KR101979861B1

KR101979861B1 - 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치 및 이를 이용한 합성수지관 제조방법

Info

Publication number: KR101979861B1
Application number: KR1020180108220A
Authority: KR
Inventors: 김경량
Original assignee: 푸른나래(주)
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2019-05-17

Abstract

본 발명은 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치 및 이를 이용한 합성수지관 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 2대의 압출기를 이용하여 내층과 외층 및 중간층의 삼중 구조를 갖는 합성수지관을 제조할 수 있도록 한 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치 및 이를 이용한 합성수지관 제조방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 제1압출기와 연결되어 중간층의 성형을 위한 제1재료를 공급받도록 이루어지되, 내층의 성형을 위한 제2재료가 유동하는 제1유동홈이 외주면에 형성된 것으로 이루어진 원통부를 포함하는 제1압출다이; 상기 원통부의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어지며, 상기 제1압출다이를 통해 공급되는 제1재료가 유동하는 제2유동홈이 외주면에 형성된 제2압출다이; 상기 제2압출다이의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어지며, 외층의 성형을 위한 제2재료가 유동하는 제3유동홈이 외주면에 형성된 제3압출다이; 제2압출기와 연결되어 내층 및 외층의 성형을 위한 제2재료를 공급받도록 이루어지되, 상기 제3압출다이의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어진 제4압출다이; 상기 제1압출기로부터 공급되는 제1재료가 제1압출다이 및 제2압출다이를 통해 제2유동홈으로 전달되도록 제1압출다이 및 제2압출다이를 관통하여 제2유동홈에 연결되게 형성된 제1공급유로; 상기 제2압출기로부터 공급되는 제2재료를 제3유동홈으로 전달하도록 제4압출다이를 관통하여 제3유동홈에 연결되게 형성된 제2공급유로; 및 상기 제3유동홈으로 공급된 제2재료의 일부를 제3압출다이 및 제2압출다이를 통해 제1유동홈으로 전달하도록 제3압출다이와 제2압출다이를 관통하는 구조로 형성된 제3공급유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치 및 이를 이용한 합성수지관 제조방법을 제공한다.

Description

삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치 및 이를 이용한 합성수지관 제조방법{Apparatus and method for manufacturing synthetic resin pipe having triple structure}

본 발명은 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치 및 합성수지관 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내층과 외층 및 중간층을 포함하여 삼중 구조를 갖는 합성수지관을 압출하여 성형함에 있어서, 2대의 압출기를 이용하여 삼중 구조를 갖는 합성수지관을 성형할 수 있도록 이루어진 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치 및 합성수지관 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 지하에 매설되는 하수관, 상수도관, 오수관, 폐수관 등은 지하에 매설되는 특성 상 어느 정도의 연성과 함께 외부에 노출되는 관에 비하여 상대적으로 높은 강도와 내구성, 내화학성, 내수성이 요구되므로, 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리염화비닐(PVC) 등의 합성수지관이 널리 사용되고 있다.

이와 같은 합성수지관은 토양중에 존재하는 부식성 물질에도 녹이 슬거나 부패하지 않아 반영구적으로 사용할 수 있어 지반에 매립되는 농수로, 오폐수 및 우수배관인 하수관로, 독성이 강한 폐수 등의 공업용 배관재 등 각종 산업분야 뿐 아니라, 일상생활에도 널리 사용되고 있다.

한편, 종래에 사용되고 있는 중/대형 사이즈의 하수 또는 배수용 합성수지관은, 장방형으로 길게 형성된 사각봉의 내부에 불포화폴리에스테르수지(FRP)와 쇄석 등으로부터 발생된 모래, 자연사, 길이가 짧은 유리섬유 등을 혼합한 보강재가 충진되고, 상기 사각봉을 성형회동장치를 이용하여 나선형으로 감아 사각봉의 내부에 유로공간을 형성하며, 나선형으로 감아 형성된 사각봉의 겹쳐지는 부분은 누수가 발생되지 않도록 접착제에 의해 열접합하도록 되어 있었다.

그런데 상기와 같은 종래의 합성수지관은 사각봉이 나선형으로 감기면서 열접합되므로 외부충격 또는 진동에 의해 쉽게 파손될 뿐 아니라, 외부의 온도차에 의해 길이가 변형되어 열접합부분에 틈새가 발생되고, 장기간 햇볕 등에 노출될 시, 열접합부분에 갈라짐으로 인한 손상이 발생되어 물이 외부로 누수되는 문제점이 발생되었다.

