KR20190011907A - 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법 및 그 제조물 - Google Patents

무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법 및 그 제조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법 및 그 제조물에 관한 것으로서 본 발명에 의해 폴리우레탄층의 열변형과 필요이상의 신장을 방지함으로써 시트두께의 불균일과 늘어남, 시트가 접히는 문제를 해결한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법을 제공할 수 있으며, 반복적으로 움직이는 장비에 사용되는 전선 케이블류, 공압튜브 등의 장비의 케이블류를 보호하고 장비의 결합부와 이탈 혹은 이완현상이 없는 견고하게 고정할 수 있는 무분진 자동화 케이블베어를 제공할 수 있다.

Description

무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―PTFE시트의 제조방법 및 그 제조물{Method For Manufacturing Polyurehane―PTFE Sheet Having Excellent dust free Abrasion Resistance For Cable―veyor And The Product Thereby}
본 발명은 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―PTFE시트의 제조방법 및 그 제조물에 관한 것이다.
자동화 장비, 공작기계, 전자기기, 산업용 로봇, 운반기계 등과 같이 반복적으로 움직이는 장비에 사용되는 전선 케이블류, 공압튜브는 뒤틀림이나 변형 혹은 마찰등에 대해 그 피복의 벗겨짐등으로 인한 손상이 될 수 있기 때문에, 케이블 및 배관호스를 보호하고 안정적으로 운용할 수 있도록 별도로 케이블 보호용 트레이 커버를 사용한다.
이들의 용도는 하나 또는 다중 튜브형태로 구성되어 있고 바깥쪽과 튜브 안쪽은 다양한 성능을 구현하기 위해 통상 내마모성 케이블 트레이 소재로 이루어진다.
일반적으로 이러한 경우 전선이나 내마모성이 약한 소재가 반복적인 기계 움직임으로 인해 다른 부분과 지속적으로 마찰을 하게 되면, 상기 고분자재질의 케이블 트레이 표면이 벗겨지고 마찰에 의해 분진이 발생되며, 케이블 트레이의 표면에 분진이 부착되며 이러한 분진이 자동화 장비, 반도체 장비등의 표면과 클린공정룸에 오염을 유발시켜 제품불량을 발생 시킬 수 있다.
일반적으로 이러한 부분을 해결하는 방법으로 공기 중에 존재하는 입자를 양이온 또는 음이온으로 이온화시켜 중화 시키는 방법인 이오나이저(Ionizer)를 사용하는 경우도 있으나, 움직이는 장비에 설치하기 용의하지 않고 지속적인 유지관리가 필요하다. 그러므로 일정구간 반복적으로 움직이는 자동화장비, 반도체 장비, 공작기계, 전자기기, 산업용 로보트, 운반기계 등에 사용되는 케이블류 및 공압튜브를 보호하고 더욱 안정적으로 유지시킴으로써 상기 케이블류의 손상을 방지하여 분진을 발생시키지 않도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 이오나이저(Ionizer) 중화에 비해 효과적으로 유지관리 및 비용절감이 필요하고 고도화되는 시대에 맞춰 분진 및 이물질을 효과적이고 쉬운 장치가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국특허등록제10-1709039호(2017년02월21일 공고)
그러므로 본 발명은 자동화 장비, 공작기계, 전자기기, 산업용 로봇, 운반기계 등의 반복적으로 움직이는 장비에 사용되는 전선 케이블류, 공압튜브 등의 장비의 케이블류를 보호하여 분진이 발생하지 않도록 하고 케이블류와 공압튜브의 매끄럼성을 유지시키고 전기적인 안전성을 유지시키는 동시에 스파크 및 전기적인 성질에 의해 불에 잘 타지 않은 재질을 사용하여 케이블의 손상을 방지할 수 있는 다중 접착 시트 무분진 케이블용 튜브제작을 위한 다중 접착시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 접착시트는 반복적인 피로에 견딜 수 있는 강도 및 강성을 유지하기 위해 복합화된 재료를 형성하여 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 일면에 두께 0.1~0.4mm의 폴리우레탄(TPU)시트에 이형지가 붙여진 상태로 상부공급 롤러부를 통해 공급하고, ptfe 시트를 하부공급롤러부를 통해 연신비 1.10~1.30으로 연신하면서 공급하고, 상기 공급된 폴리우레탄시트와 ptfe시트를 실리콘롤러와 금속제 히팅롤러사이로 공급하여 폴리우레탄시트의 폴리우레탄층과 ptfe시트를 접착한 후. 상기 폴리우레탄시트의 일면에 부착된 이형지를 분리하여 권취하고, 상기 접착된 폴리우레탄―ptfe시트를 권취하는 것을 특징으로 하는 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법에서는 상기 폴리우레탄시트는 인장강도 300~600KGF/㎠이고 신도 200~800%이고, 상기 ptfe시트는 신도 100~800%로 연신된 상태이며, 상기 금속제히팅롤러는 압력 3~7KGF/㎠, 온도 150~280℃인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의하면, 신도 100~800%인 폴리테트라플루오로에틸렌(ptfe)층과 인장강도 300~600KGF/㎠이고 신도 200~800%인 폴리우레탄(TPU)층이 적층된 것을 특징으로 하는 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트가 제공된다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 케이블베어가 제공된다.
