KR101573204B1 - 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 및 이의 제조방법 - Google Patents

로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로봇암을 감싸며 장착되어 로봇암에 가해질 수 있는 고온 물질, 물 또는 약품 등과 같은 부식유발 물질을 차단하는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 복수의 주름이 형성된 탄성 재질의 내관의 외부에 테프론 재질의 필름이 접착된 테프론필름 코팅 주름관에 관한 것이고, 상기 테프론 재질의 필름이 주름관의 외부에 견고하게 접착되도록 테프론필름 코팅 주름관을 제조하는 테프론필름 코팅 주름관 제조방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 주름관의 주된 탄성력을 제공하는 내관의 외부에 내식성, 내약품성, 내열성 및 내화학성이 우수한 테프론 재질의 외부코팅필름이 접착되어 내관의 외부를 코팅하기 때문에, 주름관의 외부에서 가해질 수 있는 부식유발 물질로부터 로봇암을 보호할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 및 이의 제조방법{Teflon coated bellows for robot arm and manufacturing method thereof}
본 발명은 로봇암을 감싸며 장착되어 로봇암에 가해질 수 있는 고온 물질, 물 또는 약품 등과 같은 부식유발 물질을 차단하는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 복수의 주름이 형성된 탄성 재질의 내관의 외부에 테프론 재질의 필름이 접착된 테프론필름 코팅 주름관에 관한 것이고, 상기 테프론 재질의 필름이 주름관의 외부에 견고하게 접착되도록 테프론필름 코팅 주름관을 제조하는 테프론필름 코팅 주름관 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 금속을 제련한 후, 금속판을 만들 때에는 고온의 금속판의 표면 강도를 향상시키고, 내약품성을 증가시키기 위하여 물을 이용한 냉각처리 또는 약품처리를 한다. 또한 상기와 같은 처리를 위하여, 고온의 금속판을 향하여 물 또는 약품을 분사하게 되는데, 이때, 물 또는 약품의 분사는 로봇암을 이용하여 처리된다.
아울러 고온의 금속판 표면에 물 또는 약품을 분사할 때에는 고온의 슬리브, 물 또는 약품 등과 같은 부식유발 물질이 비산되어 로봇암에 가해지고, 그로 인하여 로봇암이 손상되는 문제가 발생하였다.
또한 상기와 같은 문제로 인하여 로봇암이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 로봇암에는 유연성을 가지는 주름관(벨로우즈)을 장착시는 방법을 이용하였다.
다음은 주름관에 대한 대표적인 종래기술이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1038541호는 내식성이 우수한 벨로우즈 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 진공펌프와 스크러버를 연결하는 벨로우즈(bellows)에 있어서, 상기 벨로우즈의 내면에는 무기질 화합물 100 중량부, 알루미노실리케이트(aluminosilicate) 10~25 중량부, 커플링제 2~6 중량부 및 용매 50~90 중량부를 포함하는 코팅제로부터 형성되는 무기질 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 벨로우즈를 제시하였다.
또한 상기 벨로우즈는 내부면에 형성되어 있는 무기질 코팅층 또는 패럴린 코팅층을 통하여 반응성 파우더 등에 의한 손상을 방지할 수 있는 효과가 있었다.
