KR20100048838A - 알루미늄튜브 및 그 제조방법 - Google Patents

알루미늄튜브 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알루미늄 튜브 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 튜브의 표면에 코팅되는 수지코팅과 알루미늄 튜브와의 접착성을 향상시킬 수 있는 알루미늄 튜브 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 알루미늄 튜브를 공급하는 공급단계와 상기 알루미늄 튜브를 고주파로 예열하는 고주파 예열단계와 상기 예열된 알루미늄 튜브의 표면을 겔상태의 접착제로 도포하는 접착제도포단계와 상기 접착제로 도포된 상기 알루미늄 튜브에 수지로 코팅하는 수지코팅단계를 포함하는 알루미늄 튜브 및 그 제조방법을 제공한다.
알루미늄 튜브, 고주파예열, 접착제

Description

알루미늄튜브 및 그 제조방법{THE ALUMINUM TUBE AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 알루미늄 튜브 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 튜브의 표면에 수지가 코팅된 알루미늄 튜브 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배관용 관, 난간 및 울타리, 공공시설물에 설치하는 구조물 등에는 다양한 금속제 배관이 사용된다.
이러한, 금속제 배관은 부식을 막기 위해 표면에 구리도금이나 불소수지 코팅을 하기 때문에 원가가 높고 중량이 무거운 점이 있다. 따라서, 금속제 배관보다 가볍고 원가가 절감되는 알루미늄 튜브가 최근 많이 사용되고 있다.
하지만, 알루미늄 튜브의 경우에도 외부의 충격에 의해 내충격성이 약하며,알루미늄 튜브 내부의 가스,증기 등의 물질에 의하여 튜브용기가 부식될 수 있으며, 외관상으로 다양한 색상표현이 불가능하다. 따라서, 이러한 문제들을 해결하기 위하여 알루미늄 튜브에 폴리에틸렌,폴리아미드 등의 합성수지를 코팅하여 사용되고 있다.
폴리아미드 수지는 강도,내충격성,내한성 등이 우수하지만, 알루미늄이나 그 합금과의 조합에 있어서 접착성이 나빠져, 알루미늄 튜브에 코팅된 폴리아미드 등의 수지코팅이 쉽게 분리될 수 있다.
이러한, 알루미늄 튜브와 수지코팅과의 접착성을 향상시키기 위하여 알루미늄 튜브상에 종래에 크로메이트처리를 하였다. 크로메이트처리는 크롬산 크로메이트처리, 인산 크로메이트처리 또는 유기고분자를 함유한 도포형 크로메이트처리 등이 있다. 하지만, 크로메이트처리 방법도 접착성이 떨어지며 반응시간이 길어 생산성이 저하되며, 크롬산 크로메이트처리의 경우에는 폐액처리에 별도의 설비투자가 필요한 문제점이 있다.
또한, 종래에 알루미늄 튜브와 수지코팅 사이를 접착시키기 위하여 알루미늄 튜브상에 액상 에폭시수지가 사용되었다. 이러한 액상에폭시를 알루미늄 튜브 표면에 분사한 후 가열로를 통과시키면, 일부분의 고형제가 남으면서 알루미늄 튜브 표면에 액상 에폭시가 도포된다.
하지만, 이러한 방법은 알루미늄 표면에 액상 에폭시를 분사시키므로 분사방법에 따라 알루미늄 표면에 액상 에폭시가 일정한 두께로 도포되지 않아 접착성이 현저하게 떨어지며, 액상 에폭시를 가열로에서 건조시에 알루미늄 튜브의 표면온도를 일정하게 유지관리하여야 하므로 생산단가가 높아지며 휘발성이 높은 액상 에폭시의 경우 화재의 위험이 있다.
이러한 상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 알루미늄 튜브와 수지코팅 사이에 겔 상태(고상과 액상의 중간상태)의 접착제를 일정한 두께로 도포시켜 접착성을 높이며 화재의 위험이 없는 알루미늄 튜브 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 알루미늄 튜브와 수지코팅 사이의 접착제 도포 과정을 간소화하여 제조단가를 낮추며 작업효율을 높일 수 있는 알루미늄 튜브 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 외관적으로 미감을 좋게 하며 우수한 내부식성 및 내충격성을 가질 수 있는 알루미늄 튜브 및 그 제조방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알루미늄 튜브를 공급하는 공급단계와, 상기 알루미늄 튜브를 고주파로 예열하는 고주파 예열단계와 상기 예열된 알루미늄 튜브의 표면을 겔 상태의 접착제로 도포하는 접착제도포단계와, 상기 접착제로 도포된 상기 알루미늄 튜브에 수지로 코팅하는 수지코팅단계를 포함하는 알루미늄 튜브 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 코팅된 알루미늄 튜브의 일부분을 레이저 커팅기로 벗겨내는 탈피단계를 더 포함한다.
