고무줄

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배경

고무줄은 20세기의 가장 편리한 제품 중 하나로 수많은 개인과 산업체에서 다양한 용도로 사용되었습니다. 세계에서 고무줄의 가장 큰 소비자는 우편 더미를 분류하고 배달하는 데 사용하기 위해 연간 수백만 파운드를 주문하는 미국 우체국입니다. 신문 산업은 또한 대량의 고무 밴드를 사용하여 개별 신문을 집으로 배달하기 전에 함께 말거나 접은 상태로 유지합니다. 또 다른 큰 소비자는 농산물 산업입니다. 꽃 산업은 꽃다발을 묶기 위해 고무 밴드를 구입하거나 꽃(특히 튤립) 꽃잎 주위에 섬세한 밴드를 사용하여 운송 중에 열리지 않도록 합니다. 셀러리와 같은 야채는 종종 고무 밴드로 함께 묶이고 딸기, 브로콜리, 콜리플라워 위의 플라스틱 덮개는 종종 고무 밴드로 고정됩니다. 전체적으로 매년 미국에서만 3천만 파운드 이상의 고무 밴드가 판매됩니다.

적도 기후에서 가장 잘 자라는 식물에서 추출한 고무는 아메리카 대륙의 유럽 탐험가들에 의해 처음 발견되었으며, 그곳에서 크리스토퍼 콜럼버스는 방수 신발과 고무로 만든 병을 사용하여 마야 인디언을 만났습니다. 호기심이 생긴 그는 유럽으로 돌아올 때 여러 마야 고무 제품을 가지고 다녔습니다. 다음 수백 년 동안 다른 유럽 탐험가들도 그 뒤를 따랐습니다. 고무라는 단어는 1770년 영국의 화학자 Joseph Priestley가 딱딱한 고무 조각이 연필 을 문지르는 것을 발견했을 때 탄생했습니다. 점수. 18세기 후반에 유럽 과학자들은 테레빈유에 고무를 녹이면 천을 방수 처리하는 데 사용할 수 있는 액체가 생성된다는 사실을 발견했습니다.

그러나 19세기 초까지 천연고무는 몇 가지 기술적 과제를 안고 있었습니다. 유용한 개발 가능성이 분명히 있었지만 상업적으로 사용할 수 있는 수준까지 도달할 수 있는 사람은 아무도 없었습니다. 고무는 추운 유럽의 겨울 동안 빠르게 건조되고 부서지기 쉽습니다. 설상가상으로 경고하면 부드럽고 끈적 거리게되었습니다.

미국 발명가인 Charles Goodyear는 사고로 인해 처리되지 않은 고무로 이러한 문제를 극복할 수 있기 전까지 거의 10년 동안 천연 고무를 정제하는 방법을 실험해 왔습니다. 1839년의 어느 날, Goodyear는 실수로 따뜻한 난로 위에 고무 조각과 약간의 황 및 납을 남겼습니다. 자신의 "실수"를 발견했을 때 Goodyear는 고무가 훨씬 더 유용한 일관성과 질감을 얻었다는 것을 기쁘게 깨달았습니다. 그 후 5년 동안 그는 천연고무를 사용 가능한 상품으로 만드는 과정을 완성했습니다. Goodyear가 가황 이라고 명명한 이 과정 로마의 불의 신을 따라 현대 고무 산업이 발전할 수 있었습니다.

