KR101157731B1 - 합성수지 격벽관 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관, 우수관, 배수관, 상수관, 용수관 등으로 사용되는 합성수지 격벽관 제조방법에 관한 것으로 더 상세하게는 합성수지 격벽관의 내벽과 외벽 사이에 차수 및 보강부재를 변형 없이 채워 넣어 격벽관의 내구성을 향상시켜 관의 전체 강도를 높히고 변형을 방지하여 고강도를 유지할 수 있도록 하는 동시에 우수한 차수 성능을 갖도록 하고 제품 성형시 불량을 줄이기 위한 것이다.
본 발명은, 드럼성형기(120)를 통하여 관의 내벽(110)을 성형하는 단계(S100); 틀(110)을 통하여 수평부(160)와 수직부(170)를 일체형으로 갖는 프로파일부재(150)을 연속적으로 성형하는 단계(S200); 차수 및 보강부재(200)를 프로파일부재(150)에 안착하는 단계(S300); 상기 프로파일부재(150)의 수평부(160) 표면 위에 차수 및 보강부재(200)를 적재하여 프로파일부재(150)의 수평부(160) 바닥면을 접촉 상태로 하여 드럼성형기(120)를 통해 감아 권선 하는 단계(S400); 프로파일부재(150)의 외부에 외벽(190)을 성형하는 단계(S500); 상기 프로파일부재(150) 및 외벽(190) 사이에 형성되는 간극(S1)에 간극채움수지(210)를 주입하고 그 간극채움수지(210)를 압착하여 외벽(190)을 따라 관의 표면을 평탄화하는 단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

합성수지 격벽관 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR PLASTIC PARTITION PIPE}

본 발명은 하수관, 우수관, 배수관, 상수관, 용수관 등으로 사용되는 합성수지 격벽관 제조방법에 관한 것으로 더 상세하게는 합성수지 격벽관의 내벽과 외벽 사이에 차수 및 보강부재를 변형 없이 채워 넣어 격벽관의 내구성을 향상시켜 관의 전체 강도를 높히고 변형을 방지하여 고강도를 유지할 수 있도록 하는 동시에 우수한 차수 성능을 갖도록 하고 제품 성형시 불량을 줄이기 위한 것이다.

일반적으로 상수관, 하수관, 배수관, 오폐수관, 용수관 등에는 합성수지관이 사용되고 있으며, 이러한 합성수지관은 단면 두께 형상이 단층인 것부터 복층인 것, 또는 두께 부분에 격벽을 두고 단면 두께를 증가시켜 합성수지관의 강도를 보강한 것 등 다양한 구조와 형태로 알려져 있다.

흔하게 사용되는 이중 벽관은 내벽과 외벽 사이에 소형관(이하, '프로파일'로 기재함)이 권선 된 형태, 또는 프로파일 내부에 "W"자형의 차수벽이 반복적으로 설치된 이중 벽관이 사용되고 있다.

이러한 이중 벽관은 내구성을 가지도록 하는 경우 두께를 두텁게 성형하면 되지만 두텁게 두께를 형성하면 내 외벽과 프로파일의 두께가 증가하고 이로 인해 관이 필요 이상으로 무게가 많이 나가 운반 및 시공성이 저하되고, 또한 원료 소비량도 많아져 경제성도 떨어진다.

원료 사용량을 줄이면 제조 원가를 낮출 수 있고 중량을 적정 수준으로 조절할 수 있지만 내구성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 관의 외벽과 내벽 사이에 설치된 "W"형의 차수막 공간부에 관 성형시 열에 의한 진공이 발생 되어 이중 벽관의 내면이 울퉁불퉁하게 변형이 발생 되고 유속에 의한 마찰력이 증가 됨으로써 내벽의 마모가 빠르게 나타나는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록 제0661493호의 등록특허공고에는 '고강도 허니콤 하수관 및 그 제조방법'이 개시되어 있다.

상기 기술은, 도 1 및 도 2와 같이, 중공형의 프로파일(32)을 연속적으로 압출하여 냉각 성형한 후 나선형으로 공급하여 와인딩 장치에 감고 프로파일(32) 접촉부 공간 사이에 수지를 공급하여 프로파일(32)과 수지가 일체형으로 연결되도록 성형하는 하수관 제조방법에 관한 것으로, 내부에 공간(63)을 갖는 허니콤(61)과 연결부(62)가 프로파일(32)의 중공(33)에 삽입되도록 연속해서 성형하며 일체형으로 연결되는 보강 및 차수부재(60)와, 상기 보강 및 차수부재(60)가 중공(33)에 삽입되어 차수막을 형성하도록 4면에서 일체형으로 연결된 프로파일(32)이 나선형으로 공급되어 이음부재(52)로 일체형이 되도록 성형한 차수막이 구비된 관(70)으로 구성된 것이다.

상기 관(70)의 제조는, 도 3과 같이, 폴리에틸렌(PE) 재질을 가열하면서 주 압출기(10)에서 용융시켜 성형부재의 공급구를 통하여 공급하는 원료 공급단계, 상기 단계로부터 공급된 원료로 프로파일을 성형하여 냉각 및 건조한 후 와인딩 장치(50)에 나선형으로 공급하고 이 프로파일(32) 사이에 이음부재를 공급하여 성형한다.