하지만 상기 종래기술에 의한 벨로우즈는 외부에서 가해질 수 있는 부식유발 물질에 대한 내식성은 미흡하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1038541호(2011.05.26) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0131641호(2012.12.05) 대한민국 등록특허공보 제10-1182687호(2012.09.07) 대한민국 등록특허공보 제10-1397087호(2014.06.13)
본 발명은 로봇암용 주름관에 관한 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 로봇암용 주름관은 단순히 고무 재질의 것으로 제조되어, 로봇암용 주름관에 가해지는 부식유발 물질에 의하여 쉽게 손상되는 문제가 발생하였고;
로봇암용 주름관이 손상됨으로 인하여 주름관의 중공에 내재된 로봇암이 부식유발 물질에 의하여 손상될 뿐만 아니라, 손상된 주름관의 조성물에 의하여 2차적으로 손상되는 문제가 발생하였기 때문에, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
길이방향으로 중공이 관통되어 형성되고, 중간부에는 복수의 주름이 형성되며, 중간부의 양쪽 말단에는 주름없는 체결부를 구비하는 탄성 재질의 내관과; 테프론 재질의 필름으로 만들어지되, 상기 내관의 외부에 접착되는 외부코팅필름;을 포함하여 구성되고, 상기 내관의 중공에는 로봇암이 내입되도록 구성되는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관을 제시하고;
탄성 재질의 내관 모판을 재단하고, 재단된 내관 모판의 측부를 상호 연결하여 원통형의 내관를 만드는 내관 제조과정; 테프론 재질의 필름 모판을 상기 원통형 내관의 외주를 아우를 수 있을 정도의 크기로 재단하고, 재단된 필름 모판의 측부를 상호 연결하여 원통형의 외부코팅필름을 만드는 외부코팅필름 제조과정; 복수 개의 주름이 외부에 형성된 주름형성링을 원통형 지지관의 외부에 끼워 주름형성틀을 만드는 주름형성틀 준비과정; 상기 원통형의 내관에 주름형성틀을 삽입하고, 주름형성틀이 삽입된 원통형 내관의 외부면 또는 원통형 외부코팅필름의 내부면에 접착제를 도포한 후, 주름형성틀이 삽입된 원통형의 내관을 원통형의 외부코팅필름에 삽입하여, 외부코팅필름이 외부에 접착된 코팅관을 만드는 외부코팅필름 접착과정; 상기 코팅관의 외부에 가압띠를 가압하며 감아, 코팅관에 주름을 형성시켜 테프론필름 코팅 주름관을 만드는 주름 형성과정 및; 상기 테프론필름 코팅 주름관을 가황처리하는 가황과정;을 포함하여 구성되는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법을 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관은 주름관의 주된 탄성력을 제공하는 내관의 외부에 내식성, 내약품성, 내열성 및 내화학성이 우수한 테프론 재질의 외부코팅필름이 접착되어 내관의 외부를 코팅하기 때문에, 주름관의 외부에서 가해질 수 있는 부식유발 물질로부터 로봇암을 보호할 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
내관의 조성물에 테프론 조성물이 포함되는 것이 아니고, 내관의 외부에 테프론 재질의 외부코팅필름이 코팅되기 때문에, 테프론 재질의 외부코팅필름이 부식유발 물질을 최외부에서 차단하여, 주름관의 주된 탄성력을 제공하는 내관의 조성물이 부식유발 물질에 의하여 손상되지 않아, 주름관이 쉽게 손상되지 않는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관을 나타내는 측단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관을 로봇암에 장착한 상태를 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법의 공정순서를 나타내는 블럭도.
도 5 내지 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법의 각 공정상태를 나타내는 사시도.
본 발명은 로봇암을 감싸며 장착되어 로봇암에 가해질 수 있는 고온 물질, 물 또는 약품 등과 같은 부식유발 물질을 차단하는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관에 관한 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 11을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
[ 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 ]
본 발명은 길이방향으로 중공이 관통되어 형성되고, 중간부(11)에는 복수의 주름이 형성되며, 중간부(11)의 양쪽 말단에는 주름없는 체결부(12)를 구비하는 탄성 재질의 내관(10)과; 테프론 재질의 필름으로 만들어지되, 상기 내관(10)의 외부에 접착되는 외부코팅필름(20);을 포함하여 구성되고, 상기 내관(10)의 중공에는 로봇암이 내입되도록 구성되는 것을 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 내관(10)은 도 2와 같이 길이방향으로 중공이 관통되어 형성되고, 중간부(11)에는 복수의 주름이 형성되며, 중간부(11)의 양쪽 말단에는 주름없는 체결부(12)를 각각 구비하는 것으로서, 중공의 내부에 로봇암을 내재시키는 구성이다.
즉, 내관(10)의 길이는 주름관이 끼워지는 로봇암의 길이에 따라 다양한 길이를 가질 수 있고, 중공의 직경 역시 로봇암의 직경에 따라 다양한 길이를 가질 수 있다.
