KR20020012491A - 분말이 코팅된 스트랩과 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

폭과 두께가 있고 제 1 및 제 2 측부와 한 쌍의 가장자리 영역을 한정하는 길게 연장되어 있는 금속 스트랩 베이스 구성요소(elongated metal strap base element)로부터 내부식성의 코팅된 스트랩(corrosion-resistant coated strap)이 형성된다. 코팅이 가해지고 베이스 구성요소 위에 경화된다. 코팅은 제 1 측부와 제 2 측부 및 가장자리 영역 주변에서 실질적으로 균일한 두께를 갖는다. 코팅된 스트랩을 제조하는 방법은, 금속 스트랩을 제공하는 단계와 상기 스트랩을 코팅 장치(coating apparatus)를 통해 이동시키는 단계를 포함한다. 상기 스트랩의 제 1 측부에 정전기적으로 분말이 도포되는데, 이 분말은 제 1 측부와 이에 대향하는 가장자리를 덮는다. 분말은 스트랩의 제 2 측부에 도포되어, 제 2 측부와 이에 대향하는 가장자리를 덮는다. 분말은 용융되어 흐를 수 있는 물질을 형성하고 스트랩 위에서 경화된다. 코팅 방법은 인라인 스트랩 제조 공정으로 실행된다.

Description

분말이 코팅된 스트랩과 이를 제조하는 방법{POWDER COATED STRAP AND METHOD FOR MAKING SAME}
본 발명은, 코팅되는 고속의 평평한 원료(coated high speed flat stock material)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 스트래핑 물질 위에 분말 코팅(powder coating)을 갖는 금속 스트래핑 물질(metal strapping material)과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
스트래핑 물질(strapping material)은 종래의 기술에 잘 알려져 있다. 이러한 물질은, 예를 들어 운반, 저장 등을 위한 팔레트(pallet)에 물품을 스트래핑하는 것과 같이 포장하기 위해 사용된다. 스트래핑 물질은 대량으로 사용되고 한 번 사용한 후 버리기 때문에, 스트래핑 물질은 상대적으로 일반적인 물질로부터 효율적이고 낮은 비용의 공정으로 제조되어야만 한다.
당업자에 의해 인식되는 것처럼, 팔레트와 같이 베이스(base)에 매여서 저장되고 또는 운반되는 물품들은, 흔히 상대적으로 혹독한 환경 조건에 노출될 수 있다. 이것은, 물품이 화물선과 같은 것에 의해서 해외로 운반될 때 특히 그렇다. 이 때문에, 혹독한 환경 조건은 염수(saltwater)와 염수가 많은 공기에 대한 노출을 포함할 수 있다.
또한, 물품은 연장된 시간 동안, 비록 덜 혹독한 조건이긴 하지만 저장될 수 있다. 이 때문에, 스트래핑은 염수가 많은 공기라는 혹독한 조건에는 노출되지 않을 수 있지만, 그럼에도 불구하고 상대적으로 높은 습도 환경에 노출될 수 있다.
일반적인 강철 스트래핑은 빠르게 부식하는 것으로 알려져 있다. 즉, 스트래핑이 상대적으로 높은 습도 조건에 노출되었을 때, 산화가 거의 즉시 발생하는 것으로 관찰되었다. 산화, 즉 녹은 스트랩의 흠이 없음(integrity)을 또한 손상시킬 수 있다. 게다가, 녹은 "매여진" 물품의 외관을 얼룩지게 하거나 흠을 낼 수 있다. 이것은, 외관이 섬세한 제품일 때 특히 문제가 된다. 스트래핑의 부식을 방지하거나 지연시키기 위해 코팅(coating)이 사용되어 왔다. 한 가지 타입의 부식 억제 코팅은, 페인트와 같이 물을 주원료로 한 코팅이다. 비록 이러한 코팅이 어느 정도까지는 작용하지만, 스트래핑 물질을 코팅하는 공정은 일정하지 않은 코팅 또는 피복(coverage)을 생성하고, 이러한 것으로 부식의 국부 영역이 쉽게 관찰될 수 있음이 알려져 왔다. 또한, 페인트가 칠해진 스트래핑으로는, 코팅의 두께와 관계없이 연장되거나 오랜 동안의 노출 조건에서 스트래핑의 부식이 또한 일어날 수 있다는 것이 알려져 있다. 여러 가지 품질의 액체 코팅을 이용할 수 있고, 이들의 내부식성 특징은 서로 다를 것이라는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 그럼에도 불구하고, 이들의 성능 특징에는 단점과 한계가 있다.
종래의 지식은, 분말 코팅이 약 5분 내지 약 10분 동안 약 177℃(350℉) 내지 약 232℃(450℉)의 온도에서 경화되어야 한다는 사실을 알려준다. 이것은, 일반적인 제조 라인의 속도[분당 약 54.86 미터(180 피트) 내지 약 67.06 미터(220 피트)]가 수백 피트 길이의 경화 오븐을 필요로 하기 때문에, 스트랩용 분말 코팅을 불가능하게 한다.
또한, 강철 스트래핑을 제조할 때, 스트랩의 측부 가장자리는 날카롭고 신체적인 위험을 일으킬 수 있다. 일반적으로, 스트랩은 V 타입 풀리 주위나 그 위로 이동되는데, 이러한 V 타입 풀리는 날카로운 가장자리가 될 수 있는 스트랩 물질의 가장자리를 연마적으로 제거할 수 있다. 게다가, 코팅의 보호 기능은 가장자리에서 코팅의 연마성 제거에 의해 손상될 수 있다.
또한, 최종 물질의 "슬립(slip)" 값을 증가시키기 위해, 스트랩은 흔히 왁스와 같은 약제(agent)의 추가적이거나 후속적인 도포를 필요로 한다는 것이 알려져 왔다. 스트랩이 한쪽 말단에서 고정되고 로드(load) 주위의 대향 말단(opposing end)에서 당겨지거나 인장되기 때문에, 슬립 값은 스트래핑 기계에서 사용될 때 스트랩을 인장하는데 필요한 힘이다. 만족할만한 스트랩의 인장을 위해서는 약 15 뉴튼 미터 미만의 슬립 값이 필요하다. 이러한 스트래핑 기계의 사용과 작동은, Bobren의 미국 특허 번호 5,097,874에서 보다 충분히 개시되어 있고, 이 특허는 여기서 참조로 병합된다.
따라서, 부식에 대해 효과적인 방벽을 제공하는 스트래핑 물질용 코팅의 필요성이 존재한다. 바람직하게, 이러한 코팅은 빠른 제조 속도(즉, 라인 속도)를 필요로 하는 현재의 금속 스트랩 제조 공정에 적합하도록 비용 면에서 효과적이고 효율적인 공정으로 도포된다. 가장 바람직하게, 이러한 코팅은 스트래핑 물질 위에 실질적으로 일정한 두께의 코팅, 바람직하다면 스트래핑 가장자리의 오버코팅(over-coating)을 생성하면서 도포된다.
