KR19990015113A

KR19990015113A - 호스 및 그 제조장치

Info

Publication number: KR19990015113A
Application number: KR1019970037018A
Authority: KR
Inventors: 이교일
Original assignee: 이교일
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1999-03-05
Also published as: KR100243118B1

Abstract

본 발명은 호스 및 그 제조장치에 관한 것으로, 호스를 제조함에 있어서 원주방향의 위사(100a)를 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감아 직조한 관상체직물(100)의 내, 외면에 합성수지를 코팅하여 호스를 제조하므로 호스의 허용내압이 상승되고, 생산 공정이 단순화되는 것이다.

특히, 합성수지공급구(37),(38)를 구비한 합성수지공급다이(36)와, 합성수지유동로(32)를 구비한 맨드릴(31)로 구성된 합성수지코팅장치(30)를 구비하여 호스의 내피(101)와 외피(102)를 단일공정을 통하여 형성할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 호스의 허용내압이 상승됨과 더불어 외피(102)와 내피(101)를 상이 재질의 합성수지로 코팅 가능하여 상품성이 향상되며, 생산 공정이 단순화되어 생산성이 향상되게 한 것이다.

Description

호스 및 그 제조장치

본 발명은 호스 및 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관상체직물의 원주방향 위사를 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감아 직조하여 호스의 허용내압이 향상되게 하고, 내, 외피의 합성수지를 상이 재질로 코팅 가능하게 하며, 내피와 외피 사이에 경계층이 형성되지 않게 하여 호스의 수명이 연장되게 하는 한편, 생산공정을 단순화하여 생산성이 향상되게 한 것이다.

일반적으로, 호스는 탄력과 유연성이 있는 관상체로서 내부를 흐르는 유체로 인하여 발생되는 압력에 견딜 수 있게 보강사층을 형성하고 있으며, 이상과 같은 호스의 종류로는 소방호스와 합성수지호스 및 고무호스 등이 있다.

여기서, 소방호스는 그 사용 목적상 허용내압이 높아야 하고, 호스의 중량이 가벼워야 하며, 외피의 내구성이 강하여야 하므로 다음과 같은 과정을 통하여 제조한다.

첫째, 허용내압을 높이고 외피의 내구성을 향상시키기 위하여 외피와 보강사층을 겸하는 관상체직물을 30∼50m 단위로 조밀하게 직조하고, 소방호스의 중량을 줄이기 위하여 내피를 두께를 0.5mm로하여 길이를 30∼50m 단위로 성형한다.

둘째, 30∼50m 단위로 성형된 내피의 외주면에 접착제를 도포한 후 관상체직물에 삽입한다.

셋째, 관상체직물에 삽입된 내피에 약 100℃ 정도의 증기를 주입하여 내피의 외주면에 도포된 접착제를 녹여 내피와 관상체직물이 결합되게 하고, 증기압에 의하여 내피가 관상체직물에 밀착되어 결합되게 하므로 소방호스의 제조가 완료된다.

그러나, 이상과 같은 과정을 통항 제조된 호스는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 관상체직물의 원주방향으로 감겨진 위사가 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감겨지지 않고 각을 이루고 있어 상기 인장력에 대하여 효율적으로 대응하지 못함과 더불어 약 15∼20kg/㎠의 압력이 작용되면 호스가 위사의 권취방향으로 뒤틀려 사용하는데 불편함이 많고, 내피를 관상체직물에 끼워 넣는 작업이 수작업에 의하여 이루어지므로 생산성이 낮으며, 수작업상의 문제점으로 인하여 호스의 길이가 한정되는 한편, 내피와 관상체직물과의 접합을 위하여 100℃의 증기를 불어 넣는 작업으로 인하여 내피의 내경이 변형되어 호스의 규격화가 용이하지 못한 문제점이 있다.

그리고, 합성수지호스는 가정에서 주로 사용되는 호스로서 합성수지 중에서 탄력성과 유연성이 양호하며 가격이 저렴한 염화비닐를 주원료로하여 다음과 같은 과정을 통하여 제조한다.

첫째, 호스의 안지름에 따라 내피를 2.0∼5.0mm의 두께로 사출성형하고 그 외주면에 접착제를 도포한다.