이러한 문제점을 고려하여 내층과 외층 및 중간층의 삼중 구조로 이루어지되, 내층과 외층의 사이에 위치하는 중간층을 합성수지관의 용도에 상응하는 기계적 성질을 갖도록 하는 재질의 채택하여 구성한 삼중 구조의 합성수지관이 사용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 삼중 구조를 갖는 합성수지관을 제조하기 위해서는 내층과 외층 및 중간층을 성형하기 위한 3대의 압출기가 요구되므로, 설비가 커지고, 설비 비용 및 유지관리 비용이 증가되는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1123666호(2012.02.28.등록) 등록실용신안공보 제20-0341473호(2004.01.30.등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 2대의 압출기를 이용하여 내층과 외층 및 중간층의 삼중 구조를 갖는 합성수지관을 제조할 수 있도록 한 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치 및 이를 이용한 합성수지관 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 제1압출기와 연결되어 중간층의 성형을 위한 제1재료를 공급받는 제1재료 유입구가 중앙부에 형성된 평판부와, 상기 평판부의 측면으로부터 돌출되며 내층의 성형을 위한 제2재료가 유동하는 제1유동홈이 외주면에 나선형의 구조로써 점차적으로 깊이가 낮아지게 형성된 것으로 이루어진 원통부를 포함하는 제1압출다이; 상기 원통부의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어지며, 상기 제1압출다이를 통해 공급되는 제1재료가 유동하는 제2유동홈이 외주면에 나선형의 구조로써 점차적으로 깊이가 낮아지게 형성된 제2압출다이; 상기 제2압출다이의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어지며, 외층의 성형을 위한 제2재료가 유동하는 제3유동홈이 외주면에 나선형의 구조로써 점차적으로 깊이가 낮아지게 형성된 제3압출다이; 제2압출기와 연결되어 내층 및 외층의 성형을 위한 제2재료를 공급받도록 이루어지되, 상기 제3압출다이의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어진 제4압출다이; 상기 제1압출기로부터 제1압출다이의 중앙부에 형성된 제1재료 유입구로 공급되는 제1재료가 제1압출다이 및 제2압출다이를 통해 제2유동홈으로 전달되도록 제1압출다이 및 제2압출다이를 관통하여 제2유동홈에 연결되게 형성된 제1공급유로; 상기 제2압출기로부터 공급되는 제2재료를 제3유동홈으로 전달하도록 제4압출다이를 관통하여 제3유동홈에 연결되게 형성된 제2공급유로; 상기 제3유동홈으로 공급된 제2재료의 일부를 제3압출다이 및 제2압출다이를 통해 제1유동홈으로 전달하도록 제3압출다이와 제2압출다이를 관통하는 구조로 형성된 제3공급유로; 상기 제4압출다이를 관통하는 구조를 갖도록 제4압출다이에 체결되며, 내측 단부는 제3유동홈의 유로면적을 조절하도록 제3유동홈으로 삽입되고, 외측단부는 제4압출다이의 외부로 노출되게 설치되어 제3유동홈을 통해 유동하는 제2재료의 유량을 조절하여 외층의 두께를 조절하는 제1조절스크류; 및 상기 제1조절스크류와 다른 위치에서 제4압출다이를 관통하는 구조를 갖도록 제4압출다이에 체결되며, 내측단부는 제3공급유로의 입구로 삽입되고, 외측단부는 제4압출다이의 외측으로 노출되게 설치되어 제3공급유로를 통해 제1유동홈으로 공급되는 제2재료의 유량을 조절하여 내층의 두께를 조절하는 제2조절스크류;를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치를 제공한다.

삭제

이때, 상기 제1조절스크류와 제2조절스크류는 제2공급유로를 사이에 두로 서로 이격되게 형성될 수 있다.

한편 상기 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치에 있어서, 상기 제2압출다이와 제3압출다이 및 제4압출다이는 평판부에 한 쪽 측면이 밀착된 채로 볼트체결에 의해 평판부에 고정되게 구성될 수 있다.

한편 상기 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치에 있어서, 상기 제1,2,3,4압출다이를 통해 압출되어 나오는 합성수지관이 미리 설정된 형상 및 직경을 갖도록 조절하는 사이징부를 더 포함하되, 상기 사이징부에는 사이징부의 온도 조절을 위한 오일이 순환되는 코일이 설치될 수 있다.

