KR200448798Y1 - 피복형 고강성 하수관 - Google Patents

Abstract

본 고안은 주로 지중에 매설되는 하수관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지와 고강성 복합수지를 이중으로 압출하여 소형관을 성형하고, 이를 권취하여 구성된 피복형 고강성 하수관에 관한 것이다.

본 고안은 압출되어 가이드를 통해 이송되어 소형관을 다수의 회전롤러의 둘레에 나선형으로 감면서 그 간극으로 주입노즐을 통해 수지를 주입하고 이를 압착롤러로 압착하여 소형관을 접착하여 구성된 하수관에 있어서,

상기 소형관은 중공부가 형성되도록 외벽, 내벽 및 양측에 입벽이 형성되고, 상기 외벽에는 PH162 55~65중량%, B502 28~33중량% 및 B500 8~11중량%를 혼합하여 형성된 복합수지층이 형성된다.

하수관, 이중벽관

Description

피복형 고강성 하수관 {High strength plastic drainpipe}

본 고안은 주로 지중에 매설되는 하수관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지와 고강성 복합수지를 이중으로 압출하여 소형관을 성형하고, 이를 권취하여 구성된 피복형 고강성 하수관에 관한 것이다.

일반적으로 하수관 및 배수관은 내주면이 평활하고 외주면에는 나선형 돌조가 연속적으로 형성된 합ltjd수지 나선관이 주로 사용되어 왔다.

이와 같은 합성수지 나선관은 재료의 사용량을 증가시켜 관벽의 단면 두께를 두껍게 형성하지 않더라도 외주면에 구비된 나선형 돌조에 하중의 집중이 이루어지도록 하여 증대된 강도를 나타내게 함으로써 재료의사용량을 최소화 시킨 가운데 높은 내압강도를 얻을 수 있다는 면에서 최근에 이르기까지 대표적인 지중매설용 이중벽관으로 널리 사용되었다.

그러나, 상기 합성수지 나선관은 그 외주면에 형성된 나선형 돌조에 의해서 관연결작업이 어렵고 또한 취급이 매우 불편하다는 점과 나선형 요입부에서 상대적 으로 취약한 내압강도를 나타냄에 기인하여 특별히 높은 내압강도가 요구되는 용도에의 적용에 한계가 따른는 문제점이 지적되고 있다.

상기 종래 합성수지 나선관에서 지적되고 있는 단점을 감안하여 개발된 새로운 종류의 관체로서 합성수지 이중벽 평활관이 알려져 있다. 이러한 이중벽 평활관은 연속으로 압축되는 중공 각형의 소형파이프 사이에 접착제를 주입하며 권취함으로써 내,외주면이 평활하면서 관벽에 중공부가 형성된 이중벽관이 생산되는 것이다.

상기와 같은 이중벽관은 내,외주면이 평활한 직관을 구성함에 따라 취급 및 연결작업성이 우수하고, 또한, 관벽이 중공부가 형성되어 재료비가 절감되고 중량이 상대적으로 가볍다는 장점을 지님에 따라 지중매설용 하수관 및 배수관 등에 널리 사용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 이중벽관은 여러 장점을 가지고 있긴 하나, 관벽이 중공부로 이루어져 있기 때문에 지중에 매설되었을 때 강한 토압이나 외력이 작용하는 경우 관이 파손되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 지중에 매설하더라도 지중에 작용하는 토압과 외력에 충분히 견딜 수 있는 기계적, 물리적 성질이 우수한 피복형 고강도 하수관을 제공하는 것이 본 고안의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 피복형 고강성 하수관은 압출되어 가이드를 통해 이송되어 소형관을 다수의 회전롤러의 둘레에 나선형으로 감면서 그 간극으로 주입노즐을 통해 수지를 주입하고 이를 압착롤러로 압착하여 소형관을 접착하여 구성된 하수관에 있어서, 상기 소형관은 중공부가 형성되도록 외벽, 내벽 및 양측에 입벽이 형성되고, 상기 외벽에는 PH162 55~65중량%, B502 28~33중량% 및 B500 8~11중량%를 혼합하여 형성된 복합수지층이 형성된다.

이때, 상기 입벽에는 PH162 55~65중량%, B502 28~33중량% 및 B500 8~11중량%를 혼합하여 형성된 복합수지층이 더 형성된다.

