KR100922829B1 - Method and apparatus for manufacturing synthetic resin multi-layer pipe with wire - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 와이어 내장형 합성수지 다층관의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 와이어가 정/역 방향으로 교차하여 감기되, 정/역방향의 금속 와이어가 교대로 상하를 반복 교차하면서 엮어진 구조로 감기어 우수한 강도를 가지며, 제조공정이 간단한 와이어 내장형 합성수지 다층관의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a wire-containing synthetic resin multilayer tube, and more particularly, a metal wire is wound by crossing in a forward / reverse direction, and a metal wire in a forward / reverse direction is alternately interlaced up and down. The present invention relates to a method for manufacturing a wire-integrated synthetic resin multilayer tube having a high strength and simple manufacturing process, and a manufacturing apparatus thereof.
관(Pipe)은 유체를 수송하는 용도로 주로 사용된다. 유체 수송용 관으로는 예를 들어 상/수도관, 송유관, 가스관, 배수관 등을 들 수 있다. 일반적으로, 관은 합성수지관과 강관으로 구분될 수 있다. 합성수지관은 주로 고밀도 폴리에틸렌(PE)이나 폴리염화비닐(PVC)을 압출 성형하여 제조되고 있다. 합성수지관은 성형성이 좋고 가벼운 장점이 있다. 그러나 합성수지관은 강관에 비해 강도가 낮아 용도가 제한된다. Pipes are mainly used to transport fluids. Examples of the fluid transport pipe include water / water pipes, oil pipes, gas pipes, and drain pipes. In general, the pipe can be divided into a synthetic resin pipe and a steel pipe. Synthetic resin tubes are mainly manufactured by extrusion molding high density polyethylene (PE) or polyvinyl chloride (PVC). Synthetic resin tube has the advantage of good moldability and light weight. However, synthetic resin pipes have a lower strength than steel pipes, so their use is limited.
합성수지관의 강도를 향상시키기 위해, 압출이나 와인딩을 통해 2층 또는 3층 이상의 다층 구조로 제조하는 방법이 시도되었다. 그러나 다층관의 경우에도 강도가 약하여, 토압이나 내압, 특히 외부의 충격에 의해 쉽게 찢어짐 등이 발생되는 문제점이 지적되었다. In order to improve the strength of the synthetic resin tube, a method of manufacturing a multilayer structure having two or three layers or more through extrusion or winding has been attempted. However, it has been pointed out that even in the case of a multilayer tube, the strength is weak, so that tearing is easily caused by earth pressure, internal pressure, especially external impact.
한편, 강도를 향상시키기 위해 금속 와이어(steal wire)를 내장한 다층관을 제조하는 기술이 시도되었다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제0853414호에는 와이어를 내장한 폴리에틸렌(PE) 3층 피복관이 제시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2009-0042072호에는 제1수지층(내측관) 상에 와이어를 1차 감고, 다시 그 위에 와이어를 2차 감는 선재 내장형 합성수지관의 제조방법이 제시되어 있다. Meanwhile, in order to improve strength, a technique of manufacturing a multilayer tube incorporating a metal wire has been attempted. For example, Korean Patent No. 0853414 discloses a polyethylene (PE) three-layer cladding tube incorporating a wire. In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2009-0042072 discloses a method of manufacturing a wire rod-type synthetic resin tube winding the wire on the first resin layer (inner tube) and winding the wire on it again.
그러나 상기 종래 기술에 따른 와이어 내장형 다층관은 제1수지층과 와이어 간의 밀착성이 떨어지고, 제조공정이 복합한 문제점이 지적된다. 이를 도 1을 참조하면 다음과 같다. 도 1은 종래 기술에 따른 방법으로 와이어가 감겨진 다층관의 요부 사시도이다. However, the wire-embedded multilayer tube according to the prior art is inferior in adhesiveness between the first resin layer and the wire, and a problem in which the manufacturing process is complex is pointed out. Referring to Figure 1 as follows. 1 is a perspective view of main parts of a multilayer tube wound by a wire according to the prior art.
