KR20020023829A - 코팅 강화 지지대 및 그 제조 장치

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Abstract

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KR20020023829A

Publication number: KR20020023829A
Application number: KR1020010082366A
Authority: KR
Inventors: 김인찬
Original assignee: 김인찬
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2002-03-29

본 발명은 코팅 강화 지지대 및 그 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌의 코팅층이 이중으로 형성된 코팅 강화 지지대와, 코팅 강화 지지대의 뼈대가 되는 피코팅체의 표면에 폐플라스틱이 사용된 내부 코팅층과 폐플라스틱 또는 신플라스틱 수지가 사용된 외부 코팅층으로 이중의 코팅을 동시에 행할 수 있는 이중 코팅 장치와, 피코팅체를 이중 코팅 장치로 이송하는 이송 장치로 구성된 코팅 강화 지지대의 제조 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 피코팅체의 표면에 폐플라스틱의 코팅층과 신플라스틱 또는 폐플라스틱의 코팅층으로 이중으로 코팅된 코팅 강화 지지대가 제공되고, 피코팅체를 상하 롤러에 의해 압송하는 이송 장치와, 이송 장치에 의해 이송되어 온 피코팅체에 이중의 코팅을 행하는 이중 코팅 장치로 구성된 코팅 강화 지지대의 제조 장치가 제공된다.

코팅 강화 지지대 및 그 제조 장치{A reinforced bar with coating and its manufacturing device}

종래의 코팅 강화 지지대는 아연이나 철 또는 플라스틱 등의 다양한 재질의 관형에 성형기를 통해 나오는 고온의 코팅용 플라스틱 수지를 노즐 끝단에 설치된 티 다이(T-die)에서 토출시켜 피코팅체인 관형에 도포하여 1회의 코팅을 행하는 코팅 장치에 의해 제조되고 있다.

그러나 이와같은 종래의 코팅 강화 지지대는 한 겹의 플라스틱 수지의 코팅으로 충분한 강성을 얻지 못하고, 강성을 얻기 위해 코팅층을 두껍게 행하는 경우는 제조 비용이 증가되는 문제점이 있다.

또한, 본 발명의 적용 분야 중의 하나인 조경 자재의 수목 지지대에 있어서는 목재로만 사용되고 있어, 변색과 부식을 비롯하여 약한 강성에 의해 부러지거나 휘어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여, 종래의 코팅 강화 지지대보다 견고함과 미감이 오래 지속될 수 있도록, 지지대의 빼대 역할을 하는 피코팅체에 플라스틱 수지로써 코팅을 행하되, 폐플라스틱을 재활용하여 제조 원가를 낮출 수 있도록 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌의 폐플라스틱으로 재생된 내부 코팅층을 가진 코팅 강화 지지대와, 코팅 강화 지지대의 피코팅체의 표면에 폐플라스틱이 사용된 내부 코팅층과 신플라스틱 수지 또는 폐플라스틱이 사용된 외부 코팅층으로 이중의 코팅을 동시에 행할 수 있는 이중 코팅 장치를 제공함에 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 폐플라스틱의 재활용 방안을 제공함에 있다. 산업화와 함께 폐플라스틱의 양이 급속도로 증가하고, 폐플라스틱을 처리할 수 있는 방안의 강구가 해결 과제로 대두되고 있으며, 방대한 규모의 폐플라스틱의 처리방법은 주로 매립에 의존하거나 일부 소각 처리되고 있는데, 매립지의 절대부족과 소각에 따른 유해가스의 발생 등 2차적 환경 오염이 유발되어 심각한 사회 문제가 되고 있는 실정이다. 특히, 소각 처리의 경우는 대량으로 폐플라스틱을 처리할 수 있고 열이용률을 극대화할 수 있는 장점은 있으나, 폐플라스틱을 소각할 때 발생하는 SOx, NOx, HCI 등의 유해가스와 중금속 분진으로 인한 환경 오염의 문제가 발생하고 있다. 매립 방법은 폐플라스틱의 특성 때문에 자연계에 환원이 불가능하고 매립층 내에 잔류하여 매립지의 안정화를 저해하게 되어, 소각이나 매립으로 처리하기보다는 폐플라스틱을 이용한 성형품으로의 이용 증대 방안이 강구되고 있는 추세이다.

