KR101921746B1 - 원단 정단 장치 - Google Patents

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KR101921746B1 KR1020180067788A KR20180067788A KR101921746B1 KR 101921746 B1 KR101921746 B1 KR 101921746B1 KR 1020180067788 A KR1020180067788 A KR 1020180067788A KR 20180067788 A KR20180067788 A KR 20180067788A KR 101921746 B1 KR101921746 B1 KR 101921746B1
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Abstract

원단 정단 장치가 개시된다. 원단 정단 장치는, 프레임; 프레임에 결합되어 회전하는 다수의 이송롤러를 통해 투입된 원단을 연속적으로 이송하는 이송부; 및 이송부의 하류에 배치되어 전후 방향으로 일정 간격으로 스윙하며 이송부로부터 이송된 원단을 배출하는 스윙부;를 포함한다.

Description

원단 정단 장치 {FABRIC ARRAY DEVICE}
본 발명은 염색, 난연성 처리 또는 텐타(tenter) 등의 공정을 마친 원단(직물)이 적재함에 균일하게 적재될 수 있도록, 원단을 정렬 배출하는 원단 정단 장치에 관한 것이다.
일반적으로 생지 상태의 원단(직물)은 염색기를 통해 정련, 표백, 염색, 건조, 열처리 등의 공정을 순차적으로 거침으로써 다양한 색상의 원단으로 가공(염색)될 수 있다.
종래의 염색기를 통해 염색 공정을 마친 원단은 염색기로부터 별도의 적재함으로 연속적으로 배출됨으로써 적재함에 적재되는 것이 일반적이었다.
다만, 종래의 염색기는 염색을 마친 원단을 고정된 위치로 배출함에 따라, 적재함의 일측에 편중되게 원단이 적재됨으로써 적재 효율이 떨어지는 문제점이 발생하였다.
본 발명의 목적은, 염색 공정을 마친 원단을 전후 방향으로 스윙하며 적재함으로 배출함으로써, 원단을 균일하게 정렬하여 적재함에 적재할 수 있는 원단 정단 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 염색 공정을 마친 원단을 원하는 다양한 형상(폭)으로 적재함에 용이하게 적재할 수 있는 원단 정단 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임; 상기 프레임에 결합되어 회전하는 다수의 이송롤러를 통해 투입된 원단을 연속적으로 이송하는 이송부; 및 상기 이송부의 하류에 배치되어 전후 방향으로 일정 간격으로 스윙하며 상기 이송부로부터 이송된 원단을 배출하는 스윙부;를 포함하는, 원단 정단 장치를 제공한다.
상기 이송부는, 투입된 원단과 접한 상태로 회전하여 원단을 이송하는 제1 이송롤러; 상기 제1 이송롤러의 하류에 배치되어 회전하여 상기 제1 이송롤러로부터 이송된 원단을 이송하는 제2 이송롤러; 상기 제2 이송롤러의 하류에 배치되어 회전하여 상기 제2 이송롤러로부터 이송된 원단을 이송하는 제3 이송롤러; 및 상기 제3 이송롤러의 하류에 배치되어 회전하여 상기 제3 이송롤러로부터 이송된 원단을 이송하는 제4 이송롤러;를 포함하고, 상기 스윙부는, 상기 제4 이송롤러의 회전축을 중심으로 스윙하도록 상단부가 상기 제4 이송롤러의 회전축에 회전 가능하게 결합된 스윙 부재; 상기 프레임에 결합된 구동모터; 상기 구동모터와 연결되어 회전하는 캠 플레이트; 상기 캠 플레이트와 상기 스윙 부재에 피봇 가능하게 결합되어 상기 캠 플레이트와 상기 스윙 부재를 연결하고, 상기 캠 플레이트에 편심 결합되며, 상기 캠 플레이트에 결합된 위치가 조정 가능하고, 길이가 가변되는, 연결 부재; 상기 스윙 부재의 하단부에 결합되어 회전하여 상기 제4 이송롤러로부터 이송된 원단을 이송하는 제1 배출롤러; 상기 제1 배출 롤러의 하류에 배치되어 회전하여 상기 제1 배출롤러로부터 이송된 원단을 배출하는 제2 배출롤러; 및 상기 제2 배출롤러의 하류에 배치되어 상기 제2 배출롤러로부터 배출되는 원단을 가이드하는 배출 가이드 부재;를 포함하며, 상기 제3 이송롤러의 회전축은 상기 제2 이송롤러의 회전축과 상기 제4 이송롤러의 회전축보다 하측에 배치되고, 상기 캠 플레이트는 상기 캠 플레이트의 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 순차적으로 배열된 다수의 결합 홀;을 포함하며, 상기 연결 부재는. 상기 다수의 결합 홀 중 어느 하나에 선택적으로 피봇 가능하게 결합되는 제1 연결 바; 상기 제1 연결 바의 길이방향을 따라 상기 제1 연결 바에 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 스윙 부재에 피봇 가능하게 결합된 제2 연결 바; 상기 제1 연결 바와 상기 제2 연결 바를 고정하는 고정 부재; 및 상기 다수의 결합 홈 중 어느 하나에 상기 제1 연결 바를 고정시키는 고정 핀;을 포함하고, 상기 배출 가이드 부재는, 상기 제2 배출롤러를 통과한 원단의 후면과 마주하게 배치된 제1 가이드 바; 상기 제2 배출롤러를 통과한 원단의 전면과 마주하게 배치된 제2 가이드 바; 상기 제1 가이드 바에 배치되어 상기 원단의 후면을 향해 에어를 분사하는 제1 에어 분사 유닛; 상기 제2 가이드 바에 배치되어 상기 원단의 전면을 향해 에어를 분사하는 제2 에어 분사 유닛; 및 상기 제1 가이드 바의 길이방향을 따라 배치되어 상기 원단을 향해 레이저를 조사하는 레이저 커팅 유닛;을 포함하며, 상기 제1 에어 분사 유닛과 상기 제2 에어 분사 유닛은 상기 스윙 부재의 스윙에 따라 교번적으로 에어를 분사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원단 정단 장치를 상측에서 바라본 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 원단 정단 장치를 하측에서 바라본 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 원단 정단 장치의 동작을 나타내는 측면도이다.
도 5 및 도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 원단 정단 장치의 스윙 부재의 스윙 반경이 경감되도록 조정된 상태에서의 동작을 나타내는 측면도이다.
