KR101425073B1 - 저독성 난연 가교 폴리올레핀 절연 전선의 연속 전선 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

저독성 난연 가교 폴리올레핀 절연 전선의 연속 전선 제조 장치 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전선 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전선의 제조사 연속적으로 이루어질 수 있도록 한 연속 전선 제조 장치 및 제조 방법에 관하여 개시한다.
본 발명은 도체를 연속적으로 공급하는 도체 공급부; 상기 도체 공급부에서 공급되는 도체의 외주면에 절연체를 피복하는 압출부; 상기 도체에 피복된 절연체를 가교시키는 가교 챔버; 상기 가교 챔버를 거친 전선을 냉각시키는 냉각 챔버; 및 상기 냉각 챔버를 거친 전선을 권취하는 권취부;를 포함하는 전선 제조 장치를 제공한다.

Description

저독성 난연 가교 폴리올레핀 절연 전선의 연속 전선 제조 장치 및 제조 방법{CONTINUOUS TYPE CABLE MANUFACTURING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 전선 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전선의 제조시 연속적으로 이루어질 수 있도록 한 연속 전선 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
전선은 도체에 절연체를 피복하는 방법으로 제조하는데, 도체에 절연체를 피복한 후 권취한 후, 귄취된 상태로 가교 챔버로 장입한 후 열처리를 통해 절연체를 가교시키는 방법을 사용하고 있었다.
그런데, 이러한 방법은 전선이 권취된 상태에서 열처리를 통한 가교 공정을 진행하기 때문에 열처리에 많은 에너지와 시간이 소모되는 단점을 가지고 있었다.
관련선행기술로는 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2012-0027086호 (공개일자 2012년 3월 21일) '전선의 제조 방법'이 있다.
본 발명의 목적은 전선을 제조하는 장치에 있어서, 도체에 절연체를 피복하는 공정과, 절연체를 가열하여 가교시키는 공정과, 가교된 전선을 냉각시키는 공정과, 냉각이 완료된 전선을 냉각시키는 공정을 연속적으로 수행할 수 있는 전선 제조 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 전선을 권취하지 않은 상태에서 가교 공정과 냉각 공정을 진행하도록 함으로써, 전선 제조에 소모되는 시간과 에너지를 절감할 수 있는 전선 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 도체를 연속적으로 공급하는 도체 공급부; 상기 도체 공급부에서 공급되는 도체의 외주면에 절연체를 피복하는 압출부; 상기 도체에 피복된 절연체를 가교시키는 가교 챔버; 상기 가교 챔버를 거친 전선을 냉각시키는 냉각 챔버; 및 상기 냉각 챔버를 거친 전선을 권취하는 권취부;를 포함하는 전선 제조 장치를 제공한다.
상기 가교 챔버와 상기 냉각 챔버의 사이에 방향전환롤을 구비하여, 상기 가교 챔버와 상기 냉각 챔버가 서로 나란하게 배치되도록 하면 바람직하다.
또한, 상기 도체 공급부에서 공급되는 도체는 상기 가교 챔버, 상기 방향전환롤, 상기 냉각 챔버를 순차적으로 거친 후 상기 권취부에 권취되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 압출부는 상기 도체의 외부에 주절연층를 피복하는 주압출기와, 상기 주절연층의 외부에 외피층을 피복하는 스킨압출기를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 스킨압출기는 복수개가 구비되면 더욱 바람직하다.
상기 가교 챔버는 내부에 자외선 조사기를 구비할 수 있으며,
상기 가교 챔버는 스팀 공급부에 연결되어, 상기 스팀 공급부로부터 스팀을 공급받을 수 있다.
아울러, 상기 냉각 챔버는 공냉식 또는 수냉식으로 형성될 수 있다.
