 해결하지 못하여 그대로 생산되고 있는 실정이다.

이러한 상기의 결점을 해소하기 위하여 대한민국 특허 제430831호(2004. 4. 28. 등록)가 제안되었으며, 내부에 열십자형태의 보강대를 갖는 사각 프로파일을 PP수지를 이용하여 성형한 후 사각 프로파일을 PE수지로 전체면에서 감싼 후 내경에는 일자형으로 수지를 공급하고 외경에서 T자 형태로 수지를 공급하여 관을 성형하는 것이었다.

그러나 내부에 열십자형태의 보강대를 갖는 사각 프로파일을 PP수지로 성형한 후 외부를 PE수지로 감싸도록 하고 있으나, PP수지와 PE수지는 서로 접착되지 않는 성질에 의하여 접촉부분이 벌어지는 원인이 되고 있으며, PP수지로 성형한 후 외부를 감싸는 제조과정의 추가와 내경과 연결부 및 외경을 분리하여 공급하는 제조과정의 추가에 비하여 강도가 크게 향상되지 못하고 있는 실정에 있다.

또한 PE수지만으로 이루어진 합성수지관을 성형하는 경우에는 노후되었을 때 재활용 할 수 있으나, PP수지와 혼합되어 있는 경우에는 합성수지관을 재활용 할 수 없으므로 오히려 환경을 오염시키는 주범이 될 것이다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 내부에 중공이 형성된 원형관의 외측으로 보강 연결대를 돌출시킨 다중 강성 보강대를 내경과 외측에서 냉각시키므로 성형상태를 정확하게 유지하여 사각 프로파일의 내부에 위치하여 강도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 다중 강성 보강대가 내부에서 일체형으로 성형되는 사각 프로파일을 제공하여 합성수지관의 성형이 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명은 다중 강성 보강대와 사각 프로파일을 독립되게 성형하여 일체형이 되도록 하므로 다중 강성 보강대 또는 사각 프로파일을 다른 색채를 갖도록 하여 구별 성형하거나, 다른 재질을 이용하여 성형할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 중앙에 중공이 형성되는 원형관의 외측으로 보강 연결대가 돌출되는 다중 강성 보강대와;

상기 다중 강성 보강대의 보강 연결대가 연결되는 결합홈을 갖고 그 결합홈의 외측으로 돌출부를 갖는 사각 프로파일과:

상기 다중 강성 보강대와 사각 프로파일이 연결되어 사각 프로파일 사이에 수지의 공급으로 성형됨을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 내부에 중공대가 성형되고 그 외측으로 압출공간을 갖는 금형과;

상기 금형의 일측으로 다중 강성 보강대가 공급되는 공간이 형성되며 사방으로 결합홈부를 갖고 그 일측에서 사각형의 프로파일 중공을 갖는 프로파일 금형이 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 다중 강성 보강대(100)를 성형하는 금형(150)은 중앙에 중공(120)을 성형하는 중공대(170)가 설치되어 있고 내부에 도시하지 않은 구멍이 성형되어 있어서 물 또는 공기를 공급하여 내경에서 냉각이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 중공대(170)의 외측에는 압출공간(160)이 성형되어 있어서, 중공(120)이 성형되는 원형관(110)이 성형되고, 그 원형관(110)의 외측에는 다수의 보강 연결대(130)가 성형되는 다중 강성 보강대(100)를 구성한다.

상기 보강 연결대(130)는 도 5 에 도시한 바와 같이 사방향을 향하여 열십자 형태로 돌출되도록 할 수 있으며, 도 12 에 도시한 바와 같이 원형관(110)의 외측으로 ×자 형태로 엑스자 다중 강성 보강대(400)를 성형할 수 있는 것이다.

상기 다중 강성 보강대(100)는 내부에 원형의 중공(120)이 형성되어 있고 그 외측으로 원형관(110)이 형성되어 있으며, 그 외측에서 사방향으로 보강 연결대(130)를 성형하면서 이들을 금형(150)에서 일체형으로 성형함과 동시에 냉각시키게 되므로 압출되는 과정에서 성형상태가 틀어지거나 변형이 발생하지 않고 원형이 보존되는 것이다.

