KR100438381B1 - 소음감소용 이중층을 구비한 파이프 이음관의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배출되는 하수로부터 발생하는 소음을 감소시키기 위하여 파이프 이음관의 외부 둘레에 소음감소용 이중층을 추가로 구비하도록 한 소음감소용 파이프 이음관의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 폴리올레핀 계열의 수지 혹은 경질 염화비닐수지와 광물질집합체 및 첨가제를 혼합한 컴파운드를 가공하여 사출성형하고 일정 냉각시간을 거치도록 하는 1차 금형에 의한 성형 단계와, 1차 사출된 제품을 1차 사출한 제품보다 치수를 크게 하여 제작된 2차 사출 금형에 1차 사출된 제품을 파팅 라인(parting line)이 금형의 단면과 일치하도록 삽입하되 1차 사출제품을 고정시키기 위하여 제품의 일부 부위가 삽입되도록 금형에 홈을 만들어 제품의 고정을 유도하는 단계와, 금형의 온도를 50~80℃로 유지하여 소음감소기능을 가진 광물질 집합체가 첨가된 염화비닐수지 혹은 일래스토머 수지를 덧씌우는 2차 사출 단계와, 냉각 및 취출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소음감소용 이중층을 구비한 파이프 이음관의 제조방법{The manufacturing method of joint of pipe with a layer for the prevention of noise}

본 발명은 하수를 배출하는 배수 파이프 이음관의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배출되는 하수로부터 발생하는 소음을 감소시키기 위하여 파이프 이음관의 외부 둘레에 소음감소용 이중층을 추가로 구비하도록 한 소음감소용 파이프 이음관의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 하수를 배출하는 배수 파이프는 도 1에 도시된 바와 같이 경질의 PVC(염화비닐수지)를 이용하여 일정한 두께를 갖도록 원통형의 직선형 파이프(1)로 형성되어 있으며, 그와 같은 직선형 배수 파이프(1)들을 연결하기 위하여 다양한 형상의 파이프 이음관들이 제조되는데 그 예로서 여러 가지 종류의 파이프 이음관들을 도 2 내지 도 6에 도시하였다.

그런데 상술한 직선형 배수 파이프와 파이프 이음관들은 그 용도상 배출되는 하수가 파이프의 벽면에 부딪히면서 소음이 발생하고, 그 소음은 파이프에 의해 공진현상을 일으켜 더욱 큰 소음으로 외부에 전달되게 된다.

특히, 오·배수를 배출하는 배관에서의 소음은 파이프보다는 특히 이음관에서 주로 발생하며 또한 이음관 중에서도 파이프와 파이프가 직선으로 연결되는 부위보다는 굴곡진 부분에서 물의 흐름전환 또는 배수시 떨어지는 물의 충격으로 발생하는 경우가 더 많다고 할 수 있다.

상기와 같은 소음이 지속적으로 발생할 경우 일상생활에서 청취방해, 수면방해, 불쾌감, 스트레스 등의 영향을 끼쳐서, 신체적으로 혈압상승, 소화기능장애, 백혈구의 증가를 초래하는 등 직·간접적으로 인체에 많은 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 더욱이 최근에는 산업의 발달과 좀더 안락한 생활을 추구하려는 일반인들의 정서에 따라 소음에 대한 심각성과 관심이 대폭 증가하고 있다.

이에 따라 건설업계를 비롯한 관련업계에서는, 종래 단순히 오, 배수를 배출하는 단순 기능의 부품으로 인식되고 사용되어 온 파이프나 파이프 이음관에 대하여 소음에 대한 개선 노력을 꾸준히 해온 것이 사실이다.

그리고 이러한 노력의 일환으로 본 출원인은 2001. 4. 12. 출원번호 제20-2001-0010227호로 출원된 선고안에서 파이프 이음관의 곡관부의 바깥쪽 둘레에 소음감소용 이중층이 밀착되게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 소음감소용 파이프 이음관을 개시한 바 있다.

본 발명은 바로 위 고안과 같은 소음감소용 이중층을 구비한 파이프 이음관의 제조방법에 관한 것이다.

