KR101537506B1 - 고주파접합으로 형성된 패턴접합선을 갖는 다운제품용 이중원단의 제조장치 - Google Patents

고주파접합으로 형성된 패턴접합선을 갖는 다운제품용 이중원단의 제조장치 Download PDF

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KR101537506B1
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채수한
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Abstract

본 발명에 따르면, 접착제를 소정의 인쇄패턴으로 원단에 인쇄하는 인쇄수단; 상기 접착제를 건조시키는 건조수단; 접착제가 인쇄된 원단들을 접근 및 밀착시키는 합포수단; 및 합포된 원단을 소정의 압착패턴으로 압착하면서 고주파가열하여 접착제를 경화시킴으로써, 원단을 경화된 접착제로써 접합시키는 접합수단을 포함하고, 전술한 인쇄패턴 및 압착패턴은 패턴 중심선을 기준으로 패턴(형태)가 서로 중첩될 수 있으면서 서로의 크기(폭)차이가 20% 이하인 다운제품용 이중원단의 제조장치가 제공된다.
본 발명의 장치는 고주파가열압착 접합법 및/또는 선접합후재단 방식에 의해 다운격실을 갖는 다운제품용 이중원단을 대량생산할 수 있게 해주며, 이에 의해 형성된 다운제품용 이중원단의 접합패턴선은 접착력 및 내구성이 우수하고, 표면의 패턴선이 선명하고 이의 마감품질이 우수하여 심미적으로 뛰어나다.

Description

고주파접합으로 형성된 패턴접합선을 갖는 다운제품용 이중원단의 제조장치 {Device for the Preparation of a Double Fabric for Down Products having bonding pattern lines formed by high-frequency bonding technique}
본 발명은 인쇄수단, 건조수단, 합포수단 및 접합수단을 포함하는, 고주파접합에 의한 패턴접합선을 갖는 다운제품용 이중원단의 제조장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 소정의 인쇄패턴이 새겨진 인쇄수단 및 소정의 압착패턴을 갖는 고주파가열수단을 구비하고 전술한 인쇄패턴과 압착패턴이 동일한 것을 특징으로 하는, 고주파접합에 의한 패턴접합선을 갖는 다운제품용 이중원단의 제조장치에 관한 것이다.
보온재로서 덕다운 또는 구스다운을 충전하여 제조된 다운제품은 방한용 의류 및 침구류로 사용될 뿐만 아니라 최근들어 아웃도어용 의류 등의 제품으로서도 각광을 받고 있다.
일반적으로 겉감과 안감 사이에 충전재를 포함하여 제조되는 의류 또는 침구제품에 있어서, 제품의 제조 또는 사용 중에 내포된 충전재가 뭉침, 이동, 겹침 등의 현상이 일어나고 이에 의해 여러 가지 불편을 초래할 수 있다. 충전재가 천과 같은 직물일 경우에는 제품의 가장자리에 충전재의 가장자리를 함께 고정함으로써 상기 문제점을 방지할 수 있다. 충전재가 솜 또는 양모와 같이 연속성 재질일 경우에는, 안감, 겉감 및 그 사이의 충전재를 함께 박음질 또는 퀄팅 방식으로 봉제하여, 충전재의 이동 또는 뭉침 등을 방지할 수 있다.
충전재가 오리털 및 거위털과 같은 불연속성 재질일 경우에는, 상술한 박음질 또는 퀄팅 방식으로 고정하는 것이 어렵기 때문에, 안감과 겉감 사이에 다운격실을 만들어 이동이나 밀림을 방지한다.
다운격실은 일반적으로 안감과 겉감을 격실구분용 결합선으로 연결시킴으로써 형성되는데, 다르게 표현하자면, 안감, 겉감 및 격실구분용 결합선으로 된 격실(칸)을 형성시키고 여기에 다운을 충전된 것을 의미한다. 예를들어, 다운재킷은 합포된 안감과 겉감을 일정한 간격으로 함께 봉제하여 봉제선으로 된 격실벽을 형성시키고, 안감과 겉감의 열려있는 가장자리를 함께 오버록킹마감하여 공간적으로 밀폐된 다운격실을 형성시킬 수 있다.
이러한 다운격실을 갖는 다운제품은 다운의 이동 또는 밀림은 방지할 수 있지만, 첫째, 원단 자체를 통한 다운이 삼출될 수 있고, 둘째, 바늘구멍을 통해 다운이 삼출되거나 빗물의 스며들 수 있으며, 이로 인해 악취가 발생할 수 있으며, 셋째, 다운격실을 형성하기 위한 봉제공정 등이 필요하므로 생산비용이 추가로 소요된다는 경제적인 문제점들이 발생한다.
최근들어, 원단자체의 표면융착 또는 접착제나 핫멜트 등을 사용한 원단접합 등의 무봉제방식으로 다운격실을 형성시킴으로써 다운삼출이나 빗물침투를 방지하는 방법들이 많이 제안되었지만, 융착 또는 접합에 의해 형성된 격실구분선의 접합강도의 부족, 원단의 손상 또는 원단표면의 패턴선의 마감품질 불량이라는 문제로 인해 실제 생산에 적용하지 못하고 있다.
예를들면, 대한민국 실용신안출원 20-2006-0022001호에는 안감과 겉감 사이에 파형으로 접착제를 주입하여 파형의 접착부를 형성시킨 이중원단을 미리 제조하고, 이를 원하는 형상, 모양으로 재단 및 봉제하여 오리털의류를 제조하는 방법 및 접착장치부, 접합장치부 및 건조장치부로 구성된 제조장치가 제안되어 있다. 상기 문헌은 기존의 선재단후접합 방식과는 달리 선접합후재단의 방식으로 다운제품용 이중원단을 제조하는 장치를 개시하고 있지만, 첫째, 접착제가 도포된 겉감을 건조하지 않고 안감과 합포하므로 접착제가 묻어나거나 뭉개질 우려가 있고, 둘째, 장치구성도 및 명세서를 참고할 때, 접합은 단순히 안감과 겉감을 밀착시켜 합포시킨 다음 건조시키는 것에 의해 달성되므로 접합강도가 부족할 우려가 있으며, 셋째, 원단표면에 패턴선이 거의 형성되지 않는다는 문제점이 있다.
