KR101676383B1 - 수밀 패킹이 인서트 성형되어진 콘크리트관 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수밀 패킹이 인서트 성형되어진 콘크리트관 및 그 제조방법에 관한 것으로, 가압 공기가 충진 된 고탄력 튜브 형의 수밀 패킹을 콘크리트관 성형틀에 미리 삽입 장착 후 콘크리트관을 제조함으로써 콘크리트관 이음부 접속 면에 수밀 패킹이 일체로 인서트 성형 되므로 이웃하는 콘크리트관 연결 작업과정 중 수밀 패킹의 유동 및 이탈이 방지되어 작업성이 향상되고, 항시 균일한 밀폐력을 제공하여 견고한 수밀성을 가지도록 함에 그 목적이 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반원형의 분할 형틀을 결합 고정한 상태에서 내부에 철선롱을 삽입하고, 상기 분할 형틀 양단으로 회전용 타이어 역할과 콘크리트관 양단 이음부(스피곳부 및 소켓부) 성형 역할을 겸하는 캐스팅을 취부하는 것으로 성형틀 준비를 완료한 후 상기 성형틀을 원심제관기의 회전자 위에 올려 회전시키면서 내부에 콘크리트를 공급하여 원심력에 의해 치밀하고 균일한 콘크리트관이 성형되도록 제조함에 있어서, 상기 캐스팅 내주면으로 환형 걸림홈부를 가공 형성한 후 튜브형 수밀 패킹을 상기 걸림홈부에 삽입 장착하여 성형되어지는 콘크리트관의 이음부 결속 면에 튜브형 수밀 패킹이 일체로 인서트 성형되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

수밀 패킹이 인서트 성형되어진 콘크리트관 및 그 제조방법{Concrete pipe and a method of manufacturing a watertight been packing insert molding}

본 발명은 이웃하는 콘크리트관의 연결부위 접속 면에 삽입 설치되는 수밀 패킹을 콘크리트관 제조과정에서 일체로 인서트 성형함으로 수밀 패킹 설치에 따른 작업성을 개선하고 외력이나 진동 등의 흔들림에도 완벽한 수밀성을 유지할 수 있도록 한 수밀 패킹이 인서트 성형되어진 콘크리트관 및 그 제조방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 흄관(원심력 철근 콘크리트관)과 같은 콘크리트관은 생활하수, 산업폐수, 빗물 등 각종 하수를 발생지에서 목적지(하수종말처리장, 하천)까지 누수 없이 안전하게 이송시키는 하수관로의 일종으로 사용됨과 더불어 상수도 및 농업용수, 공업용수 등의 이송관으로도 널리 적용되고, 철선롱(Wire Basket)이 넣어진 성형틀을 원심제관기의 회전자 위에 수평상태로 올려놓은 후 회전시키면서 성형틀 내부에 시멘트와 모래와 자갈이 일정 혼합비로 배합된 페이스트상태의 콘크리트를 투입시켜 원심성형 후 증기 양생실에 넣어 양생함으로써 제조되며, 시공현장에서 콘크리트관 연결 작업을 용이하게 이루기 위하여 국내 등록실용신안 제0328162호와 같이 콘크리트관 일단에 스피곳(Spigot)을 형성하고 다른 콘크리트관의 스피곳이 수용되도록 타단에는 소켓부(Socket)를 형성하며 이들 스피곳과 소켓부의 접속 면에는 누수 방지를 위한 고무패킹을 추가적으로 삽입하기도 한다.

그러나, 위 예시와 같이 통상의 콘크리트관 이음구조를 살펴보면, 서로 이웃하는 콘크리트관의 이음부(스피곳 및 소켓부) 접속 면에 별도로 준비되어 진 누수 방지용 고무패킹을 작업자가 일일이 설치 위치를 육안으로 확인해가면서 어렵게 설치해야함으로 작업효율성이 떨어지며, 이음부 결합과정 중 고무패킹이 삽입 위치로부터 벗어나 이탈되기 쉽고, 이러한 밀림현상으로 인한 고무패킹 훼손은 물론 접속 면 내 밀폐력이 균일하지 못하여 누수 될 우려가 높은 것이다.

