KR101597485B1

KR101597485B1 - 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치 및 이것을 이용한 합성 피혁의 제조방법

Info

Publication number: KR101597485B1
Application number: KR1020150027888A
Authority: KR
Inventors: 최규양
Original assignee: 최규양
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-02-24

Abstract

본 발명은 일정 두께로 도포된 합성 수지에 의하여 수지층이 형성된 이형 원단을 일방향으로 이송하는 공급 유닛; 가열 롤러를 포함하며, 상기 가열 롤러에 상기 이형 원단이 접촉하여 가열된 상태로 이송되게 함과 동시에, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 걸쳐 일정 온도로 가열된 공기를 분사하는 히팅 유닛; 상기 히팅 유닛에 구비되고 상기 가열된 공기의 흐름을 지체시켜 상기 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 상기 가열된 공기가 적체되게 하는 유동 지체 유닛; 및 상기 수지층에 일정한 패턴을 형성하는 형성 유닛을 포함하며, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위는 균일한 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치에 관한 것이다.

Description

균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치 및 이것을 이용한 합성 피혁의 제조방법{MANUFACTURING APPARATUS OF SYNTHETIC LEATHER BEING CAPABLE TO HEAT WITH UNIFORM TEMPERATURE AND THE MANUFACTURING METHOD OF SYNTHETIC LEATHER USING THIS}

본 발명은 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치 및 이것을 이용한 합성 피혁의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이형 원단을 균일한 온도로 가열되게 하되 열기가 비교적 장시간에 걸쳐 적체되도록 하여 가열 효과를 높이면서 균일한 고품질의 합성 피혁 제품을 획득할 수 있도록 한 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치 및 이것을 이용한 합성 피혁의 제조방법에 관한 것이다.

합성 피혁은 일반적으로 습식과 건식 및 페이퍼방식으로 제조될 수 있으며, 건식은 이형지 위에 톨루엔, 아세톤, 이소프로필, 알코올, 폴리우레탄 등을 배합한 화학약품을 도포한 후 접착제를 이용하여 섬유 원단에 부착하는 공정을 포함하여 제작될 수 있다.

여기서, 습식은 폴리우레탄, 디메틸포름알데히드 등을 배합한 화학약품을 섬유 원단에 도포하여 가죽층을 형성한 후 이를 고온의 물속으로 통과시켜서 경화시키는 공정을 포함하여 제작될 수 있다.

이때, 페이퍼방식 역시 상기 건식과 비슷한 형태로 제조된다.

그러나, 합성 피혁의 경우 건식과 습식 및 페이퍼방식이든 합성 수지의 표면에 소망하는 천연 피혁과 같은 효과를 구현하기 위한 패턴을 형성하게 되는데, 섬유 원단이 공급되는 방향을 따라 이러한 패턴이 균일하고 일정하게 가열되고 가압되어 생산되도록 하는데 많은 어려움이 있었다.

특히, 전술한 패턴의 형성을 위하여 엠보싱 공정이 실시되는데, 이러한 엠보싱 공정에서 온도가 균일하지 않으면, 합성 피혁이 생산된 이후 섬유 원단으로부터 수지층이 박리되는 현상이 일어나게 된다.

그리고, 엠보싱 공정에서 온도가 설정 범위보다 너무 높으면 필요 이상으로 경도가 높아져 제품 가공에 어려움을 겪을 수 있으며, 온도가 설정 범위보다 너무 낮으면 패턴 형성이 원활하고 확실하게 이루어지지 않으며, 역시 섬유 원단으로부터 수지층이 박리되는 현상이 일어나게 되는 것이다.

그리고, 엠보싱 공정에서 전술한 온도 조건이 맞지 않는 것과 함께, 섬유 원단이 공급되는 방향의 좌, 우측에 편차가 발생하는 경우 제품의 품질에 균일도가 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 엠보싱 공정에서 계절별로 온도 균일성을 유지하기 힘든 문제점이 있는데, 특히 동절기의 경우 이러한 제조 공정상의 애로점이 있었던 것이다.

