KR910007123B1

KR910007123B1 - 복합파이프의 제조방법 및 장치

Info

Publication number: KR910007123B1
Application number: KR1019870001665A
Authority: KR
Inventors: 야쓰오 야마베
Original assignee: 세끼스이 가가꾸 고교 가부시기가이샤; 히로다 가오루
Priority date: 1986-02-26
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1991-09-18
Also published as: DE3781912D1; ATE81056T1; DK97287A; FI88883B; DK97287D0; EP0237234A2; NO870796L; NO176350C; DE3781912T2; DK168473B1; FI870782A0; NO870796D0; JPH07121413B2; US4816099A; EP0237234A3; EP0237234B1; FI870782A; CA1307980C; NO176350B; JPS62199223A

Abstract

내용 없음.

Description

복합파이프의 제조방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따른 복합파이프의 제조방법을 설명하기 위한 블록 다이어그램.

제2도는 U자형 성형 다이를 나타낸 사시도.

제3도는 제2도에 보인 기구의 정면도.

제4도는 제3도의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 취한 횡단면도.

제5도는 본 발명의 U자형 성형 다이내의 또다른 굽힘수단을 나타낸 정면도.

제6도는 실린더 성형 다이를 나타낸 단면도.

제7도는 제6도의 선 Ⅶ-Ⅶ를 따라 취한 횡단면도.

제8도는 제6도의 선 Ⅷ-Ⅷ를 따라 취한 횡단면도.

제9도는 실린더의 내부표면을 덮어씌우는 플라스틱층의 두께를 균일하게 만들도록 내부 모울드에 대한 실린더의 위치를 조절하기 위한 조정장치를 나타낸 측면도.

제10도는 조정장치를 나타내는 부분절개 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : U자형 성형다이 4 : 실린더 성형다이

5 : 용접기구 6 : 조정장치

7 : 외부표면피복장치 8 : 냉각장치

10 : 금속시이트 21 : 표면처리장치

22 : 가열장치 30 : 롤러

32 : 외부주형 33 : 내부주형

40 : 내부표면피복장치 91 : 인출장치

본 발명은 내부표면의 플라스틱층으로 피복된 금속 복합파이프의 제조방법과 이 파이프의 제조장치에 관한 것이다.

파이프의 내부표면을 플라스틱층으로 피복한 금속파이프의 제조장치가 예를들어 프랑스 공화국 특허 제2, 463, 673호에 설명되어 있다. 이 장치는 U자형 성형다이와 실린더 성형다이를 포함한다.

U자형 성형다이는 코일 금속시이트가 종방향으로 이송되어질 때 이 금속시이트를 휘게하여 그 시이트의 양측모서리가 U자형 단면으로 서로 대향되게 만든다. 또한 실린더 성형다이는 U자형 단면을 갖는 금속시이트를 성형하여 완전한 원통을 만들고 한편 원통으로된 금속시이트내로 용융수지를 밀어냄으로써 금속시이트 내부표면에 플라스틱층을 형성시킨다. 이 실린더 성형다이는 원통상 공간(주형 공극)이 형성되도록 서로 결합된 내부주형과 외부주형을 갖는다. U자형으로 구부러진 금속시이트를 이 공간으로 통과시킴에 의해 이 시이트를 가로지르는 짧은 변방향으로 모서리를 서로 겹쳐지게하여 U자형 단면부를 갖는 원통을 형성한다. 더욱이, 용융수지가 내부주형으로 흘러들어가서 원통으로 이미 성형된 금속시이트의 내부표면으로 향하는 금속시이트의 이송 방향의 하류측에 있는 내부주형의 팁으로부터 밀려나오게 된다. 이로써 금속시이트의 내부표면은 플라스틱층으로 피복된다.

실린더 성형다이가 금속시이트를 U자형 단면으로 성형하게 하고 그 양 모서리가 서로 중첩되어 불완전한 원형단면으로 되는 일없이 완전한 원통으로 성형시키기 위해서는 내부주형과 외부주형 사이에서 원통상 공간이 형성되는 간격을 크게함으로써 U자형 금속시이트가 원통으로 성형되는 거리를 더 길게하는 것이 바람직하다. 그러나, 내부주형의 간격을 길게 만드는 것은 불가능한 일이다. 즉, 용융수지가 내부주형의 안쪽으로 흘러들어가서 원통에 대한 하류측에서 그 상부로부터 밀려나오기 때문에 내부 주형안에 있는 용융수지의 흐름경도가 길어지게 될 때 용융수지에 가해지는 압력을 증가시키는 것이 필요하고, 그렇지 않으면 용융수지가 상기 팁에서 밀려나오는 것이 불가능해진다.

특히, 성형되어질 복합헤드의 직경이 작다면(30mm 이하), 용융수지가 흘러가는 통로는 매우 좁게 되고 따라서 용융수지에 인가되는 압력을 극히 높히지 않으면 안된다.

금속시이트가 이송되는 동안 원통형태로 형성된 금속시이트 내부에 있는 그 내부에 용융수지가 흐르는 내부주형의 하류측위에 팁을 설치하는 것이 필요하나 이 팁부분은 지지되지 못하고 있다. 고로 내부주형은 일단에 고정된다. 일단에 고정된 내부주형이 길게 만들어지면 그 팁이 휘어질 위험성이 있다. 내부주형은 금속시이트를 원통으로 성형시키는 외부주형과 동심원상에 있지 않기 때문에 금속시이트는 완전한 원통으로 형성될 수가 없다. 더욱이, 금속시이트의 모서리가 서로 중첩되어 용접에 의해 결합될 때 압력이 중첩된 모서리에 가해져서 내부주형에 압력이 가해지는 결과를 낳게되고, 이것은 내부주형의 휨을 야기시킨다. 내부주형이 휘게되면, 팁으로부터 밀려나오는 용융수지가 원통형으로 된 금속시이트의 내부표면을 균일한 두께의 층으로 피복할 수 없게된다. 금속시이트의 접속부는 통상 초음파 용접법으로 용접된다. 이러한 초음파 용접법에서는 일단부에 고정된 내부주형이 원통형상의 금속시이트과 공명될 위험성이 있다. 이 내부주형이 원통형 금속시이트와 공진하면 금속시이트의 접속부가 용접될 수 없다. 만족스럽게 용접되지 않은 접속부를 가진 금속시이트로 만들어진 복합파이프를 사용하면 그 내부로 흐르는 액체의 압력을 견딜수가 없게되어 파손되어진다.