도 7은 원단 정단 장치의 레이저 커팅 유닛을 통해 원단을 자르는 모습을 나타내는 측면도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은` 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 상에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "∼사이에"와 "직접 ∼사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원단 정단 장치(1)를 상측에서 바라본 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 원단 정단 장치(1)를 하측에서 바라본 사시도이다.
원단 정단 장치(1)는 프레임(10), 이송부(20) 및 스윙부(30)를 포함한다.
프레임(10)은 원단 정단 장치(1)의 외형을 구성하며, 다수의 바의 결합으로 구성될 수 있다.
이송부(20)는 이송부(20)로 투입된 원단(F)을 연속적으로 이송하며, 프레임(10)에 결합되어 회전하는 다수의 이송롤러(210, 220, 230, 240)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 이송부(20)는 염색기(미도시)를 통해 염색공정을 마친 원단(F)이 이송부(20)를 통해 원단 정단 장치(1)로 투입되고, 이송부(20)로 투입된 원단(F)은 다수의 이송롤러(210, 220, 230, 240)를 통해 순차적으로 이송된 후 후술하는 스윙부(30)를 통해 배출됨으로써 적재함(T1, 도 3 참조)에 균일한 간격으로 적재될 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 원단 정단 장치(1)는 염색기를 통해 염색공정을 마치 원단 외에도 프린팅, 난연성 처리 등의 다양한 가공공정을 마친 원단이 투입되고, 투입된 원단을 정렬하여 적재함(T1)에 적재할 수 있다.
스윙부(30)는 이송부(20)의 하류에 배치되어 전후 방향으로 일정 간격으로 스윙하며 이송부(20)로부터 이송된 원단(F)을 배출한다.
스윙부(30)가 전후 방향으로 스윙하며 이송부(20)로부터 이송된 원단(F)을 적재함(T1)으로 배출함에 따라, 스윙부(30)로부터 배출되는 원단(F)은 일정 간격의 지그재그 형상으로 균일하게 적재함(T1)에 적재될 수 있다.
구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이송부(20)는 원단(F)의 이송방향을 따라 순차적으로 배치된 제1 내지 제4 이송롤러(210 내지 240)를 포함한다.
제1 이송롤러(210)는 원단 정단 장치(1)로 투입된 원단(F)과 접한 상태로 회전하여 원단(F)을 이송하며, 제2 이송롤러(220)는 제1 이송롤러(210)의 하류에 배치되어 회전하여 제1 이송롤러(210)로부터 이송된 원단(F)을 이송하고, 제3 이송롤러(230)는 제2 이송롤러(220)의 하류에 배치되어 회전하여 제2 이송롤러(220)로부터 이송된 원단(F)을 이송하며, 제4 이송롤러(240)는 제3 이송롤러(230)의 하류에 배치되어 제3 이송롤러(230)로부터 이송된 원단(F)을 스윙부(30)로 이송한다.
제1 내지 제4 이송롤러(210 내지 240)는 이송부(20)로 투입된 원단(F)과 접한 상태로 회전함으로써 원단(F)을 이송할 수 있다.
원단(F)은 일정한 폭 및 폭에 비해 상대적으로 긴 길이를 가지는 것이 일반적이며, 원단(F)은 원단(F)의 길이방향을 따라 순차적으로 배치된 제1 내지 제4 이송롤러(210 내지 240)를 통해 원단(F)의 길이방향을 따라 연속적으로 이동할 수 있다.
제1 내지 제4 이송롤러(210 내지 240)는 각각 롤러 본체(211, 221, 231, 241) 및 회전축(212, 222, 232, 242)을 포함한다.
구체적으로, 제1 이송롤러(210)는 제1 롤러 본체(211) 및 제1 회전축(212)을 포함하고, 제2 이송롤러(220)는 제2 롤러 본체(221) 및 제2 회전축(222)을 포함하며, 제3 이송롤러(230)는 제3 롤러 본체(231) 및 제3 회전축(232)을 포함하고, 제4 이송롤러(240)는 제4 롤러 본체(241) 및 제4 회전축(242)을 포함한다.
전술한 바와 같이 제1 내지 제4 롤러 본체(211, 221, 231, 241)는 원단(F)의 폭 방향을 따라 연장 형성되며, 원단(F)의 표면과 접한 상태로 회전함으로써 원단(F)을 이송한다.
제1 내지 제4 회전축(212, 222, 232, 242) 역시 원단(F)의 폭 방향을 따라 연장 형성된다.
제1 내지 제4 이송롤러(210 내지 240)는 별도의 구동장치를 통해 구동력을 전달받아 회전함으로써 원단(F)을 이송할 수 있다.
스윙부(30)는 이송부(20)의 하류에 배치되어 이송부(20)로부터 이송된 원단(F)을 전후 방향으로 스윙하며 배출시킨다.
스윙부(30)는 스윙 부재(310), 구동모터(320), 캠 플레이트(330), 연결 부재(340), 제1 배출롤러(350), 제2 배출롤러(360) 및 배출 가이드 부재(370)를 포함한다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 원단 정단 장치(1)의 동작을 나타내는 측면도이다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 원단 정단 장치(1)의 스윙부(30)의 구체적인 구조 및 원단 정단 장치(1)의 동작에 대해 설명한다.
도 4의 구성은 도 3의 구성과 동일한바, 도 4에 도시가 생략된 도면부호는 도 3의 도시로 갈음한다.
전술한 바와 같이, 염색 등의 공정을 마친 원단(F)은 이송부(20)로 투입될 수 있으며, 제1 이송롤러(210)에 투입될 수 있다.
제1 이송롤러(210)에 투입된 원단(F)은 제1 내지 제4 이송롤러(210 내지 240)를 순차적으로 통과하며 스윙부(30)로 이송될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 이송롤러(230)의 제3 회전축(232)은 제2 이송롤러(220)의 제2 회전축(222)과 제4 이송롤러(240)의 제4 회전축(242)보다 하측에 배치됨으로써, 원단(F)을 평평하게 펼친 상태로, 즉 이송되는 원단(F)에 장력을 인가한 상태로 이송할 수 있다. 이를 통해, 원단(F)의 이송 과정에서 원단(F)에 주름이나 구겨짐이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 스윙부(30)는 전후 방향으로 스윙하며 이송부(20)로부터 이송된 원단(F)을 배출함으로써 원단(F)을 일정한 간격의 지그재그 형상으로 정렬하여 적재함(T1)에 적재한다.
