KR20050083196A

KR20050083196A - 나선형 합성수지관 및 그 제조방법과 제조장치

Info

Publication number: KR20050083196A
Application number: KR1020030076962A
Authority: KR
Inventors: 이광희
Original assignee: 이광희
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-08-26

Abstract

본 발명은 폐플라스틱 및 폐비닐이나 폐플라스틱 재생 잔여물을 주원료로 하여 재생 가공한 펠렛을 재료로 하는 2대의 압출기(한개의 노즐을 가진 보강재 압출기와 2개의 노즐을 가진 수지 압출기)를 사용하여 만든 오,하수관 및 배수관용 나선형 합성수지관 및 그 제조방법과 제조장치에 관한 것이다.

본 발명은 보강재를 성형하여 강제 냉각장치를 이용하여 충분한 냉각과정을 거치게 한 후 인출기를 통과시켜 관의 구경에 적합한 크기와 모양으로 조정한 후 관의 외면강도를 증가시키기 위한 외측보강용 수지공급노즐과 접합용 수지 공급노즐 두개를 갖는 수지 압출기를 이용하여 관을 제조하므로서 제조 후의 관의 수축과 팽창에 의한 외관 품질을 크게 향상시키고 아울러 관의 강성계수를 향상시키는 것이다.

Description

나선형 합성수지관 및 그 제조방법과 제조장치{Spiral plastic pipe and the manufacture method and manufacture device}

본 발명은 오,하수관이나 배수관으로 사용되는 나선형 합성수지관에 관한 것으로, 성형후의 접착강도를 높여 주도록 하는 나선형 합성수지관 및 그 제조방법과 제조장치에 관한 것이다.

폐비닐이나 폐플라스틱 및 폐플라스틱 재생 잔여물 등을 이용하여 제작되고, 하수관이나 배수관으로 사용되는 적층구조(또는 3중 구조)형 이중벽관으로 불리는 합성수지관은 국내특허공개번호 제1999-24148호(1999.3.25) 및 제1999-64617(1999.8.5)에 공개되어 있으며, 상기 된 합성수지관(1)은 도 1 에 도시된 바와 같이 주압출기(10)에서 폐비닐이나 폐플라스틱을 이용한 보강재(12)를 성형한 후 보조압출기(11)에서 나오는 수지(13)로 보강재(12)의 외면을 감싸게 하여 사각프로파일(14)을 만들고, 사각프로파일(14)이 냉각조(15)를 통과되게 하여 냉각시킨 후 합성수지관 성형장치(20)에 공급하여 와인더에 권회시키되 사각프로파일(14) 사이에 접합수지 공급용 압출기(21)에서 공급되는 수지(22)를 공급하여 접합이 이루어지게 하는 동시에 외측에서 압착롤러(23)로 압착시킴으로서 합성수지관(1)을 제작하게 되며, 상기 성형장치(20)에서 성형된 합성수지관(1)은 절단기(24)에서 일정 길이로 절단되어 진 후 냉각과정을 거치게 된다.

그러나 상기 방식에 의해 제조되는 합성수지관(1)은 수지(13)로 둘러 쌓인 사각 프로파일(14)이 냉각조(15)에서 냉각된다고 하나 충분한 냉각이 이루어지지 못한 상태에서 접합수지 공급용 압출기(21)를 통해 공급되는 수지(22)로 접합시키게 되고, 상기 접합면의 단면이 H형 또는 J형이 되게 하여 견고하게 접합되도록 하였다고는 하나, 외측보강 수지(13)의 내면이 얇게 보강되고, 관의 접합 과정 중 충분히 냉각되지 못해 압착롤러(23)로 접합수지(22)를 압착시키는 접합과정에서 사각프로파일(14)의 형태가 변화하여 강도가 저하됨은 물론 제조 후에도 장시간에 걸쳐 냉각이 이루어져야 하므로 냉각되는 과정에서 예측할 수 없는 관경의 변화 등이 생길 수 있어 요구되는 관의 강성계수 및 외관품질을 얻지 못하는 결점이 있는 것이었다.

이러한 문제가 발생되는 가장 큰 원인은 사각프로파일(14)을 충분히 냉각시켜 주지 못하여 합성수지관(1)의 성형 후 냉각이 오랜 시간 지속되어야 하는 것이 하나의 원인이고, 또 다른 원인은 접합수지(22)의 접합이 원활히 이루어지지 못하여 강도가 떨어지게 되는 것이었다.

