KR20170106959A

KR20170106959A - 순간 접착력을 측정하기 위한 수동-제어 또는 원격-제어 롤링-볼 장치

Info

Publication number: KR20170106959A
Application number: KR1020177018033A
Authority: KR
Inventors: 데 라 가르자 알레한드로 클라우디오 에스키벨
Original assignee: 다이나졸 엘라스토메로스 에스에이 데 세베
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2017-09-22
Also published as: EP3229009A1; CN107209104A; ES2897695T3; EP3229009A4; JP6498768B2; WO2016089189A1; US20170370824A1; US10466162B2; EP3229009B1; JP2018500554A

Abstract

감압 테이프 또는 라벨의 접착 성능을 측정하기 위한 측정 장치로서, 이 장치는, 접착제 실험실에서의 표준 조건과는 다른 또는 극도의 조건을 만들기 위한 작은 실험 오븐 또는 작은 온습도 조절 체임버를 사용하여, 이러한 조건에서 롤링 볼 택 평가를 수행하기 위해 수동적으로 또는 원격으로 트리거 될 수 있는 전기 또는 공압식 액추에이터를 포함한다. 또한, 이 장치를 그러한 체임버들 내부에 설치하고, 장치에 설치되는 언급된 액추에이터를 통해 장치를 원격으로 트리거링 한다.

Description

순간 접착력을 측정하기 위한 수동-제어 또는 원격-제어 롤링-볼 장치 {MANUALLY- OR REMOTELY-CONTROLLED ROLLING-BALL APPARATUS FOR MEASURING INSTANTANEOUS ADHESION}

본 발명은, 테이프, 라벨 또는 기타의 접착 시스템으로 사용되는 필름의 표면에 접착제가 층으로 함침(impregnation)되었을 때, 그 접착제의 접착 성능을 측정하는 측정 장치에 관한 것이다.

감압 테이프 및 라벨을 제조할 때, 원하는 성능을 얻기 위해 최종 적용분야에 따른 접착제를 사용하는 것이 매우 중요하다. 조성의 화학식을 균형 맞추는 것부터 시작하여, 폴리머, 점착제(tackifiers) 등과 같은 일부 재료를 변경하는 것까지, 접착제 조제업자는 사양을 충족시키기 위해 최종적인 접착제 물성을 조정하는 여러 가지 방법을 구비한다.

일부 적용분야에서(예컨대 포장), 내용물을 온전하게 유지하기 위해서는 높은 전단 강도 및 응집 강도가 요구된다. 하지만, 자동화 적용 시스템이 사용될 때, 빠른 접착이 생산성에 매우 중요하게 작용한다.

테이프와 라벨이 표준화된 시험 방법의 사양에 따라서 실내 또는 표준화된 실험실 조건과는 다른 조건에서 사용되어야 할 때, 전술된 다른 조건들에서의 특정 평가를 개발할 필요가 있다.

무엇보다 ASTM 및 PSTC와 같은 표준화된 시스템들은 모든 접착제 특성들을 특성화하기 위한 여러 개의 표준화된 분석 기술을 설명하며, 그 대부분은 표준 실내 조건인 23℃의 온도 및 50%의 상대 습도 조건에서 수행되며, 몇몇은 더 높은 온도 또는 더 높은 습도에서 적용되며, 접착제들은 이러한 조건들에 노출된다.

롤링 볼 택(rolling-ball tack)은 신속한 접착 과정(bonding procedure)을 사용하고자 할 때, 테이프와 라벨과 같은 적용분야에 사용되는 접착제의 접착 성능을 시험하는데 바람직한 시험이다. 이 평가는, 평가될 테이프 또는 라벨의 접착면 위로 일정한 속도로 굴러가는 금속 볼을 사용하여 수행된다. 금속 볼이 일정한 속도에 도달하기 위한 임펄스는, 볼이 테이프 또는 라벨의 접착면에 도달하기 위해 일정한 경사각을 갖는 표준화된 금속 램프(ramp)를 굴러감으로써 획득된다. 접착제의 접착 성능이 좋을수록, 금속 볼의 이동거리는 짧을 것이며, 그 반대도 마찬가지이다. 램프의 꼭대기에서 볼을 자유롭게 하는 작업은 볼을 유지하는 메커니즘의 트리거를 가압하는 작업자에 의해 수동적으로 이루어진다.

하지만, 이 평가에 대한 시험 방법과 장치들은 ASTM, PSTC 및 다른 표준 평가 방법들에 따른 표준 조건에서 수행되는 것으로 언급된다.

