KR100446449B1 - 섬유의 바이오세라믹 첨가장치와 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유의 특성과 용도에 맞게 투여되는 여러종류의 기능성 물질의 첨가와 그 건조를 하나의 작업라인에서 이루어질 수 있도록 한 섬유의 바이오세라믹 첨가장치와 그 방법에 관한 것이다.

본 발명의 첨가장치는, 공급릴로부터 공급되는 섬유원단에 기능성 물질이 혼합된 수용액을 함침 및 도포하기 위한 1차날염장치와, 상기 1차날염장치를 거친 섬유원단을 가열압착하여 원단표면을 매끄럽게 처리하기 위한 다듬질장치, 상기 다듬질장치를 통과하면서 표면이 매끄럽게 처리된 섬유원단에 유화제, 안료 등을 첨가한 유화액을 프린팅하여 소정의 형상이나 모양을 형성하기 위한 2차날염장치, 상기 1차날염장치와 2차날염장치를 거친 섬유원단속의 액체성분을 건조하여 기능성 물질 및 프린팅된 소정의 형상 등을 날염된 상태로 유지시키기 위한 건조장치, 및 상기 건조장치를 통해 건조되어 나오는 형상이나 모양이 형성된 섬유원단을 감아주는 권취릴을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하고, 상기 첨가장치를 통해 이루어진 첨가방법은 공급릴로부터 공급되는 섬유원단에 기능성 물질과 물을 혼합한 수용액을 함침시키고 기능성 물질을 도포하는 1차날염공정과, 상기 1차날염공정을 거친 수용액에 함침되고 기능성물질이 도포된 섬유원단내의 액체성분을 건조하기 위한 제1건조공정, 상기 제1건조공정을 통과한 섬유원단을 가열압착하여 표면을 팽팽하고 매끄럽게 처리하는 다듬질공정, 상기 다듬질공정을 통과한 표면이 매끄러운 섬유원단에 형상 및 모양을 프린팅하는 2차날염공정, 상기 2차날염공정을 거치면서 프린팅된 섬유원단을 가열하여 원단내의 액체성분을 건조시키는 제2건조공정 및, 제2건조공정에서 건조된 섬유원단을 권취릴로 감아서 완성되는 마무리공정으로 이루어져, 다품종 소량생산에 적합함과 더불어 생산성을 향상시키고, 소요 설치공간을 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

섬유의 바이오세라믹 첨가장치와 그 방법{Apparatus for manufacturing a bio-ceramic additive textile and the method thereof}

본 발명은 섬유의 바이오세라믹 첨가장치와 그 방법에 관한 것으로, 특히 섬유의 특성과 용도에 맞게 투여되는 여러종류의 기능성 물질의 첨가와 그 건조를 하나의 작업라인에서 이루어질 수 있도록 한 섬유의 바이오세라믹 첨가장치와 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 대부분의 현대인은 과중한 업무, 과음, 과료, 불규칙한 식사, 운동부족, 스트레스 및 기타 외부 환경여인 등으로 인한 만성피로에 시달리고 있으며, 이로 인하여 현대의 체력은 날로 저하되어 건강상의 많은 문제점을 유발시키고 있다.

전술한 만성피로 등으로 인한 체력의 저하로 발생되는 건강상의 문제점들로는 혈액순환장애, 면역성의 저하, 신진대사저하 등의 성인병 및 과로사 등이 있으며, 이러한 문제점들은 더 나아가 사회생활이나 가정생활에 많은 문제점들을 야기시키고 있다.

전술한 바와 같은 건강상의 문제점들이 크게 대두되면서 건강에 대한 관심이 고조되어 건강에 대한 욕구들이 다양한 형태로 분출되고 있다. 건강에 대한 욕구의 한 형태로써 건강음료, 건강보조식품, 운동기구, 침구류, 원적외선 및 음이온을 발생·방사하는 제품 등의 다양한 기능성제품들이 선보이고 있다.

전술한 제품 중 원적외선 및 음이온을 발생·방사하는 제품들은 최근에 가장각광받고 있는 것으로, 이러한 원적외선과 음이온을 발생·방사하는 제품의 개발에 따라 많은 부분에 응용되고 있다.

특히, 현대 문명의 발달로 인한 각종 오염 및 각종 환경요인에 노출된 인간생활에 접목되어 이용되는 있는 사례가 가장 두드러진다.

그 예로, 원적외선과 음이온을 발생·방사하는 숯을 이용한 요나 방석 등의 침구류, 소파 및 매트리스 등이 개발되어 이용되고 있고, 황토를 이용한 온돌방, 침대, 방석 및 자동차 시트 등도 개발되어 널리 이용되고 있다.

