KR100869208B1 - 나선형 부재 합성수지관 및 그 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나선형 부재 합성수지관 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 사각형의 프로파일이나 내부가 원형이고 외부가 사각형인 프로파일(3) 중공부 내부에 나선형 형태의 부재가 형성되어 연직토압이나 좌굴응력을 향상시킨 합성수지관(5)과 나선형 부재(2)를 성형 제조하는 회전장치(110)와 냉각장치(150) 및 프로파일을 성형하면서 내부의 내면에 나선형 부재를 형성시키는 진공성형장치와 성형 되는 프로파일을 권회성형시켜 합성수지관으로 성형시키는 제조장치에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 원재료를 이용하여 나선형 부재를 제조하고, 제조된 나선형 부재의 외부를 상기의 원재료로 프로파일을 형성시키되, 이 프로파일은 제 2압출부(200)에 의해 상기의 원재료중 하나를 선택하여 제조되며 또한, 폐기물이나 재생수지의 재활용과 월등한 하중강도를 위해 나선형 부재에 사용되는 원재료는 구조가 결정형이고 인체에 큰 해가 없으며 인장강도가 폴리에틸렌에 비해 월등한 장섬유(Long Fiber)함유 폴리프로필렌 고분자 합성수지(PP-LFT)나, 폴리에틸렌 고분자 합성수지(PE-LFT) 또는, 상기한 폴리프로필렌 고분자 합성수지(PP-LFT)나, 폴리에틸렌 고분자 합성수지(PE-LFT)중 장섬유가 15％이거나 30％ 또는 50％이상 함유한 것 중에서 선택한 폐기물(재생 고분자 합성수지)을 사용하거나, 폐기물로 처리된 폴리올레핀 재생수지를 폴리에틸렌 수지와 혼합하여 사용하거나, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌의 1차 가공으로 파상 되는 재생 수지를 사용하거나, 폴리에틸렌 또는, 폴리프로필렌과 상기의 폐기물이나 재생 수지와 혼합 사용으로 내하력을 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 나선형 부재 재활용 합성수지관을 제공하게 된다.
이러한 본 발명은, 중공부가 있는 프로파일 내부의 내면에 길이방향으로 나선형 부재가 일정한 간격을 유지하면서 형성되고, 합성수지관의 관경에 따라 또는, 합성수지관(여기서, 상기된 합성수지관은 이중벽이나 삼중벽 또는, 다중벽 구조의 하수관을 통칭하여 말함)의 용도에 따라서 본 발명의 합성수지관(5)의 제조 외에 회전축((111)에 연결된 다이 맨드릴(B2-1)의 교체 체결로 본 발명의 제2 실시예에 의한 4등분 나선형 부재 합성수지관(5-1)의 제조나, 본 발명의 제3 실시예에 따른 다이 맨드릴(B2-2)의 교체 체결로 3등분 나선형 부재 프로파일의 성형 또는, 제4 실시예의 다이 맨드릴(B2-3)과 속 다이 맨드릴 (B2-4)의 교체 체결로 이중벽이나 다중벽 나선형 부재 프로파일을 성형한 합성수지관으로 제조할 수 있는 특징을 갖는 것이다.
나선형 부재, 프로파일, 다이 맨드릴, 합성수지관, 장섬유 고분자 합성수지(LFT)
Description
도 1은 종래의 일반적인 이중벽 합성수지관의 부분 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예인 나선형 부재 합성수지관의 부분 단면 사시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예인 나선형 부재 합성수지관의 부분 단면 사시도.
도 4는 본 발명의 나선형 부재 합성수지관의 실시예별 부분 단면도로써,
도 4a는 제1 실시예의 나선형 부재 합성수지관의 프로파일의 부분 단면도이고,
도 4b는 제2 실시예의 나선형 부재 합성수지관의 프로파일의 부분 단면도이며,
도 4c는 제3 실시예인 나선형 부재 합성수지관의 프로파일의 부분 단면도이고,
도 4d는 제4 실시예인 나선형 부재 합성수지관의 프로파일의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예별 나선형 부재의 일부 발췌 평면사시도로써,
도 5a는 제1 실시예의 나선형 부재의 평면 사시도,
도 5b는 제2 실시예의 나선형 부재의 평면 사시도,
도 5c는 제3 실시예의 나선형 부재의 평면 사시도,
도 5d는 제4 실시예의 나선형 부재의 평면 사시도.