한편 상기 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치에 있어서, 상기 제1압출다이에 한 쪽 단부가 고정되고, 반대쪽 단부가 압출된 합성수지관의 내부로 연장되도록 설치되며, 제1압출다이를 통해 유입되는 공기를 제공받아 합성수지관의 내부로 분사하면서 합성수지관의 내부 냉각을 유도하는 냉각관;이 더 포함될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 합성수지관 제조장치를 이용하여 내층과 중간층 및 외층의 삼중 구조를 구비하는 합성수지관을 제조함에 있어서, 제1압출기에서 공급되는 제1재료를 제1압출다이에 형성된 제1재료 유입구로 공급하는 단계(S10); 제2압출기에서 공급되는 제2재료를 제4압출다이에 형성된 제2공급유로로 공급하는 단계(S20); 상기 제1재료 유입구로 공급되는 제1재료가 제1공급유로를 통해 제2유동홈으로 전달되어 제2유동홈을 따라 유동한 후, 제2압출다이와 제3압출다이의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 중간층을 형성하도록 제1재료를 압출하는 단계(S30); 상기 제2공급유로로 공급되는 제2재료의 일부가 제3유동홈을 따라 유동하여 제3압출다이와 제4압출다이의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 외층을 형성하도록 제2재료를 압출하는 단계(S40); 상기 제2공급유로로 공급되는 제2재료의 나머지가 제3유동홈과 제3공급유로를 통해 제1유동홈으로 전달되며, 제1유동홈을 따라 유동한 후, 제1압출다이와 제2압출다이의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 내층을 형성하도록 제2재료를 압출하는 단계(S50); 외층을 형성하기 위해 제3유동홈을 따라 유동하는 제2재료의 양을 제1조절스크류로 조절하여 외층의 두께를 조절하는 단계(S61); 및 내층을 형성하기 위하여 제3유동홈과 제3공급유로를 따라 유동하는 제2재료의 양을 제2조절스크류로 조절하여 내층의 두께를 조절하는 단계(S62);를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조방법을 제공한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 2대의 압출기(제1압출기와 제2압출기)를 이용하여 내층과 외층 및 중간층을 갖는 삼중 구조의 합성수지관을 제조할 수 있으므로, 설비 비용 및 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 내층과 외층의 두께 조절을 통해 다양한 규격의 합성수지관을 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사이징부에 마련된 코일에 고온을 오일을 순환시키게 되면, 합성수지관 제조장치의 작동 초기에는 사이징부의 온도를 사이징에 적합한 온도로 빠르게 상승시킬 수 있고, 합성수지관 제조장치가 장시간 구동하는 과정에서 사이징부의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지하여 안정된 사이징 작업이 가능하게 되는 효과가 있다.

삭제

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 사시도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 단면도,
도 3 은 본 발명에 따른 제1,2,3,4압출다이의 분해사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 제1압출다이의 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 제2압출다이의 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 제3압출다이의 사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 제4압출다이의 사시도,
도 8 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 측면도,
도 9 는 A-A`선에 따른 단면도,
도 10 는 B-B`선에 따른 단면도,
도 11 은 C-C`선에 따른 단면도,
도 12 는 D-D`선에 따른 단면도,
도 13 은 본 발명에 따른 제1,2조절스크류가 설치된 상태를 보인 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 사시도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 단면도를, 도 3은 본 발명에 따른 제1,2,3,4압출다이의 분해사시도를, 도 4는 본 발명에 따른 제1압출다이의 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 제2압출다이의 사시도를, 도 6은 본 발명에 따른 제3압출다이의 사시도를, 도 7은 본 발명에 따른 제4압출다이의 사시도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 합성수지관 제조장치는 2대의 압출기(10,20)를 이용하여 내층과 외층 및 중간층의 삼중 구조를 갖는 합성수지관을 제조할 수 있도록 한 것으로, 제1압출다이(100), 제2압출다이(200), 제3압출다이(300), 제4압출다이(400), 제1공급유로(510), 제2공급유로(520), 제3공급유로(530)를 포함하는 것으로 구성된다.

상기 제1압출다이(100)는 제2,3,4압출다이와 결합되어 제2,3,4압출다이를 지지하며, 중간층의 성형을 위한 제1재료를 융융시킨 상태로 배출하는 제1압출기(10)에 장착 또는 연결되어 제1재료를 공급받는 것으로, 평판부(110)와 원통부(120)로 구성된다.

상기 평판부(110)는 원형의 판재형태로 이루어지되, 한 쪽 측면은 제1압출기(10)에 마주하고, 반대쪽 측면에는 제2,3,4압출다이가 결합되도록 이루어진다.

이러한 평판부(110)의 중앙부에는 제1압출기(10)와 연결되어 제1압출기(10)로부터 배출되는 제1재료가 유입되는 제1재료 유입구(111)가 형성되며, 상기 제1재료 유입구(111)는 제1공급유로(510)와 연결된다. 따라서 제1압출기(10)로부터 공급되는 제1재료는 제1재료 유입구(111)를 통해 제1압출다이(100)의 내부로 유입되며 제1공급유로(510)를 통해 제2압출다이(200)와 제3압출다이(300)의 사이로 유동하게 된다.

