KR102221305B1 - 이중벽관 제조 장치 및 방법 - Google Patents

이중벽관 제조 장치 및 방법 Download PDF

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조규홍
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Abstract

본 발명은 오링 형상에 대응하여 산과 골이 길이 방향에 따라 주기적으로 형성된 외벽과, 상기 외벽의 골의 저부에 일체형으로 합체되는 파이프 형상의 내벽을 포함하는 이중벽관을 제조하는 장치에 관한 것으로서, 이를 위하여 내벽용 합성수지조성물을 저장된 제 1 압출기와, 외벽용 합성수지조성물을 저장된 제 2 압출기와, 상기 제 1 및 제 2 압출기에 의해 압출된 내외벽용 합성수지조성물에 대한 제 1 및 제 2 압출물이 이중벽관 다이에 압출되도록 상기 제 1 및 제 2 압출기를 제어하여 내벽과 외벽으로 구성된 이중벽관을 형성시키는 제어기를 포함하는 이중벽관 제조 장치를 제공할 수 있다.

Description

이중벽관 제조 장치 및 방법{Method and apparatus for manufacturing a double wall pipe}
본 발명은 이중벽관을 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이중벽관은 파이프가 지하에 매설되었을 때 토압 또는 외부충격에 의해 파이프가 파손되는 것을 방지하기 위하여 파이프의 제조과정에서 파이프를 구성하는 수지를 이중으로 압출하고 파이프의 외층 수지를 주름지도록 성형함으로써, 상기 주름에 의하여 파이프가 토압이나 외부 충격에 의하여 파손되는 것을 방지하도록 구성된 것이다.
통상적으로, 이중벽관과 같이 외주 면에 요철이 반복적으로 형성된 이중벽관을 연결시키는 방식으로 단순히 파이프를 이용하는 방식이 널리 활용되고 있는데, 이는 연결시킬 양측 파이프의 요홈에 링형상의 패킹을 결합시킨 이중벽관을 일정한 길이로 유지되는 관의 양측에서 억지 삽입에 의해 결합시켜서 된 것이나, 이는 이중벽관을 결합시킨 초기에는 밀폐능력이 다소 유지되지만 장착기간이 길어질수록 패킹의 외면이 산화되고 굳어지면서 밀폐능력이 점진적으로 떨어지는 문제가 있고, 또한 유통되는 유체의 압력이 증가할수록 밀폐능력과 록킹(Locking)능력이 떨어져 유체가 누출될 뿐만 아니라 결합상태가 해제되어져버리는 문제가 발생하게 된다.
(특허문헌1)한국실용신안등록 제20-0336646호(2003.12.09) (특허문헌2)한국실용신안등록 제20-0331505호(2003.10.18)
본 발명은 서로 다른 조성물이 저장된 두 개의 압출기를 이용하여 내벽과 외벽으로 이중벽관을 형성할 수 있는 이중벽관 제조 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 서로 다른 조성물을 충전된 두 개의 압출기를 이용하여 내벽과 외벽으로 구성된 직관부를 형성하고, 동일한 압출기의 압출량을 증대시켜 직관부에 연결되는 확관부를 형성함으로써, 확관부 형성 시 내벽과 외벽이 얇아지는 문제점을 해결할 수 있는 이중벽관 제조 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 서로 다른 합성수지조성물을 압출하는 제 1 및 제 2 압출기를 이용하여 이중벽관을 제조함으로써, 외벽의 강성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 내벽의 내마모성을 증진시킬 수 있는 이중벽관 제조 장치 및 방법을 제공한다.
