KR101647607B1 - 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지제 튜브가 나선형으로 감기고, 상기 합성수지제 튜브의 나선형 사이 간격부에 수지가 압출성형되어 이음부재(2)가 형성되어, 합성수지제 튜브가 상기 이음부재(2)에 의해 고정이음되며, 상기 합성수지제 튜브의 벽체 내부에 프로파일(20)이 형성되는 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관에 있어서, 상기 프로파일(20)의 내부에는 생분해성 중합체와 열가소성 수지가 충진된 것을 포함하는 것으로,
본 발명은 별도의 보강재 없이도 외력이나 내부 수압을 충분히 견딜 수 있는 강도를 가질 뿐만 아니라, 변형에 대한 복원성이 뛰어나며, 내수압성이 높아 누수가 발생하지 않으며, 외력에 대하여 균일하게 응력이 작용하게 된다.
또한, 종전 제품의 문제점인 접합부의 관 풀림 현상을 방지하며 원재료 절감이 되고 냉각이 원활히 되어 생산성이 증대하며 성형성이 좋은 현저한 효과가 있다.

Description

접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관{Wall filling pipe for junction secession prevention and improving strength}

본 발명은 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지제 나선관에 프로파일을 형성함으로써 외부힘에 의한 변형에 강하고, 외력에 의해 이탈이 방지되는 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관에 관한 것이다.

일반적으로 폴리에틸렌 관(이하 'PE 관'이라 함)은 종래기술인 등록특허공보 등록번호 제10-0926328호의 프로파일 합성수지관에 의하면, 폴리에틸렌 관(이하 'PE 관'이라 함)은 도로 등의 측구관이나 지하배수관, 농업용으로서의 관개용 수로나 농업용 수로, 생활 하수관 등에 사용되는 것으로, PE 튜브를 나선형으로 감고, 그 사이에 폴리에틸렌 수지를 압출의 방식으로 하여 PE 튜브를 접착고정시켜 PE 관으로 제조하고 있다.

PE 관은 지중에 매설되어 사용되므로, 지압이나 내부로 흐르는 수압 등에 영향을 받으므로, 이를 지지할 수 있는 강성이 요구된다. 따라서 종래의 경우는 PE 튜브의 내부에 상하좌우로 가로지르는 '+' 형상의 지지대가 PE 튜브를 따라 길게 형성되어 외력을 지지하는 작용을 하였다. 그리고 폴리에틸렌 이음부재(이하 'PE 이음부재'라함)의 형상을 형강의 구조와 같이하여 이음과 동시에 강성을 가지도록 하였다.

종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-0926328호의 프로파일 합성수지관에 의하면, 합성수지제 튜브가 나선형으로 감기고, 상기 튜브의 나선형 사이 간격부에 수지가 압출성형되어 이음부재가 형성되어, 튜브가 상기 이음부재에 의해 고정이음된 합성수지 관에 있어서, 상기 튜브의 프로파일 단면은 각 모서리가 절개된 사각형상이며 프로파일 좌우 양측면 중간부가 절개되어 이음재가 충진되는 이음부재 충진부를 형성하고, 또한 프로파일 상하 가운데에는 강도가 증대하고 변형에 대한 복원성도 뛰어난 벌집형상(하니콤) 중공부가 각각 형성되어 프로파일이 '

' 형상인 것을 특징으로 하는 프로파일 합성수지관이라고 기재되어 있다.

다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-0741173호의 보강편이 형성된 프로파일 파이프 및 이를 이용한 다층벽하수관에 의하면, 하수관용 프로파일에 있어서, 외관과 내부 보강관이 일체화된 이중관으로 구성되고, 상기 내부 보강관의 각각의 내벽에는 길이 방향으로 하나 이상의 보강편이 형성되며, 상기 프로파일은 단면이 사각을 이루고, 상기 내부 보강관에 형성된 보강편들 중 서로 다른 면에 형성된 두 보강편은 그 끝 부분이 서로 연결되어 완충홀을 형성함을 특징으로 하는 하수관 제조용 프로파일이라고 기재되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 프로파일들은 하중 강도가 약하여, 프로파일관의 외부에서 인가되는 토압이나 윤압에 취약하고, 냉각이 원활치 않아 성형성이 나쁘게 되는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 별도의 보강재 없이도 외력이나 내부 수압을 충분히 견딜 수 있는 강도를 가질 뿐만 아니라, 변형에 대한 복원성이 뛰어나며, 내수압성이 높아 누수가 발생하지 않으며, 외력에 대하여 균일하게 응력이 작용하게 된다.