본 발명은 이러한 종래의 적층 구조형(또는 3중구조형)이중벽관의 결점을 해소시키기 위하여 발명된 것으로, 합성수지관의 강성 및 외관품질에 중요한 영향을 미치는 사각프로파일이 충분한 냉각과정을 거친 후 나선형으로 접합되어 연속적으로 관을 성형하는 과정에서 일정한 형태를 유지할 수 있도록 하여 관의 강도를 향상시키고, 사각프로파일이 제조과정에서 충분히 냉각되므로서 제조 후 관경의 변형을 억제할 수 있도록 외측보강용 수지와 접합용 수지를 1대의 압출기에서 동시에 공급하여 고강도 나선형 합성수지관을 제조할 수 있도록 하였으며 접합방법을 개선하여 관의 접합강도를 향상시키도록 하는 것이다.

이러한 본 발명은 폐비닐 또는 폐플라스틱이나 폐플라스틱 재생 잔여물로 제조된 보강재를 80∼90^oC로 냉각시킨 후 보강재의 외측에 외측보강용 수지를 씌우되 일측에 단차를 갖도록 사각프로파일을 제작하고, 상기 사각프로파일이 단차에 겹쳐지는 형태로 권회시키되 접합용 수지를 이용하여 접합시키는 한편 압착롤러로 압착시켜 접합면이 T자 형태를 갖도록 하며, 상기 외측보강용 수지와 접합용 수지는 하나의 수지 압출기에서 동시에 공급될 수 있도록 하므로서 이루어지는 것으로, 보다 향상된 외측강도와 접합강도를 얻을 수 있는 것이다.

본 발명의 나선형 합성수지관(50)은 폐비닐 또는 폐플라스틱이나 폐플라스틱 재생 잔여물로 제조되는 보강재(12)의 외측에 외측보강용 수지(52)를 감싸게 하되 일측으로 단차(53)를 형성하여 제작된 사각프로파일(51)을 접합용 수지(54)로 접착시키되 단차(53)위에 사각프로파일(51)이 겹쳐지도록 하는 한편 접합용 수지(54)를 압착롤러(23)로 압착하여 T자형을 갖고 사각프로파일(51)을 접합하므로서 구성된다.

본 발명의 나선형 합성수지관(50)의 제조방법은 폐비닐 또는 폐플라스틱으로 보강재(12)를 제조하는 과정과, 보강재(12)를 80∼90^oC로 냉각시키는 과정과, 충분히 냉각된 보강재(12)의 외측에 외측보강용 수지(52)를 감싸게 하되 단차(53)가 형성된 사각프로파일(51)을 만드는 과정과, 사각프로파일(51)을 성형장치(20)에서 권회시키는 과정과, 상기 사각프로파일(51)사이에 접합용 수지(54)를 공급하고 압착롤러(23)로 압착시켜 접합면을 T자 형태가 되도록 하는 과정을 수행하므로서 이루어진다.

본 발명의 나선형 합성수지관(50)의 제조장치는 보강재(12)를 압출하는 보강재 압출기(30)와, 상기 보강재 압출기(30)에서 압출된 보강재(12)를 80∼90^oC로 냉각시키는 냉각조(31)와, 상기 냉각조(31)를 거친 보강재(12)에 외측보강용 수지(52)를 감싸주는 한편 단차(53)가 형성되게 사각프로파일(51)을 압출시키는 프로파일 성형노즐(41)과, 사각프로파일(51)이 권회되는 성형장치(20)의 외측에서 접합용 수지(54)를 공급하는 접합수지 공급용 노즐(42)과, 상기 접합용 수지(54)를 외측에서 압착시키는 압착롤러(23)와, 상기 프로파일 성형노즐(41)과 접합수지 공급용 노즐(42)에 동시에 수지를 공급하는 수지 압출기(40)를 구비하므로서 구성된다.

본 발명에서 성형장치(20)에는 사각 프로파일(51)을 인접된 사각프로파일 쪽으로 밀착시키는 밀착롤러(45)를 설치하여 사각프로파일(51) 사이의 밀착이 이루어지도록 한다.

이러한 본 발명은 보강재 압출기(30)에서 내부 채움형 보강재(12)를 성형하여 80∼90^oC로 충분히 냉각시킨 후 프로파일 성형노즐(41)과 접합수지 공급용 노즐(42)을 가진 수지 압출기(40)에서 외측보강과 접합을 동시에 진행하도록 하여 보강재(12)의 충분한 냉각을 통해 내부강도를 올리고 접합효과를 최대화 시켜 강성계수를 향상시킴은 물론 제조 과정 중 충분히 냉각을 시켜주지 못함에 따라 제조 완료후 장기간에 걸쳐 발생되는 관의 수축 및 팽창을 억제할 수 있도록 하였으며, 프로파일 성형 노즐(41)에서 보강재(12)의 외면을 감싸는 외측보강용 수지(52)의 아랫면이 단차(53)가 지도록 하므로서, 단차(53)로 인하여 사각프로파일(51)이 압착롤러(23)에 의해 압착되는 순간 상부에서 공급되는 접합용 수지(54)가 T자 형태를 갖도록 하여 내면의 강도를 올려 주는 동시에 보강재(12)의 연결성을 향상시키는 것이다.

