KR100827552B1 - 지사제조용 연사장치 - Google Patents

지사제조용 연사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연사공정시 사절이 발생하지 않을 뿐만 아니라 강도, 신도, 균제도 등의 물성이 우수한 지사를 제조할 수 있는 지사제조용 연사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종이테이프 패키지를 정지지지하는 정지지지부와, 상기 정지지지부의 상에 장착되는 사도입파이프와, 상기 종이테이프 패키지로부터 해사된 실을 상기 사도입파이프로 안내하는 플라이어와, 상기 플라이어에 의해 상기 사도입파이프로 안내되어 통과된 종이테이프를 회전시켜 벌룬을 형성하는 회전반을 포함하여 이루어지고, 상기 사도입파이프의 내경(D)은 종이테이프의 폭을 W라 할 때, 0.6W~1.3W인 것을 특징으로 하는 지사제조용의 연사장치에 관한 것이다.
지사, 연사

Description

지사제조용 연사장치{TWISTING APPARATUS FOR MANUFACTURING PAPER-YARN}
도 1은 본 발명의 지사제조용 연사장치의 종단면 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 사도입파이프를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 3은 사도입파이프의 종단면 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 4는 디스크를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 5는 디스크의 종단면 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 6은 플라이어의 헤드부에 2개의 웨이트가 안착된 상태를 나타내는 사시도이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
10: 종이테이프 패키지, 30: 정지지지부,
310: 보호용기, 330: 고정관,
50: 사도입파이프, 510: 플라이어위치고정부,
512: 디스크수용홈, 610: 디스크,
612, 614: 환형 가이드돌기, 630: 웨이트,
650: 홀더, 70: 플라이어,
710: 헤드부, 730: 와이어,
732: 스네일 와이어, 90: 회전반
본 발명은 연사공정시 사절이 발생하지 않을 뿐만 아니라 강도, 신도, 균제도 등의 물성이 우수한 지사를 제조할 수 있는 지사제조용 연사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종이테이프 패키지를 정지지지하는 정지지지부와, 상기 정지지지부의 상에 장착되는 사도입파이프와, 상기 종이테이프 패키지로부터 해사된 실을 상기 사도입파이프로 안내하는 플라이어와, 상기 플라이어에 의해 상기 사도입파이프로 안내되어 통과된 종이테이프를 회전시켜 벌룬을 형성하는 회전반을 포함하여 이루어지고, 상기 사도입파이프의 내경(D)은 종이테이프의 폭을 W라 할 때, 0.6W~1.3W인 것을 특징으로 하는 지사제조용의 연사장치에 관한 것이다.
최근의 섬유소재는 생활수준의 향상과 문명의 발다로 친환경적이고 인체에 무해한 의복 착용 및 생활용품의 수요가 증가하고 있는 실정이고, 그에 따른 천연섬유의 개발과 기능성 강화에 대한 연구개발이 중심을 이루고 있다.
한편 전통적 천연섬유 소재인 닥펄프를 이용하여 제조되는 한지는 인체에 무 해한 대표적인 친환경적 소재로서 황토수준의 원적외선 방출, 항균 및 소취성능, 통기성, 흡한속건성, 경량성 등의 다양한 기능성을 보유하고 있어 아토피방지를 위한 벽지 등으로 각광받고 있으며, 그 용도로서는 화선지, 포장지, 공예품 등에 한정되어 있어 다양한 용도창출이 요구되어 왔다.
종래의 한지를 이용한 섬유의 적용은 패션공예가들에 의해 전통기법으로 제조된 한지를 이용하여 한지원단 자체를 재단하여 사용하거나 수작업에 의해 한지를 잘라서 꼬임을 부여한 실을 만들어 제품화하였으나 염색성 및 세탁성의 문제와 생산량의 한계의 문제에 봉착하였다.