구체적으로, 스윙부(30)의 스윙 부재(310)는 제4 이송롤러(240)의 제4 회전축(242)를 중심으로 스윙하도록 스윙 부재(310)의 상단부가 제4 회전축(242)에 회전 가능하게 결합된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 스윙 부재(310)는 상단부가 제4 회전축(242)에 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 막대 부재(310)로 구성될 수 있으며, 한 쌍의 막대 부재(310)의 각 상단부가 제4 회전축(242)의 양단에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
이를 통해, 스윙 부재(310)는 제4 회전축(242)을 중심으로 전후 방향((A-B) 방향)으로 스윙할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 스윙 부재(310)의 A에서 B 방향으로의 스윙을 전방으로의 스윙, B에서 A 방향으로의 스윙을 후방으로의 스윙으로 칭한다.
구동모터(320)는 프레임(10)에 결합되어 구동하며, 후술하는 캠 플레이트(330)를 회전시킴으로써 캠 플레이트(330)와 연결된 스윙 부재(310)가 전후방으로 스윙할 수 있는 구동력을 제공한다.
캠 플레이트(330)는 대략적인 원판의 형상으로 구성되며, 구동모터(320)에 연결되어 회전할 수 있다.
원판 형상의 캠 플레이트(330)는 원판의 중심(3300), 즉 캠 플레이트(330)의 회전축(3300)을 기준으로 회전하며, 캠 플레이트(330)는 구동 벨트를 통해 구동모터(320)와 연결됨으로써 구동모터(320)로부터 구동력을 전달받아 회전할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 캠 플레이트(330)는 스윙 부재(310)의 한 쌍의 막대 부재(310)와 대응하여 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 캠 플레이트(330)에 구동력을 인가하는 구동모터(320) 역시 한 쌍으로 구성될 수 있다. 아울러, 후술하는 연결 부재(340) 역시 한쌍으로 구성될 수 있다. 다만, 캠 플레이트(330) 구동모터(320) 및 연결 부재(340)는 한 쌍이 아닌 단일로 이루어질 수 있다.
스윙 부재(310)는 연결 부재(340)를 통해 캠 플레이트(330)와 연결되며, 회전하는 캠 플레이트(330)의 회전력이 연결 부재(340)를 통해 스윙 부재(310)로 전달됨으로써 스윙 부재(310)는 전후 방향으로 스윙할 수 있다.
연결 부재(340)는 대략적인 막대 형상으로, 양단부가 캠 플레이트(330)와 스윙 부재(310)에 피봇(pivot) 가능하게 결합된다.
아울러, 연결 부재(340)의 일단은 캠 플레이트(330)에 편심 결합되며, 캠 플레이트(330)의 회전축(3300)으로부터 이격된 위치에서 캠 플레이트(330)에 결합한다.
따라서, 캠 플레이트(330)가 회전축(3300)을 중심으로 회전함에 따라, 연결 부재(340)는 전후 방향으로 왕복 운동을 할 수 있으며, 전후 방향으로 왕복 운동하는 연결 부재(340)에 연결된 스윙 부재(310)는 전후 방향으로 스윙 할 수 있다.
아울러, 연결 부재(340)는 캠 플레이트(330)에 결합된 위치가 조정 가능하고, 길이가 가변됨으로써, 이를 통해, 스윙 부재(310)의 스윙 반경을 변경할 수 있다. 연결 부재(340)의 캠 플레이트(330)에 결합된 위치 및 길이의 조정을 통한 스윙 부재(310)의 스윙 반경 조정에 대해서는 후술하기로 한다.
스윙 부재(310)의 하단부에는 제1 배출롤러(350), 제2 배출롤러(360) 및 배출 가이드 부재(370)가 순차적으로 결합된다.
제1 배출롤러(350)는 회전함으로써 제4 이송롤러(240)로부터 이송된 원단(F)을 제2 배출롤러(360)를 향해 이송하며, 제2 배출롤러(360)는 제1 배출롤러(350)의 하류에 배치되어 회전함으로써 제1 배출롤러(350)로부터 이송된 원단(F)을 배출 가이드 부재(370)를 통해 배출한다.
배출 가이드 부재(370)는 제2 배출롤러(360)의 하류에 배치되어 제2 배출롤러(360)로부터 배출되는 원단(F)을 가이드하며, 제2 배출롤러(360)를 통과한 원단(F)이 적재함(T1)을 향해 이동할 수 있도록 가이드한다.
스윙 부재(310)가 전후 방향으로 스윙함에 따라, 스윙 부재(310)의 하단부에 결합된 제1 배출롤러(350), 제2 배출롤러(360) 및 배출 가이드 부재(370) 역시 전후 방향으로 스윙할 수 있으며, 따라서, 배출 가이드 부재(370)를 통해 적재함(T1)으로 배출되는 원단(F) 역시 전후 방향으로 스윙하면서 배출된다.
이를 통해, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 배출 가이드 부재(370)를 통해 전후 방향으로 스윙하며 배출되는 원단(F)은 전후 방향으로 지그재그 형상으로 적재함(T1)에 적재된다.
적재함(T1)에 지그재그 형상으로 적재된 원단(F)은 스윙 부재(310)의 스윙 반경(A-B)과 대응되는 형상으로 적재함(T1)에 지그재그로 적재될 수 있다.
따라서, 적재함(T1)에 적재된 원단(F)은 어느 한 방향으로의 치우침 없이 안정적으로 적재함(T1) 내에 적재될 수 있다.
이를 통해, 안정적으로 적재된 원단(F)을 용이하게 이송할 수 있으며, 이후의 원단(F) 사용시에 적재된 원단(F)을 용이하게 인출할 수 있다. 아울러, 원단(F)이 균일한 형상으로 적재되는바 원단(F)의 적재 효율을 높일 수 있다.
배출 가이드 부재(370)는 제2 배출롤러(360)를 통과한 원단(F)의 후면(F2)과 마주하게 배치된 제1 가이드 바(371), 제2 배출롤러(360)를 통과한 원단(F)의 전면(F1)과 마주하게 배치된 제2 가이드 바(372), 제1 가이드 바(371)에 배치되어 원단(F)의 후면(F2)을 향해 에어를 분사하는 제1 에어 분사 유닛(3711) 및 제2 가이드 바(372)에 배치되어 원단(F)의 전면(F2)을 향해 에어를 분사하는 제2 에어 분사 유닛(3721)를 포함한다.
제1 및 제2 가이드 바(371, 372)는 원단(F)의 폭 방향을 따라 연장 형성되며, 제2 배출롤러(360)를 통과한 원단(F)은 제1 가이드 바(371)와 제2 가이드 바(372) 사이의 간극을 통해 배출된다.
제1 가이드 바(371)와 제2 가이드 바(372) 사이의 간극은 원단(F)이 용이하게 배출될 수 있을 정도의 크기로 구성되는 것이 바람직하다.