또한, 상기 소형관과 소형관을 접착하는 수지는 PH162 55~65중량%, B502 28~33중량% 및 B500 8~11중량%를 혼합하여 형성된 복합수지이다.

또한, 상기 소형관과 소형관을 접착하는 수지가 권취된 하수관의 외측 표면에 도포되어 표면복합수지층이 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 합성수지관과 고강성 수지를 이중으로 압출하여 소형관을 성형하고, 이를 권취기로 권취하여 하수관을 구성함으로써, 하수관을 지중에 매설 시공하였을 때 지중에 작용하는 토압과 외력에 충분히 견딜 수 있을 정도로 기계적, 물리적 성질 및 내화학성이 우수하다.

특허, 종래의 하수관에 비해 나선형 요입부에서 강한 강도를 나타내기 때문에 특별히 높은 내압강도가 요구되는 용도에도 적용하여 사용할 수 있다.

이하 첨부한 도면에 의하여 본 고안에 의한 피복형 고강성 하수관에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 하수관을 제조하는 상태를 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 고안에 의한 소형관의 단면형상을 도시한 단면도이며, 도 4는 이중 주입노즐로 소형관을 접합하는 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 하수관의 단면을 도시한 단면도이다.

도 1은 본 고안에 의한 피복형 고강성 하수관 제조장치의 사시도로서, 도시한 바와 같이 도면부호 10은 압출되어 이송되는 소형관을 안내하는 가이드롤러이고, 도면부호 12는 원통형상으로 배열된 다수 개의 회전롤러이며, 도면부호 14는 접착용 합성수지를 주입하는 주입노즐이며, 도면부호 16은 압착롤러이 고, 도면부호 18은 냉각수 노즐이다.

상기와 같은 구조에 의해 압축되어 가이드(104)를 통해 이송시켜 소형관(110)을 원통형상으로 배열된 다수의 회전롤러(102)의 둘레에 나선형으로 감고, 그 간극으로 주입노즐(103)을 통해 합성수지를 각각 주입하면서 압착롤러(105)로 압착하여 소형관(110)을 상호 접착시키며, 이후 냉각수노즐(106)로 냉각수를 하수관(100)의 내,외벽에 분사시켜 고형화한다.

이때, 상기 소형관(110)은 도 2에 도시한 바와 같이, 내부에 중공부(111)가 형성되고 외벽(112), 내벽(113) 및 양측 입벽(114)이 형성된 사각형의 형태이다. 상기 소형관(110)을 도 1에 도시한 제조장치로 소형관(110)을 밀착되도록 권취하여 본 고안의 고강성 하수관(100)이 제조된다.

소형관(100)을 권취하여 하수관(100)을 성형하였을 때, 상기 소형관(110)의 내벽(113)은 이중벽관 형태의 하수관(100)의 내주벽을 형성하고, 소형관(110)의 외벽(112)은 이중벽관 형태의 하수관(100)의 외주벽을 형성한다.

일반적으로 상기의 소형관(110)은 폴리에틸렌 등의 합성수지를 압출하여 성형하는데, 도 2에 도시한 바와 같이 소형관(110)을 압출성형할 때 소형관(110)의 외벽(112)에 복합수지층(115)을 이중 압출하여 소형관(110)을 구성함으로써 고강도 하수관을 제조할 수 있다.

상기 소형관(110)의 복합수지층(115)은 PH162 55~65중량%, B502 28~33중량% 및 B500 8~11중량%가 혼합된 복합수지로 형성된 것이다.

상기 PH162는 (주)LG화학에서 판매하는 합성수지로서, 고밀도 폴리에틸렌이다. 흰색의 결정상태이고 질김성(Toughness)와 강성(Stiffness)가 우수한 합성수지로서 다음의 표 1과 같은 물성을 가지고 있다.

[표 1]

기계적성질	시험방법	시험조건	단위	물성치
인장강도(항복점)	ASTM D638	50mm/min	kgf/㎠	270Q
인장강도(파단점)	ASTM D638	50mm/min	kgf/㎠	350
신율(파단점)	ASTM D638	50mm	%	>800
굴곡탄성율	ASTM D790	-	kgf/㎠	13000
IZOD충격강도	ASTM D256	23℃	kg·cm/cm	>20
표면경도(Rockwell)	ASTM D785	R-scale	-	55
내환경응력균열성	1693ASTM D	F50	hr	>200

그리고, 상기 B502는 (주)대한유화공업에서 판매하는 합성수지로서 폴리에틸렌이 주원료인 수지이다. 작업성이 우수하고 제품의 표면이 우수하여 공업용품의 용기, 교통표지판 및 완구의 소재로 널리 사용되고 있고 다음의 표 3과 같은 물성을 가지고 있다.