내부주형과 외부주형이 맞닿게 될 때 금속시이트는 원통으로 성형된다. 따라서 금속시이트가 내부 및 외부주형의 재료에 비해 더 연약한 재료로 만들어지면 시이트가 손상을 입게되는 위험이 있다. 원통으로 성형된 금속시이트의 내부표면이 손상되면, 그 내부로 고압의 유체가 흐르게한 복합파이프로서 사용될 때 파이프는 유체의 높은 압력을 견딜수 없게되어 파손되어 진다. 만일 내부주형 및 외부주형과 금속시이트의 접촉지역에 금속시이트보다 연한 합성수지의 깔판을 설치하면 금속시이트의 손상을 방지할 수 있다. 그러나, 마멸 및 손상이 금속시이트와 깔판의 접촉부에서 발생될수 있다. 마멸 및 손상된 깔판은 교체되어야 하지만 이것을 교체하기 위해서는 금속시이트의 이송을 중지해야하는 필요가 생긴다. 또한 교체가 이루어진 후에 내부주형과 외부주형의 결합을 조정해야할 필요가 있고 이로써 주형의 동심원상에 있게되고 이 조정과정은 많은 시간을 소비하여 생산성을 극히 저조하게 만든다.

실린더 성형다이가 U자형 단면을 갖도록 휘어진 금속시이트를 가로지르는 짧은 방향으로 측면 모서리를 서로 가져갈 때 그 모서리가 상호 밀려지게 될 가능성이 있어 서로 손상을 입게되고 이것은 금속조각이나 폐기물을 만들게 된다.

또한 모서리가 중첩될 때 안쪽으로 놓여지는 금속판의 측면 모서리는 외부로 높여질 측면 모서리와 맞닿게 되고, 상기 내부표면을 손상시켜 금속폐기물 또는 조각을 만들어낼 우려가 있다. 이런 식으로 발생된 손상은 금속파이프의 강도를 저하시키게 되어 그 내부로 고압의 유체가 관통하게 될 때 파이프가 손상될 수 있다. 파이프의 내경을 균일화하기 위해서 실린더 성형다이의 내부주형은 하류방향에서의 단면이 상류의 단면보다도 큰 직경을 갖도록 설계되고, 내부주형의 큰직경의 단면이 최종파이프의 내경을 한정하도록 설계된다. 이러한 내부주형의 구조에서, U자형 금속판의 한 모서리가 다른 모서리와 미끄러져서 발생된 금속폐기물 또는 조작들은 내부주형의 대구경 부분과 소구경 부분사이의 경계에서 누적된다. 이 누적된 금속폐기물 또는 조각들은 파이프의 내부표면에 또다른 손상을 입힐 수 있다. 또한 서로 중첩되는 측면의 주변방향에서의 길이가 짧기 때문에, 이들 측면부분이 정확하게 휘어지지 않으면 그 측면부분들은 서로 접합하게 붙지 않게 된다.

특히, 외부측면 모서리의 내부표면의 접촉에 의해 외부에 있는 일측모서리가 내부에 있는 다른 측면 모서리를 지탱하게 되어 내부측면 모서리가 외부측면 모서리를 위로 들어올리는 스프링작용이 야기될수 있는 가능성이 있게된다. 이러한 스프링 작용은 실린더 성형다이의 외부주형을 손상시키게 되며 이 외부주형의 마멸을 가속시킨다. 만일 금속시이트의 측면 모서리와 외부주형 사이에서 강한 마찰이 발생된다면 끌어당김에 의해 금속시이트를 이송시키는데 어려움이 있게된다. 또한 마찰이 계속 커지게 되면 이송된 금속시이트가 파손될 수 있다. 한편, 모서리가 서로 중첩되어질 때 외부의 모서리와 내부의 모서리가 서로 반대로 되어질 우려가 있다. 이 경우, 정확한 용접처리를 수행할 수 없게된다. 또한 내부모서리가 외부모서리에 대해 뒤로 접혀질 경우가 발생하고 이 경우에 얻어진 복합파이프가 높은 압력의 유체 흐름을 견딜수 있는 강도를 갖지 못하게 된다.

상술한 바와같은 종래기술의 단점과 결합을 극복하기 위해 본 발명의 복합파이프 제조방법은 금속시이트의 이송중에 원통형 내부주형과 금속시이트의 이송방향과 일치한 다수의 외부주형중의 적어도 하나에 의해 코일 금속시이트를 원통으로 성형시키고 상기 외부주형이 2개의 분리가능한 부분으로 구성되고 또 한정된 공간을 가지고 상기 내부주형 주위에 고정되어지는 하우징을 가지며 상기 원통의 원주방향으로 금속시이트의 측면 모서리를 서로 접합시키고, 내부주형으로부터 원통의 내부표면을 지나는 원통형의 내부로 용융수지를 밀어내어 내부표면이 플라스틱층으로 피복된 복합파이프를 만들게 된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 상기 하우징의 각부분의 내부표면에는 반 원통형의 깔판이 착탈가능하게 설치되며, 이 깔판은 한정된 공간을 가지고 상기 내부주형과 결합되는 방식으로 부착된다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 깔판은 플루오르화 탄소수지 또는 방향족 폴리에스터 수지로 만들어진다.

본 발명의 양호한 실시예에서 원통의 주위에 있는 측면 모서리는 초음파 용접 또는 고주파 아아크 용접으로 서로 접합된다. 양호한 실시예에서 금속시이트는 알루미늄 합금으로 만들어지고 상기 플라스틱층은 폴리오레핀이 가수분해 및 라디칼 반응에 의해 실란 화합물과 교차되는 폴리오레핀 화합물로써 만들어진다.

