KR101467493B1

KR101467493B1 - 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치

Info

Publication number: KR101467493B1
Application number: KR20130121592A
Authority: KR
Inventors: 박철현; 문명근; 채혜주; 김늘새롬; 윤원호
Original assignee: 주식회사 라지
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2014-12-02

Abstract

본 발명에 의한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치는, 섬유의 이송 방향을 안내하는 안내유닛과, 상기 안내유닛을 경유한 섬유에 압축공기를 분사하여 개섬(開纖)된 필라멘트를 형성하는 벌키유닛과, 상기 필라멘트에 인장력을 제공하여 이송을 강제하는 이송유닛과, 이송 강제된 필라멘트를 권취하여 폐루프 형상의 필라멘트 와인딩 제품을 형성하는 권취유닛과, 상기 이송유닛과 권취유닛 사이에 위치하여 필라멘트의 단락을 감지하는 감지유닛과, 상기 필라멘트 또는 필라멘트 와인딩 제품을 절단하는 절단유닛과, 상기 벌키유닛과 이송유닛과 권취유닛 및 감지유닛의 동작을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치{Device for producing continuous fiber filament winding products and Products with highsound-absorption}

본 발명은 섬유를 벌키화한 후 규칙적인 배열을 갖도록 권취하여 일정한 크기의 공극을 갖도록 함으로써 흡음 및 단열 효율이 극대화된 필라멘트 와인딩 제품의 제조가 가능한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 흡음성과 단열성 및 인장강도가 우수한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품에 관한 것이다.

본 발명은 권취된 필라멘트 와인딩 제품의 폭을 선택적으로 조절하여 다양한 크기의 필라멘트 와인딩 제품 제조가 가능하며, 섬유의 공급부터 필라멘트 와인딩 제품의 취출까지 순차적으로 자동 실행될 수 있도록 한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 흡음성과 단열성 및 인장강도가 우수한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품에 관한 것이다.

최근 석유 자원의 고갈과 온난화 등의 환경 문제에 의해 특히 자동차 산업에 있어서 연비의 향상이 급선무의 과제로 대두되고 있다. 또한 성능 향상을 위해 자동차 차내 및 차외에 대한 방음 대책이 필요로 하여 각종 흡음재가 제안되어 있다.

일반적인 흡읍재는 표피재에 흡음성이 있는 기재를 적층하고, 상기 적층물을 적당히 성형해서 사용하는 경우가 많다.

일반적으로 사용되는 흡읍재료로는 부직포 등의 섬유 시트, 또는 그라스 울, 발포 우레탄 등이 있으며, 일본 특허 공개 2005-195989호에 개시된 단층 펠트로 이루어진 흡음펠트, 일본 특허 공개 2004-325973호에 개시된 수지 바인더가 부착된 섬유 웨브로 이루어진 자동차용 내장재 등을 예로 들 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술은 흡음 성능과 두께가 비례하여 두께를 증대시킬 필요가 있다. 또한, 이러한 두께의 증대는 흡음 및 방음 처리 대상체의 무게를 증가시키게 되므로 바람직하지 못하다.

한편, 자동차의 기관에서 배출되는 배기가스는 머플러를 통해 온도와 압력 및 배기소음이 저감되도록 처리된다.

이때 머플러에는 소음의 외부 방출을 최소화하기 위해 흡음재가 충진되며, 이러한 흡음재를 제조하기 위한 원사에 공기를 분사하여 벌키화하는 장치가 대한민국 공개특허 제10-2012-0013542호에 개시되어 있다.

