KR101260678B1 - 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법 및 제조장치와 그 고강도 발포형 다중벽관 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에틸렌 수지와 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지 및 탄산칼슘을 각각 용융시켜 압출성형기에 통해 압출시켜 외벽은 폴리에틸렌 수지로 성형되고, 내벽은 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지로 발포층이 성형되며, 내부 공간에는 탄산칼슘으로 십자형태의 심재가 성형된 사각 파이프 형태의 프로파일을 나선 형태로 회전,권취시켜 원통형으로 형성하되, 상기 프로파일의 간격 사이에는 용융된 폴리에틸렌 수지를 충진하여 내/외부면이 평탄한 다중벽관을 형성함으로써, 종래 다중벽관에 비해 외부 압력 및 충격에 강성을 크게 향상시킴은 물론 내구성 및 유연성, 보온성과 탄성이 우수하여 장기간 사용에도 관 자체의 변형을 최소화할 수 있어 다중벽관의 수명을 장구히 할 수 있고, 그로 인해 교체 및 유지보수에 따른 비용 및 원료 절감을 동시에 꾀할 수 있는 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법 및 제조장치와 그 고강도 발포형 다중벽관을 제공하고자 안출된 목적이 있다.
Description
본 발명은 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법 및 제조장치와 그 고강도 발포형 다중벽관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리에틸렌수지와 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지 및 탄산칼슘을 각각 용융시켜, 압출성형기 통해 내부에 십자형태의 심재가 길이방향으로 형성된 사각파이프 형태의 프로파일을 압출,성형한 후 상기 프로파일을 코일형태로 감아 원통형의 관을 제공함으로써, 외부 압력에 의한 강성 및 유연성, 보온성과 탄성이 우수하고, 장기간 사용에도 내구성에 변화가 없으며, 관의 경량화 및 수밀성을 동시에 향상시키며, 성형성이 우수하여 생산성을 증대시킬 수 있는 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법 및 제조장치와 그 고강도 발포형 다중벽관에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 다중벽관은 물이 흐르는 내면은 평활하고, 관의 축을 중심으로 나선 방향으로 형성된 관의 벽 단면의 구조가 2개 이상의 중공으로 이루어진 관을 뜻하는 것으로서, 주로 폴리에틸렌 수지를 용융시켜 원통형으로 제조된다.
이러한 다중벽관은 지하에 매설되어 생활하수나 오수 또는 폐수 등의 통로로 이용되는 배수관으로 사용되는데, 이와 같이 매설된 다중벽관에는 토압이나 팽윤압이 발생하여 다중벽관의 변형을 가져와 배수가 원활하게 이루어지지 못하였고, 변형된 다중벽관의 교체 및 유지보수에 따른 비용이 부담으로 가중되었다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해 최근까지 다양한 형태의 다중벽관 및 그 제조방법이 제안되었는바, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 다중벽관은 용융액 상태의 보강수지(3)를 보강철심재(5)와의 1차 합접만으로 냉각하게 되면 육안으로 볼 때는 보강수지(3)와 보강철심재(5)가 합접된 것 같으나, 액상의 보강수지(3)가 서서히 냉각되면서 수축되므로 냉각된 보강수지(3)가 보강철심재(5)에서 미세하게 떨어지는 현상이 발생하게 되고, 다중벽관(1)의 시공 후 사용되어 지는 동안 외부의 충격이나 하중, 토압, 팽윤압 등이 가해지면 보강철심재(5)가 쉽게 보강수지(3)와 분리되어 내구성이 현저하게 저하되어 오히려 다중벽관(1)의 수명을 단축시키는 결과를 초래하였다.