양호한 실시예에서 금속시이트는 사전에 표면처리된다. 양호한 실시예에서, 표면처리는 알칼리성 처리 단계와 이 알칼리 처리단계에 후속하는 열처리 단계로 이루어진다. 양호한 실시예에서, 알칼리성 처리는 30-50℃의 온도에서 30-60초동안 5-15% 농도의 수산화나트룸과/ 또는 수산화칼륨을 가지고 시행된다. 양호한 실시예에서, 물을 사용한 중화단계 및/또는 세척단계는 상기 열처리전에 시행된다. 양호한 실시예에서, 금속시이트는 원통으로 성형되기 전에 U자형 단면을 갖도록 휘어진다. 양호한 실시예에서, 금속시이트를 가로지르는 짧은변 방향으로 측면 모서리를 대향시켜 서로 근접하게하고 U자형 단면이 되도록 금속시이트를 구부리게 된다.

본 발명의 복합파이프를 제조하기 위한 장치는 용융수지가 흘러들어가서 팁으로부터 용융수지가 밀려나오는 원통형 내부주형과, 코일 금속시이트의 이송방향으로 정렬된 다수의 외부주형을 포함하고, 이 외부주형은 2개의 분리가능한 부분을 가진 하우징을 구비하고 한정된 공간을 가지고 상기 내부주형 주위에 동심원상으로 고정되어 금속시이트가 상기 내부 및 외부주형 사이의 공간을 통과할 때 원통으로 성형되고, 또한 상기 원통의 주변방향으로 측면 모서리를 서로 접합시키는 연결수단을 구비하고 있다. 양호한 실시예에서, 상기 하우징의 각부분의 내부표면에는 반원통형의 깔개가 착탈가능하게 설치되고, 이 깔개는 한정된 공간을 가지고 상기 내부주형과 결합되어 진다.

양호한 실시예에서, 깔개는 플루오르화 탄소유지 또는 방향족 폴리에스터 수지로 만들어진다. 양호한 실시예에서, 원통의 주위에 있는 측면 모서리는 초음파 용접 또는 고주파 아아크 용접으로 서로 접합된다.

고로, 여기에 설명되는 본 발명음 다음과 같은 목적을 달성하게 한다.

(1) 금속시이트를 고정된 직경을 가지고 정확히 원통으로 성형시키고 완전한 원통상 단면을 갖도록 한 복합파이프의 제조방법의 제공.

(2) 금속시이트가 원통으로 성형되는 동안에 금속시이트에 손상이 발생되지 않는 복합파이프의 제조방법을 제공.

(3) 금속시이트를 구부리는 외부주형이 교체되어야 할 때라도 원통 성형과정의 중단을 요구하지 않는 복합파이프의 제조방법을 제공.

(4) U자형 단면을 갖도록 성형된 금속시이트가 원통으로 성형되었을 때 금속시이트의 양측모서리가 서로 중첩됨으로써 발생하는 손상을 방지하게 한 복합파이프의 제조방법을 제공.

(5) 금속시이트의 양측모서리를 서로 정확하게 중첩시켜 원통형상의 복합파이프를 제조하는 방법을 제공.

(6) 금속시이트에 플라스틱층을 정확하게 부착시킬 수 있는 복합파이프의 제조방법을 제공.

(7) 상술한 바와같은 복합파이프를 제조하기 위한 장치를 제공.

본 발명의 목적과 장점들은 이하 첨부된 도면을 참고한 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.

본 발명의 복합파이프 제조방법은 제1도에 나타낸 것과 같은 장치를 사용함에 의해 수행될수 있다. 이 장치는 예를들어 내부표면과 외부표면이 플라스틱층으로 피복된 복합파이프를 제조한다.

본 발명의 장치는 예를들어 어니일링된 알루미늄 합금으로된 코일 금속시이트(10)를 코일풀림기(1)로부터 끌어내어 표면처리장치(21)에서 금속시이트의 표면을 처리하고, 그다음 U자형 성형다이(3)에 의해 상기 금속시이트를 구부려서 양측면의 모서리가 서로 대향되게 하면서 그 단면이 U자형 형상으로 되게 한다.

그다음 U자형으로 구부러진 금속시이트(11)는 가열장치(22)에서 열처리되고 나서 실린더 성형다이(4)에 의해 완전한 원형 단면을 갖는 파이프(12)로 형성된다. 실린더 성형다이(4)에 의해 만들어진 파이프(12)의 측면 모서리는 용접기구(5)와 같은 접합장치에 의해 서로 접합된다. 그리고 내부표면 수지피복장치(40)에 의해 용융플라스틱이 파이프(12)의 내부표면 전체로 밀려나가게 되고, 이 피복장치(40)는 파이프(12)의 내부표면이 플라스틱층으로 피복되도록 U자형 금속시이트(11)의 내측에서 파이프(12)의 내측까지에서 배치되어 있다.

조정장치(6)가 접합장치(5)의 하류에 배치되어 피복장치(40)에 의한 파이프(12)의 내부표면을 덮는 플라스틱층의 두께를 균일하게 만든다. 조정장치(6)의 하류측에는 예를들어 파이프(12)의 외부표면을 덮는 플라스틱층을 형성하는 외부표면 피복장치(7)가 설치되어 있다. 더욱이, 이 하류측에는 그 내부표면과 외부표면의 플라스틱층으로 피복된 파이프(13)를 냉각시키기 위한 냉각장치(8)가 설치된다.

그다음, 냉각된 파이프(복합파이프)(14)를 끌어내는 인출장치(91)와, 이 복합파이프(14)를 감는 권취기(92)가 설치된다. 인출장치(91)는 금속시이트(10)를 코일풀림기(1)로부터 끌어당기고 복합파이프를 그 모든 성형 단계에서 계속 이송되게 한다.