그러나 상기 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 벌키화된 섬유는 별도의 정렬 공정없이 집속부에 수집되어 보관되므로 시트 형상의 흡읍재를 제조하고자 할 때에는 별도의 배열 및 정렬 작업이 요구되어 공정 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래 기술은 개섬된 섬유를 엉킴이 방지된 상태로 수집하기 위한 목적보다는 정량으로 수집될 수 있도록 하여 제조 시간 및 투입 인력을 절감하기 위한 목적을 가진 발명으로서 정렬되지 않은 상태로 수집된 섬유를 이용한 후속 공정 실시시에 높은 불량률을 야기하게 되어 바람직하지 못하다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 섬유를 벌키화한 후 규칙적인 배열을 갖도록 권취하여 일정한 크기의 공극을 갖도록 함으로써 흡/방음 및 단열 효율이 극대화된 필라멘트 와인딩 제품의 제조가 가능한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 흡음성과 단열성 및 인장강도가 우수한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품을 공급하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 권취된 필라멘트 와인딩 제품의 폭을 선택적으로 조절하여 다양한 크기의 필라멘트 와인딩 제품 제조가 가능하며, 섬유의 공급부터 필라멘트 와인딩 제품의 취출까지 순차적으로 자동 실행될 수 있도록 한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치는, 섬유의 이송 방향을 안내하는 안내유닛과, 상기 안내유닛을 경유한 섬유에 압축공기를 분사하여 개섬(開纖)된 필라멘트를 형성하는 벌키유닛과, 상기 개섬된 필라멘트에 인장력을 제공하여 이송을 강제하는 이송유닛과, 이송 강제된 필라멘트를 권취하여 폐루프 형상의 필라멘트 와인딩 제품을 형성하는 권취유닛과, 상기 이송유닛과 권취유닛 사이에 위치하여 필라멘트의 단락을 감지하는 감지유닛과, 상기 필라멘트 또는 필라멘트 와인딩 제품을 절단하는 절단유닛과, 상기 벌키유닛과 이송유닛과 권취유닛 및 감지유닛의 동작을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 감지유닛은, 상기 필라멘트의 이동 경로상에 위치하고 필라멘트와 접촉하여 회전하는 회전롤과, 상기 회전롤 회전 가능하게 지지하는 회전바와, 상기 회전바의 일단부에 위치하여 필라멘트와 회전롤의 접촉 해지시에 자중에 의해 회전바를 강제회전시키는 웨이트와, 상기 회전바 회전시에 웨이트와 접촉하여 신호를 발생하는 감지부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 권취유닛은, 회전하여 외면에 필라멘트를 권취하는 권취부와, 상기 권취부에서 이격된 상태로 직선 왕복 운동하여 필라멘트의 권취 위치를 연속적으로 가변하는 가변기와, 상기 이송유닛을 경유한 필라멘트의 이송 방향을 전환하여 가변부로 안내하는 방향전환부와, 상기 필라멘트에 수지를 분사하는 분사기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 가변기는, 직선 왕복운동하는 운동부와, 상기 운동부에 고정되어 연동하며, 상기 권취부로 필라멘트를 안내하는 홀더를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 운동부에는 다수의 홀더가 설치되며, 상기 운동부의 직선 왕복 운동 거리는 선택적으로 조정 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 권취부는, 외형의 크기가 선택적으로 감소하여 필라멘트 와인딩 제품로부터 분리됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장에서는 섬유를 벌키화한 후 규칙적인 배열을 갖도록 권취하여 일정한 크기의 공극을 갖는 필라멘트 와인딩 제품의 제조가 가능하다.

따라서, 흡/방음 및 단열 효율이 극대화된 필라멘트 와인딩 제품을 대량 생산 가능한 이점이 있다.

또한, 권취된 필라멘트 와인딩 제품의 폭을 선택적으로 조절하여 다양한 크기의 필라멘트 와인딩 제품을 제조할 수 있으며, 섬유의 공급부터 필라멘트 와인딩 제품의 취출까지 순차적으로 자동 실행가능하므로 생산성이 향상되는 이점이 있다.

또한 감지유닛을 구비하여 섬유의 절단 및 이탈을 감지하고, 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 동작을 제어할 수 있으므로 사용편의성이 향상되는 이점이 있다.

