KR101894620B1 - 간헐적 위빙 스플라이서 - Google Patents

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나이키 이노베이트 씨.브이.
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Abstract

본 발명은 간헐적 위빙 스플라이서에 관한 것이다. 결합된 재료를 이용하는 직조 제품이 제공된다. 간헐적 위빙 스플라이서가 결합된 재료의 상이한 성질을 반영하는 직조 제품을 생성하기 위해 상이한 기능적 및/또는 심미적 성질을 갖는 재료들을 종결시키고 결합시킨다. 또한, 동적 텐셔너가 결합된 재료의 상이한 성질에 기초하여 결합된 재료에 인가되는 장력을 가변적으로 조절한다.

Description

간헐적 위빙 스플라이서{INTERMITTENT WEAVING SPLICER}
본 발명은 전체적으로 위빙 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 간헐적 위빙 스플라이서에 관한 것이다. 간헐적 위빙 스플라이서는 다양한 유형의 옷감, 의류, 액세서리 및 신발을 위빙하는데 후속적으로 사용되는 상이한 재료들을 동적으로 종결시켜 결합시키도록 구성된다. 또한, 본 발명은 재료 및/또는 소정의 최종 직조 제품의 성질에 적어도 부분적으로 기초하여 다양한 수준의 장력을 위빙 재료에 인가하는 동적 텐셔너에 관한 것이다.
종래에, 스플라이싱 장치는 소모된 얀의 제1 스풀의 얀 단부를 얀의 제2 스풀의 초기 얀 단부와 접합시키는데 이용되고 있다. 2개의 얀 단부의 스플라이싱은 2개의 얀을 구성하는 섬유들의 혼합에 의해 수행될 수 있다. 이런 방법은 얀 단부의 인식시에만 개시되는 수동적인 프로세스이다. 또한, 종래의 위빙 텐셔닝 장치는 위빙 재료가 직조될 때 일정한 수준의 장력을 위빙 재료에 인가한다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선된 간헐적 위빙 스플라이서를 제공하는 것이다.
본 단락의 내용은 이하의 상세한 설명에서 추가로 기술될 선택된 개념들을 단순화된 방식으로 개시하기 위해 제공된다. 본 단락은 본 발명의 청구 내용의 핵심 구성요소 또는 필수 구성요소를 확인하기 위한 것도 아니며, 본 발명의 청구 내용의 범주를 결정하는데 도움을 주고자하는 것도 아니다. 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된다.
넓은 범위에서, 본 발명은 길이에 따라 다른 기능적 또는 심미적 성질이 다른 결합된 재료(combined material)를 생성하기 위해 재료(예컨대, 얀, 스레드, 섬유)를 동적으로 종결시키고 그리고 다른 재료들을 결합시키는 간헐적 위빙 스플라이서(intermittent weaving splicer)에 관한 것이다. 결합된 재료는 후속하여 직물, 옷감, 합성 재료, 의류, 신발 및 액세서리를 포함하는 다양한 구조물의 위빙시 사용될 수 있다. 예컨대, 이하의 양태들은 2차원 및/또는 3차원 물품의 제조시 실시될 수 있다. 또한, 결합된 재료의 다양한 성질은 하나 이상의 위치에서 직조 제품에 다른 성질을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명은 결합된 재료가 직조되는 동안 가변량의 장력을 결합된 재료에 인가하는 동적 텐셔너(dynamic tensioner)에 관한 것이다. 인가되는 장력의 양은 결합된 재료 및/또는 소정의 최종 제품의 특성 또는 성질에 따라 결정된다. 동적 텐셔너는 결합된 재료를 직조 제품에 정확히 배치하는데 도움을 주기 위해 간헐적 스플라이서와 함께 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 양태는 제1 재료 입력(material input), 제2 재료 입력, 제1 재료 터미네이터(terminator), 결합 유닛, 및 결합된 재료 출력을 포함하는 간헐적 위빙 스플라이서에 관한 것이다.
본 발명의 제2 양태는 직조기와, 결합된 재료 출력(combined material output)을 생성하기 위해 재료 입력들을 종결시키고 결합시키는 간헐적 위빙 스플라이싱 장치와, 직조기 및 간헐적 위빙 스플라이싱 장치와 상호작용하는 로직 유닛을 포함하는 위빙 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 제1 재료를 수용하는 단계와, 제2 재료를 수용하는 단계와, 제1 재료를 종결시키는 단계와, 결합된 재료를 생성하기 위해 제1 재료와 제2 재료를 접합하는(joining) 단계와, 결합된 재료를 출력하는 단계를 포함하는 간헐적 위빙 스플라이서의 사용 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 예시적인 위빙 시스템 내의 예시적인 간헐적 위빙 스플라이서를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따른 공급 요소와 함께 예시적인 간헐적 위빙 스플라이서를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 예시적인 직조 제품의 일부분을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 양태에 따른 예시적인 직조 제품의 일부분을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 양태에 따른 예시적인 직조 제품의 일부분을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 양태에 따른 로직 유닛에 의해 사용되는 예시적인 패턴 프로그램을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 양태에 따라 제1 재료 입력과 제2 재료 입력으로부터 결합된 재료를 생성하는 방법을 도시하는 예시적인 흐름도이다.
첨부된 도면을 참조하여 실시예들이 이하에 상세히 기술된다.