등록특허 제10-1022828호 등록특허 제10-1202966호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 이형 원단을 균일한 온도로 가열되게 하되 열기가 비교적 장시간에 걸쳐 적체되도록 하여 가열 효과를 높이면서 균일한 고품질의 합성 피혁 제품을 획득할 수 있도록 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치 및 이것을 이용한 합성 피혁의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 일정 형상의 패턴 형성부가 형성된 이형 원단에 일정 두께로 합성 수지를 도포하여 수지층을 형성하는 제1 단계; 상기 수지층이 형성된 이형 원단을 일방향으로 이송하고, 일방향으로 이송된 상기 이형 원단을 가열 롤러에 접촉시켜 가열된 상태로 이송되게 함과 동시에, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 걸쳐 일정 온도로 가열된 공기를 분사하는 제2 단계; 가열 롤러를 통과한 상기 이형 원단을 냉각 롤러에 접촉시켜 상기 수지층을 냉각시키면서 상기 이형 원단을 일방향으로 이송하는 제3 단계; 및 상기 냉각 롤러를 통과한 상기 이형 원단으로부터 분리된 상기 수지층에 의하여 제조된 합성 피혁과, 상기 이형 원단을 각각 회수하는 제4 단계를 포함하며, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위는 균일한 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치를 이용한 합성 피혁 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 이형 원단에 일정 두께로 합성 수지를 도포하여 수지층을 형성하는 제1 단계; 상기 수지층이 형성된 이형 원단을 일방향으로 이송하고, 일방향으로 이송된 상기 이형 원단을 가열 롤러에 접촉시켜 가열된 상태로 이송되게 함과 동시에, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 걸쳐 일정 온도로 가열된 공기를 분사하는 제2 단계; 소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 외주면을 따라 일정 형상의 패턴이 형성된 패턴 형성 롤러에 상기 가열 롤러를 통과한 상기 이형 원단을 접촉시키고, 상기 이형 원단에 접촉되어 상기 패턴 형성 롤러와 함께 회전하는 냉각 롤러에 의하여 상기 수지층을 냉각시키면서 상기 이형 원단을 일방향으로 이송하는 제3 단계; 및 상기 패턴 형성 롤러와 상기 냉각 롤러를 통과한 상기 이형 원단으로부터 분리된 상기 수지층에 의하여 제조된 합성 피혁과, 상기 이형 원단을 각각 회수하는 제4 단계를 포함하며, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위는 균일한 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치를 이용한 합성 피혁 제조방법을 제공할 수도 있다.

여기서, 상기 제3 단계는, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위 부근의 온도는 150℃ 내지 250℃로 유지되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제3 단계에서, 상기 이형 원단이 상기 가열 롤러에 접촉되는 부위는 상기 가열 롤러의 양측부와 중간부로 나뉘되, 상기 가열 롤러의 양측부 중 일측부는 제1 섹터, 상기 가열 롤러의 양측부 중 타측부는 제2 섹터, 상기 가열 롤러의 중간부는 제3 섹터로 정의되고, 상기 제1, 2, 3 섹터의 온도차가 일정 범위 이상으로 발생되면, 상기 가열 롤러측으로 상기 가열된 공기를 분사하도록 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위를 따라 상기 이형 원단의 이송 방향과 직교되게 일정 간격으로 이격 배치된 복수의 분사 노즐 각각에 구비된 전자기 밸브의 개폐도를 각각 다르게 조절하는 과정을 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 일정 두께로 도포된 합성 수지에 의하여 수지층이 형성된 이형 원단을 일방향으로 이송하는 공급 유닛; 가열 롤러를 포함하며, 상기 가열 롤러에 상기 이형 원단이 접촉하여 가열된 상태로 이송되게 함과 동시에, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 걸쳐 일정 온도로 가열된 공기를 분사하는 히팅 유닛; 상기 히팅 유닛에 구비되고 상기 가열된 공기의 흐름을 지체시켜 상기 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 상기 가열된 공기가 적체되게 하는 유동 지체 유닛; 및 상기 수지층에 일정한 패턴을 형성하는 형성 유닛을 포함하며, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위는 균일한 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치를 제공할 수도 있음은 물론이다.