아울러, 제1 및 제2 가이드 바(371, 372)는 원단(F)이 용이하게 배출될 수 있도록, 원단(F)의 배출 과정에서 원단(F)과의 마찰력이 최소화될 수 있는 금속재 및/또는 플라스틱재로 이루어질 수 있다.
제1 에어 분사 유닛(3711)과 제2 에어 분사 유닛(3721)은 스윙 부재(310)의 스윙에 따라 교번적으로 에어를 분사한다.
제1 및 제2 에어 분사 유닛(3711, 3721)은 원단(F)을 향해 에어를 분사함으로써, 스윙 부재(310)를 통해 스윙하며 배출되는 원단(F)이 일정하게 적재함(T1)에 적재될 수 있도록 가이드한다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 스윙 부재(310)가 전방(B 방향)을 향해 스윙하는 과정에서 원단(F)의 후면(F2)은 제1 가이드 바(371)에 근접하게 되고, 스윙 부재(310)가 B 위치에 도착하면 제1 에어 분사 유닛(3711)은 원단(F)의 후면(F2)을 향해 에어를 분사함으로써 원단(F)을 제1 가이드 바(371)로부터 이격시킨다. 이어서 스윙 부재(310)는 B 위치에서 스윙 방향이 전환되어 후방(A 방향)을 향해 스윙하게 되며 제1 에어 분사 유닛(3711)에서 분사된 에어에 의해 제1 가이드 바(371)로부터 이격된 원단(F)은 후방을 향해 자연스럽게 접히게 된다.
아울러, 도 4에 도시된 바와 같이, 스윙 부재(310)가 후방(A 방향)을 향해 스윙하는 과정에서 원단(F)의 전면(F1)은 제2 가이드 바(372)에 근접하게 되고, 스윙 부재(310)가 A 위치에 도착하면 제2 에어 분사 유닛(3721)은 원단(F)의 전면(F1)을 향해 에어를 분사함으로써 원단(F)을 제2 가이드 바(372)로부터 이격시킨다. 이어서 스윙 부재(310)는 A 위치에서 스윙 방향이 전환되어 전방(B 방향)을 향해 스윙하게 되며 제2 에어 분사 유닛(3721)에서 분사된 에어에 의해 제2 가이드 바(372)로부터 이격된 원단(F)은 전방을 향해 자연스럽게 접히게 된다.
이처럼, 스윙 부재(310)의 스윙 방향이 전환되는 지점에서 제1 에어 분사 유닛(3711)과 제2 에어 분사 유닛(3721)이 교번적으로 에어를 분사함으로써, 원단(F)이 일정한 간격으로 자연스럽게 접힐 수 있다.
도 5 및 도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 원단 정단 장치(1)의 스윙 부재(310)의 스윙 반경이 경감되도록 조정된 상태에서의 동작을 나타내는 측면도이다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여, 연결 부재(340)의 조정을 통한 스윙 부재(310)의 스윙 반경을 변경하는 구조에 대해 설명한다.
도 5 내지 도 6의 구성은 도 3의 구성과 동일한바, 도 5 내지 도 6에 도시가 생략된 도면부호는 도 3의 도시로 갈음한다.
전술한 바와 같이, 캠 플레이트(330)와 스윙 부재(310)를 연결하는 연결 부재(340)는 캠 플레이트(330)에 결합된 위치가 변경되고 길이가 가변됨으로써, 스윙 부재(310)의 스윙 반경을 변경할 수 있다.
구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 캠 플레이트(330)는 캠 플레이트의 회전축(3300)으로부터 멀어지는 방향(반경 방향)으로 순차적으로 배열된 다수의 결합 홀(3301, 3302, 3303)을 포함한다.
일 예로, 다수의 결합 홀(3301, 3302, 3303)은 캠 플레이트(330)의 회전축(3300)으로부터 멀어지는 반경 방향으로 순차적으로 형성된 제1 내지 제3 결합 홀(3301, 3302, 3303)로 구성될 수 있다. 다만, 캠 플레이트(330)에 형성된 결합 홀의 수는 이에 제한됨이 없이 다양한 수로 구성될 수 있다.
연결 부재(340)는 다수의 결합 홀(3301, 3302, 3303) 중 어느 하나에 선택적으로 피봇 가능하게 결합되는 제1 연결 바(341) 및 제1 연결 바(341)의 길이방향을 따라 제1 연결 바(341)에 슬라이딩 가능하게 결합되고 스윙 부재(310)에 피봇 가능하게 결합된 제2 연결 바(342)를 포함한다.
제2 연결 바(342)가 제1 연결 바(341)에 결합되어 슬라이딩함으로써 연결 부재(340)는 길이가 연장되거나 줄어들 수 있다.
제1 연결 바(341)와 제2 연결 바(342)는 별도의 고정 부재(343)를 통해 고정될 수 있다.
구체적으로, 제1 연결 바(341)는 제1 연결 바(341)의 일단에 길이방향을 따라 순차적으로 형성된 제1 내지 제3 고정 홀(3411, 3412, 3413)을 포함할 수 있으며, 제2 연결 바(342)는 제1 내지 제3 고정 홀(3411, 3412, 3413) 중 어느 하나에 고정 부재(343)를 통해 고정될 수 있다. 이 경우, 고정 부재(343)는 고정 핀으로 구성될 수 있으며, 고정 부재(343)는 제1 내지 제3 고정 홀(3411, 3412, 3413) 중 어느 하나와 제2 연결 바(342)의 일단에 형성된 고정 홀을 관통함으로써 제1 연결 바(341)와 제2 연결 바(342)를 고정 결합할 수 있다.
아울러, 제1 연결 바(341)는 고정 핀(344)을 통해 캠 플레이트(330)의 제1 내지 제3 결합 홀(3301, 3302, 3303) 중 어느 하나와 피봇 가능하게 결합될 수 있다.
구체적으로, 제1 연결 바(341)는 캡 플레이트(330)와 인접한 단부에 형성된 고정 홀을 포함할 수 있으며, 고정 핀(344)은 제1 내지 제3 결합 홀(3301, 3302, 3303) 중 어느 하나와 제1 연결 바(341)의 고정 홀을 관통함으로써 제1 연결 바(341)와 캠 플레이트(330)를 피봇 가능하게 연결할 수 있다.