표면처리장치(21)에 있어서, 예를들어 어니일링된 알루미늄 합금의 표면처리 방법을 이하 알루미늄 합금이 상기 폴리오레핀 화합물로 된 플라스틱층으로 피복되는 경우에 대해 설명한다. 첫 번째, 상기 알루미늄 합금이 상기 폴리오레핀 화합물과 알루미늄 합금사이의 화학적 결합강도를 증가시키도록 알칼리로 처리되고, 그다음 알칼리 처리된 알루미늄 합금은 열처리된다. 알칼리처리 공정은 예를들어 30~50℃의 온도에서 30~60초 동안 5~15%의 수산화나트륨 및/또는 수산화칼륨을 가지고 처리된다. 상기한 농도, 온도 및 처리 시간의 범위 밖에서도 농도, 온도 및 처리시간을 서로 달리함으로써 원하는 점착도를 얻을수 있다.

상술한 바와같은 조건하에서, 알루미늄 합금의 알칼리처리중의 열반응에 따라 온도는 열처리 없이도 30~50℃로 유지될수 있다.

이런 이유로 상기 조건하에서의 열처리가 바람직하다. 높은 농도, 높은 온도 및 긴시간의 처리가 알루미늄 합금의 표면에서 산화마그네슘을 제거하는데 유용하나 동시에 이것은 수산화 알루미늄을 생성시키고 이 수산화 알루미늄이 박리제로 작용하여 접착력과 저항력을 감소시킨다. 또한 긴시간의 처리는 연속적으로 만들어지는 복합파이프의 제조에는 적합치않다. 이러한 알칼리 처리후에 알칼리 처리반응은 필요시 중화단계 및/또는 물세척단계에 의해 중지된다.

중화단계에서, 알칼리 처리된 알루미늄 합금은 물에서 세척되고 난 뒤 질산, 염산, 황산등과 같은 산, 양호하게 질산이 첨가된다. 물세척은 중화 용액의 열화를 방지하기 위해서 시행된다. 질산은 30℃에서 중화에 필요한 10%의 농도로 부가된다. 또한 중화단계 대신에 세척단계를 사용할수도 있다.

위와같은 표면처리를 마친 금속시이트(10)는 U자형 성형다이(3)로 유입된다. U자형 성형다이(3)는 제2도~4도에 나타낸 것과 같이 외부주형(32)과 내부주형(33)을 갖는다. 외부주형(32)은 오목한 지역(320)을 가지고 있다. 이 오목한 지역(320)은 금속시이트(10)의 이송방향으로 형성되어 있다. 오목지역(320)아래의 단면은 전체 이송 영역에 걸쳐 반원통 형상으로 되어있다. 오목지역(320)의 상류영역(321)은 상부로 개방된 2개의 측면을 가지며 그 단면이 V자형으로 되고, 하류영역(322)는 U자형 단면을 갖도록 상호 평행으로된 측면을 갖는다. 상류영역(321)의 상측모서리는 상류측에서 하류측으로 점차 오무라들게 형성되어 상류영역(321)의 U자형 단면을 갖는 하류영역(322)에 유연하게 연결될수 있게 만든다. 그 측면이 서로 대향되어있는 하류영역(322)의 모서리는 중앙을 향하여 약간 구부러진 상측 모서리 부분(323)을 가진다.

내부 모울드(33)는 외부 모울드(32)의 상측표면위에 고정된 납작한 부착물(331)을 가지며, 몸체부(332)가 외부주형(32)의 하류영역(322)으로부터의 고정간극에서 끼워맞춰진다. 몸체부(322)는 외부주형의 요부(320)의 하류부분과 같은 방식으로 설계된다. 즉, 서로 대항하는 양쪽측면의 상측모서리부가 단면이 U자형 형상이 되도록 중심을 향하여 경사지게 다가간다. 상기 몸체부(322)는 외부주형(32)의 요부(320)의 하류영역(322)으로부터 일정거리로 떨어져 있으므로 내부주형(33)의 몸체부(332)와 외부주형의 요부(320)가 그 상측 모서리 부분을 중심을 향하여 경사지게 만들어 U자형 갭(31)을 형성하게 만든다.

금속표면 처리되어진 시이트(10)는 U자형으로 성형되도록 상기 다이(3)의 상류측에 설치된 롤러(30)에 의해 그 중심축을 따른 곡면에서 굽혀진다. 그다음 굽혀진 금속시이트(10)는 U자형으로 성형하기 위해 상기 다이(3)안으로 유입된다. 코일 금속시이트(10)는 그다음 외부주형(32)의 요부(320)의 상류영역(321)으로 안내되고, 그 모서리를 휘어지게하여 U자형으로 굽히고나서 서로 가깝게 되게 만든다. U자형 성형다이가 위와같이 금속시이트를 구부려 그 단면이 U자형상이 되도록 만들 때. 서로 대향한 U자형 금속시이트의 개방된 모서리가 서로 접근하도록 금속시이트를 U자형으로 성형시키기 위한 굽힘수단이 필요하다. 그러나, 이 굽힘수단은 상기 내부주형(33)과 외부주형(32) 사이에 형성된 공간(31)에 한정되지는 않는다. 위와 같은 구부리는 단계는 제5도에 나타낸 굽힘수단을 사용함으로써 수행될수 있다. 예를들어, 금속시이트가 내부주형(33) 및 외부주형(32)에 의해 곡면으로 형성되어 서로 대향한 모서리가 평행으로 되고 시이트의 단면이 U자형으로 되고난뒤 제5도에 나타낸 것과 같은 서로 대향된 롤러(35)가 U자형 금속시이트의 하나의 개방된 모서리를 점차 중심을 향해 경사지게 하는 방식으로 굴곡시킨다. 그리고 롤러(36)가 비슷하게 롤러(35)의 하류측에 배치되어 위와같이 U자형 금속시이트의 다른 개방된 모서리를 굴곡시킨다.