도 1을 참조하면, 상기 선행공개특허에 제시된 바와 같이 제1수지층(1) 상에 어느 한 방향(정방향)으로 와이어(2a)를 1차 감고, 상기 와이어(2a) 상에 반대 방향(역방향)으로 와이어(2b)를 2차 감은 후, 그 위에 제2수지층(3)을 형성하는 기술이 시도되었다. Referring to FIG. 1, the
그러나 상기 2차 감겨진 역방향 와이어(2b)는 정방향 와이어(2a)의 상부에 위치하여, 정방향 와이어(2a)의 두께 만큼 제1수지층(1)과 이격되어 공차(T)가 발생된다. 이에 따라, 역방향 와이어(2b)와 제1수지층(1)의 밀착성이 떨어진다. However, the secondary wound
또한, 정방향 와이어(2a)를 감는 공정(1차 와인딩 공정)과 역방향 와이어(2b)를 감는 공정(2차 와인딩 공정)을 각각 별도의 와인딩기를 사용하여 수행함에 따라 제조공정이 복잡하고 설비가 증가되는 문제점이 있다. In addition, as the process of winding the
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속 와이어를 제1수지층 상에 정/역방향으로 감되, 상기 정/역방향의 금속 와이어를 제1수지층과 최대한 밀착되게 감음으로써, 강도가 우수하고, 제조공정이 간단한 와이어 내장형 합성수지 다층관의 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by winding the metal wire in the forward / reverse direction on the first resin layer, by winding the metal wire in the forward / reverse direction as close as possible to the first resin layer It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a wire-containing synthetic resin multilayer tube and a manufacturing apparatus thereof, which have excellent strength and simple manufacturing process.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above object,
제1수지층; First resin layer;
상기 제1수지층 상에 형성된 금속 와이어층; A metal wire layer formed on the first resin layer;
상기 금속 와이어층 상에 형성된 제2수지층을 포함하고, A second resin layer formed on the metal wire layer;
상기 금속 와이어층은 정방향과 역방향으로 감겨진 정/역방향의 금속 와이어를 포함하되, 상기 정/역방향의 금속 와이어가 교대로 상하를 반복 교차하여 엮어진 합성수지 다층관의 제조방법을 제공한다. The metal wire layer includes a metal wire in a forward / reverse direction wound in a forward direction and a reverse direction, and provides a method of manufacturing a synthetic resin multilayer tube in which the forward / reverse direction metal wires are alternately interwoven repeatedly.
이때, 상기 금속 와이어층은, 밀도(단위 면적당 와이어가 차지하는 면적)가 30% ~ 98%인 것이 바람직하다. In this case, the metal wire layer preferably has a density (area occupied by the wire per unit area) of 30% to 98%.
또한, 본 발명은,In addition, the present invention,
제1수지층을 압출 성형하기 위한 제1압출성형기; A first extrusion machine for extruding the first resin layer;
상기 제1압출성형기에서 토출된 제1수지층을 사이징하기 위한 제1사이징기; A first sizing unit for sizing the first resin layer discharged from the first extrusion molding machine;
상기 제1사이징기에서 토출된 제1수지층 상에 금속 와이어층을 형성하기 와인딩기; A winding machine to form a metal wire layer on the first resin layer discharged from the first sizing machine;
상기 와인딩기에서 토출된 제품의 금속 와이어층 상에 제2수지층을 압출 성형하기 위한 제2압출성형기; 및 A second extrusion molding machine for extruding the second resin layer on the metal wire layer of the product discharged from the winding machine; And
상기 제2압출성형기에서 토출된 제품의 제2수지층을 사이징하기 위한 제2사이징기를 포함하고, A second sizer for sizing the second resin layer of the product discharged from the second extrusion molding machine,
상기 와인딩기는, The winding machine,
어느 한 방향으로 회전하는 제1회전체; 상기 제1회전체에 형성되고, 금속 와이어가 권취된 제1그룹 캐리어; 상기 제1회전체와 반대 방향으로 회전하는 제2회전체; 및 상기 제2회전체에 형성되고, 금속 와이어가 권취된 제2그룹 캐리어를 포함하는 합성수지 다층관의 제조장치를 제공한다. A first rotating body rotating in one direction; A first group carrier formed on the first rotatable body and wound with a metal wire; A second rotating body rotating in a direction opposite to the first rotating body; And a second group carrier formed on the second rotatable body and wound with a metal wire.
본 발명에 따르면, 금속 와이어가 제1수지층 상에 정/역방향으로 교차하면서 상하로 엮어진 구조로 감겨져 있어, 제1수지층과 최대한 밀착된다. 이에 따라, 우수한 강도를 갖는다. According to the present invention, the metal wire is wound in a structure woven up and down while intersecting in the forward / reverse direction on the first resin layer, so as to be in close contact with the first resin layer as much as possible. Thus, it has excellent strength.
또한, 금속 와이어가 1개의 와인딩기를 통해 정/역방향으로 엮어진 구조로 동시에 감겨지게 되어 제조공정 및 설비가 간단한 효과를 갖는다.In addition, the metal wire is wound simultaneously in a structure woven in the forward / reverse direction through a single winding machine has a simple effect on the manufacturing process and equipment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 것으로서, 이는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention. The accompanying drawings show exemplary embodiments of the present invention, which are provided only to assist in understanding the present invention, and thus the technical scope of the present invention is not limited thereto.