여기서, 상기 형성 유닛은, 소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 상기 이형 원단의 표면에 형성되는 일정 형상의 패턴 형성부인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 형성 유닛은, 소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 외주면을 따라 일정 형상의 패턴이 형성된 패턴 형성 롤러를 포함하며, 상기 패턴 형성 롤러는 상기 히팅 유닛을 통과한 상기 이형 원단 상의 상기 수지층과 접촉 회전하면서 상기 수지층에 상기 일정 형상의 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 히팅 유닛은, 상기 가열 롤러에 구비된 제1 히팅 수단과, 상기 가열 롤러의 외주면과 일정 거리 이격하여 배치되는 원호 형상의 보호 곡면을 구비하며 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위를 감싸며, 상기 유동 지체 유닛이 형성되는 케이싱과, 상기 케이싱에 구비되어 상기 접촉되는 부위에 상기 가열된 공기를 분사하는 분사 수단과, 상기 분사 수단과 전기적으로 연결되며, 상기 접촉되는 부위의 양측부와 중간부의 온도를 실시간으로 검지하여 상기 분사 수단에 의하여 분사되는 공기의 온도를 균일화 함과 동시에 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위의 온도를 균일화하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 유동 지체 유닛은, 원호 형상인 상기 보호 곡면의 양단부에 각각 가열 롤러와 평행하게 배치되는 복수의 유동 지체 격편을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 유동 지체 격편은 상기 보호 곡면과 직교되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 유동 지체 격편은 상기 보호 곡면에 대하여 경사지게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 복수의 상기 유동 지체 격편 각각이 상기 보호 곡면으로부터 돌출된 높이는 상기 보호 곡면의 양단부로부터 상기 보호 곡면의 중심부로 갈수록 낮아지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 공급 유닛과 히팅 유닛과 유동 지체 유닛 및 형성 유닛을 포함하여 가열 롤러와 이형 원단이 접촉되는 부위를 균일한 온도로 가열되게 함으로써, 균일한 고품질의 합성 피혁 제품을 생산할 수 있게 된다.

여기서, 본 발명은 히팅 유닛에 구비되고 가열된 공기의 흐름을 지체시켜 전술한 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 가열된 공기가 적체되게 하는 유동 지체 유닛을 구비함으로써, 열기가 비교적 장시간에 걸쳐 적체되도록 하여 가열 효과를 높이면서 균일한 고품질의 합성 피혁 제품 생산량을 높일 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 가열 롤러의 제어 수단을 통하여 가열 롤러의 양단부 및 중간부에 걸친 온도 편차를 대폭 줄여서 이형 원단이 공급되는 방향을 따라 균일한 품질의 패턴을 형성하여 소망하는 천연 피혁의 효과를 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치 중 주요부인 히팅 유닛 및 그 주변부의 상세한 구조를 나타낸 개념도
도 4는 도 3의 A 시점에서 바라본 평면 개념도로, 이형 원단이 공급되는 방향에 따라 가열 롤러가 접촉되는 부위를 섹터별로 구획하여 나타낸 도면

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도이며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치 중 주요부인 히팅 유닛 및 그 주변부의 상세한 구조를 나타낸 개념도이다.

또한, 도 4는 도 3의 A 시점에서 바라본 평면 개념도로, 이형 원단이 공급되는 방향에 따라 가열 롤러가 접촉되는 부위를 섹터별로 구획하여 나타낸 도면이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 공급 유닛(100)과 히팅 유닛(300)과 유동 지체 유닛(600)과 형성 유닛(500)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

공급 유닛(100)은 일정 두께로 도포된 합성 수지에 의하여 수지층(800)이 형성된 이형 원단(700)을 일방향으로 이송하기 위한 것으로, 본 발명에서는 합성 피혁의 제조 방법 중 건식과 습식 및 페어피식 등 전체 타입에 걸쳐 적용이 가능하다.

히팅 유닛(300)은 가열 롤러(301)를 포함하며, 가열 롤러(301)에 이형 원단(700)이 접촉하여 가열된 상태로 이송되게 함과 동시에, 가열 롤러(301)와 이형 원단(700)이 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 걸쳐 일정 온도로 가열된 공기를 분사하는 것이다.

유동 지체 유닛(600)은 히팅 유닛(300)에 구비되고 가열된 공기의 흐름을 지체시켜 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 가열된 공기가 적체되게 하는 것이다.

형성 유닛(500)은 수지층(800)에 일정한 패턴을 형성하기 위한 것이다.

