KR900004430B1 - 섬유 보강된 플라스틱 파이프 및 이를 제조하는 원심주형법 - Google Patents

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Description

섬유 보강된 플라스틱 파이프 및 이를 제조하는 원심주형법

본 발명은 회전 몰드에 원심주형법을 사용한 섬유 보강된 플라스틱 파이프 및 특히 파이프 말단부에 자체적으로 돌출부가 형성된 상기 파이프의 제조방법에 관한 것이다.

섬유 보강된 플라스틱 물질, 특히 유리섬유 보강된 플라스틱(예를들어, 폴리에스테르 수지 및 비닐에스테르 수지)의 파이프는 산 또는 다른 부식성 물질에 대한 내성 등의 우수한 화학물질 내성을 갖는다. 상기 파이프는 이의 물리적 성질도 허용 가능하다. 이러한 이유로 섬유보강된 플라스틱 파이프는 특히 하수 파이프 및 그 밖의 용도로 유용하다.

일반적으로, 섬유 보강된 플라스틱 파이프는 잘라진 유리섬유 또는 연속적으로 감긴 유리섬유 등의 보강재를 갖는 경화된 폴리 에스테르 또는 비닐 에스테르 수지 등의 플라스틱 물질 및 층으로 분포되거나 이 플라스틱 물질의 연속 매트릭스를 통해 분산된 충전재를 함유한다. 섬유 보강된 플라스틱 파이프의 특별한 구성, 즉, 플라스틱 물질을 통한 보강재 및 충전재의 분포 및 사용된 각 성분의 양은 파이프의 특정한 마감 용도적용에 요구되는 물리적 및 화학적 성질에 좌우된다.

원심주형법을 사용하는 유리섬유 보강된 폴리에스테르 수지의 파이프에 관한 DIN 표준 제 16869호는 파이프 직경 및 예정한 물질의 용도 및 가능한 벽 구조물에 따른 파이프의 강성을 기재하고 있다.

보강된 플라스틱 파이프가 가장 바람직한 물리적 및 화학적 성질을 갖도록 하기 위해 여러가지 다른 구성이 제안되었다. 독일연방공화국 특허 제 1,675,206호는 섬유물질의 양이 적어도 일부 파이프의 벽 두께에 따라 방사 방향으로 변화하는 보강 플라스틱 파이프를 기재하고 있다. 이와달리, 독일연방공화국 특허 제 2,726,499호에는 강화된 수지층의 중앙부위에서 외부로 방사적으로 연장되는 영역에 강화 유리섬유의 양이 강화층이 중앙부위에서 안쪽으로 방사적으로 연장되는 영역의 유리 양보다 적은 다층 보강 파이프가 기재되어 있다. 내부영역의 층의 유리 양에 대한 외부영역의 층의 유리 양의 비는 3 : 5이다. 중간부분내의 유리 양은 3 : 5이다.

유리보강 플라스틱 파이프를 제조하는데 공지된 방법은 광범위하게 변화시킬 수도 있다. 한 방법으로, 섬유 보강 플라스틱 파이프는 일반적으로 회전모울드에 액체 또는 용융상태의 플라스틱 물질을 가하고 플라스틱 물질을 연속적으로 가함과 함께 모울드에 원하는 간격으로 섬유 및/또는 충전재를 가하여 충전재 및/또는 보강섬유의 층을 형성시키는 원심주형법을 사용하여 제조한다. 이와달리, 충전재 및/또는 섬유 보강재를 플라스틱 수지와 연속적으로 가하여 충전재 및 섬유중 하나 또는 모두가 뚜렷한 층이 없이 파이프 벽을 통해 연속적으로 분산된 보강 파이프를 제조할 수도 있다. 플라스틱 물질을 가할때 및/또는 이어서 플라스틱 물질을 경화 또는 고화시킨다. 예를들어 독일연방공화국 특허 제 1,675,206호 및 제 2,042,073호를 참조하나, 불행하게 공기가 전술한 방법을 사용하는 파이프 벽에 들어가게 된다. 이렇게 유입된 공기는 균열을 개시하고/하거나 진행시키는 중심점으로 작용하므로 파이프를 약화시킨다. 더욱이, 충전재 및/또는 보강재는 벽의 절단면을 통해 그의 양 및 위치를 정확하게 분포시킬 수 없다.

GB-PS 1,549,374는 잘라진 유리섬유 등의 섬유 보강재 및/또는 모래 등의 충전재로 플라스틱 물질의 층을 형성시키고 이어서 회전 모울드에 중합성 물질과 잘라진 유리섬유 및/또는 충전재의 혼합물을 가하여 다층 보강 플라스틱 파이프를 제조하는 방법을 기재하고 있다. 중합체를 계속 경화시켜 개개의 강화층을 형성시킨다. 상기 방법에서 한층을 형성시킨 후, 추가의 중합체 및 유리섬유 보강재 및/또는 충전재를 회전모울드에 가하고 다음에 중합체를 경화시킨다. 이 단계는 파이프의 바람직한 벽 두께가 수득될때까지 계속한다.

절단한 유리 보강재 이외의 연속 섬유층을 갖는 섬유 보강 파이프를 제조함에 있어서, 기본적으로, 파이프 제조시 바람직한 시간에 하나 또는 그 이상의 연속 유리 가닥을 회전모울드에 보통 나선형으로 감는 이외에는 동일한 기법을 사용한다. 세 동심층의 파이프를 제조하기 위한 상기 방법은 미합중국 특허 제 3,406,427호에 기재되어 있다. 자세히, 상기 특허는 처음에 유리섬유 매트를 회전성 모울드에 위치시킴으로 땅에 묻는 비교적 유연성인 하수 파이프의 제조방법을 나타낸다. 모울드를 회전시켜 경화제를 함유하는 플라스틱 물질을 수거하고 모울드에 분무하여 유리섬유 매트의 구멍을 채운다. 그다음 플라스틱을 경화시킨다. 이어서, 추가의 플라스틱 물질을 모울드에 가한 다음 충전재와 플라스틱용 경화제의 혼합물을 가한다. 플라스틱을 경화시키자마자 모울드의 회전을 정지시키고 제 2 의 플라스틱 섬유 매트를 내벽에 가하고 플라스틱 및 경화제의 혼합물을 모울드에 다시 가하고 경화시킨다.

불행히도, 바람직한 연속 층화기법은 연속 생성 방법과 비교하여 파이프 제조의 비용 및 시간의 증가가 요구되는 단계적인 반-연속 또는 배치(batch) 작동을 필요로 한다. 또한, 경화 단계시 각 층의 수축에 기인하여 층분리의 문제도 존재한다.

원심주형법을 사용하는 제조방법에서 제한된 파이프 길이의 관점에서, 파이프를 견고하고 확실한 방법으로 층으로 연결시키는 것이 필요하다. 특히 추진 기법을 사용하는 파이프 층화에서, 연결 투관이 인접하게 파이프 끝에 고정되도록 파이프 끝에 돌출부를 제공한다. 돌출부와 다음 파이프의 외측 사이에 제공되는 연결투관은 보통 봉인되며, 대개는 추가의 홈이 형성된다. 이와달리, 비교적 편평한 돌출부를 갖는 파이프 말단이 제공되어 연결 투관에 직접적으로 결합시켜 확고하고 밀접한 수축을 형성시킨다. 그다음 돌출된 투관에 위치시킬 다음 파이프의 다른 말단은 보다 깊은 돌출부로 형성되어 여기에 봉인물질이 설치되도록 한다.

편리하게, 상기의 돌출부는 파이프 벽을 일부 제거함으로써 파이프 끝에 연속적으로 제공된다. 이러한 추가 공정은 추가의 시설이 필요하게 되어 파이프 제조에 포함된 비용이 증가된다. 본 발명에 따른 섬유 보강 플라스틱 파이프의 제조방법은 공지방법의 단점을 피하고 향상된 물리적 성질을 갖는 파이프를 제공한다.

