KR20190024160A - 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템 및 롤 - Google Patents

Abstract

우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템 및 롤이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템은, 샤프트 및 상기 샤프트에 형성되는 코어를 포함하는 롤, 폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액, 및 상기 코팅액을 상기 코어의 외주면에 분사하여 우레아 코팅층을 형성하는 분사건을 포함하며, 상기 분사건은, 상기 코어의 외주면과 일정 거리를 유지하고 상기 코어의 외주면 상을 이동하면서 상기 코팅액을 분사하는 것을 특징으로 한다.

Description

우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템 및 롤{A roll manufacturing system and a roll having a urea coating layer}

본 발명은 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템 및 롤에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤의 표면(코어의 외주면)에 우레아 코팅층을 형성할 때, 폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합되어 코팅액을 형성하는데, 이때 코팅액의 종류 예컨대, 수 초 내에 경화가 이루어지는 속경화용 코팅액과 적어도 수 분 내지 수십 분 후 경화가 이루어지는 지경화용 코팅액에 따라 분사 방식 또는 주입 방식을 선택적으로 사용할 수 있도록 하여 보다 간편하고 효율적으로 우레아 코팅층을 형성할 수 있도록 하는 기술적 사상에 관한 것이다.

일반적으로 롤(roll) 특히, 산업용 롤은 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 롤은 원통형의 코어에 일정 두께의 고무를 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 코어에 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.

이처럼 상기 코어에 고무 코팅을 수행하는 종래의 방식은, 고무 시트의 제작에 따른 번거로움과, 코어에 감긴 고무 시트에 대한 복잡한 후처리 과정 등으로 인해 공정이 복잡해지고 효율성이 크게 저하될 수 있다.

그리고 여기에 더하여 고무의 큰 마찰력과, 상기 코어에 감긴 고무 시트의 표면을 폴리싱(polishing) 가공하는 과정에서 발생하는 미세 스크래치 등으로 인해 이송되는 물품의 표면이 손상될 수 있는 위험이 존재한다.

또한 일정 두께를 가진 고무 시트를 상기 코어에 감는 방식으로는, 산업용 롤의 두께를 정확히 조절하기 어렵고, 고무 시트가 여러 층을 가지면서 상기 코어에 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 코팅층의 형성이 용이하며, 별도의 추가 공정이 없이도 코어의 재질에 상관없이 접착력이 우수하고, 산업용 롤 및/또는 보빈과 같은 롤에 적합한 마찰력과 탄성을 가지는 우레아 코팅층을 효율적으로 형성할 수 있는 기술적 사상이 요구된다.

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

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 롤의 표면(코어의 외주면)에 우레아 코팅층을 형성할 때, 폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액의 종류 예컨대, 수 초 내에 경화가 이루어지는 속경화용 코팅액과 적어도 수 분 내지 수십 분 후 경화가 이루어지는 지경화용 코팅액에 따라 분사 방식 또는 주입 방식을 선택적으로 사용하여 우레아 코팅층을 용이하고 효율적으로 형성할 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

또한, 분사 방식에서도 코팅액의 경화속도에 따라 적합한 분사건을 선택적으로 사용할 수 있도록 하여, 사용자의 필요에 따라 우레아 코팅층을 용이하게 형성할 수 있도록 하는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

