KR20080043893A

KR20080043893A - 합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지다중벽관

Info

Publication number: KR20080043893A
Application number: KR1020060112512A
Authority: KR
Inventors: 박재영
Original assignee: 박재영
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2008-05-20
Also published as: WO2008060046A1

Abstract

본 발명은 합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지 다중벽관에 관한 것으로서, 합성수지 압출기에 의해서 압출되는 합성수지 파이프(2)를 나선형 원통프레임으로 형성하고, 나선형 원통프레임을 구성하는 인접 파이프(2) 간에는 액상의 보강수지(8)를 충진 압착성형한 다음, 보강수지(8) 상의 에폭시 수지로 코팅한 철심(4)을 가압삽입하여 보강수지(8) 내에 매립되도록 구성함으로써 코팅된 철심(4)과 보강수지(8)의 완전접착이 이루어지도록 하여 합성수지 다중벽관의 강성을 보강토록 한 것이다.

보강, 코딩철심, 다중벽관

Description

합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지 다중벽관{METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING PLASTIC MULTIPLE-WALLED TUBE AND PLASTIC-WALLED THEREOF}

도 1은 종래기술의 단면 사시도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부분 단면 사시도,

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 형상의 코팅된 철심단면을 보여주는 도면,

도 4는 본 발명의 공정도,

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 공정단계를 나타내는 단면구성도,

도 6a 및 도 6b는 코팅된 철심 삽입 공정구성도,

도 7은 본 발명의 장치를 설명하는 장치구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(A)--다중벽관 (2)--파이프

(4)--코팅철심 (20)--합성수지 압출기

(8)--보강수지 (10)(22)--수냉식 상부롤러

(10a)--돌선 (12)--하부롤러

(14)--요홈 (16)--열풍기

(18)--스프링이 내장된 지주대 (18a)--반타원형 형태의 삽입기구

(24)--1차 성형기 (26)--2차 성형기

본 발명은 합성수지 다중벽관에 관한 것으로, 특히 합성수지 다중벽관과 코팅된 철심이 완전 재접착되도록 하여 강성을 보강토록 한 합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지 다중벽관에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지 다중벽관은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐과 같은 열가소성 수지를 이용한 파이프가 나선형으로 공급되면서 원통프레임으로 형성되는 것으로서, 합성수지로만 이루어진 다중벽관은 하중강도나 토압, 윤압등에 약한 결점을 가지고 있다.

이러한 결점을 보완하기 위하여 특허공개번호 2005-55656호에서 합성수지재 파이프 사이에 보강철심재를 삽입하여 일체화시킴으로써 강성을 보강한 합성수지 다중벽관을 제공하였다.

그러나 위와 같이 강성을 보강하기 위하여 보강철심재를 삽입하여 제조되는 합성수지 다중벽관(100)은 도 1에서와 같이 용융액 상태의 보강수지(102)를 보강철심재(104)와의 1차 합접만으로 냉각하게되면 보강수지(102)와 보강철심재(104)가 합접 되어진것 같지만 액상의 보강수지(102)가 서서히 냉각되면서 수축되므로 냉각된 보강수지(102)가 보강철심재(104)에서 떨어지는 현상이 발생하게 되고 그후 다 중벽관(100)의 시공후 사용되어 지는 동안 외부에 충격이나 하중, 토압, 윤압 등이 가해지면 보강철심재(104)가 쉽게 보강수지(102)와 분리 되었으므로 다중벽관(100)이 제 역할을 못하게 되어 제품수명이 단축되고 교체 및 관리비용 부담이 증가하는 등의 단점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 합성수지 다중벽관의 보강수지 내부에 에폭시 수지로 코팅된 철심을 가압삽입하여 강성을 높이고 보강수지 내부에 에폭시 수지로 코팅된 철심은 에폭시 수지가 강력한 접착제 역할을 하여 완전접착이 이루어지도록 하는 합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지 다중벽관을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 합성수지 압출기에 의해서 압출되는 합성수지 파이프(2)를 나선형 원통프레임으로 형성하고, 나선형 원통프레임을 구성하는 인접 파이프(2) 간에는 액상의 합성수지 압출기(20)로 보강수지(8)를 충진 압착성형한 다음, 보강수지(8) 상의 에폭시 수지로 코팅된 철심(4)을 가압삽입하여 보강수지(8) 내에 매립되도록 함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부분 단면 사시도이고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 형상의 에폭시 수지로 코팅된 철심단면을 보여주는 도면이다.

