KR101386898B1 - 탄성 원통형 롤의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성을 갖는 원통형 롤의 제조방법에 관한 것으로, 재활치료, 물리치료 등에 사용되는 원통형 롤의 제조방법에 관한 것이다.

Description

탄성 원통형 롤의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF ELASTIC CYLINDRICAL ROLL}

본 발명은 탄성을 갖는 원통형 롤의 제조방법에 관한 것으로, 재활치료, 물리치료 등에 사용되는 원통형 롤의 제조방법에 관한 것이다.

현대인들은 의자에 앉아 있는 시간이 길며, 바른 자세가 아닌 자신만의 편안한 자세로 오랜 시간 앉아 있게 되는 경우가 있다. 그러나 이와 같은 자세는 골반이나 척추의 변형을 일으킬 수 있으며, 이러한 이상이 발생하는 경우 다른 질환으로 이어질 수 있다. 따라서 이러한 잘못된 자세를 교정하거나, 아픈 곳을 치료하거나, 신체의 균형을 잡기 위한 운동 보조 기구를 사용하기도 한다.

최근 이러한 자세교정 치료를 목적으로 하는 장치들이 우리나라 공개특허공보 제10-2011-0008611(2011.01.27)호, 제10-2011-0078009(2011.07.07)호, 제10-2011-0049941(2011.05.13)호 등의 장치들이 개시되어 있다.

그러나 이러한 복잡한 장치가 아닌 물리치료 또는 재활치료를 목적으로 하는 간단한 보조기구에 대한 개발의 필요성이 있으며, 재활치료 시 환자의 신체를 보호하기 위하여 쿠션감이 있으면서도 내구성이 우수한 보조기구에 대한 개발이 요구되고 있다.

우리나라 공개특허공보 제10-2011-0008611(2011.01.27)호 우리나라 공개특허공보 제10-2011-0078009(2011.07.07)호 우리나라 공개특허공보 제10-2011-0049941(2011.05.13)호

본 발명은 폴리우레탄 폼 및 폴리우레아 코팅층에 의해 탄성을 가지므로 자세교정, 재활치료 등에 보조기구로 사용하기 위한 것으로, 신체를 보호할 수 있도록 탄성을 가지므로 사용자에게 무리를 주지 않으면서도 중력방향으로 힘을 가해 물리치료를 할 수 있도록 돕는 탄성 원통형 롤의 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 내부에 보강재를 구비하므로 탄성을 가지면서도 형태가 변형되지 않고 유지될 수 있는 탄성 원통형 롤의 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 재활치료, 자세교정 등의 보조기구로 사용될 수 있는 탄성 원통형 롤의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄성 원통형 롤의 제조방법은

a) 양 끝단이 밀폐되고, 상기 양 끝단에 고정부재가 형성된 원기둥 형태의 보강재와, 상기 고정부재를 고정시키는 결합부를 가지며, 상기 보강재로부터 일정간격 이격되는 공간부가 형성된 금형을 준비하는 단계;

b) 상기 금형의 내부에 폴리우레탄 프라이머 조성물을 도포하여 프라이머 코팅층을 형성하는 단계;

c) 상기 금형의 결합부에 보강재의 고정부재를 고정시켜 금형과 보강재 사이에 공간부를 형성하는 단계;

d) 상기 공간부에 폴리우레탄 발포조성물을 주입하여 폴리우레탄 발포폼을 발포시켜 성형체를 제조하는 단계;

e) 상기 성형체를 금형으로부터 탈형한 후, 상기 성형체의 프라이머 코팅층 표면에 폴리우레아 조성물을 도포하여 폴리우레아코팅층을 형성하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 탄성 원통형 롤의 제조방법에서, 상기 보강재는 내부에 빈 공간부가 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 탄성 원통형 롤의 제조방법에서, 상기 보강재는 종이, 목재 및 금속에서 선택되는 것일 수 있다.

본 발명의 탄성 원통형 롤의 제조방법에서, 상기 폴리우레탄 프라이머 조성물은 폴리(1,2-프로필렌글리콜), 폴리(1,2,3-프로필렌글리콜), 1,3-부틸렌글리콜, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 가소제 및 용매를 포함하는 주제와; 폴리(1,2-프로필렌 옥사이드글리콜), 폴리(1,2-프로필렌글리콜), 용매, 충전제 및 촉매를 포함하는 경화제;로 이루어진 것일 수 있다.