상기 프로파일(32)의 제조에서는 원료를 회전되는 차단부재 성형장치의 성형 회전체 내부에 설치된 연결홈과 성형홈에 공급하면서 내부에 공간을 갖는 네트 모양의 허니콤(61)과 연결부(62)를 연속해서 성형하며 하측의 누름 로울러가 눌러 보강 및 차수부재(60)를 연속해서 성형 공급하는 보강 및 차수부재(60) 성형단계와, 상기 성형단계를 통하여 제조되는 보강 및 차수부재(60)에 냉각탱크(15)에서 냉각수 분사기를 통하여 냉각수가 분사되어 냉각한 후 건조기에서 열풍을 공급하여 건조하는 보강 및 차수부재 냉각 및 건조단계와, 보강 및 차수부재(60)가 프로파일 성형장치(30)의 중앙으로 공급될 때 프로파일 압출기(31)에서 공급되는 원료가 프로파일 성형장치(30)에 공급되면서 중공(33)을 갖는 프로파일(32)을 성형하면서 보강 차단부재(60)를 중공(33)의 내부에 공급하여 일체형으로 성형한 후 냉각장치(40)를 통한 냉각과 와인딩 장치(50)를 통한 와인딩으로 차수막이 구비된 고강도 하수관을 제조한 것이다.

그러나, 상기 기술은 하수관 제조시 프로파일 내부로 허니콤을 삽입하여 차수막이 형성 되도록 하고 있으나 이는 구조 및 제조상 문제점이 있었다.

즉, 합성수지 이중 벽관을 성형하기 위해서는 드럼 성형기 외면에 띠 형태의 합성 수지편을 권선 하여 내벽을 형성하고, 그 외면에 프로파일을 권선 하게 되는데, 이때 프로파일 내부에 허니콤 형태의 차수벽을 삽입한 상태에서 프로파일을 드럼성형기에 권선 시키게 되며, 이 과정에서 1차 권선 된 내벽 외면에 프로파일을 권선한다. 이 과정에서 이미 프로파일 내부에는 허니콤 형태의 차수벽이 설치되어 경화된 상태이므로 드럼성형기에 프로파일을 감아서 성형할 때 권선이 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라 프로파일과 내벽의 접착이 견고하게 이루어지지 않는 문제점이 나타난다.

따라서, 프로파일을 드럼 성형기에 원활하게 권선 하고 프로파일과 내벽의 접착부가 견고하게 접착되도록 하기 위해서는 프로파일 내부에 설치되는 허니콤의 차수벽과 프로파일이 경화되기 전에 드럼성형기에 권취 시켜 접착이 잘 될 수 있도록 하는 고도의 성형 기술을 필요로 한다.

또한, 프로파일 내부에 설치된 허니콤 형태의 차수벽이 경화되지 않은 상태에서 프로파일이 드럼 성형기의 외주면 곡률을 따라 감기게 되면 감기는 과정에서 프로파일 내부에 설치된 허니콤 형태의 차수벽이 무너져 프로파일 내면과 접착이 이루어지지 않고 틈이 발생 되며 이로 인해 원래 차수벽 역할을 하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 프로파일 내부 허니콤 형태의 차수벽은 관 성형 과정에서 내부에서 우그러들거나 변형 그리고 무너짐 등의 현상이 있더라도 외관으로 나타나지 않아 정품 여부 또는 제조 불량을 확인할 수 없다. 불량품은 시공 후 내벽이 유속 및 각종 협잡물과 마찰에 의해 마모가 발생 되어 허약한 부분이 찢어지거나 구멍이 뚫리고 이로 인해 오수가 프로파일의 내부 중공을 통하여 토양으로 흘러들어가 토양을 오염시키는 문제점을 발생시킨다.

특히, 프로파일 내부에 설치되는 허니콤 형상의 차수벽이 무너져 틈이 발생되면 관의 내구성이 급격히 약화 되는 문제점이 있다.

이중벽 관의 경우 이러한 관의 내구성과 내마모성에 관하여 일정한 요건을 만족시키도록 규정되어 있다. 그 예로써, 내벽과 외벽의 두께는 미국(ASTM)과 일본(JIS)의 경우 각각 4.57㎜로 규정되어 있다.

한국의 경우 아래의 표 1과 같이 폴리프로필렌 차수벽관 치수 및 허용차에 관하여 규정되어 있는 바, 최소 2㎜이상으로 하고 있다. 따라서 내벽과 외벽의 두께를 각각 4㎜로 하고 차수벽을 갖는 프로파일의 두께를 2㎜로 할 경우 관의 두께는 14㎜이고, 내측과 외측은 각각 6㎜가 됨으로 내벽에서부터 외벽까지의 공간부가 작아지고 소구경 관의 경우 관벽의 구조가 조밀하게 형성되어 투입 원료가 증가 되므로 효율성이 떨어진다.

즉, 관의 직경이 500㎜이하인 소구경 관의 경우에는 관의 내벽과 외벽 두께, 프로파일 두께, 차수벽 두께로 인하여 공간부가 극히 좁게 형성되어 관의 크기에 비해 사용 원료 량의 증가로 중량이 무겁고, 원료의 낭비 등 비효율적인 문제점이 있다.