또한, 종전 제품의 문제점인 접합부의 관 풀림 현상을 방지하며 원재료 절감이 되고 냉각이 원활히 되어 생산성이 증대하며 성형성이 좋은 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 합성수지제 튜브가 나선형으로 감기고, 상기 합성수지제 튜브의 나선형 사이 간격부에 수지가 압출성형되어 이음부재(2)가 형성되어, 합성수지제 튜브가 상기 이음부재(2)에 의해 고정이음되며, 상기 합성수지제 튜브의 벽체 내부에 프로파일(20)이 형성되는 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관에 있어서, 상기 프로파일(20)의 내부에는 생분해성 중합체와 열가소성 수지가 충진된 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 별도의 보강재 없이도 외력이나 내부 수압을 충분히 견딜 수 있는 강도를 가질 뿐만 아니라, 변형에 대한 복원성이 뛰어나며, 내수압성이 높아 누수가 발생하지 않으며, 외력에 대하여 균일하게 응력이 작용하게 된다.

또한, 종전 제품의 문제점인 접합부의 관 풀림 현상을 방지하며 원재료 절감이 되고 냉각이 원활히 되어 생산성이 증대하며 성형성이 좋은 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 프로파일 단면도.
도 2는 본 발명의 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관 단면도.
도 3은 본 발명의 프로파일에 풀림방지편과 보강부가 형성된 단면도.
도 4는 본 발명의 프로파일에 보강편이 형성된 단면도.
도 5는 종래의 합성수지제 프로파일관 도면.
도 6 내지 9는 종래의 충진벽관 도면.

본 발명은 합성수지제 튜브가 나선형으로 감기고, 상기 합성수지제 튜브의 나선형 사이 간격부에 수지가 압출성형되어 이음부재(2)가 형성되어, 합성수지제 튜브가 상기 이음부재(2)에 의해 고정이음되며, 상기 합성수지제 튜브의 벽체 내부에 프로파일(20)이 형성되는 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관에 있어서, 상기 프로파일(20)의 내부에는 생분해성 중합체와 열가소성 수지가 충진된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프로파일(20)은 내부에 중공부(30)가 형성되어 있는 것으로, 상기 중공부(30)는 상부에 역사다리꼴 형상의 상부중공부(32)가 형성되고, 중간에는 육각형 형상의 중심중공부(31)가 형성되며, 하부에는 사다리꼴 형상의 하부중공부(33)가 형성되되, 상기 상부중공부(32), 중심중공부(31) 및 하부중공부(33)는 일체로 형성되어, 그 형상의 수직단면이 ‘

’ 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프로파일(20)의 양측에는 서로 엇갈리게 풀림방지편(34)이 외측으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 프로파일 단면도, 도 2는 본 발명의 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관 단면도, 도 3은 본 발명의 프로파일에 풀림방지편과 보강부가 형성된 단면도, 도 4는 본 발명의 프로파일에 보강편이 형성된 단면도, 도 5는 종래의 합성수지제 프로파일관 도면, 도 6 내지 9는 종래의 충진벽관 도면이다.

본 발명은 합성수지제 튜브가 나선형으로 감기고, 상기 합성수지제 튜브의 나선형 사이 간격부에 수지가 압출성형되어 이음부재(2)가 형성되어, 합성수지제 튜브가 상기 이음부재(2)에 의해 고정이음되며, 상기 합성수지제 튜브의 벽체 내부에 프로파일(20)이 형성되는 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관이 형성된다.

상기 프로파일의 내부에는 생분해성 중합체와 열가소성 수지가 충진된 것으로, 상기 생분해성 중합체와 열가소성 수지는 분말이 용융된 액체 상태로 충진된다.

상기 생분해성 중합체는 폴리카프롤락톤, 열가소성 전분, 덱스트린, 디올류와 지방족 디카르복실산류의 중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체이며, 상기 열가소성 수지는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지인 것이다.

즉, 본 발명인 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관의 프로파일 내부에 충진된 생분해성 중합체는 리카프롤락톤, 열가소성 전분, 덱스트린, 디올류(에틸렌글리콜 또는 1,4-부탄 디올 등)와 지방족 디카르복실산류(숙신산 또는 아디핀산 등)의 중합체, 또는 이들의 혼합물이다.

전술한 바와 같은 폴리카프롤락톤, 열가소성 전분 또는 덱스트린 및 디올류(예컨대, 에틸렌글리콜 또는 1,4-부탄 디올)와 지방족 디카르복실산류(예컨대, 숙신산 또는 아디핀산) 등의 생분해성 중합체의 사용량은, 충진재(40)의 전 중량에 대하여 5~30중량%의 범위이다.