도 1 은 본 발명에 의한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 외관 구성을 보인 전방 사시도.
도 2 는 본 발명에 의한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 외관 일부를 보인 정면도.
도 3 은 본 발명에 의한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치에서 일 구성인 안내유닛의 외관을 보인 측방 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치에서 일 구성인 벌키유닛의 외관을 보인 전방 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치에서 일 구성인 이송유닛의 외관을 보인 측방 사시도.
도 6 은 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 제품 제조장치에서 일 구성인 감지유닛의 외관을 보인 하방향 사시도.
도 7 은 본 발명에 의한 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치에서 일 구성인 권취유닛의 외관을 보인 전방 사시도.

이하 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 구성을 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 외관 구성을 보인 전방 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 외관 일부를 보인 정면도가 도시되어 있다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 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 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 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.

도 1과 같이, 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 제품 제조장치는 섬유(1)를 이송하면서 개섬하여 필라멘트(2)를 만들고, 상기 필라멘트(2)를 권취함으로써 폐루프 형태의 필라멘트 와인딩 제품(3)를 제조할 수 있도록 한 장치로서, 다수의 필라멘트 와인딩 제품(3)를 동시에 제조 가능하며, 폭 조정이 가능하여 다양한 크기의 폭을 가지는 필라멘트 와인딩 제품(3)의 제조가 가능하다.

그리고, 도 1과 같이 권취된 필라멘트 와인딩 제품(3)는 별도의 절단유닛을 통해 폭 방향으로 절단하여 다수로 분리될 수 있으며, 필라멘트 와인딩 제품 제조장치로부터 분리된 폐루프 형상의 필라멘트 와인딩 제품(3)는 일방향으로 눌러져 평면의 시트 형태를 가질 수도 있다.

상기 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 구성을 섬유(1)의 이송 순서와 연관지어 상세히 설명하면, 상기 필라멘트 와인딩 제품 제조장치는 섬유(1)의 이송 방향을 안내하는 안내유닛(100)과, 상기 안내유닛(100)을 경유한 섬유(1)에 압축공기를 분사하여 개섬(開纖)된 필라멘트를 형성하는 벌키유닛(200)과, 상기 필라멘트(2)에 인장력을 제공하여 이송을 강제하는 이송유닛(300)과, 이송 강제된 필라멘트(2)를 권취하여 폐루프 형상의 필라멘트 와인딩 제품(3)를 형성하는 권취유닛(400)과, 상기 이송유닛(300)과 권취유닛(400) 사이에 위치하여 필라멘트(2)의 단락을 감지하는 감지유닛(500)과, 상기 필라멘트(2) 또는 필라멘트 와인딩 제품(3)를 절단하는 절단유닛과, 상기 벌키유닛(200)과 이송유닛(300)과 권취유닛(400) 및 감지유닛(500)의 동작을 제어하는 제어유닛(600)을 포함하여 구성된다.

상기 안내유닛(100)은 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 후측에 위치한 섬유공급부(도시되지 않음)로부터 섬유(1)를 공급받아 벌키유닛(200)으로 안내하기 위한 구성으로, 좌/우 방향으로 다수가 등간격 이격 배치되어 각각 섬유(1)를 하측 방향으로 안내하게 된다.

상기 안내유닛(100) 하측에는 벌키유닛(200)이 구비된다. 상기 벌키유닛(200)은 섬유(1)에 압축공기를 분사하여 개섬될 수 있도록 하는 구성으로, 상기 다수의 안내유닛(100) 하측에 각각 한 개씩 구비된다.

상기 벌키유닛(200)의 상/하측에는 구획판(120)이 구비된다. 상기 구획판(120)은 벌키유닛(200)에 의해 섬유(1)가 개섬될 때 발생하는 미세 먼지나 보풀 등을 모으기 위한 구성으로, 상기 필라멘트(2)가 관통하도록 구멍(도 3의 도면부호 122 참조)이 천공되어 있다.