본 발명의 탄성 원통형 롤의 제조방법에서, 상기 폴리우레탄 발포조성물은 발포 후 밀도가 50 ~ 70 g/㎤인 것일 수 있다.

본 발명의 탄성 원통형 롤의 제조방법에서, 상기 폴리우레아 조성물은 주제인 제 1제로서 폴리이소시아네이트 화합물; 및 경화제인 제 2제로서 폴리아민 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 탄성 원통형 롤의 제조방법에서, 상기 b)단계 내지 d)단계는 금형의 온도를 30 ~ 50℃로 유지시킨 상태에서 수행하는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 탄성 원통형 롤은 표면에 폴리우레탄 폼 및 폴리우레아 코팅층에 의해 탄성을 가지므로 운동 또는 재활 훈련 시 사용자에게 무리를 주지 않고 운동을 할 수 있도록 도우며, 내부의 보강재에 의해 형태 변형이 없고, 내구성을 증가시켜줄 수 있다.

도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 보강재의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 금형의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 양태에서 금형의 내부에 프라이머 코팅층이 형성된 것을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 양태에서 금형에 보강재를 고정시킨 것을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 양태에서 금형에 폴리우레탄 발포폼을 발포시켜 성형체를 제조하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 양태에서 금형으로부터 탈형한 성형체를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 양태에서 성형체의 프라이머 코팅층 표면에 폴리우레아 조성물을 도포하여 폴리우레아코팅층을 형성한 것을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 사용될 수 있는 금형의 일 예를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 탄성 원통형 롤의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 탄성 원통형 롤의 일 예를 도시한 것이다.

이하는 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 일 양태는

a) 양 끝단이 밀폐되고, 상기 양 끝단에 고정부재가 형성된 원기둥 형태의 보강재와, 상기 고정부재를 고정시키는 결합부를 가지며, 상기 보강재로부터 일정간격 이격되는 공간부가 형성된 금형을 준비하는 단계;

b) 상기 금형의 내부에 폴리우레탄 프라이머 조성물을 도포하여 프라이머 코팅층을 형성하는 단계;

c) 상기 금형의 결합부에 보강재의 고정부재를 고정시켜 금형과 보강재 사이에 공간부를 형성하는 단계;

d) 상기 공간부에 폴리우레탄 발포조성물을 주입하여 폴리우레탄 발포폼을 발포시켜 성형체를 제조하는 단계;

e) 상기 성형체를 금형으로부터 탈형한 후, 상기 성형체의 프라이머 코팅층 표면에 폴리우레아 조성물을 도포하여 폴리우레아코팅층을 형성하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 일 양태에서 상기 a)단계는 본 발명의 탄성 원통형 롤을 제조하기 위한 금형과, 상기 금형의 내부에 고정이 되어 폴리우레탄 발포폼을 발포하여 성형체를 제조하는 경우, 성형체의 내부에서 형태 및 내구성을 유지하기 위하여 사용되는 보강재를 준비하는 과정이다.

본 발명의 일 양태에 사용될 수 있는 보강재에 대하여 도 1을 참고하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 보강재(100)는 종이, 목재, 금속에서 선택되는 재질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 보강재는 내부에 빈 공간부(101)가 형성되는 것도 가능하다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 보강재는 내부가 비어있는 원기둥 형태의 지관(102)을 준비하고, 상기 지관(102)의 지름과 동일한 크기의 원형 밀폐막(103)을 제조하고, 상기 밀폐막(103)의 중심에 고정부재(104)를 채결한 후, 상기 밀폐막(103)을 이용하여 상기 지관의 양 끝단을 밀폐한다.

이때 상기 고정부재(104)는 너트 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 제한되는 것은 아니나 상기 고정부재는 밀폐막의 중심부에 형성이 되는 것이 금형에 고정 시 일정한 공간부가 형성되므로, 일정한 두께의 폴리우레탄 발포 폼을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 보강재는 종이를 이용한 지관을 사용하는 것이 제조원가를 절감할 수 있으므로 바람직하며, 내부에 빈 공간부가 형성되고, 지관의 두께는 5 ~ 15mm인 것이 내구성 및 형태 유지를 하기에 바람직하다.

