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1. WO2013162130 - METAL/RESIN COMPOSITE PIPE THAT CAN BE EASILY WOUND INTO ANNULAR SHAPE, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

17   18  

과제 해결 수단

19   20   21   22   23   24   25   26   27   28  

발명의 효과

29   30   31  

도면의 간단한 설명

32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54  

발명의 실시를 위한 형태

55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7  

도면

1   2   3   4   5   6  

명세서

발명의 명칭 : 환형으로 권취가 용이한 금속 수지 복합관 및, 그 제조방법

기술분야

[1]
본 발명은 금속 수지 복합관에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 환형으로 권취되더라도 관 단면의 원형이 손상되지 않기 때문에 그 길이가 길게 되도록 제조될 수 있어서 운반성 및 시공성이 우수한 금속 수지 복합관에 대한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 금속 수지 복합관의 제조방법에 대한 것이기도 하다.

배경기술

[2]
일반적으로, 스테인리스 스틸 관과 같은 고내식성 금속관은 많은 장점을 갖고 있지만 스테인리스 스틸과 같은 고가(高價)의 소재를 사용해야 하기 때문에 제조 단가가 높아지고 벤딩 등의 성형에 한계가 있어서 시공상의 어려움이 많고 직관으로만 제작할 수 밖에 없다.
[3]
그리고, 직관으로 제조된 금속관은 운반 등을 위해 소정 길이로 절단되는데, 현장 시공시 금속관을 서로 연결하기 위한 작업에 많은 부품과 노동력 및 작업시간이 소요된다는 문제점이 있다.
[4]
또한, 금속관은 지반에 매설된 경우에 토양에 의한 부식, 전기적 부식 등으로부터 자유롭지 못하다는 문제점도 있다.
[5]
한편, 수지관은 내식성이 우수하고 가볍고 시공성이 좋으며 가격이 저렴하지만 온도변화에 따른 수축 및 팽창에 의해서 연결부위가 분리되어 누수가 발생되기도 하고 압력에 약하다는 문제점이 있다. 한편, 수지관을 제조할 때에는 원하는 직경보다 수지관을 약간 크게 압출한 후 냉각 사이징 공정을 통해서 그 외경을 줄이면서 밀도와 표면이 기준 조건을 충족하도록 한다.
[6]
금속 수지 복합관은, 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 금속관(1)의 외부면에 수지층(5)을 형성하여 이루어진 관이다. 이러한 금속 수지 복합관(10)은 대한민국 특허등록 제10-1094185호 등에 그 구성 및 제조방법이 개시되어 있다.
[7]
금속관(1)은 관 내부를 흐르는 유체와 직접 접촉되는 부분으로서, 스테인리스 스틸과 같은 박판 금속으로 이루어지기 때문에 내식성이 우수하다. 수지층(5)은 금속관(1)의 두께 보다 훨씬 두꺼운 두께로 금속관(1)을 감싸는데, 내식성이 우수하고 가격이 저렴한 수지로 이루어진다. 따라서, 금속 수지 복합관(10)은 관 내부를 흐르는 유체에 대한 내부식성이 우수하고 토양에 대한 내부식성도 우수하며 가격도 저렴하다는 장점을 가진다.
[8]