상기 벌키유닛(200)의 하측에는 이송유닛(300)이 구비된다. 상기 이송유닛(300)은 외부에서 전원을 인가받아 회전동력을 발생하는 모터를 구비하여 회전함으로써 상기 필라멘트(2)의 이송을 강제하는 구성이다.

상기 이송유닛(300)의 전방에는 감지유닛(500)이 구비된다. 상기 감지유닛(500)은 필라멘트(2)와 접촉시에 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 동작을 정상 유지하되, 필라멘트(2)가 단락되는 경우 이를 감지하여 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 동작을 정지할 수 있도록 한다.

상기 감지유닛(500)의 하측에는 권취유닛(400)이 구비된다. 상기 권취유닛(400)은 감지유닛(500)을 경유한 필라멘트(2)를 권취하여 폐루프 형상의 필라멘트 와인딩 제품(3)를 형성할 수 있도록 하는 구성이다.

그리고, 상기 권취유닛(400)의 일측에는 필라멘트(2)에 수지를 분사하여 도포될 수 있도록 하는 분사기(450)가 더 구비된다.

상기 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 우측에는 다수 구성의 동작을 제어하기 위한 제어유닛(600)이 구비된다. 상기 제어유닛(600)은 섬유(1)의 이송속도, 개섬량, 필라멘트 와인딩 제품(3)의 폭 등을 포함한 전반적인 동작 제어를 위한 구성이다.

상기 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 전방에는 비상스위치(130)가 구비되어 사용자에 의한 인위적인 동작 제어가 가능하다.

이하 첨부된 도 3을 참조하여 안내유닛(100)의 세부 구성을 설명한다.

상기 안내유닛(100)은 후방에 위치한 섬유(1)를 전방으로 안내한 후 하측 방향으로 절곡하여 이송되도록 하기 위한 구성으로, 섬유(1)의 하측 방향 안내를 위한 제1안내롤러(102)와, 상기 제1안내롤러(102)를 경유한 섬유(1)를 가압하여 하측 방향을 안내하는 다수의 가압롤러(104)와, 상기 다수 가압롤러(104) 중 어느 하나를 회전 가능하게 지지하고, 선택적으로 회전하여 섬유(1)를 가압하기 위한 가압부(106)를 포함하여 구성된다.

상기 제1안내롤러(102)는 가압롤러(104)보다 상대적으로 작은 외경을 가지며, 중앙부가 함몰되어 섬유(1)의 좌/우 방향 이탈을 방지하게 된다.

상기 제1안내롤러(102)의 하측에 위치한 가압롤러(104)는 회전 중심을 잇는 직선이 삼각형을 이루도록 배치되어 섬유(1)를 가압한 후 하측 방향으로 안내하기 위한 구성으로, 다수 가압롤러(104) 중 상/하로 동일한 크기를 갖도록 구성된 두 개의 가압롤러(104)와, 한 쌍의 가압롤러(104) 사이의 전방에 위치한 한 개의 가압롤러(104)를 포함하여 구성된다.

그리고, 전방의 가압롤러(104)는 제1링크(108)에 회전 가능하게 결합되어 후방으로 압력을 가함으로써 "S"형태로 이송되는 섬유(1)를 가압하도록 구성된다. 이것은 상기 벌키유닛(200)을 경유시에 개섬율을 보다 높이기 위한 것이다.

또한 전방의 가압롤러(104)는 제1링크(108) 후단에 구비된 탄성부재(109)에 의해 탄성복원력을 제공받도록 구성되며, 이러한 탄성복원력은 섬유(1)를 가압하는데 사용된다.

상기 안내유닛(100)을 경유하면서 편편해진 섬유(1)는 구획판(120)의 구멍(122)을 통해 하측 방향으로 이송되며, 상기 벌키유닛(200)을 경유하면서 개섬된다.

