KR101100232B1 - 섬유전개장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유전개장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 섬유전개장치는, 보관된 다수의 섬유다발(B)을 선택적으로 공급하는 섬유공급수단(100); 상기 섬유공급수단(100)에서 공급되는 섬유다발(B)을 이송하는 섬유이송수단(200); 상기 섬유이송수단(200)에 의해 이송되는 다수 섬유다발(B)이 관통하고, 관통하는 다수 섬유다발(B)의 이송 방향과 교차하는 방향으로 공기를 분지하여 전개하는 섬유전개수단(300)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 섬유 전개 시간이 현저히 단축되고 균일한 밀도를 얻을 수 있으며, 특히 극미세 섬유의 전개 및 박층형 섬유사의 제작에 유용하게 이용될 수 있는 이점이 있다.
섬유, 극미세사, 박층형 섬유사, 전개, 공기, 분사, 밀도

Description

섬유전개장치{Bundle spread apparatus}
도 1 은 본 발명에 의한 섬유전개장치의 구성을 보인 사시도.
도 2 는 본 발명에 의한 섬유전개장치의 일 구성인 섬유안내구를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 의한 섬유전개장치의 요부 구성인 섬유전개수단을 나타낸 상면 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 섬유전개장치의 요부 구성인 섬유전개수단을 나타낸 분해 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 섬유전개장치의 요부 구성인 섬유전개수단에서 공기 및 섬유의 진행 방향을 나타낸 작동 상태도.
도 6 은 본 발명에 의한 섬유전개장치의 사용 전/후의 단섬유 상태를 나타낸 확대도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100. 섬유공급수단 120. 섬유보관구
140. 지지대 200. 섬유이송수단
220. 인장롤러 240. 안내롤러
260. 구동모터 280. 섬유안내구
282. 섬유안내메쉬 284. 섬유안내구멍
290. 힘전달부재 300. 섬유전개수단
310. 몸체 312. 공기유입공간
314. 공기유입구멍 316. 안착홈
320. 제1분지판 322. 제1분지홀
330. 이송안내판 340. 제2분지판
342. 제2분지홀 350. 고정판
352. 토출구 A . 공기유로
B . 섬유다발 F . 이송로
S . 씰러
본 발명은 이송하는 다수의 섬유다발에 공기를 쏘아 단섬유 상태로 전개되도록 한 섬유전개장치 및 이를 이용한 섬유전개방법에 관한 것이다.
주지하다시피, 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드 섬유와 같은 강화섬유와 에폭시 수지와 같은 매트릭스 수지를 포함하는 섬유 강화 복합재료는 무게가 가볍고 기계적 강도와 내 부식성이 우수하므로 비행기 우주로켓의 제조에도 사용될 뿐만 아니라 낚시대, 골프채 및 산업용 기계의 구조부품 등과 같은 일반 수요자용 제품에도 광범위하게 사용되고 있다.
또한 박층형 섬유사는 일반 섬유사에 비해 같은 소재이면서 섬유의 젖음성 향상 및 상대적으로 낮은 마이크로 결함으로 인해 높은 강도 및 연신율과 피로특성을 갖는 복합재료 제조를 가능 하게 한다. 뿐만 아니라 극미세사는 낮은 굽힘 강성과, 단위 질량당 넓은 비표면적 및 높은 세섬도에 기인한 우수한 감촉특성으로 인해 인조 스웨이드와 같은 고밀도/고기능성 직물등의 의류용 소재로서 각광을 받고 있고, 고청정 환경개선용이나 에너지 부품 소재용으로의 산업적 활용 가능성이 매우 큰 소재이다.
섬유 강화 복합재료로 만들어진 제품과 부품들을 제조하고 요구되어 지는 일정 형태로 만들기 위해서, 섬유 강화 복합재료는 일반적으로 상기 강화섬유로 만들어진 사전함침 시트의 단섬유 사이에 매트릭스 수지가 함침되는 조건하에서 제공되어 지며, 최근의 그러한 제품들과 무거운 건조물의 경량화에 대한 기대 때문에 사전 함침 시트의 균일 밀도와 두께에 대한 개선이 추구되고 있다.
이에 따라 섬유다발을 균일한 밀도를 가지는 단섬유 상태로 전개하는 장치 및 방법이 다양하게 개발되어 있다.