또한, 주입 방식에서도 서로 다른 형태의 금형틀을 이용할 수 있도록 하여 사용자의 요구에 대응할 수 있도록 하는 기술적 사상을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템은, 샤프트 및 상기 샤프트에 형성되는 코어를 포함하는 롤, 폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액, 및 상기 코팅액을 상기 코어의 외주면에 분사하여 우레아 코팅층을 형성하는 분사건을 포함하며, 상기 분사건은, 상기 코어의 외주면과 일정 거리를 유지하고 상기 코어의 외주면 상을 이동하면서 상기 코팅액을 분사하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 분사건은, 이동방향 또는 이동속도 중 적어도 하나에 기초하여 분사각도를 변경하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템은, 상기 롤을 정해진 방향 및 속도로 회전시키며, 상기 분사건은, 상기 코어의 길이방향으로 왕복 이동하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 코팅액은, 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 동일한 부피비로 혼합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 코팅액은, 상기 폴리우레아 경화제가 폴리에테르 아민을 주성분으로 하는 속경화용 코팅액인 것을 특징으로 하며, 상기 분사건은, 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 분사건 내부에서 혼합된 후 분사되는 제1타입 분사건, 또는 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 각각 분사된 직후 혼합되는 제2타입 분사건인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 코팅액은, 상기 폴리우레아 경화제가 폴리프로필렌 글리콜을 주성분으로 하는 지경화용 코팅액인 것을 특징으로 하며, 상기 분사건은, 내부에 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액이 이송되는 이송관이 스크류 형상으로 형성되어, 상기 코팅액의 경화가 시작되기 전 시점까지 상기 코팅액이 상기 이송관을 통해 이송된 후 분사되는 제3타입 분사건인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템은, 샤프트 및 상기 샤프트에 형성되는 코어를 포함하는 롤, 폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액, 및 금형틀을 포함하며, 상기 금형틀은, 상기 코어가 수평방향 또는 수직방향으로 수용되며, 상기 코어가 수용되는 경우 내측면이 상기 코어의 외주면으로부터 일정 거리만큼 균일하게 이격되도록 형성되는 내부 공간, 및 외주면의 일부 또는 상면이 개방되어 상기 코팅액이 주입될 수 있도록 형성되는 주입구를 포함할 수 있다.

또한, 상기 금형틀은, 적어도 하나의 측면 또는 하면에 상기 샤프트의 일부가 끼워질 수 있도록 형성되는 고정공을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 금형틀은, 상기 적어도 하나의 측면이 상기 금형틀과 탈착 가능하도록 분리되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 코팅액은, 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 동일한 부피비로 혼합되며, 상기 폴리우레아 경화제가 폴리프로필렌 글리콜을 주성분으로 하는 지경화용 코팅액인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤은, 샤프트 및 상기 샤프트에 형성되는 코어를 포함하는 롤, 폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액, 및 상기 코팅액을 상기 코어의 외주면에 분사하여 우레아 코팅층을 형성하는 분사건을 포함하며, 상기 분사건이 상기 코어의 외주면과 일정 거리를 유지하고 상기 코어의 외주면 상을 이동하면서 상기 코팅액을 분사하여 상기 코어의 외주면에 우레아 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤은, 샤프트 및 상기 샤프트에 형성되는 코어를 포함하는 롤, 폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액, 및 금형틀을 포함하며, 상기 금형틀은, 상기 코어가 수평방향 또는 수직방향으로 수용되며, 상기 코어가 수용되는 경우 내측면이 상기 코어의 외주면으로부터 일정 거리만큼 균일하게 이격되도록 형성되는 내부 공간, 및 외주면의 일부 또는 상면이 개방되어 상기 코팅액이 주입될 수 있도록 형성되는 주입구를 포함하고, 상기 주입구를 통해 주입된 상기 코팅액이 상기 내부 공간 내에 수용된 상기 코어에 코팅되어 우레아 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상에 의하면, 롤의 표면(코어의 외주면)에 우레아 코팅층을 형성할 때, 폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액의 종류 예컨대, 수 초 내에 경화가 이루어지는 속경화용 코팅액과 적어도 수 분 내지 수십 분 후 경화가 이루어지는 지경화용 코팅액에 따라 분사 방식 또는 주입 방식을 선택적으로 사용하여 우레아 코팅층을 용이하고 효율적으로 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 분사 방식에서도 코팅액의 경화속도에 따라 적합한 분사건을 선택적으로 사용할 수 있도록 하여, 사용자의 필요에 따라 우레아 코팅층을 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 주입 방식에서도 서로 다른 형태의 금형틀을 이용할 수 있도록 하여 사용자의 요구에 대응할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템에서 코팅액을 분사하는 분사건을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템에서 분사건을 이용한 우레아 코팅층 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템에서 금형틀을 이용한 우레아 코팅층 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템에서 제2금형틀을 이용한 우레아 코팅층 형성을 설명하기 위한 도면이다.

