KR100877337B1 - 고강도 스틸 폴리에틸렌 3층 피복관 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고강도 스틸 폴리에틸렌 3층 피복관 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전체적인 형상이 원형을 이루도록 와이어를 공급하면서 그 외경에 나선형으로 고강도 스틸 와이어를 공급하여 내경과 외경에서 폴리에틸렌의 공급으로 피복에 의해 3층의 관을 성형하는 고강도 스틸 폴리에틸렌 3층 피복관 제조방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 고강도 스틸 이루어진 다수의 원형 공급 와이어(11)를 가이드대(12)에 공급하는 원형 공급 와이어 공급단계;

상기 원형 공급 와이어(11)를 가이드대(12)의 와이어 안내홀(13)에 공급하여 전체적으로 소정의 간격에서 원형을 이루도록 하는 원형 성형 단계;

다수의 나선형 공급 와이어(14)를 원형 공급 와이어(11)의 외경에 나선형으로 공급하는 나선형 공급 와이어 공급 단계;

원형 공급 와이어(11)의 외경에 나선형 공급 와이어(14)를 공급하여 이들이 겹치는 접지부(15)에서 용접장치(18)를 통하여 용접이 이루어져 일체형으로 연결되도록 하는 용접 단계;

원형 공급 와이어(11)의 내경에 설치한 내경 코팅장치(20)를 통하여 폴리에틸렌이 압출되어 내경 코팅부(21)를 성형하는 내경 코팅 단계;

나선형 공급 와이어(14)의 외경에 설치한 외경 코팅장치(25)를 통하여 폴리에틸렌이 압출되어 외경 코팅부(26)를 성형하는 외경 코팅 단계;

내경 코팅부(21)와 외경 코팅부(26)를 성형한 후에 냉각수 또는 냉매를 공급하여 냉각하는 냉각 단계; 및

성형한 3층 피복관(10)을 6미터의 길이로 절단하여 완성하는 절단 단계를 통하여 성형함을 특징으로 하는 것이다.

고강도 스틸, 폴리에틸렌, 3층, 피복관

Description

고강도 스틸 폴리에틸렌 3층 피복관 제조방법{High-in-tensity steal polyethylene 3 layer clad pipe and manufacturing method thereof}

본 발명은 고강도 스틸 폴리에틸렌 3층 피복관 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전체적인 형상이 원형을 이루도록 와이어를 공급하면서 그 외경에 나선형으로 고강도 스틸 와이어를 공급하여 내경과 외경에서 폴리에틸렌의 공급으로 피복에 의해 3층의 관을 성형하는 고강도 스틸 폴리에틸렌 3층 피복관 제조방법에 관한 것이다.

종래 상수도관, 하수도관, 가스관, 특수관 등 다양한 관 중 폴리에틸렌을 이용하여 성형하는 경우, 여러 층을 이루도록 압출에 의해 성형하여 압력이 형성되는 경우 이를 지킬 수 있도록 하는 경우와, 프로파일을 압출하면서 프로파일의 사이에 용융부재를 공급하여 나선형으로 감아서 성형하는 하수도관 등 다양한 관을 성형하게 된다.

그러나 이러한 종래의 관 들은 폴리에틸렌을 이용하여 여러 층을 이루도록 하는 경우 여러 대의 압출기를 필요로 하거나, 금형의 구조가 매우 복잡하게 성형 되므로 시설비의 소모가 많은 결점이 있으며, 특히 이러한 시설비의 소모에도 완성된 관은 폴리에틸렌을 이용한 것이어서 원재료의 특성상 압력에 약한 결점이 있으므로 사용하는 용도에 한계가 있고, 신뢰성을 저하하는 원인이 되므로 강도를 크게 향상시킬 수 있는 관의 연구에 집중하게 되었다.

