KR100446197B1

KR100446197B1 - 폴리올레핀을 이용한 2중관 제조방법

Info

Publication number: KR100446197B1
Application number: KR10-2000-0063233A
Authority: KR
Inventors: 류제진
Original assignee: 김진태
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2004-09-07
Also published as: US20020170664A1; WO2002034424A1; JP2004512176A; AU2001292399A1; KR20020032714A

Abstract

본 발명은 폴리올레핀을 이용한 2중관 제조방법에 관한 것으로서, 외부 환경이 변하더라도 접착부분의 밀접성이 안정적으로 이루어지도록 한 것이다.

본 발명은 합성수지관(1)을 접착성수지(1')와 폴리에틸렌(1")으로 복합되도록 2중 구조로 형성하는 제 1 단계(S1)와, 상기 제 1 단계(S1)후 합성수지관(1)을 픽업하여 금속관(2) 내부로 합성수지관(1)을 삽입시키는 제 2 단계(S2)와, 상기 제 2 단계(S2)후 고주파 유도 가열수단(3)으로 금속관(2)을 가열하여 합성수지관(1)의 접착성수지(1')가 연화점 온도까지 가열되게 하는 제 3 단계(S3)와, 상기 제 3 단계(S3)후 공기 흡입기(4)를 이용하여 금속관(2) 내면과 합성수지관(1) 외면 사이의 공기를 흡입시켜서 진공되게 하여 금속관(2)과 합성수지관(1)이 안정적으로 밀접되게 하는 제 4 단계(S4)로 이루어진 2중관 제조방법에 있어서,

상기 합성수지관(1)의 외부층을 폴리올레핀의 접착성수지(1')로 형성하는 것이다.

Description

폴리올레핀을 이용한 2중관 제조방법 {COMBINATION PIPE MANUFACTURE METHOD}

본 발명은 폴리올레핀을 이용한 2중관 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 바와 같이 금속관과 합성수지관으로 이루어진 2중관 및 다중관의 제조방법은 금형을 이용하여 밀접시키는 방법과, 열과 공기압을 이용하여 제작하는 방법으로 나뉘어지는 것이다.

상기 전자의 방법은 일단부가 받이구의 형상으로 확경된 금속관의 확경단부 내에 받이구 성형용 내금형을 배설하고, 상기 금속관 내경 보다도 작은 합성수지관을 금속관의 하단으로부터 금속관내로 밀어 넣으며, 상기 합성수지관의 선단부를 상기 금속관의 확경단부와 내금형과의 사이에 틈새를 두지 않고 밀어 넣어 성형한 다음 금속관의 확경단부를 제외한 다른 부분을 축경하여 그 내면을 합성수지관 외면에 밀착시켜 제작하는 것이다.

그리고, 상기 후자의 방법은 금속관의 내외부를 쇼팅(Shotting) 처리한 후 130℃ 정도로 가열함과 아울러 합성수지관의 외면을 스크래칭(Scratching) 처리한 후 접착제를 도포하고, 상기 합성수지관을 금속관에 삽입하여 2차 가열한 후 합성수지관 내부로 공기압을 통해 금속관 내면과 합성수지관 외면에 있는 공기를 배출시켜 제작하는 것이다.

상기한 제작방법에 의해서 제작되는 2중관은 합성수지관을 물리적 힘에 의해서 강제로 밀접시켜서 접합하는 것으로서, 상기 방법에 의해서 생산된 2중관은 작업시에는 완벽하게 밀접되어 있을지라도 소재의 특성상 금속관과 합성수지관의 열팽창계수 및 수축 변형계수가 상이하므로 동절기때 금속관과 합성수지관이 수축되면서 양관의 계면 사이에 틈이 발생하여 긴밀성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기한 2중관의 긴밀성 저하를 해결할 수 있도록 냉각실에서의 제조 방법이 제안되어 있는 바, 상기 냉각실을 통한 제조는 금속관과 합성수지관을 동일 온도로 냉각시키는(-20℃) 방법으로서 상기 금속관보다 합성수지관의 수축률이 크므로 금속관 내경보다 합성수지관의 외경을 크게 제조하여 냉각하는 시스템인 것이다.(공개번호 특1999-0084132 참조)

상기 2중관의 제조는 먼저, 합성수지관 외면에 접착제를 도포하고 냉동실에서 금속관과 함께 냉각시키면 금속관 내경 치수보다 0.2mm정도 적게되는 것이고, 상기 상태에서 합성수지관을 금속관에 삽입하는 것이다. 상기 합성수지관을 금속관에 삽입한 후 상온에 방치하면 합성수지관은 급격한 팽창을 보이면서 금속관과 밀접하게 되는 것이며, 상기 금속관에 일정 온도(80℃ 이하)의 열을 가하면 합성수지관과 접착하게 되는 것이다.