또한, 옥, 맥반석 및 세라믹 등을 이용한 제품은 물론 숯, 황토, 옥, 맥반석 및, 세라믹 등을 이용하여 원적외선 및 음이온을 발생시키는 장판, 신발의 내피, 의료용 매트, 침대의 내피 등이 개발되어 우리의 생활 주변에 널리 쓰이고 있다.

즉, 섬유조직에 세라믹입자(이하 바이오세라믹이라 한다)를 첨가시킨 원단을 안감으로 이용하여 의류나 의료용 매트, 신발의 내피를 제작함으로써 이로부터 발생·방사되는 원적외선과 음이온이 인체에 직·간접적으로 작용되도록 하여 인체를 이롭게 하는 원적외선을 방사하도록 되어 있다.

이와 같이 섬유조직에 첨가된 바이오세라믹으로부터 방사되는 원적외선을 통해 습도조절을 하여 인체의 혈액순환의 원활하게 하고, 전자파를 차폐, 기타 탈취, 항균기능 등을 도모하여 의류를 보호함은 물론 인체를 청결하게 유지하는데 도움을 주고 있다.

상기와 같은 종래의 섬유에 바이오세라믹을 첨가하는 방법은 원사를 직물, 부직포 등으로 원단을 만든 다음 다기능성을 부여하는 기능성물질이 포함된 용액에함침공정, 단면처리공정, 스프레이처리공정, 다수의 건조공정을 거쳐 최종제품을 만들도록 되어 있다.

또한, 기능성물질 첨가공정은 보통 한개의 기능성물질을 첨가하는 공정과 건조시키는 공정으로 되어 있다.

그런데, 상기와 같이 이루어지는 종래의 섬유의 바이오세라믹 첨가장치 및 방법은 각 공정이 별도의 라인에서 이루어지므로 생산성이 저하되고, 기능이 다른 제품을 생산하고자 하는 경우 별도의 라인을 설치하여야 하므로 다품종 소량생산방식에 적합하지 않다는 문제점이 있었다.

아울러, 각 공정별로 별도의 라인을 설치하므로 설치공간이 많이 소요된다는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 원단의 공급으로부터 건조공정에 이르기까지 모든 공정이 하나의 라인에서 이루어지므로써 다품종 소량생산에 적합함과 더불어 생산성을 향상시키고, 소요 설치공간을 줄일 수 있도록 한 섬유의 바이오세라믹 첨가장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유의 바이오세라믹 첨가장치를 설명하기 위한 개략적인 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 섬유의 바이오세라믹 첨가장치를 나타낸 전체 사시도,

도 3은 본 발명에서 1차날염장치를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명에서 다듬질장치를 나타낸 사시도,

도 5는 본 발명에서 2차날염장치를 나타낸 사시도,

도 6은 본 발명에서 1,2단건조기를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 7은 본 발명에서 3단건조기를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 8은 본 발명에서 전열기의 상하조절기를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 섬유의 바이오세라믹 첨가방법을 나타낸 흐름도,

도 10은 도 9에서 1차날염공정을 나타낸 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 섬유원단 10 : 공급릴

11 : 탑재대 20 : 1차날염장치

21 : 스퀴징지지대 22 : 수용액조

23 : 함침로울러 24a,24b : 스퀴징로울러

25 : 스프레이기 26 : 단면수용액조

27 : 단면로울러 28 : 텐션로울러

29 : 높이조절기 30 : 다듬질장치

31 : 다듬질지지대 32 : 전열선

33 : 히팅로울러 34 : 높이조절기

35 : 가압로울러 40 : 2차날염장치

41 : 2차날염지지대 42 : 용착로울러

43 : 가이드로울러 44 : 높이조절기

45 : 유화액투입기 50 : 건조장치

51 : 건조하우징 52,53 : 건조대

54 : 열풍발생기 55 : 배기구

60,70,80 : 건조기 61,71,81 : 건조통로

62,72,82 : 체인전동기구 63,73,83 : 이송로울러

64,74 : 열풍방출기 84 : 전열기

85 : 반사경 86 : 상하조절기

90 : 권취릴

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공급릴로부터 공급되는 섬유원단에기능성 물질이 혼합된 수용액을 함침 및 도포하기 위한 1차날염장치와, 상기 1차날염장치를 거친 섬유원단을 가열압착하여 원단표면을 매끄럽게 처리하기 위한 다듬질장치, 상기 다듬질장치를 통과하면서 표면이 매끄럽게 처리된 섬유원단에 유화제, 안료 등을 첨가한 유화액을 프린팅하여 소정의 형상이나 모양을 형성하기 위한 2차날염장치, 상기 1차날염장치와 2차날염장치를 거친 섬유원단속의 액체성분을 건조하여 기능성 물질 및 프린팅된 소정의 형상 등을 날염된 상태로 유지시키기 위한 건조장치, 및 상기 건조장치를 통해 건조되어 나오는 형상이나 모양이 형성된 섬유원단을 감아주는 권취릴을 포함하여 구성된다.