그리고, 상기 접착제도포단계와 상기 수지코팅단계가 하나의 금형하우징에서 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 예열단계 전에 알루미늄 튜브의 표면을 세척하는 세척단계를 더 포함한다.
또한, 접착제도포단계는 상기 알루미늄튜브가 상기 금형하우징 내부로 통과되면서 상기 알루미늄 튜브의 표면에 상기 접착제가 압출 및 융착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 알루미늄 튜브 및 그 제조방법은 알루미늄파이프와 수지코팅 사이에 겔 상태의 접착제를 일정한 두께로 도포하여 접착성을 높일 수 있으며 화재의 위험을 줄일 수 있다.
또한, 알루미늄 파이프의 표면온도를 일정하게 유지할 필요가 없으므로 제조단가를 낮출 수 있으며, 접착제도포과정을 단순화하여 공정시간을 줄일 수 있다.
그리고, 접착제도포와 수지코팅을 하나의 금형 내에서 연속적으로 이루어지도록 하여 접착성을 높이며, 작업공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 첨부도면에 나타난 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 알루미늄 튜브의 제조방법의 구성도이며, 도 2는 알루미늄 튜브의 제조방법의 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 알루미늄 튜브에 접착제와 수지가 코팅되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명인 알루미늄 튜브의 단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 알루미늄 튜브(100) 및 그 제조방법에 대해서 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 알루미늄 튜브(100) 제조방법은 알루미늄 튜브(100)를 공급하는 공급단계(S1)와 상기 알루미늄 튜브(100)를 고주파로 예열하는 고주파 예열단계(S3)와 상기 예열된 알루미늄 튜브(100)의 표면을 겔상태의 접착제(110,도 3참조)로 도포하는 접착제도포단계(S4)와 상기 접착제(110)로 도포된 상기 알루미늄 튜브(100)에 수지(120,도 3참조)로 코팅하는 수지코팅단계(S5)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 튜브(100) 제조방법은 상기 예열단계(S3) 전에 알루미늄 튜브(100)를 세척하는 세척단계(S2)와 상기 수지(120) 코팅된 알루미늄 튜브(100)의 수지(120) 일부분을 레이저커팅기(80)로 벗겨내는 탈피단계(S6)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 알루미늄 튜브(100)를 공급하는 공급단계(S1)에서는 압출 및 인발에 의해 제조된 권치된 상태로 공급되는 알루미늄 튜브(100)를 작업시 필요한 길이로 준비한다. 그리고, 일정한 길이로 준비된 알루미늄 튜브(100)를 거치대(10) 위에 올려놓고 거치대(10)를 통하여 알루미늄 튜브(100)를 직선형 롤러장치(20)로 공급한다.
직선형 롤러장치(20)는 거치대(10)를 통과하면서 풀려진 알루미늄 튜브(100)를 직선형으로 펴서 접착제(110,도 3 참조)도포와 수지(120, 도 3참조)코팅이 용이하도록 한다.
또한, 표면 처리와 세척을 위한 세척단계(S2)에서는 직선형 롤러장치(20)를 통하여 직선형으로 펴진 알루미늄 튜브(100) 외면의 접착력을 증가시키기 위하여 세척장치(30)로 브러쉬 등을 사용하여 알루미늄 튜브(100)의 표면을 거칠게 처리한다.
그리고, 알루미늄 튜브(100)의 표면에 부착된 이물질을 세척하는 과정으로 밀폐된 세척장치(30)에서 세척 및 건조성이 좋은 세척제를 이용하여 세정제분사방식에 의하여 튜브표면의 세척을 용이하게 한다.
한편, 알루미늄 튜브(100)의 표면을 예열하는 고주파 예열단계(S3)에서는 접착제(110)를 도포하기 전에 알루미늄 튜브(100)의 표면에 예열을 통하여 접착력을 증가시키고 건조가 용이하게 하기 위한 것이다.
본 예열단계는 다양한 예열이 가능하나, 본 발명에서는 고주파가열방식을 통하여 알루미늄 튜브(100)의 표면을 예열한다. 상기 고주파가열방식은 고주파가열장치(40)에서 발생하는 고주파의 전자기장에 알루미늄 튜브(100)를 통과시켜 알루미늄 튜브(100)를 가열시킨다.
