KR101794074B1

KR101794074B1 - 강성 보강용 피복형 하수관과 그 제조방법

Info

Publication number: KR101794074B1
Application number: KR1020170040049A
Authority: KR
Inventors: 류호대
Original assignee: 새한합성산업 주식회사
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2017-12-01

Abstract

본 발명은 강성 보강용 피복형 하수관과 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 중공으로 이루어지는 프로파일을 좌측과 우측으로 분할하는 좌, 우측 부재가 압출에 의해 정확한 성형상태를 이룬 후 사각형의 프로파일로 결합되어 압출 형태를 정확하게 유지함으로써 강성을 보강할 수 있도록 하고, 재활용 원료인 복합수지로 프로파일을 감싸 성형한 후 다시 신재로 성형하는 친환경 제품을 제공하는 강성 보강용 피복형 하수관과 그 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 중공이 형성되는 프로파일의 사이에 형성되는 일정한 간격에 이음부재를 공급하여 성형하되;
PH162 56∼64중량%, B502 28∼33중량% 및 B500 8∼11중량%가 혼합된 복합 수지로 형성된 복합수지층을 코팅한 프로파일이 와인딩장치에 나선형으로 공급되는 과정에서 이음노즐에서 공급되는 합성수지가 이음부재와 내경 코팅부를 코팅하고 주입노즐에서 공급되는 합성수지가 외경 코팅부를 코팅하여 성형되는 이중벽 하수관에 있어서,
상기 프로파일은 세로방향에 일자형으로 형성된 후 상측과 하측에서 우측에 좌측 절곡돌기가 돌출되며, 상기 좌측 절곡돌기의 내부에 좌측홈이 형성되고, 상기 좌측 절곡돌기의 상측과 하측에서 우측 선단에 좌측 결합홈이 형성되는 "ㄷ"형의 좌측 부재;
세로방향에 일자형으로 형성된 후 상측과 하측에서 좌측에 우측 절곡돌기가 돌출되도록 형성되며, 상기 우측 절곡돌기의 내부에 우측홈이 형성되고, 상기 우측 절곡돌기의 상측과 하측에서 좌측 선단에 우측 결합홈이 형성되는 "コ"형의 우측 부재;
상기 좌측 부재의 좌측 결합홈과 우측 부재의 우측 결합홈이 일체형으로 결합하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

강성 보강용 피복형 하수관과 그 제조방법{Method coated type sewage pipe for reinforcing rigidity and its manufacturing}

본 발명은 강성 보강용 피복형 하수관과 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 중공으로 이루어지는 프로파일을 좌측과 우측으로 분할하는 좌, 우측 부재가 압출에 의해 정확한 성형상태를 이룬 후 사각형의 프로파일로 결합되어 압출 형태를 정확하게 유지함으로써 강성을 보강할 수 있도록 하고, 재활용 원료인 복합수지로 프로파일을 감싸 성형한 후 다시 신재로 성형하는 친환경 제품을 제공하는 강성 보강용 피복형 하수관과 그 제조방법에 관한 것이다.

종래 지하에 매설되는 합성수지관중 하수관용으로 사용하는 이중벽 하수관(20)의 경우에는 내부에 사각형의 중공(22)을 갖는 프로파일(21)을 다이스에서 성형되도록 압출기에서 폴리에틸렌(HDPE)을 용융시켜 공급한 후 프로파일의 공급과정에서 냉각장치로부터 1차 냉각시켜 와인더 장치에 나사식으로 공급할 때 프로파일의 사이에 폴리에틸렌을 용융시킨 이음부재(23)를 노즐에서 공급하여 하수관을 성형하게 된다.

그러나 폴리에틸렌이 압출기에서 용융된 후 그대로 공급되는 과정에서 제대로 믹싱되지 않게 되므로 원료가 균일한 상태로 공급되지 못하므로 정확한 프로파일의 형상을 제공할 수 없게 되며, 사각형의 프로파일로 성형된 상태를 제공하므로 하나의 중공에 의해 강성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

특히, 사각형의 프로파일을 압출 성형하는 과정에서 내경에 중공을 하나 성형하게 되고, 중공을 따라서 가로와 세로 방향에 대략 정사각형의 프로파일이 성형되도록 하는데, 상기 정사각형의 프로파일이 압출 성형되는 과정에서 용융상태의 폴리에틸렌이 압출되기 때문에 용융상태로 압출 후 곧바로 냉각되지 않아 냉각되기 이전에 압출상태의 정사각형 프로파일에 변형이 일어나면서 정확한 사각형이 성형되지 않고 냉각되어 공급되므로 이중벽 하수관이 성형된 이후에 강성을 테스트하면 일정한 압력이 발생하지 않고 프로파일의 성형 정확도에 따라서 결과치의 폭이 크게 나타나게 되어 결과적으로는 이중벽 하수관의 강성을 저하시키는 원인이 되었다.

상기 프로파일이 압출 후 사각형이 정확하게 유지되지 않는 이유로는 내경의 중공이 외부로 노출되지 않아서 냉각이 쉽게 이루어지지 못하게 되므로 용융상태의 압출물이 압출된 후 냉각되기 이전에 무너지는 현상에 의해 변형을 초래하게 되는 것이다.

따라서, 이중벽 하수관의 강성을 유지하는 비결은 압출되는 사각형의 프로파일의 성형상태를 정확하게 유지하여 무너지지 않도록 하는 것이 관건이었으나, 다양한 압출상태의 제공에도 불구하고 사각형의 압출 성형상태를 유지하는 것이 매우 어렵고, 균일한 품질을 유지하는 것이 더욱 어려워 강성의 향상에 한계치에 다다르게 되었다.

그리고 하수관을 압출 성형하는 과정에서 강성을 향상시키기 위해 다양한 구조의 코팅을 제공하지만, 이러한 작업을 신재로 수행하게 되므로 원가의 소모가 많아지며, 폴리에틸렌이 다양한 방식으로 재활용을 위한 원료가 제공되지만 저렴한 재활용재료를 친환경 용으로 활용하는데 한계가 있었다.

