KR20020086130A - 가요성 호스 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가요성 호스 및 그 제조방법에 관한 것으로, 그 구성은 절곡 및 복원 가능한 합성수지 재질로서, 상호 열융착되어 관체를 이루는 내피 및 외피와, 상기 내피 및 외피 사이에 그 원주를 따라 나선상으로 개재되어 탄력적인 원주형상을 유지시켜주는 경심부재로 이루어진 가요성 호스에 있어서, 상기 경심부재는 중공 상태를 유지하는 중공관으로 구성됨을 특징으로 하는 것으로서, 본 발명의 호스 및 제조방법에 의하면, 원주를 따라 나선상으로 삽입되는 경심부재를 관 형상의 구조로 개량함으로써 제조원가를 현저히 절감할 수 있고, 강도 향상 및 단열 효과를 발휘할 수 있으며, 특히, 제조시 상기 경심부재에 일방향으로 소정의 토션을 가하여 공급함으로써 제품의 강도를 더욱 강화할 수 있는 이점이 있다.

Description

가요성 호스 및 그 제조방법{Flexible hose and the manufacturing method}

본 발명은 가요성 호스 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자유롭게 굴절되고 자체 탄성에 의해 그 형상이 복원되는 가요성 호스에 있어서 원주를 따라 나선상으로 삽입되는 경심부재를 관 형상의 구조로 개량함으로써 제조원가를 절감할 수 있고, 강도 향상 및 단열 효과를 발휘할 수 있으며, 특히, 제조시 상기 경심부재에 일방향으로 소정의 토션을 가하여 공급함으로써 제품의 강도를 더욱 강화할 수 있게 한 가요성 호스 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지 관체는 그 용도에 따라 다양한 재질 및 구조를 이루고 있다. 그 중에서 세탁기나 싱크대 등의 배수관과 같이 높은 내압 강도를 필요로 하기보다는 자유롭게 구부러질 수 있는 가요성 및 변형 후 원상태로 복원되려는 복원성이 요구되는 관체의 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연질의 호스관체(10) 내에 경심부재(30)를 열융착시켜 나선융출부(12a)를 형성한 PVC 재질의 호스가 제작되어 사용되거나, 또는 일반적인 벨로우즈관 등이 사용된다.

즉, 종래에 주로 사용되는 가요성 호스는, 내주면이 원통형의 직관 형태를 이루고, 외주면을 따라 나선상의 나선융출부(12a)를 갖는 것으로서, 도 2에 도시된 부분확대 단면도에서 보는 바와 같이, 연성 PVC 재질로 이루어진 필름 형태의내피(11)와 외피(12) 사이에 경성 PVC 재질로 이루어진 경심부재(30)가 삽입 융착된 매입 구조를 이루고 있다.

상기 경심부재(30)는 원형, 반원형, 삼각형 등과 같은 다양한 단면 형상을 이루는 것이 적용될 수 있으나, 대개의 경우에는 상기 도 2에 도시된 바와 같은 반원형 단면 구조를 적용하는 것이 통상적이다.

여기서, 상기 가요성 호스의 보편화된 제조방법을 간단히 살펴보면 다음과 같다. 즉, 일정 폭을 갖는 연질의 내, 외피(11)(12)용 PVC 필름(쉬트) 사이에 경심부재(30)용 PVC 선재를 배열한 상태에서, 상기 원자재를 회전하는 코어(미도시)의 외주에 공급하여 권취함과 아울러 이들을 일체로 열융착시킴으로써 정형의 탄성 복원력을 갖는 호스를 제조할 수 있다. 상기 원자재를 나선상으로 연속 권취하는 과정은 압착로울러(미도시)를 이용한 열간 압착방식에 의해 연속적인 호스관체(10)를 성형할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 내, 외피(11)(12)와 경심부재(30)간의 열융착에 의한 나선 돌출형의 호스를 성형하는 과정에서, 상기 내피(11)와 외피(12) 사이에 배치된 경심부재(30)는 이를 둘러싸고 있는 내, 외피(11)(12)의 마주보는 면과 밀착된 상태로 가열 성형되고 상기 내피(11)의 내측에는 권취용 코어가 지지되어 있으므로 상기 내피(11)의 내주면은 굴곡 없는 매끈한 곡면을 유지하게 되고, 상기 외피(12)의 외주면은 상기 경심부재(30)의 굵기만큼 요철을 이루는 형태로 완전 밀착되어 상호 일체화된다. 연질과 경질 자재간에는 상호 접착성향이 좋으므로 원활히 융합될 수 있는 여건을 제공하게 된다.

