KR100576145B1 - 링정방기에서의 복합구조 방적사 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

링정방기에서의 복합구조 방적사 제조방법 및 그 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 링정방기를 이용하여 동종 또는 이종의 원료가 방적사의 내층과 외층에 주기적으로 노출되도록 제조하는 복합구조 방적사 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 여러 가닥의 조사를 더블 또는 트리플 트럼펫을 통하여 백 롤러에 공급하고, 백 롤러를 통과한 조사를 미들 롤러, 에이프런 및 프런트 롤러를 통과시키고, 통과된 플리스가 프런트 롤러 전방에서 얀 가이드, 캠, 모터 등으로 구성된 트래버스장치에 의해 순간적으로 섬유 스트랜드간 장력을 변화시켜서 한 종류의 섬유 스트랜드가 다른 종류의 스트랜드를 감싸는 단계로 이루어진다. 또한, 프런트 보텀 롤러에 센서를 설치하여 프런트 보텀 롤러의 회전속도를 실시간 계측할 수 있으며, 노출주기 조정 및 변화를 위해 인버터 및 소프트웨어로 구성된 컨트롤러가 신호를 전송 받아 미리 설정해 놓은 패턴대로 신호를 다시 변환시켜 모터에 전송함으로써 방적사의 노출 길이를 변화시킬 수 있다.
링정방기, 복합구조, 방적사, 노출길이, 트래버스장치, 얀 가이드, 캠, 센서, 인버터, 컨트롤러

Description

링정방기에서의 복합구조 방적사 제조방법 및 그 제조장치{Method and Device for Manufacturing Multi-Structured Yarn in the Ring Spinning Machine}
제1도는 본 발명에 따른 링정방기의 프런트 롤러 이후에 트래버스장치, 얀 가이드, 센서, 컨트롤러 등을 부착하여 정방삼각 이전에 한 종류의 섬유 스트랜드가 다른 종류의 섬유 스트랜드를 교대로 감싸주는 스테이플/스테이플 형태의 복합구조 방적사를 제조하기 위한 장치의 개요도이다.
제2도는 본 발명에 따른 링정방기의 프런트 롤러 이후에 트래버스장치, 얀 가이드, 센서, 컨트롤러 등을 부착하여 정방삼각 이전에 한 종류의 섬유 스트랜드 또는 필라멘트가 다른 종류의 섬유 스트랜드 또는 필라멘트를 교대로 감싸주는 스테이플/필라멘트 형태의 복합구조 방적사를 제조하기 위한 장치의 개요도이다.
제3도는 본 발명에 따른 링정방기의 프런트 롤러 이후에 트래버스장치, 얀 가이드, 센서, 컨트롤러 등을 부착하여 정방삼각 이전에 내층인 필라멘트를 두 종류의 섬유 스트랜드가 교대로 감싸주는 스테이플/스테이플/필라멘트 형태의 복합구조 방적사를 제조하기 위한 장치의 개요도이다.
제4도는 본 발명에 따른 트래버스장치 및 얀 가이드에서의 복합구조 방적사 제조원리를 도시한 모형도이다.
제5도는 종래의 멜란지사와 본 발명에 따른 복합구조방적사로 제조된 포백의 도식도이다.
제6도는 본 발명에 따라 제조된 면(멜란지)/면(멜란지)/면(멜란지)(3/3/3) 복합구조 방적사로 제조된 포백의 일예이다.
제7도는 본 발명에 따라 제조된 면(멜란지)/면(멜란지)/면(멜란지)(3/3/3) 복합구조 방적사로 제조된 제품의 일예이다.
* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *
1. 조사(粗絲) 2. 트럼펫
3. 백 롤러 4. 미들 롤러
5. 에이프런 6. 프런트 롤러
7. 얀 가이드 8. 트래버스장치
9. 캠 10. 모터
11. 센서 12. 컨트롤러
13. 정방 보빈 14. 링
15. 필라멘트 16. 장력조절장치
17. 위치조절장치
본 발명은 링정방기를 이용하여 복합구조 방적사를 제조하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 링 정방기를 이용하여 색상이 다른 동종의 스테이플 섬유, 물성이 다른 이종의 스테이플 섬유 및 필라멘트와 스테이플 섬유가 교대로 내층과 외층에 주기적으로 노출이 되는 복합구조 방적사를 제조하기 위한 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명의 제조장치에 의해서 제조된 복합구조 방적사란 동종 또는 이종의 원료가 방적사의 내층과 외층에 주기적으로 노출되는 방적사로서 종래의 복합방적사나 사이로 정방사와는 차별화된 새로운 방적사이다.
