KR20180105859A - 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치 - Google Patents

Abstract

코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치는, 원통형의 코어, 및 상기 코어를 회전시키면서, 상기 코어의 외주면의 적어도 일부에 코팅액을 코팅하여 일정 두께만큼 형성되는 코팅층을 포함하며, 상기 코팅액은, 우레아, 우레탄, 또는 RTV 실리콘 중 적어도 하나의 원료 및 경화제를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치{Roll device formed without core heating}

본 발명은 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미리 가열된, 우레아, 우레탄, RTV 실리콘과 같은 원료로 이루어진 코팅액을 분사하거나 적층하여 코어에 피복 또는 코팅을 수행하며 롤 장치(예컨대, 산업용 롤, 보빈(bobbin) 등)을 형성함으로써, 종래의 고무 등의 원료를 경화시키기 위한 열가교 공정 등에서 필요한 가열 작업을 생략할 수 있어 코어 자체에 열이 가해지지 않을 수 있고, 이에 따라 코어의 재질에 상관없이 코어의 변형을 방지하면서 빠르고 효율적으로 롤 장치를 생산할 수 있도록 하는 기술적 사상에 관한 것이다.

일반적으로 롤 장치 특히, 산업용 롤(roll)은 필름, 시트, 종이, 섬유 등의 물품을 이송시키거나 감아서 보관하기 위해 주로 사용되고 있다.

이러한 산업용 롤은 다양한 재질로 형성될 수 있는데, 종래에는 주로 금속 재질의 샤프트나 파이프에 일정 두께의 고무를 코팅한 코어를 가진 산업용 롤이 사용되었다.

이러한 종래의 산업용 롤의 형성과정이 도 1에 도시된다.

도 1은 종래에 고무코팅이 수행되는 산업용 롤의 형성 예를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 종래의 산업용 롤은 원통형의 코어(1)에 일정 두께의 고무(2)를 코팅하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 얇은 판 형상의 고무 시트를 우선 제조하고, 상기 고무 시트를 금속 재질의 코어에 감는 방식으로 산업용 롤이 제조되고 있다. 그리고 이처럼 상기 코어(1)에 고무층이 코팅된 후, 필름 등으로 랩핑한 후 열과 압력을 가하여 탄성을 부여하는 공정이 수행된다.

예를 들어, 고무의 내구성 강화나 탄성 강화를 위해 상기 코어에 감긴 상기 고무 시트를 열수축 필름이나 면, 나일론 등으로 랩핑하여 가마에 투입, 가교제가 첨가된 상기 고무 시트에 일정한 압력과 온도(예컨대, 120℃ 내지 160℃)로 가열하여 탄성에 변화를 주는 가교 처리가 수행되게 된다.

즉, 종래의 고무 코팅이 수행되는 산업용 롤의 경우, 코팅 물질인 고무의 성질에 따라 상기 코어(1)자체에도 열이 가해질 수밖에 없다. 이에 따라 전술한 바와 같이 상기 코어(1)의 재질이 상대적으로 열에 강하고 열에 의한 변형이 적은 금속 재질이나 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)로 한정될 수밖에 없다.

하지만 최근 들어, 산업용 롤이 특히 물품의 이송을 위해 사용되는 경우에는 무게가 가벼운 경량화 롤이 많이 사용되고 있으나, 이러한 금속 재질의 코어를 사용하는 경우에는 산업용 롤 자체의 무게가 증가할 수밖에 없는 문제점이 있다.

산업용 롤 자체의 무게를 경량화하기 위해서는, 상기 코어(1)가 금속 재질보다 PVC(Poly Vinyl Chloride), FRP(Fiber Reinforced Plastics), CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics), ABS 수지(ABS resin, acrylonitrile-butadiene styrene resin) 등과 같은 재질로 형성되는 것이 바람직할 수 있으나, 전술한 바와 같이 고무 코팅이 수행되는 경우 필수적으로 가열 작업이 수행되어야 하기 때문에, 열에 의한 변형에 취약한 재질의 코어를 사용하기에 사실상 불가능한 실정이다.

