KR20100093829A - Ｆｒｐ 처리된 합성수지관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수관이나 압력관등 내외부로부터 압력을 받는 합성수지관에 관한 것으로서, 합성수지관의 기계적강도를 높이도록 합성수지관 외부에 FRP(Fiber Glass Reinforced Plastic)층이 롤링 성형된 합성수지관에 관한 것이다.

본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관은, PE(Polyethylene) 또는 PP(Polypropylene)로 이루어져 압출된 합성수지관과; 가로방향의 PE사(絲) 또는 PP사(絲)와 세로방향의 일반사(絲)가 서로 교차된 이중사(絲)로 이루어지며, 상기 합성수지관 위에 형성되고, 열융착기에 의해 상기 합성수지관과 함께 롤링 열융착되어 상기 PE 또는 PP사는 상기 합성수지관의 원주면에 녹아 붙고 상기 일반사는 상기 합성수지관의 원주면에 눌려 붙는 라미네이팅 천과; 상기 라미네이팅 천의 원주면에 도포되어 상기 라미네이팅 천의 상기 일반사와 와인딩(Winding)되어 접착되는 유리섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber Glass Reinforced Plastic)층;를 포함하여 이루어진다.

합성수지관, 라미네이팅 천, PP 또는 PE사, 일반사, FRP

Description

ＦＲＰ 처리된 합성수지관{Synthetic resins pipe attached Fiber Reinforced Plastic}

본 발명은 상수관이나 압력관등 내외부로부터 압력을 받는 합성수지관에 관한 것으로서, 합성수지관의 기계적강도를 높이도록 합성수지관 외부에 FRP(Fiber Glass Reinforced Plastic)층이 롤링 성형된 합성수지관에 관한 것이다.

FRP는 유리섬유(Fiber Glass)를 주보강재로 하여 불포화 폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester Resin)를 함침 가공한 복합 구조재로서, 유리섬유 강화플라스틱이라고 한다.

보강재로는 유리섬유 또는 탄소섬유가 사용되고, 플라스틱으로는 불포화 폴리에스테르, 에폭시수지 등의 열경화성 수지가 많이 쓰인다.

이러한 FRP는 장력강도와 내충격성이 뛰어나고, 상온·상압에서의 형성이 가능하여, 특히 금형을 필요로 하지 않으며, 난연성이어서 많은 산업분야에 이용되고 있다.

다만, FRP는 금속재에 비해 기계적강도가 우수하고 경량이라는 장점이 있는 반면에 PP(Polypropylene) 이나 PE(Polythylene)에 비해 무겁고, 비싸며, 내약품성이 약하다는 단점을 가지고 있다.

일반적으로 상수도관이나 압력관에는 합성수지관이 주로 사용되는데 내외부로부터 압력을 많이 받기 때문에 그 기계적 강도가 상당히 중요한 문제가 된다.

현재 상수도관이나 압력관으로 사용되는 합성수지관의 기계적인 강도를 높이기 위해 다양한 방식들이 연구되고 있으나 아직까지도 충분한 내력을 갖는 합성수지관의 양산이 이루어지지 않고 있다.

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 일정압력을 받는 합성수지관의 기계적 내압특성이 우수한 합성수지관을 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관은, PE(Polyethylene) 또는 PP(Polypropylene)로 이루어져 압출된 합성수지관과; 가로방향의 PE사(絲) 또는 PP사(絲)와 세로방향의 일반사(絲)가 서로 교차된 이중사(絲)로 이루어지며, 상기 합성수지관 위에 형성되고, 열융착기에 의해 상기 합성수지관과 함께 롤링 열융착되어 상기 PE 또는 PP사는 상기 합성수지관의 원주면에 녹아 붙고 상기 일반사는 상기 합성수지관의 원주면에 눌려 붙는 라미네이팅 천과; 상기 라미네이팅 천의 원주면에 도포되어 상기 라미네이팅 천의 상기 일반사와 와인딩(Winding)되어 접착되는 유리섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber Glass Reinforced Plastic)층;를 포함하여 이루어진다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 중간층에 이중사 라미네이팅천을 열융착시켜 합성수지관과 유리강화섬유를 완전히 접착케하여 합성수지관으로서의 장점을 그대로 살리면서 외부에 유리강화섬유를 보강하여 기계적 내압특성이 우수한 내압용 합성수지관을 제공하는 것이 가능하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관의 제작방법 및 그 구조를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관의 구조도를 보인 것이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관은 3개층으로 구성된다.

내측에는 합성수지관(111)이 형성되며, 합성수지관(111)은 PE(Polyethylene) 또는 PP(Polypropylene)로 이루어져 일반적인 압출장치에 의해 압출된 합성수지관이다.

외측에는 유리섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber Glass Reinforced Plastic)층(113)이 롤링되어 성형된다.

중간층에는 합성수지관(111)과 유리섬유 강화플라스틱(113)간의 타이역할(즉, 접착제 기능)을 하는 라미네이팅 천(112)이 롤링된다.

라미네이팅 천(112)은 가로방향의 PE사(絲) 또는 PP사(絲)(115)와 세로방향의 일반사(絲)(114)가 서로 교차된 이중사(絲)로 이루어진다. 일반사는 면(Cotton), 울(Wool), 실크(Silk), 캐시미어(Cashmere), 레이온(Rayon) 또는 폴리아미드(나일론) 등의 천연섬유 또는 유기화학섬유를 의미한다.

라미네이팅 천(112)은 합성수지관(111)과 함께 열융착기에 의해 가열되어 합 성수지관(111)에 열융착된다. 특히, 열융착기에 의해 합성수지관과 함께 롤링 열융착되는데 있어 세로방향의 일반사(114)는 합성수지관(111)의 원주면에 눌려 붙게 되고(A의 114 형태), 가로방향의 PE 또는 PP사(115)는 합성수지관(111)의 원주면에 녹아 붙게 되는(A의 115 형태) 결과를 가져온다.

