KR200411789Y1 - 삼중벽관 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하수관으로 사용되는 삼중벽관에 있어서, 내부 중앙으로 수로가 형성되도록 접착층에 의해 나선형으로 연속 와인딩 접합되는 프로파일의 중공부로는 상기 프로파일의 압출 성형 과정에서 상기 중공부의 내부로 폐비닐 60~70중량%, 석분 15~25중량%, 철분 5~15중량% 비율로 혼합 구성되는 발포 충진물이 일체로 채워지는 상태로 압출 성형함으로서, 관의 제조가 용이하면서도 하수관에서 요구되는 내구성, 내압성, 내충격성, 압축강도 등이 우수한 삼중벽관을 제공하기 위한 것이다.

삼중벽관, 발포 충진물, 하수관

Description

삼중벽관{Triple-wall drainpipe}

도 1은 본 고안에 따른 삼중벽관의 구조를 보이기 위해 일부를 절단한 상태의 측면도이다.

도 2 및 도 3은 본 고안에 따른 프로파일의 중공부 내에 발포 충진물이 채워지기 전후의 발췌 단면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 삼중벽관의 제조공정을 개략적으로 설명하기 위한 공정도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1: 삼중벽관 10: 프로파일

12: 중공부 20: 발포 충진물

30: 접착층 40: 수로

본 고안은 주로 하수관으로 사용되는 삼중벽관에 있어서, 더욱 상세하게는 나선형으로 연속 와인딩 접합되는 프로파일의 중공부 내부가 발포 충진물에 의해 일체로 막혀지도록 압출 성형함으로써 관의 제조가 용이하면서도 우수한 내구성 및 압축 강도 등을 갖는 삼중벽관에 관한 것이다.

종래 하수관으로 사용되는 기존 파이프는 피브이씨(PVC)관이나, 나선형 주름관이 주로 사용되고 있으나, 피브이씨 관은 압출하여 생산하는 관계로 직경이 크거나 두께가 두꺼울 경우 생산이 어렵고, 또 제조비용이 크게 증가되는 문제점이 있으며, 나선형 주름관은 내압과 충격에 약하고 운송도중 중량에 의해 중간부위가 부러지는 등의 여러 문제점이 있다.

따라서 근자에는 외피와 내피가 폴리에틸렌(Polyethylene;PE)재질로 이루어지고, 그 중간층은 폐비닐 등을 소재로 하는 재생수지로 이루어지는 소위 삼중층 관이 주로 이용되고 있는 실정이다.

그러나 상기한 종래 삼중층 관은 서로 다른 재질의 삼중으로 이루어져 있기 때문에 겨울철 온도 저하에 따른 수축현상에 의해 내피와 외피가 쉽게 분리되는 현상이 발생하였고, 이는 여름철의 온도 상승에 의해서도 같은 문제가 발생되고 있으며. 또한 사용중에도 외부의 충격이나 내압에 의해 쉽게 부러지는 문제와 수밀성이 현저히 떨어진다는 문제점이 지적되고 있다. 뿐만 아니라 내피와 외피의 분리 현상으로 인해 중간층의 소재 선택에 있어서도 비교적 점성이 높은 재생수지 만을 선택적으로 사용하여야 하는 제조상의 문제점 역시 지적되고 있는 실정이다.

또한, 종래 다른 실시 예의 하수관으로는 프로파일의 중공부에 십자 형상의 보강구조를 갖는 방식으로 삼중벽관이 제조된 바 있으나, 이는 중공부의 존재로 인해 무엇보다도 외부 충격이나 내압에 견디는 힘이 매우 약하고, 특히 무게가 가벼워 하수관의 설치시 부력에 의해 물에 뜨는 현상으로 인해 사용상 여러 가지 제약 이 따르고 있어 그 사용 역시 미미한 정도이다.