또한, 이러한 문제점을 해소하기 위해 다른 다양한 형태의 다중벽관의 제조방법 및 다중벽관이 제안되었으나, 그 실효성을 크게 향상시키지 못하여 현재 다중벽관의 생산 기술은 답보상태에 있어 상기의 문제점을 해소할 수 있는 고강도 다중벽관의 개발이 시급한 실정이다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하고, 고강도 다중벽관의 개발을 위해 본 발명은 폴리에틸렌 수지와 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지 및 탄산칼슘을 각각 용융시켜 압출성형기에 통해 압출시켜 외벽은 폴리에틸렌 수지로 성형되고, 내벽은 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지로 발포층이 성형되며, 내부 공간에는 탄산칼슘으로 십자형태의 심재가 성형된 사각 파이프 형태의 프로파일을 나선 형태로 회전,권취시켜 원통형으로 형성하되, 상기 프로파일의 간격 사이에는 용융된 폴리에틸렌 수지를 충진하여 내/외부면이 평탄한 다중벽관을 형성함으로써, 종래 다중벽관에 비해 외부 압력 및 충격에 강성을 크게 향상시킴은 물론 내구성 및 유연성과 탄성이 우수하여 장기간 사용에도 관 자체의 변형을 최소화할 수 있어 다중벽관의 수명을 장구히 할 수 있고, 그로 인해 교체 및 유지보수에 따른 비용 및 원료 절감을 동시에 꾀할 수 있는 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법 및 제조장치와 그 고강도 발포형 다중벽관을 제공하고자 안출된 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 용융부의 제 1성형기에는 폴리에틸렌 수지를 투입하여 170 ~ 210℃로 가열하여 용융시키고, 제 2성형기에는 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지가 투입하여 140 ~ 160℃로 가열하여 용융시키며, 제 3성형기에는 탄산칼슘을 투입하여 170 ~ 190℃로 가열하여 용융시켜 용융액을 형성하는 제 1단계와; 상기 용융액들을 제어부의 제어에 따라 작동되는 압출기에 일정 압력으로 밀어넣어 외벽은 폴리에틸렌 수지로 몸체가 성형되고, 내벽은 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지로 된 발포층이 성형되며, 내부 공간에는 십자형태의 탄산칼슘으로 된 심재가 일체로 형성된 사각 파이프 형태의 프로파일을 압출 및 성형하는 제 2단계와; 상기 프로파일을 냉각부의 냉각수가 담수된 냉각수조를 통과하도록 하여 프로파일을 냉각시키는 제 3단계와; 상기 냉각된 프로파일을 회전부의 모터 구동에 의해 회전되는 드럼에 나선형으로 권취되게 하되, 상기 회전부의 상부에 설치된 접합부의 작동에 의해 노즐에서 폴리에틸렌 수지가 용융된 용융액을 권취되는 상기 프로파일 간격 사이에 공급함과 동시에 다수의 롤러에 의해 폴리에틸렌 수지를 압착하여 평탄한 상태로 접합시켜 원통형의 관을 성형하는 제 4단계와; 상기 프로파일 간격 사이를 폴리에틸렌 수지 용융액이 충진되면 물분사노즐을 통해 냉각수를 분사하여 원통형의 관 표면을 냉각시키는 제 5단계; 및 상기 냉각된 관이 일정 길이로 성형되면 절단부를 작동시켜 절단을 하여 다중벽관을 완성하는 제 6단계;를 포함하여서 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2단계에서 프로파일의 압출, 성형시 상기 제어부에 의해 작동되는 압출기의 일측에 설치된 모터를 구동시켜 압출기 내부에 설치된 멘드릴이 후진시키고, 상기 용융부의 제 2 및 제 3성형기를 차단하여 상기 제 1성형기로부터 폴리에틸렌 수지 용융액만 공급되게 하여 상기 다중벽관의 일단부와 타단부를 이루는 프로파일의 일단과 타단으로부터 10 ~ 20㎝ 되는 부분까지 폴리에틸렌 수지로만 충진되게 하여 절단시 상기 다중벽관의 수밀성 및 연결부위의 강성이 보장될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 제 1성형기에는 폴리에틸렌 수지를 투입하여 170 ~ 210℃로 가열하여 용융시키고, 제 2성형기에는 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지를 투입하여 140 ~ 160℃로 가열하여 용융시키며, 제 3성형기에는 탄산칼슘을 투입하여 170 ~ 190℃로 가열하여 액상으로 용융시키는 용융부와; 상기 용융부에 의해 용융액으로 변환된 원료를 일정 압력으로 압출기에 밀어넣거나, 상기 압출기의 일측에 설치된 모터를 구동시켜 압출기 내부에 설치된 십자형태의 멘드릴를 전/후로 이동시켜 상기 압출기로부터 프로파일을 압출, 성형하는 제어부와; 상기 압출기로부터 압출되어 이동하는 프로파일을 냉각시킬 수 있도록 냉각수가 담수된 냉각수조로 이루어진 냉각부와; 상기 냉각부에 의해 냉각되며 이동하는 프로파일을 모터의 구동에 의해 드럼을 회전시켜 상기 드럼에 상기 프로파일이 나선형으로 권취되게 하는 회전부와; 상기 회전부에 의해 권취되는 프로파일 간격 사이에 용융된 폴리에틸렌 수지를 노즐에 의해 공급 및 충진시킴과 동시에 다수의 롤러에 의해 폴리에틸렌 수지를 압착하여 내/외주연이 평탄한 관이 형성되도록 하는 접합부와; 상기 접합부에 의해 내/외주연이 평탄한 상태의 관의 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 물분사노즐; 및 상기 회전부 및 접합부에 의해 나선형으로 권취되어 일정 길이로 형성되면 모터의 구동에 의해 회전 또는 전/후로 유동되는 톱날에 의해 적정한 길이로 절단하여 다중벽관을 형성하는 절단부;를 포함하여서 된 것을 다른 특징으로 한다.