본 발명의 일 양태에서, 금형의 내부는 상기 보강재의 크기보다 큰 것이 바람직하며, 전체적으로 폴리우레탄 발포 폼이 일정한 두께로 발포가 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이때 상기 금형에는 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 보강재(100)의 고정부재(104)가 고정될 수 있도록 결합부(201)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 고정부재(104)와 결합부(201)는 체결수단(203)을 이용하여 일체화할 수 있으며, 상기 결합부(201)는 체결수단(203)이 고정될 수 있도록 홈을 이루는 것이 바람직하다. 상기 체결수단(203)에 의해 보강재(100)를 고정시키는 경우, 금형(200)의 내부에 보강재(100)로부터 일정간격 이격된 공간부(202)가 형성이 된다. 이때 상기 고정부재(104)는 너트 등을 사용할 수 있고, 상기 체결수단(203)은 볼트 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

보강재와 금형 내부 사이의 공간부의 거리는 제한되는 것은 아니나 바람직하게는 폴리우레탄 발포 폼(400)의 두께가 5 ~ 20cm가 되도록 금형의 내부와 보강재 간의 공간부의 거리가 5 ~ 20cm인 것이 바람직하며, 원하는 폴리우레탄 발포폼의 두께에 따라 보강재의 지름을 조절하여 공간부의 거리를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 제조방법은 내부에 상기와 같이 보강재를 형성함으로써, 내구성 및 형태유지 뿐만 아니라, 폴리우레탄 발포 폼을 제조하기 위한 원료의 주입량을 감소할 수 있어 비용 절감의 효과가 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 금형(200)의 내부에 폴리우레탄 프라이머 조성물을 도포하여 프라이머 코팅층(300)을 형성하는 단계이다.

본 발명의 일 양태는 상기 폴리우레탄 발포폼 형성 후, 이의 표면에 폴리우레아 코팅층을 형성하여 탄성과 강도 및 내화학성을 부여하는 것으로, 상기 폴리우레아 코팅층과 폴리우레탄 발포폼 간의 밀착성 및 계면의 물성의 차이를 보완하기 위하여 프라이머 코팅층을 형성한다. 즉, 본 발명에서 상기 프라이머 코팅층은 폴리우레탄 발포폼과 폴리우레아 코팅층 간의 계면의 물성차이를 보완하기 위하여 사용되는 것으로, 프라이머 코팅층의 상부에 폴리우레아 코팅층을 형성해야 하므로 본 발명의 일양태에서는 상기 폴리우레탄 프라이머 조성물을 도포하기 전 금형에 이형제를 도포하는 과정을 갖지 않는 것이 바람직하다. 이형제를 금형 내부에 도포하는 경우 상기 이형제의 이형력에 의해 폴리우레아 코팅층의 코팅 및 밀착력이 나빠 계면에 분리 현상이 발생할 수 있기 때문이다.

