KR100707677B1 - 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치에 관한 것으로서, 튜브를 팽창시켜 제조함에 있어 튜브 길이방향의 연신을 감소시킬 수 있게 구성한 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 튜브를 가열하는 히터와, 내측관에 다수 개의 진공홀이 형성되어 상기 내측관을 지나가는 가열된 튜브를 팽창시키는 팽창관을 구비한 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치에 있어서, 상기 히터와 상기 팽창관의 사이에 위치하여 상기 가열된 튜브의 외측면을 급속 냉각시키는 냉각기를 포함하거나, 상기 가열된 튜브가 진입하는 상기 팽창관 선단부에 설치되어 상기 가열된 튜브를 급속 냉각시키는 냉각기를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 팽창 후 냉각시켜 제조하는 열수축튜브 제조방법에 있어서, 팽창하고자 하는 튜브를 가열하는 단계와, 상기 가열된 튜브의 외측면만을 급속 냉각하는 단계와, 상기 외측면이 냉각된 튜브를 팽창시키는 단계와, 상기 튜브가 소정의 직경으로 팽창되면 냉각시켜 형상을 기억시키는 단계를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

열수축튜브, 팽창관, 냉각기, 수축,

Description

열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치{The Apparatus of Heat Shrinkable Tube for Decreasing Longitudinal Elongation}

도 1은 종래의 기술에 따른 열수축튜브의 제조과정을 나타낸 개념도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열수축튜브의 제조과정을 나타낸 개념도이고,

도 3은 도 2에 도시된 팽창관의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 열수축튜브의 제조방법을 나타낸 블록도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열수축튜브의 제조과정을 나타낸 개념도이며,

도 6은 도 5에 도시된 냉각기와 팽창관의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 튜브 110 : 히터

120 : 팽창관 121 : 테플론 어댑터

125 : 진공홀 131, 132 : 보빈

140 : 급속 냉각기

본 발명은 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치에 관한 것으로서, 특히, 튜브를 팽창시켜 제조함에 있어 튜브 길이방향의 연신을 감소시킬 수 있게 구성한 것이다.

일반적으로 열가소성 물질은 불규칙적으로 배열된 아주 길고 매우 가는 분자들로 구성된다. 이러한 열가소성 물질들의 강도는 분자들 간의 거리와 분자 구조의 결정성에 따라 크게 달라진다. 이러한 열가소성 물질들은 가열하면 결정구조가 허물어져(연화점에 도달하면) 원하는 모양으로 만들 수 있다. 일정한 모양을 형성한 다음에 냉각하게 되면 결정이 다시 생기고, 그 물질 특유의 상당한 강도가 나타난다. 한편, 다시 열이 가해지면 결정들이 없어지게 되며 녹아서 흘러내려 본래의 형태를 유지할 수 없게 된다.

그러나 원자에너지의 발견과 함께 이런 열가소성 물질에 X-선, 베타선, 감마선과 같은 고에너지 투과 방사선에 노출시키면 근접한 분자들 간의 영구적인 결합이 일어나는데, 이를 통상 가교(cross linking)라고 한다.

가교된 열가소성 물질은 연화점 이상의 온도에서도 녹거나 흐르지 않게 되는데, 가교된 열가소성 물질을 가열하여 연화점에 이르면 결정들은 가교 전과 같이 없어지게 되나 가교로 인한 새로운 결합구조가 분자들 사이에 엘라스토머가 끈처럼 작용하기 때문에 더 이상 흐르거나 변형되지 않는 성질을 갖는다.

이와 같은 가교된 물질이 열에 의해 변형되지 않는다는 성질을 이용한 제품이 열수축튜브이며, 이런 열수축튜브는 전기, 전자 산업분야에서 많이 사용되고 있다.

도면에서, 도 1은 종래의 기술에 따른 열수축튜브의 제조과정을 나타낸 개념도이다.

아래에서는 도 1을 참조하여 열수축튜브의 제조과정에 대해 설명한다.

열수축튜브를 제조하기 위해서는 우선, 소정의 직경을 갖는 폴리올레핀 재질의 튜브를 제조하고, 제조된 튜브에 광선 등을 조사하여 가교시킨다.