또한, 상기와 같은 첨가장치를 통한 섬유에 바이오세라믹을 첨가하는 방법은, 공급릴로부터 공급되는 섬유원단에 기능성 물질과 물을 혼합한 수용액을 함침시키고 기능성 물질을 도포하는 1차날염공정과, 상기 1차날염공정을 거친 수용액에 함침되고 기능성물질이 도포된 섬유원단내의 액체성분을 건조하기 위한 제1건조공정, 상기 제1건조공정을 통과한 섬유원단을 가열압착하여 표면을 팽팽하고 매끄럽게 처리하는 다듬질공정, 상기 다듬질공정을 통과한 표면이 매끄러운 섬유원단에 형상 및 모양을 프린팅하는 2차날염공정, 상기 2차날염공정을 거치면서 프린팅된 섬유원단을 가열하여 원단내의 액체성분을 건조시키는 제2건조공정 및, 제2건조공정에서 건조된 섬유원단을 권취릴로 감아서 완성되는 마무리공정으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 섬유의 바이오세라믹 첨가장치를 설명하기 위한 개략적인 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 섬유의 바이오세라믹 첨가장치를 나타낸 전체 사시도이다.

도면에 나타낸 바와 같이 본 발명의 첨가장치는, 공급릴(10)로부터 공급되는 섬유원단(1)에 기능성 물질이 혼합된 수용액을 함침 및 도포하기 위한 1차날염장치(20)와, 상기 1차날염장치(20)를 거친 섬유원단(1)을 가열압착하여 원단표면을 매끄럽게 처리하기 위한 다듬질장치(30), 상기 다듬질장치(30)를 통과하면서 표면이 매끄럽게 처리된 섬유원단(1)에 유화제, 안료 등을 첨가한 유화액을 프린팅하여 소정의 형상이나 모양을 형성하기 위한 2차날염장치(40), 상기 1차날염장치(20)와 2차날염장치(40)를 거친 섬유원단(1)속의 액체성분을 건조하여 기능성 물질 및 프린팅된 소정의 형상 등을 날염된 상태로 유지시키기 위한 건조장치(50) 및, 상기 건조장치(50)를 통해 건조되어 나오는 형상이나 모양이 형성된 섬유원단(1)을 감아주는 권취릴(90)로 구성되어 있다.

여기서, 원단을 공급하는 공급릴(10)이 설치되는 탑재대(11)는 섬유원단(1)이 수백 내지 수천회 권취되어 중량이 무거운 상태이므로 이를 간편하게 탑재하기 위하여 작업자의 평균키와 제품의 크기를 감안하여 60cm 정도의 높이로 함이 바람직하다.

그리고, 상기 1차날염장치(20)는 상기 공급릴(10)로부터 풀어져 공급되는 섬유원단(1)에 1차적으로 기능성을 부가하는 장치로서 도 3에 나타낸 바와 같이, 스퀴징지지대(21)의 하부에 설치되고 옥가루, 항균제, 광물, 안료 등 기능성 물질이포함된 수용액을 저장하는 수용액조(22)와, 상기 수용액조(22)에 함침되게 설치되어 상기 공급릴(10)로부터 공급되는 섬유원단(1)을 수용액조(22)로 유도하면서 이송시키기 위한 함침로울러(23)와, 상기 스퀴징지지대(21)에 높이조절가능하게 설치되어 수용액이 함유된 섬유원단(1)을 상하에서 가압하여 스퀴징(squeezing)하는 한쌍의 스퀴징로울러(24a,24b)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 한쌍의 스퀴징로울러(24a,24b)는 서로 맞물려 회전하면서 그 스퀴징로울러(24a,24b)사이를 통과하는 섬유원단(1)을 강하게 압착하여 섬유원단(1)에 흡수된 기능성물질이 충분히 스며들게 함과 더불어 과도하게 함유된 수용액을 짜주게 되어 있으며, 그 표면은 스퀴징시 큰 압력에 의해 섬유원단(1)이 찢어지거나 심하게 변형되는 것을 방지하기 위해 고무재질과 같이 쿠션을 갖는 탄성부재가 일정한 두께로 피복되어 있다.

그리고, 상기 스퀴징지지대(21)상부에는 상부스퀴징로울러(24a)와 소정높이를 두고 스프레이기(25)가 설치되어 상부 스퀴징로울러(24a)에 의해 이송되는 섬유원단(1)의 일면에 기능성 물질을 산포할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 하부 스퀴징로울러(24b)의 전방측에 한쌍의 스퀴징로울러(24a, 24b)를 통과하여 나온 섬유원단(1)에 또다른 기능성물질을 공급하기 위한 단면수용액조(26)와, 상기 단면수용액조(26)에 저장된 기능성물질을 외주면에 묻혀 섬유원단(1)에 골고루 발라주기 위한 단면로울러(27)가 더 구비되어 다양한 종류의 기능성물질을 부여할 수 있도록 되어 있다.

