KR100278578B1 - 초강성 평활 다층관의 제조장치에 있어서 냉각장치 및 냉각방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대체로 직경이 큰 합성수지로 된 초강성 평활 다층관을 제조하는 장치에 있어서 냉각장치 및 냉각방법에 관한 것으로서, 특히 성형다이스(3)의 후측에 설치되는 냉각장치(4)를 단순히 냉각수에 의한 냉각을 행하지 아니하고 냉각 초기단계에 압출도관(5)이 사이징부재(11)를 통과하도록 하고 이때 진공을 걸어 사이징부재(11) 내부에 끼워져 이송되는 압출도관(5)을 진공흡인력에 의해 소망하는 상태로 펼쳐진 상태에서 냉각되도록 별도의 진공냉각부(4a)를 설치하고, 그후 진공냉각부(4a)를 거친 압출도관(5)은 분사냉각부(4b)에서 완전히 냉각이 이루어져 감는 드럼(6)에 의해 감겨 지면서 소망하는 완성된 관체(가)가 이루어 지도록 하는 것으로 균일하고 매끄러운 다층관을 제공하고자 한 것이다.

Description

초강성 평활 다층관의 제조장치에 있어서 냉각장치 및 냉각방법

본 발명은 상, 하수관 혹은 각종 유체의 이송에 사용되는 대체로 큰 직경을 갖는 합성수지로 된 초강성 평활 다층관의 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 관체를 형성하는 도관을 다층(2중) 구조로 형성하되 높은 강도를 유지할 수 있도록 심재가 되는 내층은 초강경 수지로 구성하고 심재의 외부에 씌워지는 외층은 내약품성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 구성하여 햇빛에 노출되더라도 변형이 최소화 되며 관체 내부의 유체의 이송이 마찰 저항없이 원활히 이루어지고 오, 폐수로 부터 보호될 수 있도록 하는 구조의 관체를 제공하며, 더 나아가서는 사각형상으로 이루어지는 내, 외층이 성형시 그 형상 모양이 균일하고 매끄럽게 이루어질 수 있도록 하는 개선된 냉각장치를 갖춘 초강성 평활 다층관의 제조장치에 있어서 냉각장치 및 냉각방법에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지제로 된 관체를 성형함에 있어서는 성형기의 홉퍼내에 원료를 넣은 후 압출→성형→냉각→절단→완제품의 각 공정을 거치는데, 압출기의 앞쪽에 성형다이스가 설치되고 성형다이스의 앞쪽에는 냉각장치가 설치되어 용융된 상태의 원료가 압출기를 거쳐 성형다이스를 통과할 때 소정의 형상으로 성형되고, 이와 같이 성형다이스에서 일정한 형상으로 압출 성형된 유동관이나 압출도관은 냉각장치를 거치면서 냉각되어 소망하는 관체가 만들어 지고 있으나 다층관의 경우 내층과 외층의 구성이 효과적이지 못하고 냉각공정이 완벽하지 못하여 제품의 강도와 내구성에 문제가 있을 뿐만 아니라 외관상 만족할 만한 정도의 균일하고 매끄러운 제품을 얻지 못하였다.

본 발명은 이러한 점을 개선하고자 하는 것으로, 단면형상이 2중 구조인 도관으로 된 평활관을 제공하되 심재가 되는 내층은 초강경 수지인 복합PE로 구성하여 강성을 향상시키고 내층의 외측으로 둘러 씌워지는 외층은 내 약품성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌을 사용하여 평면하중의 강도를 높힐 수 있는 관체를 제공하고, 특히 냉각장치를 개선시켜 성형다이스로 부터 압출형성된 도관의 구조가 일정하게 규격화되고 균일한 상태가 되도록 하여 제품성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 초강성 평활 다층관의 제조장치에 있어서 냉각장치 및 냉각방법을 제공하고자 한다.

제1도는 본 발명의 다층관의 제조장치를 개략적으로 나타낸 평면도.

제2도는 본 발명의 냉각장치중 진공냉각부와 분사냉각부의 일부를 나타낸 단면도.

