KR101824002B1 - 코팅 강관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 망사가 적층된 필름과 이를 구비한 강판 및 파형 강관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파형 강관의 강판 외주면 또는/및 내주면에 코팅되는 필름 상에 그물망 형태의 망사가 적층된 구조를 갖게 하여, 외부 충격 완화, 접착력 보장(박리 방지), 필름 손상 방지, 내인장력, 내구성, 내마모성, 내부식성, 강성을 개선한, 망사가 적층된 필름과 이를 구비한 강판 및 파형 강관을 제공한다.

Description

코팅 강관{Coated Steel Pipe}

본 발명은 코팅 강관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 충격에 따른 코팅 필름의 손상을 방지하는 코팅 강관에 관한 것이다.

파형 강관은 오수 및 폐수의 배수, 농업용수, 염해지역, 해양공사, 건축분야 등에서 중공 거푸집이나 건축 슈트로서 널리 사용되고 있다. 기존 콘크리트관은 시공 시 인력난과 비용 및 환경 훼손 등의 문제가 있어서, 최근에는 높은 외압강도와 구조적 안전성, 내구성, 경제성 및 시공성이 우수한 파형 강관이 각광받고 있다.

도 1a는 종래기술1에 따른 파형 강관의 구조도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 파형 강관(100)은 산과 골이 형성되어 길이 방향으로 나선 형태로 연속되게 감겨진 형태를 가지며, 강판(110)의 외주면과 내주면에 대칭적으로 아연 도금(111, 112), 접착성 PE 필름(113, 114), 고강도 PE 필름(115, 116)이 코팅되어 있다.

종래기술1은 오수, 폐수, 생활하수의 독성으로 인한 부식과 산화를 방지하기 위해 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름과 같이 이중 필름을 아연 도금 위에 코팅한 것이다.

그러나, 종래기술1의 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름 자체가 외부 충격에 약하고 인장력이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 일반적으로 파형 강관의 부식을 고려하여 아연 도금 강판을 사용하고 있는데, 이 아연 도금 강판 보호를 위해 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름을 코팅한 것만으로는 파형 강관 생산, 운반, 시공 시 필름 표면이 쉽게 훼손되어 파형 강관의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

예를 들자면, 시공 시 크레인이나 포크레인과 같은 중장비로 파형 강관을 이송하여 설치 장소에 매설하는 도중에 중장비에 의해 파형 강관 외주면을 스크래치(찍힘, 긁힘)하게 됨에 따라 약한 물성을 갖는 고강도 PE 필름 및 접착성 PE 필름으로부터 그 하부의 아연 도금 강판까지 손상되는 일이 빈번하게 발생되고 있다.

한편, 시공 후에는 파형 강관 내주면 내부에 오폐수 뿐만 아니라 돌, 자갈 등도 이송되는데 이러한 돌, 자갈에 의해 약한 물성을 갖는 고강도 PE 필름 및 접착성 PE 필름으로부터 그 하부의 아연 도금 강판까지 손상되는 일이 빈번하게 발생되고 있다.

도 1b는 종래기술2에 따른 파형 강관의 구조도이다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 종래기술2의 파형 강관은 강판(210)의 외주면과 내주면에 대칭적으로 아연 도금(211, 212), 접착성 PE 필름(213, 214)과 중간보강재(215, 216) 및 고강도 PE 필름(217, 218)이 적층된 구조를 가진다.

즉, 종래기술2는 부직포를 중간보강재로 사용하여 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름 사이에 중간보강재를 삽입한 것이다. 종래기술2의 제조 설비, 파형 강관 구조는 대한민국 공개특허 제2004-89931호(발명의 명칭: "기능성 고강도 접착 시트와 그 시트를 제조하는 시스템 및 방법과 그 시트가 용착된 기능성의 고강도 강판"), 대한민국 공개특허 제2006-106592호(발명의 명칭: "아연도 강판 및 이를 이용한 아연도금 나선형 파형강관")에 게시되어 있다.

종래기술2는 제조 공정 상 먼저 부직포 상부면에 고강도 PE 필름을 가열 압착하여 접착시킨 후에 다음으로 부직포 하부면에 접착성 PE 필름을 가열 압착하여 접착시켜 생산된다.