(표 1)

상기 표 1은 현재 대한민국에 적용되고 있는 이중벽 관(PP)의 관 벽두께, 최소 관 벽두께, 최대 피치를 나타낸 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로파일을 드럼성형기에 감아서 성형할 때 프로파일이 드럼성형기에 잘 감기고 또한 프로파일과 관의 내벽 접착이 견고하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 합성수지 격벽관 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 합성수지 격벽관을 제조하는데 있어서 차수 및 보강부재가 드럼성형기의 외주면 곡률을 따라 감기는 과정에서 무너져 내리거나 변형 없이 프로파일 내면과 긴밀한 접착이 이루어지도록 유도하여 보강력과 차수 성능이 향상된 합성수지 격벽관 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 차수 및 보강부재를 프로파일 내부에 두어 관을 성형하는 과정에서 나타나는 차수 및 보강부재의 일그러짐 변형 그리고 무너짐 등의 현상을 없애 불량이 적으면서도 내구성과 내마모성이 우수한 고 품질 고 신뢰성 합성수지관을 제조하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 합성수지 격벽관 제조방법은,

압출성형기를 통하여 합성수지 원료를 용융 압출시켜 성형 틀로 용융 수지를 이송시키고, 상기 압출성형기로부터 압출된 수지를 성형 틀을 통하여 프로파일 상으로 성형하며, 상기 성형 틀로부터 성형 되어 인출되는 프로파일을 드럼성형기에 감아 돌려 가면서 관의 내벽과 외벽을 동시에 성형하고 그 내벽과 외벽 사이에 격벽을 형성하되 그 격벽을 통하여 차수 및 보강이 이루어지도록 성형하는 합성수지 격벽관 제조방법에 있어서,

상기 드럼성형기를 통하여 관의 내벽을 성형하는 단계;

상기 드럼성형기를 통한 내벽 성형과 함께 내벽 성형 과정 중 호퍼에 합성수지 원료를 공급하여 압출성형기로 용융시켜 성형 틀을 통하여 수평부와 수직부를 일체형으로 갖는 프로파일부재를 연속적으로 성형하는 단계;

상기 프로파일부재의 수평부의 표면 위에 안착되어 그 프로파일부재와 함께 상기 드럼성형기에 감길 수 있는 차수 및 보강부재를 성형하여 상기 프로파일부재의 수평부에 안착하는 단계;

상기 프로파일부재의 수평면 위에 차수 및 보강부재를 안착시킨 상태에서 상기 드럼성형기에 감겨 지면서 성형 되는 내벽의 표면과 상기 프로파일부재의 수평부 바닥면을 접촉 상태로 하여 드럼성형기를 통해 감아 돌리는 단계;

상기 차수 및 보강부재가 탑재된 상태로 프로파일부재가 드럼성형기에 감기는 과정에서 프로파일부재를 따라 그 외부에 외벽을 성형하는 단계;

상기 프로파일부재 및 외벽의 틈 사이에 형성되는 간극을 채워 간격이나 틈이 형성되지 않도록 하기 위하여 외부에서 간극채움수지를 주입하고 그 간극채움수지를 압착하여 외벽을 따라 평탄화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 프로파일부재 성형단계에서 성형하는 프로파일부재는 수평부 길이를 수직부의 길이에 비해 상대적으로 더 길게 하여 성형하는 것을 특징으로 한다.

상기 내벽과 외벽 사이가 되고 프로파일부재 상에 탑재되어 공간부와 관의 두께를 형성하는 차수 및 보강부재는 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 다각형 중에서 선택된 어느 하나이거나 또는 한 개 이상으로 선택하여 성형 되는 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

본 발명은 프로파일을 드럼성형기에 감아서 성형할 때 프로파일이 드럼성형기에 잘 감기고 또한 프로파일과 관의 내벽 접착이 견고하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한 합성수지 격벽관을 제조하는데 있어서 차수 및 보강부재가 드럼성형기의 외주면 곡률을 따라 감기는 과정에서 무너져 내리거나 변형 없이 프로파일 내면과 긴밀한 접착이 이루어지도록 유도하여 보강력과 차수 성능이 향상된 합성수지 격벽관을 제조할 수 있는 효과가 있다. 또한 차수 및 보강부재를 프로파일 내부에 두어 관을 성형하는 과정에서 나타나는 차수 및 보강부재의 일그러짐 변형 그리고 무너짐 등의 현상을 없애 불량이 적으면서도 내구성과 내마모성이 우수한 고 품질 고 신뢰성 합성수지관을 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 격벽관의 전체적인 구조 설명을 위한 사시도.
도 2는 종래의 격벽관을 구성하는 보강부재 상세도.
도 3은 종래의 격벽관 제조 설명을 위한 성형장치 개략도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 격벽관 제조 설명을 위한 성형장치 개략도.
도 5는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 프로파일부재의 대표적인 예를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 L자형 프로파일부재와 다양한 차수 및 보강부재의 적재 과정 설명도로서, (a)는 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수평방향으로 적재한 상태, (b)는 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수직 방향으로 적재한 상태, (b)는 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수직 방향으로 적재한 상태, (c)는 또 다른 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수직 방향으로 적재한 상태, (d)는 또 다른 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수직 방향으로 적재한 상태도.
도 7의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차수 및 보강부재의 다양한 형상도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 격벽관의 제조 공정도.
도 9의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 실시 예에 따른 격벽관 제조 순서도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 격벽관의 부분 설명도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 합성수지 격벽관 사시도.
도 12의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 격벽관 제조 순서도.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 격벽관의 부분 설명도.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 합성수지 격벽관 사시도.
도 15의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 합성수지 격벽관으로서, (a)는 'ㄷ' 자형 프로파일부재를 적용한 격벽관, (b)는 'ㄱ' 자형 프로파일부재를 적용한 격벽관 사시도.