도 4a는 제1 실시예의 나선형 부재 합성수지관의 프로파일의 부분 단면도이고,
도 4b는 제2 실시예의 나선형 부재 합성수지관의 프로파일의 부분 단면도이며,
도 4c는 제3 실시예인 나선형 부재 합성수지관의 프로파일의 부분 단면도이고,
도 4d는 제4 실시예인 나선형 부재 합성수지관의 프로파일의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예별 나선형 부재의 일부 발췌 평면사시도로써,
도 5a는 제1 실시예의 나선형 부재의 평면 사시도,
도 5b는 제2 실시예의 나선형 부재의 평면 사시도,
도 5c는 제3 실시예의 나선형 부재의 평면 사시도,
도 5d는 제4 실시예의 나선형 부재의 평면 사시도.
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도 6은 본 발명의 제조장치에 따른 제1 실시예의 다이 맨드릴(B2, Die Mandrel)의 평면 사시도.
도 7은 본 발명의 제조장치에 따른 제2 실시예의 다이 맨드릴의 평면 사시도.
도 8은 본 발명의 제조장치에 따른 제3 실시예의 다이 맨드릴의 평면 사시도.
도 9는 본 발명의 제조장치에 따른 제4 실시예의 다이 맨드릴의 평면 사시도.
도 10은 본 발명의 제조장치에 있어 다이 맨드릴의 내부에 삽입되고 공기통로가 구비된 속 다이 맨드릴의 발췌 평면 사시도.
도 11은 본 발명의 제1 실시예 제조장치에 있어 다이스 끝에 다이 맨드릴과 다이 커플링(Die Coupling)이 체결된 측면도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예 제조장치에 있어 다이스 끝에 다이 맨드릴과 다이 커플링이 체결된 측면도.
도 13은 본 발명의 제3 실시예 제조장치에 있어 다이스 끝에 다이 맨드릴과 다이 커플링이 체결된 측면도.
도 14는 본 발명의 제4 실시예 제조장치에 있어 다이스 끝에 다이 맨드릴과 속 다이 맨드릴 및 다이 커플링이 체결된 측면도.
도 15는 본 발명의 나선형 부재 합성수지관 제조장치의 전체 개략구성도.
도 16은 도 15의 나선형 부재 회전장치의 발췌 정단면 구성도.
도 17은 도 15의 회전장치인 다이 맨드릴이 냉각금형에 삽입되어 나선형 부재를 제조하는 냉각장치의 발췌 정단면 구성도.
삭제
도 18과 도 19는 본 발명의 도 4a의 이해를 돕기 위해 실시 제작된 사각이나 원형의 프로파일 내부에 검정색 또는, 프로파일과 색을 달리하는 흰색이나 노랑색으로 나선형 부재가 성형된 본 발명의 제1 실시예의 나선형부재 합성수지관의 부분단면 촬영사진.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 제2 실시예의 이해를 돕기 위해 제작된 사각이나 원형의 프로파일 내부에 검정색 또는 프로파일과 색을 달리하는 흰색이나 노랑색 등으로 나선형 부재가 성형된 합성수지관 부분 단면 촬영사진.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
2, 2-1, 2-2, 2-3 : 나선형 부재 3 : 프로파일
4 : 프로파일 접합부 5, 5-1 : 나선형 부재 합성수지관
A2, A2-1, A2-2, A2-3 : 본 발명의 제조장치인 다이 맨드릴에 의해 고화 성형된 실시예별 용융 수지
B2, B2-1, B2-2, B2-3 : 다이 맨드릴(Die Mandrel)
C: 다이 커플링(Die Coupling)
B2-4 : 다이 맨드릴(B2-3)의 내부에 삽입되는 속 다이 맨드릴(In Die Mandrel)
100 : 제 1 압출부 101 : 제 1 압출기
102 : 실린더 103 : 연결 다이 110 : 회전장치 111 : 회전축
112 : 공기통로 113 : 체인기어 114 : 체인
115 : 와샤 112-1: 공기 통로 116 : 스프링
117 : 너트 118 : 볼트 119 : 모터
131 : 몸체다이 132 : 고정 다이 커플링 133 : 베어링
134 : 고정판(Cu Plate) 134-1 : 구멍이 있는 고정판(Cu Plate)
136 : 회전판(Cu Plate) 136-1 : 구멍이 있는 회전판(Cu Plate)
139 : 용융 수지 141 : 냉각수 입구 142 : 냉각수 배출구
150 : 냉각장치 151 : 냉각탱크 152 : 냉각금형 153 : 냉각수배관
154 : 분사노즐 155 : 냉각수 156 : 압축공기입구
157 : 압축공기 분사구 200 : 제 2 압출부 201 : 제 2 압출기
202 : 실린더 203 : 연결 다이 204 : 프로파일 다이스(Profile Dies)
205 : 프로파일 다이 커플링 206 : 나선형 부재 통로
220 : 진공성형장치 221 : 진공탱크 222 : 사이징
223 : 냉각수배관 230 : 권회성형장치
도 20 내지 도 22는 본 발명의 제2 실시예의 이해를 돕기 위해 제작된 사각이나 원형의 프로파일 내부에 검정색 또는 프로파일과 색을 달리하는 흰색이나 노랑색 등으로 나선형 부재가 성형된 합성수지관 부분 단면 촬영사진.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