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(roll)이라 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 롤이 산업용 롤로 구현되는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 명세서에서 롤은 샤프트 상에 형성되는 코어를 포함하여 구현되는 경우를 예로 들어 설명하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 구현 예에 따라서는 상기 샤프트를 제외하고 상기 코어만으로 구현되거나, 상기 샤프트 상에 소정의 코팅층(예컨대, 우레아 코팅층)이 소정 두께로 직접 형성되어 롤의 기능을 수행할 수도 있다. 상기 샤프트 및/또는 상기 코어는 원통형 및/또는 원기둥 형상으로 형성될 수 있지만 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 한정되지는 않으며, 상기 평판 형상의 물품을 이송 및/또는 감아서 보관할 수 있는 형태라면 어떠한 형상을 가져도 무방할 수 있다.

또한 상기 코어 및/또는 상기 샤프트는 금속 재질이나, PVC(Poly Vinyl Chloride), FRP(Fiber Reinforced Plastics), CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics), ABS 수지(ABS resin, acrylonitrile-butadiene styrene resin) 등 다양한 재질로 형성될 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 산업용 롤 제조 시스템에서 코팅액을 분사하는 분사건을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 본 발명의 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템에서 코팅액은 원료인 폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 용액을 의미할 수 있으며, 상기 샤프트 및/또는 상기 코어의 외주면에서 우레아 코팅층을 형성할 수 있다.

이러한 폴리우레아 주제가 사용되는 경우, 코팅이 이루어지는 모재(예컨대, 코어)의 재질에 구애받지 않고 높은 접착력을 보이며, 코팅이 완료된 후 별도의 가열 처리나 별도의 공정이 없이도 상기 폴리우레아 경화제에 따라 비교적 빠른 시간에 경화가 가능한 특성이 있다.

상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제는 필요에 따라 다양한 부피비를 가지도록 혼합될 수 있다.

다만 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제는 각각 가능한 동일한 부피비를 가지도록 혼합되는 것이 바람직할 수 있다. 이하 본 명세서에서 동일한 부피비를 가진다고 함은, 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 정확히 1:1의 부피비로 맞춰지는 것만을 의미하는 것은 아니며, 소정의 오차범위 내에서 유사한 부피비를 가지는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 각각 동일한 부피비를 가지도록 혼합되는 경우에는 이후 공정의 작업이 상대적으로 수월해질 수 있으나, 실질적으로 정확히 동일한 부피비를 가지도록 혼합하는 것이 쉽지 않으므로, 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 소정의 오차범위를 가지더라도 가급적 동일한 부피비로 혼합될 수 있도록 공정을 수행하는 것이 바람직할 수 있다.

물론, 이후 공정의 특성이나 제조되는 롤의 특성 등 다양한 요인에 의한 필요에 따라 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 혼합되는 부피비는 다양하게 결정될 수 있음은 전술한 바와 같다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 코팅액이 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 동일한 부피비(즉, 소정의 오차범위 내에서 유사한 부피비)로 혼합되는 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 코팅액은 상기 폴리우레아 경화제의 종류에 따라 경화속도가 달라질 수 있다.

예를 들면, 상기 코팅액은 상기 폴리우레아 경화제의 종류에 따라 상기 폴리우레아 주제와 혼합된 후 상대적으로 매우 짧은 시간 내에 경화가 이루어지는 속경화용 코팅액과, 상기 폴리우레아 주제와 혼합된 후 소정의 시간이 지난 이후에 경화가 이루어지는 지경화용 코팅액으로 구분할 수 있다.

예컨대 상기 속경화용 코팅액은, 상기 폴리우레아 주제에 폴리에테르 아민을 이용한 폴리우레아 경화제가 사용될 수 있다. 이러한 경우, 상기 폴리에테르 아민이 포함된 폴리우레아 경화제가 상기 폴리우레아 주제와 혼합되면 수 초 이내에 경화가 이루어질 수 있다.