본 발명의 청구 내용은 법적 요건을 만족시키기 위해 본 명세서에 구체적으로 기술된다. 그러나, 본 명세서의 내용은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니다. 더 정확히 말하면, 본 발명의 발명자들은 본 발명의 청구 내용이 현재의 또는 미래의 다른 발명과 함께 본 명세서에 개시된 단계들과 유사한 단계들의 조합이나 다른 단계들을 포함하는 다양한 방식으로 실시될 수 있다는 점도 고려한다. 또한, 본 명세서에서 "단계" 및/또는 "블록"이라는 용어들은 이용된 방법의 다른 요소들을 내포하는 것으로 사용되지만, 이런 용어들은 각각의 단계의 순서가 명시되지 않는 한 본 명세서에 개시된 다양한 단계들 간의 또는 사이의 임의의 특정 순서를 의미하는 것으로 해석되어선 안 된다.
넓은 범위에서, 본 발명은 길이에 따라 다른 기능적 또는 심미적 성질이 다른 결합된 재료를 생성하기 위해 재료(예컨대, 얀, 스레드, 섬유)를 동적으로 종결시키고 그리고 다른 재료들을 결합시키는 간헐적 위빙 스플라이서에 관한 것이다. 결합된 재료는 후속하여 직물, 옷감, 합성 재료, 의류, 신발 및 액세서리를 포함하는 다양한 구조물의 위빙시 사용될 수 있다. 예컨대, 이하의 양태들은 2차원 및/또는 3차원 물품의 제조시 실시될 수 있다. 또한, 결합된 재료의 다양한 성질은 하나 이상의 위치에서 직조 제품에 다른 성질을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명은 결합된 재료가 직조되는 동안 가변량의 장력을 결합된 재료에 인가하는 동적 텐셔너에 관한 것이다. 인가되는 장력의 양은 결합된 재료 및/또는 소정의 최종 제품의 특성 또는 성질에 따라 결정된다. 동적 텐셔너는 결합된 재료를 직조 제품에 정확히 배치하는데 도움을 주기 위해 간헐적 스플라이서와 함께 이용될 수 있다.
도 1은 간헐적 위빙 스플라이서(114), 동적 텐셔너(120), 공급 요소(118), 직조기(122) 및 로직 유닛(124)를 포함하는 시스템(100)을 도시한다. 그러나, 추가의 요소들도 본 명세서에 예시적인 양태로 도시된 요소들과 함께(또는 독립적으로) 실시될 수 있다. 또한, 도 1과 관련하여 도시되거나 논의되거나 개시되는 요소들 중 임의의 개수의 요소들이 예시적인 양태로 또한 실시될 수 있다.
간헐적 스플라이서(114)는 재료 A(110) 및 재료 B(112)와 같은 2개 이상의 재료를 하나 이상의 입력 포트를 통해 수용할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 간헐적 스플라이서(114)에 의해 수용되는 재료는 예컨대 얀, 스레드, 웨빙, 스트랜드, 브레이드(braid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 이런 재료들은 유기 물질(예컨대, 코튼, 고무), 폴리머계 물질(예컨대, 나일론, 폴리에스테르, 합성 고무), 금속계 물질(예컨대, 구리, 은, 금, 알루미늄), 및 다른 공학 재료(예컨대, 아라미드 합성 고무, 탄소 섬유, 유리 섬유)로 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 또한, 다양한 물리적 특성(본 명세서에서 이후에 상세히 기술됨)을 갖는 재료들도 고려된다. 예컨대, 그런 재료들은 다양한 직경, 탄성, 내마모성, 화학 반응 특성, 인장 계수, 인장 강도, 습기 흡수도 등을 가질 수 있다.
재료 A(110) 및 재료 B(112)는 상이한 유형의 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 재료(110, 112)는 직경, 밀도, 컬러, 기능적 성질, 심미적 성질, 제조 모드(압출, 스피닝, 몰딩 등), 재료(110, 112)에 적용된 처리 등이 상이할 수 있다. 기능적 성질은 탄성, 강성, 수용성, 열 반응성, 화학 반응성 등을 포함할 수 있다. 재료(110, 112)에 적용된 처리는 방수 가공, 왁스 코팅, 및/또는 재료(110, 112)에 대한 무광, 광택, 반사 또는 샤이니 마무리부를 제공하는 도포 코팅을 포함할 수 있다. 또한, 이런 처리는 워터, 열, 게미컬 등과 반응할 수 있는 반응성 코팅을 포함할 수 있다. 또한, 다중 물질 재료의 사용을 고려할 수 있다. 다중 물질 재료는 내부 코어와 상이한 물질의 외부 피복을 갖는 재료일 수 있다. 본 예에서, 외부 피복은 내부 코어와 상이한 임의의 특성을 다중 물질 재료에 부여할 수 있다. 예컨대, 내부 코어는 높은 탄성을 가질 수 있으며, 내부 코어는 다중 물질 재료의 신장을 방지하는 반응성 코팅일 수 있다. 따라서, 이하에서 상세히 기술되는 바와 같이, 외부 코어의 일부분은 내부 코어의 성질이 외부 코어가 제거된 부분에서 나타날 수 있도록 선택적으로 제거될 수 있다(예컨대, 광 또는 화학적 수단 등에 의해 반응적으로 제거될 수 있다). 다중 물질 재료의 다른 배열체(예컨대, 반응성 코어, 비반응성 섬유와 서로 얽힌 반응성 섬유)도 고려될 수 있다.
도 1을 참조하면, 예시적인 양태에서 간헐적 스플라이서(114)는 (도시 안 된)제1 입력 포트를 통해 재료 A(110)를 그리고 (도시 안 된)제2 입력 포트를 통해 재료 B(112)를 수용할 수 있다. 다르게는, 재료 A(110) 및 재료 B(112)는 단일 입력 포트를 통해 수용될 수 있다. 2개의 재료만이 도 1에 도시되어 있지만, 간헐적 스플라이서(114)는 임의의 개수의 재료를 수용할 수 있다. 예시적인 양태에서, 재료는 효율적인 수용을 위해 간헐적 스플라이서(114) 내로 공급되도록 스풀형 구조체에 의해 유지될 수 있다.