최근에는 원지를 일정한 폭으로 슬리팅한 후 링정방기를 이용하여 기계적 꼬임을 부여하여 지사를 제조하는 기술이 제안되었으며, 링정방기에 의하여 연사공정 및 권취공정을 모두 행할 수 있는 이점은 있으나, 링정방기의 특성상 링의 크기에 의하여 콘에 권취할 수 있는 지사의 양이 한정되어 있어, 대량의 종이테이프에 꼬임을 가하여 권취할 수 없는 문제가 있었고, 제품을 원활하게 제조하기 위하여 복수의 콘에 권취된 지사들을 이어주는 별도의 후공정이 요구됨으로써, 작업이 번거롭고, 많은 작업인력이 요구되는 등 생산성이 크게 저하되는 문제가 있었다.
이러한, 종래의 링정방기를 이용한 지사의 제조방법의 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 등록특허 제10-0654155호의 지사 제조방법을 제안한 바 있다.
상기 등록특허 제10-0654155호의 지사 제조방법의 경우 링정방기에 비하여 생산성이 매우 향상된 이점이 있으나, 종이테이프의 폭에 따라 연사공정시 종이테 이프의 떨림현상, 종이테이프의 겹침현상 등이 발생하고, 또한 장력을 정밀하게 조절하지 못함으로써, 강도, 신도 및 균제도 등의 물성이 저하되는 문제가 있었다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 연사공정시 종이테이프의 떨림현상, 접히는 현상 등이 발생하지 않고, 장력을 정밀하게 조절할 수 있어 강도, 신도, 균제도 등의 물성이 우수한 지사를 제조할 수 있는 지사제조용 연사장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 종이테이프 패키지를 정지지지하는 정지지지부와, 상기 정지지지부의 상에 장착되는 사도입파이프와, 상기 종이테이프 패키지로부터 해사된 실을 상기 사도입파이프로 안내하는 플라이어와, 상기 플라이어에 의해 상기 사도입파이프로 안내되어 통과된 종이테이프를 회전시켜 벌룬을 형성하는 회전반을 포함하여 이루어지고,
상기 사도입파이프의 내경(D)은 종이테이프의 폭을 W라 할 때, 0.6W~1.3W인 것을 특징으로 하는 지사제조용의 연사장치를 제공한다.
그리고, 상기 사도입파이프의 상부에는 상부면에 디스크수용홈이 형성된 플라이어위치고정부가 형성되고, 상기 디스크수용홈에는 상부면 및 하부면에 각각 직경이 상이한 환형 가이드돌기가 형성된 디스크가 고정되며,
상기 플라이어는 상기 사도입파이프의 상부에 삽입되어 상기 디스크의 환형가이드돌기에 안착되고, 상부면에는 종이테이프의 장력을 조절하기 위하여 웨이트가 하나 이상 안착되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 종이테이프 패키지로부터 해사되는 종이테이프가 통과되는 상기 플라이어의 스네일와이어의 높이는 상기 종이테이프 패키지의 상부에 형성된 테이퍼면의 하측과 동일하도록 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 지사제조용 연사장치를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 지사제조용 연사장치의 종단면 상태를 나타내는 종단면도이다.
본 발명의 지사제조용 연사장치는 도 1과 같이 종이테이프 패키지(10)를 정지지지하는 정지지지부(30)와, 상기 정지지지부(30)의 상에 장착되는 사도입파이프(50)와, 상기 종이테이프 패키지(10)로부터 해사된 실을 상기 사도입파이프(50)로 안내하는 플라이어(70)와, 상기 플라이어(70)에 의해 상기 사도입파이프(50)로 안내되어 통과된 종이테이프를 회전시켜 벌룬을 형성하는 회전반(90)을 포함하여 구성된다.
상기 정지지지부(30)는 종이테이프 패키지(10)를 정지지지하기 위한 것으로서, 도 1 과 같이 상기 회전반(90)의 상단에 정지지지되고, 상부가 개방되고 저부 면에 후술하는 상기 회전반(90)의 상단부에 형성된 베어링(950)이 삽입고정되는 고정홈이 형성되는 보호용기(310)와, 상기 보호용기(310)의 바닥면의 상부에 형성되고 상기 사도입파이프(50)가 삽입되어 고정되는 고정관(330)을 포함하여 이루어진다.