아울러, 고무패킹은 내부가 채워진 단순 가스켓 형태로 탄성 복원력이 좋지 못하고 물과 장기간 접촉 과정에서 팽윤 및 연화 현상이 가속화되어 급격한 탄력성 저하로 인한 완벽한 수밀을 기대하기 어려운 것이다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 효율적으로 해결하기 위하여 개발된 것으로, 가압 공기가 충진 된 고탄력 튜브 형의 수밀 패킹을 콘크리트관 성형틀에 미리 삽입 장착 후 콘크리트관을 제조함으로써 콘크리트관 이음부 접속 면에 수밀 패킹이 일체로 인서트 성형 되므로 이웃하는 콘크리트관 연결 작업과정 중 수밀 패킹의 유동 및 이탈이 방지되어 작업성이 향상되고, 항시 균일한 밀폐력을 제공하여 견고한 수밀성을 가지도록 함에 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 배리어성(물과 산소의 투습 및 투과 차단성), 탄력복원성, 내열성, 내마모성, 내약품성, 탄력성, 내수성 등의 특성을 지닌 열가소성 수지물들을 상호 보완할 수 있는 최적의 조건으로 배열 적층하여 단일 형체의 기능성 복합필름을 구성한 후 이러한 복합필름 기재를 이용하여 튜브형 수밀 패킹을 가공 성형함으로써, 물과 장시간 접촉하는 과정에서 발생할 수 있는 팽윤 및 연화 현상을 최대한 억제하여 제품의 품질안정성을 향상시키고, 외부로부터 가해지는 진동이나 충격으로부터 이음 부위 틈새의 접촉 소음을 탄력적으로 흡수 완충 함에 다른 목적이 있는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반원형의 분할 형틀을 결합 고정한 상태에서 내부에 철선롱을 삽입하고, 상기 분할 형틀 양단으로 회전용 타이어 역할과 콘크리트관 양단 이음부(스피곳 및 소켓부) 성형 역할을 겸하는 캐스팅을 취부하는 것으로 성형틀 준비를 완료한 후 상기 성형틀을 원심제관기의 회전자 위에 올려 회전시키면서 내부에 콘크리트를 공급하여 원심력에 의해 치밀하고 균일한 콘크리트관이 성형되도록 제조함에 있어서, 상기 캐스팅 내주면으로 환형 걸림홈부를 가공 형성한 후 튜브형 수밀 패킹을 상기 환형 걸림홈부에 삽입 장착하여 성형되어지는 콘크리트관의 이음부 스피곳부와 소켓부 결속 면에 튜브형 수밀 패킹이 일체로 인서트 성형되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 환형 걸림홈부는 양측 캐스팅의 내주면 중 선택된 어느 하나의 내주면에 단독으로 성형하거나, 양측 내주면 모두에 복수로 성형 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 튜브형 수밀 패킹은 강성과 내열 및 내한성이 우수하며 외부 충격에 대한 흡수 및 분산 효율이 우수하고 물ㆍ산소 투과를 차단하기 위한 배리어성과 탄력성이 우수한 용융 상태의 열가소성 수지물들을 복수개의 압출기와 서클다이로 조합된 공압출 성형 래미네이션 장치를 이용하여 단일 형체의 다층 복합필름으로 성형하는 단계와, 상기 성형 단계를 수행하여 얻어진 다층 복합필름을 일정한 크기로 재단하는 단계와, 상기 재단 공정을 거쳐 낱개로 분리된 다층 복합필름 2 장을 서로 포개어 고주파 또는 열 융착을 통해 일측으로 에어 주입구를 갖는 튜브 형태로 성형하는 단계와, 상기 성형 단계를 수행한 튜브형 수밀 패킹의 에어 주입구에 에어를 가압 충진 한 후 주입구를 열 융착 봉합하는 단계를 순차적으로 수행하여 완성되도록 한 또 다른 특징을 제공하는 것이다.