도 2는 본 발명의 제1구현예에 따른 와이어 내장형 합성수지 다층관(이하, '다층관'으로 약칭한다)의 절개 사시도 및 요부 확대도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제2구현예에 따른 다층관의 요부 구성도이고, 도 4는 본 발명의 제3구현예에 따른 다층관의 요구 구성도이다. 2 is an exploded perspective view and an enlarged view of a cutaway of a wire-containing synthetic resin multilayer tube (hereinafter, abbreviated as 'multilayer tube') according to a first embodiment of the present invention. 3 is a main configuration diagram of the multilayer tube according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a required configuration diagram of the multilayer tube according to the third embodiment of the present invention.
먼저, 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 다층관은 제1수지층(10); 상기 제1수지층(10) 상에 형성된 금속 와이어층(20); 및 상기 금속 와이어층(20) 상에 형성된 제2수지층(30)을 포함한다. First, referring to FIG. 2, the multilayer tube according to the present invention includes a
상기 제1수지층(10) 및 제2수지층(30)은 합성수지재로 구성되며, 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리염화비닐(PVC) 등으로부터 선택된 하나 이상의 합성수지재로 구성될 수 있다. 제1수지층(10) 및 제2수지층(30)은, 보다 구체적인 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌(PE)으로 구성될 수 있다. The
또한, 상기 제1수지층(10)은 1층 또는 2층 이상의 다층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1수지층(10)은 베이스층(12)과, 상기 베이스층(12) 상에 형성되고 와이어층(20) 및 제2수지층(30)과의 결합력을 위한 접착제층(14)으로 포함하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 제2수지층(30)도 제1수지층(10)과 같이 1층 또는 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있으며, 바람직하게는 제2수지층(30)도 베이스층(32)과, 상기 베이스층(32) 상에 형성되고 와이어층(20) 및 제1수지층(10)과의 결합력을 위한 접착제층(34)을 포함하는 것이 좋다. 이때, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기 베이스층(12)(32)은 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌(PE)으로 구성되고, 상기 접착제층(14)(34)은 베이스층(12)(32)보다 융점이 낮은 것, 예를 들어 융점이 낮도록 개질된, 개질 폴리에틸렌(PE)으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1수지층(10) 및 제2수지층(30)은 폴리에틸렌(PE)을 주재료로 하되, 강도 보강을 위한 무기물이나 섬유 칩, 색상 구현을 위한 색상 안료나 염료, 및 성형성을 위한 이형제 및 기타 첨가제 등이 더 포함될 수 있다. In addition, the
상기 와이어층(20)은 제1수지층(10) 상에 정방향(시계 방향)으로 감겨진 와이어(22)와, 역방향(반시계 방향)으로 감겨진 와이어(24)를 포함한다. 상기 와이어(22)(24)는 예를 들어 강철(steel), 알루미늄, 니켈, 주석, 크롬, 동 및 이들의 합금(예를 들어, SUS 합금) 등으로 이루어진 군중에서 선택된 금속 와이어를 사용할 수 있으나, 상기 나열한 금속으로 제한되는 것은 아니다. The
상기 정방향 와이어(22)와 역방향 와이어(24)는 제1수지층(10) 상에 동시에 감기되, 이들은 교대로 상하를 반복 교차하면서 감기어 엮어진(woven) 구조로 갖는다. 구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 정방향 와이어(22)와 역방향 와이어(24)는 서로 반대 방향으로 감기어 교차된다. 이때, 교대로 상하를 반복 교차하여 엮어진 구조를 갖는다. 본 발명에서 "교대로 상하를 반복 교차하여 엮어진"이라는 의미는, 정방향 와이어(22)와 역방향 와이어(24)가 서로 반대 방향으로 감기 어 교차점들을 가지는데, 이때 상기 교차점들에서 상하 위치를 반복하여 어느 한 교차점에서는 정방향 와이어(22)가 상부에 위치하고, 다른 교차점에서는 역방향 와이어(24)가 상부에 위치하는 것을 의미한다. The
