KR102418754B1

KR102418754B1 - 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법

Info

Publication number: KR102418754B1
Application number: KR1020220026655A
Authority: KR
Inventors: 채규승; 유형식; 이아람; 김흥선; 유청; 최규종; 박명규; 남궁현철; 송승기; 김동수
Original assignee: (주)동원프라스틱
Priority date: 2022-03-02
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2022-07-08

Abstract

본 발명은 제1관, 및 상기 제1관의 전방에 설치되는 제2관을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 제1관과 제2관을 제조하는 단계는, 합성수지를 사각프로파일로 압출성형하고, 상기 압출성형되는 사각프로파일을 냉각하고, 상기 프로파일의 결합면에 길이 방향으로 결합홈을 형성하고, 상기 결합홈이 형성된 사각프로파일을 나선형으로 권취하면서 상기 사각프로파일 사이에 합성수지를 충진하여 융착 결합하고, 절단하는 순으로 하여 나선형상의 원형관을 형성하는 것을 특징으로 하는 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 프로파일의 결합구조, 관과 관의 연결구조 및 관의 재질을 개선함으로써, 프로파일의 풀림이나 크랙을 방지하고, 관과 관을 연결하는 연결구조의 구성부품을 줄일 뿐 아니라 연결구조의 결합력과 수밀성을 증대시키며, 친환경적이고, 굴곡강도, 인장강도, 원강성, 내화학성, 내식성, 균열저항성, 내충격성 등이 향상될 수 있다.

Description

풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법{Method of manufacturing eco-friendly polyethylene pipe preventing loosening, improving rigidity and having integrated connections}

본 발명은 하수관, 우수관, 오수관, 침출수관 등에 사용되는 합성수지제 나선관 제조방법에 관한 것으로 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법에 관한 발명이다.

일반적으로 합성수지제 나선관은 압출 성형되는 합성수지 사각프로파일을 나선형으로 권취하면서 그 사이에 수지를 주입하여 융착 결합하여 제조하게 된다.

그러나 이러한 나선관은 지중에 매설하여 사용하는 도중에 받는 집중하중과 열악한 현장여건에서의 외부충격 등에 의해 융착 부위에 크랙이 발생하거나 분리되는 문제점이 있다.

또한, 상기 합성수지제 나선관은 관과 관을 연결하는 이음부의 결합 구조가 취약하고 구성 부품이 많고 복잡하여, 제조 비용이 증가할 뿐 아니라 연결 부분이 쉽게 이완되거나 누수가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 기존의 합성수지로 제조되는 나선관은 인장강도, 원강성 및 굴곡강도가 부족하고, 특히 내화학성, 내충격성 등이 부족한 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-2140110호

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 프로파일의 결합구조, 관과 관의 연결구조 및 관의 재질을 개선함으로써, 프로파일의 풀림이나 크랙을 방지하고, 관과 관을 연결하는 연결구조의 구성부품을 줄일 뿐 아니라 연결구조의 결합력과 수밀성을 증대시키며, 친환경적이고, 굴곡강도, 인장강도, 원강성, 내화학성, 내식성, 균열저항성, 내충격성 등이 향상된 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법은, 제1관, 및 상기 제1관의 전방에 설치되는 제2관을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 제1관과 제2관을 제조하는 단계는, 합성수지를 사각프로파일로 압출성형하고, 상기 압출성형되는 사각프로파일을 냉각하고, 상기 냉각된 사각프로파일을 나선형으로 권취하면서 상기 사각프로파일 사이에 합성수지를 충진하여 융착 결합하고, 절단하는 순으로 하여 원형관을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 사각프로파일을 나선형으로 권취하기 이전에 상기 사각프로파일의 결합면의 일측면 또는 양측면에 길이 방향으로 결합홈을 형성하고 상기 결합홈에 합성수지가 충진되어 융착 결합되게 함으로써 풀림이 방지되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 결합홈의 형성은 결합홈성형기에 의해 형성하고, 상기 결합홈성형기는 상기 사각프로파일을 지지하는 하판, 상기 하판의 상측에 평형하게 구비되어 상기 사각프로파일의 양 측면을 지지하는 한 쌍의 가이드판, 상기 한 쌍의 가이드판 상측에 회전 가능하게 구비되어 상기 사각프로파일의 상측을 지지하는 상판, 상기 한 쌍의 가이드판의 일측 또는 양측의 외측에 구비되는 구동장치, 상기 구동장치에 설치되고 상기 구동장치에 의해 상기 한 쌍의 가이드판이 형성하는 공간 내측으로 출몰하는 바이트를 포함하고, 상기 바이트는 상기 한 쌍의 가이드판이 형성하는 공간 내측으로 돌출하여 통과하는 상기 사각프로파일의 측면에 결합홈을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1관과 제2관을 연결하는 연결구조를 준비하는 단계를 더 포함하고, 상기 연결구조는 상기 제2관의 후부에 구비되고 상기 제1관의 전방이 삽입되는 나팔 형상의 연결부와, 상기 제1관의 삽입되는 전방과 상기 나팔 형상의 연결부 사이에 삽입되는 고무링과, 상기 고무링을 상기 연결부 내측에 압입하는 압입부를 구비하고 볼트에 의해 상기 나팔 형상의 연결부에 결합되는 압륜을 포함하고,