이하 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 격벽관 제조 설명을 위한 성형장치 개략도이다. 도 5는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 L자형 프로파일부재의 사시도 이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 L자형 프로파일부재와 다양한 차수 및 보강부재의 적재 과정 설명도로서, (a)는 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수평방향으로 적재한 상태, (b)는 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수직 방향으로 적재한 상태, (b)는 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수직 방향으로 적재한 상태, (c)는 또 다른 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수직 방향으로 적재한 상태, (d)는 또 다른 띠 형상의 차수 및 보강부재를 수직 방향으로 적재한 상태도 이다. 도 7의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차수 및 보강부재의 다양한 형상이다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 격벽관의 제조 공정도 이다. 도 9의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 실시 예에 따른 격벽관 제조 순서도 이다. 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 격벽관의 부분 설명도 이다. 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 합성수지 격벽관 사시도 이다. 도 12의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 격벽관 제조 순서도 이다. 도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 격벽관의 부분 설명도 이다. 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 합성수지 격벽관 사시도 이다. 도 15의 (a)(b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 합성수지 격벽관으로서, (a)는 'ㄷ' 자형 프로파일부재를 적용한 격벽관, (b)는 'ㄱ' 자형 프로파일부재를 적용한 격벽관 사시도 이다.

본 발명의 합성수지 격벽 관을 성형하는 성형장치에 의거하여 제조되는 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 합성수지 격벽관 제조방법은, 도 4 내지 도 9와 같이, 압출성형기(100)를 통하여 합성수지 원료를 용융 압출시켜 성형 틀(110)로 용융 수지를 이송시키고, 압출성형기(100)로부터 압출된 수지를 성형 틀(110)을 통하여 프로파일 상으로 성형하며, 성형 틀(110)로부터 성형 되어 인출되는 프로파일을 드럼성형기(120)에 감아 돌려 가면서 관의 내벽(130)과 외벽(190)을 성형하고 그 내벽과 외벽 사이에 격벽을 형성하되 그 격벽을 통하여 차수 및 보강이 이루어지도록 합성수지 격벽관을 제조한다.

주요 공정은, 드럼성형기(120)를 통하여 관의 내벽(130)을 성형하는 단계(S100)와, 드럼성형기(120)를 통한 내벽(130) 성형과 함께 내벽(130) 성형 과정 중 호퍼(140)에 합성수지 원료를 공급하여 압출성형기(100)로 용융시켜 성형 틀(110)을 통하여 수평부(160)와 수직부(170)를 일체형으로 갖는 프로파일부재(150)를 연속적으로 성형하는 단계(S200)와, 프로파일부재(150)의 수평부(160)의 표면에 안착되어 그 프로파일부재(150)와 함께 드럼성형기(100)에 감길 수 있는 차수 및 보강부재(200)를 성형하고 프로파일부재(150)의 수평부(160)에 안착하는 단계(S300)로 이루어진다.

여기서, 프로파일부재(150)와 차수 및 보강부재(200)는 성형틀(110)을 통하여 동시에 성형할 수 있으며, 차수 및 보강부재(200)를 압출성형 하기 위한 별도의 압출성형기(미도시)를 설치하여 분리 성형할 수 있다. 상기 S300 단계에서 프로파일부재(150)의 수평부(160) 면상에 차수 및 보강부재(200)를 안착하는 것으로 되어 있는데 차수 및 보강부재(200)를 안착하는 방법은 길이 방향으로 연속적으로 동시 압출하거나 시차를 두고 압출하여 안착시킬 수 있다.

이와 같이 프로파일부재(150)의 수평부(160) 위에 차수 및 보강부재(200)를 안착하여 안착시킨 상태에서 드럼성형기(100)에 감겨 지면서 성형 되는 내벽(130)의 표면과 프로파일부재(150)의 수평부(160) 바닥면을 접촉 상태로 하여 드럼성형기(100)를 통해 감아 돌리는 단계(S400)를 거친다.

그 다음 차수 및 보강부재(200)가 탑재된 상태로 프로파일부재(150)가 드럼성형기(100)에 감기는 과정에서 프로파일부재(150)를 따라 그 외부에 외벽(190)을 성형하는 단계(S500), 프로파일부재(150) 및 외벽(190)의 사이에 형성되는 간극(S1)을 채워 간격이나 틈이 형성되지 않도록 하기 위하여 외부에서 간극채움수지(210)를 주입하고 그 간극채움수지(210)를 압착하여 외벽(190)을 따라 관의 표면을 평탄화하는 단계(S600)를 포함한다.