이때, 내관(10)은 일단에 구비된 체결부(12), 체결부(12)에서 길이연장된 중간부(11) 및 타단에 구비된 체결부(12)가 순차적으로 연결되는 구성을 하는데, 상기 일단의 체결부(12) 및 타단의 체결부(12)는 도 3과 같이 로봇암의 일단 및 타단에 각각 대응체결되는 구성을 하고, 상기 중간부(11)는 양단의 중간에 위치되어 로봇암의 길이연장부를 감싸며 보호한다.
아울러 내관(10)의 중간부(11)에 형성된 복수의 주름은 로봇암의 길이연장부가 길이확장되거나 꺾이는 형태로 움직이는 경우에, 주름관의 길이연장 또는 유연성을 확보시키는 구성이다.
즉, 상기 중간부(11)의 주름은 펼쳐지거나 축소가능하여, 주름관 전체의 길이가 확장되거나 축소가능하도록 하며, 어느 한쪽 방향은 확장되고 반대쪽은 축소되가능하여, 주름관이 일정 방향으로 꺾일 수 있도록 하는 유연성을 확보할 수 있도록 한다.
또한 내관(10)의 체결부(12)에는 타이밴드, 커플링, 볼트ㆍ너트 조임구 등과 같은 체결구가 구비되어, 체결부(12)가 로봇암에 견고하게 체결될 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 내관(10)의 체결부(12)는 하기 외부코팅필름(20)에 코팅될 수도 있고 미코팅될 수도 있다.
아울러 내관(10)은 일반적인 주름관과 같이 탄성 재질의 것을 구성되면, 고무 또는 합성수지 재질 등 다양한 재질의 것으로 구성될 수 있고, 보다 바람직하게는 클로로프렌 고무(CR-Rubber. Polychloroprene Rubber)를 이용할 수 있다. 즉, 상기 클로로프렌 고무는 클로로프렌의 중합체로서 일반적인 고무와 비교하여 내식성 및 내열성이 우수한 특징이 있다.
또한 상기 구성의 내관(10)은 클로로프렌 고무에 타이어코드가 더 포함된 재질의 것으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 타이어코드는 폴리에스테르, 나일론 또는 레이온 등과 같은 섬유 재질의 보강재로서, 클로로프렌 고무 재질의 내관(10)의 내구성과 강도를 향상시키는 효과를 발휘한다.
이때, 상기 타이어코드는 클로로프렌 고무의 제조시에 폴리에스테르, 나일론 또는 레이온 등과 같은 섬유사가 함께 혼합되어 내관(10)으로 만들어질 수도 있고, 상기 종류의 섬유사가 클로로프렌 고무로 만들어지는 내관(10)의 일부에 층을 이루며 내입되는 형태로 만들어질 수도 있다.
더불어 상기 클로로프렌 고무에는 카본이 더 포함되는 구성을 할 수 있다. 즉, 상기 카본은 내관(10)의 물리ㆍ화학적인 강도를 향상시키고, 표면전하를 분산시켜 정전기를 방지하여 로봇암이 정전기에 의하여 손상되는 것을 방지한다.
이때, 상기 카본은 50~300㎛의 평균입자크기를 가지고, 클로로프렌 고무 100중량부에 대하여 0.5중량부 이하의 조성비로 포함되는 것이 바람직하다.
즉, 카본 입자의 크기가 50㎛ 미만이면 입자의 크기가 지나치게 작아 클로로프렌 고무에 대한 분산이 용이하지 못한 문제가 발생하고, 300㎛를 초과하면 용융되어 내관(10)으로 성형된 클로로프렌 고무에 대한 이물성이 크게 작용하여 내관(10)의 조직이 손상되면 카본 입자가 내관(10) 조직의 손상을 가속화시킬 수 있는 우려가 발생하기 때문이다.
또한 카본이 0.5중량부를 초과하여 포함되면, 내관(10)이 가열될 경우 클로로프렌 고무와의 이물성이 증가되어 내관(10)이 쉽게 손상되는 문제가 발생하기 때문에, 클로로프렌 고무 100중량부에 대하여 0.5중량부 이하의 조성비로 내관(10)을 성형하기 위한 혼합물에 포함되는 것이 바람직하다.