최초의 고무줄은 1843년 Thomas Hancock이라는 영국인이 New World Indians가 만든 고무병을 쪼개면서 개발되었습니다. 이 최초의 고무줄은 가터와 허리띠로 채택되었지만 가황 처리되지 않았기 때문에 유용성이 제한되었습니다. Hancock 자신은 자신의 발명품을 가황하지 않았지만 저작기 를 개발하여 고무 산업을 발전시켰습니다. 고무 밴드 및 기타 고무 제품을 제조하는 데 사용되는 현대 고무 밀링 머신의 전신인 기계. 1845년 Hancock의 동포인 Thomas Perry는 고무줄에 대한 특허를 취득하고 최초의 고무줄 공장을 열었습니다. 의 결합된 기여로 라텍스를 수확하고 정제한 후 아세트산 또는 개미산과 결합하여 고무판을 형성합니다. 다음으로 슬래브는 롤러 사이에서 압착되어 과도한 물을 제거하고 일반적으로 2~3평방피트의 베일이나 블록으로 압착됩니다.
고무는 그런 다음 고무 공장으로 운송됩니다. 여기서 슬래브는 기계로 작은 조각으로 절단되고 Banbury 믹서에서 가황을 위한 유황, 착색을 위한 안료 및 증가 또는 감소를 위한 기타 화학 물질과 함께 혼합됩니다. 결과 고무 밴드의 탄성. 밀링된 후 가열된 고무 스트립은 고무를 길고 속이 빈 튜브로 밀어내는 압출기로 공급됩니다. Goodyear, Hancock, Perry는 효과적인 고무줄 제조가 가능해졌습니다.

19세기 후반에 영국 고무 제조업체는 Malaya 및 Ceylon과 같은 영국 식민지에서 고무 농장 개발을 촉진하기 시작했습니다. 고무 농장은 동남아시아의 따뜻한 기후에서 번성했으며 유럽의 고무 산업도 번성했습니다. 이제 영국의 정치적, 경제적 통제를 벗어난 아메리카에서 고무를 수입하는 비용을 피할 수 있었기 때문입니다.

원자재

오늘날 고무 제품의 75%가 제2차 세계 대전 중에 완성된 합성 고무로 만들어지지만 고무 밴드는 우수한 탄성을 제공하기 때문에 여전히 유기 고무로 만들어집니다. 천연 고무는 라텍스, 주로 물로 구성된 유백색 액체와 소량의 고무와 미량의 수지, 단백질, 설탕, 미네랄 물질. 대부분의 비합성 산업용 라텍스는 고무나무 (Hevea brasiliensis), 에서 파생됩니다. 그러나 다양한 적도의 나무, 관목 및 덩굴도 물질을 생산합니다.

고무 나무 내에서 라텍스는 나무의 수액이 흐르는 외부 나무 껍질과 형성층 사이에서 발견됩니다. 수액과 달리 라텍스는 나무 껍질의 상처에서 스며나와 상처를 밀봉하는 보호제 역할을 합니다. 물질을 "두드리기" 위해 고무 수확기는 나무 껍질에서 "V"자 모양의 쐐기를 자릅니다. 그들은 성숙한 나무(7~10인치 또는 17.7~25.4센티미터)에서 0.25~0.5인치(0.635~1.2센티미터) 깊이로 절단해야 합니다. 수액 용기로 절단하지 않고 라텍스. 그들은 또한 매번 약간 다른 위치에서 각 나무를 두드려야 합니다. 19세기 말에 식물학자 헨리 리들리(Henry Ridley)가 이 측정법을 권장하기 시작했습니다. 고무 튜브는 압출된 후 맨드릴 이라고 하는 알루미늄 기둥 위로 힘을 가합니다. 큰 오븐에서 경화됩니다. 마지막으로, 튜브는 맨드릴에서 제거되어 완성된 고무 밴드로 자르는 절단기로 공급됩니다. 신속하게 죽은 고무 나무를 발견하십시오. 작업자가 베인 후 라텍스가 흘러나와 나무에 부착된 용기에 모입니다. 두드리는 것은 격일로 이루어지며 각 두드리는 것은 약 2온스(56g)의 물질을 산출합니다. 두드리고 나면 컷이 마르고 라텍스가 한두 시간 안에 흐르지 않습니다.

제조
프로세스

천연 라텍스 가공

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1 수확된 라텍스 제조의 초기 단계는 일반적으로 포장 및 선적 전에 고무 농장에서 이루어집니다. 라텍스 가공의 첫 번째 단계는 고무를 변형시켜 고무에서 다른 구성 요소를 제거하고 나무 수액 및 부스러기와 같은 불순물을 걸러내는 것을 수반하는 정화입니다.

2 정제된 고무는 이제 큰 통에 수집됩니다. 아세트산 또는 포름산과 결합하여 고무 입자가 서로 달라붙어 슬래브를 형성합니다.

