KR20050073540A - 수지보강선재가 있는 수지관 - Google Patents

Abstract

선재의 형상에 연구를 가하여 일부에 결손부를 갖는 특수한 형상으로 하며, 기포 발생을 억제하여 기포의 존재 여부를 외부로부터 용이하게 확인할 수 있는 구조로 한 보강선재가 있는 수지관을 얻는 것을 그 과제로 한다.

이를 해결하기 위한 수단으로 합성수지 소재제의 원통형의 관벽(1)과, 이 관벽(1)의 외주면상에 나선으로 감겨져 일체로 연결된 수지보강선재(2)로 이루어지는 수지관으로, 이 보강선재(2)는 경질합성수지제의 투명 또는 반투명체로 외주면의 일부에 길이방향을 따른 요입홈(3)을 구비한 것으로 했다.

Description

수지보강선재가 있는 수지관{RESIN PIPE HAVING REINFORCED-WIRE MATERIALS MADE OF RESIN}

본 발명은 경질합성수지제의 보강선재를 나선으로 감아 관형상의 유지와 보강이 행해지고 있는 합성수지관에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 경질합성수지제의 보강선재를 투명선재로 하고 있는 보강선재가 있는 합성수지관에 관한 것이다.

종래부터 이런 종류의 경질합성수지제의 보강선재를 구비한 합성수지관은 이미 여러종류의 형상의 것이 제조되어 일반적으로 주지되고 있다. 그러나 이들의 경질합성수지제 보강선재의 대부분은 수지소재에 착색제를 혼합하여 불투명하게 한 것이었다.

종래의 이런 종류의 합성수지관에서의 수지보강선재가 불투명한 것으로서 제조되었던 요인은 제조시에 수지보강선재의 내부에 기포가 발생하는 것을 방지하는 기술적 수단이 규명되지 않았기 때문이다. 종래에서는 보강선재를 이와같이 불투명한 것으로 해 둠으로써 내부에 기포가 발생하는 경우라도 선재가 기포를 내포하고 있는 지 여부의 확인을 외관상으로부터 용이하게 시인할 수 없도록 하기 위함이었다.

이 수지보강선재가 기포를 내포하고 있는 경우에는 소기의 내압편평강도의 저하를 초래하고, 특히 기포내포부분의 강도를 저하하여 크랙발생의 원인(原因) 또는 원인(遠因)도 되기 쉬우며 성형시에 있어 기포의 발생을 전혀 없게 하고, 또 동시에 기포의 유무를 외부로부터 용이하게 확인할 수 있도록 해야 했었다.

이 기포발생의 메카니즘은 도 6과 같이 선재의 급냉에 의해 우선 외표면이 고화되고, 그것이 압력탱크와 같은 역할을 이루게 되어 순차 중심부를 향하는 서냉각에 따른 재료의 결정화 등에 의한 내부용적의 수축에도 불구하고 외주각(殼)이 축소화되지 않으므로 내부의 압력이 내려가 소재중에 포함되는 휘발성분이 기화하거나 또는 극미세상태에서 존재하는 기체가 팽창하기 위함임을 알았다.

그러나 이런 종류 수지관제에서의 수지보강선재에 있어서는 이와같은 필요성에 대한 구체적인 주목이나 연구나 배려가 현상태에서는 전혀 행해지지 않고 있다.

(특허문헌 1) 일본국 특개 2001-317672호 공보

(비특허문헌 1) 호리노 마사토시저「재료역학입문」124~127페이지

그래서 본 발명은 이와같은 종래의 수지관에서의 수지보강서재를 갖고 있던 과제를 해결하기 위해 선재의 형상에 연구를 가하고 기포의 발생을 억제하며 기포의 존재 여부를 외부로부터 용이하게 확인할 수 있는 구조로 한 수지보강선재가 있는 수지관을 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위해 강구한 본 발명에서 말하는 바의 수지보강선재가 있는 수지관의 구성을 설명하면 합성수지소재제의 원통형의 관벽(1)과, 이 관벽(1)의 외주면상에 나선으로 감겨져 일체로 연결된 수지보강선재(2)로 이루어지는 수지관으로 이 보강선재(2)는 경질합성수지제의 투명 또는 반투명체로 외주면의 일부에 길이방향을 따른 요입홈(3)을 구비한 구성으로 한 것이다.

상기와 같은 구성으로 한 본 발명에서 말하는 바의 수지보강선재가 있는 수지관의 보강선재를 얻는 데에는 단면의 개략형상을 저면이 편평한 반원형 또는 터널형과 같은 것으로 하여 실시하면 관벽(1)에 대한 융착자세를 일정하게 하기 쉬운 점에서 바람직하다. 또 이 선재의 형성소재로서는 예를들어 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸린(PE), 폴리에틸렌 테레부타레이트(PET), 폴리테트라풀오로에틸렌(PEFE), 폴리아세타르(POM), 폴리아미드(PA)등의 비염비계의 결정성 수지소재로 형성하는 것이 바람직하고 폐기처분 후의 폐재처리시에 유해물질을 방출하지 않는 점에서 바람직하다.