상기 지경화용 코팅액의 경우, 상기 폴리우레아 주제에 금속 촉매가 첨가된 폴리프로필렌 글리콜을 주성분으로 하는 폴리우레아 경화제가 사용될 수 있다. 이처럼 상기 폴리우레아 경화제에 상기 폴리프로필렌 글리콜이 주성분으로 사용되는 경우, 상기 폴리우레아 주제와 혼합된 후 경화되는 속도가 상대적으로 늦춰질 수 있다. 이때 상기 지경화용 코팅액의 경화속도는 상기 폴리프로필렌 글리콜의 함량에 따라 적어도 수 분 내지 수십 분까지 다양하게 결정될 수 있으며, 사용자의 필요에 따라 경화속도를 조절하는 것이 가능해질 수 있다.

이처럼 상기 코팅액은 전술한 바와 같이 원료인 폴리우레아 주제와 혼합되는 폴리우레아 경화제의 종류에 따라 속경화용/지경화용으로 구분될 수 있는데, 상기 속경화용 코팅액의 경우 폴리우레아 주제와 폴리우레아 경화제가 혼합되고나서 수 초 이내에 급격한 경화가 이루어지기 때문에 사실상 분사건을 이용한 분사방식 외에는 상기 롤에 코팅층을 형성하기 어려울 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 이러한 속경화용 코팅액을 분사하기 위한 분사건의 구현 예가 도시된다.

우선 도 1a를 참조하면, 상기 속경화용 코팅액을 분사하기 위한 제1타입 분사건(200-1)은, 내부에 코팅액(10)이 분사되는 노즐과 인접한 위치에서 폴리우레아 주제(1) 및 폴리우레아 경화제(2)가 각각 이송관으로 분사되어 상기 이송관 내에서 혼합되며, 혼합된 직후 혼합된 코팅액(10)이 노즐을 통해 바로 분사되는 구조를 가질 수 있다.

도 1b를 참조하면, 상기 속경화용 코팅액을 분사하기 위한 제2타입 분사건(200-2)은 내부에서 상기 폴리우레아 주제(1) 및 상기 폴리우레아 경화제(2)가 각각 노즐을 통해 직접 분사되는데, 노즐을 통과하면서 분사 직후 제2타입 분사건(200-2) 외부에서 상기 폴리우레아 주제(1) 및 상기 폴리우레아 경화지(2)가 혼합되는 구조를 가질 수 있다. 이러한 제2타입 분사건(200-2)은, 상기 코팅액(10)의 경화속도가 상대적으로 매우 빨라 상기 제1타입 분사건(200-1)과 같이 잠깐이라도 내부에서 혼합되어 있는 시간이 존재할 경우, 분사 전 분사거 내부에서 경화가 이루어질 가능성이 있는 경우 사용될 수 있다.

한편 전술한 바와 같이, 상기 속경화용 코팅액이 아닌 지경화용 코팅액의 경우, 분사건을 이용한 분사 방식으로는 분사 후 코팅액(10)이 코어 및/또는 샤프트 상에서 경화되기 전에 흘러내릴 수 있어 우레아 코팅층을 형성하기 어려울 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 도 1c에 도시된 제3타입 분사건(200-3)을 이용하여 속경화용 코팅액이 아닌 지경화용 코팅액의 경우에도 분사방식으로 우레아 코팅층을 형성할 수 있다.

도 1c를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제3타입 분사건(200-3)은 내부에서 코팅액(10)이 분사될 노즐과 가급적 먼 위치에서, 스크류(s) 형상으로 각각 형성된 이송관에 상기 폴리우레아 주제(1) 및 상기 폴리우레아 경화제(2)가 각각 분사되어 혼합된 후, 혼합된 코팅액(10)이 스크류(s) 형상의 이송관을 따라 이송되면서 분사되기까지 시간이 지연될 수 있다. 상기 제3타입 분사건(200-3) 및/또는 상기 이송관의 크기나 길이는 상기 코팅액(10)의 경화시간 및/또는 이송속도에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

한편, 분사건의 노즐을 통해 분사되는 상기 코팅액(10)은 일반적으로 원뿔 형상으로 분사되어, 분사면에 수직으로 분사가 이루어지는 경우 분사면에 형성되는 코팅액(10)의 패턴은 원형 패턴이 나타나게 된다.

