KR101341587B1 - 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로파일로 나선형으로 감아 형성되는 합성수지 하수관에 관한 것으로, 상세하게는 삼각형과 역삼각형의 2개의 프로파일을 다수의 롤러로 이루어진 롤러드럼에 감아 형성되는 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관은 '△'형상의 중공(a)과, '▽'형상의 삼각형 중공(b)을 가지도록 이루어진다.
또한 본 발명의 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법은 '△'형상의 프로파일을 성형하는 성형기를 포함하는 합성수지 압출기로 배출되는 '△'형상의 제1 삼각형 프로파일을 냉각기를 통과시켜 1차 냉각시킨 후 롤러드럼에 나선형으로 감는 제1 삼각형 프로파일 감는 단계(S10)와; 상기 단계(S10)에서 제1 삼각형 프로파일 사이의 공간에 '▽'형상의 프로파일을 성형하는 성형기를 포함하는 합성수지 압출기로 배출되는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)을 공급하여 제1 삼각형 프로파일을 연결하는 제2 삼각형 프로파일 공급 단계(S20)를 포함한다.

Description

삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법{Triangle-profile using plastic pipe and manufacturing method thereof}

본 발명은 프로파일로 나선형으로 감아 형성되는 합성수지 하수관에 관한 것으로, 상세하게는 삼각형과 역삼각형의 2개의 프로파일을 다수의 롤러로 이루어진 롤러드럼에 감아 형성되는 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 이중벽 합성수지(하수)관은 지중에 매설되어 배수관로의 용도로 사용되어 왔으며, 이러한 합성수지관은 콘크리트 관이나 주철관에 비하여 강도는 낮지만 가격이 저렴하고 경량이어서 취급 및 시공성이 우수한 장점을 가지고 있다.

이러한 이중벽 합성수지관은 보통 사각형이나 원형의 중공을 갖는 프로파일을 나선형으로 감아 돌린 후, 프로파일의 사이에 액상의 합성수지를 주입하여 고형화시킴으로써 제작된다.

이와 같은 이중벽 합성수지관에 대하여 아래 첨부된 특허문헌과 더불어 다양한 기술이 제공되어 있다.

특허문헌 1과 2인 (KR) 등록실용신안 제0269982호와 (KR) 등록특허 제0477057호는 도 1과 같이 본 발명과 유사한 삼각형 중공을 가지는 합성수지관(1)을 제작하는 기술을 제공하고 있다.

특허문헌 1과 2인 (KR) 등록실용신안 제0269982호와 (KR) 등록특허 제0477057호에 제공되어 있는 삼각형 중공을 가지는 합성수지관(1)의 제조방법은, 첫째 삼각형 형상의 프로파일을 이용하여 형성하는 방법과, 둘째 삼각형 중공을 가지는 사각형의 프로파일을 이용하여 형성하는 방법으로 이루어져 있으며, 그 단면은 단일 삼각형 형상의 중공을 가지는 형태로 가진다.

첫째, 삼각형 형상의 프로파일을 이용하여 형성하는 방법은, 도 2와 같이 삼각형 중공을 가지는 삼각형 형상의 프로파일(2)을 롤러드럼에 감고, 도 3과 같이 삼각형 형상의 프로파일(2) 사이에 연결부재(3)를 충진하고, 외부면을 마감부재(4)로 마감하여 형성하는 방법이다. 여기에서 삼각형 형상의 프로파일(2)은 1차 냉각이 이루어진 상태이며, 연결부재(3)는 프로파일(2)와 연결될 수 있도록 1차 냉각시키지 않은 고온의 상태로 공급된다.

이러한 경우에는 고온의 연결부재(3)가 삼각형 형상의 프로파일(2)들의 공간(5)을 충진시켜야 함으로써 비교적 굵은 고온상태의 프로파일이 공급되어야 한다. 이로 인하여 삼각형 형상의 프로파일(2)은 고온의 연결부재(3)에 의하여 그 형상이 변형되기 쉬워 삼각형의 형상을 유지하지 못하는 단점이 있다. 즉, 제조시 고온의 연결부재(3)에 의하여 삼각형 형상의 프로파일(2)이 변형되어 불량률이 높아져 생산효율이 떨어지는 문제점이 있어 최근에는 사용하지 않고 있다.