가장 일반적인 종래의 복합방적사 제조방법은 링정방기에 일련의 필라멘트사 공급장치를 부착하여 프런트 롤러를 통과하기 바로 전 플리스(fleece)의 중심부에 필라멘트사를 공급함으로써 스테이플 섬유가 필라멘트사를 감싸는 형태의 코어방적사를 제조하는 기술(일본특개평 5-78921, 6-287828, 10-245730 및 10-53928)이 있다.
또한, 연조공정에서 2층 슬라이버를 제조하는 기술(일본특개소 53-192738 및 62-162030) 및 조방공정에서 2층 조사를 제조하는 기술(우리나라 특허공개 77-43255, 81-11775, 81-11776 및 86-52248 및 일본특개평 5-321063)이 이용되어 왔다.
이러한 종래의 복합방적사는 방적사의 내층에는 한 종류의 섬유원료가 외층에는 다른 종류의 섬유원료가 연속적으로 배열되므로 방적사는 외층섬유에 의한 외 관 및 촉감만 표현할 수 밖에 없다는 단점이 있다. 즉 종래의 복합 방적사는 실의 길이 방향으로 볼때 어느 위치에서나 그 단면의 구조가 거의 동일하며 외관이 동일한 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기 종래의 복합방적사의 문제점을 해결한 것으로, 2 이상의 조사를 정방기로 공급시 프런트 롤러 닙라인부터 프런트 롤러의 닙에 전달된 섬유가 삼각형으로 형성되는 정방삼각(spinning triangle) 이전의 섬유 스트랜드에 얀 가이드를 트래버스 장치를 이용하여 이동시킴으로써 실의 장력 차이를 발생시켜 실이 길이 방향으로 각각의 스트랜드가 내층과 외층에 교대로 노출시킨 것에 관한 것이다.
본 명세서에서 섬유 또는 필라멘트의 뒤쪽에 표시된 숫자는 혼용 비율을 나타낸다. 예를 들어 면(멜란지)/면(멜란지)(50/50)은 멜란지 및 멜란지의 혼용 비율로 일반적으로 중량 비율을 나타낸다.
본 발명은 실의 길이 방향으로 2 이상의 스트랜드가 내층 및 외층으로 교대로 노출된 것을 특징으로 하는 복합방적사를 제공한다.
또한, 링정방기에서 2 가닥 이상의 조사를 더블 또는 트리플 트럼펫을 통하여 백 롤러에 공급하는 단계, 상기 백 롤러를 통과한 조사를 미들 롤러, 에이프런 및 프런트 롤러를 통과시키는 단계, 상기 통과된 조사를 프런트 롤러 앞에 설치된 얀 가이드에 통과시켜 트래버스장치로 직선운동을 시키는 단계, 상기 트래버스장치로 인해 규칙적으로 섬유 스트랜드가 교대로 서로 감싸는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 복합구조 방적사 제조방법을 제공한다.
상기 조사를 면, 양모, 마, 실크, 비스코스 레이온, 텐셀, 모달, 라이오셀, 폴리에스테르, 나일론, 또는 스판덱스 섬유 중에서 2가닥 또는 3가닥 이상을 선택한 것이 바람직하다.
상기 트래버스장치는 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주는 장치로서 캠 또는 기어방식을 포함하며, 프런트 롤러의 회전속도 계측용 센서, 모터의 회전속도 제어용 인버터 및 데이터 입·출력용 컨트롤러로 구성되는 것이 특징이다.
상기 얀 가이드는 방적사 방출 사도를 이동시켜주는 장치로 금속, 세라믹, 또는 플라스틱인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 복합구조 방적사를 포함하는 편성물 또는 직물을 제공한다.
또한, 본 발명은 2 가닥 이상의 조사를 더블 또는 트리플 트럼펫을 통하여 백 롤러에 공급하고, 상기 백 롤러를 통과한 조사를 미들 롤러, 에이프런 및 프런트 롤러를 통과시키는 링정방기에 있어서, 상기 통과된 조사를 프런트 롤러 앞에 설치된 얀 가이드에 통과시켜 트래버스장치로 직선운동을 시키고, 상기 트래버스장치는 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주는 장치로서 캠 또는 기어방식을 포함하며, 프런트 롤러의 회전속도 계측용 센서, 모터의 회전속도 제어용 인버터 및 데이터 입·출력용 컨트롤러를 추가적으로 더 포함하는 것을 특징으로 복합구조 방적사용 링정방기를 제공한다.