또한 상기 코어(1)에 고무 코팅을 수행하게 되면, 고무 시트의 제작에 따른 번거로움과, 코어(1)에 감긴 고무 시트에 대한 복잡한 후처리 과정 등으로 인해 효율성이 크게 저하될 수 있다.

그리고 여기에 더하여 고무의 큰 마찰력과, 상기 코어(1)에 감긴 고무 시트의 표면을 폴리싱(polishing) 가공하는 과정에서 발생하는 미세 스크래치 등으로 인해 이송되는 물품의 표면이 손상될 위험이 있다.

또한 일정 두께를 가진 고무 시트를 상기 코어(1)에 감는 방식으로는, 산업용 롤의 두께를 정확히 조절하기 어렵고, 고무 시트가 여러 층을 가지면서 상기 코어(1)에 감기기 때문에 층 사이에 기공이 발생하여 불량 발생률이 높아질 위험이 있으며, 고무 시트의 마지막 절단 부분에 의해 산업용 롤의 표면에 단차가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서 별도의 가열이나 가황 공정이 없이도 코어(1)의 재질에 상관없이 접착력이 우수하면서도 산업용 롤 및/또는 보빈과 같은 롤 장치에 적합한 마찰력과 탄성을 가지는 코팅 물질을 이용해 이러한 롤 장치를 형성할 수 있는 기술적 사상이 요구된다.

특히, 별도의 가열이나 가교 공정이 필요 없기 때문에 코어(1)자체에 열이 가해질 필요가 없어, 열에 의한 변형 위험으로 인해 종래에 사용되지 못한 플라스틱 재질 등을 포함한 다양한 재질의 코어를 이용하여 롤 장치를 형성할 수 있도록 하는 기술적 사상이 요구된다.

한국등록특허(등록번호 10-0998149, "고압력 산업용롤 및 이의 제조방법")

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 산업용 롤을 생산하는데 있어, 코어에 코팅되는 코팅 물질을 가열 처리 없이도 탄성체 형성이 가능한 우레아, 우레탄, 또는 RTV 실리콘 중 적어도 하나를 포함하는 코팅액을 사용함으로써, 종래의 고무 코팅 방식에 비해 제조 공정을 줄이고 경화 시간을 빠르게 하여 비용을 절감하면서 효율성까지 크게 향상시킬 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

특히, 고무 코팅에서 고무의 경화를 위한 열처리 과정을 생략할 수 있어, 코어 자체에 열을 가할 필요가 없어 코어가 열에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있어 코어의 재질이 다양해질 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치는, 원통형의 코어, 및 상기 코어를 회전시키면서, 상기 코어의 외주면의 적어도 일부에 코팅액을 코팅하여 일정 두께만큼 형성되는 코팅층을 포함하며, 상기 코팅액은, 우레아, 우레탄, 또는 RTV 실리콘 중 적어도 하나의 원료 및 경화제를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치는, 상기 코팅층이 형성될 때 또는 상기 코팅층이 형성된 후 상기 코어 또는 상기 코팅층이 비가열 처리되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 코어는, PVC(Poly Vinyl Chloride), FRP(Fiber Reinforced Plastics), CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics), ABS 수지(ABS resin, acrylonitrile-butadiene styrene resin) 또는 금속 소재 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치는, 상기 코팅층 표면에 형성되는 UV 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 코팅액은, 상기 코어에 코팅되어 상기 코팅층을 형성하기 전, 상기 원료의 특성에 따라 일정 온도를 가지도록 예열되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의하면, 산업용 롤을 생산하는데 있어, 코어에 코팅되는 코팅 물질로 우레아, 우레탄, 또는 RTV 실리콘 중 적어도 하나를 포함하는 코팅액을 사용함으로써, 종래의 고무 코팅 방식에 비해 제조 공정을 줄이고 경화 시간을 빠르게 하여 비용을 절감하면서 효율성까지 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 고무 코팅에서 고무의 경화를 위한 열처리 과정을 생략할 수 있어, 코어 자체에 열을 가할 필요가 없어 코어가 열에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있어 코어의 재질이 다양해질 수 있으며, 이에 따라 금속 재질의 코어뿐 아니라 상대적으로 무게가 가벼운 플라스틱 재질(예컨대, PVC(Poly Vinyl Chloride), FRP(Fiber Reinforced Plastics), CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics), ABS 수지(ABS resin, acrylonitrile-butadiene styrene resin) 등)의 코어가 이용 가능해지는 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래에 고무코팅이 수행되는 산업용 롤의 형성 예를 나타낸다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치의 형성방식을 개략적으로 나타낸다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치에서 코팅액을 코팅하기 위한 코팅장치의 개략적인 구성을 나타낸다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 명세서에서 롤 장치라 함은, 평판 형상의 물품을 이송하거나, 상기 물품을 감아 보관하기 위한 산업용 롤이나 일반적인 용도의 롤, 또는 보빈(bobbin)을 모두 포함하는 의미일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 롤 장치가 산업용 롤로 구현되는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치의 형성방식을 개략적으로 나타낸다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치(100)는 원통형의 코어(110)와, 상기 코어(110)의 외주면의 적어도 일부에 코팅액(10)이 분사되거나 적층되어 코팅되는 코팅층(120)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 코팅층(120)은 상기 코팅액(10)의 원료의 특성에 따라 다양한 방식으로 상기 코어(110)의 외주면에 코팅될 수 있다.

