KR20150136772A - 엠보롤 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고무 100 중량부를 기준으로, 스테아린산, 스테아린산 칼슘 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 가류촉진제 1-10 중량부, 산화아연, 탄산아연 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 가황촉진제 1-20 중량부, 실리콘다이옥사이드 및 카본블랙을 질량기준 1 : 1 내지 1 : 3의 비율로 포함하는 충전제 50-200 중량부, 보강성 충전제로서 탄산칼슘 10-50 중량부, 에폭시수지 및 아민계수지를 질량기준 1 : 0.5 내지 1 : 2의 비율로 포함하는 기능첨가제 5-10 중량부 및 가황제 10-50 중량부를 포함하는 엠보롤용 고무 조성물을 제공한다. 본 발명의 엠보롤용 고무 조성물을 이용하여 제작된 엠보롤은 기존의 금속 엠보롤과 비교하여 제작비용이 현저히 저렴하고, 생성된 엠보의 선명도가 뛰어난 장점이 있다.

Description

엠보롤 및 그 제조방법{Embo Roll and Method for Preparing the Same}
본 발명은 엠보롤 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성고무, 가류촉진제, 충전제, 기능 활성물질 및 가황제 등을 포함하는 엠보롤 및 상기 엠보롤의 제조방법에 관한 것이다.
현재 개발된 벽지들은 크게 재질에 따라 종이벽지, 2장 이상의 종이가 합지된 합지벽지, PVC소재의 비닐벽지, 섬유 소재벽지, 또는 자연소재벽지 등으로 나눌 수 있으며, 또한 그 구조에 따라 평면벽지, 엠보싱(embossing) 벽지 등으로 구분된다.
엠보싱 벽지란 벽지 표면에 양각 또는 음각 등의 요철무늬를 부여하여 제품의 리얼리티(reality)를 극대화한 벽지를 말하며, 이는 엠보싱 공정을 포함하는 제조방법으로 제조된다.
종래 일반 엠보싱 벽지를 제조하는 공정은, a) 그라비어(Gravure) 인쇄, 플렉소(Flexo)인쇄, 로타리(Rotary)인쇄, 나염 인쇄 등의 인쇄공법을 이용하여 제품면이 되는 평면부에 무늬를 인쇄하여 반제품 원단을 제조하고, b) 반제품 원단을, 가열 시스템 공정과 함께 양각, 음각의 요철무늬가 있는 엠보롤(Embo Roll)(예컨대, 스틸 엠보롤(Steel Roll))과 반대편 압동롤(Back up Roll)의 압착이 가해지는 사이를 통과시켜 인쇄된 벽지에 양, 음각의 요철이 생기는 엠보무늬를 성형하는 엠보싱(Embossing) 공정을 거치고, c) 냉각시스템을 거쳐 완제품이 생산된다.
여기서, 상기 엠보롤은 통상적으로 금속을 이용하여 제조하고 있다. 금속을 이용하여 상기 엠보롤을 제조할 경우 양각 및 음각의 요철무늬 경도가 뛰어나 엠보롤에 의해 형성된 엠보무늬의 정교함이 향상되고, 상기 양각 및 음각의 요철무늬가 장기간 마모되지 않는 장점이 있다.
그러나 금속을 이용하여 상기 엠보롤을 제조할 경우, 각각의 엠보롤을 숙련된 기술자가 수작업으로 양각 및 음각의 요철무늬를 형성한 후 열처리 과정을 거치기 때문에 엠보롤 제조 비용이 매우 비싸지는 단점이 있는 것은 물론, 요철무늬 형성 과정에서 실수가 발생할 경우 금속 소재 롤 표면 전체를 깎아 낸 이후 다시 요철무늬를 형성해야 하는 단점이 존재한다.
상술한 단점을 해결하기 위해 상기 엠보롤을 천연고무 또는 합성고무로 제조할 경우 3D 다이렉트 레이저 가공기기 등을 이용해서 매우 단기간에 엠보롤을 제조할 수 있는 것은 물론, 엠보롤 양산 단가를 비약적으로 낮출 수 있다.
그러나 천연고무 또는 합성고무를 이용하여 고무롤을 제조하고, 3D 다이렉트 레이저 가공기기를 이용하여 상기 고무롤에 요철무늬를 형성하여 고무 엠보롤을 제조하기 위해서는 상기 고무롤에 레이저 빔을 조사할 경우 레이저에 의해 상기 고무 소재가 정교하게 연소되어 생성된 요철무늬의 디테일이 살아 있어야 하는 등의 가공성이 좋아야 하는 것은 물론, 고무 엠보롤의 이형성 및 경도도 좋아야 한다는 문제가 있다.