상기와 연관하여, 상기 구성의 내관(10)은 두께가 두꺼울수록 외력에 대한 강성은 우수하나, 로봇암의 길이변화 또는 움직임에 대한 유연성을 확보하기 위하여 0.5~5mm의 두께로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 내관(10)의 두께가 0.5mm 미만이면 유연성은 우수하나 내구성이 미흡해지는 문제가 발생하고, 5mm를 초과하면 내구성은 우수해지나 유연성이 미흡해지는 문제가 발생하므로, 내관(10)은 상기 범위 내의 두께로 구성되는 것이 바람직하다.
아울러 외부코팅필름(20)은 테프론 재질의 필름으로 만들어지되, 상기 내관(10)의 외부에 접착되는 구성으로서, 로봇암으로 가해지는 고온 물질, 물 또는 약품 등과 같은 부식유발 물질을 차단하는 구성이다.
즉, 상기 외부코팅필름(20)을 구성하는 테프론은 화학명이 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)인 물질로서, 내식성, 내약품성, 내열성 및 내화학성 등의 기능성이 우수한 물질로 알려져 있다. 또한 본 발명에 있어서는 테프론을 필름형태로 만들어진 것을 이용한다.
이때, 본 발명에 의한 외부코팅필름(20)은 테프론을 직접 필름 형태로 만들어진 것을 이용하기 때문에, 테프론 조성물을 주조성의 합성수지재와 혼합하여 만든 종래 주름관과 비교하여, 부식유발 물질에 대한 내식성, 내약품성, 내열성 및 내화학성이 월등히 우수한 주름관을 실현할 수 있도록 한다.
즉, 종래 주름관은 테프론 조성물을 포함한다 하더라도 단순히 일부 조성비로서 테프론을 포함하기 때문에 부식유발 물질이 주름관의 외부에 가해지면, 주름관의 주조성물인 합성수지재가 직접적으로 부식유발 물질에 노출되고, 그 결과 테프론에 의한 실질적인 기능성 향상효과는 미미한 정도였다.
이에 대하여, 본 발명은 주된 탄성력을 제공하는 고무 또는 합성수지 재질의 내관(10)의 외부에 테프론 재질로 만들어진 외부코팅필름(20)이 접착되는 구성을 하기 때문에, 주름관에 가해지는 부식유발 물질이 기능성이 우수한 테프론 재질의 외부코팅필름(20)에만 가해져, 주름관의 손상을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 외부코팅필름(20)은 필름으로 만들어진 테프론층을 형성하기 때문에 단순 도포 방식으로 테프론층을 형성한 것과 비교하여 크랙(crack)이 쉽게 발생하지 않는 효과를 실현한다.
아울러 상기 외부코팅필름(20)은 전체가 테프론 재질로 만들어진 것을 이용할 수도 있으나, 테프론을 주조성물로 하며 필름 형태로 만들기 위하여 첨가되는 부가적인 조성물이 포함된 것을 이용할 수 있음은 자명할 것이다.
또한 외부코팅필름(20)의 두께는 0.01~1mm로 구성되는 것이 바람직한데, 이때, 외부코팅필름(20)의 두께가 0.01mm 미만이면 외부코팅필름(20)의 두께가 지나치게 얇아 주름관의 주름성형시에 외부코팅필름(20)이 찢어지거나 노후화로 인하여 쉽게 손상될 수 있는 우려가 발생하고, 1mm를 초과하면 외부코팅필름(20)의 두께가 지나치게 두꺼워 주름관의 주름성형시에 외부코팅필름(20)이 내관(10)에서 박리될 수 있는 우려가 발생하기 때문에, 외부코팅필름(20)은 0.01~1mm의 두께로 구성되는 것이 바람직하다.