다시 말해서, 감압 접착제는 실내 온도가 저하되면 접착제의 점착(tack) 기능도 저하되는 것으로 공지되어 있다. 따라서, 테이프 또는 라벨이 실내 온도보다 낮은 온도에서 적용될 때, 그 접착제가 적절한 속도의 접착 과정에 도달하기 위해 그러한 온도 조건에서 충분한 접착력을 유지하는지 여부를 파악하는 것이 매우 중요하다.

롤링 볼 택 평가가 저온에서 수행되어야 할 때, 일부 접착제 생산자들은, 요구되는 저온에 도달하기 위해 적절한 냉각 시스템을 갖추고, 작업자가 내부에 들어갈 수 있을 만한 치수를 갖는 특정 조건의 룸에서 그 평가를 진행한다. 작업자는 램프를 작동시켜 평가를 수행하기 위해, 동결 온도를 견디는 특수한 옷을 갖추어야 한다. 이는, 설치 비용이 높고, 전술한 저온에서 수행하기 위해 상당한 양의 에너지가 사용되므로, 평가 비용을 증가시킨다. 또한, 평가 온도로 룸을 냉각시키는 데에는 몇 시간이 걸리기 때문에, 하루에 하나의 평가만이 진행되는 경우도 있다.

접착제 제조사들은, 절감된 설비 투자, 낮은 가동 경비와 작업자 위험 감소와 함께, 평가 정확도와 반복성을 유지하고, 영하의 온도에서 신속하게 롤링 볼 택 평가를 진행할 수 있도록 하는 평가 시스템을 찾고 있다.

특허문헌 US 8,069,702호는 테이프의 접착성을 측정하는 측정 장치를 설명한다. 측정 장치는 베이스, 지지 플레이트, 위치 메커니즘, 그리고 각도 조절 메커니즘을 포함한다. 하지만, 특허문헌 US 8,069,702호에 설명된 장치는 본 발명에서 설명되는 것과 같은 원격 트리거를 개시하지는 않는다.

본 명세서에는 원격으로 트리거될 수 있는 새로운 램프 설계가 제안되며, 전술된 평가를 위해 요구되는 저온 및 습도로 룸 조건을 제어할 수 있는 작은 실험실 체임버 안에서 사용 가능하도록 한다. 상기 새로운 램프 설계는 모든 주변 장비들과 시스템을 작동시키기 위해 작업자가 내부에 들어가야 할 필요성과 함께, 고가의 냉각 룸의 필요성을 제거한다.

본 발명은, 롤링 볼 택 장비와 트리거링 시스템(triggering system)을 포함하는, 접착제의 접착 성능을 측정하기 위한 측정 장치에 관한 것이다. 상기 시스템은 램프의 상부에 있는 금속 볼을 해제시키는 시스템을 트리거하기 위해 원격으로 작동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 트리거링 시스템은 전자기 액추에이터이고, 또 다른 실시예에서 트리거링 시스템은 공압식 액추에이터이다. 전자기 액추에이터는 배터리 또는 이와 동등한 전력원을 사용함으로써 원격으로 작동될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 램프의 트리거링 시스템은, 공압식 액추에이터인데, 동일한 공압식 액추에이터 사양에 따른 흐름 및 압력으로, 표준 실험실 공기 공급장치로부터 공기가 공급되는 공압식 액추에이터이다.

위에서 설명된 실시예들은, 기존의 표준 실험실 조건 이외에 다른 조건에서 접착 성능을 측정하고 싶어하는 접착제 조제사, 감압 테이프 및 라벨 생산자 또는 최종 사용자에게 이점을 제공한다.

이는, 조제사로 하여금 일부 특정한 최종적인 적용분야에 필요한 특별한 조건들을 만들 수 있도록 하는, 실험실 오븐, 온습도 조절 체임버 및 유사한 장비와 같은 작은 조건부 체임버를 사용하고, 이러한 작은 체임버들에 램프를 삽입하고, 폐쇄된 체임버의 외부로부터 그 안에 통합되어 있는 원격 액추에이터를 원격적으로 전기기계식으로 작동시킴(firing)으로써, 롤링 볼 택 결과가 재현될 수 있기 때문이다.

도 1은 유선 전자기 구동부, 원격 제어기 및 전원을 포함하는 조립된 롤링 볼 택 램프를 도시한다.
도 2는 전자기 구동부 메커니즘의 확대, 분해도이다.
도 3은 감압 테이프 또는 라벨의 접착 성능 측정을 위한 실시예의 사용을 도시한다.

