KR101402754B1 - 차단효과가 우수한 차수벽을 갖는 파이프 및 그것의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차단효과가 우수한 차수벽을 갖는 파이프 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 파이프 제조방법은, 압출기에 합성수지를 투입하여 투입된 합성수지가 용융된 상태로 금형부를 경유하면서 중공부를 갖는 관 형태의 외부관으로 압출되도록 하되 고무재질의 차수벽형성몸체를 시간차를 두고 상기 압출기의 금형부로 투입하여 외부관의 중공이 냉각에 의해 수축되면서 차수벽형성몸체가 압축되어 형성된 차수벽에 의해 막힌 부분을 갖는 중공부를 가지는 외부관으로 압출되도록 한 후 차수벽을 갖는 상기 외부관을 나선 형태로 감고, 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이에 겔 상태의 합성수지를 공급하여 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이의 틈새를 차단함으로써 파이프를 제조하는 방법이다.
본 발명에 의해 제조된 파이프는, 소정의 길이로 절단하여 사용하더라도 코일형으로 감긴 관의 중공부로 물 등의 유체가 유입되지 않도록 차단하는 효과가 우수한 특징이 있다.

Description

차단효과가 우수한 차수벽을 갖는 파이프 및 그것의 제조방법{PIPE HAVING WATERTIGHT AND PROCESS FOR PRODUCING THEREOF}

본 발명은 상, 하수도 관 등으로 사용되는 파이프를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

유체의 유동을 위한 파이프에는 다양한 형태의 것들이 있다.

그러나 중공부를 갖는 관을 코일형으로 감아서 제조된 파이프가 가볍고 외부로부터의 충격에도 강하기 때문에 상, 하수도 배관용으로 널리 사용되고 있는 실정이다.

그런데 중공부를 갖는 관을 코일형으로 감아서 제조된 파이프를 절단하여 사용할 경우 코일형으로 감겨있는 관의 중공부(1a)가 개방되기 때문에 이 부분으로 유체가 유입되는 문제점이 발생되고 있었다.

도 2는 중공부를 갖는 관을 코일형으로 감아서 제조된 파이프를 길이 방향으로 절단한 상태를 도시한 것으로서, 좌측 끝단부를 보면 파이프가 소정의 길이를 갖도록 절단되어 중공부(1a)가 개방되어 있음을 알 수 있다.

이러한 현상은 연결 시공된 파이프의 누수 검사시에 그 정확도를 저하시키는 문제점을 유발하였다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 코일형으로 감기는 관(1)의 중공부(1a)가 소정의 간격으로 막혀있도록 하는 기술이 안출되었다.

그러나 상기와 같은 종래기술은 관의 중공부를 소정의 간격으로 막는 과정이 복잡하고 제조비용을 크게 상승시키면서도 그 효과는 기대에 미치지 못하는 문제점이 발생되고 있었다.

특히, 중공부가 완전하게 차단되지 못하거나 차단을 위한 부분에서의 불량이 너무 많고, 시간이 지날수록 차단부에 틈새가 발생되어 그 효과가 기대에 미치지 못하고 있었던 것이다.

이러한 문제점 해소를 위하여 본 발명 출원인의 선등록 특허인 한국 특허등록 제10-0974833호가 안출되었다.

그러나 상기 기술에서도 수밀성을 더욱 향상시킬 필요성과 불량률을 더욱 낮출 필요성이 대두되었다.

한국 특허등록 제10-0974833호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 중공부를 갖는 관이 코일형으로 감긴 파이프에 있어서 소정의 길이를 갖도록 소정의 지점에서 절단하여 사용하더라도 코일형으로 감긴 관의 중공부로 물이 유입되지 않도록 하는 차단 효과가 매우 우수한 파이프 및 그것의 제조방법을 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 압출기를 통해 중공부를 갖는 외부관을 제조한 후 이 외부관을 파이프와인더를 통해 코일형으로 감아서 소정의 직경을 갖는 파이프로 제조하되 고무 재질의 차수벽형성몸체를 압출기의 금형부로 공급하여 중공의 수축시에 차수벽형성몸체가 가압되어 고정됨으로써 차수벽형성몸체에 의해 막힌 중공부를 갖는 관 형태의 외부관이 되도록 한다.

