KR100838337B1 - 폐합성수지를 이용한 관 받침대 제조방법 및 관 받침대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반에 매립되는 관을 받칠 수 있도록 한 관 받침대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나로 완충부재가 내주면에 나선형으로 권선되어 내층을 형성하고, 상기 내층 외면에 중합되도록 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴 사각형 중 어느 하나로 이루어진 관부재가 나선형으로 이루어진 중간층을 형성하고, 상기 중간층의 관부재와 관부재 사이와 외면에 LDPE(Low Density Polyethylene)의 폐합성수지로 외면층을 형성하여 받침부재를 구성하며, 상기 받침부재 외면중앙부에 길이방향으로 ∧ 또는 Ｍ자형의 탄발홈을 형성하며 외면 양측에 다리부재를 선택적으로 결합할 수 있도록 관 받침대를 구성함으로써, 매립되는 관과 관의 연결이 간단 용이하여 작업시간을 줄이도록 하는 동시에 관 받침대를 제조시 내층은 연질합성수지로 형성하고 외면층은 경질합성수지로 형성하여 상부에서 발생되는 외압으로부터 관을 보호할 수 있도록 한 폐합성수지를 이용한 관 받침대 제조방법 및 관 받침대 구조에 관한 것이다

관 받침대, 받침부재, 완충부재, 관부재, 폐합성수지, 탄발홈

Description

폐합성수지를 이용한 관 받침대 제조방법 및 관 받침대{PIPE UNDERPINNING AND MANUFACTURING METHOD OF PIPE UNDERPINNING USING WASTE-SYNTHETIC RESIN}

본 발명은 지반에 매립되는 관을 받칠 수 있도록 한 관 받침대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지표면으로부터 소정의 깊이로 매립되는 하수관, 상수관, 가스관, 배수관, 용수관 등의 받침대로 사용되며 지반 상부에서 상재하중이 발생시 관이 편중되지 않고 받침대로부터 보호받을 수 있도록 하고, 매립되는 관과 관의 연결이 간단 용이하여 작업시간을 줄이도록 하는 동시에 관 받침대를 제조시 내관은 연질합성수지로 형성하고 외관은 경질합성수지로 형성하여 상부에 대응되는 관을 외압으로부터 보호할 수 있도록 한 것이다. 특히, 본 발명의 관 받침대는 제조시 외관의 재질을 폐합성수지, 폐비닐 등을 용융시켜 사용함으로 경질의 강도를 높이고 자원을 재활용할 수 있도록 한 폐합성수지를 이용한 관 받침대 제조방법 및 관 받침대에 관한 것이다.

종래에는 지반 매립되는 하수관, 상수관, 가스관, 배수관, 용수관 등을 공 사시 관을 매립하고자하는 터파기한 바닥에 관 연결부의 높낮이를 맞추기 자갈과 모래를 깔은 후 관을 매설하였다.

상기와 같이 관을 매설하는 경우 계절의 변화에 따른 부등침하, 지반침하 등이 발생되면 관의 비틀림에 의하여 연결부가 파손되거나 균열이 발생되어 누수가 발생되는 문제점이 있다.

특히, 지하에 매립된 관은 항상 지하의 습기와 급격한 온도변화에 노출되어 있을 뿐만 아니라 토압, 수압, 활하중 등의 상재하중이 가해지는 상태로 있기 때문에 관이 편중된 하중에 의해 타원형으로 변형이 일어난 상태에서 시간이 지남에 따라서 합성수지 관의 경우 신축성과 탄성력이 소진되어 관이 파손되는 문제점이 있으며, 특히, 상수도 관의 경우 내부에 수압이 걸린 상태에서 수돗물이 이동되므로 미세한 진동이 발생되어 신축성과 탄성이 소진된 관은 연결부에 누수가 빈번하게 발생됨으로 보수작업, 관 교체작업 등을 해야함으로 과다한 관리비용과 관의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

따라서, 정부에서는 이러한 하수관거 정비사업을 향후 10년간 BTL(Build TTransfer Lease)방식으로 추진키로 하고, 현행 시공방법이나 하수관거로 주로 사용하는 강성관(시멘트콘크리트관, 주철관 등)으로는 정부가 추진하는 향후 20년간 그 품질을 보장받을 수 없으므로 하수관거 시공 시스템의 개선, 개발이 시급한 과제로 대두되고 있고 또한 이에 부응할 수 있는 시공방법 제시의 필요성은 재론이 여지가 없다 할 것이다.

종래의 국내 하수관거는 앞서 언급한 바와 같이 주로 시멘트콘크리트 소재로 한 흄관(hume pipe), 주철관, 합성수지관 등으로 사용하였으나, 이러한 재질의 관거는 주변의 환경 즉, 지반의 상태(연약지반), 습기여부, 계절의 변화등에 따라서 외부적인변화와 파손이 진행되어 수명을 단축하고, 또한 관 내부에 흐르는 오수, 폐수에 의한 산화, 부식, 균열, 단락, 진동 등의 요소가 발생하여 이 부위를 통한 대량의 불명수(지하수, 상수도 누수, 지표수, 하천수 등)유입 및 유입량에 상응하는 오수의 누출, 불명수 유입에 따른 하수처리의 효율의 저하가 야기되었을 뿐만 아니라 지반의 침하, 지진 등에 능동적으로 대처할 수 없어 이미 서방 선진국 및 일본의 경우 합성수지 연성관 즉, PE, PVC를 사용한 하수관거의 발달이 가속화되었다.