그러나, 종래기술2의 파형 강관은 부직포를 삽입하여 강도와 내구성을 다소 증가시킬 수 있으나, 직물 형태의 부직포 특성 상 부직포와 고강도 PE 필름 간의 접착력이 떨어지고 부직포와 접착성 PE 필름 간의 접착력이 떨어진다. 즉, 부직포로 인해 고강도 PE 필름과 접착성 PE 필름 간이 직접적으로 접착된 형태가 아니기 때문에 시공 전후로 PE 필름이 박리되는 문제점이 있다.

또한, 종래기술2의 파형 강관은 외주면의 고강도 PE 필름에 중장비에 의한 외부 충격과 내주면의 고강도 PE 필름에 배수유량 속에 섞인 돌, 자갈에 의한 외부 충격에 대해, 고강도 PE 필름의 부직포가 충격 완충 작용을 제대로 할 수 없어서 파형 강관의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

또한, 종래기술2는 비싼 부직포 사용으로 인해 파형 강관 단가가 올라가는 문제점과, 특히 고강도 PE 필름과 부직포 및 접착성 PE 필름 구조로 필름을 생산하는 제조 비용이 상당히 상승하는 문제점이 있다.

즉, 고강도 PE 필름과 접착성 PE 필름을 가열 압착하여 필름을 생산하는 기존 제조 설비로는 종래기술2의 필름을 생산할 수 없어서 추가적인 설비 증설이 필요하다.

구체적으로, 부직포 상부면에 고강도 PE 필름을 가열 압착하는 설비와, 고강도 PE 필름이 접착된 부직포 하부면에 접착성 PE 필름을 가열 압착하는 설비와 같이 이중 설비를 갖춰야 하기 때문에 공정 수 증가, 양산성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 현장에서 시공 전후로 파형 강관의 아연 도금 강판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 외부 충격 완화, 내구성, 내마모성, 내인장력, 내부식성, 강성을 가지면서 필름 접착력(박리 방지)을 보장하는 저가의 신규 필름의 개발이 절실히 요구되고 있다.

또한, 기존 제조 설비의 막대한 설비 증설 및 공정 수 증가 없이 낮은 제조 단가로 필름을 대량 생산할 수 있는 신규 필름 제조 설비의 개발이 절실히 요구되고 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 파형 강관의 강판 외주면 또는/및 내주면에 코팅되는 필름 상에 그물망 형태의 망사가 적층된 구조를 갖게 하여, 외부 충격 완화, 접착력 보장(박리 방지), 필름 손상 방지, 내인장력, 내구성, 내마모성, 내부식성, 강성을 개선한, 망사가 적층된 필름과 이를 구비한 강판 및 파형 강관을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 코팅 강관으로서 강관과, 상기 강관의 외부 표면과 내부 표면에 도금되어 상기 강관의 부식을 방지하는 아연 층과, 상기 아연 층의 상부 표면에 코팅된 제1 수지 층과, 상기 제1 수지 층의 상부 표면에 코팅된 제2 수지 층과, 상기 제2 수지 층이 하부면과 접착하며 구멍을 갖는 그물 망 형태의 망사 층을 구비하며, 상기 제1 수지 층은 상기 제2 수지 층보다 접착성이 크고, 상기 제2 수지 층은 상기 제1 수지 층보다 강도가 크며, 상기 제2 수지 층이 상기 망사층의 구멍에 침투되어 접착되고, 상기 망사 층은 상기 제1 수지 층이 외부 충격에 의해 벗겨지는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 강성과 접착성 2가지 특성을 동시에 보장할 수 있는 망사를 통해 필름 접착력이 떨어져 자연 박리되는 것을 방지하여 강판 또는/및 파형 강관에 코팅되는 필름 본연의 성능을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 저가의 망사가 적층된 필름을 개발하여 강판 또는/및 파형 강관에 사용함으로써, 파형 강관의 제작, 이송, 설치 시, 시공 후에도 파형 강관의 내외주면에 대해 외부 충격 완충 작용, 내구성, 내마모성, 내인장력, 내부식성, 강성을 가지게 하여 파형 강관의 아연 도금 원판이 손상되는 것을 방지해 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존 설비 증설, 변경 없이도 간단한 시공으로 이미 설치된 필름 제조 설비에 망사를 투입하는 것만으로 망사가 적층된 필름을 제조할 수 있으며, 막대한 설비 증설 및 공정 수 증가 없이 낮은 제조 단가로 필름을 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 종래기술1에 따른 파형 강관의 구조도이다.
도 1b는 종래기술2에 따른 파형 강관의 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 망사가 적층된 필름의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 망사가 형성된 강판의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 망사가 형성된 파형 강관의 구조도이다.
도 5는 본 발명에서 제시하는 망사의 사시도이다.
도 6a는 본 발명의 망사가 형성된 파형 강관의 사시도이다.
도 6b는 종래기술의 파형 강관의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 망사가 적층된 필름을 제조하는 장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 망사가 적층된 필름을 제조하는 방법의 순서도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면들을 함께 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 망사가 적층된 필름의 구조도이고, 도 3은 본 발명의 망사가 형성된 강판의 구조도이고, 도 4는 본 발명의 망사가 형성된 파형 강관의 구조도이고, 도 5는 본 발명에서 제시하는 망사의 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 망사가 적층된 필름(20)은 하부층 필름(50), 상부층 필름(30) 및 그물망 형태의 망사(40)로 구성된다. 여기서 필름(20)이 강판 또는/및 파형 강관에 형성되는 위치를 기준으로 상부층 필름(30)을 외부층 필름이라고도 명명할 수 있고, 하부층 필름(50)을 내부층 필름이라고도 명명할 수 있다.

