KR101064646B1 - 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 및 롤러 제조방법 - Google Patents

마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 및 롤러 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 및 롤러 제조방법에 관한 것으로서, 마그네슘합금 파이프를 사용하여 롤러를 제조함으로써, 가격이 저렴하면서도 중량이 가볍고 강도가 우수한 롤러를 제조할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정 길이로 형성되는 파이프와, 상기 파이프의 양측에 삽입되고 용접되는 축부재와, 상기 파이프의 외주면에 형성되는 코팅부를 포함하는 롤러에 있어서, 상기 파이프는, 보강용 선형돌기가 내벽에 간격을 두고 형성되는 마그네슘합금 파이프로 제조되고; 상기 축부재는, 마그네슘합금 봉재로 형성되고 외주면 나사부와 축 둘레에 다수의 쐐기용 볼트홀이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 및 롤러 제조방법{ROLLER AND ROLLER MANUFACTURING METHOD USING MAGNESIUM ALLOY PIPE}
본 발명은 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 및 롤러 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 마그네슘합금 파이프를 사용하여 롤러를 제조함으로써, 가격이 저렴하면서도 중량이 가볍고 강도가 우수한 롤러를 제조할 수 있도록 하는 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 및 롤러 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 LCD용 및 광학용 필름 또는 기능성 필름은, 롤러가 장착된 필름 제조장치를 이용하여 제조된다.
상기 필름 제조장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 가압수단(6)의 가압으로 상하측의 롤러(R) 사이에 물린 상태에 있는 편광필름(F)이 선단측의 견인력으로 이송되도록 함으로써, 필름을 제조하게 된다.
상기한 바와 같은 필름의 제조에 이용되는 롤러(R)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 일정 길이로 형성되는 파이프(P)와, 상기 파이프(P)의 양측에 삽입되고 용접되는 축부재(S)와, 상기 파이프(P)의 외주면에 형성되는 코팅부(C)를 포함하고 있다.
종래 롤러의 롤러 제조방법은, 도 3에 도시한 바와 같이, 일정 길이의 파이프(P)를 가공하는 공정과, 파이프(P)의 양쪽에 축부재(S)를 삽입하는 공정과, 축부재(S)와 파이프(P)를 용접하는 공정과, 제작된 롤러(R)의 표면을 가공하는 후처리 공정과, 제작된 롤러(R)에 도금 및 고무 등의 코팅소재로 코팅을 하는 공정을 포함한다.
상기한 필름을 제조하는 롤러(R)는, 생산라인의 속도와 품질을 좌우하며 생산성을 증대시킬 수 있는 중요한 부품이다.
그런데 종래의 롤러(R)는, 스틸로 제조됨에 따라 중량이 무겁고 회전속도가 떨어지며, 강도가 약해 처지거나 떨리는 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 롤러(R)는 무거운 중량과 약한 강도로 인해 회전을 방해받게 되는 문제점이 있다.
이에 따라 알루미늄으로 제조된 롤러(R)가 대안으로 제안되고 있으나, 알루미늄 롤러는 중량은 가볍지만 강도가 약해 제한적으로 사용될 수 밖에 없는 단점이 있다.
또한, CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 롤러는, 가격이 고가일 뿐 만 아니라 표면에 고무피복 및 수지코팅 외의 다른 소재는 코팅하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 CFRP 롤러는, 재생시 에폭시 층의 경화와 파괴로 인하여 수명이 짧아지는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 종래의 스틸, 알루미늄, CFRP 소재 등의 단점을 해소할 수 있는 마그네슘합금으로 제조된 파이프를 이용하여 롤러를 제조하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 종래의 롤러에 비하여 재료 비용이 저렴하고 중량이 가벼우며 강도가 우수한 롤러를 마그네슘합금 파이프로 제조할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 롤러가 가볍고 강도가 우수하기 때문에 원단의 이동 속도와 롤러의 회전속도를 일치시킬 수 있어 원단의 불량을 방지할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 마그네슘합금 파이프를 사용하여 가볍고 강도가 우수한 롤러를 제조함으로써, 필름원단의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 마그네슘합금 파이프로 롤러를 제조함으로써, 다양한 소재를 사용하여 롤러의 표면을 코팅할 수 있도록 하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 롤러는, 일정 길이로 형성되는 파이프와, 상기 파이프의 양측에 삽입되고 용접되는 축부재와, 상기 파이프의 