상기 원통부(120)는 평판부(110)의 반대쪽 측면으로부터 돌출된 구조를 갖도록 형성되며, 이러한 원통부(120)의 외주면에는 내층의 성형을 위한 제2재료가 유동하는 제1유동홈(121)이 형성되고, 상기 제1공급유로(510)의 일부를 형성하는 제1공급유로용 관통공(이하 '제1관통공(511)'이라 함)이 형성된다.

이때, 상기 제1유동홈(121)은 다수개로 이루어지며, 다수의 제1유동홈(121)은 원통부(120)의 원주방향으로 서로 이격된 구조를 갖되, 각각의 제1유동홈(121)은 원통부(120)의 외주면 상에서 원통부(120)의 길이방향을 따라 나선형의 구조로 연장되게 형성되며, 원통부(120)의 말단으로 갈수록 점차적으로 깊이가 낮아지는 구조를 갖도록 형성된다.

이처럼 나선형의 구조로 이루어지며, 깊이가 점차적으로 낮아지도록 형성된 제1유동홈(121)에 의하면 제1유동홈(121)을 따라 유동하는 제2재료는 충분한 압력을 받은 채로 압출되면서 내층을 형성하게 되므로, 내층의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 제1관통공(511)은 원통부(120)의 내주면과 외주면을 서로 연결하도록 원통부(120)를 관통하되, 제1재료 유입구(111)와 연결되며, 다수개가 평판부(110)와 제1유동홈(121)의 사이구간에서 원통부(120)의 원주방향을 따라 서로 이격된 구조를 갖도록 형성된다.

상기 제2압출다이(200)는 제1압출다이(100)의 원통부(120)를 감싸는 구조를 갖도록 설치되어 제1압출다이(100)와 함께 내층을 성형하기 위한 압출구조를 형성하는 것으로, 원통부(120)의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어진다.

이러한 제2압출다이(200)의 외주면에는 중간층의 성형을 위한 제1재료가 유동하는 제2유동홈(201)이 형성되고, 상기 제1관통공(511)과 연결되어 제1공급유로(510)를 형성하는 또 다른 다수의 제1공급유로용 관통공(이하 '제2관통공(512)'이라 함)이 형성된다.

이때, 상기 제2유동홈(201)은 다수개로 이루어지며, 다수의 제2유동홈(201)은 제2압출다이(200)의 원주방향으로 서로 이격된 구조를 갖되, 각각의 제2유동홈(201)은 제2압출다이(200)의 외주면 상에서 제2압출다이(200)의 길이방향을 따라 직선형의 구조로 연장된 뒤, 나선형의 구조로 연장되게 형성되며, 제2압출다이(200)의 말단으로 갈수록 점차적으로 깊이가 낮아지는 구조를 갖도록 형성된다.

이처럼 나선형의 구조로 이루어지며, 깊이가 점차적으로 낮아지도록 형성된 제2유동홈(201)에 의하면 제2유동홈(201)을 따라 유동하는 제1재료는 충분한 압력을 받은 채로 압출되면서 중간층을 형성하게 되므로, 중간층의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 제2압출다이(200)에는 제2압출다이(200)의 내주면과 외주면을 서로 연결하도록 제2압출다이(200)를 관통하면서 제3공급유로(530)의 일부를 형성하는 제3공급유로용 관통공(이하 '제3관통공(531)'이라 함)이 형성된다.

상기 제3압출다이(300)는 제2압출다이(200)를 감싸는 구조를 갖도록 설치되어 제2압출다이(200)와 함께 중간층을 형성하기 위한 압출구조를 형성하는 것으로, 제2압출다이(200)의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어진다.

이러한 제3압출다이(300)의 외주면에는 외층의 성형을 위한 제2재료가 유동하는 제3유동홈(301)이 형성되고, 상기 제3관통공(531)과 연결되어 제3공급유로(530)를 형성하는 또 다른 제3공급유로용 관통공(이하 '제4관통공(532)'이라 함)이 형성된다.

이때, 상기 제3유동홈(301)은 다수개로 이루어지며, 다수의 제3유동홈(301)은 제3압출다이(300)의 원주방향으로 서로 이격된 구조를 갖되, 각각의 제3유동홈(301)은 제3압출다이(300)의 외주면 상에서 제3압출다이(300)의 길이방향으로 따라 나선형의 구조로 연장되게 형성되며, 제3압출다이(300)의 말단으로 갈수록 점차적으로 깊이가 낮아지는 구조를 갖도록 형성된다.