삭제
상술한 바와 같이 본 발명의 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법 및 제조장치와 그 고강도 발포형 다중벽관을 제공함으로써, 종래 다중벽관에 비해 외부 압력 및 충격에 강성을 크게 향상시킴은 물론 내구성 및 유연성, 보온성과 탄성이 우수하여 장기간 사용에도 관 자체의 변형을 최소화할 수 있어 다중벽관의 수명을 장구히 할 수 있고, 그로 인해 교체 및 유지보수에 따른 비용 및 원료 절감을 동시에 꾀할 수 있는 유용한 발명인 것이다.
도 1은 종래의 다중벽관의 구조를 도시해 보인 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 공정을 도시해 보인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 제조장치를 전체적으로 도시해 보인 평면 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 압출기의 작동 전 상태를 도시해 보인 정 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 압출기의 작동 후 상태를 도시해 보인 정 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 회전부와 접합부를 도시해 보인 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 프로파일의 단면 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 다중벽관의 부분 단면 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 공정을 도시해 보인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 제조장치를 전체적으로 도시해 보인 평면 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 압출기의 작동 전 상태를 도시해 보인 정 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 압출기의 작동 후 상태를 도시해 보인 정 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 회전부와 접합부를 도시해 보인 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 프로파일의 단면 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 다중벽관의 부분 단면 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도시된 바와 같이 본 발명의 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법은 제 1 내지 제 6단계(S100 ~ S600)로 구성되며, 본 발명의 고강도 발포형 다중벽관의 제조장치는 용융부(100)와, 제어부(200), 냉각부(300), 회전부(400), 접합부(500), 물분사노즐(600) 및 절단부(700)로 크게 구성되며, 본 발명의 고강도 발포형 다중벽관(800)은 프로파일(810)을 이루는 몸체(812)와, 발포층(814) 및 심재(816)로 크게 구성된다.
상기 제 1단계(S100)는 원료의 투입 및 상기 원료를 용융하는 공정으로서, 제 1 내지 제 3성형기(110 ~ 130)로 이루어진 용용부(100)의 내부에 각각 폴리에틸렌 수지와 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지 및 탄산칼슘의 원료를 일정량 투입한 후 일정 온도로 가열하여 상기 원료들을 용융시켜 각각의 용융액을 형성하면 된다.
이때, 상기 원료를 제 1 내지 제 3성형기(110 ~ 130)에 투입하는 방식은 수작업도 가능하나 유체이송펌프(도시하지 않음)를 이용하여 지속적으로 공급할 수 있도록 함이 바람직하고, 상기 원료 중 폴리에틸렌 수지가 투입되는 제 1성형기(110)의 온도는 170 ~ 210℃가 유지되게 하고, 상기 원료 중 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지가 투입되는 제 2성형기(120)의 온도는 140 ~ 160℃가 유지되게 하며, 상기 원료 중 탄산칼슘이 투입되는 제 3성형기(130)의 온도는 170 ~ 190℃가 유지되게 하여 상기 원료들을 용이하게 용융시킬 수 있도록 함이 바람직하다.
