KR20050055656A - 강성을 보강한 합성수지 다중벽관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지 다중벽관에 있어서, 권회되는 프로파일의 좌,우측면부에 요입홈부를 형성하여 프로파일의 강성보강을 위한 보강재를 내입함과 동시에 인접 프로파일 간의 용융접착부의 구조를 개선한 합성수지 다중벽관에 관한 것이다.

상기와 같은 목적으로 개발된 본 발명은, 양 측면부(11)(12)에 보강재(20) 삽입용 요입홈(14)을 구비한 프로파일(10)과 이 보강재 삽입용 요입홈(14)중 어느 일측의 삽입홈(14)에 코일형의 보강재(20)가 삽입 되고, 인접하는 프로파일(10)의 사이의 간격부(31)에는 동일물성의 합성수지 용융액을 충진하여 " 亞 "형의 복합접착부(30)가 형성되어 일체화되도록 함을 특징으로 하는 강성을 보강한 합성수지 다중벽관(100)으로 이루어져 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의하여 종래 단순한 형태인 사각형상의 프로파일로 제작된 합성수지 다중벽관이 가지는 제반 문제점을 해결할 수 있는 것으로서, 인접하는 프로파일 간의 접착불량을 해소와 접합 강도를 높임에 따라 인접하는 프로파일 간에 발생되는 전단파괴에 대한 저항력을 대폭 강화하고, 매입된 보강재에 의하여 외부로부터 가해지는 충격이나 하중을 분산시킴에 따라 합성수지 다중벽관 제품의 강도보강과 신뢰성을 대폭 향상하는 효과를 달성할 수 있는 것이다.

또한, 매입된 보강재로서 합성수지 다중벽관의 강성을 보강함으로써, 대구경의 하,오수관 등도 손쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 고가인 대구경의 PVC관이나 주철관 등에 대체한 제품으로 사용할 수 있는 부수적인 효과도 달성할 수 있는 것이다.

Description

강성을 보강한 합성수지 다중벽관{ The plastics multiplex wall tube which reinforces a malleability}

본 발명은 강성보강을 위한 보강재를 내입함과 동시에 인접 프로파일 간의 접착부의 구조를 개선한 합성수지 다중벽관에 관한 것으로, 용융된 합성수지액을 공급받아 압출기의 금형으로 부터 양 측면부에 보강재 삽입용 요입홈을 구비한 프로 파일을 취출하고, 이 프로파일을 합성수지관 성형기의 권취 드럼상에 연속 권회하는 도중 상기 보강재 삽입용 요입홈중 어느 일측의 삽입홈에 코일형 보강재를 연속 삽입하게 되고, 이후 인접하는 프로파일 사이의 공간에는 동일물성의 합성수지 용융액을 충진.접합하여 일체화되게 한 후 냉각 시킴으로써, 인접하는 프로파일간의 복합접착수의 접착불량을 해소하고 합성수지 다중벽관의 강성을 보강하여 합성수지 다중벽관 제품의 신뢰성을 향상토록 한 것이다.

일반적인 파이프는 속이 빈 가늘고 긴 관을 지칭하는 것으로, 그 중 합성수지재 파이프는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 열가소성 수지를 이용하여 제작한 것으로, 대체로 가볍고, 내식성이 좋으며, 접합이 용이하여 많이 이용되는데, 굽힘에 대한 강도를 증가시키기고, 관의 지름방향의 변형에 대한 저항력 증강 및 내부 물질의 보온 등을 위해 이중벽 또는 다중벽을 가지는 합성수지관의 사용이 두드러지고 있다.

이와 같은 합성수지재의 이중 또는 다중벽관의 통상적인 제작과정은, 용융로로 부터 용융된 합성수지 용융액을 공급받아 이를 압출기를 이용 일정한 단면을 가지는 프로파일로 연속적으로 압출하고, 이를 권취 드럼상에 권취하면서 인접하는 프로파일 사이를 합성수지액으로 접합하여 제작하게 된다.