둘째, 삼각형 중공을 가지는 사각형 형상의 프로파일을 이용하여 형성하는 방법은, 도 4와 같이 삼각형 중공을 가지는 사각형 형상의 프로파일(2')을 롤러드럼에 감고, 도 5과 같이 사각형 형상의 프로파일(2') 사이에 연결부재(3')로 연결하여 형성하는 방법이다.

상기 제공되어 있는 2가의 제조방법으로 이루어지는 삼각형 중공을 가지는 합성수지관(1)은 도 3과 도 5와 같이 '△'의 단일 삼각형의 중공을 가지는 것으로, 합성수지관의 단면을 살펴보면 삼각형의 중공이 차지하는 비중이 작음을 알 수 있다.

이와 같이 합성수지관(1)의 단면에서 삼각형의 중공이 차지하는 비중이 작아 사각형 중공을 가지는 사각형의 프로파일로 제작되는 합성수지관에 비하여 중량이 더 많이 나가며, 제조단가가 상승하고, 강도 향상에 큰 영향을 주지 못하는 등의 다양한 문제점이 있다.

(KR) 등록실용신안 제0269982호 (KR) 등록특허 제0477057호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로,

본 발명은 구조적으로 안정적인 형태인 삼각형을 이용한 합성수지관을 제공하되, 저중량이며, 강도를 향상시킬 수 있는 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

즉, 본 발명은 1차 냉각된 '△'형상의 제1 삼각형 프로파일을 롤러드럼에 감고, 상기 제1 삼각형 프로파일 사이에 '▽'형상의 중공을 가지는 고온의 제2 삼각형 프로파일 연결부재로 연결함으로써 이루어지는 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 발명된 본 발명인 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관은, 합성수지 압출기를 통하여 공급되는 프로파일을 나선형으로 감아 형성되는 합성수지관에 있어서, 상기 합성수지관은 '△'형상의 중공(a)과, '▽'형상의 중공(b)을 가지는 것을 특징으로 한다.

즉, 프로파일은 삼각형 중공을 가지는 '△'형상의 제1 삼각형 프로파일과, '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일로 이루어지며, 상기 제1 삼각형 프로파일은 합성수지 압출기에서 배출되어 1차 냉각 후 롤러드럼에 감기고, 상기 제2 삼각형 프로파일은 합성수지 압출기에서 배출되어 고온의 상태로 제1 삼각형 프로파일 사이에 공급되어 제1 삼각형 프로파일을 연결함을 특징으로 한다.