[ 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법]
본 발명은 탄성 재질의 내관 모판(13)을 재단하고, 재단된 내관 모판(13)의 측부를 상호 연결하여 원통형의 내관(10)를 만드는 내관 제조단계(S100); 테프론 재질의 필름 모판(21)을 상기 원통형 내관(10)의 외주를 아우를 수 있을 정도의 크기로 재단하고, 재단된 필름 모판(21)의 측부를 상호 연결하여 원통형의 외부코팅필름(20)을 만드는 외부코팅필름 제조단계(S200); 복수 개의 주름이 외부에 형성된 주름형성링(32)을 원통형 지지관(31)의 외부에 끼워 주름형성틀(30)을 만드는 주름형성틀 준비단계(S300); 상기 원통형의 내관(10)에 주름형성틀(30)을 삽입하고, 주름형성틀(30)이 삽입된 원통형 내관(10)의 외부면 또는 원통형 외부코팅필름(20)의 내부면에 접착제를 도포한 후, 주름형성틀(30)이 삽입된 원통형의 내관(10)을 원통형의 외부코팅필름(20)에 삽입하여, 외부코팅필름(20)이 외부에 접착된 코팅관을 만드는 외부코팅필름 접착단계(S400); 상기 코팅관의 외부에 가압띠(40)를 가압하며 감아, 코팅관에 주름을 형성시켜 테프론필름 코팅 주름관을 만드는 주름 형성단계(S500) 및; 상기 테프론필름 코팅 주름관을 가황처리하는 가황단계(S600);를 포함하여 구성되는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법에 관한 것이다.
이하, 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관의 제조방법에 관한 설명에서는 상기에서 설명한 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관을 제조하기 위한 바람직한 제조방법에 관한 것이고, 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관의 구성에 관한 구체적인 설명은 상기의 설명으로 대신하겠다.
구체적으로, 상기 내관 제조단계(S100)는 도 4와 같이 탄성 재질의 내관 모판(13)을 재단하고, 재단된 내관 모판(13)의 측부를 상호 연결하여 원통형의 내관(10)를 만드는 과정으로서, 판상의 내관 모판(13)을 이용하여 원통형의 내관(10)을 만드는 과정이다.
즉, 상기 내관 모판(13)은 탄성 재질을 하는 고무 또는 합성수지 재질 등의 것으로 만들어질 수 있고, 내관(10)의 직경 및 길이에 따라 폭과 길이를 다양한 크기로 재단가능하다. 또한 재단된 내관 모판(13)의 측부를 상호 연결시키는 방법은 접착제, 핫멜트 또는 열압착 등과 같은 방법을 이용할 수 있다.
이때, 내관 제조단계(S100)에서 만들어진 내관(10)은 주름이 미형성된 상태이고, 추후 주름 형성단계(S500)에서 주름이 형성되어, 주름이 형성된 중간부(11)와 주름이 미형성된 체결부(12)로 구분된다.
아울러 상기 외부코팅필름 제조단계(S200)는 도 5와 같이 테프론 재질의 필름 모판(21)을 상기 원통형 내관(10)의 외주를 아우를 수 있을 정도의 크기로 재단하고, 재단된 필름 모판(21)의 측부를 상호 연결하여 원통형의 외부코팅필름(20)을 만드는 과정으로서, 상기 내관 제조단계(S100)과 유사하나, 객체가 외부코팅필름(20)인 것에 차이가 있다.
즉, 상기 필름 모판(21)은 테프론 재질로 만들어진 필름으로서, 재단된 측부를 상호 연결시키면 내관(10)의 외부를 감쌀 수 있을 정도의 폭을 가지도록 구성되고, 외부코팅필름(20)의 길이는 내관(10)의 길이와 대응하는 길이로 재단된다.
아울러 필름 모판(21)의 측부는 접착제, 핫멜트 또는 열압착 등과 같은 방법을 이용하여 상호 연결됨으로써 원통형의 외부코팅필름(20)으로 만들어질 수 있으나, 보다 바람직하게는 핫멜트를 이용하여 접착되는 것이 바람직하다.
또한 상기 주름형성틀 준비단계(S300)는 도 6과 같이 복수 개의 주름이 외부에 형성된 주름형성링(32)을 원통형 지지관(31)의 외부에 끼워 주름형성틀(30)을 만드는 과정으로서, 상기 내관 제조단계(S100)에서 만들어진 내관(10)과 외부코팅필름 제조단계(S200)에서 만들어진 외부코팅필름(20)에 주름을 형성시키기 위한 틀을 준비하는 과정이다.
즉, 주름형성틀(30)은 원통형의 지지관(31)과 주름형성링(32)의 결합으로 구성되는데, 상기 원통형 지지관(31)은 내관(10)과 대응하는 길이 또는 내관(10)보다 긴 길이를 하는 관형 또는 봉형의 지지체로서, 외부에는 복수 개의 주름이 외부에 형성된 주름형성링(32)의 내부홀이 끼워진다.