이러한 상기 코팅액(10)의 패턴은 노즐과 분사면까지의 거리에 따라 패턴 내 각 지점의 밀도가 달라질 수 있으며, 또한 후술할 본 발명의 기술적 사상과 같이 상기 분사건이 이동하면서 상기 코팅액(10)을 분사하는 경우 이동방향과 이동속도에 따라서도 밀도가 달라질 수 있다.

예컨대, 노즐로부터 분사된 상기 코팅액(10)이 중앙부분으로부터 외곽으로 갈수록 분사되는 코팅액(10)의 이동거리가 길어지게 되고, 이러한 외곽 지점에서는 대류에 의한 산란현상이 발생할 수 있어 상기 분사면에 형성되는 패턴의 중앙부분에 비해 외곽부분이 상대적으로 밀도가 낮을 수 있다.

또한 상기 분사건이 x축 방향으로 이동한다고 가정하면, 이동방향인 x축 방향으로는 상기 코팅액(10)이 상대적으로 균일한 밀도 분포를 가질 수 있지만, y축 방향은 분사횟수나 노즐의 위치에 따라 중앙부분에 비해 외곽부분의 밀도 차이가 커질 수 있다.

따라서 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 분사건이 상기 롤을 형성하는 코어 및/또는 상기 샤프트의 외주면을 따라 이동하면서 상기 코팅액(10)을 분사할 때, 이동방향 및/또는 이동속도에 따라 분사건의 분사각도를 다르게 조절함으로써 보다 균일한 우레아 코팅층이 형성될 수 있도록 할 수 있다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 산업용 롤 제조 시스템에서 분사건을 이용한 우레아 코팅층 형성을 설명하기 위한 도면이다.

우선 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템(100)에서 전술한 속경화용 코팅액을 이용한 우레아 코팅층 형성이 도시된다.

상기 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템(100)은 샤프트(110)와, 상기 샤프트(110) 상에 형성되는 코어(120), 그리고 상기 코어(120)의 외주면에 상기 코팅액(10)을 분사하는 분사건(200)을 포함할 수 있다.

이때 상기 분사건(200)은 전술한 바와 같이 상기 코어(120)의 외주면으로부터 일정 거리만큼 이격되어, 상기 코어(120)의 외주면을 따라 소정 방향으로 이동하면서 상기 코팅액(10)을 분사할 수 있다.

이때 상기 코팅액(10)은 전술한 바와 같이 폴리에테르 아민을 주성분으로 하는 폴리우레아 경화제(2)가 혼합된 속경화용 코팅액일 수 있다.

그리고 상기 분사건(200)은 필요에 따라(예컨대, 상기 코팅액(10)의 경화시간에 따라) 상기 제1타입 분사건(200-1) 또는 상기 제2타입 분사건(200-2) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 분사건(200)은 상기 코어(120)의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 코어(120)의 외주면에 상기 코팅액(10)을 분사할 수 있는데, 이때 상기 분사건(200)은 노즐이 이동방향의 반대방향을 향하도록 일정 각도만큼 기울어질 수 있다. 구현 예에 따라서는 상기 분사건(200)은 상기 노즐이 이동방향을 향하도록 일정 각도만큼 기울저질 수도 있다. 이는 상기 코어(120)의 외주면과 상기 노즐과의 거리, 상기 코어(120)의 재질, 및/또는 상기 코팅액(10)의 특성 등다양한 요인에 따라 결정될 수 있다.

또한 도면에는 상기 샤프트(110) 상에 형성되어 있는 상기 코어(120)의 외주면에 상기 코팅액(10)이 분사되는 경우가 도시되어 있으나, 구현 예에 따라 상기 샤프트(110)가 구비되지 않고 상기 코어(120)만 구비될 수도 있고, 또는 상기 코어(120)가 형성되지 않고 상기 샤프트(110)의 외주면 일부에 상기 코팅액(10)이 직접 분사될 수도 있음은 전술한 바와 같다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 샤프트(110) 상에 상기 코어(120)가 형성되고, 상기 코어(120)의 외주면에 상기 코팅액(10)이 분사되는 경우를 예로 들어 설명하지만 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.