도 2와 도 5를 함께 참조하여 본 발명의 망사(40)에 대해 먼저 설명하기로 한다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 망사(40)는 내충격, 내마모, 강성을 갖는 소재를 그물망 형태로 성형하여 제작할 수 있다. 망사의 구멍(41)은 삼각형, 사각형 등의 다각형일 수 있다.

망사(40)의 소재로는 상부층 필름(30) 및 하부층 필름(50)과 같은 PE 등과 같은 합성 수지가 사용될 수 있다. 다른 예로, 나일론 등과 같은 섬유가 사용될 수도 있다. 바람직하게는, PE 재료를 사용하여 사각 구멍의 그물망 형태로 망사(40)를 제작하면 망사(40)와 상부층 필름(30) 간의 접착력을 더욱 높일 수 있다.

일례로, 망사(40)는 두께 0.2 mm를 갖는 HDPE(고밀도 폴리에틸렌)와 LDPE(저밀도 폴리에틸렌)와 MB(Master Batch, 마스터 배치)의 합성 수지로 구성될 수 있다.

본 발명에서는 하부층 필름(50)(예; 접착성 PE 필름)과 상부층 필름(30)(예; 고강도 PE 필름 등)으로 구성된 평면 필름 상에 이 평면 필름 보다 경도가 낮은 재질 특성을 갖는 그물망 형태의 망사(40)를 접착하여, 강판 또는/및 파형 강관의 내주면 또는/및 외주면에 코팅되는 신규 필름을 제시한다.

본 발명의 신규 필름을 제조하는데 있어, 주지의 필름 가열 압착 공정을 그대로 사용하여 고강도 PE 필름과 접착성 PE 필름을 접착할 때, 미경화 상태의 접착성 PE 필름에 올려진 고강도 PE 필름 위에 경화 상태의 PE 재료의 그물망 형태 망사(40)가 위치되게 한 상태에서 가열 압착하여 망사가 적층된 신규 필름을 제조한다. 여기서, 그물망 형태 망사(40)는 원단 형태로 사전 제작된 것이므로 경화 상태를 갖는 것임을 이해할 수 있을 것이다.