본 발명의 복합구조 방적사 제조방법은 여러 가닥의 조사를 더블 또는 트리 플 트럼펫을 통하여 백 롤러에 공급하고, 백 롤러를 통과한 조사를 미들 롤러, 에이프런 및 프런트 롤러를 통과시키고, 통과된 플리스가 프런트 롤러 전방에서 얀 가이드, 캠, 모터 등으로 구성된 트래버스장치에 의해 순간적으로 섬유 스트랜드간 장력을 변화시켜서 한 종류의 섬유 스트랜드가 다른 종류의 스트랜드를 감싸는 단계로 이루어진다.
프런트 보텀 롤러에 센서를 설치하여 프런트 보텀 롤러의 회전속도를 실시간 계측할 수 있으며, 인버터 및 소프트웨어로 구성된 컨트롤러는 이 신호를 전송 받아 미리 설정해 놓은 패턴대로 신호를 다시 변환시켜 모터에 전송함으로써 원하는 방식대로 방적사의 노출 길이를 변환시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
제1도는 종래의 링정방기의 프런트 롤러 이후에 트래버스장치, 얀 가이드, 센서, 컨트롤러 등을 부착하여 정방삼각 이전에 한 종류의 섬유 스트랜드가 다른 종류의 섬유 스트랜드를 교대로 감싸주는 스테이플/스테이플 형태의 복합구조 방적사를 제조하기 위한 장치의 개요도이다.
제1도에서 트래버스장치(8)는 모터의 회전운동을 얀 가이드의 직선운동으로 변환시켜주는 캠, 프런트 롤러의 회전속도를 실시간 계측하여 최종 방적사의 방출길이를 측정할 수 있는 센서, 모터의 회전속도를 제어할 수 있는 인버터 및 데이터를 입·출력 할 수 있는 컨트롤러로 구성된다.
컨트롤러의 패널상에서 제조하고자 하는 복합구조 방적사 내의 섬유 스트랜드 간의 노출주기를 원하는 패턴에 따라서 입력시켜 놓으면, 센서는 복합구조 방적 사 제조시 프런트 보텀 롤러의 회전속도를 실시간 계측하여 컨트롤러에 전송하고 컨트롤러의 인버터는 이 신호를 모터에 전송시키며 캠은 이를 직선운동으로 변환시켜서 패널상에 입력시킨 수치만큼 방적사의 노출주기를 제어한다.
제1도의 얀 가이드(7)는 방적사와 직접 접촉하는 민감한 부분이므로 실과의 마찰을 최소화시키고, 내구성 및 작업 편리성 등을 고려하여 개발하였다. 얀 가이드의 측면부를 곡선형태로 가공하여 사절발생시 간단하게 실을 이을 수 있고 프런트 보텀 롤러 하단의 공압 흡입(Pneumatic suction)에 영향을 주지 않도록 제작하였다.
제 2 도는 제1도의 프런트 롤러 이후에 트래버스장치, 얀 가이드, 센서, 컨트롤러 등을 부착하여 정방삼각(spinning triangle) 이전에 한 종류의 섬유 스트랜드 또는 필라멘트가 다른 종류의 섬유 스트랜드 또는 필라멘트를 교대로 감싸주는 스테이플/필라멘트 형태의 복합구조 방적사를 제조하기 위한 장치의 개요도이다.
제 3 도는 제1도의 프런트 롤러 이후에 트래버스장치, 얀 가이드, 센서, 컨트롤러 등을 부착하여 정방삼각 이전에 내층인 필라멘트를 두 종류의 섬유 스트랜드가 교대로 감싸주는 스테이플/스테이플/필라멘트 형태의 복합구조 방적사를 제조하기 위한 장치의 개요도이다.