외주면에 형성되는 코팅부를 포함하는 롤러에 있어서, 상기 파이프는, 보강용 선형돌기가 내벽에 간격을 두고 형성되는 마그네슘합금 파이프로 제조되고; 상기 축부재는, 나사부가 형성되고 축 둘레에 다수의 쐐기용 볼트홀이 형성된 마그네슘합금 봉재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 코팅부는, 고무피복, 도금, 테프론, 아노다이징, UV 중 어느 하나가 코팅되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 롤러 제조방법은, 마그네슘합금 봉재를 제조하는 단계(S10)와, 제조된 마그네슘합금 봉재를 예열하는 단계(S20)와, 예열된 마그네슘합금 봉재를 파이프로 압출하는 단계(S30)와, 압출된 파이프를 1차 교정하는 단계(S40)와, 교정된 파이프를 절단하는 단계(S50)와, 절단된 파이프를 2차 교정하는 단계(S60)와, 교정된 파이프를 열처리하는 단계(S70)와, 열처리된 마그네슘합금 파이프를 연마하는 단계(S80)와, 연마된 마그네슘합금 파이프의 양측단에 나사를 형성하는 단계(S90)와, 마그네슘합금 봉재로 축부재를 가공하는 단계(S100)와, 가공된 축부재에 나사 및 쐐기용 볼트홀을 가공하는 단계(S110)와, 마그네슘합금 파이프와 축부재에 접착부재를 도포하는 단계(S120)와, 마그네슘합금 파이프와 축부재를 나사 결합하는 단계(S130)와, 나사결합으로 완성된 롤러의 쐐기용 볼트홀에 쐐기용 볼트를 결합하는 단계(S140)와, 롤러의 철심에 대한 정삭 가공과 균형을 잡는 작업을 하는 단계(S150)와, 롤러의 철심에 코팅소재를 코팅하여 롤러를 완성하는 단계(S160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 S30 단계에서 마그네슘합금 파이프는, 내주면에 다수의 보강용 선형돌기가 형성되도록 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 S40 단계에서 마그네슘합금 파이프는, 압출기의 토출구 전방에 설치되고 노즐에서 공기가 분사되는 교정대에 의하여 구부러지지 않도록 교정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 중량이 가볍고 강도가 우수하며 저렴한 비용으로 롤러를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 원단의 이동 속도와, 중량이 가볍고 강도가 우수한 롤러의 회전속도를 일치시킬 수 있어, 원단의 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 마그네슘합금 파이프로 롤러를 제조함으로써, 필름원단의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 코팅소재에 대한 제한을 받지 않고 롤러의 표면을 코팅할 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 일반적인 필름제조장치에 설치된 종래의 롤러를 도시한 도면.
도 2는, 도 1에 나타낸 종래의 롤러를 도시한 분해사시도.
도 3은, 종래의 롤러 제조방법을 도시한 블록도.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러를 도시한 도면.
도 5는, 도 4에 나타낸 축부재를 도시한 정면도.
도 6은, 도 4에 나타낸 마그네슘합금 파이프를 도시한 측단면도.
도 7은, 도 4에 나타낸 마그네슘합금 파이프를 압출하는 압출기에 교정대가 설치됨을 도시한 도면.
도 8은, 4에 나타낸 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 제조방법을 도시한 블록도.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다(종래기술과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다).
롤러(R)는, 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 일정 길이로 형성되는 파이프(P)와, 상기 파이프(P)의 양측에 삽입되고 용접되는 축부재(S)와, 상기 파이프(P)의 외주면에 형성되는 코팅부(C)를 포함한다.
다음으로, 본 발명에 따른 롤러의 특징부를 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 롤러(R)의 파이프(P)는, 보강용 선형돌기(12)가 내벽에 간격을 두고 형성되는 마그네슘합금 파이프(Pa)로 제조된다.
상기한 마그네슘합금 파이프(Pa)는, 마그네슘합금 봉재를 압출기(14)에서 파이프로 압출시켜 제조된다.
그리고 보강용 선형돌기(12)는, 마그네슘합금 봉재를 파이프 형태로 압출할 때 압출기(14)의 금형에 의하여 형성된다.
이러한 마그네슘합금 파이프(Pa)에는 양측단 내경에 나사부(22a)가 형성된다. 상기 나사부(22a)는, 축부재(Sb)가 마그네슘합금 파이프(Pa)에 결합되도록 한다.
또한, 상기 금형의 토출구(14)에는, 마그네슘합금 파이프(Pa)가 구부러지지 않도록 하는 교정대(18)가 설치된다. 상기한 교정대(18)는, 노즐(17)을 통해 압출된 마그네슘합금 파이프(Pa)에 공기를 분사시켜 냉각되도록 한다.
상기한 보강용 선형돌기(12)는, 마그네슘합금 파이프(Pa)의 강도가 향상되도록 한다. 또한, 상기 보강용 선형돌기(12)는, 마그네슘합금 파이프(Pa)의 내주면에 일정 간격을 두고 다수 형성됨에 따라 마그네슘합금 파이프(Pa)의 내구성을 증대시킨다.