즉, 미경화된 고강도 PE 필름 위에 망사(40)가 위치되게 한 상태에서 가열 압착하여, 고강도 PE 필름의 상부면에 망사(40)가 적층된 형태로 접착하며, 이때 가열 압착에 의해 고강도 PE 필름 상부면의 접착 성분을 갖는 부분이 망사(40)의 구멍(41)으로 그 일부가 침투된 형태로 접착된다. 물론, 가열 압착에 의해 접착성 PE 필름 상부면의 접착 성분을 갖는 부분과 고강도 PE 필름 하부면의 접착 성분을 갖는 부분이 접착된다. 이를 도 2를 통해 확인할 수 있다.

도 2의 하단에 도시된 필름 적층 구조는, 두께 0.2 mm를 갖는 망사(40), 두께 0.2 mm를 갖는 상부층 필름(30) 및 두께 0.05 mm를 갖는 하부층 필름(50)을 가열 압착하여 접착한 후의 모습을 보여주고 있다.

즉, 가열 압착에 의해 상부층 필름(30) 상부면에 형성된 두께 0.05 mm의 접착 성분을 갖는 부분(0.05 mm) 중에서 0.02 mm의 일부 접착 성분 부분이 망사(40)의 구멍(41)으로 침투되어 구멍(41)의 내측벽 및 공동에 접착됨과 아울러, 상부층 필름(30) 상부면의 접착 성분이 망사(40)의 구멍 이외의 부분에 해당하는 하부면과 접착된다.

결과적으로 보면, 본 발명에서 제시하는 신규 필름 구조는 망사(40)의 하부면 일부가 상부층 필름(30)의 상부면에 함몰되어 적층된 구조를 가짐을 확인할 수 있다.

본 발명에서 언급한 필름 및 망사의 재질 및 두께는 파형 강관 표준 기준에 의한 예시에 불과한 것이며, 계절, 온도, 사용 여건 등에 따라 최적의 재질 및 두께로 변경하여 적용되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제시하는 망사가 적층된 필름의 구조가 종래기술과 다른 점을 설명하면 다음과 같다.

종래기술1의 2층 구조의 접착성 PE 필름 및 고강도 PE 필름 위에 별도의 필름을 더 적층하여 3층 구조의 필름을 생각해 볼 수 있다. 그러나, 3층 구조의 필름은 추가 필름으로 인해 그만큼 두께가 더 두꺼워져 환경 및 장소 여건에 따라 시간이 지날수록 접착력이 떨어져, 강판 또는/및 파형 강관 내외주면으로부터 자연적으로 박리되는 문제점을 안고 있다.

그리고, 강판 또는/및 파형 강관 내외주면에 3층 구조의 필름을 코팅한 경우에, 이 필름이 무조건 질기다고 해서 인장력을 갖는 것이 아니어서 외부 충격에 대해 완충 작용을 할 수 없다.

이에 반해, 본 발명은 망사를 고강도 PE 필름 상에 적층하여 강판 또는/및 파형 강관 내외주면의 외부 표면에 망사 상부면이 돌출된 구조를 가지기 때문에, 그물망의 형상 작용에 따라 수축력을 가져 비록 망사가 0.2 mm의 두께를 가지더라도 외부 충격 완충 작용을 제대로 할 수 있다. 물론, PE 재료에 구멍을 형성하기만 하면 되기 때문에 원재료비도 대폭 절감할 수 있다.

한편, 종래기술2와 같이 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름 사이에 부직포와 같이 망사를 적층한 구조도 생각해 볼 수 있다. 그러나, 망사는 구멍을 가진 형태이기 때문에 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름 사이에 망사를 적층하게 되면 망사 구멍에 의한 공기로 인해 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름과 망사 간의 접착이 제대로 될 수 없어 시공 전후로 박리되는 문제점을 안고 있다.

그리고, 종래기술2의 제조 공정 및 설비에 대해 설명한 바와 같이, 망사 상부면에 고강도 PE 필름을 접착하고, 고강도 PE 필름이 접착된 망사 하부면에 접착성 PE 필름을 접착하기 위해서는 기존 필름 제조 설비로는 생산할 수 없는 등 많은 문제점을 안고 있다. 본 발명의 제조 공정 및 설비에 대해서는 하기에서 구체적으로 후술하기로 한다.