소음감소용 이중층을 구비한 파이프 이음관은 종래에는 존재하지 아니하였던신개념의 파이프 이음관으로서 이를 제조하기 위해서는 이중사출성형이라는 새로운 방법이 요구되는데, 배수용 이음관 분야에 있어서 이중 사출을 통한 이음관의 제조는 그 유례를 찾아볼 수 없다. 그리고 이러한 이중사출성형을 수행하는 데에는 다음과 같은 문제점이 선결되어야 한다.

1) 1차 사출 원료와 2차 사출 원료의 상호 호환성은 매우 중요한 문제이며, 그 기능성이 입증되어야만 이중 사출의 의미를 찾을 수 있다. 또한 위 호환성과 더불어 소음감소라는 목적을 달성하기 위한 재질을 사용하여야 한다.

2) 1차 사출 성형품을 2차 사출시 원활한 성형이 이루어질 수 있도록 2차 사출 금형의 내부에 고정시키는 작업을 위해서, 1차 사출 성형품의 금형 및 디자인에 대한 특별한 고안이 필요하다.

3) 2차 사출 성형시 1차 사출 성형품의 수축률에 대한 편차가 매우 크기 때문에 제품의 뒤틀림을 잡아 줄 수 있는 성형조건의 발견이 매우 힘든 과제이다.

4) 또한 2차 사출 성형시 1차 사출 성형품의 외부에 2차 수지를 균일하게 입히는 작업은 원료의 유동성 문제로 지속적인 개량과 실험이 필요하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결한 것으로서, 본 발명의 목적은 파이프 자체의 구조에 의하여 간단히 소음을 차단할 수 있는 소음감소용 이중층을 구비한 배수 파이프 이음관의 제조방법을 가능하게 하는 것이다.

도 1은 종래의 직선형 파이프를 나타낸 단면도.

도 2 내지 6은 종래의 파이프 이음관을 나타낸 단면도.

도 7은 소음감소용 이중층을 구비한 파이프 이음관을 나타낸 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 소음감소용 파이프 이음관의 제조에 관한 참고도.

도 9a, 9b 및 9c는 본 발명에 따른 파이프 이음관의 제조공정을 순차로 나타낸 도면.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 직선형 파이프 2 : 일반 엘보

3 : 일반 Y관 4 : 일반 45도 엘보

5 : 일반 LT 또는 YT관 6 : 일반 이경 소켓

7 : 소음감소용 이중 엘보 8 : 폴리올레핀 계열의 수지층

9 : 소음감소층 10 : 금형

11 : 실린더 12 : 호퍼

13 : 스크류 14 : 노즐

15 : 리브 16 : 홈

17 : 테두리 18 : 코어

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소음감소용 파이프 이음관의 제조방법은, (1) 1차 금형에 의한 성형 단계, (2) 2차 사출 금형에 1차 제품을 삽입하는 단계, (3) 소음감소용 수지를 덧씌우는 사출 단계, (4) 냉각 및 취출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이와 같은 이중 이음관의 제조방법에 의하면 기존제품의 배수기능을 그대로 유지하면서 소음문제를 해결하는 효과를 얻을 수 있는 새로운 개념의 파이프 이음관을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서 발명자는 전술한 이중사출 수행시의 문제점을 다음과 같은 방법을 통하여 해결할 수 있었다.

1) 1차 사출 원료와 2차 사출 원료의 상호 호환성과 소음의 감소라는 목적을 성취하기 위해서, 파이프의 내부층은 폴리올레핀 계열의 수지(혹은 경질 염화비닐수지)와 광물질집합체 및 첨가제로 구성하고 소음감소용 이중층은 소음감소기능을 가진 광물질 집합체가 첨가된 염화비닐수지 혹은 일래스토머 수지를 혼합하여 구성한다.

2) 1차 사출 성형품의 2차 사출시, 2차 사출 금형 내에 1차 사출 성형품의 견고한 고정 및 균일한 2차 수지의 도포를 위하여 1차 사출 성형품의 양 끝단에 버팀목 효과를 가질 수 있는 원형 테두리를 성형하였다.

3) 1차 사출 성형품의 각 모서리 부분에 리브(Rib)를 형성하여 이중사출시사출기의 밀핀이 밀어내는 부분이 되도록 함으로써 제품의 손상 및 2차 수지의 유동을 방지하며, 기능적으로는 파이프와의 결속시 필요한 지탱력을 높이게 하였다.

