KR20230102736A - 기폭신호 전달용 쇼크튜브 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기폭신호 전달용 쇼크튜브 및 그 제조방법에 관한 것으로 길이방향으로 중공부가 형성된 내층부와 상기 내층부를 감싸는 외층부 또는 길이방향으로 중공부가 형성된 내층부와 상기 내층부를 감싸는 중층부와 외층부를 포함하여 비전기식 뇌관에서 기폭신호를 전달하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브이며, 상기 내층부는 폴리에틸렌계 수지, 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 상용화제를 포함하고, 기존 아이오노머보다 연화점이 높은 폴리에틸렌계 수지를 베이스 수지로 사용함으로써 고온, 저온에서 내파열성이 취약한 특성을 보완하며, 내층부에 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)를 포함시켜 점착성을 부여하고 나일론(PA6), SBBC, MAH 등을 첨가하여 기계적 강도와 내열성이 향상됨으로써 사용 온도 범위가 확대되고, 튜브 연화로 인한 내경 통로 차단 방지 및 내파열성이 향상된다.

Description

기폭신호 전달용 쇼크튜브 및 그 제조방법{SHOCK TUBE FOR DETONATION SIGNAL TRANSMISSION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 기폭신호 전달용 쇼크튜브 및 그 제조방법에 관한 것으로 더 상세하게는 비전기식 뇌관의 기폭신호 전달용으로 사용되는 기폭신호 전달용 쇼크튜브 및 그 제조방법에 관한 발명이다.
채석장이나 암반터널의 발파작업시 사용되는 폭약을 기폭에 의하여 폭발시키기 위한 뇌관은 일반적으로 전기신호에 의한 저항선으로부터의 열에너지를 이용하여 기폭되는 전기식 뇌관과, 도화선의 열에너지 또는 관내에 부착된 반응물의 충격파에너지를 이용하여 기폭되는 비전기식 뇌관으로 크게 나눌 수 있다.
이중 비전기식 뇌관에는 점화시 폭발신호를 충격파와 화염으로 전달하는 쇼크튜브로 기폭신호를 전달하고 있다.
종래의 쇼크튜브는 내층에 분말 접착성이 좋은 아이오노머(Ionomer)를 단독으로 사용하고, 외층은 Zigler-natta 촉매로 중합한 선형저밀로폴리에틸렌(LLDPE) 또는 메탈로센 촉매로 중합한 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)를 사용하고, 필요에 따라 중간에 아크릴산으로 중합한 폴리머 층을 추가하고, 동시압출하여 2층 이상의 구조를 가진 튜브를 제조하는 방법으로 제조하고 있다.
이러한 쇼크튜브는 고가이면서 사용 온도 범위가 좁은 아이오노머를 내층으로 불가피하게 많이 사용하여 제조원가 상승과 동시에 튜브기폭시 분말화약의 폭발 위력에 튜브 벽이 파열될 가능성이 있다.
특히, 아이오노머는 사용온도범위 외의 저온과 고온에서 더욱 파열이 심화되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 쇼크튜브는 내화학성 특히 내오일성이 약한 폴리에틸렌 계열의 수지만 사용하므로 비극성의 탄화수소를 함유하는 오일을 사용하고 있는 초안유제폭약 및 기타 폭약과의 접촉에서 견딜수 있는 내유성이 없었다.
또한, 여러층을 가진 쇼크튜브를 동시에 압출하여 연신하는 제조기술은 쇼크튜브의 파단점 또는 인장강도의 축방향 강도가 증가되나 그에 비례하여 반경방향 강도 즉, 압축강도 또는 눌림에 대한 저항성이 감소하는 문제를 가지고 있었다.
한국특허등록 제0284354호 "기폭신호 전달관"(2000.12.19.등록)
본 발명의 목적은 기존 아이오노머보다 연화점이 높은 폴리에틸렌계 수지를 베이스 수지로 사용하여 고온, 저온에서 내파열성이 취약한 특성을 보완한 기폭신호 전달용 쇼크튜브 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 내층부에 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)를 포함시켜 기계적 강도와 내열성이 향상된 기폭신호 전달용 쇼크튜브 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 내층부를 압출 성형하고, 연신 및 어닐링 후 나머지 층을 오버 코팅 압출하여 반경 방형의 강도를 증대시킨 기폭신호 전달용 쇼크튜브 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브는 길이방향으로 중공부가 형성된 내층부와 상기 내층부를 감싸는 외층부 또는 길이방향으로 중공부가 형성된 내층부와 상기 내층부를 감싸는 중층부와 외층부를 포함하여 비전기식 뇌관에서 기폭신호를 전달하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브이며, 상기 내층부는 폴리에틸렌계 수지, 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 상용화제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 폴리에틸렌계 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)일 수 있다.
