KR101157036B1 - Apparatus of manufacturing electric conducting fibers for ubiquitous fiber and smart wear - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유비쿼터스형 섬유 및 스마트의류용에 적합한 전기전도성 섬유 제조장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비전도성인 무기질 섬유나 탄소 섬유를 각종 금속으로 코팅하여 전기전도성을 가지는 무기질 섬유 또는 전기전도성이 향상된 탄소 섬유를 제조하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for producing electrically conductive fibers suitable for ubiquitous fibers and smart clothing, and more specifically, inorganic fibers having electrical conductivity or improved electrical conductivity by coating non-conductive inorganic fibers or carbon fibers with various metals. A device for producing carbon fibers.

본 발명에 따르면, 코팅에 단절이 없고, 코팅 두께와 코팅된 섬유의 직경을 자유롭게 조절할 수 있으며, 빠른 속도로 균일한 두께의 금속으로 코팅된 전기전도성 무기질 섬유 또는 탄소 섬유를 얻을 수 있는 효과를 제공한다.According to the present invention, there is no disconnection in the coating, the coating thickness and the diameter of the coated fiber can be freely adjusted, and provide the effect of obtaining the electrically conductive inorganic fiber or carbon fiber coated with metal of uniform thickness at a high speed. do.

무기질 섬유, 필라멘트, 탄소 섬유, 금속, 코팅, 전기전도성, Inorganic fibers, filaments, carbon fibers, metals, coatings, electrically conductive,

Description

유비쿼터스형 섬유 및 스마트의류용 전기전도성 섬유 제조장치 {Apparatus of manufacturing electric conducting fibers for ubiquitous fiber and smart wear}Apparatus of manufacturing electric conducting fibers for ubiquitous fiber and smart wear}

본 발명은 유비쿼터스형 섬유, 디지털 옷감, 및 스마트의류용 전기전도성 섬유의 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비전도성인 무기질 섬유 또는 전기전도성이 양호하지 않은 탄소 섬유를 각종 금속으로 코팅하여 전기전도성이 양호한 섬유를 제조하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for producing ubiquitous fibers, digital cloth, and electrically conductive fibers for smart clothing. More specifically, the present invention relates to an electrically conductive non-conductive inorganic fiber or a carbon fiber having poor electrical conductivity with various metals. It relates to an apparatus for producing this preferred fiber.

사용자가 네트워크나 컴퓨터를 의식하지 않고 장소에 상관없이 자유롭게 네트워크에 접속할 수 있는 정보통신 환경 공간에서 유비쿼터스형 섬유로 만들어진 옷을 착용하여, 컴퓨터의 기능을 언제 어디서나 수행할 수 있게 하는 기술이 개발되고 있다. 이를 위해서는 섬유가 반도체나 배터리에 연결되어 회로를 구성할 수 있어야 하기 때문에 전기전도성을 가지는 특수한 섬유소재가 필요하다.A technology that enables a user to perform computer functions anytime and anywhere by wearing clothes made of ubiquitous fibers in an information and communication environment space where a user can freely access a network regardless of a network or a computer, is being developed. . This requires a special fiber material having electrical conductivity because the fiber must be connected to a semiconductor or battery to form a circuit.

따라서, 전기전도성 섬유로 전기신호를 전달하는 전자 옷감이 개발되고 있으며, 예를 들어, 구리섬유를 직물과 함께 직조하여 전기전도성을 추가하는 기술 등 이 개발되어 있다. 한편, 각종 건강과 질병에 관련된 생체신호와 움직임을 실시간으로 측정할 수 있는 센서를 내장하고 있는 스마트 웨어인 바이오 셔츠가 국내에서도 개발되어 있으나 상기 목적을 위해서는 전기전도성 섬유의 제조가 필수적으로 필요하게 된다. Therefore, electronic cloth for transmitting an electrical signal to the electrically conductive fiber has been developed, for example, a technique for adding electrical conductivity by weaving copper fiber with a fabric has been developed. On the other hand, a bio-shirt, a smart wear that has a sensor that can measure bio signals and movements related to various health and diseases in real time, has been developed in Korea, but for the purpose, manufacturing of electrically conductive fibers is essential. .

전통적인 전기전도성 섬유로서 대부분 니켈, 구리, 스테인리스강, 알루미늄, 주석, 아연, 안티몬, 티타늄 등의 금속 섬유가 사용되거나, 또는 비전도성인 유리섬유 혹은 탄소 섬유를 니켈, 금, 은, 구리, 티타늄 금속을 도금, 증착, 혹은 스퍼터링 등의 방법으로 코팅하여 제조되는 금속 코팅 섬유를 사용하였다. Traditionally conductive conductive fibers are mostly metal fibers such as nickel, copper, stainless steel, aluminum, tin, zinc, antimony and titanium, or non-conductive glass or carbon fibers such as nickel, gold, silver, copper and titanium. Metal coated fiber prepared by coating the coating by a method such as plating, vapor deposition, or sputtering was used.

이러한 전통적인 방법의 전도성 섬유는 금속섬유 자체로 큰 중량을 가지며 섬유 특유의 특성인 유연성이 떨어지는 단점이 있다. The conductive fiber of this traditional method has a large weight as the metal fiber itself and has the disadvantage of inferior flexibility which is characteristic of the fiber.