그러나 연성하수관이 가지는 문제점 또한 간과할 수 없는 것이어서 재질 면에서 볼 때 현재까지 그 장점에 부합하는 최적화된 시공방법이 개발되지 못해 효과를 거두지 못하고 있다.

이에 따라 토압, 진동, 각종 불명수에 의한 연성하수관이 변형을 근본적으로 방지하고 지하 매설물(지장물)을 피해 배관할 수 있는 방법의 모색이 최적일 것이다.

합성수지 연성관 자체는 하중에 의한 변형이 필연적이지만 매설 후 지반의 안정에 의해 원래의 관 형태를 유지하게 되나 주변의 외적인 조건에 따라서 변형이 발생하게된다.

따라서, 연성관에 변형이 발생하는 원인은 도1과 도2를 예로하여 살펴보면 ㉠ 시공과정에서 'a' 부분의 다짐이 살수에 의한 자연 다짐 외 특별한 다짐 방법이 없고, 'a' 부분 다짐(Density: 밀도)이 94% 이상이 되도록 다지면, 주변 지반의 변화로 연성관 자체가 부상하거나 또는 좌우로 이동하는 현상이 발생하여 종단구배 불량으로 나타난다. ㉡ 또한 'a' 부분의 다짐이 불량함에 따라 상부 도로 면에서 차량의 통행에 의한 하중과 매립토의 상재하중, 진동, 빗물, 지하수 등의 흐름으로 'b' 부분이 양측으로 벌어지는 현상이 나타나면서 하수관의 흔들림 현상으로 진동이 발생되어 연결부에 누수가 발생하는 원인이 된다. ㉢ 합성수지 연성관의 변형은 관이 가지는 강성이 아니라 시공에 의한 관 변형의 중요한 인자(因子)이다.

또한 종래에는 합성수지 연성관이 설치되는 기초부분과 도 1의 a부분은 모래로 채웠으나 현재에는 과다한 모래사용으로 자원의 고갈을 촉진하고, 가격의 상승을 초래하여 모래 채취에 의한 환경 파계와 시공비를 향상시키는 문제점이 있다.

종래에도 상기한 문제점을 해결하기 위하여 선출원 공개특허 제2006-0005497호에서 기존의 문제점을 해결하기 위해 원통형 관의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 곡면지지판(100)이 형성되고, 곡면지지판을 하부에서 지지하기 위한 지지부재(110)로 구성된 플라스틱 사출 관 받침대가 개시되었으나(도3, 도4 참조), 이 또한 재질이 경질인 관계로 단순히 관의 받침으로 사용될 뿐 상부에 올려지는 관을 좌우에서 감싸지를 못함으로 상재하중에 대한 관의 변형을 방지하지 못할 뿐만 아니라 관과 대응되는 부분에서 발생되는 진동전달을 방지하기 위한 완충역할을 하지 못함으로 기존의 모래를 사용하여 관을 설치한 것보다 문제점이 더 노출되는 단점이 있다.

본 출원인은 상기한 문제점을 해결하기 위해 등록특허 제740231호 "연성관용 받침대"를 개발하였다.

상기 등록특허 제740231호(이하"선 발명특허"라한다)의 주요 구성을 살펴보면,

청구항 1은, 연질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 관의 곡률에 대응되게 형성되는 받침패널(10)과;

받침패널(10)의 상부에 연질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 형성되는 압력분산부재(20)과;

받침패널(10)의 저부에 받침패널(10) 및 관을 받칠 수 있도록 경질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 형성되는 다리부재(30)로 구성되되, 받침패널(10), 압력분산부재(20), 다리부재(30)는 압출에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 연성관용 받침대로 구성되며,

청구항 2는, 받침패널(10)과 압력분산부재(20)의 사이에는 공간부(21)가 형성된 것을 특징으로 하는 연성관용 받침대로 구성되며,

청구항 3은, 압력분산부재(20)는 원통형의 형상, 물결무늬 형상, 원뿔 형상 중 어느 한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연성관용 받침대 구성되며,

청구항 4는, 받침패널에는 절곡부(12)가 형성된 것을 특징으로 하는 연성관용 받침대로 구성된 것이나(도5참조), 이러한 선 발명특허는 작용 효과에는 문제점이 없으나, 제작상 많은 어려움을 갖게 되는 문제점이 발생하였다.