이러한 과정으로 제작되는 상기 합성수지관(1) 제작을 위한 프로파일(2)은, 첨부한 도6에 도시된 바와 같이, 통상, 그 단면이 내부가 빈 중공의 사각형상의 구조를 기본으로 하고 있고, 이러한 형상의 프로파일(2)은 용융로로 부터 용융된 합성수지 용융액을 공급받아 압출기의 금형 노즐을 통과시켜 이중 또는 다중의 프로파일(2)을 연속 압출하고, 이 압출된 프로파일(2)은 냉각기를 거쳐 권회하기에 적절한 상태로 냉각되고 이를 성형기의 권회 드럼상에 권회하면서 인접프로파일(2) 사이의 공간부에다 동일 물성의 합성수지 용융액을 충진.접합한 접합부(3)를 이루는 합성수지관(1)을 제조하게 된다.

그러나 이러한 제작과정을 거쳐 제작된 합성수지 이중 또는 다중벽관의 최대 취약점은, 그 제작과정 중 압출기에서 압출된 프로파일이 냉각기 내부로 진입하면서, 급격한 온도 저하로 수축이 일어나게 되고, 또, 냉각수 등에 노출된 외부벽은 급격한 온도 저하로 인하여 급격한 냉각이 일어나는 반면 냉각수와 접하지 않은 중공의 내부구조는 덜 냉각되어, 내부구조의 변형이 일어나 외부벽이 함몰되므로, 취출된 프로파일은 변형 및 휨이 발생하게 되는 것이다.

또, 이러한 프로파일을 권취 드럼 상에서 권취하면서 인접하는 프로파일의 상호접착 시, 융착부는 단순한 " Ⅰ"형의 융착부로 형성되고, 또 사용되는 합성수지 용융액은 동일물성의 합성수지이긴 하나 어느 정도 경화된 프로파일과 이들 인접 프로파일을 융착하기 위하여 공급된 용융상태의 합성수지 용융액간에는 완전한 융착이 이루어지지 않아 국소적인 융착 불량이 일어나게 되고, 이러한 융착 불량에 따라 시공중 바닥의 부등 침하나 시공 바닥의 평탄화가 되지 않을 경우 상기 융착 불량부는 쉬 파손, 균열이 일어나게 되어 합성수지관 제품의 품질 저하와 제품의 신뢰성을 떨어뜨리게 되는 등의 제 문제점을 나타내게 되는 것이다.

다시 말하자면, 상기와 같은 프로파일을 이용하여 제작된 합성수지관이 가지는 가장 큰 문제점을 종합적으로 압축하게 되면, 상기의 프로파일의 제작단계, 냉각 단계, 인접 프로파일 간의 융착단계에서의 제 문제점과 직 사각형상의 프로파일로 제작됨으로 인한 인접 프로파일간의 접합면이 일직선인 " Ⅰ"형으로 이루어져 있어, 융착 후 과도한 하중을 받게 되면 인접 프로파일간의 접합부는 쉬 전단파괴가 일어나게 되고, 이에 따라 종국에는 합성수지관 제품에 대한 구조상 및 강도상의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다는 것이다.

이와 같은 종래 프로파일로 제작된 합성수지관의 강도상의 취약성 보강과 제품에 대한 신뢰성을 유지하여 줄 수 있는 고품질의 합성수지관의 필요성이 절실함에도 불구하고, 아직 이에 대한 특별한 해결책이 제시된 바 없는 것이다.