비전도성인 무기질 섬유를 금속으로 코팅한 금속 코팅 섬유는 금속섬유보다 중량 감소와 섬유의 유연성 등의 특성을 보지할 수 있어 바람직하나 제조 공정에 따른 고가의 장비가 필요하며 코팅에 대한 증착율이 낮아 제조비용의 과다로 비경제적이다. Metal-coated fiber coated with a non-conductive inorganic fiber with metal is preferable because it can exhibit characteristics such as weight reduction and fiber flexibility than metal fiber, but it requires expensive equipment according to the manufacturing process and is manufactured with low deposition rate for coating. Excessive cost is uneconomical.

또한, 탄소 섬유의 전기전도성을 향상하기 위해서는 니켈등 금속을 전기 도금하여 사용하고 있으나 이 경우도 도금 속도가 낮고 고가의 비용이 발생하는 단점이 있다.In addition, in order to improve the electrical conductivity of the carbon fiber, a metal such as nickel is used by electroplating, but in this case, there is a disadvantage in that the plating rate is low and expensive costs are generated.

근래에 들어서, 스퍼터링, 이온플레이팅, 플라즈마 스프레이를 이용하는 진공 증착법을 사용하여 섬유에 금속을 코팅하거나, 금속분말을 유기 바인더와 용매에 분산시켜 비전도성 유리섬유에 접착시키는 방법, 유리섬유를 증기도금 채임 버(vapor plating chamber)에 통과시키고 이 채임버에 금속증기를 포함한 가스를 통과시켜 증착 시키는 방법의 기술이 연구되고 있으나 코팅과정이 번거롭고 적정 두께로 코팅하는 속도가 느려 비경제적이며 다양한 금속으로 코팅하는데 한계가 있다. In recent years, metal coating is applied to fibers by vacuum deposition using sputtering, ion plating and plasma spray, or metal powders are dispersed in organic binders and solvents to bond to non-conductive glass fibers. The technique of depositing by passing through the chamber (vapor plating chamber) and gas containing metal vapor through the chamber has been studied, but the coating process is cumbersome and the coating speed to the appropriate thickness is uneconomical and coating with various metals There is a limit to this.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 발명의 목적은 코팅에 단절이 없고 코팅 두께와 코팅된 섬유의 직경을 자유롭게 조절할 수 있으며, 빠른 속도로 균일한 코팅 두께의 금속 코팅 섬유를 얻을 수 있는 전기전도성 섬유 제조장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an electrically conductive fiber manufacturing apparatus capable of freely controlling the coating thickness and the diameter of the coated fiber without breaking the coating, and obtaining a metal coated fiber having a uniform coating thickness at a high speed.

또한, 본 발명의 목적은 섬유의 방사와 금속 코팅을 일련의 공정으로 처리하여 작업 시간 및 비용을 감소시킬 수 있는 전기전도성 섬유 제조장치를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide an electrically conductive fiber manufacturing apparatus that can reduce the working time and cost by treating the spinning and metal coating of the fiber in a series of processes.