즉, 받침패널은 경질이고, 압력분산부재는 연질이므로 이를 압출시 2개의 금형으로 성형물을 압출한 후 이를 결합시켜야 하는데, 파이프 길이방향으로 중합시키면 구조상 받침패널과 압력분산부재를 일체화 시키는데 어려움과, 이를 성형하기 위한 설비가 방대해지는 문제점이 있으며, 받침패널과 다리부재를 일체화 시키는데 또한 많은 문제점이 노출되었다. 따라서 본 출원인은 더 증진된 작용효과를 가지면서 제조방법과 구성을 새로운 방법으로 개발하여 제조의 용이성과 받침부재, 압력분산부재, 다리부재의 결합구조에 따른 견고성, 작업의 편리성, 현장여건에 다른 구조의 변화를 가질 수 있도록 개발해야할 필요성이 대두되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하수관, 상수관, 가스관, 배수관, 용수관 등의 매립공사시 지하수가 나오는곳, 습지, 좁은 골목길에 관계없이 간단 용이하게 배관 매설작업을 할 수 있도록 하고, 관을 매설한 상부매립토와 상부 도로면을 지나는 차량등에 의해 발생되는 상재하중이 관에 편중되지 않고 받침대로부터 보호받을 수 있도록 하고, 매립되는 관과 관의 연결이 간단 용이하여 작업시간을 줄이도록 하는 동시에 관 받침대를 제조시 내관은 연질합성수지로 형성하고 외관은 경질합성수지로 형성하여 상부에 대응되는 관을 외압과 관 내부로 흐르는 물의 진동으로부터 보호할 수 있도록 하고, 특히, 본 발명의 관 받침대는 제조시 외면층 재질을 폐합성수지, 폐비닐 등을 용융시켜 사용함으로 경질의 강도를 높이고 자원을 재활용할 수 있도록 하며, 내부식성, 내습성, 내화학성을 갖도록하여 수명이 오래 지속될 수 있도록 함을 목적으로 한 폐합성수지를 이용한 관 받침대 제조방법 및 관 받침대 구조에 관한 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나로 완충부재가 나선형으로된 내층을 형성하고, 상기 내층 외면에 중합되도록 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴 사각형 중 어느 하나로 이루어진 관부재가 나선형으로 이루어진 중간층을 형성하고, 상기 중간층의 관부재와 관부재 사이와 외면에 LDPE(Low Density Polyethylene)의 폐합성수지로 이루어진 외면층을 형성하여 받침부재를 구성하고, 상기 받침부재 외면중앙부에 길이방향으로 "∧" 또는 "Ｍ"자형의 탄발홈을 형성하며 외면 양측에 다리부재를 선택적으로 결합할 수 있도록 관 받침대를 구성함으로써, 매립되는 관과 관의 연결이 간단 용이하여 작업시간을 줄이도록 하는 동시에 관 받침대를 제조시 내층은 연질합성수지로 형성하고 외면층은 경질합성수지로 형성하여 상부에서 발생되는 외압으로부터 관을 보호할 수 있도록 한 것이다

이와 같이 된 본 발명은 매립되는 하수관, 상수관, 가스관, 배수관, 용수관 등의 관 받침대로 사용되며 지반 상부에서 상재하중이 발생시 관이 변형되지 않고 받침대로부터 보호받을 수 있도록 하며, 매립되는 관과 관의 연결이 간단 용이하여 작업시간을 줄이도록 하는 동시에 관 받침대를 제조시 내관은 연질합성수지로 형성하고 외관은 경질합성수지로 형성하여 관 내부에서 흐르는 진동에 의한 연결부파손과, 부등침하에 의한 비틀림을 방지할 수 있도록 하여 잦은 보수공사를 방지하고, 관 성형시 농어촌에서 발생되는 폐비닐과 생활주변에서 발생되는 과자 비닐봉지를 재활용 함으로서 환경오염을 방지하고 폐비닐 처리비용을 절감할 수 있도록 한 효과를 갖는다.

이하 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

농어촌에서 발생되는 폐비닐, 생활 주변에서 발생되는 과자 비닐봉지의 폐합성수지를 수거하여 파쇄하는 단계;

LDPE(Low Density Polyethylene) 원료를 용융시켜 일면이 원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나로 이루어진 금형으로 압출시켜 파이프 성형기에 권선시켜 파이프형태의 완충부재로 된 내층을 성형하는 단계;

폴리에틸렌(POLYETHYLENE ,PE) 또는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, pvc)원료를 용융시켜 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴 사각형 중 어느 하나로 이루어진 금형으로 압출시켜 상기 완충부재 외면에 중첩되도록 관부재로 된 중간층을 형성하는 단계;

상기 파쇄된 폐합성수지를 용융시켜 쌍스크류로 이루어진 롤러로 용융된 수지를 중간층의 관부재 사이와 표면에 투입하여 외면층을 성형하는 단계와;

상기 파이프 성형기에 내층과 중간층, 외면층이 중첩되도록 권선하여 경화시켜 파이프를 성형한 후 정해진 규격으로 절단하는 단계;

상기 정해진 규격으로 절단된 파이프 중간부를 길이 방향으로 절단하여 받침부재를 형성하는 단계;

상기 받침부재 외면중앙부에 길이방향으로 탄발홈을 형성하고, 합성수지재로 형성된 다리부재를 결합하는 단계로 관 받침대가 형성된다.

상기와 같은 공정으로 이루어지는 본 발명의 폐합성수지를 이용한 관 받침대 구조를 살펴보면,

연질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 관의 곡률에 대응되게 형성되는 받침부재와, 받침부재의 상면에 연질의 합성수지를 압출시켜 형성되는 완충부재와, 받침부재의 저부에 관을 받칠 수 있도록 경질의 합성수지를 압출시켜 일체로 형성된 다리부재와; 받침부재 중앙부에 탄발홈이 형성된 관 받침대에 있어서,

원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나의 형상으로 된 완충부재(11)가 내주면에 나선형으로 된 내층(12)을 형성하고, 상기 내층(12) 외면에 중합되도록 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴 사각형 중 어느 하나로 이루어진 관부재(13)가 나선형으로 이루어진 중간층(14)을 형성하고, 상기 중간층(14)의 관부재(13)와 관부재(13) 사이와 외면에 LDPE(Low Density Polyethylene)의 폐합성수지로 된 외면층(15)을 형성하여 받침부재(16)를 구성하고,

상기 받침부재(16) 외면중앙부에 길이방향으로 "∧" 또는 "Ｍ"자형의 탄발홈(17)을 형성하며 외면 양측에 다리부재(18)를 선택적으로 결합할 수 있도록 관 받침대(10)를 구성한 것이다.

