KR100706858B1 - 연신 인공사의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대량 생산이 가능할 뿐만 아니라, 사용중 변형이 되지 않아 장기간 사용이 가능하고, 천연 인초와 유사한 정도의 질감을 가질 수 있는 다다미용 연신 인공사의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 혼합된 인공사의 원료 혼합물을 압출기에 공급하는 공급단계와, 공급된 원료 혼합물을 용융시키면서 압출 다이 노즐을 통과시켜 내측이 빈(空) 압출 인공사로 뽑아내는 압출 단계와, 압출되어 나온 인공사의 변형을 방지하기 위해 당해 인공사를 팽팽하게 당기면서 냉각시키는 냉각 단계와, 냉각된 인공사를 복수의 인출기와 이들 인출기 사이에 개재된 가열처리부에 의해 서로 다른 속도로 이동시키면서 그 길이를 늘리는 연신 단계와, 상기 복수의 인출기를 통과하면서 굴곡된 연신 인공사를 복원 가열처리부 및 냉각처리부로 연이어 통과시켜 수평되게 열변형시키는 수평 균일 단계및, 수평하게 열변형된 인공사를 인출 로울러로 당기면서 일정한 길이로 잘라내는 커팅 단계를 갖는 구성을 특징으로 하고 있다.

연신 인공사, 다다미

Description

연신 인공사의 제조방법 및 제조장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING STRETCHED SYNTHETIC FIBER}

도 1 은 본 발명의 압출기를 나타내는 도면.

도 2 는 본 발명의 냉각장치를 나타내는 도면.

도 3 은 본 발명의 연신장치의 제 1 인출기를 나타내는 도면.

도 4 는 본 발명의 연신장치의 수평가열처리부를 나타내는 도면.

도 5 는 본 발명의 연신장치의 제 2 인출기를 나타내는 도면.

도 6 은 본 발명의 복원 가열처리부 및 냉각처리부를 나타내는 도면.

도 7 은 본 발명의 인공사를 자동으로 잘라내기 위한 커팅장치를 나타낸 도면.

도 8 은 본 발명의 제조방법의 전체공정을 나타내는 도면.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

2a,2b,2c,2d,2eㆍㆍㆍ: 가열판 10: 압출기

12a,12b: 압출 다이 노즐 20: 냉각장치

30: 제 1 인출기 40: 가열처리부

44: 제 2 인출기 47: 복원 가열처리부

50: 냉각처리부 60: 커팅장치

68a,68b: 인출 로울러 62: 회전부

본 발명은 연신 인공사의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동으로 대량 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 사용중 변형이 없어 장기간 사용이 가능하고, 천연 인초와 유사한 정도의 질감을 가질 수 있는 다다미용 연신 인공사의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 다다미용 실 등은 자연 소재 질감을 느낄 수 있도록, 자연에서 재배되거나 자생 되는 식물로, 왕골, 칡, 대나무, 갈대, 화문석등의 천연 원사를 이용하고 있다.

그러나 이러한 자연 재배 또는 자생되는 천연 원사는 재배 기간이나 채취 가능한 계절이 한정되어 있어, 그 생산량에 한계가 있다.

따라서, 이러한 천연 원사를 다다미용 소재로 이용할 시에는 그 양이 한정적이기 때문에 소비자에게 적정하게 공급할 수 없는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 이러한 천연 원사는 건조 등의 가공 공정 등이 매우 까다롭고, 사람의 손을 일일이 거쳐야 하기 때문에 제조비용도 고가로 되어 보급률이 낮은 실정이다.