상기 상부스퀴징로울러(24a) 상부에는 텐션로울러(28)가 설치되어 상부스퀴징로울러(24a)로부터 건조장치(50)로 공급되는 섬유원단(1)을 팽팽하게 잡아당겨 섬유원단(1)이 서로 겹쳐져 기능성물질이 불균일하게 도포되는 것을 방지하고, 상기 스프레이기(25)를 통해 기능성 물질을 도포할 때 섬유원단(1)에 균일하게 산포되어 지도록 되어 있다.

그리고, 상기 상부스퀴징로울러(24a)는 스퀴징지지대(21)에 상부에 높이조절이 가능하도록 설치되어, 상부에 설치된 높이조절기(29)를 통해 상하로 이동되어 하부스퀴징로울러(24b)와의 간격을 조절하므로써 로울러(24a,24b)사이를 통과되는 섬유원단(1)에 가하는 스퀴징압력을 조절할 수 있도록 되어 있다.

즉, 상기 건조장치(50)는 건조하우징(51)내부가 2개의 건조대(52,53)에 의해 3단으로 구획되어 1,2,3단건조기(60,70,80)를 형성하고 있고, 건조하우징(51) 하부에 도시되지 않은 흡입구를 통해 1,2단건조기(60,70)로 흡입되는 공기를 가열하여 열풍을 발생시키는 버너와 같은 열풍발생기(54)가 설치되어 있으며, 건조하우징(51) 상부에는 섬유원단(1)을 건조할 때 증발하면서 생성되는 기체를 외기로 배출하는 배기구(55)가 구비되어 있다.

즉, 상기 건조장치(50)는 건조하우징(51)내부가 2개의 건조대(52,53)에 의해 3단으로 구획되어 1,2,3단건조기(60,70,80)를 형성하고 있고, 건조하우징(51) 하부에 도시되지 않은 흡입구를 통해 1,2단건조기(60,70)로 흡입되는 공기를 가열하여 열풍을 발생시키는 버너와 같은 열풍발생기(53)가 설치되어 있으며, 건조하우징(51) 상부에는 섬유원단(1)을 건조할 때 증발하면서 생성되는 기체를 외기로 배출하는 배기구(55)가 구비되어 있다.

여기서, 각 건조기(60,70,80)는 도 6 및 도 7 에 나타낸 바와 같이, 외관이 개폐가능하게 막혀 있으면서 긴 통로형상의 건조통로(61,71,81)가 각각 형성되어 있고, 상기 각 건조기(60,70,80) 하부에 도시되지 않는 구동모터와 연동되는 체인전동기구(62,72,82)와, 상기 체인전동기구(62,72,82)에 결합되어 체인전동기구(62,72,82)를 통해 전달되는 회전력에 의해 회전하면서 각 건조통로(61,71,81)를 통과하는 섬유원단(1)을 안내이송하는 이송로울러(63,73,83)가 구비되어 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이 상기 1단, 2단건조기(60,70)에는, 상기 건조대(52,53)하부에 일정간격을 두고 다수개의 열풍방출기(64,74)가 설치되어, 상기 이송로울러(63,73)를 통해 이송되어 온 1차날염된 섬유원단(1)에 상기 열풍발생기(54)로부터 송급된 열풍을 방출하여 건조통로(61,71) 내부의 온도가 80 ~ 150℃ 정도로 유지하도록 되어 있다.

그리고, 상기 3단건조기(80) 내측상부에는 도 7에 나타낸 바와 같이, 일정간격을 두고 전기저항열을 발생하는 다수개의 전열기(84)가 설치되어, 건조통로(81) 내부의 온도를 160 ~ 180℃ 정도를 유지하여 2차날염을 거친 섬유원단(1)을 건조할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 전열기(84)는 후면에 반사경(85)이 구비되어 전열기(84)로부터 발생되는 열중 후면으로 방출되는 열을 이송로울러(83)를 통해 이송되는 섬유원단(1)쪽으로 반사시켜 열효율을 높일 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 전열기(84)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 상하조절기(86)가 구비되어 하단, 즉 이송되는 섬유원단(1)과 전열기(84) 사이의 간격을 조절할 수 있도록 되어 있다.

이에 따라 상하조절기(86)를 통해 전열기(84)의 설치높이를 조절함으로써 섬유원단(1)의 물성에 따라 적절한 열량을 전달할 수 있게 된다.

한편, 상기 다듬질장치(30)는 1차날염장치(20)를 거쳐 2단건조기(70)를 통과하면서 건조될 때 수축된 섬유원단(1)을 가열압착하여 원단표면을 매끄럽게 처리하기 위한 것이다.