또한, 상기 케이블베어의 내부에 복합유리섬유, 카본섬유, 아라미드 섬유, 바잘트섬유 중 어느 하나 이상의 UD 또는 직물에 PVC, PE, ABS, 실리콘, 에폭시수지, 페놀수지, 폴리에스터수지, 프란수지, 멜라민 수지 중 어느 하나의 수지가 함침된 강화시트가 형성된 것을 특징으로 하는 케이블베어가 제공된다.
또한, 상기 케이블베어의 일단부분에 미끄럼 방지용 열가소성 폴리우레탄(TPU)층이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 케이블베어가 제공된다.
그러므로 본 발명에 의하면 폴리우레탄층의 열변형과 필요이상의 신장을 방지함으로써 시트두께의 불균일과 늘어남, 시트가 접히는 문제를 해결한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법을 제공할 수 있으며, 반복적으로 움직이는 장비에 사용되는 전선 케이블류, 공압튜브 등의 장비의 케이블류를 보호하고 장비의 결합부와 이탈 혹은 이완현상이 없는 견고하게 고정할 수 있는 무분진 자동화 케이블베어를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조장치의 사시도이며,
도 2는 본 발명에 따른 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조장치의 측단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 단면도이며,
도 4는 본 발명에 따른 케이블베어의 성형상태를 나타낸 단면도이며,
도 5는 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 케이블베어를 나타낸 사시도이다
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법은 일면에 두께 0.1~0.4mm의 폴리우레탄(TPU)시트(100)에 이형지가 붙여진 상태로 상부공급롤러부(200)를 통해 공급하고, ptfe시트(300)를 하부공급롤러부(400)를 통해 연신비 1.10~1.30으로 연신하면서 공급하고, 상기 공급된 폴리우레탄시트와 ptfe시트를 실리콘롤러(500)와 금속제히팅롤러(600)사이로 공급하여 폴리우레탄시트의 폴리우레탄층과 ptfe시트를 접착한 후. 상기 폴리우레탄시트의 일면에 부착된 이형지(120)를 분리하여 권취하고, 상기 접착된 폴리우레탄―ptfe시트를 권취(700)하는 것이다.
상기 폴리우레탄(TPU)시트는 폴리우레탄(TPU)층(110)의 일면에 두께 0.1~0.4mm의 이형지(120)가 붙은 폴리우레탄(TPU)시트(100)로서 본 발명의 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 일면을 형성하는 것이다. 상기 폴리우레탄(TPU)시트는 신도가 인장강도 300~600KGF/㎠이고 신도 200~800%인 것으로서 신도가 높아 폴리우레탄(TPU)시트만을 롤러로 공급하는 경우에 히팅롤러의 열에 의해 폴리우레탄층이 열변형을 하게 되고 필요이상으로 신장하게 되어 열에 의해 두께의 불균일과 늘어남이 발생하고, 이로 인해 시트가 접히는 문제가 발생하게 되므로 폴리우레탄(TPU)시트의 일면에 이형지를 붙여 상부공급롤러로 공급하여 성형시 폴리우레탄층의 열변형을 방지하고 고정시켜 주는 역할을 하게 된다.
상기 폴리우레탄(TPU)시트의 일면에 붙은 이형지는 추후 실리콘롤러와 금속제히팅 롤러사이에서 폴리우레탄시트의 폴리우레탄층과 ptfe시트가 접착된 후에 이형지를 분리하게 된다.