다음으로, 히터(10)를 통해 가교된 튜브를 연화점 이상의 온도로 가열하고, 가열된 튜브(1F)를 산정된 수축율만큼 팽창관(20) 내부에서 팽창시킨다. 이와 같이 팽창된 튜브(1E)를 냉각시키면 형상을 기억하게 된다.

한편, 종래 기술에 따른 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치는 가열된 튜브(1F)가 팽창관(20) 내부로 진입하여 팽창됨에 있어서, 팽창된 튜브(1E)의 외측면이 팽창관(20) 내측면과 접하는 시점부터 냉각된다. 이 과정에서, 팽창 중에 있는 튜브(1)는 연화점 이상으로 가열된 상태로서 소성상태이고, 소성상태의 튜브(1)의 외측면이 팽창관(20)의 내측면과 접하는 순간 마찰이 발생하며, 인발하기 위해 튜브(1)의 진행방향으로 가해지는 힘에 의해 튜브(1)의 길이방향으로 연신된다.

이와 같이 열수축튜브가 팽창됨에 있어 길이방향으로 연신되면, 차후에 온도변화에 따라 수축됨에 있어 횡방향의 수축은 물론 길이방향 즉 종방향으로의 수축 이 일어난다. 이와 같이 열수축튜브가 수축됨에 있어 종방향으로 수축이 일어나면, 열수축튜브를 피복할 때에 길이방향의 수축을 고려하여 피복하게 된다. 그럼으로써, 피복작업에 어려움이 따른다.

또한, 이와 같이 튜브의 진행방향으로 가해지는 힘에 의해 팽창된 튜브가 종방향으로 연신되기 때문에, 제조된 튜브를 팽창관에서 인발하기 위한 롤러 등의 회전속도를 빠르게 할 수 없다. 이는 제조된 튜브의 생산성이 떨어진다는 단점을 갖고 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 팽창관 내에서 튜브가 팽창할 시에, 팽창관 내측면과의 마찰을 감소시켜 소성상태의 튜브가 길이방향으로 연신되는 것을 최소화하여, 차후에 종방향으로의 과도한 수축을 방지하는 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치는 팽창관 내측면과의 마찰을 감소시켜 튜브의 종방향 연신을 최소화함으로써, 제조된 튜브의 진행속도를 증가시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 튜브를 가열하는 히터와, 내측관에 다수 개의 진공홀이 형성되어 상기 내측관을 지나가는 가열된 튜브를 팽창시키는 팽창관을 구비한 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치에 있어서, 상기 히터와 상기 팽창관의 사이에 위치하여 상기 가열된 튜브의 외측면을 급속 냉각시키는 냉각기를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 튜브를 가열하는 히터와, 내측관에 다수 개의 진공홀이 형성되어 상기 내측관을 지나가는 가열된 튜브를 팽창시키는 팽창관을 구비한 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치에 있어서, 상기 가열된 튜브가 진입하는 상기 팽창관 선단부에 설치되어 상기 가열된 튜브를 급속 냉각시키는 냉각기를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 냉각기는 상기 팽창관의 입구와 선단에 첫번째로 위치한 진공홀의 사이에 설치된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 냉각기는 펠티에 효과를 이용한 급속 냉각기이다.

또한, 본 발명에 따르면, 팽창 후 냉각시켜 제조하는 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조방법에 있어서, 팽창하고자 하는 튜브를 가열하는 단계와, 상기 가열된 튜브의 외측면만을 급속 냉각하는 단계와, 상기 외측면이 냉각된 튜브를 팽창시키는 단계와, 상기 튜브가 소정의 직경으로 팽창되면 냉각시켜 형상을 기억시키는 단계를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

[제1 실시예]

도면에서, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열수축튜브의 제조과정을 나타낸 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 팽창관의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 열수축튜브의 제조방법을 나타낸 블록도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 보빈(131)에서 풀린 튜브(101)는 히터(110)를 지나가면서 연화점 이상으로 가열된다. 가열된 튜브(101)는 팽창관(120)으로 진입한 후에 팽창되는데, 상기 팽창관(120)의 내부 선단 쪽에는 급속 냉각기(140)가 장착되어 가열된 튜브(101)가 팽창관(120)으로 진입하자마자 바로 튜브(101)의 외측면을 급속 냉각시킨다.