즉, 도 5에 상세히 나타낸 바와 같이, 다듬질지지대(31)에 회전가능하게 지지됨과 더불어 내부에 다수개의 전열선(32)이 삽입배열된 원통형으로 된 히팅로울러(33)와, 이 히팅로울러(33)의 상부에서 높이조절기(34)를 통해 높이조절이 가능하도록 설치되어 히팅로울러(33)와 함께 연동하면서 섬유원단(1)을 가압함과 동시에 전방으로 섬유원단(1)을 이동시키는 가압로울러(35) 및, 상기 히팅로울러(33)의 내부에 배열된 전열선(32)에 전원을 공급할 수 있도록 히팅로울러(33)의 일측단에 연결된 전원공급부(도시되지 않음)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 2차날염장치(40)는 다듬질장치(30)를 통과하면서 표면이 매끄럽게 처리된 섬유원단(1)에 유화제와 안료, 황토, 숯 등의 기능성 물질을 첨가한 유화액을 프린팅하여 소정의 형상이나 모양을 형성하기 위한 것으로, 도 6에 상세히 도시되어 있다.

즉, 상기 2차날염장치(40)는 2차날염지지대(41)에 높이조절이 가능하도록 지지됨과 더불어 회전 가능하게 지지되면서 표면에 소정의 형상과 무늬가 형성되어 있는 용착로울러(42)와, 상기 용착로울러(42)의 하부에서 용착로울러(42)와 연동되어 회전하면서 이동되는 섬유원단(1)을 용착로울러(42)에 가압하는 가이드로울러(43)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 용착로울러(42)와 가이드로울러(43)는 서로 접촉하면서 연동 회전하도록 되어 있는 바, 상기 용착로울러(42)와 가이드로울러(43) 사이의 간격 조절은 상기 2차날염지지대(41) 상단부에 구비된 높이조절기(44)를 통해 이루어지며, 그 간격은 통과되는 섬유원단(1)에 소요 압력에 가할 수 있도록 적절하게 조절되어 진다.

그리고, 상기 2차날염지지대(41) 상단부에 용착로울러(42)와 일정간격을 두고 유화액투입기(45)가 설치되어, 유화제, 안료, 숯 기타 기능성물질이 함유된 유화액을 용착로울러(42) 외주면에 형성된 형상이나 무늬에 공급할 수 있도록 되어 있다.

이에 따라 용착로울러(42)에 도포된 유화액은 용착로울러(42)가 회전됨에 따라 가이드로울러(43)사이를 통과하는 섬유원단(1)에 형상이나 무늬를 프린팅하게 되는 것이다.

따라서, 상기 용착로울러(42)에 외주면에 형성된 형상이나 모양의 변화와 용착로울러(42)에 도포되는 유화액의 특성에 따라 섬유원단(1)에 프린팅되는 형상이 나 모양 및, 그 기능을 다양하게 부여할 수 있게 된다.

한편, 상기 각 장치는 도시되지 않은 하나의 컨트롤 박스로 이루어진 제어기에 의해 연결되어 자동제어할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 각 장치의 로울러는 도시되지 않은 여러 구동모터에 의해 구동되거나, 이 구동모터에 체인이나 벨트 등의 동력전달장치를 통해 동력을 전달받아 회전할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 바이오세라믹 첨가장치를 이용하여 섬유에 바이오세라믹를 첨가하는 방법은 도 9에 나타낸 바와 같이, 섬유원단(1)을 공급하는 풀림공정(S10)을 거쳐 1차날염공정(S20), 제1건조공정(S30), 다듬질공정(S40), 2차날염공정(S50), 제2건조공정(S60)을 차례로 거친 다음 최종적으로 섬유원단(1)을 감는 마무리공정(S70) 순서로 이루어진다.

즉, 섬유에 바이오세라믹을 첨가하는 방법은, 바이오세라믹이 첨가될 섬유원단(1)이 감겨진 공급릴(10)이 회전하면서 섬유원단(1)을 공급하는 풀림공정(S10)과, 상기 풀림공정(S10)으로부터 공급되는 섬유원단(1)에 기능성 물질과 물을 혼합한 수용액을 함침시키고 기능성 물질을 도포하는 1차날염공정(S20), 상기 1차날염공정(S20)을 거친 수용액에 함침되고 기능성물질이 도포된 섬유원단(1)을 건조하여 기능성 물질을 용착하는 제1건조공정(S30)으로 이루어져 있다.