상기한 방법은 금속관과 합성수지관의 직경 팽창력에 대응되면서 상호 분리가 이루어지지 않는 장점이 있으나, 상기 금속관과 합성수지관의 접착력이 적합하지 못하게 되면 상온 상태에서 서로 상이하게 길이 방향으로 팽창됨과 동시에 팽창 오차 한계를 벗어나게 되면서 제품 불량이 발생하게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 외부 환경이 변하더라도 합성수지관과 금속관의 접착부분 밀접성이 안정적으로 이루어지도록 한 관 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 합성수지관을 접착성수지와 폴리에틸렌으로 복합되도록 2중 구조로 형성하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계후 금속관 내부로 합성수지관을 삽입시키는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계후 금속관을 가열하여 합성수지관의 접착성수지가 연화점 온도까지 가열되게 하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계후 금속관 내면과 합성수지관 외면 사이의 공기를 배출시켜서 진공되게 하여 금속관과 합성수지관이 접착되게 하는 제 4 단계로 이루어진 2중관 제조방법에 있어서,상기 합성수지관의 외부층을 폴리올레핀의 접착성수지로 형성하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예의 측면도,

도 2는 본 발명의 실시예의 평단면도,

도 3은 본 발명의 실시예의 공기 흡입기의 일측을 나타낸 예시도,

도 4는 본 발명의 실시예의 공기 흡입기의 타측을 나타낸 예시도,

도 5는 본 발명의 실시예의 고주파 유도 가열장치를 나타낸 예시도,

도 6은 본 발명의 실시예의 공정 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

1: 합성수지관 1': 접착성수지

1": 폴리에틸렌 2: 금속관

3: 고주파 유도 가열수단 4: 공기 흡입기

6: 코일 8: 보호대

9: 바디 10: 고정블럭

11: 유압실린더 12: 지지겸 흡입부

13: 진공게이트 14: 진공배출구

15,18: 헤드

본 발명은 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 합성수지관(1)을 접착성수지(1')와 폴리에틸렌(1")으로 복합되도록 2중 구조로 형성하는 제 1 단계(S1)와, 상기 제 1 단계(S1)후 합성수지관(1)을 픽업하여 금속관(2) 내부로 합성수지관(1)을 삽입시키는 제 2 단계(S2)와, 상기 제 2 단계(S2)후 고주파 유도 가열수단(3)으로 금속관(2)을 가열하여 합성수지관(1)의 접착성수지(1')가 연화점 온도까지 가열되게 하는 제 3 단계(S3)와, 상기 제 3 단계(S3)후 공기 흡입기(4)를 이용하여 금속관(2) 내면과 합성수지관(1) 외면 사이의 공기를 흡입시켜서 진공되게 하여 금속관(2)과 합성수지관(1)이 안정적으로 밀접되게 하는 제 4 단계(S4)로 이루어진 것이며,상기 합성수지관(1)의 외부층을 폴리올레핀의 접착성수지(1')로 형성하는 것이다.

상기 접착성수지(1')와 폴리에틸렌(1")으로 형성된 합성수지관(1)은 금속관(2)이 가열될 때 금속관(2) 내면에 융착될 수 있게 합성수지관(1)의 외면(외부층)을 접착성수지(1')인 폴리올레핀(C₄H₄O₄)으로 피복하는 것으로서, 상기 접착성수지(1')의 피막 두께는 0.4 ∼ 0.6 mm 로 제작하는 것이며, 합성수지관(1)의 외경 치수는 금속관(2)의 내경보다 0.6 ∼ 0.8 mm 적게 함과 아울러 합성수지관(1)의 길이 치수는 금속관(2)의 길이보다 40 ∼ 50 mm 정도 길게 형성하는 것이다. 그리고 상기 접착성수지(1')인 폴리올레핀은 녹는점이 110℃-130℃이며, 열변형 온도가 100℃로서 금속관(2)과 완전하게 접착된 상태에서 일정 이상의 온도까지 열에 견딜 수 있는 것이다. 상기 폴리에틸렌(1")은 폴리프로필렌 등으로 대체할 수 있는 것이다.