한편 본 발명의 일 실시 예에 의하면 상기 롤 즉, 상기 샤프트(110) 및/또는 상기 코어(120)가 고정되어 있는 채로 상기 분사건(200)이 상기 코어(120)의 외주면 전체에 상기 코팅액(10)을 분사할 수 있다.

그러나 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템(100)은 상기 롤을 고정한 채 상기 샤프트(110)를 일정 방향으로 회전시킬 수 있다. 이러한 경우, 상기 분사건(200)은 상기 코어(120)의 길이방향으로만 이동하면서 상기 코팅액(10)을 분사할 수 있으며, 전술한 바와 같이 상기 샤프트(110)가 회전하지 않고 상기 분사건(200)만 이동하는 경우에 비해 상대적으로 간단한 시스템과 빠른 코팅속도를 가질 수 있다.

한편 상기 지경화용 코팅액을 이용하여 분사방식으로 우레아 코팅층을 형성하고자 하는 경우에는, 전술한 바와 같이 상기 제3타입 분사건(200-3)이 이용될 수 있다. 이러한 경우가 도 4에 도시되고 있다.

도 4를 참조하면, 상기 샤프트(110) 상에 형성된 상기 코어(120)의 외주면에, 상기 제3타입 분사건(200-3)이 상기 코어(120)의 외주면을 따라 이동하면서 상기 코팅액(10)을 분사할 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 지경화용 코팅액은 상기 제3타입 분사건(200-3) 내부의 이송관에서 혼합되어, 스크류(s) 형상의 이송관을 따라 경화시간동안 이송되며, 경화가 시작되기 직전 상기 제3타입 분사건(200-3)의 노즐을 통해 분사될 수 있다.

이러한 경우에도, 상기 샤프트(110)가 일정 방향으로 회전하고, 상기 제3타입 분사건(200-3)이 상기 코어(120)의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 코팅액(10)을 분사할 수 있다. 물론, 상기 롤 자체는 완전히 고정되어, 상기 제3타입 분사건(200-3)이 상기 코어(120)의 외주면 전체를 따라 이동하면서 상기 코팅액(10)을 분사하도록 구현될 수도 있다.

한편, 상기 지경화용 코팅액의 경우, 코팅액(10)이 경화되기까지 걸리는 경화시간을 이용하여, 상기 제3타입 분사건(200-3)을 이용한 분사방식 외에 다른 방식으로 상기 코어(120)의 외주면에 우레아 코팅층을 형성할 수도 있다. 이를 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 산업용 롤 제조 시스템에서 금형틀을 이용한 우레아 코팅층 형성을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템(100)은 코어(120), 및 내측면이 상기 코어(120)로부터 일정 거리만큼 균일하게 이격될 수 있도록 형성되는 내부 공간(310)이 형성되고, 외주면의 일부에 상기 코팅액(10)이 주입될 수 있는 주입구가 형성되는 금형틀(300)을 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 지경화용 코팅액은 경화되기까지 적어도 수 분 내지 수십 분이 소요되는만큼, 상기 금형틀(300)을 이용하는 경우 상기 코어(120)의 외주면에 우레아 코팅층을 간편하게 형성할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

상기 금형틀(300)의 단면 지름은 상기 코어(120)가 상기 내부 공간(310)에 수용될 수 있기 위해 상기 코어(120)의 단면 지름에 비해 일정 이상 크도록 형성될 수 있는데, 이때 상기 지름의 크기 차이는 상기 코어(120)의 외주면에 형성하고자 하는 우레아 코팅층의 두께에 따라 결정될 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 금형틀(300)의 내부 공간(310)에 상기 코어(120)가 수용되면, 상기 주입구를 통해 상기 코팅액(10)이 주입되게 된다. 이때, 상기 코팅액(10)은 상기 내부 공간(310)을 가득 채울 정도로만 주입되는 것이 바람직할 수 있다. 만약 상기 코팅액(10)이 상기 내부 공간(310)을 넘어 상기 주입구로 넘치게 되는 경우, 최종적으로 형성되는 우레아 코팅층의 표면이 고르지 못하게 될 문제점이 발생할 수 있다.