최근에는 이러한 문제점을 해결하고자, 인조실을 만들어 다다미나, 돗자리 등에 사용하고 있지만, 이러한 인조실은 열가소성 수지로 만들어지기 때문에 복원력이나 통기성이 매우 좋지 않을 뿐만 아니라, 인체에 접촉시에도 이질감을 느끼게 하므로 사용자로 하여금 불쾌감 등을 주게 되는 문제점 등이 제기되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 그 목적은 대량 생산을 가능케 하여 가격을 저렴하게 할 수 있고, 보급률을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 사용중 변형이 되지 않아 장기간 사용이 가능하며, 천연 인초와 같이 인체에 무해하고, 천연 소재가 갖는 정도의 질감을 가질 수 있는 연신 인공사의 제조방법 및 제조장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적으로 달성하기 위하여, 본 발명의 연신 인공사의 제조방법은 혼합된 인공사의 원료 혼합물을 압출기에 공급하는 단계와, 공급된 원료 혼합물을 용융시키면서 압출 다이 노즐을 통과시켜 내측이 빈(空) 압출 인공사로 뽑아내는 압출 단계와, 압출되어 나온 인공사의 변형을 방지하기 위해 당해 인공사를 팽팽하게 당기면서 냉각시키는 냉각 단계와, 냉각된 인공사를 복수의 인출기와 이들 인출기 사이에 개재된 가열처리부에 의해 서로 다른 속도로 이동시키면서 그 길이를 늘리는 연신 단계와, 상기 복수의 인출기를 통과하면서 굴곡된 연신 인공사를 복원 가열처리부 및 냉각처리부로 연이어 통과시켜 수평되게 열변형시켜 주는 수평 균일단계및, 수평하게 열변형된 인공사를 일정한 크기로 인출 로울러로 당기면서 잘라내는 커팅 단계로 구성된다.

또한, 본 발명의 인공사의 제조장치는, 혼합된 인공사의 원료 혼합물을 원료 를 용융시키면서 압출 다이 노즐을 통과시켜 내측이 빈(空) 압출 인공사를 뽑아내는 압출기와, 상기 압출기의 의해 압출되어 나온 인공사를 냉각시키는 냉각장치와, 냉각된 인공사를 복수의 인출기와 이들 인출기 사이에 개재된 가열처리부에 의해 서로 다른 속도로 이동시키면서 연신시키는 연신장치와, 상기 연신장치를 통과하면서 굴곡된 연신 인공사를 복원 가열처리부 및 냉각처리부로 연이어 통과시켜 수평하게 열변형시키는 수평균일장치및, 수평하게 열변형된 인공사를 인출 로울러에 의해 당기면서 일정한 길이로 잘라지도록 커팅날을 갖는 회전부를 구비한 커팅장치로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 연신 인공사의 제조방법 및 제조장치의 구성을 아래와 같이 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 압출기를 나타내는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 냉각장치를 나타내는 도면이고, 도 3 은 본 발명의 연신장치의 제 1 인출기를 나타내는 도면이고, 도 4 는 본 발명의 연신장치의 수평가열처리부를 나타내는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 연신장치의 제 2 인출기를 나타내는 도면이며, 도 6 은 본 발명의 복원 가열처리부 및 냉각처리부를 나타내는 도면이고, 도 7 은 본 발명의 인공사를 자동으로 잘라내기 위한 커팅장치를 나타낸 도면이고, 도 8 은 본 발명의 연신 인공사의 제조방법에 관한 전체공정을 나타내는 도면이다.

본 발명은 도 1 에 도시된 바와 같이, 압출기(10)에 있어 혼합물 재료를 넣어 공급할 수 있도록 상부측에 호퍼(6)가 형성되고, 일측으로는 호퍼(6)에 공급되는 혼합물을 이송시키면서 용융시키도록 가열판(2a,2b,2c,2d,2fㆍㆍㆍ)이 형성되 고, 이를 압출시켜 뽑아내도록 압출 다이 노즐(12a),(12b)이 형성된다.

상기 압출기(10)에 형성된 압출 다이 노즐(12a),(12b)을 통과하면서 형성되는 인공사를 바로 냉각시켜주도록 도 2와 같은 냉각장치(20)가 연이어서 배치된다.

상기 인공사를 냉각시켜 주기 위한 냉각장치(20)는 인공사가 압출되면서 진행방향 쪽에서 당겨지면서 이송되어 수평진 상태로 냉각되면서 이동되도록 되어있다. 즉, 상기 냉각장치(20)는 이송되는 인공사가 전체면에 걸쳐 균일하게 냉각되도록 내측에 냉각수가 채워져 있으며, 이를 통과하면서 인공사는 압출되어 내측이 빈상태의 실의 상태를 유지하도록 냉각되면서 굳어진다.

이와 같이 냉각장치(20)에 의해 냉각된 인공사를 연이어 설치된 제 1 인출기(30) 와, 가열처리부(40)및 제 2 인출기(44)의 순서로 통과시키면서 서로 다른 속도로 이동시키며 연신하는 연신장치가 배치된다.