그러나, 이러한 종래의 가요성 호스는 값비싼 PP 또는 PVC 재질로 이루어지는 통체 구조의 경심부재(30)를 적용하게 됨에 따라 원료가 과다 소모되어 제품 원가가 상승하게 되고, 자체 중량이 증가하게 되어 작업성 및 취급성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 통체 구조의 상기 경심부재(30)는 탄성이 낮으므로 외부 가압에 의한 변형이 발생할 수 있고, 그 변형된 상태는 가압 하중을 제거한 후에도 그대로 유지되어 호스의 정형성을 유지하기 어려운 문제점이 있었다.

즉, 종래의 호스는 상기한 바와 같이 탄성 복원력이 낮음에 따라 동일 부위에 가압 하중이 반복 집중되는 경우에는 그 변형성이 심화되어 결국에는 피로 파괴에 의해 절단될 우려가 매우 높다는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 자유롭게 굴절되고 자체 탄성에 의해 그 형상이 복원되는 가요성 호스에 있어서 원주를 따라 나선상으로 삽입되는 경심부재를 관 형상의 구조로 개량함으로써 원료의 소량 투입에 의한 제품 제조원가를 절감할 수 있고, 관체의 구조적 특성에 의한 강도 향상 및 단열 효과가 발휘될 수 있는 가요성 호스를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 내피 및 외피와 함께 그 사이에 경심부재를 투입하여 권취 및 열융착하는 공정에 있어서 상기 경심부재에 일방향으로 소정의 토션을 가하여 공급함으로써 비틀림 모멘트의 작용에 의해 제품의 강도를 더욱 강화할 수 있게 하는 가요성 호스 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 가요성 호스의 구조를 도시한 일부절개 상태의 정면도.

도 2는 종래 기술에 따른 일반적인 가요성 호스의 구조를 도시한 부분확대 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 가요성 호스의 구조를 도시한 일부절개 상태의 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 가요성 호스의 구조를 도시한 부분확대 단면도.

도 5는 본 발명의 가요성 호스에 적용되는 중공관의 다른 실시예를 도시한 부분절취 사시도.

도 6은 본 발명의 가요성 호스에 적용되는 중공관의 또 다른 실시예를 도시한 부분절취 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 호스관체 11 ; 내피

12 ; 외피 12a ; 나선융출부

20 ; 중공관 21 ; 관체부

22 ; 중공부 23 ; 면사 또는 나일론사

24 ; 석고 또는 점토 페이스트 30 ; 경심부재

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가요성 호스는, 절곡 및 복원 가능한 합성수지 재질로서, 상호 열융착되어 관체를 이루는 내피 및 외피와, 상기 내피 및 외피 사이에 그 원주를 따라 나선상으로 개재되어 탄력적인 원주형상을 유지시켜주는 경심부재로 이루어진 가요성 호스에 있어서, 상기 경심부재는 중공 상태를 유지하는 중공관으로 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 중공관은 그 내경과 외경의 비가 1:3 정도를 유지하도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 중공관의 내측 중공부에는 자체의 강도를 향상시킬 수 있도록 상기 중공관의 재질과 다른 이종 충전재가 개재되도록 할 수 있으며, 상기 충전재로는 면사 또는 나일론사를 사용하거나, 소정 시간이 경과한 후 경화되는 석고 또는 점토 페이스트를 사용하거나, 또는 석고 페이스트를 침지시킨 면사를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가요성 호스 제조방법은, 회전하는 봉 형태의 코어 외주에 가요성 재질의 내피와 외피를 공급하여 권취함과 동시에 그 사이에 경심부재를 공급하여 열융착시킴으로써 정형의 탄성 복원력을 갖는 호스를 제조하는 가요성 호스 제조방법에 있어서, 상기 경심부재로는 중공부를 갖는 중공관을 사용하고, 중공 상태 그대로 또는 그 중공부에 이종 충전재가 충전된 상태의 상기 중공관을 일방향으로 소정 각도만큼 비틀어 지속 공급하면서 권취 성형함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가요성 호스를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 가요성 호스를 도시한 것으로, 도 3 및 도 4는 상기 가요성 호스의 구조를 도시한 일부절개 상태의 정면도 및 부분확대 단면도, 도 5는 상기 가요성 호스에 적용되는 중공관(22)의 다른 실시예를 도시한 부분절취 사시도, 도 6은 상기 가요성 호스에 적용되는 중공관(22)의 또 다른 실시예를 도시한 부분절취 사시도를 각각 나타낸 것이다.