상기 제2관과 상기 연결부를 상호 융착 결합하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2관과 상기 연결부를 상호 융착 결합하는 단계는, 상기 제2관의 후단면과 상기 연결부의 전단면의 일측면 또는 양측면에 둘레방향을 따라 제2결합홈을 형성하고 상기 제2관의 후단면과 상기 연결부의 전단면을 녹인 후 가압하여 결합함으로써 상기 제2결합홈에 녹은 합성수지가 충진되어 결합되어 견고하게 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 압륜의 압입부는 복수개로 분할함으로써, 상기 고무링을 상기 나팔 형상의 연결부와 상기 제1관 사이에 깊숙이 압입함과 동시에 그 자신이 상기 나팔 형상의 연결부와 상기 제1관 사이에 깊숙이 삽입되어, 고무링에 의한 수밀성을 증진시킴과 동시에 상기 제1관과 제2관의 결합력을 증대시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고무링을 압입하는 상기 압입부의 전단은 상기 고무링이 안착할 수 있는 요부를 형성하고, 상기 고무링이 상기 나팔 형상의 연결부에 깊숙이 압입될 때 상기 압입부의 전단에서 이탈되는 것이 방지되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 압륜의 내측면에 돌출 형성되는 이탈방지돌기를 더 포함하고, 상기 이탈방지돌기는 상기 제1관의 외측면에 밀착됨으로써 상기 제1관과 제2관의 결합력을 증대시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1관과 제2관을 형성하는 합성수지는 HDPE(High Density Polyethylene) 100 중량부와 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene) 7~20 중량부를 포함함을 특징으로 할 수 있다.

상기 HDPE는 재활용수지인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 UHMWPE는 분자량이 350만g/mol ~ 1,050만g/mol의 PE인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1관과 제2관을 형성하는 합성수지는 첨가제인 활제, 열안정제, 대전방지제, 산화방지제, 탄산칼슘, 이산화티타늄을 더 포함함을 특징으로 할 수 있다.

상기 열안정제는 Sn계, Pb계, Zn계, Cd/Ba계, Ca/Zn계, Na/Za계, Ba/Zn계, Cd/Ba/Zn계 중 하나 이상으로 구성되고, 상기 대전방지제는 Amine계, Glycerine계, Amide계 중 하나 이상으로 구성되고, 상기 산화방지제는 페놀계, 아릴아민계(Arylamine계), 유황계, 인계 중 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 첨가제인 활제, 열안정제, 대전방지제, 산화방지제, 탄산칼슘, 이산화티타늄은 각각 2~4.5 중량부, 0.3~0.7 중량부, 0.1 중량부, 0.5 중량부, 2.5 중량부, 2.5~10 중량부인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 프로파일의 결합구조, 관과 관의 연결구조 및 관의 재질을 개선함으로써, 프로파일의 풀림이나 크랙을 방지하고, 관과 관을 연결하는 연결구조의 구성부품을 줄일 뿐 아니라 연결구조의 결합력과 수밀성을 증대시키며, 친환경적이고, 굴곡강도, 인장강도, 원강성, 내화학성, 내식성, 균열저항성, 내충격성 등이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법으로 제조된 폴리에틸레관의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법으로 제조된 폴리에틸레관의 분리사시도이다.
도 4는 도 3의 부분확대단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법의 풀림방지구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일례에 따른 압륜의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일례에 따른 압륜의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일례에 따른 결합홈성형기의 상판이 닫혀진 상태의 사시도, 상판이 개방된 상태의 사시도, 상판이 개방된 정면도, 설치상태도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법의 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법으로 제조된 폴리에틸레관의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법으로 제조된 폴리에틸레관의 분리사시도이고, 도 4는 도 3의 부분확대단면도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법의 풀림방지구조를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일례에 따른 압륜의 다른 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일례에 따른 압륜의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일례에 따른 결합홈성형기의 상판이 닫혀진 상태의 사시도, 상판이 개방된 상태의 사시도, 상판이 개방된 정면도, 설치상태도이다.

