KR102768398B1 - 방수형 야구공 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 방수형 야구공은 우천 시에 사용하거나, 습도가 높은 환경에서 보관하더라도 공의 내부에 물 또는 습기가 스며들지 못하도록 하는 효과가 있으며, 방수 성능을 부여할 수 있는 별도의 소재가 더 사용됨에도 종래 비방수형 야구공의 성능과 대등하거나 더 우수한 성능을 가지는 효과가 있다.
Description
본 발명은 방수 기능을 갖는 야구공 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 야구공은 둥글고 경량의 구체 형태를 가지며, 흰색 또는 오프화이트 색상으로 만들어진다. 야구공은 코어에 섬유가 감겨져 있는 내부와, 그 위에 가죽으로 꿰매어져 덮혀진 외피를 가지며, 약 142~145g의 중량을 가진다. 구체적으로, 야구공의 내부는 고무 소재의 코어가 위치하고, 상기 코어를 중심으로 굵은 실에서 얇은 실 순서로 권취되어 형성된다.
야구공은 투수가 던질 때, 그리고 그 공을 타자가 칠 때 사용된다. 구체적으로, 투수는 야구공을 그립하고 투구 동작을 통해 공을 던지고, 타자는 그 공을 치는 것을 목표로 하며, 따라서 야구공은 투수와 타자와의 상호작용을 통해 경기의 진행과 결과에 큰 영향을 주는 만큼 야구 경기에서 매우 중요한 요소라 할 수 있다.
그러나 우천 시에 야구를 할 경우, 또는 야구공의 보관 시 습도가 높은 환경일 경우, 야구공의 내부에는 물기나 습기가 스며들 수 있으며, 이는 다음과 같은 다양한 문제점을 초래한다.
첫 번째, 야구공의 내부에 물기나 습기가 스며들어 공이 무거워 짐으로서 타구 시 멀리 날아가지 못하는 것은 물론, 투수의 피칭(pitching) 시에는 제대로 된 피칭이 어려워진다. 내부에 물기나 습기가 스며들어 야구공이 무거워지면, 투구할 때 공의 운동량이 증가하여, 투수는 원래보다 더 많은 힘을 가해야 하고, 투수의 투구 정확도와 속도에 영향을 줄 수 있다.
두 번째, 습기나 물기가 야구공 내부로 스며들면 공의 균형과 비대칭성, 탄성 등의 공의 특성이 변할 수 있다. 야구공은 균형을 잘 맞아야 하는데, 내부에 습기나 물이 스며들어 무게 분포가 변하면 그 균형이 깨지며, 이는 공이 날아갈 때 공예측할 수 없는 궤적을 그릴 수 있다. 이와 같이, 비틀림 현상이 발생하여 공의 비대칭성이 증가할 수 있고, 공의 궤적과 스핀에 영향을 줄 수 있으며, 투수의 공을 예측하기 어렵게 만든다. 그리고 야구공의 내부에 습기나 물기가 스며들면, 공의 공기 압력이나 탄성이 변할 수 있으며, 이 또한 공의 비행경로, 회전, 스핀 등에 영향을 미칠 수 있습니다.
세 번째, 일단 야구공의 내부에 물기나 습기가 스며들게 되면, 추후 건조하여 사용하더라도 건조에 의한 변형을 유발하여 초기 성능을 발휘할 수 없어 재사용이 어려운 문제가 발생한다.
따라서 우천 시에 사용하더라도 공의 내부에 물 또는 습기가 스며들지 못하도록 하고, 습도가 높은 환경에서 보관하더라도 공의 내부에 물 또는 습기 스며들지 못하도록 하는 방수 기능을 갖는 야구공에 대한 연구가 필요하다.