상기 보호용기(310)는 상기 종이테이프 패키지(10)로부터 해사되는 종이테이프와, 상기 회전반(90)을 통과하여 형성되는 벌룬이 서로 엉키는 방지하기 위한 것이다. 상기 보호용기(310)의 일측에 영구자석(312)이 형성되고, 도면에 도시하지 않았으나 상기 회전반(90)을 회전시키는 스핀들을 축지지하는 프레임의 일측에 상기 보호용기(310)에 형성된 영구자석(312)과 반대의 극성을 갖는 영구자석이 부착되어 형성됨으로써, 상기 보호용기(310)가 영구자석(312)의 자력에 의해 상기 회전반(90)과 함께 회전되는 것이 저지되는 것이다.
도 2는 사도입파이프(50)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 사도입파이프(50)의 종단면 상태를 나타내는 종단면도이다.
그리고, 상기 사도입파이프(50)는 상기 종이테이프 패키지(10)로부터 해사되는 종이테이프(도 1의 110)를 상기 종이테이프 패키지(10)의 보빈방향으로 통과시켜 상기 회전반(90)에 안내하기 위한 것으로서, 하부는 상기 정지지지부(30)의 고정관(330)에 끼움고정된다.
상기 사도입파이프(50)의 내경(D)는 종이테이프의 폭을 W라 할 때, 0.6W~1.3W이다. 내경이 0.6W 미만인 경우 상기 사도입파이프(50)로 인입되는 종이 테이프의 떨림이 심하여 종이테이프에 꼬임이 균일하게 부여되지 않을 뿐만 아니라 사절이 빈번하게 발생하는 문제가 있고, 내경이 1.3W를 초과하는 경우 종이테이프가 상기 사도입파이프(50)로 인입시 접혀진 상태로 인입되는 경우가 빈번히 발생하고, 이에 따라 꼬임이 균일하게 부여되지 않아 균제도가 저하되는 문제가 있다.
그리고, 상기 사도입파이프(50)의 상부에는 도 2 및 도 3과 같이 플라이어위치고정부(510)가 형성되고, 상기 플라이어위치고정부(510)의 상부면에는 디스크수용홈(512)이 형성되어 디스크(610)가 고정된다.
도 4는 디스크(610)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 디스크(610)의 종단면 상태를 나타내는 종단면도이다.
상기 디스크(610)는 도 4 및 도 5와 같이 상기 플라이어위치고정부(510)에 안착되는 상기 플라이어(70)가 원활히 회전되도록 하기 위한 것으로서, 세라믹 재질로 이루어진다. 그리고, 상기 디스크(610)의 상부면 및 하부면에는 각각 직경이 상이한 환형 가이드돌기(612)(614)가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 디스크(610)의 상부면 및 하부면에 각각 직경이 상이한 환형 가이드돌기(612)(614)를 구비함으로써, 상기 플라이어(70)와의 마찰력을 미세하게 조절하여 종이테이프의 장력을 정밀하게 조절할 수 있는 이점이 있다. 즉, 직경이 상대적으로 큰 환형 가이드돌기(612)가 상측에 위치하도록 상기 디스크(610)를 상기 플라이어위치고정부(510)에 고정하는 경우, 직경이 상대적으로 작은 환형 가이드돌 기(614)가 상측에 위치시키는 경우보다 마찰이 크게 작용되어 상대적으로 종이테이프에 장력이 크게 발생하는 것이다.
다음으로, 상기 플라이어(70)는 상기 종이테이프 패키지(10)로부터 해사된 종이테이프를 상기 사도입파이프(50)로 안내하기 위한 것으로서, 상기 종이테이프 패키지(10)로부터 해사되는 종이테이프와 함께 풀림방향으로 피동적으로 회전한다.
상기 플라이어(70)는 상기 사도입파이프(50)가 관통되는 관통구가 형성된 헤드부(710)와, 상기 헤드부(710)의 외주면에 수평방향으로 하나 이상 형성되고 단부에 스네일 와이어(732)가 형성된 와이어(730)로 이루어진다.