본 발명의 콘크리트관은 내주면이 중공된 원통형으로 이루어지며, 양단으로 서로 형합되는 이음부인 스피곳부와 소켓부가 형성되며, 상기 이음부의 스피곳부와 소켓부 결속 면으로 튜브형 수밀 패킹이 일체로 인서트 성형되어 돌출되는 특징을 제공한다.

본 발명에 따르면, 누수 방지를 위한 튜브형 수밀 패킹이 콘크리트관 이음부 접속 면에 일체로 인서트 성형되어 있어 콘크리트관 연결작업 중 수밀 패킹 설치에 따른 작업성 개선 및 작업시간을 단축할 수 있고, 콘크리트관 연결시 수밀 패킹이 이탈되거나 유동되지 않아 우수한 수밀성을 제공하는 것이다.

또한, 다양한 물리적 요구 특성을 만족하는 다기능 복합필름을 기재로 하여 수밀 패킹을 성형함으로써 품질 안정성이 가일층 향상되는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 성형틀 단면 구조도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 성형틀 요부발췌 확대 단면도
도 3은 본 발명에 따른 수밀 패킹 제조 공정도
도 4는 도 3의 수밀 패킹 제조 공정을 입체적으로 표현한 예시도
도 5는 본 발명의 설치사용상태도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 하고, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이므로 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것으로 보아서는 아니 되며, 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부 도면들을 참조로 본 발명의 기술적 사상과 구성물의 유기적 결합관계 및 그 작용효과를 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 성형틀 단면 구조도 이고, 도 2는 본 발명의 성형틀 요부발췌 확대 단면도 이며, 도 3은 본 발명에 따른 수밀 패킹 제조 공정도, 도 4는 도 3의 수밀 패킹 제조 공정을 입체적으로 표현한 예시도 이며, 도 5는 본 발명의 설치 사용상태도를 각각 도시한 것이다.

본 발명에 따른 수밀 패킹이 인서트 성형된 콘크리트관의 실질적 제조를 위한 성형틀은(A)은 반원형의 분할 형틀(10)(20)과, 상기 분할 형틀 내부에 넣어지는 망체형 철선롱(30)과, 상기 분할 형틀 양단으로 취부되어 회전용 타이어 역할과 콘크리트관 양단 이음부 스피곳부(70a) 및 소켓부(70b) 성형 역할을 겸하는 캐스팅(40)(50)으로 구성되는 것이다.

위 예시의 캐스팅(40)(50)은 내주면으로 환형 걸림홈부(41)(51)가 가공되어 있는 것으로 후술할 튜브형 수밀 패킹(60)을 끼움 고정하기 위한 것이며, 선단으로 협소한 개구형의 인출부(42)(52)를 형성하여 이에 끼워지는 튜브형 수밀 패킹의 연결부(63)와 걸림돌부(61)가 외측 방향(원심성형 가공부 방향)으로 돌출되도록 유도하게 된다.

또한, 상기한 환형 걸림홈부(41)는 대향하는 양측 캐스팅(40)(50)의 내주면 중 선택된 어느 하나의 내주면에 단독으로 성형하거나, 필요할 경우 양측 내주면 모두에 복수로 성형할 수 있는 것이다.