상기한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 확관부 일체형 이중벽관 제조 장치는 오링 형상에 대응하여 산과 골이 길이 방향에 따라 주기적으로 형성된 외벽과, 상기 외벽의 골의 저부에 일체형으로 합체되는 파이프 형상의 내벽을 포함하는 이중벽관을 제조하는 장치에 있어서, 내벽용 합성수지조성물을 저장된 제 1 압출기와, 외벽용 합성수지조성물을 저장된 제 2 압출기와, 상기 제 1 및 제 2 압출기에 의해 압출된 내외벽용 합성수지조성물에 대한 제 1 및 제 2 압출물이 이중벽관 다이에 압출되도록 상기 제 1 및 제 2 압출기를 제어하여 내벽과 외벽으로 구성된 이중벽관을 형성시키는 제어기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이중벽관은 일측에 상기 내벽 및 외벽을 구비한 직관부와, 타측에서 상기 직관부와 일체형으로 형성되고, 상기 직관부의 직경에 대응되는 관경으로 확관되어 있는 내벽 및 외벽으로 구성된 확관부를 포함하며, 상기 제어기는 상기 제 1 및 제 2 압출기에 충전된 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 상기 직관부를 형성한 후 상기 직관부와 상기 확관부가 연결되는 지점(상기 확관부가 시작되는 지점)부터 상기 직관부 형성 시 압출되는 압출량보다 압출량이 증가되도록 상기 제 1 및 제 2 압출기를 제어하여 상기 확관부를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어기는 상기 이중벽관의 프로파일 데이터 내 상기 확관부 관경, 직관부 직경, 상기 직관부의 내벽 두께 및 외벽의 두께를 고려하여 상기 확관부의 내벽 및 외벽의 두께를 계산한 후 이를 기반으로 상기 제 1 및 제 2 압출기의 압출량을 제어할 수 있다.
상기한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 확관부 일체형 이중벽관 제조 방법은 오링 형상에 대응하여 산과 골이 길이 방향에 따라 주기적으로 형성된 외벽과, 상기 외벽의 골의 저부에 일체형으로 합체되는 파이프 형상의 내벽을 포함하는 이중벽관을 제조하는 방법으로서, 내벽용 합성수지조성물을 저장된 제 1 압출기 및 외벽용 합성수지조성물을 저장된 제 2 압출기를 제어하는 제어기에서 상기 이중벽관에 대한 프로파일 데이터를 입력받는 단계와, 상기 프로파일 데이터를 고려하여 상기 제 1 및 제 2 압출기의 압출속도를 계산하는 단계와, 상기 압출속도에 의거하여 상기 제 1 및 제 2 압출기에 의해 내외벽용 합성수지조성물이 이중벽관 다이에 압출되도록 제어하여 내벽과 외벽으로 구성된 이중벽관을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이중벽관은 일측에 상기 내벽 및 외벽을 구비한 직관부와, 타측에서 상기 직관부와 일체형으로 형성되고, 상기 직관부의 직경에 대응되는 관경으로 확관되어 있는 내벽 및 외벽으로 구성된 확관부를 포함하며, 상기 이중벽관 제조 방법은 상기 제어기에서 상기 확관부를 포함한 이중벽관에 대한 프로파일 데이터가 입력됨에 따라 프로파일 데이터 내 확관부 관경, 직관부 직경 및 직관부 내외벽 두께를 고려하여 상기 확관부의 내벽 및 외벽의 두께를 계산함과 더불어 프로파일 데이터를 토대로 상기 확관부의 시작점 정보를 획득하는 단계와, 상기 직관부의 내외벽 두께를 고려하여 제 1 압출속도를 계산하고, 상기 확관부의 내외벽 두께를 고려하여 제 2 압출속도를 계산하는 단계와, 상기 제어기에서 상기 제 1 압출 속도에 의거하여 제 1 및 제 2 압출기를 제어하여 제 1 압출속도에 맞춰서 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 이중벽관의 직관부를 형성하는 단계와, 상기 확관부이 시작되는 지점에 도달하면, 상기 제어기에서 상기 제 2 압출 속도에 맞춰서 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 이중벽관의 직관부와 연결된 확관부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 외벽용 합성수지조성물은 폴리염화비닐 레진, 충격보강제, 충전제, 안정제 및 첨가제로 조성되며, 상기 내벽용 합성수지조성물은 폴리염화비닐 레진 및 실리콘과 아크릴을 그래프트 중합한 파우더인 첨가제로 조성될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 두 개의 압출기를 이용하여 내벽과 외벽으로 구성된 직관부를 형성하고, 동일한 압출기의 압출량을 증대시켜 직관부에 연결되는 확관부를 형성할 수 있는 확관부 일체형 이중벽관 제조 장치를 제공함으로써, 확관부 형성 시 내벽과 외벽이 얇아지는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 서로 다른 합성수지조성물을 압출하는 제 1 및 제 2 압출기를 이용하여 이중벽관을 제조함으로써, 외벽의 강성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 내벽의 내마모성을 