상기 헤드부(710)의 저부는 상기 사도입파이프(50)의 상단에 게재되어 상기 플라이어위치고정부(510)에 안착되고, 상기 플라이어위치고정부(510)에 장착된 디스크(610)와 마찰이 적게 발생하도록 마찰계수가 적은 세라믹 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 와이어(730)의 단부에 형성된 스네일 와이어(732)에는 상기 종이테이프 패키지(10)로부터 해사된 종이테이프(110)가 관통된다. 상기 종이테이프 패키지(10)로부터 종이테이프가 해사되면서 종이테이프층이 무너지는 것을 방지하기 위하여 상기 스네일 와이어(732)의 높이를 상기 종이테이프 패키지(10)의 테이퍼면의 하측(L)에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 스네일 와이어(732)의 높이가 상기 종이테이프 패키지(10)의 테이퍼면 의 하측(L)보다 위에 위치하는 경우 종이테이프층이 무너지는 문제가 있고, 상기 종이테이프 패키지(10)의 테이퍼면의 하측(L)보다 아래에 위치하는 경우 장력이 크게 발생하여 사절이 빈번히 발생하는 문제가 있기 때문이다.
다음으로, 상기 플라이어(70)의 헤드부(710)의 상측에는 종이테이프의 폭, 인장강도 등에 따라 종이테이프에 작용되는 장력을 간편하게 조절할 수 있도록 하나 이상의 웨이트(630)가 안착고정된다. 상기 웨이트(630)에는 상기 사도입파이프(50)가 관통되는 관통구가 형성되고, 상기 사도입파이프(50)에 게재된 상태로 상기 플라이어(70)의 헤드부(710)에 안착되어 상기 헤드부(710)와 상기 디스크(610)의 마찰계수를 상승시켜 종이테이프에 작용되는 장력을 상승시키는 것이다.
도 6은 플라이어(70)의 헤드부(710)에 2개의 웨이트(630)가 안착된 상태를 나타내는 사시도이다.
그리고, 상기 사도입파이프(50)에 상기 플라이어(70) 및 웨이트(630)가 게재된 상태에서 상기 사도입파이프(50)의 상단에는 홀더(650)가 끼움 고정된다.
상기 홀더(650)에 형성된 인입구(652)의 내경은 상기 사도입파이프(50)의 내경과 동일하게 형성된다.
그리고, 상기 회전반(90)은 종이테이프 패키지(10)로부터 해사되어 상기 플라이어(70)의 스네일 와이어(732), 상기 홀더(650) 및 상기 사도입파이프(50)를 순 차적으로 통과한 종이테이프를 회전시켜 꼬임을 부여하기 위한 것으로서, 스핀들에 의하여 회전한다.
상기 사도입파이프(50)를 통과한 상기 종이테이프는 상기 회전반(90)의 인입구(912)로 인입되어 상기 회전반(90)의 외주면에 형성된 인출구(914)로 인출된다. 상기 회전반(90)의 인출구(914)로 인출된 종이테이프(112)는 상기 사도입파이프(50)의 상부에 위치한 벌룬가이드(BG)를 통과한 후 권취장치(미도시)에 의해 콘(미도시)에 권취된다.
상기 회전반(90)의 인출구와 상기 벌룬가이드(BG) 사이에 위치한 종이테이프(112)는 원심력에 의해 벌룬이 형성됨과 동시에 꼬임이 부여되는 것이다.
다음으로, 본 발명의 지사제조용 연사장치를 실시예를 들어 상세히 설명하고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[종이테이프의 제조]
평량 10g/㎡ 한지를 슬리터를 이용하여 폭 4mm로 절단하여 종이테이프를 얻었고, 상기 종이테이프를 약 200g 이상 보빈에 권취하였다.
[실시예 1 내지 3]
사도입파이프의 내경이 2.4mm, 4.0mm 및 5.2mm를 각각 갖도록 통상의 연사기를 개조하였다. 그리고, 상기 연사기에 4mm의 종이테이프가 권취된 보빈을 각각 장착한 후 작동시켜 상기 종이테이프에 꼬임을 부여하여 실시예 1 내지 3의 지사를 얻었다.