종래에는, 섬유 속을 원형 막대에 댐으로써 각각의 단섬유들을 개섬하고, 수류 또는 고압의 공기 흐름에 의해 폭방향으로 각각의 단섬유들을 쪼개고, 각각의 섬유속을 초음파 진동시켜서 쪼개는 등의 방법이 알려져 있었다.
그 예로서, 일본특허 제4128140호에는 복수의 섬유에 에어제트(jet)를 쏘아 진동을 발생시킴으로써 일방향 균일성을 갖도록 한 섬유시트 제조방법이 개시되어 있다.
그리고, 미국 공개특허 2003/0172506 에는 서로 엉킨 섬유에 에어제트를 쏘아 단일 방향성을 갖도록 직물 섬유 제조방법이 개시되어 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제2006-0033007호에는 급사기로부터 섬유속을 송출하는 한편, 이 섬유속에 긴장과 이완의 장력변화를 번갈아 연속시켜, 이러한 장력변화를 수반하면서 이동하는 섬유속을 이동진로에 따라 일렬로 배설된 복수의 유체통류부를 통과시킴으로써 전개되도록 한 "섬유속의 개섬방법 및 그 방법에 사용되는 장치"가 개시되어 있다.
하지만, 상기 기술들은 모두 단섬유를 인장시키는 물리력을 가하여 전개하는 방법이므로, 단섬유들의 손상이 발생되어 보풀이 일며 결국 절단되는 문제점이 있다.
또한, 공간으로 에어제트를 쏘아 단섬유들 사이로 공기를 통과시킴으로써 단섬유들을 분산하게 되면 단섬유들의 밀도가 고르지 못한 문제점이 발생된다.
특히 극미세 섬유다발을 효과적으로 전개하는 방법과 이를 이용한 균일한 밀도의 박층형 섬유사를 제조하는 방법에 관한 기술은 매우 드물다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 섬유다발을 일정 속도로 이동시키면서 다수 곳에서 공기를 분사하여 단섬유로 전개되도록 한 섬유전개장치를 제공하여 일반섬유 뿐만 아니라 극미세사 및 박층형 섬유사의 효과적인 전개가 가능하도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 섬유다발에 공기 흐름을 제공하고, 섬유다발의 흔날 림 범위를 제한하여 보다 균일한 밀도의 단섬유 상태로 전개되도록 한 섬유전개장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 섬유전개장치는, 보관된 다수의 섬유다발을 선택적으로 공급하는 섬유공급수단; 상기 섬유공급수단에서 공급되는 섬유다발을 이송하는 섬유이송수단; 상기 섬유이송수단에 의해 이송되는 다수 섬유다발이 관통하고, 관통하는 다수 섬유다발의 이송 방향과 교차하는 방향으로 공기를 분지하여 전개하는 섬유전개수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
다수 섬유다발이 관통되도록 하고, 관통하는 다수 섬유다발의 이송 방향과 교차하는 방향으로 공기를 분지하여 전개하는 섬유전개수단이 구비됨을 특징으로 한다.
상기 섬유전개수단 내부로 유입되는 공기는 다수 섬유다발을 분지한 후 섬유전개수단 외부로 배기되는 것을 특징으로 한다.
상기 섬유전개수단 내부 일측에는, 상기 다수 섬유다발이 이송되는 이송로와, 공기가 유동하는 공기유로가 구비되며, 상기 이송로와 공기유로는 서로 연통하는 것을 특징으로 한다.
상기 공기유로는, 상기 섬유전개수단 내부 일측에서 분지된 후 상기 이송로와 연통하는 것을 특징으로 한다.
상기 공기유로는, 상기 섬유전개수단의 내부에 형성된 공기유입공간과, 상기 공기유입공간으로 유입된 공기를 분지하여 이송로로 안내하는 제1분지홀과, 상기 이송로 내부로 유입된 공기를 분지하여 섬유전개수단 외부로 배기하는 제2분지홀을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 섬유이송수단은, 회전동력을 제공받아 회전하여 섬유다발을 인장하는 인장롤러와, 상기 인장롤러에 의해 인장된 섬유다발의 이송 방향을 안내하는 안내롤러와, 상기 인장롤러와 안내롤러에 회전동력을 제공하는 구동모터와, 상기 인장롤러 및 안내롤러로부터 이격된 곳에서 섬유다발의 이송 방향을 안내하는 섬유안내구를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 안내롤러는, 서로 다른 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤러를 포함하며, 상기 한 쌍의 롤러는 다수로 구비됨을 특징으로 한다.
상기 한 쌍의 롤러는 섬유다발의 두께보다 큰 이격거리만큼 이격 설치됨을 특징으로 한다.