일반적으로, 롤러(35) 및 (36)은 U자형 성형다이의 상류에 배치되고 상술한 바와같이 U자형 성형다이와 함께 U자로 형성된 금속시이트를 굴곡시키는 일을 한다. U자로 성형된 금속시이트의 개방모서리의 굽힘 간격은 이 U자 금속시이트가 원통으로 형성되는 때에 중첩되는 폭에 대응하여 설정된다. 개방된 모서리의 굴곡된 정도는 다른 모서리와 중첩되어질 때 안쪽에 위치한 한 모서리의 만곡도가 성형되어질 원통의 곡률과 같게 설정되며, 또 다른 모서리의 만곡도를 그 원통의 곡률보다 약간 크게 설정되어진다. 만일 굴곡도가 커지면 성형되어질 원통이 완전한 원형으로 되지않고, 원통을 형성시킬때의 내부주형에 손상을 입힐수 있는 우려가 있다.

그다음에 금속표면의 습식특성을 증진시키시 위해 열처리가 행해진다. 열처리는 상기한 폴리오레핀 화합물의 용해 온도이상과 모울딩 온도의 상한치 이하의 온도에서 시행된다. 만일 열처리 온도가 용해온도보다 작게되면 알루미늄 합금의 표면의 습식특성을 충분히 개선시킬수 없게된다. 또한 열처리 온도가 모울딩 온도보다 크면 알루미늄 합금의 강도가 저하될 뿐만아니라 알루미늄 합금의 내부에 있는 마그네슘이 산화되어 이 산화마그네슘이 표면에서 결점으로 있게 됨으로써 접착강도를 저하시키게 된다. 따라서 열처리 최적온도는 예를들어 125~250℃ 범위에 있게된다.

상술한 알칼리 처리방법에 의해 산화 마그네슘 어니일링된 알루미늄 합금의 표면에서 제거되고, 이로써 어니일링된 알루미늄 합금의 표면에는 단지 산화 알루미늄만이 남게된다. 이 산화 알루미늄과 상술한 폴리오레핀 화합물은 주로 극성 결합에 의해 상호 결합되고, 표면의 습식특성을 개선하기 위한 알루미늄 합금의 열처리에 따라 강한 접착력이 얻어진다.

열처리된 금속시이트는 원통으로 성형되도록 다이(4)내로 유입된다. 본 발명의 실린더 성형다이(4)는 제6도 내지 8도에 나타난 것과 같이 내부주형(41)과 2개의 연결된 외부주형(42) 및 (43)을 가지고 있다. 내부주형(41)은 U자형 금속시이트(11)의 이송방향에서 상류층에 설치된 서포오터(411)를 가지며, 또 이 서포오터(411)로부터 하류쪽으로 연장되는 원통형 모울딩 부분(412)과, 이 모울딩부분(412) 안쪽으로 감합된 코어(413)를 가지고 있다. 서포오터(411)의 바로밑에는 U자형 금속시이트(11)의 내부로 끼워지는 U자형 단면을 가진 콘넥터(41a)가 설치되어 있다. 콘넥터(41a)의 상층부에는 안쪽으로 경사진 U자형 금속시이트(11)의 상부모서리가 닿지 않도록 형성되어진 오목부(41b)가 제공된다. 모울딩부분(412)은 상기 콘넥터(41a)로부터 하류방향으로 연장된다. 상기 콘넥터(41a)는 모울딩부분(412)의 내부를 관통하는 구멍(41i)을 가지며, 이 구멍(41i)과 모울딩부분(412)의 내부를 관통하는 코어(413)를 갖는다.

상기 콘넥터(41a)는 일정공간(422)을 가진 U자형 스페이서(44) 내부로 끼워진다. 이 스페이서(44)는 서포오터(45)의 내부로 끼워진다. 상기 U자형 금속시이트(11)는 상술한 공간(422)의 안쪽을 통과한다. 코어(413)는 상기 콘넥터(41a)의 구멍(41i) 안으로 긴밀하게 끼워지는 대구경 부분(41c)과 원통형 모울딩부분(412)의 내부를 통과하는 소구경부분(41d)을 가지고 있다. 상기 소구경 부분(41d)은 상기 모울딩부분(412)의 내부표면으로부터 일정 갭(41e)에 위치된다. 상기 갭(41e)은 서포어터(411)에 형성되어 있는 수지통로(41f)를 통과한다. 코어(413)의 소구경부분(41d)의 팁에는 코어고리(41g)가 설치되어 이는 노즐(41h)을 형성하는 모울딩부분(412)의 팁의 개구안으로 끼워진다. 용융수지는 서포오터(411)의 수지통로(41f)로 밀려나 간다. 압력을 받은 용융수지는 모울딩부분(412)과 코어(413) 사이의 갭(41e)을 통과한후 노즐(41f)로부터 원주방향으로 밀려나오게 된다. 이 모울딩부분(412)과 코어(413)는 코어고리(41g)와 더불어 내부표면(40)을 수지로 피복하는 장치를 구성한다. 모울딩부분(412)의 팁에는 4개의 조정나사(도시안됨)가 설치되어있다. 이 4개의 볼트는 상기 모울딩부분(412)의 외부표면에 배치되어 그 주위가 4개 부분으로 분할되게한다. 각각의 조정볼트는 외부표면으로부터 안쪽으로 조여지고, 각 조정볼트의 머리는 모울딩부분(412)의 외부표면위로 돌출되지 않도록 안으로 들어간다.

각 조정볼트의 팁은 코어(413)의 팁부분의 외부표면과 맞닿는다. 고로, 각 조정볼트를 선회시키는 것에 의해 코어(413)의 위치가 모울딩부분(412)에 대해 변화할수 있으며, 상기 코어(413)는 모울딩부분(412)과 동심원상의 관계를 유지한다. 용융수지는 코어(413)와 모울딩부분(412) 사이의 공간(41e)을 흘러나가는 수지통로(41f)를 따라 입력에 의해 밀려나간다. 그러나 코어(413)의 팁부분이 4개의 조정볼트로 지지되고 있기 때문에 용융수지가 코어(413)를 밀어내어 코어가 모울딩부분(412)과 동심원상에 있게되지 않는 위험성이 전혀없다. 스페이서(44)의 외부에 고정된 서포오터(45)는 이로부터 하류방향으로 연장되는 1쌍의 아암(451)을 가진다. 각 아암(451)의 단면은 직사각형이고 이 아암은 모울딩부분(412)의 측면과 평행이 되도록 설치된다. 아암(451)의 팁은 모울딩부분(412)의 중간지역에 위치된다.