예를 들어, 상기 코팅층(120)은 원료의 종류, 특성에 따라 도 2에 도시된 스프레이 분사 방식이나, 도 3에 도시된 적층 방식으로 상기 코어(110)에 코팅될 수 있다.

상기 코어(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 원통형의 바디와 양 측의 고정축이 형성된 형상일 수 있으며, 상기 코어(110)의 외주면 중 적어도 일부에 상기 코팅액(10)을 분사하거나 적층하면서 상기 코팅층(120)을 형성할 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 상기 코어(110)는 금속 재질은 물론, PVC(Poly Vinyl Chloride), FRP(Fiber Reinforced Plastics), CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) ABS 수지(ABS resin, acrylonitrile-butadiene styrene resin) 등과 같은 재질로 형성될 수 있다. 이는 후술할 바와 같이 본 발명의 기술적 사상에 따라 산업용 롤, 보빈 등과 같은 롤장치를 형성할 때, 상기 코팅액(10)이 코팅되는 상기 코어(110)에 별도로 열을 가하지 않는 비가열 처리가 수행되기 때문에, 상기 코어(110)가 열에 의한 변형이 상대적으로 쉽게 발생하는 재질로 구현되더라도 롤 장치를 용이하게 형성할 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 코팅액(10)은 소정의 코팅장치(200)에 의해 상기 코어(110)의 외주면에 코팅될 수 있는데, 상기 코팅액(10)의 원료에 따라 다양한 방식이 이용될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 코팅장치(200)는 스프레이 분사 방식으로 소정의 액체를 분사할 수 있는 스프레이 건을 구비한 장치를 의미할 수 있다. 이러한 스프레이 분사 방식은 상기 코팅액(10)이 우레아를 주원료로 구성되는 경우 적용될 수 있다.

다른 실시 예에 의하면, 상기 코팅장치(200)는 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 코어(110)의 외주면을 따라 이동하면서 상기 코팅액(10)을 상기 코어(110)의 외주면에 적층시키는 방식이 사용될 수 있다. 예컨대 이러한 방식은 상기 코팅액(10)의 원료가 우레탄을 포함하여 구성되는 경우 적용될 수 있다.

이처럼 스프레이 분사 방식 및/또는 상기 코팅액(10)을 적층시키는 방식은 상기 코어(110)를 일정 방향으로 회전시키면서, 상기 코팅장치(200)가 상기 코팅액(10)을 상기 코어(110)의 외주면에 분사 또는 적층시키도록 구현될 수 있다. 이때 상기 코팅액(10)의 고른 코팅을 위해, 상기 코팅장치(200) 및/또는 상기 코어(110)가 상기 코팅액(10)의 분사 또는 적층되는 중 일정 범위 내에서 이동하면서 코팅이 진행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 도 3b에 도시된 바와 같이 소정의 작업면 바닥에 상기 코팅액(10)을 마련하고, 상기 코팅액(10) 상에 상기 코어(110)를 일정 방향으로 회전시키면서 상기 코어(110)의 외주면에 상기 코팅액(10)이 도포되며 적층될 수 있도록 구현될 수도 있다. 이러한 방식은 상기 코팅액(10)이, 원료의 점성이 상대적으로 큰 RTV 실리콘을 포함하여 구성되는 경우 적용될 수 있다.