성형 틀(110)은, 프로파일부재(150)를 연속적으로 성형하기 위한 홈(111)을 갖는다. 프로파일부재(150)를 성형하는 성형틀(110)은 도면에는 'L' 자형을 대표적인 예로 나타내었으나, 다른 실시 예(도 15)에서 나타낸 바와 같은 'ㄷ' 자형, 'ㄱ' 자형 프로파일부재(150)를 성형할 때는 성형틀(110)의 홈(111) 형상을 선택하면 된다.

또한, 전술한 바와 같이, 띠 형상의 차수 및 보강부재(200)를 연속적 성형하는 루트를 성형 틀(110)에 공유시켜 압출 성형할 수 있으나, 바람직 하기는 위치적으로 프로파일부재(150)에 안착되는 것이므로 별도의 압출성형기(미도시)를 프로파일부재(150)를 성형하는 압출기와 수직 상으로 일치하는 상부 방향에 띠 형상의 프로파일부재(150)를 성형하는 압출성형기를 두는 것이 좋다. 띠 형상의 차수 및 보강부재(200)의 압출 성형과 그 기능적 특징 등은 이미 공지된 사항이므로 구체적인 설명은 생략한다. 차수 및 보강부재(200)의 압출 성형은 일반적인 합성수지 압출 성형법에 따른다.

프로파일부재(150)는, 도 5와 같이, 수평부(160) 길이(L1)를 수직부(170)의 길이(L2)에 비해 상대적으로 더 길게 하는 것이 바람직하다. 프로파일부재(150)의 수평부(160) 길이가 증가 되면 내벽(130)과의 밀착 면적이 증가 되어 견고한 접합이 가능하고, 또한 프로파일부재(150)에 차수 및 보강부재(200)를 올려놓고 연속적으로 관을 제조할 때 차수 및 보강부재(200)를 더 안정적으로 적재하는데 유리하다. 이는 관의 두께가 지나치게 증가 되는 것을 방지하는 대신 차수 및 보강부재(200)의 이탈과 유동, 무너져 내림 등의 변형을 최대한 줄이면서 안정적으로 관을 제조할 수 있도록 한다.

수평부(160)의 길이(L1)를 정하는 기준은 드럼성형기(120)에 권선 되는 내벽(130)의 폭에 대략 일치시키는 것이 바람직하다. 따라서 수평부(160)의 길이를 기준으로 수직부(170)의 길이가 지나치게 길어지지 않는 범위 내로 하는 것이 적당하다.

프로파일부재(150)는, 'L' 자형, 'ㄱ' 자형, 'ㄷ' 자형 등 다양한 형상을 선택하여 제조할 수 있다.

관 성형과정에서 프로파일부재(150)에 안착하는 띠 형상의 차수 및 보강부재(200)는, 도 6의 (a)(b)(c)(d)와 같이, 다양한 띠 형상으로 제작하여 수평 또는 수직방향으로 안착 가능하다.

도 6과 같이, 내벽(130)과 외벽(190) 사이가 되고 프로파일부재(150) 상에 적재되어 공간부와 관의 두께를 형성하는 띠 형상의 차수 및 보강부재(200)는 원료 절감과 무게를 줄이기 위하여 중공공간(201)을 갖으며, 도 7과 같이, 다양한 차수 및 보강부재(200)에도 동일하게 적용되어 있다.

차수 및 보강부재(200)는, 도 7의(a)(b)(c)(d)와 같이, 중공공간(201)을 동일하게 가지며, 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 다각형상으로 연결된 연속형 차수 및 보강부재 중에서 선택된 어느 하나이거나 또는 한 개 이상으로 제조하여 격벽관을 제조할 수 있다.

상기 제조방법에 의해 제조되는 합성수지 격벽관은, 압출성형기(100)를 통하여 합성수지 원료를 용융 압출시켜 성형 틀(110)로 용융 수지를 이송시키고, 상기 압출성형기(100)로부터 압출된 수지를 성형 틀(110)을 통하여 프로파일 상으로 성형하며, 상기 성형 틀(110)로부터 성형 되어 인출되는 프로파일을 드럼성형기(120)에 감아 돌려 가면서 관의 내벽(130)과 외벽(190)을 동시에 성형하고 그 내벽(130)과 외벽(190) 사이에 격벽을 형성하되 그 격벽을 통하여 차수 및 보강이 이루어지도록 구성된다.

주요 부분은, 유체가 흐르는 관의 내벽면을 형성하는 내벽(130)과, 상기 내벽(130)의 겉 표면 둘레 방향을 따라 접합 되는 수평부(160)가 있고 이로부터 윗 방향으로 절곡 되어 관의 두께를 형성하는 수직부(170)를 구비하는 프로파일부재(150)와, 상기 프로파일(150)부재의 수평부(160) 표면에 안착되어 관의 두께와 중공 공간부를 형성하기 위하여 중공공간(201)을 구비하고 이를 통해 관의 무게와 원료 사용량을 경감시키는 동시에 차수 및 관의 강도를 보강하는 차수 및 보강부재(200)와, 상기 프로파일부재(150)와 차수 및 보강부재(200)의 상층부를 형성하는 외벽(190)과, 프로파일부재(150) 및 외벽(190) 간 사이 틈을 메워주고 각각 프로파일부재(150)와 외벽(190)의 상호 접합 밀착력을 유지시키는 접착층(220)을 포함하여 구성된다.