또 다른 본 발명인 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법은, 합성수지 압출기를 통하여 공급되는 프로파일을 나선형으로 감아 합성수지관를 제조하는 방법에 있어서, '△'형상의 프로파일을 성형하는 성형기를 포함하는 합성수지 압출기로 배출되는 '△'형상의 제1 삼각형 프로파일을 냉각기를 통과시켜 1차 냉각시킨 후 롤러드럼에 나선형으로 감는 제1 삼각형 프로파일 감는 단계(S10)와; 상기 단계(S10)에서 제1 삼각형 프로파일 사이의 공간에 '▽'형상의 프로파일을 성형하는 성형기를 포함하는 합성수지 압출기로 배출되는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일을 공급하여 제1 삼각형 프로파일을 연결하는 제2 삼각형 프로파일 공급 단계(S20)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단계(S20) 후 일자('-')형으로 배출되는 용융수지를 제1 삼각형 프로파일과 제2 삼각형 프로파일로 이루어진 합성수지관과 롤러드럼 사이에 공급하되, 상기 롤러드럼에 나선형으로 감기도록 공급하여 내부면이 편평하도록 내부 코팅막을 형성하는 단계(S30)을 더 포함할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법으로 이루어진 합성수지관은 '△'형상의 중공(a)과, '▽'형상의 삼각형 중공(b)을 가짐으로써 종래의 삼각형의 중공을 합성수지관보다 단면상 중공이 차지하는 비중이 커 중량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 종래의 삼각형의 중공을 합성수지관에서는 고온의 연결부재의 과다한 공급으로 인한 삼각형의 중공이 변형이 될 수 있는 단점과, 이로 발생하는 다양한 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 이러한 문제점을 함으로써 생산성을 향상시켜 제조단가의 절감 및 강도를 향상시켜 합성수지관에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 종래의 삼각형 중공을 가지는 합성수지관의 사시 개략도.
도 2는 종래의 삼각형 중공을 가지는 합성수지관의 제조시 사용되는 삼각형 형상의 프로파일의 사시 개략도.
도 3은 종래의 삼각형 형상의 프로파일을 이용하여 제작되는 삼각형 중공을 가지는 합성수지관에 대한 단면 개략도.
도 4는 종래의 삼각형 중공을 가지는 합성수지관의 제조시 사용되는 삼각형 중공을 가지는 사각형상의 프로파일의 사시 개략도.
도 5는 종래의 삼각형 중공을 가지는 사각형상의 프로파일을 이용하여 제작되는 삼각형 중공을 가지는 합성수지관에 대한 단면 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 사시 개략도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조과정에 대한 단계도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 단면 개략도.
도 9는 본 발명인 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관에서 사용되는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일에 대한 단면 개략도.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내기 위한 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 단면 개략도.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내기 위한 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 단면 개략도.
도 12는 본 발명인 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관을 제조하는 장치에 대한 개략도.

첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명은 '△'형상의 중공(a)과, '▽'형상의 중공(b)을 가지도록 형성되어 강도를 향상시킬 수 있는 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법이다.

도 6과 같이 이루어진 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관(100)을 제조하기 위한 본 발명의 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법을 설명하며, 도 7과 도 11을 참조한다.

본 발명인 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법은, 크게 제1 삼각형 프로파일 감는 단계(S10)와, 제2 삼각형 프로파일 공급 단계(S20)와, 내부 코팅막을 형성하는 단계(S30)로 이루어진다.

1. 제1 삼각형 프로파일 감는 단계( S10 )

'△'형상의 중공(11)을 가지는 '△'형상의 프로파일(10)을 성형하는 성형기를 포함하는 합성수지 압출기로 배출되는 '△'형상의 제1 삼각형 프로파일(10)을 냉각기를 통과시켜 1차 냉각시킨 후 롤러드럼에 나선형으로 감는다.

이와 같이 냉각기를 통과한 '△'형상의 제1 삼각형 프로파일(10)을 롤러드럼에 나선형으로 감게 되면, 도 8과 같이 제1 삼각형 프로파일(10) 사이에 역삼각형 형상의 공간(50)이 형성된다.

2. 제2 삼각형 프로파일 공급 단계( S20 )

상기 단계(S10)에서 제1 삼각형 프로파일(10) 사이에 형성된 역삼각형의 공간(50)에 '▽'형상의 프로파일을 성형하는 성형기를 포함하는 합성수지 압출기로 배출되는 고온상태인 '▽'형상의 중공(21)을 가지는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)을 공급하여 제1 삼각형 프로파일(10)을 연결한다.

상기 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)은 롤러드럼에 나선형으로 감긴 제1 삼각형 프로파일(10) 사이에 형성된 역삼각형의 공간(50)에 공급되어 제1 삼각형 프로파일(10)을 연결하는 것으로, '▽'형상의 중공(21)에 의하여 제2 삼각형 프로파일(20)이 가지고 있는 열이 작아 제1 삼각형 프로파일(10)에 전달되는 열이 작다. 이로 인하여 제1 삼각형 프로파일(10) 형상의 변형을 방지할 수 있다.