상기 도면중 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가요성 호스는, 연질의 호스관체(10) 내에 중공관(20) 구조의 경심부재(20)를 열융착시켜 나선융출부(12a)를 형성한 구성을 이루고 있다.

즉, 상호 열융착되어 호스관체(10)를 이루는 내피(11) 및 외피(12)와, 상기 내피(11) 및 외피(12) 사이에 그 원주를 따라 나선상으로 개재되어 탄력적인 원주형상을 유지시켜주는 경심부재로 이루어지고, 상기 경심부재는 중공 상태를 유지하는 중공관(20)으로 구성된 것이다.

본 발명에 따른 가요성 호스는 종래의 경우에서와 같이 절곡 및 복원 가능한 연성 또는 경성 합성수지, 즉, PVC 재질로 이루어진 것이다. 또한, 내주면이 원통형의 직관 형태를 이루고, 외주면을 따라 나선상의 나선융출부(12a)를 갖는 것으로서, 도 4에 도시된 부분확대 단면도에서 보는 바와 같이, 연성 PVC 재질로 이루어진 필름 형태의 내피(11)와 외피(12) 사이에 경성 PVC 재질로 이루어진 중공관(20)이 삽입 융착된 매입 구조를 이루고 있다.

상기 중공관(20)은 내부에 중공부(22)가 형성된 관체부(21)로 이루어진다. 그리고, 상기 중공관(20)은 그 내경과 외경의 비가 1:3 정도를 유지하도록 형성하는 것이 강도 면에서 이상적이다. 그러나, 반드시 상기의 직경비를 유지하여야 하는 것은 아니며 호스의 관경을 감안하여 최적의 상태로 변경 설계할 수도 있음은 물론이다.

상기 중공관(20)의 중공부(22)는, 경량화가 요구되는 환경에서는 비어있는 상태 그대로 사용할 수 있다. 즉, 상기 중공부(22)에는 공기가 내재되어 있는 상태이므로 원통형의 관체부(21)가 갖는 고유의 구조적 특성이 발휘되어 기존의 통체형 경심부재(30)에 비해 강도 면에서 매우 유리하다. 또한, 상기 공기층이 외부의 온도 변화를 차단하는 단열재 역할을 하게 됨으로써 단열 효과도 우수하다.

한편, 상기 중공관(20)의 중공부(22)에는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 자체의 강도를 더욱 향상시킬 수 있도록 상기 중공관(20)의 재질과 다른 이종 충전재가 개재되도록 구성할 수도 있다. 상기 충전재는 중공관(20)에 비해 가격이 저렴한 재질을 사용함으로써 원가 절감의 효과를 그대로 유지할 수 있다.

즉, 상기 충전재로는 면사 또는 나일론사(23)를 사용하거나, 소정 시간이 경과한 후 경화되는 경화제, 즉, 경화 페인트, 석고 또는 점토 페이스트(24) 등을 사용하거나, 또는 이를 조합한 것으로서, 상기 경화 페인트, 석고 또는 점토 페이스트(24) 등이 침지된 면사를 사용할 수 있다. 상기 경화제는 앞에서 열거한 재료 이외에도 이와 유사한 물성을 갖는 것이면 어느 것이든 사용 가능하다.

이러한 가격이 저렴한 각종 충전재로 중공관(20)의 내부를 충전 처리하는 경우에는 호스관체(10)의 내구성 및 외부 가압시의 정형성을 더욱 좋게 하여 현저한 강도 보강 효과를 구현할 수 있고, 이로 인한 단열 효과도 우수하다.

참고로, 상기 중공관(20)의 제조방법은 일반적인 파이프 제조방식과 다르지 않다. 즉, 플라스틱 압출 성형장치를 사용하여 그 호퍼에 원료를 투입하고 원료를 가열하여 용융시킴과 아울러 상기 장치 내부에 있는 스크류의 작동에 의해 일단의 다이스를 통해 압출되도록 함으로써 상기 중공관(20)을 제조할 수 있다.

이와 같이 제조된 중공관(20)을, 일정 폭의 내, 외피(11)(12)용 PVC 필름 사이에 배열한 상태에서, 상기 원자재를 회전하는 코어의 외주에 공급하여 권취함과 아울러 이들을 일체로 열융착시킴으로써 정형의 탄성 복원력을 갖는 호스를 제조할 수 있다. 상기 원자재를 나선상으로 연속 권취하는 과정은 압착로울러를 이용한 열간 압착방식에 의해 연속적인 호스관체(10)를 성형할 수 있게 되는 것이다.