세로방향의 일반사(114)는 외층의 유리섬유 강화플라스틱(113)층과 결합된다.

즉, 가로방향의 PE 또는 PP사(115)는 합성수지관(111)의 원주면과 접착되고, 세로방향의 일반사(114)는 외층의 유리섬유 강화플라스틱(113)층의 원주면과 접착되어 일체로 형성되게 할 수 있어 내압특성이 우수한 합성수지관을 제작할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관의 제작공정(합성수지관을 생산하는 경우)을 설명하기 위해 도시한 것이다. 도 2는 합성수지관을 처음부터 생산하면서 라미네이팅 천을 열융착하는 경우의 제작설비를 개략화하여 도시한 것이다.

먼저, 합성수지 원재료를 압출기(211)에 의해 성형몰드(212)로 밀어넣는다. 성형몰드(212)에 밀어넣을 때 성형몰드(212) 전단에 튜브 형태의 신축성을 갖는 라미네이팅 천(213)을 도시된 형태로 압출시 전진방향으로 투입한다.

성형몰드(212)에는 열 융착이 가능하도록 적정 온도 100 내지 212℃를 유지시키며, 압출기의 온도는 213 내지 150℃를 유지시킨다. 이는 합성수지 원재료 알갱이들을 녹여 시트로 압출하는 공정에서의 일반적인 온도조건이다. 온도 조건이 상술한 범위 이하인 경우에는 합성수지관과 라미네이팅 천의 접착이 잘 되지 않아 접착불량이 발생할 가능성이 높으며, 그 이상인 경우에는 높은 온도에 의해 합성수지관과 라미네이팅 천이 녹아버려 접합의 불량이 발생된다.

이 상태에서 취출된 합성수지관(111)은 도 1의 A 형태 즉, 라미네이팅 천(112)의 가로방향 PE 또는 PP사(115)는 합성수지관(111)에 녹아 붙게 되고, 라미네이팅 천(112)의 세로방향 일반사(114)는 합성수지관(111)에 눌러 붙게 된다.

취출된 합성수지관은 적당한 길이로 절단되며, 절단된 합성수지관은 그 위(라미네이팅 천 위)에 유리섬유 강화플라스틱을 원주방향으로 적당한 두께로 와인딩시켜 경화시킨다. 경화된 유리섬유 강화플라스틱은 라미네이팅 천(112)의 세로방향 일반사(114)와 눌러 붙어 경화되어 내압특성이 강화된 합성수지관(300)이 생산된다.

유리섬유 강화플라스틱과 합성수지관만으로 접착하였을 경우, 접착력이 약하여 대기중의 악조건에서 사용시 화학작용에 의해 그 접착력이 약화되고, 이는 곧 제품의 신뢰성과 직결되는 문제가 있었으나, 라미네이팅 천이 FRP와 합성수지 결합매개체 역할을 하여 우수한 접착력을 지니게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관의 제작공정(기생산된 합성수지관을 이용할 경우)을 설명하기 위해 도시한 것이다. 도 3은 합성수지관 이미 제작되어 있는 경우 기제작된 합성수지관에 라미네이팅 천을 열융착하는 경우의 제작설비를 개략화하여 도시한 것이다.

이는 기생산된 합성수지관에 유리섬유 강화플라스틱을 적층시킬 때의 공정과 정으로서, 합성수지관(311)일 전진방향(전진기어 314에 의해)으로 회전(회전척 315에 의해)시키면서 취출시키되 열융착기(313) 입구에 사선방향으로 라미네이팅 천(312)을 투입시켜 열융착기(313)를 거쳐 나온 제품(316, 합성수지관과 라미네이팅 천이 접합된)이 취출되게 된다.

이렇게 취출된 제품(316)은 도 2와 마찬가지로 도 1의 A 형태 즉, 라미네이팅 천(112)의 가로방향 PE 또는 PP사(115)는 합성수지관(111)에 녹아 붙게 되고, 라미네이팅 천(112)의 세로방향 일반사(114)는 합성수지관(111)에 눌러 붙게 된다.

취출된 합성수지관 제품(316)은 그 위(라미네이팅 천 위)에 유리섬유 강화플라스틱을 원주방향으로 적당한 두께로 와인딩시켜 경화시킨다. 경화된 유리섬유 강화플라스틱은 라미네이팅 천(112)의 세로방향 일반사(114)와 눌러 붙어 경화되어 내압특성이 강화된 합성수지관이 생산된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관의 구조도를 보인 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관의 제작공정(합성수지관을 생산하는 경우)을 설명하기 위해 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 FRP 처리된 합성수지관의 제작공정(기생산된 합성수지관을 이용할 경우)을 설명하기 위해 도시한 것이다.

Claims (1)

1. PE(Polyethylene) 또는 PP(Polypropylene)로 이루어져 압출된 합성수지관과;

   가로방향의 PE사(絲) 또는 PP사(絲)와 세로방향의 일반사(絲)가 서로 교차된 이중사(絲)로 이루어지며, 상기 합성수지관 위에 형성되고, 열융착기에 의해 상기 합성수지관과 함께 롤링 열융착되어 상기 PE 또는 PP사는 상기 합성수지관의 원주면에 녹아 붙고 상기 일반사는 상기 합성수지관의 원주면에 눌려 붙는 라미네이팅 천과;

   상기 라미네이팅 천의 원주면에 도포되어 상기 라미네이팅 천의 상기 일반사와 와인딩(Winding)되어 접착되는 유리섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber Glass Reinforced Plastic)층;를 포함하여 형성된, FRP 처리된 합성수지관.

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