상기한 생분해성 중합체의 함량이 5중량%보다 작을 경우에는 생분해가 지나치게 지연되어 지반 환경오염을 최소화 내지 방지한다는 목적 달성이 곤란하게 되며, 30중량%보다 클 경우에는 지나치게 빨리 생분해되어 의도하는 소정 기간 동안 배수관으로써의 기능을 유지하지 못하게 된다.

그리고 본 발명인 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관의 프로파일 내부에 충진된 열가소성 수지로서는, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리염화비닐 및 폴리염화비닐리덴 또는 이들의 혼합물이다.

본 발명인 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관의 프로파일 내부에 충진된 열가소성 수지 함량은 70~95중량%이다. 열가소성 수지 함량이 70중량%보다 작을 경우에는 지나치게 빨리 생분해되어 토목건설 공사현장에 시공한 후 의도하는 소정 기간동안 배수관으로서 강도를 갖지 못하게 되며, 95중량%보다 클 경우에는 생분해가 지나치게 지연되어 본 발명의 목적을 달성하지 못하게 된다.

그러므로 본 발명인 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관의 프로파일 내부에 충진된 충진재(40)는 생분해성 중합체 5~30 중량%와 열가소성 수지 70~95 중량%로 구성되며, 상기 충진벽관은 생분해성 중합체와 열가소성 수지의 재료칩을 호퍼에서 혼합한 후, 압출기를 사용하여 가열 용융한뒤 압출성형으로 제조된다.

본 발명의 프로파일(20)은 내부에 중공부(30)가 형성되어 있는 것으로, 상기 중공부(30)는 상부에 역사다리꼴 형상의 상부중공부(32)가 형성되고, 중간에는 육각형 형상의 중심중공부(31)가 형성되며, 하부에는 사다리꼴 형상의 하부중공부(33)가 형성되되, 상기 상부중공부(32), 중심중공부(31) 및 하부중공부(33)는 일체로 형성되어, 그 형상의 수직단면이 ‘

’ 형상으로 형성되어 충진벽관의 강도와 강성을 높이게 된다.

상기 상부중공부와 중심중공부와 하부중공부의 길이비율은 1:2:1이다.

또한, 상기 역사다리꼴 형상인 상부중공부의 상부각(a)은 45~50°이며, 상기 사다리꼴 형상인 하부중공부의 하부각(b)은 45~50°로 상,하부각을 동일하게 형성한다.

그리고 상기 육각형 형상의 중심중공부의 양측 꼭지점을 이루는 윗 빗변과 아랫 빗변이 서로 맞닿아 형성하는 측부각(c)은 각각 55~65°이다.

또한, 상기 프로파일의 하단부 우측 꼭지점에는 우측방향으로 풀림방지편(34)이 돌출형성되어 있으며, 상기 프로파일의 중심부 좌측 꼭지점에는 좌측방향으로 풀림방지편(34)이 돌출형성되고, 상기 풀림방지편의 상부는 삼각형 형상이고, 하부는 사각형 형상으로 형성되어, 그 수직단면은 ‘

’형상이다.

그러므로 상기 프로파일(20)의 양측에는 서로 엇갈리게 풀림방지편(34)이 외측으로 형성된다.

그리고 상기 프로파일의 우측에 형성된 풀림방지편의 빗변은 중심중공부의 인접한 빗변과 서로 나란하게 형성되고, 상기 프로파일의 좌측에 형성된 풀림방지편의 빗변은 상부중공부의 인접한 빗변과 서로 나란하게 형성되어 비틀림 외력에도 강성을 크게 한다.

상기 육각형 형상의 중심중공부 양측에 꼭지점을 형성하도록 빗변이 서로 맞닿는 부분에는 보강부(35)가 삼각형형상으로 형성되며, 그 전체적인 단면은 ‘

’형상이다.

그리고 상기 풀림방지편(34)의 길이는 프로파일 가로길이의 1/3 ~ 1/5이 적정하다.

또한, 사다리꼴 형상인 하부중공부의 양측 빗변이 프로파일의 중심으로 서로 대칭하여 연장되도록 보강편(36)이 형성되되, 상기 보강편은 서로 맞닿아 꼭지점을 형성하고, 상기 꼭지점에서 하부중공부의 아랫변으로 연장되는 또 하나의 보강편(36)이 형성되어, 그 단면이 ‘

’형상이 된다. 상기 보강편에 의해 충진벽관의 강도와 강성을 높이게 되며 프로파일이 외력에 합성수지제 튜브를 안정적으로 지탱하게 되는 것이다.