따라서, 본 고안은 상기한 종래의 제반 문제점을 감안하여 고안한 것으로서, 본 고안의 목적은 중공부를 갖는 프로파일을 나선형으로 감아 접착하되 상기 중공부의 내부로 발포 충진물이 일체로 채워지도록 구성하여 하수관에 요구되는 내압성, 내충격성 등의 여러 조건을 충분히 충족하면서도 무게가 무거워 부력에 의해 물에 뜨는 현상을 방지할 수 있도록 한 삼중벽관을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 하수관으로 사용되는 삼중벽관은, 내부 중앙으로 수로가 형성되도록 접착층에 의해 나선형으로 연속 와인딩 접합되는 프로파일의 중공부로는 상기 프로파일의 압출 성형 과정에서 상기 중공부의 내부로 발포 충진물이 일체로 채워지는 상태로 압출 성형되어 진 점에 그 기술적 특징이 있다.

본 고안에 따르면, 프로파일의 중공부는 사각 형상의 외주면에 대한 전단 강도를 보강하기 위하여 원형 형태로 구비됨이 바람직하다.

본 고안에 따르면, 발포 충진물은, 폐비닐 60~70중량%, 석분 15~25중량%, 철 분 5~15중량% 비율로 혼합 구성됨이 바람직하고, 또 석분은 활석(滑石)을 사용함이 바람직하다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 삼중벽관의 전체 구조를 보이기 위해 일부를 절단한 상태의 측면도이고, 도 2 및 도 3은 본 고안에 따른 프로파일의 중공부 내에 발포 충진물이 채워지기 전후의 발췌 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 하수관으로 사용되는 삼중벽관(1)은, 중공부(12)를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 수지로 압출 성형되는 프로파일(10)과, 상기 중공부(12)의 내부에 일체로 채워지는 발포 충진물(20) 및 상기 프로파일(10)의 내부 중앙으로 수로(40)가 형성되도록 나선형으로 연속 와인딩되는 과정에서 각 이음부(18)가 서로 분리되지 않도록 연결 접합하기 위한 접착층(30)으로 구성된다.

도 2를 참조하면, 본 고안에 따른 삼중벽관(1)을 구성하는 프로파일(10)은, 중공부(12)를 형성하기 위하여 관로의 내주면을 구성하는 제1면(14)과, 관로의 외주면을 구성하는 제2면(16)과, 상기 제1 및 제2면(14)(16)의 양단부를 막게되는 이음부(18)를 포함하는 구성이다.

본 고안에 따른 프로파일(10)은 상기한 구성에 의해 외주면은 전체적으로 사각형태를 갖게 되는 것이며, 그 내부 중공부(12)는 사각 형태를 갖는 외주면의 각 모서리에 대한 전단 강도가 보강되도록 원형 형태로 형성하는 것이 가장 바람직하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없고 외주면의 형태와 동일한 사각 형태로도 제작될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기한 프로파일(10)을 도 1과 같이 나선형으로 와인딩 접합하는 경우 그 중앙 내부로 수로(40)가 자연적으로 형성되어 지는 것이다.

상기한 구조의 프로파일(10)은 하수관의 용도를 감안하여 고 충격, 고 강성 제품으로 내약품성, 내 환경 응력 균열성(ESCR) 및 전기적 특성이 우수하여 필름, 중공성형, 사출, 파이프, 모노 필라멘트, 절연전선 등의 다양한 용도로 사용되는 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE)가 이용됨이 바람직하다.

그리고, 상기와 같이 구성된 프로파일(10)의 중공부(12)에 대해 도 3과 같이 하수관(1)의 압출 성형시 양호한 하중 및 압출 강도 등을 제공하기 위한 발포 충진물(20)이 일체로 충진되어 지는 구조이다.

따라서, 본 고안에 따른 삼중벽관(10)은, 프로파일(10)의 중공부(12) 내부에 중간층을 형성하는 발포 충진물(20)과, 관로의 내 외주면을 구성하는 프로파일(10)의 제1 및 제2면(14)(16)에 의해 삼중벽관 형태로 구성되고, 또 나선형으로 와인딩되는 프로파일(10)의 양 이음부(18)의 내외부가 접착층(30)에 의해 서로 일체로 접합되어 지며, 또 발포 충진물(20)에 의해 프로파일(10)의 중공부(12)가 하수관(1)의 제조시 일체로 채워지기 때문에 종래 이중관 구조나 중공부가 비어있는 상태의 삼중관 구조에 비하여 하수관의 용도에서 요구되는 내구성, 내압성, 내충격성 등이 매우 강하고, 특히 하중이 무겁게 되어 관로의 설비시 물에 뜨는 현상이 방지될 수 있는 것이다.