이를 통해 소정의 길이로 절단하여 사용하더라도 코일형으로 감긴 관의 중공부로 물 등의 유체가 유입되지 않도록 차단하는 효과가 우수한 파이프가 되도록 한다.

따라서 본 발명의 파이프는, 간격을 두고 위치된 차수벽형성몸체에 의해 막혀 있는 중공부를 갖는 외부관을 나선 형태로 감고, 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이에 겔 상태의 합성수지를 공급하여 경화되게 함으로써 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이의 틈새가 차단되어 이루어진 파이프이다.

또, 차수벽형성몸체는 고무재질이며, 성형된 외부관의 중공이 경화에 의한 수축을 완료하기 전 중공으로 투입되어 중공이 수축되면서 가압됨으로써 중공에 고정되어 중공을 차단하고 있는 형태이다.

또, 파이프를 제조하는 방법은, 압출기에 합성수지를 투입하여 투입된 합성수지가 용융된 상태로 금형부를 경유하면서 중공부를 갖는 관 형태의 외부관으로 압출되도록 하되 고무재질의 차수벽형성몸체를 시간차를 두고 압출기의 금형부로 투입하여 외부관의 중공이 냉각에 의해 수축되면서 차수벽형성몸체가 압축되어 형성된 차수벽에 의해 막힌 부분을 갖는 중공부를 가지는 외부관으로 압출되도록 한 후 차수벽을 갖는 상기 외부관을 나선 형태로 감고, 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이에 겔 상태의 합성수지를 공급하여 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이의 틈새를 차단함으로써 파이프를 제조하는 방법이다.

본 발명에서는 압출기를 통해 중공부를 갖는 외부관을 제조한 후 이 외부관을 파이프와인더를 통해 코일형으로 감아서 소정의 직경을 갖는 파이프로 제조하되 고무 재질의 차수벽형성몸체를 압출기의 금형부로 공급하여 중공의 수축시에 차수벽형성몸체가 가압되어 고정됨으로써 차수벽형성몸체에 의해 막힌 중공부를 갖는 관 형태의 외부관이 되도록 하는 것이므로 소정의 길이로 절단하여 사용하더라도 코일형으로 감긴 관의 중공부로 물 등의 유체가 유입되지 않도록 차단하는 효과가 우수한 특징이 있다.

또, 중공은 단면의 형상이 사각형이고, 차수벽형성몸체의 단면 가장자리 부분이 이루는 형상이 중공의 단면 형상에 대응되도록 전체적으로 사각형 형상을 이루고 있는 것일 경우 중공부로 물 등의 유체가 유입되지 않도록 차단하는 효과가 더욱 우수한 특징이 있다.

또, 각각의 면이 볼록하게 돌출된 육면체 형상의 차수벽 형성몸체인 경우 중공부로 물 등의 유체가 유입되지 않도록 차단하는 효과가 더욱 더 우수한 특징이 있다.

도 1은 파이프와인더를 통해 파이프를 생산하는 상태를 도시한 개략도
도 2는 도 1의 과정을 통해 생산된 파이프를 길이 방향으로 절단한 상태를 설명하기 위한 개략도
도 3은 본 발명의 파이프를 제조하는 장치를 설명하기 위한 개략도
도 4는 본 발명의 압출기에 구비된 금형부와 차수벽형성몸체투입기를 설명하기 위한 개략도
A : 금형부와 차수벽형성몸체투입기의 단면 개략도
B : B - B 단면도
도 5는 본 발명에 사용되는 차수벽형성몸체의 개략도
A : 육면체 형상의 차수벽형성몸체의 사시도로서 외부관과 접촉되는 상, 하, 좌, 우의 면이 볼록하게 돌출된 차수벽형성몸체의 사시도
B : 배가 볼록하게 돌출된 정육면체 형상의 차수벽형성몸체의 사시도
도 6은 압출기를 경유하면서 차수벽이 형성된 외부관을 설명하기 위한 외부관의 종단면 개략도
도 7은 복수 개의 중공부를 갖는 외부관에 본 발명이 적용되는 것을 설명하기 위한 개략도
A : 복수 개의 중공부를 갖는 외부관의 횡단면도
B : 복수 개의 중공부를 갖는 구조에서 차수벽이 형성된 외부관의 종단면도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 중공부를 갖는 관을 나선형으로 감아 파이프를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

이러한 파이프 제조장치는, 중공부를 갖는 관을 제조하는 압출기(20)를 갖는다.

