KR960002949B1 - 가류고무 표면에 접착되는 직조물 제조방법 및 접착제 도포장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가류고무 표면에 접착되는 직조물 제조방법 및 접착제 도포장치

제1a도는 타이어나 호스 등 고무내부에 삽입되는 발이나 망상형태의 천 또는 직조물.

제1b도는 치밀하게 제직된 직조물.

제2도는 본 발명에 따른 장치의 개략도.

제3a도는 디핑탱크 개략 단면도.

제3b도는 직조물이 위치된 디핑롤러 사시도.

제4a도는 고형물 제거장치의 개략 단면도.

제4b도는 직조물이 위치된 콘베어와 브러시 롤러 사시도.

제5a도는 본 발명에 따라 처리된 직조물의 표면 확대도.

제5b도는 본 발명에 따라 처리된 직조물의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 디핑탱크 22 : 디핑롤러

24 : 접착액 26 : 관측창

28 : 접착액 공급장치 28′ : 접착액 배출장치

30 : 압착롤러 40 : 건조장치

42,42′ : 환풍장치 44 : 열풍송풍기

46 : 고정롤러 46′ : 이동롤러

47 : 케이스 60 : 고형물 제거장치

62 : 분진제거장치 64 : 가이드롤러

64′ : 구동롤러 66 : 볜시

67 : 콘베어 68 : 브러시 롤러

80 : 권취장치 87 : 직조물

A : 이동방향

본 발명은 직조물의 특성하락을 막고 조성물의 사용량을 최소화하면서 최적의 접착력을 얻을 수 있도록 한 가류고무에 접착되는 직조물 제조방법 및 접착제 도포장치에 관한 것이다.

고무를 사용하는 고압호스, 타이어, 벨트 등의 제품을 만들때 고무의 물성을 보강하거나 특수한 기능을 부여하기 위하여 고무내부에 직조물을 삽입하고, 콘베어 벨트나 특수한 포장재 등과 같은 제품은 상기 목적을 달성하기 위해 외부표면에 여러형태의 천이나 직조물을 붙이며 또한 타이어를 성형시에 사용하는 성형블래더도 미가류의 점착성 타이어 반제품과 접착되지 않게할 목적으로 치밀하게 적조된 천을 표면에 사용한다.

제1a도는 타이어나 호스 등 고무내부에 삽입사용되는 천 및 직조물로서 경사나 위사가 일정한 간격을 두고 제직된 발이나 망사형태로 되어 있어 리소시놀 포름알데히드 라텍스 수용액에 침지한 후 건조시킨 것을 실제 고무내에 사용할때 직조물 양쪽의 고무들끼리 접착되어 직조물과 고무와의 접착이 허술히 되더라도 고무 고유 특성인 유연성과 신축성을 떨어뜨리지 않는다. 반면에 제1b도는 고무의 표면에 부착사용되는 직조물로서 치밀한 직조상태를 가지며 이것을 고무표면에 붙이기 위해서 공업용 접착제 또는 부착하고자 하는 고무제품과 동일한 조성을 가진 미가류 고무를 적당한 용제에 녹인것을 직조물 및 고무표면에 발라 압착 방치하여 사용하는데 이 경우 신축성, 굴곡특성, 유연성 등 특성이 저하되고 대량작업이 어려우며, 용제의 휘발에 의한 유해가스 때문에 작업환경상의 문제를 유발한다.

이 문제를 해결하기 위해 제1a도의 직조물에 사용되는 것과 같은 리소시놀 포름알데히드 라텍스 수용액이나 특허출원 제91-6996호에 언급된 페놀 복합체를 함유한 접착용액에 직조물을 침지시켜 도포하는 경우에도 직조물의 내부공간에 용액이 과다침투하게 되어 제조비용이 증가하고 유연성 및 접착성도 하락한다. 더우기 고무내부에 삽입되지 않고 표면에 부착되는 이유로 직조물의 한쪽에만 접착용액을 도포하고자 할때는 기존의 침지식으로는 부적당하며 도포량의 조절 또한 어렵다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 직조물에 접착용액을 간접도포한 후 건조시키고 고형물을 제거하여 표면을 균일하게 함으로써 접착용액의 사용량을 최소화하고 최적의 접착력을 얻도록 한 가류고무 표면에 접착되는 직조물 제조방법 및 접착제 도포장치를 제공함에 있다.