그런데, 금속 수지 복합관(10)을 제조한 후 시공현장으로 운반하기 위해서는 운반의 편의성을 위해, 금속관과 마찬가지로, 소정 길이의 직관으로 제조한다. 그러나, 이러한 직관을 현장에서 시공하기 위해서는 복합관(10)을 서로 연결해야 하고, 이러한 연결 작업에는 많은 부품과 노동력 및 작업시간이 소요된다는 문제점이 있다.
[9]
따라서, 금속 수지 복합관(10)을 보다 긴 길이로 제조하되, 운반성도 향상시킬 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
[10]
이러한 문제점을 극복하기 위하여 금속 수지 복합관(10)을 환형 형태로 와인더에 권취시켜 생산 및 공급할 필요가 있었다.
[11]
그러나, 금속관 또는 금속 수지 복합관(10)을 환형으로 권취하여 제조하는 것은 재질의 특성상 거의 불가능하다. 환형으로 권취된 관을 생산하기 위해서는 관의 원형 단면을 유지하면서 권취(와인딩)할 수 있는 기술의 개발이 관건이다. 더불어, 제품의 보관, 운송 등을 고려할 때 관의 단면이 원형으로 유지되되 곡률반경은 가급적 최소화되어야 하는 해결과제가 있었다. 그러나, 일반적으로 금속관은 재질의 특성상 최소 곡률반경을 얻기 위해 탄성한계 이상의 굽힘응력(bending force)을 받게 되면 원형 단면이 찌그러지거나 혹은 접히면서 관의 형상이 훼손되는 문제점이 있다.
[12]
한편, 상술한 바와 같이, 금속 수지 복합관(10)은 금속관(1)의 외부면에 수지를 피복하여 만들어진다. 상기 피복은 피복 성형유니트에 의해서 이루어진다.
[13]
도 3에 나타난 바와 같이, 피복 성형유니트(20)는 내부 다이스(21)와, 내부 다이스(21)의 후방에 설치된 내부 다이립(23)과, 내부 다이립(23)의 후방에 설치된 외부 다이립(25) 및, 외부 다이립(25)을 감싸는 외부 다이스(27)를 구비한다.
[14]
금속관(1, 도 3에는 미도시)은 내부 다이스(21)와, 내부 다이립(23)과, 외부 다이립(25)을 순차적으로 통과한다. 접착수지 주입홀(24a)을 통해 접착수지(도면에 미도시)가 금속관(1)의 외부면에 압출되고, 수지 주입홀(25a)을 통해 수지가 압출된다.
[15]
한편, 상술한 바와 같이, 수지관을 제조할 때에는 원하는 외경 보다 약간 크게 압출한 후, 냉각 사이징 공정을 통해서 그 외경을 줄이고 밀도와 표면이 기준 조건을 충족하도록 한다.
[16]
그런데, 금속 수지 복합관(10)은 금속관(1)이 내부에 있기 때문에 상기 사이징 공정을 거칠 수 없고, 이에 따라 복합관(10)의 표면 불량이 문제시된다. 복합관(10)의 외경이 내경(S1) 보다 큰 경우에는 수지가 뒤로 밀려 압출기 내부의 캐리어 내에 잔류하게 되고, 복합관(10)의 외경이 내경(S1) 보다 작은 경우에는 수지층(5)의 외면이 외부 다이립(25)의 내벽에 접촉되지 않아서 다림질 효과를 얻을 수 없어 수지층(5)이 적정 밀도를 가질 수가 없고 표면이 매끄럽지 않게 되어 불량이 발생하게 된다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[17]
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 경제성이 우수하고, 환형으로 권취될 수 있어서 운반성과 시공성이 우수하며, 권취시 진원이 손상되지 않고, 직관으로의 환원이 용이한 금속 수지 복합관과, 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
[18]
본 발명의 또 다른 목적은 사이징 공정을 거치지 않고서도 표면 품질이 우수하고 적정 밀도를 가지는 금속 수지 복합관과, 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.