문헌 1. 실용신안등록번호 제0192554호(2000. 06. 02. 등록) 문헌 2. 특허등록번호 제0989416호(2010. 10. 15. 등록) 문헌 3. 특허등록번호 제0537088호(2005. 12. 09. 등록) 문헌 4. 특허공개번호 제2010-0096700호(2010. 09. 02. 공개)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 하나의 압출장치에서 "ㄷ"형의 좌측 부재와 "コ"형의 우측 부재를 분리하여 압출함으로써 내, 외부가 그대로 노출되어 변형되지 않고 정확하게 냉각되도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 좌측 부재와 우측 부재의 결합홈이 요철형태가 되도록 서로 만나면서 정확한 사각형의 프로파일이 성형되어 강성을 크게 향상시키도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 사각형으로 성형된 프로파일의 외경 전체면을 재활용 원료로 코팅함으로써 복합수지를 이용한 친환경 제품을 성형하여 강성을 향상시키도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 중공이 형성되는 프로파일의 사이에 형성되는 일정한 간격에 이음부재를 공급하여 성형하되;
PH162 56∼64중량%, B502 28∼33중량% 및 B500 8∼11중량%가 혼합된 복합 수지로 형성된 복합수지층을 코팅한 프로파일이 와인딩장치에 나선형으로 공급되는 과정에서 이음노즐에서 공급되는 합성수지가 이음부재와 내경 코팅부를 코팅하고 주입노즐에서 공급되는 합성수지가 외경 코팅부를 코팅하여 성형되는 이중벽 하수관에 있어서,
상기 프로파일은 세로방향에 일자형으로 형성된 후 상측과 하측에서 우측에 좌측 절곡돌기가 돌출되며, 상기 좌측 절곡돌기의 내부에 좌측홈이 형성되고, 상기 좌측 절곡돌기의 상측과 하측에서 우측 선단에 좌측 결합홈이 형성되는 "ㄷ"형의 좌측 부재;
세로방향에 일자형으로 형성된 후 상측과 하측에서 좌측에 우측 절곡돌기가 돌출되도록 형성되며, 상기 우측 절곡돌기의 내부에 우측홈이 형성되고, 상기 우측 절곡돌기의 상측과 하측에서 좌측 선단에 우측 결합홈이 형성되는 "コ"형의 우측 부재;
상기 좌측 부재의 좌측 결합홈과 우측 부재의 우측 결합홈이 일체형으로 결합하는 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

본 발명은 합성수지 원료를 프로파일 압출장치에 펠릿 상태로 공급한 후 180∼210℃의 온도로 용융 가열하여 압출 다이스에 공급하는 원료 혼합 압출단계, 상기 원료가 용융 압출되면 중공이 형성된 프로파일을 압출하고, 상기 프로파일이 성형된 후 냉각장치를 통과하면서 냉각수와 접촉되어 냉각되는 1차 냉각단계, 1차 냉각단계를 통하여 공급되는 프로파일은 냉각되어 와인딩장치에 공급되는 과정에서 코팅 다이스를 통과하며 친환경 코팅장치에서 공급되는 PH162 56∼64중량%, B502 28∼33중량% 및 B500 8∼11중량%를 혼합하여 성형된 복합수지가 프로파일의 전체면을 복합수지층으로 코팅되는 친환경 코팅부재 압출단계; 상기 프로파일이 관 성형장치에 설치된 다수의 로울러로 이루어진 와인딩장치의 외경에 나선형으로 공급되는 프로파일 와인딩단계, 상기 와인딩장치에 나선형으로 공급되는 프로파일의 사이에 이음부재를 공급하여 프로파일의 사이가 일체형으로 결합하는 이음부재 공급단계, 상기 이음부재가 공급되어 성형된 이중벽 하수관의 내경과 외경을 냉각하는 2차 냉각단계, 상기 이중벽 하수관이 원통형으로 성형된 후 회전하면서 공급되는 과정에서 커팅장치의 가이드대가 양쪽에 설치되어 이중벽 하수관이 회전하면서 생산되는 것을 안내하며, 절단 모터의 동력으로 회전하는 절단날이 다중벽 하수관을 일정한 길이에서 절단하는 절단단계, 상기 다중벽 하수관이 절단된 후에는 커팅장치와 배출장치에 안내되어 배출되는 배출단계로 이루어지는 이중벽 하수관의 제조방법에 있어서,
상기 원료혼합 압출단계는 다이스의 좌측 압출홈과 우측 압출홈으로 용융된 원료를 공급하는 것이며,
상기 원료혼합 압출단계에서 원료가 용융 공급되면 좌측 압출홈과 좌측 결합성형부에서 좌측 절곡돌기가 형성되고 우측 선단으로 좌측 결합홈이 성형되는 "ㄷ"형의 좌측 부재가 압출되며, 우측 압출홈과 우측 결합성형부에서 우측 절곡돌기가 형성되고 좌측 선단으로 우측 결합홈이 형성되는 "コ"형 우측 부재가 압출되는 좌측부재와 우측부재 압출단계와;
상기 "ㄷ"형의 좌측 부재와 "コ"형 우측 부재가 압출되며 압출되며 좌측홈과 우측홈의 압출상태가 변형되지 않고 정확하게 성형되고, 전방에서 좌측 결합홈과 우측 결합홈이 요철형태로 만나면서 일체형의 프로파일이 성형되는 프로파일 결합단계;
상기 프로파일을 냉각하는 1차 냉각단계와 프로파일에 복합수지층을 코팅하는 친환경 코팅부재 압출단계를 수행한 후 관 성형장치의 전방에 설치된 다수의 로울러로 이루어진 와인딩장치의 외경에 나선형으로 공급되는 프로파일 와인딩단계;
이음 압출장치에서 180∼210℃의 온도로 용융된 폴리에틸렌이 이음노즐을 통하여 프로파일의 사이에 공급되어 내경 코팅부와 이음부재로 성형되며, 상기 이음노즐을 통하여 공급되는 합성수지는 프로파일의 사이에서 이음부재로 서로 연결되도록 하고 프로파일의 사이에서 하측으로 이동한 후 프로파일의 하측 일부가 감싸지도록 평활하게 코팅하는 내경 코팅부가 성형되는 이음부재와 코팅부재 공급단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