본 발명에서 상기 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 상용화제로는 말레인산무수물(maleic anhydride, MAH)을 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 30phr로 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 내층부는 나일론(PA6)를 더 포함하고, 상기 나일론(PA6)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리에틸렌계 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)이고, 상기 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되며, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되고, 상기 상용화제는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 30phr로 포함되며, 상기 내층부는 나일론(PA6)를 더 포함하고, 상기 나일론(PA6)은 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법의 일 실시예는 중공부가 길이방향으로 위치되는 내층부를 압출 성형하는 제1압출 성형단계, 제1압출 성형된 상기 내층부를 냉각시키는 제1냉각단계, 상기 제1냉각단계로 냉각된 상기 내층부를 상기 내층부를 다시 가열하여 연신하는 연신단계, 상기 연신단계 후 연신된 상기 내층부를 어닐링하는 어닐링단계, 상기 어닐링단계 후 상기 내층부의 외측면에 외층부 또는 중층부와 외층부를 압출 성형하여 쇼크튜브를 성형하는 제2압출 성형단계, 상기 제1압출 성형단계 후 성형된 쇼크튜브를 냉각하는 제2냉각단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1압출 성형단계는 적어도 한층 또는 복수의 층을 가지는 상기 내층부를 190℃ ~ 250℃로 압출 성형할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1냉각단계는 압출 성형된 상기 내층부를 5℃ ~ 15℃로 냉각하고, 상기 연신단계는 냉각된 상기 내층부를 60℃ ~ 90℃로 가열하고 연신시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 제1어닐링단계는 상기 연신단계 후 상기 내층부를 70℃ ~ 90℃에서 서서히 냉각시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 제2압출 성형단계는 190℃ ~ 250℃로 중층부와 외층부를 동시에 압출 성형하거나, 외층부만 압출 성형할 수 있다.
본 발명은 기존 아이오노머보다 연화점이 높은 폴리에틸렌계 수지를 베이스 수지로 사용하여 고온, 저온에서 내파열성이 취약한 특성을 보완하며, 내층부에 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)를 포함시켜 점착성을 부여하고 나일론(PA6), SBBC, MAH 등을 첨가하여 기계적 강도와 내열성이 향상됨으로써 사용 온도 범위가 확대되고, 튜브 연화로 인한 내경 통로 차단 방지 및 내파열성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은 내층부를 압출 성형하고, 연신 및 어닐링 후 나머지 층을 오버 코팅 압출하여 반경 방형의 강도 및 튜브의 유연성을 향상시키고, 보빈 등에 감겨진 튜브가 그 형태를 계속 유지하려는 성질인 메모리 현상을 감소시키는 효과가 있다.
본 발명은 쇼크튜브의 기계적 성능 및 내화학적 성능을 크게 향상시킴과 동시에 쇼트튜브를 사용하는 데 있어 취급 용이성이 크게 개선된 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 일실시예를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법의 일 실시예를 예시한 공정도.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 일실시예를 도시한 단면도이고, 도 1을 참고하면 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 일실시예는 길이방향으로 중공부(110)가 형성된 내층부(100)와 상기 내층부(100)를 감싸는 외층부(300) 또는 길이방향으로 중공부(110)가 형성된 내층부(100)와 내층부(100)를 감싸는 중층부(200)와 외층부(300)를 포함하여 비전기식 뇌관에서 기폭신호를 전달하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브이다.
외층부(300)는 지글러 나타(Zigler-natta) 촉매로 중합한 선형저밀로폴리에틸렌(LLDPE) 또는 메탈로센 촉매로 중합한 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)을 포함하는 것을 일 예로 한다.
외층부(300)는 메탈로센LLDPE를 주요 재질로 하고, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 및 자외선 안정제를 첨가하여 제조될 수도 있다.
그리고, 중층부(200)는 폴리아마이드 폴리머를 포함하거나, 내층부(100)와 동일한 조성으로 제조될 수도 있는 것을 일 예로 한다.
본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 일 실시예에서 내층부(100)는 폴리에틸렌계 수지, 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 상용화제를 포함하여 제조된다.
폴리에틸렌계 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)인 것을 일 예로 하고, 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA)는 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되는 것을 일 예로 한다.
또한, 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)는 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되는 것을 일 예로 한다.
또한, 상용화제는 말레인산무수물(maleic anhydride, MAH)를 포함하는 것을 일 예로 하고, 이외에도 공지의 상용화제를 이용할 수 있음을 밝혀둔다.