폭과 두께를 갖고 제 1 측부와 제 2 측부 및 한 쌍의 가장자리 영역을 한정하는 길게 연장된 강철의 노출된 스트랩 물질(elongated steel bare strap material)로부터 내부식성 스트랩이 형성된다. 노출된 스트랩 물질 위에 코팅이 가해지고 경화된다. 경화된 코팅은 제 1 측부와 제 2 측부 및 가장자리에서 실질적으로 일정한 두께를 갖는다. 선택적으로, 코팅은 개 뼈 모양의 측면(dog-bone profile)을 한정하는 가장자리 영역 주위와 가장자리 영역에 인접한 제 1 측부와 제 2 측부에서 보다 큰 두께를 갖는다.
본 발명의 상세한 설명과 다음에 오는 청구항을 위해, 노출된 스트랩, 코팅된 스트랩 및 경화된 스트랩이 언급될 것이다. 노출된 스트랩은 코팅 물질을 도포하기 전의 베이스 물질(base material)이다. 이것은 본질적으로 "종래의" 스트랩 제조 공정으로부터 생성되는 코팅되지 않은 물질이다. 코팅된 스트랩은 경화 또는 단단하게 하기 전에, 스트랩에 도포된 코팅이 있고 노출된 스트랩이다. 마지막으로, 경화된 스트랩은 스트랩에 도포되고 경화되거나 단단해진 코팅이 있는 스트랩을 나타낸다.
여기에서 제공되는 바와 같이, 본 발명에 따른 스트랩은 여러 가지 모의 환경에서 상업적으로 구입할 수 있는 액체 코팅된 스트랩보다 훨씬 우수한 내부식성 특징을 나타낸 것으로 설명되어 왔다. 몇몇 경우에, 이러한 특징은 알려진 제품보다 10배 심지어 20배 증가를 초과한다.
용융되고 스트랩 베이스 물질 위에 경화되는 분말로 코팅이 도포되는 것이 바람직하다. 현재의 분말은 에폭시 물질이다. 다른 예상되는 분말 물질은, 폴리에스테르, 우레탄, 하이브리드(hybrid) 등을 포함한다.
경화된 스트랩을 제조하는 방법은, 제 1 측부와 제 2 측부 및 대향하는 가장자리를 갖고 노출된 스트랩을 제공하는 단계를 포함한다. 스트랩은 소스(source)로부터 제공되고, 소스에서 코팅 장치로 이동된다. 코팅 작업 또는 공정은 종래의 스트랩 제조 공정과 충분히 통합될 수 있기 때문에, "소스"는 스트랩 제조 작업의 생산물(output)이 될 수 있다.
노출된 스트랩 또는 베이스 물질은 코팅 장치를 통하도록 향한다. 본 발명에서, 장치는 수직으로 배향되어, 노출된 스트랩, 코팅된 스트랩 및 경화된 스트랩은 위쪽으로 장치를 통해 통과한다. 그러나, 장치는 수평으로 배향되거나 또는 임의의 각으로도 배향될 수 있다.
분말은 스트랩의 제 1 측부에 도포되어, 제 1 측부 및 대향하는 가장자리를 덮는다. 이와 마찬가지로, 분말은 스트랩의 제 2 측부에 도포되어, 제 2 측부 및 대향하는 가장자리를 덮는다. 방법은, 제 1 측부에 분말을 도포할 때 대향하는 가장자리에 바로 인접해 있는 제 2 측부의 일부를 덮는 단계와, 제 2 측부에 분말을 도포할 때 대향하는 가장자리에 바로 인접해 있는 제 1 측부의 일부를 덮는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 덮여지는 부분에 대한 대향 측부에 프레이밍 효과(framing effect)가 있다. 이것은 노출된 스트랩 위에 코팅의 "개 뼈 모양의" 측면이 생기게 한다.
분말은 용융되어, 노출된 스트랩을 코팅하는 흐를 수 있는 물질(flowable material)을 형성한다. 흐를 수 있는 물질은 스트랩 위에서 경화되고, 경화된 스트랩은 냉각된다. 다음에, 경화된 스트랩은 저장 부재(storage member)에 감긴다. 수직 코팅 방법이 사용되면, 스트랩이 수직으로 위를 향한 방향으로 이동할 때 최상 지점(uppermost point)으로부터만 지지되는 것이 바람직하다. 이것은 새롭게 도포된 코팅에 대한 손상 또는 피해를 방지한다.
정전기적 도포 공정(electrostatic application process)을 이용하여 분말이 도포된다. 분말이 스트랩의 제 1 측부에 처음 도포되고, 이어서 스트랩의 제 2 측부에 도포되는 것이 바람직하다. 스트랩이 장치를 통해 이동하면서, 스트랩 위에 분말이 있는 코팅된 스트랩이 가열된다.
한 가지 방법에서, 코팅된 스트랩을 경화시키기 위해 오븐이 제공된다. 오븐 내의 별개의 복수의 가열 구역에서 가열이 일어난다. 방법은, 약 54℃(130℉), 바람직하게는 약 21℃(70℉) 미만의 온도로 스트랩을 냉각시키는 단계를 포함한다. 다음에 분말은 스트랩 제 1 측부와 제 2 측부에 도포된다. 분말을 용융시키고 스트랩 위에 용융된 분말을 경화시켜 경화된 스트랩을 형성하기 위해, 오븐을 통해 코팅된 스트랩이 이동된다.
대안적인 방법에서, 스트랩은 "종래의" 노출된 스트랩 제조 공정을 빠져나오고 분말이 상기 스트랩에 도포된다. 종래의 제조 공정을 빠져나올 때, 스트랩은 약 427℃(800℉)의 온도로, 스트랩에 잠열을 제공한다. 스트랩의 잠열은 분말을 용융시켜서 흐를 수 있는 물질을 형성하는데 사용된다.
수직 방법이 사용되면, 스트랩은 스트랩을 냉각시키는데 충분한 거리로 위를 향해 수직 방향으로 향한다. 현재의 방법에서, 스트랩은 위쪽으로 약 30.48 미터(100 피트)의 거리를 이동한다. 다음에 스트랩은 저장 부재 위에 감기기 위해 방향이 재설정된다. 스트랩마다 적어도 하나의 크라우닝된 풀리를 사용하여 스트랩의 방향이 재설정된다. 선택적으로, 물 스프레이와 같은 것에 의해 스트랩이 냉각될 수 있다. 수직 방법에서는, 위쪽 방향, 아랫방향, 또는 양 방향으로 통과하면서 이것이 실행될 수 있다. 물 스프레이 냉각은 경화된 스트랩을 냉각시키는데 필요한 이동 거리를 단축시킬 수 있다.
당업자에 의해 인식되는 바와 같이, "종래의" 스트랩 제조 공정에서는 병행하여(in parallel) 다중 스트랩(multiple strap)이 제조된다. 즉, 스트랩이 원료의 매스터 롤(master roll)로부터 절단되거나 가늘게 쪼개진다. 이 때문에, 본 발명의 코팅 공정은 병행하는 공정인 다중 스트랩의 코팅과 경화 공정에서 한 번에 또한 실행된다.