둘째, 접착제가 도포된 내피의 외주면에 여러 가닥의 보강사를 나선형으로 감되 일부는 오른쪽으로 감고 나머지는 외쪽으로 감아 망사형의 보강사층을 형성한다.

셋째, 내피에 감겨진 보강사층의 외주면에 외피를 사출성형하므로 합성수지호스의 제조가 완료된다.

그러나, 이상과 같은 과정을 통하여 제조된 합성수지호스는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 합성수지성형장치의 특성상 두 겹이상의 합성수지층을 형성할 수 없고, 또한 보강사층을 형성하는 보강사가 나선형으로 권취되어 있어 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감겨지지 않고 각을 이루고 있어 상기 인장력에 대하여 효율적으로 대응하지 못하여 허용내압이 낮아(D:20mm 기준 6.0kg/㎠) 가정용의 호스로밖에 사용되지 못하며, 내피의 두께를 보강사층 형성시의 찌그러짐을 방지하기 위하여 두껍게 하여야 하므로 불필요하게 재료가 낭비됨과 덩불어 호스의 무게가 무거워지는 문제점이 있다.

또한, 고무호스는 공업용으로 주로 사용되는 것으로 사용목적에 따라 보강사층을 다층 형성하여 10∼20㎏/㎠ 허용내압에서도 사용할 수 있도록 한 것으로 다음과 같은 과정을 통하여 제조한다.

첫째, 사용목적에 따라 고무원료를 반죽한 후 내피를 사출 성형한다.

둘째, 내피의 외주면에 여러 가닥의 보강사를 나선형으로 감되 일부는 오른쪽으로 감고 나머지는 왼쪽으로 감아 망사형의 보강사층을 형성한다.

셋째, 상기 보강사층의 외주면에 고무원료를 반죽하여 고무층을 형성한다.

넷째, 사용목적에 따라 상기 과정을 반복적으로 약 2∼3회 반복적으로 실시한다.

다섯째, 상기과정을 통하여 성형된 고무호스는 안정화되지 않아 고무특유의 탄성이 없는 상태이므로 150℃의 찜통에서 찌는 가류작업을 통하여 안정화시켜 고무 특유의 탄성을 갖게 하므로 고무호스의 제조가 완료된다.

그러나, 이상과 같은 과정을 통하여 생산되는 고무호스는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 합성수지호스와 동일하게 보강사층을 형성하는 보강사가 나선형으로 권취되어 있으므로 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감겨지지 않고 각을 이루고 있어 상기 인장력에 대하여 효울적으로 대응하지 못하며, 보강사층 형성시 내피의 찌그러짐을 방지하기 위하여 상기 내피를 두껍게 하여야 하므로 불필요한 재료낭비와 더불어 호스의 허용내압을 높이기 위하여 보강사층과 고무층을 여러 층으로 형성하게 되므로 상대적으로 호스의 무게가 무거워지게 되는 한편, 가류작업을 통하여 고무를 안정화시켜야 하므로 고무호스의 길이를 20∼30m 길이로 한정되어 생산할 수 밖에 없는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 종래 기술에 의하여 생산되는 소방호스와 합성수지호스 및 고무호스는 공통적으로 보강사층을 형성하는 보강사의 감겨진 방향이 원주방향의 인장력 작용선에 대하여 각을 이루고 있어 상기 인장력에 대하여 효율적으로 대응하지 못함과 더불어 생산공정이 복잡하며 호스의 무게가 많이 나가는 등의 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 관상체직물의 원주방향 위사를 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감아서 직조하여 호스의 허용내압이 향상되게 함과 더불어 내, 외피의 합성수지를 상이 재질로 코팅하여 상품성을 향상되게 하며, 내피와 외피를 일체화시켜 경계층이 형성되지 않게 하여 호스의 수명이 연장되게 하는 한편, 생산공정을 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 함을 본 발명의 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원주방향의 위사를 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감아서 직조한 관상체직물을 구비하여, 그 내,외측에 안정화된 고온의 합성수지액을 코팅하여 호스를 제조할 수 있도록 한 것으로, 특히, 내외측면을 상이 재질의 합성수지재로 코팅할 수 있게 한 것이다.

