KR100274798B1

KR100274798B1 - 고강도 고무호스의 제조방법

Info

Publication number: KR100274798B1
Application number: KR1019980010250A
Authority: KR
Inventors: 우승택; 최상순; 길도영; 김권순
Original assignee: 최병철; 극동전선주식회사
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2000-12-15
Also published as: KR19980019517A

Abstract

본 발명은 가혹한 환경에서 사용되는 고강도 고무호스의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 고강도 고무호스의 제조방법은 맨드릴(11)의 외주연에 고무테이프(20)를 감아서 내면고무층(30)을 형성하는 공정과, 적어도 한가닥의 와이어(40a)가 길이방향으로 매립된 와이어매립 고무테이프(41)(42)를 압출하는 공정과, 이 와이어매립 고무테이프(41)(42)를 상기 내면고무층(30)위에 제1의 방향으로 경사지게 감아서 제1의 와이어 보강층(40)을 형성하는 공정과, 이 제1의 와이어 보강층(40) 위에 상기 와이어매립 고무테이프(41)(42)를 상기 제1의 방향과 교차하도록 제2의 방향으로 경사지게 감아서 제2의 와이어 보강층(50)을 형성하는 공정과, 이 제2의 와이어 보강층(50)위에 고무테이프(61)를 감아서 외면고무층(60)을 형성하는 공정과, 상기 내면고무층(30), 제1의 와이어 보강층(40), 제2의 와이어 보강층(50) 및 외면고무층(60)을 가황처리하여 결합시키는 공정으로 이루어진다.

이러한 본 발명의 방법에 의하면, 와이어매립 고무테이프(41)(42)를 미리 압출하여 내면고무층(30)위에 감기 때문에, 날개의 와이어(40a)가 장력에 의해 내면고무층(30)으로 파고 들어 핏치나 반경 방향위치가 불균일 해지는 것을 방지할 수 있고, 고무호스(10)의 강도를 향상시킬 수 있다.

Description

고강도 고무호스의 제조방법

본 발명은 고무호스의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 펌프차량의 토출구부분이나, 대구경 유정고무호스와 같이 고도의 내구성을 요구하는 분야에 널리 사용되고 있는 고강도 고무호스의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 고무호스는 유체나 기체등을 나르는 관으로 일상생활외에 산업 현장에서 널리 사용되고 있다. 그 예를 살펴보면, 건설현장에서 사용되는 콘크리트 펌프카의 토출구에는 가요성과 내구성을 겸비한 고강도 고무호스의 한 종류인 덤핑 고무호스가 설치되어 사용되고 있다.

이러한 고무호스는 높은 압력으로 토출되는 콘크리트에 의해 변형, 또는 파손이 발생되지 않도록 높은 강도와 내구성을 지니도록 생산되며, 고무호스의 중심부에는 금속와이어가 그물 또는 직물형상으로 매설되어 고무호스의 강도와 내구성을 향상시키게 된다.

이와 같은 종래의 고무호스 제조공정을 도면을 통해 설명하면 다음과 같다.

[내면고무층공정]

도 1a에서 나타낸 바와 같은 내면고무층공정은 금속재의 맨드릴(1a) 외주면에 고무테이프(1b)를 1/2씩 겹치도록 감아서 내면고무층(2)을 형성하는 공정으로, 이때 고무테이프(1b)는 한 쪽 방향으로 기울어져 감아지게 된다.

[제1와이어층공정]

도 1b에서 나타낸 바와 같이 제1와이어층공정은 내면고무층(2)의 윗면에 와이어(1c)를 감아서 제1와이어층(3)을 형성하는 공정으로, 이때 감겨지는 와이어(1c)는 고무테이프(1b)가 감겨진 방향과 반대방향으로 감겨지게 된다.

[중간고무층공정]

도 1c에서 나타낸 바와 같이 중간고무층공정은 상기한 제1와이어층(3)의 위에 고무테이프(1d)를 감아서 중간고무층(4)을 형성하는 공정으로, 이때 감겨지는 고무테이프(1d)는 제1와이어층(3)과 같은 방향으로 동시에 감아지게 된다.

[제2와이어층공정]

도 1d에서 나타낸 바와 같이 제2와이어층공정은 중간고무층(4)위에 와이어(1e)를 감아서 제2와이어층(5)를 형성하는 공정으로, 이때 감겨지는 와이어(1e)는 상기한 제1와이어층공정에서 감겨진 와이어(1c)의 방향과 반대방향, 즉 교차되는 방향으로 감겨지게 된다.

