격벽이 구비된 합성수지 다층관과 이의 제조장치 및 그 성형방법 document_id A220517010616

합성수지관은 최근에 성능이 개선됨에 따라 하수관, 배수관을 비롯하여 다양한 용도로 사용되고 있다. 특히, 합성수지관은 주철관, 콘크리트 성형관에 비해 기계적 강도가 부족하지 않을 정도로 개선됨에 따라 노출형뿐만 아니라 지중에 매설되는 용도로도 많이 사용되고 있다. 합성수지관이 주철관과 콘크리트 성형관을 대체할 수 있게 된 이유 중 하나는 다겹, 다층형 합성수지관이 개발되었기 때문이다. 다층형 합성수지관은 외벽과 내벽의 이중 벽구조로 형성되고, 외벽과 내벽 사이에 격벽이 형성된 형태로 이용된다. 이러한 형태의 다층형 합성수지관은 그 재료로 사용되는 합성수지의 성능향상과 함께 외벽, 내벽 및 격벽 구조가 내외압에 대한 내성을 크게 하는데 기인한다. 특히, 이와 같은 다층형 합성수지관은 내벽 및 외벽 중 어느 하나의 파손이 발생하는 경우에도 다른 벽 하나가 여전히 존재함으로써 이송물질의 유출을 방지하는 능력이 뛰어나다. 때문에 다층형 합성수지관은 하수도 및 상수도와 같이 내부 오물의 유출 및 외부 이물질의 침입을 방지할 필요가 있는 사용처에 빈번하게 이용되고 있다. 이러한 다층형 합성수지관은 다양한 제조기구와 성형방법이 존재한다. 합성수지관의 제조방법은 단면형상이 사각형상인 관을 형성하고, 이를 권취 접합하여 형성하는 방법, 사출성형에 의한 방법이 있다. 전자의 경우 접합부위의 접합강도가 약하고, 접합부위에 의해 불균일한 벽면을 가지며, 성형에 오랜시간이 소요되는 단점이 있다. 후자의 경우 상대적으로 적은 소요시간과 균일한 품질의 제품을 생산할 수 있는 반면, 중간벽의 형성이 어렵고, 중간벽의 형상을 원하는 형태로 형성하기 어려운 단점이 있다. 특히, 이러한 제조장치에 의해 제조된 다층형 합성수지관은 격벽이 길이방향으로만 형성됨으로 인해 중간벽에 의한 통로가 합성수지관의 내벽과 외벽 사이에 형성된다. 때문에 내벽이나 외벽 중 어느 하나에 균열, 파손이 발생하는 경우 이 통로를 따라 유출, 유입물질이 가득차게 되어 남은 구조물의 파손 및 오염을 유도하는 문제점이 있다. 상기와 같은 문제를 개선하기 위해 본 출원인은 "중간벽 및 나선형 힘살이 형성된 합성수지 다층관, 이의 제조장치 및 그 성형방법"을 출원하여 등록특허 제0904488호(2009.01.16)로 등록받아 공개되어 있다. 따라서, 합성수지 다층관에 대한 종래기술인 상기 등록특허를 요약 정리하면 다음과 같다. 종래의 합성수지 다층관의 제조장치(50)는 도 9과 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 원료공급기(51), 압출성형기(52) 및 후처리장치(53)로 구성되되, 상기 압출성형기(52)는 상기 원료공급기(51)로부터 용융된 합성수지를 공급하는 통로인 슬릿(slit)이 형성되는 하우징(housing,520)과 상기 하우징(520)으로부터 공급된 합성수지용액을 사출하여 원하는 모양으로 성형하는 사출부(540) 및 상기 하우징(520)을 관통하여 구비되면서 상기 사출부(540)에 회전력을 전달할 수 있도록 된 로터암(560)으로 구성되어 있다. 그리고 상기 하우징(520)은 제1하우징(521)과 제2하우징(522), 제3하우징(523), 제4하우징(524), 제5하우징(525) 및 외측하우징(526)으로 구성되며, 상기 제1하우징(521)과 제2하우징(522) 사이에는 합성수지용액이 공급되는 제1슬릿(527)이 형성되고, 상기 제2하우징(522)과 상기 외측하우징(526) 사이에는 합성수지용액이 공급되는 제2슬릿(528)이 형성되며, 제4하우징(524)과 제5하우징(525) 사이에는 상기 제1슬릿(527)과 상기 제2슬릿(528)으로부터 유입되는 합성수지용액이 합쳐지는 제3슬릿(529)이 형성되는 바, 상기 제3슬릿(529)에는 상기 제1슬릿(527)과 상기 제2슬릿(528)으로부터 유입되는 합성수지용액이 서로 내측과 외측으로 각기 용이하게 공급되면서 조절될 수 있도록 하는 하우징플레이트(530)가 삽설 구비되어 있다. 상기 하우징플레이트(530)는 상기 제1슬릿(527)이나 제2슬릿(528)으로부터 공급되는 합성수지 용액의 압력을 높여 합성수지 원료가 상기 제3슬릿(529) 내에 골고루 퍼지도록 하는 역할을 한다 또한 상기 사출부(540)는 상기 하우징(520)을 통해 공급되는 합성수지 원료를 사출하여 합성수지 다층관을 형성하도록 구성되는 바, 이는 제1사출블럭(541)과 제2사출블럭(542), 제3사출블럭(543) 및 폴리패드(poly-pad,544)로 구성되어 있다. 