KR101057634B1 - 복합 단면 구조를 이루는 코러게이트 합성 수지관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 단면 구조를 이루는 코러게이트 합성 수지관에 관한 것으로서, ABS 등과 같은 강성프로파일과 PE 등과 같은 연성프로파일 상호간 이형재질의 복합 단면 구조를 이루는 합성 수지관 구조를 제공함으로서 프로파일의 박리현상이 방지되도록 하기 위한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 강성수지 재질의 코러게이트 프로파일(10)을 연속되는 나선형으로 권취하여 내경부(11)를 평활하게 성형함과 함께 외경에는 홈부(12)와 돌출부(13)가 교번하는 형태를 이루되, 상기 돌출부(13)는 내부에 중공(13a)을 형성하고 있는 코러게이트 합성수지관(1)에 있어서, 상기 코러게이트 프로파일(10)의 홈부(12)를 따라 내부에 중공(20a)이 형성되어진 연성수지 재질의 보강 프로파일(20)이 동일한 나선형태로 감겨진 구조를 이루며; 상기 보강 프로파일(20)을 상호 연결하여줌과 함께 코러게이트 프로파일(10)의 돌출부(13)가 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 PE재질의 외피층(30)이 외표면에 일정두께로 형성된 것을 특징으로 한다.

성형장치, 수지관, 코러게이트, 보강프로파일, 합성수지

Description

복합 단면 구조를 이루는 코러게이트 합성 수지관{A PLASTIC PIPE STRUCTURE}

본 발명은 코러게이트 합성 수지관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연성수지 및 강성수지 이형재질의 복합 단면 구조를 이루는 합성 수지관의 일체형 구조를 제공함으로서 프로파일의 박리현상이 방지되도록 하기 위한 것이다.

일반적으로, 폴리에틸렌(PE)을 이용한 관은 다양하게 성형하고 있으며, 이러한 폴리에틸렌을 이용하는 경우 주로 하수관이나 우수관과 같이 연성관의 목적으로 성형하게 된다.

종래 합성수지관은 내부에 중공을 성형한 프로파일을 압출기로 부터 압출하여 냉각시킨 후 나선형으로 와인더에 감으면서 프로파일의 사이에 연결부재를 공급하여 프로파일이 연속해서 연결되도록 하며, 외측으로 보강부재를 코팅하여 성형하게 된다.

그러나 이러한 종래의 합성수지관은 지하에 매설하는 경우 중량물이 통과하는 도로에 설치하는 경우 중량물에 의해 가해지는 압력과 토압 등을 견디지 못하고 성형상태가 원형에서 타원형으로 변경되어 결국에는 분리되거나 찢어지는 현상이 발생하게 되므로 유연성은 좋지만 강도가 약하다는 것이 가장 취약한 문제점으로 대두되었다.

그리고, 프로파일과 연결부재의 물성이 다르거나 냉각 정도가 달라 최초 성형시에는 프로파일과 연결부재가 일체형으로 연결되어 있지만, 반복된 하중이 가해지는 경우 프로파일과 연결부재의 연결부분에서 가장 먼저 분리현상이 발생하는 결점이 있었다.

한편, 본 출원인은 상기 문제를 개선하기 위해 수지관의 강도를 증가시킨 "코러게이트 관에 나선형태의 프로파일을 감아 보강하는 합성수지관"을 국내특허출원하여 특허등록 제807549호로 등록받은 바 있다.

그러나, 상기 등록 기술에 나타난 합성수지관은 상호 이형재질로 이루어진 코러게이트관(ABS)과 프로파일관(PE)이 상호 일체형 결합상태를 이루지 못하지 때문에 쉽게 박리되어지게 되고, 따라서 제품의 내구성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 상호 이형재질인 코러게이트관과 프로파일관이 상호 일체형 결합형태를 이룰 수 있는 복합 단면형태의 합성수지관 구조를 제공함으로서 제품의 내구성 및 신뢰성을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 내경부를 평활하게 성형하고, 외경에는 홈부와 돌출부가 나선형으로 연속해서 성형되되, 상기 돌출부는 내부에 중공을 형성하고 있는 통상의 코러게이트 합성수지관에 있어서, 상기 홈부를 따라 합성수지 재질의 보강 프로파일이 동일한 나선형태로 안착 결합된 구조를 이루며; 상기 보강 프로파일 및 돌출부의 외부 노출을 방지하여 보호하기 위한 보호층이 외표면에 나선형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 코러게이트 합성수지관은, 외표면을 감싸는 외피층 구조로 인하여 ABS 등과 같은 강성수지 재질의 코러게이트 수지관과 PE 등과 같은 연성수지 재질의 보강 프로파일 상호간의 안정적인 결합상태가 유지되어질 수 있게 되어 완성된 합성수지관이 내부의 이형재질로 인한 박리현상이 방지되는 효과를 나타낸다.