특허문헌을 살펴보면, KR 특허출원번호 10-1999-0049303호(발명의 명칭 : 고마찰계수를 갖는 고무롤과 그의 제조방법)에서는 롤 표면이 서로 경도가 다른 그레인 고무(A)와 기재고무(B)로 이루어지며, 연속상의 기재고무(B)가 불연속상의 입자상 그레인 고무(A)를 함유하는 형태를 취하는 2상(2-phase)의 혼합고무로 피복된 것을 특징으로 하는 고마찰계수를 갖는 고무롤에 대해 개시하고 있고,
KR 특허출원번호 10-2007-0115953호(발명의 명칭 : 제철용 고무롤 및 그의 제조방법)에서는 철심부를 감싸도록 적어도 1층의 커버부를 갖는 고무롤에 있어서, 상기 커버부가 상대적으로 거친 표면 연마와 표면 세정에 의해 상기 철심부를 전처리한 철심부의 작업부위에 휘발성 표면처리제, 접착증진제를 도포하여 형성한 프라이머층; 상기 프라이머층 위에 형성된 제1접착층; 상기 제1접착층 위에 형성된 연질고무층; 상기 연질고무층 위에 형성된 제2접착층; 상기 제2접착층 위에 형성되고 일체형 메시구멍과 엠보싱 구조를 갖는 강화층; 상기 강화층 위에 형성된 제3접착층; 상기 제3접착층 위에 형성되어 적어도 3개의 가황촉진제를 배합한 강화고무층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 제철용 고무롤에 대해 개시하고 있으며,
KR 특허출원번호 10-2003-0073342호(발명의 명칭 : 입체외관을 갖는 엠보싱 벽지 및 이의 제조방법)에서는 a) 벽지 기재층을 형성하는 단계; b) 상기 기재층에 엠보싱 무늬를 형성하는 단계; c) 상기 엠보싱 무늬의 음각 면에 와이핑 인쇄 공정을 수행하는 단계; 및 d) 상기 엠보싱 무늬의 양각면에 탑 프린트 공정을 수행하는 단계를 포함하는 입체 외관을 가지는 엠보싱 벽지의 제조방법에 대해 개시하고 있다.
그러나 천연고무 또는 합성고무 등을 사용하여 제조한 엠보롤 관련 기술은 개시되지 않고 있는 실정이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은 기존의 벽지 엠보 형성을 위한 엠보롤이 금속 재질로 제조되어 제조에 소요되는 시간 및 비용이 높아 이를 해결하기 위해 예의 연구 노력하였다. 그 결과 고무원료에 통상적인 가공조제(가황활성제, 가류촉진제 등), 충진제 및 가황제 이외에 기능성 원료로 일정량의 탄산칼슘, 에폭시수지 및 아민계수지를 포함시킬 경우 레이저를 이용하여 손쉽게 엠보용 고무롤에 요철 무늬를 형성할 수 있는 것은 물론, 엠보롤에 의해 형성된 엠보의 품질도 탁월하다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 엠보용 고무 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 엠보용 고무 조성물을 포함하는 엠보용 고무롤 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명은 엠보용 고무 조성물을 제공한다.
본 발명자들은 기존의 벽지 엠보 형성을 위한 엠보롤이 금속 재질로 제조되어 제조에 소요되는 시간 및 비용이 높아 이를 해결하기 위해 예의 연구 노력하였다. 그 결과 고무원료에 통상적인 가공조제(가황활성제, 가류촉진제 등), 충진제 및 가황제 이외에 기능성 원료로 일정량의 탄산칼슘, 에폭시수지 및 아민계수지를 포함시킬 경우 레이저를 이용하여 손쉽게 엠보용 고무롤에 요철 무늬를 형성할 수 있는 것은 물론, 엠보롤에 의해 형성된 엠보의 품질도 탁월하다는 것을 확인하였다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 고무 100 중량부를 기준으로, 스테아린산, 스테아린산 칼슘 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 가류촉진제 1-10 중량부, 산화아연, 탄산아연 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 가황촉진제 1-20 중량부, 실리콘다이옥사이드 및 카본블랙을 질량기준 1 : 1 내지 1 : 3의 비율로 포함하는 충전제 50-200 중량부, 보강성 충전제로서 탄산칼슘 10-50 중량부, 에폭시수지 및 아민계수지를 질량기준 1 : 0.5 내지 1 : 2의 비율로 포함하는 기능첨가제 5-10 중량부 및 가황제 10-50 중량부를 포함하는 엠보롤용 고무 조성물을 제공한다.