상기 제 2단계(S200)는 상기 제 1단계(S100)에 의해 형성된 용융액을 압출기(210)에 밀어넣어 프로파일(810)을 압출 및 성형하는 공정으로서, 상기 용융액들을 제어부(200)의 제어에 따라 작동되는 압출기(210)에 일정 압력으로 밀어넣어 외벽은 폴리에틸렌 수지로 몸체(812)가 성형되고, 내벽은 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지로 된 발포층(814)이 성형되며, 내부 공간에는 십자형태의 탄산칼슘으로 된 심재(816)가 일체로 형성된 사각 파이프 형태의 프로파일(810)을 압출 및 성형하면 되는 것이다.
이때, 상기 제 2단계(S200)에서 프로파일(810)을 압출, 성형시 상기 제어부(200)에 의해 작동되는 압출기(210)의 일측에 설치된 모터(220)를 구동시켜 압출기 내부에 설치된 멘드릴(230)을 후진시키고, 상기 용융부(100)의 제 2 및 제 3성형기(120)(130)를 차단하여 상기 제 1성형기(110)로부터 폴리에틸렌 수지 용융액만 공급되게 하여 상기 다중벽관(800)의 일단부와 타단부를 이루는 프로파일(810)의 일단과 타단으로부터 10 ~ 20㎝ 되는 부분까지 폴리에틸렌 수지로만 충진되게 하여 절단시 상기 프로파일(810)의 수밀성이 보장될 수 있도록 함이 바람직하다.
즉, 상기 제어부(200)의 제어에 따라 모터(220)의 구동에 의해 십자형태의 금형인 멘드릴(230)을 후진시키면, 상기 멘드릴(230)이 없는 빈 공간으로 제 1성형기(110)로부터 압입되는 폴리에틸렌 수지 용융액만이 투입되어 하나의 다중벽관(800)을 형성하는데 사용되는 프로파일(810)의 양단부로부터 10 ~ 20㎝ 되는 부분까지 몸체 (812)내부에 공간이 형성되지 않게 폴리에틸렌 수지로 충진시켜 막힘 구조가 되도록 형성하면 되는 것이다.
상기 제 3단계(S300)는 상기 제 2단계(S200)에 의해 압출, 성형되는 프로파일(810)을 진공 냉각시키는 공정으로서, 상기 프로파일(810)을 냉각부(300)의 냉각수가 담수된 냉각수조(310)를 통과하도록 하여 냉각시키면 되는 것이다.
상기 제 4단계(S400)는 상기 제 3단계(S300)에 의해 냉각된 프로파일(810)을 원통형의 관으로 성형하는 공정으로서, 상기 냉각된 프로파일(810)을 회전부(400)의 모터(410) 구동에 의해 회전되는 드럼(420)에 나선형으로 권취되게 하되, 상기 회전부(400)의 상부에 설치된 접합부(500)의 작동에 의해 노즐(510)에서 폴리에틸렌 수지가 용융된 용융액이 권취되는 프로파일(810)의 간격 사이에 공급됨과 동시에 다수의 롤러(520)에 의해 상기 폴리에틸렌 수지를 압착하여 일체로 접합될 수 있도록 함으로써, 내/외주연이 평탄한 원통형의 관을 형성할 수 있도록 하면 되는 것이다.
상기 제 5단계(S500)는 상기 제 4단계(S400)에 의해 성형되는 원통형의 관 표면을 냉각시키는 공정으로서, 상기 프로파일(810)의 간격 사이를 폴리에틸렌 수지 용융액이 충진되어 다수의 롤러(520)에 의해 압착되면 근접되게 위치한 물분사노즐(600)을 통해 냉각수를 분사하여 원통형의 관 표면을 냉각시키면 되는 것이다.
상기 제 6단계(S600)는 상기 제 4 및 5단계(S400)(S500)에 의해 형성된 원통형의 관을 적정한 길이로 절단하는 공정으로서, 상기 원통형의 관이 냉각되어 일정 길이로 성형되면 절단부(700)를 작동시켜 모터(710)의 구동에 의해 회전 또는 전/후로 유동되는 톱날(720)에 의해 절단하여 하나의 다중벽관(800)을 완성시키면 되는 것이며, 상기와 같은 공정이 연속적으로 이루어져 다중벽관(800)의 대량생산이 가능하게 되는 것이다.
