초록 ▼

1. 최종목표
본 개발 목표에서 코러게이트 합성수지관과 보강 프로파일을 일체형으로 성형하면서 외경이 평활한 보강 합성수지관 성형장치를 제공함을 목적으로, 본 개발목표는 코러게이트 합성수지관의 “홈” 부에 코러게이트 프로파일을 일체형으로 성형하여 강도를 이중벽관 대비 1.8배 이상 복층벽관 대비 1.2배 이상 증가하는 복합 합성수지관 성형장치를 제공함을 목적으로 한다.
2. 개발내용 및 결과
PE PIPE(폴리에틸렌관)에 있어 코러게이트(DC)관의 나선형태의 이형질 재료 또는 동일재료를 감싸며 두 재료는 분리 형태

1. 최종목표
본 개발 목표에서 코러게이트 합성수지관과 보강 프로파일을 일체형으로 성형하면서 외경이 평활한 보강 합성수지관 성형장치를 제공함을 목적으로, 본 개발목표는 코러게이트 합성수지관의 “홈” 부에 코러게이트 프로파일을 일체형으로 성형하여 강도를 이중벽관 대비 1.8배 이상 복층벽관 대비 1.2배 이상 증가하는 복합 합성수지관 성형장치를 제공함을 목적으로 한다.
2. 개발내용 및 결과
PE PIPE(폴리에틸렌관)에 있어 코러게이트(DC)관의 나선형태의 이형질 재료 또는 동일재료를 감싸며 두 재료는 분리 형태를 가질 수 있으며 결합의 형태도 같을 수 있고 PE특성인 연성 관을 구연하고 이형질 재료의 특성을 접목, 이에 따른 관의 성질 및 성능을 향상시키는 성형제조기술을 개발함.
본 목표는 합성수지관을 코러게이트 형태의 나선형 DC관(그림 1-1)으로 성형하고 이 코러게이트 합성주관의 “홈”(31)부에 보강 프로파일을 나선 형태로 공급하여 코러게이트 합성수지관과 보강프로파일관을 일체형으로 성형하여 강도를 향상 시키며 이를 분리배출 할 수 있도록 설계되어 제품의 재활용을 용이하게 하여 환경 친화적인 복합관을 개발하게 되었다.
3. 사업성과
? 기술적 성과
이중벽관은 단명구조상 profile의 변형으로 인해 강성이 저하되는 단점을 가지고 있으므로, 이해 대비해 개발품 관은 프로파일 부를 스프링형태의 구조로 profile의 지지대 역할을 하여 profile이 옆으로 눕는 형상을 방지하며 강성이 저하되는 것을 보강되어 관 매설시 한 부분에 집중 하중을 받아도 스프링 파형격벽으로 인해 하중을 고르게 분산시켜 관 변형을 방지하며 관의 복원능력이 크게 향상되며, 기존의 이중벽관 복층벽관 보다 약 25% ±5%중량을 절감하여 고강성의 하수관을 제조 할 수 있음.
내압성(강도)
오수관은 하중에 견딜 수 있도록 일정강도 이상의 수준이 되도록 구조적인 안정성에 주안점을 두어 제작되어야 한다. 강성관은 보통 압축강도와 인장강도가 우수하여 기초공과 매설깊이의 설계에 영향을 크게 받지는 않지만. 지하매설물로 서 장기간 보존되어야 하므로 공사시방에서에 의거하여 시공되어야 한다.
? 경제적 성과
원재료인 원유의 가격급등(60%~70% ？04년 초 대비)으로 PE업계에 어려움이 가중되고 있는 상황에서 기술 개발을 통한 원자재를 절감함. 동일강성에서 중량을 비교할 때 적층관 55%, 복층관 25%의 원자재 절감효과가 있으며 이로 인해 운반, 취급, 시공시 중장비의 사용을 줄일 수 있어 공사비 절감효과가 있으며, 또한 이중벽관의 문제점인 강성의 저하로 인한 통수능력부족, 파손 등의 문제점을 획기적으로 보안 한번시공으로 HDPE특성상 50년 이상 사용할 수 있어 재시공을 하지 않아도 됨으로 타관 종에 비해추가 유지관리, 시공비가 적게 소요되며, 하수관을 통해 흘러가던 오수가 부등침하에 의해 관이 굴절하더라도 균열이나 오수의 외부유출현상을 안정적으로 방지 지하수의 유입을 차단하여 하수처리시설의 효율증대 및 안정을 기하고 무공해이며 재활용이 가능한 합성수지원료를 사용하며 이를 또한 분리배출 할수 있는 SYSTEM의 관으로 개발 환경오염 우려가 없고 환경 친화적임.
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