본 명세서에서 사용하는 용어‘가류촉진제’는 고무 분자 사이에 가교를 촉진하는 물질을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어‘가황촉진제’고무분자간의 가교구조를 형성하기 위해서 고무에 유황 등의 가황제를 첨가하여 고무의 탄성을 증가시키는데, 그 경우 가황시간의 단축, 가황온도의 저하, 유황량의 감소, 가황고무의 품질향상을 목적으로 하여 첨가하는 물질을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어‘엠보롤용 고무 조성물’은 엠보롤 제조를 위해 사용하는 고무시트를 제조하기 위해 사용하는 물질을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어‘고무시트’는 상기 엠보롤용 고무 조성물에 의해 판 형상으로 제조된 고무 성형물을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어‘엠보용 고무롤’철심(코어) 표면에 고무시트가 피복되어 있되, 상기 고무시트 표면에 양가 및 음각 등의 요철 무늬가 형성되지 않은 상태를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어‘고무 엠보롤’은 엠보용 고무롤의 고무시트 표면에 벽지 등에 엠보를 형성하기 위한 양각 및 음각 등의 요철무늬가 형성된 상태를 의미할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 고무는 바람직하게는 천연고무, 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴을 포함하는 부타디엔 고무, 네오프렌 고무 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 부타디엔 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 부타디엔 고무 및 아크릴로니트릴을 포함하는 부타디엔 고무일 수 있으며, 가장 바람직하게는 아크릴로니트릴을 포함하는 부타디엔 고무일 수 있다.
여기서, 상기 천연고무는 바람직하게는 1,4-시스-폴리이소프렌 및 1,4-트랜스-폴리이소프렌의 혼합물일 수 있다.
그리고 가장 바람직한 고무가 아크릴로니트릴을 포함하는 부타디엔 고무인 이유는 아크릴로니트릴을 포함하는 부타디엔 고무의 경우 다른 천연고무 또는 합성고무와 비교하여 기본적으로 성형된 고무의 경도가 뛰어나고, 레이저 등에 의해 연소가 잘 되어 가공성이 뛰어나기 때문이다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 에폭시수지는 바람직하게는 바이페닐(biphenyl)계 에폭시 수지, 비스페놀 (bisphenol)계 에폭시 수지, 페놀 노볼락(phenol novolak)계 에폭시 수지, 크레졸 노볼락(cresol novolak)계 에폭시 수지 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 비스페놀 (bisphenol)계 에폭시 수지 또는 페놀 노볼락(phenol novolak)계 에폭시 수지일 수 있으며, 가장 바람직하게는 페놀 노볼락(phenol novolak)계 에폭시 수지일 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의상 기 아민계수지는 바람직하게는 알리파틱 폴리아민(aliphatic polyamine)계 수지, 폴리아미드(polyamide)계 수지 및 이들의 유도체를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있고, 보다 바람직하게는 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 헥사메틸렌디아민, 디에틸아미노프로필아민, 메탄디아민(menthanediamine), 실리콘 아민 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있으며, 가장 바람직하게는 실리콘 아민일 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 에폭시수지 및 아민계 수지는 바람직하게는 질량기준 1 : 0.1-10의 비율로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 1 : 0.2-5의 비율로 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 1 : 0.5-2의 비율로 포함할 수 있다.
상기 에폭시수지 및 아민계 수지의 비율이 1 : 0.5 미만일 경우 에폭시 수지의 경화가 잘 진행되지 않는 문제가 있고, 1 : 2 비율을 초과할 경우 완성된 고무시트 경도가 낮아질 문제가 있다.
본 발명에서 상기 에폭시수지 및 아민계 수지를 첨가하는 것은 매우 중요한 구성이다. 왜냐하면, 에폭시 수지의 경화제로서 아민계 수지를 사용함으로써 기존의 에폭시-페놀계 수지의 가교 구조보다 탄력성이 우수할 뿐만 아니라, 상술한 아크릴로니트릴을 포함하는 부타디엔 고무와 상호작용하여 완성된 고무시트의 경도 및 인성을 최대화할 수 있기 때문이다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 보강성 충전제로서 탄산칼슘의 입자 크기는 바람직하게는 0.0001-0.1 ㎛ 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.01-0.05 ㎛ 일 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.015-0.025 ㎛ 일 수 있다.