도면을 참조하면, 본 발명 일례에 따른 풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법은, 제1관(110), 및 상기 제1관(110)의 전방에 설치되는 제2관(110')을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1관(110)과 제2관(110')을 제조하는 단계는, 합성수지를 사각프로파일로 압출성형하고, 상기 압출성형되는 사각프로파일을 냉각하고, 상기 냉각된 사각프로파일을 나선형으로 권취하면서 상기 사각프로파일 사이에 합성수지를 충진하여 융착 결합하고, 절단하는 순으로 하여 원형관을 형성할 수 있다. 즉, 상기 형성된 나선형상의 원형관을 일정 길이로 절단하여 제1관(110)과 제2관(110')을 형성할 수 있다.

상기 전방은 유수가 흐르는 방향을 볼 때의 전방을 지칭하거나, 또는 그 반대일 수 있다.

상기 사각프로파일은 중공형으로 함으로써, 재료를 절약하고 무게를 가볍게 할 수 있다. 중공형은 내부가 완전히 빈 중공형이거나, 또는 격자(도 4의 확대도 참조)가 형성된 중공형일 수 있다. 사각프로파일의 내부에 길이 방향으로 형성된 격자는 사각프로파일 자체의 강성을 증대시킬 수 있다. 상기 합성수지는 PE(Polyethylene)수지일 수 있다.

제1관(110)과 제2관(110')을 형성하는 합성수지는 HDPE(High Density Polyethylene) 100 중량부와 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene) 7~20 중량부를 포함할 수 있다.

상기 HDPE는 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서, 환경호르몬이 검출되지 않는 무독성 친환경플라스틱으로 강도가 우수하고, 내열성이 높다.

UHMWPE는 분자량이 350만g/mol ~ 1,050만g/mol일 수 있다. 즉, 큰 분자량의 UHMWPE를 사용함으로써, 인장강도, 원강성 및 굴곡강도가 뛰어나고, 유기용매에 대한 내화학성, 응력균열저항성, 저온에서의 강인도, 내충격성 등이 뛰어날 수 있다.

예컨데, 고분자물질인 HDPE는 유기용매에 약한 단점이 있는데, UHMWPE을 포함함으로써, 내식성과 내화학성을 증대시킬 수 있다. 특히, 하수나 오수는 그 특성상 여러 오염물질을 포함할 수 있는데, 본 실시예는 이러한 오염물질에 대해 내화학성과 내식성을 증대시킬 수 있다.

또한, 하수관, 우수관, 오수관, 침출수관 등은 저온에 노출되는 경우가 흔히 발생할 수 있는데, 본 실시예는 UHMWPE을 포함함으로써 탁월한 저온특성을 가질 수 있다.

상기 HDPE는 재활용수지일 수 있다. 즉, 많은 양을 차지하는 HDPE를 재활용수지로 함으로써, 폐자재를 재활용하여 비용을 절감하고, 환경오염을 줄이며 친환경적일 수 있다.

또한, 상기 제1관(110)과 제2관(110')을 형성하는 합성수지는 첨가제인 활제, 열안정제, 대전방지제, 산화방지제, 탄산칼슘, 이산화티타늄을 포함할 수 있다. 첨가제는 HDPE와 UHMWPE를 주로 포함하는 본 실시예의 원재료를 이용하여 관을 효과적으로 제조하고 기능을 발휘하도록 할 수 있다.

상기 활제는 가소화, 점도감소, 열분산감소, 이형효과, 마찰감소, 표면미끄럼성을 부여할 수 있다.

예컨데, 활제는 고분자 사슬 사이의 반데르바알스힘(van der waals force)을 감소시킴으로써 용융 점도를 감소시켜 마찰열 상승을 억제시켜줄 수 있다.

상기 열안정제는 고분자 물질을 고온에서 가공하거나 완성된 제품의 사용기간 중 수지의 물리적, 화학적 성질을 유지하도록 도와주는 화합물로서, 열에 취약한 PE 수지를 보완할 수 있다. 상기 열안정제는 Sn계, Pb계, Zn계, Cd/Ba계, Ca/Zn계, Na/Za계, Ba/Zn계, Cd/Ba/Zn계 중 하나 이상으로 구성될 수 있다.