아암(451)의 팁에서 2개의 연결된 외부주형(42) 및 (43)이 금속시이트(11)의 이송방향으로 정렬된다. 2개의 외부주형(42) 및 (43)의 구성은 거의 동일하다. 외부주형(42)은 하류측에 하우징을 가지며 이 하우징은 상측 및 하측방향으로 2개의 반쪽부분(421) 및 (422)으로 분할될 수있고, 또한 하우징은 이들 반쪽부분(421) 및 (422)와 각각 결합되어지는 깔개(423) 및 (424)를 가지고 있다. 상측방향에서 하우징의 반쪽부분(421)은 서포오터(45)의 아암(451)과 결속되는 오목부(42a)를 가진다. 이들 오목부(42a)는 상기 하우징의 반쪽부분(421)의 외부에 설치된다. 하우징의 반쪽부분(421)은 그 바닥의 중심에 오목부(42b)를 가지며 이 오목부는 금속시이트의 이송방향을 따라 형성된다. 상기 오목부(42b)는 반구형 원통형상으로된 내부표면과 바닥과 대향한 개구를 가지고 있다. 상기 오목부(42b)의 중심에는 보스(42e)가 있게되고, 오목부(42b)는 반구형 원통형의 깔개(423)와 결합되고 또한 보스(42e)와도 끼워맞춰진다. 상기 깔개(423)는 반구형 원통형상의 매끈한 내부표면을 가지며 일정거리에서 내부주형(41)의 모울딩부분(412)의 외부표면과 맞춰진다. 상기 깔개(423)의 양모서리는 상류방향으로 점차 멀어지게 형성된다. 이 깔개(423)의 재료로서는 플루오르수지, 방향성 폴리에스터수지 등과같은 합성수지를 사용하고, 이 재료는 우수한 내열성 및 내마모성을 갖게되며 이에 의해 금속시이트는 마찰이 적게 이동될 수가 있다.

오목부(42b)에 고정된 깔개(423)를 가진 하우징의 반쪽부분(421)은 아암(451)이 하우징(421)의 오목부(42a)와 결합되는 방식으로 스크류에 의해 아암(451)의 상부에 고정된다.

하우징의 하부 반쪽부분(422)의 구성은 위아래가 거꾸로된 것을 제외하고는 상기 하우징의 상부 반쪽부분(421)의 구성과 동일하다. 상기 하우징의 하부 반쪽부분(422)은 상기 하우징의 상부 반쪽부분(421)과 같이 그 각각의 외부에 오목부(42c)와 그 중심부에 오목부(42d)를 가지고 있다. 오목부(42d)의 내부표면은 반구형 원통형상으로 되어 있고, 보스(42f)를 가진다. 오목부(42d)에는 반구형 원통형상으로된 깔개(424)가 끼워져 있다. 이 깔개(424)는 하우징의 상부 반쪽부분(421)에 설치된 깔개(423)와 일체로 되어 있으므로 원통형 공간을 형성시키게 된다. 이 깔개(424)는 상기 깔개(423)의 재료와 같은 종류의 재료로써 만들어진다.

또한 이 깔개(424)는 상류측으로 점차 벌려지게 되는 모서리를 갖는다.

하우징의 하부 반쪽부분(422)은 다음과 같이 바닥에 고정된다. 먼저, 깔개(424)를 오목부(42d)에 끼우고 서포오터(45)의 아암(451)의 하측부분을 오목부(42c)에 끼워맞춰 상기 깔개(424)가 상부로 개방되게 한다. 그다음, 하우징의 상부 반쪽부분(421)의 하부영역에서 상기 하부 반쪽부분(422)이 아암(451)의 하부표면으로 스크류에 의해 고정된다. 이로써 깔개(423) 및 (424)는 총체의 원통형상으로된 통로를 형성한다.

상기 하우징의 반쪽부분(421) 및 (422)의 아암(451)에 의해 고정될 때, 깔개(423) 및 (424)는 내부주형(41)의 모울딩부분(412)의 외부표면으로부터 일정간격(42m)으로 동심원 상의 바깥쪽으로 끼워맞춰진다.

하류방향에 위치된 외부주형(43)은 상기한 상류방향에 위치된 외부주형(42)의 구성과 같게 하우징의 반쪽부분(431) 및 (432)을 갖는다. 상기 외부주형(43)은 상술한 외부주형(42)의 구성과 같은 식으로 만들어졌기 때문에 이에 대한 설명은 생략한다.

외부주형(42) 및 (43)은 이들이 서로 긴밀하게 접촉되게한 방식으로 서포오터(45)의 아암(451)에 고정된다. 깔개(433) 및 (434)은 모울딩부분(412)의 외부표면으로부터 일정간격(43m)을 가지고 내부주형(41)의 모울딩부분(412)의 외부표면에 끼워맞춰진다.

하류방향에서 상기 외부주형(43)으로부터 연장되는 내부주형(41)의 모울딩부분(412)은 약간 폭이 넓혀져 있어 외부주형(43)의 하류단부와 대향되게한 부분에서 계단(41x)을 형성한다.

U자형 성형다이(3)에 의해 U자형으로 성형된후 가열장치(22)에 의해 열처리된 금속시이트(11)는 실린더 성형다이(4)의 내부주형(41)의 콘넥터(41a)와 스페이서(44) 사이의 공간(422)으로 통과하여 내부주형(41)의 모울딩부분(412)과 외부주형(42) 및 (43) 사이의 공간(42m) 및 (43m)으로 유입된다. U자형의 금속시이트는 내부주형(41)의 콘넥터(41a)와 외부주형(42)사이의 자유공간에서 중첩되어 외부주형(42)내의 공간(42m)으로 유입된다. 그다음, 공간(42m) 및 (43m)을 통과하는 동안 금속시이트의 중첩부분은 압력을 받아 완전한 원통형 실린더(12)가 되게한다. 그다음 이 실린더(12)는 외부주형(43)에서 취출된다. 상술한 자유공간은 내부주형(41)의 모울딩부분(412)의 길이를 단축시키기 위해 가능한한 짧게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 장치에 의해서, 자유공간은 성형되어진 실린더의 외경의 길이(통로)의 최단길이보다 약 2배로 설정되어진다. 외부주형(43)으로부터 빠져나온 실린더(12)는 모울딩부분(412)의 계단(41x)에 의해 한정된 확장부분으로 그 내부 직경을 조정하게 된다.