도시된 실시예의 튜브형 수밀 패킹(60)은 다양한 물리적 요구 특성을 만족하는 다기능 복합필름을 기재로 하여 성형함이 바람직한 것으로, 강성과 내열 및 내한성이 우수하며 외부 충격에 대한 흡수 및 분산 효율이 우수하고 물ㆍ산소 투과를 차단하기 위한 배리어성과 탄력성이 우수한 용융 상태의 열가소성 수지물들을 복수개의 압출기와 서클다이로 조합된 공압출 성형 래미네이션 장치를 이용하여 단일 형체의 다층 복합필름으로 성형하는 단계와, 상기 성형 단계를 수행하여 얻어진 다층 복합필름을 일정한 크기로 재단하는 단계와, 상기 재단 공정을 거쳐 낱개로 분리된 다층 복합필름 2 장을 서로 포개어 고주파 또는 열 융착을 통해 일측으로 에어 주입구(64)를 갖는 튜브 형태로 성형하는 단계와, 상기 성형 단계를 수행한 튜브형 수밀 패킹의 에어 주입구에 에어를 가압 충진 한 후 주입구를 열 융착 봉합하는 단계를 순차적으로 수행하여 성형되는 것이다.

여기에서 상기 튜브형 수밀 패킹(60)의 기재로 활용되는 다층 복합필름의 표층으로는 내한성과 내수성 및 내스크래치성의 요구 특성이 우수한 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP) 중 택일 된 어느 하나의 수지물로 선택 적용할 수 있고, 물ㆍ산소(용존산소) 투과를 가장 효율적으로 차단하여 내부 압축공기가 투습 현상에 따라 유출되는 것을 방지하기 위하여 표층의 내측으로 배치되는 배리어층으로는 에틸렌ㆍ비닐알코올 공중합체(EVOH), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리아미드(PA), 폴리아크릴로니트릴 공중합체(PAN) 중 택일 된 어느 하나의 수지물을 선택 적용할 수 있는 것이다.

또한, 다층 복합필름의 가장 내측에 배치되는 베이스층은 실질적 열 융착 접합되는 층으로서 압축과 팽창의 반복과정에서 탄력복원력을 잃지 않기 위한 유연성의 특성과, 열 융착 과정에서 요구되는 인열강도 특성과, 융착 후 봉합 부위가 쉽게 떨어지거나 기밀성을 잃지 않기 위한 봉함강도 등의 요구 특성을 만족할 수 있는 저밀도 폴리에틴렌(LDPE), 중밀도 폴리에틴렌(MDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 메탈로센 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE), 에틸렌ㆍ초산비닐 공중합체(EVA), 무연신 폴리프로필렌(CPP,IPP)으로 이루어진 수지물 중 어느 하나를 선택하여 적용할 수 있는 것이다.

위와 같이 다층 복합필름을 기재로 성형되는 튜브형 수밀 패킹(60)은 일측으로 콘크리트관(70) 내부에 삽입고정되는 걸림돌부(61)와 외측으로 돌출되어 가압 공기가 충진된 탄성몸체부(62)와 상기 걸림돌부(61)와 탄성몸체부(62)를 연결하는 연결부(63)가 일체로 형성되는 것이며, 이때 탄성몸체부(62) 외주면으로 엠보싱이나 요철 등의 가공면을 형성하여 접촉 단면적을 증대시키거나, 탄성몸체부 내부에 고무 및 실리콘 등의 띠형 탄성체를 내장하여 탄력성을 배가할 수도 있을 것이다.

미설명 부호 65는 튜브형 수밀 패킹의 내측 열융착부를 도시한 것이다.

다음의 설명은 튜브형 수밀 패킹(60)이 일체로 인서트 성형 된 콘크리트관(70)의 실질적 제조 과정을 살펴보기 위한 것으로, 볼트 체결에 의해 장착 및 분리되는 반원형의 분할 형틀(10)(20)을 우선적으로 결합 고정한 상태에서 내부에 메쉬형 철선롱(30)을 삽입하고, 연이어 분할 형틀 양단으로 회전용 타이어 역할과 콘크리트관 양단 이음부(스피곳 및 소켓부) 성형 역할을 겸하는 캐스팅(40)(50)을 취부하는 것으로 성형틀 준비가 완료되는 것인데, 대향하는 캐스팅(40)(50)을 분할 형틀 양측으로 취부 하기 전 다층 복합필름을 기재로 성형되어진 튜브형 수밀 패킹(60)을 캐스팅 내주면의 환형 걸림홈부(41)(51)에 장착하게 된다.