다수의 디핑롤러가 설치된 디핑탱크 내부로 직조물이 통과하여 접착액이 간접도포되는 단계 ; 접착용액이 도포된 직조물이 압착롤러를 지나 가열 건조장치에서 건조되는 단계 ; 건조된 직조물이 고형물 제거장치를 통과하여 표면이 균일화되어 권취장치에 감겨지는 단계로 이루어지는 방법에 특징이 있다. 그리고 다수개의 디핑롤러를 한조로 하고 그 하부 롤러에 접착액이 접촉되게 하고 상부롤러와 그 아래 롤러사이에 직조물이 위치되도록 한것을 다수로 하여 내장하고 상부에 환풍장치를 가져서 도포될 직조물의 면수에 따라 선택적으로 사용되는 상하로 위치된 두개의 디핑탱크 ; 상기 디핑탱크를 통과한 직조물을 압착하는 압착롤 ; 상부에 환풍장치, 하부에 열풍송풍기가 위치되고 두 장치 사이에 직조물이 걸리도록 하는 상부 고정롤러와 하부 이동롤러가 쌍으로 위치된 건조장치 ; 통과되는 건조 직조물 상부에 접촉되게 위치된 다수의 가이드롤러, 직조물 하부에 접촉되며 다수의 구동롤러에 의해 지지되고 브러시를 외주면에 가진 콘베어, 이 콘베어 하부에 접촉되어 반대로 회전하는 브러시 롤러, 이 브러시 롤러 하부에서 외부로 분진을 제거하는 분진제거 장치로 구성된 고형물 제거장치 ; 이 고형물 제거장치를 통과한 직조물을 감는 권취장치로 구성되어 상기 방법을 수행하는 접착제 도포장치에 특징이 있다.

이하 본 발명에 따른 방법 및 장치를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 장치는 직조물에 접착액이 도포될 면에 따라 선택되는 두개의 디핑탱크(20), 이 디핑탱크(20)에서 나온 직조물을 압착하는 압착롤러(30), 이 압착롤러(30)에서 온 직조물을 건조시키는 건조장치(40), 이 건조장치(40)에서 나온 직조물의 고형물을 제거하는 고형물 제거장치(60), 이 고형물제거장치(60)를 지난 직조물을 감는 권취장치(80)로 구성된다.

상기 디핑탱크(20)를 제3도를 참조하여 설명하면 디핑탱크(20)는 내부에 상하 일렬로 위치된 3개의 롤러를 한조(組)로 하고 이것의 최상부 롤러와 그 아래롤러 사이에 직조물(87)이 위치되게 하고 최하부 롤러는 접착액(24)에 접하게 하여 수평등거리로 위치된 5조의 디핑롤러(22), 일측벽에 설치된 직조물 공급구와 접착에 공급장치(28), 타측벽에 설치된 직조물 배출구와 접착액 배출장치(28′), 상부벽에 위치된 환풍장치(42)로 구성된다.

여기서 디핑탱크(20)는 상하 2개로 설치되어 한면만 도포하고자 하면 하나만 통과시키면 되고 양면을 도포하고자 하면 두개를 다 통과시키면 된다. 상기 디핑롤러(22)는 세개 이상을 한조(組)로 할 수 있고 또한 조의 갯수를 접착액(24)의 농도나 도포량에 따라 다르게 설치할 수 있으며 설치된 조중에서도 필요에 따라 접착액(24)에 접하지 않게 할 수 있다.

직조물(87)에 보다 많은 량을 도포하고자 할때는 보다 많은 롤러(22)를 거치도록 하고 접착액(24)의 농도가 높을때나 보다 적은량을 도포하고자 할때는 적은 수의 롤러를 거치도록 한다.

세개가 한조로 된 디핑롤러(22)의 하나는 직조물의 위 그리고 다른 두개는 직조물의 아래에 위치되며 이중 맨아래쪽 롤러가 접착액과 닿아 연쇄적으로 위쪽롤러로 접착액이 상승하여 직조물(87)에 간접도포되며 이때 최상부 롤러는 적당한 압력을 가하여 효율적으로 도포가 이루어지도록 한다. 직조물(87)의 이송에 따른 각 롤러(22)의 회전방향은 제3도에 표시된 것과 같이 직조물(87)가 직접 닿는 두개의 롤러는 직조물의 이송방향과 일치하고 맨 아래에 위치한 롤러만 반대이다.

직조물의 아래쪽에 위치한 두개의 롤러사이의 간격은 도포량을 적게하거나 용액이 농도가 클때는 상대적으로 좁게하여 접착제 도포량을 조절할 수 있으며 접착액(24)내의 고형분 함량이 15-20%일때 1-2밀리로 하는 것이 적당하다.