3. 내부 코팅막을 형성하는 단계( S30 )

상기 단계(S20) 후 제조되는 합성수지관(100) 내부면을 편평하도록 하기 위한 것으로, 일자('-')형으로 배출되는 용융수지를 제1 삼각형 프로파일(10)과 제2 삼각형 프로파일(20)로 이루어진 합성수지관과 롤러드럼 사이에 공급하되, 상기 롤러드럼에 나선형으로 감기도록 공급하여 내부코팅층(30)을 형성하여 내부면이 편평하도록 한다. 이 단계(S30)는 선택적인 단계로써 합성수지관(100)은 내부코팅층(30)을 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 단계(S30)와 같이 일자('-')형으로 배출되는 용융수지는 제1 삼각형 프로파일(10)과 제2 삼각형 프로파일(20)로 이루어진 합성수지관 외측에 공급하여 외부코팅층(40)을 형성하는 단계(S40)를 더 포함할 수도 있다.

도 6과 같이 이루어진 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관(100)에 대하여 설명하며, 도 8 내지 도 11을 참조한다.

본 발명인 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관(100)은, '△'형상의 중공(11)을 가지는 '△'형상의 제1 삼각형 프로파일(10)과, '▽'형상의 중공(21)을 가지는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)로 형성된다.

도 8을 참조하면, 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관(100)은, '△'형상의 중공(11)을 가지는 '△'형상의 제1 삼각형 프로파일(10)과, 상기 제1 삼각형 프로파일(10) 사이에 형성되는 역삼각형 공간(50)에 공급되어 제1 삼각형 프로파일(10)을 연결하는 '▽'형상의 중공(21)을 가지는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)로 형성된다.

상기 '▽'형상의 중공(21)을 가지는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)은 도 9와 같이 다양한 형태로 이루어진다.

도 9의 (a)와 같이 '▽'형상의 중공(21)을 가지는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)로 형성될 수 있으며, 또는 도 9의 (b)와 같이 일측으로 돌출되게 마감용 날개부(22)가 형성된 '▽'형상의 중공(21)을 가지는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)로 이루어질 수 있으며, 또는 도 9의 (c)와 같이 양측으로 돌출되게 마감용 날개부(22)가 형성된 '▽'형상의 중공(21)을 가지는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)로 이루어질 수 있다.

도 9의 (a)와 같이 형성된 '▽'형상의 중공(21)을 가지는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)을 이용하여 제조하는 경우에는 합성수지관의 외주면이 편평하게 이루어질 수 없다. 그러므로 도 10에서와 같이 일자('-')형으로 배출되는 용융수지를 이용하여 외부코팅층(40)을 형성하는 것이 바람직하다.

도 9의 (b) 또는 (c)와 같이 마감용 날개부(22)가 형성된 '▽'형상의 중공(21)을 가지는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)을 이용하여 제조하는 경우에는 합성수지관의 외주면이 마감용 날개부(22)에 의하여 편평하게 이루어질 수 있다(도 11 참조). 그러므로 도 10에서와 같이 일자('-')형으로 배출되는 용융수지를 이용하여 외부코팅층(40)을 형성하지 않아도 된다.

즉, 마감용 날개부(22)는 일자('-')형으로 배출되는 용융수지로 형성되는 외부코팅층(40)을 대신하게 된다.

'△'형상의 제1 삼각형 프로파일(10)과, '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)로 형성되는 합성수지관(100)의 내주면은 제1 삼각형 프로파일(10)과 제2 삼각형 프로파일(20)이 나선형태로 감김으로써 나선형태의 요철이 나타나게 된다. 이와 같은 내주면에 형성된 나선형태의 요철은 하수의 흐름 등에 악영향 및 구조적으로 강도를 저하시킬 수 있는 요인이 될 수 있음으로 일자('-')형으로 배출되는 용융수지를 이용하여 도 11과 같이 내부코팅층(30)을 형성한다.

이하, 본 발명인 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관을 제조할 수 있는 도 12에 도시되어 있는 합성수지관 제조장치(200)을 참조하여 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관(100)의 제조를 설명한다.