즉, 튜브형 수밀 패킹(60)의 탄성몸체부(62)를 환형 걸림홈부(41)(51)에 끼움 체결하되, 상기 탄성몸체부와 일체로 형성된 연결부(63) 및 걸림돌부(61)가 환형 걸림홈부 일측으로 연통하도록 협소하게 절개되어진 인출부(42)(52)에 끼워진 상태에서 분할 형틀 원심성형 위치를 향해 돌출되는 것이다.

이후, 튜브형 수밀 패킹(60) 장착이 완료된 성형틀(A)을 원심제관기의 회전자 위에 올려 회전시키면서 내부에 콘크리트를 주입하는 것으로 치밀하고 균일한 콘크리트관이 성형되며, 연이어 증기 양생을 거친 다음 최종적으로 캐스팅(40)(50)을 분리하면 내주면이 원통형을 이룸과 동시에 이음부인 스피곳부(70a)와 소켓부(70b) 접면 부위에 튜브형 수밀 패킹이 일체로 인서트 성형 되어진 콘크리트관(70)을 얻을 수 있는 것이다.

또한, 원심성형 과정에서 주입되는 콘크리트와 접촉하는 튜브형 수밀 패킹의 연결부(63) 및 걸림돌부(61)는 일측 탄성몸체부(62)를 기준하여 자유롭게 탄동되고, 탄성몸체부는 환형 걸림홈부(41)(51) 내에 강하게 압축 탄지되어 콘크리트 투입 압력으로부터 튜브형 수밀 패킹(60)이 이탈되거나 유동하지 않아 성형 안정성을 효율적으로 관리 유지할 수 있는 것이며, 성형 완료 후 콘크리트관 이음부에 일체로 형성된 튜브형 수밀 패킹의 연결부(63)와 걸림돌부(61)는 도 5와 같이 콘크리트관(70) 내부에 고착되어 있어 이웃하는 콘크리트관의 연결과정에서 튜브형 수밀 패킹(60)이 설치 위치로부터 유동하거나 빠지지 않고 견고하게 고정됨은 물론, 콘크리트관 이음부인 스피곳부(70a)와 소켓부(70b)가 서로 형합되도록 맞물리는 과정에도 틈새의 형태에 부합하여 탄성몸체부(62)가 압축 변형됨과 동시에 작용하는 탄발력에 따라 틈새 내부를 긴밀히 밀폐시켜 수밀성이 가일층 향상되는 것이다.

한편, 여러 층의 다층 구조(표층,배리어층,베이스층)로 성형 된 복합필름을 이용하여 성형된 튜브형 수밀 패킹은 내열성과 내마모성과 내약품성과 내충격성과 유연성 뿐만 아니라, 내한성과 내수성 및 물ㆍ산소 차단성, 열 봉함강도 등의 요구 특성 모두를 만족할 수 있어 콘크리트관(70) 내에 흐르는 상수 및 오폐수와 오랜 기간 접촉하여도 팽윤과 연화 현상 발생이 억제되어 수밀 패킹(60) 내에 가압 충진된 압축공기가 유출되지 않음으로 외력(차량 및 건축장비 이동에 따른 진동이나 하중 및 지진 등등)으로부터 콘크리트관이 흔들릴 경우에도 고탄성의 탄성몸체부가 즉시 대응 흡수함으로 스피곳부와 소켓부 간의 접촉으로 인한 소음 및 훼손을 효율적으로 방지할 수 있는 것이다.