본 명세서에서는, 램프의 상부에서 금속 볼을 해제시켜 일정한 속도에 도달하도록 하고, 평가 대상인 접착제의 접착 능력(capacity)에 따라 접착면 위에서 일정 거리만큼 주행하도록 하는 시스템을 트리거하기 위해 원격으로 작동될 수 있는 시스템을 포함하는, "롤링 볼 택"으로 알려진 접착력 측정을 수행하는 새로운 램프 디자인이 설명된다.

본 발명의 일 실시예에서는, 시험에 필요한 실온 및 습도 조건을 생성하기 위한 실험실용 작은 온습도 조절 룸(weather room)을 사용하여, 필름에 함침된 감압 접착제에 대해 "롤링 볼 택"으로 알려진 접착력 측정을 수행하는데, 원격 트리거링 시스템을 포함하는 새로운 램프 디자인이 사용된다. 상기 램프는 룸 및 주변 장비들의 필요성, 그리고 이러한 룸 내에 동일한 룸 조건들을 생성하고 제어하기 위해 요구되는 에너지를 방지하고, 동시에 작업자가 시험을 진행하기 위해 극도의 조건에 있는 룸에 들어가야 할 필요성 또한 방지한다.

또 다른 실시예에서, 램프의 트리거링 시스템은, 표준 전기 실험실 웹(110VAC, 220VAC)으로부터 공급될 수 있고, 장비 작업자들의 전기 충격의 위험을 피하기 위해 낮은 직류 출력 전압(12VDC 또는 전자기 액추에이터의 코일 수요량에 따라 적용되는 것)을 갖는 배터리 또는 그와 동일한 전기적 전력원을 사용함으로써 원격으로 작동될 수 있는 전자기 액추에이터이다.

또 다른 실시예에서, 램프의 트리거링 시스템은 공압식 액추에이터이며, 동일한 공압식 액추에이터 사양에 따른 흐름 및 압력으로, 표준 실험실 공기 공급기로부터 공급된다.

또 다른 실시예에서, 전자기 또는 공압식 액추에이터는 무선 전자 송수신 시스템을 통해, 케이블 없이 트리거될 수 있다.

도 1 및 도 2는 표준 롤링 볼 택 장비(10)에서 전자기 액추에이터(4)의 조립체의 예시를 도시한다. 전자기 코일은, 전기 전송을 위한 한 쌍의 절연 처리된 금속 케이블들을 통해 전원 공급 장치(9)로부터 에너지를 공급받고, 순간(momentary) 누름버튼 스위치와 한 쌍의 발광 다이오드(LED)를 포함하는 전자 회로(5)에 의해 제어되며, 발광 다이오드들 중 첫 번째(녹색)(6)는 시스템에 전원이 공급될 때를 표시하고, 두 번째(빨간색)(7)는 액추에이터가 작동됨을 표시한다.

전력 공급 장치는 표준 전기 실험 웹(110VAC, 220VAC)으로부터 공급될 수 있으며, 장비 작업자의 전기 쇼크 위험을 피하기 위해 DC 출력 전압이 낮다(12VDC 또는 전자기 액추에이터의 코일 수요량에 따라 적용되는 것). 제어 박스(5)의 녹색 광(6)은 전원이 켜지고, 작동 준비가 되었을 때 켜진다.

이 예시의 전자기 액추에이터(4)는 기본적으로, 금속 스프링(13)에 의해 상부 위치에 유지되는 금속 피스톤(10)에 걸쳐 작용하는 12VDC 전기 코일(12)로 구성되는 솔레노이드이다. 금속 피스톤은 나사(14)에 의해 금속 볼 해제 시스템에 부착된다. 이 조립체는 주위 조건으로부터 보호하기 위해 밀봉된 봉입체 내에 설치된다.

제어 박스(5)의 검정 스위치(8)를 가압하는 제어 시스템을 통해 적절한 전력 공급 장치(9)(이 예시에서는 12VDC)로부터 전자기 액추에이터의 코일(12)에 에너지가 공급되면, 빨간색 광(7)이 빛날 것이고, 금속 피스톤(10)은 스프링(13)이 코일 캐비티 내로 압축되면서 코일 캐비티 내로 당겨지고, 동시에 볼 해제 시스템(3)을 작동시켜 시험을 시작한다.