또한 본 발명의 다른 실시 예로서 원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나로 형성된 완충부재(11)가 파이프 내주면에 나선형으로 된 내층(12)을 형성하고, 상기 내층(12) 외면에 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴 사각형 중 어느 하나로 이루어진 중공부(13')가 나선형으로 이루어지며, 중공부(13')는 LDPE(Low Density Polyethylene)의 폐합성수지로된 외면층(15')을 형성하여 받침부재(16)를 구성하고,

상기 받침부재(16) 외면중앙부에 길이방향으로 "∧" 또는 "Ｍ"자형의 탄발홈(17)을 형성하며 외면 양측에 다리부재(18)를 선택적으로 결합할 수 있도록 관 받침대(10)를 구성한 것이다.

또한 본 발명의 다른 실시 예로서, 받침부재는 외면중앙부에 길이방향으로 "∧" 또는 "Ｍ"자형의 탄발홈(17)을 형성하고 탄발홈은 연질 수지로된 충진부재(17')가 채워진 구성을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 단계별 공정을 살펴보면 다음과 같다.

제1 공정: 폐합성 수지 수거 및 파쇄공정

농어촌에서 발생되는 폐비닐, 생활 주변에서 발생되는 과자 비닐봉지 등의 폐합성수지를 수거하여 용융이 원활한 크기로 파쇄한다.

상기 폐합성수지는 본 발명의 외면층(15)을 형성하는 원료로 준비하는 것으로써, 농촌에서 멀칭 등의 경작용으로 사용한 후 폐기되는 비닐과, 양면 또는 일면이 은박, 알루미늄으로 된 일조량 증진 멀칭용 비닐, 또는 도심지, 농촌, 어촌 등의 생활 주변에서 수거되는 과자 비닐봉지 등은 외면 또는 내면에 은박지 등이 코딩된 것으로 주 재질이 HDPE (High Density Polyethylene)이므로 파이프 외면층(15)으로 형성시 내구성과 내부식성, 내약품성을 갖는다.

특히, 본 발명에서 파이프를 제조시 과자봉지 등의 폐 비닐을 사용하는 것은 파이프 외면층(15)에 경질성을 갖도록 하는 이유도 있지만 근본적으로는 농어촌에서 사용후 발생되는 폐비닐을 밭둑, 하천주변 등에 방치하여 토양의 황폐화와 무분별하게 소각하여 대기오염이 발생되는 것을 방지하고 폐기비닐을 재활용하여 환 경오염을 방지하는 동시에 관 받침대(10)의 생산원가를 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

제2공정 파이프 내층 형성단계

본 발명의 관받침대를 성형하기 위한 장치로는 파이프 성형기(20) 일측에 내층(12)을 형성하는 완충부재 압출 금형(30)와 완충부재 수지 용융기(31)가 설치되고, 완충부재 압출금형(30) 일측에는 중간층(14)을 형성하는 관부재 수지 용융기(41)에서 용융된 수지가 관부재 압출금형(40)으로 관부재(13 압출될 수 있도록 구성된다.

또한 파이프 성형기(20) 상부 일측에는 한쌍의 쌍스크류(50)에 의해 파이프 외면층(15)을 형성할 수 있도록 외면층 수지 용융기(51)가 설치된다.

따라서, 관 받침대(10)를 형성하기 위한 전처리 공정으로서 파이프를 성형하게 되는데, 먼저 내층을 형성하는 완충부재는 완충부재 수지 용융기(31)에서 LDPE(Low Density Polyethylene)수지 원료를 용융시켜 완충부재 압출금형(30)으로 압출한다.

이때 완충부재 압출금형(30)은 일면이 원형, 반원형, 삼각형, 사각형의 형상으로 압출되도록 금형 내부가 형성되어 형성하고자 하는 완충부재(11)의 형상으로 압출된다.

상기 압출되는 완충부재는 일측의 파이프 성형기(20)에 권선되어 대형 파이프형태를 이룬다.

상기 완충부재(11)가 권선되는 파이프 성형기(20) 선단부는 완충부재(11)의 원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나의 형상 모양과 대응되도록 요홈부(21)가 형성되어 권선되는 완충부재의 형상이 변형되지 않도록 하며, 요홈부(21)는 파이프 성형기(20)의 선단부에 3∼4회 권선되는 길이 만큼만 형성되고 나머지는 요홈부가 없는 원형드럼형태로 형성된다.

상기 완충부재(11)가 권선되는 파이프 성형기의 선단 요홈부(21) 내면과 외면에는 권선되는 완충부재(11)에 방해가 되지 않도록 냉각수 노즐(60)이 형성되어 요홈부에 권선되는 완충부재(11)를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 하여 요홈부(21)를 통과한 완충부재(11)의 형상이 변형되지 않도록 한다.