상기 대전방지제는 Amine계, Glycerine계, Amide계 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 합성수지는 다른 물질과 반응하여 정전기를 일으키는 문제가 발생할 수 있는데, 대전방지제는 이를 해결할 수 있다.

상기 산화방지제는 페놀계, 아릴아민계(Arylamine계), 유황계, 인계 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 모든 제품은 공기의 산소와 접촉을 하게 되면 조금씩 산화가 일어날 수 있다. 즉, 압출 및 성형가공시의 열이나 기계적 전단력 등에 의해 알킬라디칼이 발생하고, 산소 및 잔류 금속성분 등에 의해 급속하게 산화되어 라디칼이 발생하며, 이렇게 생성된 라디칼에 의해 가교반응으로 브리틀(brittle)해지거나 MI(Melt Flow Index)가 감소하거나 또는 분해하여 MI가 증가하는 등의 본래 물성을 잃고 변질되어 사용상의 본래의 성질을 잃게 되는데, 산화방지제는 이를 방지할 수 있다.

상기 탄산칼슘, 이산화티타늄은 UHMWPE와 함께 인장강도, 원강성 및 굴곡강도를 높여줄 수 있다.

상기 첨가제인 활제, 열안정제, 대전방지제, 산화방지제, 탄산칼슘, 이산화티타늄은 각각 2~4.5 중량부, 0.3~0.7 중량부, 0.1 중량부, 0.5 중량부, 2.5 중량부, 2.5~10 중량부일 수 있다.

상기 사각프로파일을 나선형으로 권취하기 이전에 상기 사각프로파일의 결합면의 일측면 또는 양측면에 길이 방향으로 결합홈(120)을 형성하고 상기 결합홈(120)까지 합성수지가 충진되어 융착 결합되게 함으로써 결합력을 증진시켜 풀림이나 크랙 발생을 방지할 수 있다.

상기 결합홈(120)은 사각프로파일의 결합면의 일측면 또는 양측면에 길이 방향으로 형성되고, 삼각형, 사각형, 호형, 사다리형 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 상기 결합홈(120)에 충진되는 합성수지는 HDPE 수지일 수 있다.

사각프로파일에 결합홈(120)을 형성함으로써, 공기와의 접촉 면적이 넓어져 냉각효과가 상승하고 생산성이 향상되며 원가가 절감될 수 있다. 또한, 상기 결합홈(120)에 수지를 충진하여 융착 결합함으로써, 넓어진 면적으로 인하여 부착력이 증가할 뿐 아니라 기계적 전단력도 증가하여, 결과적으로 충격이나 집중하중 등에 의한 균열이나 풀림이 방지되고 강성이 증가될 수 있다.

도 10을 참조하면, 상기 결합홈(120)의 형성은 결합홈성형기(140)에 의해 형성할 수 있다.

상기 결합홈성형기(140)는 상기 사각프로파일을 지지하는 하판(142), 상기 하판(142)의 상측에 평형하게 구비되어 통과하는 사각프로파일의 양 측면을 지지하는 한 쌍의 가이드판(144), 상기 한 쌍의 가이드판(144) 상측에 회전 가능하게 구비되어 상기 사각프로파일의 상측을 지지하는 상판(146), 상기 한 쌍의 가이드판(144)의 일측 또는 양측의 외측에 구비되는 구동장치(148), 상기 구동장치(148)에 설치되고 상기 구동장치(148)에 의해 상기 한 쌍의 가이드판(144)이 형성하는 공간 내측으로 출몰하는 바이트(149)를 포함할 수 있다.

상기 바이트(149)는 구동장치(148)의 작동에 의해 상기 한 쌍의 가이드판(144)이 형성하는 공간 내측으로 돌출하여 통과하는 상기 사각프로파일의 측면에 결합홈(120)을 형성할 수 있다.

상기 구동장치(148)와 바이트(149)는 가이드판(144)의 양측 또는 일측에 설치될 수 있다. 즉, 결합홈(120)을 양측에 형성하고자 하는 경우에는 가이드판(144)의 양측에 구동장치(148)와 바이트(149)를 설치하고, 결합홈(120)을 일측에만 형성하고자 하는 경우에는 가이드판(144)의 일측에만 구동장치(148)와 바이트(149)를 설치할 수 있다.

사각프로파일은 상판(146)을 회전시켜 연 후 설치하고, 다시 회전시켜 닫은 상태로 결합홈(120) 형성 작업을 수행할 수 있다. 필요에 따라 상판(146)을 연 상태에서도 결합홈(120) 형성 작업을 수행할 수 있다.

