KR101585112B1 - 봉합사용 원스텝 합사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 봉합사용 원스텝 합사 장치 및 이를 이용한 봉합사 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 봉합사용 원스텝 합사 장치는, 저부 일측에 회전판구동모터(11)가 설치되어 있고, 저부 타측에 보빈회전모터(12)가 설치되어 있는 베이스판(10)과; 하부가 상기 베이스판(10) 중앙을 관통하여 설치되어 있으며, 상기 회전판구동모터(11)와 제1연결벨트(21)에 의해 연결되어 상기 회전판구동모터(11)에 의해 회전 가능하도록 되어 있는 외부회전축(20)과; 상기 외부회전축(20)에 연결되어 있어 외부회전축(20)의 회전에 의해 회전하도록 이루어져 있는 회전테이블(30)과; 상기 외부회전축(20) 내부에 삽입되어 있되, 저부가 상기 외부회전축(20) 하부로 돌출되어 있으며, 제2연결벨트(41)에 의해 상기 보빈회전모터(12)와 연결되어 상기 보빈회전모터(12)에 의해 회전 가능하도록 이루어져 있고, 상부에 상기 회전테이블(30) 상부로 돌출된 원통기어(42)가 연결되어 있는 내부회전축(40)과; 상기 회전테이블(30)에 회전 가능하게 연결되어 있으며, 상기 내부회전축(40)을 기준으로 서로 대향되게 위치하는 두 개의 연결기어(50)와; 중앙이 상기 내부회전축(40)과 연결되어 있으며, 양측은 두 연결기어(50)를 감싸 설치되어 있으며, 상기 내부회전축(40)의 회전에 의해 이동하여 상기 두 연결기어(50)를 회전시키는 보빈회전벨트(60)와; 상기 각 연결기어(50) 상부에 일체로 연결되어 있고, 각각 합사 대상이 되는 실(71)이 감겨 있으며, 연결기어(50)의 회전에 의해 회전하는 보빈(70)과; 일측이 상기 회전테이블(30)에 연결되어 있고, 양측이 상기 두 보빈 상부에 위치하는 수평봉(81)이 구비되어 있는 롤러설치프레임(80)과; 상기 수평봉(81)에 자유 회전 가능하도록 설치되어 있으며, 각 보빈(70) 상부에 위치하고, 상기 보빈(70)에서 풀린 실(71) 일부를 가이드하도록 이루어진 가이드롤러(90)와; 하부가 상기 베이스판(10)에 연결된 채 수직 방향으로 설치되어 있는 수직연결부재(101)와, 상기 수직연결부재(101)에 연결되어 있고 상기 수평봉(81) 상부에 수평 방향으로 배치되어 있으며, 중앙에 상기 두 보빈(70)에서 공급된 실(71)이 관통하는 실관통홀(102a)이 구비된 수평부재(102)로 구성된 합사프레임(100)과; 표면에 그루브가 형성되어 있으며, 상기 합사프레임(100)에 연결된 채 상기 수평부재(102) 상부에 수평 방향으로 자유 회전하도록 설치되어 실관통홀(102a)을 통과하면서 합사된 실을 와인딩하는 그루브롤러(110)와; 상기 합사프레임(100)에 연결된 채 상기 그루브롤러(110) 상부에 수평 방향으로 회전하도록 설치되어 그루브롤러(110)를 통과한 실이 감기는 제품사권취롤러(120);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 개개의 실을 자체적으로 꼬아주는 공정과, 개개의 실을 서로 꼬아주는 공정이 분리되지 아니하고, 베이스판 위에서 실이 감겨 있는 보빈과, 복수 개의 실이 꼬아지도록 하는 테이블을 동시에 회전시켜 한 공정(One step)으로 이루어지도록 함으로써 합사 공정이 대폭 간소화된다.

Description

봉합사용 원스텝 합사 장치{One step suture twisting apparatus}

본 발명은 봉합사용 합사 장치에 관한 것으로, 개개의 실을 자체적으로 꼬아주는 공정과, 개개의 실을 서로 꼬아주는 공정이 분리되지 아니하고, 베이스판 위에서 실이 감겨 있는 보빈과, 복수 개의 실이 꼬아지도록 하는 테이블을 동시에 회전시켜 한 공정(One step)으로 이루어지도록 함으로써 합사 공정이 대폭 간소화하도록 한, 봉합사용 원스텝 합사 장치에 관한 것이다.

통상적으로 의료용 봉합사는 모노필라멘트, 멀티필라멘트 등으로 이루어진다.

모노필라멘트는 한 가닥의 섬유이며, 멀티필라멘트는 다수의 가닥으로 이루어진 실을 의미한다.

모노필라멘트는 액상의 수지를 압출시켜 제조하며, 멀티필라멘트는 경우에 따라 모노필라멘트와 같이 액상의 수지를 다수의 구멍을 통해 압출시키면서 냉각 과정에서 서로 꼬임이 발생하도록 하는 방법과, 이미 제조된 모노필라멘트를 별도의 합사 장치를 이용해 합사시켜 제조하기도 한다.