증진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관 제조 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 확관부 일체형 이중벽관의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 확관부와 직관부의 두께를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관의 형성 과정을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 확관부 일체형 이중벽관의 형성 과정을 도시한 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 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. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이여서는 안 된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관의 제조 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관 제조 장치를 도시한 블록도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 확관부 일체형 이중벽관의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 확관부와 직관부의 두께를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관 제조 장치는 제 1 압출기(200), 제 2 압출기(210), 제 1 및 제 2 압출기(200, 210)를 압출량을 제어하기 위한 제어기(220) 및 제 1 및 제 2 압출기(200, 210)와 연결되고 제어부(220)에 의해 동작이 제어되는 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 대한 설명에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관 제조 장치에 의해 성형되는 이중벽관에 대해 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이중벽관(100)은 오링 형상에 대응하여 산과 골이 길이 방향에 따라 주기적으로 형성된 외벽(110)과, 외벽(110)의 골의 저부에 일체형으로 합체되는 파이프 형상의 내벽(120)을 포함할 수 있다.
외벽(110)은 산과 골이 길이방향을 따라 주기적으로 형성되고, 내벽(120)은 외벽(110)의 골의 저부에 일체형으로 합체되어 형성될 수 있다. 이로 인해, 외벽(110) 및 내벽(120) 사이에는 중공층이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 외벽(110)은 외부 환경으로부터 보호하기 위해 내후성, 내충격성, 강성이 우수한 첨가제를 첨가한 물질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 외벽(110)은 중합도 1200 이상의 폴리염화비닐(PVC, PolyVinyl Chloride) 레진, 충격보강제, 충전제, 안정제 및 첨가제로 조성된 외벽용 합성수지조성물로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 충격보강제는 실리콘계 충격보강제, ABS(acrylonitrile butadiene styrene)계 충격보강제, CPE(Chlorinated Polyethylene)계 충격보강제 및 MBS(methyl methacrylate butadiene styrene)계 충격보강제 중에서 적어도 하나일 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에서, 충격보강제는 CPE(Chlorinated Polyethylene)계 충격보강제 및 MBS(methyl methacrylate butadiene styrene)계 충격보강제를 조합한 조성물일 수 있다. 구체적으로, 충격보강제는 CPE(Chlorinated Polyethylene)계 충격보강제 및 MBS(methyl methacrylate butadiene styrene)계를 조합하되, CPE계 : MBS계의 첨가 비율을 6:4 내지 8:2로 함으로써 경질 염화 비닐 수지의 우수한 인장 강도를 유지하면서 저온 충격 강도가 뛰어나고 압출 성형 공정에서 압출 저항이 낮은 외벽용 합성수지조성물을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 첨가제로 유리 소성 분말과 그래핀 분말을 이용할 수 있다.
한편, 외벽용 합성수지조성물은 안정제로서 열안정제를 사용할 수 있다. 구체적으로, 열안정제는 유기주석 메르캅토계, 유기주석 말레이트계, 유기주석 라우레이트계 등과 같은 유기주석계 안정제, 칼슘아연계 안정제, 지방산계 안정제 등을 사용할 수 있다.
상술한 바와 같은 외벽용 합성수지조성물로 성형된 외벽(110)은 강도보강 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 압출 저항을 낮춰서 압출성을 높일 수 있다.