본 발명에서 보강성 충전제로 탄산칼슘을 사용하는 것은 매우 중요한 구성이다. 왜냐하면, 보강성 충전제로 탄산칼슘을 사용하면 실리콘다이옥사이드, 카본블랙과 같은 충전제의 분산성을 높여 제품 생산성을 증가시킬 수 있는 것은 물론, 탄산칼슘이 실리콘다이옥사이드, 카본블랙 등의 충진제와 상호 작용하여 완성된 제품 경도 또는 인성을 유의적으로 증가시킬 수 있기 때문이다.
여기서, 상기 탄산칼슘의 입자 크기가 0.015 ㎛ 미만일 경우 탄산칼슘의 첨가에 의해 경성 또는 인성의 증가를 극대화할 수 있으나, 제조 단가가 증가하는 문제가 있고, 입자 크기가 0.025 ㎛를 초과할 경우 실리콘다이옥사이드, 카본블랙과 같은 충전제의 분산성이 나빠져 제품 생산성이 떨어질 문제가 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 산화아연은 바람직하게는 침강형 나노기공 실리카의 표면에 나노 산화아연이 고정되어 있을 수 있다.
상기 나노기공 실리카는 1차입자의 3차원 망목 구조에 의해서 나노기공 구조가 형성된 실리카로서, 3차원 기공 구조를 갖는 재료이다.
여기서, 상기 나노기공 실리카는 예컨대, 문헌["Synthesis of mesoporous silica with superior properties suitable for green tire," A. Hilonga, et al., J. Ind. Eng. Chem. (2012)] 에 기재되어 있는 방법에 따라서 제조할 수 있다. 나노 산화아연은 나노기공 실리카의 표면에 불연속적으로 물리적으로 고정화되어 있다.
나노기공 실리카 표면에 나노 산화아연을 고정화하는 방법은 실리카 표면에 존재하는 실라놀기에 기인되는 음의 하전과 상대적으로 양의 하전을 띤 나노산화아연 사이에서 일어나는 전기적 인력에 의해 고정화가 일어나며 구체적으로는 나노 기공 실리카의 제조 공정에서 건조하기 전의 나노기공 하이드로겔 슬러리에 나노 산화아연 슬러리를 액체상에서 균일 혼합함으로써 음의 하전을 갖는 실리카 표면에 양의 하전을 갖는 나노 산화아연이 전기적 인력에 의해 고정화가 일어나도록 할 수 있다.
본 발명에서 상기 산화아연을 침강형 나노기공 실리카의 표면에 나노 산화아연이 고정되어 있는 상태로 실시하는 것은 매우 중요한 구성이다. 왜냐하면, 상술한 상태의 산화아연을 사용할 경우 그렇지 않은 통상적인 산화아연을 사용한 경우와 비교하여 가교효율을 유의적으로 증가시킬 수 있는 것은 물론, 포함되는 충전제의 분산성도 향상시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 엠보롤용 고무 조성물은 상기 고무 100 중량부를 기준으로, 바람직하게는 0.1-10 중량부의 실란커플링제를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 실란커플링제를 추가적으로 포함할 경우 완성된 제품의 가교 효율을 유의적으로 증가시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 실란커플링제는 바람직하게는 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)테트라설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라설파이드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라설파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)트리설파이드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)디설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라설파이드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라설파이드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라설파이드, 2-트리메톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라설파이드, 3-트리에톡시실릴프로필벤조티아졸테트라설파이드, 3-트리에톡시실릴프로필메타크릴레이트모노설파이드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노설파이드, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 2-메르캅토에틸트리메톡시실란, 2-메르캅토에틸트리에톡시실란 등의 메르캅토계, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노계, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-니트로프로필트리메톡시실란, 3-니트로프로필트리에톡시실란 등의 니트로계, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 2-클로로에틸트리메톡시실란, 2-클로로에틸트리에톡시실란 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 당업계에 공지된 다양한 종류의 실란커플링제를 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 엠보롤용 고무 조성물은 상기 고무 100 중량부를 기준으로, 바람직하게는 0.1-10 중량부의 오일을 