본 발명을 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명의 보강재 압출기(30)에서는 폐비닐 또는 폐플라스틱이나 폐플라스틱 재생 잔여물을 원료로 하여 재생 가공한 펠렛을 재료로 공급하여 180∼230^oC로 용융한 후 내부가 채워진 사각형태의 보강재(12)를 연속적으로 압출시켜 냉각조(31)에 공급하고, 냉각조(31)에서는 보강재(12)를 80∼90^oC가 되도록 충분히 냉각시킨다.

보강재(12)를 냉각시키는 이유는 보강재(12)가 냉각되지 않은 상태에서 관을 제조할 경우 냉각이 진행되는 동안 관경의 변화와 강성 변화 등의 원인이 되기 때문인 것으로, 보강재(12)는 두께가 두껍기 때문에 쉽게 냉각되지 않아 미리 냉각조(31)에서 충분히 냉각된 후 공급될 수 있도록 한다.

냉각조(31)는 종래의 합성수지관을 제조하는데 이용한 냉수 외에 냉풍설비를 혼용하여 사용하도록 하였으며 냉각조(31)를 거친 보강재(12)는 입구에 설치되는 인출기에 의해 그 크기와 모양(정사각형 또는 직사각형)으로 조정되게 된다.

냉각조(31)에서 인출된 보강재(12)는 수지 압출기(40)에서 수지가 공급되는 프로파일 성형노즐(41)의 상부에서 공급되어 하부로 배출되게 하며, 상기 프로파일 성형노즐(41)은 수지 압출기(40)에서 공급되는 외측보강용 수지(52)로 보강재(12)의 외측을 감싸 사각프로파일(51)을 만들도록 하는 한편 프로파일 성형노즐(41)은 도 6 에 도시된 바와 형성하여 사각프로파일(51)의 아랫면에 서로 끼울 수 있는 단차(53)를 형성하도록 하고, 상기 단차(53)는 사각프로파일(51)이 성형장치(20)에 설치되어있는 와인더에 나선형으로 감기면서 압착될 때 사각프로파일(51)의 접합성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는 동시에 내면의 강도를 증가시켜 주는 효과를 동시에 얻을 수 있도록 한다.

상기 사각프로파일(51)은 먼저 권회 된 사각 프로파일(51)의 단차(53) 상부에 얹혀져 압착롤러(23)로 압착되게 되나 그 이전에 사각프로파일(51) 사이의 공간에 수지 압출기(40)로부터 수지를 공급받는 접합수지 공급용 노즐(42)에서 접합용 수지(54)를 공급하도록 하고, 접합용 수지(54)가 공급된 후 사각 프로파일(51)을 이미 권회된 사각프로파일에 밀착시키는 밀착롤러(45)로 밀어주는 한편 사각프로파일(51)의 접합면에 공급된 접합용 수지(54)의 접합을 위해 압착롤러(23)를 가압하여 접합면이 T자 형태를 갖고 접합될 수 있도록 한다.

즉 본 발명은 사각프로파일(51)의 단차(53)위에 사각프로파일(51)이 겹쳐지도록 한 후 접합용 수지(54)를 공급하고 압착롤러(23)로 가압하므로서 사각프로파일(51)의 하부가 단차(53)를 누르며 성형장치(20)의 와인더 롤러 면에 의해 아랫면에서 힘을 받으면서 서로 접합되어 견고한 접합형태의 구조를 얻게 된다.

상기와 같은 연속작업을 통하여 성형되는 합성수지관(50)의 접합면은 T자 형태를 갖고 접합용 수지(54)의 외측면에는 냉수 또는 냉풍을 공급하여 접합되는 과정에서 받은 열을 충분히 냉각시키도록 한 후 일정한 길이로 절단기(24)를 이용하여 절단한다.

이와 같은 공정으로 제조된 나선형 합성수지관(50)은 종래의 적층구조형(3중구조형)이중벽관 보다 향상된 접합강도를 가지며 보강재(12)의 불충분한 냉각에 의해 제조 후 발생되는 팽창 및 수축을 억제시켜 오,하수관 및 배수관으로 설치 후 충분한 관의 수명과 강도를 유지할 수 있게 된다.