상기 벌키유닛(200)의 세부 구성을 첨부된 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에는 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 제품 제조장치에서 일 구성인 벌키유닛(200)의 외관을 보인 전방 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이 상기 벌키유닛(200)은 섬유(1)가 관통될 수 있도록 세로 방향으로 관통홀(210)이 구비되며, 관통홀(210)을 구비하는 개섬블럭(220)은 관통홀(210)이 선택적으로 개방될 수 있도록 다수 부품으로 결합되어 있다.

그리고, 상기 개섬블럭(220)의 내부는 좌측 방향으로 천공되어 기체의 유입이 가능하도록 구성된다.

즉, 상기 개섬블럭(220)의 좌측에는 기체공급관(230)이 구비되고, 상기 기체공급관(230)은 외부(예컨대 에어컴프레셔)에서 제공된 고압의 기체를 개섬블럭(220) 내부로 안내하게 된다.

그리고, 상기 개섬블럭(220) 내부로 안내된 고압의 기체는 관통홀(210) 내부로 유입되어 섬유(1)를 개섬한 후 관통홀(210)의 상/하부로 배기된다.

상기 섬유(1)가 관통홀(210)을 관통한 이후에는 고압의 기체에 의해 개섬되어 부피가 늘어나게 되며, 도 5에 도시된 이송유닛(300)으로 안내된다.

도 5는 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 제품 제조장치에서 일 구성인 이송유닛(300)의 외관을 보인 측방 사시도이다.

도면과 같이 상기 이송유닛(300)은 전술한 안내유닛(100)과 유사한 외형 및 구조를 갖도록 구성된 것으로, 필라멘트(2)에 마찰력을 제공한 상태로 회전하여 필라멘트(2)의 이송을 강제하게 된다.

상기 이송유닛(300)의 세부 구성을 살펴보면, 상기 이송유닛(300)은 구멍(122)을 통해 하측방향으로 빠져나온 필라멘트(2)를 외주면으로 접촉시켜 하측 방향으로 안내하는 한 쌍의 경면롤러(310)와, 한 쌍의 경면롤러(310)의 전방에서 상이한 방향으로 회전하고 외면에 구비된 마찰부재(322)를 경면롤러(310)의 외면과 접촉시켜 필라멘트(2)의 이송을 강제하는 마찰롤러(320)를 포함하여 구성된다.

상기 마찰롤러(320) 역시 제2링크(330)에 탄성부재(332)를 구비하여 링크를 시계방향으로 회전시키는 탄성복원력을 발생함으로써 마찰부재(322)가 후측에 위치한 경면롤러(310)를 가압할 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 필라멘트(2)와 개섬 전 섬유(1)가 단락되지 않는 한 이송유닛(300)에 의해 발생하는 이송 강제력은 섬유(1)에까지 전달될 수 있다.

상기 이송유닛(300)의 전방에는 감지유닛(500)이 구비된다. 상기 감지유닛(500)은 필라멘트(2)가 단락되거나, 필라멘트(2)가 올바른 경로를 따라 이송하지 않고 이탈한 경우 이를 감지하기 위한 구성이다.

이하 상기 감지유닛(500)의 세부 구성을 첨부된 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6에는 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 제품 제조장치에서 일 구성인 감지유닛(500)의 외관을 보인 상측에서 내려다본 사시도가 도시되어 있다.

도면과 같이 상기 마찰롤러(320)를 경유한 필라멘트(2)는 장력이 가해진 상태로 감지유닛(500)의 일측과 접촉한 후 상기 권취유닛(400)로 이송되며, 상기 감지유닛(500)에 의해 필라멘트(2)의 단락을 감지하여 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 전체적인 동작 여부를 제어하게 된다.