더우기, 본 발명은 파이프 제조시 파이프 말단에 바람직한 돌출부가 직접 형성되는 섬유 보강 플라스틱 파이프의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 액체 수지, 보강섬유 및 충전재를 회전 모울드에 도입시킨후 수지를 경화시키고 모울드에서 파이프를 회수하여, 벽에 보강섬유 및 특정의 충전재를 함유하는 섬유보강 플라스틱 파이프를 제조하는 원심주형법에 있어서, 수지전량 또는 적어도 이의 상당부분을 초기에 회전 모울드에 가하여 모울드의 내표면에 분포시킨후, 원하는 순서로 수지내에 분포(여기에서, 보강섬유 및/또는 충전재의 양은 보강섬유 및/또는 충전재를 보강섬유 및/또는 충전재를 도입시키는 동안 공급장치의 위치를 축방향으로 변화시킴에 의해 파이프의 축방향으로 변화시킨다)시킴을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 섬유 보강 플라스틱 파이프의 제조에 있어서, 원심주형 모울드를 사용하여 파이프 벽의 외측 양 말단에 40 내지 150mm 길이의 돌출부를 자체적으로 형성시키고, 이의 양 말단 내측에 돌출부의 크기에 상응하는 크기의 삽입환을 위치시키고, 파이프 벽내 보강 섬유의 양을 돌출부의 양 파이프 말단 및 돌출부에 인접한 세로방향의 벽면에서 증가시킴을 특징으로 하는 원심주형법에 관한 것이다.

본 발명은 본질적으로 종종 모울드에 수지로서 정의된 액체 플라스틱을 초기에 적용시킴으로 특성화된다. 이어서 경화 또는 고화시키기 전에 충전재 및/또는 보강재를 수지에 분산시킨다. 충전재 및/또는 보강재의 층을 모울드에서 회전시키면서 전체를 통해 분산된 충전재 및/또는 보강재를 갖는 수지를 바람직한 순서로 경화 및/또는 고착시킨다. 제조시 파이프 벽의 측면의 파이프의 양쪽 말단에 50 내지 150mm의 길이를 갖는 돌출부를 각각 형성시키는 것이 바람직한 경우, 원심주형 모울드를 사용하여 이의 양 말단의 내부 측면에 돌출부의 크기에 상응하는 크기의 삽입 환을 배치시킨다.

본 발명은 파이프의 외측상의 하나 또는 그이상의 지점에, 홈 크기에 상응하는 크기의 삽입 환이 있는 내측 하나 또는 여러 지점에 배치된 원심주형 모울드를 사용하여 80 내지 30mm의 넓이를 갖는 홈을 자체적으로 형성시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의해, 섬유 보강 플라스틱 파이프의 필수적으로 연속적인 방법으로 제조할 수 있다. 특히, 수지 전량 또는 적어도 일부를 처음에 모울드에 가하고, 충전재 및/또는 보강재를 전체에 분산시킨다. 더우기, 충전재 및/또는 보강재가 회전 모울드에 의해 생성된 원심력에 의해 수지를 통해 유입되므로, 파이프 제조시 공기의 유입이 실제적으로 제거되며, 충전재 및/또는 보강재는 수지에 보다 효과적으로 젖게된다. 섬유 및 충전재의 수지로 인해 습윤화가 증가되면 균질성이 증가된 보강 플라스틱 파이프가 생성된다. 또한 보강재의 보다 효과적인 용도가 성취된다. 특히, 충분한 강도 및 바람직한 물리적 성질의 파이프는 보강재로서 6중량% 또는 그 이하의 유리섬유를 사용하여 본 발명에 의해 제조된다. 다른 양상으로, 본 발명은 공지의 파이프에 비해 적은 양의 보강재를 함유하나 유사한 강도를 갖는 보강 플라스틱 파이프이다. 이와달리, 선행 기술에 의한 연속 층화법에 의해 제조한 파이프는 8중량% 또는 그 이상의 유리섬유 보강재를 필요로 한다.

파이프 제조를 위한 본 발명의 방법은 파이프의 외관에도 효과적이다. 상기 파이프는 외표면에 순수한 수지층을 갖지 않으며, 일반적으로 내표면에 충전재 또는 보강재가 없는 박층의 순수한 수지층을 갖는다. 상기 층의 두께는 보강재 및/또는 충전재의 도포된 양에 좌우되며 1mm, 바람직하게는 0.5mm를 넘지 않는다. 충전재 및/또는 보강재를 함유하는 최종층의 구조는 내표면상의 순수한 수지층 아래에 나타난다. 보강재 및 또는 충전재의 최종 공급 뒤에 충분한 양의 상기 층을 도입하여 순수한 수지의 최종 층을 제공할 수도 있다.

충전재 및/또는 보강재를 회전 모울드에 의해 생성된 원심력에 의해 액체 수지를 통해 공급하므로, 입자크기 및 질량에 따라 물질의 강제적인 분리가 일어난다. 상기의 분리는 각 충전시 일어나며, 적절한 확장에의해 광택 부위에서 나타난다.

벽의 보강섬유의 양은 200 내지 500mm 바람직하게는 150 내지 300mm 길이의 파이프 말단부로부터 파이프의 양 말단에서 증가된다.

본 발명의 방법에 의해, 추진 파이프용으로 1m 내지 6m의 길이 및 바람직하게 약 1 내지 3m의 길이를 갖는 파이프가 제조될 수 있다. 상기 파이프는 최종 용도에 따라 150mm 내지 300mm의 내경을 갖는다. 벽 두께는 최종용도 및 정적인 필요에 의해 측정된다. 표준 벽 두께는 10 내지 150mm, 바람직하게는 15 내지 120mm이다.

본 발명의 파이프는 지금까지 통상 사용된 섬유 보강 플라스틱 파이프의 용도를 포함하여 광범위하게 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 보강 플라스틱 파이프에 의해 나타나는 우수한 화학물질 내성에 기인하여, 특히 중요한 용도는 하수관으로서의 섬유 보강 파이프의 용도이다. 상기의 파이프는 소위 트러스트(trust)기법에 의해 설치할 수도 있다.

섬유 보강 플라스틱 파이프는 원심주형법으로 제조한다. 원심주형법 및 필요한 장비는 본 기술분야에 공지되어 있다. 일반적으로, 원심주형 장치는 회전 모울드와 회전 모울드에 수지 충전재 및 보강재를 도입시키는 공급 시스템의 두가지 주요 부분으로 구성된다.

제 7 도는 본 발명의 파이프 제조에 사용될 수 있는 원심주형 장치의 부분 단면도이다. 이 장치는 도면에 의해 설명될 것이다.

제 7 도에서, 회전 원심주형 장치 ①은 모울드 ②를 회전시킬 수 있는 추진 단위에 위치한 원주형 회전성 모울드 ②로 구성된다. 바람직하게, 추진 단위 ③은 여러 속도로 작동시킬 수 있다. 원심주형 장치는 플라스틱 물질 또는 수지, 보강재 및 충전재를 회전성 모울드 ②에 공급하는 공급 시스템으로 구성된다.

특히 공급 시스템 ④는 수지 저장 탱크 ⑩ 및 회전 모울드 ②에 플라스틱 물질 또는 수지를 공급하는 조절 밸브 ⑫를 갖는 수지 공급 라인 ⑪로 구성된다. 공급 시스템 ④는 추가로, 섬유 공급 장치 및 충전재 공급장치를 함유한다. 섬유 공급 장치는 섬유 저장실

및 연속 유리 가닥

을 원하는 길이의 절단된 유리섬유로 절단할 수 있는 섬유 절단기

로 구성된다. 충전재 공급장치는 충전재를 저장하는 저장 용기

및 충전재 배출구

를 통해 충전재를 이동시키는 전달 시스템

로 구성된다

제 7 도에 나타난 설명에 있어서, 공급 시스템 ④는 모울드의 실제적인 회전시 회전성 모울드를 통해 축방향으로 이동될 수 있는 방향으로 위치한다. 추진 드레인 ⑤는 트랙

에 위치한 바퀴

을 갖는 수레

으로 구성한다. 연결부

은 이동성 수레

를 회전성 원심주형 장치 ①의 프레임에 연결시켜 모울드 ②에 통해 수레

및 공급 시스템 ④의 축방향의 직선운동을 제공한다. 모울드 ②를 통해 공급 시스템 ④을 적절히 이동시키는 데에는 여러가지 다른 방법도 사용할 수 있으며, 이러한 방법은 본 발명의 숙련가에게 이미 알려져 있다.

