KR100741050B1 - 합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지다중벽관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지 다중벽관에 관한 것으로서, 합성수지 압출기에 의해서 압출되는 합성수지 파이프(2)를 나선형 원통프레임으로 형성하고, 나선형 원통프레임을 구성하는 인접 파이프(2) 간에는 액상의 보강수지(8)를 충진 압착성형한 다음, 보강수지(8) 상의 철심(4)을 가압삽입하여 보강수지(8) 내에 매립되도록 구성함으로써 철심(4)과 보강수지(8)의 완전접착이 이루어지도록 하여 합성수지 다중벽관의 강성을 보강토록 한 것이다.

보강, 철심, 다중벽관

Description

합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지 다중벽관{METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING PLASTIC MULTIPLE-WALLED TUBE AND PLASTIC-WALLED THEREOF}

도 1은 종래기술의 단면 사시도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부분 단면 사시도,

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 형상의 철심단면을 보여주는 도면,

도 4는 본 발명의 공정도,

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 공정단계를 나타내는 단면구성도,

도 6a 및 도 6b는 철심 삽입 공정구성도,

도 7은 본 발명의 장치를 설명하는 장치구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(A)--다중벽관 (2)--파이프

(4)--철심 (6)(20)--보강수지 주입기

(8)--보강수지 (10)(22)--상부롤러

(10a)--돌선 (12)--하부롤러

(14)--요홈 (16)--열풍기

(18)--히터가압기 (18a)--인두

(24)--1차 성형기 (26)--2차 성형기

본 발명은 합성수지 다중벽관에 관한 것으로, 특히 합성수지 다중벽관과 철심이 완전 재접착되도록 하여 강성을 보강토록 한 합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지 다중벽관에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지 다중벽관은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 열가소성 수지를 이용한 파이프가 나선형으로 공급되면서 원통프레임으로 형성되는 것으로서, 합성수지로만 이루어진 다중벽관은 하중강도나 토압, 윤압등에 약한 결점을 가지고 있다.

이러한 결점을 보완하기 위하여 특허공개번호 2005-55656호에서 합성수지재 파이프 사이에 보강철심재를 삽입하여 일체화시킴으로써 강성을 보강한 합성수지 다중벽관을 제공하였다.

그러나 위와 같이 강성을 보강하기 위하여 보강철심재를 삽입하여 제조되는 합성수지 다중벽관(100)은 도 1에서와 같이 용융액 상태의 보강수지(102)를 보강철심재(104)와의 1차 합접만으로 냉각하게되면 육안으로 볼때는 보강수지(102)와 보 강철심재(104)가 합접 되어진것 같지만 액상의 보강수지(102)가 서서히 냉각되면서 수축되므로 냉각된 보강수지(102)가 보강철심재(104)에서 미세하게 떨어지는 현상이 발생하게 되고 그후 다중벽관(100)의 시공후 사용되어 지는 동안 외부에 충격이나 하중, 토압, 윤압 등이 가해지면 보강철심재(104)가 쉽게 보강수지(102)와 분리되므로 다중벽관(100)이 제 역할을 못하게 되어 제품수명이 단축되고 교체 및 관리비용 부담이 증가하는 등의 단점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 합성수지 다중벽관의 보강수지 내부에 철심을 가압삽입토록하여 강성을 높이고 보강수지 내부에서 철심의 완전접착이 이루어지도록 하는 합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지 다중벽관을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 합성수지 압출기에 의해서 압출되는 합성수지 파이프(2)를 나선형 원통프레임으로 형성하고, 나선형 원통프레임을 구성하는 인접 파이프(2) 간에는 액상의 보강수지(8)를 충진 압착성형한 다음, 보강수지(8) 상의 철심(4)을 가압삽입하여 보강수지(8) 내에 매립되도록 함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부분 단면 사시도이고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 형상의 철심단면을 보여주는 도면이다.

도 2에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 합성수지 다중벽관(A)은, 합성수지 압출기에서 파이프(2)를 연속으로 압출하여 나선형으로 감으면서 원통프레임을 구성하고 인접 파이프(2)들 사이에 액상의 보강수지(8)를 충진하여 압착롤링성형한 다음, 보강수지(8) 내부에 열을 가하면서 철심(4)을 가압형성하고 액상의 보강수지(8)를 재충진하여 압착롤링성형함으로써 파이프(2)와 철심(4) 및 보강수지(8)가 일체로 합접되도록 함으로써 구성된다.