상용화제는 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 30phr로 포함되는 것을 일 예로 한다.
phr(parts per hundred resin)은 고분자 100중량당 첨가되는 첨가제의 중량으로 본 발명에서는 주재료인 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)의 100중량 대비 포함되는 중량임을 밝혀둔다.
선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)은 종래의 쇼크튜브에서 주재료로 사용된 아이오노머(Ionomer) 대비 사용온도 범위가 넓고, 가격이 저렴한 장점을 가진다.
종래의 쇼크튜브는 -20 ~ 55℃의 사용범위를 가지는 반면 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 일실시예는 내층부(100)의 주재료를 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)로 사용하여 -40 ~ 70℃의 사용범위를 가질 수 있다.
에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA)는 혼화약의 점착성을 부여하기 위해 첨가되는 것으로 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr 미만으로 첨가되는 경우 혼화약의 점착성을 확보할 수 없고, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 50phr초과로 포함되는 경우 과도한 점착성과 수지 용융강도(melt strength) 약화로 튜브 성형에 문제점이 발생한다.
에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)는 점착성을 향상시키고, 용융강도를 향상시키기 위해 첨가된다.
에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)는 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr 미만으로 첨가되는 경우 용융강도를 확보하기 어렵고, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 50phr 초과로 포함되는 경우 과도한 점착성과 과도한 용융강도에 의해 튜브 형상을 형성하지 못해 tubing이 불가하다.
상용화제는 무기물을 분산시켜 주재료인 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)과 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA) 등을 혼합(miscible)시키고, 기계적 성능을 향상시키기 위해 사용된다.
상용화제는 주재료인 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr 미만으로 첨가되는 경우 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)가 비분산되어 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)과 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA) 등을 혼합(miscible)시키기 어렵고, 30phr 초과로 첨가되는 경우 과도한 용융강도로 튜브 성형이 불가한 문제점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 일실시예에서 내층부(100)는 물성 강화를 위해 나일론(PA6)를 더 포함할 수 있다.
나일론(PA6)는 물성 강화를 위해 첨가되는 것으로 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되는 것을 일 예로 한다.
나일론(PA6)는 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr 미만으로 첨가되는 경우 원하는 정도의 물성을 확보하기 어렵고, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 50phr 초과로 포함되는 경우 과도한 물성으로 인해 성형이 어려우며 고온의 작업온도로 blend 성형을 위한 적정 온도 설정에 문제점이 발생한다.
또한, 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 일실시예에서 내층부(100)는 물성 강화를 위해 나일론(PA6)를 더 포함할 수 있다.
나일론(PA6)는 물성 강화 즉, 인장력과 튜브의 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 것으로 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되는 것을 일 예로 한다.
나일론(PA6)는 폴리에틸렌계 수지 즉, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr 미만으로 첨가되는 경우 원하는 정도의 물성을 확보하기 어렵고, 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 50phr 초과로 포함되는 경우 과도한 물성으로 인해 성형 시 문제점이 발생한다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법의 일 실시예를 예시한 공정도이고, 도 2를 참고하면 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법의 일 실시예는 중공부(110)가 길이방향으로 위치되는 내층부(100)를 압출 성형하는 제1압출 성형단계(S100), 제1압출 성형된 내층부(100)를 냉각시키는 제1냉각단계(S200), 제1냉각단계(S200)로 냉각된 내층부(100)를 다시 가열하여 연신하는 연신단계(S300), 연신단계(S300)로 연신된 내층부(100)를 어닐링하는 어닐링 단계, 어닐링단계(S400) 후 내층부(100)의 외측면에 외층부(300) 또는 중층부(200)와 외층부(300)를 압출 성형하여 쇼크튜브를 성형하는 제2압출 성형단계(S500), 제2압출 성형단계(S500) 후 성형된 쇼크튜브를 냉각하는 제2냉각단계(S600)를 포함한다.