삭제

본 발명은 하나의 압출장치에서 "ㄷ"형의 좌측 부재와 "コ"형의 우측 부재를 분리하여 압출함으로써 내, 외부가 공기 중에 그대로 노출되어 변형되지 않고 압출상태가 정확하게 냉각되므로 프로파일이 변형되지 않고 정상적으로 성형되도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 좌측 부재와 우측 부재가 분리되어 압출에 의해 냉각된 후 결합홈이 요철형태가 되도록 서로 만나 일체형으로 결합되면서 정확한 사각형의 프로파일이 성형되어 견고한 상태의 이중벽 하수관을 성형함으로써 강성을 크게 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 사각형으로 성형된 프로파일의 외경 전체면을 재활용 원료인 복합수지로 코팅함으로써 재활용재료를 이용한 친환경 제품을 통하여 강성을 향상시키며 저렴한 비용으로 성형할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 하수관 성형장치의 평면도
도 2 는 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 정면도
도 3 은 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 측면도
도 4 는 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 배면도
도 5 는 본 발명의 커팅장치에 대한 측면도
도 6 은 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 주요 부분의 확대 사시도
도 7 은 본 발명의 프로파일 압출장치에 대한 주요 부분의 측면도
도 8 은 본 발명의 프로파일을 한번 더 코팅하는 다이스의 측면도
도 9 는 본 발명의 프로파일을 압출하여 이중벽 하수관을 성형하는 상태를 나타낸 단면도
도 10 은 본 발명의 프로파일을 압출하여 다중벽 하수관을 성형하는 상태를 나타낸 단면도
도 11 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 블럭도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 하수관 성형장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 정면도, 도 3은 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 측면도, 도 4는 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 배면도, 도 5는 본 발명의 커팅장치에 대한 측면도, 도 6은 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 주요 부분의 확대 사시도를 나타낸 것이다.

이중벽 하수관(20)의 프로파일(21)을 이루는 합성수지 원료를 190∼210℃로 가열 용융시켜 공급하며 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)를 각각 분리하여 독립되게 성형한 후 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)가 서로 만나서 중공(22)이 형성된 프로파일(21)을 압출 성형하는 압출 다이스(15)가 연결된 프로파일 압출장치(10)를 설치한다.

상기 프로파일 압출장치(10)의 전방에는 프로파일(21)을 압출 성형하는 압출 다이스(15)에서 공급되는 프로파일(21)을 냉각수로 냉각하도록 냉각장치(30)를 설치한다.

상기 냉각장치(30)의 전방에는 냉각된 프로파일(21)이 이송하는 과정에서 코팅 다이스(36)를 통과하며, 상기 코팅 다이스(36)에는 친환경 코팅장치(35)가 연결되어 있어서 프로파일(21)의 외벽에 코팅되는 복합수지층(26)은 PH162 56∼64중량%, B502 28∼33중량% 및 B500 8∼11중량%가 혼합된 복합 수지로 형성된 것이다.

상기 PH162는 (주)LG화학에서 판매하는 합성수지로서, 고밀도 폴리에틸렌이다. 흰색의 결정상태이고 질김성(Toughness)와 강성(Stiffness)가 우수한 합성수지로서 다음의 [표 1]과 같은 물성을 가지고 있다.

기계적성질	시험방법	시험조건	단위	물성치
인장강도(항복점)	ASTM D638	50mm/min	kgf/㎠	2700
인장강도(파단점)		50mm/min	kgf/㎠	350
신율(파단점)		50mm	%	〉800
굴곡탄성율	ASTM D790	-	kgf/㎠	13000
IZOD충격강도	ASTM D256	23℃	kg·cm/cm	〉20
표면경도(Rockwell)	ASTM D785	R-scale	-	55
내환경응력균열성	1693ASTM D	F50	hr	〉200

그리고, 상기 B500는 (주)대한유화공업에서 판매하는 합성수지로서 폴리에틸렌이 주원료인 수지이다. 공업용품 저장용 중대형용기와 의약용기의 소재로 많이 사용되고 있으며, 내충격성과 내화학성이 우수한 합성수지로서 [표 2]와 같은 물성을 가지고 있다.

물 성	대표값	단위	시험방법
용융지수	0.28	g/10min	ASTM D1238
밀 도	0.958	g/㎤	ASTM D1505
성형수축률	1.5∼2.5	%	KPIC Method
흡수율	〈0.01	%	ASTM D785
인장강도(항복점)	320	kgf/㎠	ASTM D785
신 율	〉500	%	ASTM D785
굴곡산성율	12,000	kgf/㎠	ASTM D785
경 도	51	R-scale	ASTM D785
충격강도	〉50	kgf cm/cm	ASTM D256
환경응력균열저항	30	hr.Cond.B.10%	ASTM D1693
융 점	135	℃	ASTM D3418
연화점	126		ASTM D1525
열변형온도	71		ASTM D648
저온취화온도	〉-70		ASTM D746

그리고, 상기 B502는 (주)대한유화공업에서 판매하는 합성수지로서 폴리에틸렌이 주원료인 수지이다. 작업성이 우수하고 제품의 표면이 우수하여 공업용품의 용기, 교통표지판 및 완구의 소재로 널리 사용되고 있고 [표 3]과 같은 물성을 가지고 있다.