제3공정: 파이프 중간층 형성

파이프 성형기(20) 일측에 구비된 중간층을 형성하는 관부재 수지 용융기(41)에서 관부재 압출금형(40)으로 수지를 압출시키면 관부재(13)가 압출되면서 파이프 성형기에 권선된 내층 외면에 권선된다.

이때 관부재(13)는 완충부재(11)가 파이프 성형기(20)에 권선되는 요홈부(21)를 지난 위치의 내층부 외면에서부터 권선되도록 한다.

또한 본 발명의 다른 실시 예로서 내층을 형성하는 완충부재 수지 용융기(31)와 중간층을 형성하는 관부재 수지 용융기(41)을 각각 구비하고 완충부재(11)와 관부재(13)가 일체형으로 압출되도록 금형을 형성하여 파이프 성형기(20)에 내층과 외면층이 동시에 권선되도록할 수도 있다.

상기 내층(12) 외면에 권선되는 중간층(14)의 관부재(13)는 폴리에틸렌(POLYETHYLENE ,PE) 또는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC)원료를 용융시켜 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴, 사각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어진 금형으로 압출시켜 상기 완충부재 외면에 중첩되도록 권선 한다.

이때 내층과 중간층이 접촉되는 중합부는 내층이 일부 냉각되었다 하더라도 중간층을 형성하는 관부재가 뜨거운 상태이므로 서로 중합된다.

제4공정: 피이프 외면층 형성

상기 공정에서 받침부재의 내층(12)과 중간층(14)을 중합시키는 동시에 상기 제1공정에서 준비된 폐합성수지 파쇄물을 용융시켜 쌍스크류(50)로 이루어진 롤러로 용융된 폐합성수지를 중간층의 관부재(13)와 관부재(13) 사이와 표면을 도포하여 외면층을 성형한다.

상기 외면층(15)은 파이프 성형기(20) 상부 일측에 설치된 쌍스크류(50)에 의해 관부재를 형성하는 파이프 외면층(15)을 형성할 수 있도록 외면층 수지 용융기(51)에서 폐합성수지가 공급되어 관부재(13)와 관부재(13) 사이에 도포되도록 설치된다.

상기 외면층(15)을 형성하는 폐합성수지는 농어촌에서 발생되는 폐비닐, 생활 주변에서 발생되는 과자 비닐봉지 등의 폐합성수지를 수거하여 파쇄한 것으로서 이러한 폐 비닐과 과자 비닐봉지는 은박 또는 일루미늄 박층이 형성된 HDPE(High Density Polyethylene)로서 경화성, 내부식성, 내마모성, 내산성을 가지므로 차후사용되는 관 받침대(10)의 내구성을 갖는다.

상기와 같이 본 공정에서 외면층(15)을 폐합성수지로 도포후 경화시키면 통상의 파이프와 같은 형상으로 성형된다.

제5공정: 관 받침부재 형성

상기 파이프 성형기에 내층과 중간층, 외면층이 중첩되도록 권선하여 경화시켜 파이프를 성형한 후 정해진 길이의 규격으로 절단한 후 파이프 직경 중간부를 길이 방향으로 절단하여 받침부재(16)를 형성한다.

상기 받침부재(16)를 형성하기 위해 파이프 직경 중앙부를 절단하는 절단날 또는 절단 방은 통상의 방법으로 실시된다.

상기와 같이 파이프를 반으로 절단하여 받침부재(16)를 형성하되 각각의 받침부재 외면중앙부에는 길이 방향으로 탄발홈을 형성한다.

상기 탄발홈(17)은 "∧"형과, "Ｍ"형중 어느 하나의 형상으로 형성되며, 중간층(14) 중간부 깊이까지 형성한다.

상기 탄발홈(17)은 상부에 올여지는 관을 외부에서 감쌀 수 있도록 하여 상부매립토와 기타 하중에 의해 상재하중이 발생되어 연성관의 형상이 변형되는 것을 방지 할 수 있도록 한다.

상기 탄발홈은 받침부재가 외향으로 벌어지거나 내부로 오므라들때 받침부재의 몸체가 신축성 있게 대응되도록 한 것이다.

제6공정: 관 받침대 완성

상기와 같이 파이프를 절단하여 받침부재를 형성한 후 받침부재(16)와 탄발홈(17)을 형성한 다음 받침부재 외면(저면) 양측에 다리부재( )를 결합시켜 관받침대를 완성하게 된다.

이와 같이 된 본 발명을 첨부도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도6은 본 발명의 연성관 성형장치를 나타낸 예시도로서, 관 받침대를 성형하기 위한 파이프 성형기(20) 일측에 관 받침대(10) 내층(12)을 형성하는 완충부재 압출 금형(30)와 완충부재 수지 용융기(31)가 설치된다.

또한, 완충부재 압출금형(30)의 일측에는 중간층(14)을 형성하는 관부재 수지 용융기(41)에서 용융된 수지가 관부재 압출금형(40)으로 관부재(13)가 압출될 수 있도록 설치된다.

또한 파이프 성형기 상부 일측에는 한짝의 쌍스크류(50)에 의해 관부재를 구성하는 파이프 외면층(15)을 형성할 수 있도록 외면층 수지 용융기(51)가 설치된다.

따라서, 관 받침대를 성형하기 위해 먼저 연성관 형태의 파이프를 형성한 다음 이를 반으로 절단하여 받침부재(16)를 형성한다.