또한 주름형성링(32)은 원통형 지지관(31)의 외부에 끼워져 지지되고, 외부에 형성된 복수 개의 주름에 의하여 내관(10) 및 외부코팅필름(20)에 주름을 형성시키는 구성이다. 이때, 주름형성링(32)의 외주는 내관(10)의 내주와 동일한 원형 또는 다각형의 형태로 구성되고, 주름형성링(32)의 돌출부분인 마루부의 외경은 내관(10)의 내경와 대응하여 주름형성링(32)의 최외부에 내관(10)이 삽입될 수 있도록 구성된다.
더불어 상기 주름형성링(32)은 내관(10)의 중간부(11)에 해당하는 부분에 주름을 형성시킬 수 있을 정도의 굴곡의 마루부와 골부가 형성된 것이면 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 도 6과 같이 주름형성링(32)은 주름의 폭에 해당하는 폭을 가지는 복수 개의 주름형성용 탄성링(33)이 원통형 지지관(31)의 외부에 연속하여 끼워져 형성되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 주름형성용 탄성링(33)은 외부의 중앙부분이 돌출되어 마루를 형성하고, 중앙부분에서 하향으로 경사진 부분인 양단은 골을 형성한다. 이때, 주름형성용 탄성링(33) 복수 개가 연속하여 원통형 지지관(31)에 끼워지면, 마루와 골이 연속 형성되어 복수의 주름 형성을 위한 틀로서의 기능을 한다.
아울러 상기 주름형성용 탄성링(33)은 유연성을 가지기 때문에, 하기 주름 형성단계(S500)에서 만들어진 테프론필름 코팅 주름관을 주름형성틀(30)에서 분리할 때, 만들어진 테프론필름 코팅 주름관에 끼워진 원통형 지지관(31)을 빼내고, 테프론필름 코팅 주름관의 중공의 주름 사이사이에 끼워진 주름형성용 탄성링(33)을 용이하게 빼낼 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.
또한 상기 외부코팅필름 접착단계(S400)는 도 7 및 8과 같이 상기 원통형의 내관(10)에 주름형성틀(30)을 삽입하고, 주름형성틀(30)이 삽입된 원통형 내관(10)의 외부면 또는 원통형 외부코팅필름(20)의 내부면에 접착제를 도포한 후, 주름형성틀(30)이 삽입된 원통형의 내관(10)을 원통형의 외부코팅필름(20)에 삽입하여, 외부코팅필름(20)이 외부에 접착된 코팅관을 만드는 과정으로서, 내관(10)의 외부에 외부코팅필름(20)을 접착시키는 방식으로 코팅시키고, 주름형성틀(30)에 내관(10) 및 외부코팅필름(20)을 안착시키기 위한 과정이다.
즉, 원통형의 내관(10)에 주름 형성틀을 먼저 삽입한 후 내관(10)의 외부에 외부코팅필름(20)을 접착시키는 것은, 내관(10) 및 외부코팅필름(20)은 유연한 상태를 가지기 때문에, 외부코팅필름(20)이 고르게 펼쳐지지 못하여 내관(10)과 외부코팅필름(20)을 먼저 상호 접착시키기 어려운 문제가 발생하기 때문이다.
또한 내관(10)과 원통형 외부코팅필름(20)을 상호 접착시키는 접착제는 아크릴레이트계, 에폭시계 등 고무접착제 중 어느 하나 이상의 것을 이용하여, 고무 또는 합성수지로 이루어진 내관(10)과 테프론 재질로 이루어진 외부코팅필름(20)을 상호 견고하게 접착시키는 것이 바람직하다.
아울러 접착제는 내관(10)의 외부면 또는 원통형 외부코팅필름(20)의 내부면 중 어느 하나 이상의 면에 도포될 수 있는데, 접착제 도포 부분은 제조되는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관의 크기 및 형태에 따라 자유롭게 설정가능하다.
