KR101545151B1 - Apparatus and Method of Manufacturing Carbon Coating Fiber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄소 코팅사 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반 섬유사를 탄소 콜로이드 용액에 딥핑하여 그 표면에 탄소 코팅층을 형성하는 탄소 코팅사 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing carbon coated yarn, and more particularly, to a carbon coated yarn manufacturing apparatus and method for dipping general fiber yarn into a carbon colloid solution to form a carbon coating layer on the surface thereof.
탄소 코팅사를 발열체로 사용하는 면상발열체가 널리 사용되고 있다. 탄소 섬유사는 원적외선 방사율이 매우 우수하기 때문에 복사열에 의한 가열이 가능하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있으며 부가적으로 원적외선의 여러 가지 유용한 효과를 이용할 수 있는 장점이 있다. Surface heating elements using carbon coated yarns as heating elements are widely used. Since the carbon fiber yarn has a very good far infrared ray emissivity, it can be heated by radiant heat, thereby improving the energy efficiency. Further, the carbon fiber yarn has the advantage of utilizing various useful effects of the far infrared ray.
탄소 코팅사는 일반 섬유사에 탄소액을 딥핑하는 방법이 사용되고 있다. 탄소 코팅사는 코팅되는 탄소층의 두께의 균일성이 요구되고 있다. 탄소층의 불균일한 코팅은 발열층의 형성이 일정하지 않고 저항의 변화폭이 너무 넓어 발열효과가 저하되며, 전기 소모량이 많아지는 문제가 발생한다.The carbon-coated cloth is dipped in a small amount of carbon fiber on a plain fiber cloth. Carbon coating yarns are required to have a uniform thickness of the carbon layer to be coated. Uneven coating of the carbon layer causes a problem that the formation of the heating layer is not constant and the variation of the resistance is too wide to reduce the heat generating effect and increase the electric consumption.
등록특허 제10-0767781호에서는 탄소층의 코팅 두께를 균일하게 하는 공정을 도입한 제조장치 및 방법을 소개한다. Japanese Patent Application No. 10-0767781 discloses a manufacturing apparatus and a manufacturing method in which a process of uniformizing the coating thickness of the carbon layer is introduced.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 탄소 코팅사의 탄소코팅 두께가 전체적으로 균일하게 할 수 있는 탄소 코팅사 제조장치 및 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for manufacturing a carbon-coated yarn in which the carbon coating thickness of the carbon-coated yarn can be made uniform as a whole.
본 발명의 다른 목적은 열전도성이 우수하고 전기저항이 일정한 탄소 코팅사 제조장치 및 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for manufacturing a carbon-coated yarn excellent in thermal conductivity and having a constant electric resistance.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 탄소 코팅사 제조장치는 일반 섬유사를 공급하는 공급부와, 공급부로부터 공급된 일반 섬유사를 탄소 용액으로 코팅하는 함침조와, 제1방향으로 회전하면서 함침조로부터 인출되는 탄소 코팅사를 노즐공을 통해 1차 통과시키는 하부노즐과, 하부노즐의 직상방에 위치하고, 제1방향과는 반대 방향으로 회전하면서 하부노즐로부터 인출된 탄소 코팅사를 노즐공을 통해 2차 통과시키는 상부노즐을 포함하는 탄소 코팅사 인출부와, 인출된 탄소 코팅사를 건조하는 건조 챔버와, 건조된 탄소 코팅사를 권취하는 권취보빈을 구비한다. In order to achieve the above object, the carbon-coated yarn manufacturing apparatus of the present invention comprises a supply unit for supplying a general fiber yarn, a dipping tank for coating a general fiber yarn supplied from the supply unit with a carbon solution, And a carbon coating yarn drawn from the lower nozzle while being rotated in a direction opposite to the first direction and positioned in the upper right chamber of the lower nozzle, A drying chamber for drying the drawn carbon coated yarn, and a winding bobbin for winding the dried carbon coated yarn.