본 고안에 따르면, 프로파일(10)의 중공부(12)에 채워지는 발포 충진물(20)은, 하수관(10)의 전체 하중 및 압축 강도를 충분히 감안하여 폐비닐과 석분 및 철분이 적절하게 혼합된 충진재가 사용됨이 바람직하다.

상기한 발포 충진물(20)을 구성하는 각 구성부재의 배합비는, 폐비닐 60~70중량%, 석분 15~25중량%, 철분 5~15중량%의 혼합 구성비를 갖는 것이 가장 바람직 하다. 그리고, 상기한 발포 충진물(20)은 상기한 혼합비율을 갖는 구성부재들은 별도의 재생 공정을 통해 하나의 펠렛 형태로 제작 사용됨이 바람직하다.

본 고안에서 발포 충진물(20)을 구성하는 구성 성분 중, 석분(돌가루)은 특정될 필요는 없다. 그러나 바람직하기로는 활석(滑石)을 사용함이 가장 바람직하다. 활석은 함수(含水) 규산마그네슘을 주성분으로 하는 단사정계(單斜晶系)의 무르고 결이 반질반질한 광물질로서 탈크라고도 한다. 백색도가 우수한 수화 마그네슘 실리케이트 광물로 순수한 탈크는 경도 1이며, 결정은 소수성을 띠는 판상의 구조를 하고 있다. 화학적으로는 내화학성, 내약품성, 풍화 저항성을 가진다. 폴리머의 가공성 및 물성의 개선효과를 나타낸다. 주로 폴리올레판에 사용되어 플라스틱의 강성(Stiffness) 및 고온시의 크립성을 개선시켜 주며 수축율 및 열변형온도 및 치수안정성의 향상에 기여한다. 또 가공시 열전도성을 향상시키고 몰드 부분의 표면강도 및 휨 저항, 열 충격저항 및 전기절연성을 증대시킨다. 따라서, 충전재(고무, 도료, 플라스틱, 제지), 침강 방지제(도료), 농약 수화제(살충제), 내화플라스틱, 강화플라스틱, 요업(도자기,타일)제작에 주로 활용되고 있기 때문에 이를 이용하여 본 고안에 따른 하수관(1)의 발포 충진물(20)을 구성함으로써 충진재로서의 역활 수행은 물론 프로파일(10)의 수축 및 열변형방지, 휨 저항 등을 증대시키게 되는 등의 여러 이점을 제공하게 된다.

본 고안에 따른 발포 충진물(20)을 구성하는 폐비닐은 별도의 재생 공정, 예컨대 흙(무기물)이나 기타 무기물질을 제거하지 않고 수거된 상태의 것을 그대로 사용하고, 이러한 폐비닐에 대하여 석분이나 철분을 적당량 첨가하여 충진물로 제 조 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 고안에 따르면 폐비닐에 포함된 무기물질(흙 등) 들에 의해 소음을 흡수하게 되고, 자외선에 강한 특성을 나타낼 수 있을 뿐 아니라 원적외선 방출과, 고온에 강한 특성을 가지게 되는 부수적인 이점, 또한 제공하게 된다.

특히, 본 고안에 따르면, 발포 충진물(20)을 구성하는 폐비닐을 세척하거나 오물 제거 등의 작업을 거치지 않고 수집 장소에 수거한 그대로를 이용하여 재생공정을 통해 펠렛으로 제조하기 때문에 펠렛으로의 제조에 따른 폐비닐 재생에 따른 공정수의 절감을 통한 작업상, 경제상의 여러 이점도 아울러 가질 수 있는 것이다.