상기 금속관(2)을 가열하는 고주파 유도 가열수단(3)은 저주파와 가스 및 전기가열로 등으로 대체할 수 있는 것으로서, 상기 고주파 유도 가열수단(3)은 코일(6)이 권회된 본체부(5)와, 상기 본체부(5)의 외측에 위치되는 냉각수 유로부(7)와, 상기 냉각수 유로부(7)의 외측을 커버하는 보호대(8)로 구성되는 것이다. 상기 본체부(5)는 코일(6)을 통한 고주파의 열을 본체부(5) 내측으로 투입되는 금속관(2)에 전달함으로써 접착성수지(1')가 연화점 온도(110 ∼ 130℃)까지 가열되도록 하는 것이고, 상기 냉각수 유로부(7)와 보호대(8)는 본체부(5)의 열이 외부로 발산되지 않도록 함과 아울러 외부로 부터 본체부(5)가 보호되도록 하는 것이며, 상기 고주파 유도 가열수단(3)은 도시하지 않은 제어박스를 통해서 본체부(5)가 작동되는 것이다.

상기 공기 흡입기(4)는 바디(9)와 고정블럭(10)으로 구성되는 것이며, 상기 바디(9)에 유압실린더(11)를 설치함과 아울러 상기 유압실린더(11)의 로드(11') 선단에 지지겸 흡입부(12)를 형성하고, 상기 지지겸 흡입부(12)에 진공게이트(13)와 진공배출구(14) 및 헤드(15)를 형성하는 것이다. 상기 진공게이트(13) 및 진공배출구(14)는 도시하지 않은 진공펌프 및 공기 흡입부에 연통되어 금속관(2)과 합성수지관(1) 사이의 공기를 외부로 배출시키는 것이다. 그리고 상기 헤드(15)는 합성수지관(1)의 돌출부(16)를 지지하는 것이며, 상기 진공게이트(13) 측부에는 고정체(17)를 설치하여 헤드(15)에 지지되는 합성수지관(1) 및 금속관(2)을 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 것이다.

상기 지지겸 흡입부(12)의 대향지점인 합성수지관(1) 및 금속관(2)의 타측은 고정블럭(10)에 고정된 헤드(18)와 결합되는 것으로서, 상기 고정블럭(10) 및 헤드(18)는 유압실린더(11)의 로드(11')가 전후진됨에 따라 합성수지관(1) 및 금속관(2)을 지지한 상태에서 이동되는 것이고, 상기 이동될 때 고주파 유도 가열수단(3)을 작동시켜 금속관(2)으로 열이 전달되도록 함과 아울러 금속관(2)과 합성수지관(1) 사이의 공기를 외부로 배출시켜 상호간 밀착이 이루어지게 하는 것이다

상기 금속관(2)과 합성수지관(1)을 접착한 상태에서 급냉처리후 합성수지관(1)의 돌출부(16)를 제거하기 위하여 도시하지 않은 커팅기를 구비하는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 외부 환경이 변하더라도 합성수지관과 금속관의 접착부분 밀접성이 안정적으로 이루어지도록 하는 것으로서, 폴리올레핀인 접착성수지(1')를 외측에 피복함과 아울러 상기 접착성수지(1') 내측에 폴리에틸렌(1")이 위치되도록 합성수지관(1)을 성형하고, 상기 합성수지관(1)을 금속관(2) 내측으로 삽입하는 것이다.

상기 합성수지관(1)을 금속관(2) 내측으로 삽입한 후 픽업장치를 이용하여관(1,2)을 픽업하여 관(1,2)의 일측을 고정블럭(10)의 헤드(18)에 위치시킴과 아울러 상기 관(1,2)의 타측을 지지겸 흡입부(12)의 헤드(15)로 위치시키는 것이다. 상기 고정블럭(10) 및 지지겸 흡입부(12)에 지지된 관(1,2)은 고주파 유도 가열수단(3) 내측으로 위치이동되는 것으로서, 상기 고주파 유도 가열수단(3)으로의 이동은 유압실린더(11)의 작동으로 이루어지는 것이다.