본 발명에서 하부노즐의 노즐공의 내경 보다 상기 상부노즐의 노즐공의 내경이 더 작은 것이 바람직하다. 여기서 하부노즐의 노즐공의 내경은 0.6mm ~ 1.0mm이고 상부노즐의 노즐공의 내경은 0.5mm ~ 0.9mm일 수 있다. 특히 하부노즐의 노즐공의 내경은 0.9mm이고 상부노즐의 노즐공의 내경은 0.8mm인 것이 더욱 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the inner diameter of the nozzle hole of the upper nozzle is smaller than the inner diameter of the nozzle hole of the lower nozzle. Here, the inner diameter of the nozzle hole of the lower nozzle may be 0.6 mm to 1.0 mm, and the inner diameter of the nozzle hole of the upper nozzle may be 0.5 mm to 0.9 mm. More preferably, the inner diameter of the nozzle hole of the lower nozzle is 0.9 mm and the inner diameter of the nozzle hole of the upper nozzle is 0.8 mm.
본 발명에서 하부노즐 및 상부노즐은 하나의 모터에 의해 동일 속도로 회전하는 것이 좋다. In the present invention, the lower nozzle and the upper nozzle are preferably rotated at the same speed by a single motor.
본 발명에서 탄소 코팅사 인출부는 상판과 하판을 가진 하우징과, 하우징의 상판에 고정된 모터와, 모터의 회전축에 고정되고 상판으로부터 하판까지 연장된 구동기어와, 하우징의 하판에 회전 가능하게 축설되고, 구동기어에 치합된 제1감속기어와, 하우징의 하판에 회전 가능하게 축설되고 외주면에 제1감속기어와 치합된 제1종동기어가 형성된 하부노즐과, 하우징의 상판에 회전 가능하게 축설되고, 구동기어에 치합된 제2감속기어와, 하우징의 상판에 회전 가능하게 축설되고 제2감속기어에 치합된 방향전환기어와, 하부노즐의 직상방의 하우징 상판에 회전 가능하게 축설되고, 외주면에 방향전환기어와 치합된 제2종동기어가 형성된 상부노즐을 구비한다. In the present invention, the carbon coated yarn withdrawing portion includes a housing having an upper plate and a lower plate, a motor fixed to the upper plate of the housing, a driving gear fixed to the rotating shaft of the motor and extending from the upper plate to the lower plate, A lower nozzle rotatably provided on a lower plate of the housing and having a first driven gear engaged with a first reduction gear on an outer circumferential surface thereof, A direction changing gear rotatably housed in the upper plate of the housing and meshed with the second reduction gear, and a second housing that is rotatably housed in the upper housing of the upper chamber of the lower nozzle, And an upper nozzle having a second driven gear meshed with the gear.
본 발명에서 하부노즐은 일반 섬유사의 꼬임 방향과 동일 방향으로 회전하고, 상부노즐은 상기 일반 섬유사의 꼬임 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다. 또한 본 발명에서 하부노즐은 일반 섬유사의 꼬임 방향과 반대 방향으로 회전하고, 상부노즐은 일반 섬유사의 꼬임 방향과 동일 방향으로 회전할 수도 있다. In the present invention, the lower nozzle is rotated in the same direction as the twisting direction of the normal fiber yarn, and the upper nozzle can be rotated in a direction opposite to the twisting direction of the normal fiber yarn. Also, in the present invention, the lower nozzle may be rotated in a direction opposite to the twisting direction of the normal fiber yarn, and the upper nozzle may be rotated in the same direction as the twisting direction of the normal fiber yarn.