과제 해결 수단

[19]
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 금속 수지 복합관은, 금속관의 외부면에 수지층이 피복되어 이루어지되 금속관과 수지층 사이에는 접착층이 형성되어 수지층과 금속관을 결합시킨다. 금속 수지 복합관을 환형으로 권취하여 최소 곡률반경을 얻기 위해서는 탄성 한계 이상의 굽힘 응력(bending force)을 조절하여 원형 단면이 찌그러지거나(ovality) 혹은 접히면서 관의 형상이 훼손되는 문제를 해결해야 한다.
[20]
굽힘응력에 대항하여 관의 원형 단면을 훼손없이 권취하기 위해 금속관에 비해 탄성계수가 매우 작은 합성수지를 피복하여 강성을 보완하고 환형으로 권취시 벤딩 곡률반경을 가능한 한 작게 한다. 이 때, 상기 금속관의 두께(p)는 수지층의 두께(q)의 5% 내지 20%이다.
[21]
수지층의 두께(q)가 금속관의 두께(p)에 비해 매우 두꺼울 경우, 즉, 금속관의 두께비(p/q)가 매우 작을 때(5% 미만)에는 환형으로 권취시 복합관의 내륜부에 작용하는 압축력 때문에 주름과 같은 표면 불량이 발생하여 관의 형상을 유지하면서 벤딩 곡률 반경을 최소화할 수 없을 뿐만 아니라 수지의 복귀성에 의해 목표한 곡률반경을 얻을 수 없다.
[22]
한편, 금속관과 수지층의 두께비(p/q)가 20%를 초과할 경우, 즉, 수지층의 두께(q)가 상대적으로 얇은 경우에는 금속관의 두께(p)가 기존의 금속 파이프의 두께와 유사하게 두꺼워지기 때문에 벤딩이 용이하지 않은 문제가 발생한다. 또한, 복합관을 변형 없이 벤딩하기 위해서는 와인딩 곡률반경이 매우 커져야 하고 그 결과 운송 및 보관 문제가 발생하게 된다. 더불어, 수지층의 두께(q)가 얇기 때문에 와인딩시 인장력이 작용하는 외륜부에서는 벤딩시에 수지의 항복점(yielding point)을 초과하면서 수지의 소성 변형이 발생하여 고유 물성을 상실한다.
[23]
위와 같은 시행착오를 거쳐 고분자 합성수지를 피복하는 경우, 상기 피복이 스테인리스 파이프의 강성에 보완체 역할을 할 수 있다고 판단하여 수지층의 두께(q)에 대한 금속관의 두께(p)의 비가 특정 범위 즉, 5% 내지 20%를 가질 때 단면 형상의 변형이 거의 없는 롤관을 제조할 수 있다는 결과를 얻게 되었다.
[24]
상기 수지층은 수지가 접착층에 연속적으로 압출되어 피복되어 이루어진다. 만들고자 하는 복합관의 외경과 동일하거나 1mm 이내로 작은 내경을 가진 외부 다이스를 상기 금속관이 통과하는 동안에 88kg/cm 2 내지 96kg/cm 2의 압력으로 수지를 압출하여 상기 피복이 이루어질 수 있다.
[25]
본 발명의 다른 측면인 금속 수지 복합관의 제조방법은, (a) 금속관을 준비하는 단계; 및 (b) 금속관의 외부면에 접착층을 형성하고, 접착층에 수지를 압출하여 수지층을 형성함으로써 금속관을 피복하는 단계;를 포함한다. 금속관의 두께(p)는 수지층의 두께(q)의 5% 내지 20%이다.
[26]
상기 (b) 단계는 금속관이 피복 성형유니트를 통과하는 동안에 접착수지 및 수지가 순차적으로 압출되는 것에 의해 이루어진다. 상기 피복 성형유니트는 내부 다이스와, 내부 다이스의 후방에 설치된 내부 다이립과, 내부 다이립의 후방에 설치된 외부 다이립 및, 외부 다이립을 감싸는 외부 다이스를 구비한다. 금속관은 내부 다이스와 내부 다이립 및 외부 다이립을 순차적으로 경유하면서 피복된다. 외부 다이스의 내경(D1)은 복합관의 외경과 동일하거나 복합관의 외경보다 1mm 이내로 작고, 상기 압출은 88kg/cm 2 내지 96kg/cm 2의 압력을 수지에 가해 압출시켜 이루어질 수 있다.
[27]
상기 내부 다이립의 경사면(232) 끝부분(233)에서의 내경(D3)은 금속관의 외경 보다 0.1mm 내지 0.2mm 큰 것이 바람직하다.
[28]
아울러, 상기 제조방법은 상기 (b) 단계 이후에 완성된 복합관을 환형의 형상으로 권취하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 환형 형상의 직경(u)은 복합관의 외경의 20배 내지 50배인 것이 바람직하다.