본 발명의 목적은 우천 시에 사용하거나, 습도가 높은 환경에서 보관하더라도 공의 내부에 물 또는 습기가 스며들지 못하도록 하는 방수형 야구공을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 방수 성능을 부여할 수 있는 별도의 소재가 더 사용됨에도 종래 비방수형 야구공의 성능과 대등하거나 더 우수한 성능을 가지는 방수형 야구공을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 방수형 야구공은, 구형의 코어; 상기 코어의 외면에 제1섬유가 권회되어 형성되는 제1내피층; 상기 제1내피층의 외면에 형성되는 방수층; 상기 방수층의 외면에 권회되는 제2섬유와, 상기 제2섬유 상에 도포되는 접착제를 포함하는 제2내피층; 및 상기 제2내피층의 외면을 덮는 복수의 단위 가죽과, 상기 단위 가죽들이 서로 결합되도록 봉제되는 실을 포함하는 외피층;을 포함한다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 방수층은 제1방수층 및 제2방수층을 포함할 수 있으며, 상기 제1방수층은, 상기 제1내피층의 외면에 유리섬유가 권회되어 다수의 공극을 포함하는 망 구조의 유리섬유층; 및 상기 공극이 밀봉되도록 상기 유리섬유 상에 도포되는 방수제;를 포함할 수 있으며, 상기 제2방수층은 고분자 필름이 상기 제1방수층의 외면을 덮어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 제1방수층에서, 상기 유리섬유는 실란 커플링제로 소수성 표면 개질된 유리섬유일 수 있고, 상기 방수제는 폴리우레탄계 방수제를 포함할 수 있으며, 상기 제2방수층의 고분자 필름은 폴리비닐클로라이드 열수축 필름일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 제1방수층은 상기 제1내피층의 외면에 상기 유리섬유가 권회되어 공극을 포함하는 망 구조의 상기 유리섬유층을 형성한 후, 상기 유리섬유층 상에 상기 폴리우레탄계 방수제가 분무된 다음 경화되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 제1방수층에서, 상기 유리섬유의 평균직경은 100 내지 800 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 제1방수층의 평균두께는 1 내지 5 mm일 수 있으며, 상기 제2방수층의 평균두께는 20 내지 100 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 제2내피층에서, 상기 접착제는 폴리우레탄계 접착제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 제2내피층은 상기 접착제가 도포된 제2섬유 상에 도포되는 불소계 코팅제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 폴리우레탄계 방수제의 중량평균분자량은 상기 폴리우레탄계 접착제의 중량평균분자량보다 클 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 폴리우레탄계 방수제 및 상기 폴리우레탄계 접착제의 중량평균분자량은 서로 독립적으로 500 내지 20,000 g/mol일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 제1섬유는 양모사를 포함할 수 있으며, 상기 제2섬유는 면사를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 제1섬유의 평균직경은 1 내지 5 mm일 수 있으며, 상기 제2섬유의 평균직경은 0.2 내지 1 mm일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 제1내피층의 평균두께는 15 내지 35 mm일 수 있으며, 상기 제2내피층의 평균두께는 0.5 내지 3 mm일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 코어는 엘라스토머계 탄성부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 코어의 평균지름은 25 내지 50 mm일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 단위 가죽의 평균두께는 1 내지 3 mm일 수 있으며, 상기 실의 평균직경은 0.5 내지 2 mm일 수 있다.
본 발명에 따른 방수형 야구공의 제조 방법은, a) 구형의 코어의 외면에 제1섬유를 권회하여 제1내피층을 형성하는 단계, b) 상기 제1내피층의 외면에 방수층을 형성하는 단계, c) 상기 방수층의 외면에 제2섬유를 권회한 후, 상기 제2섬유 상에 접착제를 도포하여 제2내피층을 형성하는 단계 및 d) 상기 제2내피층의 외면에 복수의 단위 가죽을 덮고 실로 봉제하여 외피층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b) 단계는, b1) 상기 제1내피층의 외면에 유리섬유를 권회하여 다수의 공극을 포함하는 망 구조의 유리섬유층을 형성하는 단계, b2) 상기 공극이 밀봉되도록 상기 유리섬유층 상에 방수제를 도포하여 제1방수층을 형성하는 단계 및 b3) 상기 제1방수층의 외면에 고분자 필름을 덮어 제2방수층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b1) 단계에서, 상기 유리섬유는 실란 커플링제로 소수성 표면 개질된 유리섬유일 수 있으며, 상기 b2) 단계에서, 상기 방수제는 폴리우레탄계 방수제를 포함할 수 있다.
