[ 고무롤 동파에 대하여 ]

1. 동파의 정의 :

• "凍破 : 얼어서 터진다"는 의미로 고경도 고무롤(HS A 90도 이상)에서는 장기간 저온에서 보관하거나 갑자기 온도차가 큰 곳으로 이동할 경우 고무롤을 구성하고 있는 피복층과 철심의 열팽창계수 차이에 의해 접착층의 파괴 또는 피복된 고무층의 파괴가 일어나기도 한다.

2. 고무롤에서의 철심(CORE)과 피복층(COVER)의 열적 특성

• 기본개념 : 고무롤에서 CORE(STEEL ROLL)와 COVER(RUBBER)와의 상호 역학 관계는 두 재질의 동적 및 정적 특성을 상호 보완시켜 사용 목적에 적합하고, 충분한 기능을 수행하는 복합 재질의 구조를 형성하는 데 그 의의가 있다고 하겠다. 즉, 고하중에 견디는 CORE와 내식성, 고탄성의 COVER의 특성이 조합된 제품인 것이다. 이러한 구조의 특성을 잘 이용하면 우수한 성능을 나타낼 수 있지만 취급 부주의나 이러한 특성을 제대로 이해하지 못하고, 적합하지 못한 환경조건에서 사용할 경우 예상치 못한 사고를 초래할 수 있다.

• 두재질의 열적 특성상의 문제점
  아래 표1에서와 같이 CORE 재질이 높은 열전도, 열팽창계수와 신장률, 인장강도를 갖는 반면 고경도 고무는 낮은 열전도도, 신장율, 인장강도를 갖고 있다. 이러한 특성은 결국 롤 주위의 온도 변화시 롤에 미치는 영향이 두 재질의 특성상 각각 상이한 변형을 발생시키게 되며, 이때 열변형도, 신장율, 인장강도가 우수한 철에 비해 고경도 고무의 물성이 상대적으로 낮아 두 재질 사이에는 층분리가 발생됨과 동시에 고경도 고무층에서는 크랙이 발생하여 표면까지 이르게 되는 것이다. 이러한 현상을 방지하기 위해서는 항온 보온장치가 된 실내에 롤을 보관하는 것이 가장 좋다.
  
  <표 1>

• 방지대책
  가. 고무재질의 배합설계 : 배합 설계시 규사나 황의 양을 조절해서 최고의 물성으로 최대의 효과를 낼 수 있도록 한다. 특히 규사의 함량을 가능한 한 최소로 하여 물성저하를 막아야 한다.
  나. 가황설계 : 가황설계는 가황시 발생되는 발열을 최소화 시키고 발생되는 열을 제거시킬 수 이어야 한다. 그러기 위해서는 저온 장시간 가황방법이 요구되며, 가황관은 열전전도가 좋은 열매체가 사용되는 것이어야 한다.
  다. 가황후 저장 : 피복이 완료된 고경도 롤은 가황되는 동안 일대 홍역을 치른 후 이므로 급히 대기의 온도를 접하게 하는 것은 큰 위험이 있다. 특히 가황도중 고온 발열 가황된 에보나이트 롤은 신장율이 낮기 때문에 급냉으로 인한 수축 현상시 롤 파괴라는 엄청난 불량을 초래한다. 이런 현상을 사전에 방지하기 위하여는 철심과 함께 서냉시켜야 한다. 가황이 완료된 롤이라 하더라도 직후에 가황관 문을 열고 롤을 꺼내는 것은 위험한 작업이라 할 수 있으며, 특히 겨울철에는 외부 공기가 차기 때문에 각별한 주의가 필요하다. 또한 온도가 낮은 겨울철에는 가황관에서 꺼낸 롤도 모포등으로 씌워 온도가 급격히 내려가지 않도록 해야 하며,  충분히 상온까지 냉각된 후에 가공하여야 한다.
  라. 운송장치
       - 보호운송장치가 없는 경우 외기 온도 5℃이상에서 운송하여야 한다.
       - 보호운송장치가 있을 경우 -10℃ 이하인 경우 5시간 이내의 거리를 운송하되 내부온도가 5℃로 유지되도록 해야 한다.
• 마. 보관방법 : 고무롤은 시간에 따라 계속적으로 노화한다는 것은 잘 알려져 있는데, 그 요인은 빛, 열, 산소, 오존이므로 이것을 피하기 위해서 냉암장소에 보관하는 것이 좋다. 그렇다고 동파될 만큼 추운곳은 안된다. 특히 요즈음은 접착 강화를 위햐여 EBO층을 입히는 롤과 ROCK계통의 롤이 많은데, 이런 롤은 동파의 위험이 크므로 겨울철은 물론 일교차가 심한 계절에도 조심하여야 한다. 롤의 보관상 15∼20℃쯤이 최적이고 롤 표면이 외부 환경에 직접 노출되지 않도록 종이나 펠트 따위로 감아 놓는다. 부근에 기름 따위가 튕겨지는 경우가 있으므로 이것을 막기 위하여 경질 PVC, 폴리에틸렌 따위의 필름으로 씌워 놓을 것을 권한다.

3. 결론 :

• 이상에서와 같이 凍破라고 하는 것은 배합에서 부터 출고될 때까지 전공정에 걸쳐서 그 요인을 안고 있다. 또한 이것은 그 말 본 뜻과 달리 온도차이가 심한 계절과 가황후의 저장, 저장시의 부주의에 의해 일어날 수 있기 때문에 롤 제조사와 사용자는 항시 주의를 게을리 해선 안된다.