그리고 본 발명은 도체를 연속적으로 압출부에 공급하여 주절연층과 외피층을 순차적으로 형성하는 압출 공정; 상기 압출부에서 배출되는 전선을 연속적으로 공급받아 주절연층과 외피층을 경화시키는 가교 공정; 상기 가교 공정을 거친 전선을 연속적으로 공급받아 냉각시키는 냉각 공정; 및 상기 냉각 공정을 거친 전선을 권취하는 권취 공정;을 포함하되, 상기 공정들이 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전선 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치 및 제조 방법은 도체에 피복을 압출한후, 연속적으로 가교, 냉각, 권취가 이루어 지도록 함으로써 전선의 피복에서 권취까지 단일 장치에서 이루어질 수 있도록 함으로써, 전선 제조에 소모되는 에너지와 인력과 시간을 절감할 수 있는 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 전선 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연속 전선 제조 장치의 압출부를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치의 가교 챔버의 실시예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치의 가교 챔버의 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치를 이용한 연속 전선 제조 방법을 나타낸 공정 순서도임.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치 및 제조 방법에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 전선 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치는 도체에 피복을 입히고, 입힌 피복을 가교 시키고, 가교된 피복을 냉각하여 권취하는 일련의 공정을 연속적으로 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치(100)는 도체를 연속적으로 공급하는 도체 공급부(110)와, 상기 도체 공급부(110)에서 공급되는 도체의 외주면에 절연체를 피복하는 압출부(120)와, 상기 압출부에 의해서 피복된 절연체를 가교시키는 가교 챔버(130)와, 상기 가교 챔버(130)를 거친 전선을 냉각 시키는 냉각 챔버(150)와, 상기 냉각 챔버(150)를 거친 전선을 권취하는 권취부(160)를 포함한다.
본 발명은 절연체의 재질로 저독성 난연 가교 폴리올레핀 재질을 사용하는 것을 특징으로 한다.
폴리올레핀 재질은 내열성이 우수하여 전선 피복에 사용되기에 적합한데, 화재시 유독 가스의 배출이 적도록 저독성과 난연성이 부여된 난연 가교 폴리올레핀 재질을 사용하면 더욱 바람직하다.
전선의 이동은 권취부(160)에서 권취시에 발생하는 견인력에 의하여 이루어지게 된다. 즉 권취부(160)에서 냉각이 완료된 전선을 귄취함에 따라서 발생하는 견인력에 의하여 도체 공급부(110)의 전선이 풀려지면서 압출부(120), 가교 챔버(130), 냉각 챔버(150)를 순차적으로 통과하며 이동하게 되는 것이다.
가교 챔버(130)는 길이가 긴 파이프 형상을 가지고 있는데, 그 내부에서 절연체의 가교가 이루어져야 한다. 따라서 가교를 위한 충분한 길이가 확보되어야 하고, 전선의 이동 속도가 빠른 경우 그에 대응하여 충분한 길이를 확보해야 한다.
아울러, 냉각 챔버(150)의 경우에도 가교 챔버에서 가열된 전선을 냉각하기 위한 충분한 길이를 가지고 있어야 한다.
가교 챔버(130)와 냉각 챔버(150)를 일직선으로 배치하게 되면, 전선 제조 장치(100)의 길이가 지나치게 길어져서 설치 공간이 과다하게 필요하게 되므로, 도시한 바와 같이 가교 챔버(130)와 냉각 챔버(150)의 사이에 방향전환롤(140)를 구비하여, 전선의 이동 방향을 역방향으로 바꾸어 주면, 가교 챔버(130)와 냉각 챔버(150)를 나란하게 배치할 수 있고, 이로 인해 전선 제조 장치(100)의 설치면적을 축소할 수 있는 효과를 가져온다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연속 전선 제조 장치의 압출부를 나타낸 도면이다.
압출부(120)는 도체(10)의 외부에 절연체 피복을 압출을 통해 입히기 위한 구성으로, 압출기를 포함한다.
전선의 제조에 사용되는 단일가닥의 구리선일 수도 있고, 복수개의 구리선이 꼬여진 상태의 스트랜드 형태의 구리선일 수도 있다.
