KR101210137B1 - 전기전도성 섬유의 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 섬유(10)를 연속 도금하여 전도성을 지니도록 하는 장치에 있어서: 상기 섬유(10)를 다수의 롤러(15)로 이송하는 상태로 황산니켈6수화물, 구연산나트륨2수화물, 차아인산소다1수화물, 안정제, 알칼리용액를 함유하는 pH 8.5～10.5의 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 무전해니켈도금부(S30); 상기 섬유(10)를 다수의 롤러(15)로 이송하는 상태로 황산동5수화물, 황산, 안정제를 함유하는 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 전기동도금부(S40); 및 상기 섬유(10)를 다수의 롤러(15)로 이송하는 상태로 황산니켈6수화물, 구연산나트륨2수화물, 차아인산소다1수화물, 안정제, 알칼리용액를 함유하는 pH 8.5～10.5의 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 전기니켈도금부(S50);을 포함하여 이루어지되, 상기 전기동도금부(S40)와 전기니켈도금부(S50)는 섬유(10)가 도금조(12)에 침지되기 전에 분사관(20)을 이용하여 도금액을 분사하고, 그 하류에 도금소재를 일정하게 투입하도록 도금소재공급기(30)를 구비하고, 상기 도금소재공급기(30)는 망체(35)의 상단에 호퍼(34)를 구비하고, 망체(35)의 내면에 필터(38)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 무전해 도금과 관련된 공정을 단축하여 친환경성을 높이면서 생산성을 향상하여 궁극적으로 제조경비의 절감에 기여하는 효과가 있다.
이에 따라, 본 발명은 무전해 도금과 관련된 공정을 단축하여 친환경성을 높이면서 생산성을 향상하여 궁극적으로 제조경비의 절감에 기여하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 전기전도성 섬유를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 무전해 도금과 관련된 공정을 단축하여 친환경성을 높이면서 생산성을 향상하여 궁극적으로 제조경비의 절감에 기여하는 전기전도성 섬유의 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 도전성 섬유는 실 표면에 금속 박막을 형성하여 금속화한 구조로서 섬유 물성과 함께 금속의 전기전도성을 구비하며, 각종 전자기기에서 전자파를 차단하여 인체 또는 타장비에 주는 악영향의 우려를 감소한다. 약 20여년전 미국의 SEREN사가 도전성 섬유를 개발하기 시작하면서 주목받다가 사회환경의 변화에 따라 새로운 사업기회를 창출한 것으로 보도되고 있다. 기술적 측면으로는 무전해 도금방법의 채택으로 섬유에 도전성 및 전자파 차단성을 부여할 수 있게 되어 시장을 확대하는 기틀이 마련되었다. 무전해 도금에 의하면 금속박막을 밀착성이 양호하도록 복합화함으로써 도전성과 함께 전자파 차단성을 향상하게 된다.
한국 공개특허공보 제2010-0023645호(명칭: 전기도금법에 의한 전자파 차폐용 도전성 섬유의 제조방법)는 섬유 소재를 투입하는 제1단계; 상기 단계의 섬유 소재를 대상으로 탈지, 에칭, 중화처리, 산처리, 촉매화, 활성화 공정을 실시하는 제2단계; 및 상기 단계의 섬유 소재를 대상으로 니켈 도금과 동 도금을 반복하여 실시하는 제3단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 제3단계는 무전해 니켈 도금 공정(S30), 무전해 동 도금 공정(S40), 전기 동 도금 공정(S50), 전기 니켈 도금 공정(S60), 무전해 니켈 도금 공정(S70)을 포함하는 구성을 제안한다. 이에 따라, 어느 정도 환경 부하 물질을 최소화하여 친환경적이면서 제조 원가와 공정 시간이 절감되어 생산성을 향상할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
그러나 무전해동도금(S40) 공정시에는 황산동, 포르마린, 가성소다 등을 첨가하여 실시하는데 이러한 화학물질을 사용함에 따라 비용이 대폭 증가하고, 자주 교환해야 되기 때문에 포르마린과 같은 유해물질이 배출되어 환경오염의 심각성에서 자유롭지 못하다.