따라서, 가열 롤러(301)와 이형 원단(700)이 접촉되는 부위는 균일한 온도로 가열됨으로써, 균일한 품질의 합성 피혁 제품을 생산할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 히팅 유닛(300)에 구비되고 가열된 공기의 흐름을 지체시켜 전술한 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 가열된 공기가 적체되게 하는 유동 지체 유닛(600)을 구비함으로써, 열기가 비교적 장시간에 걸쳐 적체되도록 하여 가열 효과를 높이면서 균일한 고품질의 합성 피혁 제품 생산량을 높일 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 가열 롤러(301)의 양단부 및 중간부에 걸친 온도 편차를 대폭 줄여서 이형 원단(700)이 공급되는 방향을 따라 균일한 품질의 패턴을 형성하여 소망하는 천연 피혁의 효과를 구현할 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 이형 원단(700)은 릴리스 페이퍼(release paper) 또는 부직포를 적용할 수 있으며, 수차례 재활용 가능한 것이 제조 원가 및 원자재 비용의 절감을 위하여 바람직하다.

한편, 본 발명은 이형 원단(700)이 이송되는 방향을 따라 배치되어 이형 원단(700)이 일정 정도의 장력을 유지하도록 안내하는 것으로, 복수의 안내 롤러들이 이송되는 이형 원단(700)의 배면과 이형 원단(700)에 도포된 수지층(800)의 표면에 각각 맞물려 돌아가도록 한 텐션 유닛(200)을 더 포함할 수 있다.

텐션 유닛(200)은 공지의 롤러들에 의한 조합으로 이루어질 수 있기 때문에, 상세한 설명 및 작동 메커니즘에 관하여는 생략한다.

한편, 본 발명은 냉각 롤러(401)를 포함하며, 히팅 유닛(300)을 통과한 이형 원단(700)에 접촉하여 이형 원단(700)과 수지층(800)을 냉각시키면서 이형 원단(700)을 일방향으로 이송하는 냉각 유닛(400)을 더 구비할 수 있다.

여기서, 냉각 롤러(401)는 히팅 유닛(300)으로부터 멀어지는 방향을 따라 복수로 배치되어지되, 복수의 냉각 롤러(401) 각각의 온도는 히팅 유닛(300)으로부터 멀어지는 방향을 따라 점차 높아지게 형성되도록 함으로써, 급격한 냉각에 따른 수지층(800) 표면의 변형을 방지할 수 있게 될 것이다.

한편, 본 발명은 냉각 유닛(400)을 통과한 이형 원단(700)으로부터 분리된 수지층(800)에 의하여 제조된 합성 피혁(800')과, 이형 원단(700)을 각각 회수하는 회수 유닛(900)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 회수 유닛(900)은, 이형 원단(700)으로부터 수지층(800)을 분리하는 분리 커터(910)와, 이형 원단(700)을 권취하여 회수하는 이형 원단 회수 롤러(920)와, 합성 피혁(800')을 권취하여 회수하는 합성 피혁 회수 롤러(930)를 포함할 수 있다.

한편, 형성 유닛(500)은 도 1과 같이 소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 이형 원단(700)의 표면에 형성되는 일정 형상의 패턴 형성부(501)일 수 있다.

또한, 형성 유닛(500)은 도 2와 같이 소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 외주면을 따라 일정 형상의 패턴이 형성된 패턴 형성 롤러(510)를 포함할 수도 있다.

여기서, 패턴 형성 롤러(510)는 히팅 유닛(300)을 통과한 이형 원단(700) 상의 수지층(800)과 접촉 회전하면서 수지층(800)에 일정 형상의 패턴을 형성시키는 것이다.

이때, 형성 유닛(500)은, 패턴 형성 롤러(510)와 접촉하여 이송되는 이형 원단(700)에 접촉되어 회전하는 아이들 롤러(520, idle roller)와, 아이들 롤러(520)의 회전축(521) 양단부와 연결되고 아이들 롤러(520)와 패턴 형성 롤러(510) 사이에서 접촉 이송되는 이형 원단(700)에 대하여 가해지는 압력을 일정 정도로 유지하는 압력 유지 액추에이터(530)를 더 구비할 수도 있음은 물론이다.

