KR100243118B1

KR100243118B1 - 호스 및 그 제조장치

Info

Publication number: KR100243118B1
Application number: KR1019970037018A
Authority: KR
Inventors: 이교일
Original assignee: 이교일
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 2000-02-01
Also published as: KR19990015113A

Abstract

본 발명은 호스 및 그 제조장치에 관한 것으로, 호스의 보강사층을 랏셀 편직된 관상체직물로 형성하여 호스의 허용내압이 향상되게 하고, 내피와 외피의 코팅과정이 연속적으로 이루어지게 하여 내피와 외피 사이에 경계층이 형성되지 않게하며, 생산공정을 단순화하여 생산성이 향상되게 한 것이다.

즉, 본 발명은 랏셀 편직된 관상체직물(100)을 원형으로 전개하여 이송시키는 원통전개공급장치(10)와, 상기 원통전개공급장치(10)에서 공급되는 관상체직물(100)을 가열하는 가열장치(20)와, 상기 가열장치(20)에서 가열된 관상체직물(100)내외면의 코팅을 위하여 상기 관상체직물(100)의 외측에서 합성수지를 공급하여 코팅하는 합성수지코팅장치(30) 및, 상기 합성수지코팅장치(30)에서 토출되는 관상체직물(100)을 냉각시키는 냉각장치(40)로 구성된 것이다.

따라서, 본 발명은 호스의 내압에 의하여 상기 관상체직물이 변형되지 않음과 더불어 허용내압이 향상되고, 상품의 질이 향상되며, 생산 공정이 단순화되어 생산성이 향상되는 한편, 사용목적에 따라 다양한 호스를 제조할 수 있는 것이다.

Description

호스 및 그 제조장치

본 발명은 호스 및 그 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호스의 보강사층을 랏셀 편직된 관상체직물로 형성하여 호스의 허용내압이 향상되게 하고, 내피와 외피의 코팅과정이 연속적으로 이루어지게 하여 내피와 외피 사이에 경계층이 형성되지 않게 하며, 생산공정을 단순화하여 생산성이 향상되게 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로, 호스는 탄력과 유연성이 있는 관상체로서 내부를 흐르는 유체로 인하여 발생되는 압력에 견딜 수 있게 보강사층을 형성하고 있으며, 이상과 같은 호스의 종류로는 소방호스와 합성수지호스 및 고무호스 등이 있다.

여기서, 소방호스는 그 사용 목적상 허용내압이 높아야 하고, 호스의 중량이 가벼워야 하며, 외피의 내구성이 강하여야 하므로 다음과 같은 과정을 통하여 제조되는 것이다.

첫째, 허용내압을 높이고 외피의 내구성을 향상시키기 위하여 외피와 보강사층을 겸하는 관상보강층을 30~50m 단위로 조밀하게 직조하고, 소방호스의 중량을 줄이기 위하여 내피를 두께를 0.5mm로 하여 길이를 30~50m 단위로 성형하고, 둘째, 30~50m 단위로 성형된 내피의 외주면에 접착제를 도포한 후 관상보강층에 삽입하며, 셋째, 관상보강층에 삽입된 내피에 약 100℃ 정도의 증기를 주입하여 내피의 외주면에 도포된 접착제를 녹여 내피와 관상보강층이 결합되게 하고, 증기압에 의하여 내피가 관상보강층에 밀착되어 결합되게 하므로 소방호스의 제조가 완료되는 것이다.

그러나, 이상과 같은 과정을 통하여 제조된 호스의 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 관상보강층의 원주방향으로 감겨진 위사가 원주방향의 인장력 작용선과 동일하지 않고 각을 이루고 있어 상기 인장력에 대하여 효율적으로 대응하지 못함과 더불어 약 15~20kg/cm²의 압력이 작용되면 호스가 위사의 권취방향으로 뒤틀려 사용하는데 불편함이 많고, 내피를 관상보강층에 끼워 넣는 작업이 수작업에 의하여 이루어지므로 생산성이 낮으며, 수작업상의 문제점으로 인하여 호스의 길이가 한정되는 한편, 내피와 관상보강층과의 접합을 위하여 100℃의 증기를 불어넣는 작업으로 인하여 내피의 내경이 변형되어 호스의 규격화가 용이하지 못한 문제점이 있는 것이다.