따라서 본 발명은 상기 종래 프로파일로 제작된 합성수지 다중벽관이 가지는 제반 문제점을 해결하기 위하여, 용융된 합성수지액을 공급받아 압출기의 금형으로 부터 양 측면부에 보강재 삽입용 요입홈을 구비한 프로파일을 취출하고, 이 프로파일을 합성수지관 성형기의 권취 드럼상에 연속 권회하는 도중, 상기 보강재 삽입용 요입홈중 어느 일측의 삽입홈에 코일형 보강재를 연속 삽입하게 되고, 이후 인접하는 프로파일 사이의 공간에는 동일물성의 합성수지 용융액을 충진.접합하여 일체화되게 한 후 냉각 시킴으로써, 인접하는 프로파일간의 복합접착수의 접합면을 넓힌 " 亞 "형의 복합접착부로 형성함으로써 인접 프로파일 간의 접착불량을 해소함과 동시에 접합 강도를 대폭 높임에 따라, 인접하는 프로파일 간에 발생되는 전단파괴에 대한 저항력을 대폭 강화하고, 외부로부터 가해지는 충격이나 하중을 인접 프로파일로 효과적으로 분산시켜 합성수지 다중벽관 제품의 신뢰성을 대폭 향상 하고자함을 본 발명의 목적으로 한다.

또, 상기 보강재 삽입용 요입홈을 구비한 프로파일의 보강재 삽입용 요입홈중 어느 일측의 삽입홈에는 코일형상의 강성 보강재가 내입되어 합성수지 용융 접착부와 일체화됨으로써, 속이빈 이중 또는 다중의 중공으로 이루어진 합성수지 다중벽관의 가장 취약점인 강도를 보강하고자 함을 또 다른 발명의 목적으로 한다.

또한, 매입된 보강재로서 합성수지 다중벽관의 강성을 보강함으로써, 강도 및 안전상의 문제로 인하여 합성수지 이중 또는 다중벽관으로는 생산이 불가능하였던 대구경의 하,오수관 등도 손쉽게 제작하고자 함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 강성보강을 위한 보강재의 내입과 인접 프로파일 간의 복합접착수의 구조를 개선한 합성수지 다중벽관에 관한 것으로, 용융된 합성수지액을 공급받아 압출기의 금형으로 부터 양 측면부에 보강재 삽입용 요입홈을 구비한 프로파일을 취출하고, 이 프로파일을 합성수지관 성형기의 권취 드럼상에 연속 권회하는 도중 상기 보강재 삽입용 요입홈 중 어느 일측의 삽입홈에 코일형 보강재를 연속삽입하게 되고, 이후 인접하는 프로파일의 사이의 공간부에는 동일물성의 합성수지 용융액을 충진.접합하여 일체화되게 한 후 냉각 시킴으로써, 인접하는 프로파일간의 복합접착부의 접착불량을 해소하고 합성수지 다중벽관의 강성을 보강하여 합성수지 다중벽관 제품의 신뢰성을 향상토록 한 것이다.

우선 본 발명과 관련한 대략적인 제조과정을 살펴보면, 이는 기존의 합성수지 이중관의 제조방식과 거의 대동소이한 방법으로 제작되는 것이나, 그 제조상의 특징적인 과정을 살펴보면, 용융로로 부터 용융된 합성수지액을 압출기로 공급하게 되고, 공급된 합성수지 용융액은 금형 노즐을 통해 사출되면서 선단의 사출금형의 형상에 따라 양 측면부에 보강재 삽입용 요입홈을 구비한 프로파일의 형상으로 취출되고, 연속 취출된 고온의 프로파일은 그 형상을 유지하도록 곧바로 냉각장치내로 진입되어 어느 정도 냉각된 상태를 유지하면서 합성수지관 성형기측으로 공급하게 된다.

상기 과정을 거쳐 성형된 프로파일은 그 좌,우 측면부에 동일한 형상의 보강재 삽입용 요홈부를 구비한 형상의 프로파일로 성형되고, 이는 연속하여 합성수지관 성형기측으로 공급되고, 이 프로파일은 성형기의 권취 드럼상에 연속 권회하는 도중 상기 보강재 삽입용 요입홈 중 어느 일측의 삽입홈에 코일형 보강재를 연속 삽입하게 된다.

이후 인접하는 프로파일의 사이의 공간에는 동일물성의 합성수지 용융액을 충진하여 " 亞 "형의 복합접착부가 구성되게 하여 일체화 시킨 후 냉각과정을 거쳐 본 발명의 강성을 보강한 합성수지 다중벽관의 제조가 완료되는 것이다.