이처럼 나선형의 구조로 이루어지며, 깊이가 점차적으로 낮아지도록 형성된 제3유동홈(301)에 의하면 제3유동홈(301)을 따라 유동하는 제2재료는 충분한 압력을 받은 채로 압출되면서 외층을 형성하게 되므로, 외층의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 제4압출다이(400)는 제3압출다이(300)를 감싸는 구조를 갖도록 설치되어 제3압출다이(300)와 함께 외층을 형성하기 위한 압출구조를 형성하는 것으로, 제3압출다이(300)의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어진다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 측면도를, 도 9는 A-A`선에 따른 단면도를, 도 10는 B-B`선에 따른 단면도를, 도 11은 C-C`선에 따른 단면도를, 도 12는 D-D`선에 따른 단면도를 도시하고 있다.

상기 제1공급유로(510)는 제1압출기(10)로부터 공급되는 제1재료가 제1압출다이(100) 및 제2압출다이(200)를 통해 제2유동홈(201)으로 전달되게 하는 것으로, 이미 설명된 바와 같이 제1압출다이(100)에 형성된 제1관통공(511)과, 제2압출다이(200)에 형성된 제2관통공(512)으로 이루어진다.

상기 제2공급유로(520)는 제2압출기(20)로부터 배출되는 제2재료를 제3유동홈(301)으로 공급하는 하는 것으로, 제4압출다이(400)의 외주면과 내주면을 연결하도록 제4압출다이(400)를 관통하되, 제3압출다이(300)에 형성된 제3유동홈(301)에 연결되게 형성된다.

상기 제3공급유로(530)는 제3유동홈(301)으로 공급된 제2재료의 일부를 제3압출다이(300)와 제2압출다이(200)를 통해 제1유동홈(121)으로 전달하는 것으로, 제3유동홈(301)으로부터 제3압출다이(300) 및 제2압출다이(200)를 관통하여 제1유동홈(121)으로 연결되게 형성된다.

이러한 제3공급유로(530)는 이미 설명된 바와 같이, 제2압출다이(200)에 형성된 제3관통공(531)과 제3압출다이(300)에 형성된 제4관통공(532)으로 이루어진다.

상기와 같이 제1압출다이(100), 제2압출다이(200), 제3압출다이(300) 및 제4압출다이(400)를 포함하여 제1재료와 제2재료로써, 삼중 구조의 합성수지관을 제조하는 본 발명에 따른 합성수지관 제조장치에 있어서, 내층 및 외층의 두께를 조절하는 제1조절스크류(610)와 제2조절스크류(620)가 더 포함될 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 제1,2조절스크류가 설치된 상태를 보인 단면도를 도시하고 있다.

상기 제1조절스크류(610)는 제4압출다이(400)를 관통하는 구조를 갖도록 제4압출다이(400)에 체결되게 이루어지되, 제4압출다이(400)의 내측으로 삽입되는 내측단부는 제3유동홈(301)으로 삽입되어 제3유동홈(301)의 유로면적을 조절하도록 구성되고, 제4압출다이(400)의 외부로 노출되는 외측단부는 스패너나 소켓 렌치 등의 도구를 이용하여 사용자가 회전시킬 수 있도록 다각형의 단면으로 이루어진다.

상기 제2조절스크류(620)는 제4압출다이(400)를 관통하는 구조를 갖도록 제4압출다이(400)에 체결되게 이루어지되, 제4압출다이(400)의 내측으로 삽입되는 내측단부는 제3공급유로(530)의 입구로 삽입되어 제3공급유로(530)의 유로면적을 조절하도록 구성되고, 제4압출다이(400)의 외부로 노출되는 외측단부는 스패너나 소켓 렌치 등의 도구를 이용하여 사용자가 회전시킬 수 있도록 다각형의 단면으로 이루어진다.

한편, 상기 제1조절스크류(610)와 제2조절스크류(620)는 제3유동홈(301) 상에 위치하되, 제2공급유로(520)를 사이에 두고 서로 이격된 채로 마주하는 구조, 즉 제2공급유로(520)의 어느 한 쪽에 제1조절스크류(610)가 위치하고, 나머지 반대쪽에 제2조절스크류(620)가 위치하도록 설치된다.

이와 같이 설치된 제1조절스크류(610)와 제2조절스크류(620)에 의해 제3유동홈(301)의 유로면적과 제3공급유로(530)의 유로면적을 조절하게 되면, 제3유동홈(301)과 제1유동홈(121)을 통해 유동하는 제2재료의 압력이 변경되며, 이러한 제2재료의 압력 변화로 인하여 내층과 외층의 두께가 조절된다.