제1 연결 바(341)는 캠 플레이트(330)의 제1 내지 제3 결합 홀(3301, 3302, 3303) 중 어느 하나와 선택적으로 피봇 가능하게 결합될 수 있으며, 이를 통해, 스윙 부재(310)의 스윙 반경이 조정될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 연결 바(341)가 캠 플레이트(330)의 제3 결합 홀(3303)에 연결됨으로써 스윙 부재(310)는 A-B 반경으로 스윙할 수 있다. 이 경우, 제2 연결 바(342)는 제1 연결 바(341)의 제1 고정 홀(3411)에 고정 부재(343)를 통해 고정됨으로써 연결 부재(340)의 길이는 최소로 단축될 수 있다. 또한, 제1 연결 바(341)가 캠 플레이트(330)의 회전축(3300)으로부터 가장 멀리 이격된 제3 결합 홀(3303)에 고정됨으로써 스윙 부재(310)의 스윙 반경은 A-B로서 최대로 설정될 수 있다.
이어서, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 연결 바(341)가 캠 플레이트(330)의 제1 결합 홀(3301)에 연결됨으로써, 스윙 부재(310)의 스윙 반경은 A-B에서 C-D로 경감될 수 있다. 구체적으로, 제1 연결 바(341)가 제1 결합 홀(3301)에 결합되는 경우, 제2 연결 바(342)는 제1 연결 바(341)의 제3 고정 홀(3413)에 고정됨으로써 연결 부재(340)의 길이는 최대로 연장될 수 있다. 또한, 제1 연결 바(341)가 캠 플레이트(330)의 회전축(3300)에 가장 근접한 제1 결합 홀(3301)에 고정됨으로써 스윙 부재(310)의 스윙 반경은 C-D로서 최소가 된다.
이처럼, 연결 부재(340)는 캠 플레이트(330)에 결합된 위치가 가변되고, 연결 부재(330) 자체의 길이가 가변됨으로써, 스윙 부재(310)의 스윙 반경을 다양하게 조정할 수 있으며, 이를 통해, 원단 정단 장치(1)로부터 배출되는 원단(F)이 지그재그로 적재되는 폭을 다양한 크기로 조정할 수 있다.
구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 스윙 부재(310)의 스윙 반경을 A-B로서 최대화 함으로써 적재함(T1)에 지그재그로 적재되는 원단(F)의 폭을 최대로 조정할 수 있고, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 스윙 부재(310)의 스윙 반경을 C-D로서 경감시켜 최소화 함으로써 적재함(T2)에 지그재그로 적재되는 원단(F)의 폭을 최소로 조정할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 원단 정단 장치(1)는 필요에 따라, 스윙 부재(310)를 통해 배출되어 정렬되는 원단(F)의 적재 형상을 스윙 부재(310)의 스윙 반경의 조정을 통해 용이하게 가변할 수 있으며, 적재함(T1, T2)의 다양한 크기에 맞추어 원단(F)의 적재 형상을 조정함으로써 원단(F)의 적재 효율을 높일 수 있다.
도 7은 원단 정단 장치(1)의 레이저 커팅 유닛(3712)을 통해 원단(F)을 자르는 모습을 나타내는 측면도이다.
원단 정단 장치(1)의 배출 가이드 부재(370)는 제1 가이드 바(371)의 길이방향을 따라 배치되어 원단(F)을 향해 레이저를 조사하는 레이저 커팅 유닛(3712)을 더 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 커팅 유닛(3712)은 원단(F)을 향해 레이저를 조사함으로써 배출 가이드 부재(370)를 통해 배출되는 원단(F)을 원단(F)의 폭 방향을 따라 절단할 수 있다. 레이저 커팅 유닛(3712)을 통해 절단된 원단(Fa)은 적재함(T1)에 낙하하여 적재됨으로써, 일정한 길이(양)의 원단(Fa)이 적재함(T1)에 자동으로 적재될 수 있다.
다만, 전술한 레이저 커팅 유닛(3712)은 제2 가이드 바(372)에 배치될 수 있으며, 레이저 커팅 유닛(3712)은 레이저의 조사를 통한 원단(F)의 절단 외에도, 원단(F)을 직접적으로 절단할 수 있는 별도의 블레이드(날) 구조를 포함할 수 있다.
원단 정단 장치(1)는 배출 가이드 부재(370)를 통해 배출되는 원단(F)의 길이를 실시간으로 측정하고, 기설정된 길이의 원단(F)이 배출 가이드 부재(370)를 통해 배출됨을 감지하면 레이저 커팅 유닛(3712)을 통해 원단(F)을 절단함으로써 기설정된 길이로 절단된 원단(Fa)을 자동으로 적재함(T1)에 적재할 수 있다.
이처럼, 전술한 원단 정단 장치(1)는 제1 및 제2 에어 분사 유닛(3711, 3721)을 통해 원단(F)이 적재되는 형상을 균일하게 할 수 있고, 스윙 부재(310)의 스윙 반경이 조정됨으로써 원단(F)의 적재 형상(폭)을 원하는 크기로 조정할 수 있으며, 레이저 커팅 유닛(3712)을 통해 배출되는 원단(F)을 절단함으로써, 염색 등의 공정을 마치 원단(F)을 원하는 형상과 길이로 용이하게 적재할 수 있다.
또한, 원단(F)과 직접적으로 접촉하는 제1 내지 제4 롤러 본체(211, 221, 231, 241)와 제1 및 제2 가이드 바(371, 372)의 적어도 일부분은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 조성물로 이루어질 수 있다. 아울러, 전술한 원단 정단 장치(1)의 일부 구성요소들은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 조성물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE), 탈크 및 게르마늄 분말을 포함한다. 본 발명은 내열성, 내구성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 비틀림 현상을 개선할 수 있으며, 원적외선을 방사함으로써 신진 대사 촉진 및 제조된 플라스틱 용기에 보관된 식품의 저장 안정성을 향상시킬 수 있는 플라스틱 시트(제품)를 제조할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
폴리프로필렌(polypropylene) 수지는 성능 대비 가격이 저렴하고, 식품이나 화장품 등의 내용물과의 접촉에도 위해성이 없는 환경친화적인 소재로 알려져 있는 것으로서, 프로필렌을 중합하여 얻는 열가소성 수지이고, 내약품성, 기계적 성질, 열적 성질이 우수하다. 폴리프로필렌은 프로필렌 단독(호모) 중합체, 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 기계적 물성의 향상을 위하여 호모 중합체와 랜덤 공중합체를 3:2의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지는 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서, 높은 유동성과 강성, 내충격성, 전기절연성, 성형성, 내한성이 뛰어나다. 고밀도 폴리에틸렌 수지는 전술한 폴리프로필렌 수지와 혼합하여 플라스틱 시트 또는 제품 제조시 인장력을 강화하여 성형성을 개선할 수 있는 효과를 가질 수 있으며, 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있다.