간헐적 스플라이서(114)는 재료 A(100) 및 재료 B(112)를 수용한다. 재료들은 간헐적 스플라이서(114)에 의해 수용된 후에, 재료(110, 112)의 소정의 거리를 측정하기 위한 (도시 안 된)측정 요소를 통해 공급될 수 있다. 측정 요소는 토글 휠과, 공지된 속도에서 재료(110, 112)가 수용되는 속도 및/또는 시간을 측정하는 타이밍 시스템, 캘리퍼 시스템, 및/또는 재료의 소정의 거리/길이를 측정하는 시각 또는 광학 시스템을 포함할 수 있다. 재료 A(110) 및/또는 재료 B(112)에 대한 소정의 거리가 측정된 후에, 간헐적 스플라이서(114)는 재료 A(110) 및/또는 재료 B(112)를 소정의 거리에서 종결시키도록 프로그래밍될 수 있다.
간헐적 스플라이서(114)는 재료(110) 및/또는 재료(112)를 종결(예컨대, 절단)시키기 위해 나이프와 같은 기계적 수단을 이용할 수 있다. 또한(또는 다르게는), 간헐적 스플라이서(114)는 재료 A(110) 및/또는 재료 B(112)를 소정의 길이로 종결시키기 위해 레이저, 공기, 초음파, 워터, 열, 케미컬 등을 이용할 수 있다. 따라서, 간헐적 스플라이서(114)는 연속적인 런(run)의 재료를 런의 중간 지점에서 종결시키는 기능을 한다. 예컨대, 재료는 간헐적 스플라이서(114)를 통해 공급될 수백 피트의 연속적인 재료를 갖는 스풀에 보유될 수 있다. 본 예에서, 간헐적 스플라이서(114)는 수백 피트의 연속적인 재료의 길이를 따르는 임의의 지점에서 재료를 (임의의 횟수 만큼) 종결시킬 수 있다. 따라서, 임의의 목표 길이의 재료가 간헐적 스플라이서(114)에 의해 생성된 최종 결합된 재료의 임의의 부분에 사용될 수 있다.
간헐적 스플라이서(114)는 로직 유닛(124)에 의해 제어되는 하나 이상의 기구에 의해 기계적으로 작동될 수 있다. 예컨대, 간헐적 스플라이서(114)는 휴먼 오퍼레이터의 간섭 없이 전기 기계적 기구(예컨대, 액추에이터, 공압 모터, 유압 모터) 등을 사용하여 재료를 종결시킬 수 있다. 로직 유닛(124)을 이용하여 간헐적 스플라이서(114)의 종결 부분을 제어함으로써, 일단 작동되면 공통의 웨프트 패스(weft pass)[또는 워프(warp)]에 전략적으로 위치된 다양한 재료를 갖는 물품을 제조하기 위한 휴먼에 의한 간섭이 필요 없는 자동화 시스템이 실시될 수 있다.
일단 종결되면, 재료(110, 112)는 결합된 재료(116)를 생성하기 위해 간헐적 스플라이서(114)에 의해 함께 접합될 수 있다. 재료(110, 112)의 단부들의 올을 풀어 올이 풀린 단부들을 합치는 방법과 같은 재료(110, 112)를 함께 합치는 종래의 방법이 이용될 수 있다. 예컨대, 접합될 재료들은 복수의 섬유를 포함할 수 있는데, 이런 복수의 섬유는 각각의 단부에서 분리된(예컨대, 올이 풀린) 후에 제1 재료의 제1 단부와 제2 재료의 제2 단부 사이에 효과적인 접합부가 형성되도록 함께 서로 맞물릴 수 있다. 또한, 초음파 융합(ultrasound fusing), 레이저 조사(lasering), 용접, 접착제, 열, 랩핑, 타잉(tying), 폴딩(folding) 및/또는 트위스팅(twisting)과 같은 다른 방법도 재료(110, 112)를 결합시키는데 이용될 수 있다. 또한, 종결 및 융합시키는 조합된 공정이 실시될 수 있다. 예컨대, 용해 공정이 제1 스레드를 종결시키고 그리고 새롭게 생성된 단부를 제2 스레드에 융합시킬 수 있다.
간헐적 스플라이서(114)는 제1 재료의 길이를 따르는 임의의 위치에서 제1 재료를 종결시켜 종결 위치에 대한 제1 단부 및 제2 단부를 형성할 수 있다. 본 예에서 제1 단부는 간헐적 스플라이서(114)의 출력 구역에 근접해 있으며, 제2 단부는 간헐적 스플라이서(114)의 입력 구역에 근접해 있다. 본 예에서 제1 단부는 [예컨대, 간헐적 스플라이서(114)의 입력부에 또한 근접해 있는] 제2 재료의 이전의 제2 단부와 함께 결합될 수 있다. 또한, 제1 재료의 제2 단부는 [예컨대, 간헐적 스플라이서(114)의 출력부에 근접해 있는] 제2 재료의 새롭게 생성된 제1 단부와 후속적으로 결합될 수 있다. 이하에서 기술되는 바와 같이, 임의의 순서로 임의 개수의 재료들이 결합될 수 있다.
또한, 간헐적 스플라이서(114)는 하나 이상의 유지 장치(maintainer)를 포함할 수 있다. 유지 장치는 종결 공정 및/또는 결합 공정 동안 재료(110) 및/또는 재료(112)의 하나 이상의 부분을 소정의 위치에 유지시킬 수 있다. 예컨대, 압축 기구가 제1 재료를 보유하면서 제2 재료를 종결시킬 수 있다. 또한, 유지 장치는 일시적이라도 제2 재료의 제2 단부와 함께 융하되는 동안 결합된 재료(예컨대, 제1 재료의 제1 단부)를 보유할 수 있다. 그러나, 종결 공정 및/또는 결합 공정은 [예컨대, 재료들이 간헐적 스플라이서(114)를 계속 통과할 때] 필요에 따라 수행될 수 있다.