이와 같이 금형(150)에서 성형된 후 압출되는 다중 강성 보강대(100)는 압출되는 과정에서 외측에서 프로파일 금형(250)을 통하여 사각 프로파일(200)과 일체형으로 성형되는 것이다.

상기 프로파일 금형(250)은 중앙에 사각형의 공간(280)이 형성되고 그 사면의 중앙부분에 결합홈부(270)를 형성하고 그 외측에는 사각형의 프로파일 중공(260)이 성형되는 것이다.

상기 사각 프로파일(200)은 내부에 중공을 갖는 동시에 사면으로 보강 연결대(130)가 위치하는 결합홈(210)이 형성되고 그 결합홈(210)의 양측으로 보강 연결대(130)를 잡아주는 돌출부(220)가 형성되어 있는 것이다.

상기 프로파일 금형(250)은 금형(150)과 일정간격이 떨어진 위치에 설치하여 다중 강성 보강대(100)가 성형되어 냉각된 후 프로파일 금형(250)의 중앙에 형성된 공간(280)으로 공급될 때 프로파일 중공(260)을 통하여 사각 프로파일(200)의 성형으로 도 10 에 도시한 바와 같이 일체형으로 성형되도록 하는 것이다.

또한 도 9 에 도시한 바와 같이 금형(150)과 프로파일 금형(250)을 조립상태로 설치하는 경우에는 중앙의 금형(150)으로 원료를 공급하여 중공(120)이 형성된 원형관(110)의 외측으로 보강 연결대(130)를 갖는 다중 강성 보강대(100)가 성형되도록 하고, 그 외측으로 설치된 프로파일 금형(250)에는 외측에서 프로파일 중공(260)으로 원료가 공급되어 사각 프로파일(200)이 성형되도록 하는 것이다.

또한 도 13 에 도시한 바와 같이 중공(120)과 원형관(110)이 사방향에 형성된 창살형 다중 강성 보강대(300)를 형성하여 사각 프로파일(200)의 내부에서 위치하도록 하여 합성수지관(10)을 성형할 수 있는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 금형(150)의 후방에 압출기를 설치하여 PE수지를 공급하여 용융시킨 후 압출공간(160)에 공급한다.

그러면 압출공간(160)을 통하여 압출되면서 중공대(170)에 의하여 중공(120)이 형성되면서 그 외측으로 원형관(110)이 형성되고 사방으로는 열십자형태의 보강 연결대(130)가 형성되는 다중 강성 보강대(100)가 일체형으로 성형되는 것이다.

상기 다중 강성 보강대(100)는 압출공간(160)에서 중공대(170)의 중앙과 보강 연결대(130)의 외측인 금형(150)의 내부에서 냉각수 또는 냉매가 공급되면서 냉각이 이루어지게 되므로 일체형으로 압출되면서 성형상태가 흐트러지지 않고 그대로 유지되는 것이다.

다중 강성 보강대(100)가 성형된 후 프로파일 금형(250)의 공간(280)으로 공급되면 프로파일 금형(250)의 외측으로 연결된 도시하지 않은 압출기를 통하여 PE수지를 용융시켜 공급한다.

용융된 수지는 프로파일 중공(260)에 공급되어 압출되면서 결합홈부(270)에 의하여 사각 프로파일(200)을 압출시킨다.

압출되는 사각 프로파일(200)은 결합홈부(270)가 위치하는 부분으로 보강 연결대(130)가 공급되므로 보강 연결대(130)는 결합홈(210)에 위치하게 되고, 결합홈(210)의 양측으로 형성된 돌출부(220)에 의하여 보강 연결대(130)의 일부를 감싸면서 일체형으로 연결되는 것이다.

다중 강성 보강대(100)가 프로파일 금형(250)을 통과하여 성형되면 도 10 에 도시한 바와 같이 일체형으로 성형되어 배출되는 것이다.

다중 강성 보강대(100)가 사각 프로파일(200)과 일체형으로 성형되어 배출되면서 냉각수를 통과하면서 냉각된 후 통상의 와인더장치에 나선형으로 공급될 때 노즐에서 I빙 형태의 수지를 공급하여 도 11 과 같이 합성수지관(10)을 성형하는 것이다.