또한 무전해니켈도금(S70)시에는 차인산, 구연산이 들어가서 화학반응 후 니켈을 피막하고 나면 인 물질이 남기 때문에 이 또한 환경오염에 심각한 문제를 야기할 여지가 크다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 무전해 도금과 관련된 공정을 단축하여 친환경성을 높이면서 생산성을 향상하여 궁극적으로 제조경비의 절감에 기여하는 전기전도성 섬유의 제조장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 섬유를 연속 도금하여 전도성을 지니도록 하는 장치에 있어서: 상기 섬유를 다수의 롤러로 이송하는 상태로 황산니켈6수화물, 구연산나트륨2수화물, 차아인산소다1수화물, 안정제, 알칼리용액를 함유하는 pH 8.5～10.5의 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 무전해니켈도금부; 상기 섬유를 다수의 롤러로 이송하는 상태로 황산동5수화물, 황산, 안정제를 함유하는 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 전기동도금부; 및 상기 섬유를 다수의 롤러로 이송하는 상태로 황산니켈6수화물, 구연산나트륨2수화물, 차아인산소다1수화물, 안정제, 알칼리용액를 함유하는 pH 8.5～10.5의 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 전기니켈도금부;을 포함하여 이루어지되, 상기 전기동도금부와 전기니켈도금부는 섬유가 도금조에 침지되기 전에 분사관을 이용하여 도금액을 분사하고, 그 하류에 도금소재를 일정하게 투입하도록 도금소재공급기를 구비하고, 상기 도금소재공급기는 망체의 상단에 호퍼를 구비하고, 망체의 내면에 필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 무전해 도금과 관련된 공정을 단축하여 친환경성을 높이면서 생산성을 향상하여 궁극적으로 제조경비의 절감에 기여하는 효과가 있다.
도 1는 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 요부를 투영하여 나타낸 사시도.
도 3는 도 2의 장치에서 도금소재를 수용하는 부분을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 요부를 투영하여 나타낸 사시도.
도 3는 도 2의 장치에서 도금소재를 수용하는 부분을 나타낸 사시도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1는 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1는 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명은 섬유(10)를 연속 도금하여 전도성을 지니도록 하는 장치에 관련된다. 특히 일부 공정을 단축하더라도 섬유의 전기전도성 품질이 유지되면서 생산성을 향상할 수 있는 제조장치를 요지로 한다.
우선, 본 발명은 롤상의 섬유인 섬유(10)를 투입부(S10)를 거쳐 롤러(15)로 이송하면서 탈지, 에칭, 중화, 산처리, 촉매화, 활성화처리를 수행하는 전처리부(S20)를 거친다. 이는 도금소재의 피착이 원활하도록 섬유의 표면을 처리하는 통상적인 공정 장치이다.
다음으로, 본 발명에 따르면 상기 섬유(10)를 다수의 롤러(15)로 이송하는 상태로 황산니켈6수화물, 구연산나트륨2수화물, 차아인산소다1수화물, 안정제를 함유하는 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 무전해니켈도금부(S30)을 거친다. 무전해니켈도금부(S30)는 황산니켈6수화물 0.02～0.2mol/L, 구연산 혹은 구연산나트륨2수화물 0.02～0.2mol/L, 차아인산소다1수화물 0.02～0.2mol/L, 소량의 안정제를 함유하고 있는 도금액을 도금조(12)에 충진한 상태로 섬유(10)를 이송하면서 35～60℃에서 1～5분간 실시하고 수세 2～3단을 실시한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 섬유(10)를 다수의 롤러(15)로 이송하는 상태로 황산동5수화물, 황산, 안정제를 함유하는 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 전기동도금부(S40)를 거친다. 전기동도금부(S40)는 황산동5수화물 0.03～0.7mol/L, 황산 0.1～2.0mol/L, 안정제를 함유하고 있는 전기 동 도금액을 도금조(12)에 충진한 상태에서 섬유(10)를 이송하면서 15～60℃에서 30초～10분간 실시하고 연속적으로 수세를 실시한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 섬유(10)를 다수의 롤러(15)로 이송하는 상태로 황산니켈6수화물, 구연산나트륨2수화물, 차아인산소다1수화물, 안정제를 함유하는 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 전기니켈도금부(S50)를 거친다. 전기니켈도금부(S50)는 황산니켈6수화물 0.02～0.2mol/L, 구연산 혹은 구연산나트륨2수화물 0.02～0.2mol/L, 차아인산소다1수화물 0.02～0.2mol/L, 소량의 안정제를 함유하고 있는 도금액을 도금조(12)에 충진한 상태로 섬유(10)를 이송하면서 15～60℃에서 0.1~2.0A/d㎡의 전류밀도로 1～2분간 실시한다.
한편, 상기 무전해니켈도금부(S30)와 전기니켈도금부(S50)는 알칼리용액을 첨가하여 pH를 8.5～10.5의 범위로 유지한다. 무전해니켈도금부(S30)는 도금액에 암모니아수를 첨가하여 pH를 8.5～10.5의 범위로 조정하고, 전기니켈도금부(S50)는 도금액에 암모니아수를 첨가하여 pH를 8.5～10.5의 범위로 조정한다. 섬유(10)가 롤러(15) 상으로 이송되는 과정에서 상기한 적정 pH를 벗어나는 경우 도금소재의 피착불량이 발생할 여지가 크다.
마지막으로, 본 발명은 도금이 완료된 섬유(10)의 탈수와 건조를 수행하는 후처리부(S60)를 거친다.