본 발명의 일실시예의 제조방법은 함침조에서 탄소 용액이 코팅된 탄소 코팅사의 두께를 균일하게 제어하는 탄소 코팅사 인출부를 포함하는 탄소 코팅사 제조장치에서 탄소 코팅사 인출부는 동일 수직선상에 배치된 하부노즐과 상부노즐을 통과하여 탄소 코팅사를 인출하되, 탄소 코팅사 인출부의 하부노즐은 섬유사의 꼬임 방향과 동일 방향으로 회전하고, 탄소 코팅사 인출부의 상부노즐은 섬유사의 꼬임 방향과 반대 방향으로 회전하여 균일한 코팅 두께를 제어한다. 또한 본 발명의 다른 실시예의 제조방법은 함침조에서 탄소 용액이 코팅된 탄소 코팅사의 두께를 균일하게 제어하는 탄소 코팅사 인출부를 포함하는 탄소 코팅사 제조장치에서 탄소 코팅사 인출부는 동일 수직선상에 배치된 하부노즐과 상부노즐을 통과하여 탄소 코팅사를 인출하되, 탄소 코팅사 인출부의 하부노즐은 섬유사의 꼬임 방향과 반대 방향으로 회전하고, 탄소 코팅사 인출부의 상부노즐은 섬유사의 꼬임 방향과 동일 방향으로 회전하여 균일한 코팅 두께를 제어한다. The manufacturing method of one embodiment of the present invention is a carbon coated yarn manufacturing apparatus including a carbon coated yarn withdrawing portion uniformly controlling the thickness of the carbon coated yarn coated with the carbon solution in the impregnation tank, wherein the carbon coated yarn withdrawing portion is arranged on the same vertical line The lower nozzle of the carbon coated yarn outlet rotates in the same direction as the twist direction of the fiber yarn and the upper nozzle of the carbon coated yarn outlet is rotated in a direction opposite to the twist direction of the fiber yarn Thereby controlling the uniform coating thickness. In another embodiment of the present invention, the carbon coated yarn withdrawing portion is arranged on the same vertical line in the carbon coated yarn producing device including the carbon coated yarn withdrawing portion uniformly controlling the thickness of the carbon coated yarn coated with the carbon solution in the impregnation tank The lower nozzle of the carbon coating yarn discharge portion rotates in a direction opposite to the twisting direction of the fiber yarn and the upper nozzle of the carbon coating yarn discharge portion rotates in the same direction as the twist direction of the fiber yarn To control the uniform coating thickness.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 하부노즐과 상부노즐의 회전방향을 반대로 함으로써 일반섬유사의 표면에 탄소 용액을 균일하게 코팅하고, 침투력이 증진되어 표면 접착력을 향상시키는 효과가 기대할 수 있고, 이에 열전도성이 우수하고 전기저항이 일정하게 유지될 수 있다. As described above according to the embodiments of the present invention as described above, according to the constitution of the present invention, by reversing the rotation direction of the lower nozzle and the upper nozzle, the carbon solution is uniformly coated on the surface of the general fiber yarn, An effect of improving the surface adhesive force can be expected, so that the thermal conductivity is excellent and the electric resistance can be kept constant.
다만, 본 발명의 효과는 상기에서 언급된 효과로 제한되는 것은 아니며, 상기에서 언급되지 않은 다른 효과들은 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned above can be clearly understood by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 탄소 코팅사 제조장치의 개략도.
도 2는 도 1의 탄소 코팅사 인출부(130)의 바람직한 일실시예의 상층 평면도.
도 3은 도 1의 탄소 코팅사 인출부(130)의 바람직한 일실시예의 하층 평면도.
도 4는 도 2의 A-A 선 단면도. 1 is a schematic view of an apparatus for producing carbon coated yarn according to the present invention.
2 is a top plan view of a preferred embodiment of the carbon coated
3 is a bottom plan view of a preferred embodiment of the carbon coated
4 is a cross-sectional view taken along line AA of Fig.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Similar reference numerals have been used for the components in describing each drawing.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시(說示)된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having", etc., are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of other features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
도 1은 본 발명에 의한 탄소 코팅사 제조장치의 개략도를 나타낸다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for producing carbon coated yarn according to the present invention. FIG.