이때 파이프(2)는 주로 사각형의 중공형상으로 사용되나 모서리부가 면취된 "

" 단면을 갖도록 구성하여 보강수지(8)와의 접착표면적이 가능한 한 넓도록 하는 것이 바람직하다.

또한 보강수지(8)에 매립된 철심(4)은 도 3a의 일예와 같이 원형단면의 형상을 갖도록 구성할 수 있고, 다른 변형예로서 도 3b 및 도 3c와 같이 각형을 구성하되, 보강수지(8)와의 접착면적을 보다 넓게 하기 위해 H, I빔 단면형상을 갖도록 구성할 수도 있으며, 도 3d와 같이 파이프(2)의 크기나 굵기에 따라 두개 이상의 철심(4)을 삽입할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 공정도이다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 합성수지 다중벽관(A)을 제조하는 공정을 더 욱 상세히 설명하면 하기와 같다.

합성수지 다중벽관(A)의 제조공정은 크게 1차 성형공정과 2차 성형공정으로 나뉜다.

합성수지 압출기에서 파이프(2)를 연속으로 압출하여 나선형으로 감아 나선형 원통프레임을 형성하되, 이때 나선형 원통프레임을 구성하는 파이프(2) 사이에는 액상의 보강수지(6)를 충진시키게 한다(도 4의 S1단계).

그 후 도 5a 내지 도 7에서와 같이, 상·하부롤러(10,12)를 사용하여 액상의 보강수지(8)를 압착롤링성형함으로써 보강수지(8)와 파이프(2)를 합접구성하되, 상부롤러(10)의 중심부 둘레로 돌선(10a)을 형성하여 보강수지(8)의 상부에 요홈(14)이 형성되어지게 함으로써(도 4의 S2단계) 합성수지 다중벽관의 1차 성형기(24)에서의 공정이 끝나게 된다.

이때 합성수지 다중벽관의 크기와 작업조건에 따라 보강수지(8) 상의 요홈(14)을 1개 또는 2개 이상 형성해도 무방하다.

요홈(14)은 철심(4)이 위치되게하는 안내역할을 한다.

그 후 합성수지 다중벽관은 일정한 길이로 절단되어지고(도 4의 S3단계), 일정 기간 자연냉각되어져 경화되어진다(도 4의 S4단계). 자연냉각을 통한 경화는 15∼24시간 정도가 바람직하다.

그 후 2차 성형기(26)에 다중벽관을 회전가능토록 고정설치한 다음 열풍기(16)로 보강수지(8)에 형성된 요홈(14)의 주위를 서서히 가열하고 히터가압기(18)로 2차열을 가하면서 히터가압기(18)의 하단부에 설치된 인두(18a)로 철 심(4)을 가압삽입하여 철심(4)이 매립되게 한다(도 4의 S5단계).

이때 열풍기(16)의 예비열 온도는 70℃ 이하이면 보강수지(8)가 물성변화를 일으키지 않아 철심(4)을 가압삽입하는데 어려움이 따를 수 있고 100℃ 이상되면 보강수지(8)의 물성변화가 심하게 되어 녹으면서 변형을 초래할 수 있으므로 70℃∼100℃ 정도로 가열하는 것이 좋다.

또한 히터가압기(18)의 열온도는 100℃∼120℃ 정도가 좋으며 히터가압기(18)의 하단부에 설치된 인두(18a)는 170℃∼200℃ 정도의 온도로 철심(4)을 가압하는 것이 좋다.

또한 인두(18a)의 단면형상은 가압되는 철심(4)의 반발을 억제하도록 "

"형상을 하는 것이 바람직하다.

한편 철심(4)을 매립함으로써 생기는 공간에 액상의 보강수지(8)를 재충진하고(도 4의 S6단계), 상부롤러(22)를 사용하여 액상의 보강수지(8)를 압착롤링성형함으로써(도 4의 S7단계) 2차 성형기(26)에서의 공정이 끝나게 되면서 합성수지 다중벽관(A)이 완성된다.

상기 S7단계에서 합성수지 다중벽관(A)의 내측부에 형성된 보강수지(8) 부분은 열전달이 거의 없어 경화상태를 유지하게 되므로 하부롤러를 사용하지 않아도 무방하다.