상기 금형틀(300)의 양 측면은, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 샤프트(110) 또는 상기 코어(120)의 양 측단 일부가 끼워질 수 있는 고정공(311)이 형성될 수 있다. 그러면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 금형틀(300)의 측면에 상기 샤프트(110)의 일부가 외부로 노출되면서, 상기 코어(120)의 위치가 상기 내부 공간(310)의 중앙부분에 고정될 수 있다. 도면에는 설명의 편의를 위해 상기 코어(120)의 크기가 상기 내부 공간(310)에 비해 매우 작은 크기로 도시되어 있으나, 실제로는 상기 코어(120)의 외주면에 형성하고자 한느 우레아 코팅층의 두께에 따라 상기 코어(120) 및 상기 내부 공간(310)의 크기 및/또는 크기의 차이가 달라질 수 있음은 전술한 바와 같다.

또한 상기 고정공(311)이 형성된 상기 금형틀(300)의 양 측면 또는 일 측면은, 상기 코어(120)의 인입/인출을 위해 상기 금형틀(300)과 탈착 가능하도록 분리될 수 있다.

한편, 이처럼 상기 코어(120)가 길이방향으로 눕혀진 형태에서 상기 코팅액(10)을 주입할 수도 있으나, 본 발명의 다른 실시 예에 의하면 상기 코어(120)가 길이방향으로 세워진(수직방향으로 세워진) 상태에서 상기 코팅액(10)이 주입될 수도 있다. 이러한 예가 도 8에 도시된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 산업용 롤 제조 시스템에서 제2금형틀을 이용한 우레아 코팅층 형성을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템(100)은 상기 샤프트(110) 및/또는 상기 코어(120)가 수직방향으로 세워져 고정될 수 있는 제2금형틀(400)이 구비될 수 있다.

상기 제2금형틀(400)은 도 5에서 전술한 금형틀(300)과 같이 내부 공간이 형성되어 상기 샤프트(110) 및/또는 상기 코어(120)가 수용될 수 있으며, 상부가 개방되고, 하부는 소정 길이의 받침부(410)가 구비될 수 있다.

상기 받침부(410)는, 상기 내부 공간에 수용되지 않고 외부로 노출되는 상기 샤프트(110) 또는 상기 코어(120)의 일 측단 일부가 수용될 수 있을만큼의 높이를 가지도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 도면에는 상기 샤프트(110)의 일 측단 일부가 상기 내부 공간의 하면에 노출되는 경우가 도시되고 있다.

상기 내부 공간의 하면은, 도 6에서 전술한 상기 금형틀(300)의 측면에 형성된 고정공(311)과 마찬가지로, 상기 샤프트(110)가 끼워질 수 있는 제2고정공(미도시)이 형성될 수 있다. 그러면, 상기 제2고정공(미도시)에 상기 샤프트(110)가 끼워지고, 상기 샤프트(110)에 비해 큰 지름을 가지는 상기 코어(120)는 상기 내부 공간의 하면에 걸리면서 고정될 수 있다.

그리고, 상기 제2금형틀(400)의 개방된 상부를 통해 상기 코팅액(10) 즉, 지경화용 코팅액이 주입될 수 있다.

이때 상기 코팅액(10)은 상기 코어(120)의 외주면까지만 잠기면서, 상기 코어(120)의 측면(상부를 향해 세워진 측면)은 잠기지 않을만큼만 주입될 수 있다. 구현 예에 따라서는 상기 코어(120) 전체가 잠기도록 코팅액(10)이 주입될 수도 있다.

이러한 제2금형틀(400)의 경우, 상기 코어(120)의 인입/인출은 물론 고정까지도 상기 금형틀(300)에 비해 상대적으로 용이하고 간편해질 수 있는 효과를 가질 수 있다.