약 20년 전부터 사업지구 조성시 부설한 철근콘크리트관(흄관)의 노후화가 사회적인 문제로 대두되어 왔다. 미생물에 의하여 하수관에서 발생하는 황화수소(H2S)와 황산(H2SO4)이 콘크리트와 반응하여 관을 부식(열화(熱火))시키는 것으로 관 파손 및 침하 등의 문제를 유발한다. 하수배제에 의한 생활환경개선을 목적으로 하는 하수관 거가 기능저하와 수명단축이 급속히 진행되고 있다. 흄관으로 시공되고 있는 하수관의 수명을 연장하기 위하여 흄관의 재질특성을 고려할 때 관 종의 대체가 불가피한 실정이다.
본 개발을 통해 환경적인 요소를 많이 생각하여 관에 강성을 증대시킴에도 목적을 두었지만 폐처리 과정에서도 Recycle이 될 수 있도록 분리배출을 할 수 있는 system적인 관으로 개발되었다.
또 한 당사에서는 올해만 3명의 직원을 채용 상용화 준비에 박차를 가하고 있다.
4. 향후추진계획
현재의 이중벽 폴리에틸렌관은 주로 하수처리용, 농어촌 용수 관, 오ㆍ배수관으로 용도로 사용되고 있으나 관 재료의 Recycle용 분리배출 및 강성증강에 따라 상수도용, 내약품성 배관에 필요한 공업용, 가볍고 견고하여 광산 및 탄광의 갱내 통풍용 및 소구경의 경우 전선배관용에 이르기 가지 우리 생활에 보편화 될 수 있다.
특히 대구경(1000mm이상)의 경우에는 기존의 이중벽 폴리에틸렌관은 Profile의 중공부가 호칭이 커짐에 따라 상대적으로 중공부도 커지는데 이는 관을 제조 후관의 내외이 중공부의 안쪽으로 휘어지는 단점을 나타내는데 이에 따라 강성이 불균일한 현상이 나타났으나, 코러게이트식 보강 Profile을 스크류 방식으로 감아 보강하는 Profile을 형성함으로써 대구경에서도 강성이 안정화될 수 있어 사용의 보편화가 예상되어 하수관의 대표적인 제품으로 자리를 잡을 것이다.
본 과제를 통하여 이중벽 폴리에틸렌관은 나선상의 압출 관에 코러게이트식 보강 ABS합성수지관을 감아 이형재질들은 서로의 장점만을 갖도록 설계되었고, 이는 Profile의 구조적인 접합으로 인해 폐기 시에도 Recycle이 되도록 분리배출 할 수 있도록 하였다.
대구경에서도 원가는 상대적으로 절감하면서 강성을 향상 시킬 술 있어 그 동안 불신되어 왔던 강성의 문제를 운반, 취급, 시공 상의 편의성을 저해하지 않는 수준에서 저비용 고품질화 할 수 있다. 또한 타 관 종에 비해 사용상의 유리한 입지를 확보할 수 있고 새로운 제조방법으로 기술력을 축척하여 이러한 방법을 토대로 새로운 아이디어를 통해 더욱 우수한 제품의 개발하는 의욕을 고취 시킬 수 있다. 또한 Profile의 두께 및 보강수지의 재질에 따라 강성의 변화가 가능하므로 시공 장소에 따라 주문형 관을 생산할 수 있어 타 업체와의 경쟁력우위를 차지할 수 있으며, 이중벽 폴리에틸렌곤의 가공기술은 상용화 되어 있는 관계로 스프링식 성형장치만 추가로 구비하면 산업화가 가능함.

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• I. 총괄현황...1
• II. 과제개발비 세부집행내역...1
• 개발결과의견서...4
• 최종보고요약서(초록)...5
• 목 차...9
• 제 1 장 서 론...10
• 제 1 절 (ABS+PE) 복합단면 합성 수지관의 개발의 필요성...10
• 제 2 절 (ABS+PE) 복합단면 합성 수지관의 개발의 목적...10
• 제 3 절 개발 주요내용...11
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...12
• 제 1 절 개발 기술분야 및 그 분야의 종래기술...12
• 제 2 절 개발 목표를 이루고자 하는 기술적인 과제...13
• 제 3 절 원자제의 특성...14
• 제 3 장 사업성과...19
• 제 1 절 ABS+PE 복합단면 합성수지관 의 핵심 기술...19
• 제 2 절 ABS+PE 복합단면 합성수지관 의 경제적인 성과...23
• 제 3 절 ANSYS 모델링 해석...30
• 제 4 장 결 론...31
• 제 1 절 표준규격 및 중량대비 강성에 대한 품질특성 확보...31
• 제 2 절 경제적 환경적 측면에서 효과...31
• 제 3 절 향후 계획(활용방안)...31
• 부 록...32