한편, 도 4를 참조하여 본 고안에 따른 하수관 용도의 삼중벽관(1)의 제조공정을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 압출단계로서, 제1 및 제2압출기를 통해 펠렛 형태의 발포 충진물(20) 및 중공부(12)를 갖는 프로파일(10)이 각각 압출 성형되어 지는바, 이때 제1압출기를 통해 압출되는 발포 충진물(20)의 외주면으로 제2압출기를 통해 압출되는 고밀도 폴리에틸렌 수지의 프로파일(10)의 중공부(12)가 감싸지는 형태로 압출 성형되어 진다.

상기와 같이 발포 충진물(20)이 충진되는 상태로 압출 성형된 프로파일(10)은 냉각단계를 통해 서서히 냉각되어 진다. 이때 냉각은 일반적으로 진공냉각 및 자연냉각 과정을 거치게 되는 것이나, 이들 중 어느 하나의 과정을 거치더라도 무방할 것이다.

그리고 냉각단계를 통해 냉각이 완료된 상태로 이송되는 프로파일(10)은 와 인딩 및 접합단계를 거치게 되는바, 우선 와인딩 단계를 통해 내부 중앙으로 수로(40)가 형성되도록 프로파일(10)이 나선형으로 연속해서 감겨 짐과 동시에 와인딩되는 과정에서 프로파일(10)의 각 이음부가 별도의 수지 접착층(30)에 의해 분리되지 않도록 일체로 접합되어 지고, 이러한 과정을 거치면서 도 1에 도시된 바와 같은 하수관 용도의 삼중벽관(1)이 제조되어 지게 되는 것이다.

그리고, 와인딩 및 접합단계를 통해 최종적으로 삼중벽관(1)이 연속적으로 형성되면, 마지막으로 절단단계를 통해 필요한 길이 만큼 삼중벽관(1)을 절단하는 일련의 작업 과정들을 통해 본 고안에 따른 삼중벽관(1)의 제작이 연속 반복적으로 이루어지게 된다.

한편, 본 고안에 따른 삼중벽관(1)은 상기한 작업 공정들을 통해 제작되기 때문에 관의 수로(40) 직경이나 길이를 자유롭게 선택하여 제작할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 고안의 삼중벽관에 따르면, 나선형으로 감겨지는 프로파일의 중공부 내부에 발포 충진물이 일체로 채워지는 상태로 압출 성형되어 지기 때문에 제조가 용이할 뿐 아니라 종래 이중 또는 중공부가 그대로 남아있는 삼중벽관 등의 관 구조에 비하여 하수관에서 요구되는 내구성, 내압성, 내충격성, 압축강도 등의 여러 조건을 충분히 충족하면서도 하수관의 무게가 무거워 부력에 의해 물에 뜨는 현상을 방지할 수 있는 등의 여러 효과를 제공하게 되는 것이다.

본 고안은, 비록 첨부된 도면을 참조하여 기술하였으나, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니라 하기의 등록 청구범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 많은 수정 및 변경이 있을 수 있음은 물론이다.

Claims (4)

1. 하수관으로 사용되는 삼중벽관(1)에 있어서,

   내부 중앙으로 수로(40)가 형성되도록 접착층(30)에 의해 나선형으로 연속 와인딩 접합되는 프로파일(10)의 중공부(12)로는 상기 프로파일(10)의 압출 성형 과정에서 상기 중공부(12)의 내부로 발포 충진물(20)이 일체로 채워지는 상태로 압출 성형되어 짐을 특징으로 하는 삼중벽관.
2. 제1항에 있어서, 상기 프로파일(10)의 중공부(12)는 사각형태의 외주면을 갖는 상기 프로파일(10)에 대한 각 모서리의 전단 강도를 보강하기 위하여 원형 형태로 구비됨을 특징으로 하는 삼중벽관.
3. 제1항에 있어서, 상기 발포 충진물(20)은, 폐비닐 60~70중량%, 석분 15~25중량%, 철분 5~15중량% 비율로 혼합 구성됨을 특징으로 하는 삼중벽관.
4. 제3항에 있어서, 상기 발포 충진물(20)을 구성하는 석분은, 활석(滑石)임을 특징으로 하는 삼중벽관.

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