이때 다중 강성 보강대(100)는 사각 프로파일(200)과 분리하여 압출한 후 결합되도록 성형하는 것이므로 서로 색채를 달리하여 성형할 수 있으며, 색채를 달리하여 성형하는 경우에는 색채에 따라서 관의 용도(종류)를 다르게 하므로 관의 용도를 표기할 때 사용할 수 있는 것이며, 이종 재질을 사용하여 성형할 수 있는 것이다.

이와 같이 사각 프로파일(200)의 내부에 다중 강성 보강대(100)가 성형된 합성수지관(10)은 다중 강성 보강대(100)가 정확한 형태를 유지하면서 압출된 것이므로 원형의 합성수지관(10)으로 성형된 후에 외부의 압력에 대하여 효과적으로 대응할 수 있으며, 종래의 이중벽 합성수지관에 대하여 2배 이상의 강성이 유지됨을 확인할 수 있었다.

또한 다중 강성 보강대(100)는 정확한 형태를 유지하면서 강성을 제공하지만, 중공(120)의 외측으로 형성된 원형관(110)이 열십자 형태를 이루는 보강대에 비하여 더욱 높은 강성을 제공할 수 있는 것이다.

본 발명은 도 12 에 도시한 바와 같이 보강 연결대(130)를 ×자 형태로 성형하여 엑스자 다중 강성 보강대(400)를 형성하여 사각 프로파일(200)의 코너에 형성된 결합홈(210)에서 연결되도록 성형할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 도 13 과 같이 창살형 다중 강성 보강대(300)를 형성하여 더욱 큰 강성을 제공할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 내부에 중공(120)이 형성되고 그 외측에 원형관(110)이 형성되도록 하여 외부의 압력에 효과적으로 대응하는 강성을 제공할 수 있도록 하는 데 있 는 것이다.

본 발명은 다중 강성 프로파일을 이용하여 실시예에 대하여 설명하였으나, 필요에 따라서 더욱 다양한 실시예를 제공할 수 있으므로 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도의 기술내용은 모두 본 발명의 권리범위에서 벗어날 수 없는 것이다.

본 발명은 내부에 중공이 형성된 원형관의 외측으로 보강 연결대를 돌출시킨 다중 강성 보강대를 내경과 외측에서 냉각시키므로 성형상태를 정확하게 유지하여 외부의 압력에 대하여 큰 강성을 유지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 다중 강성 보강대를 성형하여 냉각시킨 후 사각 프로파일의 내부에 일체형으로 성형되도록 하여 강도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 다중 강성 보강대가 내부에서 일체형으로 성형되는 사각 프로파일을 제공하여 강도를 향상시키는 것에 비하여 합성수지관의 성형이 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명은 다중 강성 보강대와 사각 프로파일을 독립되게 성형하여 일체형이 되도록 하므로 다중 강성 보강대 또는 사각 프로파일을 다른 색채를 갖도록 하여 구별 성형하거나, 다른 재질을 이용하여 성형할 수 있도록 하는 것이다.

Claims (6)

1. (삭제)
2. 중공형의 프로파일을 압출하여 냉각시킨 후 와인딩장치에서 나선형으로 공급하면서 프로파일 사이에 노즐을 이용하여 수지의 공급으로 합성수지관이 성형되도록 하는 성형장치에 있어서,

   내부에 중공대가 성형되고 그 외측으로 압출공간을 갖는 금형과;

   상기 금형의 일측으로 다중 강성 보강대가 공급되는 공간이 형성되며 사방으로 결합홈부를 갖고 그 일측에서 사각형의 프로파일 중공을 갖는 프로파일 금형이 구성됨을 특징으로 하는 다중 강성 보강구조를 갖는 합성수지관의 제조장치.
3. (삭제)
4. (삭제)
5. (삭제)
6. 제2항에 있어서, 금형이 프로파일 금형의 내부에 일체형으로 성형되어 다중 강성 보강대의 외측으로 사각 프로파일이 설치됨을 특징으로 하는 다중 강성 보강구조를 갖는 합성수지관의 제조장치.

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