그런데, 전선은 사용자의 요구에 따라 다양한 색상으로 제 되어야 하고, 이로 인해 전선의 피복을 주절연층(12)와 외피층(14)의 이층으로 형성하는 것이 바람직하다. 다시말해 외피층으로 색상을 부여함으로써 별도의 도색 공정 등을 수행하지 않고 전선을 다양한 색상으로 제조할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 주절연층의 경우 원가의 측면에서 유리한 단일색상의 단일 재질로 연속적으로 제조하면서, 외피층의 재질이나 색상을 변경하여 다양한 색상의 전선을 제조할 수 있다.
이를 위해서 본 발명에 따른 압출부(120)는 도시한 바와 같이, 주절연층를 피복하기 위한 주압출기(122)와, 주절연층의 외부에 외피층을 피복하는 스킨압출기(124, 126)를 구비하되, 주압출기(122)와 스킨압출기(124,126)를 순차적으로 배치하여, 도체에 주절연층과 외피층이 순차적으로 형성될 수 있도록 한 것이다.
이 때, 스킨압출기(124,126)는 도시한 바와 같이 복수개가 구비될 수 있다.
스킨압출기(124,126)가 복수개 구비되는 경우, 한개의 스킨압출기(124)에서만 압출을 수행하게 되고, 나머지 스킨압출기(126)는 대기 상태에 놓이게 된다.
이는 전선을 연속적으로 수행하며, 전선의 색상을 변경할 수 있도록 하기 위한 것이다.
예를 들어, 적색의 전선을 제조한 후 청색의 전선을 제조하는 경우 좌측의 스킨압출기(124)에서 적색의 외피층 원료를 투입하여 압출을 수행하다가, 청색으로 전환해야 하므로, 우측의 스킨압출기(126)에 청색의 외피층 원료를 준비하고 있다가, 전선을 연속적으로 제조하는 과정에서 좌측의 스킨압출기(124)의 동작을 멈추고, 우측의 스킨압출기(126)를 동작시키게 되면, 외피층의 색상을 적색에서 청색으로 변경할 수 있게 된다.
청색의 전선을 생산하다가 황색의 전선을 생산해야 하는 경우, 대기 상태에서 있는 좌측의 스킨압출기(124)에 황색의 원료를 준비하고 있다가, 동일한 방식으로 우측의 스킨압출기(126)를 멈추고 좌측의 스킨압출기(124)를 동작시키는 방법으로 황색 전선 생산으로 전환할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치의 가교 챔버의 실시예를 나타낸 도면이다.
가교 챔버(130)는 압출부(120)에서 도체의 외부에 피복된 주절연층(12)과 외피층(14)을 가교시키기 위한 것이다.
주절연층(12)과 외피층(14)은 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지 등을 사용할 수 있는데, 주절연층(12)과 외피층(14)은 동일한 형태의 경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
다시말해 주절연층(12)이 열경화성 수지인 경우 외피층(14)도 열경화성 수지를 사용하고, 주절연층(12)이 자외선 경화 수지인 경우 외피층(14)도 자외선 경화성 수지를 사용하는 것이다.
열경화성 수지를 사용하는 가열하여 가교를 수행하게 되며, 자외선 경화성 수지를 사용하는 경우 자외선을 조사하여 가교를 수행하게 된다.
도 3의 실시예는 열경화성 수지를 사용하는 경우의 가교 챔버를 나타낸 것이고, 도 4의 실시예는 자외성 경화성 수지를 사용하는 경우의 가교 챔버를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 열경화성 수지를 가교시키기 위한 가교 챔버(130)는 내부에 밀폐된 공간을 제공하는 파이프 형상으로 형성되어 있으며, 양측에 전선이 관통할 수 있는 관통홀()이 형성되어 있다.
가교 챔버(130)는 별도의 스팀공급부(135)와 연결되어, 상기 스팀공급부(135)로 부터 스팀을 공급받아 내부를 통과하는 전선을 가열하여 가교시키게 된다.
열경화성 수지를 가교시키기 위해서, 가교 챔버(130)의 내부온도는 250~300℃ 범위인 것이 바람직하다. 내부 온도가 250℃ 미만인 경우 가교에 필요한 시간이 길어지거나 가교가 완전히 이루어지지 않을 수 있고, 300℃ 를 초과하게 되면 가교에 소모되는 에너지가 과다하여 제조 원가의 측면에서 불리하다.