결국 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 롤의 표면(코어 또는 샤프트의 표면)에 우레아 코팅층을 형성할 때, 속경화용 코팅액이나 지경화용 코팅액을 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있고, 각각의 코팅액 종류(폴리우레아 경화제 종류)에 따라서도 보다 유리한 방식을 간편하게 선택적으로 사용할 수 있는 효과를 가질 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 (12)

1. 샤프트 및 상기 샤프트에 형성되는 코어를 포함하는 롤;
   폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액; 및
   상기 코팅액을 상기 코어의 외주면에 분사하여 우레아 코팅층을 형성하는 분사건을 포함하며,
   상기 분사건은,
   상기 코어의 외주면과 일정 거리를 유지하고 상기 코어의 외주면 상을 이동하면서 상기 코팅액을 분사하는 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 분사건은,
   이동방향 또는 이동속도 중 적어도 하나에 기초하여 분사각도를 변경하는 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템은,
   상기 롤을 정해진 방향 및 속도로 회전시키며,
   상기 분사건은,
   상기 코어의 길이방향으로 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 코팅액은,
   상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 동일한 부피비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 코팅액은,
   상기 폴리우레아 경화제가 폴리에테르 아민을 주성분으로 하는 속경화용 코팅액인 것을 특징으로 하며,
   상기 분사건은,
   상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 분사건 내부에서 혼합된 후 분사되는 제1타입 분사건, 또는
   상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 각각 분사된 직후 혼합되는 제2타입 분사건인 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
   
6. 제4항에 있어서, 상기 코팅액은,
   상기 폴리우레아 경화제가 폴리프로필렌 글리콜을 주성분으로 하는 지경화용 코팅액인 것을 특징으로 하며,
   상기 분사건은,
   내부에 상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액이 이송되는 이송관이 스크류 형상으로 형성되어, 상기 코팅액의 경화가 시작되기 전 시점까지 상기 코팅액이 상기 이송관을 통해 이송된 후 분사되는 제3타입 분사건인 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
   
7. 샤프트 및 상기 샤프트에 형성되는 코어를 포함하는 롤;
   폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액; 및
   금형틀을 포함하며,
   상기 금형틀은,
   상기 코어가 수평방향 또는 수직방향으로 수용되며, 상기 코어가 수용되는 경우 내측면이 상기 코어의 외주면으로부터 일정 거리만큼 균일하게 이격되도록 형성되는 내부 공간; 및
   외주면의 일부 또는 상면이 개방되어 상기 코팅액이 주입될 수 있도록 형성되는 주입구를 포함하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 금형틀은,
   적어도 하나의 측면 또는 하면에 상기 샤프트의 일부가 끼워질 수 있도록 형성되는 고정공을 더 포함하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 금형틀은,
   상기 적어도 하나의 측면이 상기 금형틀과 탈착 가능하도록 분리되는 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
   
10. 제7항에 있어서, 상기 코팅액은,
    상기 폴리우레아 주제 및 상기 폴리우레아 경화제가 동일한 부피비로 혼합되며,
    상기 폴리우레아 경화제가 폴리프로필렌 글리콜을 주성분으로 하는 지경화용 코팅액인 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤 제조 시스템.
    
11. 샤프트 및 상기 샤프트에 형성되는 코어를 포함하는 롤;
    폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액; 및
    상기 코팅액을 상기 코어의 외주면에 분사하여 우레아 코팅층을 형성하는 분사건을 포함하며,
    상기 분사건이 상기 코어의 외주면과 일정 거리를 유지하고 상기 코어의 외주면 상을 이동하면서 상기 코팅액을 분사하여 상기 코어의 외주면에 우레아 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤.
    
12. 샤프트 및 상기 샤프트에 형성되는 코어를 포함하는 롤;
    폴리우레아 주제 및 폴리우레아 경화제가 혼합된 코팅액; 및
    금형틀을 포함하며,
    상기 금형틀은,
    상기 코어가 수평방향 또는 수직방향으로 수용되며, 상기 코어가 수용되는 경우 내측면이 상기 코어의 외주면으로부터 일정 거리만큼 균일하게 이격되도록 형성되는 내부 공간; 및
    외주면의 일부 또는 상면이 개방되어 상기 코팅액이 주입될 수 있도록 형성되는 주입구를 포함하고,
    상기 주입구를 통해 주입된 상기 코팅액이 상기 내부 공간 내에 수용된 상기 코어에 코팅되어 우레아 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 우레아 코팅층이 형성된 롤.
    

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