상기 고주파가열방식은 알루미늄 튜브(100)의 표면에 다수개의 엠보싱 처리를 하여 접착제(110)와의 접착력을 증대시키며, 알루미늄 튜브(100)의 표면을 예열하여 접착제(110)와의 접착력강화 및 접착제(110)의 건조도를 높일 수 있다.
한편, 상기 접착제도포단계(S4)는 상기 고주파가열방식에 의하여 예열된 알루미늄 튜브(100)가 접착제압출장치(50)와 금형하우징(90)을 통과하면서 알루미늄튜브의 표면에 접착제(110)가 도포되는 과정이다. 이를 구체적으로 설명하면, 접착 제(110)는 다양한 종류의 접착제(110)가 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 에폭시 접착수지(110)를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한,에폭시 접착수지(110)는 점도 조정이 용이하여 가공성이 뛰어나며 철, 알루미늄, 폴리아미드 및 폴리카보네이트 수지(120) 등과의 접착력을 강화시기기 위해 사용될 수 있다.
상기 접착제압출장치(50)는 알루미늄 튜브(100)의 표면에 접착제(110)를 압출시키는 장치이며, 도 3에 도시된 바와 같이, 접착제압출장치(50)는 외부에서 공급되는 접착제(110)가 수용되는 접착제하우징(52)과 수용된 접착제(110)가 금형하우징(90)으로 토출되도록 하는 토출관(54)로 이루어지며, 상기 토출관(54)은 금형하우징(90)과 연결된다.
이러한 에폭시 수지(120)는 접착제압출장치(50)에 형성된 열선(미도시)을 통하여 고상의 접착제가 겔(gel)형태의 접착제(110)로 성형된다.
상기 금형하우징(90)은 고주파가열장치(40)에 의하여 예열된 알루미늄 튜브(100)가 통과되도록 내부가 파이프 형태의 중공으로 형성된다.
그리고, 금형하우징(90)은 접착제압출장치(50)의 토출관(54)을 통하여 토출되는 접착제(110)와 수지압출장치(60)의 배출관(64)을 통하여 토출되는 수지(120)가 각각 별도로 흘러 수용되는 유로(미도시)가 형성되어, 알루미늄 튜브(100)가 금형하우징(90) 내부를 통과하는 과정에서 알루미늄 튜브(100)의 표면에 접착제(110)와 수지(120)가 순차적으로 압출, 융착되어 도포 및 코팅되도록 한다.
또한, 알루미늄 튜브(100)가 유입되는 입구부(92)에는 진공장치(미도시)가 설치되어 알루미늄 튜브(100)가 입구부(92)를 통과시에 알루미늄 튜브(100)의 표면 주위가 진공상태로 형성되며, 진공상태의 알루미늄 튜브(100)가 금형하우징(90) 내부를 통과시에 겔 상태의 접착제(110)와 수지(120)가 알루미늄 튜브(100)표면에 완전히 흡착되어 도포 및 코팅되도록 한다.
결국, 겔상태의 접착제(110)는 토출관(54)를 통하여 금형하우징(90) 내부에 유입되며, 알루미늄 튜브(100)가 금형하우징(90)내부를 통과하면서 금형하우징(90) 내부에 수용된 겔상태의 접착제(110)와 알루미늄 튜브(100)의 표면이 서로 압출, 융착되면서 접착제(110)가 도포된다.
이러한, 금형하우징(90) 내부에 수용된 겔상태의 접착제(110)는 알루미늄 튜브(100)가 금형하우징(90) 내부를 통과하면서 접착제(110)가 알루미늄 표면에 균일한 두께로 코팅되며, 작업방법이 간단하여 작업공정과 작업효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 접착제(110)의 종류나 특성에 따라 알루미늄 튜브(100)의 표면온도를 상기 고주파 가열장치(40)에 의해 180℃ 이상 500℃이하까지 온도조절이 가능하다.
한편, 상기 수지코팅단계(S5)는 알루미늄 튜브(100)가 수지압출장치(60)와 금형하우징(90)을 통과하면서 접착제(110)가 도포된 알루미늄 튜브(100)에 수지(120)를 코팅하는 과정이다.
수지압출장치(60)는 외부에서 공급되는 수지(120)가 수용되는 수지하우징(60)과 수지하우징(60)에 수용된 수지(120)가 금형하우징(90)으로 배출되도록 하는 배출관(64)으로 이루어지며, 배출관(64)은 금형하우징(90)과 연결된다.