상기 ptfe시트는 저온 프라즈마를 이용하여 표면에 다수의 미세기공이 형성된 것을 사용하는 것이 접착력이 향상되는데, 특히 신도 100~800%인 ptfe(폴리테트라플루오로에틸렌) 시트를 사용하는 것이 폴리우레탄(TPU)가 열에 의해 녹아 압력으로 접착하여 접착력에 더 바람직하다.
상기 ptfe시트는 하부공급롤러부를 통해 공급하는데, 연신비 1.10~1.30으로 연신하여 실리콘롤러와 금속제히팅롤러 사이에서 폴리우레탄시트의 폴리우레탄층과 접착할 때 폴리우레탄층과의 접착을 보다 원활하고 견고하게 행하도록 한다.
이렇게 공급된 상기 폴리우레탄시트와 ptfe시트는 실리콘롤러와 금속제히팅롤러사이로 공급하여 폴리우레탄시트의 폴리우레탄층과 ptfe시트를 열과 압력에 의해 접착되어지게 한다. 상기 실리콘롤러도 고온의 열을 발산하게 할 수도 있다. 상기 금속제히팅롤러는 압력 3~7KGF/㎠, 온도 150~280℃인 것을 사용하는 것이 폴리우레탄층과 ptfe시트가 견고하게 접착되도록 할 수 있다. 접착된 폴리우레탄―ptfe시트는 필요에 따라 원형 혹은 일자형태의 컷팅 날에 의해 일정한 폭으로 재단된다.
이렇게 폴리우레탄층과 ptfe시트를 접착한 후. 상기 폴리우레탄시트의 일면에 부착된 이형지를 분리하여 권취하고, 상기 접착된 폴리우레탄―ptfe시트를 권취하여 본 발명의 폴리우레탄―ptfe시트를 제조하게 된다.
또한 본 발명에 의해 신도 100~800%인 폴리테트라플루오로에틸렌(ptfe)층과 인장강도 300~600KGF/㎠이고 신도 200~800%인 폴리우레탄(TPU)층이 적층된 것을 특징으로 하는 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트가 제공된다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트(10)는 저온 프라즈마를 이용하여 표면에 다수의 미세기공이 형성된 신도 100~800%인 폴리테트라플루오로에틸렌(ptfe)층(300)과 신도 200~800%인 점착성있는 폴리우레탄(TPU)층(110)이 적층된 것으로서 연신 및 개질화를 통하여 접착력이 우수한 특징을 가진다.
상기 ptfe(폴리테트라플루오로에틸렌)층은 작은 단위체들을 사슬 혹은 그물 형태로 화학결합된 고분자소재로서 미세기공이 형성되어 있는 다공성 구조로 이루어져 있으며, 내열성, 내화학성이 뛰어나고 마찰계수가 매우 낮기 때문에, 내피와 외피에 적용하여 전선 및 공압 튜브등의 수업이 반복되는 장비에 마찰에 의한 손상을 방지할 수 있고, 분진을 최소화 할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 상기 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 케이블베어가 제공된다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 폴리우레탄―ptfe시트로 케이블베어가 형성되는데, 케이블베어(20)는 슬리팅된 한쌍의 폴리우레탄―ptfe시트를 ptfe층(300)이 서로 마주보도록 여러쌍 배열되고 그 외층에 광폭의 폴리우레탄―ptfe시트를 폴리우레탄층(110)이 서로 마주보도록 배열하여 전체로서 접착된 것으로서, 슬리팅된 한쌍의 폴리우레탄―ptfe시트는 ptfe층이 서로 마주보도록 형성되어 ptfe층이 분리됨으로써 그 내부에 공간을 형성하게 되고 그 공간에 케이블을 수납할 수 있도록 하며, 외층의 광폭의 폴리우레탄―ptfe시트는 폴리우레탄층이 서로 마주보도록 배열하고 접착하여 이루어진 것이다.
또한, 상기 케이블베어의 강도 및 강성을 보강하기 위한 것으로서 복합유리섬유, 카본섬유, 아라미드 섬유, 바잘트섬유 중 어느 하나 이상의 UD 또는 직물에 PVC, PE, ABS, 실리콘, 에폭시수지, 페놀수지, 폴리에스터수지, 프란수지, 멜라민 수지 중 어느 하나의 수지가 함침된 강화시트가 형성될 수 있다. 상기 UD는 상기 섬유를 일방향으로 펼쳐진 형태 또는 스프레드 토우 시트 형태로 사용 되어 질 수 있다. 상기 강화시트는 상기 케이블베어의 케이블이 수납되는 슬리팅된 한쌍의 폴리우레탄―ptfe시트층의 내부의 공간에 삽입되어 형성됨으로써 케이블베어의 강도 및 강성을 보강할 수 있다. 또한 전선의 곡율 반경을 일정하게 유지시켜 줌으로써 전선의 피로누적에 의한 마찰 감소 및 전선 및 케이블베어의 수명을 오랫동안 유지시킬 수 있다.