따라서, 본 발명의 다른 목적은 대량으로 발생되는 폐플라스틱을 성형품으로 재활용하는 방안으로 코팅 강화 지지대의 내부 코팅층에 사용하고자 함에 있다.

도 1은 본 발명인 코팅 강화 지지대의 제조 장치의 평면도

도 2는 본 발명인 이송 장치의 정면도

도 3은 본 발명인 이중 코팅 장치의 단면 상세도

도 4는 본 발명인 코팅 강화 지지대의 인출 상태도

도 5는 본 발명인 외부 노즐의 끝단부인 도 3의 "가-가" 단면도

도 6은 본 발명의 피코팅체가 지주목인 경우의 실시예시도

도 7은 본 발명인 피코팅체가 관형인 경우의 실시예시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 제1성형기 2 : 폐플라스틱 노즐 3 : 이중 코팅 장치

4 : 제2성형기 5 : 신플라스틱 노즐 6 : 이송 장치

7 : 냉각조 8 : 구동축 9, 9' : 하부 압송 롤러

10, 10' : 상부 압송 롤러 11 : 피코팅체 12 : 이송 롤러

13 : 티 다이 14 : 다이 콘 15, 15', 15'' : 볼트

16 : 센터 파이프 17 : 순환 통로 18 : 외부 노즐

19 : 센터 링 20 : 내부 노즐 21 : 커버

22 : 코팅 강화 지지대 23 : 내부 코팅 24 : 외부 코팅

25 : 조절 볼트

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 코팅 강화 지지대의 제조 장치의 평면도로서, 제1성형기 (1)의 토출부에 설치된 폐플라스틱 노즐(2)이 이중 코팅 장치(3)에 접속되어 있고, 이중 코팅 장치(3)의 출구부에 제2성형기(4)의 신플라스틱 노즐(5)이 접속되어 있으며, 이중 코팅 장치(3)의 입구부에 이송 장치(6)가 설치되어 있고, 이중 코팅 장치(3)의 다음 공정으로 냉각조(7)가 설치되어 있다.

도 2는 본 발명인 이송 장치의 정면도로서, 전동기에 의해 회전력을 받는 구동축(8)에 축지된 하부 압송 롤러(9)의 체인 스프로켓과 상부 압송 롤러(10)의 체인 스프로켓이 체인으로 연결되고, 두개의 상부 압송 롤러(10)(10')는 체인으로 서로 연결되며, 일측의 상부 압송 롤러(10')와 일측의 하부 압송 롤러(9')가 체인으로 연결되어 피코팅체(11)의 상하부를 압지하여 이송시키는 구조를 가진다.

그리고, 일측의 하부 압송 롤러(9')의 체인 스프로켓과 이송 롤러(12)의 체인 스프로켓이 체인으로 연결되고, 다수개의 이송 롤러(12)는 체인으로 연결되어 이송 롤러(12)의 상부로 피코팅체(11)를 이송시키도록 구성되어 있다.

여기서, 일측의 하부 압송 롤러(9')의 체인 스프로켓과 이송 롤러(12)의 체인 스프로켓의 잇수비는 2대 1 내지는 3대 1 등으로 하부 압송 롤러(9')의 체인 스프로켓의 잇수가 많게 형성되어 있다.

도 3은 본 발명인 이중 코팅 장치의 단면 상세도로서, 폐플라스틱 노즐(2)과 접속되어 내부로 연통되는 구멍이 형성되고 원추형의 내부 구멍이 형성된 티 다이(T-die)(13)의 내측에 티 다이(13)의 내측면과 원추형의 다이 콘(Die corn) (14)이 일정 유격을 가지도록 다이 콘(14)이 내설되어 볼트(15)로써 결합되어 있고, 다이 콘(14)의 내부에 센터 파이프(16)가 내삽되어 있다.

그리고, 단부의 면상에 환상의 순환 통로(17)가 형성되고 원추형의 내부 구멍을 가진 외부 노즐(18)의 플랜지와 센터 링(19)의 플랜지가 맞물려 외부 노즐 (18)의 플랜지면이 티 다이(13)에 압착되도록 센터 링(19)을 볼트(15')로써 티 다이(13)에 체결되어 있고, 외부 노즐(18)의 내부에 원추형의 내부 노즐(20)이 센터 파이프(16)의 끝단에 압입되어 설치되어 있다.

또한, 외부 노즐(18)의 순환 통로(17)를 폐구하는 커버(21)가 볼트(15'')로써 외부 노즐(18)에 체결되어 있다.