그리고, 상기 제1건조공정(S30)을 통과한 섬유원단(1)을 가열압착하여 표면을 팽팽하고 매끄럽게 처리하는 다듬질공정(S40), 상기 다듬질공정(S40)을 통과한 표면이 매끄러운 섬유원단(1)에 형상 및 모양을 형성하는 2차날염공정(S50), 상기 2차날염공정(S50)을 거치면서 소정의 형상 및 모양이 형성된 섬유원단(1)을 가열하여 용착하는 제2건조공정(S60) 및, 제2건조공정(S60)에서 건조된 섬유원단(1)을 권취릴(90)로 감아서 완성되는 마무리공정(S70)으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 1차날염공정(S20)은 도 10에 나타낸 바와 같이, 섬유원단(1)을 수용액에 함침시키는 함침공정(S21)과, 이 함칭공정(S21)을 거친 섬유원단(1)의 일측면에 기능성 물질을 묻혀주는 단면도포공정(S22) 및, 상기 단면도포공정(S22)을 거친 섬유원단(1)에 기능성물질을 균일하게 산포하는 스프레이공정(S23)을 포함하여 이루어진다.

이하 전술한 바이오세라믹 첨가방법을 공정별로 상술하면 다음과 같다.

먼저, 제어부에 의해 공급릴(10)이 구동되어 회전됨에 따라 공급릴(10)에 감겨진 섬유원단(1)은 공급릴(10)로부터 풀리면서 상기 1차날염장치(20)로 이동된다.

상기 1차날염장치(20)로 이동되는 섬유원단(1)은 기능성물질이 용해된 수용액조(22)로 함침로울러(23)의 안내를 받으면서 이동되어 수용액속의 용액을 흡수하면서 이송되고, 수용액조(22)를 나온 섬유원단(1)은 상기 한쌍의 스퀴징로울러(24a,24b)를 통과하면서 흡수된 기능성물질이나 물을 가압하여 짜주게 된다.

이와 같이 스퀴징된 섬유원단(1)은 상부 스퀴징로울러(24a,24b)의 안내를 받으면서 상기 1단건조기(60)로 이송되는데, 이 1단건조기(60)로 이송되기전에 단면수용액조(26)내에서 회전하면서 표면에 기능성물질을 묻힌 단면로울러(27)에 의해 섬유원단(1) 일면은 기능성물질이 발라지게 되며, 이후 상부에 위치한 스프레이기(25)에서 산포되는 또다른 기능성물질을 도포하게 된다.

전술한 바와 같이 1차날염공정(S20)을 마친 섬유원단(1)은 1,2단건조기(60,70)로 이동되어 가열건조과정을 거치면서 기능성물질이 섬유원단(1)에 확실하게 착염되도록 한다.

즉, 1단건조기(60)로 유입된 섬유원단(1)은 이송로울러(63,73,83)를 통해 이송되는 중에 상기 열풍발생기(54)에 의해 80 ~ 150℃정도로 가열되어 건조대(52) 상단에 설치된 열풍방출기(64)를 통해 방출되는 열풍에 의해 건조되며, 1단건조기(60)에서 건조된 섬유원단(1)은 상부에 위치한 2단건조기(70)로 이송되어 상기한 바와 같은 동일한 건조과정을 거치게 된다.

이와 같이, 1차날염된 섬유원단(1)은 2단으로 된 건조기(60,70)를 거치게 되므로 건조를 위한 충분한 시간 및 길이를 확보할 수 있으면서도 설치공간을 줄일 수 있게 되는 것이다.

상기 제1건조공정(S30)을 거치면서 건조된 섬유원단(1)은 부분적으로 건조과정중에 수축 등의 변형으로 섬유원단(1)의 표면이 팽팽한 것이 일반적이므로, 이를 다듬질공정(S40)을 거쳐 표면을 팽팽하게 한다.

즉, 제1건조공정(S30)을 거친 섬유원단(1)은 서로 접하면서 연동하는 히팅로울러(33)와 가압로울러(35) 사이를 통과하면서 가열된 상태의 히팅로울러(33)에 의해 표면이 팽팽하게 다듬질 처리되고, 아울러 건조기에서 충분하게 건조되지 않는 상태의 섬유원단(1)을 건조하는 작업도 하게 된다.

여기서, 상기 전열선(32)에 의해 히팅되는 히팅로울러(33)의 표면온도는 섬유원단(1)의 용융온도 등을 고려하여 300 ~ 350℃정도로 설정하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 표면이 팽팽하게 다듬질처리된 섬유원단(1)은 2차날염공정(S50)을 거치면서 표면에 소정의 형상이나 모양이 프린팅되어 진다.

즉, 상기 용착로울러(42) 외주면에 미리 형성시킨 형상이나 모양부분에 안료나 기타 기능성물질을 공급하고, 이러한 상태에서 용착로울러(42)가 회전됨에 따라 용착로울러(42)와 가이드로울러(43)사이를 통과하는 원단표면에 용착로울러(42)에 묻어있는 안료 등이 그대로 프린팅되면서 형상이나 모양이 형성되어 2차날염이 이루어진다.