[외면고무층공정]

도 1e에서 나타낸 바와 같이 외면고무층공정은 제2와이어층(5)의 위에 고무테이프(1f)가 감겨져 외면고무층(6)을 형성하는 공정으로, 고무호스의 외피 기능을 지니게 된다.

[표피층공정]

도 1f에서 나타낸 바와 같이 표피층공정은 외면고무층(6)의 외주연에 내열성 소재, 예를들면, 데드론테이프(7a)를 감아서 데드론테이프(7)층을 형성하는 공정으로, 이때 감겨지는 데드론테이프(7)는 상기한 외면고무층(6)의 외주연이 평평하면서 매끄럽게 되는 기능을 수행하게 된다.

[가황(vulcanization)공정]

도 1g에서 나타낸 바와 같이 가황공정은 가류공정이라고도 하며, 여러공정에 의해 고무테이프(1b)(1d)(1f)와 와이어(1c)(1e)가 여러겹으로 적층된 상태에서 증기압으로 가열하는 공정으로, 이 공정을 통해 각각의 와이어(1c)(1e)는 고무테이프(1b)(1d)(1f)에 눌러붙게 되어 결국, 제1,2와이어층(3)(5)은 내면고무층(2), 중간고무층(4) 및 외면고무층(6)과 일체화 된다.

[제거공정]

도 2a에서 나타낸 바와 같이 맨드릴(1a)과 데드론테이프(7)를 제거하는 공정으로, 맨드릴(1a)과 데드론테이프(7)가 제거된 고무호스(1)는 내면고무층(2), 중간고무층(4) 및 외면고무층(6)과 제1,2와이어층(3)(5)이 일체화된 혼합성형물(8)이 형성되어 일정이상의 내구성을 지닌 고무호스(1)로 완성된다.

그러나, 상술한 바와 같이 종래의 고무호스 제조방법에 의하면, 층구조가 복잡하기 때문에, 생산공정상에서 많은 비용이 지출되고, 또한 생산성을 향상시킬 수 없는 문제점이 발생되었다.

더욱이, 나선상태의 와이어에 높은 장력을 부여하여 직접 감기 때문에 와이어가 내면 고무층으로 파고들게 되며, 또한 가황공정이 이루어진후의 제1,2와이어층(3)(5)는 그 분포상태가 매우 불규칙한 상태가 된다. 특히 고무호스(1)의 길이방향으로 핏치가 일정하지 않을 뿐만 아니라 두께방향으로 간격이 일정하지 못하므로 고무호스(1)의 모든 부분이 균일한 강도와 내구성을 가지지 못하여 제품의 품질을 떨어뜨리게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 와이어의 분포를 균일화하여 고무호스의 강도를 향상시킬 수 있고, 공정의 단순화에 의해 고무호스의 생산성 향상을 도모할 수 있는 고강도 고무호스의 제조방법을 제공하는데 있다.

제 1a~1g도는 종래의 고무호스 제조공정을 나타낸 공정도,

제 2a도는 종래의 고무호스를 나타낸 단면도,

제 2b도는 제 2a도의 A-A선 단면도,

제 3a~3f도는 본 발명의 고무호스 제조공정을 나타낸 공정도,

제 4a도는 본 발명의 고무호스를 나타낸 단면도,

제 4b도는 제 4a의 B-B선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 고무호스 11 : 맨드릴

20 : 고무테이프 30 : 내면고무층

40 : 제1의 와이어 보강층 40a : 와이어

41,42 : 와이어매립 고무테이프 50 : 제2의 와이어 보강층

60 : 외면 고무층 61 : 고무테이프

70 : 표피층 71 : 데드론테이프

80 : 혼합성형물

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고강도 고무호스의 제조방법은 맨드릴의 외주면에 고무테이프를 감아 내면고무층을 형성하는 공정과; 와이어가 매립된 와이어매립 고무테이프를 압출하는 공정과; 와이어 매립 고무테이프를 상기한 내면고무층의 위에 제1방향으로 경사지게 감아서 제1의 와이어 보강층을 형성하는 공정과; 상기한 와이어 매립 고무테이프를 제1의 방향과 교차되도록 제 2의 방향으로 경사지게 감아 제2의 와이어 보강층을 형성하는 공정과; 상기한 내면고무층, 제1의 와이어 보강층, 제2의 와이어 보강층 및 외면 고무층을 가황처리하여 결합시키는 공정으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 고강도 고무호스의 제조방법에 대한 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

