KR20140072638A - 합성수지재 관의 절단방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성수지재 관(P)을 일정한 길이로 절단하는 합성수지재 관의 절단방법에 관한 것이다. 본 발명의 합성수지재 관의 절단방법은, 압출성형후 사이징된 합성수지재관(P)을 일정한 길이로 절단하기 전에, 그 절단부분(A)을 인덕션 히터(41) 또는 고온 열풍으로 가열하고, 가열된 절단부분(A)을 절단날 또는 회전톱(43)과 같은 절단수단을 사용하여 절단하는 것이다.
본 발명의 합성수지재 관의 절단방법에 의하면, 관의 절단부분을 순간가열하여 가열된 부분을 절단하므로, 절단부분(A)의 외경치수 변형이 방지되어 균일한 치수(외경)를 가진 합성수지재 관을 절단할 수 있고, 특히 외경 치수변형이 방지되므로 절단후 직경과 두께가 균일한 합성수지재 관을 생산할 수 있고, 절단 후 합성수지재 관의 외경 치수 교정을 위한 후가공이 필요없으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

합성수지재 관의 절단방법{METHOD OF CUTTING A PLASTIC PIPE}
본 발명은 합성수지재 관을 절단하는 방법에 관한 것으로, 특히 폴리에틸렌과 같은 합성수지재를 압출하여 성형된 관을 일정한 길이로 절단할 때 절단부분을 가열한 상태에서 절단함으로써 그 절단시 절단부분의 치수 변화가 작은 합성수지재 관 절단방법에 관한 것이다.
최근 상하수도관, 또는 해양 구조물의 부력관 등, 여러분야에서 압출성형한 합성수지재 관이 널리 사용되고 있다. 이러한 합성수지재관은, 압출기의 압출다이를 통하여 합성수지재 관을 압출성형하는 압출성형단계; 압출된 합성수지재 관을 냉각수조를 통과시키면서 냉각수를 분사하여 냉각시키는 동시에 냉각수조의 내부에 동축으로 길이방향을 따라 다수개다수개가 구비된 링형의 사이징 다이를 통과시키면서 사이징 다이의 원주방향으로 다수개가 구비된 진공 흡입구를 통하여 합성수지재 관의 외주면에 균일한 진공흡입력을 가하여 합성수지재 관을 일정한 외경으로 사이징하는 냉각-사이징 단계; 및 사이징된 합성수지재 관을 소정의 길이로 절단하는 절단단계;를 순차적으로 거쳐 제조된다.
그런데, 상기 종래의 합성수지재 관의 절단단계에서는 절단 공정시 회전톱으로 절단하는 데, 회전톱으로 합성수지재 관의 절단할 때 합성수지재 관의 절단부분은 표면온도와 내부온도와의 차이에 의해 끝부분이 합성수지재 관의 내경 안쪽으로 수축하는 현상이 발생하고, 이러한 현상으로 인하여 절단후 합성수지재 관의 끝부분의 외경치수가 성형직후 보다 줄어드는 불량이 발생하는 문제가 있었다. 이와 같은 관의 치수불량은 제조완료된 관을 다른 관 또는 부품(브라켓 또는 플랜지)과 연결할 때 조립불량의 원인이 되므로, 조립전 치수불량부위, 즉 절단부분의 치수를 교정하기 위한 후가공을 하여야 하는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 종래의 합성수지재 관을 절단할 때 외경 치수가 변하는 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 절단시 절단부분의 외경치수 변형(축소변형)이 없거나 적어나 후가공이 필요없을 정도로 외경치수의 변형이 적은 합성수지재 관의 절단방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성수지재 관 절단방법은, 압출성형후 사이징된 합성수지재관의 절단부분의 외측벽 둘레를 인덕션 히터 또는 고온 열풍으로 절단부분을 가열하는 단계와, 상기 가열된 합성수지재 관의 직경방향으로 회전톱 또는 상하 이동식 절단날로써 합성수지재관을 일정한 길이로 절단하는 단계를 포함하는 구성에 특징이 있다.
본 발명의 합성수지재 관 절단방법은, 두께 20.5 내지 22.7mm, 외경 225.0 내지 226.4mm의 합성수지재 관을 절단하기 전 절단부분 가열단계에서는, 합성수지재 관의 절단부분을 표면온도가 29 내지 100℃로 되게 가열하는 것에 특징이 있다.