또한 도 3b와 같은 방식으로 상기 코어(110)에 상기 코팅액(10)이 코팅되는 경우에는 닥터 블레이드(doctor blade)를 이용하여, 상기 닥터 블레이드를 상기 코어(110)의 회전방향 또는 상기 코어(110)의 이동방향과 반대되는 방향으로 이송시키면서 상기 코어(110)의 외주면에 형성되는 상기 코팅층(120)의 두께를 조절할 수 있다.

상기 닥터 블레이드는 도포로 또는 도포면에 균등하게 원료를 펴거나, 두께를 조절하기 위한 장치로, 닥터 나이프(doctor knife) 혹은 닥터 바(doctor bar)로 칭하기도 한다. 이러한 닥터 블레이드(또는 닥터 나이프, 닥터 바)에 대해서는 널리 알려져 있으므로, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하도록 한다.

즉, 본 발명의 실시 예에 의하면 상기 코팅액(10)은 원료에 따라 상기 코어(110)의 외주면에 스프레이 분사 방식(도 2에 도시된 방식) 또는 적층 방식(도 3a 및 도 3b에 도시된 방식)으로 코팅될 수 있다.

이 중 도 2 및 도 3a에 도시된 실시 예에서, 상기 코팅층(120)은 상기 코팅액(10)이 상기 코어(110)에 분사 또는 적층되는 중 상기 코어(110)를 일정 속도로 회전시키면서 상기 코어(110)의 외주면에 일정 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 이때 상기 코어(110)의 회전속도가 지나치게 느린 경우에는, 상기 코팅층(120)의 형성속도가 느려져 전체적인 작업시간이 증가할 수 있으며, 상기 코어(110)의 회전속도가 지나치게 빠르게 되면 상기 코팅층(120)이 균일하게 형성되기 어려운 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 원활한 작업속도의 확보와 균일한 코팅층(120) 형성을 위해, 상기 코팅액(10)이 코팅되는 도중 상기 코어(110)의 회전속도는 원료의 종류와 특성을 고려하여 결정되는 것이 바람직할 수 있다.

또한 상기 코팅층(120)은 상기 코어(110)의 외주면 전체를 커버하도록 형성될 수도 있지만, 구현 예에 따라서는 상기 코어(110)의 외주면 중 일부에만 형성될 수도 있다. 예컨대, 상기 코팅층(120)은 상기 코어(110)의 중간 부분에만 형성되거나, 상기 코어(110)의 중간 부분 및 양 단부 일부분에만 형성될 수도 있다.

전술한 종래의 고무 코팅 방식은 고무 시트 자체가 가지는 두께로 인해 사용자가 원하는 두께를 정밀하게 조절하기 어려운데 비해, 본 발명의 기술적 사상에 의하면 상기 코팅액(10)이 스프레이 방식으로 분사되거나, 상기 코팅액(10)이 상기 코어(110)의 외주면에 적층되면서 상기 코어(110)에 코팅층(120)을 형성함으로써 두께의 조절이 매우 용이할 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 코팅액(10)은 우레아, 우레탄, 또는 RTV 실리콘 중 적어도 하나를 원료로 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 우레아, 우레탄, 및/또는 RTV 실리콘을 코팅액(10)으로 사용하는 경우, 코팅이 이루어지는 모재(예컨대, 상기 코어(110))의 재질에 구애받지 않고 높은 접착력을 보이며, 코팅이 완료된 후 별도의 가열 처리나 별도의 공정이 없이도 비교적 빠른 시간에 경화가 가능한 특성이 있다.