또한, 본 발명의 목적은 무기질 섬유와 탄소 섬유를 금속으로 코팅하여 섬유의 표면을 보호하고 인장강도 등 섬유의 물리적 특성을 개선하는 효과를 제공하며, 섬유의 유연성과 고유의 섬유특성을 유지한 채 전기전도성을 제공하는 전기전도성 섬유 제조장치를 제공하는 것이다.In addition, the object of the present invention is to coat the inorganic fibers and carbon fibers with metal to provide the effect of protecting the surface of the fiber and improve the physical properties of the fiber, such as tensile strength, while maintaining the flexibility and inherent fiber properties of the fiber It is to provide an electrically conductive fiber manufacturing apparatus that provides electrical conductivity.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 섬유 필라멘트를 제공하는 섬유 필라멘트 공급기, 상기 섬유 필라멘트를 코팅하는 금속 용융물을 제공하는 금속 용융로, 및 금속 코팅된 섬유 필라멘트를 감는 와인더를 포함하고, 상기 금속 용융로는 금속 용융물이 맺히도록 하는 노즐을 포함하며, 상기 섬유 필라멘트는 상기 금속 용융로의 노즐에 맺힌 상기 금속 용융물에 접하거나 통과하여 상기 금속 용융물에 의해 상기 섬유 필라멘트가 코팅되는 구조를 포함하는 것을 특징으로 한다.To achieve the above object, the present invention includes a fiber filament feeder for providing a fiber filament, a metal melting furnace for providing a metal melt for coating the fiber filament, and a winder for winding a metal coated fiber filament, wherein the metal The melting furnace includes a nozzle for forming a metal melt, wherein the fiber filament includes a structure in which the fiber filament is coated by the metal melt by contacting or passing through the metal melt formed on the nozzle of the metal melting furnace. do.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 금속 용융로는 한 개 인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the metal melting furnace is characterized in that one.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 금속 용융로는 둘 이상의 복수 개인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the metal melting furnace is characterized in that two or more plural.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 금속 용융로는 제 1 금속 용융로 및 제 2 금속 용융로를 포함하며, 상기 제 1 금속 용융로 및 제 2 금속 용융로의 노즐에 맺히는 금속 용융물은 서로 접촉되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the metal melting furnace comprises a first metal melting furnace and a second metal melting furnace, characterized in that the metal melt formed on the nozzles of the first metal melting furnace and the second metal melting furnace is in contact with each other.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 금속 용융로는 제 1 금속 용융로 및 제 2 금속 용융로를 포함하며, 상기 제 1 금속 용융로 및 제 2 금속 용융로는 서로 반대 방향으로 차례로 배열되어 금속 용융물이 독립적으로 노즐에 맺히는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the metal melting furnace comprises a first metal melting furnace and a second metal melting furnace, wherein the first metal melting furnace and the second metal melting furnace are arranged in sequence in opposite directions to each other to form the metal melt independently on the nozzle. It features.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 금속 용융로는 복수 개의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the metal melting furnace is characterized in that it comprises a plurality of nozzles.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 금속 용융로는 제 1 금속용융로의 노즐들 및 제 2 금속용융로의 노즐들을 포함하며, 상기 제 1 금속용융로의 노즐들에 맺히는 금속 용융물과 상기 제 2 금속용융로의 노즐들에 맺히는 금속 용융물이 서로 접촉되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the metal melting furnace comprises nozzles of the first metal melting furnace and nozzles of the second metal melting furnace, wherein the metal melt and nozzles of the first metal melting furnace and the nozzles of the second metal melting furnace are formed. The forming metal melts are contacted with each other.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 섬유 필라멘트가 상기 금속 용융로의 노즐에 맺힌 금속 용융물과 접하거나 통과하는 위치를 조절하는 조절 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the fiber filament comprises a regulating cylinder for adjusting the position where it is in contact with or passes through the metal melt formed on the nozzle of the metal melting furnace.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 조절 실린더는 상기 섬유 필라멘트 공급기와 상기 금속 용융로의 사이, 또는 상기 금속 용융로와 상기 와인더 사이, 또는 상기 섬유 필라멘트 공급기와 상기 금속 용융로의 사이 및 상기 금속 용융로와 상기 와인더 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the regulating cylinder is between the fiber filament feeder and the metal melting furnace, or between the metal melting furnace and the winder, or between the fiber filament feeder and the metal melting furnace, and the metal melting furnace and the winder It is located between.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 조절 실린더에는 하나 또는 둘 이상의 홈이 형성되어 있고 상기 홈에 상기 무기질 섬유 필라멘트가 접촉되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the regulating cylinder is characterized in that one or more grooves are formed and the inorganic fiber filament is in contact with the groove.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 섬유는 무기질 섬유인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the fiber is characterized in that the inorganic fiber.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 섬유 필라멘트 공급기는 무기질 재료를 용융하여 무기질 섬유 필라멘트로 방사시키는 무기질 용융로인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the fiber filament feeder is an inorganic smelting furnace that melts and spins inorganic material into inorganic fiber filaments.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 무기질 섬유는 유리섬유, 현무암섬유, 맥반석섬유, 및 세라믹섬유로 이루어진 군에서 어느 하나이거나, 또는 둘 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the inorganic fiber is one of the group consisting of glass fiber, basalt fiber, elvan stone fiber, and ceramic fiber, or is characterized in that consisting of two or more combinations.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 섬유는 탄소 섬유인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the fiber is characterized in that the carbon fiber.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 금속은 알루미늄, 주석, 비스무트, 납, 아연, 인듐, 안티모니, 마그네슘, 카드뮴, 니켈, 및 크롬으로 이루어진 군에서 어느 하나이거나, 또는 둘 이상이 조합된 합금인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the metal is any one of the group consisting of aluminum, tin, bismuth, lead, zinc, indium, antimony, magnesium, cadmium, nickel, and chromium, or an alloy in which two or more are combined. It is done.

또한, 본 발명은 섬유 필라멘트를 제공하는 섬유 필라멘트 공급기, 상기 섬유 필라멘트를 코팅하는 금속 용융물을 제공하는 금속 용융로, 및 금속 코팅된 섬유 필라멘트를 감는 와인더를 포함하고, 상기 금속 용융로는 수평 금속 용융로로서, 측벽 상단에 상기 섬유 필라멘트가 통과할 수 있는 홈이 형성되고, 상기 섬유 필라멘트는 상기 수평 금속 용융로의 홈을 통해서 금속 용융물의 상부 표면에 접하거나, 또는 금속 용융물에 잠긴 상태로 통과하여 상기 금속 용융물에 의해 상기 섬유 필라멘트가 코팅되는 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치를 제공한다. The present invention also includes a fiber filament feeder for providing a fiber filament, a metal melting furnace for providing a metal melt for coating the fiber filament, and a winder for winding the metal coated fiber filament, wherein the metal melting furnace is used as a horizontal metal melting furnace. A groove through which the fiber filament can pass is formed at an upper end of the side wall, and the fiber filament is in contact with the upper surface of the metal melt through the groove of the horizontal metal melting furnace, or passes through the metal melt to the metal melt. It provides an electrically conductive fiber manufacturing apparatus comprising a structure in which the fiber filament is coated by.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 코팅 홈은 상기 섬유 필라멘트가 통과하는 방향을 기준으로 수직 단면이 반원 형상인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the coating groove is characterized in that the vertical cross section of the semi-circular shape relative to the direction in which the fiber filament passes.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

본 발명의 전기전도성 제조장치는 코팅에 단절이 없고 코팅 두께와 코팅된 섬유의 직경을 조절할 수 있으며, 빠른 속도로 균일한 코팅 두께의 금속 코팅 섬유를 얻을 수 있는 효과가 있다.The electroconductive manufacturing apparatus of the present invention can control the coating thickness and the diameter of the coated fiber without disconnection in the coating, and has the effect of obtaining a metal coating fiber having a uniform coating thickness at a high speed.

또한, 본 발명의 전기전도성 제조장치는 무기질 섬유의 방사와 코팅이 일련의 연속된 공정으로 이루어지므로 작업 시간 및 비용을 감소시켜 생산성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the electroconductive manufacturing apparatus of the present invention has the effect of improving the productivity by reducing the working time and cost because the spinning and coating of the inorganic fiber is made of a series of continuous processes.