또, 중공부를 갖는 관을 나선형태로 감고, 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이에 겔 상태의 합성수지를 공급하여 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이에 발생되는 틈새를 차단함으로써 나선형으로 감긴 파이프를 제조하는 파이프와인더를 갖는다.

도 1은 파이프와인더를 통해 파이프를 생산하는 과정을 도시한 것이다.

상기와 같은 파이프와인더나 압출기의 구성은 이미 널리 공지된 것이다.

또, 압출된 관을 파이프와인더를 통해 파이프로 제조하는 과정에서의 일반적 기술사항도 널리 공지되어 있다.

그런데 본 발명은 종래와 달리 소정의 길이를 갖도록 소정의 지점에서 절단하여 사용하더라도 나선형으로 감긴 관의 중공부로 물이 유입되지 않도록 하는 차단효과가 우수한 파이프를 제공하려는 목적을 갖는다.

본 출원의 발명자에 의해 선출원되고 등록받은 한국 특허등록 제10-0974833호에서는 압출기의 금형부로 유입되어 파이프의 성형재료와 접촉될 경우 표면이 용융되면서 유입된 융착될 수 있는 차수벽형성몸체를 시간 간격을 두고 상기 압출기의 금형부로 투입하여 외부관의 중공부에 차수벽형성몸체가 융착됨으로써 차수벽에 의해 막힌 부분을 갖는 중공부를 갖도록 하고 있다.

이러한 구조에서 파이프 제조장치에 구비되는 압출기는, 투입된 합성수지가 용융된 상태로 금형부를 경유하면서 중공부를 갖는 관 형태의 외부관으로 압출되도록 하는 압출기이다.

또, 압출기의 금형부로 유입된 합성수지와 접촉될 경우 표면이 용융되면서 금형부로 유입된 합성수지와 융착될 수 있는 차수벽형성몸체를 상기 압출기의 금형부로 투입하여 외부관의 중공부에 차수벽형성몸체가 융착되어 차수벽이 형성되도록 하는 차수벽형성몸체투입기를 갖는다.

상기 차수벽형성몸체는 외부관 형성을 위한 합성수지와 융착이 가능한 재질로 구현되었다.

바람직하게는 외부관 형성을 위한 합성수지(폴리에틸렌 등)와 차수벽형성몸체의 재질이 동일하도록 구현하였다.

그런데 상기와 같은 종래기술을 통해 제조된 파이프에서 중공부를 따라 물 등의 유체가 유입되는 것을 차단하는 효과가 완벽하지 않아 이를 개선할 필요성이 제기되었다.

이러한 문제점 해소를 위한 오랜 연구와 시행착오를 거쳐 본 출원의 발명자는 전술한 종래기술과 같은 구조를 이용하되 차수벽형성몸체(40)의 재질을 고무재질로 구현함으로써 중공에 위치된 차수벽형성몸체(40)가 중공의 수축과정에서 가압에 의해 압축되어 외부관(30)의 중공이 차단되도록 하는 구조를 안출하였다.

즉, 압출기(20)에 합성수지를 투입하여 투입된 합성수지가 용융된 상태로 금형부(21)를 경유하면서 중공부(31)를 갖는 관 형태의 외부관(30)으로 압출되도록 하되 고무재질의 차수벽형성몸체(40)를 시간차(소정의 시간 간격)를 두고 상기 압출기(20)의 금형부(21)로 투입하여 외부관(30)의 중공이 냉각에 의해 수축되면서 차수벽형성몸체(40)가 압축되어 형성된 차수벽(31a)에 의해 막힌 부분을 갖는 중공부(31)를 가지는 외부관(30)으로 압출되도록 하는 것이다.

또, 차수벽(31a)을 갖는 상기 외부관(30)을 나선 형태로 감고, 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이에 겔 상태의 합성수지를 공급하여 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이의 틈새를 차단함으로써 유체의 유동이 가능한 파이프가 되도록 하는 것이다.