상기 섬유전개수단은, 공기유입공간을 형성하는 몸체와, 상기 공기유입공간 내부로 유입된 공기를 분지하는 제1분지홀이 다수 형성된 제1분지판과, 상기 제1분지판 상측에 위치하여 이송로를 형성하는 이송안내판과, 상기 이송안내판 내측으로 유입되어 모인 공기를 재차 분지하여 몸체 외부로 배기하는 제2분지홀이 다수 형성된 제2분지판과, 상기 몸체 상면에 결합되어 제1분지판, 이송안내판, 제2분지판을 동시에 고정하는 고정판을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제1분지홀과 제2분지홀은 동일한 개수로 천공 형성되며, 서로 동일한 간격으로 이격됨을 특징으로 한다.
상기 제1분지홀은 제2분지홀보다 작은 면적을 갖도록 천공됨을 특징으로 한 다.
상기 제1분지홀은 제2분지홀과 동일한 수직선 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 몸체와 제1분지판과 이송안내판 사이에는, 탄성력을 가지며, 공기유입공간에서 유동하는 공기가 상기 이송로와 교차하는 방향으로 안내되도록 씰러가 각각 구비됨을 특징으로 한다.
상기 이송안내판은, 상기 섬유다발의 두께보다 두껍게 형성됨을 특징으로 한다.
상기 제1분지홀과 제2분지홀은 상기 섬유다발이 이송하는 방향과 직교하는 방향으로 형성됨을 특징으로 한다.
상기 제2분지판은 상기 이송안내판 내측으로 유입되어 모인 공기를 폭방향 및 길이 방향으로 분지하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2분지판은, 다수 섬유다발의 상방향 움직임 범위를 제한하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2분지홀 내부에는 섬유다발의 일부가 선택적으로 삽입되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 섬유 전개 시간이 현저히 단축되며 균일한 밀도를 얻을 수 있는 이점이 있다.
이하 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 섬유전개장치의 구성을 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 섬유전개장치의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.
도면과 같이 섬유전개장치는 다수의 섬유다발(B)을 이송시켜 공기의 유동에 의해 전개되도록 하는 장치로서, 섬유다발(B)을 보관하고 보관된 섬유다발(B)을 선택적으로 공급하는 섬유공급수단(100)과, 상기 섬유공급수단(100)에서 공급되는 섬유다발(B)을 이송하는 섬유이송수단(200)과, 상기 섬유다발(B)을 전개(spread)하는 섬유전개수단(300)을 포함하여 구성된다.
상기 섬유공급수단(100)은 섬유다발(B)이 권취되어 보관되고 선택적으로 회전하여 섬유다발(B)이 풀리도록 하는 다수 섬유보관구(120)와, 상기 다수 섬유보관구(120)를 이격 지지하는 지지대(140)를 포함하여 구성된다.
상기 섬유공급수단(100)에서 전방으로 이격된 곳에는 섬유이송수단(200)이 구비된다. 상기 섬유이송수단(200)은 섬유보관구(120)에 권취되어 있는 섬유다발(B)에 인장력을 제공하여 섬유보관구(120)로부터 풀려나올 수 있도록 하는 구성이다.
이를 위해 상기 섬유이송수단(200)은 회전동력을 제공받아 회전하여 섬유다발(B)을 인장하는 인장롤러(220)와, 상기 인장롤러(220)에 의해 인장된 섬유다발(B)의 이송 방향을 안내하는 안내롤러(240)와, 상기 인장롤러(220)와 안내롤러(240)에 회전동력을 제공하는 구동모터(260)와, 상기 인장롤러(220) 및 안내롤러(240)로부터 이격된 곳에서 섬유다발(B)의 이송 방향을 안내하는 섬유안내구(280)를 포함하여 구성된다.
상기 인장롤러(220)는 한 쌍의 롤러가 상/하로 평행하게 배치되어 외주면이 서로 접함으로써 회전시 상기 섬유다발(B)을 인장할 수 있도록 하는 것으로, 상기 인장롤러(220)의 외주면은 마찰력을 증가시키기 위한 마찰부재로 구성된다.
즉, 상기 인장롤러(220)는 마찰부재로 형성되어질 수도 있고, 상기 마찰부재는 인장롤러(220)의 외주면에만 코팅되어 결합될 수도 있다.