상기 프로파일부재(150)의 수평부(160) 길이(L1)는 수직부(170) 길이(L2)에 비해 상대적으로 더 길게 형성하는 것이 바람직하다. 프로파일부재(150)의 수평부(160) 길이를 길게 하면 폭이 넓어져 내벽(130)에 대한 밀착 접합면적이 증가 된다.

수평부(160)의 길이를 수직부(170)의 길이에 비해 길게 하면, 관의 두께가 지나치게 증가 되는 것을 방지하고 보다 안정적으로 외벽(190)을 지지할 수 있게 된다. 수평부(160)의 길이(L1)를 정하는 기준은 드럼성형기(120)에 권선 되는 내벽(130)의 폭에 대략 일치시키는 것이 바람직하고, 수평부(160)의 길이를 기준으로 수직부(170)의 길이가 지나치게 길어지지 않는 범위 내로 하는 것이 적당하다.

프로파일부재(150)의 형상은 도면에 나타낸 바와 같이, 대표적인 'L' 자형 형상 외에 도 15에 나타낸 바와 같이, 수평부(160)와 수직부(170)를 가지는, 'ㄱ' 자형, 'ㄷ' 자형 형상 등 다양한 형상을 선택하여 구성될 수 있다.

차수 및 보강부재(200)는 원료 절감과 무게를 줄이기 위하여 중공공간(201)을 갖는다.

차수 및 보강부재(200)는, 도면에 나타낸 바와 같이, 프로파일부재(150)의 수평면(160)을 따라 나란히 접촉하는 수평형, 바로 선 형태의 수직 직립형으로 설치될 수 있다.

그리고, 도면에 나타낸 바와 같이, 배열 간격을 규칙적으로 할 수 있으며, 도면에는 나타내지 않았으나 간격을 달리하여 불규칙적으로 배열하여 설치될 수 있다.

내벽(130)과 외벽(190) 사이가 되고 프로파일부재(150) 상에 안착 되어 공간부와 관의 두께를 형성하는 차수 및 보강부재(200)는, 도 6 및 도 7과 같이, 중공공간(201)을 가지며, 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 다각형상으로 연결된 연속형 차수 및 보강부재 중에서 선택된 어느 하나이거나 또는 한 개 이상으로 하여 격벽관을 구성할 수 있다. 차수 및 보강부재(200)에 형성되는 중공공간(201)은 내벽(130)과 외벽(190)을 이격시키고 그 이격 공간 사이를 중공부로 형성하여 원료를 절감하는 동시에 무게를 줄이는 역할을 한다.

본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 4와 같이, 본 발명에 따른 합성수지 격벽관 제조에 사용하는 압출성형기(100)는 이 분야 합성수지관 제조에서 통상적으로 사용하는 것으로 내부에는 스크류가 형성되고 그 외면에는 다수의 히터가 설치되어 스크류에 의해 이송되는 합성수지를 용융시켜 압출하도록 한다. 상기 스크류는 일측에 설치된 모터로 이루어진 구동기를 이용하여 회전되도록 한다.

압출성형기(100) 일측 상면에는 수지를 공급할 수 있도록 호퍼(140)가 설치되어 입자상의 합성수지 원료를 공급하고, 호퍼(140)를 통하여 공급되는 합성수지 원료는 압출성형기(100)의 스크류에 의해 이동되면서 용융된 후 압출성형기(100)의 토출구 측에 설치된 성형 틀(110)에 의하여 띠 형상의 프로파일부재(150)가 성형 된다.

이렇게 성형되는 프로파일부재(150)는, 도 5와 같이, 내벽(130)에 밀착되는 수평부(160)와, 관의 두께를 결정하는 수직부(170)로 성형 되고, 수평부(160)에는 관의 중공부를 따라 발생 될 수 있는 유체의 흐름을 차단하는 차수 기능과 중공부 공백을 채워서 강도를 보강하기 위한 강도보강 목적의 차수 및 보강부재(200)를 적재 상태로 정열하여 내벽(130)의 표면을 따라 띠 형태로 감게 된다.

여기서, 차수 및 보강부재(200)는, 도 6의 (a)(b)(c)(d)와 같이, 별도로 제작하거나 전체 관 제조 설비에 연동되는 부속 설비로 포함시켜 프로파일부재(150)에 연속적으로 공급하여 프로파일부재(150)에 실어주는 방식으로 드럼성형기(120)측으로 보낼 수 있는데, 차수 및 보강부재(200)는 이러한 프로파일을 따라 정열과 적재 과정에서 종래와 같이 일률적으로 발생 되는 무너짐 현상이나 변형 등이 전혀 나타나지 않는다. 도 6 및 도 7은 다양한 형상의 차수 및 보강부재(200)의 예를 나타낸 것이다.