발명의 효과

[29]
본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
[30]
첫째, 경제성이 우수하고, 환형으로 권취될 수 있어서 운반성과 시공성이 우수하며, 권취시 진원이 손상되지 않고, 직관으로의 환원이 용이한 금속 수지 복합관과, 그 제조방법을 제공한다.
[31]
둘째, 사이징 공정을 거치지 않고서도 표면 품질이 우수하고 적정 밀도를 가지는 금속 수지 복합관과, 그 제조방법을 제공한다.

도면의 간단한 설명

[32]
도 1은 종래기술에 따른 금속수지 복합관을 보여주는 사시도이다.
[33]
도 2는 도 1의 II-II' 단면도이다.
[34]
도 3은 종래기술에 따라 금속수지 복합관을 제조하기 위해 사용되는 피복 성형유니트를 보여주는 단면도이다.
[35]
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속수지 복합관이 환형으로 권취된 것을 보여주는 사시도이다.
[36]
도 5는 도 4의 금속수지 복합관의 횡단면도이다.
[37]
도 6은 본 발명에 따라 금속수지 복합관을 제조하기 위해 사용되는 피복 성형유니트의 주요 구성을 보여주는 단면도이다.
[38]
[39]
<부호의 설명>
[40]
1, 30 : 금속관
[41]
5, 50 : 수지층
[42]
40 : 접착층
[43]
1, 100 : 금속 수지 복합관
[44]
20, 200 : 피복 성형 유니트
[45]
21, 210 : 내부 다이스
[46]
23, 230 : 내부 다이립
[47]
25, 250 : 외부 다이립
[48]
27, 270 : 외부 다이스
[49]
24a, 231 : 접착수지 주입홀
[50]
25a, 251 : 수지 주입홀
[51]
D1 : 외부 다이스의 내경
[52]
p : 금속관의 두께
[53]
q : 수지층의 두께
[54]