상기 b3) 단계에서, 상기 고분자 필름은 폴리비닐클로라이드 열수축 필름일 수 있으며, 상기 b) 단계는, 상기 b3) 단계 이후에, b4) 상기 제2방수층의 고분자 필름이 열수축하도록 열을 가하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 b4) 단계에서, 상기 고분자 필름의 열수축에 의해 상기 제1방수층과 상기 제2방수층의 밀착력 및 밀폐성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 c) 단계는, c1) 상기 방수층의 외면에 제2섬유를 권회하는 단계, c2) 상기 제2섬유 상에 접착제를 도포하는 단계 및 c3) 상기 접착제가 도포된 제2섬유 상에 불소계 코팅제를 도포하여 제2내피층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방수형 야구공은 우천 시에 사용하거나, 습도가 높은 환경에서 보관하더라도 공의 내부에 물 또는 습기가 스며들지 못하도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 방수형 야구공은 방수 성능을 부여할 수 있는 별도의 소재가 더 사용됨에도 종래 비방수형 야구공의 성능과 대등하거나 더 우수한 성능을 가지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방수형 야구공의 단면을 모식화하여 나타낸 도면으로, 각 층의 적층 구조를 나타낸 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 방수형 야구공 및 이의 제조 방법을 상세히 설명한다.
본 명세서에 기재되어 있는 도면은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 상기 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 몇몇의 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 언급되는 ‘포함한다’는 ‘구비한다’, ‘함유한다’, ‘가진다’, ‘특징으로 한다’ 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이며, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 용어의 단수 형태는 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 언급되는 ‘막’, ‘필름’, ‘층’, ‘영역’ 등의 구성요소가 다른 구성요소 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 구성요소와 접하여 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성 요소가 개재되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 언급되는 “층”의 용어는 각 재료가 연속체(continuum)를 이루며 폭과 길이 대비 두께가 상대적으로 작은 디멘젼(dimension)을 가짐을 의미하는 것이다. 이에 따라, 본 명세서에서 “층”의 용어에 의해, 2차원의 편평한 평면으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 또한 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치 범위 외의 값 역시 정의된 수치 범위에 포함된다.
본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 ‘%’의 단위는 별다른 정의가 없는 한 ‘중량%’를 의미한다.
본 발명은 방수 기능이 부여된 야구공 및 이의 제조 방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 방수형 야구공은, 구형의 코어; 상기 코어의 외면에 제1섬유가 권회되어 형성되는 제1내피층; 상기 제1내피층의 외면에 형성되는 방수층; 상기 방수층의 외면에 권회되는 제2섬유와, 상기 제2섬유 상에 도포되는 접착제를 포함하는 제2내피층; 및 상기 제2내피층의 외면을 덮는 복수의 단위 가죽과, 상기 단위 가죽들이 서로 결합되도록 봉제되는 실을 포함하는 외피층;을 포함한다.
상기 코어는 야구공의 무게 중심을 잡는 역할을 하는 구형의 구조체이며, 탄성 재질을 가지는 것이 바람직하다. 바람직한 일 예로, 상기 코어는 엘라스토머계 탄성부재로 형성된 것일 수 있으며, 조성/조성비에 의해 밀도, 중량, 탄성률 등의 물성이 조절될 수 있다. 상기 코어의 크기는 야구공의 무게 중심을 잡아 줄 수 있을 정도로서, 예를 들어 상기 코어의 평균지름은 25 내지 50 mm인 것이 바람직할 수 있다. 이외의 더 구체적인 코어의 구성은 이 분야의 공지문헌을 참고하면 무방하다.
상기 제1내피층은 상기 코어의 외면 전체를 감싸 형성되는 것으로, 상기 코어의 외면 전체에 제1섬유가 권회되어 형성된다. 상기 제1섬유는 다양한 종류의 섬유가 사용될 수 있으나, 예를 들어 양모사가 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 제1섬유의 권회 횟수는 후술하는 제1내피층의 평균두께 범위가 되도록 조절될 수 있다. 상기 제1내피층은 야구공의 전체 층 중 가장 큰 부피를 차지할 수 있으며, 구체적으로, 상기 제1내피층의 평균두께는 15 내지 35 mm인 것이 바람직할 수 있다. 또한 상기 제1섬유의 평균직경은 1 내지 5 mm인 것이 바람직할 수 있다.