본 발명의 관 받침대를 성형하기 위한 장치는 상기에서 설명한 것이 외에 여러 가지 형태의 장치로 실시 될 수 있다.

도7은 본 발명의 파이프 성형기에 연성관을 제조하기 위해 내층과 중간층 외면층을 권선하는 상태를 나타낸 외면 예시도이고, 도8은 본 발명의 파이프 성형기에 연성관을 제조하기 위해 내층과 중간층 외면층을 권선하는 상태를 나타낸 단면도로서, 완충부재 수지 용융기(31)에서 수지를 용융시켜 완충부재 수지 압출 금형(30)으로 보내지면 수지가 압출금형을 통과하면서 원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나로 이루어진 형상으로 압출되어 파이프성형기(20)에 권선되어 내층(12)을 형성한다.

상기 내층(12)이 형성된 외면에는 관부재 수지 용융기(41)에서 관부재 압출 금형으로 보내진 수지는 관부재 압출금형을 통과하면서 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴 사각형 중 어느 하나로 이루어진 관부재 형상으로 인출되어 파이프성형기에 권선된 내층 외면에 권선되어 중간층을 형성한다.

상기 중간층을 형성한 후에는 중간층 외면에 폐비닐, 과자 비닐봉지를 파쇄하여 용융시킨 수지를 도포하여 파이프 관 형태로 성형한다.

상기 도 7은 파이프 성형기에 권선되는 완충부재(11)와 관부재(13), 외면층 도포 수지(51)가 도포되어 내층(12)과 중간층(14) 및 외면층(15)을 형성하는 상태의 외형도를 나타낸 것이다.

도8은 상기 도7의 단면도를 나타낸 것이다.

도9는 본 발명의 관 받침대로 형성하기 위해 파이프를 절단한 상태의 단면도로서, 파이프 성형기에 의해 완충부재(11)를 갖는 내층과 관부재로 이루어진 중간층 및 폐합성수지로 도포되어 외면층을 구성한 파이프가 형성된다. 따라서, 상기 도 9는 파이프 형태의 관을 직경 중앙부를 횡으로 절단하여 받침부재를 구성한 것이다

도10는 본 발명의 다른 실시 예의 받침부재를 나타낸 것으로서 내층의 완충부재는 삼각형으로 이루어지고 중간층의 관부재가 사다리꼴 사각형으로 형성된 상태를 나타낸 발췌단면도로서, 내층을 구성하는 완충부재(11)를 삼각형으로 형성하고, 중간층은 사다리꼴 형상의 관부재(13)로 형성하여 받침부재를 형성하여 관받침 대를 구성한 것이다.

도11은 본 발명의 다른 실시 예로서 관 관 받침대를 구성하는 받침부재를 나타낸 것으로서, 내층의 완충부재가 삼각형으로 이루어지고 중간층의 관부재가 반원형 관형태로 형성된 상태를 나타낸 것이다.

도12은 본 발명의 또 다른 실시 예로서 관 받침대를 구성하는 받침부재의 내층은 삼각형의 완충부재로 이루어지고 중간층의 관부재는 사각형으로 형성된 상태를 나타낸 것이다.

도13은 본 발명의 관 받침대를 구성하는 받침부재를 형성하기 위해 파이프 직경 중앙부를 횡방향으로 절단하는 상태의 예시한 것이다.

도14a는 상기 도13에서 파이프를 횡으로 절단한 후 저부 외면에 ∧자형 탄발홈을 형성한 상태의 받침부재 예시도를 나타낸 것이다.

도14b는 본 발명의 다른 실시 예로서 상기 도13에서 파이프를 횡방향으로 절단 하여 받침부재를 형성한 후 저부 중앙 외면에 Ｍ자형 탄발홈(17)을 형성한 상태의 예시도 이다.

상기 도 14a와 도14b에 도시된 탄발홈(17)은 반드시 ∧자 형과 Ｍ자 형을 한정하는 것은 아니며, 관 받침대의 받침부재가 내측 또는 외측으로 신축 될 수 있는 정도의 탄발홈(17)이면 족하다.

도15는 본 발명의 관 받침대를 나타낸 측면 구성도로서, 받침부재에 다리부재를 결합한 것이다.

본 발명은 받침부재에 다리부재를 일체로 형성할 수도 있으며, 별도로 성형 하여 결합하여 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 하수관, 상수관, 가스관, 배수관, 용수관 등을 설치하기 위하여 터파기를 한 후 관 받침대를 나열시켜 연결시 지리적 환경에 따라서 관받침대의 일측 다리부재(18) 부분에 암반이 위치할 경우 일측의 다리부재를 이탈시킨 후 관 받침대를 수평으로 연결할 수 있도록 한 것이다.

도16은 본 발명의 완충부재를 나탄낸 사시도 이고, 도17a는 본 발명의 관부재를 나타낸 것이며, 도17b는 본 발명의 다른 실시 예로서 관부재를 2개의 삼각형이 일체로 형성되어 나선형으로 권선되어 관부재의 중간층을 형성할 수 있도록 한 것이다.

도18은 본 발명의 다른 실시 예로서 파이프 성형기에 연성관을 제조하기 위해 내층과 중공부를 갖는 외면층을 권선하는 상태를 나타낸 외면 예시도이고, 도19는 상기 도18에 의해 성형된 중공부를 갖는 받침부재 단면도로서, 도 18과 도19는 본 발명의 관 받침대를 구성하는 받침부재 성형시 관부재를 사용하지 않고 내층상부에 중공부(15')를 갖는 외면층(15)을 형성한 것을 특징으로 한다.