따라서, 상기 인장롤러(220)의 중앙부로 섬유다발(B)이 끼워진 상태에서 상기 인장롤러(220)가 서로 반대방향으로 회전하게 되면, 상기 섬유다발(B)은 전방으로 인장될 수 있게 된다.
그리고, 상기 인장롤러(220)의 회전은 인장롤러(220) 좌측에 축결합된 구동모터(260)로 부터 회전동력을 제공받음으로써 가능하다.
상기 인장롤러(220) 전방에는 안내롤러(240)가 구비된다. 상기 안내롤러(240)는 인장롤러(220)에 의해 인장되어 전방으로 보내진 섬유다발(B)의 이동 방향을 안내하는 것으로, 상기 섬유다발(B)에 인장력이 가해지지 않도록 구성된다.
즉, 상기 안내롤러(240)는 한 쌍의 롤러가 상/하로 배치되고, 이러한 한 쌍의 롤러가 전/후방에 각각 한 개씩 구비되며, 상기 한 쌍의 롤러는 섬유다발(B)의 두께치수보다 멀리 이격(도 2 참조)되어 회전 가능하다.
따라서, 상기 안내롤러(240)는 섬유다발(B)에 인장력을 가하지 않은 상태로 이송 방향만 안내하게 되며, 상기 안내롤러(240) 사이를 통과하는 섬유다발(B)은 상/하 좌/우 방향으로 이동이 가능한 상태가 된다.
그리고, 상기 한 쌍의 롤러로 구성된 두개의 안내롤러(240) 중 어느 하나(본 발명의 실시예에서는 전방에 위치한 안내롤러(240))에는 구동모터(260)가 구비된다.
상기 구동모터(260)는 전원인가시에 회전동력을 발생하는 것으로, 상기 두 개의 안내롤러(240) 중 전방에 위치한 안내롤러(240)에만 회전동력을 전달하여 두 개의 안내롤러(240) 모두가 회전할 수 있도록 한다.
이를 위해 상기 한 쌍의 안내롤러(240) 사이에는 힘전달부재(290)가 구비된다. 상기 힘전달부재(290)는 한 쌍의 안내롤러(240) 각각의 외주면에 인장력을 갖는 상태로 둘러져 상기 구동모터(260)의 회전력이 공유될 수 있도록 하는 것으로, 밸트 및 풀리 등으로 구성될 수 있다.
상기 한 쌍의 안내롤러(240) 및 인장롤러(220) 후방에는 섬유안내구(280)가 구비된다. 상기 섬유안내구(280)는 섬유공급수단(100)으로부터 제공되는 섬유다발(B)의 이송 방향을 안내하기 위한 구성으로, 보다 상세하게는 상기 안내롤러(240) 및 인장롤러(220)의 중앙부로 안내하게 된다.
이하 첨부된 도 2를 참조하여 섬유안내구(280)의 구성을 안내롤러(240) 후방에 위치한 것을 예로 들어 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명에 의한 섬유전개장치의 일 구성인 섬유안내구(280)를 나타낸 사시도가 도시되어 있다.
도면과 같이, 상기 섬유안내구(280)는 안내롤러(240) 전방에 일정 간격 이격되어 설치되며, 상기 안내롤러(240)를 지지하는 프레임(400)의 전면에 직립되도록 고정된다.
그리고, 상기 섬유안내구(280)의 길이 방향 중앙부에는 섬유안내메쉬(282)가 구비된다. 상기 섬유안내메쉬(282)는 그물망과 같은 형상을 갖는 것으로, 다수의 섬유안내구멍(284)이 천공되어 있다.
따라서, 상기 다수 섬유다발(B)은 다수 섬유안내구멍(284)을 통해 섬유안내메쉬(282)를 관통하게 되며, 상기 섬유안내메쉬(282)를 관통한 섬유다발(B)은 안내롤러(240)의 중앙 즉, 상/하로 배치된 한 쌍의 롤러 사이로 안내된다.
그리고, 상기 섬유안내메쉬(282)는 섬유안내구(280)가 설치된 위치에 따라 서로 다른 형상을 갖는다.
즉, 상기 섬유다발(B)은 도 1에서 볼 때 섬유다발(B)이 후측에서 전방으로 이송하게 되는데, 이에 따라 상기 섬유안내메쉬(282)는 전방으로 갈수록 작은 섬유안내구멍(284)을 갖도록 구성된다.
보다 상세하게는 상기 섬유안내구멍(284)은 3개의 섬유안내구(280)에 각각 구비되어 있고, 3개의 섬유안내구(280) 중 어느 하나에서 반대편으로 갈수록 점차 작은 크기를 갖도록 구성된다.