상기 디핑탱크(20) 내벽은 접착용액에 의한 부식을 최소화하기 위해 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene ; PTFE)로 코팅되며 디핑롤러(22) 또한 내구성 향상을 위해 PTFE로 코팅되며 특히 중간에 위치한 롤러는 PTFE표면에 클로로프렌 고무, 에틸렌 프로필렌 고무재질 등 불활성고무 또는 고무품(FOAM)으로 감싸 도포가 균일하게 되면서 직조물에 용액이 잘 부착되게 한다. 접착액 공급장치(28)와 접착액 배출장치(28′)는 접착액의 수위가 맨 아래쪽 롤러의 3/1 정도에 오도록 자동조절한다.

상기 압착롤러(30)는 디핑탱크(20)에서 나온 접착용액(24)이 도포된 직조물(87)을 압착하는 2개의 롤러로 간격을 조절가능하게 설치되며, 이것은 여분의 접착액이 제거되고 롤러사이의 압력에 의하여 직조물의 치밀한 제직구조 사이로 접착용액이 잘 침투되게 한다.

상기 건조장치(40)는 압착롤러(30)와 고형물 제거장치(60) 사이에 위치하며 상부와 하부에 각각 위치된 환풍장치(42′)와 열풍송풍기(44), 이 두장치 사이 상부에 고정되어 직조물을 걸치고 있는 다수의 고정롤러(46), 이 고정롤러(46) 하부에 설치되어 직조물의 입출속도에 차이가 날 때 직조물의 양을 조절하는 상하 이동롤러(46′)와 이들 장치를 수용하는 케이스(47)로 구성된다.

상기 환풍장치(42′)는 용액의 증발로 발생하는 증기와 기체를 효과적으로 흡입제거 한다.

상기 상하 이동롤러(46′)는 공정에 문제가 발생했을때나 직조물을 감는 빔을 교체할때에 건조장치 내부에서 상하로 이동하면서 직조물의 양을 조절하여 작업을 중단하지 않고 계속적인 작업을 가능하게 한다.

상기 고형물 제거장치(60)는 건조장치(40)와 권취장치(80) 사이에 위치하여 통과하는 직조물(87) 상부에 위치되고 이것에 의해 구동되는 다수의 가이드 롤러(64), 직조물 하부에 위치되고 직조물 이송방향(A)과 반대로 구동되는 다수의 구동롤러(64′)에 의해 지지구동되고 외주면에 무수한 섬유상 돌기의 브러시(66)가 부착된 콘베어(67), 이 콘베어(67) 하부에 접촉하여 반대로 회전하는 브러시롤러(68), 이 브러시 롤러(68) 하부에 설치된 분진제거 장치(62), 그리고 이들 장치를 수용하는 케이스(47)로 구성된다.

상기 브러시(66)의 돌기는 0.2-2.0밀리의 직경과 3-10밀리의 길이를 가지고 굽힘강성은 15도 굽힘시 1-5g·cm로 되게 한다. 이 돌기는 나일론이나 폴리에스터 등 재료를 인젝션 가공하여 일정한 면적으로 가공후 부착한다. 콘베어(67)는 위치가 일정하게 고정되어 있는 반면에 가이드 롤러(64)와 브러시롤러(68)는 상하 이동조절이 가능하여 접촉압을 변화시킬 수 있다. 콘베어(67)의 이동속도와 브러시롤러(68)의 회전속도는 조절가능하게 되어 도포용액의 성분이나 직조물의 제질상태에 따라 마찰정도를 변화시킬 수 있다.

상기 권취장치(80)는 고형물제거장치(60) 다음에 위치되며 이 장치를 통과한 직조물(87)이 이 장치의 빔에 감기게 된다.

본 발명에 따른 방법은 상기 장치를 통해서 수행되며, 디핑탱크(20) 내부의 디핑롤러(22)에 의해 직조물(87)에 접착액(24)이 간접도포되는 단계, 접착액(24)이 간접도포된 직조물(87)이 압착롤러(30)를 지나 건조장치(40)에서 건조되는 단계, 건조된 직조물(87)이 고형물제거장치(60)를 통과하여 표면이 균일화 된 후 권취장치(80)의 빔에 감겨지는 단계로 구성된다.

이하 설명되는 작용에 의해 상기 방법이 구체화된다.