제1압출 성형단계(S100)는 적어도 한층 또는 복수의 층을 가지는 내층부(100)를 190℃ ~ 250℃로 압출 성형하는 것을 일 예로 하고, 크로스 헤드를 포함한 공지의 압출 성형기로 압출 성형한다.
내층부(100)는 폴리에틸렌계 수지, 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 상용화제를 포함하여 제조되고, 폴리에틸렌계 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)인 것을 일 예로 하고, 상기에서 언급한 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 실시예와 동일하게 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 제1냉각단계(S200)는 압출 성형된 내층부(100)를 5℃ ~ 15℃로 냉각하고, 연신단계(S300)는 냉각된 내층부(100)를 60℃ ~ 90℃로 가열하고 연신시켜 중공부(110)가 기설정된 직경을 가지도록 한다.
또한, 어닐링단계(S400)는 연신단계(S300)로 연신된 내층부(100)를 서서히 냉각시켜 내부 조직을 고르게 하고 응력을 제거하며, 연신단계(S300) 후 70℃ ~ 90℃에서 서서히 냉각시키는 것을 일 예로 한다.
어닐링단계(S400) 후 내층부(100)의 표면에 중층부(200)와 외층부(300)를 동시에 압출 성형하거나, 외층부(300)만 압출 성형하는 제2압출 성형단계(S500)가 이루어진다.
제2압출 성형단계(S500)는 190℃ ~ 250℃로 중층부(200)와 외층부(300)를 동시에 압출 성형하거나, 외층부(300)만 압출 성형하는 것을 일 예로 하고, 크로스 헤드를 포함한 공지의 압출 성형기로 압출 성형한다.
중층부(200)와 외층부(300)는 지글러 나타(Zigler-natta) 촉매로 중합한 선형저밀로폴리에틸렌(LLDPE) 또는 메탈로센 촉매로 중합한 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE), 상용화제, 자외선 상용화제 및 자외선 안정제를 첨가하여 제조될 수도 있다.
중층부(200)는 2 ~ 3층(layer)를 가지고, 외층부(300)는 3 내지 4층(layer)를 가지도록 압출 성형되는 것을 일 예로 한다.
중층부(200)와 외층부(300)는 공지의 쇼크튜브에서 공지된 조성으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 제2냉각단계(S600)는 압출 성형된 내층부(100)를 5℃ ~ 15℃로 냉각하여 쇼크튜브의 제조를 완료한다.
또한, 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법의 일 실시예는 내층부(100)만 일차적으로 압출 성형하고, 연신 및 어닐링한 후 중층부(200)와 외층부(300)를 동시에 압출 성형하거나 외층부(300)만 압출 성형하는 것으로 중층부(200) 또는 외층부(300)는 연신 및 어닐링 과정을 거치지 않는다.
즉, 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법의 일 실시예는 연신 후 어닐링된 내층부(100)의 외주면에 중층부(200)와 외층부(300)를 동시에 코팅 압출하거나 외층부(300)만 코팅 압출한다.
이에 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법의 일 실시예로 제조된 기폭신호 전달용 쇼크튜브는 반경방향 강도가 증대되고, 유연성이 향상됨은 물론 보빈 등에 감겨져 그 형태를 계속 유지하려는 성질인 메모리 현상이 감소된다.
한편, 아래 표 1 내지 표 3은 본 발명의 실시예와 비교예에 대한 압출 작업성, 물성, 내파열성을 비교한 시험 결과를 나타낸 것이고, 표 1 내지 표 3에서 표시한 polymer 조성은 내층부(100)의 조성을 나타낸 것임을 밝혀둔다.
본 발명의 실시예와 비교예는 내층부(100)의 조성만 차이가 있을 뿐 외층부(300)와 중층부(200)의 조성은 동일하며, 본 발명의 실시예는 본 발명에 따른 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법의 일 실시예로 제조된 것이고, 본 발명의 비교예는 내층부(100), 중층부(200), 외층부(300)를 동시에 압출 성형한 후 냉각, 연신, 어닐링 과정을 거쳐 제조된 것임을 밝혀둔다.
본 발명의 실시예와 비교예에서 중층부(200)와 외층부(300)는 지글러 나타(Zigler-natta) 촉매로 중합한 선형저밀로폴리에틸렌(LLDPE) 또는 메탈로센 촉매로 중합한 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)로 제조된 것이다.
하기의 표 1 내지 표 3에서 압출 작업성은 균일한 외경 튜브 뼈대 형성 정도 및 코일링 상태의 상대 평가임을 밝혀둔다.
또한, 인장력은 만능시험기를 사용하여 지그에 고정시킨 제품의 기본 물성을 확인한 것이고, 탈약률은 쇼크튜브의 내측 혼화약 점착성 평가를 위해 진동 시험 전후로 단위 길이당 약량을 측정하여 탈약률을 %로 비교한 것이다.
고온 및 저온 내파열성 시험은 튜브 결합 내경 0.8mm로 시료를 제조하여 해당 온도로 환경 처리한 후 기폭시켜 쇼크튜브의 파열정도와 기폭 신뢰성을 평가한 것이다.
환경 처리 후 측정한 쇼크튜브의 결합 내경은 기폭신뢰성과 밀접한 관련이 있고, 내경이 확보되어야 뇌관이 정상 기폭된다.
착화는 화염이 전달되서 뇌관이 기폭된 것이고, 미착화는 쇼크튜브가 파열되거나 내경이 협소하여 뇌관이 기폭되지 않은 것이다.
구분 종류 비고 제1실시예 제2실시예 제3실시예 제4실시예