한편, 일본특허공개 2000-328462호에는 안감과 겉감 사이에 주사바늘로 접착액을 주입하고 고주파가열 압착법으로 안감, 중간체 및 겉감을 함께 접합하면서 표면에 퀄팅문양을 새기는 기술 및 장치가 개시되어 있다. 상기 문헌에서도 겉감과 안감 사이에 위치하는 중간체에 액상 접착제를 주입하고, 건조없이 그대로 압착하여 고주파가열하여 안감-중간체-겉감을 접합시키기 때문에, 표면에는 압착팁의 문양과 동일한 문양이 선명하게 형성될 수 있지만, 내부의 접착상태는 다변적이고 균일한 상태를 가질 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 상기 문헌의 기술을 사용하여 안감원단과 겉감원단을 접합할 경우 표면문양은 목적하는 패턴을 가질 수도 있지만, 액상으로 주입된 접착제가 원단사이로 퍼져나갈 수 있어 내부 마감이 매우 불량하고 불균일하게 되며, 접착제 주입시에 생성된 바늘구멍에 의해 원단손상 및 더나가서는 빗물침투의 우려가 있게 된다.
이러한 상황하에, 본 발명자들은, 지금까지 공지된 기술에 따라 봉제법, 융착법 또는 접합법으로 격실구분선을 형성시키는 기존의 다운격실 형성방법들은 다운삼출 또는 빗물침투의 원인이 되는 봉제구멍이 형성되는 단점, 봉제 또는 융착에 의해 원단손상이 야기된다는 단점, 원단내부의 격실구분용 결합선 또는 접합선의 접착강도 및 내구성이 부족하다는 단점, 및 원단외면의 접합패턴선이 선명하지 않거나 마감품질이 불량하다는 단점으로 인해, 실제 생산이 어렵거나 실용성이 없다는 문제점이 있음을 파악하고, 이러한 단점과 문제점들이 없거나 해결된 새로운 다운제품의 제조방법을 개발하기 위해 노력하였으며, 특히, 원단내부의 격실구분용 접합선은 우수한 접착력 및 접착내구성을 가지며 원단외부의 접합패턴선은 선명하면서도 마감품질이 우수하여 심미적으로 뛰어난, 격실구분용 접합패턴선을 갖는 다운제품의 제조방법을 개발하고자 노력하였다.
그 결과, 본 발명자들은 안감 및/또는 겉감의 내면에 접착액을 인쇄방식에 의해 정해진 패턴을 갖도록 도포 또는 인쇄하고, 적절한 수준으로 건조한 다음 고주파가열 접합법으로 압착하에 접합함으로써, 원단들 사이에는 격실구분용 접합선을 가지며 원단 표면에는 접합선과 동일한 위치로 패턴선을 갖는 다운제품을 제조하는 경우에, 봉제구멍 형성 및 원단손상 없이, 전술한 접합선의 접착력 및 내구성이 우수하고, 전술한 패턴선이 선명하고 이의 마감품질이 우수하여 심미적으로 뛰어난 격실구분용 접합패턴선을 형성시킬 수 있었다.
본 발명자들은 고주파가열 접합법으로 형성된 패턴접합선을 갖는 다운제품용 이중원단을 선접합후재단 방식으로 제조할 수 있는 장치를 개발하고자 한다.
본 발명자들은 고주파가열 접합법으로 패턴접합선을 형성시킬 수 있고 하기와 같은 인쇄수단, 건조수단, 합포수단 및 접합수단을 포함하는 다운제품용 이중원단의 제조장치를 개발하였다: 소정의 인쇄패턴이 새겨진 인쇄수단을 구비하고 있으며, 접착제를 전술한 인쇄패턴으로 원단에 인쇄하는 인쇄수단; 원단에 인쇄된 접착제가 합포과정에서 묻어나지 않도록 건조 또는 고화시키는 건조수단; 접착제가 인쇄된 원단들을 접근 및 밀착시키는 합포수단; 및 소정의 압착패턴을 갖는 돌출부가 형성된 압착수단을 구비하고 있으며, 상기 압착수단으로써 압착하면서 고주파가열에 의해 접착제를 경화시킴으로써, 원단을 경화된 접착제로써 접합시키는 접합수단; 여기서, 전술한 인쇄패턴 및 압착패턴은 패턴 중심선을 기준으로 패턴(형태)가 서로 중첩될 수 있으면서 서로의 크기(폭)차이가 20% 이하임.
본 발명의 장치는 고주파가열압착 접합법 및/또는 선접합후재단 방식에 의해 다운격실을 갖는 다운제품용 이중원단을 대량생산할 수 있게 해주며, 이에 의해 형성된 다운제품용 이중원단의 접합패턴선은 접착력 및 내구성이 우수하고, 표면의 패턴선이 선명하고 이의 마감품질이 우수하여 심미적으로 뛰어나다.
도 1는 다운격실을 갖는 다운제품용 이중원단을 제조하는 순서를 공정단계에따라 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이중원단 제조장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 종래기술에 따른 이중원단 제조장치를 보여주는 도면이다.
도 4는 롤러인쇄기법으로 원단에 접착제를 인쇄하는 공정순서도를 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 5a는 인쇄패턴이 음각된 인쇄용 프레스 및 대응하는 압착패턴이 돌출된 압착용 프레스를 보여주는 도면이고, 도 5b는 인쇄패턴이 음각된 인쇄용 롤러 및 대응하는 압착패턴이 돌출된 압착용 롤러를 보여주는 도면이다.