따라서 산업용 롤의 제조 시간을 비약적으로 단축시킬 수 있으면서, 상기 코어(110)에 직접 열을 가하지 않을 수 있어 상기 코어(110)가 열에 의해 변형되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이러한 특성으로 인해 상기 코어(110)의 재질이 열에 비교적 취약한 플라스틱 재질(예컨대, PVC, FRP, CFRP, ABS 수지 등)이나 고무 등과 같은 재질로 구현되는 경우에도 코어 자체의 변형을 우려할 필요가 없어, 보다 다양한 재질의 코어(110)가 사용될 수 있다.

또한 상기 코팅액(10)은 전술한 우레아, 우레탄, 및/또는 RTV 실리콘과 같은 원료에, 해당 원료를 경화하기 위한 경화제를 소정의 비율로 혼합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅액(10)은 폴리우레아 실란트(polyurea sealant) 및 폴리우레아 실란트용 경화제가 동일한 중량비로 혼합되도록 구성될 수 있다. 물론, 상기 코팅액(10)의 원료 및 이에 따른 경화제, 그리고 상기 원료와 경화제의 혼합비율은 사용자의 필요와 원료의 특성에 따라 다양하게 결정될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 평균적인 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

다만, 상기 원료와 상기 경화제는 상기 코어(110)에 분사되거나 적층된 상기 코팅액(10)이 흘러내리지 않도록, 수 초 이내의 비교적 빠른 시간 내에 경화될 수 있을 정도의 비율을 유지하는 것이 바람직할 수 있다.

또한 상기 코팅액(10)은 상기 원료와 상기 경화제의 혼합성을 유지하고, 상기 코어(110)에 코팅된 이후 빠른 경화를 위해 일정 온도로 미리 가열(이하, 예열이라 함)된 상태일 수 있다.

상기 코팅액(10)의 가열 온도는 각 원료의 종류 별로 다를 수 있으며, 같은 원료인 경우에도 원료의 점도와 경화 속도 등과 같은 원료의 특성이나 경화제와의 혼합비율 등에 따라 차이가 발생할 수 있다.

예를 들어, 원료의 점도가 지나치게 높은 경우 상기 코팅액(10) 혼합 시 기포 등이 발생하는 불량 요인이 될 수 있으며, 점도가 지나치게 낮은 경우에는 코팅시 상기 코어(110)의 외주면에서 흘러내려 사용자가 원하는 형상으로 롤 장치를 형성하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.

따라서 상기 코팅액(10)에 포함되는 원료의 특성과 종류를 미리 고려하여, 가열될 온도를 적절히 선택하는 것이 불량 요인을 미리 방지할 수 있는 중요한 과정일 수 있다.

이처럼 상기 코팅액(10)이 소정의 온도로 예열되어 있다 하더라도, 상기 코팅액(10)이 상기 코어(110)의 외주면에 코팅될 때 상기 코팅액(10)의 온도로 인해 상기 코어(110)가 변형될 가능성은 극히 미미할 수 있다.

예컨대 상기 코팅액(10)이 전술한 바와 같이 스프레이 방식으로 분사될 경우, 공기 중에 분사되고 상기 코어(110)에 코팅되는 순간에는 그 온도가 급격하게 떨어질 수 있으며, 플라스틱 재질이라 하더라도 일정 이상의 고온이 가해지지 않는 이상 변형이 쉽게 발생하지 않기 때문이다.

또는 상기 코팅액(10)이 원료로 RTV 실리콘을 포함하고 있는 경우, 가열된 상기 RTV 실리콘은 상기 코어(110)에 코팅(적층)될 때 대략 45℃ 내지 65℃정도의 온도를 가지게 된다.

그러나 상기 코어(110)가 전술한 바와 같이 PVC, FRP, CFRP, 및/또는 ABS 수지와 같은 재질로 형성되는 경우, 상기 RTV 실리콘이 가열된 온도로 인한 열변형은 발생하지 않거나, 무시할 수 있을 정도의 미미한 영향만이 가해질 수 있다.