A : 성형틀, 10,20 : 분할 형틀,
30 : 철선 롱, 40,50 : 캐스팅,
41,51 : 환형 걸림홈부, 42, 52 : 인출부,
60 : 튜브형 수밀 패킹, 61 : 걸림돌부,
62 : 탄성몸체부, 63 : 연결부,
70 : 콘크리트관, 70a : 스피곳부,
70b : 소켓부

Claims (5)

1. 반원형의 분할 형틀(10)(20)을 결합 고정한 상태에서 내부에 철선롱(30)을 삽입하고, 상기 분할 형틀 양단으로 회전용 타이어 역할과 콘크리트관 양단 이음부(스피곳 및 소켓부) 성형 역할을 겸하는 캐스팅(40)(50)을 취부하는 것으로 성형틀(A) 준비를 완료한 후 상기 성형틀을 원심제관기의 회전자 위에 올려 회전시키면서 내부에 콘크리트를 공급하여 원심력에 의해 치밀하고 균일한 콘크리트관(70)이 성형되도록 하되, 캐스팅(40)(50) 내주면으로 환형 걸림홈부(41)(51)를 가공 형성한 후 튜브형 수밀 패킹(60)을 상기 환형 걸림홈부(41)(51)에 삽입 장착하여 성형되어지는 콘크리트관(70)의 이음부 스피곳부(70a)와 소켓부(70b) 결속 면에 튜브형 수밀 패킹(60)이 일체로 인서트 성형되도록 한 수밀 패킹이 인서트 성형되어진 콘크리트관 제조방법에 있어서,
   상기 환형 걸림홈부(41)(51)는 양측 캐스팅(40)(50)의 내주면 중 선택된 어느 하나의 내주면에 단독으로 성형하거나, 양측 내주면 모두에 복수로 성형 되도록 한 것을 특징으로 하는 수밀 패킹이 인서트 성형되어진 콘크리트관 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 튜브형 수밀 패킹(60)은 강성과 내열 및 내한성이 우수하며 외부 충격에 대한 흡수 및 분산 효율이 우수하고 물ㆍ산소 투과를 차단하기 위한 배리어성과 탄력성이 우수한 용융 상태의 열가소성 수지물들을 복수개의 압출기와 서클다이로 조합된 공압출 성형 래미네이션 장치를 이용하여 단일 형체의 다층 복합필름으로 성형하는 단계와, 상기 성형 단계를 수행하여 얻어진 다층 복합필름을 일정한 크기로 재단하는 단계와, 상기 재단 공정을 거쳐 낱개로 분리된 다층 복합필름 2 장을 서로 포개어 고주파 또는 열 융착을 통해 일측으로 에어 주입구(64)를 갖는 튜브 형태로 성형하는 단계와, 상기 성형 단계를 수행한 튜브형 수밀 패킹의 에어 주입구에 에어를 가압 충진 한 후 주입구를 열 융착 봉합하는 단계를 순차적으로 수행하여 완성되도록 한 것을 특징으로 하는 수밀 패킹이 인서트 성형되어진 콘크리트관 제조방법.
   
3. 청구항 1의 제조방법에 의하여 성형 되는 콘크리트관(70)은 내주면이 중공된 원통형으로 이루어지며, 양단으로 서로 형합되는 이음부인 스피곳부(70a)와 소켓부(70b)가 형성되며, 상기 이음부의 스피곳부와 소켓부 결속 면으로 튜브형 수밀 패킹(60)이 일체로 인서트 성형되어 돌출되는 것을 특징으로 하는 수밀 패킹이 인서트 성형되어진 콘크리트관.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 튜브형 수밀 패킹(60)은 일측으로 콘크리트관(70) 내부에 삽입고정되는 걸림돌부(61)와 외측으로 돌출되어 가압 공기가 충진된 탄성몸체부(62)와 상기 걸림돌부(61)와 탄성몸체부(62)를 연결하는 연결부(63)가 일체로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수밀 패킹이 인서트 성형되어진 콘크리트관.
   
   
   
   
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