한 쌍의 가이드판(144) 각각은 두개로 분리되거나, 또는 중간에 구멍이 구비될 수 있다. 상기 분리된 부분 또는 중간의 구멍을 통해 상기 바이트(149)가 출몰할 수 있다.

도 10d를 참조하면, 결합홈성형기(140)는 사각프로파일을 냉각하는 과정과 권취하면서 결합하는 과정 사이에 설치될 수 있다. 즉, 냉각되어 나오는 사각프로파일은 결합홈성형기(140)의 하판(142), 한 쌍의 가이드판(144) 및 상판(146) 사이를 통과하면서 바이트(149)에 의해 측면에 결합홈(120)이 형성된 후 권취 및 결합과정으로 이동할 수 있다. 결합홈성형기(140)는 사각프로파일이 통과하는 위치에 설치된 지지대 상측에 볼트 등으로 결합될 수 있다.

상기 제1관(110)과 제2관(110')을 연결하는 연결구조(130)를 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 연결구조(130)는 상기 제2관(110')의 후부에 구비되고 상기 제1관(110)의 전방이 삽입되는 나팔 형상의 연결부(131)와, 상기 제1관(110)의 삽입되는 전방과 상기 나팔 형상의 연결부(131) 사이에 삽입되는 고무링(132)과, 상기 고무링(132)을 상기 연결부(131) 내측에 압입하는 압입부(134)를 구비하고 볼트(137)(너트 포함)에 의해 상기 나팔 형상의 연결부(131)에 결합되는 압륜(133)을 포함할 수 있다.

연결부(131)의 재질은 HDPE이거나, HDPE와 UHMWPE의 혼합물 즉, 제1관(110)이나 제2관(110')과 동일할 수 있다.

상기 제2관(110')과 상기 연결부(131)를 상호 융착 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제2관(110')과 상기 연결부(131)를 상호 융착 결합하는 단계는, 상기 제2관(110')의 후단면과 상기 연결부(131)의 전단면의 일측면 또는 양측면에 둘레방향을 따라 제2결합홈(121)을 형성하고 상기 제2관(110')의 후단면과 상기 연결부(131)의 전단면을 녹인 후 가압하여 결합함으로써 상기 제2결합홈(121)에 녹은 합성수지가 충진되어 결합되어 견고하게 결합될 수 있다. 즉, 제2관(110')의 후단면과 상기 연결부(131)의 전단면을 열판을 이용하여 녹인 후 서로 가압함으로써, 녹은 합성수지의 일부가 상기 제2결합홈(121)에 충진되어 결합됨으로써 견고한 결합이 될 수 있다.

나팔 형상의 연결부(131)의 내측에 제1관(110)의 전방이 삽입되어 연결될 수 있다. 연결부(131)의 내측은 점차 직경이 줄어드는 형상일 수 있다. 또한, 연결부(131)의 내측 안쪽에 상기 고무링(132)이 안착되는 안착홈(미도시)이 구비될 수 있다. 즉, 외곽 방향으로 확장된 요홈인 안착홈이 형성될 수 있다. 압륜(133)에 의해 밀려들어간 고무링(132)은 이 안착홈에 안착함으로써, 제1관(110)과 제2관(110')의 연결 부위의 유동이 발생하더라고 고무링(132)은 안정된 상태를 유지하여 확실한 수밀성을 확보할 수 있다.

상기 고무링(132)은 EPDM(ethylene propylene diene monomer)으로 형성될 수 있다. EPDM은 에틸렌과 프로필렌의 혼성 중합시에 비공액의 디엔을 더해 황 가황이 가능한 혼성 중합체로 한 합성 고무로서, 내노화성, 내화학성 등이 우수하여 장기간 지반에 매설되어 사용되고, 또한 오폐수 등이 접촉하는 경우에도 안정적일 수 있다. 상기 고무링(132)은 원형링 즉, O-링 형상으로 형성될 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 압륜(133)은 고무링(132)을 압입하는 압입부(134)와 상기 나팔 형상의 연결부(131)에 볼트로 결합되는 플렌지 부분이 일체로 형성될 수 있다. 종래기술의 경우 플렌지와 고무링을 압입하는 압입부는 별개의 구성으로 형성되었다. 이와 같이 별개로 형성되는 경우 구성이 많아 제조에 시간과 비용이 증가할 뿐 아니라, 관의 연결과정에서 각 부품을 조립하는 과정이 다소 어렵고, 서로 정확하게 일치하지 아니할 수 있으며, 또한 의도하지 아니한 어긋남이 발생할 수 있다. 반면 본 실시예는 고무링(132)을 압입하는 압입부(134)와 상기 나팔 형상의 연결부(131)에 볼트로 결합되는 플렌지 부분을 일체로 함으로써, 상기 종래기술의 문제점을 완벽하게 해결할 수 있다.