또한, 본 발명의 전기전도성 제조장치는 무기질 섬유와 탄소 섬유를 금속으로 코팅함으로서 섬유의 표면을 보호하고 인장강도 등 섬유의 물리적 특성을 개선하는 효과를 제공하며, 섬유의 유연성과 고유의 섬유특성을 유지한 채 전기전도성을 제공하는 효과가 있다In addition, the electroconductive manufacturing apparatus of the present invention by coating the inorganic fibers and carbon fibers with a metal to provide the effect of protecting the surface of the fiber and improve the physical properties of the fiber, such as tensile strength, and the flexibility of the fiber and its unique fiber properties It has the effect of providing electrical conductivity while maintaining

또한, 본 발명의 금속 코팅 섬유제조장치는 전기전도성이 양호한 탄소 섬유를 제공하는 효과가 있다.In addition, the metal coating fiber manufacturing apparatus of the present invention has the effect of providing a carbon fiber with good electrical conductivity.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기전도성 섬유 제조장치에 관한 정면도 및 측면도가 모식적으로 도시되어 있다. 1 is a front view and a side view schematically showing an electroconductive fiber manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전기전도성 섬유 제조장치는 섬유 필라멘트 공급기(110), 금속 용융로(120), 와인더(150), 및 조절 실린더(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an electrically conductive fiber manufacturing apparatus includes a fiber filament feeder 110, a metal melting furnace 120, a winder 150, and a regulating cylinder 140.

상기 섬유 필라멘트 공급기(110)는 무기질 섬유 또는 탄소 섬유를 필라멘트의 형태로 제공하는 장치이다. The fiber filament feeder 110 is a device for providing inorganic fibers or carbon fibers in the form of filaments.

이때, 상기 섬유 필라멘트 공급기(110)가 무기질 섬유 필라멘트를 제공하는 장치일 경우, 무기질 재료를 용융하여 무기질 섬유 필라멘트로 방사시키는 용융로일 수 있다. 즉, 무기질 섬유의 제조 원료인 유리, 현무암, 맥반석 등의 용융을 위한 용융로로서, 용융된 원료를 부싱(112)을 통하여 무기질 섬유 필라멘트(130)로 방사시킨다.In this case, when the fiber filament feeder 110 is an apparatus for providing an inorganic fiber filament, it may be a melting furnace for melting the inorganic material and spinning the inorganic fiber filament. That is, the melting raw material is spun into the inorganic fiber filament 130 through the bushing 112 as a melting furnace for melting the glass, basalt, elvan, and the like, which are raw materials for the production of inorganic fibers.

그리고, 상기 섬유 필라멘트 공급기(110)가 탄소 섬유 필라멘트를 제공하는 장치일 경우, 상기의 용융 및 부싱이 생략된다.And, if the fiber filament feeder 110 is a device for providing a carbon fiber filament, the above melting and bushing is omitted.

상기 금속 용융로(120)는 예를 들어, 알루미늄, 크롬, 니켈, 주석, 비스무트, 납, 아연, 인듐, 안티머니, 마그네슘, 카드뮴, 또는 이들의 합금, 특히 아연-알루미늄. 납-주석, 또는 아연-주석 등의 합금을 용융시키고, 상기 금속의 용융물이 노즐(126)의 단부에 맺히게 하는 구조를 이룬다. The metal melting furnace 120 is, for example, aluminum, chromium, nickel, tin, bismuth, lead, zinc, indium, antimoney, magnesium, cadmium, or alloys thereof, in particular zinc-aluminum. An alloy such as lead-tin or zinc-tin is melted to form a melt at the end of the nozzle 126.

즉, 상기 섬유 필라멘트 공급기(110)에서 공급된 섬유 필라멘트(130)가 상기 금속 용융로(120)의 노즐(126)의 단부에 맺힌 금속 용융물과 접하거나 통과하면서 상기 금속 용융물에 의해 코팅되며, 금속 코팅된 섬유 필라멘트(130)는 상기 와인 더(150)에 의해 감겨지는 구조를 이룬다. 또한, 도 1의 측면도에서와 같이 상기 금속 용융로(120)에는 복수 개의 노즐(126)이 포함되어 있다.That is, the fiber filament 130 supplied from the fiber filament feeder 110 is coated by the metal melt while contacting or passing through the metal melt formed at the end of the nozzle 126 of the metal melting furnace 120, the metal coating The fiber filament 130 has a structure wound by the winder 150. In addition, as shown in the side view of FIG. 1, the metal melting furnace 120 includes a plurality of nozzles 126.

상기 조절 실린더(140)는 상기 무기질 용융로(110)에서 방사된 섬유 필라멘트(130)가 정확한 위치에서 상기 노즐 단부에 맺힌 금속 용융물의 접촉에 의해 코팅이 수행되도록 전후 좌우로 조절될 수 있는 구조를 가진다.The adjustment cylinder 140 has a structure in which the fiber filament 130 radiated from the inorganic melting furnace 110 can be adjusted back and forth and left and right so that the coating is performed by the contact of the metal melt formed on the nozzle end at the correct position. .

본 발명에서는 섬유가 필라멘트의 형태로 공급되는 구조를 예를 들어 설명하지만, 필라멘트에 한정되지 않고, 다양한 구조, 즉 스트렌드, 얀, 토우의 형태로 금속 코팅이 될 수 있다. In the present invention, a structure in which the fibers are supplied in the form of filaments is described by way of example, but is not limited to the filaments, but may be a metal coating in the form of a variety of structures, that is, strands, yarns, tows.