탈크는 플라스틱 조성물의 강도, 내열성 등의 기계적 물성을 향상시키는 것으로서, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 150~200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 탈크 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탈크는 다른 충전재 성분과 혼합하여 사용하는 것도 가능하고, 바람직하게는, 돌로마이트 분말과 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하여 플라스틱 조성물의 내구성 향상에 기여할 수도 있다.
게르마늄은 은백색의 준금속으로, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등을 다량 방사하여 신진 대사를 촉진하는 효과를 가진다. 또한, 게르마늄은 반도체적 성질로 인해 피부에 접촉하면 게르마늄 이온(외곽전자)이 체내에 들어가 생명력을 높이는 작용을 한다. 체내에 들어가면 각종 유해물질과 함께 20~30시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 전혀 없다. 특히, 무기게르마늄의 입자가 사람의 피부와 접하게 되면 외곽전자의 침투압 활동으로 피부조직 속으로 반도체 성질이 들어간다. 피하조직 속의 모세혈관까지 침투한 게르마늄은 혈관벽을 통해서 혈관 속에 있는 전자를 이동시키며, 혈액정화작용을 하여 혈액을 정상화시키고 과잉 전자 흐름을 방전시켜 통증을 면하게 한다는 사실이 밝혀졌다. 게르마늄은 분말 형태로 사용할 수 있고, 게르마늄 원석을 3cm 이하로 잘게 절단한 후, 절단된 게르마늄 원석을 80~100 메쉬의 입도 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지 110~130 중량부, 탈크 170~190 중량부 및 게르마늄 분말 1~10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 플라스틱 조성물을 이용하여 플라스틱 시트를 제조할 경우, 뒤틀림 현상 등을 배제하기 위하여 플라스틱 조성물의 비중을 조절하는 것이 중요한데, 비중은 1.02~1.10인 것이 바람직하고, 1.03~1.05인 것이 더욱 바람직하다. 즉, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 110 중량부 미만이거나, 탈크가 170 중량부 미만이면, 내구성 등의 기계적 물성을 강화시키기 제한되고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 130 중량부를 초과하거나, 탈크가 190 중량부를 초과하면, 플라스틱 조성물의 비중이 늘어나 성형성이 불량해질 수 있는 우려가 있다. 또한, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 게르마늄 분말이 1 중량부 미만이면, 게르마늄으로 인한 원적외선 방출 효과 등이 발현되기 힘들고, 10 중량부를 초과하면, 다른 성분과의 혼합성이 저해되어 성형성이 불량해질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상술한 플라스틱 조성물은 내충격성을 강화하기 위하여 유리섬유 강화 플라스틱을 포함할 수 있다. 유리섬유 강화 플라스틱(Fiberglass Reinforced Plastic, FRP)은 유리계 광물질을 주원료로 하고, 유리계 광물질에 방향족 나일론 섬유 및 열경화성 수지를 결합한 물질이다. 유리계 광물질은 규사, 석회석, 장석 및 소다회로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 열경화성 수지는 공지의 다양한 열경화성 수지를 사용할 수 있고, 바람직하게는, 폴리에스터, 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 유리섬유 강화 플라스틱은 유리계 광물질 등의 재료를 혼합하여 용융로에 넣어 제조할 수 있고, 유리섬유 사이에 밀봉된 각각의 공기층이 단열층으로 작용하여 불연성, 흡음성, 시공성이 우수하다. 또한, 철보다 강하고, 알루미늄보다 가벼우며, 녹슬지 않는다는 장점이 있다. 또한, 불연성이 우수하여 열에 변형되지 않고, 가공하기 용이하다. 이때, 유리섬유 강화 플라스틱(펠렛 형태)과 PVC 등과의 혼합성을 향상시키기 위하여 아교를 첨가하는 것이 바람직하다. 아교는 동물의 가죽, 창자, 뼈 등을 고아 그 액체를 고형화한 물질로서, 각 성분의 결합력을 향상시키면서도 환경 호르몬 배출 등의 문제를 해소할 수 있다. 유리섬유 강화 플라스틱 및 아교는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 각각 15~25 중량부 및 2~7 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 적을 경우, 내충격성 강화 및 배합성이 떨어질 수 있고, 상기 범위를 넘어서는 경우, 제품 생산시 깨짐 현상이 발생할 수 있고, 비경제적이다.
일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물을 이용하여 제품 생성시 탄성력을 향상시키기 위하여 코르크 분말을 포함할 수도 있다. 코르크 분말은 굴참나무의 껍데기를 제거한 후, 분쇄하여 준비할 수 있다. 코르크 분말은 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 400 메쉬(mesh) 이상의 망으로 거른 미분쇄 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 코르크 분말은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 코르크 분말이 5 중량부 미만인 경우, 탄성도의 향상 정도가 미미하고, 10 중량부를 초과하는 경우, 제품 제조시 내부에 형성된 공극이 커져 내구성이 약화될 수 있다.
또한, 코르크 분말과 타 성분과의 혼합성을 개선하기 위하여 자당(C12H22O11) 분말을 더 포함할 수 있다. 자당은 코르크 분말 사이에 형성된 공극을 매끄럽게 할 뿐만 아니라 PVC 등과의 혼합 과정에서 점성이 생겨 이취 문제를 발생시키는 분자를 잡을 수도 있어 이취 문제 해결에도 기여할 수 있다. 자당은 500 메쉬(mesh) 망으로 거른 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 1~4 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 자당이 1 중량부 미만인 경우, 자당에 의해 발현되는 효과가 미미하고, 4 중량부를 초과하는 경우, 비경제적일 뿐만 아니라 제품의 기계적 물성을 약화시킬 우려가 있다.
일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 백반 분말을 포함할 수 있다. 백반은 칼륨 백반(황산알루미늄칼륨, AlK(SO4)2ㅇ12H2O)을 사용할 수 있고, 천연의 명반석으로부터 얻을 수 있다. 구체적으로, 명반석을 물에 풀어서 거른 다음 끊이고, 식힌 후 불규칙한 모양의 결정이 생기면, 이를 건조함으로써 제조할 수 있다. 백반은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 2~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 백반의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 백반에 의한 효과가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우 비경제적이다.