또한, 상기 연신장치의 제 2 인출기(44)를 통과한 인공사를 수평지게 펴지도록 복원 가열처리부(47) 및 냉각처리부(50)를 갖는 수평균일장치가 형성된다.

이어 상기 수평균일장치를 통과한 인공사를 필요한 길이에 따라 균일하게 잘라내는 커팅장치(60)가 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 연신 인공사의 제조장치에 의해 인공사를 제조하는 과정을 아래와 같이 상세하게 설명한다.

본 발명의 연신 인공사의 제조방법은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 우선 혼합단계로서, 작업자가 인공사를 위한 혼합물을 혼합공정에 따라 적정한 비율로 혼합한 후, 혼합물을 공급하는 공급단계로 압출기의 호퍼(6)상에 공급시켜 주면 혼 합물은 자중에 의해 내려가면서 공급된다.

공급단계를 거쳐 압출기(10)의 호퍼(6)에 혼합물이 공급되면, 이 혼합물은 압출기(10)의 내측으로 공급되어 압출기(10)의 길이방향으로 천천히 이동된다. 이때의 호퍼(6) 상에 유입된 혼합물 이송은 도시하지는 않았지만 내측에 형성된 이동 스크류의 회전에 의해 행해져,혼합물이 압출기(10)의 일측으로 가압되면서 이송된다.

이와 같이 가압 되면서 압출기(10)에서 이송되는 인공사의 혼합물은 상기 이동 스크류의 외측에 형성된 가열판(2a,2b,2c,2d,2eㆍㆍㆍ)에 의한 가열 단계를 거치면서 가열되어 차츰 용융된다.

압출기(10)는 혼합물이 이송되면서 가열판(2a,2b,2c,2d,2eㆍㆍㆍ)에 의해 점차적으로 용융되도록 길이방향으로 길게 형성되어 있다.

따라서, 이와 같이 이동 스크류의 회전과 가열판(2a,2b,2c,2d,2e …)에 의해 용융 가압되어 이송되는 혼합물은 압출기(10)의 일단에 형성된 압출 다이 노즐(12a),(12b) 을 통해 압출된다.

이와 같이 압출 다이 노즐(12a),(12b)을 통해 압출된 인공사는 압출 다이 노즐(12a),(12b)의 입구가 내측이 빈상태로 압출되도록 이중의 압출 다이 노즐 형태를 가지고 있어 강하게 압출시키면 출구측에서는 내측이 빈 형태의 파이프형태의 인공사가 압출되어 나온다.

상기 압출 단계에 있어 압출 다이 노즐(12a),(12b)에서 밀려져 나오는 압출 인공사는 두가닥 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 압출기(10)의 압출 다이 노즐(12a),(12b)은 압출되는 끝단부에 좌우측의 동일 선상으로 배치하는 것이 바람직하다.

한편, 압출 단계에서 압출되어 나온 인공사는 뜨거운 상태이므로 냉각 단계를 거치면서 냉각시켜 주어야 한다. 즉, 상기 인공사의 혼합물이 압출 다이 노즐(12a),(12b)을 통해 압출되어 나오게 되면 대기중의 공기와 맞닿으면서 굳어지지만 도 2 에 도시된 바와 같이 냉각장치(20)를 통해 냉각시켜 주어야 형태의 변형을 방지할 수 있다.

상기의 냉각 단계상의 인공사는 냉각장치(20)의 길이방향을 따라 냉각되기 때문에 냉각효율이 좋다. 또한 압출되어 나온 인공사의 전체면을 균일하게 냉각시키기 위해서는 냉풍을 불어서 냉각시켜도 좋으나 바람직하게는 냉각수를 통과하도록 하여 인공사 조직의 전면을 냉각수에 균일하게 닿게 하는 것이 냉각속도 및 냉각분포를 균일하게 할 수 있어 좋다.

냉각 단계를 거친 인공사는 연신 단계에서 연신시켜주어야 사용중 변형을 방지할 수 있다.