도 6는 인쇄패턴과 압착패턴의 일치에 대한 개념을 보여주는 개념도로서, 돌출된 압착팁의 압착패턴, 겉감에 인쇄된 접착제의 인쇄패턴 및 안감에 인쇄된 접착제의 인쇄패턴이 일치되도록 정렬된 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 접착액을 충분히 건조하여 유동성이 적절하게 조절된 상태에서 고주파접합을 수행하여 패턴접합선을 형성하는 공정에서 접착액의 거동을 설명해주는 개념도이다.
도 8은 접착액의 유동성이 과도한 상태에서 고주파접합을 수행하여 패턴접합선을 형성하는 공정에서 접착액의 거동을 설명해주는 개념도이다.
도 9는 접착제가 인쇄된 원단을 고주파접합(고주파유전가열 및 압착)하여 내부 접합선 및 표면 패턴선으로 된 패턴접합선을 형성하는 과정을 설명해주는 개념도이다.
본 발명의 목적은 다운저장용 격실을 먼저 형성시킨 후에 재단하는 선접합후재단 방식으로 다운제품용 이중원단을 제조하는 장치를 제공하는 것으로, 아래와 같은 인쇄수단, 건조수단, 합포수단 및 접합수단을 포함하는 장치에 의해 달성될 수 있다:
- 소정의 인쇄패턴을 갖는 인쇄장치를 사용하여 접착제를 원단에 인쇄하는 인쇄수단;
- 접착제가 인쇄된 원단에서 접착제를 건조시키는 건조수단;
- 접착제가 인쇄 및 건조된 원단들을 접근 및 밀착시키는 합포수단; 및
- 소정의 압착패턴을 갖는 압착장치로써 원단에 인쇄된 접착제를 압착하면서, 인쇄건조된 접착제를 고주파가열하여 경화반응시킴으로써 원단을 접착제로써 접합시키는 고주파접합수단;
단, 전술한 인쇄패턴 및 압착패턴은 패턴 중심선을 기준으로 패턴(형태)가 서로 중첩될 수 있으면서 서로의 크기(폭)차이가 20% 이하, 구체적으로는 10% 이하, 바람직하게는 5% 이내이며,
본 발명의 명세서에 있어서, 인쇄패턴은 인쇄수단에 음각되거나 새겨진 패턴으로서, 원단에 인쇄된 접착제의 패턴을 의미하며, 압착패턴은 고주파접합수단에 형성된 압착용 돌출부의 패턴으로서, 가열압착시에 원단 표면에 형성되는 패턴선을 의미한다.
이하에 본 발명은 도면을 참조로 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 다운제품용 이중원단의 제조장치를 구성하는 각 수단들에서 수행되는 공정 및 이들의 순서를 보여주는 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 제조장치를 구성하는 각 수단들의 연결관계를 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바처럼, 본 발명의 제조장치는 전형적으로 투입수단(110), 인쇄수단(120), 건조수단(130), 합포수단(140), 접합수단(150) 및 권취수단(160)을 포함하는데, 각각의 장치의 역할 및/또는 기능은 다음과 같다:
투입수단(110)은 안감원단롤(111) 및 겉감원단롤(112)을 각각 컨베이어식 또는 롤러식 공정라인의 도입부에 연결하여 원단이 공정라인에 연속적으로 투입될 수 있게 해주는 수단을 의미한다.
인쇄수단(120)은 접착제를 소정의 인쇄패턴으로 원단에 인쇄하는 수단으로서, 스탬핑 인쇄수단, 압연 프레스 인쇄수단, 롤러 인쇄수단 또는 스크린 인쇄수단 등에서 선택될 수 있다. 전술한 스탬프, 프레스 또는 롤러에는 상기 인쇄패턴이 음각 또는 양각으로, 바람직하게는 음각으로 새겨져 있으며, 전술한 스크린에는 인쇄패턴이 스크린되어 있다. 인쇄수단은 이중원단을 구성하는 제1원단(겉감) 및 제2원단 (안감)에 대해 각각 설치될 수 있는데, 접착제는 제1원단 및 제2원단 중의 어느 하나 또는 둘다에 인쇄된다. 도 2에서 롤러인쇄 방식의 안감인쇄수단(121) 및 스크린인쇄 방식의 겉감 인쇄수단(122)이 도시되어 있다.
또, 안감원단에 인쇄된 접착제(103) 및 겉감원단에 인쇄된 접착제 (104)는 수평이동되는 안감원단(101) 및 겉감원단(102)의 상향면에 인쇄되는 것으로 도시되어 있지만, 이는 편의를 위한 것으로, 필요에 따라 원단의 하향면에 인쇄되거나 수직이동 또는 경사이동되는 원단에 인쇄될 수도 있는데, 이런 경우에는, 접착액은 흘러내리지 않을 정도의 점도를 가지는 것이 좋다.
안감 인쇄장치로서, 롤러 인쇄장치(121)가 예시되어 있는데, 이를 사용한 인쇄방법은 도 4에 예시되어 있다. 롤러인쇄장치(121)는, 도 4에 도시된 바처럼, 접착액 공급기(128), 릴리즈 롤러(127), 메인롤러(125) 및 가이드나이프(129)를 기본적으로 포함한다. 접착액(103)은 접착액 용기(128)에서 릴리즈 롤러(127)로 공급되고 [참조: 그림 (a)], 이어서 인쇄패턴이 새겨진 메인롤러(125)의 홈(124)으로 전달되며 [참조: 그림 (b) 및 (c)], 이렇게 메인롤러의 홈(125)에 전달된 접착액은 원단과 접촉할 때 원단표면으로 묻어나면서 원단으로 전달된다 [참조: 그림 (d), (e) 및 (f)]. 이렇게 원단에 인쇄된 접착액 (103)는 후속하는 건조장치에서 건조되어 원단에 고착될 수 있다. 롤러 인쇄장치(121)는 메인롤러의 홈(124) (인쇄패턴이 음각된 부분) 이외에 묻은 인쇄를 제거하기 위한 가이드 나이프(129)를 더욱 포함할 수 있다.