도 1을 참조하면, 탄소 코팅사(10)를 제조하는 장치(110)는 공급부(110), 함침조(120), 탄소 코팅사 인출부(130), 건조챔버(140), 권취 보빈(150)을 포함한다. 1, an
공급부(110)는 다수의 원사를 꼬아서 합사한 일반 섬유사(1)가 감겨진 공급 보빈으로부터 풀어서 장력조절장치, 예컨대 안내 롤러(112)를 통해 일정 장력으로 함침조(120)에 공급한다. 일반 섬유사(1)는 탄소 코팅사의 고강도를 유지할 수 있는 섬유사로 제한없이 사용될 수 있으며, 예로서는 면이나 마 등의 천연 섬유사, 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등의 합성 섬유사, 레이온, 아세테이트 등의 재생섬유나 반합성 섬유사, 유리섬유나 바잘트 섬유 등의 광물질 섬유사 등을 사용할 수 있다. The
함침조(120)는 탄소 콜로이드 용액(122)을 수용한 탱크로 구성되고 탱크 내에 안내롤러(124, 126)가 설치되어 섬유사(1)를 탄소 콜리이드 용액(122) 속에서 수평으로 가이드하면서 합사의 외부 표면에 탄소 콜로이드 용액이 흡착되도록 한다. 안내롤러(124)는 안내롤러(112)로부터 수직 하방의 함침조(120) 내에 위치하여 섬유사의 진행 방향을 수직방향에서 수평방향으로 전환시킨다. 안내롤러(126)는 탄소 코팅사 인출부(130) 수직 하방의 함침조(120) 내에 위치하여 섬유사의 진행 방향을 수평방향에서 수직방향으로 전환시킨다. 함침조(120) 내부에는 탄소 콜로이드 용액을 분산시키는 임펠러가 다수 설치되고, 함침조(120)의 외부 양측에는 탱크와 연통되어 탄소 용액을 순환시키는 순환관이 설치될 수 있다. 탄소 콜로이드 용액(122)이 순환관을 통해 순환할 수 있도록 순환관의 일측에 유압모터가 더 구비되며, 탱크의 내부에는 에어를 분출하는 에어 노즐과 에어를 공급하는 공기 압축기 등이 설치될 수 있다. The
함침조(120) 내에 수용되는 탄소 콜로이드 용액(122) 또는 도전성 용액은 다양하게 구성될 수 있는데, 도전성을 띠는 탄소가 필수적으로 요구되고, 열전도성을 위하여 탄소 입경은 3㎛ 내지 200㎛로 분쇄되는 것이 바람직하며, 또한, 열전도성을 강화하기 위하여 금, 은, 동, 니켈과 같은 비철금속이 혼입되며, 비철 금속의 입경 역시도 탄소 입경과 마찬가지로 3㎛ 내지 200㎛로 분쇄되어 혼입되는 것이 요구된다. 탄소 콜로이드 용액(122)이 합사의 표면에 침투되어 흡수될 수 있도록 접착성 수지가 일정 비율로 혼합되어야 하며, 상기 접착성 수지로는 실리콘 폴리머나 폴리 우레탄 등이 사용된다. 이때, 실리콘 폴리머나 폴리우레탄과 같은 합성수지는 비전도성을 나타내기 때문에 통전을 위하여 도전성의 질산은이나 질산은나트륨이 함유된 재료가 혼합되는 것이 바람직하다. 그 밖에 실로이드, 톨루엔, MEK, PC2000 등이나 제품의 특별한 특성을 고려한 첨가물(신축성, 나노, 향)을 더 첨가될 수 있다. 그리고 접착성과 열전도성을 모두 충족시키기 위하여 탄소 입자, 비철 금속 입자 그리고 접착성 수지의 배합비율은 3 : 2 : 5로 정하는 것이 바람직하나, 요구되는 코팅사의 저항값에 따라 그 혼합비율은 변화될 수 있다. 예컨대, 일 실시예로 8~12%의 탄소, 10~20%의 흑연, 30~50%의 우레탄 계열 접착제, 8~16%의 메탄올, 5~10%의 톨루엔 유기용제, 및 5~10%의 엠이케이(MEK; MethylEthyl Ketene) 유기용제를 포함하여 구성될 수 있다.The
함침조(120)내에서 액상탄소가 흡착된 상태의 일반 섬유사는 흡착상태가 균일하지 않고, 함유된 양도 정확하지 않기 때문에 발열특성이 균일하지 않고, 저항치가 가변적이 될 수밖에 없기 때문에 발열체로서 사용하기에는 부적합하게 된다. 따라서 함유량을 정확히 유지하고, 흡착이 균일하게 이루어지도록 제어하는 것이 가장 중요하다. The ordinary fiber yarn in the state in which the liquid carbon is adsorbed in the
탄소 코팅사 인출부(130)는 함침조(130) 상방에 위치하여 탄소 콜로이드 용액에 표면에 흡착된 섬유사를 노즐공을 통해 통과시키면서 표면의 코팅 두께를 일정 두께로 제어한다. The carbon coating