발명의 실시를 위한 형태

[55]
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 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.
[56]
[57]
본 발명은 금속수지 복합관 및, 그 제조방법에 대한 것으로서, 환형 형태(롤 형태)로 권취될 수 있고 사이징 공정을 거치지 않고서도 밀도 및 표면 품질이 우수한 복합관을 제조한다는 특징을 가진다. 따라서, 아래에서는 상기 특징을 중심으로 설명하기로 한다. 일반적인 금속수지 복합관의 구성 및 그 제조방법은 대한민국 특허등록 제10-1094185호 등에 그 구성이 개시되어 있는데, 대한민국 특허등록 제10-1094185호에 개시된 내용은 일반적인 금속수지 복합관의 구성 및 그 제조방법을 이해하기 위한 범위 내에서 본 명세서에 포함된다.
[58]
[59]
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속수지 복합관이 환형으로 권취된 것을 보여주는 사시도이고, 도 5는 상기 금속수지 복합관의 횡단면도이다.
[60]
도면을 참조하면, 금속수지 복합관(100)은 금속관(30)과, 금속관(30)의 외부면에 형성된 접착층(40) 및, 수지층(50)을 구비한다.
[61]
금속관(30)은 관 내부를 흐르는 유체와 직접 접촉하는 부분이다. 금속관(30)은 스테인리스 스틸과 같이 내부식성이 우수한 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다.
[62]
금속관(30)은 박판으로 이루어지는데, 상기 박판은 수지층(50)의 두께에 비해 얇다.
[63]
본 출원인은 오랜 기간의 경험과 연구를 통해서 금속관(30)과 수지층(50)의 두께 비율(p/q)이 소정 범위일 때 복합관(100)을 용이하게 환형 형태(롤 형태)로 권취할 수 있고 금속관(30)의 물성 변화를 방지할 수 있다는 것을 알게 되었다.
[64]
구체적으로, 금속관(30)의 두께(p)가 수지층(50)의 두께(q)의 5% 내지 20% 이면 복합관(100)을 환형으로 권취할 경우에 금속관(30)의 진원이 유지될 수 있고, 소성을 유지하여 환형 형태(롤 형태)를 유지할 뿐만 아니라, 금속관의 변형을 방지할 수 있음을 알게 되었다. 이 때, 복합관(100)이 환형으로 권취되는 경우, 상기 환형의 직경(u)은 대략 복합관(100)의 외경(G)의 20배 내지 50배 인 것이 바람직하다.
[65]
한편, 본 명세서에서 '진원'은 수학적인 의미의 원 또는 그에 근접하거나 유사한 형태로서, 찌그러진 원 예를 들어, 타원이 아닌 것을 의미한다. 그리고, 미설명 참조부호 9는 권취된 복합관(100)을 환형으로 고정하는 스트립이다.
[66]
상기 두께 비율(p/q)이 5% 미만인 경우에는 수지층(50)의 탄성 즉, 복원력에 의해 소성이 풀려서 상기 환형 형태(롤 형태)를 유지하지 못하게 되고, 상기 두께 비율(p/q)이 20%를 초과하는 경우에는 수지층(50)이 금속관(30)의 변형을 막아내지 못할 뿐만 아니라 환형으로 권취하는 것과 직관으로의 환원이 어렵고 금속관(30)의 물성이 변하기 쉬우며 경제성이 떨어진다.
[67]
접착층(40)은 접착수지로 이루어지는데, 수지층(50)이 금속관(30)에 견고하게 접착되도록 한다. 상기 접착수지로는 통상적인 접착수지가 사용될 수 있다.
[68]
수지층(50)은 접착층(40) 위에 압출되어 금속관(30)을 피복한다. 수지층(50)은 금속관(30)의 두께(p)에 비해 두껍게 형성된다. 수지층(50)을 이루는 수지로는 폴리에틸렌 등이 사용될 수 있다.
[69]
접착층(40)과 수지층(50)은 금속관(30)이 피복 성형유니트를 통과하는 동안에 접착수지 및 수지가 압출되어 형성된다.
[70]
도 6에 나타난 바와 같이, 피복 성형유니트(200)는 내부 다이스(210)와, 내부 다이스(210)의 후방에 설치된 내부 다이립(230)과, 내부 다이립(230)의 후방에 설치된 외부 다이립(250) 및, 외부 다이립(250)을 감싸는 외부 다이스(270)를 구비한다.
[71]
금속관(30, 도 6에는 미도시)은 내부 다이스(210)와, 내부 다이립(230)과, 외부 다이립(250)을 순차적으로 통과한다. 즉, 금속관(30)은 피복 성형유니트(200)의 내부를 화살표 방향으로 이동한다.
[72]
내부 다이스(210)의 내경(D4)은 피복 성형유니트(200)에 사용될 수 있는 최대 직경의 금속관(30)의 외경보다 크다.
[73]
내부 다이립(230)은 그 내부에 경사면(232)이 형성되고 경사면(232) 끝부분(233)에서의 내경(D3)은 금속관(30)의 외경보다 0.1mm 내지 0.2mm 크다. 상기 끝부분(233)과 금속링(211)은 금속관(30)을 슬라이딩 가능하게 잡아주는 역할을 한다.
[74]