도 2에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 합성수지 다중벽관(A)은, 합성수지 압출기에서 파이프(2)를 연속으로 압출하여 나선형으로 감으면서 원통프레임을 구성하고 인접 파이프(2)들 사이에 합성수지 압출기 액상의 보강수지(8)를 충진하여 압착롤링성형한 다음, 보강수지(8) 주변과 요홈(14) 내부와 코팅된 철심에 열풍기(16)로 열을 가하면서 코팅된 철심(4)을 삽입 형성하고 합성수지 압출기(20)로 액상의 보강수지(8)를 재충진하여 압착롤링성형함으로써 파이프(2)와 코팅철심(4) 및 보강수지(8)가 일체로 합접되도록 함으로써 구성된다.

또한 보강수지(8)에 매립된 코팅철심(4)은 도 3a의 일예와 같이 원형단면의 형상을 갖도록 구성할 수 있고, 다른 변형예로서 도 3b 및 도 3c와 같이 각형을 구성하되, 보강수지(8)와의 접착면적을 보다 넓게 하기 위해 H, I빔 단면형상을 갖도록 구성할 수도 있으며, 도 3d와 같이 파이프(2)의 크기나 굵기에 따라 두개 이상의 코팅된 철심(4)을 삽입할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 공정도이다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 합성수지 다중벽관(A)을 제조하는 공정을 더욱 상세히 설명하면 하기와 같다.

합성수지 다중벽관(A)의 제조공정은 크게 1차 성형공정과 2차 성형공정으로 나뉜다.

합성수지 압출기에서 파이프(2)를 연속으로 압출하여 나선형으로 감아 나선형 원통프레임을 형성하되, 이때 나선형 원통프레임을 구성하는 파이프(2) 사이에는 액상의 보강수지(8)를 합성수지 압출기(20)로 충진시키게 한다(도 4의 S1단계).

그 후 도 5a 내지 도 7에서와 같이, 상?하부롤러(10,12)를 사용하여 액상의 보강수지(8)를 압착롤링 성형함으로써 보강수지(8)와 파이프(2)를 합접구성하되, 상부롤러(10)의 중심부 둘레로 돌선(10a)을 형성하여 보강수지(8)의 상부에 요홈(14)이 형성되어지게 함으로써(도 4의 S2단계) 합성수지 다중벽관의 1차 성형기(24)에서의 공정이 끝나게 된다.

이때 합성수지 다중벽관의 크기와 작업조건에 따라 보강수지(8) 상의 요홈(14)을 1개 또는 2개 이상 형성해도 무방하며 또한 보강수지(8) 상에 작업자는 먼저 돌선(10a)에 의한 코팅된 철심(4)의 굵기와 깊이를 설정하여 요홈(14)이 이루어지게 한다.

그 후 합성수지 다중벽관은 일정한 길이로 절단되어지고(도 4의 S3단계), 일정 기간 자연냉각되어져 경화되어진다(도 4의 S4단계). 자연냉각을 통한 경화는 15～24시간 정도가 바람직하나 계절의 온도에 따라 경화되는 시간은 다소 차이가 있다..

요홈(14)은 코팅철심(4)이 위치되게 하는 안내역할을 한다.