또한 상기 주름 형성단계(S500)는 도 9 및 10과 같이 상기 코팅관의 외부에 가압띠(40)를 가압하며 감아, 코팅관에 주름을 형성시켜 테프론필름 코팅 주름관을 만드는 과정으로서, 내관(10)과 외부코팅필름(20)으로 구성된 코팅관 안쪽에 위치된 주름형성틀(30)에 형성된 주름에 대응되게 코팅관에 주름을 형성시키기 위한 과정이다.
즉, 외부코팅필름 접착단계(S400) 처리된 코팅관의 안쪽은 주름형성틀(30)의 마루에 해당하는 부분은 서로 접하는 상태를 이루지만, 주름형성틀(30)의 골에 해당하는 부분은 떨어진 상태를 이루게 되는데, 이때, 상기 가압띠(40)는 코팅관의 외부에서 안쪽으로 가압력을 가하여 주름형성틀(30)의 골에 해당하는 부분에 코팅관을 구부려 밀어넣는 기능을 한다.
구체적으로, 상기 가압띠(40)에 의한 가압력으로 코팅관은 굴곡지며 주름형성틀(30)의 외주와 대응하는 형태로 주름지게 된다. 이때, 가압띠(40)는 일정의 강도를 가져 코팅관을 굴곡지게 가압할 수 있을 정도의 가압력을 제공할 수 있는 재질의 것이면 합성수지 재질 또는 면과 같은 천연수지와 합성수지를 혼합하여 직조한 혼성수지 재질 등과 같은 다양한 종류의 것을 이용할 수 있으나, 열 또는 물이 가해지면 수축할 수 있는 수축성 재질의 것이 더욱 바람직하다.
즉, 상기와 같은 가압띠(40)는 열 또는 물이 가해지면 수축되는 성질을 가지기 때문에, 하기의 가황단계(S600)에서 가해지는 열 또는 기타의 후처리과정에서 가해지는 물에 의하여 수출됨으로써, 코팅관에 대한 가압력을 더욱 증가시킬 수 있는 효과를 실현할 수 있다.
아울러 상기 가황단계(S600)는 상기 테프론필름 코팅 주름관을 가황처리하는 과정으로서, 내관(10)의 주재가 고무인 경우에 해당하는 과정이다. 즉, 내관 모판(13)이 고무를 주조성물로 하는 경우에는 가황단계(S600) 처리를 수행하고, 내관 모판(13)이 가황단계(S600) 처리를 불요하는 합성수지 재질을 주조성물로 하는 경우에는 가황단계(S600)는 생략가능하다.
즉, 상기 가황처리된 고무는 인장강도가 높아지고, 부풀림이나 마모에 대한 강성이 높아지며, 탄성을 유지하는 온도범위가 넓어지는 효과를 발휘하는데, 본 발명에 있어서는 상기 주름 형성단계(S500) 처리되어 만들어진 테프론필름 코팅 주름관을 가열로에 인입시킨 후 황을 가하여 함께 가열한다.
이때, 상기 가황단계(S600)는 100~150℃의 스팀으로 처리되는 것이 바람직한데, 가황처리 온도가 100℃ 미만이면 황에 의한 고무의 기능성 향상효과가 미흡해지고, 150℃를 초과하면 주름 형성단계(S500) 시에 코팅관의 외부에 감겨진 가압띠(40)가 지나치게 수축되거나 고열로 인하여 끊어질 수 있는 문제가 발생하기 때문에, 가황단계(S600)는 상기 범위 내의 온도로 처리되는 것이 바람직하다.
다음은 본 발명에 의한 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법을 이용하여, 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관을 제조하는 바람직한 실시예이다.
1. 내관 제조단계
타이어코드가 포함된 두께가 1mm인 클로로프렌 고무판을 재단하고, 양측부를 말아 상호 연결하여, 길이 370mm, 직경 125mm인 원통형 내관을 만든다.
2. 외부코팅필름 제조단계
두께가 0.02mm인 PTFE(플르오로플라스트, 러시아)을 재단하고, 양측부를 말아 상호 연결하여, 길이 380mm, 직경 약 126±1mm인 외부코팅필름을 만든다.
3. 주름형성틀 준비단계
외부직경이 110mm인 원통형 지지관에 내부 직경이 약 111±1mm, 외부 직경이 약 125±1mm, 폭이 30mm인 주름형성용 탄성링 11개를 끼워 주름형성틀을 만든다.