도 4는 본 발명인 코팅 강화 지지대의 인출 상태도로서, 코팅 강화 지지대 (22)의 뼈대를 이루는 피코팅체(11)가 이중 코팅 장치(3)에 진입하기 전의 상태로도시되어 있고, 피코팅체(11)가 이중 코팅 장치(3)를 통과하여 내부 코팅(23)과 외부 코팅(24)이 동시에 이루어져 인출됨이 이중 코팅 장치(3)의 좌측에 도시되어 있다.

도 5는 본 발명인 외부 노즐의 끝단부인 도 3의 "가-가" 단면도로서, 외부 노즐(18)의 단부 면상에는 신플라스틱 노즐(5)과 연통되는 환상의 순환 통로(17)가 형성되어 있고, 커버(21)를 볼트(15'')로써 외부 노즐(18)에 체결하기 위한 볼트공이 다수개 형성되어 있다.

도 6은 본 발명의 피코팅체가 지주목인 경우의 실시예시도이고, 도 7은 본 발명인 피코팅체가 관형인 경우의 실시예시도로서, 코팅 강화 지지대(22)의 뼈대 역할을 하는 피코팅체(11)는 삼각형과 사각형 등의 다각형의 다양한 단면을 가질 수 있음과, 중공 및 중실의 단면이 될 수 있음이 도시되어 있고, 피코팅체(11)의 표면에 내부 코팅(23)과 외부 코팅(24)이 형성되어 있다.

도면중 미설명 부호 25은 외부 노즐(18)의 중심을 조절하는 센터 링(19)의 외주연에 설치된 조절 볼트이다.

이와같이 된 본 발명의 코팅 강화 지지대(22)는 폐플라스틱이 재활용되고, 신플라스틱 수지 또는 폐플라스틱으로 마감 코팅을 행함으로써 미려한 외관과 강도가 뛰어나고, 증대되는 폐플라스틱의 처리 문제를 해결할 수 있게 된다.

상기의 잇점을 가지는 코팅 강화 지지대(22)는 폐플라스틱을 이용한 내부 코팅(23)과 신플라스틱 수지 또는 폐플라스틱을 이용한 외부 코팅(24)으로 이중의 코팅이 이루어지므로, 이를 위한 전용의 이중 코팅 장치(3)와 이중 코팅 장치(3)로피코팅체(11)를 이송함과 동시에 양질의 코팅이 형성되도록 피코팅체(11)의 사이를 밀착시켜 이송시키는 이송 장치(6)가 필요하고, 본 발명은 이를 제공함에 목적이 있다.

따라서, 이하에서는 본 발명의 이중 코팅 장치(3)로 대체된 종래의 지지대 코팅 제조 공정을 코팅 공정을 중심으로 본 발명의 이중 코팅 장치(3)와 이송 장치 (6)의 작용을 설명하고자 한다.

우선, 폐플라스틱이나 신플라스틱의 내부 코팅(23) 또는 외부 코팅(24)용 수지의 조성 비율은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 플라스틱이 45％~95％, 석탄재 (fly-ash)나 탈크(Talc)나 탄산칼슘(CaCO₃) 등의 강화재가 5％~55％, 내충격재가 0.1％~10％, 산화방지 및 내후안정제가 0.1％~2％, 안료가 0.1％~3％으로 조성되고, 플라스틱과 강화재를 합한 중량은 전체에서 약 35％~75％까지 조절하여 실시할 수 있다.

플라스틱과 강화재의 조성비율에 따른 압축 강도의 실험 결과를 아래의 표에 도시하였다.

플라스틱과 탄소재는 성형 가공상에 수축률이 크기 때문에 코팅 형성시에 피코팅체(11)와 밀착력이 커서 뛰어난 강도를 가지게 된다.

다음으로, 코팅 강화 지지대(22)의 뼈대가 되는 피코팅체(11)는 지주목, 아연 강관, 플라스틱 파이프 등이 될 수 있고, 그 단면의 형상은 삼각형, 사각형을비롯하여 다각형의 형상과 원이나 타원 등이 가능하며, 중공 및 중실로 다양하게 적용할 수 있다.

피코팅체(11)에 폐플라스틱의 코팅 등을 행하기 위하여 피코팅체(11)를 이중 코팅 장치(3)의 센터 파이프(16)의 내부로 이송하여 밀어주어야 하는데, 이의 작용을 이송 장치(6)가 담당하게 된다.