상기 방수층은 상기 제1내피층 및 상기 코어를 포함하는 야구공의 내부로 물 및 습기가 스며들지 않도록 내부를 밀폐하는 역할을 하며, 후술하는 제1방수층 및 제2방수층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1방수층은, 상기 제1내피층의 외면에 유리섬유(Glass fiber)가 권회되어 다수의 공극을 포함하는 망 구조의 유리섬유층; 및 상기 공극이 밀봉되도록 상기 유리섬유 상에 도포되는 방수제;를 포함한다. 이를 통해 높은 방수 성능이 부여되며, 적당한 중량감과 높은 탄성력을 가지는 야구공을 제공할 수 있다.
상기 유리섬유층은 상기 유리섬유가 상기 제1내피층의 외면 전체를 감아 형성됨으로써, 유리섬유들이 엉켜 다수의 공극을 포함하는 망 구조로 형성된다. 따라서 상대적으로 밀도가 높은 유리 재질이 사용됨에도 섬유상으로서 망 구조를 가져 낮은 밀도(중량)를 가짐에 따라, 코어에 의한 무게 중심 역할이 배가되어 무게 균형이 우수하면서도 탄성력이 우수한 야구공을 제공할 수 있다. 또한 상기 유리섬유층의 공극에 후술하는 방수제가 채워져 존재함으로써 방수성이 현저히 향상된다.
상기 유리섬유는 상기 제1방수층의 평균두께가 1 내지 5 mm가 되도록 권회되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 유리섬유는 평균직경이 100 내지 800 ㎛인 것이 바람직할 수 있으며, 상기 유리섬유로 형성되는 유리섬유층의 공극은 평균크기가 10 내지 1,000 ㎛인 것이 바람직할 수 있다.
바람직한 일 예로, 상기 유리섬유는 실란 커플링제로 소수성 표면 개질된 유리섬유일 수 있다. 일반적인 유리섬유는 그 표면이 OH(Hydroxyl)기로 덮여있기 때문에 높은 친수성 표면 특성을 가지나, 상기 유리섬유의 표면이 실란 커플링제를 통해 소수성으로 표면 개질될 경우, 방수 성능이 더욱 향상될 수 있다.
상기 실란 커플링제는 실란 화합물, 구체적으로 유기 실란 화합물 또는 무기 실란 화합물일 수 있으며, 예를 들어 실레이트(Silicates)계 화합물, 실란올(Silanol)계 화합물, 실라논(Silanone)계 화합물, 실라잔(Silazane)계 화합물, 알콕시실란계 화합물 등의 다양한 실란 화합물이 사용될 수 있다. 상기 유기 실란 화합물의 일 실시예로, 아미노(C1-C5)알킬(C1-C5)알콕시실란 및 글리시딜(C1-C5)알킬(C1-C5)알콕시실란 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 방수제는 상기 유리섬유의 표면에 도포되면서 상기 유리섬유층의 공극에 채워져 존재함으로써, 방수 성능이 향상된다. 바람직한 일 예로, 상기 방수제는 폴리우레탄(polyurethane)계 방수제를 포함할 수 있으며, 상기 폴리우레탄계 방수제가 사용됨으로써, 상기 유리섬유로 형성된 유리섬유층을 포함하는 제1방수층의 방수 성능을 더 향상시키면서, 상기 제1방수층 상에 형성되는 후술하는 제2방수층과 상기 제1방수층간 결합력 및 밀착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
후술하는 방수형 야구공의 제조 방법에서 더 구체적으로 설명되겠지만, 상기 제1방수층은 상기 제1내피층의 외면에 상기 유리섬유가 권회되어 공극을 포함하는 망 구조의 상기 유리섬유층을 형성한 후, 상기 유리섬유층 상에 상기 폴리우레탄계 방수제가 분무된 다음 경화되어 형성될 수 있다.
상기 제2방수층은 고분자 필름이 상기 제1방수층의 외면을 덮어 형성되는 것으로, 방수 성능을 더욱 향상시키는 것은 물론, 상기 제1방수층의 유리섬유층이 상기 제1내피층에 단단히 고정되도록 함으로써, 제1방수층의 밀도를 향상시키고 야구공의 구조 안정성을 현저히 향상시킨다. 따라서 큰 충격이 가해지더라도 야구공이 뒤틀리는 등의 변형 및 무게 균형의 틀어짐을 최소화할 수 있다.
