KR101991723B1 - 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 몰드에 1차로 수지에 함침된 유리섬유 로빙(roving)을 일정 두께로 감은 다음, 몰드 끝단에 앤드캡을 결합한 다음 앤드캡의 연결부를 포함한 부분까지 다시 2차로 유리섬유 로빙을 일정 두께로 감은 후, 앤드캡을 제거한 다음 내측으로 연결부가 수평하게 연장 형성되도록 기제작된 플랜지를 앤드캡 자리에 삽입 결합한 다음, 3차로 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 설계 두께로 감아 플랜지를 일체화시켜 제작하도록 하는 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법에 관한 것이다.

Description

섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING FIBRE REINFORCED PLASTIC PIPE}

본 발명은 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 몰드에 1차로 수지에 함침된 유리섬유 로빙(roving)을 일정 두께로 감은 다음, 몰드 끝단에 앤드캡을 결합한 다음 앤드캡의 연결부를 포함한 부분까지 다시 2차로 유리섬유 로빙을 일정 두께로 감은 후, 앤드캡을 제거한 다음 내측으로 연결부가 수평하게 연장 형성되도록 기제작된 플랜지를 앤드캡 자리에 삽입 결합한 다음, 3차로 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 설계 두께로 감아 플랜지를 일체화시켜 제작하도록 하는 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 섬유 강화 플라스틱은 "FRP(Fiber Reinforced Plastics)"를 의미하며, 섬유 같은 강화재(强化材)로 복합시켜, 기계적 강도(强度), 내열성, 장력이나 내충격성을 강화한 플라스틱으로서, 섬유보강수지(纖維補强樹脂) 또는 강화플라스틱이라고도 한다.

이러한 섬유 강화 플라스틱은 상온 상압에서 성형가능하고 산, 알칼리, 염, 용제류, 해수 등의 부식에 대하여 강한 내식성을 지니고 있고 또한 내열성이 우수하고 기계적 강도 우수하여 반영구적인 소재로써 산업전반에 걸쳐 광범위하게 활용되고 있다.

특히, 반도체 제조 설비는 다양한 배관시설이 포함되는데 가스배관, 황산이나 불산등의 화학물질이 이동하는 화학물질 배관, 냉각수 배관, 공조 배관 등 필요한 데, 일반적인 금속 배관의 경우 부식이 발생하기 때문에 부식에 강한 섬유 강화 플라스틱 배관이 적용된다.

이러한 섬유 강화 플라스틱 배관의 생산방식은 크게 두 가지로 필라멘트 와인딩(Filament winding) 방식과 원심력을 이용한 제작방식을 들 수 있다.

이중 필라멘트 와인딩 방식은 국내 특허등록 제10-0957617호, 제10-1124497호 등에 개시되어 있으며, 연속되는 유리섬유 로빙(roving)을 수지에 함침시켜 원통형 몰드에 나선방향으로 감는 방식을 말한다.

그러나, 이러한 이중 필라멘트 와인딩 방식은 원통형으로 배관만을 형성하기 때문에 배관의 끝단에 플랜지를 결합하기 위해서는 끝단을 테이퍼 장치를 이용하여 깍아 낸 다음 여기에 기제작된 플랜지를 부착하는 방식이기 때문에 공정이 복잡하고, 결합력이 상대적으로 저하되는 문제점이 있다.

국내 특허등록 제10-0957617호 국내 특허등록 제10-1124497호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 몰드에 1차로 수지에 함침된 유리섬유 로빙(roving)을 일정 두께로 감은 다음, 몰드 끝단에 앤드캡을 결합한 다음 앤드캡의 연결부를 포함한 부분까지 다시 2차로 유리섬유 로빙을 일정 두께로 감은 후, 앤드캡을 제거한 다음 내측으로 연결부가 수평하게 연장 형성되도록 기제작된 플랜지를 앤드캡 자리에 삽입 결합한 다음, 3차로 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 설계 두께로 감아 플랜지를 일체화시켜 제작하도록 하는 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