여기서, 상기 용착로울러(42) 형성되는 형상이나 모양을 다양하게 변형하여 꽃모양, 점모양, 상호, 기타 상표 등 소망하는 형상이나 모양을 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 2차날염공정(S50)을 거치면서 소정의 형상이나 모양을 프린팅하는 유화액속에는 수분 기타 액체성분이 함유되어 있기 때문에 이를 증발시켜 섬유원단(1)표면에 견고하게 고착시키기 위한 건조과정을 거친다.

즉, 용착로울러(42)를 통과하면서 유화액이 프린팅된 섬유원단(1)은 상기 건조장치(50)의 건조통로(81)속으로 이동되고, 이와 건조통로(81)속으로 이동된 섬유원단(1)은 섬유원단(1)은 건조통로(81) 바닥면에 일정간격으로 배열된 이송로울러(83)를 통해 3단건조기 후방으로 이송되며, 이때 건조통로(81) 상부에 일정간격으로 설치된 전열기(84)로 균일하게 전열하여 섬유원단(1)을 건조시키게 된다.

여기서, 상기 전열기(84)로부터 전열되어 가열되는 3단건조기(80)내의 온도는 160 ~ 180℃정도로 유지함이 바람직하며, 또한 전열량의 조절은 섬유특성에 맞게 상기 상하조절기(86)를 통해 전열기(84)로부터 섬유원단(1)사이의 간격을 조절하여 이루어진다.

이어서, 마지막단계로 가열장치속에서 가열 건조되어 건조통로(81)의 배출구쪽으로 배출되어 나오는 섬유원단(1)은 권취릴(90)에 감겨지면서 첨가공정이 완료되게 된다.

본 발명은 전술한 실시례에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

예컨대, 전술한 실시례는 섬유원단에 바이오세라믹등 기능성 물질을 첨가하는 장치 및 방법을 기술하였으나, 섬유원단외에 부직포위에 스폰지나, 섬유원단, 혹은 솜을 펀칭기의 바늘로 합포시킨 섬유제품 등에 적용하여 실시할 수도 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 섬유의 바이오세라믹 첨가장치와 그 방법에 의하면, 섬유원단의 공급으로부터 1,2차날염 및 건조공정에 이르기까지 모든 공정이 하나의 라인에서 이루어지므로써 생산성을 향상시킬 수 있음과 더불어 설치소요공간을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

아울러, 하나의 라인에서 다수개의 기능성 물질을 공급할 수 있고, 유화제와 서로 다른 기능을 갖는 제품을 생산할 수 있으므로써 현 산업현장추세인 다품종 소량생산방식를 채용할 수 있는 효과도 아울러 얻을 수 있다.

특히, 본 발명은 1개의 라인에서 다수개의 약품이나 기능성 물질을 공급할 수 있도록 되어 있으므로써, 함께 사용이 곤란한 물과 유화제를 하나의 라인에서 사용할 수 있고, 이에 따라 어느 경우든 다양한 제품을 가공할 수 있는 우수한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (12)

1. 공급릴(10)로부터 공급되는 섬유원단(1)에 기능성 물질이 혼합된 수용액을 함침 및 도포하기 위한 1차날염장치(20);와

   상기 1차날염장치(20)를 거친 섬유원단(1)을 가열압착하여 원단표면을 매끄럽게 처리하기 위한 다듬질장치(30);

   상기 다듬질장치(30)를 통과하면서 표면이 매끄럽게 처리된 섬유원단(1)에 유화액을 프린팅하여 소정의 형상이나 모양을 형성하기 위한 2차날염장치(40);

   상기 1차날염장치(20)와 2차날염장치(40)를 거친 섬유원단(1)내의 액체성분을 건조하여 기능성 물질 및 프린팅된 소정의 형상 등을 날염된 상태로 유지시키기 위한 건조장치(50); 및