직조물(87)이 디핑탱크(20)를 통과할때 접착액(24)에 접촉된 하부롤러에서 상부 롤러로 접착액이 이동하여 직조물(87)에 간접적으로 도포되게 된다. 이때 직조물(87)의 한면만 디핑액(24)을 도포하고자 하면 하나의 탱크(20)만 통과시키고 양면에 도포하고자 하면 두개의 탱크를 통과시킨다. 통과한 직조물(87)은 압착롤러(30)를 지나게 되면 부분적으로 과다도포된 용액이 제거되며 도포가 전 직조물 표면에서 균일하게 된다. 압착롤러(30)를 지난 직조물(87)은 건조장치(40)를 통과하면서 열풍송풍기(44)에서 생성된 열풍에 의해 건조되는데 이때는 직조물(87)의 수축을 방지하기 위해 적절한 장력을 직조물에 가한다. 상기 건조장치(40)내에 위치한 다수의 하부 이동롤러(46′)는 건조장치 내부로 들어오는것과 나가는 직조물의 흐름속도가 다를때 즉 들어오는 것보다 나가는 것이 많을때는 상부로 이동하고 타경우에는 하부로 이용하여 장치 내부에서의 직조물량을 조절하게 된다. 이 건조장치(40)를 통과한 직조물(87)은 고형물제거장치(60)에 들어가게 되는데 여기에서 직조물의 덩어리진 고형접착물이나 차후 직조물이 사용될때 떨어져 나갈 건조물 또는 피복된 접착제 가루 등이 이탈되어 분진제거장치(62)에 의해 외부로 제거되어 보다 균일한 피복표면이 얻어진다. 건조장치(40)의 가이드롤러(64)는 직조물(87)의 이동에 따라 동일방향으로 회전하고 브러시(66) 부착 콘베어(67)는 고형접착물을 이탈시키기 위해 직조물(87) 이동에 반대방향으로 구동롤러(64′)에 의해 구성된다. 이 콘베어(67)에 접촉된 브러시롤러(68)은 콘베어(67)에 부착된 고형물을 제거하기 위해 콘베어(67)의 회전방향과 상층되게 회전한다. 상기 고형물제거장치(60)를 통과한 직조물(87)은 권취장치(80)의 빔에 감겨서 완성된다.

본 발명에 따른 장치는 나일론, 폴리에스터, 레이온 등의 제반직조물에 사용할 수 있으며 접착제의 농도를 변화시키지 않고도 피복량을 조절할 수 있다.

[장치의 실제 사용예]

40데니아의 나일론 06를 12가닥과 40데니아의 폴리우레탄 4가닥을 사용하고 전체의 중량비를 80/20으로 유지하여 이중직으로 치밀하게 직조된 직조물을 본 발명에서의 장치를 써서 접착제를 도포하였다. 접착제 용액의 구성 성분은 최근 출원된 특허(출원번호 91-6996)에서 언급된 내용을 참조하여 다음과 같이 조정하였다.

만들어진 용액의 총 고형분은 13%로 조정되었으며, 직조물예의 총 도포량(총 직조물 무게에 대한 중량비)은 3-5%가 되도록 하였다.

제5도는 전술한 바와 같이 처리된 직조물의 표면과 내부 단면 모습을 보여준다. 직조물 표면과 직조물을 절단한 후 그 단면 내부를 전자 현미경을 사용하여 100배로 확대하여 촬영하는데, 여기에서 보다시피 종래의 장치에서 제조된 것과는 다르게 직조물의 표면에 접착제가 매우 균일하게 도포된 것을 알 수 있으며, 직조물의 내부에도 어느정도 접착제가 도포되어 있으나 제직구조상의 빈 공동에는 접착제가 채워있지 않음을 확실히 알 수 있다. 즉, 접착제의 피복이 직조물의 내, 외부에 균일하게 되어 있으나 종래의 침지시켜 도포할때에 접착제가 내부까지 과다침투된 것과는 달리 내부 공동까지는 채워있지 않음으로 접착력은 최대로 유지되면서 사용상 요구되는 신축성이나 굴곡성은 하락되지 않게 된다.

또한 직조물과 고무간의 접착력은 건조 조건에 의하여도 달라지므로 본 장치를 이용하여 최적의 접착력이 얻어지는 조건을 조사하여 보았다. 접착 용액 및 직조물은 위에 언급된 것을 사용하였고 건조 온도는 150-190℃, 건조 시간은 2-6분까지 되도록 하였다. 이렇게 준비된 여러가지 직조물을 사용하여, 천연고무와 스타일렌부타디엔고무가 70/30으로 되고 적량의 카본블랙으로 보강된 고무에 대고 160℃에서 20분간 가류시켜 직조물과 고무간의 접착력을 보았다. 또한 어느정도의 굴곡피로가 가해지도록 한후의 접착력도 동시에 비교하여 보았다. 이 결과 190℃에서 5분간 열 건조시킨 직조물의 굴곡전, 후의 접착력이 8.39kg/inch 및 6.75kg/inch로 가장 우수하였다.