상기 고분자 필름은 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl chloride) 열수축 필름인 것이 바람직하며, 상기 열수축 필름이 사용되어 상기 제1방수층 상에 제2방수층을 형성함으로써, 특히 제1방수층의 밀도를 향상시키고 야구공의 구조 안정성을 현저히 향상시킨다. 후술하는 방수형 야구공의 제조 방법에서 더 구체적으로 설명되겠지만, 상기 제1방수층의 외면에 폴리비닐클로라이드 열수축 필름을 덮어 제2방수층을 형성한 후, 상기 필름이 열수축되도록 열이 가해짐으로써, 상기 제1방수층의 밀도 및 구조 안성성이 현저히 향상된다.
상기 제2방수층의 평균두께는 20 내지 100 ㎛인 것이 전술한 효과를 잘 구현할 수 있는 측면에서 바람직할 수 있다.
상기 제2내피층은 상기 방수층, 구체적으로 상기 제2방수층의 외면에 제2섬유가 권회되고, 상기 제2섬유 상에 접착제가 도포되어 형성된다. 상기 접착제는 상기 제2섬유가 권회되어 형성된 제2내피층이 그 권회된 형상을 잘 유지할 수 있도록 구조를 강화하는 역할을 한다. 바람직한 일 예로, 상기 접착제는 폴리우레탄(polyurethane)계 접착제를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 제2섬유는 면사를 포함할 수 있으며, 상기 제2섬유의 평균직경은 0.2 내지 1 mm인 것이 바람직할 수 있다. 또한 상기 제2내피층의 평균두께는 0.5 내지 3 mm인 것이 바람직할 수 있다.
바람직한 일 예로, 상기 제2내피층은 상기 접착제가 도포된 제2섬유 상에 도포되는 불소계 코팅제를 더 포함할 수 있다. 이를 만족할 경우, 상기 제2섬유의 표면이 소수성화 됨으로써, 상기 제2섬유가 물 및 습기에 젖는 문제를 최소화할 수 있다. 특히 상기 접착제로 폴리우레탄계 접착제가 사용될 경우, 우수한 구조 강화 역할뿐만 아니라, 불소계 코팅제가 상기 제2섬유 상에 잘 결합될 수 있도록 하여 상기 제2섬유가 물 및 습기에 잘 젖지 않는 초기 방수 성능이 오랫동안 지속될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 불소계 코팅제로 플루오로탄(Fluorotan), 플루오로실리콘(Fluorosilicone) 등의 불소계 화합물이 사용될 수 있다.
상기 폴리우레탄계 방수제의 중량평균분자량은 상기 폴리우레탄계 접착제의 중량평균분자량보다 큰 것이 바람직할 수 있다. 상세하게, 상기 제1방수층에 사용되는 폴리우레탄계 방수제는 상기 유리섬유층의 공극에 채워지며, 이때 상기 방수제의 치밀성을 향상시켜 방수성이 더 향상되도록 상대적으로 높은 중량평균분자량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 상기 제2내피층에 사용되는 폴리우레탄계 접착제는 상기 불소계 코팅제 사용 시 상기 제2섬유와 상기 불소계 코팅제 사이 경계면에 존재함으로써, 이들이 서로 견고히 결합되도록, 상대적으로 낮은 중량평균분자량을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
상기 폴리우레탄계 방수제 및 상기 폴리우레탄계 접착제의 중량평균분자량은 서로 독립적으로 500 내지 20,000 g/mol, 구체적으로 1,000 내지 15,000 g/mol 인 것이 사용될 수 있다. 상기 폴리우레탄계 방수제는 통상 ‘중도 방수제’로서, 상기 폴리우레탄계 접착제는 통상 ‘하도 프라이머’로서 시판되는 제품이 사용될 수 있다.
상기 외피층은 디자인된 복수의 단위 가죽이 상기 제2내피층의 외면을 덮고, 이들이 서로 결합되도록 실로 봉제되어 형성된다. 이러한 외피층은 일반적인 야구공에 사용되는 것과 동일하므로, 이 분야의 공지문헌을 참고하면 무방하다. 구체적인 일 예로, 상기 단위 가죽의 평균두께는 1 내지 3 mm일 수 있으며, 상기 실의 평균직경은 0.5 내지 2 mm일 수 있다.