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4 : 프로파일 접합부 5, 5-1 : 나선형 부재 합성수지관
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134 : 고정판(Cu Plate) 134-1 : 구멍이 있는 고정판(Cu Plate)
136 : 회전판(Cu Plate) 136-1 : 구멍이 있는 회전판(Cu Plate)
139 : 용융 수지 141 : 냉각수 입구 142 : 냉각수 배출구
150 : 냉각장치 151 : 냉각탱크 152 : 냉각금형 153 : 냉각수배관
154 : 분사노즐 155 : 냉각수 156 : 압축공기입구
157 : 압축공기 분사구 200 : 제 2 압출부 201 : 제 2 압출기
202 : 실린더 203 : 연결 다이 204 : 프로파일 다이스(Profile Dies)
205 : 프로파일 다이 커플링 206 : 나선형 부재 통로
220 : 진공성형장치 221 : 진공탱크 222 : 사이징
223 : 냉각수배관 230 : 권회성형장치
본 발명은 나선형 부재 합성수지관 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1 압출부와 회전장치 및 냉각장치에 의해 나선형 부재가 연속하여 제조되는 일련의 제조과정에 있어서, 나선형 부재의 외부를 제2 압출부와 프로파일 다이스 및 진공성형장치에 의해 프로파일 용융 수지를 중공부가 있는 프로파일로 성형 할 때, 상기의 제1 압출부에 의해 압출되는 용융 수지는 다이 커플링을 냉각시키는 냉각수와 냉각금형을 통해 분사되는 압축공기에 의해 냉각되면서 다이 맨드릴의 회전과 함께 고화된 용융 수지로 이송됨과 동시에 냉각장치와 사이징 사이에서 나선형 부재가 성형되고, 프로파일의 내벽에 밀착 형성되어 연속성형되는 나선형부재 프로파일을 제조하되, 연속 성형되는 나선형 부재 프로파일을 권회성형장치에 의해 나선형으로 권회 성형하여 나선형부재 합성수지관을 제조하게 되며, 탁월한 내하력과 지지력으로 연직토압이나 좌굴응력에 한층 향상된 이중벽 내지 다중벽의 재활용 합성수지관 및 그 제조장치에 관한 것이다.
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일반적으로 나선형으로 권취 되어지는 통상의 합성수지관은 장기 매립시 토압하중에 의하여 파손이나 변형이 쉽게 이루어지며, 복원력 또한 수분함량이 많은 토질이나 지하 수미터(m) 이상의 깊이에 매립 하거나 중량하중이 많은 도로 등에는 취약한 문제점을 갖고 있어 연성관으로서의 한계를 극복하지 못하여 검토할 사항으로 이미 공지되어 있는 것이 현실이다.
따라서 토압이나 윤압등 하중강도를 최대로 견딜수 있도록 원재료의 열적 특성을 고려하거나, 프로파일의 중공부를 여러 형태로 설계하여 제조하는 기술이 집중되어 합성수지관의 강도를 보강한 통상 이중벽이나 삼중벽 또는 다중벽의 합성수지관이 다양한 기술로 개발되어 현재 사용 중에 있다.
그러나, 사각중공부나 여러 형상의 중공부를 구비한 프로파일이나 이를 이용한 합성수지관은 많이 공지되어 사용되고 있으나, 중공부가 있는 프로파일의 단면이 종방향으로 지지력을 갖추거나 또는 구조적으로 최대하중을 고려한 설계가 이루어 지지 아니하여, 합성수지관의 좌굴응력이나 연직토압에 상당히 취약한 문제점을 가지고 있었고, 재활용의 합성수지관이 제공되지 못하여 비경제적이고 효율적인 제조장치가 개시되지 못하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 문제된 단점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내부와 외부가 원형의 프로파일이거나, 외부가 사각이고 내부가 사각이거나 외부가 사각이고 내부가 원형의 중공부를 갖는 프로파일로 형성된 합성수지관에 있어서, 프로파일 내벽에 나선형 부재가 밀착 성형된 합성수지관에 의한 외부의 강한 하중이나 충격에도 하중이 분산과 프로파일의 내벽과 외벽을 보호하고, 지지력이나 복원력을 강화하여 좌굴응력을 한층 향상시킨 재활용 나선형 부재를 구비한 합성수지관 및 그 제조장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 대하여 첨부도면을 참조하여 살펴보면, 나선형 부재(2)를 구성하는 액상의 용융수지(139)는 제1 압출부(100)와 회전장치(110)및 냉각장치(150)에 의해 나선형의 형태로 연속하여 제조되고, 제조되는 나선형 부재(2)의 외부를 제2압출부(200)와 프로파일 다이스(204)와 진공성형장치(220)에 의해 중공부가 있는 프로파일(3)로 성형되는 일련의 과정을 갖는 제조장치에 있어서,
상기 제1 압출부(100)의 제1 압출기(101)에 의해 압출되는 용융 수지(139)는 다이스(131)의 고정 다이 커플링(132)과 냉각수 입구(141)를 통해 공급되는 냉각수에 의해 차갑게 냉각되는 다이 커플링(C)이 체결되고, 또한 회전축(111)과 연결된 다이 맨드릴(B2)이 냉각탱크(151)에 체결된 냉각금형(152)의 내부에 삽입되어 회전과 함께 이송되며, 냉각금형(152)의 압축공기 분사구(157)를 통해 압축된 공기를 강하게 분사하여 고화된 용융 수지(A2)로 냉각된다.