본 발명의 파이프를 제조하는 방법에 있어서, 모울드를 회전시키며 수지를 도입시킨다. 모울드는 수지의 누설을 피하기 위해 마감 구조로 제공된다. 제 7 도의 장치를 사용하여, 모울드를 회전시키며 모울드 ②를 통해, 추진 트레인 ⑤에 의해 공급 시스템을 이동시킴으로써 원하는 양의 수지를 모울드에 공급한다. 그결과, 회전 모울드상의 수지 공급 라인 ⑪을 통해 원하는 양의 수지를 공급하게 된다. 바람직하게, 수지 첨가조건, 즉, 회전 모울드 ②를 통해 제거되는 공급 시스템 ④에서의 속도, 공급 라인으로부터 수지의 침전물 및 모울드의 회전속도는 균일한 두께의 모울드 표면의 액체 또는 용융 플라스틱 실린더 형성을 조절한다. 이어서, 도면에 특정물질

로서 표시한 충전재 및 도면에 섬유보강재

로서 표시한 보강재를 회전 모울드상에 형성된 액체 또는 용융 수지 실린더에 도입시킨다. 제 7 도에 나타낸 장치를 사용하여, 공급 입구

로부터 충전재를 공급하면서 회전 모울드를 통해 공급 시스템을 이동시켜 회전 모울드에 충전재를 가한다. 유사하게, 섬유절단기

에 연속 섬유를 공급하고, 섬유 절단기의 출구로부터 절단된 섬유를 떨어뜨림으로써 수시에 섬유보강재

를 도입시킨다.

충전재 및 보강재 모두를 원하는 횟수 및 순서 및 속도로 가하여 원하는 구조, 즉, 파이프 벽을 통해 원하는 순서 및 양의 섬유 및 보강재의 층을 갖는 파이프를 형성시킨다. 회전 모울드에서 수지에 충전재 및/또는 보강재를 각각 가한다음 모울드의 회전으로 모울드 ②의 회전에 의해 생성된 원심력에 의해 수지를 통해 가해진 충전재 및/또는 보강재에 힘을 가한다. 회전 모울드 ②에 보강재 및 충전재를 도입시킨후 수지를 연속적으로 완전히 고정시키고/시키거나 경화시킨다.

플라스틱 물질을 경화시키고/시키거나 고정시키는데에 여러가지 방법중 어떤것도 사용할 수 있으나, 약간의 수축이 일어날때까지 플라스틱을 모울드내에 고정시키거나 경화시킴이 바람직하다. 그다음 모울드 ②로부터 파이프를 떼어낸다. 바람직하다면, 플라스틱 물질을 연속적으로 후경화시킨다. 완전히 경화시키거나 고정시킨후, 원심주형 파이프를 더이상 가공하지 않고 사용할 수 있다.

상기 파이프가 일반적으로 때로 바람직한 부식 내성을 갖기는 하나 특히 보강 플라스틱 파이프가 부식성 환경 또는 연마제 특히 모래 또는 진흙 등의 물질을 함유하는 환경에 사용되는 (예를들어, 하수관 용도) 경우, 파이프의 내표면이 단지 플라스틱 수지만으로 구성되는 박층으로 피복된 파이프를 제조하여야 한다. 상기의 내측 파이프면은 또한 회전 모올드 ②에 초기에 공급된 과량의 플라스틱 수지로 피복될 수도 있다. 이와달리, 내측 수지 피복은 수지를 경화시키기 전 또는 후에 파이프의 내부에 추가량의 동일하거나 상이한 형태의 플라스틱 수지를 가하여 제조할 수 있다. 내부의 수지성 층은 파이프에 의해 운반될 물질에 의한 화학적 공격에 대해 증가된 내성을 제공한다.

돌출부 또는 홈을 갖는 파이프가 바람직한 경우, 돌출부 또는 홈에서의 파이프 벽 두께가 1/5 내지 1/3의 양으로 감소된다. 본 발명의 과정에 의해, 말단 부분에 돌출부가 있고 세로 방향으로 홈이 포함된 파이프를 제고할 수 있다. 홈의 중심부위에서 각각 확장된 길이의 파이프를 절단하여 양쪽말단에 돌출부를 갖는 보다 짧은 파이프를 생성시킨다. 바람직하게, 서로 다른 깊이의 돌출부를 두 파이프 말단에 형성시킨다.

보다 짧은 파이프를 생성시키기 위해, 유리하게, 두배 길이의 원심주형 모울드를 사용하여 파이프 양 말단에 같은 깊이의 돌출부를 생성시키고, 파이프 길이의 중간에 파이프 말단의 돌출부보다 더 깊거나 더 편평한 홈을 형성시킨다. 상기 파이프를 나누어 보다 짧은 두개의 파이프를 생성시킨다.

상기의 돌출부 및 홈을 제조하기 위해 원심주형 모울드의 내측면에 각각 원하는 돌출부의 길이 및 홈의 넓이에 상응하는 환 넓이를 갖는 삽입 환을 배치한다. 삽입 환의 두께는 각각 돌출부 및 홈의 깊이에 상응한다. 바람직하게, 삽입 환의 측면은 원심주형 모울드의 축방향을 향해 가늘어진다. 원심주형 모울드의 끝부분에 위치한 환은 모울드 모서리를 면한 측면에서 가늘어지지 않는다. 삽입 환은 어떠한 다른 물질이 사용될 수 있지만 원심주형 모울드와 같은 물질로 제조된다. 물질 자체 또는 상응하는 표면 처리에 의한 물질은 표면에 손상이 없는 경화 수지로부터 분리할 수 있다.

일반적으로, 원심주형 모울드의 원심력은 모울드의 내표면에 대해 삽입 환의 단단히 힘을 받기에 충분하여 모울드의 세로축을 향한 측면 치환을 방해한다. 그러나, 이와달리, 삽입 환은 예를들어 삽입 환 쪽으로 원심주형 모울드의 벽을 통해 확장하는 핀 또는 나사에 의해 측면 치환에 대해 기계적으로 방해할 수 있다. 원심주형 모울드로부터 경화된 플라스틱 파이프를 떼어내기 위해, 전술한 기계적인 제륜장치를 제거해야 할 것이다.

파이프를 떼어낼 수 있기 위해, 원심주형 모울드로부터 플라스틱 파이프를 제거한 후, 동시에 삽입 환을 플라스틱 파이프의 홈으로부터 제거하는데, 상기의 삽입 환은 다양한 분리가능한 분절로 구성된다.

가장 바람직하게는, 돌출부가 파이프의 말단에 형성될뿐만 아니라 동시에 홈이 파이프 자체에 형성된다. 상기 홈의 넓이는 바람직하게 원하는 돌출부의 길이의 2배로 선택되어 확장된 길이의 원심주형 모울드에서 한번의 작동으로 긴 길이의 파이프가 홈 부위에서 연속적으로 분리되어 다수의 짧은 길이의 파이프가 동시에 생성되도록 한다.

원심주형 모올드의 말단에 삽입 환을 사용하고, 임의로 세로 방향에 동일한 두께의 삽입 환을 더 사용하면 동일한 배열의 말단을 갖는 하나 또는 그 이상의 파이프가 형성될 것이다. 그러나, 종종 다른 깊이의 돌출부를 갖는 파이프 말단을 생성시키는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 서로 다른 두께의 삽입 환을 원심주형 모울드에 배치시킨다.

본 발명의 방법에 의해, 상기 형성에 있어서 다른 깊이의 돌출부가 양 말단부분에서 자체적으르 생성된다. 확장된 길이의 원심주형 모울드에서 동시에 서로 다른 말단 배치를 갖는 다수의 짧은 길이의 파이프를 제조하는 것이 바람직하다면, 삽입 환의 배치를 제공될 홈의 수에 따라 여러가지로 변화시킬 수 있다.