즉, 본 발명의 기술적 사상에 의하면 상기 코팅액(10)이 가열되어 있긴 하지만 가열된 상기 코팅액(10)의 열에 의한 상기 코어(110)의 변형은 극히 미미하거나 아예 발생하지 않을 수 있으며, 상기 코팅액(10)이 코팅되어 상기 코팅층(120)을 형성한 이후에 상기 코어(110)에 직접 열이 가해지는 추가 공정이 수행될 필요가 없어 열에 의한 상기 코어(110)의 변형 위험이 사실상 존재하지 않는다고 볼 수 있다.

한편 본 발명의 실시 예에 의하면, 전술한 바와 같이 상기 코어(110)의 외주면에 상기 코팅층(120)이 형성된 후, 상기 코팅층(120)의 표면에 UV 코팅층을 더 형성할 수 있다.

상기 UV 코팅층 역시, 상기 코팅층(120)과 같이 UV 코팅액을 분사하는 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 코어(110)에 상기 코팅층(120)이 형성된 산업용 롤을 상기 코팅층(120)의 형성때와 동일한 방식으로 회전시키면서, 상기 코팅장치(200) 또는 상기 코팅장치(200)와는 다른 별도의 코팅장치를 통해 UV 코팅액을 일정 두께만큼 분사할 수 있다. 그리고 상기 UV 코팅층이 형성된 후, 형성된 상기 UV 코팅층에 자외선을 조사하여 이를 경화시킴으로써 UV 코팅이 이루어질 수 있다. 이후 필요에 따라 상기 UV 코팅층에 대한 폴리싱 가공 등의 후처리가 진행될 수 있다.

이처럼 UV 코팅이 이루어지면, 상기 UV 코팅층은 높은 표면 평활도를 유지할 수 있어 얇은 필름과 같은 고정밀도의 소재라 할지라도 손상을 최소화하며 이송이 가능해질 수 있다. 또한 상기 UV 코팅층은 고온의 자외선 조사가 수행되며 형성되므로, 표면에 버(burr)나 스크래치 등의 발생 위험이 현저히 줄어 이송 또는 감기는 물품의 손상을 방지하고, 내마모성이 향상되어 산업용 롤의 수명이 증가할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

이러한 UV 코팅 과정 중, 상기 고온의 자외선 조사는 비교적 짧은 시간 내에 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 고온의 자외선 조사 과정은 상기 코어(110)의 가장 표면층인 상기 UV 코팅액이 경화될 수 있을 정도의 시간 내에 이루어질 수 있다. 이는 상기 UV 코팅액이 경화되기 위해 필요한 시간보다 길게 자외선이 조사되는 경우, 고온인 자외선이 상기 코어(110)에 영향을 미치게 되어 상기 코어(110)가 상기 고온의 자외선에 의한 열변형을 일으킬 수 있는 위험이 존재할 수 있기 때문이다. 따라서 고온의 자외선이 상기 코어(110)에 미치는 영향을 방지하거나 가능한 최소화하기 위해, 상기 고온의 자외선 조사가 이루어지는 시간이 필요이상으로 길어지지 않는 것이 중요할 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치에서 코팅액을 배출하기 위한 코팅장치의 개략적인 구성을 나타낸다.

우선 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 코팅장치(200)는 상기 코팅액(10)이 저장되는 저장탱크(210), 및/또는 상기 코팅액(10)을 배출하는 배출장치(230)를 포함할 수 있다.

상기 배출장치(230)는 구현 예에 따라 스프레이 분사 방식을 위한 스프레이 건으로 구현될 수도 있고, 도 3a에서 설명한 적층 방식을 위해 상기 코팅액(10)을 일정한 속도로 배출할 수 있는 소정의 노즐로 구현될 수도 있다.

다만 적층 방식 중 도 3b에서 설명한 적층 방식인 경우, 상기 코팅장치(200)는 상기 코팅층(120)의 두께를 조절하거나 상기 코팅층(120)을 상기 코어(110)의 외주면에 고르게 도포시키기 위해 전술한 닥터 블레이드(미도시)가 더 구비되어 있을 수 있다.