물 성	대표값	단위	시험방법
용융지수	0.2	g/10min	ASTM D1238
밀 도	0.958	g/㎤	ASTM D1505
성형수축률	1.5∼2.5	%	KPIC Method
흡수율	〈0.01	%	ASTM D785
인장강도(항복점)	310	kgf/㎠	ASTM D785
신 율	〉500	%	ASTM D785
굴곡산성율	10,500	kgf/㎠	ASTM D785
경 도	50	R-scale	ASTM D785
충격강도	〉50	kgf cm/cm	ASTM D256
환경응력균열저항	40	hr.Cond.B.10%	ASTM D1693
융 점	134	℃	ASTM D3418
연화점	124		ASTM D1525
열변형온도	38		ASTM D648
저온취화온도	〉-70		ASTM D746

상기 코팅 다이스(36)의 전방에는 냉각된 프로파일(21)이 나선형으로 감기도록 공급되는 로울러(42)가 원주방향을 따라 설치된 와인더장치(41)가 설치되고, 상기 와인더장치(41)의 외측에는 대각선 방향으로 프로파일(21)이 진입하는 위치와 간격을 제어하는 위치 조절대(43)가 설치되며, 상기 프로파일(21)의 사이에 공급되는 이음부재(23) 상측 선단을 눌러 표면이 균일하게 성형되는 마감 로울러(44)로 이루어진 관 성형장치(40)를 설치한다.

상기 관 성형장치(40)의 상측에 위치하며 전방에서 하측 방향으로 합성수지를 용융시켜 이음부재(23)와 내경 코팅부(27)를 성형하는 이음노즐(61)과 외경 코팅부(28)를 성형하는 주입노즐(62)이 형성된 이음 압출장치(60)를 설치한다.

상기 관 성형장치(40)의 전방에는 이중벽 하수관(20)이 성형되면서 회전하는 것을 안내하는 가이드대(81)가 설치되고, 절단모터(82)와 연결되어 고속으로 회전하면서 이중벽 하수관(20)을 일정한 길이(약 6∼9미터)로 절단하는 절단날(83)로 이루어진 커팅장치(80)를 설치하는 것이다.

상기 커팅장치(80)의 전방에는 하수관(20)이 성형되면서 이동하는 것을 하측에서 지지하며, 커팅장치(80)에서 절단되며 이를 원하는 위치와 방향으로 배출하는 배출장치(95)를 설치하는 것이다.

도 7은 본 발명의 프로파일 압출장치에 대한 주요 부분의 측면도이고, 도 8은 본 발명의 프로파일을 한번 더 코팅하는 다이스의 측면도, 도 9는 본 발명의 프로파일을 압출하여 이중벽 하수관을 성형하는 상태를 나타낸 단면도를 나타낸 것이다.

프로파일 압출장치(10)의 선단에 위치하는 압출 다이스(15)는 좌측과 우측으로 이등분되어 상측에 좌측 압출홈(11)이 좌측방향에 형성된 후 양쪽에서 우측에 돌출되도록 형성되며, 상기 좌측 압출홈(11)의 양쪽에서 우측 선단에 좌측결합 성형부(11a)가 형성되는 것이다.

상기 압출 다이스(15)는 좌측과 우측으로 이등분되어 우측에 우측 압출홈(12)이 우측방향에 형성된 후 양쪽에서 좌측에 돌출되도록 형성되며, 상기 우측 압출홈(12)의 양쪽에서 좌측 선단에 우측결합 성형부(12a)가 형성되는 것이다.

상기 압출 다이스(15)는 좌측 압출홈(11)과 우측 압출홈(12)의 전방에 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)가 압출된 후 좌측결합 성형부(11a)와 우측결합 성형부(12a)가 서로 만나 사각형의 프로파일(21)이 성형되도록 하는 것이다.

상기 프로파일(21)이 성형되어 냉각된 후 관 성형장치(40)에 공급되는 과정에서 코팅 다이스(36)를 통과할 때 복합수지층(13)이 프로파일(21)는 외경의 전체면에서 일정한 두께로 코팅되도록 용융 공급되는 전체 코팅홈(13)이 형성되는 것이다.

상기 프로파일 압출장치(10)의 좌측 압출홈(11)에서 압출되는 좌측 부재(24)는 세로방향에 일자형으로 형성된 후 양쪽에서 우측에 수직방향으로 좌측 절곡돌기(24a)가 돌출되도록 형성되며, 상기 좌측 절곡돌기(24a)의 내부에 좌측홈(24b)이 형성되고, 상기 좌측 절곡돌기(24a)의 양쪽에서 우측 선단에 좌측 결합홈(24c)이 형성되는 것이다.

상기 우측 압출홈(12)에서 압출되는 우측 부재(25)는 세로방향에 일자형으로 형성된 후 양쪽에서 좌측에 수직방향으로 우측 절곡돌기(25a)가 돌출되도록 형성되며, 상기 우측 절곡돌기(25a)의 내부에 우측홈(25b)이 형성되고, 상기 우측 절곡돌기(25a)의 양쪽에서 좌측 선단에 우측 결합홈(25c)이 형성되는 것이다.

상기 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)가 각각 독립되게 압출되어 성형되면서 성형상태가 무너지지 않고 정확하게 성형된 후 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)의 좌측 결합홈(24c)와 우측 결합홈(25c)이 요철형태로 만나서 사각형의 프로파일(21)이 성형되어 공급되는 과정에서 전체 코팅홈(13)으로 친환경 복합수지가 공급되어 복합수지층(26)이 코팅되어 공급되는 것이다.

상기 복합수지층(26)이 코팅된 프로파일(21)이 성형된 후 공급되는 과정에서 프로파일(21)의 사이에 용융된 합성수지를 이음부재(23)로 공급하면서 내경에는 내경 코팅부(27)가 복합수지층(26)의 내경에서 일부를 감싸도록 하고, 상기 이음부재(23)의 외경에는 외경 코팅부(28)가 공급되어 복합수지층(26)의 외경 전체면에서 코팅되어 이중벽 하수관(20)이 성형되는 것이다.