에폭시 수지로 코팅된 철심을 설명하면 에폭시 수지는 일액성 에폭시 수지로서 사용목적, 외관, 점토, 경화온도 및 시간등과 같은 물성과 작업성, 접착력, 내열성등과 같은 경화물의 특성에 따라 70여종이 있으며 에폭시 수지로 코팅된 철심과 다중벽관에 예비열을 주면 접착제 역할을 한다. 이중 T?B?2275(제품명)는 철심 코팅에 가장 적합한 에폭시 수지이며 접착강도(370kgt/cm²)가 가장 우수하다. 또한 철심에 에폭시 수지를 코팅하면 150°C 열온도에서 경화되는 시간이 약 40분이 소요되어야 경화가 이루어짐으로 작업자는 다중벽관 2차 성형하기전 코팅된 철심을 미리 준비 해 둔다.

그 후 2차 성형기(26)에 다중벽관을 회전가능토록 고정설치한 다음 열풍기(16)로 보강수지상부(8)에 형성된 요홈(14)의 주위와 코팅된 철심(4)을 서서히 가열하고 스프링이 내장된 지주대(18)로 가압하고 지주대 하단부(18)에 설치된 반타원형(18a) 형태의 기구로 코팅철심(4)을 가압삽입하여 코팅된 철심(4)이 매립되게 한다(도 4의 S5단계).

이때 열풍기(16)는 냉각된 보강수지(8)와 요홈(14)에 높은 열을 주면 물성변화가 심하게 되므로 녹으면서 변형을 초래할수 있으므로 열풍기의 온도는 70°C～120°C 정도로 가열하는 것이 좋으나 계절에 따라 열풍기의 가열하는 온도변화가 있다. 이때 에폭시 수지로 경화된 코팅철심(4)을 재차 열을 가함으로 에폭시 수지가 조금 녹으면서 물성변화가 일어나 강력한 접착제 역할을 한다.

또한 반타원형(18a)의 단면형상은 가압되는 코팅된 철심(4)의 반발을 억제하도록 “

"형상을 하는 것이 바람직하다.

한편 코팅된 철심(4)을 매립함으로써 생기는 공간에 합성수지 합출기(20)로 액상의 보강수지(8)를 재충진하고(도 4의 S6단계), 수냉식 상부롤러(22)를 사용하여 액상의 보강수지(8)를 압착롤링성형함으로써(도 4의 S7단계) 2차 성형기(26)에서의 공정이 끝나게 되면서 합성수지 다중벽관(A)이 완성된다.

상기 S7단계에서 합성수지 다중벽관(A)의 내측부에 형성된 보강수지(8) 부분은 열전달이 거의 없어 경화상태를 유지하게 되므로 하부롤러를 사용하지 않아도 무방하 다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 파이프와 보강수지로 합성수지 다중벽관을 구성한 후 보강수지에 코팅된 철심을 가압삽입하여 코팅된 철심과 보강수지가 견고하게 완전압착되게 함으로써 시공설치 후 큰하중이나 토압, 윤압에도 쉽게 코팅된 철심이 분리되지 않는 강성을 극대화 시킬 수 있다. 또한 합성수지 다중벽관이 쉽게 파손되지 않아 수명이 연장되므로 한번의 설치로 오랫동안 안전하고 편안하게 사용할 수 있어 자원절약 뿐만 아니라 교체 및 관리비용 절감 등의 효과가 있는 것이다.

Claims

합성수지 압출기에 의해서 압출되는 합성수지 파이프(2)를 나선형 원통프레임으로 형성하고, 나선형 원통프레임을 구성하는 인접 파이프(2) 간에는 액상의 보강수지(8)를 충진 압착성형한 다음, 보강수지(8) 상의 에폭시 수지로 코팅된 철심(4)을 가압삽입하여 보강수지(8) 내에 매립되도록 함을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조방법.
합성수지 다중벽관 제조방법에 있어서,