상기 저장탱크(210)는 상기 원료 및/또는 상기 경화제가 저장될 수 있는데, 이때 상기 원료와 상기 경화제는 각각 별도로 구분된 공간에 저장되는 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해, 상기 저장탱크(210)는 각각 별도로 분리된 제1저장탱크(211) 및 제2저장탱크(212)를 포함하여, 상기 제1저장탱크(211) 및 상기 제2저장탱크(212)에 상기 원료와 상기 경화제가 각각 저장될 수 있다.

이는 원료에 따른 특성상, 원료와 경화제가 혼합된 후, 수 초 이내의 빠른 시간 내에 경화가 진행될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 상기 원료가 우레아 및/또는 우레탄을 포함하여 구성되는 경우 이처럼 원료와 경화제가 각각 상기 제1저장탱크(211) 및 상기 제2저장탱크(212)에 별도로 분리되어 저장될 수 있다.

다시 말하면, 상기 코팅액(10)이 스프레이 분사 방식 또는 도 3a에서 설명한 적층 방식으로 코팅되는 경우, 전술한 바와 같이 상기 저장탱크(210)는 상기 원료와 상기 경화제가 상기 제1저장탱크(211) 및 상기 제2저장탱크(212)에 각각 별도로 분리되어 저장될 수 있다.

이처럼 스프레이 분사 방식 또는 도 3a에서 설명한 적층 방식으로 코팅되는 경우에는, 상기 저장탱크(210)가 하나의 공간으로 구현되어 상기 원료와 상기 경화제가 혼합된 상태로 저장되게 되면 전술한 바와 같은 원료(예컨대, 우레아 및/또는 우레탄)의 특성상 수 초 이내의 빠른 시간에 경화가 진행되어 상기 배출장치(230)로 배출되지 않아 분사 또는 적층 자체가 불가능해질 수 있기 때문이다.

따라서 상기 저장탱크(210)에는 상기 원료와 상기 경화제가 각각 상기 제1저장탱크(211) 및 상기 제2저장탱크(212)에 분리되어 저장되어 있다가, 상기 배출장치(230)에 각각 공급되어 분사 또는 적층되기 직전에 서로 혼합될 수 있도록 구현되는 것이 바람직할 수 있다.

다만 원료의 종류나 특성에 따라(예컨대, 경화 속도가 상대적으로 느린 원료) 상기 저장탱크(210) 내에서 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 저장공간(220)에 상기 원료와 상기 경화제가 혼합된 코팅액(10) 상태로 저장되어 있을 수도 있다. 상기 저장공간(220)은 상기 저장탱크(210) 내에 포함된 구성일 수도 있고, 구현 예에 따라서는 상기 저장탱크(210)와 별도로 구성될 수도 있다.

이러한 경우는 상기 원료가 RTV 실리콘을 포함하여 구성되는 경우일 수 있는데, 상기 RTV 실리콘은 경화제와 혼합된 후 수 초 이내에 경화가 진행되는 다른 종류의 원료에 비해 상대적으로 긴 경화시간(예컨대, 약 20분 내외)을 가지는 특성이 있어, 상기 경화시간 이내의 시간동안에는 원료(즉, RTV 실리콘)와 경화제가 혼합된 코팅액(10) 상태로 상기 저장공간(220)에 저장될 수 있다.

이러한 경우에는, 상기 저장공간(220) 내에 상기 코팅액(10)이 저장되어 있는 시간은 해당 원료가 경화되는 시간 이내로 한정적일 수 있다. 즉, 상기 저장공간(220)은 상기 코팅액(10)이 상기 배출장치(230)에 의해 배출되기 전 소정의 시간동안만 저장되는 임시 저장공간의 역할을 수행할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 전술한 바와 같이 상기 해당 원료(예컨대, RTV 실리콘)와 경화제가 상기 저장탱크(210) 내의 상기 제1저장탱크(211) 및 상기 제2저장탱크(212)에 각각 분리되어 저장되고 있다가, 상기 코어(110)의 코팅이 수행될 때 상기 저장탱크(210) 즉, 상기 제1저장탱크(211) 및 상기 제2저장탱크(212)에서 분리 저장되어 있던 원료와 경화제가 상기 저장공간(220)에서 혼합되어 코팅액(10) 상태로 일정 시간 저장될 수 있도록 구현될 수도 있다.