예를 들어, 도 2를 참조하면, 정방향 와이어(22)와 역방향 와이어(24)는 교차점들(예를 들어, 도 2에서 P1 ~ P3)을 가지는 데, 이때 어느 한 교차점(도 2에서, P1)에서 정방향 와이어(22)가 역방향 와이어(24)의 상부에 위치하면, 상기 교차점(P1)과 동일 선상에서 인접한 다른 교차점(도 2에서, P2 및 P3)에서 정방향 와이어(22)는 역방향 와이어(24)의 아래에 위치한다. 즉, 제1교차점(P1)에서는 정방향 와이어(22)가 상부로 위치하고, 동일 선상의 인접하는 제2교차점(P2) 및 제3교차점(P3)에서는 역방향 와이어(24)가 상부로 위치하여, 정방향 와이어(22)와 역방향 와이어(24)는 교대로 상하를 반복 교차하는 엮어진 구조를 갖는다. For example, referring to FIG. 2, the
또한, 상기 와이어(22)(24)는 1칸(1가닥) 또는 2칸(2가닥) 이상을 단위로 하여 상하로 반복 교차하여 엮어질 수 있다. 도 2는 1칸(1가닥)을 단위로 하여 상하로 반복 교차하여 엮어진 모습을 예시한 것이고, 도 3 및 도 4는 2칸(2가닥)을 단위로 하여 상하로 반복 교차하여 엮어진 모습을 예시한 것이다. 구체적으로, 도 3에 보인 바와 같이, 교차점 P4와 P5에서는 정방향 와이어(22)가 상부에 위치하고, 동일 선상의 교차점 P6와 P7에서는 상기 정방향 와이어(22)가 하부에 위치할 수 있다. 이와 같이, 상기 와이어(22)(24)는 2칸(2가닥) 이상을 단위로 하여 상하로 반 복 교차하여 엮어질 수 있다. In addition, the
아울러, 도 3을 참조하면, 상기 정방향 와이어(22)와 역방향 와이어(24)는 서로 교차되어 각도(θ)를 이루는데, 이때 상기 각도(θ)는 특별히 한정하는 것은 아니지만 30 내지 300도가 될 수 있다. 각도(θ)는, 바람직하게는 90 내지 150도가 될 수 있다. In addition, referring to FIG. 3, the
또한, 도 3을 참조하면, 상기 와이어(22)(24)는 2가닥 이상이 합을 이루어 감길 수 있다. 예를 들어, 와이어(22)(24)는 2가닥 내지 20가닥이 합을 이루어 감길 수 있다. 도 3은 2가닥의 와이어(22)(24)가 합(2합)을 이루어 감긴 모습을 예시한 것이다. 그리고 첨부된 도 7은 7가닥의 와이어(22)(24)가 합(7합)을 이루어 감긴 모습을 예시한 것이다. In addition, referring to FIG. 3, the
본 발명에 따르면, 와이어(22)(24)가 위와 같이 정방향과 역방향으로 서로 교차하면서 감기되, 상하를 반복하여 엮어진 구조로 감기어, 제1수지층(10)과 최대한 밀착된다. 즉, 정/역방향의 와이어(22)(24)가 서로 상하를 반복하면서 감기어 정방향의 와이어(22)는 물론 역방향의 와이어(24)도 제1수지층(10)에 밀착되어, 종래와 같은 공차(T, 도 1참조) 발생이 적다. 그리고 정/역방향의 와이어(22)(24) 끼리 서로 엮어져 결선됨에 따라 견고한 와이어층(20)이 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따르면, 와이어(22)(24)와 제1수지층(10) 간의 밀착력 및 와이어(22)(24) 상호 간의 결선력이 향상되고, 공차(T, 도 1 참조) 발생이 적어 우수한 강도를 갖는다. 또한, 정/역방향의 와이어(22)(24)가 동시에 감기어 제조공정이 간단하다. According to the present invention, the
본 발명에서, 상기 와이어(22)(24)는 특별히 제한되는 것은 아니지만 0.01 ~ 5.0mm의 굵기를 가지는 것을 사용할 수 있다. 이때, 와이어(22)(24)의 굵기가 0.01 미만이면, 와인딩 시 끊어질 수 있고 강도가 양호하지 않을 수 있다. 그리고 와이어(22)(24)의 굵기가 5.0mm를 초과하여 너무 굵으면, 서로 엮어진 구조로 감기가 어려울 수 있다. 와이어(22)(24)의 굵기는, 위와 같은 작업성 및 강도 등을 고려하여 0.15 ~ 3.0mm인 것이 좋으며, 보다 좋게는 0.2 ~ 0.5mm인 것을 사용할 수 있다. In the present invention, the
또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, 상기 와이어층(20)의 밀도는 15% 이상이 좋다. 와이어층(20)의 밀도는, 보다 바람직하게는 30% ~ 98%인 것이 좋다. 본 발명에서, 밀도란 제1수지층(10) 상의 단위 면적당 와이어(22)(24)가 차지하는 면적으로서, 예를 들어 밀도 "80%"이라는 의미는 평면에서 바라볼 때, 제1수지층(10)의 1㎠ 상에 와이어(22)(24)가 차지하는 면적이 0.8㎠이라는 것을 의미한다. 와이어층(20)의 밀도가 상기 범위를 만족하면 보다 우수한 강도를 확보한다. 와이어(22)(24)의 밀도가 15% 미만으로 너무 작으면 와이어(22)(24) 간의 거리가 멀어져, 본 발명에서 목적하는 우수한 강도를 확보하기 어렵다. 특히, 본 발명에 따르면, 와이어(22)(24)의 밀도가 30% 이상인 경우 강관과 동등 수준의 우수한 강도를 가짐을 알 수 있었다. 그러나 와이어(22)(24)가 너무 촘촘하게 감기어 밀도가 98%를 초과하면 제1수지층(10)과 제2수지층(30)의 결합력이 약해질 수 있고, 경량성이 떨어질 수 있다. 첨부된 도 3은, 와이어(22)(24)가 낮은 밀도로 감긴 모습을 예시한 것이고, 도 4는 높은 밀도로 감긴 모습을 예시한 것이다. In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the density of the