이때, 합사 장치를 이용해 실을 합사할 때, 모노필라멘트를 합사하기도 하지만 복수의 멀티필라멘트를 서로 합사시키기도 한다.

이처럼 합사된 형태의 봉합사를 제조하는 기술로 "봉합사의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 봉합사"(한국 등록특허공보 제10-0603796호, 특허문헌 1)는 얇은 띠 형상의 원재료를 트위스터를 이용하여 연속으로 비틀어 꼬아준 다음, 꼬아진 원재료를 발열코일이 내설된 예열기를 통과시킨 다음 깔데기 형상의 성형로를 통과시켜 점진적으로 가늘어지게 하여 제조하는 기술이 공개되어 있다.

상기 구성은 개개의 원재료들이 열을 받아 성형되기 때문에 각 필라멘트들이 일체화되는 장점을 갖는다.

그런데, 최근 들어 조직 봉합의 용이성을 위해 봉합사의 표면에 미늘을 형성하거나, 매선 요법 등에 사용되기에 적합하도록 봉합사 표면에 다수의 미늘을 형성하는 기술이 제시되고 있으며, 이러한 봉합사의 사용이 증가하고 있다.

이러한 면에 비추어 볼 때 특허문헌 1과 같이 원사들이 열에 의해 일체화되는 공정은 미늘 형성을 위해서는 별도의 새로운 가공 공정을 거쳐야 하기 때문에 생산성이 떨어지게 된다.

봉합사에 미늘이나 돌출된 부분을 형성하기 위한 기술로 "표면에 미세 돌기를 가지는 의료용 봉합사 및 그의 제조방법"(한국 등록특허공보 제10-1057377호, 특허문헌 2)에서는 봉합사 원재료를 녹는점 이하의 유리전이온도 이상의 온도 조건에서 가열 압축 고상 성형하여 미세돌기가 구비된 전신체를 제조하고, 이 상태에서 진공 상태에서 열을 가해 전신체에 인장력과 회전력을 가해 꼬아주는 기술이 제시된 바 있다.

상기 특허문헌 2는 특허문헌 1과 같은 구성에 비해 미늘이나 표면 돌기를 원할하게 형성할 수 있고, 실의 강도가 높아진다는 장점을 가지나, 열과 압력, 진공 상태를 제공해야 하며, 성형 폼을 구비해야 하는 바, 제조 공정이 복잡하고, 구비 설비가 증가하게 되므로 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점의 해소에 관련된 기술로, "톱니 모양이 형성된 봉합사의 제조방법 및 그 제조장치"(한국 등록특허공보 제10-1352649호, 특허문헌 3)에는 롤에 부착된 원형 톱날에 봉합사를 통과시켜 커팅하는 기술이 공개되어 있으나 이러한 기술은 봉합사의 어느 한 면에만 미늘을 형성시키게 되며, 통과시키는 장력 등에 따라서는 강도가 매우 약해지게 되는 문제점이 있었다.

즉, 봉합사 표면에 미세한 돌기를 형성함에 있어서, 실의 강도와 관련된 측면에서 모노 필라멘트의 표면을 커팅하는 특허문헌 3의 기술은 강도 저하가 발생하여 부적합하며, 열과 압력, 진공 상태를 제공하는 특허문헌 2와 같은 방법은 생산 비용 및 시간이 증가하여 부적합하다.

한편, 일반적인 실의 합사 장치와 관련된 기술로, "보빈와인더기용 합사장치"(한국 등록특허공보 제10-1386201호, 특허문헌 4)에는 다수의 보빈이 거치된 테이블이 회전하도록 하고, 보빈 상부에는 보빈에서 풀리는 실이 서로 꼬일 수 있도록 안내구가 형성되도록 되어 있다.

봉합사 표면에 미세한 돌기를 형성하기 위해서는 특허문헌 4와 같은 장치를 이용하여 다수의 봉합사를 서로 꼬아주면 돌기가 형성될 수 있다.

그런데 일반적으로 의료용으로 사용되는 PDA 등과 같은 분해성 필라멘트는 그 강도가 일반 섬유보다 약하기 때문에 표면에 충분한 돌기를 형성하기 위해 꼬임수가 증가하게 되는데, 이 경우 필라메트가 꼬아지는 과정에서 과도한 꼬임 수로 인해 실이 탈락되거나 끊어지는 현상이 발생할 수 있게 된다.