인라인 스트랩 제조 장치의 노출된 스트랩으로부터 코팅된 스트랩을 제조하는 장치는 이동 경로를 포함한다. 이 경로는, 노출된 스트랩의 제 1 측부와 제 2 측부 및 가장자리 영역 각각에 분말 코팅을 도포하기 위한 정전기적 분무기를 구비하는 스프레이 영역을 포함한다. 가열 영역은 스프레이 영역 다음에 배치된다. 가열 영역은 노출된 스트랩을 덮는 코팅된 스트랩 위의 코팅을 용융시키기 위한 충분한 길이를 갖는다. 가열 영역은 적외선 오븐과 같은 오븐을 포함한다. 바람직하게, 오븐은 코팅된 스트랩에 대해 용융 및 경화 단계를 제공하는 구역을 갖는다.
경화 영역은 가열 영역 다음에 배치된다. 경화 영역은 용융된 분말 코팅을 경화시키는데 충분한 미리 계산된 길이를 갖는다. 냉각 영역은 경화 영역 다음에 배치된다. 냉각 영역은 액체 스프레이를 포함할 수 있다. 냉각 영역은, 감는 동안 흠이 나는 것이나 손상을 방지하기 위해 경화된 스트랩이 코팅을 냉각하고 경화시키는데 충분한 길이를 갖는다.
현재의 장치에서, 이동 경로는 스프레이 영역부터 경화 영역까지 수직으로 배향된다. 이러한 장치에서, 냉각 영역의 길이는 약 30.48 미터(100 피트)이다. 그러나, 냉각 영역의 길이는 감기 전 경화된 스트랩의 원하는 온도와, 사용되는 특별한 냉각 설계(cooling scheme)(예를 들어, 물 스프레이)에 따라 다를 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 냉각 스프레이로, 약 7.62 미터(25 피트) 내지 약 9.14 미터(30 피트) 정도로 짧은 냉각 영역은 필수적인 냉각을 제공할 수 있는 것으로 측정되어 왔다.
본 발명의 여러 가지 특징과 장점들은, 첨부되어 있는 청구항과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 원리에 따라 분말 코팅된 스트랩을 제조하기 위한 예시적인 공정의 개략적인 설명으로, 상기 예시적인 공정은 콜드 스트랩 공정(cold-strap process)인 도면.
도 2는, 본 발명의 원리에 따라 분말 코팅된 스트랩을 제조하기 위한 다른 예시적인 공정의 개략적인 설명으로, 상기 예시적인 공정은 핫 스트랩 공정(hot-strap process)인 도면.
도 3은, 도 2의 핫 스트랩의 개략적인 설명으로, 상기 스트랩은 수평 배향으로 이동되는 도면.
도 4a와 도 4b는 스트랩 물질 위에 분말 코팅이 있는 스트랩 물질의 단면도로, 도 4a는 실질적으로 일정한 두께의 코팅을 도시하고, 도 4b는 본 공정의 개 뼈 모양의 외양을 도시하는 도면.
도 5는, 본 발명의 스트랩을 제조하기 위한 장치에 사용되는 크라우닝된 풀리(crowned pulley)를 도시하는 도면.
도 6과 도 6b는 알려져 있는 스트랩 제조 공정에 일반적으로 사용되는 V 타입 풀리(V-type pulley)를 도시하고, 이에 의해 발생하는 콜드 흐름 효과(cold-flow effect)를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 스트랩을 제조하는데 사용되는 한 가지 예시적인 스프레이 부스를 도시하는 도면.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 경화된 스트랩(cured strap)
12: 노출된 스트랩 물질(bare strap material)
14: 코팅 16: 물질의 제 1 측부
18: 물질의 제 2 측부 20: 스트랩 가장자리
25: 슬리터(slitter) 27: 박스(box)
28: 약 982℃(1800℉)의 온도로 열 처리
30: 용융된 납 배쓰(molten lead bath)
32: 스프레이 부스(spray booth) 33: 하부 개구부(lower opening)
34: 위를 향한 수직 운동 35: 상부 개구부(upper opening)
36: 저장 장치(storage device) 37: 상부 호퍼(hopper)
39: 하부 호퍼 40: 숯 슈트(charcoal chute)
41: 덕팅(ducting)
42: 정전기 분무기(electrostatic spray gun)
44, 46: 물에 의한 분무
50: 액체 담금질 탱크(liquid quench tank)
54: 적외선 오븐(54)
55: 드럼(drum) 또는 부스터 히터(booster heater)
56, 58, 60: 냉각 영역
72: 크라우닝 타입의 풀리(crowned-type pulley)
본 발명은 여러 가지 형태의 실시예가 가능하지만, 도면에 도시되어 있고, 이후에는 본 개시물이 본 발명의 예시로 간주되는 것이지 예시 및 설명되어 있는 특정한 실시예로 본 발명을 한정하려는 것은 아니라는 조건으로, 현재 바람직한 실시예가 설명될 것이다.
이제 도면, 특히 도 4a와 4b를 참조하면, 본 발명의 원리를 구현하는 경화된스트랩(cured strap)(10)의 단면(section)이 도시되어 있다. 경화된 스트랩(10)은 상대적으로 일반적인 강철의 노출된, 즉 베이스 스트랩 물질(relatively common steel bare or base strap material)(12)로부터 형성되고, 당업자에 의해 인정될 방법으로 형성된다. 예시적인 스트랩 제조 공정은, 여기서 참조에 의해 병합된 특허인 Krauss 등의 미국 특허 제 4,793,869호 및 제 4,793,870호에 개시되어 있는 공정이다.
노출된 스트랩 물질(12)은, 도포되었을 때 노출된 스트랩 물질(12) 및 알려져 있는 다른 코팅 기술과 비교해서 향상된 내부식성을 제공하는, 일반적으로 14로 표시된 코팅을 노출된 스트랩 물질(12) 위에 갖는다. 도 4a에 도시되어 있는 실시예에서, 노출된 스트랩(12)을 상대적으로 일정한 코팅(14)의 단면 또는 두께로 균일하게 코팅하기 위해 코팅(14)이 가해진다. 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이 다른 실시예에서, 개 뼈 모양의 단면 또는 측면(dog-bone cross-section or profile)을 얻기 위해 코팅(14)이 가해진다. 이러한 개 뼈 모양의 효과는 아래 본 스트랩(10)을 제조하는 방법에 관해서 보다 충분히 설명될 것이다.
아래에서 보다 충분히 설명되는 바와 같이, 코팅(14)은 노출된 스트랩 물질(12)에 분말로 가해진다. 이러한 방법으로, 물질(12)의 제 1 측부(16)에 코팅(14)이 (분말로) 가해지면, 코팅(14)은 제 1 측부(16) 뿐만 아니라 노출된 스트랩(12)의 가장자리(20)에 부착된다. 이와 마찬가지로, 노출된 스트랩(12)의 제 2 측부(18)에 코팅(14)이 (분말로) 가해지면, 코팅(14)은 또한 스트랩 가장자리(20)에 부착된다.
도 4b에 도시되어 있는 개 뼈 모양의 측면에서, 노출된 스트랩(12)의 제 1 측부(16)에 코팅(14)이 가해지면, 코팅(14)은 물질의 측부에 부착되고, 둘레를 감아서 물질(12)의 제 2 측부(18)의 일부분 둘레로 또한 확장된다. 이와 같이, 코팅(14)이 물질의 제 2 측부에 가해지면, 분말은 제 2 측부(18)에 부착되면서 분말은 또한 물질의 제 1 측부(16)의 둘레를 감는다. 이에 따라, 물질의 양 측부의 가장자리(20) 둘레로 코팅이 확장되기 때문에, 오버 코팅(over-coating) 또는 개 뼈 모양의 측면이나 또는 외양을 생성하면서, 가장자리(20)에 약간의 증가 또는 축적이 생긴다.