즉, 이송 롤러(12)의 상부에 놓여진 피코팅체(11)는 구동축(8)의 구동력이 체인 스프로켓과 체인에 의해 회전하는 이송 롤러(12)에 의해 상부 압송 롤러(10')와 하부 압송 롤러(9')의 사이로 이송되고, 상부 압송롤러(10)(10')와 하부 압송 롤러(9)(9')가 피코팅체(11)를 압지하여 센터 파이프(16)로 피코팅체(11)를 압송하게 된다.

피코팅체(11)는 연속하여 센터 파이프(16)로 이송되는데, 상부 압송 롤러 (10)(10')와 하부 압송 롤러(9)(9')의 회전 속도가 이송 롤러(12)의 회전 속도보다 느리기 때문에, 간격을 두고 이송 롤러(12)의 상부에 놓여진 피코팅체(11)라도 상부 압송 롤러(10')와 하부 압송 롤러(9')에서는 앞서 진행된 피코팅체(11)의 후단에 닿게 된다. 이러한 작용은 하부 압송 롤러(9')의 체인 스프로켓의 잇수를 이송 롤러(12)의 체인 스프로켓의 잇수보다 많게하여 가능한 것이다.

상기와 같이 잇수비를 달리하여 피코팅체(11)를 맞붙여 이중 코팅 장치(3)로 압송함으로써, 이중 코팅 장치(3)에서 앞서 진행된 피코팅체(11)의 후단과 뒤따라 진행되는 피코팅체(11)의 전단 마디의 연결부를 코팅하는 경우에, 피코팅체(11)들의 끝단 사이의 공간에 코팅용 플라스틱 수지가 함몰하여 생기는 마디부 굴곡이 생기지 않게 하는 역할을 하게 된다.

상기와 같은 작용으로 피코팅체(11)는 이중 코팅 장치(3)의 내부로 압송되어 온다. 그리고, 폐플라스틱의 코팅 수지는 제1성형기(1)에서 교반되어 폐플라스틱 노즐(2)을 통해 이송되고, 티 다이(13)에 형성된 구멍을 통하여 티 다이(13)의 내부에 다이 콘(14)과 형성된 유격 사이로 들어오며, 다시 외부 노즐(18)과 내부 노즐(20)이 형성한 유격으로 이송된다.

피코팅체(11)가 내부 노즐(20)의 토출구 측으로 이송되어 나갈 때, 피코팅체 (11)의 표면으로 폐플라스틱의 내부 코팅(23)이 이루어지게 된다. 이 때 피코팅체 (11)의 둘레에 균일한 두께의 코팅이 이루어지게 조절 볼트(25)로써 외부 노즐(18)의 중심을 조절한다.

그리고, 내부 노즐(20)의 토출구 측에서 내부 코팅(23)이 이루어짐과 동시에 외부 코팅(24)도 동시에 이루어 진다.

즉, 제2성형기(4)에서 교반되고 신플라스틱 노즐(5)을 통해 이송되는 신플라스틱 수지는 외부 노즐(18)의 단부에 형성된 환상의 순환 통로(17)를 따라 외부 노즐(18)의 끝단부 내측에서 내부 코팅(23)의 외주면으로 토출되는데, 외부 노즐(18)에 형성된 환상의 순환 통로(17)는 커버(21)에 의해 밀폐되므로 커버(21)와 외부 노즐(18)의 순환 통로(17)의 저부가 만드는 유격을 통하여 내부 코팅(23)의 표면으로 토출되게 되는 것이다.

외부 코팅(24)은 폐플라스틱 수지가 아닌 신플라스틱 수지를 이용함으로써 폐플라스틱으로는 낼 수 없는 깨끗한 색감 및 질감을 비롯하여 나무 무늬 등의 다양한 무늬가 현출되게 폐플라스틱으로 된 내부 코팅(23)의 표면에 형성시키는 것이다. 그리고, 폐플라스틱으로도 외부 코팅(24)을 행할 수 있고, 이 경우도 일정한 색상이나 무늬도 가능하다.

또한, 외부 노즐(18)과 내부 노즐(20)의 단면 형상에 따라 코팅 강화 지지대(22)의 단면 형상도 원형, 사각형, 삼각형 등의 다각형 모양으로 다양하게 할 수 있다.