도 10은 본 발명의 프로파일을 압출하여 다중벽 하수관을 성형하는 상태를 나타낸 단면도에 관한 것으로, 좌측 부재(24)는 세로방향의 중앙에 결합홈(24d)이 형성된 후 양쪽에서 우측방향에 좌측 절곡돌기(24a)가 돌출되도록 형성되며, 상기 좌측 절곡돌기(24a)의 내부에 좌측홈(24b)이 형성되고, 상기 좌측 절곡돌기(24a)의 양쪽에서 우측 선단에 좌측 결합홈(24c)이 형성되는 것이다.

우측 부재(25)는 세로방향의 중앙에 결합홈(25d)이 형성된 후 양쪽에서 좌측에 좌측방향으로 우측 절곡돌기(25a)가 돌출되도록 형성되며, 상기 우측 절곡돌기(25a)의 내부에 우측홈(25b)이 형성되고, 상기 우측 절곡돌기(25a)의 양쪽에서 좌측 선단에 우측 결합홈(25c)이 형성되는 것이다.

상기 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)의 사이에는 열십자 보강대(29)가 독립되게 형성되어 압출형태가 무너지지 않고 정확하게 형성되는 것이다.

상기 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)가 각각 독립되게 압출되어 성형되면서 성형상태가 무너지지 않고 정확하게 성형된 후 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)의 좌측 결합홈(24c)과 우측 결합홈(25c)이 요철형태로 만나서 열십자 보강대(29)의 사면이 좌측 결합홈(24c)과 우측 결합홈(25c)이 만나는 부분과 결합홈(24d, 25d)에서 요철형태로 결합되어 4개의 중공을 갖는 사각형의 프로파일(21)이 성형되어 공급되는 과정에서 복합수지층(26)이 코팅되어 공급되는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 합성수지 원료를 프로파일 압출장치(10)에 펠릿 상태로 공급한 후 180∼210℃의 온도로 용융 가열하여 압출 다이스(15)의 좌측 압출홈(11)과 우측 압출홈(12)으로 공급하는 원료혼합 압출단계(S10)를 수행하는 것이다.

상기 원료혼합 압출단계(S10)는 폴리에틸렌을 주 원료로 정상적인 용융 혼련을 위한 다양한 첨가제, 열가소제, 열안정제 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 원료가 용융 공급되면 좌측 압출홈(11)과 좌측 결합성형부(11a)에서 좌측 절곡돌기(24a)가 형성되고 우측 선단으로 좌측 결합홈(24c)이 성형되는 좌측 부재(24)가 압출되며, 우측 압출홈(12)과 우측 결합성형부(12a)에서 우측 절곡돌기(25a)가 형성되고 좌측 선단으로 우측 결합홈(25c)이 형성되는 우측 부재(25)가 압출되는 좌측부재와 우측부재 압출단계(S20)를 수행하는 것이다.

상기 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)는 좌측 압출홈(11)과 우측 압출홈(12)에서 각각 분리되어 용융상태가 압출되므로 모든 방향에서 노출이 가능하므로 압출상태가 변형되지 않고 그대로 냉각이 이루어지므로 압출상태가 정확하게 성형되어 공급되는 것이다.

상기 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)가 압출되며 좌측홈(24b)과 우측홈(25b)의 압출상태가 변형되지 않고 정확하게 성형되고, 전방에서 좌측 결합홈(24c)과 우측 결합홈(25c)이 요철형태로 만나면서 일체형의 프로파일이 성형되는 프로파일 결합단계(S30)를 수행하는 것이다.

상기 좌측 부재(24)와 우측 부재(25)가 압출되어 냉각이 어느 정도 이루어진 상태에서 "ㄷ"형으로 압출되는 좌측 부재(24)의 좌측 결합홈(24c)과 "コ"형으로 압출되는 우측 부재(25)의 우측 결합홈(25c)이 요철형태로 결합되어 일체형의 프로파일(21)을 성형하게 되므로 결합된 프로파일(21)은 압출상태를 정확하게 유지하며 변형되지 않고 성형되어 공급되는 것이다.

상기 프로파일(21)은 압출상태의 변형이 이루어지지 않고 냉각된 후 나선형으로 감긴 상태에서 안정된 성형상태를 통하여 압력이나 토압에 견디는 강성이 종래에 비하여 크게 향상되고, 다양한 위치를 시험하는 경우에도 위치마다 편차가 거의 없이 일정한 강성을 제공할 수 있게 되는 것이다.

상기 프로파일(21)이 성형된 후 전방의 냉각장치(30)를 통과하면서 냉각수와 접촉되어 압출된 상태가 그대로 냉각되는 1차 냉각단계(S40)를 수행하는 것이다.

상기 1차 냉각단계(S40)를 통하여 공급되는 프로파일(21)은 냉각되어 와인딩장치(41)에 공급되는 과정에서 코팅 다이스(36)를 통과하며 친환경 코팅장치(35)에서 공급되는 복합수지로 복합수지층(26)이 코팅되는 친환경 코팅부재 압출단계(S50)를 수행하는 것이다.

상기 복합수지층(26)을 이루는 복합수지는 PH162 56∼64중량%, B502 28∼33중량% 및 B500 8∼11중량%를 혼합하여 성형된 복합수지는 일반 폴리에틸렌 수지보다 우수한 강도와 내화학성을 가지는데, PH162가 56∼64중량%보다 많거나 적게 혼합되거나, B502가 28∼33중량%보다 많거나 적게 혼합되거나, B500이 8∼11중량%보다 많거나 적게 혼합되면 강도가 저하되거나 내화학성이 떨어진다.