한편, 히팅 유닛(300)은 도 1 및 도 2와 함께 도 3을 더욱 상세하게 살펴보면 제1 히팅 수단(310)과 케이싱(320)과 분사 수단(330)과 제어 수단(340)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

제1 히팅 수단(310)은 가열 롤러(301)에 구비된 것으로, 특별히 상세하게 도시하지 않았으나, 가열 롤러(301)에 매설되어 전기적으로 가동되는 열선의 형태나, 가열 롤러(301)의 원주 방향을 따라 매설되어 내부 유로를 형성하는 배관을 따라 증기나 오일 등 열 유체를 흐르도록 하여 가열되게 하는 등의 다양한 방식으로 가열 롤러(301)의 온도를 높일 수 있을 것이다.

케이싱(320)은 가열 롤러(301)의 외주면과 일정 거리 이격하여 배치되는 원호 형상의 보호 곡면(321)을 구비하며 가열 롤러(301)와 이형 원단(700)이 접촉되는 부위를 감싸는 것이며, 후술할 유동 지체 유닛(600)이 형성되는 것이다.

분사 수단(330)은 케이싱(320)에 구비되어 접촉되는 부위에 가열된 공기를 분사하는 것이다.

제어 수단(340)은 분사 수단(330)과 전기적으로 연결되며, 접촉되는 부위의 양측부와 중간부의 온도를 실시간으로 검지하여 분사 수단(330)에 의하여 분사되는 공기의 온도를 균일화함과 동시에 가열 롤러(301)와 이형 원단(700)이 접촉되는 부위의 온도를 균일화하기 위한 것이다.

여기서, 케이싱(320)과 가열 롤러(301) 외주면 사이의 공간의 온도는 150℃ 내지 250℃이며, 더욱 바람직하게는 200℃로 유지되도록 한다.

이때, 150℃ 이하이면 소망하는 패턴이 수지층(800)에 형성되지 않을 것이며, 250℃ 이상이면 수지층(800)이 변성되거나 타버리는 등의 문제가 발생되어 역시 소망하는 패턴을 수지층(800)에 형성시키기 힘들 것이다.

또한, 본 발명은 공급 유닛(100)과 히팅 유닛(300) 사이에 배치되어 이형 원단(700)에 접촉 회전하고, 공급 유닛(100)으로부터 공급되는 이형 원단(700)이 히팅 유닛(300)에 공급되기 전에 히팅 유닛(300)에 의하여 가열되는 온도보다 낮은 온도로 이형 원단(700)을 예열시키는 예열 롤러(302)를 더 구비할 수도 있다.

예열 롤러(302)는 전술한 히팅 유닛(300)의 가열 부하를 낮추어 에너지의 소모량을 절감하기 위한 기술적 수단이라 할 수 있다.

한편, 분사 수단(330)은 케이싱(320)에 구비되는 제2 히팅 수단(332)을 포함할 수 있다.

제2 히팅 수단(232)은 제1 히팅 수단(310)과 같이 특별히 상세하게 도시하지는 않았으나, 후술할 송풍기(331)에 의하여 후술할 분사 배관(334)을 통하여 가열된 공기의 공급이 가능하도록 전기적으로 가동되는 열선의 형태나, 내부 유로를 형성하는 배관을 따라 증기나 오일 등 열 유체를 흐르도록 하여 가열되게 하는 등의 다양한 방식으로 송풍기(331)에 의하여 강제 급기되는 공기의 온도를 높일 수 있을 것이다.

그리고, 분사 수단(330)은 케이싱(320)의 일측에 구비되고, 제2 히팅 수단(332)과 연결되어 가열 롤러(301)측으로 가열된 공기를 강제 이송시키는 송풍기(331)를 포함할 수 있다.

그리고, 분사 수단(330)은 송풍기(331)와 연결되어 보호 곡면(321)에 이격하여 복수로 배치되고, 송풍기(331)로부터 강제 이송된 가열된 공기가 이형 원단(700)이 가열 롤러(301)와 접촉되는 부위에 분사되게 하는 분사 노즐(333)을 포함할 수 있다.

여기서, 분사 노즐(333)은 이형 원단(700)이 이송되는 방향과 직교되는 방향을 따라 일정 간격으로 이격하여 배치되도록 함으로써, 온도 분포의 균일도를 높일 수 있을 것이다.