   상기 건조장치(50)를 통해 건조되어 나오는 형상이나 모양이 형성된 섬유원단(1)을 감아주는 권취릴(90)을 포함하여 이루어진 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 1차날염장치(20)는 스퀴징지지대(21)의 하부에 설치되고 기능성물질이 용해된 수용액을 저장하는 수용액조(22)와, 상기 수용액조(22)에 함침되게 설치되어 상기 공급릴(10)로부터 공급되는 섬유원단(1)을 수용액조(22)로 유도하면서 이송시키기 위한 함침로울러(23) 및, 상기 스퀴징지지대(21)에 높이조절가능하게 설치되어 수용액이 함유된 섬유원단(1)을 상하에서 가압하여 스퀴징하는 한쌍의 스퀴징로울러(24a,24b)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 스퀴징지지대(21) 상부에 스프레이기(25)가 설치되어 상부 스퀴징로울러(24a,24b)에 의해 이송되는 섬유원단(1) 일면에 기능성물질을 산포할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 하부스퀴징로울러(24a,24b)의 전방측에 섬유원단(1) 일면에 기능성물질을 공급하기 위한 단면수용액조(26)와, 상기 단면수용액조(26)에 저장된 기능성물질을 외주면에 묻혀 섬유원단(1)에 골고루 발라주기 위한 단면로울러(27)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 건조장치(50)는 건조하우징(51)내부가 건조대(52,53)에 의해 1,2,3단건조기(60,70,80)로 구획되고, 상기 건조하우징(51) 하부에 상기 1,2단건조기(60,70)로 흡입되는 공기를 가열시키는 열풍발생기(54)가 설치되며, 상기 건조하우징(51) 상부에 섬유원단(1)을 건조시 발생되는 기체를 외부로 배출시키는 배기구(55)가 구비된 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
6. 제 5 항에 있어서, 각 건조기(60,70,80)는 외관이 개폐가능하게 막혀 있으면서 긴 통로형상의 건조통로(61,71,81)가 각각 형성되고, 상기 각 건조기(60,70,80) 하부에 구동모터에 의해 구동되는 체인전동기구(62,72,82)와, 상기 체인전동기구 (62,72,82)에 결합되어 각 건조통로(61,71,81)를 통과하는 섬유원단(1)을 안내이송하는 이송로울러(63,73,83)를 구비한 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 1, 2단건조기(60,70)에 상기 건조대(52,53)하부에 일정간격을 두고 다수개의 열풍방출기(64,74)가 설치되어, 상기 이송로울러(63,73,83)를 통해 이송되는 1차날염된 섬유원단(1)를 건조시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 3단건조기(80) 내측상부에 일정간격을 두고 전기저항열을 발생하는 다수개의 전열기(84)가 상하조절기(86)를 통해 섬유원단(1)의 물성에 따라 전열량을 조절할 수 있게 설치되고, 상기 전열기(84) 후면에 반사경(85)이 구비되어 전열기(84)로부터 방열되는 열을 섬유원단(1)쪽으로 반사시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 다듬질장치(30)는 다듬질지지대(31)에 회전가능하게 지지됨과 더불어 내부에 다수개의 전열선(32)이 삽입배열된 히팅로울러(33)와, 상기 히팅로울러(33)의 상부에서 높이조절기(34)를 통해 높이조절이 가능하도록 설치되어 히팅로울러(33)와 함께 연동하면서 섬유원단(1)을 가압함과 동시에 전방으로 섬유원단(1)을 이동시키는 가압로울러(35) 및, 상기 히팅로울러(33)의 내부에 배열된 전열선(32)에 전원을 공급할 수 있도록 히팅로울러(33)의 일측단에 연결된 전원공급부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 2차날염장치(40)는 2차날염지지대(41)에 높이조절이 가능하도록 지지됨과 더불어 회전가능하게 지지되면서 표면에 소정의 형상과 무늬가 형성된 용착로울러(42)와, 상기 용착로울러(42)의 하부에서 용착로울러(42)와 연동되어 회전하면서 이동되는 섬유원단(1)을 용착로울러(42)에 가압하는 가이드로울러(43) 및, 상기 2차날염지지대(41) 상단부에 설치되면서 상기 용착로울러(42)에 유화액을 공급하는 유화액투입기(45)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가장치.
11. 상기 공급릴(10)로부터 공급되는 섬유원단(1)에 기능성 물질과 물을 혼합한 수용액을 함침시키고 기능성 물질을 도포하는 1차날염공정(S20);과

    상기 1차날염공정(S20)을 거친 수용액에 함침되고 기능성물질이 도포된 섬유원단(1)내의 액체성분을 건조하기 위한 제1건조공정(S30);

    상기 제1건조공정(S30)을 통과한 섬유원단(1)을 가열압착하여 표면을 팽팽하고 매끄럽게 처리하는 다듬질공정(S40);

    상기 다듬질공정(S40)을 통과한 표면이 매끄러운 섬유원단(1)에 형상 및 모양을 프린팅하는 2차날염공정(S50);

    상기 2차날염공정(S50)을 거치면서 프린팅된 섬유원단(1)을 가열하여 원단내의 액체성분을 건조시키는 제2건조공정(S60); 및

    제2건조공정(S60)에서 건조된 섬유원단(1)을 권취릴(90)로 감아서 완성되는 마무리공정(S70)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 1차날염공정(S20)은 섬유원단(1)을 수용액에 함침시키는 함침공정(S21)과, 상기 함침공정(S21)을 거친 섬유원단(1)의 일측면에 기능성 물질을 묻혀주는 단면도포공정(S22) 및, 상기 단면도포공정(S22)을 거친 섬유원단(1)에 기능성물질을 균일하게 산포하는 스프레이공정(S23)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유의 바이오세라믹 첨가방법.