상기와 같은 제조과정을 거쳐 완성되는 본 발명에 적용되는 프로파일(10)의 형상을 그 단면 형상에 따라 살펴보면, 전체적으로는 일정한 두께(t)를 갖도록 사출성형하되 대체로 속이빈 중공 사각형상의 단면형으로 이루어져 있고, 그 양단의 좌,우 측면부(11)(12) 중단에는 내부 중공부(13) 측으로 오목하게 들어간 요입홈(14)이 대칭적으로 설치된 형태이다.

상기 좌,우측면부(11)(12)에 형성되는 요임홈(14)은 도3에 도시한 형태인 원호형의 요입홈(14)으로 형성하는 것이 가장 바람직한 것이기는 하나, 사각형상의 요입홈(14)으로 형성하여도 무방하며, 후술하는 보강재(20)가 삽입될 수 있는 형태이면 어떤 형상으로 이루어져도 무방한 것이다.

또, 이러한 구조로 이루어진 프로파일(10)의 내부 중공부(13)는 빈 공간으로 남겨둘 수도 있고, 프로파일(10)의 강도 보강을 목적으로 다양한 형태의 보강부를 형성할 수 있으며, 그 대표적인 예로 도 5에 보여지는 바와 같은 십자형의 보강부(15)를 더 구비하도록 구성할 수도 있는 것이다.

다음으로, 본 발명에 적용되는 보강재(20)에 대하여 설명하면, 이는 일정한 단면형을 가진 강선을 일정한 직경을 갖도록 나선형으로 권회한 통상의 코일형 보강재(20)로서, 이 보강재(20)는 상기 프로파일(10)의 좌,우 측면부(11)(12)에 형성되는 요입홈(14) 중 어느 하나의 요입홈(14)내에 연속 삽입되면서 프로파일(10)과 동시에 권회된 형태이며, 이와 같이 매입된 보강재(20)에 의하여 합성수지 다중벽관(100)의 취약점인 강성을 보강하게 되는 것이다.

상기와 같은 합성수지 다중벽관(100)의 강성을 보강하는 보강재(20)는 프로파일(10)의 좌,우 요입홈(11)(12)의 형상과 합치되는 단면형인 원형 또는 사각형상의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 그외 권회되는 프로파일(10)의 상,하 요입홈(14) 간의 직경(D)과 일치되어 이 용입홈(14)내에 일치되게 삽입될 수 있는 것이면 여타의 어떤 단면형상의 것을 사용하여도 무방한 것이다.

한편, 상기 성형기의 권취 드럼상에 권회되고, 그 좌, 우측면부(11)(12)의 어느 하나의 요입홈(14)에 보강재(20)가 일체화 되게 삽입된 프로파일(10)은 권회되는 과정에서 인접하는 프로파일(10) 간에는 일정한 간격을 유지한 채로 권회되며, 이 간격부(31)에는 합성수지 용융액이 충진된 복합접착부(30)를 형성한 본 발명의 강성을 보강한 합성수지 다중벽관(100)을 완성하게 되는 것이다.

이와 같이 인접하는 프로파일 간의 간격부에 충진되는 합성수지 용융액은 보강재가 삽입되지 않는 타측 빈 요홈부와 인접하는 프로파일 사이의 간격부에 모두 충진되어 " 亞 "형의 복합접착부를 형성함으로써 인접하는 프로파일간의 접착불량을 해소함과 동시에 접합 강도를 높임에 따라, 인접하는 프로파일 간에 발생되는 전단파괴에 대한 저항력을 대폭 강화하고, 외부로부터 가해지는 충격이나 하중을 분산시킴에 따라 합성수지 다중벽관 제품의 신뢰성을 대폭 향상할 수 있는 것이다.

