KR101420024B1 - 딥 성형품의 내구성 측정용 용액, 측정방법 및 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 딥 성형품의 내구성 측정용 용액, 측정방법 및 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 락틱산 및 증류수를 포함하여 이루어지는 딥 성형품의 내구성 측정용 용액, 이 내구성 측정용 용액에 시편이 반 이상 잠기게 한 다음 이 시편을 반복적으로 늘렸다 줄였다 하는 단계를 포함하는 딥 성형품의 내구성 측정방법, 및 상기 측정용 용액을 담는 측정용기, 상기 측정용기 바닥에 설치된 시편 고정틀 및 상기 측정용기 위에 위치하고 시편의 한쪽 끝이 고정되는 피스톤 헤드를 포함하는 피스톤으로 구성되는 딥 성형품의 내구성 측정장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 작업자들이 고무장갑 등을 직접 끼고 내구성을 측정하는 불편함을 해소하고, 용매 팽윤법으로 간접적으로 측정해 오던 내구성 측정 방법의 불확실성을 해결할 수 있다.
본 발명에 따르면, 작업자들이 고무장갑 등을 직접 끼고 내구성을 측정하는 불편함을 해소하고, 용매 팽윤법으로 간접적으로 측정해 오던 내구성 측정 방법의 불확실성을 해결할 수 있다.
Description
본 발명은 딥 성형품의 내구성 측정용 용액, 측정방법 및 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업자들이 고무장갑 등을 직접 끼고 내구성을 측정하는 불편함을 해소하고, 또한 내구성을 간접적으로 측정하는 용매 팽윤법의 불확실성을 해결하는 딥 성형품의 내구성 측정용 용액, 측정방법 및 측정장치에 관한 것이다.
고무장갑은 가사, 식품 산업, 전자 산업, 의료 분야 등 넓은 분야에서 사용되고 있다. 그 동안 천연고무 라텍스를 딥(dip) 성형하여 만든 고무장갑이 많이 사용되었으나, 천연 고무에 함유된 단백질은 일부 사용자들에게 통증이나 발진 등의 알레르기 반응을 일으켜 문제가 되었다. 이로 인해 알레르기 반응을 일으키지 않는 합성 고무 라텍스, 예를 들어, 아크릴산-아크릴로니트릴(acrylonitrile)-부타디엔(butadiene) 공중합체, 클로로프렌, 이소프렌 등의 합성 고무 라텍스에 황 및 가황 촉진제를 배합한 라텍스 조성물을 딥 성형하여 만든 장갑이 많이 사용되었다.
일반적으로 장갑의 내구성은 가황 공정에 의해 생성되는 공유 가교 결합에 의해 부여되는 것으로 알려져 있다. 장갑의 공유 가교 결합을 확인하는 방법으로는 장갑 내의 겔함량을 측정하는 방법과 사이클로헥사논, 메틸에틸케톤, 톨루엔 등의 극성 용매에 장갑을 담갔다가 부푸는 정도를 측정하는 용매 팽윤법이 있다. 장갑 내 공유 가교 결합이 많으면 겔함량이 높거나 극성 용매에 담갔을 때 장갑이 잘 팽윤되지 않는다.
그간 장갑회사들에서는 용매 팽윤법을 내구성의 지표로 사용하였으나, 이 방법은 주로 결과가 장갑의 공유 가교 결합 정도에만 좌우되고, 실제 장갑을 끼고 사용했을 때의 내구성과는 거리가 있어 간접적인 지표로만 사용되어 왔다.
또한 장갑회사들에서 합성 고무 장갑의 내구성을 측정하는 일반적인 방법으로 작업자들이 생산한 장갑을 직접 끼운 채 생활하다가 장갑이 찢어지는 시간을 측정하였으나 이 방법은 작업자들이 장갑을 계속 끼운 채 생활해야 하는 불편함이 있고, 여러 작업자들의 작업환경이 모두 상이한 점을 감안하여 많은 수의 표본집단을 필요로 한다는 단점이 있었다.
보통 황과 가황촉진제를 사용하여 가교한 장갑은 내구성이 높아 용매 팽윤법에 의해 잘 팽윤되지 않으며, 작업자들이 장갑을 끼고 통상 4시간 이상 작업해도 찢어지지 않으나, 황 및 가황촉진제를 사용하지 않은 장갑은 용매 팽윤법으로 테스트 할 때 심하게 부풀거나 녹아 없어지며, 작업자들이 장갑을 끼고 작업하면 1시간 이내에 찢어지는 경우가 대부분이다.