그리고, 합성수지호스는 가정에서 주로 사용되는 호스로서 합성수지 중에서 탄력성과 유연성이 양호하며 가격이 저렴한 염화비닐을 주원료로하여 다음과 같은 과정을 통하여 제조되는 것이다.

첫째, 호스의 안지름에 따라 내피를 2.0~5.0 mm의 두께로 사출성형하고 그 외주면에 접착제를 도포하고, 둘째, 접착제가 도포된 내피의 외주면에 여러 가닥의 보강사를 나선형으로 감되 일부는 오른쪽으로 감고 나머지는 왼쪽으로 감아 망사형의 보강사층을 형성하며, 셋째, 내피에 감겨진 보강사층의 외주면에 외피를 사출성형하므로 합성수지 호스의 제조가 완료되는 것이다.

그러나, 이상과 같은 과정을 통하여 제조된 합성수지호스는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 합성수지성형장치의 특성상 두 겹이상의 합성수지층을 형성할 수 없고, 또한 보강사층을 형성하는 보강사가 나선형으로 권취되어 있어 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감겨지지 않고 각을 이루고 있어 상기 인장력에 대하여 효율적으로 대응하지 못하여 허용내압이 낮아 ( D:20mm 기준 6.0k/cm²) 가정용의 호스로밖에 사용되지 못하며, 내피의 두께를 보강사층 형성시의 찌그러짐을 방지하기 위하여 두껍게 하여야 하므로 불필요하게 재료가 낭비됨과 더불어 호스의 무게가 무거워지는 문제점이 있는 것이다.

또한, 고무호스는 공업용으로 주로 사용되는 것으로 사용목적에 따라 보강사층을 다층 형성하여 10~20kg/cm²허용내압에서도 사용할 수 있도록 한 것으로 다음과 같은 과정을 통하여 제조되는 것이다.

첫째, 사용목적에 따라 고무원료를 반죽한 후 내피를 사출성형하고, 둘째, 내피의 외주면에 여러 가닥의 보강사를 나선형으로 감되 일부는 오른쪽으로 감고 나머지는 왼쪽으로 감아 망사형의 보강사층을 형성하며, 셋째, 상기 보강사층의 외주면에 고무원료를 반죽하여 고무층을 형성하는 한편, 넷째, 사용목적에 따라 상기 과정을 반복적으로 약 2~3 회 반복적으로 실시하고, 다섯째, 상기과정을 통하여 성형된 고무호스는 안정화되지 않아 고무특유의 탄성이 없는 상태이므로 150℃의 찜통에서 찌는 가류작업을 통하여 안정화시켜 고무 특유의 탄성을 갖게 하므로 고무호스의 제조가 완료되는 것이다.

그러나, 이상과 같은 과정을 통하여 생성되는 고무호스는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 합성수지호스와 동일하게 보강사층을 형성하는 보강사가 나선형으로 권취되어 있으므로 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감겨지지 않고 각을 이루고 있어 상기 인장력에 대하여 효율적으로 대응하지 못하며, 보강사층 형성시 내피의 찌그러짐을 방지하기 위하여 상기 내피를 두껍게 하여야 하므로 불필요한 재료낭비와 더불어 호스의 허용내압을 높이기 위하여 보강사층과 고무층을 여러 층으로 형성하게 되므로 상대적으로 호스의 무게가 무거워지게 되는 한편, 가류작업을 통하여 고무를 안정화시켜야 하므로 고무호스의 길이를 20~30m 길이로 한정되어 생산할 수밖에 없는 문제점이 있는 것이다.

상술한 바와 같이 종래 기술에 의하여 생산되는 소방호스와 합성수지호스 및 고무호스는 공통적으로 보강사층을 형성하는 보강사의 감겨진 방향이 원주방향의 인장력 작용선에 대하여 각을 이루고 있어 상기 인장력에 대하여 효율적으로 대응하지 못함과 더불어 생산공정이 복잡하며 호스의 무게가 많이 나가는 등의 문제점이 있는 것이다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 위사가 호스의 원주방향 인장력 작용선과 동일하게 랏셀 편직된 관상체직물을 호스의 보강사층으로 사용하고, 내피와 외피 사이에 경계층이 형성되지 않게 내피와 외피를 속적으로 형성하며, 생산공정을 단순화한 것으로, 허용내압이 향상되며 상품성이 향상된 호스를 제공함과 더불어 이를 제조할 수 있도록 한 것이다.