따라서, 상기 섬유안내구멍(284)을 통과하면서 안내되는 섬유다발(B)은 보다 밀도가 높아지면서 이송될 수 있게 된다.
한편, 도 1과 같이 상기 두 개의 안내롤러(240) 사이에는 섬유전개수단(300)이 구비된다. 상기 섬유전개수단(300)은 본 발명의 요부 구성으로서 이하 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3에는 본 발명에 의한 섬유전개장치의 요부 구성인 섬유전개수단(300)을 나타낸 상면 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 섬유전개장치의 요부 구성인 섬유전개수단(300)을 나타낸 분해 사시도가 도시되어 있다.
먼저 도 3과 같이 상기 섬유전개수단(300)은, 후방에서 내측을 경유하여 전방으로 다수 섬유다발(B)이 관통하고, 관통하는 다수 섬유다발(B)의 이송 방향과 교차하는 방향으로 공기를 분지하여 전개하게 된다.
즉, 상기 섬유전개수단(300)의 우측에서 내부로 공기를 제공받고, 섬유다발(B)의 이송방향과 교차하는 방향 즉 상방향으로, 공기를 분지시켜 배기함으로써 섬유다발(B)을 전개하게 된다.
이를 위해 상기 섬유전개수단(300)의 내부에서 상방향으로는 공기가 유동하는 공기유로(A)가 구비되며, 상기 섬유전개수단(300)의 후방에서 전방으로는 이송로(F)가 구비된다.
이하 첨부된 도 4를 참조하여 섬유전개수단(300)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.
상기 섬유전개수단(300)은, 공기유입공간(312)을 형성하는 몸체(310)와, 상기 공기유입공간(312) 내부로 유입된 공기를 분지하는 제1분지홀(322)이 다수 형성된 제1분지판(320)과, 상기 제1분지판(320) 상측에 위치하여 이송로(F)를 형성하는 이송안내판(330)과, 상기 이송안내판(330) 내측으로 유입되어 모인 공기를 재차 분지하여 몸체(310) 외부로 배기하는 제2분지홀(342)이 다수 형성된 제2분지판(340)과, 상기 몸체(310) 상면에 결합되어 제1분지판(320), 이송안내판(330), 제2분지판(340)을 동시에 고정하는 고정판(350)을 포함하여 구성된다.
상기 몸체(310)는 상면이 하방향으로 일정 깊이만큼 함몰되어 공기유입공간(312)을 구비하며, 상기 공기유입공간(312)은 몸체(310) 전면에서 후방으로 천공된 공기유입구멍(314)과 연통된다.
상기 공기유입구멍(314)은 공기유입공간(312) 내부로 공기를 제공하기 위한 펌프(도시되지 않음) 등과 연결된다.
상기 몸체(310)의 상면 중앙부는 좌/우 방향으로 길게 함몰되어 안착홈(316)을 형성하게 된다. 상기 안착홈(316)은 전술한 제1분지판(320), 제2분지판(340) 및 이송안내판(330)이 안착될 수 있도록 하는 구성으로, 상기 제1분지판(320), 제2분지판(340) 및 이송안내판(330)의 폭과 대응되는 폭으로 함몰 형성된다.
상기 몸체(310)와 고정판(350) 사이에는 다수의 씰러(S)가 구비된다. 즉, 상기 안착홈(316)의 상면과 제1분지판(320)의 상면에는 씰러(S)가 구비된다. 상기 씰러(S)는 탄성력을 가진 재질로 시트 형상을 갖도록 한 후, 중앙부를 천공 형성한 것으로, 하측에 위치한 씰러(S)는 공기유입공간(312) 내부로 유입된 공기가 제1분지홀(322)을 통해서만 외부(공기유입공간(312) 외부)로 유동할 수 있도록 하며, 상측에 위치한 씰러(S)는 제1분지홀(322)을 통해 상방향으로 유동하는 공기가 제2분지홀(342)을 통해서만 유동할 수 있도록 씰링하게 된다.
따라서, 상기 씰러(S)는 안착홈(316)의 면적과 대응됨이 바람직하며, 상기 씰러(S)의 중앙부에는 공기유입공간(312)의 개구된 상단과 같은 크기 및 형상을 갖거나, 유사한 형상 및 큰 크기를 갖도록 천공됨이 바람직하다.