마찬가지로 관벽(1)의 형성소재에 있어서도 예를들어 올레핀계 엘라스토마, 에틸렌-초산비닐공중합체(EVA), 스틸렌계 엘라스토마 예를들어 스틸렌부타디엔-스틸렌블록 공중합체(SBS), 이 공중합체 수첨물(SEBS), 스틸렌-이소프렌-스틸렌블록 공중합체(SIS), 이 공중합체 수첨물(SEPS), 스틸렌 이소프렌 블록 공중합체 수첨물(SEP) 등, 폴리우레탄계 엘라스토마, 폴리에스테르계 엘라스토마 등의 비염비계 수지소재를 사용하는 것이 같은 이유에서 바람직하다.

(실시예)

이하 본 발명의 실시예에 대해 도면을 기초로 설명한다. 도면 중 도 1 내지 도 4는 본 발명의 주요한 실시예를 도시한 도면으로 도 1은 관벽과 선재와의 관계를 도시한 관체의 부분단면도, 도 2는 관벽의 일부를 절제한 관벽의 정면도, 도 3은 선재의 형상을 도시하는 외관사시도, 도 4는 동 선재의 절단단면도이다.

이 도 1 및 도 2에 도시한 관체(P)는 그 관벽(1)을 올레핀계 엘라스토마에 의해 단면형상 횡일자 모양으로 한 띠모양 소재를 도면 외의 수지압출기로부터 압출하고, 그 측연부분의 일부를 겹치게 하여 융착시키면서 나선으로 감아 원통상으로 형성한 것이다.

이와같이 하여 형성한 원통모양 관벽(1)의 외주면상에 백색투명한 경질폴리에틸렌수지에 의해 도 3 및 도 4에 확대하여 도시한 것과 같이 단면형상의 개형(槪形)을, 저면(2a)이 평탄하고 상부를 산모양으로 돌출시킨 대략 대략 반원형 또는 돔모양이며, 저면(2a)의 폭방향 중간부분을 위쪽으로 움푹들어가게 하여 길이방향을 따른 요입홈(3)을 형성하고 있는 형상으로 한 선재(2)를, 도면 밖의 수지압출기로부터 압출하고 상기 관벽(1)에서의 띠모양 소재의 융착부상에 겹치게 하면서 나선으로 감아 그 저면(2a)을 관벽(1)과 융착시킨 것이다.

이 실시예에 도시한 관체(P)에 대해 관벽(1)의 외경사이즈(φ)마다 실험하여 얻은 최적이라고 생각되는 선재(2)에 대해 선재의 높이를 A, 가로 폭을 B, 요입홈(3)의 요입깊이(홈높이)를 C, 선재 높이에 차지하는 비율을 D, 요입홈(3)의 가로 폭을 E, 선재의 가로 폭에 차지하는 비율을 F로 하여 일람표에 도시하면 표 1과 같다.

(표 1)

사이즈	A	B	C	D	E	F
	경질높이(mm)	경질폭(mm)	홈 높이(mm) %		홈 폭(mm) %
							φ32	2.5	3.1	0.21	8.40	0.57	18.39
φ38	3.0	3.6	0.26	8.67	0.46	12.78
φ50	3.3	4.3	0.28	8.48	0.71	16.51
φ65	4.0	4.7	0.45	11.25	0.85	18.09
φ75	4.0	4.0	0.61	15.25	0.85	21.25
φ90	4.2	4.8	0.65	15.48	0.92	19.17
φ100	4.2	4.8	0.69	16.43	1.13	23.54
φ125	5.7	6.7	0.71	12.46	1.34	20.00
φ150	5.0	5.9	0.74	14.80	2.25	38.14
φ200	5.0	5.7	0.59	11.80	1.90	33.33

계속해서 선재의 별도 실시예 형상에 대한 대표예를 도 5에 도시한다. 본 발명에 말하는 바의 선재(2)는 상기 실시예에서는 저면(2a)이 평탄한 것으로 도시했지만 도 5의 도 A의 것은 저면(2a)의 양 외단부분을 크게 원호상으로 형성한 것이며, 도 B의 것은 전체적으로 거의 원호상으로 한 것이다. 또한 예를들어 상부 좌우 구석을 원호상으로 형성한 대략 정방형상의 것, 마찬가지로 상부 좌우구석과 하부좌우구석을 원호상으로 형성한 대략 사다리형상의 것 등으로서 실시할 수 있는 것이다. 또 요입홈(3)의 형상에 있어서도 상기 실시예에서는 가로로 긴 장방형상의 것으로서 도시했지만 도 C와 같이 안쪽구석부를 원호상으로 한 대략 역 U자형의 것으로 하는 등 적절한 형상으로서 실시할 수 있는 것이다. 관의 보형력의 점에서는 선재의 전 높이가 큰 것이 바람직하며 한편 호스생산시의 심재의 위치안정성 점에서는 폭넓은 형상으로 저면이 편평한 형상이 바람직하므로 그것들을 고려하여 적절한 형상으로서 실시할 수 있는 것이다.