3 다음으로 슬래브를 롤러 사이로 눌러 과도한 물을 제거하고 보통 0.6 또는 0.9제곱미터 크기의 베일이나 블록으로 눌러 공장으로 배송할 준비를 합니다. 블록의 크기는 개별 농장이 수용할 수 있는 크기에 따라 다릅니다.

혼합 및 밀링

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4 고무는 고무 공장으로 배송됩니다. 여기에서 슬래브는 작은 조각으로 기계 절단(또는 다진)됩니다. 다음으로 많은 제조업체는 Femely H. Banbury가 1916년에 발명한 Banbury 믹서를 사용합니다. 이 기계는 고무를 가황시키기 위한 유황, 착색을 위한 안료, 고무 밴드의 탄성을 증가 또는 감소시키기 위한 기타 화학 물질과 같은 다른 성분과 고무를 혼합합니다. 일부 회사는 다음 단계(밀링)까지 이러한 성분을 추가하지 않지만 Banbury 기계는 이러한 성분을 보다 철저하게 통합하여 보다 균일한 제품을 생산합니다.

5 생산의 다음 단계인 밀링은 고무(혼합된 경우 혼합된 덩어리, 혼합되지 않은 경우 개별 조각)를 가열하고 밀링 머신에서 평평하게 압착하는 작업을 수반합니다.

압출

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6 가열되고 평평한 고무가 밀링 머신에서 나온 후 스트립으로 절단됩니다. 밀링 후 여전히 뜨거운 스트립은 압출기로 공급되어 고무를 길고 속이 빈 튜브에 밀어 넣습니다(고기 분쇄기가 긴 고기 끈을 생산하는 것과 유사). 여분의 고무는 각 압출기의 헤드 주위에 정기적으로 축적되며, 이 고무는 절단, 수집 및 밀링 머신에 들어가는 고무와 함께 다시 배치됩니다.

경화

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7 고무 튜브는 맨드릴, 고무가 달라 붙지 않도록 활석 가루로 덮여 있습니다. 고무는 이미 가황 처리되었지만 이 시점에서는 다소 부서지기 쉬우므로 "경화"해야 탄력 있고 사용할 수 있습니다. 이를 달성하기 위해 기둥은 대형 기계에서 증기로 가열되고 가열되는 랙에 로드됩니다.

8 장대에서 제거하고 세척하여 활석 가루를 제거한 후 고무 튜브를 다른 기계에 넣어 완성된 고무 밴드로 자릅니다. 고무줄은 무게 단위로 판매되는데 서로 뭉치는 경향이 있기 때문에 기계로 정확하게 무게를 잴 수는 없습니다. 일반적으로 5파운드(2.2kg)를 초과하는 모든 패키지는 기계로 적재할 수 있지만 여전히 수동 계량 및 조정이 필요합니다.

품질 관리

각 배치의 샘플 고무 밴드는 다양한 품질 테스트를 거칩니다. 이러한 테스트 중 하나는 모듈러스, 또는 밴드가 뒤로 튕기는 정도:꽉 조이는 밴드는 잡아당겼을 때 세게 다시 스냅해야 하는 반면 깨지기 쉬운 물건을 고정하기 위해 만들어진 밴드는 더 부드럽게 다시 스냅해야 합니다. 연신율 에 대한 또 다른 테스트 밴드의 고무 비율에 따라 밴드가 늘어나는 정도를 결정합니다. 고무가 많을수록 더 많이 늘어납니다. 일반적으로 테스트되는 세 번째 특성은 파괴 강도, 또는 고무 밴드가 정상적인 변형을 견딜 만큼 충분히 강한지 여부. 배치에 있는 샘플 밴드의 90%가 특정 테스트를 통과하면 배치가 다음 테스트로 넘어갑니다. 90%가 모든 테스트를 통과하면 해당 배치는 출시 준비가 된 것으로 간주됩니다.

미래

고무줄은 시장이 몇 년 전만큼 빠르게 성장하지 않는 "성숙한 제품"입니다. 그럼에도 불구하고 고무 밴드에 대한 수요는 안정적이며 예측 가능한 미래에 급격하게 감소할 가능성이 전혀 없습니다.