상기 한 쌍의 씰러(S) 사이에는 제1분지판(320)이 구비된다. 상기 제1분지 판(320)은 공기유입공간(312)에서 제공된 공기가 가장 먼저 관통하도록 안내하는 구성으로서, 상기 제1분지판(320)의 좌/우 방향으로 다수의 제1분지홀(322)이 천공 형성된다.
상기 제1분지홀(322)은 제1분지판(320)의 두께 방향으로 천공 형성되며, 전/후 방향으로 길게 형성된다. 즉, 상기 제1분지홀(322)은 섬유다발(B)이 이송하는 방향과 직교하는 방향으로 길게 형성된다. 그리고, 다수 제1분지홀(322)은 좌/우 방향으로 등간격 이격 형성된다.
따라서, 상기 공기유입공간(312)으로부터 제공된 공기는 다수의 제1분지홀(322)을 통해 분지되어 상방향으로 이동이 유동이 가능하게 된다.
상기 제1분지판(320) 상측에는 전술한 씰러(S)가 구비되며, 상기 씰러(S) 상측에는 이송안내판(330)이 구비된다.
상기 이송안내판(330)은 직사각형 형상을 가지는 한 쌍으로 구비되며, 중앙부가 이격되도록 전/후에 가로로 배치된다.
그리고, 상기 이송안내판(330)의 두께는 섬유다발(B)의 굵기보다 크게 형성된다.
따라서, 상기 섬유다발(B)은 한 쌍의 이송안내판(330)이 이격된 사이를 통해서 우측에서 좌측으로 이송 가능하게 되며, 상기 섬유다발(B)의 상/하방향 움직임은 제1분지판(320) 및 제2분지판(340)에 의해서 일정 높이만큼 제한될 수 있게 된다.
상기 이송안내판(330)의 상측에는 제2분지판(340)이 구비된다. 상기 제2분지 판(340)은 제1분지홀(322)을 통해서 분지되어 상방향으로 강하게 분사된 공기가 상방향 및 측방향으로 분지되어 이동할 수 있도록 구성이다.
그리고, 상기 제2분지판(340)은 이송안내판(330) 내측으로 유입되어 모인 공기를 폭방향 및 길이 방향으로 분지하게 된다. 즉, 상기 제2분지판(340)에는 다수의 제2분지홀(342)가 천공 형성되어 이송안내판(330)의 폭방향(상방향)으로 공기를 분지하게 되며, 이와 동시에 상기 제2분지판(340)의 하면은 다수 섬유다발의 상방향 움직임 범위를 제한하면서 좌/우 방향으로 공기를 분지하게 된다.
상기 제2분지홀(342)은 제1분지홀(322)을 통해 상방향으로 분사된 공기에 의해 상방향으로 흩날리는 섬유다발(B)이 일정 높이만큼만 흔들릴 수 있도록 제한하는 것으로, 상기 제1분지홀(322)과 대응되는 위치에 형성되며, 상기 제1분지홀(322)과 동일한 개수로 천공 형성된다.
따라서, 상기 제2분지홀(342) 내부에는 섬유다발(B)의 일부가 선택적으로 삽입된다.
그리고, 상기 제2분지홀(342)은 제1분지홀(322)의 면적(상방향에서 보았을 때)보다 크게 형성된다. 따라서, 상대적으로 좁은 제1분지홀(322)을 통해 빠른 속도로 상방향으로 분사된 공기는 상기 섬유다발(B)을 상방향으로 흩날리게 되며 이후 상기 제2분지홀(342)을 통해 섬유공급수단(100) 외부로 배기된다.
상기 제2분지판(340)의 상측에는 고정판(350)이 구비된다. 상기 고정판(350)은 상기 몸체(310)의 상면(안착홈(316)이 형성되지 않은 면)과 체결부재에 의해 결합되어 고정되며, 상기 안착홈(316)에 적층되어 안착된 다수 씰러(S), 제1분지 판(320), 제2분지판(340) 및 이송안내판(330)을 하방향으로 가압하여 움직임이 제한되도록 한다.
따라서, 상기 공기유입공간(312)에서 제공되는 고압의 공기에 의한 씰러(S), 제1분지판(320), 제2분지판(340) 및 이송안내판(330)의 움직임이 제한된다.
그리고, 상기 고정판(350)의 중앙부에는 제2분지홀(342)과 연통되는 토출구(352)가 천공 형성된다.