외부주형(42) 및 (43)의 깔개(423), (424), (433) 및 (434)는 모두 하우징의 반쪽부분들(421), (422), (431) 및 (432)로부터 제거될수 있으므로, 어떤 깔개의 내부표면이 마멸되었다고하면 이 깔개는 새것으로 교체될수 있다. 이 교체작업은 아암(451)으로부터 상류쪽의 외부주형(42)의 하우징 또는 하류쪽에서 외부주형(43)의 하우징의 반쪽부분을 분리시킴에 의해 수행될수 있으며, 한편 U자형 금속시이트(11)는 외부주형(42) 또는 (43)과 내부주형(41)의 모울딩부분(412)사이에 있는 공간(42m) 또는 (43m)에서 실린더로 성형된다. 외부주형중의 어느 하나의 깔개가 교체되고 하우징의 반쪽부분이 아암(451)위에 다시 설치된 다음에 다른 외부주형의 깔개는 위와 동일한 방식으로 교체된다. 고로, 각각의 깔개는 금속시이트(11)가 내부주형(41)의 모울딩부분(412)과 2개의 외부주형(42) 및 (43)중의 어느 하나에 의해 원통으로 형성되는 동안 교체된다. 그결과 제작공정을 중단하지 않고서도 파이프(12)가 성형되는 동안 각각의 깔개를 교체할수 있게된다.

외부주형(43)의 더 하류쪽에는 접합장치(5)가 설치되어 실린더 성형다이(4)에 의해 형성된 원통의 중첩부분이 접합되게 만든다. 이 접합장치(5)는 어떠한 종류의 것이라도 될 수 있다. 예를들어 초음파 용접장치, 고주파 아아크 용접장치, 스폿트 용접장치등이 사용된다.

용접된 실린더(12)는 내부주형(41)의 모울딩부분(412)의 팁을 통과하면서 상기 팁에 형성된 노즐(41h)로부터 그 내부표면위에 용융수지를 밀어넣게하여 이로써 실린더(12)의 상기 내부표면을 플라스틱층으로 피복되게 한다.

내부주형(41)의 코어고리(41g)의 팁에 조정장치(6)가 설치되어 있다. 이 조정장치(6)는 제9도 및 제10도에 보인 것과 같이 수직조정장치부분(61)과 수평조정장치부분(62)을 갖는다. 수직조정장치부분(61)는 실린더(12)의 이송방향으로부터 하류쪽에 위치되고, 1쌍의 안내폴(611)과 블록(612)을 가지고 있다. 안내폴(611)은 블록(612)의 양축을 관통하고 2개의 안내폴(611)의 안내에 따라 수직방향으로 이동할수 있다. 상기 블록(612)의 중심에는 관통구멍(613)이 형성되어 있다. 이 관통구멍(613)은 실린더(12)의 외경보다 크다. 상기 블록(612)은 수직으로 설치된 조절막대(614)의 하부모서리에 부착된다.

조정부분(615)은 조절막대(614)의 상부모서리에 걸쳐 끼워진다. 상기 조정부분(615)의 회전에 의해 조절막대(614)가 수직방향으로 곧장 돌아가므로 블록(612)이 안내폴(611)을 따라 상측이나 하측으로 이동할수 있게 된다. 수평조정장치(62)는 상류쪽에서 블록(612)의 표면에 부착된다. 상기 수평조정장치(62)는 1쌍의 안내폴(621)과 몸체부(622)를 갖는다. 안내폴(621)은 실린더(12)의 상부 및 하부 이송방향에 각각 평행하게 설치되고 상술한 바와같은 수직조정장치(61)의 블록(612)의 일부가 되도록 부착된다. 안내폴(621)은 각각 몸체부분(622)의 상부 및 하부를 통과하여 상기 몸체부분(622)이 안내폴(621)의 안내와 더불어 수평방향으로 이동할수 있게된다.

수평으로 설치된 조정막대(624)의 일단은 몸체부분(622)에 부착된다. 조정부분(625)은 상기 조정막대(624)의 다른 일단 주위에 맞춰진다. 상기 조정부분(625)의 조절에 의해 조정막대(624)는 수평방향으로 전방 회전하여 몸체부분(622)이 안내폴(621)을 따라 수평방향으로 이동할수 있게 된다. 몸체부분(622)의 중심부에는 관통구멍(626)이 있고 이 구멍 내부주형(41)의 모울딩부분(412)의 상부의 바깥쪽에 맞춰진다. 상기 관통구멍(626)은 그 표면이 깔개(627)로 덮혀진다. 플랜지 부분이 상기 깔개(627)의 상류측 모서리에 배치된다. 이 깔개(627)는 탁월한 내열성 및 내마모성을 갖는 플루오르수지, 방향성 폴리에스터 수지등과 같은 합성수지로 만들어질수 있으며, 이결과 실린더(12)와의 마찰을 감소시킬수 있게된다. 조정장치(6)는 상술한 구조에만 한정되지 않으며 깔개(627)가 이 주위에 배치된 4개의 스크류볼트에 의해 수평 및 수직방향으로 이동할수 있게 구성할수도 있다.

상술한 깔개 대신에, 다수의 드럼 모양의 롤러가 관통구멍(626)안에 회전가능하게 배치되어 중심지역에 원통형공간을 형성하게 할수 있다. 이 경우 롤러가 실린더(12)에 접하여 회전하기 때문에 롤러의 표면이 마멸되는 것을 방지할수 있고, 따라서 깔개를 교체하는 것에 따른 어려움을 극복할수 있다.