이하 본 발명에 따른 방수형 야구공의 제조 방법이 설명되며, 후술하는 제조 방법은 전술한 사항과 본 발명의 기술적 사상이 동일하므로 별도로 해석되지 않고 함께 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 방수형 야구공의 제조 방법은, a) 구형의 코어의 외면에 제1섬유를 권회하여 제1내피층을 형성하는 단계, b) 상기 제1내피층의 외면에 방수층을 형성하는 단계, c) 상기 방수층의 외면에 제2섬유를 권회한 후, 상기 제2섬유 상에 접착제를 도포하여 제2내피층을 형성하는 단계 및 d) 상기 제2내피층의 외면에 복수의 단위 가죽을 덮고 실로 봉제하여 외피층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 b) 단계는, b1) 상기 제1내피층의 외면에 유리섬유를 권회하여 다수의 공극을 포함하는 망 구조의 유리섬유층을 형성하는 단계, b2) 상기 공극이 밀봉되도록 상기 유리섬유층 상에 방수제를 도포하여 제1방수층을 형성하는 단계 및 b3) 상기 제1방수층의 외면에 고분자 필름을 덮어 제2방수층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 b1) 단계에서, 상기 유리섬유는 실란 커플링제로 소수성 표면 개질된 유리섬유인 것이 바람직할 수 있다.
상기 b2) 단계에서, 상기 방수제는 폴리우레탄계 방수제를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 방수제의 사용 함량은 전술한 방수 성능 및 탄력성이 부여될 수 있을 정도이면서 전술한 두께 범위를 만족할 수 있을 정도로서, 예를 들어 3 내지 100 g/m2인, 구체적으로 5 내지 60 g/m2인 것이 바람직할 수 있다.
상기 b3) 단계에서, 상기 고분자 필름은 폴리비닐클로라이드 열수축 필름일 수 있으며, 상기 b) 단계는, 상기 b3) 단계 이후에, b4) 상기 제2방수층의 고분자 필름이 열수축하도록 열을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 b4) 단계에서, 상기 고분자 필름의 열수축에 의해 상기 제1방수층과 상기 제2방수층의 밀착력 및 밀폐성이 향상될 수 있다. 가하는 열의 온도는 상기 필름이 열수축할 수 있으면서 기타 다른 층에 열변형이 일어나지 않을 정도로서, 예를 들어 70℃ 이상, 구체적으로 80℃ 이상, 보다 구체적으로 80 내지 100℃일 수 있다.
상기 c) 단계는, c1) 상기 방수층의 외면에 제2섬유를 권회하는 단계, c2) 상기 제2섬유 상에 접착제를 도포하는 단계 및 c3) 상기 접착제가 도포된 제2섬유 상에 불소계 코팅제를 도포하여 제2내피층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 c2) 단계에서, 상기 접착제의 도포량은 상기 제2내피층의 높은 구조 강화 효과 및 상기 제2섬유와 상기 불소계 코팅제간 높은 결합력을 구현할 수 있을 정도로서, 예를 들어 3 내지 100 g/m2인, 구체적으로 5 내지 60 g/m2인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법에서, 도포 시간, 도포 방법 등의 도포 조건은 해당 도포물이 충분히 건조 또는 경화될 수 있을 정도로서, 이 분야에서 공지된 문헌을 참고하면 무방하다.
본 발명에서 언급되는 권회는 대상을 중심으로 해당 섬유가 마치 실뭉치처럼 구 형태을 유지하면서 상기 대상에 감겨 일정 두께의 층을 형성하도록 하는 것이며, 권회 장치를 통해 수행될 수 있다. 상기 권회 장치의 예로, 반구형의 플레이트의 내측에 대상을 로딩한 후, 상기 대상이 회전하면서 섬유가 감기게 되는데, 이때 섬유가 감겨 형성되는 일정 두께의 층이 3차원의 구 형태를 유지할 수 있도록 상기 대상의 회전 방향이 3차원적으로 고른 분포로 회전하게 된다. 이를 위해 상기 권회 장치는 대상의 x축(y축) 방향과 z축 방향이 각각 회전하도록 하는 롤 장비가 구비된 것일 수 있으며, 구형을 유지하면서 섬유가 감기도록 각 축 방향의 회전수 및 회전비가 조절될 수 있다. 이러한 권회 장치는 이 분야에서 널리 사용되고 있으며, 보다 구체적인 구성은 상기 권회 장치에 대한 공지문헌을 참고하면 무방하다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
열경화성 우레탄계 엘라스토머 재질로 형성된 구체 코어(평균지름 : 25 mm)의 외면에 양모사(평균직경 : 2 mm)를 권회하여, 상기 코어를 감싸는 제1내피층(평균두께 : 19 mm)을 형성하였다. 상기 권회는 반구형의 플레이트의 내부에 상기 코어를 올려놓은 후, 코어의 x축(y축) 방향과 z축 방향이 각각 회전하도록 하는 롤 장비가 구비된 권회 장치를 통해 수행되었으며, 이때 상기 코어에 상기 제1내피층이 형성된 구조체가 완전한 구형을 가지도록 각 축 방향의 회전수 및 회전비가 조절되어 수행되었다.