이를 방지하기 위한 방법으로 개개의 필라멘트가 먼저 개별적으로 꼬아준 상태에서 개개의 꼬아진 실을 서로 꼬아 합사하는 방법이 바람직한데, 이 경우 개개의 실을 개별적으로 꼬아주기 위한 별도의 와인딩 장치를 구비해야 하므로 시설비가 증가하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

KR 10-0603796 (2006.07.14) KR 10-1057377 (2011.08.10) KR 10-1352649 (2014.01.10) KR 10-1386201 (2014.04.10)

본 발명의 봉합사용 원스텝 합사 장치는 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 개개의 실을 자체적으로 꼬아주는 공정과, 개개의 실을 서로 꼬아주는 공정이 분리되지 아니하고, 베이스판 위에서 실이 감겨 있는 보빈과, 복수 개의 실이 꼬아지도록 하는 테이블을 동시에 회전시켜 한 공정(One step)으로 이루어지도록 함으로써 합사 공정이 대폭 간소화되도록 하려는 것이다.

이를 통해 생분해성 재질로 이루어진, 합사된 봉합사의 표면에 다수의 미세한 돌기가 형성됨은 물론 합사 공정에서 개개의 실이 끊어지는 현상이 발생하지 않도록 하여 강도 저하가 발생하지 않게 하려는 것이다.

또한, 가이드롤러의 표면 및 실관통홀 벽면에 니들 및 칼날을 설치하여 하나의 장치에서 합사 및 미늘 형성이 이루어질 수 있게 하려는 것이다.

특히, 미늘 형성은 실이 개별적으로 꼬아진 후 및 서로 꼬아진 후에 이루어지도록 함으로써 강도 저하를 방지하고, 실이 꼬아지는 과정에서 끊어지는 현상이 잘 발생하지 않게 하려는 것이다.

더불어, 미늘이 합사된 실의 표면 둘레에 입체적으로 형성되도록 함으로써 매선 요법 등에 사용되기에 적합해질 수 있게 하려는 것이다.

본 발명의 봉합사용 원스텝 합사 장치는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 저부 일측에 회전판구동모터(11)가 설치되어 있고, 저부 타측에 보빈회전모터(12)가 설치되어 있는 베이스판(10)과; 하부가 상기 베이스판(10) 중앙을 관통하여 설치되어 있으며, 상기 회전판구동모터(11)와 제1연결벨트(21)에 의해 연결되어 상기 회전판구동모터(11)에 의해 회전 가능하도록 되어 있는 외부회전축(20)과; 상기 외부회전축(20)에 연결되어 있어 외부회전축(20)의 회전에 의해 회전하도록 이루어져 있는 회전테이블(30)과; 상기 외부회전축(20) 내부에 삽입되어 있되, 저부가 상기 외부회전축(20) 하부로 돌출되어 있으며, 제2연결벨트(41)에 의해 상기 보빈회전모터(12)와 연결되어 상기 보빈회전모터(12)에 의해 회전 가능하도록 이루어져 있고, 상부에 상기 회전테이블(30) 상부로 돌출된 원통기어(42)가 연결되어 있는 내부회전축(40)과; 상기 회전테이블(30)에 회전 가능하게 연결되어 있으며, 상기 내부회전축(40)을 기준으로 서로 대향되게 위치하는 두 개의 연결기어(50)와; 중앙이 상기 내부회전축(40)과 연결되어 있으며, 양측은 두 연결기어(50)를 감싸 설치되어 있으며, 상기 내부회전축(40)의 회전에 의해 이동하여 상기 두 연결기어(50)를 회전시키는 보빈회전벨트(60)와; 상기 각 연결기어(50) 상부에 일체로 연결되어 있고, 각각 합사 대상이 되는 실(71)이 감겨 있으며, 연결기어(50)의 회전에 의해 회전하는 보빈(70)과; 일측이 상기 회전테이블(30)에 연결되어 있고, 양측이 상기 두 보빈 상부에 위치하는 수평봉(81)이 구비되어 있는 롤러설치프레임(80)과; 상기 수평봉(81)에 자유 회전 가능하도록 설치되어 있으며, 각 보빈(70) 상부에 위치하고, 상기 보빈(70)에서 풀린 실(71) 일부를 가이드하도록 이루어진 가이드롤러(90)와; 하부가 상기 베이스판(10)에 연결된 채 수직 방향으로 설치되어 있는 수직연결부재(101)와, 상기 수직연결부재(101)에 연결되어 있고 상기 수평봉(81) 상부에 수평 방향으로 배치되어 있으며, 중앙에 상기 두 보빈(70)에서 공급된 실(71)이 관통하는 실관통홀(102a)이 구비된 수평부재(102)로 구성된 합사프레임(100)과; 표면에 그루브가 형성되어 있으며, 상기 합사프레임(100)에 연결된 채 상기 수평부재(102) 상부에 수평 방향으로 자유 회전하도록 설치되어 실관통홀(102a)을 통과하면서 합사된 실을 와인딩하는 그루브롤러(110)와; 상기 합사프레임(100)에 연결된 채 상기 그루브롤러(110) 상부에 수평 방향으로 회전하도록 설치되어 그루브롤러(110)를 통과한 실이 감기는 제품사권취롤러(120);를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 가이드롤러(90)는 표면에, 중간 부분이 휘어진 채 단부가 뾰족한 다수 개의 니들(91)이 서로 이격된 채 부착되어 있어 니들(91)이 보빈(70)에서 풀린 실(71)의 표면을 찔러 실(71)의 표면에 제1돌기(71a)를 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기 수평부재(102)는 실관통홀(102a) 둘레에 베어링(103a)에 의해 자유 회전하는 회전판(103)이 설치되어 있으며, 상기 회전판(103) 내벽면에는 실관통홀(102a) 중심을 향해 서로 이격된 채 돌출되어 있는 다수의 칼날(130)이 부착되어 있되, 각 칼날(130)은 시계방향 또는 반시계방향으로 중간 부분이 휘어져 있어 합사되어 실관통홀(102a)을 통과하는 실(71)의 외주면을 수평 방향으로 회전하면서 긁어내어 제2돌기(71b)를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 봉합사용 원스텝 합사 장치를 이용한 봉합사 제조 방법은, 상기 봉합사용 합사 장치를 이용하여 양측 보빈(70)에 감겨 있는 실(71)의 단부를 각각 양측의 가이드롤러(90) 및 가이드롤러(90) 상부의 실관통홀(102a)을 통과시키고, 그루브롤러(110) 일측에 와인딩시킨 다음 제품사권취롤러(120) 일측에 고정시키는 세팅단계와; 제품사권취롤러(120)를 회전시켜 실(71)을 상방향으로 당김과 동시에 양측의 회전판구동모터(11)와 보빈회전모터(12)를 작동시켜 회전테이블(30)과 양측의 보빈(70)을 각각 회전시키되, 회전테이블(30)과 보빈(70)을 반대 방향으로 회전시켜 보빈(70)에서 풀리는 두 실(71)이 자체적으로 꼬아짐과 더불어 실관통홀(102a)을 통과하면서 두 실(71)이 반대 방향으로 꼬아져 합사되는 합사단계;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의해, 개개의 실을 자체적으로 꼬아주는 공정과, 개개의 실을 서로 꼬아주는 공정이 분리되지 아니하고, 베이스판 위에서 실이 감겨 있는 보빈과, 복수 개의 실이 꼬아지도록 하는 테이블을 동시에 회전시켜 한 공정(One step)으로 이루어지도록 함으로써 합사 공정이 대폭 간소화된다.