상기 압륜(133)의 압입부(134)는 복수개로 분할함으로써, 상기 고무링(132)을 상기 직경이 점차 감소하는 나팔 형상의 연결부(131)와 상기 제1관(110) 사이에 깊숙이 압입함과 동시에 그 자신이 상기 나팔 형상의 연결부(131)와 상기 제1관(110) 사이에 깊숙이 삽입되어, 고무링(132)에 의한 수밀성을 증진시킴과 동시에 상기 제1관(110)과 제2관(110')의 결합력을 증대시킬 수 있다. 즉, 복수개로 분할된 압입부(134)는 직경이 점차 감소하는 나팔 형상의 연결부(131)의 내측에 유연하게 삽입되면서, 고무링(132)을 상기 나팔 형상의 연결부(131)와 상기 제1관(110) 사이에 깊숙이 압입함과 동시에 그 자신이 상기 나팔 형상의 연결부(131)와 상기 제1관(110) 사이에 깊숙이 삽입됨으로써, 고무링(132)에 의한 수밀성을 증진시킴과 동시에 상기 제1관(110)과 제2관(110')의 결합력을 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 압륜(133)은 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)로 형성될 수 있다. ABS는 아크릴로니트릴(AN)과 부타디엔, 스티렌을 중합하여 얻어지는 공중합체로서, 표면광택이 좋으며 기계적, 전기적 성질 및 내약품성이 우수하다.

종래기술의 경우 절개부가 없이 압입부가 원형으로 형성되어 점차 직경이 감소하는 나팔 형상의 연결부(131)의 내측면에 대응하기 어려워 삽입되는 도중에 압입부가 찌그러지거나 고무링이 압입부의 단부에서 이탈하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 그러나 시공중인 현장에서는 이를 정확하게 확인하기 어려워 방치되는 경우가 많고 그에 따라 수밀성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.

상기 볼트(137)(너트 포함)는 머리부가 연결부(131)에 걸리게 ㄱ자 형상으로 형성될 수 있다.

상기 고무링(132)을 압입하는 상기 압입부(134)의 전단은 상기 고무링(132)이 안착할 수 있는 요부(135)가 구비될 수 있다. 이 요부(135)는 상기 고무링(132)이 상기 나팔 형상의 연결부(131)에 깊숙이 압입될 때 상기 압입부(134)의 전단에서 이탈되는 것을 방지함으로써 고무링(132)이 설계 위치에 정확하게 압입될 수 있고, 결과적으로 수밀성을 확실하게 확보할 수 있다.

도 9를 참조하면, 상기 압륜(133)의 내측면에 돌출 형성되는 이탈방지돌기(136)를 더 포함하고, 상기 이탈방지돌기(136)는 상기 제1관(110)의 외측면에 밀착됨으로써 상기 제1관(110)과 제2관(110')의 결합력을 증대시킬 수 있다. 즉, 이탈방지돌기(136))가 제1관(110)의 외측면 표면에 견고히 고정되어 제1관(110)이 연결부(131)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

다음은 본 발명의 폴리에틸렌관 제조방법을 좀 더 설명한다.

먼저, 재활용수지인 HDPE(High Density Polyethylene) 100 중량부와 UHMWPE(Ultra High Molecular Polyethylene) 7~20 중량부에 첨가제인 활제, 열안정제, 대전방지제, 산화방지제, 탄산칼슘, 이산화티타늄을 혼합하고, 용융시킨 후, 압출기를 통해 중공의 사각프로파일로 압출 성형할 수 있다.

또한, 압출 성형되는 사각프로파일을 진공 냉각시키고, 사각프로파일의 결합면의 일측면 또는 양측면을 결합홈성형기(140)의 바이트(149)를 이용하여 절삭하여 결합홈(120)을 형성할 수 있다. 상기 결합홈(120)이 형성된 사각프로파일을 인취 및 권취시키면서, 상기 사각프로파일 사이에 합성수지를 주입하여 상기 결합홈(120)에도 합성수지를 충진한 후, 충진된 합성수지를 응고킴으로써 사각프로파일의 결합면이 견고하게 결합될 수 있다. 상기의 과정을 계속하여 일정길이의 나선형의 원형관을 형성하고, 이 나선형의 관을 일정길이로 절단하여 제1관(110) 및 제2관(110')을 형성할 수 있다.