이를 위해 상기 감지유닛(500)은, 상기 필라멘트(2)의 이동 경로상에 위치하고 필라멘트(2)와 접촉하여 회전하는 회전롤(510)과, 상기 회전롤(510) 회전 가능하게 지지하는 회전바(520)와, 상기 회전바(520)의 일단부에 위치하여 필라멘트(2)와 회전롤(510)의 접촉 해지시에 자중에 의해 회전바(520)를 강제회전시키는 웨이트(530)와, 상기 회전바(520) 회전시에 웨이트(530)와 접촉하여 신호를 발생하는 감지부(540)를 포함하여 구성된다.

상기 감지유닛(500)은 회전바(520)를 회전 가능하게 설치하되, 회전바(520)의 후방에 웨이트(530)를 설치하여 타단부에 별도의 힘이 가해지지 않을 때 웨이트(530)의 자중에 의해 회전하도록 하여 웨이트(530)가 감지부(540)와 접촉하도록 구성된다.

따라서, 상기 회전롤(510)은 회전바(520)에 있어서 웨이트(530)의 반대 방향에 위치하며, 자전 가능하게 구성된다.

그리고, 상기 회전롤(510)은 중앙부가 함몰되어 필라멘트(2)의 이탈을 방지할 수 있는 형상을 가지며, 하측 방향으로 필라멘트(2)를 안내하게 된다. 따라서, 상기 회전롤(510)에 필라멘트(2)가 접촉하지 않아 힘이 가해지지 않을 때에는 상기 웨이트(530)의 자중에 의해 회전바(520)는 회전하여 감지부(540)와 접촉하게 된다.

상기 감지부(540)는 본 발명의 실시예에서 접촉식 센서를 채택하였으나, 회전롤(510)에 가해진 힘이 해지되었을 때 이를 감지할 수 있는 범위내라면 다양하게 변경 실시가 가능하다.

이하 첨부된 도 7을 참조하여 권취유닛(400)의 세부 구성을 설명한다.

도 7은 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 제품 제조장치에서 일 구성인 권취유닛(400)의 외관을 보인 전방 사시도이다.

도면과 같이, 상기 권취유닛(400)은 이송유닛(300)과 감지유닛(500)을 순차적으로 경유한 필라멘트(2)를 권취하여 필라멘트 와인딩 제품(3)를 완성하기 위한 구성이다.

이를 위해 상기 권취유닛(400)은, 회전하여 외면에 필라멘트(2)를 권취하는 권취부(410)와, 상기 권취부(410)에서 이격된 상태로 직선 왕복 운동하여 필라멘트(2)의 권취 위치를 연속적으로 가변하는 가변기(420)와, 상기 이송유닛(300)을 경유한 필라멘트(2)의 이송 방향을 전환하여 가변부로 안내하는 방향전환부(430)를 포함하여 구성된다.

상기 권취부(410)는 외형의 크기가 선택적으로 감소하여 필라멘트 와인딩 제품(3)의 취출을 용이하게 구성된 것으로, 외부에서 공급된 공기로 팽창한 상태에서 회전하여 필라멘트(2)를 권취하고, 공기를 빼내어 수축하여 필라멘트 와인딩 제품(3)의 분리가 가능하도록 구성된다.

상기 가변기(420)는 회전하는 권취부(410)에 필라멘트(2)를 공급하되, 필라멘트 와인딩 제품(3)의 폭 범위 내에서 직선 왕복운동함으로써 필라멘트(2)를 일정하게 공급할 수 있도록 한 구성이다.

따라서, 상기 가변기(420)는, 직선 왕복운동하는 운동부(422)와, 상기 운동부(422)에 고정되어 연동하며, 상기 권취부(410)로 필라멘트(2)를 안내하는 홀더(424)를 포함하여 구성된다.

상기 운동부(422)는 전술한 바와 같이 다수의 필라멘트 와인딩 제품(3)가 제조되어 질 수 있는 점을 감안하여 충분한 길이를 갖고 직선 왕복운동하며, 한 개의 운동부(422) 외면에 다수의 홀더(424)가 구비되어 동시 동작함으로써 다수의 권취부(410)에 필라멘트(2)를 동시 공급할 수 있게 된다.