도 2는 탄소 코팅사 인출부(130)의 상층 평면도이고 도 3은 하층 평면도이고, 도 4는 도 2의 A-A 선 단면도이다. 2 is a top plan view of the carbon coated yarn lead-out
도면을 참조하면, 탄소 코팅사 인출부(130)는 하우징(131), 상부노즐(132), 모터축(133), 제1감속기어(134), 방향전환기어(135), 하부노즐(136), 제2감속기어(137), 모터(M)를 포함한다. Referring to the drawing, the carbon coated
하우징(131)은 상판(131a)과 하판(131b)을 포함한다. 상판(131a)에는 모터(M)와 상부노즐(132)이 설치된다. 하판(131b)에는 하부노즐(136)이 설치된다. 상부노즐(132)은 상판(131a)에 회전 가능하게 축설되고, 하부노즐(136)은 하판(131b)에 회전 가능하게 축설된다. The
상부노즐(132)은 중심에 노즐공(132a)이 형성된 파이프 형상으로 외주면에는 제1종동기어(132b)가 일체로 형성된다. 노즐공(132a)의 입구(132c)는 상부로 갈수록 내경이 좁아지는 테이퍼 형상을 한다. The
하부노즐(136)은 중심에 노즐공(136a)이 형성된 파이프 형상으로 외주면에는 제2종동기어(136b)가 일체로 형성된다. 노즐공(136a)의 입구(136f)는 상부로 갈수록 내경이 좁아지는 테이퍼 형상을 한다. 하부노즐(136)의 노즐공 출구 주위는 돌출환테(136c)로 둘러싸여 출구와 돌출환테 사이에는 낙액 수납공간(136d)이 형성된다. 낙액 수납공간(136d)의 바닥에는 낙액 배수구(136e)가 형성되어 낙액 수납공간(136d)에 고인 낙액은 하방에 위치한 함침조(120)로 배수된다. The
상부노즐(132)의 노즐공(132a)의 중심선과 하부노즐(136)의 노줄공(136a)의 중심선은 동일 선상에 위치한다. 따라서 하부노즐(136)의 직상방에 상부노즐(132)이 위치하게 된다. 그러므로 상부노즐(132)의 입구에서 떨어지는 탄소 콜로이드 용액(122)의 낙액은 하방에 위치한 하부노즐(136)의 낙액 수납공간(136d)에 수납된 다음에 낙액 배수구(136e)를 통해 함침조(120)로 낙하된다. The center line of the
상부노즐(132)의 노즐공(132a) 내경은 하부노즐(136)의 노즐공(136a) 내경 보다 작게 형성된다. 예컨대 노즐공(136a) 내경이 0.9mm이면 노즐공(132a) 내경은 0.8mm로 형성된다. The inner diameter of the
상부노즐(132)의 제1종동기어(132b)는 방향전환기어(135)에 치합되고, 방향전환기어(135)는 제1감속기어(134)에 치합되고, 제1감속기어(134)는 구동기어(133)에 치합된다. 구동기어(133)는 모터(M)의 회전축에 결합된다. 구동기어(133)는 상판(131a)의 축공을 통하여 하방의 하판(131b)까지 연장된다. 구동기어(133)는 하판(131b) 상에서 제2감속기어(137)에 치합되고, 제2감속기어(137)는 하부노즐(136)의 제2종동기어(136b)에 치합된다.The first driven
따라서, 모터(M)의 회전력이 구동기어(133)에 전달되면 구동기어(133)는 도시한 화살표 방향(시계방향)으로 회전한다. 이에 구동기어(133)에 치합된 제1감속기어(134) 및 제2감속기어(137)는 반시계방향으로 회전한다. 제2감속기어(137)에 치합된 제2종동기어(136b)는 시계방향으로 회전되므로 하부노즐(136)은 시계방향으로 회전하게 된다. 한편, 제1감속기어(134)에 방향전환기어(135)를 통해 회전력을 전달받은 제1종동기어(132b)는 반시계방향으로 회전하고, 이에 상부노즐(132)은 반시계방향으로 회전하게 된다.Therefore, when the rotational force of the motor M is transmitted to the
따라서 상부노즐(132)이 반시계방향으로 회전하는 동안 하부노즐(136)은 시계방향으로 회전하게 되므로 서로 반대 방향으로 회전하게 된다. 회전 방향은 서로 반대이지만 제1감속기어(134) 및 제2감속기어(137)의 감속비가 동일하므로 상부노즐(132)과 하부노즐(136)은 동일 회전속도를 유지할 수 있다. 여기서 상부노즐(132)과 하부노즐(136)은 제1감속기어(134) 및 제2감속기어(137)의 감속비를 달리하여 서로 다른 회전속도로 회전시킬 수도 있다.Accordingly, while the