즉, 제3유동홈(301)과 제1유동홈(121)을 통해 유동하는 과정에서 압축된 제2재료는 압출과 동시에 팽창되며, 이로 인해 내층과 외층의 두께는 압출 시 두께 보다 두꺼워지게 되며, 이러한 두께의 증가비율은 재2재료에 가해진 압축력에 비례하게 되므로, 제1,2조절스크류를 이용하여 제3유동홈(301)과 제3공급유로(530)의 유로면적 조절을 통해 제2재료에 가해지는 압력을 조절함으로써 내층과 외층의 두께를 조절할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 합성수지관 제조장치에 있어서, 압출되어 나오는 합성수지관이 미리 설정된 형상 및 직경을 갖도록 조절하는 사이징부(700)를 더 포함하되, 상기 사이징부(700)에는 사이징부(700)의 온도를 조절하기 위한 오일이 순환되는 코일(730)이 설치된다.

즉, 상기 사이징부(700)는 내부금형(710)과 외부금형(720)으로 이루어지며, 압출되어 나오는 합성수지관이 내부금형(710)과 외부금형(720)의 사이에 형성된 경로를 따라 이동하는 과정에서 정해진 형상 및 직경을 형성하도록 유도하는 공간이 내부금형(710)과 외부금형(720)의 사이에 형성된다.

한편, 상기 내부금형(710)과 외부금형(720)은 사이징부(700)의 구조에 따라 다수개로 분할되어 구성될 수 있으며, 상기 코일(730)은 내부금형(710)과 외부금형(720) 중 어느 한 금형에 설치되거나, 내부금형(710)과 외부금형(720)에 모두 설치될 수 있으며, 도 2에는 내부금형(710)에 코일(730)이 설치된 구조가 도시되어 있다.

이와 같이 구성된 사이징부(700)에 의하면, 합성수지관 제조장치의 작동 초기에 고온은 오일을 코일(730)로 순환시켜 사이징부(700)의 온도를 사이징 작업에 적합한 온도로 빠르게 상승시킬 수 있으며, 합성수지관 제조장치의 장시간 구동으로 인해 사이징부(700)의 온도가 과도하게 상승한 경우, 상대적으로 낮은 온도의 오일을 코일(730)로 순환시킴으로써 사이징부(700)의 과열을 방지할 수 있다.

한편, 상기 사이징부(700)로부터 나오는 합성수지관의 내부로 공기를 분사하여 합성수지관 내부의 냉각을 유도하는 냉각관(800)이 더 포함될 수 있다.

상기 냉각관(800)은 한 쪽 단부가 제1압출다이(100)의 중앙부에 결합되게 설치되어 제1압출다이(100)를 통해 공급되는 냉각용 공기를 제공받도록 구성되며, 반대쪽은 사이징부(700)의 중앙부로 연장되어 사이징 작업을 마친 합성수지관의 내부로 공기를 분사하도록 구성된다.

이러한 냉각관(800)에 의하여 외층에 비해 상대적으로 냉각이 더딘 내층의 효율적인 냉각을 통해 내층의 변형으로 인한 불량을 예방할 수 있는 이점이 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 합성수지관 제조장치를 이용하여 구현되는 본 발명에 따른 합성수지관 제조방법은 제1압출기(10)에서 공급되는 제1재료를 제1압출다이(100)에 형성된 제1재료 유입구(111)로 공급하는 단계(S10); 제2압출기(20)에서 공급되는 제2재료를 제4압출다이(400)에 형성된 제2공급유로(52)로 공급하는 단계(S20); 상기 제1재료 유입구(111)로 공급되는 제1재료가 제1공급유로(510)를 통해 제2유동홈(201)으로 전달되어 제2유동홈(201)을 따라 유동한 후, 제2압출다이(200)와 제3압출다이(300)의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 중간층을 형성하도록 제1재료를 압출하는 단계(S30); 상기 제2공급유로(520)로 공급되는 제2재료의 일부가 제3유동홈(301)을 따라 유동하여 제3압출다이(300)와 제4압출다이(400)의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 외층을 형성하도록 제2재료를 압출하는 단계(S40); 및 상기 제2공급유로(520)로 공급되는 제2재료의 나머지가 제3유동홈(301)과 제3공급유로(530)를 통해 제1유동홈(121)으로 전달되며, 제1유동홈(121)을 따라 유동한 후, 제1압출다이(100)와 제2압출다이(200)의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 내층을 형성하도록 제2재료를 압출하는 단계(S50);로 구성된다.

한편, 제1,2,3,4압출다이를 서로 조립하여 합성수지관 제조장치를 구성함에 있어서, 제1압출다이(100)에 형성된 원통부(120)의 외측에 제2압출다이(200)와 제3압출다이(300) 및 제4압출다이(400)를 순차적으로 끼워 조립하되, 제1압출다이(100)의 평판부(110)를 관통하여 제2,3,4압출다이에 체결되는 볼트를 이용하여 제2,3,4압출다이를 제1압출다이(100)에 고정시키게 된다.