이를 통해 생분해성 재질로 이루어진, 합사된 봉합사의 표면에 다수의 미세한 돌기가 형성됨은 물론 합사 공정에서 개개의 실이 끊어지는 현상이 발생하지 않도록 하여 강도 저하가 발생하지 않게 된다.

또한, 가이드롤러의 표면 및 실관통홀 벽면에 니들 및 칼날을 설치하여 하나의 장치에서 합사 및 미늘 형성이 이루어질 수 있게 된다.

특히, 미늘 형성은 실이 개별적으로 꼬아진 후 및 서로 꼬아진 후에 이루어지도록 함으로써 강도 저하를 방지하고, 실이 꼬아지는 과정에서 끊어지는 현상이 잘 발생하지 않게 된다.

더불어, 미늘이 합사된 실의 표면 둘레에 입체적으로 형성되도록 함으로써 매선 요법 등에 사용되기에 적합해질 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 봉합사용 원스텝 합사 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 합사 장치에 의해 합사된 봉합사를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에서 가이드롤러의 표면에 다수의 니들이 설치된 것을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 니들에 의해 형성된 봉합사를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에서 실관통홀에 칼날이 형성된 예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 도 5의 칼날에 의해 형성된 봉합사를 나타낸 사시도.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 봉합사용 원스텝 합사 장치 및 이를 이용한 봉합사 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 봉합사용 원스텝 합사 장치는 크게 베이스판(10), 외부회전축(20), 회전테이블(30), 내부회전축(40), 연결기어(50), 보빈회전벨트(60), 보빈(70), 롤러설치프레임(80), 가이드롤러(90), 합사프레임(100), 그루브롤러(110), 제품사권취롤러(120)를 포함하여 구성되어 있다.

본 발명의 구성요소인 베이스판(10)은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 원판 형상을 취하며, 저부 일측에 회전판구동모터(11)가 설치되어 있고, 저부 타측에 보빈회전모터(12)가 설치되어 있다.

회전판구동모터(11) 및 보빈회전모터(12)가 설치될 공간이 제공되기 위해 베이스판(10)은 바닥으로부터 이격되도록 하부에 다리(미표기)가 설치될 수 있다.

본 발명의 구성요소인 외부회전축(20)은 하부가 상기 베이스판(10) 중앙을 관통하여 설치되어 있으며, 제1연결벨트(21)에 의해 상기 회전판구동모터(11)와 연결되어 상기 회전판구동모터(11)에 의해 회전 가능하도록 되어 있다.