도시된 실시예의 경우 가교 챔버(130)와 스팀공급부(135)가 스팀공급관(135a)과, 스팀회수관(135b)으로 연결되어 스팀공급부(135)에서 공급된 스팀을 다시 스팀공급부(135)로 회수하는 구성을 가지고 있으나, 가교 챔버(130)에서 배출되는 스팀을 다른 설비로 공급하여 활용할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치의 가교 챔버의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는, 자외선 경화성 수지를 가교시키기 위한 가교 챔버(130)를 나타낸 것이다.
주절연층(12)과 스킨층(14)이 자외선 경화성 수지인 경우에는 자외선 조사를 통하여 가교를 시켜야 하므로, 가교 챔버(130)의 내부에 자외선 조사기(138)이 구비한다.
가교 챔버(130)는 원통 형상을 가지고 있으며, 내부에 자외선 조사기(138)를 구비하고, 내면에 반사층이 형성되는 것이 바람직하다.
자외선 조사기(138)는 전선의 외주면에 자외선이 고르게 조사될 수 있도록 배치되는 것이 바람직하고, 반사층을 구비하여 조사된 자외선이 반사층에 의하여 반사되며 가교 챔버(130)를 통과하는 전선의 외주면에 보다 많은 양이 도달할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 연속 전선 제조 장치를 이용한 연속 전선 제조 방법에 관하여 살펴본다.
도 5는 본 발명에 따른 연속 전선 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연속 전선 제조 방법은, 도체를 연속적으로 압출부에 공급하여 주절연층과 외피층을 순차적으로 형성하는 압출 공정(510)과,
상기 압출부에서 배출되는 전선을 연속적으로 공급받아 주절연층과 외피층을 경화시키는 가교 공정(520)과,
상기 가교 공정을 거친 전선을 연속적으로 공급받아 냉각시키는 냉각 공정(530)과,
상기 냉각 공정을 거친 전선을 권취하는 권취 공정(540)을 포함한다.
가교 공정(520)은 앞에서 살펴본 바와 같이, 주절연층과 외피층의 재질에 따라서 고온 고압의 스팀을 공급하여 이루어질 수도 있으며, 자외선을 조사하는 방식으로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 냉각 공정(530)은 냉각 챔버의 내부에서 이루어지며, 냉각 챔버에 냉각 공기 또는 냉각수를 공급하여 이루어질 수 있다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 도체 공급부
120 : 압출부
130 : 가교 챔버
140 : 방향전환롤
150 : 냉각 챔버
160 : 권취부

Claims (9)

  1. 도체를 연속적으로 공급하는 도체 공급부;
    상기 도체 공급부에서 공급되는 도체의 외주면에 절연체를 피복하는 압출부;
    상기 도체에 피복된 절연체를 가교시키는 가교 챔버;
    상기 가교 챔버를 거친 전선을 냉각시키는 냉각 챔버; 및
    상기 냉각 챔버를 거친 전선을 권취하는 권취부;를 포함하며,
    상기 가교 챔버와 상기 냉각 챔버의 사이에
    방향전환롤을 구비하여, 상기 가교 챔버와 상기 냉각 챔버가 서로 나란하게 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 전선 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체 공급부에서 공급되는 도체는 상기 가교 챔버, 상기 방향전환롤, 상기 냉각 챔버를 순차적으로 거친 후 상기 권취부에 권취되는 것을 특징으로 하는 전선 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압출부는
    상기 도체의 외부에 주절연층를 피복하는 주압출기와,
    상기 주절연층의 외부에 외피층을 피복하는 스킨압출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전선 제조 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스킨압출기는 복수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 전선 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가교 챔버는
    내부에 자외선 조사기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전선 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가교 챔버는 스팀 공급부에 연결되어,
    상기 스팀 공급부로부터 스팀을 공급받는 것을 특징으로 하는 전선 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 챔버는 공냉식 또는 수냉식인 것을 특징으로 하는 전선 제조 장치.
  9. 삭제
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