상기 토출구(352)는 한 쌍의 이송안내판(330) 사이의 공간과 제2분지홀(342)에 연통되도록 형성한 것으로, 상기 제2분지홀(342)을 통해 상방향으로 송풍된 공기 중 일부가 상기 고정판(350)을 관통하여 상방향으로 토출될 수 있도록 하는 구성이다.
이하 상기와 같이 구성되는 섬유전개장치를 이용하여 섬유를 전개하는 과정을 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5에는 본 발명에 의한 섬유전개장치의 요부 구성인 섬유전개수단(300)에서 공기 및 섬유의 진행 방향을 나타낸 작동 상태도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명에 의한 섬유전개장치의 사용 전/후의 단섬유 상태를 나타낸 확대도가 도시되어 있다.
먼저, 도 1과 같이 다수 섬유보관구(120)에 섬유다발(B)이 권취되어 보관되고, 상기 섬유보관구(120)는 지지대(140)에 이격 배치된 상태에서 상기 구동모터(260)가 회전하게 된다.
상기 구동모터(260)의 회전에 따라 발생한 회전동력은 상기 인장롤러(220)와 안내롤러(240)에 각각 전달되며, 상기 인장롤러(220)는 섬유다발(B)을 전방으로 인장하게 된다.
상기 인장롤러(220)에 의해 인장된 섬유다발(B)은 섬유안내구(280)에 천공 형성된 섬유안내구멍(284)을 통해 후방으로 이송하게 되며, 이때 상기 섬유다발(B)은 섬유안내구멍(284)을 통과하면서 인장롤러(220)의 중앙부로 수집되어 진다.
이후 상기 섬유다발(B)은 인장롤러(220)의 중앙부를 관통한 후 상기 안내롤러(240)의 후방에 위치한 섬유안내구(280)를 관통하게 된다.
이때 상기 섬유안내구(280)의 섬유안내구멍(284)은 보다 조밀하게 천공되어 있으므로, 상기 섬유다발(B)이 보다 완경사를 갖도록 후방 안내하게 된다.
이후 상기 섬유다발(B)은 안내롤러(240)를 관통한 후 또 한번의 섬유안내구멍(284)을 통과하게 되어 섬유전개수단(300) 내부로 이송된다.
상기 섬유전개수단(300) 내부에서의 작용을 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저 도 4의 점선화살표를 참조하여 섬유전개수단(300) 내부에 형성된 공기유로(A)를 따르는 공기의 유동을 설명하면, 상기 공기유입구멍(314)을 통해 공기유입공간(312) 내부로 제공된 공기는 상방향으로 이동하여 씰러(S)를 관통하게 되며, 이후 상기 제1분지홀(322)을 따라 분지되어 상방향으로 빠른 속도로 유동하게 된다.
이후 공기는 다시 한번 씰러(S)를 관통한 후 한 쌍의 이송안내판(330) 사이를 우측에서 좌측으로 이동하고 있는 섬유다발(B)을 상방향으로 흩날리게 된다.
이때 상기 섬유다발(B)은 도 6에 도시된 전개 전/후의 확대 사진과 같이 균일한 밀도를 갖도록 전개된 것을 알 수 있다.
상기 이송안내판(330)을 상방향으로 가로지른 공기는 제2분지홀(342)을 통해 상방향으로 이동하게 되며, 상기 고정판(350)에 천공 형성된 토출구(352)를 통해 토출된다.
한편, 상기 섬유다발(B)은 한 쌍의 이송안내판(330) 사이에 형성된 이송로(F)를 따라 우측에서 좌측으로 이동하게 되며, 상기 제1분지홀(322)과 제2분지홀(342) 사이를 지날 때 하측에서 상방향으로 강하게 분지되는 공기 흐름에 의해 흩날려 전개됨으로써 단섬유 상태가 된다.
이후 고르게 분포된 단섬유는 이송안내판(330)의 좌측단을 빠져나가면서, 상기 안내롤러(240) 사이로 관통하게 된다.
상기한 과정에 따라 상기 섬유다발(B)은 단시간 내에 균일하게 전개될 수 있게 된다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같이 섬유전개장치는, 섬유다발을 일정 속도로 이동시키면서 분지된 공기를 동시에 분사함으로써 다수 회에 걸쳐 전개되도록 구성하였다.
따라서, 섬유다발의 전개 시간이 현저히 감소하게 되는 이점이 있다.
또한, 제2분지홀과 제1분지홀의 크기를 제어하여 섬유다발의 끊어짐이 미연에 방지되도록 하였고, 섬유의 상/하방향에 대한 공기의 유동에 따른 과도한 움직임을 제어할 수 있다.