그러나, 상기와 같은 혼합율로 복합수지가 구성되었을 때 강도와 내화학성이 우수한 특징을 가지게 된다. 이는 본 출원인이 수차례 시험하여 최적의 혼합율이다.

상기와 같은 특성을 가지고 있는 PH162 56∼64중량%, B502 28∼33중량% 및 B500 8∼11중량%를 혼합하여 형성된 복합수지로 프로파일(21)을 압출성형할 때 상기 복합수지를 이중 압출하여 복합수지층(26)이 형성되도록 한다.

상기와 같이 구성된 프로파일(21)을 권취하면 프로파일(21)의 복합수지층(26) 중 외측벽이 지하에 매립되었을 때 하수관(20)에 토압과 외력이 작용하면 복합수지층(26)에 의해 토압과 외력에도 하수관(20)이 쉽게 파괴되지 않는다.

프로파일(21)에 복합수지층(26)이 코팅된 후 관 성형장치(40)의 전방에 설치된 다수의 로울러(42)로 이루어진 와인딩장치(41)의 외경에 나선형으로 공급되는 프로파일 와인딩단계(S60)를 수행하는 것이다.

상기 와인딩장치(41)에 나선형으로 공급되는 프로파일(21)의 사이에는 이음부재(23)를 공급하여 프로파일(21)의 사이가 일체형으로 결합하는 이음부재와 코팅부재 공급단계(S70)를 수행하는 것이다.

상기 이음부재와 코팅부재 공급단계(S70)는 이음 압출장치(60)에서 180∼210℃의 온도로 용융된 폴리에틸렌이 이음노즐(61)을 통하여 프로파일(21)의 사이에 공급되어 내경 코팅부(27)와 이음부재(23)로 성형되며, 상기 이음노즐(61)을 통하여 공급되는 합성수지는 프로파일(21)의 사이에서 이음부재(23)로 서로 연결되도록 하고 프로파일(21)의 사이에서 하측으로 이동한 후 프로파일(21)의 하측 일부를 감싸며 내경 코팅부(27)로 성형되는 것이다.

특히, 상기 내경 코팅부(27)는 이음부재(23)의 하측 선단에서 로울러(42)에 의하여 프로파일(21)의 하측 일부가 감싸지도록 평활하게 코팅이 이루어지는 것이다.

상기 이음노즐(61)의 후방에 설치한 주입노즐(62)을 통하여 프로파일(21)의 외경에 공급되는 합성수지는 프로파일(21)의 외경에서 외경 코팅부(28)와 같이 외경 전체면을 감싸며 평활하게 코팅이 이루어지는 것이다.

상기와 같이 하수관(20)에 외경 코팅부(28)와 내경 코팅부(27)가 이음부재(23)를 통하여 "I"형에 가깝도록 일체형으로 연결되도록 함으로써 하수관(20)이 더욱 높은 강성을 지니게 하여 효과적으로 토압과 외력에 견디도록 구성한다.

이때, 상기 액상 복합수지에 임의의 색상을 부여함으로써 임의의 색상을 가지는 하수관(20)을 제조할 수 있는데, 이와 같은 방법으로 하수관(20)을 하수용 또는 오수용과 같이 용도별로 간편하게 관리 시공할 수 있다.

또한, 이음노즐(61)과 주입노즐(62)을 두 개로 분리하여 구성하는 이유는, 이음노즐(61)을 통해 프로파일(21)을 접착시키는 하수관(20)의 사이와 표면을 도포하는 폴리에틸렌 수지를 동시에 공급하면 폴리에틸렌 수지의 공급량을 조절하기가 힘들 뿐만 아니라 공급되는 폴리에틸렌 수지가 필요 이상으로 공급되는 현상이 발생하여 하수관(20)의 내부로 유입되어 손실되는 현상과 외경에 일정한 두께로 코팅하는 것에 어려움이 발생할 수 있으며, 두 개의 이음노즐(61)과 주입노즐(52)로 폴리에틸렌 수지를 분사하면 생산속도를 획기적으로 높일 수 있는 효과가 있다.

상기 이음부재와 코팅부재 공급단계(S70)를 통하여 이음부재(23)와 내경 코팅부(27) 및 외경 코팅부(28)가 공급되어 성형된 하수관(20)의 내경과 외경에는 냉각수가 공급되어 냉각되도록 하는 2차 냉각단계(S80)를 수행하는 것이다.

상기 이중벽 하수관(20)이 원통형으로 성형되어 회전하면서 공급되는 과정에서 커팅장치(80)의 가이드대(81)가 양쪽에 설치되어 하수관(20)이 회전하면서 생산되는 것을 안내하며, 절단 모터(82)의 동력으로 회전하는 절단날(83)이 하수관(20)을 일정한 길이에서 절단하는 절단단계(S90)를 수행하는 것이다.

상기 이중벽 하수관(20)이 절단된 후에는 커팅장치(80)의 전방에 설치한 배출장치(95)에 안내되어 공급되고 필요한 방향으로 배출이 이루어지도록 하는 배출단계(S100)를 수행하는 것이다.

상기 좌측부재와 우측부재 압출단계(S20)는 좌측 절곡돌기(24a)의 중앙에 결합홈(24d)이 형성되고 우측 절곡돌기(25a)의 중앙에 결합홈(25d)이 형성되도록 압출하며, 중앙에서 열십자 보강대(29)가 형성되도록 압출하는 것으로 대체할 수 있다.