또한, 내벽(120)은 중합도 1200 이상의 폴리염화비닐(PVC, PolyVinyl Chloride) 레진에 내마모성을 증진시키기 위한 기타 첨가제를 첨가한 물질로 성형될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 내벽(120)의 첨가제는 실리콘과 아크릴을 그래프트 중합한 파우더를 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 내벽(120)의 내마모성을 향상시키기 위해 알루미늄, 철, 티탄 또는 코발트로 이루어진 금속비누, 유리섬유(2 내지 100mm인 장섬유)와 탄산칼슘이 6 : 4의 중량비로 혼합된 충전제 등을 포함한 내벽용 합성수지조성물을 이용하여 성형될 수 있다.
상술한 바와 같이, 충전제로 탄산칼슘을 사용함으로써, 생산 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 성형성을 향상시키고 혼합가공장치의 마모를 줄여줄 수 있다.
또한, 탄산칼슘의 경우 입자크기 조정범위가 넓어 이용에 용이하기 때문에 0.1㎛ 미만의 입자크기를 갖는 탄산칼슘을 포함한 충전제를 포함한 내벽용 합성수지조성물을 이용하여 내벽(120)을 형성함으로써, 작은 입경에 의해 외부에 가해지는 충격을 분산시켜 내충격성을 강화할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관(100)의 외벽(110) 및 내벽(120)은 공통적으로 그래핀 분말을 더 포함한 물질을 첨가제로 한 합성수지조성물을 이용하여 성형될 수 있다.
본 발명의 실시예에 적용되는 그래핀 분말은 추진관의 강도 향상을 위한 것은 물론, 장기 내구성, 내오염성 등의 향상을 위한 성분이다. 상기 그래핀(grapene)은 반데르발스 힘(van der Waales force) 등에 의하여 수십만 내지 수백만 이상으로 쌓인 층상 구조를 갖는 그래파이트(graphite)로부터 분리된 단층을 일컫는 것이나, 본 발명의 실시예에서 그래핀은 이러한 단층의 그래파이트 또는 수 내지 수십 층의 그래파이트(유사 그래핀)일 수도 있다.
상기 그래파이트로부터 분리된 단층의 그래핀은 물리적 및 화학적 안정성이 매우 높으며, 강도는 강철에 비하여 약 200배 이상, 열 전도성은 다이아몬드(diamond)에 비하여 약 2배 이상 우수하며, 초소수성으로 인하여 물기의 접근을 막는 특성을 갖는다. 따라서, 이러한 그래핀을 PVC 수지에 혼합할 경우 강도를 현저히 높일 수 있음은 물론, 장기 내구성, 내마모성, 초소수성의 특성을 부여할 수 있다는 장점이 있다. 아울러, 이러한 그래핀은 단독으로 과량 사용하는 것에 비하여, 유리소성 분말과 병용하는 것이 더욱 우수한 강도 상승의 효과를 얻을 수 있다.
즉, 외벽(110)은 기타 첨가제로 유리 소성 분말과 그래핀 분말을 사용한 외벽용 합성수지조성물을 이용하여 성형될 수 있다.
내벽(120)은 그래프트 중합한 파우더와 그래핀 분말을 첨가제로 한 내벽용 합성수지조성물을 이용하여 성형될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 외벽용 합성수지조성물 및 내벽용 합성수지조성물은 서로 다른 압출기에 의해 압출되어 이중벽관(100)을 형성하는데, 압출기의 겔링 시간을 단축시키고, 압출 부하를 감소시킬 수 있도록 압출기 성능 향상용 첨가제를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 압출기 성능 향상용 첨가제는 내부 가소성 PVC 공중합체를 들 수 있다.