상기와 같이 내부 코팅(23)과 외부 코팅(24)이 형성되면, 냉각조(7)로 이송되어 냉각되고, 일체형으로 길게 형성되어 인출되는 코팅 강화 지지대(22)를 필요 길이로 절단하여 사용한다.

코팅 강화 지지대(22)는 조경 자재로서 수목 지지대와, 건축 현장에서의 동바리 설치 구조의 골재와, 도로 표지판의 입설대로서 다양하게 활용할 수 있다.

이와같이 본 발명은 피코팅체(11)에 플라스틱 수지로써 코팅을 행하되, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌의 폐플라스틱으로 재생된 내부 코팅(23)층과 외부 코팅 (24)층의 이중 코팅을 형성시킴으로써 종래의 한 겹의 코팅 강화 지지대(22)보다 견고하고 미감이 오래 지속되게 하는 효과가 있고, 폐플라스틱의 재활용으로 환경 오염의 방지와 산업자원의 절약이라는 큰 효과가 있으며, 본 발명의 이중 코팅 장치(3)에 의해 피코팅체(11)의 표면에 폐플라스틱이 사용된 내부 코팅(23)층과 신플라스틱 수지 또는 폐플라스틱 수지가 사용된 외부 코팅(24)층으로 이중의 코팅을동시에 행할 수 있어 제조 시간의 단축 등의 제조 능률의 향상은 물론이고, 폐플라스틱의 재활용을 촉진시키는 큰 효과가 있으며, 나아가 산업 폐기물의 안전한 재활용으로 환경 오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

압축강도(Kg/cm²)

코팅 강화 지지대(22)에 있어서, 피코팅체(11)의 표면에 폐플라스틱 수지로 된 내부 코팅(23)층과, 신플라스틱 수지 또는 폐플라스틱 수지의 외부 코팅(24)층으로 두 겹으로 코팅층이 형성됨을 특징으로 하는 코팅 강화 지지대.
코팅 강화 지지대의 제조 장치에 있어서, 이송 장치(6)와 이중 코팅 장치(3)로 구성됨을 특징으로 하는 코팅 강화 지지대의 제조 장치.
제 2항에 있어서, 이송 장치(6)는 전동기에 의해 회전력을 받는 구동축(8)에 축지된 하부 압송 롤러(9)의 체인 스프로켓과 상부 압송 롤러(10)의 체인 스프로켓이 체인으로 연결되고, 두개의 상부 압송 롤러(10)(10')는 체인으로 서로 연결되며, 일측의 상부 압송 롤러(10')와 일측의 하부 압송 롤러(9')가 체인으로 연결되어 피코팅체(11)의 상하부를 압착하고, 일측의 하부 압송 롤러(9')의 잇수가 많은 체인 스프로켓과 이송 롤러(12)의 잇수가 적은 체인 스프로켓이 체인으로 연결되며, 다수개의 이송 롤러(12)가 체인으로 연결되어 형성됨을 특징으로 하는 코팅 강화 지지대의 제조 장치.
제 2항에 있어서, 이중 코팅장치(3)는 폐플라스틱 노즐(2)과 접속되어 내부로 연통되는 구멍이 형성되고 원추형의 내부 구멍이 형성된 티 다이(13)의 내측으로 티 다이(13)의 내측면과 원추형의 다이 콘(14)이 일정 유격을 가지도록 다이 콘(14)이 내설되어 볼트(15)로써 결합되고;

다이 콘(14)의 내부에 센터 파이프(16)가 내삽되며;

단부 면상에 신플라스틱 노즐(5)과 연통되는 환상의 순환 통로(17)가 형성되고, 원추형의 내부 구멍이 형성되며, 볼트(15'')로써 커버(21)를 체결하기 위한 볼트공이 다수개 형성된 외부 노즐(18)의 플랜지와, 센터 링(19)의 플랜지가 맞물려 외부 노즐(18)의 플랜지면이 티 다이(13)에 압착되도록 센터 링(19)을 볼트(15')로써 티 다이(13)에 체결되고;

외부 노즐(18)의 내부에 원추형의 내부 노즐(20)이 센터 파이프(16)의 끝단에 압입되어 설치되며;

외부 노즐(18)의 순환 통로(17)를 폐구하는 커버(21)가 볼트(15'')로써 외부 노즐(18)에 체결되어 형성됨을 특징으로 하는 코팅 강화 지지대의 제조 장치.