한편, 이와 같은 다중벽관의 제조방법에 사용되는 다중벽관 제조장치의 구성인 상기 용융부(100)는 폴리에틸렌 수지와 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지 및 탄산칼슘을 일정한 온도로 가열하여 용융시키는 것으로서, 상기 제어부(200)의 제어에 따라 원료들이 각각 투입되는 제 1 내지 제 3성형부(110 ~ 130)가 작동하게 되는데, 상기 제 1성형기(110)의 온도는 170 ~ 210℃가 유지되게 하고, 상기 원료 중 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지가 투입되는 제 2성형기(120)의 온도는 140 ~ 160℃가 유지되게 하며, 상기 원료 중 탄산칼슘이 투입되는 제 3성형기(130)의 온도는 170 ~ 190℃가 유지되게 하여 상기 원료들을 용융시킨 후 각각의 주입관(P)으로 연결된 상기 압출기(210)의 내부로 각각의 원료들을 일정한 양과 압력으로 밀어넣을 수 있도록 하면 되는 것이다.
상기 제어부(200)는 외부 전원을 인가하여 다중벽관 제조장치의 작동을 제어하는 것으로서, 상기 용융부(100)에 의해 용융액으로 변환된 원료를 일정 압력으로 압출기(210)에 밀어넣거나, 상기 압출기(210)의 일측에 설치된 모터(220)를 구동시켜 압출기(210) 내부에 설치된 십자형태의 멘드릴(230)를 전/후로 이동시켜 상기 압출기(210)로부터 프로파일(810)이 연속적으로 압출, 성형되도록 하면 되는 것이다.
상기 냉각부(300)는 상기 압출기를 통해 성형되는 프로파일을 냉각시키는 것으로서, 좌/우측 중앙에 인입공(312)과 인출공(314)이 형성된 원통형의 냉각수조(310)를 상기 압출기(210)와 근접되게 설치하고, 상기 냉각수조(310)의 내부에는 순환펌프(320)에 의해 순환되는 냉각수를 담수하여 상기 프로파일(810)을 진공 냉각시키면 되는 것이다.
상기 회전부(400)는 상기 프로파일을 나선형으로 권취하는 것으로서, 상기 냉각부에 의해 냉각되며 이동하는 프로파일을 모터(410)의 구동에 의해 원통형의 드럼(420)을 회전시켜 상기 드럼(420)에 상기 프로파일(810)이 나선형으로 권취되게 하면 되는 것이다.
상기 접합부(500)는 상기 회전부(400)의 드럼(420)에 권취되는 프로파일(810)의 간격 사이에 폴리에틸렌 수지를 충진시켜 일체로 접합하는 것으로서, 별도로 구비되는 성형기(도시하지 않음)로부터 용융되어 공급되는 폴리에틸렌 수지 용융액을 상기 드럼(420)의 상부에 설치되는 노즐(510)을 통해 프로파일(810)의 간격 사이에 주입, 충진시킴과 동시에 다수의 롤러(520)에 의해 충진된 폴리에틸렌 수지를 압착하여 표면이 평탄한 관이 형성되도록 하면 되는 것이다.
상기 물분사노즐(600)은 상기 접합부(500)에 의해 접합된 프로파일(810)의 표면을 냉각시키는 것으로서, 외부로부터 공급되는 냉각수를 분사할 수 있도록 물분사노즐(600)을 상기 회전부(400)의 일측에 설치하면 되는 것이다.
상기 절단부(700)는 상기 고강도 다중벽관(800)을 형성하는 것으로서, 상기 회전부(400) 및 접합부(500)에 의해 프로파일(810)이 나선형으로 권취되어 일정 길이로 관이 형성되면 모터(710)의 구동에 의해 회전 또는 전/후로 유동하는 톱날(720)에 의해 적정한 길이로 절단하면 되는 것이다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 다중벽관 제조장치의 작용은 먼저, 상기 용융부(100)의 제 1 및 제 3성형기에 폴리에틸렌 수지와 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지 및 탄산칼슘의 원료인 펠릿 또는 파우더를 각각 투입한 후 상기 제어부에서 전원을 인가하여 상기 제 1성형기가 170 ~ 210℃의 온도가 유지되게 가열하여 폴리에틸렌 수지를 용융시키고, 상기 제 2성형기가 140 ~ 160℃의 온도가 유지되게 가열하여 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지를 용융시키며, 상기 제 3성형기가 170 ~ 190℃의 온도가 유지되게 가열하여 탄산칼슘을 용융시키면 되는데, 상기 에틸렌초산비닐수지에 함유되는 발포제는 통상적으로 사용되는 것으로, 그 혼합비는 발포제 1.5 ~ 2 중량%와 에틸렌초산비닐수지 98 ~ 98.5 중량%가 바람직하다.