미설명 부호는 액상의 보강수지 주입기(6)(20)이다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 파이프와 보강수지로 합성수지 다중벽관을 구성한 후 보강수지에 철심을 가압삽입하여 철심과 보강수지가 견고하게 완전압착되게 함으로써 시공설치 후 큰하중이나 토압, 윤압에도 쉽게 철심이 분리되지 않는 강성을 극대화 시킬 수 있다. 또한 합성수지 다중벽관이 쉽게 파손되지 않아 수명이 연장되므로 한번의 설치로 오랫동안 안전하고 편안하게 사용할 수 있어 자원절약 뿐만 아니라 교체 및 관리비용 절감 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (12)

1. 합성수지 압출기에 의해서 압출되는 합성수지 파이프(2)를 나선형 원통프레임으로 형성하고, 나선형 원통프레임을 구성하는 인접 파이프(2) 간에는 액상의 보강수지(8)를 충진 압착성형한 다음, 보강수지(8) 상의 철심(4)을 가압삽입하여 보강수지(8) 내에 매립되도록 함을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조방법.
2. 합성수지 다중벽관 제조방법에 있어서,

   나선형 원통프레임을 구성하는 파이프(2)들 사이에 액상의 보강수지(8)를 충진하는 단계(S1)와,

   상·하부롤러(10,12)를 사용하여 액상의 보강수지(8)를 압착롤링성형하되, 상부롤러(10)의 중심부에는 돌선(10a)을 빙둘러 형성하여 보강수지(8)의 상부에 요홈(14)을 형성하는 단계(S2)와,

   합성수지 다중벽관(A)을 일정한 길이로 절단하는 단계(S3)와,

   일정 기간 자연냉각으로 경화되게 하는 단계(S4)와,

   열풍기(16)로 요홈(14) 주위에 예비열을 가한 후, 히터가압기(18)로 열을 가하면서 가열된 인두(18a)로 철심(4)을 가압삽입하여 매립하는 단계(S5)와,

   매립된 철심(4) 상부로 액상의 보강수지(8)를 재충진하는 단계(S6)와,

   상부롤러(22)를 사용하여 액상의 보강수지(8)를 압착롤링성형하는 단계(S7) 로 이루어짐을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 보강수지(8) 압착성형시 철심(4)에 위치되게 안내하는 요홈(14)이 보강수지(8)에 형성되도록 함을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조방법.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 단계(S5)에서, 열풍기(16)에서 가하는 예비열의 온도범위는 70℃∼100℃이고, 히터가압기(18)에서 가하는 온도범위는 100℃∼120℃이며, 인두(18a)의 가열온도범위는 170℃∼200℃임을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조방법.
5. 합성수지 압출기로 파이프를 압출하여 나선형 원통프레임으로 형성하는 합성수지 다중벽관의 제조장치에 있어서,

   상기 나선형 원통프레임의 파이프 사이사이에 액상의 보강수지를 충진하여 압착성형 하는 1차 성형기(24)와,

   상기 압착성형된 보강수지에 철심을 가압삽입하고 삽입된 철심 위에 액상의 보강수지를 재차 충진하여 보강수지 내에 철심이 매립되도록 하는 2차 성형기(26) 로 구성함을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 1차 성형기(24)는,

   상기 나선형 원통프레임의 파이프(2) 사이사이에 액상의 보강수지(8)를 주입하는 보강수지 주입기(6)와,

   하부롤러(12)와 돌선(10a)이 형성된 상부롤러(10)에 의한 압착성형으로 보강수지(8)에 요홈(14)을 형성시키는 롤러부로 구성함을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 2차 성형기(26)는,

   요홈(14) 주위에 예비열을 가하는 열풍기(16)와,

   철심(4)을 히팅가압하는 인두(18a)를 갖는 히터가압기(18)와,

   히터가압기(18)의 인두(18a)에 의해 매립된 철심(4)의 상부로 액상의 보강수지(8)를 주입하는 보강수지 주입기(20)와,

   보강수지(8)의 상부면을 롤링압착하는 상부롤러(22)로 구성됨을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조장치.
8. 청구항 1에 기재된 제조방법으로 제조된 합성수지 다중벽관.
9. 청구항 5에 기재된 제조장치로 제조된 합성수지 다중벽관.
10. 청구항 8에 있어서, 상기 철심(4)이 각형 형상임을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관.
11. 청구항 8에 있어서, 상기 철심(4)이 "H" 형상임을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관.
12. 청구항 8에 있어서, 상기 철심(4)이 "I" 형상임을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관.

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