그러므로 작업자들이 장갑을 직접 끼고 내구성을 측정하는 불편함을 해소하고, 용매 팽윤법으로 간접적으로 측정해 오던 내구성 측정 방법의 불확실성을 해결할 수 있는 새로운 고무장갑 내구성 측정 방법이 요구되고 있는 실정이다.
상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 작업자들이 고무장갑 등을 직접 끼고 내구성을 측정하는 불편함을 해소하고, 또한 내구성을 간접적으로 측정하는 용매 팽윤법의 불확실성을 해결하는 딥 성형품의 내구성 측정용 용액, 측정방법 및 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 락틱산 및 증류수를 포함하여 이루어지는 딥 성형품의 내구성 측정용 용액을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 내구성 측정용 용액에 시편이 반 이상 잠기게 한 다음, 이 시편을 반복적으로 늘렸다 줄였다 하는 단계를 포함하는 딥 성형품의 내구성 측정방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 측정용 용액을 담는 측정용기; 상기 측정용기 바닥에 설치된 시편 고정틀; 및 상기 측정용기 위에 위치하고, 시편의 한쪽 끝이 고정되는 피스톤 헤드를 포함하는 피스톤;으로 구성되는 딥 성형품의 내구성 측정장치를 제공한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 작업자들이 고무장갑 등을 직접 끼고 내구성을 측정하는 불편함을 해소하고, 또한 내구성을 간접적으로 측정하는 용매 팽윤법의 불확실성을 해결하는 딥 성형품의 내구성 측정용 용액, 측정방법 및 측정장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정장치의 일례를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액은 락틱산 및 증류수를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정방법은 상기 내구성 측정용 용액에 시편이 반 이상 잠기게 한 다음, 이 시편을 반복적으로 늘렸다 줄였다 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정장치는 상기 측정용 용액을 담는 측정용기; 상기 측정용기 바닥에 설치된 시편 고정틀; 및 상기 측정용기 위에 위치하고 시편의 한쪽 끝이 고정되는 피스톤 헤드를 포함하는 피스톤;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
딥 성형품의 내구성 측정용 용액
본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액은 락틱산 및 증류수를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 락틱산은 일례로 딥 성형품의 내구성 측정용 용액에 대하여 0.1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다.
상기 딥 성형품의 내구성 측정용 용액은 일례로 염화나트륨 0.1 내지 30 중량%, 락틱산 0.1 내지 30 중량%, 우레아 0.02 내지 10 중량% 및 증류수 30 내지 99 중량%를 포함하여 이루어질 수 있고, 이 범위 내에서 불용성 입자가 적거나 없고 적당한 실험시간 내에 내구성 측정이 용이하며, 안정적인 데이터를 얻을 수 있다.
또 다른 일례로, 본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액은 염화나트륨 0.1 내지 30 중량%, 락틱산 0.1 내지 30 중량%, 우레아 0.02 내지 6 중량% 및 증류수 34 내지 99 중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
또 다른 일례로, 본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액은 염화나트륨 1 내지 20 중량%, 락틱산 1 내지 20 중량%, 우레아 0.2 내지 5 중량%, 및 증류수 55 내지 90 중량%일 수 있다.
또 다른 일례로, 본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액은 염화나트륨 5 중량%, 락틱산 5 중량%, 우레아 1 중량%, 및 증류수 89 중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 딥 성형품의 내구성 측정용 용액은 일례로 pH가 1 내지 6, 2 내지 6, 혹은 4 내지 5일 수 있다.
상기 딥 성형품의 내구성 측정용 용액은 일례로 암모니아수를 더 포함할 수 있다.
상기 암모니아 수는 일례로 딥 성형품의 내구성 측정용 용액의 pH 값이 1 내지 6, 2 내지 6, 혹은 4 내지 5가 되게 하는 양으로 투입될 수 있다.
상기 딥 성형품은 일례로 고무장갑일 수 있다.
상기 고무장갑은 일례로 니트릴 고무장갑일 수 있다.
딥 성형품의 내구성 측정방법
본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정방법은 상기 내구성 측정용 용액에 시편이 반 이상 잠기게 한 다음, 이 시편을 반복적으로 늘렸다 줄였다 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시편은 한쪽이 고정되고 다른 한쪽은 피스톤에 연결되는 것일 수 있다.