한편, 내부 다이립(230), 외부 다이립(250), 외부 다이스(270) 및, 금속링(211)은 착탈 가능하게 설치되는데, 금속관(30)을 슬라이딩 가능하게 잡아줄 수 있고 적절한 압출이 이루어질 수 있도록 금속관(30)의 외경을 고려하여 내부 다이립(230), 외부 다이립(250), 외부 다이스(270) 및, 금속링(211)을 적절하게 교체할 수 있다.
[75]
외부 다이립(250)은 내경(D3) 보다 큰 내경(D2)을 가진다. 상기 내경의 차이(D2-D3)는 접착수지의 압출을 위한 공간이다. 접착수지(도면에 미도시)는 내부 다이립(230)과 외부 다이립(250) 사이에 형성된 접착수지 주입홀(231)을 통해 금속관(30)의 외부면에 압출된다.
[76]
외부 다이스(270)는 외부 다이립(250)을 감싸는데, 내경(D2) 보다 큰 내경(D1)을 가진다. 상기 내경의 차이(D1-D2)는 수지의 압출을 위한 공간이다. 수지(도면에 미도시)는 외부 다이립(250)과 외부 다이스(270) 사이에 형성된 수지 주입홀(251)을 통해 압출된다.
[77]
한편, 상술한 바와 같이, 수지관을 제조할 때에는 원하는 외경 보다 2mm 내지 5mm 정도 크게 압출한 후, 냉각 사이징 공정을 통해서 그 외경을 줄이고 밀도와 표면이 기준 조건을 충족하도록 한다.
[78]
그런데, 금속 수지 복합관(100)은 금속관(30)이 내부에 있기 때문에 상기 사이징 공정을 거칠 수 없고, 이에 따라 복합관(100)의 표면 불량이 문제시된다. 수지층(50)의 외경이 외부 다이스(270)의 내경(D1) 보다 큰 경우에는 수지층(50)의 여유 수지가 뒤로 밀리는 현상이 발생하게 되고, 수지층(50)의 외경이 외부 다이스(270)의 내경(D1) 보다 작은 경우에는 수지층(50)의 외면이 외부 다이스(270)의 내면에 접촉되지 않아서 수지층(50)이 적정 밀도를 가질 수가 없고 다림질 효과가 없어 표면이 매끄럽지 않게 되어 불량이 발생하게 된다.
[79]
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 외부 다이스(270)의 내경(D1)을 완성된 복합관(즉, 만들고자 하는 복합관)의 외경(G)과 동일하거나 1.0mm 이내로 작게 하고 통상적인 경우(대략 80kg/cm 2의 압력) 보다 10% 내지 20% 정도 더 높은 압력(즉, 88kg/cm 2 내지 96kg/cm 2의 압력)을 수지에 가해 압출을 한다.
[80]
이와 같이, 외부 다이스(270)의 내경(D1)을 완성된 복합관(즉, 만들고자 하는 복합관)의 외경과 동일하거나 1mm 이내의 범위에서 작게 하고 압력을 높여서 수지를 압출하면 복합관이 외부 다이스(270)으로부터 배출된 후에 수지가 팽창하기 때문에 외부 다이스(270)의 내경(D1) 보다 큰 수지층(50)을 얻을 수 있다. 또한, 이와 같은 공정을 거쳐서 만들어진 수지층(50)은 적정 밀도를 가지고 표면 품질이 우수하다. 즉, 사이징 공정을 거치지 않음에도 사이징 공정을 거친 제품과 같은 품질을 가진다.
[81]
상술한 바와 같이, 금속관(30)은 내부 다이스(210)와 내부 다이립(230)을 경유하게 되는데, 완성된 복합관(100)의 수지층(50)이 균일하게 형성되어 진원이 되기 위해서는 내부 다이립(230)의 경사면(232) 끝부분(233)과 금속관(30) 사이의 간격이 중요하다. 상기 간격이 크면 수지층(50)의 두께가 균일하지 않게 되므로 상기 끝부분(233)에서의 내경(D3)은 금속관(30)의 외경보다 0.1mm 내지 0.2mm 큰 것이 바람직하다.
[82]
그러면, 이러한 금속 수지 복합관(100)을 제조하는 방법을 설명하기로 한다. 아래에서는 금속수지 복합관(100)을 제조하는 공정 중에서 압출 공정만을 설명하기로 한다. 상기 압출공정의 전후 공정 예를 들어, 금속관 제조공정, 냉각공정 등은 공지의 기술이고 대한민국 특허등록 제10-1094185호 등에도 개시되어 있으므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
[83]
금속관(30)을 제조한 후, 금속관(30)을 피복 성형유니트(200)에 주입한다. 금속관(30)은 내부 다이스(210)에 삽입되어 이동하는데, 금속관(30)의 상기 이동은 금속링(211)과 끝부분(233)에 의해 가이드 된다. 접착수지 주입홀(231)로부터 접착수지가 압출되어 금속관(30)의 외부면에 도포되고, 이어서, 수지 주입홀(251)로부터 수지가 압출된다. 이 때, 수지는 통상적인 압출압력(대략 80kg/cm 2의 압력) 보다 10% 내지 20% 정도 더 높은 압력(즉, 88kg/cm 2 내지 96kg/cm 2의 압력)으로 압출된다. 한편, 내경(D1)은 완성된 복합관(제조하고자 하는 복합관)의 외경과 동일하거나 1mm 이내로 작기 때문에 복합관이 외부 다이스(270)으로부터 배출된 후 수지층(50)이 팽창하고, 상기 팽창에 의해서 원하는 외경의 복합관을 만들 수 있다. 이와 같은 공정을 거쳐 만들어진 복합관(100)은, 사이징 공정을 거치지 않더라도, 수지층(50)이 적정 밀도를 가지고 표면 품질이 우수하다는 장점을 가진다.