제 4 도는 본 발명에 따른 트래버스장치 및 얀 가이드에서의 복합구조 방적사 제조원리를 도시한 모형도이다. 제4도에 나타난바와 같이 프런트 롤러 닙라인부터 정방삼각 이전의 섬유 스트랜드에는 약간의 꼬임만 존재하는데, 꼬임이 완전히 부여되지 않은 상태에서 트래버스장치로 얀 가이드를 직선운동시키면 방적사는 얀 가이드와 접촉하여 모터와 동일한 속도로 직선운동하게 되며, 섬유 스트랜드 상호 간에는 장력차이가 발생하게 된다. 그 결과 트럼펫 좌우측으로 방출된 섬유 스트랜드 중 장력이 작은 스트랜드는 장력이 큰 스트랜드를 감싸는 구조가 된다.
제5도는 종래의 멜란지사와 본 발명에 따른 복합구조방적사로 제조된 포백의 도식도이다. 제5도에 나타난바와 같이 종래의 일반사(혼방사, 멜란지사)로 만든 포백은 실의 외관은 동일한데, 조직 설계에 따라 패턴 조절되지만, 복합구조 방적사로 만든 포백은 실의 외관 자체가 컬러, 소재 등 노출되는 부위가 변화하므로 포백 설계가 같더라도 포백의 외관이 다양하게 나타낸다.
도 6 및 7은 본 발명에 따라 제조된 면(멜란지)/면(멜란지)/면(멜란지)(3/3/3) 복합구조 방적사로 제조된 포백의 확대도 및 제품의 일예이다. 종래의 일반사(염색된 세가지의 면 조사 이용 : 사이로사, 멜란지사)로 만든 편성물은 포백 외관이 작은 크기의 3색상 패턴이 골고루 균일하게 혼재되어 있는 것이 특징이나, 제6도 및 제7도에 나타난 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 복합구조 방적사(염색된 세가지의 면 조사 이용)로 만든 편성물은 포백 외관을 볼 때 한 색상의 실이 넓은 부위를 차지하고, 실의 길이 방향으로 색상이 교대로 노출되며, 이 때 한 색상의 노출길이를 조절함으로써 다양한 느낌을 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한 섬유 소재를 달리함으로써 노출되는 섬유의 종류에 따라 다양한 성능을 가질 수 있다.
여기서, 복합구조 방적사 제조를 실시예를 통하여 설명한다. 이하, 구체적인 실시예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예 는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
<실시예1> : 노출주기가 10cm인 면(멜란지)/면(멜란지) (50/50) 복합구조 방적사 제조
컨트롤러(12)의 패널상에서 복합구조 방적사 내의 섬유 스트랜드 간의 노출주기가 10cm가 되도록 수치를 입력한 후, 종래의 방식대로 색상이 서로 다른 멜란지면(적색, 남색)의 2가닥의 조사(1)를 링정방기의 더블 트럼펫(2)을 통해 각각 공급하여 정방을 한다. 링정방기의 프런트 롤러(6)가 13m/분의 선속도로 회전하면서, 트래버스장치(8)의 센서(11)가 프런트 보텀 롤러의 회전속도를 실시간 계측하여 컨트롤러에 전송하고 컨트롤러의 인버터는 이 신호를 모터(10)에 전송시키며 캠(9)은 이를 직선운동으로 변환시킨다. 이때 캠의 회전속도는 130rpm이고 얀가이드의 직선운동거리를 250mm로 조정하였다. 결국, 캠 1회전에 얀 가이드(7)가 1회 직선운동하게 되며 캠의 회전속도는 프런트 보텀 롤러의 회전속도에 따라 변속되므로, 노출주기가 10cm인 방적사(적색: 5cm, 남색: 5cm)가 제조된다.
<실시예2> : 노출주기가 10cm인 면(스테이플)/폴리에틸렌테레프탈레이트(필라멘트)(75/25) 복합구조 방적사 제조
컨트롤러(12)의 패널상에서 복합구조 방적사 내의 섬유 스트랜드 및 필라멘트 간의 노출주기가 10cm가 되도록 수치를 입력한 후, 종래의 방식대로 면 조사(1)는 링정방기의 트럼펫(2)을 통해, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트(15)는 코어방적사 제조장치의 장력조절장치(16) 및 위치조절장치(17)를 통해 각각 공급되어 정방이 된다. 결국, <실시예1>과 동일한 원리에 의해 노출주기가 10cm인 방적사(스테이플: 5cm, 필라멘트: 5cm)가 제조된다. (프런트 롤러(6)는 13m/분의 선속도로 회전시키고, 캠의 회전속도는 130rpm이고 얀가이드의 직선운동거리를 250mm로 조정하였다.)
