KR100623499B1 - 고압호스성형용 맨드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나이론 일래스토머재질의 기다란 봉상으로 된 봉체(12)내에 다수의 심재(14)가 매입된 고압호스성형용 맨드릴(10)을 제공한다. 본 발명에 따라서, 심재(14)의 표면에 다수의 요철부(16)가 형성되고 이들 심재(14)가 봉체(12)의 중심에 대하여 균일한 간격을 두고 배치되게 매입된다. 심재(14)는 1축연신된 고경질의 나이론 모노필라멘트 또는 나이론 모노마를 디핑한 초자섬유속으로 구성된다.

고압호스성형용 맨드릴, 심재

Description

고압호스성형용 맨드릴 {MANDREL FOR MOLDING OF HIGH PRESSURE HOSE}

도1은 본 발명에 따른 고압호스성형용 맨드릴의 부분사시도.

도2는 동 확대단면도.

도3은 본 발명에 따른 고압호스성형용 맨드릴에 사용되는 심재의 부분측면도.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

10... 맨드릴 12... 봉체

14... 심재 16... 요철부

본 발명은 고압호스성형용 맨드릴에 관한 것으로, 특히 인장강도가 높아 특고압호스의 성형용으로 적합하고 연속반복하여 재사용이 가능한 고압호스성형용 맨드릴에 관한 것이다.

일반적으로 고압호스는 합성수지 또는 금속으로 된 기다란 봉상 또는 관상의 맨드릴상에서 성형된다. 이러한 고압호스는 기다란 맨드릴의 주면에 먼저 내부고무층이 성층되고 이 내부고무층상에 고압에 견딜 수 있는 고장력 섬유소재의 편조물 이 형성되며 그 위에 다시 외부고무층이 성층된 다음 내외부고무층을 가황처리된다. 이와 같이 맨드릴상에서 성형된 고압호스는 이로부터 맨드릴을 취출해냄으로서 완성된다. 한편 특고압호스의 경우에 있어서는 내외부고무층사이에 형성되는 고장력 섬유층이 스파이럴조직의 섬유층으로 구성될 수 있다.

통상적으로 이러한 고압호스는 그 성형과정에서 예를 들어 100-200m의 연속된 길이로 성형되므로 맨드릴의 길이도 이 정도의 길이를 가져야 함을 물론이다. 따라서 맨드릴은 이러한 길이를 갖기 위하여 합성수지, 예를 들어 나이론소재의 합성수지로 제작된다. 한편 이러한 맨드릴은 고압호스의 성형시 그 직경의 변화가 적고 성형된 고압호스로부터 취출시 가하여지는 힘을 지탱할 수 있는 인장강도를 가져야 한다.

이러한 맨드릴상에서 고압호스의 성형시 내외부고무층사이에 형성되는 고장력 섬유층은 맨드릴의 주면에 압축력을 가한다. 통상적인 고압용 호스에 사용되는 편조조직의 섬유층은 맨드릴의 주면에 균일한 압축력을 가하는 반면에 특고압용 호스에 사용되는 스파이럴조직의 섬유층은 이러한 스파이럴조직의 섬유층을 형성할때 맨드릴의 주면에 상기 편조조직의 섬유층보다 높은 압축력을 가할 뿐만 아니라 압축력의 분포가 균일하지 않아 더 큰 인장력을 요구한다.

이러한 고압호스용 맨드릴의 경우에 있어서, 비교적 인장강도가 높은 나이론소재의 단봉상 맨드릴이 사용되었으나 맨드릴의 취출시 맨드릴이 늘어나 전체적으로 직경이 감소하게 되므로 연속재사용이 어려운 점이 있었다. 이를 감안하여 맨드릴의 취출인장력을 높이고 맨드릴이 늘어나는 것을 방지하기 위하여 맨드릴봉체내 에 스틸와이어 심재를 넣어 성형한 것이 사용되기도 하였다.

한편, 성형완료된 고압호스로부터 이러한 호스의 방사상 내측으로 향하는 압축력을 받고 있는 맨드릴을 취출할 때, 고압호스의 일단을 고정하고 맨드릴과 고압호스의 일측단부에 높은 압력의 수압을 가하여 고압호스의 내면과 맨드릴의 외면사이에 물이 침투하여 수막이 형성되게 하면서 맨드릴을 인장취출하는 방법을 이용한다.

고압호스의 성형에 스틸와이어 심재를 갖는 맨드릴을 사용하는 경우에는 상기와 같이 수압을 가하면서 맨드릴을 취출하는 과정에서 물이 스틸와이어 심재를 구성하는 와이어 스트랜드사이의 공극으로 침투하게 된다. 이와 같이 스틸와이어 심재의 내부공극으로 침투된 물은 이러한 물이 침투된 맨드릴을 재사용하여 고압호스를 성형하는 과정중 가황과정에서 증기화하여 팽창하고 그 팽창압력으로 맨드릴의 표면이 균열되게 한다. 이러한 균열이 발생된 맨드릴은 다시 재사용할 수 없다.