4) 1차 사출 성형품의 2차 사출 성형시 가장 힘들었던 제품 수축률에 대한 편차와 2차 원료의 유동성 문제는 수차례의 실험을 통하여 성형 조건을 최적화함으로써 해결할 수 있었다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 함께 상세히 설명한다.

이음관의 종류는 도 2 내지 6에 예시한 바와 같이 여러 가지의 종류가 있으며 따라서 본 발명의 제조방법도 다양한 이음관에 적용할 수 있다.

다만, 이하에서는 도 7의 이중 엘보를 기준으로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명에 따라 제작되는 이중 엘보를 나타낸 것으로, 이는 도 2에 도시된 일반 엘보의 경질의 PVC층(8) 외부에 또 다른 층을 추가로 구성하여 소음감소층(9)을 형성한 것이다.

상기와 같은 소음감소용 이중층을 구비한 파이프 이음관은 이중 사출 방법에 의하여 제조될 수 있는 바, 그 제조방법(이중사출 방법)에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 소음감소용 파이프 이음관의 제조에 관한 참고도이며도 9a, 9b 및 9c는 본 발명에 따른 파이프 이음관의 이중사출공정(각각 삽입, 성형, 취출공정을 도시함)을 순차로 나타낸 도면이다.

(1) 1차 금형에 의한 성형 단계

소음감소용 파이프 이음관의 제조를 위해서는, 먼저 폴리올레핀 계열의 수지 혹은 경질 염화비닐수지와 광물질집합체 및 기타 탄산칼슘 및 인올게닉 필러를 비롯한 첨가제(안료 포함)를 혼합하여 컴파운드를 가공한다. 컴파운드로 가공된 원료는 사출성형기의 호퍼(12)를 통해 공급한다. 그 다음 사출 성형기의 실린더(11) 내에 스크류(13)가 회전하면서 뒤로 후진하면 호퍼(12)에 있는 원료가 실린더(11) 내로 유입되게 된다. 유입된 원료는 실린더의 전진으로 원료가 노즐(14)을 통하여 금형(10)에 충진되고 충진된 원료는 일정한 냉각시간을 거친 후 제품으로 완성된다.

이 때 1차 사출 성형품의 각 모서리 부분에는 리브(Rib)(15)를 형성하여 이중사출시 사출기의 밀핀이 밀어내는 부분이 되도록 함으로써 제품의 손상 및 2차 수지의 유동을 방지하며, 기능적으로는 파이프와의 결속시 필요한 지탱력을 높이도록 한다. 또한 1차 사출 성형품의 2차 사출시, 2차 사출 금형 내에 1차 사출 성형품의 견고한 고정 및 균일한 2차 수지의 도포를 위하여 1차 사출 성형품의 양 끝단에 버팀목 효과를 가질 수 있는 원형 테두리(17)를 형성하도록 한다.

(2) 2차 사출 금형에 1차 제품을 삽입하는 단계

상기와 같은 단계는 종래 PVC 파이프의 제조공정에 해당하는 것으로서, 본발명에 따라 소음감소용 이중층을 구비한 파이프 이음관을 제조하기 위해서는, 상기와 같이 1차로 사출 성형된 제품에 외부에 추가적으로 2차 사출성형 과정을 거치도록 하여야 한다.

즉, 2차 사출 과정으로서 1차 사출된 제품을 도 9에 나타낸 바와 같이 1차 사출한 제품보다 외부 크기의 치수를 크게 하여 제작된 금형에 파팅 라인(parting line)이 금형의 단면과 일치하도록 삽입한다. 고정시키는 방법으로서, 제품의 원형 테두리(17) 부위가 삽입되도록 금형에 홈(16)을 만들어 제품의 고정을 유도한다.

금형에 삽입된 제품은 금형의 양쪽에 설치된 슬라이드 코어(18)에 의하여 슬라이드 코어가 제품 내부에 유입되어 완전히 고정시키게 된다.

(3) 소음감소용 수지를 덧씌우는 사출 단계

금형의 이동판에 고정된 1차 사출 제품은 금형이 닫히어 이중사출 준비단계에 이른다.