상기 금속 코팅의 두께와 코팅의 균질성은 여러 가지 조건에 의해 달라진다. 예를 들어, 금속 용융물의 출구인 노즐(126)의 직경, 금속 용융물의 온도, 용융물의 표면장력, 섬유 필라멘트(130)의 방사속도, 및 노즐(126)에 금속 용융물이 맺히도록 하기 위해 금속 용융물에 가해지는 압력 등에 의하여 조절된다.The thickness of the metal coating and the homogeneity of the coating vary with various conditions. For example, the diameter of the nozzle 126 that is the outlet of the metal melt, the temperature of the metal melt, the surface tension of the melt, the spinning speed of the fiber filament 130, and the metal melt to cause the metal melt to form in the nozzle 126. Adjusted by the pressure applied to the.

도 2a 및 도 2b에는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기전도성 섬유 제조장치의 모식도가 도시되어 있다. Figure 2a and 2b is a schematic diagram of an apparatus for producing a conductive fiber according to a second embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b에는 두 개의 금속 용융로, 즉 제 1 금속 용융로(120a) 및 제 2 금속 용융로(120b)가 포함된 전기전도성 섬유 제조장치의 구조가 도시되어 있으며, 먼저 도 2a를 참조하면, 섬유 필라멘트(130)를 코팅하기 위해 상기 제 1 금속 용융로(120a) 및 제 2 금속 용융로(120b)에서 제공되는 금속 용융물이 서로 접촉되는 구조를 이룬다. 따라서 도 1의 금속 용융로(120)를 사용한 금속 코팅 과정 시에 발생하는 섬유 필라멘트(130)의 일부 부분이 코팅되지 않거나 코팅이 균일하지 않는 등의 불량을 감소시킨다. 2A and 2B show a structure of an electrically conductive fiber manufacturing apparatus including two metal melting furnaces, that is, a first metal melting furnace 120a and a second metal melting furnace 120b. Referring to FIG. In order to coat the filament 130, the metal melts provided in the first metal melting furnace 120a and the second metal melting furnace 120b are in contact with each other. Therefore, a portion of the fiber filament 130, which is generated during the metal coating process using the metal melting furnace 120 of FIG.

또한, 도 2b는 제 1 금속 용융로(120a)와 제 2 금속 용융로(120a)가 차례대로 반대방향으로 배열된 구조로서, 도 2a의 구조에서 각각의 금속 용융로(120a, 120b)의 금속 용융물들이 서로 접촉되어 섬유 필라멘트(130)의 코팅 두께 조절이 어려울 수 있으므로, 각각의 금속 용융로(120a, 120b)를 차례로 배열하여 균일한 금속 코팅 공정을 수행하는 구조를 이룬다. In addition, FIG. 2B is a structure in which the first metal melting furnace 120a and the second metal melting furnace 120a are arranged in opposite directions in order, and the metal melts of the respective metal melting furnaces 120a and 120b in the structure of FIG. Since it may be difficult to control the coating thickness of the fiber filament 130 in contact, the metal melting furnaces (120a, 120b) are arranged in sequence to form a structure to perform a uniform metal coating process.

또한, 도 2a 및 도 2b에서는 두 개의 금속 용융로(120a, 120b)를 포함시킨 구조를 설명하였으나, 이들 구조에 한정되지 않고, 복수 개의 금속 용융로를 사용하여, 도 2a의 금속 용융물이 접촉되는 구조, 도 2b의 금속 용융로가 차례대로 배열되는 구조, 또는 이들 구조가 조합된 복합 구조 등으로도 다양하게 구현될 수 있다.In addition, although the structure including two metal melting furnaces 120a and 120b has been described in FIGS. 2A and 2B, the structure in which the metal melt of FIG. 2A is in contact with each other is not limited to these structures, 2B may be variously implemented as a structure in which the metal melting furnaces are sequentially arranged, or a composite structure in which these structures are combined.

즉, 도 2a에서와 같이 상기 제 1 금속 용융로(120a)의 노즐 및 제 2 금속 용융로(120b)의 노즐에 맺힌 각각의 금속 용융물 방울들이 서로 접촉되는 구조, 또는 도 2b에서와 같이 섬유 필라멘트(130)의 이동 방향에 따라 금속 용융로들(120a, 120b)이 차례대로 배열되어 각각의 금속용융로(120a, 120b)의 금속 용융물이 독립적으로 상기 섬유 필라멘트(130)와 접촉되는 구조등으로 이루어질 수 있다.That is, as shown in FIG. 2A, each of the metal melt droplets formed in the nozzle of the first metal melting furnace 120a and the nozzle of the second metal melting furnace 120b are in contact with each other, or the fiber filament 130 as shown in FIG. 2B. Metal melting furnaces (120a, 120b) are arranged in sequence according to the moving direction of the) may be made of a structure in which the metal melt of each of the metal melting furnaces (120a, 120b) independently contact the fiber filament (130).

도 3a 및 도 3b에는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기전도성 섬유 제조장치의 모식도가 도시되어 있다. 도 3a 및 도 3b에는 도 2a 및 도 2b의 구조에 홈(142)이 형성된 조절 실린더(140)가 포함된 구조로서, 섬유 필라멘트 공급기(110)에서 공급된 섬유 필라멘트(130)가 서로 꼬이거나 흩어지거나 또는 서로 붙 지 않도록 적정한 위치에서 금속 용융물을 거쳐 코팅되도록 각각의 섬유 필라멘트(130)의 간격을 유지시키는 홈(142)이 형성된 구조를 이룬다. 3A and 3B show schematic diagrams of an electrically conductive fiber manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention. 3A and 3B include a control cylinder 140 in which grooves 142 are formed in the structures of FIGS. 2A and 2B, and the fiber filaments 130 supplied from the fiber filament feeder 110 are twisted or scattered with each other. A groove 142 is formed to maintain the spacing of each fiber filament 130 so as to be coated via a metal melt at an appropriate position so as not to stick or stick together.