polymer		 mLLDPE
phr		 100 100 100 100
EAA 40 30 30 25
EVA 20 10 20 15
MAH 15 20 20 20
PA6 20 30 20 20
Tubing 압출작업성 - 상 상 상 상
물성 인장력(kgf) 만능시험기 43.5 45.9 44.7 46.4
탈약률(%) 진동시험기 2.4 3.3 2.5 3.0



내파열성
고온(55℃)
(결합내경 0.8mm)		 파열수
/시료수		 결합부 0/20
중간부 0/20		 결합부 8/20
중간부 0/20		 결합부10/20
중간부 5/20		 결합부 4/20
중간부 0/20
미착화수
/시료수		 0/20 0/20 0/20 0/20
결합부 내경 0.76 0.73 0.74 0.76

저온(-40℃)
(결합내경 0.8mm)		 파열수
/시료수		 결합부 0/20
중간부 0/20		 결합부 0/20
중간부 0/20		 결합부 4/20
중간부 0/20		 결합부 2/20
중간부 0/20
미착화수
/시료수		 0/20 0/20 0/20 0/20
결합부 내경 0.80 0.80 0.80 0.80
구분 종류 비고 제1비교예 제2비교예 제3비교예 제4비교예


polymer		 mLLDPE


phr		 100 100
LLDPE 100 100
EAA 30 30 30 20
EVA 20 30 30
MAH
PA6 30 20
Tubing 압출작업성 - 하 하 하 하
물성 인장력(kgf) 만능시험기
탈약률(%) 진동시험기



내파열성
고온(55℃)
(결합내경 0.8mm)		 파열수
/시료수
미착화수
/시료수
결합부 내경

저온(-40℃)
(결합내경 0.8mm)		 파열수
/시료수
미착화수
/시료수
결합부 내경
구분 종류 비고 제5비교예 제6비교예 제7비교예


polymer		 mLLDPE

phr		 100 100
Ionomer 100
EAA 40 30
EVA
MAH 20
EPDM 40 20
PA6 30 30
Tubing 압출작업성 - 중 중 상
물성 인장력(kgf) 만능시험기 38.5 41.2 45.0
탈약률(%) 진동시험기 4.2 3.5 2.4



내파열성
고온(55℃)
(결합내경 0.8mm)		 파열수
/시료수		 결합부20/20
중간부22/20		 결합부15/20
중간부 7/20		 결합부4/20
중간부 0/20
미착화수
/시료수		 11/20 3/20 8/20
결합부 내경 0.73 0.70 0.45