상기의 고화된 용융수지는 다이 맨드릴(B2)의 회전과 함께 냉각장치(150)와 사이징(222) 사이에서 원활하게 나선형 부재(2)로 성형 되고 또한, 상기의 성형되는 나선형 부재는 제2 압출부(200)와 진공성형장치에 의한 프로파일의 성형과 동시에 프로파일 내면에 밀착 성형 된 나선형 부재(2)을 갖는 프로파일(4: 도 4a 참조)로 제조하게 된다.
그리고 연속하여 성형되는 도 4a와 같은 "∼" 형 나선형부재(2)를 갖는 프로파일을 권회성형장치(230)에 의해 나선형으로 권회 성형하여 합성수지관(5)을 제조하게 된다.
상기의 나선형 부재 합성수지관의 제조장치와 구성을 구체적으로 설명하면;
나선형 부재(2)는 제 1 압출기(101)에 공급된 원재료가 고온으로 가열되어 액상의 용융 수지(139)로 실린더(102)와 연결 다이(103)에 이송되고, 이송되는 용융 수지(139)는 고정 다이 커플링(132)과 다이 커플링(C)이 체결된 다이스(131) 내부를 거쳐 회전축(111)에 연결된 다이 맨드릴(B2)의 내부로 이송되어 압출된다.
상기의 다이 맨드릴(B2) 내부에 이송되는 용융 수지는;
다이 맨드릴이 회전판(136)과 볼트(137)에 의해 고정판(134)과 연결되고, 고정판(134)은 볼트(137)에 의해 회전축(111)과 연결되며 또한, 다이스(131) 내부와 회전축 외부에는 베어링(133)이 구비되고, 체인기어(113)가 구비된 모터(119)와 회전축에 고정된 체인기어를 모터의 구동과 이를 연결하는 체인(114)에 의해 회전축이 회전되면서 이송된다.
상기의 이송되는 용융 수지(139)는 다이 커플링(C)을 냉각시키는 냉각수와 냉각금형(152)을 통해 분사되는 압축된 공기에 의해 고화된 용융 수지(A2)로 냉각되어 다이 맨드릴(B2)이 회전하면서 냉각장치(150)와 사이징(222) 사이에서 나선형 부재(2)로 성형 된다.
또한, 상기의 성형되는 나선형 부재는 길이방향으로 모터(119)의 회전속도와 권회성형장치(230)의 회전속도 조정에 의해 일정한 간격을 유지하면서 연속적으로 제조되어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 압출부(100)의 제1 압출기(101)에 의해 압출되는 용융 수지(139)는 다이스(131)의 고정 다이 커플링(132)과 냉각수 입구(141)를 통해 공급되는 냉각수에 의해 차갑게 냉각되는 다이 커플링(C)이 체결되고, 또한 회전축(111)과 연결된 다이 맨드릴(B2)이 냉각탱크(151)에 체결된 냉각금형(152)의 내부에 삽입되어 회전과 함께 이송되며, 냉각금형(152)의 압축공기 분사구(157)를 통해 압축된 공기를 강하게 분사하여 고화된 용융 수지(A2)로 냉각된다.
상기의 고화된 용융수지는 다이 맨드릴(B2)의 회전과 함께 냉각장치(150)와 사이징(222) 사이에서 원활하게 나선형 부재(2)로 성형 되고 또한, 상기의 성형되는 나선형 부재는 제2 압출부(200)와 진공성형장치에 의한 프로파일의 성형과 동시에 프로파일 내면에 밀착 성형 된 나선형 부재(2)을 갖는 프로파일(4: 도 4a 참조)로 제조하게 된다.
그리고 연속하여 성형되는 도 4a와 같은 "∼" 형 나선형부재(2)를 갖는 프로파일을 권회성형장치(230)에 의해 나선형으로 권회 성형하여 합성수지관(5)을 제조하게 된다.