따라서, 상기 조절 실린더(140)는 앞서 언급했던 바와 같이 전후 좌우의 이동 구조로서 섬유 필라멘트(130)가 금속 용융물에 정확한 위치에서 코팅되도록 하는 기능뿐만 아니라, 상기 홈(142) 구조에 의한 섬유 필라멘트(130)의 간격을 적절히 유지시키는 기능이 추가된다.Accordingly, the control cylinder 140 has a function of allowing the fiber filament 130 to be coated at the correct position on the metal melt as a moving structure in the front, rear, left, and right directions as described above, as well as the fiber filament due to the groove 142 structure ( The function of properly maintaining the spacing of 130 is added.

이러한 조절 실린더(140)는 필요에 따라 하나 또는 둘 이상의 복수 개가 위치할 수 있으며, 상기 기능, 즉 섬유 필라멘트(130)가 금속 용융물에 정확한 위치에서 코팅되도록 하는 기능, 및 섬유 필라멘트(130)의 간격을 적절히 유지시키는 기능을 달성하는 위치라면 한정되지 않고 다양한 위치에 포함될 수 있다.One or more plural such adjustment cylinders 140 may be located as needed, and the function, that is, the fiber filament 130 is coated on the metal melt in the correct position, and the spacing of the fiber filament 130 Any position that achieves the function of properly maintaining the present invention is not limited and may be included in various positions.

예를 들어, 상기 조절 실린더는 상기 섬유 필라멘트 공급기와 상기 금속 용융로의 사이, 또는 상기 금속 용융로와 상기 와인더의 사이, 또는 두 금속 용융로가 차례로 배열되는 경우 제 1 금속 용융로와 제 2 금속 용융로의 사이 및 제 2 금속 용융로와 와인더의 사이에 위치할 수 있다.For example, the regulating cylinder may be provided between the fiber filament feeder and the metal melting furnace, or between the metal melting furnace and the winder, or between the first metal melting furnace and the second metal melting furnace when two metal melting furnaces are arranged in sequence. And between the second metal melting furnace and the winder.

도 4a 및 도 4b는 섬유 필라멘트(130)가 금속 용융물(125)에 의해 코팅되는 구조의 모식도로서, 먼저 도 4a를 참조하면, 금속 용융로(120)의 금속 용융물(125)이 소정의 압력(압력이 가해지는 구조는 도시하지 않음)에 의하여 노즐(126)을 통과하여 노즐팁(127)에 방울의 형태로 맺히게 된다. 섬유 필라멘트(130)는 상기 노즐팁(127)에 맺힌 금속 용융물(125)을 통과하거나, 적어도 일부 접촉된 상태로 이동하여 코팅이 수행되는 구조를 이룬다. 또한, 도 4b를 참조하면, 제 1 금속 용융 로(120a) 및 제 2 금속 용융로(120b)에서 제공된 금속 용융물들이 서로 접촉되고, 섬유 필라멘트(130)는 상기 접촉된 금속 용융물들을 통과함으로써 코팅 과정이 수행되는 구조가 나타나 있다. 4A and 4B are schematic views of a structure in which the fiber filament 130 is coated by the metal melt 125. Referring first to FIG. 4A, the metal melt 125 of the metal melting furnace 120 may have a predetermined pressure (pressure). This applied structure is formed in the form of drops on the nozzle tip 127 through the nozzle 126 by the (not shown). The fiber filament 130 passes through the metal melt 125 formed on the nozzle tip 127 or moves at least partially in contact with each other to form a structure in which the coating is performed. Also, referring to FIG. 4B, the metal melts provided in the first metal melting furnace 120a and the second metal melting furnace 120b are in contact with each other, and the fiber filament 130 passes through the contacted metal melts so that a coating process may be performed. The structure performed is shown.

또한, 금속 용융로(120)는 히터(124)에 의하여 전기적으로 가열되며, 단열재(124)로 보온된다. 그리고, 상기 히터(124)에 의하여 가열되어 용용된 금속 용융물(125)이 통과할 수 있는 노즐(126) 및 상기 노즐(126)을 통과한 금속 용융물(125)이 맺히는 노즐팁(127)을 포함하는 구조를 이룬다.In addition, the metal melting furnace 120 is electrically heated by the heater 124, and is kept insulated by the heat insulator 124. In addition, the nozzle 126 heated by the heater 124 to allow the molten metal melt 125 to pass therethrough and the nozzle tip 127 to which the metal melt 125 passes through the nozzle 126 are formed. To achieve the structure.