또한, 상기 제1압출다이(100)에 형성된 제1재료 유입구(111)는 제1압출기(10)에 연결되어 제1재료를 공급받도록 구성되고, 제4압출다이(400)에 형성된 제2공급유로(520)는 제2압출기(20)에 연결되어 제2재료를 공급받도록 구성되며, 중간층을 형성하는 제1재료로는 세라믹 합성수지가 사용될 수 있고, 내층과 외층을 형성하는 제2재료로는 고밀도 폴리에틸렌이 사용될 수 있다.

한편, 제1압출기(10)로부터 제1재료 유입구(111)로 유입되는 제1재료는 제1공급유로(510)를 통해 제2유동홈(201)으로 전달되며(S10), 제2유동홈(201)을 따라 유동한 후, 제2압출다이(200)와 제3압출다이(300)의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 중간층을 형성하게 된다(S30).

한편, 제2압출기(20)로부터 제2공급유로(520)로 유입되는 제2재료는 제3유동홈(301)으로 전달되어 제3유동홈(301)을 따라 유동하게 되며(S20), 이때 제2재료의 일부는 제3유동홈(301)을 따라 그대로 유동한 후 제3압출다이(300)와 제4압출다이(400)의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 외층을 형성하게 된다(S40).

반면, 제3유동홈(301)을 따라 유동하는 제2재료의 나머지는 제3공급유로(530)를 통해 제1유동홈(121)으로 전달되며, 제1유동홈(121)을 따라 유동한 후, 제1압출다이(100)와 제2압출다이(200)의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 내층을 형성하게 된다(S50).

필요한 경우, 작업자는 제1조절스크류(610)와 제2조절스크류(620)를 이용하여 제3유동홈(301) 및 제1유동홈(121)으로 전달되는 제2재료의 양을 조절함으로써 외층과 내층의 두께를 조절할 수 있다(S61,S62).

예컨대, 제1조절스크류(610)의 조작을 통해 제3유동홈(301)의 유로면적을 증가시킨 경우, 보다 많은 양의 제2재료가 제3유동홈(301)으로 투입됨으로 인하여 제3유동홈(301)을 따라 유동하는 제2재료의 압력이 증가하게 되며, 이러한 압력의 증가로 인해 압출되는 외층이 보다 큰 폭으로 팽창되므로 외층의 두께가 증가하게 된다.

한편, 내층과 중간층 및 외층의 삼중 구조로 압출되는 합성수지관은 사이징부(700)를 통과함으로써 최종 제품의 사이즈로 성형된다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 합성수지관 제조장치 및 합성수지관 제조방법은 삼중 구조의 합성수지관을 성형함에 있어서, 2대의 압출기만이 요구되므로, 관련설비를 최소할 수 있으며, 내층과 외층의 자유로운 두께 조절을 통해 다양한 규격의 합성수지관을 용이하게 생산할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 제1압출기 20: 제2압출기
100: 제1압출다이 110: 평판부
111: 제1재료 유입구 120: 원통부
121: 제1유동홈 200: 제2압출다이
201: 제2유동홈 300: 제3압출다이
301: 제3유동홈 400: 제4압출다이
510: 제1공급유로 520: 제2공급유로
530: 제3공급유로 610: 제1조절스크류
620: 제2조절스크류 700: 사이징부
730: 코일 800: 냉각관