스트랩을 제조하는 전통적 또는 종래의 방법에서, 베이스 물질은 예를 들어 강철 코일(S)로부터 공급되고, 원하는 폭을 갖는 원하는 수의 스트랩으로 슬리터(slitter)(25)에서 가늘게 분리된다. 다음에, 가늘게 분리된 스트랩(slit strap)은 28번으로 표시된 바와 같이, 약 982℃(1800℉)의 온도로 열 처리된다. 다음으로, 가공되지 않은 스트랩(12)은, 미리 예정된 정도 이하, 바람직하게는 약 427℃(800℉) 미만으로 온도를 감소시키는 용융된 납 배쓰(molten lead bath)(30)와 같은 곳에서 처리된다. 스트랩(12)은 납 배쓰(30)를 빠져나와 스트랩(12)에 있을지도 모르는 임의의 납을 제거하기 위해 숯 슈트(charcoal chute)(40)를 통과하게 된다. 스트랩 제조 공정의 보다 상세한 공정은, Krauss에게 허여된 앞서 언급된 특허에서 제공된다. 종래의 공정 단계는 도 1 내지 도 3에서 박스(27) 내에 표시된다. 본 코팅 방법은 이러한 점에서 종래의 스트랩 제조 공정과 통합될 수 있다.
물질(12)이 이동 경로를 따라 이동하면서, 스프레이 부스(spray booth)(32)에서 가공되지 않은 스트랩 물질(12)에 분말이 가해진다. 현재 방법에서, 코팅과 경화는 수직 이동 경로를 따라 실행된다. 이러한 목적을 위해, 가공되지 않은 스트랩(12)은 도 1 내지 도 2에서 34로 표시된 바와 같이, 수직으로 위 방향으로 이동한다. 코팅된 스트랩은 수직 방향으로 올라갈 때 가열된다. 다음으로 코팅된 스트랩은, 스트랩(10)이 냉각되고 분말 코팅(14)이 경화되어 단단해지도록 경로를 따라 더 이동된다. 다음으로 경화된 스트랩(10)은 릴(reel) 또는 스풀(spool)과 같은 저장 장치(storage device)(36)로 감겨진다.
도 2에 도시되는 것과 같은 한 가지 예시적인 공정은, 핫 스트랩 공정(hot-strap process)으로 알려져 있다. 이러한 공정에서, 가공되지 않은 스트랩(12)이 숯 슈트(40)를 통과한 후에, 이것의 온도는 약 232℃(450℉) 내지 약 260℃(500℉)이다. 가공되지 않은 스트랩(12)은 스프레이 부스(32)에 들어가고 분말 코팅이 여기에 가해진다.
바람직한 적용예에서, 분말은 정전기 분무기(electrostatic spray gun)(42)로부터 베이스 물질(12)의 제 1 측부 또는 표면(16)에 연속적으로 가해지고, 스트레이 총(42)의 옆을 통과할 때 물질(12)의 제 2 측부 또는 표면(18)에 연속적으로 가해진다. 이러한 시점에서, 수직 방법(vertical method)을 사용하면, 위를 향한 수직 방식으로 스트랩이 이동한다. 가공되지 않은 스트랩(12)에 있는 잠열(latent heat)[납 배쓰(30)와 숯 슈트(40)를 빠져나간 후]은 분말 코팅을 용융시키고, 이어서 스트래핑 물질(strapping material) 위에 코팅을 경화시키는데 충분한 것으로 알려져 있다. 수직 방향으로 위쪽에 있는 공정의 추가 부분에서, 44와 46에서 표시된 바와 같이 코팅(14)과 그 아래에 있는 스트래핑 물질(12)을 냉각시키기 위해 경화된 스트랩에 물이 분무될 수 있다. 냉각에 이어, 48로 표시된 바와 같이, 경화된 스트랩(10)은 일반적으로 아래 방향으로 방향이 바뀌고, 스풀(36)로 감긴다.
핫 스트랩 방법에서, 예를 들어 공정 상 다중 스트랩(multiple strap)이 코팅될 때 스트랩의 온도를 보다 정밀하게 조절하는 것이 적당할 수 있음을 예상할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어 도 2와 도 3에서 일반적으로 55로 표시된 바와 같은 드럼(drum) 또는 부스터 히터(booster heater)에 의해 온도 조절이 이루어질 수 있다. 다중 스트랩이 코팅되는 공정에서, 예를 들어 배열의 외부 말단에 있는 스트랩과 같은 일부 스트랩은 추가 에너지(열)를 필요로 할 수 있는 반면, 중간 스트랩과 같은 다른 스트랩은 에너지(열)가 제거될 것을 필요로 할 수 있다.
도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 콜드 스트랩 공정(cold-strap process)으로 지칭되는 예시적인 제 2 공정에서, 노출된 스트랩(12)이 종래 공정의 용융된 납 배쓰(30)와 숯 슈트(40)를 빠져나온 후, 스트랩(12)이 액체 담금질 탱크(liquid quench tank)(50)를 통과하게 함으로써 노출된 스트랩(12)의 온도는 추가적으로 감소된다. 액체 담금질 후 스트랩의 온도는 약 54℃(130℉), 바람직하게는 약 21℃(70℉) 미만이다. 도 1이 수직 배향으로 실행되는 콜드 스트랩 공정을 개략적으로 도시하고 있지만, 당업자들은 수평 배향이나 수직과 수평 사이의 어떠한 경사로도 공정이 실행될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
물 담금질 단계에 이어서, 물질(12)에 잔류하는 수분을 제거하기 위해, 노출된 스트랩(12)은 건조한 공기와 같은 것으로 건조되거나, 또는 52로 표시된 바와같이 와이퍼(wiper), 고무걸레(squeegees) 등과 같은 기계적인 수단으로 건조될 수 있다. 다음으로 분말 코팅은, 스프레이 부스(32)에 있는 정전기적 분무기(42)를 이용해서 노출된 스트랩(12)의 제 1 측부(16)와 제 2 측부(18)에 가해질 수 있다. 이어서, 코팅된 스트래핑(12b로 도시됨)은 분말을 용융시키고 코팅을 경화시키기 위해 적외선 오븐(54)을 통해 이동된다. 적외선 오븐(54)을 빠져나온 후, 스트랩(10)이 냉각되도록, 경화된 스트랩(10)은 냉각 영역(66)을 통해 추가로 이동한다. 이 다음에, 경화되고 냉각된 스트랩은 사용하기 위해 스풀 또는 릴(36)로 감겨진다. 스트랩(10)은 스트랩(10)의 냉각을 추가로 돕기 위해 44와 46으로 표시된 바와 같이 물로 분무될 수 있다.