이를 구체적으로 설명하면 도18과 같이 파이프성형기에 완충부재로된 내층을 형성하고 내층외면 일측에 금속으로된 관부재 형태의 중공부 성형 금형(13')을 이격된 상태로 반바퀴 내지는 2바퀴를 권선시킨 후 그 상면에 폐합성수지를 투입하여 중공부를 갖는 외면층을 형성한다.

이때 중공부 성형 금형(13') 내부에는 냉각수가 공급되어 성형되는 외면층의 중공부를 따라 성형된 파이프 말단 중공부로 배출되도록 하였다.

또한 본 발명은 중공부 성형 금형(13')을 이용하여 외면층을 형성하는 동시 에 중공부가 성형되도록 해야한다. 따라서 중공부 성형 금형 내부에 냉각수를 투입하는 동시에 내면과 외면에서 노즐로 냉각수를 분사시켜 급속하게 냉각 시킴으로서 중공부 금형(13')을 벗어난 위치의 중공부(15')가 지지부재가 없더라도 함몰되지 않고 형상을 유지할 수 있게 된다.

본 발명에서 파이프 성형기 외면 일측에 중공부 성형금형을 설치하고 내층을 형성하면서 중공부성형 금형(13') 상부에서 쌍스크류로 폐합성수지를 투입하여 외면층을 형성하더라도 파이프 성형기가 회전하면서 외면에 권선된 파이프를 일측으로 인출시키게 됨으로 외면층(15)은 중공부 성형금형으로부터 원활하게 이탈되어 중공부를 형성할 수 있게 된다.

이와 같이 된 본 발명의 도18, 도19 에서와 같이 관 받침대를 성형할 경우 수지를 분사하기 위한 다수의 노즐을 설치하지 않고 적은 수의 노즐만으로도 받침부재를 형성하여 관 받침대를 형성할 수 있다.

도20은 본 발명의 다른 실시 예로서 받침부재 외면에 형성된 탄발홈에 연질 탄성부재가 충진된 상태를 나타낸 단면도로서, 받침부재 외면에 형성된 탄발홈(17)에 연질합성수지로 된 탄성부재(17')를 충진시키면 탄성부재에 의해 탄발홈이 최대한 벌려져 받침부재가 오므라들도록 함으로서, 사용시 관 받침대의 받침부재에 관을 올려 놓으면 받침부재 상부는 벌어지고 탄발홈은 수축되는 현상이 발생된다. 이때 탄발홈에는 연질수지로된 탄성부재가 채원진 상태이므로 수축되지 않으려는 탄성 반력이 생기므로 받침부재에 안착된 관은 받침부재가 감싸안은 형상이 되어 보호 할 수 있게 된다.

이와 같이 된 본 발명은 도심지의 좁은 골목길에서 하수구 공사시 하수관이 매몰될 공간만을 확보하여 터파기한 후 본 발명의 관 받침대를 설치한 후 그 위에 하수관을 연하도록 함으로서 번잡하게 모래 등을 운반할 필요가 없을 뿐만 아니라 연약지반 또는 지하수가 분출되는 지반, 습지 등에서 배수관, 용수관 상수관 등의 작업시 본 발명의 받침부재를 설치한 후 간단 용이하게 작업을 할 수 있다.

도1은 종래의 연성관이 설치되는 실시예로서 매설시 토압에의 한 상재하중의 접촉부를 나타낸 단면도.

도2는 봉래의 연성관을 설치시 시간이 경과됨에 따라 상재하중에 의해 변형이 발생되는 상태를 나타낸 예시도.

도3은 종래의 연성관 또는 강성관 사공시 받침대로 사용되는 합성수지 사출 받침대를 나타낸 예시도.

도4는 도3의 받침대 저면을 나타낸 사시도.

도5는 종래의 연성관 받침대를 나타낸 사시도.

도6은 본 발명의 연성관 성형장치를 나타낸 예시도.

도7은 본 발명의 파이프 성형기에 연성관을 제조하기 위해 내층과 중간층 외면층을 권선하는 상태를 나타낸 외면 예시도.

도8은 본 발명의 파이프 성형기에 연성관을 제조하기 위해 내층과 중간층 외면층을 권선하는 상태를 나타낸 단면도.

도9는 본 발명의 관 받침대로 형성하기 위해 파이프를 절단한 상태의 단면도.

도10는 본 발명의 관 받침대로 형성하기 전단계의 파이프 구성도로서 내층의 완충부재는 삼각형으로 이루어지고 중간층의 관부재가 사다리꼴 사각형으로 형성된 상태를 나타낸 발췌단면도.

도11은 본 발명의 관 받침관으로 형성하기 전단계의 파이프 구성도로서 내층 의 완충부재가 삼각형으로 이루어지고 중간층의 관부재가 반원형 관형태로 형성된 상태를 나타낸 발췌단면도.

도12은 본 발명의 관 받침부재의 몸체가 내층의 완충부재는 삼각형으로 이루어지고 중간층의 관부재는 사각형으로 형성된 상태를 나타낸 발췌 단면도.

도13은 본 발명의 관받침대를 형성하기 위해 파이프 직경 중앙부를 횡방향으로 절단하는 상태의 예시도.