위와 같이 본 발명에서는 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름을 위한 보강재를 개발하는데 있어 강성과 접착성이라는 2가지의 특성을 동시에 갖는다는 것은 물리적 모순임을 인지하여 이를 공간 분리 원리에 착안해 그물망 형태의 망사가 적층된 필름을 개발한 것이다.

본 발명의 망사가 형성된 강판(60)은 상부면 또는/및 하부면에 도 2의 필름(20)이 적층된 구조를 가진다.

일례로, 도 3에 도시된 바와 같이 원판(61)의 상부면에 제1 아연 도금(62), 제1 내부층 필름(63), 제1 외부층 필름(64) 및 그물망 형태의 제1 망사(65)가 적층되고, 원판(61)의 하부면에 제2 아연 도금(66), 제2 내부층 필름(67), 제2 외부층 필름(68) 및 그물망 형태의 제2 망사(69)가 적층된 구조를 가진다.

도 3은 강판 상에서 필름과 망사가 적층된 위치를 보여주기 위한 것이며, 도 2를 통해 설명한 것과 같은 구조를 갖는 것으로 이해하는 것이 바람직하다.

제1 망사(65) 및 제2 망사(69)는 도 2의 망사(40)와 같은 것이며, 제1 아연 도금(62)과 제2 아연 도금(66)은 같은 것이며, 제1 내부층 필름(63)과 제2 내부층 필름(67)은 같은 것이며, 제1 외부층 필름(64)과 제2 외부층 필름(68)은 같은 것이다.

아연 도금(62, 66)은 원판(61)의 부식 등을 방지하기 위해 원판(61)의 상부면 또는/및 하부면에 형성된다. 일례로 도금 두께 0.0417 mm로 원판(61)의 상부면 또는/및 하부면에 아연을 도금할 수 있다.

내부층 필름(63, 67)은 접착성 PE 필름으로 구성될 수 있으며, 일례로 두께 0.05 mm를 갖는 ADPOLY/기능성 PE 수지로 구성될 수 있다.

외부층 필름(65, 69)은 고강도 PE 필름으로 구성될 수 있으며, 일례로 두께 0.2 mm를 갖는 HDPE(고밀도 폴리에틸렌)와 MB(Master Batch, 마스터 배치)의 합성 수지로 구성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 망사가 형성된 파형 강관(70)은 도 3의 강판이 길이 방향으로 산과 골을 갖는 나선 형태로 연속되게 감겨진 구조를 가지며, 주지의 파형 강관 제조 공정으로 생산될 수 있다. 파형 강관 제조 공정에 관련된 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있으므로 생략하기로 한다.

도 6a는 본 발명의 망사가 형성된 파형 강관의 사시도이고, 도 6b는 종래기술의 파형 강관의 사시도이다.

도 6a는 본 발명의 그물망 형태의 망사(40), 외부층 필름(65) 및 내부층 필름(63)으로 구성된 필름(20)을 아연 도금 원판(61)에 코팅하여 제조한 파형 강관의 외관 모습을 보여주고 있다. 한편, 도 6a는 파형 강관 외주면측의 모습을 보여주고 있으며, 도면에서 보이지 않으나 파형 강관 내주면측도 외주면과 동일하게 망사가 적층된 필름이 형성되어 있다.

도 6b는 아연 도금 원판에 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름만을 코팅하여 제조한 종래기술의 파형 강관의 외관 모습을 보여주고 있다.

도 6a와 같이 본 발명의 파형 강관은 망사를 구비함으로써, 파형 강관의 제작, 이송, 설치 시, 시공 후에도 파형 강관의 내외주면에 대해 외부 충격 완충 작용, 내구성, 내마모성, 내인장력, 내부식성, 강성을 가지면서 필름 접착력을 보장할 수 있으며, 파형 강관의 아연 도금 원판이 손상되는 것을 방지해 수명을 연장할 수 있는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 망사가 적층된 필름을 제조하는 장치의 구성도이고, 도 8은 본 발명에 따른 망사가 적층된 필름을 제조하는 방법의 순서도이다.