또한, 간헐적 스플라이서(114)는 출력부로서 (도시 안 된)배출 요소를 포함할 수 있다. 재료(110, 112)가 결합되어 결합된 재료(116)가 생성되면, 배출 요소는 결합된 재료(116)를 간헐적 스플라이서(114)로부터 배출시킨다. 배출 요소는 결합된 재료(116)를 롤러, 컨베이어, 풀리 및 다른 기구를 이용하여 기계적으로 배출시킬 수 있다. 배출 요소는 예컨대 결합된 재료(116)를 간헐적 스플라이서(114)로부터 배출시키기 위해 또한/대안적으로 공기 및/또는 워터를 이용할 수 있다. 또한, 결합된 재료는 추가적인 재료 부분에 의해 인가되는 가압력 및/또는 중력에 의해 간헐적 스플라이서(114)로부터 배출될 수 있다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 결합된 재료(116)는 재료 A(110)와 재료 B(112)로 이루어진 가변길이 세그먼트를 포함할 수 있다. 예컨대, 결합된 재료(116)는 재료 A(110)로 이루어진 가변길이 세그먼트(116A)와, 재료 B(112)로 이루어진 가변길이 세그먼트(116B)와, 재료 A(110)로 또한 이루어진 가변길이 세그먼트(116C)를 포함할 수 있다. B-A-B 배열체, A-B-A-B 배열체, B-A-B-A 배열체 등과 같은 다른 배열체도 고려될 수 있다. 2개 이상의 재료가 사용되는 경우, 결합된 재료(116)의 구성도 그에 따라 조절될 수 있다. 예시로서, 재료 A, B 및 C가 사용되는 경우, 가능한 일 구성은 A-C-B-A를 포함할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 사용된 재료의 개수, 재료의 가능한 배열, 및 사용된 재료의 각각의 부분의 길이에 기초하여 거의 무한한 수의 가능성이 존재할 수 있다.
간헐적 스플라이서(114)는 직조기와 같은 임의의 기구와 함께 이용될 수 있다. 또한, 간헐적 스플라이서(114)는 다른 기구와 독립적으로 이용될 수 있다. 또한, 간헐적 스플라이서(114)는 제조 공정의 임의의 부분(예컨대, 날씰 형성 공정, 웨프트 패싱 공정) 동안 작동될 수 있다.
예시적인 양태에서, 결합된 재료(116)는 간헐적 스플라이서(114)로부터 배출되면, 예컨대 입력 포트를 통해 공급 요소(118)에 의해 수용된다. 공급 요소(118)는 결합된 재료(116)를 배출 요소로부터 수동적으로 수용할 수 있다. 또한, 공급 요소(118)는 결합된 재료(116)를 간헐적 스플라이서(114)로부터 능동적으로 회수할 수 있다. 예컨대, 공급 요소(118)는 결합된 재료(116)를 공급 요소(118)로 인입시키는 진공을 생성할 수 있다.
또한, 공급 요소(118)는 결합된 재료(116)를 직조기(122) 내로 후속적으로 공급하도록 구성될 수 있다. 결합된 재료(116)는 웨프트로서 직조기(122) 내로 공급될 수 있다. 그러나 상술된 바와 같이, 결합된 재료는 워프 비임(warp beam)을 형성하는 것과 관련되어 이용될 수 있다. 결합된 재료(116)가 웨프트로서 공급되는 경우, 공급 요소(118)는 셔틀(shuttle), 하나 이상의 래피어(rapier), 에어 제트, 워터 제트 등을 포함할 수 있다.
공급 요소(118)는 동적 텐셔너(120)와 결합될 수 있다. 동적 텐셔너(120)는 결합된 재료(116)가 공급 요소(118)에 의해 직조기(122) 내로 공급될 때 가변량의 장력을 결합된 재료(116)에 인가하도록 구성된다. 인가되는 장력의 양은 결합된 재료(116)가 동적 텐셔너(120)를 통과할 때의 결합된 재료(116)의 성질에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 덜 탄성인 결합된 재료(116)의 세그먼트에 인가되는 장력의 양과 비교해보면, 더 탄성인 결합된 재료(116)의 세그먼트에는 더 적은 정도의 장력이 인가될 수 있다. 결합된 재료(116)의 성질에 따라 가변량의 장력을 인가함으로써, 결합된 재료(116)가 원활하게 직조기(122) 내로 공급되는 것을 보장할 수 있다. 또한, 동적 텐셔너(120)는 특정한 웨프트 패스를 위해 동적 텐셔너(120)를 이미 통과한 결합된 재료(116)의 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 장력을 동적으로 조절한다. 예컨대, 재료의 비탄성 부분이 동적 텐셔너(120)를 초기에 통과하는 경우, 탄성 부분 또는 심지어 후속하는 비탄성 부분이 공통의 웨프트 패스에서 동적 텐셔너(120)를 통과할 때보다 더 많은 양의 장력이 인가될 수 있다.
동적 텐셔너(120)는 예컨대 공급 요소(118)의 입력 포트의 직경을 조절함으로써 장력을 인가할 수 있다. 공급 요소(118)가 에어 제트인 경우, 결합된 재료(116)를 직조기(122) 내로 추진시키는데 이용되는 에어의 양을 변경함으로써 장력을 조절할 수 있다. 유사하게는, 공급 요소(118)가 워터 제트인 경우, 결합된 재료를 직조기(122) 내로 추진시키는데 이용되는 워터의 힘을 변경함으로써 장력을 조절할 수 있다. 또한, 동적 텐셔너(120)는 결합된 재료에 다양한 수준의 압축력을 인가하는 하나 이상의 압축면[예컨대, 점진적인 정합면을 통과하는 복수의 재료에 소정 수준의 압축력을 인가하기 위해 분리되거나 인접할 수 있는 점진적인 정합면을 갖는 풀리형 배향의 회전(또는 비회전) 정합 디스크]으로 형성될 수 있다.