이어서, 상기 용융부(100)에 의해 원료가 용융되면 상기 제 1 내지 제 3성형기(110 ~ 130)에서 상기 제어부(200)의 제어에 따라 일정한 압력으로 용융된 원료를 상기 압출기(210)로 밀어 넣으면 사각 파이프 형태의 프로타일(810)이 연속해서 압출, 성형되게 되며, 상기 프로파일(810)은 냉각부(300)의 냉각수조(310)로 이동, 삽입되어 내부에 담수된 냉각수에 의해 냉각되고, 냉각된 프로파일(810)은 회전부(400)의 모터(410) 구동에 의해 드럼(420)에 나선형으로 권취되게 된다.
이어서, 상기 드럼(420)에 권취되는 프로파일(810)에는 일정한 간격이 유지되며, 이 간격 사이에 접합부(500)의 작동에 따라 노즐(510)을 통해 용융된 폴리에틸렌 수지가 공급 및 충진됨과 동시에 다수의 롤러(520)에 의해 폴리에틸렌 수지가 압착되도록 하여 내/외주연이 평탄한 일정 길이의 관을 형성하면 되는 것이다.
이때, 시중에서 판매되는 6m 길이의 하나의 다중벽관(800)을 형성하는데 있어서 필요한 프로파일(810)의 길이가 완성되면 상기 제어부(200)의 제어에 따라 상기 압출기(210)의 일측에 설치된 모터(220)가 구동되어 상기 멘드릴(230)을 후진시킴과 동시에 상기 제 2 및 제 3성형기(120)(130)를 차단하여 상기 제 1성형기(110)로부터 폴리에틸렌 수지만이 공급되게 하여 상기 압출기(210)를 통해 압출되는 프로파일(810)의 일단으로부터 10 ~ 20㎝되는 길이를 폴리에틸렌 수지로만 내부 공간이 없도록 충진되게 한 후 상기 제어부(200)의 제어에 따라 후진하였던 멘드릴(230)을 전진시킴과 동시에 상기 제 2 및 제 3성형기(120)(130)를 열어 제 1성형기(110)로부터 공급되는 폴리에틸렌 수지와 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지 및 탄산칼슘 용융액이 공급되게 하여 내부 공간에 십자형태의 심재(816)가 형성되고, 발포층(814)이 몸체(812) 내부에 형성된 프로파일(810)을 일정 길이로 압출, 성형하다가 상기 프로파일(810)의 타단으로부터 10 ~ 20㎝되는 위치를 형성하게 되면 상기 제어부(200)의 제어에 따라 다시 압출기(210)에 설치된 모터(230)를 구동시켜 멘드릴을 후진시킴과 동시에 상기 제 2 및 제 3성형기(120)(130)를 차단하여 상기 제 1성형기(110)로부터 폴리에틸렌 수지만이 공급되게 하여 프로파일(810)의 일단과 타단으로부터 10 ~ 20㎝ 길이까지는 막힘구조를 갖도록 하여 수밀성 개선 및 연결부위의 강성증가 또한, 관의 연결 작업을 보다 용이하게 할 수 있도록 함이 바람직하다.
이어서, 상기 회전부(400) 및 접합부(500)에 의해 프로파일(810)이 권취되어 원통형의 관을 형성하면, 상기 관의 표면에 물분사노즐(600)을 통해 냉각수를 분사하여 관의 표면을 냉각시킨 다음 원통형의 관이 일정 길이로 형성되면 상기 절단부(700)의 모터(710) 구동에 의해 톱날(720)을 회전 또는 전/후로 유동시켜 적정한 길이로 절단하여 고강도 다중벽관(800)을 완성하면 되는 것이다.