상기 딥 성형품의 내구성은 시편이 끊어질 때까지 걸린 시간 또는 시편이 끊어질 때까지 늘이고 줄이고 한 반복 횟수로 측정될 수 있다.
상기 딥 성형품의 내구성 측정방법은 일례로 시편이 끊어지는 경우 센서에 의해 피스톤이 멈추는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 늘렸다 줄였다 하는 폭은 시편 길이의 0.1 내지 5배 이내 혹은 1 내지 3배 이내일 수 있고, 이 범위 내에서 내구성 측정이 용이하고, 안정적인 데이터를 얻을 수 있다.
상기 내구성 측정은 일례로 상온 내지 50 ℃ 혹은 20 내지 50 ℃ 조건에서 실시될 수 있고, 이 범위 내에서 pH의 변화가 적고, 악취발생이 적으며, 보다 정밀한 측정이 가능한 효과가 있다.
딥 성형품의 내구성 측정장치
본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정장치는 상기 측정용 용액을 담는 측정용기; 상기 측정용기 바닥에 설치된 시편 고정틀; 및 상기 측정용기 위에 위치하고 시편의 한쪽 끝이 고정되는 피스톤 헤드를 포함하는 피스톤;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 딥 성형품의 내구성 측정장치는 일례로 시편을 감지할 수 있는 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정장치는 일례로 하기 도 1에 간략히 도시된 장치이다.
하기 도 1에서, 시편(sample)은 시편 고정틀과 피스톤 헤드(piston head)에 고정되고, 내구성 측정용 용액은 측정용기에 시편이 반 이상 잠길 수 있도록 채워진다.
이후 공압식 피스톤(pneumatic piston)이 왕복 운동하여 반복적으로 시편을 늘렸다 줄였다 하게 되고, 시편이 끊어지면 자동적으로 피스톤은 정지하게 된다.
상기 센서(sensor)는 시편이 감지되면 공압식 피스톤을 계속 작동시키고, 시편이 끊어져 더 이상 감지되지 않으면 피스톤을 정지시킨다.
상기 피스톤이 정지될 때까지의 횟수 및/또는 시간은 조절기(control unit) 상에 표시될 수 있고, 이 횟수 및/또는 시간은 딥 성형품의 내구성 값 또는 지표가 된다.
상기 시편을 내구성 측정용 용액에 잠긴 채로 반복적으로 늘이고 줄이고 하는 것은 작업자들이 고무장갑을 착용하고 땀이 난 채로 작업하는 상황을 모사한 것으로, 작업자들에게 실제 고무장갑을 끼우고 내구성을 측정한 것과 동일한 효과를 나타낸다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예
1
염화나트륨 16 중량%, 락틱산 16 중량%, 우레아 3.2 중량%로 구성된 25 ℃의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액을 준비한 후, 하기 도 1과 같은 내구성 측정장치에 황 및 가황촉진제로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편 또는 황 및 가황촉진제 없이 ZnO만으로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편을 끼운 후 상기 시편을 처음 길이의 2배(늘릴 때 최대 2배, 줄일 때 최소 1배)로 늘려가며 끊어질 때까지의 횟수를 계산하여 내구성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
실시예
2
염화나트륨 5 중량%, 락틱산 5 중량%, 우레아 1 중량%로 구성된 25 ℃의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액을 준비한 후, 하기 도 1과 같은 내구성 측정장치에 황 및 가황촉진제로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편 또는 황 및 가황촉진제 없이 ZnO만으로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편을 끼운 후 상기 시편을 처음 길이의 2배로 늘려가며 끊어질 때까지의 횟수를 계산하여 내구성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
실시예
3
염화나트륨 10 중량%, 락틱산 10 중량%, 우레아 2 중량%로 구성된 25℃의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액을 준비한 후, 하기 도 1과 같은 내구성 측정장치에 황 및 가황촉진제로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편 또는 황 및 가황촉진제 없이 ZnO만으로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편을 끼운 후 상기 시편을 처음 길이의 2배로 늘려가며 끊어질 때까지의 횟수를 계산하여 내구성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
실시예
4