수지하우징(60)도 접착제(110)와 마찬가지로 수지(120)가 배출관(64)를 통하여 금형하우징(90) 내부에 유입되며, 알루미늄 튜브(100)가 금형하우징(90) 내부를 통과하면서 접착제(110)가 도포된 알루미늄 튜브(100)의 표면에 수지(120)가 압출, 융착되면서 코팅된다.
상기 수지(120)는 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 중에서 하나의 수지(120)를 선택적으로 이용하여, 압출에 의한 방법으로 코팅되게 하여 코팅층을 형성하는 것으로, 상기의 코팅된 수지(120) 중 폴리아미드는 저흡수성, 저밀도, 열안정성, 내광성을 가지며, 190-240℃에서 작업이 가능하고 폴리에틸렌은 고주파 절연재료로 가장 우수하다.
또한, 폴리프로필렌은 내구성, 내열성이 높고 가공이 쉬우며 인장강도, 절연성이 크고 열수에 강하며, 폴리염화비닐은 투명성과 강도가 높아 외부의 마찰과 절단에 유용한 특징을 가지고 있다.
이러한, 접착제(110)의 도포와 수지(120) 코팅은 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 금형하우징(90) 내부에서 연속적으로 이루어지므로 작업공정이 간단하며 작업시간이 단축될 수 있다. 또한, 접착제(110)의 도포와 수지(120) 코팅이 하나의 금형하우징(90) 내에서 연속적으로 짧은 시간 내에 이루어져 접착제(110)와 수지(120)와의 접착력이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 사용된 수지(120)에 선택적으로 색상을 부여하여, 수지(120) 코팅층을 다양한 색상으로 표현할 수 있게 함으로써 외적 미관을 좋게 한다.
한편, 수지(120) 코팅된 알루미늄 튜브(100)의 표면을 냉각하는 냉각장 치(70)에서는 접착제압출장치(50)를 거치면서 알루미늄 튜브(100)의 표면에 도포된 접착제(110)와 수지압출장치(60)에서 압축되어 수지(120)가 코팅된 상태의 튜브를 냉각수나 냉동수를 이용하여 냉각시킴으로서 제품의 물성 및 접착력을 향상시킬 수 있다.
한편, 탈피단계(S6)는 레이저 커팅기(80)로 알루미늄 튜브(100)의 수지(120)코팅의 일부분을 부분적으로 벗겨내어 탈피시킨다. 탈피단계(S6)는 수지(120)가 코팅된 알루미늄 튜브(100)간의 연결시 각 튜브의 이음새 부분으로서 작업시 빠른 공정을 시행하기 위하여 취해지는 과정이다.
도 4는 본 발명의 알루미늄 튜브(100)의 단면도를 나타낸 것으로, 도 4의 (a)는 도 1 및 도 2의 알루미늄 튜브(100)의 제조방법에서 알루미늄 튜브(100) 표면에 접착제(110)가 도포되고, 그 위에 수지(120)가 압출되어 코팅층을 형성하는 알루미늄 튜브(100)를 나타낸 것이며, 도 4의 (b)는 도 1의 레이저 커팅기(80)로 알루미늄 튜브(100)의 수지(120)코팅 일부분을 커팅한 후 벗겨내어 수지(120)가 코팅된 부분의 일부분이 벗겨진 알루미늄 튜브(100)를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 알루미늄 튜브(100)는 공조기에 사용되는 파이프, 공장의 스팀라인 등의 유체수송용 배관, 선박의 배전연결라인 등의 기계구조물의 용도로 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술범위 내에서 변형된 형태의 또 다른 실시예를 구현할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 알루미늄 튜브 제조방법을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 알루미늄 튜브 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 알루미늄 튜브에 접착제와 수지가 코팅되는 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명인 알루미늄 튜브의 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 거치대 20: 직선롤러장치
30: 세척장치 40: 고주파가열장치
50: 접착제압출장치 52: 접착제하우징
54: 토출관 60: 수지압출장치
62: 수지하우징 64: 배출관
70: 냉각장치 80: 레이저커팅장치
90: 금형하우징 100: 알루미늄 튜브
110: 접착제 120: 수지

Claims (2)

  1. 알루미늄 튜브를 공급하는 공급단계;
    상기 알루미늄 튜브를 고주파로 예열하는 고주파 예열단계;
    상기 예열된 알루미늄 튜브의 표면을 겔상태의 접착제로 도포하는 접착제도포단계; 그리고,
    상기 접착제로 도포된 상기 알루미늄 튜브에 수지로 코팅하는 수지코팅단계를 포함하는 알루미늄 튜브제조방법.
  2. 제1항에 의한 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 알루미늄 튜브.
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