도 2에서는 겉감 인쇄장치 (122)로서 스크린 인쇄장치가 예로서 도시되어 있는데, 스크린 인쇄장치는 접착액 공급기, 스크린 및 브러쉬를 포함할 수 있다. 스크린 인쇄장치에서 접착액은 접착액 공급기에서 스크린으로 공급되고, 이어서 스크린이 원단에 접촉하였을 때 브러쉬로 스크린을 쓸어주면 스크린이 새겨진 패턴에 따라 접착액이 원단에 도포된다. 이렇게 도포된 접착액(104)은 후속하는 건조장치(130)에서 건조되어 원단에 고착될 수 있다.
건조수단(130)에서는 원단에 인쇄된 접착액이 건조되는데, 합포시에 서로 묻어나거나 패턴이 흐트러지지 않도록 적절한 수준으로 건조 또는 고화되어서 원단에 부착되도록 한다. 건조단계에서, 원단 표면에 부착된 접착액은 높은 건조온도로 인해 점도가 저하되어서 원단 내부로 더욱 스며들어 고착될 수 있다. 안감 및 겉감은 동일 또는 상이한 건조수단에서 건조될 수 있다. 도 2에서는 안감과 겉감의 건조를 동일한 건조수단에서 수행하는 것으로 도시되어 있는데, 이는 예시를 위한 것으로, 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 건조는 가열, 송풍, 적외선조사 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있는데, 이를 위한 발열체 (예. 발열 필라멘트), 송풍기 및 발광체 등은 도 2에 구체적으로 기재하지 않는다. 본 발명의 하나의 바람직한 구현예예 따르면, 상기 건조수단은 텐터기에서 선택될 수 있다.
합포수단(140)은 안감과 겉감을 서로 접근시켜 밀착시킴으로써 원단을 합포하는 수단으로서, 예를들면, 안감 및 겉감을 밀착시켜서 안감의 인쇄패턴 및 겉감의 인쇄패턴을 서로 일치되게 밀착시킨다.
전술한 합포수단은, 제1원단(또는 하부원단 또는 안감) 및 제2원단(또는 상부원단 또는 겉감)을 밀착시키는 과정에서, 안감의 인쇄패턴 및 겉감의 인쇄패턴을 일치되게 정렬하기 위한 제1정렬수단 (원단위치 조정수단)을 더욱 포함할 수 있다. 본 발명에 있어서, 안감의 인쇄패턴 및 겉감의 인쇄패턴을 일치시키는 위치정렬은 원단위치의 조절 및/또는 이송속도의 조절에 의해 달성될 수 있는데, 이를 위한 수단으로서 가변롤러수단 (142) 또는 원단속도 조절수단 등을 예시할 수 있다. 가변롤러(142)는 원단이송경로에서 원단과 접촉되어 있는데 이의 위치를 상하로 이동시켜 원단경로를 변경할 수 있다. 이에 의해 안감과 겉감에 부착된 접착제의 상대위치가 조정될 수 있다.
일반적으로, 원단의 이송속도의 조절은 인쇄공정 또는 건조공정 등의 속도를 조정함으로써 달성될 수 있지만, 공정라인 전체에 걸쳐서 원단의 이송속도를 조절하는 것이 요구된다는 문제점이 있다. 따라서, 이송속도의 조절보다는 이송경로의 조절에 의해 원단위치를 정렬하는 것이 더욱 용이하거나 효율적일 수 있다.
가변롤러(142)를 사용하는 제1정렬수단의 작동방식을 설명하자면 다음과 같다. 예를들면, 안감(101)에 부착된 접착제(103)가 겉감(102)에 부착된 접착제(104)보다 조금 뒤쳐져서 합포장치 내로 인입되면, 겉감(102)의 이송속도를 전체적으로 조금 늦출 수 있다. 또다르게는, 겉감 이송경로 상에 위치한 가변롤러(142)를 위쪽으로 이동하여 겉감(102)의 이송경로를 길게 함으로써 겉감의 접착제(104) 위치를 뒤쪽으로 옮길 수 있고, 결과적으로 안감과 겉감의 패턴을 일치시킬 수 있다.
이러한 제1정렬수단 (원단위치 조정수단)은 예를들면 안감원단 및 겉감원단에 부착된 접착제들의 상대위치를 측정하는 수단, 그리고 상기 상대위치가 일치하도록 원단이송속도 또는 원단이송경로를 조절할 수 있는 조정수단을 더욱 포함할 수 있다. 위치측정장치는 원단이송속도 및/또는 원단이송경로를 조절할 수 있는 수단과 함께 연계하여 컴퓨터로 제어함으로써, 상술한 정렬과정을 정밀하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 자동화할 수도 있다.
접합수단(150)은 원단의 압착하에 고주파가열에 의해 접착제를 경화시켜서 원단을 결합시키는 수단으로서, 표면에 소정의 압착패턴을 갖는 압착용 돌출부 또는 압착팁이 형성되어 있는 압연 프레스 또는 롤러 압착수단을 사용하여 수행될 수 있다.
접합수단(150)에서는, 돌출부의 압착패턴이 합포된 원단들의 인쇄패턴와 일치되도록, 상기 돌출부와 합포된 원단을 각각 위치시킨 다음, 돌출부를 원단 쪽으로 접근시켜 원단을 압착시키고, 동시에 고주파가열로 접착제를 경화반응시켜 원단들을 접합시키게 된다.
본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따르면, 전술한 접합수단(150)은 접착제 인쇄패턴과 돌출부 압착패턴이 서로 일치하도록 원단 및/또는 돌출부의 위치를 조정해줄 수 있는 제2정렬수단(미도시)을 포함할 수 있다. 제2정렬수단은 원단에 인쇄된 접착제의 위치 또는 압착팁의 위치를 조절하여 이들의 상대위치를 조정할 수 있도록 되어 있는데, 이를 위해, 합포된 원단의 이송속도, 돌출부의 위치, 롤러 속도 등을 조정하는 수단을 포함할 수 있다.