나선형 원통프레임을 구성하는 파이프(2)들 사이에 합성수지 압출기(20)로 액상의 보강수지(8)를 충진하는 단계(S1)와,

상?하부롤러(10,12)를 사용하여 액상의 보강수지(8)를 압착롤링성형하되, 상부롤러(10)의 중심부에는 돌선(10a)을 빙둘러 형성하여 보강수지(8)의 상부에 요홈(14)을 형성하는 단계(S2)와,

합성수지 다중벽관(A)을 일정한 길이로 절단하는 단계(S3)와,

일정 기간 자연냉각으로 경화되게 하는 단계(S4)와,

열풍기(16)로 코팅된 철심(4)과 요홈(14) 주위에 예비열을 가한 후, 스프링이 내장된 지주대(18)와 지주대 하단부(18)에 설치된 반타원형 형태(18a)의 기구로 코팅된 철심(4)을 가압삽입하여 매립하는 단계(S5)와,

매립된 코팅철심(4) 상부로 합성수지 압출기(20)로 액상의 보강수지(8)를 재충진하는 단계(S6)와,

수냉식 상부롤러(22)를 사용하여 액상의 보강수지(8)를 압착롤링성형하는 단계(S7)로 이루어짐을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 보강수지(8) 압착성형시 코팅된 철심(4)에 굵기와 깊이를 위치되게 안내하는 요홈(14)이 보강수지(8)에 형성되도록 함을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조방법.
청구항 2에 있어서 상기 단계(S4)의 일정기간 자연냉각으로 경화되게 하는 시간을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조방법
청구항 2에 있어서 상기 단계(S5)의 열풍기(16)로 냉각된 보강수지(8)와 요홈(14)과 에폭시수지로 코팅된 철심(4)에 예비열의 온도범위는 70°C～120°C 임을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조방법
합성수지 압출기로 파이프를 압출하여 나선형 원통프레임으로 형성하는 합성수지 다중벽관의 제조장치에 있어서,

상기 나선형 원통프레임의 파이프 사이사이에 합성수지 압출기로 액상의 보강수지를 충진하여 압착성형 하는 1차 성형기(24)와,

상기 압착성형된 보강수지에 코팅철심을 가압삽입하고 삽입된 코팅철심 위에 합성수지 압출기로 액상의 보강수지를 재차 충진하여 보강수지 내에 코팅된 철심이 매립되도록 하는 2차 성형기(26)로 구성함을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조장치.
청구항 6에 있어서, 상기 1차 성형기(24)는,

상기 나선형 원통프레임의 파이프(2) 사이사이에 액상의 보강수지(8)를 주입하는 합성수지 압출기(20)와,

하부롤러(12)와 돌선(10a)이 형성된 상부롤러(10)에 의한 압착성형으로 보강수지(8)에 굵이와 깊이가 설정된 요홈(14)을 형성시키는 롤러부로 구성함을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조장치.
청구항 6에 있어서, 2차 성형기(26)는,

상기 설정된 요홈(14) 주위에 예비열을 가하는 열풍기(16)와,

코팅된 철심(4)을 스프링이 내장된 지주대(18)로 가압삽입하고, 지주대 하단부에 설치된(18) 반타원형(18a) 형태의 기구에 의해 매립된 코팅철심(4)을 상부로 액상의 보강수지(8)를 주입하는 합성수지 압출기(20)와,

보강수지(8)의 상부면을 롤링압착하는 수냉식 상부롤러(22)로 구성됨을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관 제조장치.
청구항 1에 기재된 제조방법으로 제조된 합성수지 다중벽관.
청구항 6에 기재된 제조장치로 제조된 합성수지 다중벽관.
청구항 9에 있어서, 상기 코팅철심(4)이 각형 형상임을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관.
청구항 9에 있어서, 상기 코팅철심(4)이 "H" 형상임을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관.
청구항 9에 있어서, 상기 코팅된 철심(4)이 "I" 형상임을 특징으로 하는 합성수지 다중벽관.