동적 텐셔너(120)는 언제 장력이 조절되어야하는지와 어느 정도의 장력이 조절되어야하는지를 결정하기 위해 캘리퍼 기반 시스템을 이용할 수 있다. 예컨대, 캘리퍼 시스템은 결합된 재료(116)의 세그먼트의 두께를 검출하고 그리고 결합된 재료(116)에 인가된 장력을 증가시킬 수 있다. 또한, 동적 텐셔너(120)는 결합된 재료(116)의 하나의 세그먼트에서 결합된 재료(116)의 인접한 세그먼트로의 전이부를 시각적으로 검출하기 위해 시각/광학 시스템을 이용할 수 있다. 또한, 시각/광학 시스템은 어느 정도의 장력이 인가되어야하는지를 결정하는 세그먼트의 성질을 검출할 수 있으며, 그런 검출에 따라 장력이 후속적으로 조절될 수 있다. 예컨대, 시각/광학 시스템은 결합된 재료(116)의 하나의 세그먼트에서 다음의 세그먼트로의 컬러 또는 텍스처 변화를 검출하도록 구성될 수 있다. 그런 변화에 기초하여, 동적 텐셔너(120)는 결합된 재료(116)에 대한 장력을 조절할 수 있다. 또한, 동적 텐셔너(120)는 언제 장력이 조절되어야하는지를 결정하기 위해 타이밍 시스템을 이용할 수 있다. 예컨대, 결합된 재료(116)는 일정한 속도로 간헐적 스플라이서(114)로부터 배출될 수 있다. 동적 텐셔너(120)는 배출 속도에 따라 장력을 조절할 수 있다. 또한, 동적 텐셔너(120)는 예컨대 로직 유닛(124)으로부터 입력을 수신하고, 수신된 입력에 기초하여 장력을 조절할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 소정 위치에서 하나 이상의 소정 특성을 최종 생성물에 부여하기 위해 동적 텐셔너(120)를 조절하는 것과 독립적으로 또는 협력적으로 하나 이상의 기구를 실시할 수 있다.
일 양태에서, 동적 텐셔너(120)는 품질 제어 척도로서 이용될 수 있다. 예컨대, 동적 텐셔너(120)는 결합된 재료(116)가 저장고(shed)를 통해 웨프트로서 공급된 후에 결합된 재료(116)를 조절하기 위해 추가량의 장력을 결합된 재료(116)에 인가할 수 있다. 이는 직조되는 패턴에 대한 웨프트의 정렬시의 작은 편차를 보정하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 결합된 재료가 특정한 위치(예컨대, 워프를 측방향으로 따르는 특정한 위치)에 배치되도록 구성된 특정한 부분을 갖는 경우, 동적 텐셔너(120)는 워프의 일부분과 교차하는 결합된 재료의 길이부가 약간 증가될 수 있도록 상승된 수준의 장력을 인가할 수 있다. 유사하게는, 동적 텐셔너(120)는 특정한 워프와 교차하는 위치에 영향을 주는 결합된 재료의 길이부가 약간 감소될 수 있도록 감소된 수준의 장력을 인가할 수 있다. 결합된 재료의 신장에 영향을 미치지 않는 결합된 재료의 위치를 조절하기 위한[예컨대, 공급 요소(118)에 의한 측방향 정렬이 가능하도록 웨프트 패스의 일단부(또는 양단부)에 있는 초과 부분을 통합하기 위한] 추가적인 기구도 고려될 수 있다.
동적 텐셔너(120)는 공급 요소(118)에 일체로 부착되어 있는 것으로 도 1에 도시되어 있지만, 다른 배열체도 고려될 수 있다. 예컨대, 동적 텐셔너(120)는 공급 요소(118)로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 동적 텐셔너(120)는 간헐적 스플라이서(114)와 공급 요소(118) 사이에 위치될 수 있다. 다르게는, 동적 텐셔너(120)는 공급 요소(118)와 직조기(122) 사이에 위치될 수 있다. 또한 상술된 바와 같이, 하나 이상의 요소는 예시적인 양태에서 전체적으로 또는 부분적으로 생략될 수 있다.
상술된 바와 같이, 공급 요소(118)는 결합된 재료(116)를 워프 또는 웨프트로서 직조기(122) 내로 공급한다. 직조기(122)는 임의 유형의 위빙 구조체를 포함할 수 있다. 예컨대, 직조기(122)는 단일 또는 복수 비임 직조기, 자카드(Jacquard) 직조기, 도비(Dobby) 직조기, 및 종래 기술에 공지된 다른 직조기를 포함할 수 있다.
로직 유닛(124)은 무신 또는 유선 연결부를 통해 간헐적 스플라이서(114), 공급 요소(118), 동적 텐셔너(120) 및/또는 직조기(122)에 프로그램가능하게 커플링될 수 있다. 로직 유닛은 본 명세서에 개시된 하나 이상의 기능을 수행하기 위해 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 지시들을 포함하고 있는 컴퓨터 판독가능 매체가 하나 이상의 기능을 달성하도록 로직 유닛(124)과 함께 실시될 수 있다. 로직 유닛(124)은 예컨대 패턴과 일치하는 직조 제품을 생성하기 위해 패턴 프로그램에 기초하여 다양한 요소들에게 지시할 수 있다.