즉, 제1연결벨트(21)가 회전판구동모터(11)의 축과 외부회전축(20)을 감싸 설치되어 회전판구동모터(11)가 작동하게 되면 모터 축의 회전이 제1연결벨트(21)에 의해 외부회전축(20)에 전달되어 외부회전축(20)이 회전하게 되는 것이다.

본 발명의 구성요소인 회전테이블(30)은 하부가 상기 외부회전축(20)에 연결되어 있어 외부회전축(20)의 회전에 의해 회전하도록 이루어져 있다.

본 발명의 구성요소인 내부회전축(40)은 상기 외부회전축(20) 내부에 삽입되어 있되, 저부가 상기 외부회전축(20) 하부로 돌출되어 있다.

외부회전축(20) 하부로 돌출된 부분은 제2연결벨트(41)에 의해 상기 보빈회전모터(12)와 연결되어 있다.

즉, 제2연결벨트(41)가 내부회전축(40) 하부와 보빈회전모터(12)의 축을 감싸 설치되어 보빈회전모터(12)의 작동에 의해 축이 회전하게 되면 동력이 전달되어 내부회전축(40)이 회전하게 되는 것이다.

이를 위해 도시되어 있지는 않으나, 내부회전축(40)과 외부회전축(20)은 서로 연결되지 아니한 상태이거나 그 사이에 베어링이 설치되어 서로의 회전에 간섭하지 않게 되어 있다.

이러한 내부회전축(40)은 상부에 상기 회전테이블(30) 상부로 돌출된 원통기어(42)가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 내부회전축(40)은 상기 회전테이블(30)과도 미연결되거나, 그 사이에 베어링이 설치되어 내부회전축(40)의 회전이 회전테이블(30)에 간섭하지 않게 되어 있다.

본 발명의 구성요소인 두 개의 연결기어(50)는 상기 회전테이블(30)에 회전 가능하게 연결되어 있다.

이를 위해 연결기어(50)는 축이 회전테이블(30)에 삽입되어 있되, 삽입된 홀 내벽면에는 베어링(미도시)이 설치되어 회전테이블(30)의 회전에 의해 함께 회전하되, 기어축을 기준으로도 회전이 가능하도록 설치된다.

더불어, 두 연결기어(50)는 평면상에서 상기 내부회전축(40)을 기준으로 서로 대향되게 반대 방향에 위치한다.

본 발명의 구성요소인 보빈회전벨트(60)는 도시된 바와 같이 중앙이 상기 내부회전축(40)과 연결되어 있으며, 양측은 두 연결기어(50)를 감싸 설치되어 있다.

보다 구체적으로 보빈회전벨트(60)는 내주면에 일정 간격으로 돌기가 형성되어 있어 상기 두 연결기어(50)의 기어 이빨과 맞물리는 것은 물론, 중앙에 돌출된 원통기어(42)와도 맞물리도록 배치되어 있어 상기 내부회전축(40)의 회전에 의해 원통기어(42)가 회전하면, 원통기어(42)와 맞물려 좌우로 이동하게 되고, 이에 의해 양측에 연결된 두 연결기어(50)가 서로 동일한 방향으로 회전하게 되는 것이다.

본 발명의 구성요소인 보빈(70)은 합사되기 위한 실(71)이 각각 권취되어 있는 것으로, 상기 각 연결기어(50) 상부에 일체로 연결되어 있다.

실은 고분자 및 합성물질 바람직하기로는 생분해성 필라멘트 단사로 이루어질 수 있고, 이 경우 직경 0.01 ~0.3mm 범위의 실이 권취된다.

이에 따라 연결기어(50)가 회전하게 되면 연결기어(50)와 같은 방향으로 동일하게 회전하게 된다.

이러한 회전에 의해 상방향에서 실(71)이 이동할 때 각각의 실(71)에 꼬임이 이루어지게 된다.

본 발명의 구성요소인 롤러설치프레임(80)은 도시된 바와 같이 두 개의 수직 방향 부재(미표기)에 의해 일측이 상기 회전테이블(30)에 연결되어 있고, 좌우 양측이 상기 두 보빈 상부에 위치하는 수평봉(81)이 구비되어 있다.

이러한 롤러설치프레임(80)은 가이드롤러(90)가 설치되기 위한 프레임 역할을 하게 된다.

본 발명의 구성요소인 가이드롤러(90)는 상기 수평봉(81)에 자유 회전 가능하도록 설치되어 있으며, 각 보빈(70) 상부에 위치한다.

이러한 가이드롤러(90)는 상기 보빈(70)에서 풀린 실(71) 일부가 와인딩되면서 자유 회전하여 실(71)의 이동을 가이드해주게 된다.