또한, 분사 수단(330)은 송풍기(331)와 분사 노즐(333)을 상호 연결하며 내부 유로를 형성하는 분사 배관(334)을 포함할 수도 있다.

한편, 히팅 유닛(300)은 분사 노즐(333)로부터 배출되는 가열된 공기의 재활용을 위하여, 케이싱(320)의 일측에 구비되고, 가열 롤러(301)측으로 분사된 가열된 공기를 회수하는 부압을 발생시키는 흡입 펌프(350)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 히팅 유닛(300)은 분사 노즐(333)로부터 배출되는 가열된 공기의 재활용을 위하여, 케이싱(320)의 일측에 구비되고, 회수된 공기가 일시 수용되는 리저버 탱크(360)를 더 포함할 수 있다.

또한, 히팅 유닛(300)은 분사 노즐(333)로부터 배출되는 가열된 공기의 재활용을 위하여, 리저버 탱크(360)와 분사 배관(334) 사이에 배치되고 회수된 공기에 포함된 이물질을 여과하는 필터(370)를 더 포함할 수도 있음은 물론이다.

한편, 제어 수단(340)은 이형 원단(700)이 가열 롤러(301)에 접촉되는 부위를 따라 이격하여 배치되는 복수의 온도 센서(341)를 포함한다.

그리고, 제어 수단(340)은 온도 센서(341)와 전기적으로 연결되며, 분사 수단(330)을 구성하는 것으로 가열된 공기를 가열 롤러(301)측으로 분사하는 복수의 분사 노즐(333) 각각에 구비되고, 분사 노즐(333)을 통하여 분사되는 가열된 공기의 배출 유량을 조절 가능하게 개폐 가능한 전자기 밸브(342)를 포함한다.

전자기 밸브(342)의 개폐 정도를 조절하는 것은, 온도가 일정할 때 (압력×부피)의 값은 일정하지만, 온도가 일정하지 않을 경우에는 온도 변화에 비례하여 압력 또는 부피값을 늘려주어야 하는 것이다.

즉, PV=RT(압력×부피=기체상수×온도), 다시말해 T=PV/R(온도=(압력×부피)/기체상수)의 관계에 있기 때문이다.

더욱 구체적으로는, 이형 원단(700)이 가열 롤러(301)에 접촉되는 부위는 가열 롤러(301)의 양측부와 중간부로 나뉘며, 가열 롤러(301)의 양측부 중 일측부는 제1 섹터(301a), 가열 롤러(301)의 양측부 중 타측부는 제2 섹터(301b), 가열 롤러(301)의 중간부는 제3 섹터(301c)로 정의될 수 있다.

따라서, 실시간으로 감지되는 온도 센서(341)의 측정값에 따라 제1, 2, 3 섹터(301a, 301b, 301c)의 온도차가 일정 범위 이상으로 벌어지게 되면, 제어 수단(340)은 전자기 밸브(342)의 개폐도를 각각 다르게 조절함으로써, 가열 롤러(301)와 이형 원단(700)이 접촉되는 부위에 걸친 온도 분포의 균일도를 향상시킴으로써, 균일한 품질의 합성 피혁 제품을 생산할 수 있게 된다.

한편, 유동 지체 유닛(600)은 도 1 및 도 2와 함께 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면, 원호 형상인 보호 곡면(321)의 양단부에 각각 가열 롤러(301)와 평행하게 배치되는 복수의 유동 지체 격편(610)을 포함하는 것을 알 수 있다.

유동 지체 격편(610)은 도시된 바와 같이 보호 곡면(321)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.

유동 지체 격편(610)은 이외에도 특별히 도시하지 않았으나, 보호 곡면(321)과 직교되게 배치되도록 할 수도 있다.

여기서, 복수의 유동 지체 격편(610) 각각이 보호 곡면(321)으로부터 돌출된 높이는 보호 곡면(321)의 양단부로부터 보호 곡면(321)의 중심부로 갈수록 낮아지게 형성되도록 하여, 분사 노즐(333)로부터 배출된 가열된 공기가 케이싱(320)과 가열 롤러(301) 사이의 공간에서 지체되도록 하는 미로의 역할을 수행할 수 있을 것이다.