상기의 나선형 부재 합성수지관의 제조장치와 구성을 구체적으로 설명하면;
나선형 부재(2)는 제 1 압출기(101)에 공급된 원재료가 고온으로 가열되어 액상의 용융 수지(139)로 실린더(102)와 연결 다이(103)에 이송되고, 이송되는 용융 수지(139)는 고정 다이 커플링(132)과 다이 커플링(C)이 체결된 다이스(131) 내부를 거쳐 회전축(111)에 연결된 다이 맨드릴(B2)의 내부로 이송되어 압출된다.
상기의 다이 맨드릴(B2) 내부에 이송되는 용융 수지는;
다이 맨드릴이 회전판(136)과 볼트(137)에 의해 고정판(134)과 연결되고, 고정판(134)은 볼트(137)에 의해 회전축(111)과 연결되며 또한, 다이스(131) 내부와 회전축 외부에는 베어링(133)이 구비되고, 체인기어(113)가 구비된 모터(119)와 회전축에 고정된 체인기어를 모터의 구동과 이를 연결하는 체인(114)에 의해 회전축이 회전되면서 이송된다.
상기의 이송되는 용융 수지(139)는 다이 커플링(C)을 냉각시키는 냉각수와 냉각금형(152)을 통해 분사되는 압축된 공기에 의해 고화된 용융 수지(A2)로 냉각되어 다이 맨드릴(B2)이 회전하면서 냉각장치(150)와 사이징(222) 사이에서 나선형 부재(2)로 성형 된다.
또한, 상기의 성형되는 나선형 부재는 길이방향으로 모터(119)의 회전속도와 권회성형장치(230)의 회전속도 조정에 의해 일정한 간격을 유지하면서 연속적으로 제조되어지는 것을 특징으로 한다.
상기의 나선형 부재 프로파일(3)은 제 2 압출기(201)에 공급된 원재료가 고온으로 가열되어 액상의 용융 수지로 실린더(202)와 연결 다이(203)에 이송되고, 이송되는 용융 수지(207)는 나선형 부재 통로(206)가 구비되는 프로파일 다이스(204) 내부를 거쳐 프로파일 다이 커플링(205)과 도면에는 표기하지 않은 프로파일 다이 맨드릴 사이로 이송되어 진공성형장치(220)에 전달되고, 진공성형장치와 사이징(222)과 냉각수(224)에 의해 프로파일로 성형 될 때;
상기의 회전장치(110)와 냉각장치(150)에 의해 성형 되는 나선형의 부재(2)가 프로파일 다이스(204) 내부를 통과되면서 진공성형장치에 의해 성형 되는 프로파일의 성형과 동시에 프로파일 내면에 밀착 성형된 "∼" 형 나선형 부재(2)을 성형한 프로파일(3)을 성형하게 된다.
이렇게 연속하여 성형 되는 나선형 부재 프로파일을 권회성형장치(230)에 의해 나선형으로 권회 성형하여 본 발명에 의한 합성수지관(5)을 제조하게 된다.
또한, 나선형 부재를 성형하는 다이 맨드릴(B2)과 다이 커플링(C)과 냉각금형(152) 및 프로파일을 성형하는 프로파일 다이 커플링(205)과 프로파일 다이 맨드릴과 사이징(222)은 합성수지관의 호칭과 두께에 맞게 제작된 금형을 체결하여 사용하게 된다.
상기의 회전장치(110)와 냉각장치(150)에 의해 성형 되는 나선형의 부재(2)가 프로파일 다이스(204) 내부를 통과되면서 진공성형장치에 의해 성형 되는 프로파일의 성형과 동시에 프로파일 내면에 밀착 성형된 "∼" 형 나선형 부재(2)을 성형한 프로파일(3)을 성형하게 된다.
이렇게 연속하여 성형 되는 나선형 부재 프로파일을 권회성형장치(230)에 의해 나선형으로 권회 성형하여 본 발명에 의한 합성수지관(5)을 제조하게 된다.
또한, 나선형 부재를 성형하는 다이 맨드릴(B2)과 다이 커플링(C)과 냉각금형(152) 및 프로파일을 성형하는 프로파일 다이 커플링(205)과 프로파일 다이 맨드릴과 사이징(222)은 합성수지관의 호칭과 두께에 맞게 제작된 금형을 체결하여 사용하게 된다.
도시한 도 6과 도 11 및 도 15와 도 16, 도 17을 참조하여 그 구성과 그 작용을 설명하기로 한다.
즉, 본 발명의 나선형 부재를 성형하는 회전장치(110)는 회전축(111)과 회전시키는 모터(119)와 다이스(131)와 고정 다이 커플링(132)으로 구성되고 또한, 호칭에 맞게 다이스 끝에 다이 맨드릴(B2)과 다이 커플링(C)이 도 11과 같이 체결된다.