그리고 롤러(R)의 축부재(S)는, 외면에 나사부(22b)가 형성되고 축(24) 둘레에 간격을 두고 다수의 쐐기용 볼트홀(26)이 가공된 마그네슘합금 봉재로 형성된다.
상기한 축부재(S)에는, 상기 축(24)이 돌출되고 마그네슘합금 파이프(Pa)의 양측에 결합되는 축몸체(26)가 형성된다.
상기한 축(24)은 베어링 및 기어가 설치되어 동력이 용이하게 전달되도록 한다.
그리고 상기 축몸체(26)에는, 마그네슘합금 파이프(Pa)에 나사 결합이 용이하도록 외주면에 나사부(22b)가 형성된다.
또한, 축몸체(26)에는, 마그네슘합금 파이프(Pa)에 대한 결합이 정확하게 이루어지도록 걸림턱(28)이 형성되어 있다.
또한, 상기 축몸체(26)에는 축(24)이 형성된 둘레에 쐐기용 볼트(32)가 결합되는 볼트홀(30)이 형성된다.
상기한 쐐기용 볼트(32)는 축몸체(26)의 볼트홀(30)에 결합된다. 상기한 쐐기용 볼트(32)는, 롤러(R)를 장기간 사용함에 따라 마그네슘합금 파이프(Pa)에 결합된 축몸체(26)가 헐거워지지 않도록 한다.
그리고, 마그네슘합금 파이프(Pa)와 축몸체(26)의 나사부(22a,22b)에는 에폭시 등의 접착부재(20)가 도포된다.
이러한 접착부재(20)는, 마그네슘합금 파이프(Pa) 및 축몸체(26)의 나사부(22a,22b)를 서로 부착시켜 나사 결합이 풀리지 않도록 한다.
또한, 상기 롤러(R)는, 철심의 표면을 코팅하는 코팅부(36)를 구비한다. 상기한 코팅부(36)는, 고무피복, 도금, 테프론, 아노다이징, UV 중 어느 하나가 코팅된다.
이하, 상기한 바와 같이 이루어지는 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러의 제조방법을 설명한다.
먼저, 마금네슘합금을 연속 주조하여 봉재를 제조한다(S10). 상기 마그네슘합금 봉재가 제조되면 마금네슘합금 봉재를 압출기(14)에 넣고 일정 시간동안 예열한다(S20). 상기한 예열은 마그네슘합금 봉재의 성질을 약화시켜 압출이 용이하도록 한다.
상기한 봉재의 예열이 끝나면 압출기(14)를 작동시켜 마그네슘합금 봉재를 압출한다. 이때, 봉재는 압출기(14)의 금형 토출구(16)를 통해 압출되어 마그네슘합금 파이프(Pa)로 제조된다(S30).
상기한 금형 토출구(16)에서 압출되는 마그네슘합금 파이프(Pa)의 내주면에는 보강용 선형돌기(12)가 형성된다. 상기 마그네슘합금 파이프(Pa)는 보강용 선형돌기(12)에 의하여 강도가 향상된다.
상기한 금형의 토출구(16)에서 토출되는 마그네슘합금 파이프(Pa)는 토출구(16)의 전면에 설치된 교정대(18)에 의하여 교정된다.
상기 교정대(18)는, 토출구(16)에서 압출되는 마그네슘합금 파이프(Pa)에 노즐(17)을 통해 공기가 분사되도록 한다. 상기한 노즐(17)은 마그네슘합금 파이프(Pa)를 용이하게 냉각할 수 있도록 교정대(18)의 둘레에 간격을 두고 다수 설치된다.
상기한 교정대(18)를 통과하는 마그네슘합금 파이프(Pa)는, 구부러지지 않도록 공기로 냉각되어 교정된다(S40).
상기 교정대(18)를 통과한 마그네슘합금 파이프(Pa)는 롤러의 철심 제작이 용이한 길이로 절단된다(S50).
그리고 상기 마그네슘합금 파이프(Pa)는 절단한 다음 2차 교정을 한다(S60). 2차 교정은 절단 작업 중 마그네슘합금 파이프(Pa)에 발생한 손상을 교정한다.
상기한 마그네슘합금 파이프(Pa)의 2차 교정이 완료되면, 마그네슘합금 파이프(Pa)는 담금질을 통해 금속 성질이 강해지도록 열처리를 한다(S70).
열처리가 끝난 마그네슘합금 파이프(Pa)는 표면을 사용 용도에 알맞도록 연마를 하고(S80), 양측단의 내경에 나사부(22a)를 가공한다(S90).