이와 같이 하부노즐(136)에 의해 함침조(120)에서 탄소 콜로이드 용액이 코팅된 섬유사를 1차로 일정 두께로 제어하고, 상부노즐(132)에 의해 1차 두께 조정된 섬유사의 코팅 두께를 2차로 원하는 두께로 제어할 수 있다. The fiber yarn coated with the carbon colloid solution is controlled to have a first predetermined thickness by the
하나의 방법으로는 하부노즐(136)의 시계방향 회전이 일반 섬유사(1)의 합사과정에서 꼬인 방향과 반대 방향으로 하면 합사된 원사들의 꼬임이 풀리는 방향으로 회전되므로 원사들 사이로 탄소용액을 보다 원활하게 흡착시킬 수 있다. 상부노즐(132)에서는 꼬임 방향으로 회전하여 하부노즐에서 꼬임 풀림을 원래 꼬임 상태로 복원하면서 보작 타이트하게 균일한 두께 조절을 할 수 있다. 따라서 탄소용액의 흡착효과를 효과적으로 상승시킬 수 있다. In one method, the clockwise rotation of the
다른 하나의 방법으로는 하부노즐(136)의 시계방향 회전이 일반 섬유사(1)의 합사과정에서 꼬인 방향과 동일 방향으로 하면 합사된 원사들은 더욱 강하게 꼬이는 방향으로 회전되므로 원사들 사이의 탄소용액을 짜내어 균일한 상태로 할 수 있다. 그러나 균일한 두께 조절에는 좋으나 타이트한 꼬임에 의해 섬유사의 장력이 증가될 경우 절단될 우려가 있다. 또한 코팅 방향이 하나의 회전 방향으로 제어되므로 코팅 표면에 회전 방향을 따라 굴곡이 형성될 수 있다. 따라서 상부노즐(132)은 꼬임 반대 방향으로 회전하면서 하부노즐(136)에 의해 증가된 장력을 완화시키면서 코팅 표면의 회전방향 자국을 제거할 수 있으므로 보다 균일한 두께 제어가 가능하게 된다. In the other method, when the clockwise rotation of the
건조 챔버(140)는 수평방향으로 연장된 건조공간을 포함한다. 입구의 안내롤러(142)와 출구의 안내롤러(144)를 포함한다. 안내롤러(142)는 탄소 코팅사 인출부(130)의 직상방에 위치하여 탄소 코팅사 인출부(130)로부터 인출된 탄소 코팅사(10)를 수직방향에서 수평방향으로 안내하고, 안내롤러(144)는 건조된 탄소 코팅사(10)를 수평방향에서 수직방향으로 안내한다. The drying
건조 챔버(140)는 열풍기에서 건조한 공기가 방출되고, 열선판에서 적외선이 방사되면서, 외부와 단열재에 의하여 차단된 건조 공간(146)의 내부 온도는 상승하게 된다. 탄소 함침공정에서 코팅된 탄소 코팅사(10)는 그 표면에 도포된 탄소용액(122)이 아직 건조되기 전에 있기 때문에 아직 그 두께가 유동적이고, 노즐(430)을 통해 최종 결정된 도포량에 변화가 올 수 있어 이를 조기에 건조시켜야 할 필요성이 있다. 따라서, 탄소 코팅사(10)가 건조공간(146) 내부를 이동하면서 건조될 수 있는 충분한 이동 공간이 확보되어야 한다. 그리고 탄소 코팅사(10)가 이동하면서 단계적으로 건조될 수 있도록 건조실의 내부 온도를 각 단계별로 차등을 둘 수도 있다. In the drying
건조공간(146) 내부의 건조 온도는 대체로 100℃ 내지 150℃ 범위 내에서 조절될 수 있다. 본 실시예의 제조공정에서는 이동 속도를 3m/min로 결정하는 것이 바람직하나, 탄소용액의 건조 조건에 따라 조절가능하다. The drying temperature inside the drying
권취보빈(150)은 건조챔버(140)의 출구 하방에 위치한 안내롤러(152)를 통해 건조된 탄소 코팅사(10)를 일정 권취 속도로 권취한다. 권취속도는 탄소 코팅사의 이송 속도를 결정한다. 따라서 대략 5~12m/분의 속도로 이송하도록 속도를 설정하는 것이 바람직하나, 필요에 따라 더 빠르게 하거나 더 느리게도 할 수 있다.The winding
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
Claims (10)
상기 공급부로부터 공급된 일반 섬유사를 탄소 용액으로 코팅하는 함침조;