이때, 가이드롤러(90)의 표면에 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 중간 부분이 휘어진 채 단부가 뾰족한 다수 개의 니들(91)이 서로 이격된 채 부착될 수 있다.

도면을 살펴보면, 니들(91)은 중간에 절곡부(91b)가 형성되어 꺾인 형상을 취하며, 단부(91a)가 뾰족한 형상을 취한다.

이러한 구성은 보빈(70)에서 풀린 채 자유 회전하는 가이드롤러(90)의 표면에 실(71)이 지지된 채 상측으로 이동할 때 니들(91)이 실(71)의 표면을 찔러 실(71)의 표면에 제1돌기(71a)를 형성하게 한다.

이때, 니들(91)의 직경은 실(71) 직경보다 작게 이루어져 실(71)이 끊어지지 않도록 함이 바람직하며, 니들(91)는 선택적으로 조절 가능하다.

이러한 니들(91)은 단부가 실(71)을 관통시키도록 할 수도 있으나, 바람직하기로는 도 4에 도시된 것처럼 실(71) 일측으로 삽입됨에 따라 반대편이 돌출되도록 하거나 일측으로 삽입됨에 의해 그 주변부가 반대로 튀어오르도록 하는 역할을 함이 좋다.

이러한 작용은 실(71)이 상측으로 잡아당겨지는 장력 및 니들(91)의 길이, 니들(91) 단부가 뾰족한 정도 등에 의해 조절될 수 있다.

본 발명의 구성요소인 합사프레임(100)은 수직연결부재(101)와 수평부재(102)로 이루어져 있다.

수직연결부재(101)는 도시된 것처럼 하부가 상기 베이스판(10)에 연결된 채 수직 방향으로 설치되어 있으며, 수평부재(102)는 수직연결부재(101)에 연결되어 있고 상기 수평봉(81) 상부에 수평 방향으로 배치되어 있다.

수평부재(102)는 중앙에 상기 두 보빈(70)에서 공급된 실(71)이 관통하는 실관통홀(102a)이 구비되어 있다.

이에 따라 롤러설치프레임(80)이 회전테이블(30)의 회전에 의해 회전하게 되면 두 가이드롤러(90)를 통과한 실들이 고정된 수평부재(102)에 형성된 실관통홀(102a)을 통과하면서 두 실이 꼬아지게 된다.

이러한 합사프레임(100)의 수평부재(102)에 다수의 칼날(130)을 설치할 수도 있다.

구체적으로, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 수평부재(102)는 실관통홀(102a) 둘레에 베어링(103a)에 의해 자유 회전하는 회전판(103)이 설치되고, 상기 회전판(103) 내벽면에는 실관통홀(102a) 중심을 향해 서로 이격된 채 돌출되어 있는 다수의 칼날(130)이 부착되도록 구성될 수 있다.

즉, 회전판(103)은 베어링에 의해 자유 회전이 가능한 구조를 취하는 바 칼날(130)은 회전판(103)과 함께 수평으로 회전하게 된다.

이때, 각 칼날(130)은 시계방향 또는 반시계방향으로 중간 부분이 휘어져 있도록 함이 바람직하다.

도면을 보면 각각 중간 일측이 절곡되어 형성된 수평절곡부(131)가 형성되어 있으며, 그 절곡된 방향이 모두 일정한 것을 알 수 있다.

더불어 칼날(130) 선단을 연결하는 가상의 원은 그 직경이 합사된 실의 직경보다 작게 이루어져 실 표면을 긁어내도록 함은 자명하다 할 것이다.

이러한 구성은 합사되어 실관통홀(102a)을 통과하는 실(71)의 외주면을 수평 방향으로 회전하면서 긁어내어 제2돌기(71b)를 형성하는 것이다.

만약, 제2돌기(71b)는 이동하지 않고 회전판(103)만 회전한다면 제2돌기(71b)는 실 종축을 기준으로 외주면을 수평 방향으로 긁어낸 형상을 취할 것이나, 합사된 실이 실관통홀(102a)을 통과함과 더불어 이러한 이동에 의해 칼날(130)이 실관통홀(102a) 둘레에서 회전하게 되는 바, 긁어내어 형성된 제2돌기(71b)는 합사된 실 표면을 대각선으로 긁어낸 형상을 취하게 된다.

본 발명의 구성요소인 그루브롤러(110)는 표면에 그루브가 형성되어 있으며, 상기 합사프레임(100)에 연결된 채 상기 수평부재(102) 상부에 수평 방향으로 자유 회전하도록 설치되어 있다.

그루브롤러(110)는 상술한 합사프레임(100)에 돌출된 축을 통해 연결되어 자유 회전하게 된다.

이러한 그루브롤러(110)는 실관통홀(102a)을 통과하면서 합사된 실을 와인딩하면서 합사된 실이 그루브를 따라 고르게 이동하여 제품사권취롤러(120)의 표면에 고르게 감기도록 해주게 된다.