<실시예3> : 노출주기가 10cm인 면(멜란지)/면(멜란지)/폴리에틸렌테레프탈레이트 (필라멘트) (38/38/24) 복합구조 방적사 제조
컨트롤러(12)의 패널상에서 복합구조 방적사 내의 섬유 스트랜드 간의 노출주기가 10cm가 되도록 수치를 입력한 후, 종래의 방식대로 색상이 서로 다른 멜란지면(적색, 남색)의 2가닥의 조사(1)를 링정방기의 더블 트럼펫(2)을 통해, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필라멘트(15)는 코어방적사 제조장치의 장력조절장치(16) 및 위치조절장치(17)를 통해 각각 공급하여 정방을 한다. 결국, <실시예1>과 동일한 원리에 의해 필라멘트를 코어(core)로 하면서 노출주기가 10cm인 방적사(적색: 5cm, 남색: 5cm)가 제조된다.(프런트 롤러(6)는 13m/분의 선속도로 회전시키고, 캠의 회전속도는 130rpm이고 얀가이드의 직선운동거리를 250mm로 조정하였다.)
본 발명의 제조장치에 의해서 제조된 복합구조 방적사는 동종 또는 이종의 원료가 방적사의 내층과 외층에 주기적으로 노출되는 방적사로서, 종래의 복합방적사 및 사이로 정방사가 가지고 있는 장점들을 모두 가지면서 방적사의 외관이 기존 방적사와는 차별화된 방적사이다.
또한 본 발명에 따라 색상이 서로 다른 여러 가닥의 조사를 이용하여 각각의 조사가 내층과 외층에 주기적으로 노출이 되는 복합구조 방적사를 제조하여 기존의 멜란지 직·편성물과는 차별화된 다양한 패턴의 멜란지 제품을 개발할 수 있고, 다양한 소재를 조합·복합화하여 다양한 외관 및 이종의 촉감을 가진 복합구조 방적사를 제조할 수 있으며, 천연섬유와 합성섬유의 특성을 잘 활용하여 복합구조 방적사를 제조하면 특수한 기능성을 갖춘 섬유 제품을 개발할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. 실의 길이 방향으로 2 이상의 스트랜드가 내층 및 외층으로 교대로 노출된 것을 특징으로 하는 복합방적사.
  2. 링정방기에서 2 가닥 이상의 조사를 더블 또는 트리플 트럼펫을 통하여 백 롤러에 공급하는 단계,
    상기 백 롤러를 통과한 조사를 미들 롤러, 에이프런 및 프런트 롤러를 통과시키는 단계,
    상기 통과된 조사를 프런트 롤러 앞에 설치된 얀 가이드에 통과시켜 트래버스장치로 직선운동을 시키는 단계,
    상기 트래버스장치로 인해 규칙적으로 섬유 스트랜드가 교대로 서로 감싸는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 복합구조 방적사 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조사를 면, 양모, 마, 실크, 비스코스 레이온, 텐셀, 모달, 라이오셀, 폴리에스테르, 나일론, 또는 스판덱스 섬유 중에서 2가닥 또는 3가닥 이상을 선택 한 것을 특징으로 하는 복합구조 방적사의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 트래버스장치는 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜주는 장치로서 캠 또는 기어방식을 포함하며, 프런트 롤러의 회전속도 계측용 센서, 모터의 회전속도 제어용 인버터 및 데이터 입·출력용 컨트롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합구조 방적사의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    얀 가이드는 방적사 방출 사도를 이동시켜주는 장치로 금속, 세라믹, 또는 플라스틱인 것을 특징으로 하는 복합구조 방적사의 제조방법.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항의 제조방법에 의하여 제조된 복합구조 방적사.
  7. 제 6 항의 복합구조 방적사를 포함하는 직편물.
  8. 2 가닥 이상의 조사를 더블 또는 트리플 트럼펫을 통하여 백 롤러에 공급하고, 상기 백 롤러를 통과한 조사를 미들 롤러, 에이프런 및 프런트 롤러를 통과시키는 링정방기에 있어서,
    상기 조사를 얀 가이드를 통과시키면서 캠 또는 기어 방식으로 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 트래버스 장치;
    프런트 롤러의 회전속도 계측용 센서;및
    모터의 회전속도 제어용 인버터 및 데이터 입·출력용 컨트롤러를 포함하는 복합구조 방적사용 링정방기.
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