구현 예에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 저장공간(220)에는 상기 코팅액(10)의 혼합 및/또는 탈포를 위한 교반장치(221)가 구비되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 교반장치(221)는 복수 개의 회전날개들을 구비하고, 상기 복수 개의 회전날개들이 상기 코팅액(10)에 일정 이상 담긴 채 회전하면서 상기 코팅액(10)을 교반할 수 있다.

이러한 경우, 상기 교반장치(221)에 의해 상대적으로 큰 점성을 가지는 RTV 실리콘(즉, 원료)과 상기 경화제가 원활하게 혼합될 수 있는 것은 물론, 혼합과정에서 발생할 수 있는 기포가 제거될 수도 있다.

구현 예에 따라서는, 상기 교반장치(221)에 상기 코팅액(10)의 교반 시 발생할 수 있는 기포를 제거하기 위한 소정의 탈포수단(미도시)이 별도로 구비될 수도 있다.

이와 같은 상기 교반장치(221)에 의한 상기 코팅액(10)의 혼합 및/또는 탈포 과정은 원료의 종류에 따른 경화시간과 상기 배출장치(230)에 의해 상기 코어(110)의 외주면에 코팅(예컨대, 적층)되는 시간을 고려하여 일정 시간 내에 수행될 수 있다. 예컨대, RTV 실리콘의 경우 전술한 바와 같이 경화시간이 일반적으로 대략 20분 내외가 소요되는데, 상기 RTV 실리콘을 원료로 하는 코팅액(10)의 경우 상기 저장공간(220)에서 상기 교반장치(221)에 의해 혼합 및/또는 탈포 과정이 수행되는 시간은 약 7분 이내에 이루어질 수 있다. 물론 이는 예시적인 사례에 불과하며, 원료의 특성이나 경화제와의 혼합비율 등 다양한 요인에 의해 이러한 혼합 및/또는 탈포 과정이 수행되는 시간은 다양하게 결정될 수 있다.

한편, 상기 코팅액(10)은 전술한 바와 같이 원료와 경화제의 원활한 혼합이나, 분사 또는 적층된 이후 빠른 경화를 위해 소정의 온도로 예열될 필요가 있다. 이를 위해, 상기 코팅장치(200)는 상기 저장탱크(210)에서 원료와 경화제를 각각 필요한 온도로 예열하기 위한 소정의 가열수단(미도시)을 구비할 수 있다.

예를 들어, 상기 가열수단(미도시)은 상기 제1저장탱크(211) 및 상기 제2저장탱크(212)에 저장된 원료 및 경화제를 각각 가열할 수 있도록 구비되는 것이 바람직할 수 있으나, 구현 예에 따라서는 상기 저장공간(220)에 저장된 코팅액(10)을 가열할 수 있도록 구비되는 것도 가능할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 원통형의 코어; 및
   상기 코어를 회전시키면서, 상기 코어의 외주면의 적어도 일부에 코팅액을 코팅하여 일정 두께만큼 형성되는 코팅층을 포함하며,
   상기 코팅액은,
   우레아, 우레탄, 또는 RTV 실리콘 중 적어도 하나의 원료 및 경화제를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치는,
   상기 코팅층이 형성될 때 또는 상기 코팅층이 형성된 후 상기 코어 또는 상기 코팅층이 비가열 처리되는 것을 특징으로 하는 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 코어는,
   PVC(Poly Vinyl Chloride), FRP(Fiber Reinforced Plastics), CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics), ABS 수지(ABS resin, acrylonitrile-butadiene styrene resin), 또는 금속 소재 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치는,
   상기 코팅층 표면에 형성되는 UV 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 코팅액은,
   상기 코어에 코팅되어 상기 코팅층을 형성하기 전, 상기 원료의 특성에 따라 일정 온도를 가지도록 예열되는 것을 특징으로 하는 코어의 열변형을 방지하도록 형성되는 롤 장치.
   
   

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