제3도는 본 발명의 압출도관의 일부 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

가 : 관체 1 : 홉퍼

2,22 : 압출기 3,3a : 성형 다이스

4 : 냉각장치 4a : 진공냉각부

4b : 분사냉각부 5 : 압출도관

5a : 도관과 도관의 접속부분 6 : 감는 드럼

7 : 노즐 8a,8b : 유입로

9 : 진공관 9a,9b : 입수 및 배수관

10a,10b : 도관의 내,외층 11 : 사이징부재

11a : 진공흡입공 12 : 분사부재

12a : 분사공 13 : 센서

이하 도면을 통하여 본 발명의 초강성 평활 다층관의 제조장치에 있어서 냉각장치 및 냉각방법을 좀더 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 다층관의 제조장치를 개략적으로 나타낸 평면도, 제2도는 본 발명의 냉각장치중 진공냉각부와 분사냉각부의 일부를 나타낸 단면도, 그리고 제3도는 본 발명의 압출도관의 일부 확대도를 각각 나타내고 있다.

도면에서 알 수 있는 바와 같이 각각의 원료가 공급되는 홉퍼(1)를 구비한 복수의 압출기(2)를 갖추고 그 앞쪽으로는 성형다이스(3)가 위치한다.

성형다이스(3)에는 상기 압출기(2)로 부터의 겔형상으로 가열 용융된원료가 각각 별도의 유입로(8a)(8b)를 통해 유입되는데 어느 한쪽의 유입로(8a)를 통해 유입되는 원료는 2중 구조로 된 성형다이스(3)를 통과하면서 내층(10a)이 되고 또 다른 쪽의 유입로(8b)를 통하여 유입된 원료는 내층(10a)의 외측 둘레면에 둘러 씌워지므로서 외층(10b)이 되는 것으로 단면이 “□” 형상으로 내부가 비어 있는 2중 구조의 압출도관(5)이 성형되는 것이다.(제3도)

이와 같이 성형다이스(3)를 통해 2중 구조로 성형된 사각형상의 압출도관(7)은 본 발명의 소정의 냉각장치(4)로 공급되어 냉각작업이 이루어 지게 되는데, 상기 냉각장치(4)는 성형다이스(3)의 앞쪽에 종방향으로 설치된다.(제1도)

제2도에는 냉각장치(4)의 구조를 이해할 수 있는 단면도가 개시되어 있는데, 냉각장치(4)의 입구쪽은 압출도관(5)을 보다 정교하게 성형함과 동시에 진공상태의 냉각을 수행할 수 있는 진공냉각부(4a), 그리고 출구쪽은 분사냉각방식으로 냉각을 수행할 수 있는 분사냉각부(4b)로 구성되어 효과적인 냉각공정을 수행할 수 있는 장치임을 알 수 있다.

여기서 상기 진공냉각부(4a)는 냉각수가 유입되는 입수관(9a) 냉각을, 수행하고 배출되는 배수관(9b), 그리고 내부를 진공상태로 유지할 수 있는 진공관(9)을 갖추고, 입구쪽으로는 둘레에 다수의 진공흡입공(11a)이 뚫어져 있는 사이징부재(11)가 소정의 길이로 설치되어 있어서 성형다이스(3)로 부터 공급되는 유동성의 압출도관(5)이 통과할 때 쭈구러 들거나 수축될 수 있는 부위를 진공흡착으로 바로잡아 줄 수 있는 효과가 있으며, 진공냉각부(4a)의 후부에는 사이징부재(11)를 통과한 압출도관(5)의 외부면을 재차 성형하는 제2성형다이스(3a)가 설치되어 있다.

한편, 냉각장치(4)의 출구쪽에 위치하고 있는 분사냉각부(4b)는 상기 진공냉각부(4a)를 거쳐나온 압출도관(5)을 분사 냉각시키는 부분으로서 후술하는 감는 드럼(6)의 근접부까지 길게 위치하고 있으며, 압출도관(5)이 내부를 통과할 때 냉각수의 분사가 가능한 다수의 분사공(12a)이 성형된 원통형의 분사부재(12)가 설치되어 있다.

이와 같이 소정의 구조를 하고 있는 냉각장치(4)내에서의 전체적인 냉각과정을 살펴보면, 냉각수가 입수관(9a)을 통해 진공냉각부(4a) 내부로 유입된 후 배수관(9b)으로 배출되는 연속 순환작업을 수행하므로서 내부가 냉각기능을 함과 동시에 진공관(9)을 통해 진공이 걸려, 성형다이스(3)를 거쳐 나온 유동성의 압출도관(5)이 사이징부재(11) 내부를 일정한 속도로 통과하게 될 때 진공흡입공(11a)의 진공 흡인력에 의하여 압출도관(5)을 외측방향으로 잡아 당기는 역할을 하게 되므로 압출도관(5)은 자연스럽게 사이징부재(11)의 내면에 달라 붙게 되고 따라서 그 크기가 최대한으로 벌려 지게 되어(실제로는 완전히 펼쳐지는 결과를 갖게 됨), 압출도관(5)의 단면형상이 소망하는 상태로 유지될 수 있는 것으로서 진공을 이용해 쭈구러 들거나 수축될 수 있는 부위를 바로잡아 원하는 형상을 그대로 유지하면서 냉각공정을 수행할 수 있게 된다.