또한, 본 발명에 따른 다층관은 이상에서 설명한 제1수지층(10), 와이어 층(20) 및 제2수지층(30)을 포함하되, 임의 선택적으로 별도의 다른 층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1수지층(10)의 표면(내부 면)이나 제2수지층(30)의 표면(외부 면)에 코팅된 것으로서, 부식 방지나 오염 방지 등을 위한 코팅층을 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 코팅층은 에폭시수지층을 들 수 있다. 아울러, 상기 제1수지층(10) 및 제2수지층(30) 중에서 선택된 하나 이상에는 보강재가 매입될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 다층관은 상기 제1수지층(10) 및 제2수지층(30) 중에서 선택된 하나 이상에 형성된 섬유층을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 섬유층은 제1수지층(10) 및/또는 제2수지층(30)에 내입되어 형성될 수 있으며, 이러한 섬유층을 구성하는 섬유는 나일론사, 폴리에스테르사 및 이들의 혼합사 등을 예로 들 수 있다. 아울러, 상기 섬유층은, 섬유사가 정방향, 역방향 또는 정/역방향으로 감겨진 망(net) 구조로 형성될 수 있다. In addition, the multilayer tube according to the present invention may include the
한편, 본 발명에 따른 다층관은 이하에서 설명되는 본 발명의 제조장치를 통해 제조되면 좋다. 이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 합성수지 다층관을 제조하는 과정과 제조장치를 함께 설명한다. On the other hand, the multilayer tube according to the present invention may be manufactured through the manufacturing apparatus of the present invention described below. Hereinafter, a process and a manufacturing apparatus for manufacturing a synthetic resin multilayer tube according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
도 5는 본 발명의 예시적인 형태에 따른 와이어 내장형 합성수지 다층관의 제조장치의 구성도이고, 도 6은 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 와인딩기의 사시도이다. 그리고 도 7은 상기 도 6의 "A"부분을 확대한 도면이다. 5 is a configuration diagram of a device for manufacturing a wire-containing synthetic resin multilayer tube according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a perspective view of a winding machine according to an exemplary embodiment of the present invention. 7 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 6.
먼저, 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 제조장치는 제1수지층(10)을 압출 성형하기 위한 제1압출성형기(110); 상기 제1압출성형기(110)에서 토출된 제1수지층(10)을 사이징(sizing)하기 위한 제1사이징기(120); 상기 제1사이징 기(120)에서 토출된 제1수지층(10) 상에 금속 와이어층(20)을 형성하기 위한 와인딩기(130); 상기 와인딩기(130)에서 토출된 금속 와이어층(20) 상에 제2수지층(30)을 압출 성형하기 위한 제2압출성형기(140); 상기 제2압출성형기(140)에서 토출된 제2수지층(30)을 사이징하기 위한 제2사이징기(150)를 포함한다. First, referring to FIG. 5, the manufacturing apparatus according to the present invention includes a
상기 제1압출성형기(110)는 원통형의 제1수지층(10)을 성형하는 성형다이(112)와, 상기 성형다이(112)에 제1수지층(10)의 원료를 압출 공급하는 압출기(114)를 포함한다. 상기 제1수지층(10)은 전술한 바와 같이 베이스층(12)과 접착제층(14)을 포함하는 것이 바람직한데, 이때 상기 성형다이(112)는 2개의 토출구(112a)(112b)를 가지는 것이 좋다. 즉, 성형다이(112)는 베이스층(12)을 성형하기 위한 베이스층 토출구(112a)와 상기 베이스층(12)의 외측에 접착제층(14)을 일체로 성형하기 위한 접착제층 토출구(112b)를 가지는 것이 좋다. 또한, 상기 압출기(114)는 성형다이(112)에 베이스층(12)의 원료(예, 고밀도 PE)를 압출 공급하는 베이스층 압출기(114a)와, 성형다이(112)에 접착제층(14)의 원료(예, 개질 PE)를 압출 공급하는 접착제층 압출기(114b)를 포함하는 것이 좋다. 이와 같이, 제1압출성형기(110)는 2개의 토출구(112a)(112b)를 가지는 1개의 성형다이(112)와, 상기 성형다이(112)에 베이스층(12) 및 접착제층(14)을 형성하는 원료를 각각 공급하는 2개의 압출기(114a)(114b)를 포함하는 것이 좋다. 이에 따라, 1개의 제1압출성형기(110)를 통하여 이중 압출방식으로 베이스층(12)과 접착제층(14)을 동시에 성형할 수 있어 제조공정이 개선된다. The first