저온(-40℃)
(결합내경 0.8mm)		 파열수
/시료수		 결합부 5/20
중간부 0/20		 결합부 0/20
중간부 0/20		 결합부 2/20
중간부 0/20
미착화수
/시료수		 0/20 0/20 0/20
결합부 내경 0.80 0.80 0.80
위의 표 1 내지 표 3에서 확인되는 바와 같이 본 발명의 실시예는 비교예1 내지 비교예7 대비 대비 압출 작업 성이 우수하며, 인장력이 높고, 탈약률이 낮으며 고온과 저온에서의 파열 정도가 낮아 50℃의 고온과 -40℃의 저온에서도 안정적으로 사용이 가능함을 확인하였다.
본 발명은 기존 아이오노머보다 연화점이 높은 폴리에틸렌계 수지를 베이스 수지로 사용하여 고온, 저온에서 내파열성이 취약한 특성을 보완하며, 내층부(100)에 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)를 포함시켜 점착성을 부여하고 나일론(PA6), MAH 등을 첨가하여 기계적 강도와 내열성이 향상됨으로써 사용 온도 범위가 확대되고, 튜브 연화로 인한 내경 통로 차단 방지 및 내파열성이 향상된다.
본 발명의 또 다른 목적은 내층부(100)를 압출 성형하고, 연신 및 어닐링 후 나머지 층을 오버 코팅 압출하여 반경 방형의 강도 및 튜브의 유연성을 향상시키고, 보빈 등에 감겨진 튜브가 그 형태를 계속 유지하려는 성질인 메모리 현상을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 쇼크튜브의 기계적 성능 및 내화학적 성능을 크게 향상시킴과 동시에 쇼트튜브를 사용하는 데 있어 취급 용이성이 크게 개선된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
100 : 내층부 110 : 중공부
200 : 중층부 300 : 외층부
S100 : 제1압출 성형단계 S200 : 제1냉각단계
S300 : 연신단계 S400 : 어닐링단계
S500 : 제2압출 성형단계 S600 : 제2냉각단계

Claims (12)

  1. 길이방향으로 중공부가 형성된 내층부와 상기 내층부를 감싸는 외층부 또는 길이방향으로 중공부가 형성된 내층부와 상기 내층부를 감싸는 중층부와 외층부를 포함하여 비전기식 뇌관에서 기폭신호를 전달하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브이며,
    상기 내층부는 폴리에틸렌계 수지, 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 상용화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리에틸렌계 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)인 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 상용화제로는 말레인산무수물(maleic anhydride, MAH)을 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 30phr로 포함되는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 내층부는 나일론(PA6)를 더 포함하며,
    상기 나일론(PA6)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리에틸렌계 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE)이고,
    상기 에틸렌 아크릴산 공중합체(EAA)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되며,
    상기 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA)는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되고,
    상기 상용화제는 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 30phr로 포함되며,
    상기 내층부는 나일론(PA6)를 더 포함하고, 상기 나일론(PA6)은 상기 선형저밀도폴리에틸렌(mLLDPE) 대비 10phr ~ 50phr로 포함되는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브.
  8. 중공부가 길이방향으로 위치되는 내층부를 압출 성형하는 제1압출 성형단계;
    제1압출 성형된 상기 내층부를 냉각시키는 제1냉각단계;
    상기 제1냉각단계로 냉각된 상기 내층부를 상기 내층부를 다시 가열하여 연신하는 연신단계;
    상기 연신단계 후 연신된 상기 내층부를 어닐링하는 어닐링단계;
    상기 어닐링단계 후 상기 내층부의 외측면에 외층부 또는 중층부와 외층부를 압출 성형하여 쇼크튜브를 성형하는 제2압출 성형단계; 및
    상기 제1압출 성형단계 후 성형된 쇼크튜브를 냉각하는 제2냉각단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1압출 성형단계는 적어도 한층 또는 복수의 층을 가지는 상기 내층부를 190℃ ~ 250℃로 압출 성형하는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1냉각단계는 압출 성형된 상기 내층부를 5℃ ~ 15℃로 냉각하고, 상기 연신단계는 냉각된 상기 내층부를 60℃ ~ 90℃로 가열하고 연신시키는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1어닐링단계는 상기 연신단계 후 상기 내층부를 70℃ ~ 90℃에서 서서히 냉각시키는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2압출 성형단계는 190℃ ~ 250℃로 중층부와 외층부를 동시에 압출 성형하거나, 외층부만 압출 성형하는 것을 특징으로 하는 기폭신호 전달용 쇼크튜브의 제조방법.
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