도 12와 같이 합성수지관 제조장치(200)는,

제1 합성수지 압출기(211)와, 상기 제1 합성수지 압출기(211) 전방에 설치되어 '△'형상의 중공(11)을 가지는 제1 삼각형 프로파일(10)을 성형하는 제1 성형기(212)와, 상기 제1 성형기(212)로 성형된 제1 삼각형 프로파일(10)를 냉각시키는 냉각기(213)로 이루어진 제1 삼각형 프로파일 공급기(210)와,

제2 합성수지 압출기(221)와, 상기 제2 합성수지 압출기(221) 전방에 설치되어 '▽'형상의 중공(21)을 가지는 제2 삼각형 프로파일(20)을 성형하는 제2 성형기(222)로 이루어진 제2 삼각형 프로파일 공급기(220)와,

노즐용 수지 압출기(231)와, 상기 노즐용 수지 압출기(231) 전방에 설치된 일자('-')형의 노즐(232)로 이루어진 일자('-')형으로 용융수지 공급기(230)와,

와인더(240)와, 롤러드럼(250)으로 구성된다.

이와 같이 이루어진 합성수지관 제조장치(200)를 이용하여,

제1 삼각형 프로파일 공급기(210)는 제1 성형기(212)에서 성형된 후 냉각기(213)로 1차 냉각된 제1 삼각형 프로파일(10)을 롤러드럼(250)에 연속적으로 나선형태로 감기도록 공급하고,

제2 삼각형 프로파일 공급기(220)는 제2 성형기(222)에 성형된 고온의 제2 삼각형 프로파일(20)을 롤러드럼(250)에 나선형태로 감긴 제1 삼각형 프로파일(10) 사이에 형성된 역삼각형의 공간(50)에 공급하여 근접된 제1 삼각형 프로파일(10)을 연결한다.

용융수지 공급기(230)는 제1 삼각형 프로파일(10)과 제2 삼각형 프로파일(20)로 형성되는 합성수지관의 내부면과 롤러드럼(250) 사이에 공급되어 내부코팅층(30)을 형성하도록 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관은 '△'형상의 중공과 '▽'형상의 중공을 가지는 제1, 2 삼각형 프로파일을 이용하여 제조됨으로써 단면상 중공의 비율이 크고, '△'형상의 중공이 유지됨으로써 강도가 좋고, 비체중이 적은 합성수지관을 제공할 수 있다.

이로 인하여 합성수지관의 제조비용을 절감할 수 있어 생산경쟁에서 우수하며, 고강도에 의하여 신뢰성을 확보할 수 있어 아주 널이 이용될 수 있을 것이다.

10 : 제1 삼각형 프로파일 11 : '△'형상의 중공
20 : 제2 삼각형 프로파일 21 : '▽'형상의 중공
22 : 마감용 날개부
100 : 합성수지관
200 : 합성수지관 제조장치

Claims (5)

1. 합성수지 압출기를 통하여 공급되는 프로파일을 나선형으로 감아 합성수지관를 제조하는 방법에 있어서,
   '△'형상의 프로파일을 성형하는 성형기를 포함하는 합성수지 압출기로 배출되는 '△'형상의 제1 삼각형 프로파일(10)을 냉각기를 통과시켜 1차 냉각시킨 후 롤러드럼에 나선형으로 감는 제1 삼각형 프로파일 감는 단계(S10)와;
   상기 단계(S10)에서 제1 삼각형 프로파일(10) 사이의 공간에 '▽'형상의 프로파일을 성형하는 성형기를 포함하는 합성수지 압출기로 배출되는 '▽'형상의 제2 삼각형 프로파일(20)을 공급하여 제1 삼각형 프로파일(10)을 연결하는 제2 삼각형 프로파일 공급 단계(S20)와;
   상기 단계(S20) 후 일자('-')형으로 배출되는 용융수지를 제1 삼각형 프로파일(10)과 제2 삼각형 프로파일(20)로 이루어진 합성수지관과 롤러드럼 사이에 공급하되, 상기 롤러드럼에 나선형으로 감기도록 공급하여 내부면이 편평하도록 내부 코팅막을 형성하는 단계(S30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼각형 프로파일을 이용한 합성수지관의 제조방법.
   
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