이러한 방법에 의해 제조되는 파이프는, 간격을 두고 위치된 차수벽형성몸체(40)에 의해 막혀 있는 중공부(31)를 갖는 외부관(30)을 나선 형태로 감고, 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이에 겔 상태의 합성수지를 공급하여 경화되게 함으로써 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이의 틈새가 차단되어 이루어진 파이프이다.

또, 차수벽형성몸체(40)는 고무재질이며, 성형된 외부관(30)의 중공이 경화에 의한 수축을 할 때 가압됨으로써 중공에 고정되어 중공을 차단하고 있는 형태이다.

그런데 본 발명을 안출함에 있어 많은 시행착오를 거치고 오랜 연구기간이 소요되었던 이유 중 하나가 중공의 단면 형상과 고무재질의 차수벽형성몸체(40)의 단면 형상에 따라 중공을 차단하는 효과에 큰 차이가 발생되었기 때문이었다.

본 출원의 발명자는 차수벽형성몸체(40)가 구의 형상일 때 공급도 원활하고 중공의 수축시에 힘도 고르게 받아 고르게 수축됨으로써 중공을 차단하는 효과가 원활하면서 작업성이 우수할 것으로 생각되어 차수벽형성몸체(40)를 구의 형상으로 구현했었다.

그러나 유체의 유동을 차단하는 효과가 기대에 미치지 못하였는데 차수벽형성몸체(40)를 구의 형상으로 구현하는 조건에서는 중공의 단면 형상을 원형으로 구현한 경우 및 사각형과 같은 다각형의 형상으로 구현한 경우 모두 기대에 미치지 못하는 결과를 얻었다.

다양한 연구와 실험을 통해 차수벽형성몸체(40)를 정원형의 구 형태나 타원형의 구 형태로 구현하는 것은 매우 바람직하지 않다는 결론을 얻었다.

이러한 이유 등으로 차수벽형성몸체(40)를 고무재질로 구현하는 것으로는 유체의 유동을 차단하는 효과를 향상시키는데 적합하지 않다고 판단하기도 하였으나 지속적인 연구를 통해 차수벽형성몸체의 단면 가장자리 부분이 이루는 형상이 사각형 형상을 이루고 있는 경우 차수벽형성몸체의 단면이 타원형의 구 형태인 조건보다 차단효과가 향상되는 결과를 얻었다.

이에 근거하여 다양한 실험을 진행하였고, 외부관(3)의 중공 단면 형상이 사각형이고, 차수벽형성몸체(40)의 단면 가장자리 부분이 이루는 형상이 사각형일때 유체의 유동을 차단하는 효과가 더 바람직하다는 결과를 얻었다.

그러나 만족할 만한 수준은 아니었으며, 더욱 다양한 실험을 통해 외부관(30)의 중공 단면 형상이 사각형이고, 차수벽형성몸체(40)의 단면 가장자리 부분이 이루는 형상이 사각형이되 차수벽형성몸체(40) 중 중공의 내벽과 접촉되는 면이 볼록하게 돌출된 형상을 이루어 차수벽형성몸체(40)의 단면 가장자리 부분이 이루는 형상은 전체적으로 배가 부른 사각형 형상을 이루고 있는 구조를 안출하였다.(도 5에 도시된 형상이 이에 해당한다.)

이러한 구조는 유체의 유동을 차단하는 효과가 매우 우수하여 종래기술보다 개선된 효과를 얻었다.

또, 차수벽형성몸체(40)는 압축공기 등을 통해 이동시켜 가이드되면서 금형부(21)로 투입되도록 하더라도 금형부(21)내에서 항상 동일한 형태로 위치되는 것이 아니라 조금씩 위치 형태가 다르게 되는 오차가 발생할 수 있다.

이러한 상황에서도 유체의 유동을 차단하는 효과가 우수하고 불량률이 낮도록 하기 위하여 차수벽형성몸체(40)는 각각의 면이 볼록하게 돌출된 정육면체 형상 으로 구현하는 것이 바람직하였다.(도 5의 B참조)

본 발명에 있어서 도 7의 A와 같이 외부관(30)에 복수 개의 중공부(31)가 형성되는 경우에는 각각의 중공부(31)에 각각의 차수벽형성몸체(40)가 위치되어 차수벽이 형성되도록 각각의 중공부(31)에 대응되는 각각의 차수벽형성몸체(40)를 투입할 수 있다.