합포된 원단의 인쇄패턴의 위치는 가변롤러(142)에 의한 원단위치 조정 또는 원단이송속도의 조정에 의해 미세한 정도로 정밀하게 조정될 수 있다. 합포된 원단의 이송속도의 조정은 전체 공정라인에 걸쳐 원단의 이송속도를 변경해야 한다는 문제가 있으므로, 가변롤러로써 합포된 원단위치를 변경하여 합포된 원단의 인쇄패턴의 위치를 조정하는 것이 용이하다.
한편, 인쇄패턴과 압착패턴의 일치는 압착패턴의 위치를 조정함으로써 달성될 수도 있다. 압착패턴의 위치, 구체적으로는 압착롤러 또는 프레스의 압착팁 또는 돌출부의 위치는 이들의 동작속도 (즉, 롤러의 회전속도 또는 프레스의 압착속도), 또는 이들의 위치(예, 높낮이)를 변경함으로써 조정될 수 있다. 롤러 또는 프레스의 동작속도 및/또는 위치를 조절하는 것이 가장 용이하고 효율적일 수 있다. 따라서, 인쇄패턴 및 압착패턴가 일치되도록 원단과 압착팁을 정렬시키는 제2정렬수단의 목적은 원단의 위치, 압착팁의 위치, 원단의 이송속도, 압착팁의 동작속도 등을 조절하는 방식으로 달성될 수 있는데, 바람직하게는 압착팁의 위치 또는 동작속도를 조절함으로써 달성될 수 있다.
전술한 제2정렬수단은 접착제 위치측정장치 및/또는 가열팁 위치조정장치를 포함할 수 있으며, 이들을 컴퓨터로써 함께 제어함으로써 상기 정렬공정을 더욱 정밀하게 수행할 수 있으며, 더나가서 자동화할 수도 있다.
상술한 제1정렬수단 및 제2정렬수단은 인쇄분야에서 2가지 이상의 색상을 인쇄하는 인쇄기법, 예를들면 3가지 색상을 각각 인쇄하는 3도 인쇄기법 또는 4가지 색상을 각각 인쇄하는 4도 인쇄기법에서와 유사한 기술 및 장치를 사용할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 인쇄패턴 및 압착패턴은 패턴 중심선을 기준으로 패턴(형태)가 서로 중첩될 수 있으면서 서로의 크기(폭)차이가 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하가 되도록 하는 것이 좋다.
권취수단(160)은 연속적으로 제조된 이중원단(161)을 임의의 냉각과정을 거친 후에 롤(162) 형태로 권취하는 수단을 지칭하지만, 반드시 권취롤 형태로 한정되는 것은 아니며, 이송하기 좋은 형태로 수합할 수 있다. 접합공정에서 제조된 이중원단은 권취수단에서 그 대로 또는 롤 또는 다른 형태로 수합하여, 후속하는 다운제품 제조공정, 예를들면 마카 및 재단공정으로 바로 이송될 수도 있다.
한편, 안감원단 및 겉감원단에서 시작하여, 도 2에 기재된 제조장치에서 다운제품 제조용 이중원단을 제조하는 공정을 순서에 따라 설명하면 다음과 같다.
안감원단(101)은 투입수단(110)에 설치된 안감원단롤(111)로부터 풀려나와 인쇄수단(120)으로 이송된다. 인쇄수단(120)의 안감인쇄장치(121)는, 도 2에서는 롤러인쇄기법으로 도시되어 있는데, 공급된 안감원단(101)의 내면에 소정의 인쇄패턴으로 접착액(103)을 인쇄한다. 접착액(103)이 인쇄된 안감원단(101)은 텐터기와 같은 건조수단(130)으로 이송되어 소정의 온도 및 소정의 시간 동안 건조된다.
또, 겉감원단(102)은 투입수단(110)에 설치된 겉감원단롤(112)로부터 풀려나와 후속공정으로 이송된다. 겉감원단(102)에 접착액을 인쇄하지않을 경우에는 바로 건조단계 또는 합포단계로 이송되며, 접착액을 인쇄하는 경우에는, 겉감원단롤(112)에서 풀려나온 겉감원단(101)의 내면에 겉감인쇄수단(122)를 사용하여 접착액을 소정의 인쇄패턴으로, 바람직하게는 안감원단의 인쇄패턴과 동일한 인쇄패턴으로 인쇄한다. 전술한 겉감인쇄장치(122)는 도 2에 따르면 스크린인쇄기법을 사용하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 인쇄수단, 예를들면 롤러, 프레스를 사용할 수 있다. 접착액(103)이 인쇄된 겉감원단은 텐터기와 같은 건조수단(130)으로 이송되어 소정의 온도 및 소정의 시간동안 건조된다.
접착액(103)이 인쇄 및 건조된 안감원단(101) 및/또는 접착액 (104)이 인쇄 및 건조된 겉감원단(102)은 각각 합포수단(140)으로 이송되고, 접착액(103)의 인쇄패턴 및 접착액(104)의 인쇄패턴이 일치되도록 합포된다. 이때 전술한 인쇄패턴의 위치에 차이가 있어 서로 일치하지 않을 경우에는, 원단 이송속도를 조절함으로써, 또는 이송롤러(142)를 사용하여 겉감원단의 이송거리를 조정함으로써, 인쇄패턴의 차이를 조정할 수 있다.
인쇄패턴이 일치되도록 합포된 안감원단(101) 및 겉감원단(102)은 고주파접합수단(150)으로 이송되고, 고주파접합장치(153)의 압착팁(154)으로 인쇄패턴의 위치에서 원단을 압착하면서 고주파가열을 수행하여, 안감원단 및 겉감원단은 접착제에서 유래하는 접합선으로 결합시킴으로써, 이중원단(161)을 제조할 수 있다. 제조된 이중원단(161)은 권취하여 이중원단 권취롤(162)을 형성시킨다.