상기 고주파 유도 가열수단(3)으로 관(1,2)이 적정 속도로 위치 이동될 때 고주파 유도 가열수단(3)인 본체부(5)의 코일(6)을 작동시켜 금속관(2)의 외주연에 열이 전달되도록 하는 것이다. 상기 금속관(2)의 외주연에 열이 전달되면 합성수지관(1)의 외부층인 접착성수지(1')가 연성화되는 것이고, 상기 접착성수지(1')가 연성화될 때 진공게이트(13) 및 진공배출구(14)상에 존재하는 공기를 외부로 배출시키면 금속관(2)과 합성수지관(1)이 밀착되게 되는 것이며, 상기 밀착이 완전하게 이루어진 후 냉각처리하면 합성수지관(1)이 융착된 상태로 변화게 멈추게 되는 것이다. 상기 진공게이트(13) 및 진공배출구(14)를 통한 금속관(2)과 합성수지관(1) 사이의 공기를 완벽하게 제거함에 따라 보다 강한 접착력을 얻을 수 있는 것이며, 금속관(2) 내부에 요철부(미도시)가 미세하게 형성되어 있어도 완벽하게 접착되는 것이다.

상기 합성수지관(1)의 변화가 정지되면 합성수지관(1)과 금속관(2)이 하나의 관(1,2)으로 형성되는 것으로서, 상기 합성수지관(1)이 융착된 상태로 금속관(2)에 일체로 접착됨에 따라 외부의 온도 변화가 심하게 되더라도 수축 또는 팽창 오차 한계를 벗어나지 않게 되는 것이다. 상기한 융착은 고체 접착제인 접착성수지(1')가 열융착되면서 이루어지는 것으로서, 상기 열융착 방법이 굴곡도에 따라서 융착되므로 공극발생이 없는 완벽한 제품을 얻을 수 있는 것이다.

상기 합성수지관(1)과 금속관(2)을 일체로 형성한 후 금속관(2)의 양측으로 위치된 합성수지관(1)의 돌출부(16)를 커팅기로 절단하여 제품을 완성하는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 합성수지관을 폴리올레핀인 접착성수지와 폴리에틸렌으로 복합 형성함과 아울러 금속관 내측에 합성수지관을 삽입시킨 후 금속관의 외측에서 열을 가하여 합성수지관의 접착성수지가 열융착되게 하는 것이고, 상기 열융착이 이루어질 때 금속관과 합성수지관 사이의 공기를 제거함에 따라 완전하게 접착시킬 수 있는 것이다.

그리고 상기 접착성수지의 열융착으로 금속관과 합성수지관이 일체화되면서 제작됨에 따라 제조비가 절감됨과 아울러 제조과정이 간단하게 이루어지는 것이고, 상기 열융착으로 인한 접착부분이 항상 일정한 상태로 유지됨에 따라 외부 환경이 변하더라도 적응능력이 우수하게 되는 것이다.

또한 종래의 제조방법은 액상 접착제를 사용하는 것으로서 상기 액상 접착제를 사용할 때에는 금속관 내면의 요철부가 없도록 해야 하므로 그 제조가 어려운 단점이 있었으나, 본 발명은 금속관 내면의 요철부에 관계없이 폴리올레핀인 접착성수지가 융착되면서 접착됨에 따라 제조가 편리한 것이다.(상기 열융착 방법이 굴곡도에 따라서 융착되므로 공극발생이 없는 완벽한 제품을 얻을 수 있는 것이다.)

Claims

합성수지관(1)을 접착성수지(1')와 폴리에틸렌(1")으로 복합되도록 2중 구조로 형성하는 제 1단계(S1)와, 상기 제 1단계(S1) 후 금속관(2) 내부로 합성수지관(1)을 삽입시키는 제 2단계(S2)와, 상기 제 2단계(S2) 후 금속관(2)을 가열하여 합성수지관(1)의 접착성수지(1')가 연화점 온도까지 가열되게 하는 제 3단계(S3)와, 상기 제 3단계(S3) 후 금속관(2) 내면과 합성수지관(1) 외면 사이의 공기를 배출시켜서 진공되게 하여 금속관(2)과 합성수지관(1)이 접착되게 하는 제 4단계(S4)로 이루어지는 2중관 제조방법에 있어서,

상기 합성수지관(1)의 외부층을 폴리올레핀의 접착성수지(1')로 형성하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀을 이용한 2중관 제조방법,
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