이러한 본 발명을 실시예로서 살펴본다.

실시예

(1) 사각기둥형 보강재의 압출성형

폐비닐이나 폐플라스틱 및 폐플라스틱 재생 잔여물을 주원료로 하여 재생 가공한 펠렛을 재료로 보강재 압출기(30)에서 180∼230^oC로 용융시켜 사각형의 금형을 통과시켜 연속적으로 압출시킴으로서 보강재(12)를 성형한다.

(2) 냉각과정

압출 성형된 사각기둥형 보강재(12)를 냉각조(31)에서 냉각수 및 냉풍설비를 이용하여 보강재(12)의 중심온도가 80∼90^oC가 유지되도록 충분히 냉각시킨다.

(3) 보강재의 형태 및 크기의 조정

냉각과정을 거친 보강재(12)는 접합 후의 관의 강성을 결정하는 주요인인 모양과 크기를 유지할 수 있도록 관의 크기(환경)에 적합한 크기와 모양을 갖춘 인출기를 설치하여 수지 압출기(40)로 이송하기 전에 형태와 크기를 조정하도록 한다.

(4) 외측보강용 수지

이와 같은 공정을 거친 보강재(12)만으로는 접착성과 강도가 부족하므로 관을 제조하는데 충분한 접착성을 가지도록 하고, 관을 제조한 후 요구되는 강도와 내구성을 유지할 수 있도록 높은 접착성과 강도를 가진 폐플라스틱을 주원료로 하여 재생 가공한 펠렛을 재료로 본 발명을 위해 2개의 프로파일 성형노즐(41)과 접합수지 공급용 노즐(42)을 가진 수지 압출기(40)에서 보강재(12)의 외측을 감싸주도록 하되 외측보강용 수지(52)의 압출시 사각프로파일(51)의 아랫면에 단차(53)를 갖도록 성형시키도록 한다.

이때 보강재(12)는 프로파일 성형노즐(41)의 상부에서 공급되어 외측 보강용 수지(52)로 씌워져 배출되는 동시에 단차(53)를 형성시키게 된다.

한편 본 발명은 도 9 와 같은 프로파일 성형노즐(41')을 사용하여 도 10 과 같은 사각프로파일(51')의 양측 아랫쪽으로 돌출되는 단차(53')를 형성할 수 있으며, 이 경우 도 11 과 같이 단차(53')가 서로 결합되면서 관을 형성하게 된다.

(5) 접합과정

이 같이 외측 보강용 수지(52)가 도포되고 단차(53)가 형성된 사각프로파일(51)은 성형장치(20)에 부착된 롤러에 사각프로파일(51)의 아랫면에 형성된 단차(53)들이 서로 겹치면서 권회되게 하고, 이때 접합용수지(54)를 사각프로파일(51)의 접합면에 공급하면서 압착롤러(23)로 외측을 압착시켜 접합면이 T자 형태를 갖으면서 접합이 이루어지게 한다.

이때 사각프로파일(51)의 측면에서 밀착롤러(45)를 이용하여 접합면 쪽으로 사각프로파일(51)을 밀착시켜주어 접합면의 접착이 확실히 이루어질 수 있도록 한다.

(6) 냉각 및 절단과정

위와 같은 과정에 의하여 제조된 합성수지관(50)은 냉각장치에 의해 냉각되면서 일정길이 만큼 절단기(24)로 절단하여 나선형 합성수지관(50)을 제조하게 된다.

본 발명은 하나의 보강재 압출기에서 성형된 보강재를 충분히 냉각시킨 후 2개의 수지공급노즐을 가진 수지 압출기에서 외측보강용 수지와 접합용 수지를 동시에 공급하여 합성수지관을 제조하도록 함으로서 제조후의 합성수지관의 강성계수를 향상시키고 보강재의 냉각이 불충분함에 따라 성형장치에서 관을 성형하기 위하여 롤러로 가압할 때 충분히 냉각되지 않은 보강재의 형태가 변형되어 제조 후 충분한 강도를 얻지 못하는 결점과 제조 후의 관의 팽창 및 수축에 의해 발생되는 관의 외관 품질을 향상시켰으며 보강재의 아랫면에 단차를 주어 강도가 높은 수지의 두께를 크게 하여 주므로써 접합강도를 향상시키는 동시에 내면의 마모성을 향상시키게 된다.