특히, 보강 프로파일이 일체형 구조를 이루도록 형성된 외피층이 내부의 코 러게이트 수지관 노출을 방지하기 됨으로 수지관의 파손발생을 방지하는 이점을 나타낸다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, 일 실시 예에 따른 코러게이트 합성수지관(1) 제조를 위한 장치의 전체적인 구성을 살펴보면, ABS, PP, PC 등과 같은 고강도 플라스틱 재료인 강성수지 원료를 용융하여 중공(13a)을 갖는 코러게이트 프로파일(10)을 압출하는 주압출기(100)와, PE와 같은 연성수지 원료를 용융하여 중공(20a)을 갖는 보강 프로파일(20)을 압출하는 보조압출기(200)와, 상기 보조압출기(200)로 부터 압출되어진 보강 프로파일(20)을 수냉 또는 공냉방법으로 냉각시키는 냉각장치(250)와, 상기 압출되어지는 코러게이트 프로파일(10)을 관형상으로 감아주기 위하여 일측에서 구동모터로 부터 동력을 전달받아 서서히 회동되는 와인더(Winder))를 포함하는 관성형부(400)와, 상기 성형되는 관의 외표면에 PE수지 재질의 외피층(30)을 압출하여 형성시키기 위한 외피층 압출기(300)와, 성형된 합성수지관(1)을 일정 길이로 절단하기 위한 절단부(500)와, 절단이 이루어진 관을 지지하기 위해 양측에 로울러가 일정 높이에 구비되어져 있는 파이프지지대(600)로 이루어지게 된다.

특히, 주압출기(100)에는 냉각수가 안내되는 냉각파이프(110)가 연결 설치되었는데, 냉각파이프(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 하단부가 반원형태로 관성형장치(400)를 감싸는 곡률부(120)를 이루도록 함으로서, 압출되어지는 코러게이트 프로파일(10)이 반원부위를 따라 안내되는 과정에서 냉각이 이루어질 수 있도록 하였다.

또한, 냉각파이프(110) 상단부에는 냉각수가 계속적으로 보충될 수 있는 냉각수 투입공(111)이 형성되어져 있으며, 내부에는 가열된 냉각수를 외부로 배출시키기 위해 펌프(미도시)와 연결이 이루어지는 냉각수 배출호스(112)가 구성되어져 있다.

그리고, 관성형장치(400) 일측에는 감겨지는 코러게이트 프로파일(10)이 돌출부(13) 사이에 홈부(12)를 형성하면서 연결되도록 가압하여 눌러주는 홈형성로울러(410)와, 보조압출기(200)로 부터 압출되어진 보강 프로파일(20)을 안내하기 위한 안내로울러(420)가 각각 설치되어져 있다.

그리고, 보호층(30)을 균일한 높이로 롤링 가압하기 위한 가압로울러(430)가 구성되어져 있음을 확인할 수 있다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 합성수지관 제조장치에 의한 코러게이트 합성수지관(1) 성형과정을 살펴보기로 한다.

먼저, 일측에서 용융 가열되어진 ABS원료는 주압출기(100)로 부터 일정형상의 프로파일 형태로 압출 공급되어지게 되는데, 이때 주압출기(100)로 부터 압출되어지는 코러게이트 프로파일(10)은 냉각파이프(110)를 따라 중공(13a)부위가 안내되어지면서 냉각이 이루어짐과 함께 관성형부(400)에 나선형태로 감겨져 합성수지관 형상이 형성되어지게 된다.

이때, 감겨지는 코러게이트 프로파일(10)은 관성형부(400) 일측에 설치되어 져 있는 홈형성 로울러(410)에 의해 상호 접합부위가 눌려지면서 홈부(12)가 형성되어지게 된다.

한편, 상기 형성된 홈부(12)에는 타측에서 보조압출기(200)로 부터 압출되어진 보강프로파일(20)이 감겨지면서 안착되어지게 된다.

그리고, 외피층 압출기(300)에서 다시한번 PE재료가 용융 압출되어지게 되는데, 압출되어진 PE재료는 가압로울러(430)에 의해 가압되어짐으로서 수지관의 외피층(30)을 이루게 된다.

이때, 형성된 외피층(30)은 보강 프로파일(20)과 동일한 PE재료이므로 도 7 및 도 8에서와 같이 상호 융합에 의한 일체형 구조를 이루게 된다.

따라서, 외피층(30)의 내주면에 보강 프로파일(20)이 돌출된 일체형 구조를 이루게 됨으로, 수지관의 홈부(12)에 감겨진 보강 프로파일(20)의 박리현상이 방지되어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

이와 함께, 외피층(30)에 의해 내부의 코러게이트 프로파일(10)의 외부 노출이 방지되어짐으로, 외부 충격에 따른 파손 또는 변형 발생이 방지되어질 수 있게 된다.