도14a는 본 발명의 관부재에 V자형 탄발홈을 형성한 상태의 예시도.

도14b는 본 발명의 관부재에 W자형 탄발홈을 형성한 상태의 예시도.

도15는 본 발명의 관 받침대를 나타낸 측면 구성도.

도16은 본 발명의 완충부재를 나탄낸 사시도.

도17a는 본 발명의 관부재를 나타낸 사시도.

도17b는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 관부재 예시도.

도18은 본 발명의 다른 실시예로서 파이프 성형기에 연성관을 제조하기 위해 내층과 중공부를 갖는 외면층을 권선하는 상태를 나타낸 외면 예시도.

도19는 상기 도18에 의해 성형된 중공부를갖는 받침부재 단면도.

도20은 본 발명의 다른 실시 예로서 받침부재 외면에 형성된 탄발홈에 연질 탄성부재가 충진된 상태를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10:관 받침대 11:완충부재

12:내층 13:관부재

13':중공부성형 금형 14:중간층

15:외면층 15':중공부

16:받침부재 17:탄발홈

17':탄성부재 18:다리부재

20:파이성형기 21:요홈부

30:완충부재 압출금형 31:완충부재 수지 용융기

40:관부재 압출금형 41:관부재 수지용융기

50:쌍스크류 51:외면층 수지 용융기

60:냉각노즐

Claims (6)

1. 농어촌에서 발생되는 폐비닐, 생활 주변에서 발생되는 과자 비닐봉지의 폐합성수지를 수거하여 파쇄하는 단계;

   LDPE(Low Density Polyethylene) 원료를 용융시켜 일면이 원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나로 이루어진 금형으로 압출시켜 파이프 성형기에 권선시켜 완충부재로 된 내층을 성형하는 단계;

   폴리에틸렌(POLYETHYLENE ,PE) 또는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, pvc)원료를 용융시켜 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴 사각형 중 어느 하나로 이루어진 금형으로 압출시켜 상기 완충부재 외면에 중첩되도록 관부재로 된 중간층을 형성하는 단계;

   파쇄한 폐합성수지를 용융시켜 쌍스크류로 이루어진 롤러로 용융된 수지를 중간층의 관부재 사이와 표면에 외면층을 성형하는 단계;

   상기 파이프 성형기에 내층과 중간층, 외면층이 중첩되도록 권선하여 경화시켜 파이프를 성형한 후 정해진 규격으로 절단하는 단계;

   상기 정해진 규격으로 절단된 파이프 중간부를 길이 방향으로 절단하여 받침부재를 형성하는 단계;

   상기 받침부재 외면중앙부에 길이방향으로 탄발홈을 형성하고, 합성수지재로 형성된 다리부재를 결합하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 관 받침대 제조방법.
2. 연질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 관의 곡률에 대응되게 형성되는 받침부재와, 받침부재의 상면에 연질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 형성되는 완충부재와, 받침부재의 저부에 관을 받칠 수 있도록 경질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 일체로 형성된 다리부재와; 받침부재 중앙부에 탄발홈이 형성된 관 받침대에 있어서,

   완충부재(11)가 파이프 내주면에 나선형으로 된 반원형의 내층(12)을 형성하고, 상기 내층(12) 외면에 중합되도록 삼각형으로 이루어진 관부재(13)가 나선형으로 이루어진 중간층(14)을 형성하고, 상기 중간층(14)의 관부재(13)와 관부재(13) 사이와 외면에 LDPE(Low Density Polyethylene)의 폐합성수지로 된 외면층(15)을 형성하여 받침부재(16)를 구성하고,

   상기 받침부재(16) 외면중앙부에 길이방향으로 탄발홈(17)을 형성하며 외면 양측에 다리부재(18)를 선택적으로 결합할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 관 받침대.
3. 제2항에 있어서,

   완충부재는 원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나로 이루어져 파이프 내주면에 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 관 받침대.
4. 제2항에 있어서,

   관부재는 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴 사각형 중 어느 하나로 이루어져 나선형으로 중간층(14)을 형성한 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 관 받침대.
5. 제2항에 있어서,

   탄발홈은 받침부재(16) 외면중앙부에 길이방향으로 "∧"자형 , "Ｍ"자형, "∩"자형 중 어느 하나로 이루어지고, 탄발홈(17)에 연질수지재로 된 탄성부재(17')가 충진된 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 관 받침대.
6. 연질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 관의 곡률에 대응되게 형성되는 받침부재와, 받침부재의 상면에 연질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 형성되는 완충부재와, 받침부재의 저부에 관을 받칠 수 있도록 경질의 합성수지를 이용하여 압출에 의해 일체로 형성된 다리부재와; 받침부재 중앙부에 탄발홈이 형성된 관 받침대에 있어서, 원형, 반원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나로 완충부재(11)가 파이프 내주면에 나선형으로 된 내층(12)을 형성하고, 상기 내층(12) 외면에 삼각형, 원형, 사각형, 사다리꼴 사각형 중 어느 하나로 이루어진 중공부(15')가 나선형으로 이루어지며, 중공부(15')는 폐합성수지로 외면층(15')을 형성하여 받침부재(16)를 구성하고, 상기 받침부재(16) 외면중앙부에 길이 방향으로 탄발홈(17)을 형성하되 탄발 홈은 충진부재(17')로 채워진 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 관 받침대.

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