상기 제3사출블럭(543)은 상기 사출부(540)의 최외측을 이루면서 상기 제5하우징(525)과 연결되어 있고, 상기 제1사출블럭(541)은 상기 제3사출블럭(543)의 내부에 구비되면서 상기 로터암(560)과 회전 가능하도록 연결되어 있으며, 상기 폴리패드(544)는 상기 제3사출블럭(543)의 내부에 구비되면서 상기 제1사출블럭(541)에 연결되어 회전할 수 있도록 되어 있고, 상기 제2사출블럭(542)은 상기 폴리패드(544)의 내측으로 고정 설치되는 구조로 되어 있다. 그리고 상기 제1슬릿(527)과 상기 제2슬릿(528)으로부터 유입되는 합성수지용액이 합쳐지는 상기 제3슬릿(529)은 상기 제1사출블럭(541)과 상기 제3사출블럭(543) 사이에 형성되는 공간까지 이루어지게 된다. 그리고 상기 제3사출블럭(543)과 상기 폴리패드(544) 사이에는 합성수지 용융액이 사출되는 제1말단슬릿(545)이 형성되고, 또 상기 제2사출블럭(542)과 상기 폴리패드(544) 사이에는 합성수지 용융액이 사출되는 제2말단슬릿(546)이 형성되며, 상기 폴리패드(544)에는 ''ㄱ''자형상의 리드(547)가 원주방향으로 일정간격을 두고 형성 구비되는 구조로 되어 있다. 그리고 상기 로터암(560)은 중공형의 구조로 형성되어 상기 제1사출블럭(541)과 회전 가능하도록 연결 설치되고, 또한 상기 로터암(560)은 이를 회전시켜주는 구동모터(미도시)와 연결되는 구조로 되어 있다. 상기와 같은 구조로 이루어진 종래의 상기 합성수지 다층관의 제조장치(50)는 상기 원료공급기(51)를 통해 합성수지 용액을 상기 하우징(520)에 형성되어 있는 상기 제1슬릿(527)과 상기 제2슬릿(528)으로 공급하면 상기 제3슬릿(529)에서 서로 합쳐지고, 그 합쳐진 용액은 다시 상기 제3슬릿(529)의 끝단부에 구비되어 있는 상기 제1,2말단슬릿(545,546)과 상기 폴리패드(544)에 형성되어 있는 상기 리드(547) 사이의 공간을 통해 사출된다. 상기 제1,2말단슬릿(545,546)과 상기 폴리패드(544)에 형성되어 있는 상기 리드(547) 사이의 공간을 통해 사출되는 합성수지 용액은 상기 후처리장치(53)을 지나면서 이에 구비되어 있는 냉각시스템(미도시)에 의해 냉되면서 합성수지 다층관(55)이 형성된다. 상기 합성수지 다층관(55)은 외벽(551)과 내벽(552) 및 상기 외벽(551)과 내벽(552)을 연결하는 다수개의 격벽(또는 힘살이라고도 함, 553)이 원주방향으로 다수개 형성 구비되는 구조를 이루게 된다. 여기서 상기 제1말단슬릿(545)으로 사출되는 합성수지용액은 냉각되면서 상기 합성수지 다층관(55)의 외벽(551)을 형성하게 되고, 상기 제2말단슬릿(546)으로 사출되는 합성수지용액은 냉각되면서 상기 합성수지 다층관(55)의 내벽(552)을 형성하게 되며, 상기 폴리패드(544)에 형성되어 있는 상기 리드(547) 사이의 공간을 통해 사출되는 합성수지용액은 냉각되면서 상기 외벽(551)과 내벽(552) 사이를 연결하는 상기 격벽(553)이 형성되게 된다. 그리고 상기 격벽(553)은 상기 리드(547) 사이의 공간수(數) 만큼 상기 외벽(551)과 내벽(552) 사이를 따라 원주방향으로 형성되어 상기 합성수지 다층관(55)의 강도를 높혀주는 역할을 하게 된다. 또한 상기 제1,2말단슬릿(545,546)과 상기 폴리패드(544)에 형성되어 있는 상기 리드(547) 사이의 공간을 통해 합성수지 용액이 사출되는 순간 상기 로터암(560)을 회전시키게 되면 이에 연결된 상기 폴리패드(544)가 회전되게 되고, 이로 인해 상기 폴리패드(544)에 구비된 상기 리드(547) 사이의 공간으로 합성수지 용액이 사출되면서 회전됨으로써 상기 격벽(553)이 나선형을 이루면서 형성되게 된다. 또한 이때 상기 폴리패드(544)의 속도를 단속(斷續)하여 순간적으로 가속 또는 정지를 반복시켜주게 되면 상기 격벽(553)과 수직하게 연이어 횡벽(554)이 형성되고, 상기 격벽(553)과 횡벽(554)이 서로 가로와 세로를 형성하여 사각형상 또는 나선형의 사각형상을 이루는 중공셀(555)이 형성되어 상기 합성수지 다층관(55)의 강도를 더욱 강하게 높혀주는 역할을 하게 된다.