상기의 회전축(111)은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다이 맨드릴(도 9 및 도 10 참조)의 호환성을 위해 내부에 공기통로(112)가 구비되고, 체인과 함께 회전되는 체인기어(113)는 볼트(118)로 고정되며, 회전축의 원활한 회전을 위해 다이스의 양 끝 내부에 베어링(133)이 삽입되고, 베어링 뒤에는 와샤(115)와 스프링(116)을 삽입하여 너트(117)의 풀림과 조임에 의해 베어링과 고정판(134)과 회전판(136)의 마찰을 감소시켜 원활한 회전과 및 용융 수지가 내부로 새는 것을 방지하게 된다.
상기의 회전축(111)은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다이 맨드릴(도 9 및 도 10 참조)의 호환성을 위해 내부에 공기통로(112)가 구비되고, 체인과 함께 회전되는 체인기어(113)는 볼트(118)로 고정되며, 회전축의 원활한 회전을 위해 다이스의 양 끝 내부에 베어링(133)이 삽입되고, 베어링 뒤에는 와샤(115)와 스프링(116)을 삽입하여 너트(117)의 풀림과 조임에 의해 베어링과 고정판(134)과 회전판(136)의 마찰을 감소시켜 원활한 회전과 및 용융 수지가 내부로 새는 것을 방지하게 된다.
상기의 회전축 앞에는 고정판(134)이 볼트(135)로 체결되고 상기 고정판(134)은 회전판(136)과 다이 맨드릴(B2)을 볼트(137)로 함께 체결되며, 여기서 상기의 고정판(134)과 회전판(136)은 황동이나 구리합금으로 된 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 다이 맨드릴(B2-3)과 속 다이 맨드릴(B2-4)의 체결은 도 10에 도시된 바와 같이, 다이 맨드릴(B2-3)에 구멍이 있는 회전판(136-1)을 먼저 체결시키고, 구멍이 있는 고정판(134-1)은 회전축(111)에 체결되며, 속 다이 맨드릴(132-4)의 외부를 다이 맨드릴(B2-3)과 구멍이 있는 고정판(134-1)과 함께 볼트에 의해 체결되고, 다이스(131) 끝에는 고정 다이 커플링(132)과 다이 커플링(C)이 연장하여 체결된다.
그리고 도 17에서와 같이, 상기의 냉각수 입구(141)를 통해 냉각수가 공급되어 냉각수 배출구(142)를 통해 배출되면서 상기 다이 커플링(C)을 차갑게 냉각시켜 연속하여 다이 맨드릴(B2-3) 내부로 이송되는 용융수지를 고화된 용융수지로 냉각과 함께 원활한 나선형의 부재가 성형 되도록 한다.
그리고 도 17에서와 같이, 상기의 냉각수 입구(141)를 통해 냉각수가 공급되어 냉각수 배출구(142)를 통해 배출되면서 상기 다이 커플링(C)을 차갑게 냉각시켜 연속하여 다이 맨드릴(B2-3) 내부로 이송되는 용융수지를 고화된 용융수지로 냉각과 함께 원활한 나선형의 부재가 성형 되도록 한다.
상기의 냉각장치(150)는 냉각탱크(151)에 냉각금형(152)이 체결되고 압축공기 입구(156)로 압축된 공기가 압축공기 분사구(157)를 통해 분사되어 용융되는 수지를 고화된 용융 수지(A2)로 냉각시키게 되고, 다이 맨드릴의 회전과 함께 나선형으로 성형 되는 부재를 냉각수 배관(153)과 분사노즐(154)을 통해 냉각수(155)가 강하게 분사되어 본 발명의 나선형의 부재로 연속하여 성형하게 된다.
좀더 구체적으로는, 상기의 용융 수지(139)가 다이 맨드릴(die Mandrel) 내부로 이송과 함께 고화된 용융 수지(A2)로 냉각되면서 회전되고 또한, 다이 맨드릴(B2)이 냉각장치(152)의 내부로 삽입되어 나선형의 부재로 연속하여 성형 되는 일련의 과정에 있어서;
다이 맨드릴이 회전하면서 이송되는 용융 수지(139)는 다이 커플링(C)의 냉각수 입구(141)를 통해 내부로 냉각수가 공급되어 다이 커플링을 차갑게 냉각시키고, 냉각탱크(151)에 체결된 냉각금형(152)을 통해 압축된 공기가 강하게 분사되고 또한, 분사노즐(154)을 통해 냉각수(155)가 강하게 분사되는 상기의 과정은 다이 맨드릴의 회전과 함께 동시에 이루어져 본 발명의 나선형의 부재로 성형된다.