내부 가소성 PVC 공중합체는 코어에 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 염화비닐-알킬아크릴레이트중합체를 가지고, 쉘에 폴리염화비닐 구조를 가지며, 전체 공중합체 수지 중량을 기준으로 공중합체 내 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 알킬아크릴레이트의 함량이 10 내지 50 중량%인, 코어-쉘 구조의 염화비닐계 공중합체 수지를 단독 또는 혼합하여 조성된 물질일 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 이중벽관(100)은 내벽(120)과 외벽(110)이 서로 다른 물질로 형성되기 때문에 두 개의 압출기를 이용하여 생산될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관(100)은 내벽(120)을 형성하기 위한 압출기와 외벽(110)을 형성하기 위한 압출기를 이용하여 생산될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 압출기는 성형재료를 가열을 통하여 유동상태로 만들고, 용융상태의 성형재료를 스크류로 사용하여 압축하며 전진시켜 특정 모양의 다이(Die)(이하, '이중벽관용 다이' 라고 함)를 통과시켜, 특정한 단면을 가지는 제품을 연속적으로 성형하는 장치로서, 압출기의 스크류(Screw)는 펠렛이나 비드상태의 원료의 공급, 압축, 믹싱(mixing), 균일화, 이송기능을 가질 수 있다.
또한, 압출기는 압출되어 나온 내외벽용 합성수지조성물의 압출물을 이송하는 압출 라인 콘베이어를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 외벽용 합성수지조성물과 내벽용 합성수지조성물을 이용하여 성형된 이중벽관(100)은 외벽(110) 및 내벽(120)으로 구성된 직관부(130) 및 확관부(140)로 구성될 수 있다.
확관부(140)를 구비한 이중벽관(100)은 일측에 내벽(120) 및 외벽(110)을 구비한 직관부(130) 및 타측에 직관부(130)와 일체형으로 형성되고, 직관부(130)의 직경보다 상대적으로 크게 확관된 내벽(120) 및 외벽(110)을 구비한 확관부(140)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 직관부(130)의 내벽(120) 두께가 t이고, 외벽(110)의 두께가 h인 경우 확관부(140)의 내벽(120) 두께를 t보다 기 설정된 값만큼 큰 T이고, 외벽(110)의 두께가 h보다 기 설정된 값만큼 큰 H일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 확관부(140)의 관경은 확관부(140)를 통해 연결되는 관의 관경에 의거하여 결정될 수 있다.
확관부(140)를 구비한 이중벽관(100)은 두 개의 압출기의 압출량을 제어하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 이중벽관(100)은 확관부(140) 시작되는 지점에서 확관부(140)가 끝나는 부분까지 압출량이 증가되도록 압출기를 제어할 수 있다.
압출량을 제어하는 방법으로는 압출 속도를 조절하는 방법을 들 수 있다.
압출 속도를 조절하는 방법은 압출 라인 콘베이어 속도를 증감시키도록 압출 라인 콘베이어에 연결된 구동 모터를 제어하는 것으로서, 직관부(120) 성형 시 제 1 속도로 압출 라인 콘베이어의 속도로 이동되도록 구동 모터를 제어한 후 확관부(140)가 시작되는 지점부터 끝나는 지점까지 제 1 속도보다 낮은 제 2 속도로 압출 라인 콘베이어가 이동되도록 하도록 구동 모터를 제어하는 것을 의미할 수 있다.
제 1 압출기(200)는 이중벽관(100)의 내벽(120)을 형성하기 위한 물질, 즉 내벽용 합성수지조성물이 유동 상태로 저장되어 있으며, 용융 상태의 내벽용 합성수지조성물을 제 1 압출 라인 콘베이어(230)와 연결된 이중벽관용 다이(미도시됨)에 공급하여 이중벽관(100)의 내벽(120)을 형성할 수 있다.
제 2 압출기(210)는 이중벽관(100)의 외벽(110)을 형성하기 위한 물질, 즉 외벽용 합성수지조성물이 유동 상태로 저장되어 있으며, 용융 상태의 외벽용 합성수지조성물을 압출하여 제 2 압출 라인 콘베이어(240)와 연결된 이중벽관용 다이(미도시됨)에 공급하여 이중벽관(100)의 외벽(110)을 형성할 수 있다.