파이프 말단의 돌출부보다 더 깊거나 더 편평한 홈은 같은 깊이의 파이프 돌출부의 양 말단에 및 파이프 중간부에 형성될 수 있다. 이를 성취하기 위해, 같은 두께의 삽입 환을 위치시킨 두 말단 부분 및 모울드의 파이프 말단의 삽입 환보다 두껍거나 얇은 삽입 환이 제공되는 중간부에 원심주형 모올드를 사용한다. 원심주형 모울드로부터 떼어낸 파이프가 두개의 파이프로 나뉘어지는 경우, 서로 다른 깊이의 돌출부를 갖는 두 파이프가 말단에 형성되는데 이는 홈 깊이가 두 파이프 말단의 돌출부 깊이와 다르기 때문이다.

이와달리, 다른 깊이의 돌출부가 파이프 말단에 제공되며 홈은 가장 인접하게 접근한 파이프 말단의 돌출부 깊이보다 크거나 작은 깊이의 파이프 전체에 둘 또는 그 이상의 지점에 형성되고, 세로 방향의 편평한 홈은 깊은 홈 다음에 오며 또한 깊은 홈은 편평한 홈 다음에 오는데, 각각의 편평한 홈의 깊이는 파이프의 편평한 돌출부의 깊이에 상당하며 깊은 홈의 깊이는 파이프 말단의 보다 깊은 돌출부의 깊이에 상당하고, 모든 깊은 홈과 돌출부 및 모든 편평한 홈과 돌출부가 각각 깊이에 있어 서로 상응한다.

세부분의 홈이 준비된 결과 세개의 파이프가 생성되는 반면, 내부분의 홈이 준비된 결과 각각 서로 다른 깊이의 돌출부를 갖는 보다 짧은 길이의 다섯개의 파이프가 생성된다. 이러한 효과를 성취하기 위해, 서로 다른 두께의 삽입 환은 하나의 파이프 말단에서 출발하여 원심주형 모올드에 교대로 배치시킨다. 홈을 형성시키기 위해 제공되는 삽입 환은 원통형 원심주형 모올드의 두 끝에 배치된 삽입 환의 2배 넓이를 갖는다.

본 발명의 방법의 태양의 다른 형에는 같은 깊이의 돌출부가 확장된 길이의 파이프 말단에 형성되며, 홈은 파이프 전체에 3 또는 6부분에 형성되는데 이의 깊이는 파이프 말단의 돌출부 깊이보다 크거나 작고, 파이프 말단에 인접한 홈의 깊이는 파이프 말단의 돌출부의 깊이와 다르고, 세로방향의 편평한 홈은 깊은 홈 다음에 오며 깊은 홈은 편평한 홈 다음에 오는데, 각각의 편평한 홈의 깊이는 파이프 말단의 편평한 돌출부의 깊이에 상응하며, 각각 깊은 홈의 깊이는 파이프 말단의 깊은 돌출부의 깊이에 상응하고, 각각 모든 깊은 홈과 돌출부 및 편평한 홈과 돌출부가 깊이에 있어 서로 상응한다. 세부분의 홈있는 경우 하나의 긴 파이프를 보다 짧은 네개의 파이프로 자르며, 여섯 부분의 홈이 있는 경우 각각 다른 깊이 배열의 돌출부를 갖는 보다 짧은 7개의 파이프가 생성될 것이다. 또한 홈을 만드는데 있어서, 원심주형 모울드의 말단에 위치한 삽입 환의 두배 넓이를 갖는 삽입 환을 사용하는 것이 유리하다.

본 발명의 실시에 있어 벽 두께 감소에 기인한 파이프 말단의 돌출부의 면적에서 벽의 감소된 강도는 돌출부의 면적에, 임의로 홈이 있는 긴 파이프의 제조시 홈의 면적 및 돌출부와 세로방향의 홈에 인접한 벽면에 두개의 파이프 말단에서 파이프 벽에 보강 섬유의 양을 증가시킴으로써 상쇄된다. 상기 효과를 성취하기 위해서, 원심주형 모울드에 보강 섬유 및/또는 충전재를 가하는 동안 추가의 보강 섬유를 모울드의 세로로긴 상응하는 영역에 가한다. 상기에 추가로 가한 양이 전체 벽 강도의 면적으로 확장된다는 사실에 기인하여 특히 얇은 파이프 벽에서 두꺼운 파이프 벽까지의 일시적인 영역이 특별히 강하고 안정한 배열을 갖는다. 본 발명의 파이프가 소위 추진기법에 의해 제조되는 경우, 특히 중요성이 따른다.

보강 절단된 섬유보다는 연속섬유를 갖는 섬유 보강 파이프를 제조함에 있어서, 기본적으로 파이프 제조시 예정된 시간에 하나 또는 그이상의 연속 유리섬유 가닥이 회전 모울드에 보통 나선형으로 배치되는 것을 제외하고는 상기의 원심주형 방법을 사용한다.

상기 모든 경우에, 파이프 제조시 본 발명의 방법이 사용될 수 있어 원심주형 모울드에 상응하는 삽입 환을 위치시킴으로써 파이프 말단에 원래 돌출부가 제공되도록 한다.

바람직한 형태의 태양에 따라, 플라스틱 물질 전량 또는 적어도 이의 일부를 처음에 모울드에 넣고 충전재 및/또는 보강재를 이에 분산시킨다. 상기 작동법에서 충전재 및/또는 보강재를 회전 모울드의 원심력에 의해 액체 수지를 통해 강제로 적용시킴으로해서 공기유입이 실제적으로 제거되며, 충전재 및/또는 보강재는 효과적으로 수지로 젖게된다. 또한, 보강재의 보다 효과적인 사용이 성취된다. 충분한 강도 및 바람직한 성질의 파이프는 보강재로서 6중량% 또는 그 이하의 유리섬유를 사용하여 상기 단계 서열로 제조될 수 있다. 섬유 보강재 또는 충전재 또는 이의 혼합물은 플라스틱 물질의 총량 이외로 사용된다는 사실에서, 보통 8중량% 또는 그 이상의 유리섬유 보강재가 필요하게 된다.

수지의 주요부분 또는 이의 총량을 초기에 원심주형 모울드에 가하는 경우, 파이프의 말단에서 원심주형 모울드로부터 액체 수지의 배출을 방지하기 위한 설비가 필요하다. 보강재 및/또는 충전재가 원심력에 의해 수지를 통해 힘을 받는 경우, 입자크기 및 중량에 의한 물질의 분리가 꼭 일어날 것이다. 이러한 분리는 각각 물질을 가할때 일어나며 상응하도록 확장된 규모의 마이크로그래피에 의해 나타난다.

본 발명의 실시에 있어서, 특히 액체 수지를 처음에 원심주형 수지에 가하고 그다음 보강재를 가하는 경우, 원심주형 모울드의 세로축의 방향으로 물질을 가할때 가하는 단위는 이동된다. 첫번째 적하 스트로크 또는 여러회의 적하 스트로크의 첫번째 군에서, 초기에 삽입 환 사이의 모울드의 영역이 채워져 가장 낮은 삽입 환의 두께의 충전 수준에 도달하게 된다.

두번째 적하 스트로크 또는 적하 스트로크의 두번째 군은 층 두께가 두꺼운 환의 두께에 도달될때까지 보다 얇은 환의 영역에 채움과 함께 환 사이의 모든 영역에서도 채울 것이다. 보다 작은 두께의 환의 면적 및 이웃하는 면적에서 상기의 가함으로 추가량의 보강재가 이미 가하여졌다.

이어서, 세번째 스트로크 또는 스트로크의 세번째 군이 두꺼운 환 및 이의 아웃 영역에 제공된 추가량의 섬유 보강재와 함께 모울드 길이를 통해 일어난다. 개개 스트로크 또는 스트로크의 군 사이의 원심주형 모울드의 회전속도는 물질을 각각 압축시킴으로서 일시적으로 증가된다.