회전 몰드를 이형제를 도포하거나 이형 필름을 감은 상태에서 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 일정 두께로 감아 배관을 형성하는 1차 적층 공정과; 1차 적층이 완료되면, 수평관 형태의 연결부가 구비된 앤드캡을 상기 배관의 단부에 결합시키는 앤드캡 결합 공정과; 상기 앤드캡의 연결부를 포함하여 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 일정 두께로 감아 배관을 형성하는 2차 적층 공정과; 2차 적층이 완료되면, 상기 앤드캡을 제거하는 앤드캡 제거 공정과; 상기 앤드캡이 제거되면 상기 앤드캡과 동일 형태로 섬유 강화 플라스틱으로 기제작된 플랜지를 상기 앤드캡이 제거된 위치에 결합시키는 플랜지 결합 공정; 및 상기 플랜지의 연결부를 포함하여 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 설계 두께로 감아 배관을 완성하는 배관 완성 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 앤드캡 결합 공정은 상기 앤드캡이 상기 배관에서 탈형될 수 있도록 상기 앤드캡에 이형제를 도포하거나 이형 필름을 감싼다.

여기에서 또한, 상기 앤드캡의 연결부 및 상기 플랜지의 연결부는 각각의 단부가 경사면을 갖도록 형성된다.

여기에서 또, 상기 앤드캡은 상기 플랜지의 결합시 오차를 없애도록 상기 배관의 단부를 가압하는 상하로 분리되는 클램프 형태로 제작된다.

여기에서 또, 상기 플랜지 결합 공정은 상기 앤드캡이 제거된 위치에 수지를 도포한 후 상기 플랜지를 결합시킨다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법에 따르면, 몰드에 1차로 수지에 함침된 유리섬유 로빙(roving)을 일정 두께로 감은 다음, 몰드 끝단에 앤드캡을 결합한 다음 앤드캡의 연결부를 포함한 부분까지 다시 2차로 유리섬유 로빙을 일정 두께로 감은 후, 앤드캡을 제거한 다음 내측으로 연결부가 수평하게 연장 형성되도록 기제작된 플랜지를 앤드캡 자리에 삽입 결합한 다음, 3차로 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 설계 두께로 감아 플랜지를 일체화시켜 제작할 수 있다.

또한, 본 발명은 앤드캡의 연결부에 경사면을 형성하고, 경사면에 의해 형성된 홈에 플랜지의 연결부의 경사면을 삽입한 다음 일체화시킴으로써 플랜지의 연결부 강도를 보강할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 섬유 강화 플라스틱 배관의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 앤드캡 및 플랜지의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

이하, 본 발명에 따른 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따라 제조된 섬유 강화 플라스틱 배관의 모습을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 앤드캡의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 플랜지의 모습을 나타낸 사시도이며, 도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

도 1 내지 도 4f를 참조하면, 본 발명에 따른 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법은 1차 적층 공정(S10)과, 앤드캡 결합 공정(S20)과, 앤드캡 제거 공정(S30)과, 플랜지 결합 공정(S40) 및 배관 완성 공정(S50)으로 이루어진다.

《1차 적층 공정-S10》

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 회전 몰드(M)에 이형제를 도포하거나 이형 필름을 감은 상태에서 수지에 함침된 유리섬유 로빙(R)을 일정 두께로 감아 배관(1)을 형성한다. 이때, 유리섬유 로빙(R)은 배관의 설계 두께의 1/3 두께로 감는 것이 바람직하고, 유리섬유 로빙(R)은 회전 몰드(M)의 일측에서 좌우로 이동되는 섬유 공급장치(3)에 의해 감기게 된다.

《앤드캡 결합 공정-S20》

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이 수평관 형태의 연결부(B)가 구비된 앤드캡(10)을 배관(1)의 단부에 결합시킨다. 이때, 앤드캡(10)이 배관(1)에서 탈형될 수 있도록 앤드캡(10)에 이형제를 도포하거나 이형 필름을 감싸는 것이 바람직하고, 앤드캡(10)은 배관(1)의 양단 또는 일단에 결합된다.

또한, 앤드캡(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 금속 재질로 플랜지(20)와 동일한 사이즈로 제작되는 것이 바람직하고, 일단부에 연결부(B)가 구비되는 데, 배관(1)과 결합력을 증대시키도록 단부에 경사면(S)이 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 앤드캡(10)의 연결부(B)의 두께는 배관(1)의 1/3 두께를 가지도록 형성되는 데, 이는 하기에서 설명할 2차 적층 높이와 동일한 높이를 가지도록 하기 위함이다.