또한, 본 발명의 합성수지재 관 절단방법은, 상기 절단단계 후 절단부분을 수냉 또는 공냉하는 냉각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 합성수지재 관 절단방법에 의하면, 관의 절단부분을 순간가열하여 가열된 부분을 절단하므로, 절단부분의 외경치수 변형이 방지되어 균일한 치수(외경)를 가진 합성수지재 관을 절단할 수 있고, 특히 외경 치수변형이 방지되므로 절단후 직경과 두께가 균일한 합성수지재 관을 생산할 수 있고, 절단 후 합성수지재 관의 외경 치수 교정을 위한 후가공이 필요없으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 합성수지재 관의 절단방법으로 합성수지재 관을 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라 합성수지재 관의 절단부분의 가열 및 절단가공을 부분확대하여 도시한 도면으로서, (a)는 가열공정을 나타내고 (b)는 절단공정을 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 합성수지재 관의 절단방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 따라 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 합성수지재 관 절단방법을 적용하여 합성수지재 관(P)을 연속적으로 제조하는 과정을 개략적으로 도시하고 있다. 합성수지재 관(P)은 도 1에 도시된 바와 같이, 압출기(10)의 압출다이(11)를 통하여 합성수지재 관(P)을 압출성형하는 압출성형단계(S10); 압출다이(11)의 출구에 구비된 사이징 다이(22)를 통과시키면서 사이징 다이(22)의 원주방향으로 다수개가 구비된 진공흡입구(도시생략)를 통하여 합성수지재 관(P)의 외주면에 균일한 진공펌프(23)의 진공흡입력을 가하여 합성수지재 관(P)을 일정한 외경으로 사이징하는 사이징 단계(S20); 사이징을 거친 합성수지재 관(P)을 견인장치(30)로 냉각챔버(20)를 길이방향으로 관통시켜 이송시키고, 합성수지재 관(P)이 냉각챔버(20)를 통과하는 도중에 냉각챔버(20)의 내벽에 설치된 냉각수 분사노즐(21)을 통하여 냉각수를 합성수지재 관(P)에 분사하여 합성수지재 관(P)을 냉각시키는 냉각단계(S30); 및 소정의 길이로 절단하는 절단단계(S40);를 순차적으로 거쳐 제조된다.
본 발명의 합성수지재 관 절단방법은 상기 합성수지재 관의 절단단계(S40)에서, 압출성형후 사이징된 합성수지재 관(P)을 절단하기 전에 절단부분(A)의 둘레를 따라 가열장치로써 순간 가열한 후, 가열된 절단부분(A)를 절단하는 것에 특징이 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 절단단계(S40)는, 압출성형하여 사이징한(sizing) 합성수지재관의 절단부분(A)을 외측벽 둘레를 따라 가열하는 단계(S41)와, 상기 가열 단계(S41)에서 가열된 합성수지재 관을 회전톱(43)으로 일정한 길이로 절단가공하는 단계(S42)를 포함한다. 상기 가열단계(S41)는 일정한 외경으로 사이징된 합성수지재 관(P)의 절단부분(A)의 외주둘레를 순간적으로 가열하기 위한 가열장치(40)를 사용한다. 절단가공단계(S42)에서 사용하는 절단수단으로서는 회전톱(43)이외에도 상하 이동식 절단날을 사용할 수도 있다.
상기 가열장치(40)는 합성수지재 관(P)의 절단부분(A)의 외주둘레 따라 설치된 인덕션히터(41) 또는 열풍기일 수 있다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 사이징된 합성수지재 관의 절단부분(A)이 인덕션히터(41)에 위치하였을 때 합성수지재 관(P)의 이송을 정지하고, 인덕션히터(41)에 전원을 인가하여 절단부분(A)을 가열하여 절단부분(A)이 절단하기에 적합한 온도의 범위, 특히 바람직하게는 관의 소재(합성수지재)의 용융온도의 40 내지 80%의 범위에 도달하면 인덕션 히터(41)를 끄고 가열을 중지한다.
그리고나서, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 합성수지재 관(P)을 다시 견인장치(30)로 이송하여 상기 가열된 절단부분(A)이 절단장치인 절단날 또는 회전톱(43)이 설치된 위치에 도달하면 이송을 정지한다. 그리고 절단날 또는 회전톱(43)으로 절단부분(A)을 절단한다(S42). 합성수지재 관을 절단부분(A)에서 절단완료한 후, 절단부분(A)을 수냉 또는 공냉으로 2차냉각한다(S43).
이하, 본 발명의 절단방법의 일 실시예를 설명한다.
외경 225mm, 측벽 두께 20.5mm의 폴리에틸렌 중공관을 사용하고, 절단부분을 표면온도 29℃ 내지 100℃의 온도로 가열한 상태에서 회전톱으로 절단하였다. 그리고나서, 절단부분의 절단 전후의 외경과 측벽 두께를 각각 측정하여 아래 표1에 나타내었다.
아래 표1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 합성수지재 관을 절단하는 경우, 절단부분(A)이 소정의 온도로 가열된 상태에서 절단되므로, 합성수지재 관의 절단후 외경의 치수변화는 1.7mm 내지 1.8mm 범위로 극히 작은 것으로 측정되었다.