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 오일은 바람직하게는 파라핀계 프로세스 오일, 나프텐계 프로세스 오일, 방향족계 프로세스 오일, 피마자유, 면실유, 아마인유, 대두유, 팜유, 야자유, 낙화생유, 로진, 파인(pine) 오일, 파인 타르, 톨유, 옥수수 기름, 쌀겨 기름, 홍화유, 참기름, 올리브유, 해바라기유, 팜핵유, 동백나무유, 호호바유, 마카데미아 너트유, 잇꽃유(safflower oil), 동유(桐油) 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 당업계에 공지된 다양한 종류의 오일을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 엠보롤용 고무 조성물은 상기 고무 100 중량부를 기준으로, 바람직하게는 0.3-5 중량부의 왁스를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 왁스는 바람직하게는 천연계 왁스 또는 석유계 왁스일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 당업계에 공지된 다양한 종류의 왁스를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 엠보용 고무롤의 제조방법을 제공한다: (a)　상기 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 엠보롤용 고무 조성물을 이용하여 고무시트를 제조하는 단계; (b) 철심롤에 접착제를 도포하는 단계; (c) 상기 단계 (a)의 고무판을 상기 단계 (b)의 철심롤에 피복하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)의 고무판이 피복된 철심롤을 100-200℃ 및 10-30 ㎏/㎤ 조건에서 가열 및 가압하는 단계.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(a) 본 발명은 고무 100 중량부를 기준으로, 스테아린산, 스테아린산 칼슘 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 가류촉진제 1-10 중량부, 산화아연, 탄산아연 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 가황촉진제 1-20 중량부, 실리콘다이옥사이드 및 카본블랙을 질량기준 1 : 1 내지 1 : 3의 비율로 포함하는 충전제 50-200 중량부, 보강성 충전제로서 탄산칼슘 10-50 중량부, 에폭시수지 및 아민계수지를 질량기준 1 : 0.5 내지 1 : 2의 비율로 포함하는 기능첨가제 5-10 중량부 및 가황제 10-50 중량부를 포함하는 엠보롤용 고무 조성물을 제공한다.
(b) 본 발명의 엠보롤용 고무 조성물을 이용하여 제작된 엠보롤은 기존의 금속 엠보롤과 비교하여 제작비용이 현저히 저렴하고, 생성된 엠보의 선명도가 뛰어난 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 엠보용 고무롤 단면을 나타낸다.
도 2는 완성된 엠보롤 단면을 나타낸다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%“는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.
제조예 : 고무 엠보롤의 제작
제조예 1 : 고무시트의 제조
하기 표 1의 조성으로 엠보롤용 고무 조성물을 제조하였다. 보다 상세하게 하기 표 1의 원료를 각각 소련한 후, 교반기를 이용하여 400 rpm으로 1시간 교반하여 혼합하고, 상온에서 3일간 숙성시켰다. 마지막으로 숙성된 조성물에 쉬링 작업을 하여 본 발명의 엠보롤용 고무시트를 제조하였다.
엠보롤용 고무시트의 제조(단위 : 중량부)
원료 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 비교예 1 비교예 2
원료고무 100 100 100 100 100 100
스테아린산 5 5 5 5 5 5
산화아연 5 5 5 5 5 5
실리콘다이옥사이드 60 60 60 60 60 60
카본블랙 60 60 60 60 60 60
탄산칼슘 15 20 25 30 - 20
에폭시수지 5 5 5 5 5 -
아민계수지 5 5 5 5 5 -
가황제 25 25 25 25 25 25
제조예 2 : 철심롤의 제조
하기 도 1의 형상의 철심롤을 CNC 가공에 의해 제작하였다. 이후 쇼트작업 및 방청작업을 완료한 후 상기 철심롤 표면에 접착제롤 도포하여 본 발명의 엠보롤 제조에 사용되는 철심롤을 제조하였다.
제조예 3 : 고무롤의 제조
제조예 3-1 : 본발명 고무롤의 제조
상기 제조예 1 내지 제조예 4의 고무시트를 상기 제조예 2의 방법으로 제조한 철심롤에 피복한 이후 테이핑하여 상기 고무시트가 상기 철심롤에서 접착되지 않는 부분이 없게 하였다. 다음으로 상기 고무시트가 피복된 철심롤을 100-200℃ 및 10-30 ㎏/㎤ 조건에서 가열 및 가압하여 본발명의 엠보용 고무롤을 제조하였다.
제조예 3-2 : 비교예 고무롤의 제조
상기 비교예 1 및 비교예 2의 고무시트를 상기 제조예 2의 방법으로 제조한 철심롤에 피복한 이후 테이핑하여 상기 고무시트가 상기 철심롤에서 접착되지 않는 부분이 없게 하였다. 다음으로 상기 고무시트가 피복된 철심롤을 100-200℃ 및 10-30 ㎏/㎤ 조건에서 가열 및 가압하여 비교예의 엠보용 고무롤을 제조하였다.