액체 수지, 섬유 보강재 및 충전재의 예비-혼합 조성물을 적하 스트로크의 상응하는 길이에 의해 회전 모울드에 적용시키는 경우, 우선, 삽입 환 사이의 영역을 채우고, 단지 모울드의 길이를 통해 확장된 연속 적하 스트로크에도 삽입 환 영역을 채운다. 섬유 및/또는 충전재를 모울드에 가하는 경우, 삽입 환 사이의 영역을 우선 채운다음 액체 수지를 가하고, 임의로 채운 두께가 가장 낮은 삽입 환의 두께에 도달할 때까지 상기 영역에 추가의 충전재를 가한다. 그후, 삽입 환 영역을 포함하여 모울드의 모든 부분은 채워질 것이며, 모울드 길이를 통해 채우기 전에 단지 보다 얇은 삽입 환을 포함하여 보다 두꺼운 삽입 환 사이의 면적에 채울 수 있다. 섬유 매트 및/또는 연속 섬유를 사용하는 경우, 어떤 경우에든 삽입 환의 면적 및 이의 부근을 보강시킴이 유리하다.

파이프의 개개 성분에 대해, 파이프 제조에 사용되는 플라스틱 수지는 제조될 보강 플라스틱 파이프가 필요로 하는 화학적 및 물리적 성질을 갖는 어떤 열-경화성 플라스틱도 적절할 수 있다. 일반적으로, 수지는 비닐 에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 또는 이의 적합한 혼합물이 유리하다. 비닐 에스테르 수지 및 볼포화 폴리에스테르 수지는 모두 본 분야에 공지되어 있다. 에폭시 수지 또는 폴리에스톄르 아미드 수지도 유용하다.

본 발명에 사용하기에 유리한 비닐 에스테르 수지는 분자에 하나 또는 그 이상의 옥시란일기를 갖는 모노머성 또는 플리머성일 수 있는 에폭시 화합물을 에틸렌계 불포화 카복실산과 반응시켜 제조되는 화합물이다. 에폭시 화합물은 포화 또는 불포화 지방족, 지환족 또는 방향족 탄화수소, 불활성으로 치환된 지방족, 지환족 또는 방향족 탄화수소 또는 이의 조합물일 수 있다.

비닐 에스테르의 제조에 유용한 대표적인 에폭시 화합물은 폴리히드릭 알코올 또는 폴리히드릭페놀의 폴리글리시딜 에테르, 에폭시화 노보락, 에폭시 지방산 또는 건조 오일산 및 에폭시화 불포화 폴리에스테르이다. 하나 또는 그 이상의 폴리에폭사이드와 카복시 말단화 부타디엔/아크릴로니트릴의 반응생성물 등의 고무-변형된 에폭시 성분도 에폭시 성분으로서 사용할 수 있다. 바람직하게 에폭시 성분은 분자당 적어도 1,더욱 바람직하게는 적어도 1.1 이상의 옥시란일기를 함유한다. 바람직한 에폭시 화합물은 폴리히드릭 알코을 또는 폴리히드릭페놀의 폴리글리시딜 에테르 또는 상기 에폭사이드끼리 또는 상기 에폭사이드와 하나 또는 그 이상의 다른 에폭시 화합물과의 조합체이다. 바람직한 폴리에폭사이드는 2,2-비스 (4-히드록시페놀)프로판의 디글리시딜 에테르이다.

에폭시 화합물을 에스테르화하는데 사용된 카복실산은 지방족, 지환족 또는 방향족 에틸렌계 불포화 카복실산이다. 이산은 모노 또는 디카복실산중 하나일 수 있다. 대표적인 불포화 모노카복실산은 아크릴산 및 메타크릴산 및 이의 할로겐화 유도체, 신남산, 크로톤산 및 α-페닐아크릴산 및 이의 혼합물, 및 히드록시알킬 아크릴레이트 또는 디카복실산의 메타크릴레이트 반-에스테르이며, 상기의 히도록시알킬기는 바람직하게 탄소수 2 내지 6을 갖는다. 바람직한 산은 아크릴산 또는 메타크릴산이다.

비닐 에스테르는 액체에서 고체까지 변화할 것이며 일반적으로 히드록시, 에틸렌성 및 에폭사이드기를 함유한다. 비닐 에스테르 수지상에 분지된 히도록실기중 약간 또는 전부는 바람직하다면 산무수물, 바람직하게는 폴리카복실산 무수물 (예, 말레산 무수물)과 반응할 것이다

에폭시 화합물을 불포화 카복실산으로 에스테르화하여 비닐 에스테르를 형성시키는 과정은 본 기술 분야에 공지된 것으로 미합중국 특허 제 3,377,406, 3,420,914, 3,967,922 및 3,301,743호에 기재되어 있다.

불포화 폴리에스테르는 보통 포화 및/또는 불포화 폴리(디-포함) 카복실산 및/또는 폴리히들릭 알코올 또는 알칼리옥사이드 등의 에스테르화제로 폴리에스테르화된 폴리카복실산의 무수물의 소위 확산 또는 용매 반응에 의한 반응 생성물이다. 대표적인 폴리카복실산 및 이의 무수물은 말레산, 말레산 무수물, 크로톤산, 이타콘산 및 이타콘산 무수물 및 오르토-, 이소 또는 텔레프탈산이다. 에스테르화제는 폴리히드릭 화합물,예를들어, 폴리히드릭 알코올, 페놀 및 글리콜 및 알킬렌 옥사이드 뿐만 아니라 이의 혼합물 및 부가물을포함한다. 바람직한 에스테르화제는 글리콜, 비스테놀 A 및 이의 알킬렌 옥사이드 부가물, 예를들어, 프로폭실화 비스페놀 A, 펜타에리트리톨, 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜이다. 비닐 에스테르 수지 또는 불포화 폴리에스테르 수지는 대표적인 에틸렌계 불포화 화합물인 공중합성 모노머와 혼합시켜 사용한다. 유리하게 사용되는 공중합성 모노머는 모노비닐리덴 방향족 화합물, 예를들어, 스티렌, 비닐 톨루엔, 할로겐화 스티렌 및 비닐나프탈렌; 폴리비닐리덴 방향족, 예를들어, 디비닐 벤젠; 포화 알콜 에스테르 예를들어, 아크릴 또는 메타크릴산의 메틸 또는 옥틸 알코올 에스테르, 비닐 아세테이트, 디알릴 말레에이트 및 상기 모노머 하나 또는 그 이상의 혼합물이다. 바람직한 모노머는 가장 바람직하게 스티렌을 함유하는 모노비닐리덴 방향족 화합물이다.

일반적으로 비닐에스테르 수지는 30 내지 70중량%의 공중합성 모노머, 바람직하게는, 스티렌을 함유한다. 여기서, 중량%는 공중합성 모노머를 포함하여 비닐에스테르 수지의 총 중량을 기준으로 한다. 이와달리, 불포화 폴리에스테르 수지는, 일반적으로 공중합성 모노머를 포함하여 불포화 폴리에스테르 수지 총 중량을 기준으로 30 내지 60중량%의 공중합성 모노머, 바람직하게는 스티렌을 함유할 것이다 폴리에스테르 또는 비닐에스테르 수지를 경화시키기 위해, 수지는 일반적으로 경화제, 촉진제 및/또는 자유 라디칼 개시제를 함유할 것이다. 이와달리 UV선을 사용하여 경화시킬 수도 있다. 경화제, 촉진제 및/또는 개시제는 본 분야에 공지되어 있다. 일반적으로, 수지를 경화 또는 고착시키는데 필요한 촉진제, 경화제 및/또는 자유 라디칼 개시제는 이를 회전 모울드에 가하기 전에 수지와 혼합한다. 이와달리, 수지를 경화시키기에 필요한 경화제, 촉진제 및/또는 자유 라디칼 개시제는 수지를 회전 모울드에 가한후에, 그러나 다른 층전재 또는 보강재를 가하기 전에 가한다.