따라서, 본 발명의 일 양태에서 상기 폴리우레탄 프라이머 조성물은 이형특성이 우수하면서도 폴리우레탄 발포폼과 폴리우레아 코팅층과의 접착성이 우수한 물성을 갖는 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 양태에서 상기 폴리우레탄 프라이머 조성물은 폴리(1,2-프로필렌글리콜), 폴리(1,2,3-프로필렌글리콜), 1,3-부틸렌글리콜, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 가소제 및 용매를 포함하는 주제와; 폴리(1,2-프로필렌 옥사이드글리콜), 폴리(1,2-프로필렌글리콜), 용매, 충전제 및 촉매를 포함하는 경화제;로 이루어진 조성물을 사용할 수 있다. 상기 주제와 경화제의 혼합비율은 1 : 2 ~ 3 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 주제는 폴리(1,2-프로필렌글리콜) 20 ~ 35 중량%, 폴리(1,2,3-프로필렌글리콜) 20 ~ 35 중량%, 1,3-부틸렌글리콜 4 ~ 6 중량%, 2,4-톨루엔디이소시아네이트 18 ~ 22 중량%, 가소제 3 ~ 5 중량% 및 용매 5 ~ 20 중량%를 포함할 수 있다. 상기 가소제는 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트 등을 사용할 수 있으며, 상기 용매는 톨루엔, 에틸아세테이트, 메틸사이클로헥산, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산, 아세톤, 초산에틸, 사이클로헥산올, 이소프로판올, n-프로판올, 에탄올에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 경화제는 폴리(1,2-프로필렌 옥사이드글리콜) 15 ~ 30 중량%, 폴리(1,2-프로필렌글리콜) 1 ~ 10 중량%, 용매 5 ~ 15 중량%, 충전제 40 ~ 60 중량%, 촉매 1 ~ 10 중량%를 포함할 수 있다. 상기 용매는 톨루엔, 에틸아세테이트, 메틸사이클로헥산, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산, 아세톤, 초산에틸, 사이클로헥산올, 이소프로판올, n-프로판올, 에탄올에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 충전제는 탄산칼슘, 탈크, 이산화티탄 등을 사용할 수 있다. 상기 촉매는 디부틸틴디아세테이트, 4,4-메틸렌 비스(2-클로로아닐린) 등을 사용할 수 있다.

상기 예시된 프라이머 조성물은 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 예시한 것일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니며, 통상적으로 해당 분야에서 중도 코팅용 조성물로 사용되는 조성이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서 바람직하게는 상기 폴리우레탄 프라이머 조성물을 금형에 도포하기 전, 금형의 온도를 30 ~ 50 ℃로 예열을 하는 것이 발포밀도 및 발포 속도를 조절하기에 적합하다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 c)단계는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 금형(200)의 결합부(201)에 보강재(100)의 고정부재(104)를 고정시켜 금형과 보강재 사이에 공간부를 형성한다. 이때 상기 결합부(201)와 고정부재(104)간의 고정을 위해 체결수단(203)이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 고정부재(104)는 너트이고, 체결수단(203)은 볼트일 수 있다. 또한, 상기 체결수단(203)에 의해 보강재(100)가 금형(200)에 고정될 수 있으며, 공간부(202)를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 d)단계는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공간부(202)에 폴리우레탄 발포조성물을 주입하여 폴리우레탄 발포폼(400)을 발포시켜 성형체를 제조할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서 상기 폴리우레탄 발포조성물은 크게 제한되지 않으며, 폴리올, 정포제, 발포제 및 촉매를 포함하는 레진 프리믹스 조성물;과 이소시아네이트 화합물로 이루어진 2액형 조성물을 사용할 수 있으며, 발포 후 밀도가 50 ~ 70 g/㎤인 폴리우레탄 발포조성물을 사용하는 것이 쿠션이 우수하고, 내구성이 우수하므로 바람직하다.

상기 폴리올은 상기 폴리에틸렌 또는 폴리에스터계에서 선택되는 어느 하나 이상의 폴리올을 사용가능하며, 제한 없이 통상적으로 폴리올 시스템에 사용되는 폴리올이면 어느 것이나 가능하다.

상기 정포제로는 일반적으로 사용되는 유기실리콘계 화합물로서 폴리알킬렌글리콜 실리콘 중합체를 사용할 수 있다. 상기 정포제는 폴리올 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 2.0 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위에서 발포셀이 고르게 형성될 수 있다.

상기 촉매는 제1 및 2아민의 아미노기와 옥시알킬렌부가물, 아자고리화합물, β-아미노카르보닐촉매, 금속촉매 등의 우레탄화 촉매에서 선택되는 하나이상을 사용하는 것이 가능하다. 상기 촉매는 폴리올 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 2.0 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위를 미만으로 사용하는 경우는 반응시간이 지연될 수 있고, 상기 범위를 초과하여 사용하는 경우는 발포 속도를 제어하기 어려우므로 고르게 발포되지 않은 발포체가 형성될 수 있다.