제1방향으로 회전하면서 상기 함침조로부터 인출되는 탄소 코팅사를 노즐공을 통해 1차 통과시키는 하부노즐과, 상기 하부노즐의 직상방에 위치하고, 상기 제1방향과는 반대 방향으로 회전하면서 상기 하부노즐로부터 인출된 탄소 코팅사를 노즐공을 통해 2차 통과시키는 상부노즐을 포함하는 탄소 코팅사 인출부;
인출된 탄소 코팅사를 건조하는 건조 챔버; 및
건조된 탄소 코팅사를 권취하는 권취보빈을 구비하고,
상기 탄소 코팅사 인출부는
상판과 하판을 가진 하우징;
상기 하우징의 상판에 고정된 모터;
상기 모터의 회전축에 고정되고 상기 상판으로부터 하판까지 연장된 구동기어;
상기 하우징의 하판에 회전 가능하게 축설되고, 상기 구동기어에 치합된 제1감속기어;
상기 하우징의 하판에 회전 가능하게 축설되고 외주면에 상기 제1감속기어와 치합된 제1종동기어가 형성된 하부노즐;
상기 하우징의 상판에 회전 가능하게 축설되고, 상기 구동기어에 치합된 제2감속기어;
상기 하우징의 상판에 회전 가능하게 축설되고 상기 제2감속기어에 치합된 방향전환기어; 및
상기 하부노즐의 직상방의 상기 하우징 상판에 회전 가능하게 축설되고, 외주면에 상기 방향전환기어와 치합된 제2종동기어가 형성된 상부노즐을 구비한 탄소 코팅사 제조장치. A supply unit for supplying general fiber yarn;
An impregnation tank for coating a general fiber yarn supplied from the supply unit with a carbon solution;
A lower nozzle which is rotated in a first direction and through which a carbon-coated yarn drawn out from the impregnation tank passes first through a nozzle hole; and a lower nozzle which is positioned in an upper right chamber of the lower nozzle and rotates in a direction opposite to the first direction, A carbon-coated yarn withdrawing portion including an upper nozzle for secondarily passing the carbon-coated yarn drawn out from the nozzle through a nozzle hole;
A drying chamber for drying the drawn carbon coated yarn; And
And a winding bobbin for winding the dried carbon coated yarn,
The carbon coated yarn withdrawing portion
A housing having an upper plate and a lower plate;
A motor fixed to an upper plate of the housing;
A driving gear fixed to a rotating shaft of the motor and extending from the upper plate to the lower plate;
A first reduction gear rotatably housed in the lower plate of the housing and engaged with the drive gear;
A lower nozzle rotatably disposed on a lower plate of the housing and having a first driven gear engaged with the first reduction gear on an outer circumferential surface thereof;
A second reduction gear rotatably housed in the upper plate of the housing and engaged with the drive gear;
A direction switching gear rotatably provided on an upper plate of the housing and engaged with the second reduction gear; And