본 발명의 장치는 동력부(81), 제1 필름원료 배합/공급부(82), 제2 필름원료 배합/공급부(83), 제1 압출부(84), 제2 압출부(85), 상/하지 분리부(86), 필름 성형부(87), 망사 공급부(88), 망사 평활부(89), 망사 텐션부(90), 가열 압착부(91), 필름 평탄도 조정부(92), 필름 평탄도 보정부(93), 필름 텐션부(94), 필름 권취부(95)를 포함한다.

동력부(81)는 모터, 감속기 등과 같은 동력 공급, 구동, 제어 기기로 구성될 수 있다.

제1 필름원료 배합/공급부(82)는 외부로부터 투입되는 상부층 필름 원료(예; 고강도 PE 필름 원료)를 배합하여 제1 압출부(84)로 공급하고, 제2 필름원료 배합/공급부(83)는 외부로부터 투입되는 하부층 필름 원료(예; 접착성 PE 필름 원료)를 배합하여 제2 압출부(85)로 공급한다. 제1 필름원료 배합/공급부(82) 및 제2 필름원료 배합/공급부(83)는 각각의 호퍼(HOPPER)로 구성될 수 있다.

제1 압출부(84)는 상부층 필름 원료를 믹싱, 가열하여 상/하지 분리부(86)로 압출하고, 제2 압출부(85)는 하부층 필름 원료를 믹싱, 가열하여 상/하지 분리부(86)로 압출한다. 이때 제1 압출부(84) 및 제2 압출부(85) 각각은 상부층 필름 원료 및 하부층 필름 원료 각각을 150 ~ 235 ℃의 온도로 전기 가열할 수 있다.

상/하지 분리부(86)는 제1 압출부(84) 및 제2 압출부(85)로부터 오는 상부층 필름 및 하부층 필름을 분리하여 필름 성형부(87)로 배출한다. 상/하지 분리부(86)는 PE 블럭으로 구성될 수 있고, 210 ~ 230 ℃의 전기 가열 온도로 동작할 수 있다.

필름 성형부(87)는 상/하지 분리부(86)로부터 받은 상부층 필름 및 하부층 필름의 두께 등을 조정하면서 필름을 성형하여 가열 압착부(91)로 배출 이송한다. 필름 성형부(87)의 필름 배출에 따라 미경화 상태의 상부층 필름이 하부층 필름에 올려진 형태로 가열 압착부(91)로 투입되게 된다. 필름 성형부(87)는 다이스 금형기로 구성될 수 있고, 225 ~ 235 ℃의 전기 가열 온도로 동작할 수 있다.

한편, 망사 공급부(88)는 그물망 형태의 망사[예; HDPE(고밀도 폴리에틸렌)와 LDPE(저밀도 폴리에틸렌)와 MB(Master Batch, 마스터 배치)의 합성 수지로 제작된 사각 구멍이 형성된 망사 원단]을 감고 있는 상태에서 망사 평활부(89)로 공급한다. 망사 공급부(88)는 REEL 등으로 구성될 수 있다.

망사 평활부(89)는 망사 공급부(88)로부터 오는 망사의 표면을 평활하게 하여 망사 텐션부(90)로 이송한다. 망사 평활부(89)는 다수 개의 가이드로 구성될 수 있다.

망사 텐션부(90)는 망사 평활부(89)로부터 오는 망사의 텐션을 잡고서 가열 압착부(91)로 이송한다.

위와 같이, 필름 성형부(87)로부터 이송되는 필름, 즉 하부층 필름에 상부층 필름이 올려진 형태의 필름과, 망사 텐션부(90)로부터 이송되는 망사가 가열 압착부(91)로 투입되게 되면 상부층 필름 위에 망사가 위치되는 형태로 놓이면서 가열 압착 공정이 진행된다.

즉, 가열 압착부(91)는 망사, 상부층 필름 및 하부층 필름을 가열 압착해 접착하여 필름 평탄도 조정부(92)로 이송한다. 가열 압착부(91)는 적어도 2개의 상/하 대칭 구조의 압착 롤러(ROLLER)로 구성될 수 있고, 45 ~ 70 ℃의 전기 가열 온도로 동작할 수 있으며, 롤링 동작으로 접착된 필름(즉 망사가 적층된 필름)의 두께 보정도 이루어질 수 있다.