상기 진공냉각부(4a)를 통과한 압출도관(5)은 후측에 설치된 성형다이스(3a)에 의해 외부면이 재차 성형되고 이어지는 분사냉각부(4b)를 통과하면서 분사부재(12)의 분사공(12a)로 부터 분사되는 냉각수에 의해 냉각공정이 마무리 되게 된다.

이와 같이 소정의 냉각장치(4)에서 효과적인 냉각과정을 거친 압출도관(5)은 감는 드럼(6)에 의하여 마치 코일스프링과 같이 감기면서 길이가 연속된 관체(가)를 성형하게 되는데, 그 과정을 살펴보면, 상기 감는 드럼(6)의 회전에 따라 외면에 압출도관(5)이 감기면서 전체적으로 관체형의 파이프형상을 하게 되고, 이와 동시에 냉각장치(4)의 후측에 별도로 설치된 압출기(22)로부터 가열 용융된 접합용 수지가 노즐(7)을 통하여 감기는 압출도관(5)의 사이 사이 즉, 도관과 도관의 접속 부분(5a)에 공급되어 일체화되면서 관체(가)가 완성되게 되며, 사용자의 사양에 맞게 센서(13)를 통해 절단장치(14)가 작동하여 임의대로 소정의 길이로 절단된 초강성 평활 다층관을 얻게 된다. 도면중 미설명 부호 15는 가공되고 있는 관체(가)를 받쳐 주는 받침대이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 2중 구조의 관체를 성형함에 있어서 내층은 강성향상을 위하여 초강성 수지인 복합PE로 하고 외층은 내 약픔성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌으로 성형하므로서 제품에 대하여는 강도와 수명의 연장을 도모하고, 성형다이스를 통과한 압출도관을 냉각함에 있어서 1차 진공을 걸어 도관이 찌그러짐이 없이 평편히 곧은 상태로 유지되도록 한 상태에서 냉각을 수행하므로서 압출도관 자체의 성형이 소망하는 형상으로 제공될 수 있도록 하여 감는 드럼에 의해 관체를 성형할 때 외관이 미려하고 규격화된 초강성의 평활 다층관을 얻을 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 압출기(2),(22), 성형다이스(3), 냉각장치(4) 및 감는 드럼(6)으로 구성된 관체의 제조장치에 있어서의 냉각장치(4)에 있어서, 상기 냉각장치(4)는 다수의 진공흡입공(11a)이 뚫어져 있는 사이징부재(11)가 설치되어 진공상태로 냉각을 수행할 수 있는 진공냉각부(4a), 및 다수의 분사공(12a)이 성형된 원통형의 분사부재(12)를 갖추어 분사냉각방식으로 냉각을 수행할 수 있는 분사냉각부(4b)로 구성된 것을 특징으로 하는 초강성 평활 다층관의 제조장치에 있어서 냉각장치.
2. 홉퍼(1)로 부터 원료를 공급하는 원료공급공정, 공급된 원료를 겔형상으로 가열 용융시켜 성형다이스(3)로 공급하는 가열압출공정 가열압출된 원료를 성형하는 성형공정, 성형품을 냉각하는 냉각공정, 및 냉각된 도관을 감고 접속부분에 접합용수지를 공급하여 일체화하는 마무리 공정을 거쳐 관체를 제조하는 방법에 있어서의 냉각방법에 있어서, 상기 냉각공정에서는 사이징부재(11)에 형성된 진공흡입공(11a)의 진공 흡인력에 의하여 상기 압출도관(5)을 외측방향으로 잡아 당겨 주면서 냉각을 수행하는 진공냉각부(4a), 외부면을 재차 성형하는 성형다이스(3a) 및 다수의 분사공(12a)이 성형된 원통형의 분사부재(12)를 갖추어 분사냉각을 수행할 수 있는 분사냉각부(4b)로 구성된 냉각장치(4)를 통하여 냉각을 수행하는 것을 특징으로 하는 초강성 평활 다층관의 제조방법에 있어서 냉각방법.