상기 프로파일 결합단계(S30)는 좌측 부재(24)와 우측 부재(25) 및 열십자 보강대(29)가 압출되어 열십자 보강대(29)가 결합홈(24d, 25d)과 좌, 우측 결합홈(24c, 25c)와 요철형태가 되도록 결합하여 4개의 중공이 형성되는 프로파일(21)이 결합되도록 하는 것으로 대체할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 프로파일의 좌측과 우측을 좌측 부재와 우측 부재로 분할하여 압출한 후 요철형태로 결합되어 프로파일을 성형한 상태로 공급하게 되고, 상기 프로파일의 외경 전체면에 친환경 복합수지를 공급하여 코팅함으로써 프로파일이 성형된 상태에서 정확한 압출 성형상태를 유지하며, 다시 프로파일의 하측 일부를 제외한 전체면을 한번 더 코팅하여 하수관의 강성을 크게 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

10 : 프로파일 압출장치 11 : 좌측 압출홈
11a : 좌측 결합성형부 12 : 우측 압출홈
12a : 우측 결합성형부 13 : 전체 코팅홈
15 : 압출 다이스 20 : 하수관
21 : 프로파일 22 : 중공
23 : 이음부재 24 : 상측 부재
24a : 좌측 절곡돌기 24b : 좌측홈
24c : 좌측 결합홈 24d, 25d : 결합홈
25 : 우측 부재 25a : 우측 절곡돌기
25b : 우측홈 25c : 우측 결합홈
26 : 복합수지층 27 : 내경 코팅부
28 : 외경 코팅부 29 : 열십자 보강대
30 : 냉각장치 35 : 친환경 코팅장치
36 : 코팅 다이스 40 : 관 성형장치
41 : 와인딩장치 42 : 로울러
43 : 위치 조절대 44 : 마감 로울러
60 : 이음 압출장치 61 : 이음노즐
62 : 주입노즐 80 : 커팅장치
81 : 가이드대 82 : 절단 모터
83 : 절단날 95 : 배출장치