종래의 폴리에틸렌관은 실용신안등록번호 제0231569호(2001. 05. 10. 등록)에 기재한 바와 같이, 폴리에틸렌관을 구성하는 이중벽 사이에 형성된 중공부에 충분한 강도를 보강할 수 있도록 폐비닐로 성형한 충진제를 삽입하여 강도와 비중을 높혀 주철관을 대체할 수 있도록 하면서 환경문제 해결에 도움을 줄 수 있도록 한 보강된 폴리에틸렌관에 관한 것으로서,

유체가 이동할 수 있도록 단면이 원형상인 유체유동공간이 형성되고; 상기 유체유동공간의 외부에는 외벽과 내벽으로 구성되는 이중벽과 연결리브에 의하여 사각형상의 중공부를 가지도록 구성되는 폴리에틸렌관에 있어서;

상기 중공부에 강도향상과 비중을 높일 수 있도록 보강재를 충진하되; 상기 보강재는 폐비닐에 함유된 무기물을 제거하지 않은 상태로 조성된 재생 수지를 단면이 I형상이 되도록 압출하여 충진하는 것이다.

그러나 이러한 폴리에틸렌관은 공간의 내부에 보강재를 충진하여 강도를 향상시킬 수 있지만, 그 강도의 향상이 매우 작은 것이어서 실제 현장에 적용함에 있어서 큰 작용을 하지 못하는 결점이 있다.

종래 특허등록번호 제780443호(2007. 11. 22. 등록)는 철심이 삽입되어 강도를 향상시킨 하수관 및 그 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이중벽 또

는 복층벽 하수관을 성형하면서 성형홈을 형성하고 철심 공급장치를 통하여 성형홈에 철심을 공급한 후 수지로 성형홈을 마감하여 성형 로울러로 코팅이 이루어져 강도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 철심이 삽입되어 강도를 향상시킨 하수관 제조장치에 관한 것으로서, 이중벽 하수관 또는 복층벽 하수관을 생산하면서 절단 성형장치에서 프로파일이나 이음부재의 외경 한 부분에 칼날로 소정의 깊이를 갖는 성형홈을 설치하여 생산을 종료한 다음, 철심 공급장치에서 철심을 고주파 가열기로 공급하여 성형홈에 넣고 소형 압출기에서 용융 수지를 공급하면서 성형 로울러가 수지를 코팅하여 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

그러나 이러한 종래의 철심을 삽입하는 하수관은 철심을 프로파일의 나선형 방향을 따라서 삽입하게 되므로 어느 정도의 강도는 향상될 수 있지만 일반적으로 기대하는 기대치 이상으로 향상되지 못하여 용도를 크게 확대시키지 못하는 결점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 가로방향에서 전체적으로 원형을 이루도록 와이어를 공급하면서 나선형으로 와이어를 공급하여 가로방향과 나선형 방향에서 결합하며 내경과 외경에서 코팅 또는 피복을 통하여 성형한 피복관을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 가로방향으로 공급하는 와이어가 원형을 이루도록 하면서 그 외경으로 나선형 방향에 와이어를 공급하여 원형의 관 형태를 유지하는 와이어와 만날 때 용접이 이루어져 일체형으로 연결되도록 함을 목적으로 한다.

본 발명은 고강도 스틸로 이루어진 와이어의 내경과 외경에 폴리에틸렌을 코팅 또는 피복하여 3층의 피복관을 성형하는 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 가로방향에서 가이드대를 통과하면서 전체적으로 원형을 이루도록 와이어를 공급하면서 나선형으로 와이어를 공급하여 가로방향과 나선형 방향에서 결합하며 내경과 외경에 코팅장치를 설치하여 코팅 또는 피복으로 피복관을 성형할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 가로방향으로 공급하는 와이어가 가이드대의 안내홀을 통과하면서 소정의 간격을 갖도록 원형을 이루도록 공급되고, 그 외경으로 나선형 방향에 와이어를 공급하여 원형의 관 형태를 유지하는 와이어와 만나는 부분에서 용접 또는 접 합이 이루어져 일체형으로 연결되도록 하는 것이다.