이때, 복수의 유동 지체 격편(610) 각각이 보호 곡면(321)으로부터 돌출된 높이를 일정하게 설정하는 응용 및 변형 설계 또한 가능함은 물론이다.

상기와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치를 이용하여 합성 피혁을 제조하는 방법의 일 실시예에 대하여 도 1과 도 3 및 도 4를 참조하면서 살펴보고자 한다.

우선, 작업자는 소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 일정 형상의 패턴 형성부가 형성된 이형 원단(700)에 일정 두께로 합성 수지를 도포하여 수지층(800)을 형성한다(S1: 제1 단계).

이후, 수지층(800)이 형성된 이형 원단(700)을 일방향으로 이송하고, 일방향으로 이송된 이형 원단(700)을 가열 롤러(301)에 접촉시켜 가열된 상태로 이송되게 함과 동시에, 가열 롤러(301)와 이형 원단(700)이 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 걸쳐 일정 온도로 가열된 공기를 분사한다(S2: 제2 단계).

계속하여, 가열 롤러(301)를 통과한 이형 원단(700)을 냉각 롤러(401)에 접촉시켜 수지층(800)을 냉각시키면서 이형 원단(700)을 일방향으로 이송한다(S3: 제3 단계).

다음으로, 냉각 롤러(401)를 통과한 이형 원단(700)으로부터 분리된 수지층(800)에 의하여 제조된 합성 피혁(800')과, 이형 원단(700)을 각각 회수하면 되는 것이다(S4: 제4 단계).

또한, 상기와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치를 이용하여 합성 피혁을 제조하는 방법의 다른 실시예에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조하면서 살펴보고자 한다.

우선, 작업자는 이형 원단(700)에 일정 두께로 합성 수지를 도포하여 수지층(800)을 형성한다(S1: 제1 단계).

계속하여, 소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 외주면을 따라 일정 형상의 패턴이 형성된 패턴 형성 롤러(510)에 가열 롤러(301)를 통과한 이형 원단(700)을 접촉시키고, 이형 원단(700)에 접촉되어 패턴 형성 롤러(510)와 함께 회전하는 냉각 롤러(401)에 의하여 수지층(800)을 냉각시키면서 이형 원단(700)을 일방향으로 이송한다(S3: 제3 단계).

다음으로, 패턴 형성 롤러(510)와 냉각 롤러(401)를 통과한 이형 원단(700)으로부터 분리된 수지층(800)에 의하여 제조된 합성 피혁(800')과, 이형 원단(700)을 각각 회수하면 되는 것이다(S4: 제4 단계).

도 1과 도 3 및 도 4의 실시예에 따른 제조 방법 및 도 2 내지 도 4의 실시예에 따른 제조 방법에 있어서 제3 단계(S3)는 가열 롤러(301)와 이형 원단(700)이 접촉되는 부위 부근의 온도는 150℃ 내지 250℃로 유지되도록 하는 것이 중요함은 앞서 서술한 바와 같다.

이상과 같이 본 발명은 이형 원단을 균일한 온도로 가열되게 하되 열기가 비교적 장시간에 걸쳐 적체되도록 하여 가열 효과를 높이면서 균일한 고품질의 합성 피혁 제품을 획득할 수 있도록 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치 및 이것을 이용한 합성 피혁의 제조방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...공급 유닛
200...텐션 유닛
300...히팅 유닛
301...가열 롤러
301a...제1 섹터
301b...제2 섹터
301c...제3 섹터
302...예열 롤러
310...제1 히팅 수단
320...케이싱
321...보호 곡면
330...분사 수단
331...송풍기
332...제2 히팅 수단
333...분사 노즐
334...분사 배관
340...제어 수단
341...온도 센서
342...전자기 밸브
350...흡입 펌프
360...리저버 탱크
370...필터
400...냉각 유닛
401...냉각 롤러
500...형성 유닛
501...패턴 형성부
510...패턴 형성 롤러
520...아이들 롤러
530...압력 유지 액추에이터
600...유동 지체 유닛
610...유동 지체 격편
700...이형 원단
800...수지층
800'...합성 피혁
900...회수 유닛
910...분리 커터
920...이형 원단 회수 롤러
930...합성 피혁 회수 롤러
S1...제1 단계
S2...제2 단계
S3...제3 단계
S4...제4 단계