상기 합성수지가 결합홈(120)에 충진되어 응고됨으로써, 결합력이 증대되고 풀림이나 크랙을 방지할 수 있다.

한편, 원료를 사출 성형한 후 금형 안에서 1차 냉각, 수조에서 2차 냉각하여 연결부(131)를 준비한다.

또한, 연결부(131)의 전단면과 제2관(110')의 후단면의 일측면 또는 양측면에 둘레방향을 따라 제2결합홈(121)을 형성한다. 연결부(131) 전단면의 제2결합홈(121)은 사출 성형시 형성하거나 사출 성형 후 별도로 형성하고, 제2관(110') 후단면의 제2결합홈(121)은 관을 제조한 후 별도의 바이트로 형성할수 있다.

상기의 과정으로 형성된 제2관(110')의 후단면과 성형된 연결부(131)의 전단면에 열판을 밀착시키면서 열판의 열을 사용하여 제2관(110')과 연결부(131)를 녹인다. 충분히 녹인 이후에 열판을 제거하고, 용융된 제2관(110')과 연결부(131)를 유압에 의해 가압한 상태로 냉각시킴으로서 제2관(110')과 연결부(131)를 일체로 형성할 수 있다. 이 때 열판에 의해 용융된 수지의 일부가 상기 제2결합홈(121)에 충진됨으로서, 제2관(110')과 연결부(131)의 결합이 매우 견고하게 형성될 수 있다.

또한, 상기의 과정으로 형성된 제1관(110)의 전단부에서 후단부 방향으로 압륜(133)과 고무링(132)을 순차적으로 삽입하거나, 또는 고무링(132)은 연결부(131)의 내측에 삽입하고 압륜(133)은 제1관(110)의 전단부에 삽입할 수 있다. 이때, 압륜(133)에 구비된 압입부(134)는 제1관(110)의 외측면을 따라 이동할 수 있다. 또한, 압입부(134)에 이탈방지돌기(136)가 형성된 경우, 이탈방지돌기(136)의 내경은 제1관(110)의 외경에 밀착하는 정도이고, 고무링(132)의 내경은 제1관(110)의 외경과 동일하거나 약간 작을 수 있다.

상기 압륜(133)이 결합된 제1관(110)의 전단부와 제2관(110')의 삽입부(131)를 결합하면, 상기 고무링(132)은 연결부(131) 내면의 턱에 접하고, 상기 압륜(133)은 고무링(132)의 후부에 접할 수 있다.

또한, 압륜(133)에 관통된 통공으로 볼트(137)의 나사산부를 결합하여 돌출시키면서 볼트(137)의 머리부가 연결부(131)의 외주면 단턱에 걸리도록 한 후, 통공으로 돌출된 볼트(137)의 나사산부에 너트(137')를 체결하여 고정시킬 수 있다. 이때, 압륜(133)에 복수개로 분할된 압입부(134)가 고무링(132)을 가압하여 연결부(131)와 제1관(110) 사이에 깊숙이 삽입할 수 있다. 또한, 상기 압입부(134) 전단에 요입된 요부(135)는 고무링(132)이 연결부(131)에 깊숙이 압입될 때, 압입부(134) 전단에서 이탈되는 것을 방지하면서 연결부(131) 깊숙이 용이하게 압입할 수 있으므로 고무링(132)에 의한 수밀성을 증진시킴과 동시에 제1관(110)과 제2관(110')의 결합력을 증대시킬 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 폴리에틸렌관 구조
110: 제1관
110': 제2관
120: 결합홈
121: 제2결합홈
130: 연결구조
131: 연결부
132: 고무링
133: 압륜
134: 압입부
135: 요부
136: 이탈방지돌기
140: 결합홈성형기
142: 하판
144: 가이드판
146: 상판
148: 구동장치
149: 바이트