수직 배향된 코팅 공정이 사용될 때, 분무기와 오븐은 이동 경로의 수직부(vertical portion)로 위치해서, 코팅되고 경화된 스트랩은 공정 동안 위를 향해 통과한다. 냉각 영역(66)은 오븐(54)에 인접하고 오븐(54) 위에 위치하거나, 또는 코팅(14)이 충분히 경화되는 한, 감기 전에 부분적으로 공정의 아래 방향으로 통과할 수 있다.
핫 스트랩 방법과 콜드 스트랩 방법 모두에서, 분말의 도포는 정전기적 코팅 공정을 이용해서 가장 잘 실행된다. 하나의 현재 공정에서, 코팅은 에폭시 물질이다. 콜드 스트랩 공정에서 사용하기 위한 한 가지 물질은 상업적으로 모턴 코포레이션사로부터 부품(part), 즉 재료 번호 10-7017로 구입할 수 있다. 핫 스트랩 공정에서 사용하기 위한 물질은 인디아나주 인디아나폴리스시의 릴리 인더스트리사로부터 구입할 수 있다. 약 0.0005cm(0.2 mil) 내지 약 0.0127cm(5.0 mil), 바람직하게는 약 0.0015cm(0.6 mil) 내지 약 0.0030cm(1.2 mil), 가장 바람직하게는 약 0.0020cm(0.8 mil)의 두께를 이루기 위해 분말 코팅이 가해진다. 이러한 두께는 내부식성에 충분한 코팅을 제공하고, 이러한 내부식성을 크게 감소시키지 않으면서 베이스 물질 위에 실질적으로 균일한 코팅을 보장하기 위해 가해질 수 있는 것으로 알려져 왔다.
핫 스트랩과 콜드 스트랩 공정 모두에서, 분말의 도포와 경화는 실질적으로 3가지 상(three phases)을 거친다. 제 1 상에서는 도포에 이어 즉시, 스트래핑 물질에 코팅을 형성하면서 분말이 용융하여 흐르기 시작한다. 추가적인 용융은, 스트래핑 물질 위에 상대적으로 매끄럽고 실질적으로 균일한 필름을 제공하기 위해, 코팅 물질이 더 흐르도록 한다. 이러한 공정 단계에서, 물질의 교차결합(cross-linking)이 일어나기 시작하고, 물질의 흐름이 느려진다. 이러한 시점에서, 스트래핑 물질은 실질적으로 충분히 물질로 코팅된다. 공정의 최종 단계에서, 물질은 단단해지거나 경화되기 시작하고, 전적으로 그렇지는 않지만 기본적으로 흐름이 멈추게 된다.
핫 스트랩 공정에서, 노출된 스트랩(12)이 용융된 납 배쓰(30)와 숯 슈트(40)를 빠져나온 후, 상기 노출된 스트랩(12)의 잠열을 이용하여 분말 물질을 가열함으로써 이러한 상이 발생한다. 스트랩 베이스 물질(12)의 온도는 숯 슈트(40) 후에 약 232℃(450℉) 내지 약 260℃(500℉) 이므로, 물질(12)에 도포할 때 분말은 쉽게 용융된다. 바람직한 분말은 적당한 화학적 특성과 유동학적 특성을 가지므로, 용융시 흘러서 필름을 형성하고, 경화하기 전에 코팅된 스트랩에 균일한필름을 형성한다.
콜드 스트랩 방법에서, 이러한 상들은 적외선 오븐(54) 내의 복수의 분리된 부분(discrete section) 또는 구역(zone)(56,58,60)에서 실행된다. 제 1 구역 또는 부분(56)에서, 가열은 상대적으로 적절한데, 이 때 분말은 용융되어 스트랩(12)을 코팅시키기 위해 흘러나가기 시작한다. 오븐(54)의 제 2 구역(58)은 보다 강력하므로, 기본적으로 물질의 교차결합을 완결함으로써 물질의 흐름을 완료한다. 제 3 구역(60)에서, 경화는 매우 강력한데, 이 때 코팅(14)이 경화되어 경화된 스트랩(10)을 형성한다. 콜드 스트랩 공정에서, 구획되어 있는 오븐(zoned oven)(54)을 스트래핑 물질이 통과할 때, 경화는 약 6초 내지 약 8초에 실행된다.
바람직한 핫 스트랩 또는 콜드 스트랩 공정에서, 코팅 물질을 용융시키고, 플로우 코팅하며(flow-coat), 냉각시키고 추가적으로 스트랩(10)이 냉각되도록 하기 위해 분말을 도포하는 동안 및 도포한 후에, 34로 표시된 바와 같이 노출된 스트랩(12)은 수직 방식으로 위를 향해 이동된다. 이것은 스트랩(10) 위에 코팅(14)을 경화시킨다. 이 때, 다음으로 스트랩(10)의 냉각을 추가로 보조하기 위해, 44와 46으로 표시된 바와 같이 스트랩(10)은 물로 분무될 수 있다. 이러한 냉각은, 스트랩(10)의 연속적인 위를 향한 수직 운동(34)이나, 스트랩(10)의 후속적인 방향 재설정(redirection)과 아래 방향 운동(48) 중 하나로 실행되거나, 또는 이 모두로 실행될 수 있다.
본 방법은 "인라인" 공정일 수 있고, 상기 "인라인" 공정에서 실행되거나 또는 이것의 일부로 실행되는 것이 바람직하므로, 스트래핑 라인(strapping line)의전체적인 작업 속도를 유지할 수 있도록 하는 것으로 알려져 왔다. 유리하게도, 본 방법에서 경화된 스트랩(10)은 상대적으로 짧은 경화 시간(약 6초 내지 약 8초)에 약 54.86 mpm(meter per minute)[180 fpm(feet per minute)] 내지 약 67.06 mpm(220 fpm) 까지의 "인라인(in-line)" 속도로 제조될 수 있다. 이것은, 필요에 의해, 매우 느린 스트랩 제조 라인 속도로 실행되거나, 후속적인 공정으로 실행되어야만 할 알려져 있는 공정에 대해 엄청난 장점을 제공한다.
당업자에 의해 쉽게 인식되는 바와 같이, 종래의 알려져 있는 기술을 사용하는 것은 라인 속도를 감소시키거나, 또는 후속적인 코팅 공정 중에 하나를 선택할 것을 요구한다. 또한 인식되는 바와 같이, 이러한 선택 중 하나는 비용이 비싸므로, 받아들일 수 없다.
본 발명의 바람직한 방법에서, 코팅된 스트랩(10)은 미리 계산된 시간과 상호 관련이 있는 미리 계산된 거리만큼 위를 향한 수직 방식으로 이동된다. 예시적인 방법에서 약 30.48 미터(100 피트)가 되는 이러한 수직 거리 때문에, 라인 속도는 필요한 경화 시간을 충족시키기 위해 변할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 예외적으로 우수한 내부식성 코팅(14)을 제공하지만, 전체적인 스트랩 제조 라인 속도(즉, 공정 효율)에 희생이 있는 정도의 라인 속도이다. 당업자에 의해 또한 인식되는 바와 같이, 스트랩(10)의 경화 또는 이동 시간은 일반적으로 스트랩 두께에 따라 변할 것이다. 약 0.051cm(0.020 인치)의 두께와 약 1.27cm(1/2 인치)의 폭을 갖는 스트랩은 핫/콜드 스트랩 방법을 이용해서 약 54.86 mpm(180 fpm)으로 코팅될 수 있는 것으로 알려져 왔다. 예시적인 방법은 약 30.48 미터(100 피트)의 수직 거리를 갖지만, 냉각 스프레이(cooling spray)와 약 54.86 mpm(180 fpm)의 속도로 약 54℃(130℉)(코팅이 충분히 경화되는 온도)의 온도에 도달하기 위한 시간을 기준으로, 필요한 거리는 약 7.62 미터(25 피트) 내지 약 9.14 미터(30 피트)로 측정되었다.