[표 2]

물성	대표값	단위	시험방법
용융지수	0.28	g/10min	ASTM D1238
밀도	0.958	g/cm3	ASTM D1505
성형수축률	1.5~2.5	%	KPIC Method
흡수율	<0.01	%	ASTM D570
인장강도(항복점)	320	kgf/㎠	ASTM D638
신율	>500	%	ASTM D638
굴곡탄성율	12,000	kgf/㎠	ASTM D790
경도	51	R scale	ASTM D785
충격강도	>50	kgf cm/cm	ASTM D256
환경응력균열저항	30	hr.Cond.B.10%	ASTM D1693
융점	135	℃	ASTM D3418
연화점	126	℃	ASTM D1525
열변형온도	71	℃	ASTM D648
저온취화온도	>-70	℃	ASTM D746

그리고, 상기 B500는 (주)대한유화공업에서 판매하는 합성수지로서 폴리에틸렌이 주원료인 수지이다. 공업용품 저장용 중대형용기와 의약용기의 소재로 많이 사용되고 있으며, 내충격성과 내화학성이 우수한 합성수지로서 다음과 표 2와 같은 물성을 가지고 있다.

[표 3]

물성	대표값	단위	시험방법
용융지수	0.2	g/10min	ASTM D1238
밀도	0.958	g/cm3	ASTM D1505
성형수축률	1.5~2.5	%	KPIC Method
흡수율	>0.01	%	ASTM D570
인장강도(항복점)	310	kgf/㎠	ASTM D638
신율	>500	%	ASTM D638
굴곡탄성율	10,500	kgf/㎠	ASTM D790
경도	50	R scale	ASTM D785
충격강도	>50	kgf cm/cm	ASTM D256
환경응력균열저항	40	hr.Cond.B.10%	ASTM D1693
융점	134	℃	ASTM D3418
연화점	122	℃	ASTM D1525
열변형온도	38	℃	ASTM D648
저온취화온도	<-70	℃	ASTM D746

상기와 같은 PH162 55~65중량%, B502 28~33중량% 및 B500 8~11중량%를 혼합하여 성형된 복합수지는 일반 폴리에틸렌 수지보다 우수한 강도와 내화학성을 가지는데, PH162가 55~65중량%보다 많거나 적게 혼합되거나, B502가 28~33중량%보다 많거나 적게 혼합되거나, B500이 8~11중량%보다 많거나 적게 혼합되면 강도가 저하되거나 내화학성이 떨어진다. 그러나, 상기와 같은 혼합율로 복합수지가 구성되었을 때 강도와 내화학성이 우수한 특징을 가지게 된다. 이는 본 출원인이 수차례 시험하여 최적의 혼합율이다.

상기와 같은 특성을 가지고 있는 PH162 55~65중량%, B502 28~33중량% 및 B500 8~11중량%를 혼합하여 형성된 복합수지를 소형관(110)을 압출성형할 때 상기 복합수지를 이중압출하여 도 2와 같이 소형관(110)의 외벽(112)에 복합수지층(15)이 형성되도록 한다.

상기와 같이 구성된 소형관(110)을 도 1에 도시한 바와 같이 궈취하면 소형관(110)의 외벽(112)이 하수관(100)의 외측벽을 형성하게 되는데, 지하에 매립되었을 때 하수관(100)에 토압과 외력이 작용할 때 복합수지층(115)에 의해 토압과 외력에도 하수관(100)이 쉽게 파괴되지 않는다.

또한, 본 고안의 다른 실시예로서, 도 3에 도시한 바와 같이 소형관(110)의 외벽(112)과 입벽(114)에 외측에 복합수지층(115)이 형성되도록 이중압출하여 소형관(110)을 구성할 수 있다. 상기와 같은 소형관(110)을 권취하여 제조한 하수관(100)은 소형관(110)의 외벽(112)과 입벽(114)에 구성된 복합수지층(115)에 의해 지하의 토압과 외력에도 쉽게 깨지거나 파괴되지 않느다.