즉, 연신 단계에서 냉각장치(20)를 통과한 인공사는 연신장치를 통해 양쪽으로 늘이면서 연신된다. 이는 압출되어 나온 인공사가 원재료가 용융된 상태로 압출 다이 노즐(12a),(12b)로 압출되면서 밀려져 나오면서 만들어지기 때문에 그 두께는 원하는 두께보다 두껍게 형성되어 있는 바, 이와 같이 압출 다이 노즐(12a),(12b)에서 압출된 직후의 인공사는 두께 차이로 인해 딱딱한 느낌을 줄뿐 아니라, 사용중에 변화되는 온도의 차이에 의해 인공사의 변형을 초래할 수 있어 사용전에 미리 연신시켜 놓는 것이 바람직하다.

상기와 같이 인공사를 연신 단계에서 연신장치에 의해 그의 길이방향 양쪽으로 연신시킨다. 즉, 연신장치는 냉각장치(20)를 통과해 나온 인공사를 도 3 의 제 1 인출기(30)를 통해 끌어당기면서 이동시켜준다.

제 1 인출기(30)에서는 인출되는 인공사를 지그재그형태로 형성된 로울러(32a,32b,32c,32d,32e,32f,32g)를 경유하도록 통과시키면서 연신시키기 때문에 인공사의 미끄러짐을 최소화시킬 수 있다.

제 1 인출기(30)를 통과한 인공사는 연신율을 한층 높이도록 도4 에 도시된 가열처리부(40)를 통과하면서 가열된다.

상기의 가열처리부(40)를 통과하는 인공사는 열가소성수지이기 때문에 가열처리부(40)의 통과중에 연신되기 좋은 조직상태를 유지하며 도 5의 제 2 인출기(44)에서 제 1 인출기(30)의 배출 속도보다 빠르게 이동되면서 연신된다.

이때, 상기 가열처리부로서는 열풍기 또는 전열기등을 사용할 수 있으며, 이에 따라 인공사는 이 가열처리부를 통과하면서 90∼100℃로 연신된다.

또한, 연신 단계에 있어, 제 1 인출기(30)를 통과하는 인공사의 속도보다 제 2 인출기(44)를 통과하는 인공사의 속도가 빠르기 때문에 서로 간의 속도차에 의해 가열처리부상을 통과하는 인공사는 자연스럽게 자동 연신되면서 다음 단계로 이동된다.

상기 도 5 에 도시된 제 2 인출기(44)는 제 1 인출기(30)와 마찬가지로 로울러(45a,45b,45c,45d,45e,45f,45g)가 지그재그로 다수개 형성되어 있어 인공사가 이 를 통과할 시 미끄러짐 등의 문제를 최소화시켜준다.

상기 연신 단계를 마친 인공사는 이어 수평 균일 단계를 거쳐 수평 상태의 원형의 인공사로 된다. 즉 수평 균일 단계를 거치지 않으면, 제 2 인출기(44)의 로울러 상을 통과하면서 꾸불꾸불해진 형태를 유지하기 때문에 이를 제직기 등에 넣어서 사용할 수 없다.

따라서, 연신 단계의 제 2 인출기에 의해 연신된 인공사를 수평 균일 단계에서 수평으로 펴지도록 한다.

상기 수평 균일 단계에서, 인공사는 제 2 인출기(44)를 거쳐 나오는 인공사를 진행방향의 일측에서 보다 빠르게 당기면서 이동시킴과 동시에, 인출기등을 이동하면서 꾸불꾸불해진 연신 인공사에 열을 가해주는 도 6의 복원 가열처리부(47)를 통과하므로서 가열된다.

또한, 이와 같이 복원 가열처리부(47)를 통과하면서 이동된 인공사는 열에 의해 연신된 상태이기 때문에 바로 냉각처리부(50)를 통과하므로서, 연신된 부분이 급격하게 냉각되어 자체 탄성강도를 유지할 수 있도록 형성된다.

이와 같이 수평 균일 장치를 통과하는 인공사는 수평 균일 장치로 끌어당기도록 도 7 시에 도시된 바와 같이, 인출 로울러(68a),(68b)를 갖는 커팅장치(60)에 의해 팽팽하게 당겨지면서 이동 된다.

수평 균일 단계를 거친 인공사는 다다미 등에 사용될 일정한 크기의 길이로 재단될 수 있게 커팅 단계를 거친다.

상기 커팅장치의 인출 로울러(68a),(68b)는 컨베이어 벨트식 로울러 발포 벨 트가 상하로 위치되게 형성되어 있어 인공사를 이 사이를 통과하게 하면 고무 발포 벨트로 인해 쉽게 당겨지면서 이동된다.