경화제, 촉진제 및/또는 자유 라디칼 개시제는 수지가 충전재 및 보강재를 완전히 가하기 전에 고체 물질로 충분하게 경화 및/또는 고착되지 않는 것으로 선택한다. 일반적으로, 수지 경화 시스템, 예를들어, 경화제, 촉진제 및 자유 라디칼 개시제는 수지가 경화 및/또는 고착되기 전에 충전재 및/또는 보강재가 분포되도록 충분히 액체를 유지하도록 선택한다. 보다 단축된 경화시키는 보다 작은 직경의 파이프를 생성시키며 반면에 보다 큰 직경의 파이프를 생성시키기 위해서는 고화 또는 경화시키기 전에 보다 긴 시간이 필요하게 된다. 공정시간은 20 내지 170, 바람직하게는 30 내지 90분 범위로 변화시킬 수 있으며 수지 경화 시스템은 적절히 선택된다. 상기 시간내에 수지물질에 보강재 및 충전재를 완전히 도입시켜야 한다.

요구하는 공정시간을 허락할 경화 시스템은 단순한 실험적인 방법을 사용하여 숙련된 기술자에 의해 용이하게 측정될 수 있다. 비닐에스테르 또는 폴리에스테르 수지를 경화시키는 특히 바람직한 경화 시스템은 0.1 내지 5, 바람직하게 0.5 내지 3중량%의 자유 라디칼 생성 개시제, 바람직하게는 퍼옥사이드 개시제 및 촉진제, 예를들어, 이급 아민 또는 코발트 나프타네이트를 함유한다. 이급 아민 즉, 디메탈아민은 1중량%까지 바람직하게는 0.02 내지 0.5중량%의 양으로 사용됨이 유리하다. 코발트 나프타네이트를 사용하는 경우, 0.2 내지 10, 바람직하게는 0.5 내지 8중량%의 고발트 나프타네이트를 사용하는 것이 유리하다. 중량%는 공중합성 모노머를 포함하는 수지 총중량을 기준으로 한다.

또한, 보강재 및/또는 충전재, 바람직하게는 보강재는 실란 크기 분별제 또는 폴리에스테르 분말 같은 습윤화제를 함유할수 있어 제조시 수지물질로 보강재 및/또는 충전재를 적시도록 촉진시킨다.

섬유 보강 플라스틱 파이프의 제조에 사용되는 충전재는 모래등의 특정물질일 수 있다. 특정 중합체 물질 또는 다른 유기 및/또는 무기 특정 중합체 물질 또는 다른 유기 및/또는 무기 특정 충전재를 사용할 수 있다. 바람직한 특정 물질은 모래이다. 특정 물질로서 모래가 사용되는 경우 입자크기는 0.001 내지 5mm 범위이다. 보다 대표적으로, 특정 물질은 0.02 내지 2mm의 입자크기를 가질 것이다. 보강 플라스틱 파이프를 제조하는데 사용되는 가장 바람직한 충전재는 세척건조시킨 모래로 입자크기가 0.02 내지 1.55mm 범위이다.

보강 플라스틱 파이프를 제조하는데 보강재로서 사용되는 유리한 물질은 강섬유, 완전한 방향족 폴리아미드(아르아미드), 고강도 폴리에틸렌, 나일론 및 탄소섬유, 운모 및 유리 등의 무기질이다.

바람직한 보강재는 유리이다. 보강재가, 모울드에 적용시키는 섬유, 직물 또는 연속 가닥으로서 사용될 수 있지만, 절단된 섬유는 보강 플라스틱 파이프의 제조에 가장 유리하게 사용된다. 이와달리, 보강재 또는 이의 일부를 분말, 구형비드 또는 과립형으로 사용할 수 있다.

바람직한 보강재는 직경 1 내지 100μm, 바람직하게는 5 내지 50μm 및 길이 1 내지 300mm, 바람직하게는 5 내지 200mm를 갖는 절단된 유리섬유이다. 더욱 바람직하게 절단된 유리섬유는 10 내지 100mm 가장바람직하게는 25 내지 90mm의 길이 및 5 내지 20μm의 직경을 갖는다.

보강 플라스틱 파이프의 제조에 사용되는 수지, 보강재 및 충전재의 양, 및 플라스틱 수지 전체의 보강재 및 충전재의 분포는 사용된 특정의 충전재, 보강재 및 수지, 파이프의 마감 용도 및 특정의 마감 용도에 바람직한 물리적 및 화학적 성질을 포함하는 여러가지 인자에 좌우된다. 일반적으로, 본 발명의 보강 플라스틱 파이프는 10 내지 30중량%의 플라스틱 수지(스티렌 및 다른 시약, 예를들어, 경화 개시제 및/또는 촉진제를 포함한다), 1 내지 16중량%의 보강제 및 65 내지 85중량%의 충전재를 포함할 것이다. 바람직하게, 보강 플라스틱 파이프는 14 내지 28보다 바람직하게는 16 내지 23중량%의 수지 1 내지 10, 더욱 바람직하게 2 내지 6중량%의 보강재; 및 70 내지 85, 더욱 바람직하게 71 내지 82중량%의 충전재를 함유할 것이며 상기의 중량%는 사용된 수지, 충전재 및 보강재의 총량을 기준으로 한다. 가장 바람직한 섬유 보강 플라스틱 파이프는 16 내지 23중량%의 비닐 에스테르 수지,2 내지 5중량%의 절단된 유리섬유 및 71 내지 82중량%의 모래를 함유하는데, 상기의 중량%는 섬유 보강 플라스틱 파이프에 사용된 비닐에스테르 수지, 절단된 유리섬유 및 모래의 총량을 기준으로 한다.

파이프를 통한 보강재 및 충전재의 분포는 파이프의 바람직한 성질, 파이프의 크기 및 바람직한 벽 두께 및 사용된 특정의 보강재, 충전재 및 수지를 포함하는 여러가지 인자에 좌우된다. 일반적으로, 보강재는 파이프 벽의 내부 및 외부 영역을 향해 배출되며 중심부위에 비교적 두꺼운 층에 의해 분리된다. 파이프 벽의 중심부위의 두꺼운 층은 충전재 및 수지의 혼합물이다. 비록, 외부 및 내부 영역의 보강재 분포는 매우 광범위하나, 20 내지 70, 바람직하게는 30 내지 60중량%의 보강재는 외부영역 즉, 중심벽 축으로 부터 방사적으로 밖으로 확장되는 영역에 위치하며, 30 내지 80, 보다 바람직하게는 40 내지 70중량%의 보강재는 내부 영역 즉 중심 벽 축으로부터 방사적으로 내부로 확장되는 내부 영역에 위치한다. 파이프 강도를 극대화하기 위해 보강재의 총량에 대한 내부면적은 동일하거나 보다 많은, 바람직하게는 보다 많은 퍼센트의 보강재를 함유하나, 충분한 강도의 파이프를 생성시키기 위한 필수조건이 아니다.

본 발명의 실행에 있어서, 모울드의 회전속도는 여러가지 인자, 특히 사용된 수지의 점도, 보강재 및 충전재를 젖게하는 수지의 능력 및 제조될 파이프의 크기에 좌우된다. 일반적으로, 회전속도는 보강재 및 충전재를 수지를 통해 유입되도록 하고, 수지에 보강재 및 충전재를 도입시키는 동안 파이프에서 기포를 제거하기에 충분하도록 한다. 일반적으로, 파이프의 크기의 증가에 따라 회전속도는 감소한다. 또한, 수지의 점도가 감소함에 따라 필요한 회전속도도 감소될 수 있다. 충전재 및 보강재를 충분히 젖도록하는 이외에 회전속도를 파이프 제조시 변화시킨다. 일반적으로 회전속도는 원심력이 수지에 보강재 및/또는 충전재의 도입시 파이프로부터 모든 기체 및 기포를 제거하기에 충분하도록 유지시킨다.