본 발명은 고강도 스틸로 이루어진 와이어의 내경과 외경에 코팅장치를 설치하여 용융된 폴리에틸렌을 코팅 또는 피복하여 3층의 피복관을 성형하는 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 고강도 스틸로 이루어진 와이어에 용접이 잘되도록 금속재질을 코팅하거나, 융착이 이루어지도록 폴리에틸렌을 코팅함을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 가로방향에서 가이드대를 통과하면서 전체적으로 원형을 이루도록 와이어를 공급하면서 나선형으로 와이어를 공급하여 가로방향과 나선형 방향에서 결합하며 내경과 외경에 코팅장치를 설치하여 코팅 또는 피복으로 피복관을 성형할 수 있으므로 중앙에서 가로방향으로 원형을 이루는 와이어와 나선형으로 공급되는 와이어를 통하여 강도가 매우 향상되므로 안정적이어서 상수도관이나 하수도관은 물론 특수관 등의 용도로 다양하게 활용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 가로방향으로 공급하는 와이어가 가이드대의 안내홀을 통과하면서 소정의 간격을 갖도록 원형을 이루도록 공급되고, 그 외경으로 나선형 방향에 와이어를 공급하여 원형의 관 형태를 유지하는 와이어와 만나는 부분에서 용접 또는 접합이 이루어져 일체형으로 연결되도록 하는 것이어서 와이어를 통하여 강도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 고강도 스틸로 이루어진 와이어의 내경과 외경에 코팅장치를 설치 하여 용융된 폴리에틸렌을 코팅 또는 피복하여 3층의 피복관을 편리하게 성형할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 고강도 스틸로 이루어진 와이어에 용접이 잘되도록 금속재질을 코팅하거나, 융착이 이루어지도록 폴리에틸렌을 코팅함으로 가로방향과 나선방향에서 용접이 이루어져 더욱 안정된 결합력을 제공하는 관을 제조할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 본 발명은 두루마리 형태로 감겨진 금속 재질로 이루어지며 전체적으로는 소정의 간격을 갖고 원형을 이루도록 공급되는 원형 공급 와이어와;

상기 원형 공급 와이어의 외경에 나선형으로 소정의 간격에서 감기는 나선형 공급 와이어와;

상기 원형 공급 와이어의 내경에 폴리에틸렌을 공급하며 소정의 두께로 압출되는 내경 코팅부와;

상기 나선형 공급 와이어의 외경에 폴리에틸렌을 공급하며 소정의 두께로 압출되는 외경 코팅부를 통하여 3층 피복관을 성형함을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 두루마리 형태로 감겨진 금속 재질로 이루어지며 전체적으로는 소정의 간격을 갖고 원형을 이루도록 공급되는 원형 공급 와이어와;

상기 원형 공급 와이어가 소정의 크기를 이루며 공급되도록 하는 가이드대와;

상기 원형 공급 와이어의 외경에 나선형으로 소정의 간격에서 감기는 나선형 공급 와이어와;

상기 원형 공급 와이어의 내경에 폴리에틸렌을 공급하며 소정의 두께로 압출되는 내경 코팅장치와;

상기 나선형 공급 와이어의 외경에 폴리에틸렌을 공급하며 소정의 두께로 압출되는 외경 코팅장치를 통하여 3층 피복관을 성형함을 특징으로 하는 것이다.

이러한 본 발명은, 금속 재질로 이루어진 원형 공급 와이어(11)를 동일한 재질과 두께를 갖도록 성형하여 두루마리 형태로 감아서 소정의 속도로 공급되도록 하는 것이며, 한 부분에 설치한 가이드대(12)의 원주방향을 따라서 원형을 이루도록 소정의 간격에 와이어 안내홀(13)을 설치하여 원형 공급 와이어(11)가 관통되어 공급되도록 하는 가이드대(12)를 설치한다.