그리고 상기한 마그네슘합금 봉재를 사용하여 마그네슘합금 파이프(Pa)의 나사부(22a)에 결합시킬 축부재(S)를 가공한다(S100).
상기한 축부재(S)가 가공되면, 축부재(Sb)의 외주면에 나사부(22b)를 형성하고, 축(24) 둘레에 쐐기용 볼트홀(30)을 형성한다(S110).
상기한 바와 같이 마그네슘합금 파이프(Pa) 및 축부재(S)가 완성되면, 마그네슘합금 파이프(Pa) 및 축부재(S)의 나사부(22)에 접착부재(20)를 도포한다(S120). 상기한 접착부재(20)는, 접착력이 좋은 에폭시 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 접착부재(20)의 도포가 완료되면, 축부재(S)를 마그네슘합금 파이프(Pa)에 나사 결합시킨다(S130). 상기한 마그네슘합금 파이프(Pa) 및 축부재(S)는, 접착부재(20)에 의하여 상호 견고하게 부착되면서 나사 결합된다.
상기 마그네슘합금 파이프(Pa)에 축부재(S)를 결합한 후에는 쐐기용 볼트(32)를 볼트홀(30)에 결합시킨다(S140).
상기한 쐐기용 볼트(32)는, 롤러(R)를 장기간 사용하게 됨에 따라 발생하는 축부재(S)의 헐거움을 방지하게 된다.
상기 볼트홀(30)에 쐐기용 볼트(32)를 결합한 후에는 롤러(R)의 철심 표면을 정삭 연마한다. 그리고 롤러(R)의 회전에 대한 균형을 잡기 위하여 균형 작업을 수행한다(S150).
롤러(R)에 대한 정삭 가공 및 균형 작업을 한 후에 롤러의 철심 표면에 코팅소재를 코팅하여 코팅부(36)를 형성하면, 롤러(R)의 제조가 완성된다(S160).
상기한 코팅소재는, 고무피복, 도금, 테프론, 아노다이징, UV 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
본 발명은 마그네슘합금 파이프를 사용하여 롤러를 제조함으로써, 가격이 저렴하면서도 중량이 가볍고 강도가 우수한 롤러를 제조할 수 있도록 한 것으로, 롤러 제조산업 분야에 널리 이용될 수 있다.
12: 보강용 선형돌기 14: 압출기
18: 교정대 20: 접착부재
22a,22b: 나사부 24: 축
30: 볼트홀 32: 쐐기용 볼트
36: 코팅부 Pa: 마그네슘합금 파이프
S: 축부재

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 마금네슘합금 봉재를 제조하는 단계(S10)와,
    제조된 마그네슘합금 봉재를 예열하는 단계(S20)와,
    예열된 마그네슘합금 봉재를 마그네슘합금 파이프로 압출하는 단계(S30)와,
    압출된 마그네슘합금 파이프를 1차 교정하는 단계(S40)와,
    교정된 마그네슘합금 파이프를 절단하는 단계(S50)와,
    절단된 마그네슘합금 파이프를 2차 교정하는 단계(S60)와,
    교정된 마그네슘합금 파이프를 열처리하는 단계(S70)와,
    열처리된 마그네슘합금 파이프를 연마하는 단계(S80)와,
    연마된 마그네슘합금 파이프의 양측단에 나사를 형성하는 단계(S90)와,
    마그네슘합금 봉재로 축부재를 가공하는 단계(S100)와,
    가공된 축부재에 나사 및 쐐기용 볼트홀을 가공하는 단계(S110)와,
    마그네슘합금 파이프와 축부재에 접착부재를 도포하는 단계(S120)와,
    마그네슘합금 파이프와 축부재를 나사 결합하는 단계(S130)와,
    나사결합으로 완성된 롤러의 볼트홀에 쐐기용 볼트를 결합하는 단계(S140)와,
    롤러의 철심에 대한 정삭 가공과 균형을 잡는 작업을 하는 단계(S150)와,
    롤러의 철심에 코팅소재를 코팅하여 롤러를 완성하는 단계(S160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 S30단계에서 마그네슘합금 파이프(Pa)는,
    내주면에 다수의 보강용 선형돌기(12)가 형성되도록 제조되는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 S40단계에서 마그네슘합금 파이프(Pa)는,
    압출기(14)의 토출구(16) 전방에 설치되고 노즐(17)에서 공기가 분사되는 교정대(18)에 의하여 구부러지지 않도록 교정되는 것을 특징으로 하는 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 제조방법.
KR1020110035992A 2011-04-19 2011-04-19 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 및 롤러 제조방법 KR101064646B1 (ko)

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KR1020110035992A KR101064646B1 (ko) 2011-04-19 2011-04-19 마그네슘합금 파이프를 이용한 롤러 및 롤러 제조방법

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