제어기(220)는 확관부 일체형 이중벽관(100)에 대한 프로파일 데이터가 입력됨에 따라 이를 기반으로 제 1 및 제 2 압출기(200, 210)에 저장된 용융 상태의 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물의 일정량이 이중벽관용 다이(미도시됨)에 공급되도록 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)를 제어, 즉 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)를 제 1 속도로 제어할 수 있다. 여기에서, 프로파일 데이터는 확관부 일체형 이중벽관(100)에 대한 형상 및 그에 관련된 다양한 정보(예컨대 내외벽 두께, 확관부 관경, 직관부 직경)를 포함한 3차원 데이터일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 도 1의 제어기(220)는 프로파일 데이터에서 직관부(130)의 끝단, 즉 확관부(140)가 시작되는 지점을 추출하고, 추출한 지점에서 이중벽관용 다이에 압출되는 압출량을 제어하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어기(220)는 프로파일 데이터를 기반으로 추출한 지점부터 이중벽관용 다이에 압출되는 압출량을 증가시키기 위해 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)의 구동 속도를 제 1 속도보다 느리게 할 수 있다.
구체적으로, 제어기(220)는 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)를 제 1 속도로 구동시켜 제 1 및 제 2 압출기(200, 210)에 저장된 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 직관부(130)를 형성한 후 직관부(130)와 확관부(140)가 연결되는 지점(확관부(140)가 시작되는 지점)부터 직관부(130) 형성 시 압출되는 압출량보다 압출량이 증가되도록 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)의 속도를 제 1 속도보다 느리게 제어할 수 있다.
제어기(220)는 확관부 일체형 이중벽관(100)의 프로파일 데이터 내 확관부 관경, 직관부 직경 및 직관부 내외벽 두께를 고려하여 확관부(140)의 내벽 및 외벽의 두께를 계산하여 제 1 및 제 2 압출기(200, 210)의 압출량을 결정하여 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)의 구동 속도를 제어할 수 있다.
직관부(130)가 끝나고 확관부(140)가 시작되는 지점에서부터 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)의 구동 속도를 느리게 함으로써, 제 1 및 제 2 압출기(200, 210)에 의해 이중벽관용 다이에 압출되는 내외벽용 합성수지조성물의 압출량이 증가되기 때문에 직관부(110)의 내벽(120) 및 외벽(110)의 두께보다 두꺼운 내벽(120) 및 외벽(110)으로 구성된 확관부(140)를 형성할 수 있다. 이때, 확관부(140)의 관경은 직관부(130)의 관경보다 크거나 대응될 수 있다.
상술한 바와 같은 이중벽관 제조 장치가 동작하는 과정에 대해 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이중벽관의 형성 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 이중벽관에 대한 프로파일 데이터와 조성물 정보가 입력(S600)됨에 따라 제어기(220)는 프로파일 데이터를 기반으로 이중벽관(100)의 외벽(110)과 내벽(120)에 대한 형성을 위한 두께를 분석하고, 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물의 성분을 분석한다(S602). 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 제어기(220)는 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물 내 압출기 성능 향상용 첨가제에 대한 성분을 분석할 수 있다.
그런 다음, 제어기(220)는 외벽(110) 및 내벽(120)의 두께와 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물 내 압출기 성능 향상용 첨가제에 대한 성분을 분석하여 내벽(120) 및 외벽(110)을 형성하기 위한 압출량과 이를 위한 제 1 압출 속도를 결정한다(S604).
이후, 제어기(220)는 제 1 압출 속도에 의거하여 제 1 및 제 2 압출기(200, 210)에 연결된 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)를 구동(S606)시킴으로써, 제 1 압출속도에 맞춰서 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 이중벽관(100)을 형성한다(S608).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 확관부 일체형 이중벽관의 형성 과정을 도시한 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 확관부 일체형 이중벽관에 대한 프로파일 데이터와 조성물 정보가 입력(S700)됨에 따라 제어기(220)는 프로파일 데이터에서 직관부(130)의 내외벽 두께를 획득하고, 프로파일 데이터 내 확관부 관경, 직관부 직경 및 직관부 내외벽 두께를 고려하여 확관부(140)의 내벽 및 외벽의 두께를 계산함과 더불어 프로파일 데이터를 토대로 확관부(140)의 시작점 정보를 획득한다(S702).