성형 완료된 본 발명에 따른 가요성 호스의 구조는, 종래의 경우와 같이 상기 내피(11)의 내측에 권취용 코어가 지지되어 있으므로 상기 내피(11)의 내주면이 굴곡 없는 매끈한 곡면을 유지하게 되고, 상기 외피(12)의 외주면이 상기 중공관(20)의 외경 크기만큼 요철을 이루는 형태로 완전 밀착되어 상호 일체화된 상태를 이룬다. 물론, 충전재를 채운 중공관(20)을 적용하는 경우에도 상기한 바와 같은 동일 공정에 의해 이루어진다.

한편, 본 발명은 상기한 중공관(20)에 의한 보강 구조 이외에도, 그 제조방법상의 특징에 의해서도 강도를 증대시킬 수 있다.

즉, 회전하는 봉 형태의 코어 외주에 가요성 재질의 내피(11)와 외피(12)를공급하여 권취함과 동시에 그 사이에 중공관(20)을 공급하여 열융착시킴으로써 정형의 탄성 복원력을 갖는 호스를 제조하는 일반적인 가요성 호스 제조방법에 있어서, 중공 상태 그대로 또는 그 중공부(22)에 이종 충전재가 충전된 상태의 상기 중공관(20)을 일방향으로 소정 각도만큼 비틀어 지속 공급하면서 권취 성형하는 방법이 그것이다.

상기한 본 발명의 방법에 의하면 상기 중공관(20)의 비틀림 모멘트 작용에 의해 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 가요성 호스는 가요성과 탄성 복원력이 월등히 향상된 구조를 이뤄 각종 배수관용 호스로 사용될 수 있음은 물론, 그 외에도 다양한 용도의 관체로서 널리 적용될 수 있는 범용성을 갖게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 가요성 호스에 의하면, 자유롭게 굴절되고 자체 탄성에 의해 그 형상이 복원되는 가요성 호스에 있어서, 원주를 따라 나선상으로 삽입되는 경심부재를 관 형상의 구조로 개량함으로써 원료가 적게 소모되어 제품 제조원가를 절감할 수 있고, 관체의 구조적 특성에 의해 강도 향상을 기대할 수 있으며, 상기 중공관의 내부에 형성된 공기층 또는 그 내부에 가격이 저렴한 충전재를 채움으로써 단열 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가요성 호스 제조방법에 의하면, 회전하는 봉 형태의 코어 외주에 가요성 재질의 내피와 외피를 공급하여 권취함과 동시에 그 사이에 경심부재를 공급하여 열융착시킴으로써 정형의 탄성 복원력을 갖는 호스를 제조함에있어서, 상기 경심부재에 일방향으로 소정의 토션을 가하여 공급함으로써 비틀림 모멘트의 작용에 의하여 제품의 강도를 더욱 강화할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

Claims (7)

1. 절곡 및 복원 가능한 합성수지 재질로서, 상호 열융착되어 관체를 이루는 내피 및 외피와, 상기 내피 및 외피 사이에 그 원주를 따라 나선상으로 개재되어 탄력적인 원주형상을 유지시켜주는 경심부재로 이루어진 가요성 호스에 있어서,

   상기 경심부재는 중공 상태를 유지하는 중공관으로 구성됨을 특징으로 하는 가요성 호스.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중공관은 그 내경과 외경의 비가 1:3 정도를 유지하도록 형성됨을 특징으로 하는 가요성 호스.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 중공관의 내측 중공부에는 자체의 강도를 향상시킬 수 있도록 상기 중공관의 재질과 다른 이종 충전재가 개재됨을 특징으로 하는 가요성 호스.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 충전재는 면사 또는 나일론사인 것을 특징으로 하는 가요성 호스.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 충전재는 소정 시간이 경과한 후 경화되는 석고 또는 점토 페이스트인 것을 특징으로 하는 가요성 호스.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 충전재는 석고 페이스트를 침지시킨 면사인 것을 특징으로 하는 가요성 호스.
7. 회전하는 봉 형태의 코어 외주에 가요성 재질의 내피와 외피를 공급하여 권취함과 동시에 그 사이에 경심부재를 공급하여 열융착시킴으로써 정형의 탄성 복원력을 갖는 호스를 제조하는 가요성 호스 제조방법에 있어서,

   상기 경심부재로는 중공부를 갖는 중공관을 사용하고, 중공 상태 그대로 또는 그 중공부에 이종 충전재가 충전된 상태의 상기 중공관을 일방향으로 소정 각도만큼 비틀어 지속 공급하면서 권취 성형함을 특징으로 하는 가요성 호스 제조방법.