제1도는 종래 소방호스의 예시도.

제2도는 제1도의 보강사층 부분확대도.

제3도는 종래 합성수지호스의 예시도.

제4도는 제3도의 보강사층 부분확대도.

제5도는 종래 고무호스의 예시도.

제6도는 제5도의 보강사층 부분확대도.

제7도는 본 발명의 전체 구성 예시도.

제8도는 본 발명장치중 합성수지코팅장치 예시단면도.

제9도는 본 발명장치중 맨 드릴의 예시 사시도.

제10도는 제9도의 A-A 선 단면도.

제11도는 본 발명에 의하여 생산된 호스의 부분 단면도.

제12도는 본 발명에 따른 관상체직물의 상세도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 원통전개공급장치 20 : 가열장치

30 : 합성수지코팅장치 31 : 맨드릴

32 : 합성수지유동로 33 : 지지부

34 : 호스 토출구 36 : 합성수지공급다이

37 : 내면공급구 38 : 외면공급구

40 : 냉각장치 100 : 관상체직물

100a : 위사 100b : 경사

101 : 내피 102 : 외피

E : 합성수지액압출기

이하 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7는 본 발명의 전체 구성 예시도이고, 도 8는 본 발명장치중 합성수지 코팅장치 예시단면도이며, 도 9는 본 발명장치중 맨 드릴의 예시 사시도로서, 본 발명은 호수의 허용내압을 높이고, 생산공정을 단순화 한 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이 랏셀 편직된 관상체직물(100)을 원형으로 전개하여 이송시키는 원통전개공급장치(10)와, 상기 원통전개공급장치(10)에서 공급되는 관상체직물(100)을 가열하는 가열장치(20)와, 상기 가열장치(20)에서 가열된 관상체직물(100) 내외면의 코팅을 위하여 상기 관상체직물(100)의 외측에서 합성수지를 공급하여 코팅하는 합성수지코팅장치(30) 및, 상기 합성수지코팅장치(30)에서 토출되는 호스를 냉각시키는 냉각장치(40)로 구성된 것으로서 직립으로 설치되는 것이다.

여기서, 상기 관상체직물(100)은 도 12에 도시된 바와 같이 위사(100a)가 호스의 내압에 의하여 발생하는 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 직조되고 경사(100b)가 상기 위사(100a)에 대하여 직각을 이루어 직조된 형상이 직사각을 이루게 랏셀 편직된 것으로, 호스에 내압이 작용시 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 직조된 위사(100a)가 호스를 지지하므로 뒤틀림 또는 부풀어오르는 등의 현상이 발생되지 않는 것이다.

그리고, 상기 가열장치(20)는 원형의 관체로 이루어져 관상체직물(100)을 약 200℃로 가열하여 합성수지코팅장치(30)에서 공급되는 합성수지액의 온도와 동일하게 한 것으로, 합성수지코팅장치(30)에서 공급되는 합성수지액이 관상체직물(100)과의 접촉으로 인한 온도저하 및 그로 인한 유동성 저하를 방지함과 더불어 상기 합성수지액과의 결합력이 향상되게 한 것이다.

한편, 상기 합성수지코팅장치(30)는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 합성 수지액압출기(E)와 합성수지공급다이(36)및 맨드릴(31)로 구성되는 바, 여기서, 상기 합성수지액압출기(E)는 합성수지원료를 배합한 후 안정화되게 200℃로 가열된 상태의 합성수지액을 고압으로 압송할 수 있게 합성수지공급다이(36)에 결합된 것이고, 상기 합성수지공급다이(36)는 상기 합성수지액압출기(E)에서 압송된 합성수지액을 관상체직물(100)에 외측면에서 공급하여 코팅할 수 있도록 내벽에는 환상으로 개구되는 합성수지공급구를 형성하되 상기 합성수지공급구(37),(38)는 각기 독립적인 합성수지액압출기(E)를 통하여 합성수지를 공급받아 관상체직물(100)의 내면을 코팅하기 위한 내면공급구(37)와, 상기 내면공급구(37)의 하위에 형성되어 관상체직물(100)의 외면을 코팅하기 위한 외면공급구(38)로 이루어진 것이며, 상기 맨드릴(31)은 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 관상체직물(100)의 이송이 용이하게 상기 합성수지공급다이(36)에 수납되어 상기 합성수지공급구(37),(38)가 형성되는 부위, 특히 내면공급구(37)가 형성되는 부위에 관상체직물(100)의 내면을 따라 합성수지액이 유동되는 유로를 형성하는 합성수지유동로(32)와, 상기 합성수지유동로(32)에 합성수지공급구(37),(38)를 통하여 공급되는 합성수지액의 압력에 대하여 관상체직물(100)의 형이 유지되게 링형으로 형성된 지지부(33)로 구성된 것이다.