도 3에 도시된 팽창관(120)은 입구에 테플론 어댑터(121)가 장착되어 진입하는 튜브(101)를 안내하며, 동시에 테플론 어댑터(121)는 튜브(101)와 접하더라도 마찰을 줄일 수 있게 테플론 재질로 구성된다. 그리고 팽창관(120)은 이중 관으로서 내측관(123I)에는 진공홀(125)이 길이방향으로 형성되고, 내측관(123I)과 외측관(123O)의 사이로 공기를 흡입함으로써, 팽창관(120) 내부를 진공상태로 유지하여 튜브(101)가 팽창될 수 있게 한다.

여기에서, 급속 냉각기(140)는 튜브(101)의 진입방향에 있어서, 팽창관(120)의 선단부에 설치되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 팽창관(120)의 1번째 진공홀(125') 전방에 설치되는 것이 튜브(101)의 팽창 전에 급속 냉각시킬 수 있어 양호한 결과를 얻을 수 있다.

한편, 급속 냉각기(140)에 의해 튜브(101)의 외표면이 냉각되면서, 튜브(101)의 외표면은 그 경도가 내부의 경도보다 상대적으로 높다. 외측면이 급속 냉 각되어 경도가 증가한 상태에서 팽창관(120) 내부로 진입한 튜브(101)는 튜브(101)의 내압 및 팽창관(120) 내부의 진공도에 따라 팽창관(120) 내부에서 팽창하게 된다.

이와 같이 팽창한 튜브(101)의 외측면은 팽창관(120)의 내측면과 접하게 되고, 본격적인 냉각이 이루어진다.

한편, 급속 냉각에 의해 튜브(101) 외측면의 경도가 높아진 상태에서, 튜브(101)가 팽창하여 튜브(101)의 외측면이 팽창관(120)의 내측면과 접하게 되었을 때에, 마찰력은 소성상태의 튜브(급속 냉각되지 않은 상태의 튜브)가 팽창관(120)의 내측면과 접하였을 때의 마찰력보다 상대적으로 낮다.

튜브(101)의 종방향 연신 측면에 있어서, 팽창관(120)의 내측면과 튜브(101)의 외측면 사이에 마찰력이 낮아지게 됨에 따라, 마찰력이 높은 때보다 상대적으로 종방향 연신이 작게 이루어진다. 이와 같이 튜브(101)가 팽창할 시에 종방향 연신이 작게 발생함으로써, 차후 열수축 시에 종방향의 수축을 최소화할 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 급속 냉각기(140)는 펠티에 효과를 이용한 냉각기를 이용하는 것이 바람직하다. 펠티에 효과를 이용한 냉각기는 이미 정수기 등에 널리 사용되고 있는 냉각기로서 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 그리고 본 발명에서 언급하고 있는 급속 냉각기(140)가 반드시 펠티에 효과를 이용한 냉각기만을 한정하는 것은 아니다.

한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 보빈(131)은 팽창하고자 하는 튜브(101)를 풀어 공급하며, 제2 보빈(132)은 팽창관(120)에서 팽창된 튜브(101)를 감아둔다. 또한 도면에는 도시되지 않았지만, 튜브(101)에 내압을 형성하기 위해서는 제2 보빈(132)에 감긴 팽창된 튜브(101)의 선단에 공기압축기를 연결하여 소정의 내압을 형성한다.

그리고 제1 보빈(131)에서 제2 보빈(132)까지 연장된 튜브(101)는 중간 중간에 설치된 롤러(5)에 의해 가압된 상태로 롤러(5)의 회전에 의해 진행한다.

아래에서는 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 열수축튜브 제조방법에 대해 설명한다.