상기 운동부(422)에는 분사기(450)가 구비된다. 상기 분사기(450)는 필라멘트(2)에 수지를 분사하기 위한 구성으로, 상기 운동부(422)의 직선 왕복 운동시에 홀더(424)와 동시에 움직이도록 구성되어 권취부(410)에 권취되기 전의 필라멘트(2)에 수지를 도포하게 된다.

상기 분사기(450)는 제어유닛(600)의 동작 제어에 의해 선택적으로 동작될 수 있음은 물론이다.

상기 운동부(422)의 전방에는 방향전환부(430)가 구비된다. 상기 방향전환부(430)는 회전롤(510)을 경유하여 경사지게 내려온 필라멘트(2)를 후방으로 안내하기 위한 구성으로, 상기 홀더(424)와 동일 평면상에 필라멘트(2)를 안내하게 된다.

상기 홀더(424)는 방향전환부(430)를 통해 이송 방향이 전환된 필라멘트(2)가 권취부(410)의 외면에 대하여 접하는 방향으로 이송될 수 있도록 안내하는 구성으로, 운동부(422)의 외면에 견고하게 결합되어 직선 왕복운동을 연동하게 된다.

그리고, 상기 홀더(424)는 운동부(422)와 같이 직선 왕복 운동시에 필라멘트(2)가 이탈되지 않도록 하는 범위 내라면 다양한 형상으로 변경 실시가 가능하다.

이하 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 상기 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 작용을 설명한다.

먼저 도 1과 같이 제조하고자 하는 필라멘트 와인딩 제품(3)의 폭과 개수를 고려하여 운동부(422)의 직선 왕복운동 범위를 설정하고 개섬 대상 섬유(1) 다발을 준비하게 된다.

상기 필라멘트 와인딩 제품 제조장치를 작동시키기 전에 상기 섬유(1)의 단부는 안내유닛(100)과 구멍(122), 벌키유닛(200), 이송유닛(300) 및 감지유닛(500)을 순차적으로 경유한 후 권취유닛(400)에 권취된 상태이다.

이후 상기 이송유닛(300)을 동작시켜 섬유(1)를 강제 인장함으로써 섬유(1)의 이송을 시작하게 된다.

이때 상기 기체공급관(230)으로는 고압 기체가 경유하여 관통홀(210) 내부에 공급되며, 고압 기체는 관통홀(210) 내부를 교차되게 통과하는 섬유(1)를 개섬하게 된다.

상기 벌키유닛(200)을 경유하여 개섬된 필라멘트(2)는 구멍(122)을 통해 이송유닛(300)을 경유한 후 감지유닛(500)에 의해 단락 여부가 항시 감시된다.

만일 도 6과 같은 상태에서 회전롤(510)가 필라멘트(2)가 접촉하지 않은 상태, 보다 구체적으로는 필라멘트(2) 일측이 단락되었거나, 회전롤(510) 외측으로 이탈된 경우에는 웨이트(530)의 자중에 의해 회전바(520)가 회전하게 되어 감지부(540)와 웨이트(530)가 접촉함으로써 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 동작이 정지된다.

이때 작업자는 원인을 해결한 후 재가동할 수 있다.

상기 회전롤(510)을 경유한 필라멘트(2)는 방향전환부(430)의 외면을 따라 방향이 전환된 후 상기 홀더(424)를 따라 좌/우로 직선 왕복 운동하면서 권취부(410)에 공급된다.

이러한 과정을 통해 상기 섬유(1)는 개섬공정과 권취공정이 순차적으로 자동 실시되며, 분사기(450)의 동작에 의해 필라멘트(2) 외면에는 수지가 선택적으로 도포되어 필라멘트 와인딩 제품(3)의 제조가 완료된다.