청구범위

[청구항 1]
(a) 금속관을 준비하는 단계; 및 (b) 금속관의 외부면에 접착층을 형성하고, 접착층에 수지를 압출하여 수지층을 형성함으로써 금속관을 피복하는 단계;를 포함하고, 금속관의 두께(p)는 수지층의 두께(q)의 5% 내지 20%인 것을 특징으로 하는 금속 수지 복합관의 제조방법.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는 금속관이 피복 성형유니트를 통과하는 동안에 접착수지 및 수지가 순차적으로 압출되는 것에 의해 이루어지고, 피복 성형유니트는 내부 다이스와, 내부 다이스의 후방에 설치된 내부 다이립과, 내부 다이립의 후방에 설치된 외부 다이립 및, 외부 다이립을 감싸는 외부 다이스를 구비하고, 금속관은 내부 다이스와 내부 다이립 및 외부 다이립을 순차적으로 경유하면서 피복되고, 외부 다이스의 내경(D1)은 복합관의 외경과 동일하거나 복합관의 외경보다 1mm 이내로 작고, 상기 압출은 88kg/cm 2 내지 96kg/cm 2의 압력을 수지에 가해 압출시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 수지 복합관의 제조방법.
[청구항 3]
제2항에 있어서, 내부 다이립의 경사면(232) 끝부분(233)에서의 내경(D3)은 금속관의 외경 보다 0.1mm 내지 0.2mm 큰 것을 특징으로 하는 금속 수지 복합관의 제조방법.
[청구항 4]
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (b) 단계 이후에, 완성된 복합관을 환형의 형상으로 권취하되, 상기 환형 형상의 직경(u)은 복합관의 외경의 20배 내지 50배인 것을 특징으로 하는 금속 수지 복합관의 제조방법.
[청구항 5]
금속관의 외부면에 수지층이 피복되어 이루어지되, 금속관과 수지층 사이에는 접착층이 형성되어 수지층과 금속관을 결합시키고, 금속관의 두께(p)는 수지층의 두께(q)의 5% 내지 20%인 것을 특징으로 하는 금속 수지 복합관.
[청구항 6]
제5항에 있어서, 복합관이 환형으로 권취될 경우에 상기 환형의 직경(u)이 복합관의 외경(G)의 20배 내지 50배의 길이를 갖도록 권취되는 경우에 금속관의 진원이 유지되고 금속관의 변형이 방지되는 것을 특징으로 하는 금속 수지 복합관.
[청구항 7]
제5항 또는 제6항에 있어서, 수지층은 수지가 접착층에 연속적으로 압출되어 피복되어 이루어지고, 상기 금속관이 만들고자 하는 복합관의 외경과 동일하거나 1mm 이내로 작은 내경을 가진 외부 다이스를 통과하는 동안에 88kg/cm 2 내지 96kg/cm 2의 압력으로 수지가 압출되어 상기 피복이 이루어지고, 외부 다이스로부터 배출된 후 상기 피복된 수지가 팽창되어 상기 수지층이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 수지 복합관.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]