한편, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수지관 단면도를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 코러게이트 프로파일(10)의 돌출부(13)와 보강 프로파일(20)의 측벽간 상호 맞닿는 경계면에는 상호간의 결합력 향상을 위한 보강와이어(40)를 삽입시킨 것이다.

이러한 보강와이어(40)에 의해 이형재질인 코러게이트 프로파일(10)과 보강 프로파일(20) 상호간의 결합력이 증강되어질 수 있게 되며, 특히 확대도에서와 같이 보강와이어(40)에 철가루(41)를 일체로 부착 결합하여 외표면이 요철향상을 이루도록 하게 되면, 코러게이트 프로파일(10) 및 보강 프로파일(20)과의 마찰력 증대에 따른 결합력이 더욱 향상되어질 수 있게 된다.

또한, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수지관 단면 구조를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 보강 프로파일(20)의 중공(20a)에 우레탄 등과 같은 충진재(50)를 충진 구비함으로서 완성된 코러게이트 합성수지관(1)의 내구성 및 강도를 더욱 향상시키는 효과를 나타낼 수 있게 된다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 코러게이트 합성수지관 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명 합성수지관 성형장치의 평면 구조도.

도 2는 본 발명 성형장치의 주압출부 측면 구조도.

도 3은 본 발명 성형장치의 주압출부 부분 사시도.

도 4는 본 발명 성형장치에서의 주압출부 냉각구조를 나타낸 것으로서,

4a는 외관 정면도.

4b는 요부 개략 투시도.

도 5는 본 발명 성형장치에서의 합성수지관 홈부 형성 상태를 나타낸 것으로서,

5a는 가공과정 평면도.

5b는 요부 단면 상세도.

도 6은 본 발명 합성수지관에서의 보강프로파일 및 외피층 형성상태 단면도.

도 7은 본 발명 합성수지관의 성형상태 요부 단면도.

도 8은 본 발명 합성수지관 완성상태 외관 사시도 및 부분 절개도.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 합성수지관 요부 단면도.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 합성수지관 요부 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 코러게이트 합성수지관 10 : 코러게이트 프로파일

11 : 내경부 12 : 홈부

13 : 돌출부 13a: 중공

20 : 보강프로파일 20a : 중공

30 : 외피층 40 : 보강와이어

41 : 철가루 50 : 충진재

100 : 주압출기 110 : 냉각파이프

111 : 냉각수 투입공 112 : 냉각수 배출호스

120 : 곡률부 200 : 보조압출기

250 : 냉각장치 300 : 외피층압출기

400 : 관성형부(WINDER) 410 : 홈형성 로울러

430 : 가압로울러 500 : 절단부

600 : 파이프지지대

Claims (5)

1. 강성수지 재질의 코러게이트 프로파일(10)을 연속되는 나선형으로 권취하여 내경부(11)를 평활하게 성형함과 함께 외경에는 홈부(12)와 돌출부(13)가 교번하는 형태를 이루되, 상기 돌출부(13)는 내부에 중공(13a)을 형성하고 있는 코러게이트 합성수지관(1)에 있어서,

   상기 코러게이트 프로파일(10)의 홈부(12)를 따라 내부에 중공(20a)이 형성되어진 연성수지 재질의 보강 프로파일(20)이 동일한 나선형태로 감겨진 구조를 이루며;

   상기 보강 프로파일(20)을 상호 연결하여줌과 함께 코러게이트 프로파일(10)의 돌출부(13)가 외부로 노출되는 것을 방지하기 위하여 보강 프로파일(20)과 동일한 연성수지 재질의 외피층(30)이 외표면에 일정두께로 형성되고;

   상기 코러게이트 프로파일(10)의 돌출부(13)와 보강 프로파일(20)의 측벽간 경계면에는 상호간의 결합력 향상을 위한 보강와이어(40)가 삽입 구비된 것을 특징으로 하는 복합 단면 구조를 이루는 합성 수지관.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강 프로파일(20)과 외피층(30)은 일체형 결합구조를 이루는 것을 특징으로 하는 복합단면 구조를 이루는 합성 수지관.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강와이어(40) 외표면에는 요철형상을 통해 코러게이트 프로파일(10) 및 보강 프로파일(20)과의 접촉면적이 증가되어질 수 있도록 철가루(41)가 부착 구비된 것을 특징으로 하는 복합단면 구조를 이루는 합성 수지관.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강 프로파일(20)의 중공(20a)에는 내구성 보강을 위한 충진재(50)가 충진되어진 것을 특징으로 하는 복합단면 구조를 이루는 합성 수지관.

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