따라서, 호스의 허용내압이 상승되고, 단일 공정을 통하여 내, 외피가 성형되어 호스가 생산되므로 생산공정이 매우 단순화되어 생산성이 향상된다.

도 1은 소방호스의 부분 단면도

제 2 도는 소방호스 보강사층의 부분확대도

도 3는 합성수지호스의 부분 단면도

도 4는 합성수지호스 보강사층의 부분확대도

도 5은 고무호스의 부분 단면도

도 6은 고무호스 보강사층의 부분확대도

도 7은 본 발명의 전체 구성 예시도

도 8은 본 발명장치중 합성수지코팅장치 예시단면도

도 9는 본 발명장치중 맨 드릴의 예시 사시도

도 10은 도 9의 A-A선 단면도

도 11은 본 발명에 의하여 생산된 호스의 부분 단면도

도 12은 본 발명에 따른 관상체직물의 상세도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 원통전개공급장치20 : 예열장치

30 : 합성수지코팅장치31 : 맨드릴

32 : 합성수지유동로33 : 지지부

34 : 호스 토출구36 : 합성수지공급다이

37 : 내면공급구38 : 외면공급구

40 : 냉각장치100 : 관상체직물

100a : 위사100b : 경사

101 : 내피102 : 외피

E : 합성수지액압출기

이하 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 7는 본 발명의 전체 구성 예시도이고, 도 8는 본 발명장치중 합성수지 코팅장치 예시단면도이며, 도 9는 본 발명장치중 맨드릴의 예시 사시도이고, 도 10은 도 9의 A-A선 단면도이며, 도 11은 본 발명에 의하여 생산된 호스의 부분 단면도이고, 도 12은 본 발명에 따른 관상체직물의 상세도로서, 본 발명은 허용내압을 높이고, 내, 외피(100a),(100b)를 상이 재질로 코팅하며, 생산공정을 단순화한 것으로, 특히 직조된 관상체직물(100)의 내, 외면에 합성수지액을 코팅하여 호스를 제조할 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명은 원주방향의 위사(100a)가 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감아 직조한 관상체직물(100)을 원통형으로 펼쳐 하부로 이동되게 하는 원통전개공급장치(10)와, 상기 원통전개공급장치(10)에서 원통으로 펼쳐진 관상체직물(100)을 예열하는 예열장치(20)와, 상기 예열장치(20)에서 예열된 관상체직물(100)에 합성수지를 코팅하는 합성수지코팅장치(30) 및, 상기 합성수지코팅장치(30)에서 합성수지가 코팅되어 형성된 호스를 냉각하는 냉각장치(40)로 이루어져 직립으로 설치된다.

여기서, 상기 관상체직물(100)은 도 12에 도시된 바와 같이 원주방향의 위사(100a)와 길이방향의 경사(100b)가 직각을 이루어 직조되어 직조된 형상이 직사각을 형성하고, 원주방향의 위사(100a)는 내압에 의하여 발생하는 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감겨져 내압 작용시 뒤틀리거나 부풀어오르는 등의 현상이 발생되지 않게 직조되어 있다.

그리고, 상기 예열장치(20)는 원형의 관체로 이루어져 관상체직물을 약 200℃로 예열하여 다음과정인 합성수지코팅장치(30)에서 고온의 합성수지액이 관상체직물(100)로 인하여 냉각되어 유동성이 저하되지 않게 함과 더불어 온도차로 인한 결합력 저하를 방지한다.

한편, 상기 합성수지코팅장치(30)는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 합성수지액압출기(E)와 합성수지공급다이(36) 및 맨드릴(31)로 구성되는 바, 상기 합성수지액압출기(E)는 합성수지원료를 배합한 후 안정화되게 200℃로 가열된 상태의 합성수지액을 고압으로 압송할 수 있게 합성수지공급다이(36)에 결합되고;

상기 합성수지공급다이(36)는 상기 합성수지액압출기(E)에서 압송된 합성수지액을 관상체직물(100)에 코팅할 수 있도록 내벽에는 환상으로 개구되는 합성수지공급구를 형성하되 상기 합성수지공급구(37),(38)는 각기 독립적인 합성수지액압출기(E)를 통하여 합성수지를 공급받아 관상체직물(100)의 내면을 코팅하기 위한 내면공급구(37)와, 상기 내면공급구(37)의 하위에 형성되어 관상체직물(100)의 외면을 코팅하기 위한 외면공급구(38)로 이루어지며;