실제 사용예에서 보는 것과 같이 본 발명은 간접 도포방식을 채택하여 도포가 균일하게 되고 도포량도 쉽게 조절할 수 있으며 또한 직조물 내부 공동까지는 접착제가 침투되지 않으므로 유연성 및 접착성이 증가하면서 신축성이나 굴곡성 또는 향상된다. 종래의 침지식으로는 직조물의 한면에만 접착제를 도포하는 것이 부적당 하던것을 본 발명으로 인해 직조물의 한쪽 또는 양쪽에 자유롭게 접착제를 도포할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 방법 및 장치로 인해 직조물에서 덩어리진 고형물이나 접착제 가루, 분진 등이 제거되어 균일한 피복이 되어 전체 직조물상에서의 균일한 접착이 되고 부분적으로 접착불량이 최소화되며 직조물의 사용시 접착제 가루가 떨어지지 않게 된다.

Claims (9)

1. 다수의 디핑롤러(22)가 설치된 디핑탱크(20) 내부로 직조물(87)를 통과시켜 내부의 디핑롤러(22)에 의해 접착액(24)을 간접 도포하고, 상기 접착액(24)이 도포된 직조물(87)을 압착롤러(30)를 지나 건조장치(40)에서 건조시킨 후 고형물제거장치(60)를 통과시켜 표면을 균일하게 한 다음 권취장치(80)의 빔에 감기게 하는 것을 특징으로 하는 가류고무 표면에 접착되는 직조물 제조방법.
2. 다수개의 디핑롤러(22)를 한조(組)로 하고 그 하부롤러에 접착액(24)이 접촉되게 하고 상부롤러와 그 아래 롤러사이에 직조물(87)이 위치되도록 한 것을 다수로 하여 수평으로 내장하고 상부에 환풍장치(42)를 가져서 도포할 면수에 따라 선택적으로 사용하는 두개의 디핑탱크(20) ; 상기 디핑탱크(20)를 통과한 직조물(87)을 압착하는 압착롤(30) ; 상부에 환풍장치(42′), 하부에 열풍건조기(44)가 위치되고 이 두장치(42′, 44) 사이에 직조물(87)이 걸리도록 하는 상부고정롤러(46)와 하부 이동롤러(46′)가 쌍으로 위치된 건조장치(40) ; 통과되는 직조물(87) 상부에 접촉 위치된 다수의 가이드롤러(64), 직조물(87) 하부에 접촉되며 다수의 구동롤러(64′)에 의해 지지되고 브러시(66)를 외주면에 가진 콘베어(67), 이 콘베어(67) 하부에 접촉되어 이 콘베어(67) 회전방향과 반대로 회전하는 브러시롤러(68), 이 브러시롤러(68) 하부에서 외부로 분진을 제거하는 분진제거장치(62)로 구성된 고형물 제거장치(60) ; 이 고형물 제거장치(60)를 통과한 직조물(87)을 감는 권취장치(80)로 구성됨을 특징으로 하는 접착제 도포장치.
3. 제2항에 있어서, 디핑탱크(20)내의 디핑롤러(22)는 3개 이상이 한조(組)로 된 것을 3-7조로 구성함을 특징으로 하는 접착제 도포장치.
4. 제3항에 있어서, 각조를 형성하는 디핑롤러(22) 사이의 간격을 조절할 수 있음을 특징으로 하는 접착제 도포장치.
5. 제3항에 있어서, 디핑롤러(22) 표면을 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoreothylene ; PTFE)으로 코팅함을 특징으로 하는 접착제 도포장치.
6. 제5항에 있어서, PTFE 코팅된 디핑롤러(22) 겉표면이 불활성의 고무나 고무품(FOAM)으로 코팅 또는 싸여지게 함을 특징으로 하는 접착제 도포장치.
7. 제2항에 있어서, 콘베어(67)나 브러시롤러(68)상의 브러시(66)가 3-10밀리 길이와 0.2-2.0밀리 직경의 섬유상 돌기로 되고 굽힘강성은 15도 굽힘시 1-5g·cm인 것을 특징으로 하는 접착제 도포장치.
8. 제2항에 있어서, 고형물제거장치(60)이 가이드롤러(64)와 브러시롤러(68)를 상하로 이동조절하여 직조물(87) 또는 콘베어(67)와의 간격을 조절할 수 있게함을 특징으로 하는 접착제 도포장치.
9. 제2항에 있어서, 디핑탱크(20)의 하부 디핑롤러(22)에서 접착액이 중간롤러를 거쳐 직조물(87)에 간접도포됨을 특징으로 하는 도포장치.