또한, 상기 합성수지코팅장치(30)의 하부에는 합성수지공급다이(36)와 맨드릴(31) 사이의 공간에 의하여 형성되는 호스토출구(34)가 형성된 것으로, 상기 호스토출구(34)를 통하여 배출되는 관상체직물(100)의 외면에 코팅되는 외피의 두께는 합성수지공급다이(36)의 내경에 의하여 결정지어지고 관상체직물(100)의 내면에 코팅되는 합성수지의 두께는 맨드릴(31)의 외경에 의하여 결정지어 지는 것이다.

이하 본 발명에 따른 호스제조 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같이 원통전개공급장치(10)와, 가열장치(20), 합성수지코팅장치(30) 및, 냉각장치(40)로 이루어진 본 발명에 있어서, 위사(100a)가 호스의 원주방향 인장력 작용선과 동일하게 랏셀 편직된 관상체직물(100)은 원통전개공급장치(10)에 의하여 원통형으로 전개되어 다음과정으로 이송되고, 상기 원통전개공급장치(10)에서 원통형으로 전개된 관상체직물(100)은 가열장치(20)에 의하여 약 200℃ 정도로 가열되어 다음과정으로 이송되며, 상기 가열장치에서 가열되어 이송된 관상체직물(100)은 합성수지코팅장치(30)에서 내외면에 합성수지액이 코팅되어 다음과 정으로 이송되는 한편, 상기 합성수지코팅장치(30)에서 내, 외면에 합성수지액이 코팅된 관상체직물(100)은 냉각장치(40)에서 냉각수에 의하여 냉각되어 호스가 되는 것이다.

한편, 상기 합성수지코팅장치(30)에서 관상체직물(100)의 내, 외면에 합성수지액이 코팅되는 과정을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

합성수지액압출기(E)를 통하여 압송되어 합성수지코팅장치(30)의 내면공급구(37)를 통하여 배출되는 합성수지액은 관상체직물(100)을 관통하여 맨드릴(31)에 형성된 합성수지유동로(32)를 따라 유동되면서 상기 관상체직물(100)에 흡수됨과 더불어 내면에 코팅된다. 이때, 맨드릴(31)에 형성된 지지부(33)는 내면공급구(37)를 통하여 배출되는 합성수지액의 배출압에 대하여 관상체직물(100)의 형을 유지하며 상기 합성수지액이 합성수지유동로(32)로 유입될 수 있게 관상체직물(100)을 지지하는 것이다.

그리고, 합성수지액압출기(E)를 통하여 압송되어 합성수지코팅장치(30)의 외면공급구(38)를 통하여 배출되는 합성수지액은 관상체직물(100)의 외주면에 코팅된다. 이때 외면공급구(38)를 통하여 공급된 합성수지액은 관상체직물(100)의 내면에 이미 충진되어 있는 합성수지액으로 인하여 관상체직물(100)을 관통하지 못하고 관상체직물(100)을 경계로 서로 섞이며 코팅되는 것이다.

여기서, 내외면에 합성수지가 코팅된 관상체직물(100)은 호스토출구(34)를 통하여 배출되면서 맨드릴(31)의 외경에 의하여 호스의 외피 두께, 즉 내경이 결정지어지고 합성수지공급다이(36)의 내경에 의하여 호스의 내피 두께, 즉 외경이 결정지어지게 되는 것이다.

또한, 합성수지공급다이(36)의 내면공급구(37)를 통하여 내화확성의 합성수지액을 공급하여 내피(101)가 내확확성을 갖도록 하고, 외면공급구(38)를 통하여 내구성을 가진 합성수지액을 공급하여 외피(102)가 내구성을 갖도록 함으로서 사용목적에 따라 특수성을 가진 우수한 제품의 호스를 제조할 수 있는 것이다.