또한 본 발명의 합성수지관은 폐비닐과 폐플라스틱이나 폐플라스틱 재생 잔여물을 주원료로 하여 재생 가공한 펠렛 만을 재료로 사용하므로서 자원재활용의 효과를 극대화 하도록 하였으며 종래의 적층구조(3중구조)형 합성수지관을 제조할 때 사용한 3대의 압출기를 2대의 압출기만으로 가능하게 하여 투자비용과 생산비용을 절감시키게 된다.

도 1은 기존의 일반적인 적층(삼중)구조형 합성수지관의 성형장치 평면도

도 2는 본 발명의 고강도 나선형 합성수지관의 성형장치 평면도

도 3은 본 발명의 성형장치 요부 평면도

도 4는 본 발명의 합성수지관 제조과정을 보인 단면도

도 5는 본 발명의 합성수지관 제조과정을 보인 측면도

도 6은 본 발명의 프로파일 성형노즐의 출구를 보인 저면도

도 7은 본 발명 합성수지관의 제조과정 설명을 위한 단면도

도 8은 본 발명의 제조후 합성수지관 단면도

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 보인 프로파일 성형노즐의 출구를 보인 저면도

도 10은 본 발명의 다른 실시예를 보인 사각프로파일 단면도

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의해 제조되는 합성수지관의 제조과정 단면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

30 : 보강재 압출기 31 : 냉각조

40 : 수지 압출기 41 : 프로파일 성형노즐

42 : 접합수지 공급용 노즐 45 : 밀착롤러

50 : 합성수지관 51 : 사각프로파일

52 : 외측보강용 수지 53 : 단차

54 : 접합용 수지

Claims

폐비닐 또는 폐플라스틱이나 폐플라스틱 재생 잔여물로 제조되는 보강재(12)의 외측에 외측보강용 수지(52)를 감싸게 하되 아랫쪽으로 단차(53)를 형성하여 사각프로파일(51)을 제작하고, 상기 사각프로파일(51)을 접합용 수지(54)로 접착시키되 단차(63)위에 사각프로파일(51)이 겹쳐지도록 하며, 상기 접합용 수지(54)를 압착롤러(23)로 압착하여 T자형을 갖고 사각프로파일(51)을 접합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나선형 합성수지관.
폐비닐 또는 폐플라스틱이나 폐플라스틱 재생 잔여물로 보강재(12)를 제조하는 과정과, 상기 보강재(12)를 80∼90^oC로 냉각시키는 과정과, 충분히 냉각된 보강재(12)의 외측에 외측보강용 수지(52)를 감싸게 하되 아랫쪽으로 단차(53)가 형성된 사각프로파일(51)을 만드는 과정과, 상기 사각프로파일(51)을 성형장치(20)에서 권회시키되 단차(53)의 상부에 사각프로파일(51)이 얹어지게 하여 권회시키는 과정과, 상기 사각프로파일(51)사이에 접합용 수지(54)를 공급하고 압착롤러(23)로 압착시켜 접합면을 T자 형태가 되도록 하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 나선형 합성수지관 제조방법.
폐비닐 또는 폐플라스틱이나 폐플라스틱 재생 잔여물을 원료로 보강재(12)를 압출하는 보강재 압출기(30)와, 상기 보강재 압출기(30)에서 압출된 보강재(12)를 80∼90^oC로 냉각시키는 냉각조(31)와, 상기 냉각조(31)를 거친 보강재(12)에 외측보강용 수지(52)를 감싸주는 한편 단차(53)가 형성되게 사각프로파일(51)을 압출시키는 프로파일 성형노즐(41)과, 사각프로파일(51)이 권회되는 성형장치(20)의 외측에서 접합용 수지(54)를 공급하는 접합수지 공급용 노즐(42)과, 상기 접합용 수지(54)를 외측에서 압착시키는 압착롤러(23)와, 상기 프로파일 성형노즐(41)과 접합수지 공급용 노즐(42)에 동시에 수지를 공급하는 수지 압출기(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 나선형 합성수지관 제조장치.
제1항에 있어서, 사각프로파일(51)은 아래쪽 양측으로 단차(53')를 형성한 것을 특징으로 하는 나선형 합성수지관.
제2항에 있어서, 접합용 수지(54)를 공급하고 압착롤러(23)로 압착시켜 접합면이 T자 형태가 되도록 하는 한편 사각프로파일(51)의 측면을 밀착롤러(45)로 밀착시켜 결합력을 향상시키는 것을 특징으로 하는 나선형 합성수지관 제조방법.
제3항에 있어서, 사각프로파일(51)을 권회시키는 성형장치(20)에는 사각프로파일(51)을 이미 권회된 사각프로파일 쪽으로 밀착시키는 밀착롤러(45)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 나선형 합성수지관 제조장치.