상기 제1압출성형기(110)에서 토출된 제1수지층(10)은 제1사이징기(120)로 공급되는데, 이때 상기 제1사이징기(120)에서는 제1수지층(10)의 외경을 사이징(sizing)한다. 즉, 제1사이징기(120)에서는 흡입을 통해 진공을 유지하거나 제1수지층(10)의 안쪽에 기체를 블로잉(blowing)하여 제1사이징기(120)의 내부 벽면에 제1수지층(10)을 밀착시켜 균일한 외경을 갖도록 한다. 이때, 상기 제1사이징기(120)에서는 사이징 후, 살수 등을 통해 제1수지층(10)을 냉각하는 냉각공정이 진행되는 것이 좋다. The
상기 제1사이징기(120)에서 토출된 제1수지층(10)은 와인딩기(130)로 공급된다. 상기 와인딩기(130)는 제1수지층(10) 상에 와이어(22)(24)를 정/역방향으로 동시에 와인딩하되, 정/역방향 와이어(22)(24)가 교대로 상하를 반복 교차하도록 와인딩하여 와이어층(20)을 형성한다. 이러한 와인딩기(130)에 대한 구체적인 설명은 후술한다. The
상기 와인딩기(130)에서 토출된 제품, 즉 제1수지층(10) 및 와이어층(20)을 포함하는 피복체는 제2압출성형기(140)로 공급된다. 상기 제2압출성형기(140)에서는 와이어층(20) 상에 제2수지층(30)을 형성한다. 이때, 상기 제2압출성형기(140)는 상술한 제1압출성형기(110)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제2압출성형기(140)는 제2수지층(30)을 성형하는 성형다이(142)와, 상기 성형다이(142)에 제2수지층(30)의 원료를 압출 공급하는 압출기(144)를 포함한다. 상기 제2수지층(30)은 전술한 바와 같이 베이스층(32)과 접착제층(34)을 포함하는 것이 바람직한데, 이때 상기 성형다이(142)는 2개의 토출구(142a)(142b)를 가지는 것이 좋다. 즉, 성형다이(142)는 접착제층(34)을 성형하기 위한 접착제층 토출구(142b) 와, 상기 접착제층(34)의 외측에 베이스층(32)을 일체로 성형하기 위한 베이스층 토출구(142a)를 가지는 것이 좋다. 또한, 상기 압출기(144)는 성형다이(142)에 접착제층(34)의 원료(예, 개질 PE)를 공급하는 접착제층 압출기(144b)와, 상기 성형다이(142)에 베이스층(32)의 원료(예, 고밀도 PE)를 압출 공급하는 베이스층 압출기(144a)를 포함하는 것이 좋다. 이와 같이, 제2압출성형기(140)는 2개의 토출구(142a)(142b)를 가지는 1개의 성형다이(142)와, 상기 성형다이(142)에 베이스층(32) 및 접착제층(34)의 원료를 각각 공급하는 2개의 압출기(144a)(144b)를 포함하는 것이 좋다. 이에 따라, 1개의 제2압출성형기(140)를 통하여 이중 압출방식으로 베이스층(32)과 접착제층(44)을 와이어층(20) 상에 동시에 피복, 형성할 수 있어 제조공정이 개선된다. The product discharged from the winding
상기 제2압출성형기(140)에서 토출된 제품, 즉 제1수지층(10), 와이어층(20) 및 제2수지층(30)을 포함하는 제품은 제2사이징기(150)로 공급된다. 상기 제2사아징기(150)는 제2수지층(30)의 외경을 사이징한다. 이러한 제2사이징기(150)는 전술한 제1사이징기(120)와 유산 구조를 가질 수 있다. 즉, 제2사이징기(150)에서는 흡입을 통해 진공을 유지하거나 제1수지층(10)의 안쪽에 기체를 블로잉(blowing)하여 제2사이징기(150)의 내부 벽면에 제2수지층(30)을 밀착시켜 균일한 외경을 갖도록 할 수 있다. 아울러, 상기 제2사이징기(150)에서는 사이징 후, 살수 등을 통해 제2수지층(30)을 냉각하는 냉각공정이 진행되는 것이 좋다.The product discharged from the
상기 제2사이징기(150)를 거친 제품은 관의 내면 및 외면의 이물질(지방성 물질 등)을 제거하는 공정이 진행될 수 있다. 상기 이물질 제거공정은 예를 들어 코로나 방전기를 통해 진행될 수 있다. The product that has passed through the
아울러, 상기 제1수지층(10)은 전술한 바와 같이 베이스층(12)과 접착제층(14)을 포함할 수 있는데, 이때 베이스층(12)을 압출을 통해 형성하고, 이후 베이스층(12)을 사이징한 다음, 상기 베이스층(12) 상에 접착제층(14)을 형성하는 방법으로 진행될 수 있다. In addition, the
또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조장치는 제1사이징기(120)와 와인딩기(130)의 사이에 설치된 히팅기(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 히팅기(160)는 제1수지층(10)의 접착제층(14)을 가열한다. 이러한 가열에 의해 접착제층(14)이 어느 정도 용융되어 접착성을 띠게 될 수 있으며, 이에 따라 와인딩 과정에서 와이어(22)(24)와의 결합력이 향상될 수 있다. 아울러, 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조장치는 상기 각 장치들로의 계속적인 이송을 위한 인장기(170)를 포함할 수 있다. 이러한 인장기(170)는 제2사이징기(150)의 후단에 설치될 수 있으며, 인장기(170)에서 인출된 제품은 절단기(도시하지 않음)를 통해 소정의 길이로 절단될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 5, the manufacturing apparatus according to the present invention may further include a