한편, 본원 발명과 종래 내압 호스를 비교하면 다음 표와 같다.

따라서, 본 발명은 호스의 보강사층을 형성하는 관상체직물의 위사가 호수의 원주방향 인장력 작용선과 동일하게 랏셀 편직되어 있으므로 호스의 내압에 의하여 상기 관상체직물이 변형되지 않음과 더불어 상기 위사가 내압에 의한 호스의 팽창을 억제하므로 호스의 허용내압이 향상되는 것이다.

그리고, 합성수지의 코팅작업을 실시하기 이전에 관상체직물을 합성수지액의 온도와 동일하게 가열하므로 합성수지 코팅과정에서 관상체직물로 인한 합성수지액이 냉각되거나 그로 인하여 유동성이 저하되는 것이 방지되며 관상체직물과 합성수지액의 결합력이 향상되는 것이다.

또한, 내피와 외피의 코팅과정이 연속적으로 이루어지므로 합성수지액 코팅과정에 있어서 내피와 외피 사이에 경계층이 형성되지 않고 일체로 형성되는 것이다.

한편, 호스의 내피와 외피를 다른 재질의 합성수지로 코팅할 수 있으므로, 사용목적에 따라 다양한 호스를 제조할 수 있는 매우 유용한 것이다.

Claims

랏셀 편직된 관상체직물(100)을 원형으로 전개하여 이송시키는 원통전개공급장치(10)와; 상기 원통전개공급장치(10)에서 공급되는 관상체직물(100)을 가열하는 가열장치(20)와; 상기 가열장치(20)에서 가열된 관상체직물(100) 내외면의 코팅을 위하여 상기 관상체직물(100)의 외측에서 합성수지를 공급하여 코팅하는 합성수지코팅장치(30) 및; 상기 합성수지코팅장치(30)에서 토출되는 관상체직물(100)을 냉각시키는 냉각장치(40)로 구성하되; 상기 합성수지코팅장치(30)는 고온으로 가열하여 안정화된 합성수지액을 압송하는 합성수지액압출기(E)와, 상기 합성수지액압출기(E)를 통하여 압송된 합성수지액이 관상체직물(100)의 내외면에 코팅되게 내벽에 환상으로 개구되어 상기 관상체직물(100)의 외측에서 합성수지액을 공급하는 합성수지공급구(37),(38)를 형성한 합성수지공급다이(36) 및, 상기 합성수지공급다이(36)에 수납되어 상기 합성수지공급구(37),(38)가 형성되는 부위에 관상체직물(100)의 내면을 따라 합성수지액이 유동되게 합성수지유동로(32)를 형성함과 더불어 합성수지공급구(37),(38)를 통하여 공급되는 합성수지액의 압에 대하여 관상체직물(100)을 지지할 수 있게 링형으로 상기 합성수지유동로(32)에 결합된 지지부(33)를 형성한 맨드릴(32)로 구성하며; 상기 합성수지코팅장치(30)의 하부에는 합성수지공급다이(36)와 맨드릴(31)사이의 공간에 의하여 형성되며 합성수지공급다이(36)의 내경과 맨드릴(31)의 외경에 의하여 관상체직물(100)의 합성수지의 코팅두께가 결정되게 하는 호스토출구(34)를 형성하여 이루어진 호스 제조장치.
청구항1에 있어서, 상기 합성수지공급구(37),(38)는 관상체직물(100)의 내, 외면에 서로 다른 재질의 합성수지 코팅이 가능하게 각기 독립적인 합성수지액압출기(E)를 통하여 합성수지액을 공급받아 관상체직물(100)의 외측에서 내측으로 유입시켜 상기 관상체직물(100)의 내면이 코팅되게 하는 내면공급구(37)와, 그 하위에 형성되어 관상체직물(100)의 외면이 코팅되게 하는 외면공급구(38)로 구성한 것을 특징으로 하는 호스 제조장치.
위사(100a)가 호스의 원주방향 인장력 작용선과 동일하게 형성되고, 경사(100b)가 상기 위사(100a)에 대하여 직각을 이루게 랏셀 편직된 관상체직물(100)의 내외면에 합성수지를 코팅하여 형성한 호스.