상기 제1내피층의 외면에 평균직경이 0.3 mm인 유리섬유(XGTH0300, Wuxi Xingxiao Hi-tech Material Co., Ltd)를 권회하여, 상기 제1내피층을 감싸는 다수의 공극을 포함하는 망 구조의 유리섬유층을 형성하였다. 이때 상기 권회는 상기 제1내피층의 형성에 사용된 권회 장치 및 방법과 동일하게 수행되었다. 이어서 상기 유리섬유층의 공극 및 상기 유리섬유의 표면에 우레탄계 방수제(Sikalastic U Lining, Sika Korea)를 분무(도포)한 후, 25℃에서 4 시간 동안 경화시켜 제1방수층을 형성하였다. 이때 상기 방수제의 분무량(도포량)은 상기 유리섬유층의 공극들에 상기 방수제가 모두 채워질 정도로서 정량되었으며, 최종 형성된 상기 제1방수층 평균두께는 2 mm였다. 또한 상기 유리섬유층의 공극에 상기 방수제가 충분히 스며들도록 희석용매를 통해 상기 방수제의 점도를 조절하였다.
상기 제1방수층의 외면 전체에 평균두께가 70 ㎛인 폴리비닐클로라이드 열수축 필름(D PVC-HS, 디텍이씨 주식회사)을 감싸 제1방수층을 형성하였다. 이때 상기 필름의 말단의 경계에 해당하는 접합부에 단차가 생기지 않도록, 상기 필름을 정밀하게 재단하였으며, 상기 재단은 이후 후술하는 열처리 시 필름이 수축되는 길이만큼의 여유분을 고려하여 수행되었다. 그리고 상기 제1방수층에 95℃의 열풍을 가하는 열처리를 하여 상기 필름이 열수축하도록 함으로써, 상기 필름, 즉, 제1방수층과 내측의 상기 제2방수층이 서로 잘 밀착되도록 하여 밀폐성을 향상시켰다.
상기 제2방수층의 외면에 면사(평균직경 : 0.3 mm)를 권회한 후, 폴리우레탄계 접착제(Sikalastic U-Primer, Sika Korea)를 30 g/m2의 분사량(도포량)으로 분사(도포)하고 25℃에서 6 시간 동안 경화시켜, 상기 제2방수층을 감싸는 제2내피층(평균두께 : 1 mm)을 형성하였다. 이때 상기 권회는 상기 제1내피층의 형성에 사용된 권회 장치 및 방법과 동일하게 수행되었다.
상기 제2내피층의 외면 전체에 복수의 단위 가죽(소가죽)을 서로 끼워 맞춘 후, 이들을 실(평균직경 : 1 mm)로 서로 봉합(실밥 : 108 개)하여 외피층(평균두께 1.6 mm)을 형성하여 방수형 야구공을 제조하였다. 상기 복수의 단위 가죽의 디자인은 공인구의 디자인과 동일하다.
실시예 1에서 제1방수층 형성에 사용된 유리섬유 대신 하기 표면 개질된 유리섬유가 사용된 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 방수형 야구공을 제조하였다.
<표면 개질된 유리섬유>
유리섬유의 표면에 실란 커플링제로 표면 처리하여 소수성으로 표면 개질된 유리섬유를 제조하였다.