그리고 본 발명 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관의 제조방법에 있어서, 합성수지제 튜브가 나선형으로 감기고, 상기 합성수지제 튜브의 나선형 사이 간격부에 수지가 압출성형되어 이음부재(2)가 형성되어, 합성수지제 튜브가 상기 이음부재(2)에 의해 고정이음되는 것이다. 그 공정은 합성수지제 튜브 내부에 중공이 형성되는 ‘

’프로파일 형상, ‘

’프로파일 형상 또는 ‘

’프로파일 형상의 프로파일을 압출기에서 압출하여 공급하면서 냉각조를 통과하여 냉각된 후 나선형으로 공급되는 와인더 장치에 프로파일이 나선형으로 공급됨으로써, 프로파일의 사이에 수지를 용융시킨 연결 부재가 여러 형태로 공급되어 인접되는 프로파일의 접촉면을 연결하여 외면이 사각형을 이루는 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관을 성형한다.

구체적인 작업사항을 기재하면, 합성수지제 튜브의 재료가 되는 폴리에틸렌 알맹이를 녹이는 히터온도는 180℃에서 210℃범위로 설정하며, 적정온도는 200℃정도로 한다. 그리하면 합성수지제 튜브 금형출구온도는 190℃정도가 된다.

한편, 압출되어 제조된 튜브는 냉각조를 거쳐 냉각된다. 냉각조의 수온은 24℃ 정도이며, 여름에는 냉각탑을 가동시켜 수온을 24℃ 정도의 적정온도로 유지한다. 냉각조에 저장된 물속을 통과함으로써 상기 제조된 튜브는 냉각된다.

그리고 제조된 튜브에 이음부재가 접합되며, 상기와 같이 완성된 충진벽관은 다시 냉각수를 표면에 뿌려서 냉각한다. 본 발명의 작업속도는 300φ기준으로 본당(6m)를 35분에서 45분 정도로 충진벽관을 생산한다.

따라서 본 발명은 별도의 보강재 없이도 외력이나 내부 수압을 충분히 견딜 수 있는 강도를 가질 뿐만 아니라, 변형에 대한 복원성이 뛰어나며, 내수압성이 높아 누수가 발생하지 않으며, 외력에 대하여 균일하게 응력이 작용하게 된다.

또한, 종전 제품의 문제점인 접합부의 관 풀림 현상을 방지하며 원재료 절감이 되고 냉각이 원활히 되어 생산성이 증대하며 성형성이 좋은 현저한 효과가 있다.

2. 이음부재
20. 프로파일 30. 중공부
31. 중심중공부 32. 상부중공부
33. 하부중공부 34. 풀림방지편
35. 보강부 36. 보강편
40. 충진재
a. 상부각 b. 하부착
c. 측부각

Claims (3)

1. 합성수지제 튜브가 나선형으로 감기고, 상기 합성수지제 튜브의 나선형 사이 간격부에 수지가 압출성형되어 이음부재(2)가 형성되어, 합성수지제 튜브가 상기 이음부재(2)에 의해 고정이음되며, 상기 합성수지제 튜브의 벽체 내부에 프로파일(20)이 형성되며, 상기 프로파일(20)의 내부에는 생분해성 중합체와 열가소성 수지가 충진되어 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관에 있어서,
   상기 프로파일(20)은 내부에 중공부(30)가 형성되어 있는 것으로, 상기 중공부(30)는 상부에 역사다리꼴 형상의 상부중공부(32)가 형성되고, 중간에는 육각형 형상의 중심중공부(31)가 형성되며, 하부에는 사다리꼴 형상의 하부중공부(33)가 형성되되,
   상기 상부중공부(32), 중심중공부(31) 및 하부중공부(33)는 일체로 형성되어, 그 형상의 수직단면이 ‘

   

   ’형상이며,
   상기 중심중공부(31) 양측에 꼭지점을 형성하도록 빗변이 서로 맞닿는 부분에는 각각 보강부(35)가 형성되되, 상기 보강부(35)는 삼각형 형상이며,
   상기 프로파일(20)의 양측에는 풀림방지편(34)이 형성되되, 상기 프로파일(20)의 하단부 우측 꼭지점에는 우측방향으로 풀림방지편(34)이 돌출형성되어 있으며, 상기 프로파일(20)의 중심부 좌측 꼭지점에는 좌측방향으로 풀림방지편(34)이 돌출형성되어, 서로 엇갈리게 외측으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합부 이탈방지 및 강도 향상을 위한 충진벽관
   
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