더불어, 상기의 제조되는 나선형 부재(2) 프로파일(3)은;
내부와 외부가 원형의 프로파일이거나, 외부가 사각이고 내부가 사각이거나 또는, 외부가 사각이고 내부가 원형의 중공부를 갖는 프로파일 제조장치에 있어서,
제2 압출기(201)와 실린더(202)와 연결 다이(203)를 통해 이송되는 용융수지(207)는 프로파일 다이스(204) 내부를 거쳐 프로파일 다이 커플링(205)과 프로파일 다이 맨드릴 사이로 이송되어 진공성형장치와 사이징(222)에 의해 통상의 프로파일로 성형되고, 프로파일 다이스(204) 내부는 나선형 부재 통로(206)가 충분히 구비되어 나선형 부재가 프로파일 다이스(204) 내부를 통과되면서 진공성형장치와 사이징(222)에 의해 성형 되는 프로파일의 성형과 동시에 프로파일 내면에 밀착 형성되고 또한, 냉각수(224)를 통해 연속적으로 제조되는 나선형 부재 프로파일(도 4a)을 성형하게 된다.
이렇게 연속하여 성형 되는 나선형 부재 프로파일(도 4a)은 권회성형장치(230)에 의해 나선형으로 권회 성형하여 본 발명에 의한 합성수지관(5)을 제조하게 된다.
상기의 프로파일에 사용되는 합성수지는 원색의 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP)중 하나를 선택하여 사용하거나 카아본블랙 마스터뱃치나 탄산칼슘을 첨가하여 첨가제로 사용할 수가 있다.
이때, 상기 프로파일(3)의 강성을 보강하는 나선형 부재에 사용되는 원재료는,
이때, 상기 프로파일(3)의 강성을 보강하는 나선형 부재에 사용되는 원재료는,
구조가 결정형이고 인체에 큰 해가 없으며 인장강도가 폴리에틸렌에 비해 월등한 장섬유(Long Fiber Themo) 함유 폴리프로필렌 고분자 합성수지(PP-LFT) 이거나, 폴리에틸렌 고분자 합성수지(PE-LFT) 또는, 상기한 폴리플로필렌 고분자 합성수지(PP-LFT)나, 폴리에틸렌 고분자 합성수지(PE-LFT) 중 장섬유가 15％나 30％ 또는 50％이상 함유한 것 중에서 선택한 폐기물(재생 고분자 합성수지)을 사용하거나, 폐기물로 처리된 폴리올레핀 재생수지( 폐비닐)를 폴리에틸렌 수지와 혼합하여 사용하거나, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌의 1차 가공으로 파상 되는 재생 수지를 사용하거나, 상기의 폐기물이나 재생 수지를 폴리에틸렌 또는, 폴리프로필렌 수지와 혼합 사용으로 지지력과 내하력을 향상시키도록 하여 폐자재의 재활용에 의한 경제성을 크게 할 수 있다.
또한, 첨가제로는 카아본블랙 마스터뱃치나 탄산칼슘을 첨가하여 내후성을 향상시킬 수가 있으며, 색을 달리하고자 할 때에는 새로운 나선형 부재의 색을 원색이나, 노랑 또는, 프로파일과 다른 색의 첨가제를 첨가하여 상기의 합성수지관을 제조하게 된다.
그리고, 상기의 장섬유 함유 폴리에틸렌 합성수지(PE-LFT)나 폴리프로필렌 합성수지( PP-LFT)는 삼박엘에프티(주)사나 가람테크(주)사 제품 또는, 기타 다른 회사 엔지니어링 플라스틱 제품을 사용할 수가 있으며, PE-LFT는 PE와 PP-LFT는 PP와 혼합으로 사용할 수가 있으며, 폐자재인 장섬유 함유 폴리에틸렌 합성수지(PE-LFT)나 폴리프로필렌 합성수지(PP-LFT)의 재가공 또는, 상기 동 재질의 폐자재 또는, 폐기물의 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과의 혼합에 의한 재가공은 합성수지 재가공 업자라면 약간의 기술적으로도 재가공을 할 수가 있을 것이다.
상기한 나선형 부재에 사용되는 여러 폐자재나 원재료의 혼합비율은 특별히 한정하지 않고 적당한 작업조건과 요구하는 합성수지관의 품질기준에 맞춰 제조할 수가 있는 것이다.
또한, 상기한 나선형 부재가 구비된 합성수지관의 특징은, 합성수지관의 관경(또는, 호칭)에 따라 또는, 합성수지관(여기서, 상기된 합성수지관은 이중벽이나 삼중벽 또는, 다중벽 구조의 하수관을 통칭하여 말함)의 용도에 따라서, 본 발명의 합성수지관(5)의 제조 외에 회전축(111)에 연결된 다이 맨드릴(B2)는 도 7 내지 도 9와 같은 다이맨드릴(B2-1, B2-2, B2-3)과 속 다이 맨드릴(B2-4)의 교체 체결로 본 발명의 제2 실시예인 도 3 및 도 4b의 4등분 나선형 부재(2-1)을 갖는 합성수지관(5-1)의 제조나 제3 실시예인 도 4c의 3등분의 나선형 부재(2-2)을 갖는 프로파일(3)의 성형 또는, 제4 실시예인 도 4d의 이중벽이나 다중벽의 나선형 부재(2-3)을 갖는 프로파일(3)을 성형된 합성수지관으로 제조할 수 있는 특징을 갖는 것이다.