일 실시예에 있어서, 본 발명은 항균성을 향상시키기 위하여 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 포함할 수 있다. 보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다. γ-보헤마이트는 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 보헤마이트는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 3~8 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 보헤마이트의 함량이 3 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 8 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
폴리프로필렌 수지 180kg, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 200kg, 탈크 310kg, 게르마늄 분말 15kg을 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 1로 하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일하게 제조하되, 유리섬유 강화 플라스틱 36kg, 아교 9kg을 더 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 2로 하였다.
[실시예 3]
실시예 2와 동일하게 제조하되, 코르크 분말 9kg, 자당 분말 5kg, 백반 분말 5kg, γ-보헤마이트 9kg을 더 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 3으로 하였다.
[비교예]
탈크만 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였고, 이를 비교예로 하였다.
[실험예 1 : 내충격성 평가]
실시예 및 비교예의 플라스틱 조성물을 이용하여 시편(20cm * 30cm, 두께 20mm)을 제조하였고, 3kg의 추를 2m 높이에서 떨어뜨린 후, 각 시편의 파손 정도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112018057841086-pat00001
상기 표 1을 통해 알 수 있듯이, 탈크를 포함하지 않은 비교예에 비해 탈크를 포함하는 실시예들은 내충격성이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히, 유리섬유 강화 플라스틱을 함유하는 실시예 2 및 3의 경우, 가장 우수한 결과를 얻을 수 있었다.
[실험예 2 : 내열성 평가]
실험예 1의 시편을 80℃로 유지되는 열풍 순환식 가열로에서 3시간 가열한 후 황변도를 육안으로 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112018057841086-pat00002
상기 표 2를 통해 알 수 있듯이, 실시예는 비교예와 달리 황변되는 부분이 거의 관찰되지 않았다. 이를 통해 실시예의 내열성이 비교예에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.
[실험예 3 : 항균성 평가]
실시예 1, 실시예 3 및 비교예에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Aspergillus niger ATCC 9642(곰팡이)를 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 3에 기재하였다.
[표 3]
Figure 112018057841086-pat00003
항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다.
상기 표 3을 통해 알 수 있듯이, γ-보헤마이트를 포함하는 실시예 3의 경우, 다른 케이스보다 항균성이 매우 우수하다는 것을 예측할 수 있었다.
아울러, 전술한 원단 정단 장치(1)의 각 구성요소들은 본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물을 통해 결합될 수 있다. 상기 구성요소는 원단 정단 장치(1)의 모든 구성을 포함하거나 일부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물은, 주제 및 경화제를 포함하는 접착제 조성물로서, 주제는, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30~90 중량부, 폴리비닐알콜(PVA) 1~30 중량부, 물 10~30 중량부, 탄산칼슘 5~30 중량부, 계면활성제 0.1~1 중량부 및 요변성 부여제 1~20 중량부를 포함하고, 경화제는, 이소시아네이트 화합물을 포함한다. 본 발명은 주제와 경화제로 이루어진 수용성 2액형 접착제 조성물로서, 이를 도포 및 경화하여 접착시트 또는 접착제를 제조할 수 있으며, 환경을 오염시키지 않으면서도, 접착성, 내열성 등 물리적 특성이 우수하여 합판과 같은 목질 보드나 마그네슘 보드와 같은 무기질 보드, PVC 등의 여러가지 플라스틱 재질의 시트에 사용될 수 있다.
주제는 기본적으로 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지, 폴리비닐알콜(PVA), 물, 탄산칼슘, 계면활성제 및 요변성 부여제를 포함하는데, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지는 주제의 주성분으로서, 응집력이 강하여 제조되는 접착시트 또는 접착제의 강도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 종래에는 에폭시 수지를 접착시트 또는 접착제의 주성분으로 사용하였는데, 에폭시 수지를 사용하는 접착시트 또는 접착제의 경우 벤젠 톨루엔과 같은 휘발성 유기 화합물을 방출하여 환경 및 인체에 유해한 영향을 미쳤다. 그러나, 본 발명은 에폭시 수지를 배제함으로써 환경문제 등의 문제점을 해결할 수 있게 되었다.
폴리비닐알콜(PVA)은 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내열성과 내수성 및 접착성을 향상시키는 역할을 한다. 폴리비닐알콜은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 폴리비닐알콜이 1 중량부 미만인 경우, 내열성 등을 향상시키기 힘들고, 30 중량부를 초과하는 경우, 에틸렌 비닐 아세테이트의 상대적인 함량이 줄어들어 접착시트 또는 접착제의 응집력이 약화될 수 있다. 또한, 본 발명은 온돌 마루 등에 사용될 때, 폴리비닐알콜의 기능성을 보완하기 위하여 폴리비닐알콜과 함께 산화안티몬 및 산화지르코늄을 사용할 수도 있다. 산화안티몬 및 산화지르코늄은 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내열성을 증진시킬 수 있는 것으로서, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 각각 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만에서는 내열성 증진 효과가 미미하고, 상기 범위를 넘어서는 경우 비경제적이다.
물은 주제의 용매로 사용된다. 본 발명은 종래의 접착시트 또는 접착제와 달리 휘발성 유기용제를 사용하지 않아 환경오염 문제를 해결할 수 있는 효과를 가진다. 물은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 10~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 물이 10 중량부 미만이면, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 등을 효과적으로 용해시킬 수 없고, 30 중량부를 초과하는 경우, 너무 묽어져서 접착시트 또는 접착제의 강도가 낮아질 수 있다.
탄산칼슘은 접착제 조성물의 점도를 조절하고, 경화시 수축 현상을 감소시킨다. 탄산칼슘은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30~90 중량부에 대해서 5~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 탄산칼슘이 5 중량부 미만인 경우, 경화시 충분한 수축이 일어나지 않아 접착시트 또는 접착제의 경도가 불량해질 수 있고, 30 중량부를 초과하는 경우, 점도가 너무 빡빡하여 생산성이 저하될 수 있다. 또한, 본 발명은 탄산칼슘을 대체하여 경탄류, 클레이류의 여러가지 물질을 사용할 수도 있으며, 일 예로, 돌로마이트 및/또는 활석(Talc)을 사용할 수 있다. 이때, 기계적 물성을 향상시키기 위하여 돌로마이트 및 활석을 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 분말은 150~200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 것이 바람직한데, 150~200 메시의 입자크기를 갖도록 미분쇄된 분말을 사용하게 되면, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 등의 다른 성분과 혼합성이 향상될 수 있다.
계면활성제는 접착제 조성물의 혼합시 표면장력을 줄이고, 도포성을 향상시키기 위하여 사용된다. 계면활성제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 0.1~1 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 계면활성제는 공지의 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제를 사용할 수 있으나, 표면장력을 효과적으로 줄이기 위하여 탄소 원자 8~14개의 알킬 사슬을 포함하는 제미니형 음인온계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.