4. 외부코팅필름 접착단계
① 상기 1. 내관 제조단계에서 만든 원통형 내관을 상기 3. 주름형성틀 준비단계에서 만든 주름형성틀에 끼운다.
② 상기 2. 외부코팅필름 제조단계에서 만든 외부코팅필름의 내부면에 켐록220(로드코리아, 한국)를 균일하게 도포한다.
③ 상기 ①의 원통형 내관의 외부에 상기 ②의 외부코팅필름을 끼워 주름형성틀의 외부에 코팅관을 형성시킨다.
5. 주름 형성단계
상기 4. 외부코팅필름 접착단계에서 만들어진 코팅관의 외부에 가압띠(Cotton-Polyester mix fabric)를 가압하며 감아, 코팅관에 주름을 형성시켜 테프론필름 코팅 주름관을 만든다.
6. 가황단계
상기 5. 주름 형성단계에서 만들어진 테프론필름 코팅 주름관과 황을 130℃의 스팀이 발산되는 스팀 가열로에 인입시켜 1시간반 동안 가황처리한 후, 가황처리한 테프론필름 코팅 주름관에서 가압띠를 제거하여, 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관을 제조완료한다.
상기 실시예1에서 제조한 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관은 소정의 유연성을 가지고, 내관의 외부에 테프론 재질의 외부코팅필름이 견고하게 접착된 상태를 가진다.
또한 가황처리 완료된 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관의 주름은 상기 주름 형성단계에서의 코팅관에 형성된 주름 형태보다 육안상의 골 깊이가 더 깊고 선명하게 형성되었다. 이는 수축성 가압띠인 Cotton-Polyester mix fabric을 사용한 결과의 효과로 판단된다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 내관 11 : 중간부
12 : 체결부 13 : 내관 모판
20 : 외부코팅필름 21 : 필름 모판
30 : 주름형성틀 31 : 원통형 지지관
32 : 주름형성링 33 : 주름형성용 탄성링
40 : 가압띠
S100 ; 내관 제조단계 S200 ; 외부코팅필름 제조단계
S300 ; 주름형성틀 준비단계 S400 ; 외부코팅필름 접착단계
S500 ; 주름 형성단계 S600 ; 가황단계

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 고무 재질의 내관 모판(13)을 재단하고, 재단된 내관 모판(13)의 측부를 상호 연결하여 원통형의 내관(10)를 만드는 내관 제조단계(S100);
    테프론 재질의 필름 모판(21)을 상기 원통형 내관(10)의 외주를 아우를 수 있을 정도의 크기로 재단하고, 재단된 필름 모판(21)의 측부를 상호 연결하여 원통형의 외부코팅필름(20)을 만드는 외부코팅필름 제조단계(S200);
    복수 개의 주름이 외부에 형성된 주름형성링(32)을 원통형 지지관(31)의 외부에 끼워 주름형성틀(30)을 만드는 주름형성틀 준비단계(S300);
    상기 원통형의 내관(10)에 주름형성틀(30)을 삽입하고, 주름형성틀(30)이 삽입된 원통형 내관(10)의 외부면 또는 원통형 외부코팅필름(20)의 내부면에 접착제를 도포한 후, 주름형성틀(30)이 삽입된 원통형의 내관(10)을 원통형의 외부코팅필름(20)에 삽입하여, 외부코팅필름(20)이 외부에 접착된 코팅관을 만드는 외부코팅필름 접착단계(S400);
    상기 코팅관의 외부에 가압띠(40)를 가압하며 감아, 코팅관에 주름을 형성시켜 테프론필름 코팅 주름관을 만드는 주름 형성단계(S500) 및;
    상기 테프론필름 코팅 주름관을 가황처리하는 가황단계(S600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주름형성링(32)은,
    주름의 폭에 해당하는 폭을 가지는 복수 개의 주름형성용 탄성링(33)이 원통형 지지관(31)의 외부에 연속하여 끼워져서 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가압띠(40)는,
    열 또는 물이 가해지면 수축성을 가지는 합성수지 재질 또는 혼성수지 재질의 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가황단계(S600)는,
    100~150℃의 스팀으로 처리되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇암용 테프론필름 코팅 주름관 제조방법.
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