본 발명의 구성요소인 제품사권취롤러(120)는 상기 합사프레임(100)에 연결된 채 상기 그루브롤러(110) 상부에 수평 방향으로 회전하도록 설치되어 그루브롤러(110)를 통과한 실이 감기게 된다.

제품사권취롤러(120)는 미도시된 모터를 일측에 연결하여 모터의 구동에 의해 회전하도록 구성된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 봉합사용 원스텝 합사 장치를 이용한 봉합사 제조 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

1. 세팅단계

먼저, 양측 보빈(70)에 감겨 있는 실(71)의 단부를 각각 양측의 가이드롤러(90) 및 가이드롤러(90) 상부의 실관통홀(102a)을 통과시키고, 그루브롤러(110) 일측에 와인딩시킨 다음 제품사권취롤러(120) 일측에 고정시킨다.

2. 합사단계

그런 다음 제품사권취롤러(120)와 연결된 모터(미도시)를 구동시켜 제품사권취롤러(120)를 회전시키고, 동시에 회전판구동모터(11)와 보빈회전모터(12)를 작동시킨다.

이렇게 되면 각 보빈(70)에 감겨져 있는 실(71)은 상부에서 잡아당기는 힘에 의해 풀려 상향 이동하고, 동시에 회전테이블(30)과 양측의 보빈(70)이 각각 회전하게 된다.

보빈(70)은 각각 연결기어(50)에 의해 회전하게 되는 바, 두 보빈(70)에서 풀리는 실(71)들은 각각 자체적으로 꼬임이 발생하게 되며, 꼬인 실들은 회전테이블(30)이 회전함과 더불어 고정되어 있는 실관통홀(102a)을 통과하면서 서로 꼬아지게 된다.

이때, 회전테이블(30)과 보빈(70)은 서로 반대 방향으로 회전시켜 자체적으로 꼬인 실들이 풀리는 것을 방지되도록 한다.

이러한 작동을 위해 각 모터의 구동을 제어하는 컨트롤장치(미도시)를 구비하여 컨트롤장치의 제어에 의해 각 모터들의 작동 여부, 회전속도 등이 조절되도록 할 수 있다.

이러한 조절을 통해 꼬임 수를 조절할 수 있게 되며 원스텝으로 하나의 컨트롤장치 및 합사장치를 통해 제어가 이루어지기 때문에 생산성이 향상되게 된다.

구체적인 예로, 합사하고자 하는 필라멘트들의 직경이 0.01 ~ 0.3 mm 일 경우 합사 조건(TM)은 200 내지 1,000 정도가 바람직한데, 이를 위해 각 보빈(70)은 1,000 ~ 4,000 rpm 정도로 회전시키고, 회전테이블(30)은 100 ~ 1,000 rpm 정도로 회전시키며, 상부에서 잡아당겨짐에 따른 필라멘트의 텐션 하중은 0.5 ~ 2kg 정도가 되도록 제어된다.

이러한 조건들은 다수의 실험을 통해 찾아낸 조건으로, 봉합사의 일반적인 직경 범위인 0.01 ~ 0.3mm의 경우 합사 과정에서 실의 끊김이 방지되면서 최대한 많은 꼬임수를 갖도록 하는 조건이다.

특히, 상술한 니들(91)이 가이드롤러(90) 표면에 형성될 경우 보빈(70)의 회전에 의해 자체적으로 꼬임이 발생한 실들이 가이드롤러(90) 표면을 통과하면서 제1돌기(71a)가 형성되는 바, 꼬여지기 전이 아닌 꼬여진 후에 실(71) 표면에 물리적 충격을 가하게 되므로 합사 과정에서 실이 끊어지는 현상을 방지하면서 표면에 돌기를 형성할 수 있게 된다.

더불어, 상술한 바와 같은 칼날(130)이 실관통홀(102a)에 설치된 경우에는 실관통홀(102a)에서 합사가 이루어짐과 동시에 합사된 실의 표면에 대각선 방향의 제2돌기(71b)가 형성되는 바, 이 역시 강도 저하를 방지하면서 돌기를 형성할 수 있게 된다.

특히, 니들(91)과 칼날(130)이 동시에 설치되어 있는 경우에는 서로 방향성은 물론 크기가 다른 돌기들이 합사된 실 표면에 형성되게 되어 수술용 봉합사나 한방 매선용 봉합사 등에 다양하게 활용될 수 있게 된다.

본 발명의 합사 장치는 다양한 실의 합사에 사용될 수도 있으나, 생분해성 봉합사의 합사에 적용되는 것이 가장 바람직하다 할 것이다.