상기 조정장치(6)는 실린더 성형다이(4)에 의해 원통형으로 형성된 실린더(12)를 수평조정장치(62)의 관통구멍(626)과 수직 조정장치(61)의 관통구멍(613)을 통해 외부표면 피복장치(7)로 안내한다. 그다음 상기 조정장치(6)는 실린더를 수직 및 수평방향으로 이동하게 만들어 내부주형(41)의 모울딩부분(412)의 위치에 대해 상기 실린더(12)의 관련위치를 조절함으로써 실린더(12)의 내부표면을 피복하는 플라스틱층의 두께를 균일하게 만들 수 있다.

양호하게 플라스틱층의 두께가 조정장치(6)를 미세 조정하여 조절될수 있기 때문에 이 조정장치(6)가 코어고리(41g)의 팁주위에 맞춰지는 식으로 배치되는 것이 바람직하며, 또한 이 위치에서 하류쪽으로 배치하는 것도 가능하다. 조정장치(6)로부터 취출된 실린더(12)는 실린더(13)로 되고, 이 실린더(13)는 외부표면 피복장치(7)에 의해 그 외부표면이 플라스틱으로 피복된다. 이 실린더(13)는 냉각탱크(8)에서 냉각되어 복합파이프(14)로 만들어진다. 이 복합파이프(14)는 인출장치(91)에 의해 끌어 당겨진다. 이 인출장치(91)는 코일풀림기(1)로부터 금속시이트(10)를 끌어내어 이 시이트(10)가 복합파이프(14)로 될 때까지 이송시킨다. 상기 복합파이프(14)는 권취기(92)에서 감겨져 수납된다.

이 분야에서 숙련된 사람에게는 본 발명의 범위와 정신을 벗어나지 않는 다양한 수정이 쉽게 이루어질수 있음이 명백한 것이다. 따라서, 여기에 첨부된 청구범위가 상기 설명에 대해 제한을 가하자는 것은 아니고 본 발명에서 존재하는 모든 신규한 특징들을 포함하는 것으로 보아야한다.

Claims

내부표면이 플라스틱층으로 피복되게한 복합파이프의 제조방법에 있어서, 금속시이트를 이송하는 중에 이 금속시이트의 이송방향으로 정렬된 다수의 외부주형중의 적어도 하나와 원통형 내부주형에 의해 코일 금속시이트를 실린더로 성형시키고, 상기 외부주형이 2개의 분리가능한 부분으로 이루어지며 일정간격을 가지고 상기 내부 주형의 주위에 설치되고, 상기 실린더의 주변방향에 있는 측면 모서리를 서로 접합시키며, 내부주형으로부터 원통형상의 실린더의 내부표면위로 용융수지를 밀어내어 내부표면이 플라스틱층으로 피복된 복합파이프가 되게한 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 하우징의 각부분의 내부표면에는 착탈가능한 반원통형의 깔개가 설치되며, 이 깔개는 일정공간을 가지고 상기 내부주형위에 맞춰지는 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 깔개는 플루오르수지 또는 방향성 폴리에스터 수지로 되는 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 실린더의 주변방향에 있는 측면 모서리는 초음파 용접으로 서로 접합되어지는 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 실린더의 주변방향에 있는 상기 측면 모서리는 고주파 아아크 용접으로 상호 접합되어지는 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 금속시이트는 알루미늄 합금으로 만들어지고, 또 상기 플라스틱층은 폴리오레핀이 가부분해와 라디칼 반응에 의해 실란화합물과 교차되는 폴리오레핀 화합물로 만들어지는 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 금속시이트는 사전에 표면처리되어진 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 표면처리는 알칼리 처리단계와 이 알칼리 처리에 후속하는 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 알칼리 처리는 30~50℃의 온도에서 30~60초동안 5~15%의 농도로 수산화나트륨과/또는 수산화칼륨을 가지고 수행되는 것을 특징으로 하는 복합파이프 제조방법.
제8항에 있어서 중화단계 및/또는 물에 의한 세척단계가 상기 열처리 전에 시행되는 것을 특징으로 하는 복합파이프 제조방법.
제1항에 있어서, U자형 단면을 가진 상기 금속시이트가 실린더로 성형되기 전에 굴곡되는 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 금속시이트는 이 금속시이트를 가로지르는 짧은변 방향의 측면 모서리가 서로 대향되게하고 또 서로 근접되게 하는 식으로 굽어지고 그 단면이 U자형상이 되게한 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조방법.
내부표면이 플라스틱층으로 피복되게한 복합파이프의 제조장치에 있어서, 용융수지가 그 내부에서 흐르고 그 팁으로부터 용융수지가 밀려나오게된 원통형 내부주형과, 코일 금속시이트의 이송방향에 정렬해 있고, 각각 2개의 분리가능한 부분으로 된 하우징을 가지며 또 일정공간을 두고 상기 내부주형 주위에 동심원상으로 설치되어지고, 이에 의해 코일 금속시이트가 내부 및 외부주형 사이의 간격을 지나 이송되는 동안 실린더로 성형되게한 다수의 외부주형과, 그리고 상기 실린더의 주변방향에 있는 측면 모서리를 서로 접합시키는 용접장치를 구비한 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조장치.
제13항에 있어서, 상기 하우징의 각부분들의 내부표면에 반원통형의 깔개가 착탈가능하게 설치되고, 이 깔개는 일정간격을 두고 상기 내부주형위에 맞춰지는 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조장치.
제14항에 있어서, 상기 깔개는 플루오르 수지 또는 방향성 폴리에스터 수지로 만들어지는 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조장치.
제13항에 있어서, 상기 실린더의 주변방향에 있는 측면 모서리가 초음파 용접법에 의하여 서로 접합되게한 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조장치.
제13항에 있어서, 상기 실린더의 주변방향에 있는 측면 모서리가 고주파 아아크 용접법에 의해 서로 접합되게 한 것을 특징으로 하는 복합파이프의 제조장치.