상기와 같은 다중벽관의 제조방법 및 제조장치에 의해 형성되는 고강도 발포형 다중벽관(800)은 상기 압출기(210)로부터 압출, 성형되는 프로파일(810)의 외벽은 폴리에틸렌 수지로 몸체(812)가 형성되고, 내벽은 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지로 발포층(814)이 형성되며, 내부 공간에는 탄산칼슘으로 십자형태의 심재(816)를 길이방향으로 형성하고, 상기 프로파일(810)을 나선형으로 권취하여 원통형의 관으로 형성하되, 상기 프로파일(810)의 간격 사이에 폴리에틸렌 수지를 충진함과 동시에 다수의 롤러(520)에 의해 상기 폴리에틸렌 수지가 압착되어 관의 내/외주연이 평탄한 상태가 되도록 한 후 일정 길이의 관이 형성되면 이를 절단하여 고강도 발포형 다중벽관(800)을 제공할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 출원인이 본 발명에 따른 고강도 발포형 다중벽관(800)을 '한국플라스틱시험원'에 의뢰하여 얻은 결과는 표 1에 도시된 바와 같다.
표 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고강도 발포형 다중벽관(800)은 프로파일(810)의 몸체(812) 내부에 형성된 상기 심재(816)에 의해 강도 및 내구성을 향상시켜 자체 하중은 감소시키되, 외부 충격이나 큰 압력에도 견딜 수 있도록 함으로써, 제품의 수명 연장은 물론 제품에 대해 소비자로부터의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 더불어 하수도의 유지보수에 따른 비용을 절감할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위의 요지를 벗어남이 없는 당 발명의 기술분야에서 다양한 변형적 실시예가 제시될 수 있다.
100 : 용융부 110 ~ 130 : 제 1 ~ 제 3성형기
200 : 제어부 210 : 압출기
220 : 모터 230 : 멘드릴
300 : 냉각부 310 : 냉각수조
320 : 순환펌프 400 : 회전
410 : 모터 420 : 드럼
500 : 접합부 510 : 노즐
600 : 물분사노즐 700 : 절단부
710 : 모터 720 : 톱날
800 : 다중벽관 810 : 프로파일
812 : 몸체 814 : 발포층
816 : 심재 S100 ~ S600 : 제 1 ~ 제 6단계
200 : 제어부 210 : 압출기
220 : 모터 230 : 멘드릴
300 : 냉각부 310 : 냉각수조
320 : 순환펌프 400 : 회전
410 : 모터 420 : 드럼
500 : 접합부 510 : 노즐
600 : 물분사노즐 700 : 절단부
710 : 모터 720 : 톱날
800 : 다중벽관 810 : 프로파일
812 : 몸체 814 : 발포층
816 : 심재 S100 ~ S600 : 제 1 ~ 제 6단계
Claims (7)
- 용융부(100)의 제 1성형기(110)에는 폴리에틸렌 수지를 투입하여 170 ~ 210℃로 가열하여 용융시키고, 제 2성형기(120)에는 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지가 투입하여 140 ~ 160℃로 가열하여 용융시키며, 제 3성형기(130)에는 탄산칼슘을 투입하여 170 ~ 190℃로 가열하여 용융시켜 용융액을 형성하는 제 1단계(S100)와;
상기 용융액들을 제어부(200)의 제어에 따라 작동되는 압출기(210)에 일정 압력으로 밀어넣어 외벽은 폴리에틸렌 수지로 몸체(812)가 성형되고, 내벽은 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지로 된 발포층(814)이 성형되며, 내부 공간에는 십자형태의 탄산칼슘으로 된 심재(816)가 일체로 형성된 사각 파이프 형태의 프로파일(810)을 압출 및 성형하는 제 2단계(S200)와;
상기 프로파일(810)을 냉각부(300)의 냉각수가 담수된 냉각수조(310)를 통과하도록 하여 프로파일(810)을 냉각시키는 제 3단계(S300)와;
상기 냉각된 프로파일(810)을 회전부(400)의 모터(410) 구동에 의해 회전되는 드럼(420)에 나선형으로 권취되게 하되, 상기 회전부(400)의 상부에 설치된 접합부(500)의 작동에 의해 노즐(510)에서 폴리에틸렌 수지가 용융된 용융액을 권취되는 상기 프로파일(810) 간격 사이에 공급함과 동시에 다수의 롤러(520)에 의해 폴리에틸렌 수지를 압착하여 평탄한 상태로 접합시켜 원통형의 관을 성형하는 제 4단계(S400)와;
상기 프로파일(810) 간격 사이를 폴리에틸렌 수지 용융액이 충진되면 물분사노즐(600)을 통해 냉각수를 분사하여 원통형의 관 표면을 냉각시키는 제 5단계(S500); 및
상기 냉각된 관이 일정 길이로 성형되면 절단부(700)를 작동시켜 절단을 하여 다중벽관(800)을 완성하는 제 6단계(S600);를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2단계(S200)에서 프로파일(810)의 압출, 성형시 상기 제어부(200)에 의해 작동되는 압출기(210)의 일측에 설치된 모터(220)를 구동시켜 압출기(210) 내부에 설치된 멘드릴(230)을 후진시키고, 상기 용융부(100)의 제 2 및 제 3성형기(120)(130)를 차단하여 상기 제 1성형기(110)로부터 폴리에틸렌 수지 용융액만 공급되게 하여 상기 다중벽관(800)의 일단부와 타단부를 이루는 프로파일(810)의 일단과 타단으로부터 10 ~ 20㎝ 되는 부분까지 폴리에틸렌 수지로만 충진되게 하여 절단시 상기 프로파일(810)의 수밀성이 보장될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법.