10 : 베이스판 11 : 회전판구동모터
12 : 보빈회전모터 20 : 외부회전축
21 : 제1연결벨트 30 : 회전테이블
40 : 내부회전축 41 : 제2연결벨트
42 : 원통기어 50 : 연결기어
60 : 보빈회전벨트 70 : 보빈
71 : 실 71a : 제1돌기
71b : 제2돌기 80 : 롤러설치프레임
81 : 수평봉 90 : 가이드롤러
91 : 니들 100 : 합사프레임
101 : 수직연결부재 102 : 수평부재
102a : 실관통홀 103 : 회전판
103a : 베어링 110 : 그루브롤러
120 : 제품사권취롤러 130 : 칼날

Claims (4)

1. 봉합사용 합사 장치에 있어서,
   저부 일측에 회전판구동모터(11)가 설치되어 있고, 저부 타측에 보빈회전모터(12)가 설치되어 있는 베이스판(10)과;
   하부가 상기 베이스판(10) 중앙을 관통하여 설치되어 있으며, 상기 회전판구동모터(11)와 제1연결벨트(21)에 의해 연결되어 상기 회전판구동모터(11)에 의해 회전 가능하도록 되어 있는 외부회전축(20)과;
   상기 외부회전축(20)에 연결되어 있어 외부회전축(20)의 회전에 의해 회전하도록 이루어져 있는 회전테이블(30)과;
   상기 외부회전축(20) 내부에 삽입되어 있되, 저부가 상기 외부회전축(20) 하부로 돌출되어 있으며, 제2연결벨트(41)에 의해 상기 보빈회전모터(12)와 연결되어 상기 보빈회전모터(12)에 의해 회전 가능하도록 이루어져 있고, 상부에 상기 회전테이블(30) 상부로 돌출된 원통기어(42)가 연결되어 있는 내부회전축(40)과;
   상기 회전테이블(30)에 회전 가능하게 연결되어 있으며, 상기 내부회전축(40)을 기준으로 서로 대향되게 위치하는 두 개의 연결기어(50)와;
   중앙이 상기 내부회전축(40)과 연결되어 있으며, 양측은 두 연결기어(50)를 감싸 설치되어 있으며, 상기 내부회전축(40)의 회전에 의해 이동하여 상기 두 연결기어(50)를 회전시키는 보빈회전벨트(60)와;
   상기 각 연결기어(50) 상부에 일체로 연결되어 있고, 각각 합사 대상이 되는 실(71)이 감겨 있으며, 연결기어(50)의 회전에 의해 회전하는 보빈(70)과;
   양측이 상기 두 보빈 상부에 위치하는 수평봉(81)이 구비되어 있고, 수평봉(81)과 연결된 두 개의 수직 방향 부재에 의해 상기 회전테이블(30)에 연결되어 있는 롤러설치프레임(80)과;
   상기 수평봉(81)에 자유 회전 가능하도록 설치되어 있으며, 각 보빈(70) 상부에 위치하고, 상기 보빈(70)에서 풀린 실(71) 일부를 가이드하도록 이루어진 가이드롤러(90)와;
   하부가 상기 베이스판(10)에 연결된 채 수직 방향으로 설치되어 있는 수직연결부재(101)와, 상기 수직연결부재(101)에 연결되어 있고 상기 수평봉(81) 상부에 수평 방향으로 배치되어 있으며, 중앙에 상기 두 보빈(70)에서 공급된 실(71)이 관통하는 실관통홀(102a)이 구비된 수평부재(102)로 구성된 합사프레임(100)과;
   표면에 그루브가 형성되어 있으며, 상기 합사프레임(100)에 연결된 채 상기 수평부재(102) 상부에 수평 방향으로 자유 회전하도록 설치되어 실관통홀(102a)을 통과하면서 합사된 실을 와인딩하는 그루브롤러(110)와;
   상기 합사프레임(100)에 연결된 채 상기 그루브롤러(110) 상부에 수평 방향으로 회전하도록 설치되어 그루브롤러(110)를 통과한 실이 감기는 제품사권취롤러(120);를 포함하여 구성되며,
   상기 가이드롤러(90)는 표면에, 중간 부분이 휘어진 채 단부가 뾰족한 다수 개의 니들(91)이 서로 이격된 채 부착되어 있어 니들(91)이 보빈(70)에서 풀린 실(71)의 표면을 찔러 실(71)의 표면에 제1돌기(71a)를 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는,
   봉합사용 원스텝 합사 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수평부재(102)는 실관통홀(102a) 둘레에 베어링(103a)에 의해 자유 회전하는 회전판(103)이 설치되어 있으며, 상기 회전판(103) 내벽면에는 실관통홀(102a) 중심을 향해 서로 이격된 채 돌출되어 있는 다수의 칼날(130)이 부착되어 있되, 각 칼날(130)은 시계방향 또는 반시계방향으로 중간 부분이 휘어져 있어 합사되어 실관통홀(102a)을 통과하는 실(71)의 외주면을 수평 방향으로 회전하면서 긁어내어 제2돌기(71b)를 형성하는 것을 특징으로 하는,
   봉합사용 원스텝 합사 장치.
4. 삭제

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