도 6은 각각의 웨프트(및/또는 워프) 레벨에서 재료 A(110) 및/또는 재료 B(112)의 어느 세그먼트 길이부가 필요한지를 계산하기 위해 (예컨대, 카메라에 의해) 캡처되어 로직 유닛(124)에 의해 처리될 수 있는 예시적인 패턴 프로그램(600)을 도시한다. 패턴 프로그램(600)은 라인으로 중첩되어 있는 패턴을 갖는 웨프트에 대응하는 일련의 라인을 포함한다. 패턴 프로그램(600)의 다양한 세그먼트의 길이는 로직 유닛(124)에 의해 결정되어, 예컨대 간헐적 스플라이서(114)에 후속적으로 전달될 수 있다. 예컨대, 로직 유닛(124)은 [재료 A(110)에 대응하는]세그먼트(610), [재료 B(112)에 대응하는]세그먼트(612) 및 [재료 A(110)에 대응하는]세그먼트(614)의 길이/거리를 결정할 수 있다. 세그먼트(610, 612, 614)의 다양한 길이/거리는 로직 유닛(124)에 의해 간헐적 스플라이서(114)에 전달될 수 있으며, 간헐적 스플라이서(114)는 그런 입력들에 기초하여 후속적으로 재료들을 종결시키고 결합시킨다.
또한, 로직 유닛(124)은 다양한 시각/광학 시스템, 타이밍 시스템, 토글 휠, 및 이런 요소들과 관련된 캘리퍼 기반 시스템에 프로그램가능하게 커플링될 수 있다. 일 양태에서, 로직 유닛(124)은 다양한 시각/광학 시스템, 타이밍 시스템, 토글 휠, 및 캘리퍼 기반 시스템으로부터 입력을 수신하고, 이런 입력 및 프로그래밍된 패턴/지시에 기초하여 재료 A(110) 및 재료 B(112)를 소정의 위치에서 종결시키도록 간헐적 스플라이서(114)에게 지시를 한다. 또한, 로직 유닛(124)은 수신된 입력에 기초하여 소정량의 장력을 결합된 재료(116)에 인가하도록 동적 텐셔너(120)에게 지시를 한다. 임의의 이런 양태 및 모든 이런 양태들은 본 발명의 범주 내에 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 로직 유닛(124)은 계산 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 로직 유닛(124)은 물품을 제조하기 위해 하나 이상의 요소(예컨대, 간헐적 스플라이서, 직조기, 동적 텐셔너, 자카드 직조기, 측정 요소, 품질 제어 요소)에 의해 이용될 수 있는 하나 이상의 세트의 지시를 보유할 수 있다. 이런 지시들은, 재료들이 저장고를 통해 삽입될 때 워프 비임에 대한 소정의 위치에 위치설정될 수 있도록, 재료들의 자동화된 종결 및 스플라이싱을 조정할 수 있는 로직을 포함할 수 있다. 또한, 로직 유닛은 물품으로의 통합시 복수의 재료 요소의 하나 이상의 부분의 적절한 정렬 및 위치설정을 보장할 수 있다.
로직 유닛(124)은 지시를 저장하거나 수신할 수 있다. 예컨대, 로직 유닛(124)은 특정 물품을 완성시키기 위해 파라미터를 보유하는 하나 이상의 계산 장치에 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 특정 물품을 완성시키라는 지시를 수신하면, 물품의 제조를 달성하기 위해 하나 이상의 요소를 제어하기 위한 적절한 지시들(또는 지시들의 일부)이 로직 유닛(124)에 전달된다. 또한, 로직 유닛(124)에 의해 통상적으로 상이한 요소들은 각각의 요소의 하나 이상의 기능의 조정을 통해 물품의 자동 생산과 협력적으로 작동될 수 있다.
도 2를 이제 참조하면, 본 발명의 다른 양태가 도시되어 있다. 도 2는 재료 소스(210), 재료(212), 재료(214), 공급 요소(218)에 일체로 연결되어 있는 간헐적 스플라이서(216), 및 수용 요소(220)를 포함하는 시스템(200)을 도시한다. 공급 요소(218) 및 수용 요소(220)는 제1 래피어 및 제2 래피어를 포함할 수 있다. 종래의 위빙 기술은 저장고를 가로질러 웨프트를 공급하기 위해 래피어를 이용한다. 웨프트를 공급하는 제1 래피어는 위버의 폭을 가로지르는 지점에서 제2 래피어와 조우한다. 제2 래피어는 웨프트를 수용하고, 위버의 폭(예컨대, 워프 비임의 길이)을 가로지르는 웨프트의 이동을 완료시킨다.
공급 요소(218)는 위버의 중간 지점 대신 위버의 폭을 따르는 가변 거리에서 웨프트를 수용 요소(220)로 이송하도록 (예컨대, 로직 유닛에 의해) 동적으로 프로그래밍될 수 있다. 또한, 간헐적 스플라이서(216)는 재료(212) 및/또는 재료(214)를 종결시키도록 프로그래밍될 수 있으며, 수용 요소(220)를 조우하여 결합된 재료를 전달하는 공급 요소(218) 이전에 결합된 재료를 생성한다.
도 3은 시스템(100)에 의해 생성될 수 있는 예시적인 직조 제품(300)의 근접도를 도시한다. 직조 제품(300)은 일련의 워프 스레드(310)를 포함한다. "스레드(thread)"라는 용어가 편의상 사용되었지만, "스레드"라는 용어는 직물 재료, 플라스틱 재료, 합성 재료, 금속 재료 등을 포함하는 상술된 임의의 유형의 재료를 포함할 수 있다. 또한, 직조 제품(300)은 일련의 웨프트 스레드(312)를 포함한다. 본 예에서, 웨프트 스레드(312)의 일부는 예컨대 도 1의 간헐적 스플라이서(114)와 같은 간헐적 스플라이서에 의해 생성된 조합된 재료 웨프트 스레드를 포함한다. 스레드(314)는 하나의 재료를 포함하는 웨프트 스레드의 일례를 제공하지만, 스레드(316)는 2개 이상의 재료를 포함하는 웨프트 스레드를 예시한다.