한편, 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 와인딩기(130)는 어느 한 방향으로 회전하는 제1회전체(131); 상기 제1회전체(131)에 형성되고, 와이어(22)가 권취된 제1그룹 캐리어(132); 상기 제1회전체(131)와 반대 방향으로 회전하는 제2회전체(133); 및 상기 제2회전체(133)에 형성되고, 와이어(24)가 권취된 제2그룹 캐리어(134)를 포함한다. Meanwhile, referring to FIG. 6, the winding
상기 제1 및 제2회전체(131)(133)는 모터(도시하지 않음)에 의해 회전하며, 이러한 제1 및 제2회전체(131)(133)의 회전에 의해 각각에 형성된 캐리어(132)(134)도 회전한다. 제1 및 제2회전체(131)(133)는 서로 반대 방향으로 동시에 회전한다. 이때, 제1회전체(131)가 정방향(시계 방향)으로 회전하면, 제2회전체(131)는 이와 반대인 역방향(반시계 방향)으로 동시에 회전한다. 또한, 상기 제1그룹 및 제2그룹 캐리어(132)(134)는 도시된 바와 같이 각 회전체(131)(133)의 원주 방향으로 형성된 다수 개의 캐리어(132a)(134a)를 포함한다. 상기 제1그룹 및 제2그룹 캐리어(132)(134)를 구성하는 캐리어(132a)(134a)에는 각각 와이어(22)(24)가 권취되어 있는데, 이때 예를 들어 제1그룹 캐리어(132)가 정방향으로 회전하면 제1수지층(10) 상에 정방향의 와이어(22)가 감기게 되고, 이와 동시에 제2그룹 캐리어(134)는 역방향으로 회전하여 제1수지층(10) 상에 역방향의 와이어(24)가 감긴다. 아울러, 도 6에 예시한 바와 같이, 정방향으로 회전하는 제1회전체(131)는 외측에 위치하고, 역방향으로 회전하는 제2회전체(133)는 상기 제1회전체(131)의 내측에 위치할 수 있다. 또한, 상기 회전체(131)(133)는 지지대(137)에 의해 지지될 수 있다. The first and second
한편, 정/역방향의 와이어(22)(24)는 교대로 상하를 반복 교차하여 엮어지는데, 이때 최초 출발시점에서 정방향 와이어(22)와 역방향 와이어(24)를 서로 엮어지게 한 후, 상기 회전체(131)133)을 회전시켜 계속적인 엮임 구조로 감겨지게 할 수 있다. 이때, 제품은 인장기(170, 도 5 참조)에 의해 수평 방향으로 이송된다. 구체적으로, 인장기(170)를 통해 제품을 수평 방향으로 계속적으로 이송시키면서 상기 와인딩기(130)의 회전체(131(133)를 회전시켜 제1수지층(10) 상에 정/역방향으로 와이어(22)(24)가 감기도록 한다. 이때, 와이어(22)(24) 간의 피치나 각도(θ) 및 와이어(22)(24)의 밀도 등은 회전체(131(133)의 지름, 감기지는 지점, 캐리어(132a)(134a) 간의 거리, 회전체(131(133)의 회전속도, 및 인장기(170)에 의한 제품의 이송속도 등에 따라 달라지게 할 수 있다. 즉, 캐리어(132a)(134a)의 회전속도를 느리게 하고 제품의 이송속도를 빠르게 하면 밀도가 작아지고, 이와 반대로 하면 밀도가 커진다. 따라서 상기 캐리어(132a)(134a)의 회전속도 및/또는 제품의 이송속도를 조절하여, 와이어(22)(24)의 밀도가 30% ~ 98%가 되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 다층관의 제조방법은 상기에서 설명한 본 발명의 제조장치가 이용된다. 구체적으로, 본 발명에 따른 다층관의 제조방법은 상기에서 설명한 제조장치로서, 제1수지층(10)을 압출 성형하기 위한 제1압출성형기(110); 상기 제1압출성형기(110)에서 토출된 제1수지층(10)을 사이징하기 위한 제1사이징기(120); 상기 제1사이징기(120)에서 토출된 제1수지층(10) 상에 금속 와이어층(20)을 형성하기 위한 와인딩기(130); 상기 와인딩기(130)에서 토출된 금속 와이어층(20) 상에 제2수지층(30)을 압출 성형하기 위한 제2압출성형기(140); 및 상기 제2압출성형기(140)에서 토출된 제2수지층(30)을 사이징하기 위한 제2사이징기(150)를 포함하고, 상기 와인딩기(130)는 어느 한 방향으로 회전하는 제1회전체; 상기 제1회전체(131)에 형성되고, 금속 와이어(22)가 권취된 제1그룹 캐리어(132); 상기 제1회전체(131)와 반대 방향으로 회전하는 제2회전체(133); 및 상기 제2회전체(133)에 형성되고, 금속 와이어(24)가 권취된 제2그룹 캐리어(134)를 포함하는 제조장치를 이용하여 제조한다. Meanwhile, the
On the other hand, the manufacturing apparatus of the present invention described above is used for the method for producing a multilayer tube according to the present invention. Specifically, the manufacturing method of the multi-layer tube according to the present invention, the manufacturing apparatus described above, the first