종래에도 프로파일 성형 후 차수 및 보강부재를 프로파일에 삽입하여 드럼성형기측에 띠 형상으로 연속적으로 보내는 제조방식이 적용되어 왔으나 고온으로 성형된 차수 및 보강부재가 곧바로 프로파일의 중공공간을 채우도록 성형 되므로 차수 및 보강부재가 프로파일 공간에서 일그러지거나 무너져 내리는 등의 현상이 나타났다. 이로 인해 관 경화 제조 후 국부적인 취약 부분이 발생 되거나 불량 제품이 양산되었으며, 이러한 상태를 외부에서 식별하거나 확인할 수 없었고, 시공 후 제조 결함에 의한 누수 발생, 관의 강도 약화에 따른 관의 파열 등 다양한 결함이 발생 되었다.

이에 대하여 본 발명의 제조 방식은 차수 및 보강부재(200)의 성형을 완료한 후 프로파일부재(150)에 안착하는 과정에서 어느 정도 냉각이 진행되어 형상 변형이 거의 일어나지 않은 상태에서 프로파일과 함께 드럼성형기(120) 측으로 이동시킴으로서 차수 및 보강부재(200)는 원래 형상이 그대로 유지될 뿐만 아니라 제조 과정 중 차수 및 보강부재(200)가 프로파일부재(150)에서 겉으로 드러나 보여 품질 관리도 가능하다. 프로파일부재(150)는 상부('L'형), 하부('ㄱ' 형), 또는 일측방향('ㄷ'형)이 트여져 있으므로 고온의 차수 및 보강부재(200)를 드럼성형기(120)측으로 보내는 과정에서 어느 정도 냉각이 진행되어 형상 변형이 극히 작다.

종전의 방식은 사각 프로파일 속에 차수 및 보강부재를 넣는 방식이었으므로 고온의 프로파일 속에서 차수 및 보강부재의 원형을 유지하지 못해 불량과 무너짐 현상 등의 변형이 많았다.

한편, 도 9의 (a)(b)와 같이, 프로파일부재(150)에 차수 및 보강부재(200)를 정열하여 드럼성형기(120)측으로 띠 형상으로 보내 내벽(130)의 윗면에 프로파일부재(150)를 연속적으로 감는다.

이 공정은 별도로 구비된 압출성형기(100)에서 띠 형상의 프로파일부재(150)를 성형하여 1차로 드럼성형기(120) 외면을 따라 형성되는 내벽(130)의 외부에 프로파일부재(150)를 감는 공정이다.

내벽(130)은 드럼성형기(120)에서 나선형으로 연속적으로 권선 되며, 권선 되는 내벽(130)은 외면에 설치된 평활가이드에 의해 균일한 평활면으로 성형 된다. 이때 권선 되는 내벽(130) 일측에는 냉각노즐이 설치되어 냉각수를 분사시켜 경화시키게 되는 데 이때는 완전하게 경화되는 것이 아니라 누글누글한 상태(손으로 누르면 밀가루반죽과 같이 눌리는 상태)로 경화된다.

드럼성형기(120)를 통해 1차적으로 내벽(130)이 권선 되어 내벽을 형성하면 압출성형기(100)로부터 압출 성형 되는 프로파일부재(150)와 차수 및 보강부재(200)를 내벽(130) 둘레를 따라 권선 한다.

차수 및 보강부재(200)는 도 6 및 도 7과 같이, 다양한 형상으로 제조하여 적절한 형상을 선택하여 제조할 수 있다.

또한 드럼성형기(120)에 1차적으로 권선된 내벽(130)는 완전히 경화되기 전에 차수 및 보강부재(200)가 안착된 프로파일부재(150)가 권선 되므로 내벽(130) 외면과 프로파일부재(150)는 견고하게 접착된다.

압출성형기(100)에서 압출 성형 되는 프로파일부재(150)와 차수 및 보강부재(200)는 고온인 상태에서 외부 공기와 접촉되어 자연 냉각된 상태이므로 외면이 점착성이 강하여 내벽(130) 외면에 접촉되면 드럼성형기(120)의 회전력에 의해 권선 되는 동시에 내벽(130) 외면과 프로파일부재(150)는 견고하게 접착된다.

그 후 도 9의 (c)(d)와 같이, 외벽(190) 성형 및 간격채움수지(210)로 마감하여 합성수지 격벽관 성형을 완료한다.

이 과정에서는 별도 설치된 압출성형기로부터 압출 성형되는 외벽(190)을 권선하여 합성수지 격벽관의 외벽(190)을 성형하게 된다. 외벽(190)은 프로파일부재(150)와 대응되어 접합 되는 동시에 권선됨으로써 접착이 이루어진다.

내벽(130)과 프로파일부재(150) 그리고 외벽(190) 사이에는 간격(S1)이 형성되는데, 그 간격은 속채움수지(210)를 외부에서 주입하여 간격이나 틈이 벌어지지 않고 접착상태가 유지되도록 마감처리 한다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 합성수지 격벽관(300)의 각 부분을 구분하여 나타낸 설명도로써, 내벽(130) 및 그 내벽(130) 위에 감겨진 프로파일부재(150)와 차수 및 보강부재(200) 그리고 프로파일부재(150)와 차수 및 보강부재(200)의 외부 층을 형성하는 외벽(190)이 나타나 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 합성수지 격벽관(300)의 사시도 이다.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차수 및 보강부재를 적용하여 격벽관을 제조한 예를 나타낸 것이다.