이와 더불어, 제어기(220)는 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물의 성분을 분석한다(S704). 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 제어기(220)는 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물 내 압출기 성능 향상용 첨가제에 대한 성분을 분석할 수 있다.
그런 다음, 제어기(220)는 분석한 성분 정보와 직관부(130)의 내외벽 두께 등을 고려하여 직관부(130) 형성 시 필요한 제 1 압출량 및 압출기를 이용하여 제 1 압출량을 압출하기 위한 제 1 압출 속도를 계산한다(S706).
이와 더불어, 제어기(220)는 분석한 성분 정보와 확관부(140)의 내외벽 두께 등을 고려하여 확관부(140) 형성 시 필요한 제 2 압출량 및 압출기를 이용하여 제 2 압출량을 압출하기 위한 제 2 압출 속도를 계산한다(S708).
이후, 제어기(220)는 제 1 압출 속도에 의거하여 제 1 및 제 2 압출기(200, 210)에 연결된 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)를 구동(S710)시킴으로써, 제 1 압출속도에 맞춰서 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 이중벽관(100)의 직관부(130)를 형성한다(S712).
확관부(140)이 시작되는 지점에 도달하면, 제어기(220)는 제 2 압출 속도에 의거하여 제 1 및 제 2 압출기(200, 210)에 연결된 제 1 및 제 2 압출 라인 콘베이어(230, 240)를 구동(S714)시킴으로써, 제 2 압출속도에 맞춰서 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 이중벽관(100)의 직관부(130)와 연결된 확관부(140)를 형성한다(S716).
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 이중벽관
110 : 외벽
120 : 내벽
130 : 직관부
140 : 확관부

Claims (7)

  1. 오링 형상에 대응하여 산과 골이 길이 방향에 따라 주기적으로 형성된 외벽과, 상기 외벽의 골의 저부에 일체형으로 합체되는 파이프 형상의 내벽을 포함하는 이중벽관을 제조하는 장치에 있어서,
    내벽용 합성수지조성물을 저장된 제 1 압출기와,
    외벽용 합성수지조성물을 저장된 제 2 압출기와,
    상기 제 1 및 제 2 압출기에 의해 압출된 내외벽용 합성수지조성물에 대한 제 1 및 제 2 압출물이 이중벽관 다이에 압출되도록 상기 제 1 및 제 2 압출기를 제어하여 내벽과 외벽으로 구성된 이중벽관을 형성시키는 제어기를 포함하며,
    상기 외벽용 합성수지조성물과 상기 내벽용 합성수지조성물은 상기 제 1 및 제 2 압출기의 압출 속도를 높이고, 겔링 시간을 감소시키기 위한 압출기 성능 향상용 첨가제를 더 포함하여 조성되고,
    상기 압출기 성능 향상용 첨가제는 코어에 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 염화비닐-알킬아크릴레이트중합체를 가지고, 쉘에 폴리염화비닐 구조를 가지며, 전체 공중합체 수지 중량을 기준으로 공중합체 내 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 알킬아크릴레이트의 함량이 10 내지 50 중량%인, 코어-쉘 구조의 염화비닐계 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 이중벽관 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이중벽관은,
    일측에 상기 내벽 및 외벽을 구비한 직관부와,
    타측에서 상기 직관부와 일체형으로 형성되고, 상기 직관부의 직경에 대응되는 관경으로 확관되어 있는 내벽 및 외벽으로 구성된 확관부를 포함하며,
    상기 제어기는 상기 제 1 및 제 2 압출기에 충전된 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 상기 직관부를 형성한 후 상기 직관부와 상기 확관부가 연결되는 지점부터 상기 직관부 형성 시 압출되는 압출량보다 압출량이 증가되도록 상기 제 1 및 제 2 압출기를 제어하여 상기 확관부를 형성하는 이중벽관 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 이중벽관의 프로파일 데이터 내 상기 확관부 관경, 직관부 직경, 상기 직관부의 내벽 두께 및 외벽의 두께를 고려하여 상기 확관부의 내벽 및 외벽의 두께를 계산한 후 이를 기반으로 상기 제 1 및 제 2 압출기의 압출량을 제어하는 이중벽관 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외벽용 합성수지조성물은 폴리염화비닐 레진, 충격보강제, 충전제, 안정제 및 첨가제로 조성되며,
    상기 내벽용 합성수지조성물은 폴리염화비닐 레진 및 실리콘과 아크릴을 그래프트 중합한 파우더인 첨가제로 조성되는 이중벽관 제조 장치.