도 3은 선행기술 (대한민국 실용신안출원 20-2006-0022001호)에 예시된 다운제품용 이중원단의 제조장치를 보여주는 도면으로서, 접착장치부(230), 접합장치부(232) 및 건조장치부(234)를 포함하고 있다. 오리털의류의 내피가 되는 안감(101)이 공급되어 접착장치부(230)로 공급되며, 여기서 접착제주입기(도시 생략)에 의해 접착제가 안감에 도포된다. 상기 접착제주입기는 접착제가 파형을 형성하도록 지그재그로 왕복이동하면서 접착제를 주입하도록 되어 있다. 접착장치부(230)에서 접착제가 도포된 안감(101)는 접합장치부(232)로 공급되는데, 상부 일측으로부터 오리털의류의 외피가 외는 겉감(102)이 함께 접합장치부(232)로 공급된다. 접착제가 도포된 안감(101) 및 상부로부터 공급된 겉감(102)는 여기서 합포되는데, 합포된 원단들은 함께 건조장치부(234)로 공급되며, 여기서 안감 및 겉감이 결합되어 이중원단(161)을 형성한다. 결과된 이중원단(161)은 건조장치부(232)를 지나 최종적으로 권취되어 권취롤(162) 형태로 수득된다.
도 3의 제조장치 및 이를 사용하는 선행기술을 살펴보면, 첫째, 인쇄패턴과 압착패턴을 일치시킨다는 개념이 없으며, 둘째, 접착제 도포방법이 상이하며, 셋째, 접착제의 유형이 상이하며, 넷째, 건조단계 및 가열압착단계의 순서가 서로 상이하다는 차이가 있다.
한편, 도 4는 롤러 인쇄장치(121)를 사용하여 원단에 접착제를 인쇄하는 방식을 순서에 따라 설명해주는 도면으로서, 롤러인쇄장치(121)는 접착액 공급기(128), 릴리즈 롤러(127), 메인롤러(125) 및 가이드나이프(129)를 기본적으로 포함한다. 도면에서, 접착액(103)은 접착액 용기(128)에서 릴리즈 롤러(127)로 공급되고 [참조: 그림 (a)], 이어서 인쇄패턴이 새겨진 메인롤러(125)의 홈(124)으로 전달되며 [참조: 그림 (b) 및 (c)], 이렇게 메인롤러의 홈(125)에 전달된 접착액은 원단과 접촉할 때 원단표면으로 묻어나면서 원단으로 전달된다 [참조: 그림 (d), (e) 및 (f)]. 이렇게 원단에 인쇄된 접착액 (103)는 후속하는 건조장치에서 건조되어 원단에 고착될 수 있다. 롤러 인쇄장치(121)는 메인롤러의 홈(124) (인쇄패턴이 음각된 부분) 이외에 묻은 인쇄를 제거하기 위한 가이드 나이프(129)를 더욱 포함할 수 있다.
도 5a는 인쇄수단(130)에서 사용되며 소정의 인쇄패턴으로 홈부(124)가 음각된 프레스(123) 및 고주파접합수단(150)에서 사용되며 전술한 인쇄패턴과 동일한 압착패턴으로 돌출부(154)가 형성된 프레스(153)를 보여주는 도면이고, 도 5b는 도 5a에서 인쇄수단 및 접합수단이 프레스가 아닌 롤러 형태를 가질 경우를 도시한 도면으로, 소정의 인쇄패턴으로 홈부(124)가 음각된 롤러(125) 및 전술한 안쇄패턴과 동일한 압착패턴으로 돌출부(153)이 양각된 롤러(152)를 보여주고 있다. 전술한 프레스(123) 및 롤러(125)에서, 좌측의 빗금 단면은 절단면을 의미하며, 음각된 홈(124)는 양 말단이 막혀있거나 (도 11a 및 도 11b), 뚫려 있을 수 있다.
상기 도 5a 및 도 5b에 있어서, 음각된 홈(124)의 인쇄패턴 및 돌출된 압착팁(154)의 압착패턴은 형상 및 크기가 서로 대응동일하며, 구체적으로 패턴 중심선을 기준으로 패턴(형태)가 서로 중첩될 수 있으면서 서로의 크기(폭) 차이가 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하이다. 홈(124)의 깊이와 압착팁(154)의 높이는 서로 대응하는 것은 아니라 각자 독립적으로 선택될 수 있는데, 예를들면, 홈부(124)는 일반적으로 0.5~5mm, 바람직하게는 1~3mm의 깊이 및 1~10mm의 폭(너비)을 가질 수 있으며, 압착팁(154)는 1~30mm, 바람직하게는 5~20mm의 높이 및 1~10mm의 폭을 가질 수 있다. 한편, 인쇄수단이 인쇄스크린이라면, 패턴은 일반적으로 1~10 mm의 폭을 가질 수 있다.
도 6은 인쇄패턴과 압착패턴의 일치에 대한 개념을 보여주는 개념도로서, 돌출된 압착팁(154)의 압착패턴, 겉감(102)에 인쇄된 접착제(104)의 인쇄패턴 및 안감(103)에 인쇄된 접착제(105)의 인쇄패턴은, 일점쇄선을 따라 일치되도록 정렬되어 있는 것을 보여준다.
본 발명에 따르면, 인쇄수단 및 압착수단은 동일한 유형의 장치, 즉 인쇄프레스-압착프레스의 조합 또는 인쇄롤러-압착롤러의 조합을 선택할 수 있고, 서로 다른 유형의 조합, 예를들면 인쇄프레스-압착롤러, 인쇄롤러-압착프레스, 또는 인쇄스크린-압착프레스의 조합을 선택할 수 있다.