이상 본 발명의 대표적이라고 생각되는 실시예에 대해 설명했지만 본 발명은 반드시 이들의 각 실시예에 도시한 구조의 것에만 한정되는 것은 아미녀 본 발명에서 말하는 바의 상기 구성요건을 충족하고 목적을 달성하며, 효과를 갖는 범위내에 있어서 적절히 개변하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명에서 말하는 수지보강선재가 있는 수지관은 보강선재(2)를 경질합성수지제의 투명 또는 반투명체로 형성하며, 보강선재(2)의 단면형상을 요입홈(3)을 구비한 구조의 것으로 하고 있기 때문에 표면이 냉각되어 고화했을 때 발생하는 외주각은 완전한 것은 아니고 일부를 결손시킨 형상으로 형성되므로 순차 중심부를 향하는 서냉각에 따른 재료의 결정화 등에 의한 내부용적의 수축에 따라 외주각이 축소화되며, 내부의 압력이 내려가는 경우가 없다. 따라서 소재중에 포함되어있던 휘발성분이 기화하거나 극미세 상태에서 존재한 기체가 팽창하는 경우는 없으며 기포가 없는 외관상 깨끗한 선재를 얻는 것이 가능하게 된 것이다.

이와같이 하여 얻은 기포를 내포하지 않은 수지보강선재는 선재의 전체가 균일하게 원하는 강도를 구비한 것이 되며, 내포기포의 존재에 의해 부분적 또는 국부적으로 강도가 저하하거나 크랙발생의 원인이 되는 무르고 약한부분이 없는 균질한 것이 되며, 이와같은 선재에 의해 보강된 관체는 내압편평강도에 뛰어나고 경시열화가 적은 관으로서 장기간에 걸쳐 안전하게 사용할 수 있다.

또한 선재자체는 경질합성수지에 의한 투명체 또는 착색체를 가한 반투명체로 형성하고 있기 때문에 기포의 유무를 외부로부터 용이하게 확인할 수 있고 제조시에 있어 선재내에 기포가 발생한 경우에는 바로 기계의 수리조정을 행할 수 있기 때문에 기포를 내포하지 않는 뛰어난 선재를 늘 얻을 수 있다는 이점이 있다.

본 발명에서 말하는 경질합성수지제 내압나선관은 내압변형성능에 뛰어나며 경량으로 저가로 시장에 제공할 수 있기 때문에 덕트파이프 등의 특정 분야에 한정되는 것은 아니며 광범위의 산업분야에서 사용가능한 것이다.

도 1은 본 발명의 주요한 실시예의 관체를 도시하는 부분단면도.

도 2는 도 1의 관체의 관벽의 일부를 절제한 정면도.

도 3은 선재의 사시도.

도 4는 동 선재의 단면도.

도 5는 선재의 별도 형상을 도시하는 단면도.

도 6은 선재의 경화상태를 설명하는 설명도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 관벽 2: 보강선재

2a: 저면 3: 요입홈

F: 관체

Claims (5)

1. 합성수지소재제의 원통형의 관벽(1)과, 이 관벽(1)의 외주면상에 나선으로 감겨져 일체로 연결된 수지보강선재(2)로 이루어지는 수지관으로 이 보강선재(2)는 경질합성수지제의 투명 또는 반투명체로 외주면의 일부에 길이방향을 따른 요입홈(3)을 구비한 것을 특징으로 하는 수지보강선재가 있는 수지관.
2. 제 1항에 있어서,

   보강선재(2)의 단면형상은 대략 반원형 또는 터널모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수지보강선재가 있는 수지관.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   보강선재(2)는 폴리프로필렌, 폴리에틸린, 폴리에틸렌 테레부타레이트, 폴리테트라풀오로에틸렌(PEFE), 폴리아세타르(POM), 폴리아미드(PA)등의 비염비계의 결정성 수지소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 수지보강선재가 있는 수지관.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   관벽(1)은 올레핀계 엘라스토마, 에틸렌-초산비닐공중합체, 스틸렌계 엘라스토마, 폴리우레탄계 엘라스토마, 폴리에스테르계 엘라스토마 등의 비염비계 수지소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 수지보강선재가 있는 수지관.
5. 스틸렌계 엘라스토마는 스틸렌부타디엔-스틸렌블록 공중합체, 이 공중합체 수첨물, 스틸렌-이소프렌-스틸렌블록 공중합체, 이 공중합체 수첨물, 스틸렌 이소프렌 블록 공중합체 수첨물로 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 수지보강선재가 있는 수지관.