위에서 설명된 실시예는, 실험실에 존재하는 표준 조건 이외에 다른 조건에서 접착 성능을 측정하고 싶어하는 접착제 조제사, 감압 테이프 또는 라벨 생산자, 또는 최종 사용자에게 이점을 제공한다. 결과적으로, 조제사로 하여금 일부 특정한 최종 적용분야에 필요한 특별한 조건을 만들 수 있도록 하는, 실험 오븐, 온습도 조절 체임버, 그리고 이와 유사한 장비처럼 작은 조건부 체임버를 사용하고, 이러한 작은 체임버들 내에 램프를 삽입하고, 폐쇄된 체임버의 외부로부터 그 안에 통합되어 있는 전기기계식 원격 액추에이터를 원격적으로 작동시킴으로써, 롤링 볼 택 평가를 재현하는 것이 가능해진다.

도 3에 도시된 바와 같이 사용되는 실시예는, 접착면이 위로 향하도록 되어 있는 감압 테이프 또는 라벨의 샘플 위에 장착되어 사용된다. 금속 볼은 도 3에 표시된 바와 같이 위치되고, 트리거링 시스템(2)에 의해 고정되며, 전원 공급 장치는 실험실의 AC 소스에 연결되며, 누름 버튼 순간 스위치를 가압함으로써 시험이 트리거된다. 접착력은 금속 볼의 이동 거리에 반비례한다.

위에서 설명된 실시예의 사용은, 이 시험을 수행하기 위해 극도의 온도 및 주변의 습도 조건을 제어하기 위해, 상호보완적인 모든 장비와 함께 특정한 룸을 건설하는데 투자해야 하는 필요성을 방지시킴으로써 비용을 상당히 절약시킨다. 이 크기의 룸의 작동으로 인한 에너지 절감으로 추가적인 절약 효과를 얻을 수 있다.

Claims

표면에 접착제가 층으로서 함침되어 있을 때, 상기 접착제의 접착 성능을 측정하기 위한 측정 장치로, 상기 측정 장치는,
금속 볼, 램프, 그리고 평가대상의 테이프 또는 라벨을 포함하는, 접착 성능을 측정하기 위한 롤링 볼 택 장비와,
원격 트리거링 시스템을 포함하도록 구성되며,
상기 트리거링 시스템은 상기 측정 장치 내에 설치되고, 상기 램프의 상부에서 상기 금속 볼을 해제시키는 것을 특징으로 하는 접착 성능 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 원격 트리거링 시스템은 전력원, 하나 이상의 절연 처리된 금속 케이블, 전기 제어 박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착 성능 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 원격 트리거링 시스템은 전자기 액추에이터인 것을 특징으로 하는 접착 성능 측정 장치.
제2항에 있어서,
상기 전자기 액추에이터는 전기 코일로 구성되는 솔레노이드인 것을 특징으로 하는 접착 성능 측정 장치.
제4항에 있어서,
상기 전기 코일은 전력원에 의해 전력이 공급되고, 전자 회로에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 접착 성능 측정 장치.
제5항에 있어서,
상기 전자 회로는 순간 누름 버튼 스위치와 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함하되, 첫 번째 광은 상기 시스템에 전력이 공급되는 것을 표시하고, 두 번째 광은 상기 액추에이터가 작동됨(firing)을 표시하는 것을 특징으로 하는 접착 성능 측정 장치.
제4항에 있어서,
상기 전기 코일은 금속 스프링에 의해 상부 위치에 유지되는 금속 피스톤에 걸쳐 작용하며, 상기 금속 스프링은 나사에 의해 금속 볼 해제 시스템에 부착되는 것을 특징으로 하는 접착 성능 측정 장치.
제2항에 있어서,
상기 전자기 액추에이터는 무선 제어기를 사용하여 트리거되는 것을 특징으로 하는 접착 성능 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 원격 트리거링 시스템은 공압식 액추에이터인 것을 특징으로 하는 접착 성능 측정 장치.
제1항 및 제2항에 있어서,
상기 장치는, 예컨대 PSTC, ASTM 또는 그 외 롤링 볼 시험 표준과 같은 표준화된 평가 시스템에서 사용되는 것을 특징으로 하는 접촉 성능 측정 장치.
제1항 및 제2항에 있어서,
상기 장치는 PSTC, ASTM 또는 그 외 롤링 볼 시험 표준에서 특정된 조건과는 다른 조건에서의 특별 평가에 사용되는 것을 특징으로 하는 접촉 성능 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 접착제는 감압 테이프 또는 라벨인 것을 특징으로 하는 접촉 성능 측정 장치.