염화나트륨 10 중량%, 락틱산 10 중량%, 우레아 2 중량%로 구성된 25 ℃의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액을 준비한 후, 하기 도 1과 같은 내구성 측정장치에 황 및 가황촉진제로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편 또는 황 및 가황촉진제 없이 ZnO만으로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편을 끼운 후 상기 시편을 처음 길이의 1.5배로 늘려가며 끊어질 때까지의 횟수를 계산하여 내구성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
실시예
5
염화나트륨 10 중량%, 락틱산 10 중량%, 우레아 2 중량%로 구성된 40 ℃의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액을 준비한 후, 하기 도 1과 같은 내구성 측정장치에 황 및 가황촉진제로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편 또는 황 및 가황촉진제 없이 ZnO만으로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편을 끼운 후 상기 시편을 처음 길이의 2배로 늘려가며 끊어질 때까지의 횟수를 계산하여 내구성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
비교예
1
25 ℃의 2차 증류수를 준비한 후, 하기 도 1과 같은 내구성 측정장치에 황 및 가황촉진제로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편 또는 황 및 가황촉진제 없이 ZnO만으로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편을 끼운 후 상기 시편을 처음 길이의 2배로 늘려가며 끊어질 때까지의 횟수를 계산하여 내구성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
비교예
2
25 ℃의 5 중량% 시트릭산 수용액을 준비한 후, 하기 도 1과 같은 내구성 측정장치에 황 및 가황촉진제로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편 또는 황 및 가황촉진제 없이 ZnO만으로 가교한 니트릴 고무장갑의 시편을 끼운 후 상기 시편을 처음 길이의 2배로 늘려가며 끊어질 때까지의 횟수를 계산하여 내구성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
| 구분 | 황 및 가황촉진제로 가교한 니트릴 고무장갑(끊어질 때까지의 왕복횟수) | ZnO만으로 가교한 니트릴 고무장갑(끊어질 때까지의 왕복횟수) |
| 실시예 1 | 1074 | 82 |
| 실시예 2 | 1807 | 141 |
| 실시예 3 | 1495 | 115 |
| 실시예 4 | 2003 | 163 |
| 실시예 5 | 887 | 32 |
| 비교예 1 | 안 끊어짐 | 안 끊어짐 |
| 비교예 2 | 안 끊어짐 | 안 끊어짐 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 딥 성형품의 내구성 측정용 용액을 사용하여 딥 성형품의 내구성을 측정하는 경우(실시예 1 내지 5) 증류수나 시트릭산 수용액을 사용한 경우(비교예 1, 2)와 비교하여 작업자들이 실제 고무장갑을 끼고 내구성을 측정하는 것과 같은 효과가 있고, 또한 시편의 내구성을 직접적으로 측정하여 정밀성 및 확실성이 보장되므로, 딥 성형품의 내구성 측정에 가장 적합함을 확인할 수 있었다.
Claims (14)
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- 내구성 측정용 용액에 시편이 반 이상 잠기게 한 다음, 이 시편을 반복적으로 늘렸다 줄였다 하는 단계를 포함하되, 상기 시편은, 한쪽이 고정되고 다른 한쪽은 피스톤에 연결되는 것을 특징으로 하는
딥 성형품의 내구성 측정방법. - 제9항에 있어서,
상기 딥 성형품의 내구성은, 시편이 끊어질 때까지 걸린 시간 또는 시편이 끊어질 때까지 늘이고 줄이고 한 반복 횟수로 측정되는 것을 특징으로 하는
딥 성형품의 내구성 측정방법. - 제9항에 있어서,
상기 딥 성형품의 내구성 측정방법은, 시편이 끊어지는 경우 센서에 의해 피스톤이 멈추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
딥 성형품의 내구성 측정방법. - 제9항에 있어서,
상기 늘렸다 줄였다 하는 폭은, 시편 길이의 0.1 내지 5 배 이내인 것을 특징으로 하는
딥 성형품의 내구성 측정방법. - 락틴산 및 증류수를 포함한 딥 성형품의 내구성 측정용 용액을 담는 측정용기; 상기 측정용기 바닥에 설치된 시편 고정틀; 및 상기 측정용기 위에 위치하고 시편의 한쪽 끝이 고정되는 피스톤 헤드를 포함하는 피스톤;으로 구성되는 것을 특징으로 하는
딥 성형품의 내구성 측정장치. - 제13항에 있어서,
상기 딥 성형품의 내구성 측정장치는, 시편을 감지할 수 있는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
딥 성형품의 내구성 측정장치.
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