이때 주의할 점은 1차 사출된 원료와 2차 사출되는 원료와의 온도 차이로 인한 제품의 색상 또는 형태의 변형을 가져올 수 있기 때문에 적정 온도를 유지하는 것이 중요하다. 구체적으로 1차 사출의 경우는 금형의 온도가 낮을수록 좋지만 2차 사출시에는 금형의 온도를 50~80℃로 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 2차 사출시의 실린더 온도는 180~230℃로 유지하는 것이 바람직하다. 이는 "광물질 집합체가 첨가된 염화비닐수지 또는 일래스토머 수지"의 용해를 위해서이다. 즉, 온도가 180℃ 이하일 경우에는 2차 수지의 적절한 성형이 가능할 정도로 녹지 않게 되며 230℃가 넘을 경우에는 수지가 타버리게 되어 적절한 사출결과를 얻을 수 없다.

실험결과 기타 바람직한 이중 엘보의 제품 작업조건은 다음과 같다(이중엘보 100mm 기준).

온도	노즐	H1	H2	H3	H4	H5	H6
(℃)	240	240	234	230	230
시간	사출	냉각	휴지	보압
(sec)	18.4	35	1	2.5
압력	P1	P2	P3	P4	P5	보압	보압
(kg/㎠)	75	75	60	75	85	40	40
속도	V1	V2	V3	V4	V5	절환	절환
(m/min)	7	7	18	20	22	40	30

상기 조건에 맞추어 소음감소기능을 가진 광물질 집합체가 첨가된 염화비닐수지 혹은 일래스토머 수지를 혼합하여 컴파운딩(compounding)한 원료를 호퍼를 통해 공급하게 된다.

공급된 원료는 실린더의 설정된 온도에 의하여 원료가 용해된다.

용해된 원료는 이중사출 금형 안으로 유입되어 성형된다.

(4) 냉각 및 취출 단계

유입되어 2차 성형된 제품은 일정시간의 냉각시간을 거친다음 취출 단계를 거쳐 완제품이 된다.

상기와 같은 본 발명의 제조방법에 의하면, 기존제품의 배수기능을 그대로 유지하면서 소음문제를 해결하는 효과를 얻을 수 있는 파이프 이음관의 제조가 가능하다.

그리고 이는 적절한 재료를 선택하고, 2차 사출시 1차 사출 성형품의 견고한 고정 및 균일한 2차 수지의 도포를 위하여 1차 사출 성형품의 양 끝단에 버팀목 효과를 가질 수 있는 원형 테두리를 성형하며 1차 사출 성형품의 각 모서리 부분에 리브(Rib)를 형성하여 이중사출시 사출기의 밀핀이 밀어내는 부분이 되도록 하고, 수차례의 실험을 통한 성형 조건의 최적화에 의해서 가능한 것이다.

참고로 본 발명의 제조방법에 따른 파이프 이음관을 사용할 경우 소음차단 향상율은 30~60%에 이르렀으며, 소음차단 외에도 충격강도, 보온성, 내한성, 결로방지에 혁신적인 변화를 얻을 수 있음을 외부 연구소의 실험결과로부터 확인할 수 있었다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 폴리올레핀 계열의 수지 혹은 경질 염화비닐수지와 광물질집합체 및 첨가제를 혼합하여 컴파운드를 가공한 다음, 사출 성형품의 외부 각 모서리 부분에는 리브(Rib)가, 양 끝단에는 원형 테두리가 각각 형성되도록 사출성형하고 일정 냉각시간을 거치도록 하는 1차 금형에 의한 성형 단계와;

   1차 사출한 제품보다 치수를 크게 하여 제작된 2차 사출 금형에 1차 사출된 제품을 파팅 라인(parting line)이 금형의 단면과 일치하도록 삽입하되, 1차 사출제품을 고정시키기 위하여 제품의 원형 테두리 부위가 삽입되도록 금형에 홈을 만들어 제품의 고정을 유도하는 단계와;

   금형의 온도는 50~80℃로 하고 실린더의 온도는 180~230℃로 유지하여 소음감소기능을 가진 광물질 집합체가 첨가된 염화비닐수지 혹은 일래스토머 수지를 혼합하여 컴파운딩(compounding)한 원료를 덧씌우는 2차 사출 단계와;

   냉각 및 취출 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음감소용 이중층을 구비한 파이프 이음관의 제조방법.