상기 맨드릴(31)은 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 관상체직물(100)의 이송이 용이하게 상기 합성수지공급다이(36)에 수납되어 상기 합성수지공급구(37),(38)가 형성되는 부위, 특히 내면공급구(37)가 형성되는 부위에 관상체직물(100)의 내면을 따라 합성수지액이 유동되는 유로를 형성하는 합성수지유동로(32)와, 상기 합성수지유동로(32)에 합성수지공급구(37),(38)를 통하여 공급되는 합성수지액의 압력에 대하여 관상체직물(100)의 형이 유지되게 링형으로 형성된 지지부(33)가 구비되어 있다.

또한, 상기 합성수지코팅장치(30)의 하부에는 관상체직물(100)의 내, 외면에 합성수지가 코팅된 호스가 토출되는 호스토출구(34)를 형성하되, 합성수지공급다이(36)의 내경에 따라 관상체직물(100)의 외면에 코팅되는 합성수지의 두께가 결정지어지고 맨드릴(31)의 외경에 따라 관상체직물(100)의 내면에 코팅되는 합성수지의 두께가 결정지어 진다.

이하 본 발명에 따른 호스제조 과정을 설명하면 다음과 같다.

관상체직물(100)은 원통전개공급장치(10)에서 다음과정인 예열장치(20)와 합성수지코팅장치(30)에서 고른 예열과 원활한 합성수지코팅을 위하여 원통형으로 전개되어 다음과정인 예열장치(20)로 이송되고, 상기 원통전개공급장치(10)에서 원통형으로 전개된 관상체직물(100)은 예열장치(20)에서 다음과정인 합성수지코팅장치(30)에서 합성수지액의 유동성저하를 방지함과 더불어 합성수지액의 결합력 향상을위하여 약 200℃ 정도로 예열되어 다음과정인 합성수지코팅장치(30)로 이송된다.

상기, 예열장치에서 예열되어 이송된 관상체직물(100)은 합성수지코팅장치(30)에서 내, 외면에 합성수지액이 코팅되므로 호스가 되어 다음과정인 냉각장치로 이송되고, 상기 합성수지코팅장치(30)에서 내, 외면에 합성수지액이 코팅된 관상체직물(100)은 냉각장치(40)에서 냉각수에 의하여 냉각되므로 호스의 제조가 완료된다.

이때, 합성수지코팅장치(30)에서 관상체직물(100)의 내, 외면에 합성수지액이 코팅되는 과정을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

합성수지액압출기(E)를 통하여 압송되어 합성수지코팅장치(30)의 내면공급구(37)를 통하여 배출되는 합성수지액은 관상체직물(100)을 관통하여 맨드릴(31)에 형성된 합성수지유동로(32)를 따라 유동되면서 상기 관상체직물(100)의 내면에 코팅된다. 이때 맨드릴(31)에 형성된 지지부(33)는 내면공급구(37)를 통하여 배출되는 합성수지액의 배출압에 대하여 관상체직물(100)의 형을 유지하며 상기 합성수지액이 합성수지유동로(32)로 유입될 수 있게 관상체직물(100)을 지지한다.

그리고, 합성수지액압출기(E)를 통하여 압송되어 합성수지코팅장치(30)의 외면공급구(38)를 통하여 배출되는 합성수지액은 상기 내면공급구(37)를 통하여 공급되는 합성수지액에 의하여 내면이 코팅된 관상체직물(100)의 외주면에 합성수지액을 코팅한다. 이때 외면공급구(38)를 통하여 공급된 합성수지액은 관상체직물(100)의 내면에 이미 충진되어 있는 합성수지액으로 인하여 관상체직물(100)을 관통하지 못하고 관상체직물(100)을 경계로 서로 섞이게 된다.