또, 앤드캡(10)은 플랜지(20)의 결합시 오차를 없애도록 배관(1)의 단부를 가압하는 상하로 분리되는 클램프 형태로 제작되는 것이 바람직하다.

《2차 적층 결합 공정-S30》

이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이 앤드캡의 연결부를 포함하여 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 일정 두께로 감아 배관을 형성한다. 이때, 유리섬유 로빙은 배관의 설계 두께의 1/3 두께로 감는 것이 바람직하다.

또한, 유리섬유 로빙(R)을 감을 시 앤드캡(10)의 연결부(B)의 경사면(S)까지 일정 두께로 감아 앤드캡(10)의 연결부중 경사면(S)에만 유리섬유 로빙이 감겨지고, 나머지 부분이 노출되도록 한다. 이때, 앤드캡(10)의 두께를 배관(1)의 1/3 두께 미만으로 하여 연결부(B) 전체에 유리섬유 로빙(R)을 감을 수도 있다.

《앤드캡 제거 공정-S40》

2차 적층이 완료되면, 도 4d에 도시된 바와 같이 배관(1)에서 앤드캡(10)을 제거한다.

《플랜지 결합 공정-S50》

앤드캡(10)이 제거되면, 도 4e에 도시된 바와 같이 앤드캡(10)과 동일 형태로 섬유 강화 플라스틱으로 기제작된 플랜지(20)를 앤드캡(10)이 제거된 위치에 압입 결합시킨다. 이때, 앤드캡(10)이 제거된 위치에 수지를 도포한 후 결합시키고, 연결부(B)의 경사면에 의해 접착면적이 넓어져 연결 부위의 접합력이 증대된다.

《배관 완성 공정-S60》

계속해서, 도 4f에 도시된 바와 같이 플랜지(20)의 연결부(B)를 포함하여 수지에 함침된 유리섬유 로빙(R)을 전체 설계두께의 나머지 1/3 두께로 감아 플랜지(20)가 일체로 형성된 배관(1)을 완성한다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 배관 10 : 앤드캡
20 : 플랜지 B : 연결부
M : 회전 몰드 R : 유리섬유 로빙
S : 경사면

Claims (5)

1. 회전 몰드를 이형제를 도포하거나 이형 필름을 감은 상태에서 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 설계 두께의 1/3 두께로 감아 배관을 형성하는 1차 적층 공정과;
   1차 적층이 완료되면, 단부가 경사면을 갖도록 형성된 수평관 형태이고, 두께가 배관의 1/3 두께를 가지는 연결부가 구비되고, 기제작된 플랜지의 결합시 오차를 없애도록 상하로 분리되는 클램프 형태로 제작된 앤드캡을 배관의 단부에 가압 결합시키되, 상기 앤드캡이 배관에서 탈형될 수 있도록 상기 앤드캡에 이형제를 도포하거나 이형 필름을 감싸는 앤드캡 결합 공정과;
   상기 앤드캡의 연결부를 포함하여 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 배관의 설계 두께의 1/3 두께로 감고, 유리섬유 로빙을 감을 시 상기 앤드캡의 연결부 경사면까지 일정 두께로 감아 상기 앤드캡의 연결부중 경사면에만 유리섬유 로빙이 감겨지고, 나머지 부분이 노출되도록 하여 배관을 형성하는 2차 적층 공정과;
   2차 적층이 완료되면, 상기 앤드캡을 제거하는 앤드캡 제거 공정과;
   상기 앤드캡이 제거되면 상기 앤드캡과 동일 형태이고, 단부가 경사면을 갖도록 형성되며, 섬유 강화 플라스틱으로 기제작된 플랜지를 상기 앤드캡이 제거된 위치에 수지를 도포한 후 결합시키는 플랜지 결합 공정; 및
   상기 플랜지의 연결부를 포함하여 수지에 함침된 유리섬유 로빙을 전체 설계두께의 나머지 1/3 두께로 감아 배관을 완성하는 배관 완성 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 섬유 강화 플라스틱 배관 제조 방법.
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