본 발명의 실시 예에 따라 제조된 합성수지 격벽관(300)은 기존의 이중 벽관 및 격벽관에 공통적으로 적용되는 소형 관인 프로파일을 설치하지 않고 개방되어 트여진 형상의 프로파일부재(150)와 그 프로파일부재(150)에 차수 및 보강부재(200)를 적재 상태로 경화시켜 제조함으로써, 격벽관 성형시 차수 및 보강부재(200)를 포함한 프로파일부재(150)의 변형 발생 유무를 육안으로 직접 볼 수 있도록 함으로서 제품 성형 중 불량을 방지할 수 있다.

특히, 차수 및 보강부재(200)는 관 성형과정에서 낱개 상태 또는 연속된 형상으로 프로파일부재(150)에 안착되어 관의 격벽을 형성하여 열 변형이 거의 없으며 무너져 내리거나 뒤틀리는 등의 변형이 거의 발생 되지 않아 정 위치에서 견고한 상태로 경화되어 균일한 상태의 차수 및 보강 기능을 수행할 수 있도록 한다.

이에 따라 격벽관의 내구성을 향상시켜 관의 전체 강도를 높히고 변형을 방지하여 고강도를 유지할 수 있도록 하는 동시에 격벽을 따라 내부로 흐르는 하수 또는 오폐수 등의 유체가 차수 및 보강부재(200)에 막혀 외부로 유출되지 않도록 하는 우수한 차수벽을 기능을 하게 된다.

이와 같이 본 발명은 도면 및 명세서를 통하여 발명의 일 실시 예를 참고로 설명하였으나 예시이다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 실시가 가능하다.

100:압출성형기 110:성형 틀
120:드럼성형기 130:내벽
140:호퍼 150:프로파일부재
160:수평부 170:수직부
180:공급장치 190:외벽
200:차수 및 보강부재 210:간극채움수지
220:접착층

Claims (8)

1. 압출성형기(100)를 통하여 합성수지 원료를 용융 압출시켜 성형 틀(110)로 용융 수지를 이송시키고, 압출성형기(100)로부터 압출된 수지를 성형 틀(110)을 통하여 프로파일 상으로 성형하며, 성형 틀(110)로부터 성형 되어 인출되는 프로파일을 드럼성형기(120)에 감아 돌려 가면서 관의 내벽과 외벽을 동시에 성형하고 그 내벽과 외벽 사이에 격벽을 형성하되 그 격벽을 통하여 차수 및 보강이 이루어 지도록 제조하는 합성수지 격벽관 제조방법에 있어서,
   상기 드럼성형기(120)를 통하여 관의 내벽(130)을 성형하는 단계(S100);
   상기 드럼성형기(120)를 통한 내벽(130) 성형과 함께 내벽(130) 성형 과정 중 호퍼(140)에 합성수지 원료를 공급하여 압출성형기(100)로 용융시켜 성형 틀(110)을 통하여 수평부(160)와 수직부(170)를 일체형으로 갖는 프로파일부재(150)를 연속적으로 성형하는 단계(S200);
   상기 프로파일부재(150)의 수평부(160) 표면에 안착 되어 프로파일부재(150)와 함께 드럼성형기(120)에 감길 수 있도록 차수 및 보강부재(200)를 성형하여 프로파일부재(150)의 수평부(160)에 적재하는 단계(S300);
   상기 프로파일부재(150)의 수평부(160) 표면 위에 차수 및 보강부재(200)를 안착시킨 상태에서 드럼성형기(120)에 감겨 지면서 성형 되는 내벽(130)의 표면과 프로파일부재(150)의 수평부(160) 바닥면을 접촉 상태로 하여 드럼성형기(120)를 통해 감아 돌려 권선 하는 단계(S400);
   상기 차수 및 보강부재(200)가 적재된 상태로 프로파일부재(150)가 드럼성형기(100)에 감기는 과정에서 프로파일부재(150)의 외부에 외벽(190)을 성형하는 단계(S500);
   상기 프로파일부재(150) 및 외벽(190) 사이에 형성되는 간극(S1)을 채워 간격이나 틈이 형성되지 않도록 하기 위하여 외부에서 간극채움수지(210)를 주입하고 그 간극채움수지(210)를 압착하여 외벽(190)을 따라 관의 표면을 평탄화하는 단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지 격벽관 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로파일부재(150)의 수평부(160) 길이(L1)는 수직부(170)의 길이(L2)에 비해 상대적으로 더 길게 하여 격벽관을 제조하는 것을 특징으로 하는 합성수지 격벽관 제조방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 내벽(130)과 외벽(190) 사이가 되고 프로파일부재(150) 상에 적재되어 공간부와 관의 두께를 형성하는 차수 및 보강부재(200)는 중공공간(201)을 가지며, 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 다각형, 띠로 연결된 연속형 차수 및 보강부재 중에서 선택된 어느 하나이거나 또는 한 개 이상으로 제조하여 격벽관을 제조하는 것을 특징으로 하는 합성수지 격벽관 제조방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

Images