도 5에는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기전도성 섬유 제조장치가 도시되어 있다. Figure 5 shows an electrically conductive fiber manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 섬유 필라멘트(130)의 코팅 공정이 수평 금속 용융로(128)에서 이루어지며, 수평 금속 용융로(128)의 금속 용융물의 표면에 상기 섬유 필라멘트(130)가 통과한다. 수평 금속 용융로(128)의 앞 뒤 벽과 필라멘트가 직접 접촉하지 않도록 상기 수평 금속 용융로(128)의 측벽 상단에는 홈(129)이 형성되며, 상기 섬유 필라멘트(130)는 상기 수평 금속 용융로(128)의 홈(129)을 통해서 금속 용융물의 상부 표면에 접하거나, 또는 금속 용융물에 잠긴 상태로 통과하여 상기 금속 용융물에 의해 상기 섬유 필라멘트(130)가 코팅되는 구조를 이룬다.Referring to FIG. 5, the coating process of the fiber filament 130 is performed in the horizontal metal melting furnace 128, and the fiber filament 130 passes through the surface of the metal melt of the horizontal metal melting furnace 128. A groove 129 is formed at the top of the sidewall of the horizontal metal melting furnace 128 so that the front and rear walls of the horizontal metal melting furnace 128 do not directly contact the filament, and the fiber filament 130 is the horizontal metal melting furnace 128. The fiber filament 130 is coated with the metal melt by passing through the groove 129 in contact with the upper surface of the metal melt or submerged in the metal melt.

상기 홈(129)은 다양한 형태를 이룰 수 있으며, 바람직한 예로, 상기 섬유 필라멘트(130)가 상기 금속 용융물을 통과하는 방향을 기준으로 수직 단면이 반원 형상으로 이루어질 수 있다.The groove 129 may have various shapes. In a preferred embodiment, the vertical cross section may have a semicircular shape based on a direction in which the fiber filament 130 passes through the metal melt.

따라서, 상기 섬유 필라멘트(130)가 금속 용융물과 접하거나 통과하는 시간 을 늘려 섬유 필라멘트(130)의 표면에 금속 용융물이 효과적으로 코팅되도록 하는 구조를 이룬다. 이러한 구조는 섬유 필라멘트의 이동 속도를 높이더라도 불량 없이 코팅이 효율적으로 수행되므로 작업 공정성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the fiber filament 130 has a structure in which the metal melt is effectively coated on the surface of the fiber filament 130 by increasing the time to contact or pass through the metal melt. This structure can improve the work processability because the coating is efficiently performed without failure even if the moving speed of the fiber filament is increased.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기전도성 섬유 제조장치에 관한 정면 및 측면 모식도이다;1 is a schematic front and side views of an apparatus for producing a conductive fiber according to a first embodiment of the present invention;

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기전도성 섬유 제조장치의 모식도이다; 2A and 2B are schematic views of an apparatus for producing a conductive fiber according to a second embodiment of the present invention;

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기전도성 섬유 제조장치의 모식도이다; 3A and 3B are schematic views of an apparatus for producing a conductive fiber according to a third embodiment of the present invention;

도 4a 및 도 4b는 섬유 필라멘트가 금속 용융물에 의해 코팅되는 구조의 모식도이다;4A and 4B are schematic diagrams of a structure in which fiber filaments are coated by a metal melt;

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기전도성 섬유 제조장치의 모식도이다. 5 is a schematic view of an apparatus for producing a conductive fiber according to a third embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 섬유 필라멘트 공급기 112 : 부싱110: fiber filament feeder 112: bushing