도 2는 본 발명의 전기동도금부(S40)와 전기니켈도금부(S50)의 요부를 투영하여 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명의 전기동도금부(S40)와 전기니켈도금부(S50)에서 도금소재를 수용하는 기구를 나타낸 사시도이다.
본 발명에 의하면, 전술한 전기동도금부(S40)와 전기니켈도금부(S50)를 수행하는 과정에서 섬유(10)가 도금조(12)에 침지되기 전에 분사관(20)을 이용하여 도금액을 분사하고, 그 하류에 도금소재를 일정하게 투입하도록 도금소재공급기(30)를 구비한다. 도금소재공급기(30)에 +극(41)을 인가하는 외에 섬유(10)를 이송하는 롤러(15)를 포함한 대부분은 -극(42)이 인가된다. 도금소재공급기(30)는 거치대(32) 상에 걸편(33)을 개재하여 지지된다. 분사관(20)은 다수의 노즐을 구비하여 섬유(10)에 일정한 분사압을 유지하며 필터가 포함된 펌프(25)와 배관으로 연결된다.
이때, 상기 도금소재공급기(30)는 망체(35)의 상단에 호퍼(34)를 구비하고, 망체(35)의 내면에 필터(38)를 구비한다. 도금소재공급기(30)는 전기동도금부(S40)에서 호퍼(34)로 동을 투입하는 부분이고, 전기니켈도금부(S50)에서 호퍼(34)로 니켈을 투입하는 부분이다. 필터(38)는 도금소재에 포함되는 불순물이 도금조(12)에 유입되지 않도록 한다.
이와 같이 전기동도금부(S40)에서 섬유가 도금조(12)에 투입되기 직전 도금액(황산동5수화물, 황산, 안정제 등)을 분사해 줌에 따라 도금소재의 피착 상태가 양호해지므로 종래의 화학적 공정을 생략하는 것이 가능하다. 즉, 전기동도금부(S40)에서 황산동이 섬유표면에 미리 분사되어 피착표면을 피복함에 따라 전기전도도가 향상되기 때문에 관련공정의 부담을 완화할 수 있다. 전기니켈도금부(S50)에서의 작용도 상기와 동일한 방식으로 수행된다.
본 발명은 전체공정에서 투여되는 약품비의 80%가량을 차지하는 종래의 무전해동도금공정을 생략함에 따라 제조비용을 절감하면서 환경오염물질의 발생을 최소화할 수 있다. 종래의 경우 전기도금전에 동이 잘 피착되도록 화학적으로 니켈도금을 수행하고 또 후에 전기도금시 전기가 잘 통전되기 위해 화학적으로 동도금을 수행하였는데, 본 발명은 전기도금장치의 구조를 개선시켜 화학적 동도금을 거치지 않고도 전기를 잘 통하게 하였기 때문에 공정을 단축하는 것이 가능하다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
S10: 투입부 S20: 전처리부
S30: 무전해니켈도금부 S40: 전기동도금부
S50: 전기니켈도금부 S60: 후처리부
10: 섬유 12: 도금조
15: 롤러 20: 분사관
25: 펌프 30: 도금소재공급기
32: 거치대 35: 망체
38: 필터 41: +극
42: -극
S30: 무전해니켈도금부 S40: 전기동도금부
S50: 전기니켈도금부 S60: 후처리부
10: 섬유 12: 도금조
15: 롤러 20: 분사관
25: 펌프 30: 도금소재공급기
32: 거치대 35: 망체
38: 필터 41: +극
42: -극
Claims (4)
- 섬유(10)를 연속 도금하여 전도성을 지니도록 하는 장치에 있어서:
상기 섬유(10)를 다수의 롤러(15)로 이송하는 상태로 황산니켈6수화물, 구연산나트륨2수화물, 차아인산소다1수화물, 안정제, 알칼리용액를 함유하는 pH 8.5～10.5의 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 무전해니켈도금부(S30);
상기 섬유(10)를 다수의 롤러(15)로 이송하는 상태로 황산동5수화물, 황산, 안정제를 함유하는 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 전기동도금부(S40); 및
상기 섬유(10)를 다수의 롤러(15)로 이송하는 상태로 황산니켈6수화물, 구연산나트륨2수화물, 차아인산소다1수화물, 안정제, 알칼리용액를 함유하는 pH 8.5～10.5의 도금액에 침지하면서 도금을 수행하는 전기니켈도금부(S50);을 포함하여 이루어지되,
상기 전기동도금부(S40)와 전기니켈도금부(S50)는 섬유(10)가 도금조(12)에 침지되기 전에 분사관(20)을 이용하여 도금액을 분사하고, 그 하류에 도금소재를 일정하게 투입하도록 도금소재공급기(30)를 구비하고, 상기 도금소재공급기(30)는 망체(35)의 상단에 호퍼(34)를 구비하고, 망체(35)의 내면에 필터(38)를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 섬유의 제조장치. - 삭제
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