도 4에 보이듯이, 제1 보빈(131)에서 풀린 튜브(101)는 히터(110)를 통과하면서 연화점 이상으로 가열된다(S10). 가열된 튜브(101)는 급속 냉각기(140)를 지나가면서 가열된 튜브(101)의 외측면이 순간적으로 냉각된다(S20). 외측면이 급속 냉각된 튜브(101)는 팽창관(120)을 지나면서 팽창관(120)의 진공상태와 튜브(101) 내압에 의해 팽창되며(S30), 튜브(101)의 외측면이 팽창관(120) 내측면과 접하면서 본격적인 냉각이 이루어진다(S40).

이와 같이 외측면이 냉각되면서 팽창된 튜브(101)는 형상을 기억하게 되고, 다수 개의 롤러(5)에 가압된 상태로 제2 보빈(132)을 향해 진행한 후, 제2 보빈(132)에 감겨진다.

[제2 실시예]

제2 실시예를 제1 실시예와 비교하였을 때에 차이점은, 급속 냉각기가 팽창관의 전방에 설치되어 급속 냉각기와 별도의 구성요소로 배치된다는 것이 다를 뿐, 다른 구성요소는 동일하다. 따라서 동일한 구성요소에는 제1 실시예에서 부여한 도 면부호와 동일한 도면부호를 부여하며, 그에 대한 구체적인 설명은 제1 실시예의 상세한 설명으로 대신한다.

도면에서, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열수축튜브의 제조과정을 나타낸 개념도이며, 도 6은 도 5에 도시된 냉각기와 팽창관의 단면도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 히터(110)와 팽창관(120)의 사이에는 급속 냉각기(140)가 위치하며, 히터(110)에 의해 가열된 튜브(101)가 급속 냉각기(140)를 지나면서 외측면만이 급속 냉각되고, 이런 상태의 튜브(101)는 팽창관(120) 내로 진입하여 팽창된다.

아래에서는 본 발명의 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치 및 그 제조방법을 통해 실험한 예에 대해 설명한다.

그 실험에 따른 조건은 아래와 같다.

팽창하고자 하는 튜브의 직경 5mm, 가열온도 120 내지 170℃, 진행속도 10mpm 내지 20mpm, 튜브내압 0.4기압, 냉각기 온도 -20 내지 0℃, 팽창관 진공도 600 내지 690 torr이다.

이와 같은 조건에서 튜브를 생산하였을 때에 열수축튜브의 연신편차를 100mm 기준으로 하였을 대에 최대/최소 길이의 차가 5mm이내로 줄었다.

이에 반해, 종래의 제조방법에 따라 제조하였을 경우에는 최대/최소 길이의 차가 5 내지 15mm이였다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치는 팽창된 튜브가 팽창관의 내측면과 접하는 시점에 마찰을 최소화함으로써, 튜브의 길이방향으로 작용하는 힘에 의한 연신을 최소화 한다. 따라서 열수축튜브가 갖고 있는 길이방향의 수축율을 최소화 하여 열수축튜브의 종방향 수축을 고려하지 않고 피복 및 사용이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치는 튜브의 종방향 마찰력을 최소화함으로써, 팽창관에서 튜브를 인발하는 속도를 증가시킬 수 있다. 이와 같이 인발속도가 빨라짐에 따라 생산성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한 펠티에 쿨러를 적용할 경우 기존의 냉각 방식에 비해 훨씬 효율적이고, 팽창관 내부 압력에 영향을 주지 않을 수 있다.

이상에서 본 발명의 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 튜브를 가열하는 히터와, 내측관에 다수 개의 진공홀이 형성되어 상기 내측관을 지나가는 가열된 튜브를 팽창시키는 팽창관을 구비한 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치에 있어서,

   상기 가열된 튜브가 진입하는 상기 팽창관 선단부에 설치되어 상기 가열된 튜브를 냉각시키는 냉각기를 포함하며,

   상기 냉각기는 펠티에 효과를 이용한 급속 냉각기인 것을 특징으로 하는 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 냉각기는 상기 팽창관의 입구와 선단에 첫번째로 위치한 진공홀의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 열수축튜브 연신 편차 감소를 위한 제조장치.
4. 삭제
5. 삭제

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