가열 압착부(91)의 동작 온도는 비교적 낮은 온도, 바람직하게는 필름 성형부(87)의 225 ~ 235 ℃ 보다 낮은 45 ~ 70 ℃가 바람직하다. 하기에서 후술하겠지만 이는 필름 성형부(87)에서 배출되는 상부층 필름 및 하부층 필름이 높은 온도로 미경화 상태에서 가열 압착부(91)에서 망사와 상부층 필름 및 하부층 필름이 경화되어 접착되게 하기 위함이다. 또한, 가열 압착부(91)의 비교적 가열 온도를 낮게 하여 경화 상태의 망사가 손상되는 것을 방지하기 위함이다.

특히, 본 발명의 주요한 공정 원리를 설명하면 다음과 같다.

가열 압착부(91)에 접착성 PE 재질의 하부층 필름에 고강도 PE 재질의 상부층 필름이 올려진 상태로 투입되고, 가열 압착부(91)에 상부층 필름 위에 망사가 위치되게 투입된다. 이때 가열 압착 공정 진행 이전이므로 고강도 PE 재질의 상부층 필름은 미경화 상태임을 확인할 수 있다.

가열 압착부(91)에서 가열 압착 공정이 진행되면 상부 압착 롤러의 가열 압착 롤링에 의해 망사가 아랫 방향으로 눌려져서 상부층 필름 상부면에 접착되고, 특히 미경화 상태의 상부층 필름 상부면 접착 성분 부분이 망사의 구멍으로 그 일부가 침투된 형태로 접착됨과 동시에, 하부 압착 롤러의 가열 압착 롤링에 의해 하부층 필름이 윗 방향으로 눌려져서 하부층 필름 상부면과 상부층 필름 하부면이 접착된다.

필름 평탄도 조정부(92)는 가열 압착부(91)로부터 오는 필름(즉 망사가 적층된 필름)의 평탄도를 조정하여 필름 평탄도 보정부(93)로 이송한다. 필름 평탄도 조정부(92)는 폴리싱 롤러로 구성될 수 있고, 35 ~ 50 ℃의 전기 가열 온도로 동작할 수 있다.

필름 평탄도 보정부(93)는 필름 평탄도 조정부(92)로부터 오는 망사가 적층된 필름의 평탄도를 보정하여 필름 텐션부(94)로 이송한다. 필름 평탄도 보정부(93)는 다수 개의 가이드 및 레벨러로 구성될 수 있다.

필름 텐션부(94)는 필름 평탄도 보정부(93)로부터 오는 망사가 적층된 필름의 텐션을 잡고서 필름 권취부(95)로 이송한다.

필름 권취부(95)는 필름 텐션부(94)로부터 오는 망사가 적층된 필름을 감는다.

본 발명의 장치에서 망사 공급부(88), 망사 평활부(89) 및 망사 텐션부(90)[이를 본 발명에서 '망사 투입부'로 정의함]를 제외한 나머지 다른 설비는 주지의 필름 제조 설비와 동일함을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 기존 설치된 가열 압착부(91)에 망사를 투입하는 것만으로 망사가 적층된 필름을 제조할 수 있는 것이며, 기존 설비 증설, 변경 없이도 간단한 시공으로 망사 투입 설비만 추가하면 되는 것이다.

다음으로, 도 8을 참조하여 본 발명의 주요 제조 공정을 설명하기로 한다.

하부층 필름(예; 접착성 PE 필름)에 상부층 필름(예; 고강도 PE 필름)이 올려진 상태로 가열 압착부(91)로 상부층 필름과 하부층 필름을 투입한다(801). 이때, 상부층 필름과 하부층 필름은 미경화 상태로 가열 압착부(91)에 투입되는 것이 바람직하다.

그리고, 상부층 필름과 하부층 필름 투입과 함께, 그물망 형태의 망사를 상부층 필름 위에 위치되게 가열 압착부(91)로 투입한다(802).