고강도 고무호스(10)가 만들어지는 제조방법은 크게 내면고무층공정, 매립고무테이프 압출공정, 제1,2의 와이어 보강층공정, 외면고무층공정, 표피층공정, 가황공정 및 제거공정으로 이루어지며, 이러한 각각 공정을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

[내면고무층공정]

도 3a에서 나타낸 바와 같이 내면고무층공정은 원형의 파이프인 맨드릴(11)외 외주연에 고무테이프(20)를 감는 공정으로, 이때 테이프(20)는 대략 절반(1/2)정도 중첩되게 감아서 내면고무층(30)을 형성하게 된다. 그리고, 고무테이프(20)를 감을 때에는 일정한 장력을 유지하는 것이 바람직하다.

[와이어매립 고무테이프 압출공정]

도 3b에서 나타낸 바와 같은 와이어매립 고무테이프 압출공정은 와이어(40a)가 길이방향으로 매립된 와이어매립 고무테이프(41)(42)를 압출하는 공정으로, 이러한 와이어매립 고무테이프(41)(42)의 내부에는 하나 이상의 와이어(40a)가 매립되어 압출 생산된다. 이를 상세하게 살펴보면, 먼저, 고무테이프를 압출 성형하는 압출기의 압출 다이에 복수의 와이어가 통과할 수 있도록 구성하고, 상기 와이어와 함께 용융된 고무를 압출 다이로 동시에 압출시킴으로써, 와이어가 매립된 고무테이프를 압출 및 제작할 수 있다. 이때, 다수의 와이어는 릴에 감겨져 있는 상태이며, 이 릴로부터 와이어는 압출기의 압출 다이로 연속적으로 공급되어 고무테이프의 길이방향을 따라 매립될 수 있다.

[제1의 와이어 보강층공정]

도 3b에서 나타낸 바와 같이 제1의 와이어 보강층공정은 내면고무층(30)의 외주연에 와이어매립 고무테이프(41)(42)를 감아 제1의 와이어 보강층(40)을 형성하는 공정으로, 상기한 고무테이프(20)와 교차되도록 경사지게 감게 된다.

따라서, 고강도 고무호스(10)를 생산하는 작업자는 와이어(40a)가 포함된 와이어매립 고무테이프(41)(42)를 내면고무층(30)의 외주연에 감으므로 기존의 와이어와 고무테이프가 함께 감겨지는 것과 동일한 효과가 발생된다. 한편, 상기한 와이어(40a)는 보강정도에 따라 철선, 카본사 등 기능에 따라 여러종류의 와이어(40a)가 사용되는 것도 가능하다.

[제2의 와이어 보강층공정]

도 3c에서 나타낸 바와 같이 제2의 와이어 보강층공정은 제1의 와이어 보강층(40)의 외주연에 와이어매립 고무테이프(41)(42)를 추가로 감아서 제2의 와이어보강층(50)을 형성하는 공정으로, 이때 와이어매립 고무테이프(41)(42)는 상기한 제1의 와이어 보강층(40)과 교차되도록 예를들면, 54。경사지게 감게 된다.

따라서, 각각의 와이어매립 고무테이프(41)(42)는 대략 108。의 사이각을 가지게 되고, 또한 이러한 와이어매립 고무테이프(41)(42)의 사용으로 제1,2의 와이어 보강층(40)(50)의 내구성을 향상시키게 된다.

한편, 이러한 제1,2의 와이어 보강층(40)(50)외에 용도에 따라 추가로 많은 와이어 보강층을 형성하는 것이 가능하며, 더 많은 보강층을 형성할 때에는 각각의 층간은 교차되도록 감고, 층간의 수는 짝수층으로 구성하는 것이 바람직하다.

[외면고무층공정]

도 3d에서 나타낸 바와 같이 외면층형성공정은 제2의 와이어 보강층(50)의 외주연에 고무테이프(61)를 감아서 외면고무층(60)을 형성하는 공정으로, 이때 감겨지는 고무테이프(61)는 제2의 와이어 보강층(50)과 교차되면서 중첩되게 감겨지고, 감겨질때에는 일정한 장력을 유지하는 것이 바람직하다.

[표피층공정]

도 3e에서 나타낸 바와 같이 표피층공정은 외면층(60)의 외주연에 내열성 소재, 예를들어 데드론테이프(71)를 감아서 데드론테이프층(70)을 형성하는 공정으로, 이때 감겨지는 데드론테이프(71)는 상기한 외면고무층(60)의 외주면을 형활하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 내열성 소재의 하나인 데드론테이프(71)를 외면층(60)에 접착할때에는 최대한 장력을 유지하는 것이 바람직하고, 이때 데드론테이프(71)는 도 3e에서와 같이 2/3정도 중첩되도록 감는 것이 바람직하다.