아래의 표 1은, 본 코팅되고 경화된 스트랩이 핫 스트랩 방법과 콜드 스트랩 방법을 이용하여 제조된 작업 조건의 요약을 설명하고 있다. 이 표에서, 스트랩 크기(폭과 두께), 스트랩이 코팅되고 경화되는 라인 속도[분당 미터(피트) 단위] 및 스트랩을 제조하는 방법(핫 스트랩 또는 콜드 스트랩) 뿐만 아니라, 분말 물질이 확인된다.
스트랩을 제조하는 작업 조건의 요약
분말 물질 스트랩 크기 라인 속도 방법
모턴 에폭시# 1611029 1.91cm(3/4") ×0.064cm(0.025") 27.43-54.86mpm(90-180 fpm) 콜드
모턴 에폭시10-7514 1.59cm(5/8") ×0.051cm(0.020") 27.43-54.86mpm(90-180 fpm) 콜드
모턴 스트랩 블랙 1.27cm(1/2") ×0.051cm(0.020") 45.72mpm(150 fpm) 콜드
모턴 에폭시10-7107 1.91cm(3/4") ×0.079cm(0.031")1.27cm(1/2") ×0.051cm(0.020")2.54-1.91cm(1-3/4") ×0.089cm(0.035") 45.72mpm(150 fpm)45.72mpm(150 fpm)42.67mpm(140 fpm) 콜드
릴리 인더스트리투명한 TGIC 1.91cm(3/4") ×0.064cm(0.025") 27.43mpm(90 fpm) 핫
릴리 인더스트리블랙 폴리에스테르 1.91cm(3/4") ×0.064cm(0.025") 27.43mpm(90 fpm) 핫
릴리 인더스트리블랙 하이브리드(black hybrid) 1.59cm(5/8") ×0.051cm(0.020") 54.86mpm(180 fpm) 핫
릴리 인더스트리블랙 에폭시 1.59cm(5/8") ×0.051cm(0.020")2.54-0.635cm(1-1/4") ×0.089cm(0.035")5.08cm(2") ×0.112cm(0.044") 54.86mpm(180 fpm)44.20mpm(145 fpm)24.38mpm(80 fpm) 핫
표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 넓은 범위의 스트랩 크기는 실질적으로 스트랩을 제조하는 라인 속도로 제조될 수 있고, 이에 따라 전체적인 스트랩 제조 작업에 불리한 영향을 일으키지 않는 것으로 알려졌다.
콜드 스트랩 공정의 본 실시예에서, 구획된 적외선 오븐(54)은 텅스텐 석영 구성요소와 자체 정화 세라믹 반사기(self-cleaning ceramic reflector)를 이용하는 ITW BGK 높은 세기의 적외선 가열 시스템으로, 미네소타주 미네아폴리스시의 ITW BGK사로부터 상업적으로 구입할 수 있다. 이 시스템은 약 60.96mpm(meter perminute)[200 fpm(feet per minute)]까지의 라인 속도로 두께가 약 0.043cm(0.017 인치)로부터 약 0.127cm(0.05 인치)까지인 강철 스트랩을 처리할 수 있다. 오븐(54)은, 오븐에 넣을 때 약 26.7℃(80℉)의 온도로부터 오븐에서 빼낼 때 약 246℃(475℉) 내지 약 260℃(500℉)의 온도로 스트래핑 물질의 온도를 증가시킨다. 오븐(54)에는 3개의 독립된 구역인, 예열 구역(pre-heat zone)(56), 흐름 구역(flow zone)(58) 및 경화 구역(cure zone)(60)이 제공된다. 오븐(54)은 약 100kW의 전력 등급(power rating)을 갖는다.
현재 제조 방법에서, 정전기 분말 분무기(42)는 코로나 타입의 PG2-A 자동 분무기로, 인디아나주 인디아나폴리스의 ITW GEMA사로부터 상업적으로 구입할 수 있다. 이러한 분무기(42)는 콜드 스트랩과 핫 스트랩 공정 모두에 사용된다. 예시적인 스프레이 부스(spray booth)(32)는 도 7에 도시되어 있다. 부스(32)는 스트랩(12)이 향하는 이동 경로(34)의 일부를 한정한다. 부스는 하부 개구부(lower opening)(33)와 상부 개구부(upper opening)(35)를 포함하고, 이를 통해 스트랩(12)(12b)이 통과한다. 분무기(도 7에 미도시됨)는 스트랩(12)에 분말 코팅을 가하기 위해 부스(32) 내에 위치된다.
부스(32)는 상부 및 하부 호퍼(hopper)(37,39)를 포함하는데, 이는 스트랩(12)(12b)에 부착되지 않는 분말을 수거하기 위해 배열되어 있다. 덕팅(ducting)(41) 또는 다른 이동 장치는 부착되지 않은 분말을 재사용을 위해 분무기로 다시 이동시키기 위해 사용된다. 이러한 방식으로, 스트랩에 부착되지 않은 분말은 코팅 공정에서 재활용되어 다시 사용되고, 이에 따라 코팅 방법에 보다 큰경제성을 제공한다. 부스(32)는, 스프레이 단계를 관찰하고/관찰하거나 둘러 싸여있는 분무기에 대해 유지보수를 실행하기 위해, 예를 들어 관찰 창문(viewing window)(43) 및/또는 출입문(access door)(45)을 포함할 수 있다.
또한 본 공정에서는, 도 5에 도시된 것과 같은 크라우닝 타입의 풀리(crowned-type pulley)(72)를 이용하여 코팅된 스트랩(10)의 방향을 재설정(방위 변화)하는 것이 가장 바람직하다. 알려져 있는 스트랩 제조 공정은 도 6과 도 6b에 도시되어 있는 것과 같은 V 타입의 풀리를 사용한다. 이러한 V 타입의 풀리를 이용하는 것은 스트랩 가장자리에서 물질의 연마성 제거를 일으키고, 이러한 연마성 제거는 스트랩 가장자리에 오목한 부분(concavity)(도 6b 참조)을 형성하는 것으로 알려져 왔다. 위에서 논의된 바와 같이, 이러한 가장자리를 얇게 하면, 날카로운 가장자리가 형성될 수 있기 때문에 신체적인 위험이 발생한다. 코팅(14)과 함께 크라우닝된 풀리(72)를 사용하는 본 방법은, 얇아서 날카로운 가장자리와 연관되어 있는 위험을 상당히 감소시키거나 심지어 제거한다.