상기와 같이 도 2 및 도 3에 도시한 소형관(110)을 제조하는 과정에서 소형관(110)을 다수의 회전롤러(102)에 나선형으로 감으면서 그 간극으로 상기의 액상 복합수지를 주입하되, 주입된 복합수지가 소형관(110)의 간극 내부로 충분히 전달되면서 외부로 약간 넘칠 정도의 양을 주입한 후, 상기 소형관(110)이 압착롤러(105)로 이송되면 소형관(110)을 압착시켜 소형관(110)과 소형관(110)을 접착시키게 되고, 또 외주면에 충분히 공급된 복합수지가 얇게 골고루 퍼지면서 하수관(100)의 외주면에 얇게 도포되도록 하여 도 5에 도시한 바와 같이 표면복합수지층(116)이 구성되도록 한다.

상기와 같이 하수관(100)에 표면복합수지층(116)이 구성되도록 함으로써 하 수관(100)이 더욱 높은 강도를 지니게 하여 효과적으로 토압과 외력에 견디도록 구성한다.

이때, 상기 액상 복합수지에 임의의 색상을 부여함으로써 임의의 색상을 가지는 하수관(100)을 제조할 수 있는데, 이와 같은 방법으로 하수관(100)을 용도별로 간편하게 관리 시공할 수 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 주입노즐(103)을 두 개로 분리하여 구성하는 것이 바람직한데, 하나의 주입노즐(103)을 통해 소형관(110)을 접착시키는 복합수지와 하수관(100)의 표면을 도포하는 복합수지를 동시에 공급하면 복합수지의 공급량을 조절하기가 힘들 뿐만 아니라 공급되는 복합수지가 필요 이상으로 공급되는 현상이 발생하여 복합수지가 하수관(100)의 내부로 유입되어 손실되는 현상이 발생할 수 있으며, 두 개의 주입노즐(103)로 복합수지를 분사하면 생산속도를 획기적으로 높일 수 있는 효과가 있다.

이상 본 고안에 의한 피복형 고강성 하수관에 대하여 설명하였다. 상기 본 고안의 기술적 구성은 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에시 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 ㅓ한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 고안의 범위는 전술한 상세한 설명보다 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 하수관을 제조하는 상태를 도시한 사시도.

도 2 및 도 3은 본 고안에 의한 소형관의 단면형상을 도시한 단면도.

도 4는 이중 주입노즐로 소형관을 접합하는 상태를 도시한 도면.

도 5는 하수관의 단면을 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 하수관

101 : 가이드롤러

102 : 회전롤러

103 : 주입노즐

104 : 가이드

105 : 압착롤러

106 : 냉각수노즐

110 : 소형관

111 : 중공부

112 : 외벽

113 : 내벽

114 : 입벽

115 : 복합수지층

116 : 표면복합수지층

Claims (5)

1. 압출되어 가이드(104)를 통해 이송되어 소형관(110)을 다수의 회전롤러(102)의 둘레에 나선형으로 감면서 그 간극으로 주입노즐(103)을 통해 수지를 주입하고 이를 압착롤러(105)로 압착하여 소형관(110)을 접착하여 구성된 하수관에 있어서,

   상기 소형관(110)은 중공부(111)가 형성되도록 외벽(112), 내벽(113) 및 양측에 입벽(114)이 형성되고,

   상기 외벽(112)과 입벽(114)에는 PH162("㈜LG화학"에서 생판 판매하는 제품의 상품명) 55~65중량%, B502("대한유화공업주식회사"에서 생판 판매하는 제품의 상품명) 28~33중량% 및 B500("대한유화공업주식회사"에서 생판 판매하는 제품의 상품명) 8~11중량%를 혼합하여 형성된 복합수지층(115)이 형성되며,

   상기 소형관(110)과 소형관(110)을 접착하는 수지는 PH162 55~65중량%, B502 28~33중량% 및 B500 8~11중량%를 혼합하여 형성된 복합수지를 소형관(110)과 소형관(110)을 접착하고,

   상기 소형관(110)과 소형관(110)을 접착하는 수지에 임의의 색상이 발색되도록 구성하여 권취된 하수관(100)의 외측 표면에 도포되어 표면복합수지층(116)이 형성된 것을 특징으로 하는 피복형 고강성 하수관.
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