[가황공정]

도 3f에서 나타낸 바와 같이 가황공정(가류공정)은 표피층 공정이후에 증기압을 이용하여 가열하는 공정으로, 이러한 가황공정에 의해 전술한 여러층, 즉 내면고무층(30), 제1,2의 와이어 보강층과 외면고무층(60)이 하나로 일체화 된다.

즉, 가황공정은 서로 겹쳐지는 상기 내면고무층과 와이어 보강층과 외면 고무층에 가황제를 첨가하면서 열을 가하여 고무분자 사이에 가교구조를 생기게 하는 공정으로서, 내연 및 외면 고무층과 와이어 보강층이 서로 겹쳐지도록 감겨진 맨드릴을 별도의 가황장치내에 배치시킨 상태에서 황과 같은 가황제와 여러 가지 배합제를 첨가하고, 수증기 등과 같은 열원으로서 열가황시키는 것이며, 이에 의해 가황공정이 이루어진다.

이때, 와이어매립 고무테이프(41)(42)에 구비된 와이어(40a)는 고무호스(10)의 두께방향이나 길이방향으로 보다 균일한 간격으로 위치되고, 데드론테이프(71)는 고온의 증기압으로부터 외면고무층(60)이 손상되는 것을 방지하게 된다.

[제거공정]

도 4a에서 나타낸 바와 같이 제거공정은 가황공정이 이루어진 후에 맨드릴(11)과 데드론테이프(71)를 제거하는 공정으로, 이러한 제거공정에 의해 혼합성형물(80)과 와이어(40a)로 이루어진 완제품의 고무호스(10)로 완성된다.

이러한 제조방법에 의해 생산되는 고무호스(10)는 도 4b에서와 같이 그 바깥쪽 표면이 매끄럽고 단면구조가 단순한 반면, 와이어(40a)는 균일한 간격으로 위치되므로 고무호스(10)의 모든 부분이 균일하면서 견고한 강도와 내구성을 지니게 된다.

따라서, 이와 같은 고무호스(10)는 콘크리트 펌프카의 토출구나, 대구경 유정고무호스와 같이 압력이나 부식성이 높은 부분에 널리 사용할 수 있게 된다.

한편, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예의 일예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일사상의 범주내에서 적절하게 변경가능한 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 내면고무층공정, 와이어매립 고무테이프 압출공정, 제1,2의 와이어보강층공정, 외면고무층공정, 가황공정으로 통해 와이어가 균일하게 분포된 고무호스를 생산하게 된다. 따라서, 이와 같은 제조방법에 의해 생산되는 고무호스는 층구조가 단순해지므로 생산비용이 절감되고, 또한 와이어의 고른 분포에 의해 모든 부분이 높고 균일한 강도와 내구성을 지니므로 제품의 품질을 향상시키게 되는 등 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims

내부에 와이어가 매설된 고강도 고무호스의 제조방법에 있어서,

맨드릴(11)의 외주면에 고무테이프(20)를 감아서, 내면고무층(30)을 형성하는 공정과;

적어도 한가닥의 와이어(40a)가 길이방향으로 매립된 와이어매립 고무테이프(41)(42)를 압출하는 공정과;

와이어매립 고무테이프(41)를 상기 내면고무층(30)위에 제1의 방향으로 경사지게 감아서 제1의 와이어 보강층(40)을 형성하는 공정과;

제1의 와이어 보강층(40) 위에 상기 와이어매립 고무테이프(42)를 상기 제1의 방향과 교차하도록 제2의 방향으로 경사지게 감아서 제2의 와이어 보강층(50)을 형성하는 공정과;

상기 내면고무층(30), 제1의 와이어 보강층(40), 제2의 와이어 보강층(50) 및 외면고무층(60)을 가황처리하여 결합시키는 공정;

을 포함하는 고강도 고무호스의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 가황처리를 실시하기 전에 상기 외면고무층(60)위에 내열성 표피층(70)을 형성시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 고무호스의 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1의 와이어 보강층(40)을 이루는 와이어매립 고무테이프(41)와 상기 제2의 와이어 보강층(50)을 이루는 와이어매립 고무테이프(42)가 서로에 대하여 대략 108°로 교차되는 것을 특징으로 하는 고강도 고무호스의 제조방법.