상기 원형 공급 와이어(11)는 가이드대(12)를 통과하면서 원하는 규격의 형태를 이루도록 하는 것이며, 원형 공급 와이어(11)의 외경으로 금속 재질로 이루어진 나선형 공급 와이어(14)를 나선형으로 공급하는 것이다.

상기 원형 공급 와이어(11)와 나선형 공급 와이어(14)는 금속재질로, 고강도 스틸을 사용하거나, 상호 간에 겹치는 부분인 접지부(15)에서 용접이 잘 이루어지도록 황동과 같은 재료를 도금하는 것이 가능하며, 필요한 경우 폴리에틸렌을 코팅 또는 피복하여 용융상태에서 융착이 이루어지도록 하는 것이다.

나선형 공급 와이어(14)가 원형 공급 와이어(11)의 외경에서 나선형으로 공급될 때 전원이 공급되어 나선형 공급 와이어(14)와 원형 공급 와이어(11)가 용접되어 일체형이 되도록 하는 용접장치(18)를 설치한다.

상기 용접장치(18)를 대신하여 나선형 공급 와이어(14)와 원형 공급 와이가 (11)가 폴리에틸렌을 코팅한 코팅 와이어(16)를 공급하는 경우 소정의 온도를 공급하여 폴리에틸렌이 겹치는 접지부(15)에서 융착이 이루어지도록 하는 것이다.

용접장치(18)의 일측에는 내경으로 내경 코팅장치(20)를 설치하여 용융시킨 폴리에틸렌을 공급하여 원형 공급 와이어(11)의 내경에 소정의 두께로 코팅 또는 피복하여 내경 코팅부(21)를 성형하는 것이다.

그리고 내경 코팅장치(20)가 설치된 위치 또는 그보다 더 우측의 나선형 공급 와이어(14) 외경에는 외경 코팅장치(25)를 설치하여 용융시킨 폴리에틸렌을 공급하여 나선형 공급 와이어(14)의 외경에 소정의 두께로 코팅 또는 피복하여 외경 코팅부(26)를 성형하는 것이다.

상기 내경 코팅부(21)와 외경 코팅부(26)의 두께는 자유롭게 조절할 수 있으며, 그 중앙부분에 원형 공급 와이어(11)와 나선형 공급 와이어(14)가 위치하도록 일체형으로 성형되는 것이다.

외경 코팅부(26)가 성형되면 도시하지 않은 냉각장치에서 냉각수 또는 냉각공기 등을 통하여 냉각이 이루어진 후 소정의 길이(약 6미터)로 절단하여 3층 피복관(10)을 완성하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 금속재질로 이루어진 와이어(11, 14)를 생산하면서 두루마리 형태로 감아 보관하는 것을 원칙으로 하여 연속 공급 가능하도록 준비한다.

각각의 원형 공급 와이어(11) 선단을 가이드대(12)의 와이어 안내홀(13)에 관통시켜 전체적으로 원형으로 이루도록 공급하고, 소정의 크기를 갖도록 하는 것이다.

원형 공급 와이어(11)는 가이드대(12)에 공급하기 이전에는 각각의 위치에서 연속해서 공급 가능하도록 준비하는 것이며, 가이드대(12)의 와이어 안내홀(13)을 통하여 간격과 규격이 결정되는 것이다.

원형 공급 와이어(11)를 공급하여 가이드대(12)를 통과하면서 원통형으로 성형되고, 원형 공급 와이어(11)의 외경에서 나선형으로 나선형 공급 와이어(14)를 공급한다.

원형 공급 와이어(11)의 외경으로 나선형 공급 와이어(14)를 공급하는 경우 공급되는 형태가 변경될 수 있으므로 필요한 경우 내경에 안내판을 설치하는 것이 가능하며, 용접장치(18)에서는 원형 공급 와이어(11)와 나선형 공급 와이어(14)가 만나는 접지부(15)에서 전원이 통하면서 스파크가 일어나 상호 용접 연결이 이루어지도록 할 수 있는 것이다.