도 7은 적절히 건조된 접착액이 고주파접합 공정에서 보여주는 거동 및 결과된 패턴접합선의 형태를 설명해주는 도면이다. 그림 (a)는 고주파접합 공정 전의 상태로서, 안감(101)과 겉감(102)이 합포되어 있고, 동시에 안감(101)에 인쇄된 접착액(103)의 인쇄패턴과 압착팁(154)의 압착패턴이 서로 일치하도록 정렬되어 있는 상태를 보여주며; 그림 (b)는 고주파접합이 진행되고 있는 상태로서, 압착팁(154)는 겉감(102)을 압착하여 패턴선(108)을 형성하고, 동시에 접착액을 가열하여 경화반응시킴으로써 접합선(107)을 형성하는 것을 보여주며; 및 그림 (c)는 고주파접합 공정이 완결된 후의 상태로서, 안감(101) 및 겉감(103)은 접착제에서 유래하는 접합선(107)에 의해 결합되어 있고, 겉감(103)의 표면에 패턴선(108)이 형성되어 있는 것을 보여준다. 이때, 접착액은 적절히 건조되어 있기 때문에, 고주파가열 및 압착시에 흘러내리거나 퍼져나가지 않고 고주파가열 영역 내에서 경화반응을 진행할 수 있으며, 결과적으로 패턴접합선의 품질(선명도,마감) 및 물성(접착력,내구성)이 우수하게 된다.
도 8은 적절히 건조되지 않거나 유동성이 높은 접착액이 고주파접합 공정에서 보여주는 거동 및 결과된 패턴접합선의 형태를 설멸해주는 도면이다. 도 8의 그림 (a), (b) 및 (c)는 도 7의 그림 (a), (b) 및 (c)에 대응한다. 다만, 안감(102)에 인쇄된 접착액(103)은 고유동성이어서, 고주파접합(그림 b) 시에 경화반응에 의한 접합선(107)의 형성 이전에, 점선으로 표시된 고주파가열 범위 밖으로 퍼져나가는 것을 보여준다. 고주파가열 범위 밖으로 퍼져나간 접착액은, 경화반응을 진행할 경우에는 접합예정선 바깥의 원단에 부착하여 접합선의 마감을 불량하게 만들 수 있으며, 경화반응을 진행하지 않고 미반응 접착액 (107로 도시된 부분에서 ▒으로 표시된 부분)으로 잔류하면, 추후에 격실 내의 다운을 엉키게 할 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 전술한 접합수단(150)은 예를들면, 고주파 유도가열장치, 고주파 유전가열장치, 마이크로파 가열장치 등에서 선택될 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 5MHz~50 MHz의 고주파를 사용하는 유전가열 장치를 바람직하게 사용할 수 있다.
도 9는 고주파 유전가열 방식의 접합수단에 의한 접합공정을 설명하는 도면이다.
그림 (a)에 도시된 바처럼, 압착프레스(153) 및 받침대(158)의 내부에는 각각 고주파회로(157) 및 고주파회로(159)가 설치되어 있으며, 상기 압착프레스(153)의 말단에 부착된 돌출부(154)는 압착팁으로 작용한다.
그림 (b)에 도시된 바처럼, 유전가열방식에서는, 전술한 2개의 고주파회로 코일 (157 및 159)의 자력선 내에 위치하는 접착제(103 및 104)는 유전가열에 의해 선택적으로 가열된다. 상기 자력선 내에 위치하는 원단도 경우에 따라서는 가열될 수 있다. 전술한 압착프레스(153)에서의 고주파 조사 및 돌출부(154)의 압착이 원단표면의 동일 영역에서 동시에 수행되고, 접착제의 경화에 의한 내부 접합선과 압착팁의 압착에 의한 표면 패턴선이 동시에 형성될 수 있다. 반면, 유도가열 방식에서는, 접착제를 직접 가열하거나 접착제가 열을 발생하도록 하는 방식이 아니고, 유도회로 내부에서 발생한 열이 돌출부로 전달 또는 전도되고, 돌출부의 열이 전도에 의해 원단내부의 접착제로 전달또는 전도되어 접착제의 경화반응을 일으킨다.
그림 (c)에 도시된 바처럼, 소정의 인쇄패턴으로 인쇄된 접착제(103 및 104)와 인쇄패턴과 동일한 압착패턴을 갖는 가열팁(154)이 서로 일치한 상태에서 가열압착된다면, 고주파 유도가열에서와 동일하게, 우수한 접착강도를 갖는 접합선(107) 및 우수한 마감품질의 패턴선(108)을 동일한 패턴으로 동시에 수득할 수 있게 된다.
다만, 고주파 유전가열 방식에서는 원하는 접착제 가열온도 및 접착제의 유전가열상수를 고려하여 적용하는 고주파의 주파수, 조사시간 및 전력을 적절히 선택하는 것이 필요하다.
만일 인쇄패턴과 압착패턴이 일치하지 않는 상태에서 고주파 유전가열 방식으로 접합공정이 수행된다면, 자력선 영역 외부에 위치하는 접착제는 가열되지 않아 경화를 진행하지 않거나 경화를 진행하더라도 압착되지 않을 수도 있기 때문에, 원단 내부의 접합선의 불균일성 및 접합선과 패턴선의 불일치로 인해, 패턴선 마감도 불량하고 일부 패턴선 부분에서는 안감 및 겉감이 서로 접합되지 않을 수도 있다.
한편, 고주파 유도가열 방식의 접합수단을 사용하는 경우, 돌출부는 압착가열팁으로 작용하며, 접착제는 압착가열팁에서 발생하여 원단을 통해 전달된 열에 의해 가열된다. 압착가열팁은 인쇄패턴들이 일치된 채로 합포된 원단들을 압착패턴에 따라 가열압착하는데, 만일 인쇄패턴과 압착패턴이 동일하고 서로 일치한 상태에서 가열압착된다면, 원단 내부에는 압착패턴을 따라 경화된 접착제가 형성하는 접합선 및 원단표면에는 압착패턴를 따라 형성된 패턴선이 동시에 동일한 패턴으로 형성된다. 이럴 경우, 접합선 (즉 격실구분선)의 접합강도 및 패턴선의 마감품질이 매우 우수하게 된다. 다만, 고주파 유도가열 방식에서는, 원단 표면의 온도가 지나치게 올라가지 않도록 압착가열팁의 온도 및 압착시간을 적절히 조절하는 것이 필요하다.