  5. 오링 형상에 대응하여 산과 골이 길이 방향에 따라 주기적으로 형성된 외벽과, 상기 외벽의 골의 저부에 일체형으로 합체되는 파이프 형상의 내벽을 포함하는 이중벽관을 제조하는 방법으로서,
    내벽용 합성수지조성물을 저장된 제 1 압출기 및 외벽용 합성수지조성물을 저장된 제 2 압출기를 제어하는 제어기에서 상기 이중벽관에 대한 프로파일 데이터를 입력받는 단계와,
    상기 프로파일 데이터를 고려하여 상기 제 1 및 제 2 압출기의 압출속도를 계산하는 단계와,
    상기 압출속도에 의거하여 상기 제 1 및 제 2 압출기에 의해 내외벽용 합성수지조성물이 이중벽관 다이에 압출되도록 제어하여 내벽과 외벽으로 구성된 이중벽관을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 외벽용 합성수지조성물과 상기 내벽용 합성수지조성물은 상기 제 1 및 제 2 압출기의 압출 속도를 높이고, 겔링 시간을 감소시키기 위한 압출기 성능 향상용 첨가제를 더 포함하여 조성되고,
    상기 압출기 성능 향상용 첨가제는 코어에 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 염화비닐-알킬아크릴레이트중합체를 가지고, 쉘에 폴리염화비닐 구조를 가지며, 전체 공중합체 수지 중량을 기준으로 공중합체 내 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 알킬아크릴레이트의 함량이 10 내지 50 중량%인, 코어-쉘 구조의 염화비닐계 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 이중벽관 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이중벽관은,
    일측에 상기 내벽 및 외벽을 구비한 직관부와,
    타측에서 상기 직관부와 일체형으로 형성되고, 상기 직관부의 직경에 대응되는 관경으로 확관되어 있는 내벽 및 외벽으로 구성된 확관부를 포함하며,
    상기 이중벽관 제조 방법은,
    상기 제어기에서 상기 확관부를 포함한 이중벽관에 대한 프로파일 데이터가 입력됨에 따라 프로파일 데이터 내 확관부 관경, 직관부 직경 및 직관부 내외벽 두께를 고려하여 상기 확관부의 내벽 및 외벽의 두께를 계산함과 더불어 프로파일 데이터를 토대로 상기 확관부의 시작점 정보를 획득하는 단계와,
    상기 직관부의 내외벽 두께를 고려하여 제 1 압출속도를 계산하고, 상기 확관부의 내외벽 두께를 고려하여 제 2 압출속도를 계산하는 단계와,
    상기 제어기에서 상기 제 1 압출 속도에 의거하여 제 1 및 제 2 압출기를 제어하여 제 1 압출속도에 맞춰서 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 이중벽관의 직관부를 형성하는 단계와,
    상기 확관부가 시작되는 지점에 도달하면, 상기 제어기에서 상기 제 2 압출 속도에 맞춰서 내벽용 합성수지조성물과 외벽용 합성수지조성물을 이중벽관용 다이에 압출하여 이중벽관의 직관부와 연결된 확관부를 형성하는 단계를 포함하는 이중벽관 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 외벽용 합성수지조성물은 폴리염화비닐 레진, 충격보강제, 충전제, 안정제 및 첨가제로 조성되며,
    상기 내벽용 합성수지조성물은 폴리염화비닐 레진 및 실리콘과 아크릴을 그래프트 중합한 파우더인 첨가제로 조성되는 이중벽관 제조 방법.
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