상기 원형 공급 와이어(11)와 나선형 공급 와이어(14)는 용접이 잘되는 금속 재질을 도금하거나, 폴리에틸렌으로 코팅한 코팅 와이어(16)를 제공할 수 있는 것이며, 코팅 와이어(16)를 제공하는 경우에는 용접장치(18)에서 소정의 온도로 발열 이 이루어져 접지부(15)에서 코팅 와이어(15)가 용융에 의한 융착이 이루어지도록 하는 것이다.

접지부(15)에서 용접 연결이 이루어지게 되므로 원형 공급 와이어(11)와 나선형 공급 와이어(14)가 일체형으로 용접 연결이 이루어져 다음 과정으로 진행되는 상태에서 원형 공급 와이어(11)의 내경에 설치한 내경 코팅장치(20)로부터 용융된 폴리에틸렌이 압출되면서 내경 코팅부(21)가 소정의 두께로 코팅 또는 피복하는 것이다.

그리고 나선형 공급 와이어(14)의 외경에는 외경 코팅장치(25)를 설치하여 용융된 폴리에틸렌을 압출시켜 외경 코팅부(26)가 소정의 두께로 코팅 또는 피복하는 것이다.

이와 같이 원형 공급 와이어(11)와 나선형 공급 와이어(14)의 내경과 외경에 폴리에틸렌이 압출되어 내경 코팅부(21)와 외경 코팅부(26)가 일체형으로 성형되어 3층 피복관(10)을 성형하는 것이다.

그리고 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 미리 폴리에틸렌을 압출하여 성형한 원통형의 내경관(30)을 공급하여 내경관(30)의 외경으로 소정의 간격에 원형을 이루도록 원형 공급 와이어(11)를 공급한다.

상기 원형 공급 와이어(11)의 외경에 나선형으로 나선형 공급 와이어(14)를 공급하여 감기도록 한다.

상기 원형 공급 와이어(11)와 나선형 공급 와이어(14)가 겹치는 부분의 접지 부(15)에서 용접이 이루어져 일체형으로 연결된다.

상기 나선형 공급 와이어(14)의 외경으로 외경 코팅장치(25)에서 폴리에틸렌이 압출되어 외경 코팅부(26)를 코팅하여 3층 피복관(10)이 이루어지는 것이다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.

(1) 원형 공급 와이어 공급 단계

고강도 스틸로 이루어지거나 폴리에틸렌이 코팅된 다수의 원형 공급 와이어(11)를 가이드대(12)에 공급한다.

(2) 원형 성형 단계

원형 공급 와이어(11)를 가이드대(12)의 와이어 안내홀(13)에 공급하여 전체적으로 소정의 간격으로 원형을 이루도록 공급한다.

(3) 나선형 공급 와이어 공급 단계

고강도 스틸로 이루어지거나 폴리에틸렌이 코팅된 다수의 나선형 공급 와이어(14)를 원형 공급 와이어(11)의 외경에 나선형으로 공급한다.

(4) 용접 단계

원형 공급 와이어(11)의 외경에 나선형 공급 와이어(14)를 공급하여 이들이 겹치는 접지부(15)에서 용접장치(18)를 통하여 용접이 이루어져 일체형으로 연결되는 것이다.

(5) 내경 코팅 단계

원형 공급 와이어(11)의 내경에 설치한 내경 코팅장치(20)를 통하여 폴리에틸렌이 압출되어 내경 코팅부(21)를 성형하는 것이다.

(6) 외경 코팅 단계

나선형 공급 와이어(14)의 외경에 설치한 외경 코팅장치(25)를 통하여 폴리에틸렌이 압출되어 외경 코팅부(26)를 성형하는 것이다.