만일 인쇄패턴과 압착패턴이 일치하지 않는 상태에서 고주파접합이 수행된다면, 가열압착팁의 영역 외부에 위치하는 접착제는 경화반응을 진행하지 않거나 경화반응을 진행하더라도 압착되지 않을 수도 있기 때문에, 상기에서와 동일하게, 원단 내부의 접합선의 불균일성 및 접합선과 패턴선의 불일치로 인해, 패턴선 마감도 불량하고 일부 패턴선 부분에서는 안감 및 겉감이 서로 접합되지 않을 수도 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따르면, 전술한 인쇄패턴은 압착패턴과 대응되고 형상 및 크기가 실질적으로 동일한데, 구체적으로, 인쇄패턴의 중심선과 압착패턴의 중심선을 일치시켰을 때, 이들의 형상 및 크기(길이 및 폭)의 차이가 20% 이내, 구체적으로는 10% 이내, 바람직하게는 5% 이내이다.
본 발명에 있어서, 롤러 또는 프레스의 재질은 특별히 중요하지 않으며, 본 발명 분야에서 통상적으로 사용되는 재질, 예를들면 금속, 합금 또는 세라믹을 사용할 수 있다. 또 고주파가열용 롤러의 재질 및 구조는 선행기술에 따라 선택될 수 있다.
고주파가열용 롤러의 표면에 형성된 압착패턴의 돌출부는 상기 롤러에 양각되거나 주조, 용접 등의 방식으로 부착된 것일 수도 있다.
본 발명의 방법은 의류산업, 침구류산업 및 봉제산업에서 산업적으로 이용될 수 있으며, 특히 다운재킷, 다운침구 등과 같은 다운제품의 제조분야에서 유용하게 활용될 수 있다.
110: 투입수단 120: 인쇄수단
130: 건조수단 140: 합포수단
150: 접합수단 160: 권취수단
101, 102: 안감 및 겉감
111, 112: 안감원단롤 및 겉감원단롤
103, 104: 접착제
107, 108: 접합선(경화된 접착제) 및 패턴선
121, 122: 안감 및 겉감 인쇄장치
123, 125: 인쇄용 프레스 및 롤러(메인롤러)
127, 129: 릴리즈롤러 및 가이드나이프
153, 155: 압착용 프레스 및 롤러
124: 홈 (음각) 154: 돌출부 (압착팁)
142: 가변롤러 143: 합포용 롤러
161: 이중원단 162: 이중원단 권취롤
230: 접착장치부 (선행기술)
232: 접합장치부 (선행기술)
234: 건조장치부 (선행기술)

Claims (12)

  1. 다운제품용 이중원단의 제조 장치으로서, 하기의 인쇄수단, 건조수단, 합포수단 및 접합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다운제품용 이중원단의 제조 장치:
    - 소정의 인쇄패턴이 새겨진 인쇄수단을 구비하고 있으며, 접착제를 전술한 인쇄패턴으로 원단에 인쇄하는 인쇄수단;
    - 원단에 인쇄된 접착제가 합포과정에서 묻어나지 않도록 건조 또는 고화시키는 건조수단;
    - 접착제가 인쇄된 원단들을 접근 및 밀착시키는 합포수단; 및
    - 소정의 압착패턴을 갖는 돌출부가 형성된 압착수단을 구비하고 있으며, 상기 압착수단으로써 압착하면서 고주파가열에 의해 접착제를 경화시킴으로써, 원단을 경화된 접착제로써 접합시키는 접합수단;
    여기서, 전술한 인쇄패턴 및 압착패턴은 패턴 중심선을 기준으로 패턴(형태)가 서로 중첩될 수 있으면서 서로의 폭의 차이가 20% 이하임.
  2. 제 1 항에 있어서, 전술한 인쇄수단은 스탬핑 인쇄수단, 압연 프레스 인쇄수단, 롤러 인쇄수단 또는 스크린 인쇄수단으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 전술한 인쇄수단에서 사용되는 인쇄용 프레스 또는 롤러에는 소정의 인쇄패턴을 갖는 홈이 0.5~10mm의 깊이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 전술한 인쇄수단은 안감원단용 접착제 인쇄수단 및 겉감원단용 접착제 인쇄수단을 둘다 구비하는 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 전술한 건조수단은 열풍건조기 또는 텐터기인 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 전술한 합포수단은 상부 원단의 접착제 인쇄패턴 및 하부 원단의 접착제 인쇄패턴의 상대위치를 조정하기 위해 제1정렬수단 (원단위치 조정수단)을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 전술한 접합수단은 압연 프레스 또는 롤러에서 선택되는 압착수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 전술한 압착용 압연프레스 또는 롤러의 표면에는 소정의 압착패턴을 갖는 돌출부가 5~20 mm의 높이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 전술한 접합수단은 5MHz~50 MHz의 고주파를 사용하는 유전가열 장치인 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 전술한 접합수단은 원단에 인쇄된 접착제의 위치 또는 압착팁의 위치를 조절하여 이들의 상대위치를 조정할 수 있는 제2정렬수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 전술한 제2정렬수단은, 접착제의 인쇄패턴의 중심선 및 돌출부의 압착패턴의 중심선을 일치시켜, 상기 인쇄패턴 및 상기 압착패턴의 상대위치가 동일하게 중첩될 수 있도록 조정하는 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 전술한 인쇄수단의 인쇄패턴 및 접합수단의 압착패턴은 폭이 각각 1~10 mm에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 다운제품용 이중원단의 제조장치.
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