이때 각각의 차수벽형성몸체(40)가 동시에 투입되도록 하는 것이 바람직하다.(이러한 경우 도 7의 B와 같은 형태로 차수벽이 형성됨)

물론, 이러한 구조에 적용된 차수벽형성몸체(40)의 가이드수단(52)은 각각의 차수벽형성몸체(40)가 슬라이딩 이동되는 부분이 각각 별도로 형성되도록 한다.

미설명 부호 51은 압축공기분사수단이고, 53은 차수벽형성몸체(40)를 밀어주기 위해 분사된 압축공기가 배출되도록 형성된 공기배출구이다.

1. 관
1a. 중공부
10. 파이프와인더
20. 압출기
21. 금형부
30. 외부관
31. 중공부
31a. 차수벽
40. 차수벽형성몸체
50. 차수벽형성몸체투입기
51. 압축공기분사수단
52. 가이드몸체
53. 공기배출구

Claims (6)

1. 간격을 두고 위치된 차수벽형성몸체에 의해 막혀 있는 중공부를 갖는 외부관을 나선 형태로 감고, 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이에 겔 상태의 합성수지를 공급하여 경화되게 함으로써 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이의 틈새가 차단되어 이루어진 파이프에 있어서,
   상기 외부관(30)은 압출기(20)에 합성수지를 투입하여 투입된 합성수지가 용융된 상태로 금형부(21)를 경유하면서 중공부(31)를 갖는 관 형태로 압출되도록 하되 고무재질의 차수벽형성몸체(40)를 시간차를 두고 상기 압출기(20)의 금형부(21)로 투입하여 외부관(30)의 중공이 냉각에 의해 수축되면서 차수벽형성몸체(40)가 압축되어 형성된 차수벽(31a)에 의해 막힌 부분을 갖는 중공부(31)를 가지는 것이고,
   상기 차수벽형성몸체(40)의 단면 가장자리 부분이 이루는 형상이 사각형 형상을 이루며,
   상기 차수벽형성몸체(40) 중 중공부(31)를 이루는 중공의 내벽과 접촉되는 면이 볼록하게 돌출된 형상을 이루어 차수벽형성몸체(40)의 단면 가장자리 부분이 이루는 형상은 전체적으로 배가 부른 사각형 형상을 이루고 있는,
   차단효과가 우수한 차수벽을 갖는 파이프.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 중공부(31)를 이루는 중공의 단면 형상이 사각형인 것을 특징으로 하는, 차단효과가 우수한 차수벽을 갖는 파이프.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 차수벽형성몸체(40)는 정육면체 형상인 것을 특징으로 하는, 차단효과가 우수한 차수벽을 갖는 파이프.
   
5. 유체의 유동을 위한 파이프를 제조하는 방법에 있어서,
   압출기(20)에 합성수지를 투입하여 투입된 합성수지가 용융된 상태로 금형부(21)를 경유하면서 중공부(31)를 갖는 관 형태의 외부관(30)으로 압출되도록 하되 고무재질의 차수벽형성몸체(40)를 시간차를 두고 상기 압출기(20)의 금형부(21)로 투입하여 외부관(30)의 중공이 냉각에 의해 수축되면서 차수벽형성몸체(40)가 압축되어 형성된 차수벽(31a)에 의해 막힌 부분을 갖는 중공부(31)를 가지는 외부관(30)으로 압출되도록 한 후 차수벽(31a)을 갖는 상기 외부관(30)을 나선 형태로 감고, 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이에 겔 상태의 합성수지를 공급하여 감겨있는 부분의 외부면과 외부면 사이의 틈새를 차단함으로써 파이프를 제조하며,
   상기 중공은 단면의 형상이 사각형이고, 상기 차수벽형성몸체(40)는 각각의 면이 볼록하게 돌출된 정육면체 형상인 것을 특징으로 하는,
   차단효과가 우수한 차수벽을 갖는 파이프의 제조방법.
   
6. 삭제

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