수지에 보강제 및 충전재를 필요량 도입시킨 후, 수지를 경화 및/또는 고화시킨다. 수지를 경화 및/또는 고화시키는데 사용되는 가장 유리한 조건은 사용된 특정수지를 포함하여 여러가지 인자에 좌우된다. 바람직한 비닐에스테르 및 폴리에스테르 수지를 사용하는 경우, 경화반응은 발열반응이고 경화시 온도는 120℃ 또는 그 이하이다. 상기의 피크온도는 사용된 경화제 및/또는 촉진제의 양 및 파이프에 함유된 충전재 및/또는 보강제의 양에 좌우된다. 피크 온도는 바람직하게는 60°내지 80℃이며 100℃ 이하를 유지한다.

수지를 경화 및/또는 고화시키는데 유리하게 사용될 수 있는한 방법은 수지/충전재/보강제의 미경화 복합체상에 뜨거운 공기를 불어넣어 수지를 가열시키고 그 다음 수지를 적어도 일부 경화시키고 모울드로부터 파이프를 제거하는 것으로 구성된다. 상기의 제거는 경화시 수지의 수축에 의해 촉진된다. 연속적으로, 적어도 일부 경화된 파이프를 승온 후처리를 위해 오븐에 넣는다 경화시킨후, 생성된 섬유 보강 플라스틱 파이프는 추가의 처리 및 마감손질없이 사용할 수 있다.

제 1 내지 6 도는 본 발명에 따른 파이프 전체의 파이프 말단 및 홈의 서로 다른 양태를 세로 단면도이다.

제 1 도는 양 말단에 동일한 깊이의 돌출부를 갖는 파이프를 나타낸다.

제 2 도는 오른쪽 파이프 말단에는 보다 깊은 돌출부와 왼쪽 말단에는 편평한 돌출부가 함유된 파이프를 나타낸다.

제 3 도는 파이프의 양 말단에 동일한 깊이의 돌출부 및 파이프의 중앙부에 동일한 깊이의 홈을 갖는 파이프를 나타낸다.

제 4 도는 동일하게 형성된 파이프 말단 및 파이프의 중앙부위에 위치한 다른 깊이의 홈, 즉 보다 편평한 홈을 갖는 파이프를 나타낸다. 이 파이프를 나눈 결과 각각 다른 깊이의 파이프 말단에 돌출부를 갖는 보다 짧은 길이의 두 파이프를 생성시킨다.

제 5 도는 파이프 말단에 다른 깊이의 돌출부 및 파이프 길이 1/3 지점에 위치한 다른 깊이의 홈을 함유하는 파이프를 나타낸다. 한쪽 파이프 말단이 편평한 돌출부의 경우, 첫번째 홈은 보다 깊고, 연속하여 편평한 홈이 배치되어 두번째 파이프 말단은 보다 깊은 돌출부를 가질 것이다. 그러므로 홈에서 파이프를 나누면 서로 다른 깊이의 파이프 말단 돌출부를 갖는 세개의 보다 짧은 파이프가 생성될 것이다.

제 6 도는 양쪽 말단에 동일한 깊이의 돌출부 및 파이프 중심부에 파이프 말단의 돌출부와 같은 깊이의 홈과 파이프 길이의 1/4 및 3/4 부분에 보다 깊은 하나의 홈이 형성된 파이프를 나타낸다.

상기 파이프를 홈에서 나누어 생성된 네개의 파이프는 각각의 말단에 서로 다른 깊이의 돌출부를 갖는다.

원하는 파이프 길이 및 원심 주형 모울드의 허용되는 길이에 따라, 본 발명에 의해 동일하거나 상이한 배열의 파이프 말단을 갖는 하나 또는 여러개의 돌출 파이프를 동시에 제조할 수 있다. 파이프 말단의 상이한 배열을 위해 원심 주형 모울드에 각각 여러가지로 배치된 삽입 환이 필요하다. 즉, 보다 얇은 삽입 환을 보다 두꺼운 삽입 환과 혼합하는데 두개 이상의 삽입 환을 배열하는 경우 다음의 삽입 환은 다른 두께를 갖도록 한다. 일반적으로, 주어진 직경의 원심 주형 모울드에서 두가지 서로 다른 두께의 삽입 환을 사용하는 것이 충분할 것이다.

하기의 실시예에 본 발명을 설명하고자 한다. 실시예에서 모든 부 및 퍼센트는 별도의 언급이 없는한 중량에 의한다.

제 7 도에 설명한 원심 주형 장치를 사용하여, 길이가 1.26m이고 외경이 900mm인 보강 플라스틱 파이프를 제조한다. 보강 플라스틱 파이프를 제조함에 있어서 모울드에 56부의 비닐에스테르 수지를 가하고 200rpm(분당 회전수)으로 회전시킨다. 그다음, 수지를 함유하는 회전 모울드에 23.2부의 모래를 넣는다. 회전속도는 200rpm을 유지한다. 모래를 수지를 통해 파이프의 외측으로 밀어넣는다.

이어서, 평균 50mm의 길이를 갖는 0.9부의 절단된 유리섬유를 수지에 넣는다. 그후, 이 수지에 11.6부의 모래를 다시 넣는다. 모래를 완전히 가한후, 모울드의 속도 또는 회전을 회전 복합체가 조밀해질때까지 증가시킨다. 이 작동에서 모래는 파이프 외측에 수지를 통한 유리섬유의 유입을 보조한다.

추가량의 유리 및 모래를 여러단계로 가하여 45부의 유리, 56부의 비닐에스테르 수지 및 209.4부의 모래를 함유하는 파이프를 제조한다. 이는 1.7%의 유리, 20.7%의 수지 및 77.6%의 모래를 파이프 벽에 함유하는 파이프에 상응한다. 각각 모래 및 유리를 가하는 동안 모울드의 회전속도를 200rpm으로 유지하고 압축시킬 목적으로 450rpm까지 주기적으로 증가시킨다. 유리중 40%(11부)는 파이프의 외부 영역에 존재하며 파이프벽 내부 영역에는 60%(2.7부)가 존재한다. 중심 부위는 수지 및 250.6부 모래의 모래 혼합물로 구성되며 유리 보강재를 함유하는 내부 영역 및 외부 영역으로 나뉜다.

60분간 총량의 유리 및 모래를 가한후, 생성되는 유리/모래/수지 복합체를 15분간 가열하여 수지로 경화시킨다. 경화는 80℃의 피크온도 조건에서 수행한다. 생성되는 섬유 보강 플라스틱 파이프를 모울드에서 제거한다. 이는 매끄러운 외표면, 우수한 화학적 내성 및 물리적 성질을 갖는다.

[실시예 2]

파이프의 양 말단에 보강 부위를 함유하는 외경 660mm의 파이프를 제조하기 위해 충전재 및 보강 섬유의 도입시 공급 시스템을 원심 주형 모울드내로 각각 여러경로로 이동시킨다. 추가의 물질을 모울드의 각 말단부위에 가하는 긴-스트로크 사이에 차이점이 나타난다.

수지로서 비닐에스테르 수지를 사용한다.

사용된 모래의 입자분포는 다음과 같다 : 0.5 내지 1.2mm에 50중량%, 0.125 내지 0.5mm에 20중량% 및 0.06 내지 0.2mm에 30중량%.

일반적으로, 파이프 벽은 19.3중량%의 수지, 70중량%의 모래 및 3.7중량%의 절단된 유리섬유로 구성된다.

성분을 가하는 순서는 다음과 같다: 61부의 수지를 260 내지 300rpm의 속도로 원심 주형 모울드에 가한다.

모울드를 400rpm에서 회전시키면서 경화 조건은 실시예 1에 기재된 것에 상응한다.

상기와 같이 생성된 파이프는 증가된 유리 양에 기인하여 특히 강도가 높은 말단이 500mm 이상된다.

[실시예 3]

이의 양 말단에 보강 부위 및 다른 깊이의 돌출부를 함유하는 외경 600mm의 파이프를 제조하기 위하여, 넓이 64mm의 삽입 환을 원심 주형 모울드 양 말단에 위치시킨다. 삽입 환 하나는 4.5mm의 두께이며 다른 하나는 8mm 두께이다 : 원통형 주형 모울드는 2980mm의 길이를 갖는다.