그리고, 절단부분(A)의 측벽 두께의 변화량은 0.0 내지 2.2mm 정도이다.
실험 관의 외경(mm) 절단후 절단부분의 측벽 두께
(mm)		 가열후 관의 절단부분의 표면온도(℃) 절단 전후의 관의 외경 변화 량(mm) 절단 전후의 관의 두께 변화량(mm)
절단전 절단후
1 225.0 226.7 20.5 29.0 1.7 0.0
2 225.0 226.8 22.7 30.0 1.8 2.2
3 225.0 226.8 21.1 35.0 1.8 0.6
4 225.4 226.3 20.3 75.0 0.9 -0.2
5 225.5 226.8 20.2 97.0 1.3 -0.3
상기 실시예1에서 사용된 합성수지재 관과 동일한 규격의 합성수지재 관을 사용하고 절단부분(A)에서 가열하지 않고 절단하는 경우, 절단 전후의 절단부분의 외경 및 관의 측벽 두께를 측정하여, 위 실시예1의 실험결과와 비교한 결과를 아래 표2에 나타내었다.
절단전 관의 외경 (mm) 실시예 1 비교예1
절단후관의 외경(mm) 절단 전후의 관의 외경 변화 량(mm) 관의 두께 치수변형량(mm) 절단 전후의 관의 외경 변화 량(mm) 관의 두께 치수변형량(mm)
225.0 226.5 1.7 0.0 3.2 2.5
225.0 226.3 1.8 2.2 4.8 3.6
225.0 226.7 1.8 0.6 2.9 3.0
상기한 표2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 합성수지재 관을 절단하는 경우, 관의 가열없이 절단하는 방법에 비하여, 외경의 치수변형량 및 관의 두께의 치수변형량이 현저히 감소하였음을 확인할 수 있었다.
10: 압출기 P: 합성수지재 관
11: 압출 다이 20: 냉각챔버
21: 냉각수 분사노즐 22: 사이징 다이
23: 진공펌프 30: 견인장치
40: 가열장치
41: 인덕션히터 43: 회전톱
S10: 압출성형단계 S20: 사이징 단계
S30: 냉각단계 S40: 절단단계
S41: 가열단계 S42: 절단가공단계
S43: 2차냉각단계
A: 관의 절단부분

Claims (6)

  1. 압출성형된 합성수지재 관을 절단하는 방법에 있어서,
    압출성형하여 사이징한 합성수지재 관(P)을 절단부분(A)의 외측벽 둘레를 따라 재료의 용융점 이하의 온도로 가열하는 가열단계(S41); 가열된 절단부분(A)이 후속의 절단장치및 상기 가열 단계(S41)에서 가열된 절단부분(A)을 가열된 상태에서 절단날 또는 회전톱(43)을 합성수지재 관(P)의 직경방향으로 이동시켜 절단하는 절단단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지재 관의 절단방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 합성수지재 관(P)은 20.0mm 내지 21.0mm의 두께를 가진 폴리에틸렌 관일 경우, 상기 가열단계(S41)에서 29 내지 100℃ 범위로 가열하는 것을 특징으로 하는 합성수지재 관의 절단방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가열단계(S41)는 가열장치로써 인덕션 히터(41)를 사용하고, 상기 절단부분(A)의 외측 둘레에 인덕션 히터(41)를 배치하는 단계와, 인덕션 히터(41)에 전원을 인가하여 절단부분(A)의 둘레를 가열하는 단계를 포함하고,
    상기 절단단계(S40)는 상기 가열단계가 완료된 후, 상기 인덕션 히터(41)로 가열된 절단부분(A)이 절단장치인 절단날 또는 회전톱(43)이 배치된 위치로 위치이동하도록 합성수지재 관(P)을 이송시키고나서, 가열된 절단부분(A)을 절단날 또는 회전톱(43)으로 절단하는 절단가공단계(S42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지재 관의 절단방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가열단계(S41)는 가열장치로써 열풍기를 사용하고, 상기 절단부분(A)의 외측 둘레에 상기 열풍기를 배치하고, 열풍기를 통하여 고온의 열풍을 절단부분(A) 둘레에 제공하여 절단부분(A)을 가열하는 것을 특징으로 하는 합성수지재 관의 절단방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 절단단계(S40)를 거쳐 일정한 길이로 절단완료된 합성수지재 관(P)의 절단부분(A)에 냉각수 또는 냉풍을 가하여 절단부분(A)을 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지재 관의 절단방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절단부분(A)을 냉각하는 단계는 절단된 합성수지재 관(P)을 냉각챔버(50)를 통과시키면서 절단부분(A)을 냉각하는 것을 특징으로 하는 합성수지재 관의 절단방법.

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