그리고서, 가열 압착부(91)에서 그물망 형태의 망사와 상부층 필름 및 하부층 필름을 가열 압착해 접착하여 배출한다(803). 이때, 상부층 필름과 하부층 필름이 경화될 수 있는 온도로 가열 압착하는 것이 바람직하며, 가열 압착부(91)의 상부 압착 롤러는 망사를 가열 압착해 상부층 필름과 접착시키고 가열 압착부(91)의 하부 압착 롤러는 하부층 필름을 가열 압착해 상부층 필름과 접착시킨다.

위와 같은 제조 공정을 통해 도 2와 같이 망사(40)의 하부면 일부가 상부층 필름(30)의 상부면에 함몰되어 적층된 것과 같이 보이는 필름을 제조한 것이다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 엠보싱(embossing) 구조의 필름과 이를 제조하는 장치 및 방법을 제시한다. 이 엠보싱 구조 필름도 강판 또는 강판을 이용하여 생산하는 파형 강관의 내주면 또는/및 외주면의 코팅에 사용되는 것이 바람직하다.

즉, 필름의 상부면이 요철 형상을 갖게 하여, 전술한 망사 적층 구조 필름과 같이 외부 충격 완화, 접착력 보장(박리 방지), 필름 손상 방지, 내인장력, 내구성, 내마모성, 내부식성, 강성을 개선하는 작용, 효과를 도모하는 것이다.

본 발명의 엠보싱 구조 필름의 예를 들어 보면, 접착성 PE 필름 위에 고강도 PE 필름이 적층되며, 이 고강도 PE 필름의 상부면, 즉 강판 또는 파형 강관의 내주면 또는/및 외주면에 해당되는 상부면이 요철 형상을 갖는다.

위와 같이 접착성 PE 필름과 고강도 PE 필름의 이중 필름을 강판 또는 파형 강관에 코팅할 수 있지만, 다른 예시로서 하나의 PE 필름을 강판 또는 파형 강관에 코팅하는 경우에 이 하나의 PE 필름 상부면이 요철 형상을 갖게 할 수도 있다.

엠보싱 구조 필름의 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.

PE 필름의 상부면에 대해 열이나 압력, 자외선이나 전자선을 가하거나, 수지나 약품 처리를 통해 요철 형상을 갖게 할 수 있다.

바람직하게는, 음각 패턴이 형성된 금형기 또는 롤러 금형기를 이용하여 PE 필름의 상부면을 요철 형상으로 성형할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 일반적인 필름 제조 설비에 금형기 또는 롤러 금형기만을 추가하면 엠보싱 구조 필름을 제작할 수 있는 것이다.

본 발명의 엠보싱 구조 필름 제조 설비의 예를 들어 보면, 도 7의 망사 투입부[망사 공급부(88), 망사 평활부(89) 및 망사 텐션부(90)]가 없으며, 가열 압착 공정 이전에 설치된 다이스 금형기로 구성되는 필름 성형부(87) 대신에 음각 패턴이 형성된 금형기 또는 롤러 금형기를 구비하면 된다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

20 : 필름 30 : 상부층 필름
40 : 그물망 형태의 망사 41 : 망사의 구멍
50 : 하부층 필름 60 : 강판
61 : 원판 62 : 제1 아연 도금
63 : 제1 내부층 필름 64 : 제1 외부층 필름
65 : 그물망 형태의 제1 망사 66 : 제2 아연 도금
67 : 제2 내부층 필름 68 : 제2 외부층 필름
69 : 그물망 형태의 제2 망사

Claims (1)

1. 강관과,
   상기 강관의 외부 표면과 내부 표면에 도금되어 상기 강관의 부식을 방지하는 아연 층과,
   상기 아연 층의 상부 표면에 코팅된 제1 수지 층과,
   상기 제1 수지 층의 상부 표면에 코팅된 제2 수지 층과,
   상기 제2 수지 층이 하부면과 접착하며 구멍을 갖는 그물 망 형태의 망사 층을 구비하며,
   상기 제1 수지 층은 상기 제2 수지 층보다 접착성이 크고, 상기 제2 수지 층은 상기 제1 수지 층보다 강도가 크며,
   상기 제2 수지 층이 상기 망사층의 구멍에 침투되어 접착되고,
   상기 망사 층은 상기 제1 수지 층이 외부 충격에 의해 벗겨지는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 코팅 강관.

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