(7) 냉각 단계

내경 코팅부(21)와 외경 코팅부(26)를 성형한 후에 냉각수 또는 냉매를 공급하여 냉각하는 것이다.

(8) 절단 단계

성형한 3층 피복관(10)을 6미터의 길이로 절단하여 완성하는 것이다.

본 발명은 원형을 이루도록 와이어를 공급하면서 외경에 나선형으로 와이어를 공급하여 접지부에서 용접에 의해 일체형으로 성형하고, 내경과 외경에 폴리에틸렌을 공급하여 3층 피복관을 성형하는 것이며, 성형한 3층 피복관의 중앙에 와이어가 소정의 간격으로 용접 연결되어 있으므로 강도를 크게 향상시켜 상수도관이나 하수도관뿐만 아니라 내압이 걸리는 특수관에도 다양한 용도로 사용될 수 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 와이어 공급상태를 나타낸 정면도

도 2 는 본 발명의 와이어가 공급되는 가이드대에 대한 측면도

도 3 은 본 발명의 내경과 외경이 코팅되는 상태를 나타낸 단면도

도 4 는 본 발명의 3층 피복관에 대한 단면도

도 5 는 본 발명의 와이어가 겹친 상태의 단면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 단면도

도 7 은 본 발명의 와이어에 대한 실시예를 나타낸 단면도

도 8 은 본 발명의 제조과정을 나타낸 블록도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 3층 피복관 11 : 원형 공급 와이어

12 : 가이드대 13 : 와이어 안내홀

14 : 나선형 공급 와이어 15 : 접지부

16 : 코팅 와이어 18 : 용접장치

20 : 내경 코팅장치 21 : 내경 코팅부

25 : 외경 코팅장치 26 : 외경 코팅부

30 : 내경관

Claims (3)

1. 고강도 스틸 이루어진 다수의 원형 공급 와이어(11)를 가이드대(12)에 공급하는 원형 공급 와이어 공급단계;

   상기 원형 공급 와이어(11)를 가이드대(12)의 와이어 안내홀(13)에 공급하여 전체적으로 소정의 간격에서 원형을 이루도록 하는 원형 성형 단계;

   다수의 나선형 공급 와이어(14)를 원형 공급 와이어(11)의 외경에 나선형으로 공급하는 나선형 공급 와이어 공급 단계;

   원형 공급 와이어(11)의 외경에 나선형 공급 와이어(14)를 공급하여 이들이 겹치는 접지부(15)에서 용접장치(18)를 통하여 용접이 이루어져 일체형으로 연결되도록 하는 용접 단계;

   원형 공급 와이어(11)의 내경에 설치한 내경 코팅장치(20)를 통하여 폴리에틸렌이 압출되어 내경 코팅부(21)를 성형하는 내경 코팅 단계;

   나선형 공급 와이어(14)의 외경에 설치한 외경 코팅장치(25)를 통하여 폴리에틸렌이 압출되어 외경 코팅부(26)를 성형하는 외경 코팅 단계;

   내경 코팅부(21)와 외경 코팅부(26)를 성형한 후에 냉각수 또는 냉매를 공급하여 냉각하는 냉각 단계; 및

   성형한 3층 피복관(10)을 6미터의 길이로 절단하여 완성하는 절단 단계를 통하여 성형함을 특징으로 하는 고강도 스틸 폴리에틸렌 3층 피복관의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 원형 공급 와이어(11)와 나선형 공급 와이어(14)는 금속 재질이 코팅되어 접지부(15)에서 용접 연결되도록 함을 특징으로 하는 고강도 스틸 폴리에틸렌 3층 피복관의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 원형 공급 와이어(11)와 나선형 공급 와이어(14)는 폴리에틸렌으로 코팅된 코팅 와이어(16)로 이루어져 접지부(15)에서 용융 연결되도록 함을 특징으로 하는 고강도 스틸 폴리에틸렌 3층 피복관의 제조방법.

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