본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 고압 또는 특고압용 호스의 성형에 적합하도록 인장강도를 현저히 높이고 맨드릴의 취출시 맨드릴이 늘어나지 않으며 취출수압을 이용하는 경우에 맨드릴의 내부로 물이 침투되지 않아 연속 반복적으로 재사용이 가능하도록 한 고압호스성형용 맨드릴을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위하여, 본 발명에 있어서는 나이론 일래스토머재질의 기다란 봉상으로 된 봉체내에 다수의 심재가 매입된 고압호스성형용 맨드릴을 제공한다. 본 발명에 따라서, 심재의 표면에 다수의 요철부가 형성되고 이들 심재가 봉체의 중심에 대하여 균일한 간격을 두고 배치되게 매입된다. 심재는 1축연신된 고경질의 나이론 모노필라멘트 또는 나이론 모노마를 디핑한 초자섬유속으로 구성된다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1과 도2는 고압호스를 성형하는데 사용되는 맨드릴(10)을 보인 것으로, 본 발명의 맨드릴(10)은 기다란 길이의 봉체(12)와 이러한 봉체의 내부에 중심으로부터 균일하게 분포된 다수의 심재(14)로 구성된다. 통상적으로 맨드릴(10)의 봉체(12)는 나이론 일래스토머의 재질로 봉상이 되게 성형되고 이러한 봉체의 성형시 내부에 심재(14)가 매입성형된다.

이러한 심재(14)는 1축연신된 고경질의 나이론 모노필라멘트로 구성되고 이러한 심재(14)가 맨드릴 봉체(12)내에 매입되었을 때 봉체(12)와 유리되지 않게 결합될 수 있도록 표면을 널링가공하여 그 표면에 요철부(16)가 형성되도록 한다.

또한 심재(14)는 도시하지는 않았으나 에폭시 또는 나이론 모노마를 디핑한 초자섬유속(硝子纖維束)으로 구성될 수 있다. 물론 이러한 초자섬유속도 그 표면에 요철부를 형성한다.

이들 심재(14)는 봉체(12)의 압출성성시 봉체의 내부에 균일한 간격을 유지한 상태로 매입되며, 직경은 약 1~2mm의 것이 선택된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 맨드릴(10)은 도시된 바와 같이 고경질의 나이론소재로 구성되고 7개의 심재(14)가 매입된, 예를 들어 직경이 1/2 인치, 3/4 인치 및 1 인치 규격의 것에 대하여 인장강도를 측정하였다. 그 결과는 다음의 표와 같다. 여기에서 심재의 인장강도듣 7개의 심재의 전체 인장강도이다.

	맨 드 릴 규 격 (직경)
	1/2 인치	3/4 인치	1 인치
봉체인장강도(kgf/㎠)	300	700	900
심재인장강도(kgf/㎠)	1470	2450	2450
총 인장강도(kgf/㎠)	1770	3150	3350

이와 같이 본 발명의 고압호스성형용 맨드릴은 그 주소재인 연질화 나이론의 봉체(12)내에 고경질의 나이론소재로 구성된 7개의 심재(14)를 매입함으로서 인장강도를 현저히 높일 수 있고 심재(14)의 표면에 요철부(16)를 형성하여 이러한 심재(14)가 맨드릴 봉체(12)내에 매입되었을 때 봉체(12)와 유리되지 않게 결합될 수 있으며 동일 또는 유사한 성질의 재질로 된 봉체(12)와 심재(14)의 결합으로 이들 사이에 간극이 형성되지 않아 맨드릴(10)상에서 고압호스를 성형후 수압을 가하면서 이 맨드릴(10)을 취출시 맨드릴내에 물이 침투되는 것이 방지될 수 있다. 또한 심재(14)는 주로 고경질의 나이론소재로 구성된 것에 대하여 설명되고 시험되었으나 상기 언급된 바와 같이 이 심재(14)가 에폭시 또는 나이론 모노마를 디핑한 초자섬유속으로 구성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 고압 또는 특고압용 호스의 성형에 적합하도록 인장강도를 현저히 높이고 맨드릴의 취출시 맨드릴이 늘어나지 않으며 취출수압을 이용하는 경우에 맨드릴의 내부로 물이 침투되지 않아 연속 반복적으로 재사용이 가능한 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 나이론 일래스토머재질의 기다란 봉상으로 된 봉체(12)내에 다수의 심재(14)가 매입된 맨드릴(10)에 있어서, 심재(14)의 표면에 다수의 요철부(16)가 형성되고 이들 심재(14)가 봉체(12)의 중심에 대하여 균일한 간격을 두고 배치되게 매입됨을 특징으로 하는 고압호스성형용 맨드릴.
2. 제1항에 있어서, 심재(14)가 1축연신된 고경질의 나이론 모노필라멘트로 구성됨을 특징으로 하는 고압호스성형용 맨드릴.
3. 제1항에 있어서, 심재(14)가 에폭시 또는 나이론 모노마를 디핑한 초자섬유속으로 구성됨을 특징으로 하는 고압호스성형용 맨드릴.

Images