상기 발포제는 물리적인 발포제를 의미하는 것으로, 구체적으로 예를 들면, HCFC-141b(1,1-dichloro-1-fluoroethane), 프레온-11(freon-11;trichlorofluoromethane), R-22(chlorodifluoromethane), 134a(1,1,1,2-tetrafluoroethane), n-펜탄(n-pentane), 시클로펜탄(cyclo-pentane), 메틸렌 클로라이드(methylene chloride), HFC-245fa(1,1,1,3,3-pentafluoropropane), HFC-365mfc(1,1,1,3,3-pentafluorobutane)에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 발포제는 폴리올 100 중량부에 대하여, 35 ~ 40 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 35 중량부 미만으로 사용하는 경우 발포체의 경화가 빨라지고 내부 생성열을 발산하지 못하여 심한 스커치 현상이 발생하고 밀도가 증가하여 생산성이 열악해 질 수 있다. 40 중량부를 초과하여 사용되면 발포체의 경화가 매우 느려질 수 있다.

또한, 필요에 따라 난연제를 더 포함하여 난연성을 향상시킬 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 1-클로로-2-프로판올포스페이트, 트리스(클로로이소프로필)포스페이트, 트리스(2-클로로에틸)포스페이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 폴리올 100 중량부에 대하여, 5 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 5 중량부 미만으로 사용하는 경우는 난연제 사용에 따른 효과가 미미하며, 10 중량부를 초과하여 사용하는 경우는 경도의 저하, 원부재료와의 분산성 저하 등의 문제점이 발생하므로 바람직하지 않다.

상기 이소시아네이트 화합물은 폴리메틸렌디페닐 디이소시아네이트 또는 톨루엔 디이소시아네이트에서 선택될 수 있다. 상기 이소시아네이트 화합물의 함량은 레진프리믹스 조성물 100 중량부에 대하여, 100 ~ 120 중량부를 사용하여 밀도를 50 ~ 70 g/㎤로 조절할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 e)단계는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 성형체를 금형(200)으로부터 탈형한 후, 상기 성형체의 프라이머 코팅층(300) 표면에 폴리우레아 조성물을 도포하여 폴리우레아코팅층(500)을 형성하는 단계이다.

상기 폴리우레아 조성물을 도포 시 도 6에 도시된 바와 같이, 체결수단(203)을 분리하지 않은 상태에서 폴리우레아 조성물을 도포한 후, 폴리우레아 조성물이 완전히 경화되어 도막이 형성된 후 체결수단(203)을 분리함으로써, 체결수단(203)이 연결되어 있던 부위가 개방이 되도록 하고, 끈 등을 나사에 연결하여 체결함으로써 운반이 용이하도록 제조할 수 있다. 또는, 체결수단(203)이 분리된 상태에서 폴리우레아 조성물을 도포함으로써 개방된 부분을 밀폐할 수도 있다.

도 7은 체결수단(203)을 분리하지 않은 상태에서 폴리우레아 조성물을 도포하고, 폴리우레아코팅층(500)을 형성한 후 체결수단을 분리함으로써, 개방된 홀(501)이 형성된 일 예를 보인 것이다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리우레아 조성물은 주제인 제 1제로서 폴리이소시아네이트 화합물; 및 경화제인 제 2제로서 폴리아민 혼합물을 포함하며, 상기 폴리이소시아네이트 프리폴리머로서 메틸렌디이소시아네이트(MDI), 카보디이미드 변성 메틸렌디이소시아네이트(MDI) 또는 이들의 유도체를 사용할 수 있다.

상기 폴리아민 혼합물은 폴리아민, 가교제, 소포제, 분산제등을 포함하는 것일 수 있다. 상기 폴리아민은 다관능성 폴리아민을 사용할 수 있으며, 상기 다관능성 폴리아민의 구체적인 예로는 분자량 1500 ~ 2000인 폴리옥시프로필렌디아민, 분자량이 4500 ~ 5000인 폴리에테르트리아민 등을 사용할 수 있으며 가교제로는 디에틸화 톨루엔트리아민(DETDA), N,N'-디알킬메틸렌디아닐린 등을 사용할 수 있다.