이상과 같이 내, 외면에 합성수지가 코팅된 관상체직물(100)은 호스토출구(34)를 통하여 배출되면서 맨드릴(31)의 외경에 의하여 호스의 내경이 결정지어지고 합성수지공급다이(36)의 내경에 의하여 호스의 외경이 결정지어지게 된다.

한편, 합성수지공급다이(36)의 내면공급구(37)와 외면공급구(38)에서 공급되는 합성수지는 사용목적에 따라 내피(101)는 내화학성을 가진 특수목적의 합성수지로 코팅하고 외피(102)는 내구성을 가진 특수목적의 합성수지로 코팅할 수 있어 우수한 제품의 호스를 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명은 원주 상으로 감겨진 보강사가 원주상의 인장력 작용선과 동일하게 감겨져 있으므로 허용내압이 상승되는 효과가 있고, 내피와 외피를 사용목적에 따라 상이 재질로 코팅할 수 있어 우수한 제품의 생산이 가능하며, 생산공정에 있어서도 관상체직물에 안정화된 고온의 합성수지액을 직접적으로 코팅하는 것이므로 합성수지의 안정화를 위한 공정을 거치지 않고 바로 냉각과정이 이루어짐과 더불어 내피와 외피를 별도의 공정이 아닌 단일 공정을 통하여 형성되므로 생산 시간이 단축되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 단일공정을 통하여 내피와 외피가 형성되므로 내피와 외피 사이에 경계층이 형성되지 않고 일체화되어 수분침투로 인한 수명단축이 방지되는 효과가 있는 매우 유용한 것이다.

Claims

관상체직물(100)을 원형으로 전개하여 이송시키는 원통전개공급장치(10)와;

상기 원통전개공급장치(10)에서 원형으로 전개된 관상체직물(100)을 다음과정에서 합성수지액의 유동성이 저하되지 않고 결합력이 향상되게 예열하는 예열장치(20)와;

상기 예열장치(20)에서 예열된 관상체직물(100)에 합성수지를 코팅하는 합성수지코팅장치(30) 및;

상기 합성수지코팅장치(30)에서 토출되는 호스를 냉각시키는 냉각장치(40)로 구성하되 ;

상기 합성수지코팅장치(30)는 고온으로 가열하여 안정화된 합성수지액을 압송하는 합성수지액압출기(E)와, 상기 합성수지액압출기(E)를 통하여 압송된 합성수지액이 관상체직물(100)의 내, 외면에 코팅되게 내벽에 환상으로 개구되어 합성수지액을 공급하는 합성수지공급구(37),(38)를 형성한 합성수지공급다이(36) 및, 상기 합성수지공급다이(36)에 수납되어 상기 합성수지공급구(37),(38)가 형성되는 부위에 관상체직물(100)의 내면을 따라 합성수지액이 유동되게 합성수지유동로(32)를 형성함과 더불어 합성수지공급구(37),(38)를 통하여 공급되는 합성수지액의 압에 대하여 관상체직물(100)을 지지할 수 있게 링형으로 상기 합성수지유동로(32)에 결합된 지지부(33)를 형성한 맨드릴(31)로 구성되며;

상기 합성수지코팅장치(30)의 하부에는 합성수지공급다이(36)의 내경과 맨드릴(31)의 외경에 의하여 관상체직물(100)의 합성수지의 코팅두께가 결정되게 한 호스토출구(34)를 형성하여 이루어진 호스 제조장치.
청구항 1에 있어서, 합성수지코팅장치(30)의 합성수지공급다이(36)에 형성되는 합성수지공급구(37),(38)는 관상체직물(100)의 내, 외면에 상이 재질의 합성수지 코팅이 가능하게 각기 독립적인 합성수지액압출기(E)를 통하여 합성수지액을 공급받아 관상체직물(100)의 내면이 코팅되게 하는 내면공급구(37)와, 그 하위에 형성되어 관상체직물(100)의 외면이 코팅되게 하는 외면공급구(38)로 이루어진 것을 특징으로 하는 호스 제조장치.
길이방향의 경사(100b)와 원주방향의 위사(100a)가 직각을 이루게 직조하되 상기 원주방향의 위사(100a)를 원주방향의 인장력 작용선과 동일하게 감아 직조한 관상체직물(100)의 내, 외면에 합성수지를 코팅하여 형성한 호스.