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 와이어(22)(24)가 제1수지층(10) 상에 정/역방향으로 서로 상하로 반복 교차하여 엮어진 구조로서 제1수지층(10)과 최대한 밀착되게 감기어 우수한 압착강도 및 충격강도 등을 갖는다. 이에 따라, 본 발명에 따른 PE 다층관은 지반이 약한 부분에도 사용할 수 있고, 압력관용 및 가스관용 등으로 사용할 수 있음은 물론 강관의 대용으로 사용할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따르면 전술한 바와 같이 와이어(22)(24)가 1개의 와인딩기(130)를 통해 정/역방향으로 엮어진 구조로 동시에 감겨지게 되어 제조공정 및 설비가 간단하여 저렴한 가격으로 보급될 수 있다. According to the present invention as described above, the
한편, 하기 [표 1]은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 고밀도 PE 다층관으로서, 스틸 와이어(22)(24)를 사용하되, 도 3에 보인 같이 와이어(22)(24)가 2칸(2가닥)을 단위로 하여 상하로 반복 교차하여 엮어지게 제조한 PE 다층관(시편 기준 : 5 B 시편, 4 x 2)의 물성 평가를 보인 것이다. 그리고 하기 [표 1]의 비교예 1은 종래의 일반 PE 다층관(와이어가 내장되지 않은 것)을 시편으로 사용한 것이고, 비 교예 2는 종래의 방법으로 스틸 와이어를 감아서 제조한 PE 다층관을 시편으로 사용한 것이다. On the other hand, Table 1 is a high-density PE multilayer tube manufactured according to an embodiment of the present invention, using a
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 다층관은 종래의 비교예에 따른 관에 비해 최대하중 및 인장강도 등의 물성에서 매우 우수함을 알 수 있었다. As shown in Table 1, the multilayer tube according to the present invention was found to be very excellent in physical properties such as maximum load and tensile strength compared to the tube according to the conventional comparative example.
도 1은 도 1은 종래 기술에 따른 방법으로 와이어가 감겨진 다층관의 요부 사시도이다. 1 is a perspective view of the main portion of a multilayer tube wound with a wire by the method according to the prior art.
도 2는 본 발명의 제1구현예에 따른 와이어 내장형 PE 다층관의 절개 사시도 및 요부 확대도이다. 2 is an exploded perspective view and main portion enlarged view of a wire-integrated PE multilayer tube according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2구현예에 따른 PE 다층관의 요부 구성도이다. 3 is a main configuration diagram of a PE multilayer tube according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제3구현예에 따른 PE 다층관의 요구 구성도이다. 4 is a required configuration diagram of a PE multilayer tube according to a third embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 예시적인 형태에 따른 와이어 내장형 PE 다층관의 제조장치의 구성도이다. 5 is a configuration diagram of an apparatus for manufacturing a wire-integrated PE multilayer tube according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 와이어 와인딩기의 사시도이다. 6 is a perspective view of a wire winding machine according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 상기 도 6의 "A"부분을 확대한 도면이다. FIG. 7 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 6.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10 : 제1수지층 20 : 와이어층10: first resin layer 20: wire layer
22, 24 : 와이어 30 : 제2수지층22, 24: wire 30: second resin layer
110 : 제1압출성형기 120 : 제1사이징기110: first extrusion molding machine 120: first sizing machine
130 : 와인딩기 140 : 제2압출성형기130: winding machine 140: second extrusion molding machine
150 : 제2사이징기 160 : 히팅기150: second sizing machine 160: heating machine
170 : 인장기 170: tensioner
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