120 : 금속 용융로 126, 128 : 노즐120: metal melting furnace 126, 128: nozzle

127 : 노즐팁 130 : 섬유 필라멘트127: nozzle tip 130: fiber filament

140 : 조절 실린더 142 : 홈140: adjustment cylinder 142: groove

150 : 와인더 150: winder

Claims (18)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 섬유 필라멘트를 제공하는 섬유 필라멘트 공급기;A fiber filament feeder providing a fiber filament; 상기 섬유 필라멘트를 코팅하는 금속 용융물을 제공하는 금속 용융로; 및A metal melting furnace providing a metal melt coating the fiber filament; And 금속 코팅된 섬유 필라멘트를 감는 와인더;A winder winding a metal coated fiber filament; 를 포함하고, Including, 상기 금속 용융로는 제 1금속 용융로 및 제 2금속 용융로를 포함하고, 상기 제 1금속 용융로와 상기 제 2금속 용융로는 금속 용융물이 맺히도록 하는 노즐을 구비하며, 상기 제 1 금속 용융로 및 제 2금속 용융로의 노즐에 맺히는 금속 용융물은 서로 접촉되며,The metal melting furnace includes a first metal melting furnace and a second metal melting furnace, wherein the first metal melting furnace and the second metal melting furnace are provided with nozzles for forming a metal melt, and the first metal melting furnace and the second metal melting furnace The metal melts formed on the nozzles of the are in contact with each other, 상기 섬유 필라멘트는 상기 금속 용융로의 노즐에 맺힌 상기 금속 용융물에 접하거나 통과하여 상기 금속 용융물에 의해 상기 섬유 필라멘트가 코팅되는 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The fiber filament is electrically conductive fiber manufacturing apparatus comprising a structure in which the fiber filament is coated by the metal melt in contact with or through the metal melt formed in the nozzle of the metal melting furnace. 섬유 필라멘트를 제공하는 섬유 필라멘트 공급기;A fiber filament feeder providing a fiber filament; 상기 섬유 필라멘트를 코팅하는 금속 용융물을 제공하는 금속 용융로; 및A metal melting furnace providing a metal melt coating the fiber filament; And 금속 코팅된 섬유 필라멘트를 감는 와인더;A winder winding a metal coated fiber filament; 를 포함하고, Including, 상기 금속 용융로는 제 1금속 용융로 및 제 2금속 용융로를 포함하고, 상기 제 1금속 용융로와 상기 제 2금속 용융로는 금속 용융물이 맺히도록 하는 노즐을 구비하며, 상기 제 1 금속 용융로 및 제 2금속 용융로는 서로 반대 방향으로 차례로 배열되어 금속 용융물이 독립적으로 노즐에 맺히며,The metal melting furnace includes a first metal melting furnace and a second metal melting furnace, wherein the first metal melting furnace and the second metal melting furnace are provided with nozzles for forming a metal melt, and the first metal melting furnace and the second metal melting furnace Are arranged one after the other in opposite directions, so that the metal melt is formed independently of the nozzle, 상기 섬유 필라멘트는 상기 금속 용융로의 노즐에 맺힌 상기 금속 용융물에 접하거나 통과하여 상기 금속 용융물에 의해 상기 섬유 필라멘트가 코팅되는 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The fiber filament is electrically conductive fiber manufacturing apparatus comprising a structure in which the fiber filament is coated by the metal melt in contact with or through the metal melt formed in the nozzle of the metal melting furnace. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 금속 용융로는 복수 개의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The metal melting furnace has a plurality of nozzles, characterized in that the conductive fiber manufacturing apparatus. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 각 금속 용융로는 복수 개의 노즐을 포함하고, 상기 제 1 금속용융로의 노즐들과 상기 제 2금속 용융로의 노즐들에 맺히는 금속 용융물이 서로 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.Each of the metal melting furnace includes a plurality of nozzles, wherein the metal melt formed in the nozzles of the first metal melting furnace and the nozzles of the second metal melting furnace is in contact with each other. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 섬유 필라멘트가 상기 금속 용융로의 노즐에 맺힌 금속 용융물과 접하거나 통과하는 위치를 조절하는 조절 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.And an adjusting cylinder for adjusting a position at which the fiber filament is in contact with or passes through the metal melt formed on the nozzle of the metal melting furnace. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 조절 실린더는 상기 섬유 필라멘트 공급기와 상기 금속 용융로의 사이, 또는 상기 금속 용융로와 상기 와인더 사이, 또는 상기 필라멘트 공급기와 상기 금속 용융로의 사이 및 상기 금속 용융로와 상기 와인더 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The regulating cylinder is located between the fiber filament feeder and the metal melting furnace, or between the metal melting furnace and the winder, or between the filament feeder and the metal melting furnace, and between the metal melting furnace and the winder. Electrically conductive fiber manufacturing apparatus. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 조절 실린더에는 하나 또는 둘 이상의 홈이 형성되어 있고 상기 홈에 상기 섬유 필라멘트가 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.One or more grooves are formed in the adjusting cylinder, and the fiber filament is in contact with the grooves. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 섬유 필라멘트는 무기질 섬유인 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The fiber filament is an electrically conductive fiber manufacturing apparatus, characterized in that the inorganic fiber. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein 상기 섬유 필라멘트 공급기는 무기질 재료를 용융하여 무기질 섬유 필라멘트를 방사시키는 무기질 용융로인 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The fiber filament feeder is an electrically conductive fiber manufacturing apparatus, characterized in that the inorganic melting furnace for melting the inorganic material to spin the inorganic fiber filament. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein 상기 무기질 섬유는 유리섬유, 현무암섬유, 맥반석섬유, 및 세라믹섬유로 이루어진 군에서 어느 하나이거나, 또는 둘 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The inorganic fiber is any one of the group consisting of glass fiber, basalt fiber, elvan stone fiber, and ceramic fiber, or an electrically conductive fiber manufacturing apparatus, characterized in that consisting of two or more combinations. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 섬유 필라멘트는 탄소 섬유인 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The fiber filament is an electrically conductive fiber manufacturing apparatus, characterized in that the carbon fiber. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 금속은 알루미늄, 주석, 비스무트, 납, 아연, 인듐, 안티모니, 마그네슘, 카드뮴, 니켈, 및 크롬으로 이루어진 군에서 어느 하나이거나, 또는 둘 이상이 조합된 합금인 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The metal is any one of the group consisting of aluminum, tin, bismuth, lead, zinc, indium, antimony, magnesium, cadmium, nickel, and chromium, or an electrically conductive fiber produced by combining two or more thereof. Device. 삭제delete 섬유 필라멘트를 제공하는 섬유 필라멘트 공급기;A fiber filament feeder providing a fiber filament; 상기 섬유 필라멘트를 코팅하는 금속 용융물을 제공하는 금속 용융로; 및A metal melting furnace providing a metal melt coating the fiber filament; And 금속 코팅된 섬유 필라멘트를 감는 와인더;A winder winding a metal coated fiber filament; 를 포함하고, Including, 상기 금속 용융로는 수평 금속 용융로로서, 측벽 상단에 상기 섬유 필라멘트가 통과할 수 있는 홈이 형성되고, 상기 섬유 필라멘트는 상기 수평 금속 용융로의 홈을 통해서 금속 용융물의 상부 표면에 접하거나, 또는 금속 용융물에 잠긴 상태로 통과하여 상기 금속 용융물에 의해 상기 섬유 필라멘트가 코팅되는 구조로 이루어지며,The metal melting furnace is a horizontal metal melting furnace, in which grooves through which the fiber filaments pass are formed at an upper side of the sidewall, and the fiber filaments contact the upper surface of the metal melt through the grooves of the horizontal metal melting furnace, or Passed in the locked state is made of a structure in which the fiber filament is coated by the metal melt, 상기 홈은 상기 섬유 필라멘트가 통과하는 방향을 기준으로 수직 단면이 반원 형상인 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유 제조장치.The groove is an electrically conductive fiber manufacturing apparatus, characterized in that the vertical cross-section is a semicircular shape with respect to the direction in which the fiber filament passes. 삭제delete
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