Claims

소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 일정 형상의 패턴 형성부가 형성된 이형 원단에 일정 두께로 합성 수지를 도포하여 수지층을 형성하는 제1 단계;
상기 수지층이 형성된 이형 원단을 일방향으로 이송하고, 일방향으로 이송된 상기 이형 원단을 가열 롤러에 접촉시켜 가열된 상태로 이송되게 함과 동시에, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 걸쳐 일정 온도로 가열된 공기를 분사하는 제2 단계;
가열 롤러를 통과한 상기 이형 원단을 냉각 롤러에 접촉시켜 상기 수지층을 냉각시키면서 상기 이형 원단을 일방향으로 이송하는 제3 단계; 및
상기 냉각 롤러를 통과한 상기 이형 원단으로부터 분리된 상기 수지층에 의하여 제조된 합성 피혁과, 상기 이형 원단을 각각 회수하는 제4 단계를 포함하며,
상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위는 균일한 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치를 이용한 합성 피혁 제조방법.
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청구항 1에 있어서,
상기 제3 단계에서,
상기 이형 원단이 상기 가열 롤러에 접촉되는 부위는 상기 가열 롤러의 양측부와 중간부로 나뉘되, 상기 가열 롤러의 양측부 중 일측부는 제1 섹터, 상기 가열 롤러의 양측부 중 타측부는 제2 섹터, 상기 가열 롤러의 중간부는 제3 섹터로 정의되고,
상기 제1, 2, 3 섹터의 온도차가 일정 범위 이상으로 발생되면, 상기 가열 롤러측으로 상기 가열된 공기를 분사하도록 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위를 따라 상기 이형 원단의 이송 방향과 직교되게 일정 간격으로 이격 배치된 복수의 분사 노즐 각각에 구비된 전자기 밸브의 개폐도를 각각 다르게 조절하는 과정을 더 실시하는 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치를 이용한 합성 피혁 제조방법.
일정 두께로 도포된 합성 수지에 의하여 수지층이 형성된 이형 원단을 일방향으로 이송하는 공급 유닛;
가열 롤러를 포함하며, 상기 가열 롤러에 상기 이형 원단이 접촉하여 가열된 상태로 이송되게 함과 동시에, 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 걸쳐 일정 온도로 가열된 공기를 분사하는 히팅 유닛;
상기 히팅 유닛에 구비되고 상기 가열된 공기의 흐름을 지체시켜 상기 접촉되는 부위와 대응되는 면적에 상기 가열된 공기가 적체되게 하는 유동 지체 유닛; 및
상기 수지층에 일정한 패턴을 형성하는 형성 유닛을 포함하며,
상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위는 균일한 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치.
청구항 5에 있어서,
상기 형성 유닛은,
소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 상기 이형 원단의 표면에 형성되는 일정 형상의 패턴 형성부인 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치.
청구항 5에 있어서,
상기 형성 유닛은,
소망하는 피혁의 질감을 구현하기 위하여 외주면을 따라 일정 형상의 패턴이 형성된 패턴 형성 롤러를 포함하며,
상기 패턴 형성 롤러는 상기 히팅 유닛을 통과한 상기 이형 원단 상의 상기 수지층과 접촉 회전하면서 상기 수지층에 상기 일정 형상의 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치.
청구항 5에 있어서,
상기 히팅 유닛은,
상기 가열 롤러에 구비된 제1 히팅 수단과,
상기 가열 롤러의 외주면과 일정 거리 이격하여 배치되는 원호 형상의 보호 곡면을 구비하며 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위를 감싸며, 상기 유동 지체 유닛이 형성되는 케이싱과,
상기 케이싱에 구비되어 상기 접촉되는 부위에 상기 가열된 공기를 분사하는 분사 수단과,
상기 분사 수단과 전기적으로 연결되며, 상기 접촉되는 부위의 양측부와 중간부의 온도를 실시간으로 검지하여 상기 분사 수단에 의하여 분사되는 공기의 온도를 균일화 함과 동시에 상기 가열 롤러와 상기 이형 원단이 접촉되는 부위의 온도를 균일화하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 균일 온도의 가열이 가능한 합성 피혁 제조장치.
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