또한, 상기의 제2 실시예 내지 제4 실시예는 특별한 제조장치의 설치가 필요없이 본 발명의 다이 맨드릴(B2)을 제2 실시예에 따른 다이 맨드릴(B2-1)과의 교체 체결이나 , 제3 실시예에 따른 다이 맨드릴( B2-2)의 교체 체결 또는, 제4 실시예에 따른 다이 맨드릴(B2-3)과 속 다이 맨드릴(B2-4)과의 교체 체결로 상기의 실시예에 따른 합성수지관을 제조할 수 있는 것이다.
또한, 상기의 제2 실시예 내지 제4 실시예는 특별한 제조장치의 설치가 필요없이 본 발명의 다이 맨드릴(B2)을 제2 실시예에 따른 다이 맨드릴(B2-1)과의 교체 체결이나 , 제3 실시예에 따른 다이 맨드릴( B2-2)의 교체 체결 또는, 제4 실시예에 따른 다이 맨드릴(B2-3)과 속 다이 맨드릴(B2-4)과의 교체 체결로 상기의 실시예에 따른 합성수지관을 제조할 수 있는 것이다.
또한, 나선형 부재의 두께나 간격을 임의로 조절할 수 있는 것을 특징으로 하여 성형 된 합성수지관은 특히, 외부의 강한 하중이나 충격에도 지지력이나 복원력을 강화하여 좌굴응력을 향상시킬 수 있는 연성 관으로서, 특히 대구경 합성수지관의 품질을 만족하게 할 것이다.
그리고, 상기에서 본 발명에서 특정한 제2 실시예 내지 제4 실시예를 설명 및 도시하였지만, 내부와 외부가 원형의 프로파일이거나, 외부가 사각이고 내부가 사각이거나 외부가 사각이고 내부가 원형의 중공부를 갖는 프로파일 내부에 나선형 부재가 성형 되는 본 발명의 나선형 부재 합성수지관 및 그 제조장치는 당 업자에 의해 충분히 실시할 수가 있음은 당연하다 하겠다.
따라서, 이와 같은 나선형 부재가 구비된 합성수지관의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사항으로부터 개별적으로 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다
이상에서 살펴본 바와 같은 나선형 부재 합성수지관은, 폐자재의 재활용에 의한나선형 부재가 프로파일 내부 내면에 형성되어 지지력이나 복원력을 강화하여 좌굴응력을 향상시킬수 있는 합성수지관과 이를 제조하는 제조장치를 제공하여 경제적이고, 특히 대구경용 합성수지관의 하중강도를 향상시킬 수 있게 되었다 .
Claims (10)
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- 액상의 용융수지(139)가 제1 압출부(100)와 회전장치(110) 및 냉각장치(150)에 의해 나선형 형태의 나선형부재(2)로 연속하여 제조되고, 이 나선형 부재(2)의 외부를 제2 압출부(200)와 프로파일 다이스(204)와 진공성형장치(220)에 의해 중공부가 있는 프로파일(3)로 성형되는 합성수지관 제조장치에 있어서,상기 제1 압출부는 다이스(131) 내부에 회전축(111)이 회전되고, 상기 다이스(131)의 외부에는 고정 다이스(132)와 다이 커플링(C)이 체결되며, 상기 냉각장치(150) 내부의 냉각금형(152)에 삽입되어 회전하면서 상기 나선형부재(2)로 성형하도록 상기 회전축(111)에 체결되는 다이맨드릴(B2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형부재 합성수지관 제조장치.
- 제7항에 있어서,상기 다이맨드릴(B2)은 4등분의 나선형부재(2-1)을 성형하는 다이맨드릴(B2-1)로 구성되는 것을 특징으로 하는 나선형부재 합성수지관 제조장치.
- 제7항에 있어서,상기 다이맨드릴(B2)은 3등분의 나선형부재(2-2)을 성형하는 다이맨드릴(B2-2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 나선형부재 합성수지관 제조장치.
- 제7항에 있어서,상기 다이맨드릴(B2)은 이중벽이나 다중벽의 나선형부재(2-3)로 성형되는 다이맨드릴(B2-3)과 속 다이맨드릴(B2-4)로 구성되는 것을 특징으로 하는 나선형부재 합성수지관 제조장치.
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