이와 같은 본 발명은 종래 단순한 사각형상의 프로파일로 제작된 합성수지 다중벽관이 가지는 제반 문제점을 해결할 수 있는 것으로서, 용융된 합성수지액을 공급받아 압출기의 금형으로부터 양 측면부에 보강재 삽입용 요입홈을 구비한 프로 파일을 취출하고, 이 프로파일을 성형기의 권취 드럼상에 연속 권회하는 도중 상기 보강재 삽입용 요입홈중 어느 일측의 삽입홈에 코일형 보강재를 연속삽입하게 되고, 이후 인접하는 프로파일의 사이의 공간에는 동일물성의 합성수지 용융액을 충진.접합하여 일체화되게 한 후 냉각 시킴으로써, 인접하는 프로파일간의 복합접착수의 접합면적을 대폭 넓힌 " 亞 "형의 복합접착부로 형성함으로써 인접하는 프로파일간의 접착불량을 해소함과 동시에 이들의 접합 강도를 높임에 따라, 인접하는 프로파일 간에 발생되는 전단파괴에 대한 저항력을 대폭 강화하고, 외부로부터 가해지는 충격이나 하중을 분산시킴에 따라 합성수지 다중벽관 제품의 신뢰성을 대폭 향상하는 효과를 달성할 수 있는 것이다.

또, 프로파일의 보강재 삽입용 요입홈 중 어느 일측의 삽입홈에는 코일형상의 강성 보강재가 내입되어 합성수지제 용융 접착부와 일체화됨으로써, 속이빈 이중 또는 다중의 중공으로 이루어진 합성수지 다중벽관의 가장 취약점인 강도를 보강하는 효과를 달성할 수 있는 것이다.

또한, 매입된 보강재로서 합성수지 다중벽관의 강성을 보강함으로써, 강도 및 안전 상의 문제로 인하여 합성수지 이중 또는 다중벽관으로는 생산할 수 없었던 대구경의 하,오수관 등도 손쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 고가인 대구경의 PVC관이나 주철관 등에 대체한 품질은 우수하면서도 저가인 제품을 제공할 수 있는 부수적인 효과도 달성할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 보강재가 매입된 상태를 보여주는 일부 절취 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 융착부의 확대 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 다양한 형태의 요입홈부를 보여주는 단면도.

도 5는 십자형 보강부를 구비한 본 발명의 또 다른 실시예 단면도.

도 6은 종래 일반적인 프로파일의 융착상태를 보여주는 일부 절취 사시도.

[ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ]

10 : 프로파일 13 : 중공부 14 : 요입홈

15 : 십자형 보강부 20 : 보강재 30 : 복합접착부

31 : 간격부 100 : 다중벽관

Claims (4)

1. 양 측면부에 보강재 삽입용 요입홈을 구비한 프로파일과, 이 보강재 삽입용 요입홈 중 어느 일측의 삽입홈에 코일형의 보강재가 연속 삽입 되고,

   인접하는 프로파일의 사이의 공간에는 동일물성의 합성수지 용융액이 충진되어 " 亞 "형의 복합접착부가 형성되도록 하여,

   인접 프로파일 간의 접착력과 합성수지관의 강도를 대폭 향상토록 함을 특징으로 하는 강성을 보강한 합성수지 다중벽관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 프로파일은 전체적으로는 일정한 두께를 갖는 속이빈 중공 사각형상의 단면형으로 이루어지되, 좌,우측면부 중단에서 내부 중공부 측으로 오목하게 들어간 원호형의 요입홈이 대칭적으로 설치된 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 강성을 보강한 합성수지 다중벽관.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 프로파일은 전체적으로는 일정한 두께를 갖는 속이빈 중공 사각형상의 단면형으로 이루어지되, 좌,우측면부 중단에서 내부 중공부 측으로 오목하게 들어간 사각형상의 요입홈이 대칭적으로 설치된 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 강성을 보강한 합성수지 다중벽관.
4. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프로파일의 내부 중공부에는 십자형의 보강부가 더 구비됨을 특징으로 하는 강성을 보강한 합성수지 다중벽관.