또한 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 케이블베어의 일단부분에 미끄럼 방지용 열가소성 폴리우레탄(TPU)층이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 케이블베어가 제공될 수 있다.
상기 케이블베어는 폴리우레탄(TPU)과 ptfe 시트가 하나 또는 다중으로 결합된 상태로서 장비에 조립하는 경우 기존에는 별도의 알루미늄, 플라스틱등의 결합부(800)에 케이블베어가 견고하게 고정되도록 하기 위해 실리콘시트, 링, 패드 등을 넣고 조립하여 고정하였으나, 이 경우 미끄럼성이 강한 ptfe층의 특성상 영구적으로 고정되지 못하고 결합부로부터 이탈하거나 케이블베어와 고정체의 연결부위가 느슨해질 수 있어 인해 장비의 문제를 야기할 수 있기 때문에 연결부위에 대해 지속적으로 유지 및 관리해야 하는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위하여 본 발명에서는 도 5와 같이 케이블베어의 일단부분에 미끄럼 방지용 열가소성 폴리우레탄(TPU)(900)을 150~ 270℃의 융착기에 의해 열융착 시킴으로서 케이블베어의 ptfe층과 추가 형성된 폴리우레탄(TPU)층이 완전하게 접착되도록 하여 장비의 결합부가 이탈 혹은 이완현상이 없이 장기간동안 케이블베어를 견고하게 고정할 수 있게 된다.
10 : 폴리우레탄-ptfe 시트
20 : 케이블 베어
100 : 이형지가 붙은 폴리우레탄(TPU)시트
110 : TPU층 120 : 이형지
200 : 상부공급롤러부 300 : ptfe시트
400 : 하부공급롤러부 500 : 실리콘롤러
600 : 금속재히팅롤러 700 : 폴리우레탄―ptfe시트 권취롤
800 : 결합부 900 : 열가소성 폴리우레탄(TPU)

Claims (6)

  1. 일면에 두께 0.1~0.3mm의 이형지가 붙은 폴리우레탄(TPU)시트를 상부공급롤러부를 통해 공급하고,
    PTFE시트를 하부공급롤러부를 통해 연신비 1.10~1.30으로 연신하면서 공급하고,
    상기 공급된 폴리우레탄시트와 ptfe시트를 실리콘롤러와 금속제히팅롤러사이로 공급하여 폴리우레탄시트의 폴리우레탄층과 ptfe시트를 접착한 후.
    상기 폴리우레탄시트의 일면에 부착된 이형지를 분리하여 권취하고,
    상기 접착된 폴리우레탄―ptfe시트를 권취하는 것을 특징으로 하는 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄시트는 인장강도 300~600KGF/㎠이고 신도 200~800%이고, 상기 ptfe시트는 신도 100~800%이며, 상기 금속제히팅롤러는 압력 3~7KGF/㎠, 온도 150~280℃인 것을 특징으로 하는 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트의 제조방법.
  3. 신도 100~800%인 폴리테트라플루오로에틸렌(ptfe)층과 인장강도 300~600KGF/㎠이고 신도 200~800%인 폴리우레탄(TPU)층이 적층된 것을 특징으로 하는 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트.
  4. 제 3항 기재의 무분진 및 내마모성이 우수한 케이블베어용 폴리우레탄―ptfe시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 케이블베어.
  5. 제 4항 기재의 케이블베어의 내부에 복합유리섬유, 카본섬유, 아라미드 섬유, 바잘트섬유 중 어느 하나 이상의 UD 또는 직물에 PVC, PE, ABS, 실리콘, 에폭시수지, 페놀수지, 폴리에스터수지, 프란수지, 멜라민 수지 중 어느 하나의 수지가 함침된 강화시트가 형성된 것을 특징으로 하는 케이블베어.
  6. 제 4항 또는 제 5항 기재의 케이블베어의 일단부분에 미끄럼 방지용 열가소성 폴리우레탄(TPU)층이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 케이블베어.
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