웨프트 스레드(312)는 임의의 영역(818)을 생성하도록 직조된다. 영역(318)은 직조 제품(300)의 나머지 부분과 상이한 기능적 성질을 가질 수 있다. 예컨대, 영역(318)은 직조 제품(300)의 나머지 부분에 비해 더 큰 신장량을 가질 수 있다. 다른 예에서, 영역(318)은 열 반응성 재료 및/또는 화학 반응성(예컨대, 수용성) 재료를 포함할 수 있다. 이런 재료들은 영역(318)을 제거하기 위해 또는 영역(318)의 기능적 성질을 추가로 변화시키기 위해 적절한 작용제(열 작용제, 워터 작용제 및/또는 화학 작용제)로 처리될 수 있다.
또한, 영역(318)은 직조 제품(300)의 나머지 부분과 상이한 심미적 성질을 가질 수 있다. 예컨대, 영역(318)은 직조 제품(300)의 나머지 부분과 상이한 컬러를 갖거나, 무광 또는 샤이니 마무리부를 갖는 웨프트 스레드로 이루어질 수 있다. 영역(318)은 로고, 그래픽 요소, 기하학적 형상의 패턴, 또는 유기적 형상의 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 영역(318)은 직조 제품(300)의 나머지 부분과 상이한 직경을 갖는 웨프트 스레드로 직조될 수 있다. 이로 인해, 영역(318)에 3차원 형상을 부여할 수 있다. 임의의 이런 변형예 및 모든 이런 변형예들은 본 발명의 범주 내에 있다.
도 5는 시스템(100)에 의해 생성될 수 있는 제품(500)의 다른 예시적인 부분을 도시하고 있다. 도 5는 웨프트 스레드(510)를 구성하는 결합된 재료를 집중적으로 도시한다. 이로 인해, 워프 스레드는 도시되지 않았다. 웨프트 스레드(510)를 구성하는 결합된 재료는 제1 재료(재료 A)의 제1 세그먼트(512), 제2 재료(재료 B)의 제2 세그먼트(514), 및 제1 재료(재료 A)의 제3 세그먼트(513)를 포함한다. 제2 세그먼트(514)의 제2 재료는 크림프 얀(crimped yarn)을 포함할 수 있다. 크림프 얀의 일례는 재킷의 단열재 또는 배게의 충전재용으로 사용되는 폴리에스테르 필(fill)이다. 통상 이런 유형의 얀은 로프트(loft) 및 체적을 제공하는 스트레칭에 저항력이 있다. 다른 재료들도 사용될 수 있다. 예컨대, 크림핑되는 유기 재료(예컨대, 크림핑되어 전분과 같은 첨가제로 유지되는 코튼)가 사용될 수 있다. 그러나, 통상 크림프 얀은 특히 인장된 상태에서 열이 인가될 때 신장되는데, 열로 인해 크림프 얀은 얀의 크림프가 소실된다. 이런 크림프 얀의 성질을 이용하는 경우, 크림프 얀[즉, 영역(518)]을 포함하는 제품(500)의 일부분에 후처리로서 또는 조립후에 열이 선택적으로 인가될 수 있다. 열 및/또는 장력을 인가함으로써 영역(518)이 길어지거나 신장되어 제품(500)에 3차원성을 부여할 수 있다. 이런 유형의 공정이 유용한 일례는 신발 갑피의 힐 부분을 생성할 때이다.
도 4는 시스템(200)에 의해 생성될 수 있는 직조 제품(400)의 예시적인 부분을 도시한다. 직조 제품은 일 세트의 워프 스레드(410) 및 일 세트의 웨프트 스레드(412)를 포함한다. 상술된 바와 마찬가지로, "스레드"라는 용어는 임의의 개수의 재료를 포함하는 것을 의미한다. 웨프트 스레드(412)의 일부는 도 2의 간헐적 스플라이서(216)와 같은 간헐적 스플라이서에 의해 생성된 결합된 재료의 웨프트 스레드를 포함한다. 웨프트 스레드(414)는 결합된 재료의 웨프트 스레드의 일례이다. 또한, 웨프트 스레드(412)의 일부는 일 유형의 재료[예컨대, 웨프트 스레드(416)]로 구성된 웨프트 스레드를 포함한다.
상술된 바와 같이, 시스템(200)은 위브의 폭을 따라 다른 거리에 웨프트 스레드를 이송하도록 동적으로 조절될 수 있는 공급 요소(본 예에선, 제1 래피어)를 포함한다. 또한, 대응하는 수용 요소(제2 래피어)도 공급 요소로부터의 핸프오프 지점에서 웨프트 스레드를 수용하도록 동적으로 조절될 수 있다. 간헐적 스플라이서는 공급 요소로부터 웨프트 스레드를 수용하는 수용 요소 이전에 결합된 재료의 웨프트를 생성할 수 있다. 따라서, 상이한 기능적 성질 및/또는 심미적 성질을 갖는 다양한 기하학적 또는 유기적 형상의 패턴을 생성할 수 있다. 예컨대, 직조 제품(400)의 영역(418)은 영역(420)을 구성하는 웨프트 스레드와 다른 성질을 갖는 웨프트 스레드로 구성된다. 도 3 및 도 5와 관련하여 상술된 바와 같이, 영역(418, 420)의 웨프트 스레드는 상이한 기능적 성질 및/또는 심미적 성질을 가질 수 있다.