상기 폴리아민 혼합물에 사용되는 소포제, 분산제는 통상적으로 해당분야에서 사용하는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 폴리우레아 조성물은 쇼어 A 하드니스가 50 ~ 80 A, 인장강도(Tensile strength)가 150 ~ 180kgf/㎠, 신장율(Elongation)이 450 ~ 600%이고, ASTM D522에 의해 측정된 유연성(Flexibility) 측정 시 크랙이 발생하지 않는 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 물성을 모두 만족함으로써 신체 접촉 시 무리한 힘을 주지 않고, 적절한 탄성 및 강도를 가지므로 바람직하다.

도 8은 본 발명의 일 양태에 사용된 금형(200)을 도시한 것이다. 금형은 상부몰드(210)와 하부몰드(220)로 이루어질 수 있으며, 보강재가 고정될 수 있도록 결합부(201)가 형성될 수 있다. 또한, 상부몰드에는 폴리우레탄 발포조성물의 주입을 위한 주입구(미도시) 및 발포 시 공기와 가스의 배출을 용이하게 하기 위하여 에어벤트 홀(미도시)이 하나 이상 구비되는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 일 양태에 의해 제조된 탄성 원통형 롤의 일 양태를 도시한 단면도로써, 보강재(100)의 고정부재(104)에 연결끈(105)을 연결한 일 예를 도시한 것이다.

도 10은 본 발명의 일 양태에 의해 제조된 탄성 원통형 롤의 일 양태를 도시한 사시도이다.

상기 도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 양태를 설명하기 위한 것으로 본 발명이 상기 도면에 한정되지 않는다.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 실시예를 들어 설명을 하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

프라이머 조성물의 제조

주제는 폴리(1,2-프로필렌글리콜)30 중량%, 폴리(1,2,3-프로필렌글리콜) 30 중량%, 1,3-부틸렌글리콜 4 중량%, 2,4-톨루엔디이소시아네이트 18 중량%, 가소제로 디부틸프탈레이트 5 중량% 및 용매로 메틸에틸케톤 13 중량%를 혼합하였다.

경화제로는 폴리(1,2-프로필렌 옥사이드글리콜) 25 중량%, 폴리(1,2-프로필렌글리콜) 10 중량%, 용매로 메틸에틸케톤 10 중량%, 충전제로 탄산칼슘 50 중량%, 촉매로 디부틸틴디아세테이트: 4,4-메틸렌 비스(2-클로로아닐린)를 1 : 1중량비로 혼합한 촉매 5 중량%를 혼합하였다.

폴리우레탄 발포조성물의 제조

폴리올로 중량평균분자량 300, 점도 6,500cps/25℃, 수산가(OH Value) 500mgKOH/g인 폴리에스테르 폴리올 100 중량부에 대하여, 정포제로 폴리알킬렌글리콜 실리콘 중합체 5 중량부, 우레탄화 촉매(아자고리화합물) 1.0 중량부, 발포제로 HCFC-141b(1,1-dichloro-1-fluoroethane) 40 중량부를 혼합하여 레진 프리믹스 조성물을 제조하였다.

이소시아네이트 화합물로는 폴리메틸렌디페닐 디이소시아네이트를 사용하였으며, 레진 프리믹스 조성물 : 이소시아네이트 화합물의 중량비가 100 : 120 중량비로 혼합하여 사용하였다.

폴리우레아 조성물

폴리아민(BASF사 EC303) 60 중량%, 폴리아민(BASF사 EC311) 10 중량%, 소포제로 BYK 1790 0.5중량%, 분산제로 BYK 180 0.5중량%. 안료 5중량%, 가교제로 디에틸화 톨루엔트리아민(DETDA) 24 중량%를 혼합하여 레진 프리믹스 조성물을 제조하였다.

이소시아네이트 화합물로는 폴리메틸렌디페닐 디이소시아네이트를 사용하였으며, 레진 프리믹스 조성물 : 이소시아네이트 화합물의 중량비가 100 : 120 중량비로 혼합하여 사용하였다.

탄성 원통형 롤의 제조

지름이 10cm인 원형의 합판 중심부에 가시너트를 고정시켰다.

상기 원형의 합판을 이용하여 지름이 10cm인 지관의 양 끝단을 밀폐하여 보강재를 제조하였다.