Claims

제1압출기(10)와 연결되어 중간층의 성형을 위한 제1재료를 공급받는 제1재료 유입구(111)가 중앙부에 형성된 평판부(110)와, 상기 평판부(110)의 측면으로부터 돌출되며 내층의 성형을 위한 제2재료가 유동하는 제1유동홈(121)이 외주면에 나선형의 구조로써 점차적으로 깊이가 낮아지게 형성된 것으로 이루어진 원통부(120)를 포함하는 제1압출다이(100);
상기 원통부(120)의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어지며, 상기 제1압출다이(100)를 통해 공급되는 제1재료가 유동하는 제2유동홈(201)이 외주면에 나선형의 구조로써 점차적으로 깊이가 낮아지게 형성된 제2압출다이(200);
상기 제2압출다이(200)의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어지며, 외층의 성형을 위한 제2재료가 유동하는 제3유동홈(301)이 외주면에 나선형의 구조로써 점차적으로 깊이가 낮아지게 형성된 제3압출다이(300);
제2압출기(20)와 연결되어 내층 및 외층의 성형을 위한 제2재료를 공급받도록 이루어지되, 상기 제3압출다이(300)의 외주면에 마주한 채로 밀착되는 내주면을 포함하는 원통형의 구조로 이루어진 제4압출다이(400);
상기 제1압출기(10)로부터 제1압출다이(100)의 중앙부에 형성된 제1재료 유입구(11)로 공급되는 제1재료가 제1압출다이(100) 및 제2압출다이(200)를 통해 제2유동홈(201)으로 전달되도록 제1압출다이(100) 및 제2압출다이(200)를 관통하여 제2유동홈(201)에 연결되게 형성된 제1공급유로(510);
상기 제2압출기(20)로부터 공급되는 제2재료를 제3유동홈(301)으로 전달하도록 제4압출다이(400)를 관통하여 제3유동홈(301)에 연결되게 형성된 제2공급유로(520);
상기 제3유동홈(301)으로 공급된 제2재료의 일부를 제3압출다이(300) 및 제2압출다이(200)를 통해 제1유동홈(121)으로 전달하도록 제3압출다이(300)와 제2압출다이(200)를 관통하는 구조로 형성된 제3공급유로(530);
상기 제4압출다이(400)를 관통하는 구조를 갖도록 제4압출다이(400)에 체결되며, 내측 단부는 제3유동홈(301)의 유로면적을 조절하도록 제3유동홈(301)으로 삽입되고, 외측단부는 제4압출다이(400)의 외부로 노출되게 설치되어 제3유동홈(301)을 통해 유동하는 제2재료의 유량을 조절하여 외층의 두께를 조절하는 제1조절스크류(610); 및
상기 제1조절스크류(610)와 다른 위치에서 제4압출다이(400)를 관통하는 구조를 갖도록 제4압출다이(400)에 체결되며, 내측단부는 제3공급유로(530)의 입구로 삽입되고, 외측단부는 제4압출다이(400)의 외측으로 노출되게 설치되어 제3공급유로(530)를 통해 제1유동홈(121)으로 공급되는 제2재료의 유량을 조절하여 내층의 두께를 조절하는 제2조절스크류(620);를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 제1조절스크류(610)와 제2조절스크류(620)는 제2공급유로(520)를 사이에 두로 서로 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2압출다이(200)와 제3압출다이(300) 및 제4압출다이(400)는 평판부(110)에 한 쪽 측면이 밀착된 채로 볼트체결에 의해 평판부(110)에 고정되게 구성된 것을 특징으로 하는 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1,2,3,4압출다이를 통해 압출되어 나오는 합성수지관이 미리 설정된 형상 및 직경을 갖도록 조절하는 사이징부(700)를 더 포함하되,
상기 사이징부(700)에는 사이징부(700)의 온도 조절을 위한 오일이 순환되는 코일(730)이 설치된 것을 특징으로 하는 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1압출다이(100)에 한 쪽 단부가 고정되고, 반대쪽 단부가 압출된 합성수지관의 내부로 연장되도록 설치되며, 제1압출다이(100)를 통해 유입되는 공기를 제공받아 합성수지관의 내부로 분사하면서 합성수지관의 내부 냉각을 유도하는 냉각관(800);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조장치.
청구항 1, 4, 5, 6, 7 중 어느 한 항에 따른 합성수지관 제조장치를 이용하여 내층과 중간층 및 외층의 삼중 구조를 구비하는 합성수지관을 제조함에 있어서,
제1압출기(10)에서 공급되는 제1재료를 제1압출다이(100)에 형성된 제1재료 유입구(111)로 공급하는 단계(S10);
제2압출기(20)에서 공급되는 제2재료를 제4압출다이(400)에 형성된 제2공급유로(52)로 공급하는 단계(S20);
상기 제1재료 유입구(111)로 공급되는 제1재료가 제1공급유로(510)를 통해 제2유동홈(201)으로 전달되어 제2유동홈(201)을 따라 유동한 후, 제2압출다이(200)와 제3압출다이(300)의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 중간층을 형성하도록 제1재료를 압출하는 단계(S30);
상기 제2공급유로(520)로 공급되는 제2재료의 일부가 제3유동홈(301)을 따라 유동하여 제3압출다이(300)와 제4압출다이(400)의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 외층을 형성하도록 제2재료를 압출하는 단계(S40);
상기 제2공급유로(520)로 공급되는 제2재료의 나머지가 제3유동홈(301)과 제3공급유로(530)를 통해 제1유동홈(121)으로 전달되며, 제1유동홈(121)을 따라 유동한 후, 제1압출다이(100)와 제2압출다이(200)의 사이에 형성된 틈새를 통해 압출되면서 내층을 형성하도록 제2재료를 압출하는 단계(S50);
외층을 형성하기 위해 제3유동홈(301)을 따라 유동하는 제2재료의 양을 제1조절스크류(610)로 조절하여 외층의 두께를 조절하는 단계(S61); 및
내층을 형성하기 위하여 제3유동홈(301)과 제3공급유로(530)를 따라 유동하는 제2재료의 양을 제2조절스크류(620)로 조절하여 내층의 두께를 조절하는 단계(S62);를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중 구조를 구비하는 합성수지관 제조방법.
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