제조예 4 : 엠보롤의 제조
상기 제조예 3-1 및 제조예 3-2의 방법으로 제조한 엠보용 고무롤에 3D 다이렉트 레이저 가공기기를 이용하여 다수의 양각 및 음각의 요철무늬를 형성하여 본발명의 엠보롤을 제조하였다.
실험예 : 형성된 엠보의 품질 평가
상게 제조예 4의 방법으로 제조한 엠보롤을 이용하여 형성한 벽지 엠보의 품질평가를 하였다. 실시예 1 내지 실시예 4의 방법으로 제조한 고무시트를 포함하는 엠보롤의 경우 레이저 가공 시 형성되는 양각 또는 음각의 무늬가 선명하게 형성되는 물론, 고무시트의 경도가 높아 형성된 엠보의 디테일이 금속으로 제조한 엠보롤과 동등 또는 그 이상으로 선명하였다. 비교예 1 및 비교예 2의 경우 모두 고무시트의 경도가 낮아 형성된 엠보의 디테일이 금속으로 제조한 엠보롤보다 선명하지 않았다. 또한 비교예 1의 경우 레이저 가공에 의해 형성된 양각 또는 음각의 무늬가 선명하였으나, 비교예 2의 경우 레이저 가공에 의해 형성된 무늬가 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1의 경우와 비교하여 선명도가 떨어졌다.
결과적으로, 실시예 1 내지 실시예 4에 포함된 탄산칼슘, 에폭시수지 및 아민계수지가 완성된 엠보롤의 경도를 향상시켰을 것으로 추측되고, 실시예 1 내지 실시예 4에 포함된 에폭시수지 및 아민계수지가 레이저 가공성을 향상시켰을 것으로 추측된다.
11 : 철심 12 : 접착부
13 : 고무시트

Claims (9)

  1. 고무 100 중량부를 기준으로,
    스테아린산, 스테아린산 칼슘 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 가류촉진제 1-10 중량부,
    산화아연, 탄산아연 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 가황촉진제 1-20 중량부,
    실리콘다이옥사이드 및 카본블랙을 질량기준 1 : 1 내지 1 : 3의 비율로 포함하는 충전제 50-200 중량부,
    보강성 충전제로서 탄산칼슘 10-50 중량부,
    에폭시수지 및 아민계수지를 질량기준 1 : 0.5 내지 1 : 2의 비율로 포함하는 기능첨가제 5-10 중량부 및
    가황제 10-50 중량부를 포함하는 엠보롤용 고무 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무는 천연고무, 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌이 함유된 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 스티렌 부타디엔 고무, 니트릴을 포함하는 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴을 포함하는 부타디엔 고무, 네오프렌 고무 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 엠보롤용 고무 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 천연고무는 1,4-시스-폴리이소프렌 및 1,4-트랜스-폴리이소프렌의 혼합물인 것을 특징으로 하는 엠보롤용 고무 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 고무는 아크릴로니트릴을 포함하는 부타디엔 고무인 것을 특징으로 하는 엠보롤용 고무 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에폭시수지는 바이페닐(biphenyl)계 에폭시 수지, 비스페놀 (bisphenol)계 에폭시 수지, 페놀 노볼락(phenol novolak)계 에폭시 수지, 크레졸 노볼락(cresol novolak)계 에폭시 수지 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 엠보롤용 고무 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 아민계수지는 알리파틱 폴리아민(aliphatic polyamine)계 수지, 폴리아미드(polyamide)계 수지 및 이들의 유도체를 포함하는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 엠보롤용 고무 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 아민계수지는 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 헥사메틸렌디아민, 디에틸아미노프로필아민, 메탄디아민(menthanediamine), 실리콘 아민 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 엠보롤용 고무 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강성 충전제로서 탄산칼슘의 입자 크기는 0.0001-0.1 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 엠보롤용 고무 조성물.
  9. 하기 단계를 포함하는 엠보용 고무롤의 제조방법:
    (a)　상기 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 엠보롤용 고무 조성물을 이용하여 고무시트를 제조하는 단계;
    (b) 철심롤에 접착제를 도포하는 단계;
    (c) 상기 단계 (a)의 고무판을 상기 단계 (b)의 철심롤에 피복하는 단계; 및
    (d) 상기 단계 (c)의 고무판이 피복된 철심롤을 100-200℃ 및 10-30 ㎏/㎤ 조건에서 가열 및 가압하는 단계.
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