이때, 플라이어의 스네일와이어의 높이는 상기 종이테이프 패키지의 상부에 형성된 테이퍼면의 하측과 동일하도록 조정하였다.
그리고, 연사기의 스핀들의 회전수는 꼬임수가 500~1000 T/M이 되도록 제어하였고, 생산속도는 10m/min으로 하였으며, 연사공정 및 권취공정시 사절현상은 발생하지 않았고, 보빈에 권취된 200g 이상의 종이테이프를 후공정 없이 일회에 꼬임을 부여하여 콘에 권취하였다.
이와 같이 제조된 실시예 1 내지 3의 지사는 섬도가 각각 19Nm, 20Nm, 21Nm이고, 강도가 각각 0.8g/d, 0.8g/d, 1.0g/d이었으며, 신도가 각각 2.4%, 2.5%, 2.7%의 물성을 나타냈고, 균제도(Evenness)는 각각 15 U%, 10 U%, 9 U%를 나타냈다.
[비교예 1 및 2]
사도입파이프의 내경이 1.5mm, 6.0mm를 각각 갖도록 통상의 연사기를 개조하였다. 상기 연사기에 4mm의 종이테이프가 권취된 보빈을 각각 장착한 후 실시예 1과 같은 조건하에 작동시켜 상기 종이테이프에 꼬임을 부여하여 비교예 1 및 2의 지사를 얻었다. 비교예 1의 경우 연사공정 및 권취공정시 사절이 5회 발생하였다.
이와 같이 제조된 비교예 1 및 2의 지사는 섬도가 각각 18Nm, 21Nm이고, 강도가 각각 0.7g/d, 0.8g/d이었으며, 신도가 각각 2.2%, 2.4%의 물성을 나타냈고, 균제도(Evenness)는 각각 20 U%, 16 U%를 나타냈다.
비교예 2의 경우 종이테이프가 사도입파이프로 인입시 접혀진 상태로 인입되는 경우가 빈번함에 따라 꼬임이 불균일하게 부여되어 균제도가 크게 저하되는 것으로 사료된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 지사제조용 연사장치는 종이테이프가 상기 사도입파이프에 접히거나 떨림현상없이 원활하게 인입됨에 따라 사절이 발생하지 않아 생산성이 크게 향상될 뿐만 아니라 꼬임이 균일하게 부여되어 강도, 신도, 균제도 등의 물성이 우수한 지사를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 종이테이프 패키지를 정지지지하는 정지지지부와, 상기 정지지지부의 상에 장착되는 사도입파이프와, 상기 종이테이프 패키지로부터 해사된 실을 상기 사도입파이프로 안내하는 플라이어와, 상기 플라이어에 의해 상기 사도입파이프로 안내되어 통과된 종이테이프를 회전시켜 벌룬을 형성하는 회전반을 포함하여 이루어지고,
    상기 사도입파이프의 내경(D)은 종이테이프의 폭을 W라 할 때, 0.6W~1.3W인 것을 특징으로 하는 지사제조용의 연사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사도입파이프의 상부에는 상부면에 디스크수용홈이 형성된 플라이어위치고정부가 형성되고, 상기 디스크수용홈에는 상부면 및 하부면에 각각 직경이 상이한 환형 가이드돌기가 형성된 디스크가 고정되며,
    상기 플라이어는 상기 사도입파이프의 상부에 삽입되어 상기 디스크의 환형가이드돌기에 안착되고, 상부면에는 종이테이프의 장력을 조절하기 위하여 웨이트가 하나 이상 안착되는 것을 특징으로 하는 지사제조용의 연사장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 종이테이프 패키지로부터 해사되는 종이테이프가 통과되는 상기 플라이어의 스네일와이어의 높이는 상기 종이테이프 패키지의 상부에 형성된 테이퍼면의 하측과 동일하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 지사제조용의 연사장치.
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