Claims

중공(22)이 형성되는 프로파일(21)의 사이에 형성되는 일정한 간격에 이음부재(23)를 공급하여 성형하되;
PH162 56∼64중량%, B502 28∼33중량% 및 B500 8∼11중량%가 혼합된 복합 수지로 형성된 복합수지층(26)을 코팅한 프로파일(21)이 와인딩장치(41)에 나선형으로 공급되는 과정에서 이음노즐(61)에서 공급되는 합성수지가 이음부재(23)와 내경 코팅부(27)를 코팅하고 주입노즐(61)에서 공급되는 합성수지가 외경 코팅부(28)를 코팅하여 성형되는 이중벽 하수관에 있어서,
상기 프로파일(21)은 세로방향에 일자형으로 형성된 후 상측과 하측에서 우측에 좌측 절곡돌기(24a)가 돌출되며, 상기 좌측 절곡돌기(24a)의 내부에 좌측홈(24b)이 형성되고, 상기 좌측 절곡돌기(24a)의 상측과 하측에서 우측 선단에 좌측 결합홈(24c)이 형성되는 "ㄷ"형의 좌측 부재(24);
세로방향에 일자형으로 형성된 후 상측과 하측에서 좌측에 우측 절곡돌기(25a)가 돌출되도록 형성되며, 상기 우측 절곡돌기(25a)의 내부에 우측홈(25b)이 형성되고, 상기 우측 절곡돌기(25a)의 상측과 하측에서 좌측 선단에 우측 결합홈(25c)이 형성되는 "コ"형의 우측 부재(25);
상기 좌측 부재(24)의 좌측 결합홈(24c)과 우측 부재(25)의 우측 결합홈(25c)이 일체형으로 결합하는 것을 특징으로 하는 강성 보강용 피복형 하수관.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 프로파일(21)은 좌측 압출홈(11)에서 압출되는 "ㄷ"형 좌측 부재(24)의 좌측 결합홈(24c)과 우측 압출홈(12)에서 압출되는 "コ"형 우측 부재(25)의 우측 결합홈(25c)이 요철형태로 만나서 결합한 사각형의 외경 전체면에 전체 코팅홈으로 공급되는 친환경 복합수지가 복합수지층(26)으로 코팅되며, 상기 복합수지층(26)의 외경에 이음노즐(61)에서 공급되는 합성수지가 프로파일(21)의 사이를 연결하는 이음부재(23)와 프로파일(21)의 내경 일부를 감싸는 내경 코팅부(27)를 코팅하고, 주입노즐(61)에서 공급되는 합성수지가 프로파일(21)의 외경 전체면을 외경 코팅부(28)로 코팅한 후 상기 이음부재(23)와 내경 코팅부(27) 및 외경 코팅부(28)가 일체형으로 연결되도록 코팅하여 성형되는 것을 특징으로 하는 강성 보강용 피복형 하수관.
제 1항에 있어서,
상기 프로파일(21)은 세로방향의 중앙에 결합홈(24d)이 형성된 후 양쪽에서 우측방향에 좌측 절곡돌기(24a)가 돌출되며, 상기 좌측 절곡돌기(24a)의 내부에 좌측홈(24b)이 형성되고, 상기 좌측 절곡돌기(24a)의 양쪽에서 우측 선단에 좌측 결합홈(24c)이 형성되는 좌측 부재(24);
세로방향의 중앙에 결합홈(25d)이 형성된 후 양쪽에서 좌측방향에 우측 절곡돌기(25a)가 돌출되도록 형성되며, 상기 우측 절곡돌기(25a)의 내부에 우측홈(25b)이 형성되고, 상기 우측 절곡돌기(25a)의 양쪽에서 좌측 선단에 우측 결합홈(25c)이 형성되는 우측 부재(25);
상기 좌측 부재(24)의 좌측 결합홈(24c)과 우측 부재(25)의 우측 결합홈(25c)이 일체형으로 결합할 때, 열십자 보강대(29)의 사면이 결합홈(24d, 25d)과 좌,우측 결합홈(24c, 25c)에서 요철형태로 결합되어 4개의 중공을 갖는 사각형으로 성형되는 것을 특징으로 하는 강성 보강용 피복형 하수관.
합성수지 원료를 프로파일 압출장치(10)에 펠릿 상태로 공급한 후 180∼210℃의 온도로 용융 가열하여 압출 다이스(15)에 공급하는 원료 혼합 압출단계(S10), 상기 원료가 용융 압출되면 중공(22)이 형성된 프로파일(21)을 압출하고, 상기 프로파일(21)이 성형된 후 냉각장치(30)를 통과하면서 냉각수와 접촉되어 냉각되는 1차 냉각단계(S40), 1차 냉각단계(S40)를 통하여 공급되는 프로파일(21)은 냉각되어 와인딩장치(41)에 공급되는 과정에서 코팅 다이스(36)를 통과하며 친환경 코팅장치(35)에서 공급되는 PH162 56∼64중량%, B502 28∼33중량% 및 B500 8∼11중량%를 혼합하여 성형된 복합수지가 프로파일(21)의 전체면을 복합수지층(26)으로 코팅되는 친환경 코팅부재 압출단계(S50); 상기 프로파일(21)이 관 성형장치(40)에 설치된 다수의 로울러(42)로 이루어진 와인딩장치(41)의 외경에 나선형으로 공급되는 프로파일 와인딩단계(S60), 상기 와인딩장치(41)에 나선형으로 공급되는 프로파일(21)의 사이에 이음부재(23)를 공급하여 프로파일(21)의 사이가 일체형으로 결합하는 이음부재 공급단계, 상기 이음부재(23)가 공급되어 성형된 이중벽 하수관(20)의 내경과 외경을 냉각하는 2차 냉각단계(S80), 상기 이중벽 하수관(20)이 원통형으로 성형된 후 회전하면서 공급되는 과정에서 커팅장치(80)의 가이드대(81)가 양쪽에 설치되어 이중벽 하수관(20)이 회전하면서 생산되는 것을 안내하며, 절단 모터(82)의 동력으로 회전하는 절단날(83)이 다중벽 하수관(20)을 일정한 길이에서 절단하는 절단단계(S90), 상기 다중벽 하수관(20)이 절단된 후에는 커팅장치(80)와 배출장치(95)에 안내되어 배출되는 배출단계(S100)로 이루어지는 이중벽 하수관의 제조방법에 있어서,
상기 원료혼합 압출단계(S10)는 다이스(15)의 좌측 압출홈(11)과 우측 압출홈(12)으로 용융된 원료를 공급하는 것이며,
상기 원료혼합 압출단계(S10)에서 원료가 용융 공급되면 좌측 압출홈(11)과 좌측 결합성형부(11a)에서 좌측 절곡돌기(24a)가 형성되고 우측 선단으로 좌측 결합홈(24c)이 성형되는 "ㄷ"형의 좌측 부재(24)가 압출되며, 우측 압출홈(12)과 우측 결합성형부(12a)에서 우측 절곡돌기(25a)가 형성되고 좌측 선단으로 우측 결합홈(25c)이 형성되는 "コ"형 우측 부재(25)가 압출되는 좌측부재와 우측부재 압출단계(S20)와;
상기 "ㄷ"형의 좌측 부재(24)와 "コ"형 우측 부재(25)가 압출되며 압출되며 좌측홈(24b)과 우측홈(25b)의 압출상태가 변형되지 않고 정확하게 성형되고, 전방에서 좌측 결합홈(24c)과 우측 결합홈(25c)이 요철형태로 만나면서 일체형의 프로파일이 성형되는 프로파일 결합단계(S30);
상기 프로파일(21)을 냉각하는 1차 냉각단계(S40)와 프로파일(21)에 복합수지층(26)을 코팅하는 친환경 코팅부재 압출단계(S50)를 수행한 후 관 성형장치(40)의 전방에 설치된 다수의 로울러(42)로 이루어진 와인딩장치(41)의 외경에 나선형으로 공급되는 프로파일 와인딩단계(S60);
이음 압출장치(60)에서 180∼210℃의 온도로 용융된 폴리에틸렌이 이음노즐(61)을 통하여 프로파일(21)의 사이에 공급되어 내경 코팅부(27)와 이음부재(23)로 성형되며, 상기 이음노즐(61)을 통하여 공급되는 합성수지는 프로파일(21)의 사이에서 이음부재(23)로 서로 연결되도록 하고 프로파일(21)의 사이에서 하측으로 이동한 후 프로파일(21)의 하측 일부가 감싸지도록 평활하게 코팅하는 내경 코팅부(27)가 성형되는 이음부재와 코팅부재 공급단계(S70);를 수행하는 것을 특징으로 하는 강성 보강용 피복형 하수관의 제조방법.
삭제
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삭제
제 5항에 있어서,
상기 좌측부재와 우측부재 압출단계(S20)는, 원료가 용융 공급되면 좌측 압출홈(11)과 좌측 결합성형부(11a)에서 중간에 결합홈(24d)이 형성된 좌측 절곡돌기(24a)가 형성되고 우측 선단으로 좌측 결합홈(24c)이 성형되는 "ㄷ"형의 좌측 부재(24)가 압출되며, 우측 압출홈(12)과 우측 결합성형부(12a)에서 중간에 결합홈(25d)이 형성된 우측 절곡돌기(25a)가 형성되고 좌측 선단으로 우측 결합홈(25c)이 형성되는 "コ"형 우측 부재(25)가 압출되고, 열십자 보강대(29)가 압출되는 것을 특징으로 하는 강성 보강용 피복형 하수관의 제조방법.
제 5항에 있어서,
상기 프로파일 결합단계(S30)는, "ㄷ"형의 좌측 부재(24)와 "コ"형 우측 부재(25)가 압출되며 좌측홈(24b)과 우측홈(25b)의 압출상태가 변형되지 않고 정확하게 성형되고, 전방에서 좌측 결합홈(24c)과 우측 결합홈(25c)이 요철형태로 만날 때 열십자 보강대(29)가 결합홈(24d, 25d)과 좌, 우측 결합홈(24c, 25c)에서 요철형태로 결합하면서 일체형의 프로파일이 성형되는 것을 특징으로 하는 강성 보강용 피복형 하수관의 제조방법.