따라서, 단섬유를 고르게 전개할 뿐만 아니라 균일한 밀도를 갖도록 할 수 있으므로 품질이 향상된 섬유다발을 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims (19)

  1. 보관된 다수의 섬유다발을 선택적으로 공급하는 섬유공급수단; 상기 섬유공급수단에서 공급되는 섬유다발을 이송하는 섬유이송수단; 상기 섬유이송수단에 의해 이송되는 다수 섬유다발이 관통하고, 관통하는 다수 섬유다발의 이송 방향과 교차하는 방향으로 공기를 분지하여 전개하는 섬유전개수단을 포함하여 구성되고,
    상기 섬유전개수단 내부 일측에는,
    상기 다수 섬유다발이 이송되는 이송로와,
    공기가 유동하는 공기유로가 구비되며,
    상기 이송로와 공기유로는 서로 연통하는 것을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  2. 다수 섬유다발이 관통되도록 하고, 관통하는 다수 섬유다발의 이송 방향과 교차하는 방향으로 공기를 분지하여 전개하는 섬유전개수단이 구비되고,
    상기 섬유전개수단 내부 일측에는,
    상기 다수 섬유다발이 이송되는 이송로와,
    공기가 유동하는 공기유로가 구비되며,
    상기 이송로와 공기유로는 서로 연통하는 것을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 섬유전개수단 내부로 유입되는 공기는 다수 섬유다발을 분지한 후 섬유전개수단 외부로 배기되는 것을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공기유로는,
    상기 섬유전개수단 내부 일측에서 분지된 후 상기 이송로와 연통하는 것을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공기유로는,
    상기 섬유전개수단의 내부에 형성된 공기유입공간과,
    상기 공기유입공간으로 유입된 공기를 분지하여 이송로로 안내하는 제1분지홀과,
    상기 이송로 내부로 유입된 공기를 분지하여 섬유전개수단 외부로 배기하는 제2분지홀을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유이송수단은,
    회전동력을 제공받아 회전하여 섬유다발을 인장하는 인장롤러와,
    상기 인장롤러에 의해 인장된 섬유다발의 이송 방향을 안내하는 안내롤러와,
    상기 인장롤러와 안내롤러에 회전동력을 제공하는 구동모터와,
    상기 인장롤러 및 안내롤러로부터 이격된 곳에서 섬유다발의 이송 방향을 안내하는 섬유안내구를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 안내롤러는,
    서로 다른 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤러를 포함하며,
    상기 한 쌍의 롤러는 다수로 구비됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 한 쌍의 롤러는 섬유다발의 두께보다 큰 이격거리만큼 이격 설치됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 섬유전개수단은,
    공기유입공간을 형성하는 몸체와,
    상기 공기유입공간 내부로 유입된 공기를 분지하는 제1분지홀이 다수 형성된 제1분지판과,
    상기 제1분지판 상측에 위치하여 이송로를 형성하는 이송안내판과,
    상기 이송안내판 내측으로 유입되어 모인 공기를 재차 분지하여 몸체 외부로 배기하는 제2분지홀이 다수 형성된 제2분지판과,
    상기 몸체 상면에 결합되어 제1분지판, 이송안내판, 제2분지판을 동시에 고정하는 고정판을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1분지홀과 제2분지홀은 동일한 개수로 천공 형성되며, 서로 동일한 간격으로 이격됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제1분지홀은 제2분지홀보다 작은 면적을 갖도록 천 공됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제1분지홀은 제2분지홀과 동일한 수직선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 몸체와 제1분지판과 이송안내판 사이에는,
    탄성력을 가지며, 공기유입공간에서 유동하는 공기가 상기 이송로와 교차하는 방향으로 안내되도록 씰러가 각각 구비됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 이송안내판은, 상기 섬유다발의 두께보다 두껍게 형성됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 제1분지홀과 제2분지홀은 상기 섬유다발이 이송하는 방향과 직교하는 방향으로 형성됨을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 제2분지판은 상기 이송안내판 내측으로 유입되어 모인 공기를 폭방향 및 길이 방향으로 분지하는 것을 특징으로 하는 섬유전개장치.
  18. 제 10 항에 있어서, 상기 제2분지판은,
    다수 섬유다발의 상방향 움직임 범위를 제한하는 것을 특징으로 하는 섬유전 개장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제2분지홀 내부에는 섬유다발의 일부가 선택적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 섬유전개장치.
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