상기 인출 로울러(68a),(68b)의 고무 발포 벨트는 그 사이를 통과하는 인공사가 두께방향으로 강하게 눌리지 않도록 자체 탄성을 지니고 있기 때문에 인공사의 변형을 주지 않은 상태로 이송된다.

인출 로울러(68a),(68b)의 의해 이송되는 인공사는 인출 로울러를 통해 이송되자마자 끝단부에 형성된 원형의 외주면에 커팅날(63)이 장착된 원형 회전부(62)에 의해 일정한 길이로 커팅된다.

회전부(62)의 하부측에는 커팅날(63)이 회전되면서 하부측으로 밀리지 않고 잘려지도록 받침 로울러(66)가 형성되어 있다.

상기 본 발명의 커팅장치(60)의 회전부(62)는 인공사의 길이에 따라 회전되는 속도를 느리게 빠르게 조절하므로 한번 회전될 때마다 잘려지는 길이가 결정된다.

또한, 본 발명에서는 커팅장치(60)를 통과하여 재단된 인공사는 길이에 맞게 재단된 후에는 도시하지는 않았지만 컨베이어 발포 벨트 등에 의해 이송된 후, 다다미 등을 짜는 제직기 등에 자동으로 공급시키므로 도 8 에 도시된 바와 같이 전체 공정을 연이어지도록 하므로 다다미의 인공사의 제조 및 다다미 등을 짜는 전체의 공정을 자동화 처리할 수 있다.

따라서 상기와 같이 본 발명의 연신 인공사의 제조방법 및 제조장치에 의해 제조되는 인공사는 사용중 변형이 작기 때문에 장기간 사용이 가능하고, 천연 인초와 유사한 정도의 질감을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전체의 공정을 자동화 처리함으로 인해 대량으로 인공사를 제공할 수 있어 제품의 단가를 현저하게 낮출 수 있어 보급률을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 연신 인공사의 제조방법에 있어서,

   혼합된 인공사의 원료 혼합물을 압출기에 공급하는 공급 단계와,

   공급된 원료 혼합물을 용융시키면서 압출 다이 노즐을 통과시켜 내측이 빈(空) 압출 인공사로 뽑아내는 압출 단계와,

   압출되어 나온 인공사의 변형을 방지하기 위해 당해 인공사를 팽팽하게 당기면서 냉각시키는 냉각 단계와,

   냉각된 인공사를 복수의 인출기와 이들 인출기 사이에 개재된 가열처리부에 의해 서로 다른 속도로 이동시키면서 그 길이를 늘리는 연신 단계와,

   상기 복수의 인출기를 통과하면서 굴곡된 연신 인공사를 복원 가열처리부 및 냉각처리부로 연이어 통과시켜 수평되게 열변형시켜주는 수평 균일 단계와,

   수평하게 열변형된 인공사를 인출 로울러로 당기면서 일정한 길이로 잘라내는 커팅 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 연신 인공사의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 단계에서, 인공사가 냉풍 또는 냉각수에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 연신 인공사의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가열처리부에서, 상기 인공사는 열풍기 또는 전열기 내를 통과하면서 90℃∼100℃로 연신되는 것을 특징으로 하는 연신 인공사의 제조방법.
4. 연신 인공사의 제조장치에 있어서,

   혼합된 인공사의 원료 혼합물을 원료를 용융시키면서 압출 다이 노즐(12a)(12b)을 통과시켜 내측이 빈(空) 압출 인공사를 뽑아내는 압출기(10)와,

   상기 압출기(10)에 의해 압출되어 나온 인공사를 냉각시키는 냉각장치(20)와,

   냉각된 인공사를 복수의 인출기와 이들 인출기 사이에 개재된 가열처리부에 의해 서로 다른 속도로 이동시키면서 연신시키는 연신장치와,

   상기 연신장치를 통과하면서 굴곡된 연신 인공사를 복원 가열처리부(47) 및 냉각처리부(50)로 연이어 통과시켜 수평하게 열변형시키는 수평균일장치와,

   수평하게 열변형된 인공사를 일정한 인출 로울러(68a),(68b)에 의해 당기면서 외주에 커팅날(63)을 갖는 회전부(62)에 의해 일정한 길이로 자르는 커팅장치(60)를 구비하는 것을 특징으로 하는 인공사의 제조장치.

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