첫번째 적하 스트로크에서, 260 내지 300rpm에서 첫번째 61부의 수지를 원심 주형 모울드에 도입시킨다.

그다음, 충전재 및 보강 섬유의 도입시 적하 장치는 원심 주형 모울드에 다른 길이의 거리를 각각 이동시킨다. 물질이 허용되는 파이프 길이를 통해 가해지는 긴 스트로크와 물질이 삽입 환 사이의 면적에만 가해지는 짧은 스크로크 사이에 차이가 생기며, 추가의 물질은 삽입 환 영역에는 가해지지 않는다. 3/4 스트로크로 두꺼운 삽입 환을 갖는 모울드 말단에는 추가로 가해진 물질이 남아있지 않았다. 양 파이프 말단 부위를 보강시키기 위해, 특정 스트로크에서 삽입 환의 영역의 두 모울드 말단, 및 또한 벽면 주변에 유리를 추가로 가한다.

사용된 모래의 입자 분포는 다음과 같다 : 0.5 내지 1.2mm에 50중량%, 0.125 내지 0.5mm에 20중량% 및0.06 내지 0.2mm에 30중량%.

일반적으로, 파이프 벽은 19.3중량%의 플라스틱 수지 ; 77중량%의 모래 및 3.7중량%의 절단된 유리섬유를 함유한다.

약 60분간 유리 및 모래의 총량을 완전히 가한 후, 생성되는 유리/모래/수지 복합체를 15분간 가열하여 수지로 경화시킨다. 경화는 80℃의 피크 온도 조건에서 수행된다. 그 다음 생성된 섬유 보강 플라스틱 파이프를 모울드에서 떼어낸다. 상기 파이프는 매끄러운 외표면을 가지며, 두 파이프 말단에 각기 다른 깊이의 돌출부를 갖는 것으로 나타났다. 각, 약 500mm의 길이의 말단부분은, 이 지역의 증가된 유리 양에 기인하여 특히 강도가 높게된다.

우선 260 내지 300rpm의 속도에서 61부의 수지를 원심 주형 모울드에 가한다.

경화시, 모울드를 400rpm으로 회전시킨다. 경화조건은 전술한 바와 같다.

상기와 같이 제조된 파이프는 이의 말단에서, 증가된 유리 양에 기인하여 특히 높은 강도를 나타낸다.

Claims (14)

1. 액체 수지, 보강섬유 및 충전제를 회전 모울드에 도입시킨후 수지를 경화시키고 모울드에서 파이프를 회수하여, 벽에 보강섬유 및 특정의 충전재를 함유하는 섬유 보강 플라스틱 파이프를 제조하는 원심 주형법에 있어서, 수지 전량 또는 적어도 이의 상당부분을 초기에 회전 모울드에 가하여 모울드의 내표면에 분포시킨후, 보강섬유 및/또는 충전재를 원하는 순서로 수지내에 분포(여기에서, 보강섬유 및/또는 충전재의 양은 보강섬유 및/또는 충전재를 도입시키는 동안 공급장치의 위치를 축방향으로 변화시킴에 의해 파이프의 축방향에 따라 변화시킨다)시킴을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 원심 주형 모울드를 사용하여 파이프벽의 외측 양 말단에 40 내지 150mm 길이의 돌출부를 자체적으로 형성시키고, 이의 양 말단 내측에 돌출부의 크기에 상응하는 크기의 삽입 환을 위치시키고, 파이프 벽내 보강 섬유의 양을 돌출부의 양 파이프 말단 및 돌출부에 인접한 세로 방향의 벽면에서 증가시킴을 특징으로 하는 원심 주형법.
3. 제 2 항에 있어서, 원심 주형 모울드를 사용하여 파이프의 외측 하나 또는 그 이상의 지점에서 80 내지 300mm 폭의 추가의 환형 홈을 자체적으로 형성시키고, 이의 내측 하나 또는 여러 지점에 홈의 크기에 상응하는 크기의 삽입 환을 배치시키고, 파이프 벽내 보강섬유의 양을 홈 부분 및 홈에 인접한 세로방향 벽면에서 증가시킴을 특징으로 하는 원심 주형법.
4. 제 1 항에 있어서, 보강섬유를, 파이프의 중간 부분에서보다 파이프의 양 말단에 더 많은 양으로 파이프의 축방향으로, 액체수지에 제공함을 특징으로 하는 방법.
5. 제 2 또는 3 항에 있어서, 돌출부 또는 홈에서의 파이프 벽 두께가 1/5 내지 1/3로 감소됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제 2 또는 3 항에 있어서, 돌출부가 파이프 양 말단에서 서로 다른 깊이로 형성됨을 특징으로 하는 방법.
7. 제 2 또는 3 항에 있어서, 동일한 깊이의 돌출부가 파이프 양 말단에 형성되고, 파이프 말단의 돌출부보다 더 깊거나 더 편평한 홈이 파이프 길이의 1/2 지점에 형성됨을 특징으로 하는 방법.
8. 제 2 또는 3 항에 있어서, 파이프 말단에 다른 깊이의 돌출부가 제공되고, 홈은 파이프 전체에서 두 지점 또는 네지점에서 형성되며, 그의 깊이는 인접 파이프 말단에 있는 돌출부의 깊이보다 크거나 작으며, 세로방향으로 편평한 홈은 깊은 홈 다음에 위치하거나, 깊은 홈은 편평한 홈 다음에 위치하고, 각각의 편평한홈의 깊이는 파이프 말단의 편평한 돌출부의 깊이에 상응하며, 각각의 깊은 홈의 깊이는 파이프 말단의 보다 깊은 돌출부의 깊이에 상응하고, 모든 깊은 홈과 돌출부 및 모든 편평한 홈과 돌출부가 각각 그 깊이에 있어 서로 상응함을 특징으로 하는 방법.
9. 제 2 또는 3 항에 있어서, 같은 깊이의 돌출부가 파이프 양 말단에 형성되며, 홈이 파이프 전체를 통해 셋 또는 여섯 지점에 형성되고, 이의 깊이는 파이프 말단의 돌출부의 깊이 및 파이프 말단에 인접한 홈의 깊이보다 크거나 작으며, 세로방향으로 편평한 홈은 깊은 홈 다음에 위치하거나 깊은 홈은 편평한 홈 다음에 위치하고, 각각의 편평한 홈의 깊이는 파이프 말단의 편평한 돌출부의 깊이에 상응하거나 각각의 깊은 홈의 깊이는 파이프 말단의 깊은 돌출부의 깊이에 상응하고, 모든 깊은 홈과 돌출부 및 모든 편평한 홈과 돌출부는 각각 그 깊이에 있어서 서로 상응함을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 보강섬유 및/또는 충전재의 도입이 단계적으로 제공되며, 전 단계에서 도입된 섬유 및/또는 충전재가 모울드의 방사방향으로 수지내에 균일 및 균질하게 분포되면 다음 도입을 제공함을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1 항에 있어서, 보강섬유 및/또는 충전재의 양을 단계마다 변화시키며, 보강섬유 및/또는 충전재를 방사방향으로 불균일 분포시킴을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항에 있어서, 사용된 수지는 경화성 수지 즉, 비닐에스테르 수지 또는 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르아미드 수지 또는 이의 양립 가능 혼합물이며, 수지의 경화는 l20℃ 또는 그 이하의 피크경화 온도로 조절 가열하여 수행함을 특징으로 하는 방법.
13. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항 및 제 12 항중 어느 한항에 있어서, 보강섬유로서 직경 1 내지 100μm, 길이 5 내지 200mm의 절단된 유리 섬유를 사용하고, 충전재로서 모래 및/또는 다른 충전재를 사용함을 특징으로 하는 방법.
14. 제 1 항의 방법에 의해 제조된, 파이프의 벽에 충전재 및 보강섬유를 함유하는 섬유보강 플라스틱 파이프.

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