- 제 1성형기(110)에는 폴리에틸렌 수지를 투입하여 170 ~ 210℃로 가열하여 용융시키고, 제 2성형기(120)에는 발포제가 함유된 에틸렌초산비닐수지를 투입하여 140 ~ 160℃로 가열하여 용융시키며, 제 3성형기(130)에는 탄산칼슘을 투입하여 170 ~ 190℃로 가열하여 액상으로 용융시키는 용융부(100)와;
상기 용융부(100)에 의해 용융액으로 변환된 원료를 일정 압력으로 압출기(210)에 밀어넣거나, 상기 압출기(210)의 일측에 설치된 모터(220)를 구동시켜 압출기(210) 내부에 설치된 십자형태의 멘드릴(230)를 전/후로 이동시켜 상기 압출기(210)로부터 프로파일(810)을 압출, 성형하는 제어부(200)와;
상기 압출기(210)로부터 압출되어 이동하는 프로파일(810)을 냉각시킬 수 있도록 냉각수가 담수된 냉각수조(310)로 이루어진 냉각부(300)와;
상기 냉각부(300)에 의해 냉각되며 이동하는 프로파일(810)을 모터(410)의 구동에 의해 드럼(420)을 회전시켜 상기 드럼(420)에 상기 프로파일(810)이 나선형으로 권취되게 하는 회전부(400)와;
상기 회전부(400)에 의해 권취되는 프로파일(810) 간격 사이에 용융된 폴리에틸렌 수지를 노즐(510)에 의해 공급 및 충진시킴과 동시에 다수의 롤러(520)에 의해 폴리에틸렌 수지를 압착하여 내/외주연이 평탄한 관이 형성되도록 하는 접합부(500)와;
상기 접합부(500)에 의해 내/외주연이 평탄한 상태의 관의 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 물분사노즐(600); 및
상기 회전부(400) 및 접합부(500)에 의해 나선형으로 권취되어 일정 길이로 형성되면 모터(710)의 구동에 의해 회전 또는 전/후로 유동되는 톱날(720)에 의해 적정한 길이로 절단하여 다중벽관(800)을 형성하는 절단부(700);를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 고강도 발포형 다중벽관의 제조장치.
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- 제 3항에 기재된 제조장치로 제조된 고강도 발포형 다중벽관.
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| KR1020110009970A KR101260678B1 (ko) | 2011-02-01 | 2011-02-01 | 고강도 발포형 다중벽관의 제조방법 및 제조장치와 그 고강도 발포형 다중벽관 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102456330B1 (ko) * | 2022-03-02 | 2022-10-20 | 주식회사 뉴보텍 | 합성수지관 제조 장치 및 방법, 및 이로부터 제조된 합성수지관 |
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| KR100400380B1 (en) | 2003-03-04 | 2003-10-04 | Seowonpe Co Ltd | Process for preparing triple-wall duct filled with foaming layer and triple-wall duct produced by the same |
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2011
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| KR102456330B1 (ko) * | 2022-03-02 | 2022-10-20 | 주식회사 뉴보텍 | 합성수지관 제조 장치 및 방법, 및 이로부터 제조된 합성수지관 |
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