Claims

제1관, 및 상기 제1관의 전방에 설치되는 제2관을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 제1관과 제2관을 제조하는 단계는, 합성수지를 사각프로파일로 압출성형하고, 상기 압출성형되는 사각프로파일을 냉각하고, 상기 냉각된 사각프로파일을 나선형으로 권취하면서 상기 사각프로파일 사이에 합성수지를 충진하여 융착 결합하고, 절단하는 순으로 하여 원형관을 형성하고,
상기 제1관과 제2관을 연결하는 연결구조를 준비하는 단계를 더 포함하고,
상기 연결구조는 상기 제2관의 후부에 구비되고 상기 제1관의 전방이 삽입되는 나팔 형상의 연결부와, 상기 제1관의 삽입되는 전방과 상기 나팔 형상의 연결부 사이에 삽입되는 고무링과, 상기 고무링을 상기 연결부 내측에 압입하는 압입부를 구비하고 볼트에 의해 상기 나팔 형상의 연결부에 결합되는 압륜을 포함하고,
상기 제2관과 상기 연결부를 상호 융착 결합하는 단계를 더 포함하고,
상기 제2관과 상기 연결부를 상호 융착 결합하는 단계는, 상기 제2관의 후단면과 상기 연결부의 전단면의 일측면 또는 양측면에 둘레방향을 따라 제2결합홈을 형성하고 상기 제2관의 후단면과 상기 연결부의 전단면을 녹인 후 가압하여 결합함으로써 상기 제2결합홈에 녹은 합성수지가 충진되어 결합되어 견고하게 결합되는 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 사각프로파일을 나선형으로 권취하기 이전에 상기 사각프로파일의 결합면의 일측면 또는 양측면에 길이 방향으로 결합홈을 형성하고 상기 결합홈에 합성수지가 충진되어 융착 결합되게 함으로써 풀림이 방지되는 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 2에 있어서,
상기 결합홈의 형성은 결합홈성형기에 의해 형성하고,
상기 결합홈성형기는 상기 사각프로파일을 지지하는 하판, 상기 하판의 상측에 평형하게 구비되어 상기 사각프로파일의 양 측면을 지지하는 한 쌍의 가이드판, 상기 한 쌍의 가이드판 상측에 회전 가능하게 구비되어 상기 사각프로파일의 상측을 지지하는 상판, 상기 한 쌍의 가이드판의 일측 또는 양측의 외측에 구비되는 구동장치, 상기 구동장치에 설치되고 상기 구동장치에 의해 상기 한 쌍의 가이드판이 형성하는 공간 내측으로 출몰하는 바이트를 포함하고,
상기 바이트는 상기 한 쌍의 가이드판이 형성하는 공간 내측으로 돌출하여 통과하는 상기 사각프로파일의 측면에 결합홈을 형성하는 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 압륜의 압입부는 복수개로 분할함으로써, 상기 고무링을 상기 나팔 형상의 연결부와 상기 제1관 사이에 깊숙이 압입함과 동시에 그 자신이 상기 나팔 형상의 연결부와 상기 제1관 사이에 깊숙이 삽입되어, 고무링에 의한 수밀성을 증진시킴과 동시에 상기 제1관과 제2관의 결합력을 증대시키는 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 고무링을 압입하는 상기 압입부의 전단은 상기 고무링이 안착할 수 있는 요부를 형성하고, 상기 고무링이 상기 나팔 형상의 연결부에 깊숙이 압입될 때 상기 압입부의 전단에서 이탈되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 압륜의 내측면에 돌출 형성되는 이탈방지돌기를 더 포함하고, 상기 이탈방지돌기는 상기 제1관의 외측면에 밀착됨으로써 상기 제1관과 제2관의 결합력을 증대시키는 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1관과 제2관을 형성하는 합성수지는 HDPE(High Density Polyethylene) 100 중량부와 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene) 7~20 중량부를 포함함을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 HDPE는 재활용수지인 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 UHMWPE는 분자량이 350만g/mol ~ 1,050만g/mol의 PE인 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 제1관과 제2관을 형성하는 합성수지는 첨가제인 활제, 열안정제, 대전방지제, 산화방지제, 탄산칼슘, 이산화티타늄을 더 포함함을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 11에 있어서,
상기 열안정제는 Sn계, Pb계, Zn계, Cd/Ba계, Ca/Zn계, Na/Za계, Ba/Zn계, Cd/Ba/Zn계 중 하나 이상으로 구성되고,
상기 대전방지제는 Amine계, Glycerine계, Amide계 중 하나 이상으로 구성되고,
상기 산화방지제는 페놀계, 아릴아민계(Arylamine계), 유황계, 인계 중 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.
청구항 11에 있어서,
상기 첨가제인 활제, 열안정제, 대전방지제, 산화방지제, 탄산칼슘, 이산화티타늄은 각각 2~4.5 중량부, 0.3~0.7 중량부, 0.1 중량부, 0.5 중량부, 2.5 중량부, 2.5~10 중량부인 것을 특징으로 하는,
풀림이 방지되고 강성이 향상되며 연결구가 일체화된 친환경 폴리에틸렌관 제조방법.