도시된 바와 같이, 웨프트의 기본 재료의 선택적인 변경에 의해 제공되는 유기 형상의 특성을 갖는 제품을 형성하기 위해 결합된 재료들의 임의의 결합이 임의의 위치에서 수행될 수 있다. 예컨대, 특유의 부분은 특정 위치에서 다양한 심미적 및/또는 기능적 특성을 가질 수 있다. (완성된 웨프트 패스를 따라 균일한 특성을 갖는 것과는 달리) 소정의 특정을 웨프트 패스에 간헐적으로 선택적으로 부여할 수 있는 능력으로 인해 위빙 공정의 제어를 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 양태에 따라 간헐적 스플라이서를 이용하기 위한 예시적인 방법(700)을 도시하는 블록도이다. 블록 702에서, 제1 재료가 간헐적 스플라이서에 수용된다. 상술된 바와 같이, 재료는 얀, 스레드, 웨빙 등과 같은 임의의 재료일 수 있다. 재료를 수용하는 것은 간헐적 스플라이서의 하나 이상의 부분에 유입되는 재료의 일부분을 수용하는 것을 포함할 수 있다. 블록 704에서, 제2 재료가 간헐적 스플라이서에 수용된다. 상술된 바와 같이, 임의의 개수의 재료가 간헐적 스플라이서에/간헐적 스플라이서에 의해 수용/이용될 수 있다.
블록 706에서, 제1 재료의 길이가 측정된다. 특히 최종 결합된 재료의 특정 위치에서 특정한 길이의 제1 재료가 생성되도록 길이가 측정될 수 있다. 이런 길이의 측정은 기계적 메카니즘, 타이밍 메카니즘, 광학적 메카니즘, 및 재료의 길이를 측정하기 위한 다른 기술을 이용하여 달성될 수 있다. 블록 708에서, 제1 재료의 종결 여부를 결정한다. 종결 여부의 결정은 간헐적 스플라이서의 터미네이터를 제어하는 로직 유닛을 이용하여 수행될 수 있다. 종결 여부의 결정은 제1 재료의 측정된 길이와, 최종 결합된 재료에 사용되는 소정의 길이에 적어도 부분적으로 기초하여 이루어질 수 있다. 또한, 로직 유닛은 간헐적 스플라이서, 및 간헐적 스플라이서와 함께 이용될 수 있는 하나 이상의 제조 기계[예컨대, 직조기, 니팅 기계, 브레이더(braider)]를 조정하는 프로그래밍된 패턴에 따라 결정할 수 있다. 종결 여부가 블록 708에서 결정되면, 블록 170에서 제1 재료가 종결된다. 기계적 절단, 화학적 공정, 가열 공정, 초음파 공정 등을 이용하여 재료를 종결시킬 수 있다.
블록 712에서, 제1 재료와 제2 재료가 접합된다. 제1 재료와 제2 재료의 접합은 각각의 재료의 요소들(예컨대, 섬유들) 간의 기계적 연결에 의해 수행될 수 있다. 또한, 제1 재료와 제2 재료를 접합시키기 위한 다른 결합 기술(예컨대, 용접, 접착제)도 이용될 수 있다. 제1 재료와 제2 재료가 접합되면, 최종 결합된 재료는 블록 714에서 제품에 통합될 수 있다. 예컨대, 최종 제품은 직조 물품을 위한 직조기, 니트 물품을 위한 니팅 기계, 브레이드 물품을 위한 브레이딩 기계 등과 같은 임의의 기계 및 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명은 모든 점에서 비제한적인 예시적인 특정한 예들과 관련하여 기술되어 있다. 당업자들은 대체예들이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 알 것이다. 임의의 구성요소 및 부조합들은 다른 구성요소 및 부조합과 관계없이 유용하게 이용될 수 있으며, 본 발명의 특허청구범위의 범주 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.
110 : 재료 A
112 : 재료 B
114 : 간헐적 위버 스플라이서
116 : 결합된 재료
118 : 공급 요소
120 : 동적 텐셔너
122 : 직조기
124 : 로직 유닛

Claims (15)

  1. 간헐적 위빙 스플라이서로서,
    제1 재료 입력,
    제2 재료 입력,
    제1 재료 터미네이터,
    결합 유닛,
    결합된 재료 출력, 및
    결합된 재료가 직조되는 동안 가변량의 장력을 결합된 재료에 인가하는 동적 텐셔너로서, 가변량의 장력은 결합된 재료의 특성에 따라 결정되는 것인 동적 텐셔너를 포함하는 간헐적 위빙 스플라이서.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 상기 제1 재료 입력 또는 제2 재료 입력의 길이를 측정하는 측정 요소를 더 포함하는 간헐적 위빙 스플라이서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 재료 터미네이터, 상기 측정 요소 및 상기 결합 유닛을 제어하는 로직 유닛을 더 포함하고, 상기 로직 유닛은 제1 재료의 적어도 하나의 세그먼트 및 제2 재료의 적어도 하나의 세그먼트를 포함하는 세그먼트의 배열을 생성하도록 구성되며, 상기 세그먼트의 배열은 패턴과 일치하는 직조 제품을 생성하기 위해 패턴 프로그램에 의해 결정되는 것인 간헐적 위빙 스플라이서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 간헐적 위빙 스플라이서로부터 결합된 재료 출력을 배출시키는 배출 요소를 더 포함하는 간헐적 위빙 스플라이서.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 상기 제1 재료 입력, 제2 재료 입력 또는 결합된 재료 출력을 소정의 위치에 유지시키는 유지 요소를 더 포함하는 간헐적 위빙 스플라이서.
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