상부몰드와 하부몰드로 이루어지며, 상기 상부몰드와 하부몰드를 일체화 하였을 때, 내부 지름이 16cm인 원기둥 형상이 형성되는 금형을 준비하고, 미리 50 ℃로 예열을 하였다. 이후, 예열된 금형의 내부에 상기 폴리우레탄 프라이머 조성물을 도포하여 1mm 두께의 프라이머 코팅층을 형성하였다.

상기 보강재의 가시너트에 볼트를 채결한 후, 상기 볼트가 금형의 결합부에 고정되도록 하부 몰드에 올린 후, 상부몰드를 채결하여 보강재와 금형 사이에 공간부를 형성하였다.

상기 금형의 공간부에 상기 폴리우레탄 발포조성물을 주입하여 폴리우레탄 발포폼을 발포시켜 성형체를 제조하였다.

상기 성형체를 금형으로부터 탈형한 후, 상기 성형체의 프라이머 코팅층 표면에 상기 폴리우레아 조성물을 3mm 두께로 스프레이 도포하여 폴리우레아코팅층을 형성하여 탄성 원통형 롤을 제조하였다.

제조된 탄성 원통형 롤의 폴리우레탄 발포폼의 밀도는 60 g/㎤이고, 폴리우레아코팅층의 쇼어 A 하드니스가 70 A, 인장강도(Tensile strength)가 180kgf/㎠, 신장율(Elongation)이 500%이고, ASTM D522에 의해 측정된 유연성(Flexibility) 측정 시 크랙이 발생하지 않았다.

100 : 보강재 101 : 공간부
102 : 지관 103 : 밀폐막
104 : 고정부재 105 : 연결끈
200 : 금형 201 : 결합부
202 : 공간부 203 : 체결수단
210 : 상부몰드 220 : 하부몰드
211 : 주입구
300 : 프라이머 코팅층
400 : 폴리우레탄 발포 폼
500 : 폴리우레아코팅층
501 : 개방된 홈

Claims (7)

1. a) 양 끝단이 밀폐되고, 상기 양 끝단에 고정부재가 형성된 원기둥 형태의 보강재와, 상기 고정부재를 고정시키는 결합부를 가지며, 상기 보강재로부터 일정간격 이격되는 공간부가 형성된 금형을 준비하는 단계;
   b) 상기 금형의 내부에 폴리우레탄 프라이머 조성물을 도포하여 프라이머 코팅층을 형성하는 단계;
   c) 상기 금형의 결합부에 보강재의 고정부재를 고정시켜 금형과 보강재 사이에 공간부를 형성하는 단계;
   d) 상기 공간부에 폴리우레탄 발포조성물을 주입하여 폴리우레탄 발포폼을 발포시켜 성형체를 제조하는 단계;
   e) 상기 성형체를 금형으로부터 탈형한 후, 상기 성형체의 프라이머 코팅층 표면에 폴리우레아 조성물을 도포하여 폴리우레아코팅층을 형성하는 단계;
   를 포함하는 탄성 원통형 롤의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 보강재는 내부에 빈 공간부가 형성된 것인 탄성 원통형 롤의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 보강재는 종이, 목재 및 금속에서 선택되는 것인 탄성 원통형 롤의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리우레탄 프라이머 조성물은 폴리(1,2-프로필렌글리콜), 폴리(1,2,3-프로필렌글리콜), 1,3-부틸렌글리콜, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 가소제 및 용매를 포함하는 주제와; 폴리(1,2-프로필렌 옥사이드글리콜), 폴리(1,2-프로필렌글리콜), 용매, 충전제 및 촉매를 포함하는 경화제;로 이루어진 것인 탄성 원통형 롤의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리우레탄 발포조성물은 발포 후 밀도가 50 ~ 70 g/㎤인 것인 탄성 원통형 롤의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리우레아 조성물은 주제인 제 1제로서 폴리이소시아네이트 화합물; 및 경화제인 제 2제로서 폴리아민 혼합물을 포함하는 것인 탄성 원통형 롤의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 b)단계 내지 d)단계는 금형의 온도를 30 ~ 50℃로 유지시킨 상태에서 수행하는 것인 탄성 원통형 롤의 제조방법.
   

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