도면과 위의 설명을 검토함으로써 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 본 인라인 스트랩 코팅 공정은, 알려져 있는 코팅 공정에 대해 여러 가지 장점들을 제공한다. 첫 번째로, 분말 스프레이 코팅과 스트랩의 경화는, 스트랩 부식에 대한 기회를 상당히 감소시키기 위해, 스트래핑 물질 위에 실질적으로 균일한 코팅 두께(가장자리 오버 코팅이 있거나 없이)를 제공한다. 또한, 본 방법은 일반적인 스트랩 제조 라인 속도로 실행될 수 있어서, 스트랩 코팅을 실행하기 위한 2차 또는 3차 공정의 필요성을 제거한다. 이것은, 베이스 또는 출발 물질로부터 최종 수요자 제품까지 스트랩 물질을 제조하는데 필요한 비용과 시간을 상당히 감소시킨다. 또한, 도포되는 코팅의 두께 조절이 코팅 공정을 실행하는데 필요한 분말 물질의 양을 조절하고, 이에 따라 제조 비용을 추가적으로 조절하므로, 본 공정은 비용 면에서 효과적이다.
본 발명의 분말이 코팅된 스트래핑 물질(10)은, 필요하다면 최종 스트랩 위에 필요한 슬립 값(slip value)을 얻기 위해, 첨가제를 혼합할 수 있는 능력을 제공하는 것으로 또한 알려져 있다. 앞에서 논의된 바와 같이, 약 15 뉴튼 미터(Newton-meter) 미만의 슬립 값은, 사용자가 사용하는 동안 믿을 수 있는 인장(tensioning)에 필요하다. 이러한 슬립은, 스트랩이 슬립 그 자체 위를 감소된 마찰로 이동할 수 있도록 하므로, 스트래핑 기계에 의해 적절히 인장될 수 있다. 스트랩에 왁스 등을 가하는 추가 단계를 필요로 할 수 있는 몇몇 알려진 스트랩 제조 공정과 달리, 본 방법은 이러한 필수 슬립 값을 얻기 위해 분말로 코팅된 물질(powdered coating material)에 첨가제를 사용하도록 한다.
코팅되고 코팅되지 않은 모든 스트랩 물질 샘플을 검토하면, 부식은 거의 항상 스트랩의 가장자리에서 시작된다는 것이 관찰되어 왔다. 이것은, 전체 스트랩, 특히 가장자리에서 만족할만한 코팅이 부족할 뿐만 아니라, V 타입 풀리 위에 있는 스트랩 가장자리에 의해 발생하는 것으로 생각된다. 따라서, 본 발명의 코팅 방법과 함께 크라우닝된 풀리(72) 사용은 스트랩(10)의 가장자리(20)에 대한 손상을 방지하고, 이에 따라 부식을 견디는 스트랩의 능력을 증가시키는 것으로 알려져 왔다.
내부식성의 증가를 측정하기 위해, 알려져 있는 코팅 스트랩 샘플과 노출된 스트랩 샘플에 대해 경화된 스트랩 샘플을 평가했다. 이러한 각각의 평가에서, "불합격(failure)"은 사람의 눈에 보이는 붉은색 녹의 작은 구멍(pinhole)으로 입증되었다. 각각의 경우에, 본 발명의 경화된 스트랩은 알려져 있어서 상업적으로 구입할 수 있으며 상업적으로 사용되고 있는 어떤 제품보다 훨씬 우수한 것으로 알려졌다.
4개의 평가가 행해졌다. 각각의 평가에서, 스트랩 샘플은 절단되고, 그 절단된 말단은 절단 위치에서 부식의 개시를 방지하기 위해 덮여졌다. 본 발명의 핫 스트랩 방법 및 콜드 스트랩 방법에 따라 제조된 스트랩 샘플과, 상업적으로 구입할 수 있는 산업 표준의 액체 코팅(표준 액체 코팅된 스트랩)이 있는 스트랩 샘플과, 상업적으로 구입할 수 있는 산업 프리미엄 액체 코팅(프리미엄 액체 코팅된 스트랩)이 있는 스트랩 샘플이 비교되었다.
제 1 평가에서, 테스트와 물질을 위한 미국 재료 시험 협회(ASTM) 규격 B117에 따라 소금 스프레이 테스트(salt spray test)가 행해졌다. 이러한 평가에서, NaCl(99.99 퍼센트) 5 중량% 농도의 용액이 제조되었다. 스트랩 샘플이 캐비닛(cabinet)에 넣어지고, 5 퍼센트 NaCl 용액의 연속적으로 미세한 안개(mist)가 캐비닛에 분무되었다. 이러한 평가의 결과가 아래 표 2에 설명되어 있다.
소금 스프레이 평가
스트랩 타입 불합격까지의 평균 시간
핫 스트랩 방법 46
콜드 스트랩 방법 46
표준 액체 코팅된 스트랩 3
프리미엄 액체 코팅된 스트랩 5
표 2의 결과로부터, 핫 스트랩 방법과 콜드 스트랩 방법 모두에 따라 제조된 경화 스트랩의 내부식성은, 소금 스프레이에 의해 표준 및 프리미엄 액체 코팅된 스트랩의 내부식성보다 훨씬 크다. 사실상, 본 발명의 스트랩은 표준 액체 코팅된 스트랩보다 15배를 초과하는 증가와 프리미엄 액체 코팅된 스트랩에 대해서는 거의 10배의 증가를 나타내었다.
케스터니크 테스트(Kesternich Test)로 불리는 제 2 평가에서, 스트랩 샘플은 모의 산성 비 조건(simulated acid rain condition)을 거쳤다. 이러한 평가는 독일 공업품 표준 규격(DIN) 50018에 따라 실행되는데, 이 규격에서 스트랩 샘플은 40℃(104℉)의 온도로 가열된 챔버(chamber)와, 물-이산화황 환경에 8시간 동안 넣어진다. 물과 이산화황의 반응은 스트랩 위에 황산 축합물을 생성했다. 다음에 스트랩을 헹구고 16시간 동안 건조시킨다. 각각 8시간의 황산 환경-헹굼-16시간의 건조 사이클은 하나의 케스터니크 사이클로 정의되었다. 아래의 표 3은 케스터니크 테스트로부터의 결과를 나타낸다.
케스터니크 사이클 평가
스트랩 타입 불합격까지의 사이클
핫 스트랩 방법 >40
콜드 스트랩 방법 >40
표준 액체 코팅된 스트랩 2
프리미엄 액체 코팅된 스트랩 2
프로히전 평가(prohesion evaluation)로 불리는 제 3 평가에서, 스트랩 샘플은 다소 부식성인 모의 산업 환경을 거쳤다. 이러한 평가에서, 코팅의 신장과 수축을 평가하기 위해 젖은 사이클과 건조한 사이클을 거친다. 이러한 평가는 ASTM G85에 따라 실행되었다. 스트랩 샘플은 챔버에 넣어졌고, 0.35 퍼센트 황산암모늄과 0.05 퍼센트 염화나트륨 수용액의 분무화 "안개(fog)"를 거쳤다. 스트랩 샘플은 한 시간 동안 "안개"를 거쳤고, 그 후 한 시간 동안 챔버를 통해 공기가 순환되었다. 이것은 하나의 프로히전 사이클을 구성했다. 아래의 표 4는 프로히전 평가에 대한 결과를 나타낸다.