구체적으로, 0.3 mm인 유리섬유(XGTH0300, Wuxi Xingxiao Hi-tech Material Co., Ltd)를 110℃에서 2 시간 동안 열처리하여 표면의 불순물을 제거하였다. 그리고고 불순물이 제거된 상기 유리섬유를 코팅 용액에 30 분 동안 함침시킨 후 꺼내어 100℃에서 30 분, 이후 25℃에서 12 시간 동안 건조함으로써 소수성으로 표면 개질된 유리섬유를 제조하였다. 이때 상기 코팅 용액은 90 중량% 농도의 메탄올 수용액 100 중량부에 실란 커플링제 5 중량부를 혼합하고, 용액의 pH가 4.0이 되도록 아세트산을 투입한 후, 1 시간 동안 상기 실란 커플링제를 가수분해시킨 것이 사용되었다. 상기 실란 커플링제는 아미노프로필트리에톡시실란(Aminopropyltriethoxysilane) 및 (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란((3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)이 1:1 중량비로 구성된 실란 화합물이 사용되었다.
실시예 2에서 제2내피층 형성 시, 폴리우레탄계 접착제 분사(도포) 후, 불소계 코팅제(DSF-5205, 디에스텍)를 40 g/m2의 분사량(도포량)으로 더 분사(도포)하고 충분히 건조시켜 면사의 표면 상에 불소 표면 처리를 수행한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 방수형 야구공을 제조하였다.
하기 표 1은 실시예 1에서 제조된 방수형 야구공의 각 층의 구체 스펙을 나타낸 것이다.
| 단위 : mm | 실시예 1 | 실시예 2 | |||
| 코어 | 종류 | 열경화성 우레탄계 엘라스토머 | |||
| 지름 | 25 | ||||
| 제1내피층 | 제1섬유 | 종류 | 양모사 | ||
| 직경 | 2 | ||||
| 층 두께 | 19 | ||||
| 방수층 | 제1방수층 | 유리섬유 | 표면처리 | X | 실란 커플링제(소수성) |
| 직경 | 0.3 | ||||
| 방수제 | 폴리우레탄 | ||||
| 층 두께 | 2 | ||||
| 제2방수층 | 종류 | 폴리비닐클로라이드 열수축 필름 | |||
| 층 두께 | 70 | ||||
| 제2내피층 | 제2섬유 | 종류 | 면사 | ||
| 표면처리 | 1차 | 폴리우레탄계 접착제 | |||
| 2차 | X | 불소 코팅제 | |||
| 직경 | 0.3 | ||||
| 층 두께 | 1 | ||||
| 외피층 | 종류 | 소가죽 | |||
| 층 두께 | 1.6 | ||||
Claims (6)
- 구형의 코어;
상기 코어의 외면에 제1섬유가 권회되어 형성되는 제1내피층;
상기 제1내피층의 외면에 형성되는 방수층;
상기 방수층의 외면에 권회되는 제2섬유와, 상기 제2섬유 상에 도포되는 접착제를 포함하는 제2내피층; 및
상기 제2내피층의 외면을 덮는 복수의 단위 가죽과, 상기 단위 가죽들이 서로 결합되도록 봉제되는 실을 포함하는 외피층;을 포함하며,
상기 방수층은 제1방수층 및 제2방수층을 포함하며,
상기 제1방수층은,
상기 제1내피층의 외면에 유리섬유가 권회되어 다수의 공극을 포함하는 망 구조의 유리섬유층; 및
상기 공극이 밀봉되도록 상기 유리섬유 상에 도포되는 방수제;를 포함하며,
상기 제2방수층은 고분자 필름이 상기 제1방수층의 외면을 덮어 형성되는 방수형 야구공.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1방수층에서, 상기 유리섬유는 실란 커플링제로 소수성 표면 개질된 유리섬유이고, 상기 방수제는 폴리우레탄계 방수제를 포함하고,
상기 제2방수층의 고분자 필름은 폴리비닐클로라이드 열수축 필름이며,
상기 제1방수층은 상기 제1내피층의 외면에 상기 유리섬유가 권회되어 공극을 포함하는 망 구조의 상기 유리섬유층을 형성한 후, 상기 유리섬유층 상에 상기 폴리우레탄계 방수제가 분무된 다음 경화되어 형성되는 방수형 야구공. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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Legal Events
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