And an upper nozzle rotatably disposed on the housing upper plate in the upper portion of the lower nozzle and having a second driven gear meshed with the direction switching gear on an outer circumferential surface thereof.
상기 탄소 코팅사 인출부는 동일 수직선상에 배치된 하부노즐과 상부노즐을 통과하여 탄소 코팅사를 인출하되,
상기 탄소 코팅사 인출부의 하부노즐은 섬유사의 꼬임 방향과 동일 방향으로 회전하고, 상기 탄소 코팅사 인출부의 상부노즐은 상기 섬유사의 꼬임 방향과 반대 방향으로 회전하여 균일한 코팅 두께를 제어하는 탄소 코팅사 제조방법. A method for manufacturing a carbon coated yarn manufacturing apparatus including a carbon coated yarn withdrawing portion uniformly controlling a thickness of a carbon coated yarn coated with a carbon solution in an impregnation tank,
The carbon-coated yarn withdrawing portion draws the carbon-coated yarn through the lower nozzle and the upper nozzle arranged on the same vertical line,
The lower nozzle of the carbon coating yarn withdrawing portion rotates in the same direction as the twisting direction of the fiber yarn, and the upper nozzle of the carbon coating yarn withdrawing portion rotates in a direction opposite to the twisting direction of the fiber yarn to control a uniform coating thickness. Gt;
상기 탄소 코팅사 인출부는 동일 수직선상에 배치된 하부노즐과 상부노즐을 통과하여 탄소 코팅사를 인출하되,
상기 탄소 코팅사 인출부의 하부노즐은 섬유사의 꼬임 방향과 반대 방향으로 회전하고, 상기 탄소 코팅사 인출부의 상부노즐은 상기 섬유사의 꼬임 방향과 동일 방향으로 회전하여 균일한 코팅 두께를 제어하는 탄소 코팅사 제조방법. A method for manufacturing a carbon coated yarn manufacturing apparatus including a carbon coated yarn withdrawing portion uniformly controlling a thickness of a carbon coated yarn coated with a carbon solution in an impregnation tank,
The carbon-coated yarn withdrawing portion draws the carbon-coated yarn through the lower nozzle and the upper nozzle arranged on the same vertical line,
The lower nozzle of the carbon coating yarn withdrawing portion rotates in a direction opposite to the twisting direction of the fiber yarn and the upper nozzle of the carbon coating yarn withdrawing portion rotates in the same direction as the twisting direction of the fiber yarn to control the uniform coating thickness. Gt;
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