이후 상기 권취부(410)는 필라멘트 와인딩 제품 제조장치의 동작이 정지된 상태에서 수축하여 필라멘트 와인딩 제품(3)의 취출을 용이하게 하며, 상기 필라멘트 와인딩 제품(3)는 별도로 구비된 절단유닛을 통해 요구되는 폭으로 절단될 수 있다.

또한, 상기 필라멘트 와인딩 제품(3)는 일정한 압력으로 가압되어 시트 형상으로 가공됨으로써 일정한 크기의 공극이 균일하게 분포하므로 흡/방음성 및 단열성이 극대화될 수 있으며, 높은 인장강도를 가질 수 있음은 자명하다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

예를 들어 본 발명의 실시예에서 운동부(422)에 분사기(450)를 설치하여 홀더(424)와 연동하도록 구성하였으나, 구획판(120) 일측에 고정된 상태로 분사량을 제어하고, 필라멘트 와인딩 제품(3)의 폭과 대응하는 영역만큼 분사하여 수지가 도포될 수 있도록 구성할 수도 있음은 물론이다.

1. 섬유 2. 필라멘트
3. 필라멘트 와인딩 제품 100. 안내유닛
102. 제1안내롤러 104. 가압롤러
108. 제1링크 109. 탄성부재
120. 구획판 122. 구멍
130. 비상스위치 200. 벌키유닛
210. 관통홀 220. 개섬블럭
230. 기체공급관 300. 이송유닛
310. 경면롤러 320. 마찰롤러
322. 마찰부재 330. 제2링크
332. 탄성부재 400. 권취유닛
410. 권취부 420. 가변기
422. 운동부 424. 홀더
430. 방향전환부 450. 분사기
500. 감지유닛 510. 회전롤
520. 회전바 530. 웨이트
540. 감지부 600. 제어유닛

Claims

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섬유의 이송 방향을 안내하는 안내유닛과; 상기 안내유닛을 경유한 섬유에 압축공기를 분사하여 개섬(開纖)된 필라멘트를 형성하는 벌키유닛과; 상기 필라멘트를 인장력으로 강제 이송하는 이송유닛과; 이송 강제된 필라멘트를 권취하여 폐루프 형상의 필라멘트 와인딩 제품을 형성하는 권취유닛과; 상기 필라멘트의 이동 경로상에서 필라멘트와 접촉하여 회전하는 회전롤과, 상기 회전롤을 회전 가능하게 지지하는 회전바와, 상기 회전바의 일단부에 위치하여 필라멘트와 회전롤의 접촉 해지시에 자중에 의해 회전바를 강제회전시키는 웨이트와, 회전바 회전시에 웨이트와 접촉하여 신호를 발생하는 감지부로 이루어져 필라멘트의 단락을 감지하는 감지유닛과; 필라멘트 또는 필라멘트 와인딩 제품을 절단하는 절단유닛과; 벌키유닛, 이송유닛, 권취유닛 및 감지유닛을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성되며,
상기 권취유닛은,
회전하여 외면에 필라멘트를 권취하는 권취부와,
상기 권취부에서 이격된 상태로 직선 왕복 운동하여 필라멘트의 권취 위치를 연속적으로 가변하는 가변기와,
상기 이송유닛을 경유한 필라멘트의 이송 방향을 전환하여 가변부로 안내하는 방향전환부와,
상기 필라멘트에 수지를 분사하는 분사기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치.
제 3 항에 있어서, 상기 가변기는,
직선 왕복운동하는 운동부와,
상기 운동부에 고정되어 연동하며, 상기 권취부로 필라멘트를 안내하는 홀더를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치.
제 4 항에 있어서, 상기 운동부에는 다수의 홀더가 설치되며,
상기 운동부의 직선 왕복 운동 거리는 선택적으로 조정 가능한 것을 특징으로 하는 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치.
제 3 항에 있어서, 상기 권취부는,
외형의 크기가 선택적으로 감소하여 필라멘트 와인딩 제품로부터 분리됨을 특징으로 하는 연속섬유 필라멘트 와인딩 제품 제조장치.
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