프로히전 사이클 평가
스트랩 타입 불합격까지의 사이클
핫 스트랩 방법 265
콜드 스트랩 방법 369
표준 액체 코팅된 스트랩 12
프리미엄 액체 코팅된 스트랩 48
최종 평가는 ASTM D 4587에 대한 자외선 테스트였다. 이러한 평가에서, 스트랩 샘플은 자외선 광과 수분에 대한 주기적인 노출을 거친다. 샘플은 태양광선의자외 성분에 대한 스트랩의 내성을 평가하기 위한 장치에 넣어졌다. 각각의 사이클은, 50℃에서 UV-B 313nm 파장의 자외선 광에 4시간 동안 노출되고, 다음으로 50℃에서 응축 수분에 4시간 동안 노출되는 것으로 구성되었다. 아래의 표 5에 나타나 있는 결과는, 전체 자외선 광 노출과 응축 노출 시간을 나타낸다.
자외선 광 평가
스트랩 타입 불합격까지의 시간
핫 스트랩 방법 평가되지 않음
콜드 스트랩 방법 >3306
표준 액체 코팅된 스트랩 65
프리미엄 액체 코팅된 스트랩 336
위의 표 2 내지 표 5의 결과로부터, 본 발명의 코팅되고 경화된 스트랩의 내부식성 특징은, 표준 액체 코팅된 스트랩과 프리미엄 액체 코팅된 스트랩의 내부식성 특징보다 훨씬 큰 것을 알 수 있다. 이러한 특징은, 종래의 인라인 스트랩 제조 공정에서 본 발명의 스트랩을 제조하는 능력과 함께, 어떠한 스트랩 도포(strap application)에도 사용하기 위한 개선되고 효율적인 비용의 스트랩 제품을 제공한다.
상기 설명은 에폭시 스프레이 코팅 물질에 관한 것이지만, 필요한 화학적, 유동학적, 기계적 특성이 있는 다른 물질은 코팅 물질로 만족스럽게 작용할 것으로 예상된다. 예를 들어, 폴리에스테르, 우레탄, 하이브리드(hybrid) 등은 코팅 물질로 만족스럽게 작용할 것으로 예상된다. 이러한 다른 모든 물질들은 본 발명의 범위와 사상 내에 있다.
또한, 상기 개시물이 스트랩에 관해 설명하고 이를 다루지만, 전선(wire), 관(tubing), 빔과 같은 단면(beam-like cross section), 구멍이 나 있는 금속(perforated metal) 등과 같은 다른 물질의 측면(material profile)이 여기 개시되어 있는 방법과 장치에 따라 코팅될 수 있음을 당업자가 인식하고 평가할 것이다. 이러한 다른 모든 물질들은 본 발명의 범위와 사상 내에 있다.
상기 내용으로부터 여러 가지 변형과 변화는 본 발명의 신규한 개념의 올바른 사상과 범위에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 관찰할 수 있을 것이다. 설명되어 있는 특정한 실시예에 대한 제한이 의도되거나 암시되지 말아야 함을 알 것이다. 본 개시물은 첨부된 청구항에 의해 청구항의 범위에 속하는 이러한 모든 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명은, 부식에 대해 효과적인 방벽을 제공하는 스트래핑 물질용 코팅을 제공하는 효과가 있다. 바람직하게, 이러한 코팅은 빠른 제조 속도를 필요로 하는 현재의 금속 스트랩 제조 공정에 적합하도록 비용 면에서 효과적이고 효율적인 공정으로 도포된다. 가장 바람직하게, 이러한 코팅은 스트래핑 물질 위에 실질적으로 일정한 두께의 코팅, 바람직하다면 스트래핑 가장자리의 오버 코팅(over-coating)을 생성하면서 도포된다.

Claims (15)

  1. 코팅된 스트랩(coated strap)을 제조하는 방법으로서,
    제 1 측부와 제 2 측부 및 대향하는 가장자리(opposing edge)를 구비하는 금속 스트랩(metal strap)을 제공하는 단계와,
    코팅 장치를 통과하는 이동 경로를 따라 상기 스트랩을 이동시키는 단계와,
    상기 스트랩의 상기 제 1 측부에 분말을 도포함으로써, 상기 분말이 상기 스트랩의 상기 제 1 측부와 상기 대향하는 가장자리에 도포되는 단계와,
    상기 스트랩의 상기 제 2 측부에 분말을 도포함으로써, 상기 분말이 상기 스트랩의 상기 제 2 측부와 상기 대향하는 가장자리에 도포되는 단계와,
    상기 스트랩을 코팅하는 흐를 수 있는 물질(flowable material)을 형성하기 위해, 상기 분말을 용융시키는 단계와,
    상기 스트랩 위에 상기 흐를 수 있는 물질을 경화시키는 단계와,
    상기 스트랩을 냉각시키는 단계와,
    상기 스트랩을 저장 부재(storage member)에 감는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 위를 향한 수직 방향으로 상기 코팅 장치를 통해 상기 스트랩을 이동시키는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 스트랩이 수직으로 위를 향한 방향으로 이동할 때 최상 지점(uppermost point)으로부터만 상기 스트랩을 지지하는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 분말은 정전기적 도포 공정(electrostatic application process)을 이용하여 도포되는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 우선 상기 스트랩의 상기 제 1 측부에 상기 분말을 도포하고, 이어서 상기 스트랩의 상기 제 2 측부에 상기 분말을 도포하는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 스트랩의 상기 제 1 측부에 상기 분말을 도포하는 단계는 상기 대향하는 가장자리에 인접한 상기 스트랩의 상기 제 2 측부에 상기 분말을 도포하는 것을 포함하고, 상기 스트랩의 상기 제 2 측부에 상기 분말을 도포하는 단계는 상기 대향하는 가장자리에 인접한 상기 스트랩의 상기 제 1 측부에 상기 분말을 도포하는 것을 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 스트랩 위에 있는 상기 분말과 함께 상기 스트랩을 가열시키는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 스트랩을 가열시키기 위해 오븐을 제공하는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 오븐 내의 복수의 개별적인 가열 구역에서 상기 스트랩을 가열시키는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 분말을 상기 스트랩에 도포하기 전에 담금질 배쓰(quench bath)에서 상기 스트랩을 냉각시키는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 냉각 단계는 상기 스트랩의 온도를 약 54℃(130℉) 미만으로 감소시키는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 스트랩에 잠열(latent heat)이 있게 하고, 상기 흐를 수 있는 물질을 형성하도록 상기 분말을 용융시키기 위해 상기 스트랩의 상기 잠열을 이용하는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  13. 제 2항에 있어서, 냉각시키기 위해 위를 향한 수직 배향으로 약 9.14 미터(30 피트)의 거리로 상기 스트랩을 향하게 하는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 저장 부재에 상기 스트랩을 감기 전에, 위를 향한 수직 배향으로부터 일반적으로 아래를 향한 배향으로 상기 스트랩의 방향을 재설정하는 단계를 포함하는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 적어도 하나의 크라우닝된 풀리(crowned pulley)를 사용해서 상기 스트랩의 방향이 재설정되는, 코팅된 스트랩 제조 방법.
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