요변성 부여제는 접착제 조성물이 도포되어 접착시트 또는 접착제가 될 때, 주제와 경화제의 분리 현상을 억제하여 접착제 조성물이 흘려내리지 않도록 하는 것으로서, 실리카류, 아크릴 코폴리머 등의 여러가지 공지의 다양한 물질을 사용할 수 있으나, 클레이(clay)를 사용하는 것이 바람직하다. 클레이는 가느다란 함수 규산염 광물의 집합체로서, 적당량의 물을 섞어 반죽하면 가소성이 생기고, 건조시키면 강성을 나타내며, 높은 온도에서 구우면 소결하는 물질을 말한다. 구체적으로, 해포석, 흄드 실리카 및 벤토나이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 분말을 사용할 수 있으나, 가장 좋은 효과를 얻기 위해서는 흄드 실리카와 벤토나이트가 1:1의 중량비로 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 요변성 부여제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 요변성 부여제가 1 중량부 미만이면, 흐름성을 충분히 제어할 수 없고, 20 중량부를 초과하면, 흐름성이 너무 사라져서 생산성이 저하될 수 있다.
또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 접착력을 향상시키기 위하여 소듐실리케이트를 더 포함할 수도 있다. 소듐 실리케이트(sodium silicate)는 기존의 접착제와는 달리 공해를 유발시키지 않아 환경 친화적이며, 접착력이 우수하다. 소듐 실리케이트는 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 3~7 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 소듐 실리케에트가 3 중량부 미만인 경우, 접착 성능의 향상 정도가 미미하고, 7 중량부를 초과할 경우, 다른 성분과의 혼합성이 떨어질 수 있다.
또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내마모성을 향상시키기 위하여 이황화 몰리브덴을 더 포함할 수도 있다. 이황화 몰리브덴(MoS2)은 화강암 속에 함유 되어 얇은 광맥으로 발견되어 채굴하는 재료로서, 윤활성분으로 사용된다. 이황화 몰리브덴(MoS2)은 그래파이트(graphite)와 같이 전단이 발생하기 쉬운 형태의 육각형의 결정 구조의 고유한 특성을 가지나, 윤활 작용은 그래파이트보다 우수하다. 이황화 몰리브덴은 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이황화 몰리브덴이 1 중량부 미만인 경우, 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 5 중량부를 초과할 경우, 오히려 접착력을 떨어뜨릴 수 있다. 이때, 이황화 몰리브덴과 함께 구리 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 난연성을 향상시키기 위하여 난연제를 더 포함할 수도 있다. 난연제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 100 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 난연제가 1 중량부 미만인 경우, 난연성의 향상 정도가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우, 비경제적일 뿐만 아니라 타 성분과의 혼합성이 떨어질 우려가 있다. 난연제는 백반 분말을 사용할 수 있다. 백반은 칼륨 백반(황산알루미늄칼륨, AlK(SO4)2ㅇ12H2O)을 사용할 수 있고, 천연의 명반석으로부터 얻을 수 있다. 구체적으로, 명반석을 물에 풀어서 거른 다음 끊이고, 식힌 후 불규칙한 모양의 결정이 생기면, 이를 건조함으로써 제조할 수 있다.
또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 항균성을 향상시키기 위하여 수산화알루미늄을 더 포함할 수도 있다. 수산화알루미늄은 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 사용하는 것이 바람직하다. 보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다. γ-보헤마이트는 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 수산화알루미늄은 에틸렌 비닐 아세테이트 30~90 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 수산화알루미늄의 함량이 5 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 10 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.
경화제는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이소시아네이트 화합물은 물에 대한 우수한 용해성으로 경화제가 주제에 균일하게 혼합되어 적당한 점도와 경도를 유지함으로써 경화시간을 단축할 수 있으며, 주제와 경화제 혼합시 가사시간(pot life)을 연장시켜 작업성을 현저히 향상시키는 작용을 한다. 이소시아네이트 화합물은 1 분자 중에 2 개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 화합물인 것이 좋으며, 특히 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI), 수소화 TDI, 트리메틸 프로판-TDI(trimethyl propane-TDI), 트리페닐메탄-트리이소시아네이트(tripehnylmethane-triisocyanate, TTI), 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(dipehenylmethane-4,4-diisocianate, MDI), 수소화 MDI, 또는 헥산메틸렌-디이소시아네이트(hexamethylene-diisocyanate, HDI) 등을 사용하는 것이 바람직하다. 경화제는 주제 100 중량부에 대해서 1~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상술한 접착시트 또는 접착제는 주제와 경화제를 혼합하여 수용성 2액형 접착제 조성물을 제조한 후, 작업 현장에 도포 및 경화시켜 제조되는 것으로서, 필요에 따라 상기 구성 성분의 일부를 제외하거나 상기 구성 성분 모두가 사용될 수 있으며, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 분산제, 소포제, 방부제, 증점제 등을 더 포함할 수도 있고, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 다양한 색상을 구현하기 위하여 색소 성분을 더 포함할 수도 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
에틸렌 비닐 아세테이트 80 중량부, 폴리비닐알콜 20 중량부, 물 25 중량부, 탄산칼슘 10 중량부, 계면활성제 1 중량부, 요변성 부여제 5 중량부로 혼합하여 주제를 제조하고, 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI)를 포함하는 경화제 25 중량부를 혼합한 후, 도포 및 경화하여 접착시트 또는 접착제를 제조하였고, 이를 실시예 1로 하였다.
이때, 계면활성제는 탄소수 8개의 제미니 계면활성제를 사용하였다. 계면활성제의 전체적인 합성과정은 다이아민과 1-브로모알케인의 반응에서 시작하였다. N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-다이아미노프로페인(N,N,N',N'-tetramethyl-1,3-diaminopropane) 0.1 mole과 1-브로모옥테인(1-bromooctane) 0.2 mole을 아세토나이트릴(acetonitrile) 300g에 넣고 30분간 교반시켜 주었고, 이 용액을 12 시간 동안 353K에서 환류시킨 뒤, 회전농축기(rotary evaporator)를 이용해 아세토나이트릴 용매를 제거하였다. 이를 통해 얻어진 생성물에 500g의 다이에틸 에테르(Diethylether)를 추가하여 생성물을 재결정화시켰다. 이를 거른 후 다이에틸 에테르 500g으로 씻어주며 반응하지 않은 불순물을 제거하였다. 상기 과정을 거친 생성물을 323K의 진공 오븐에서 12 시간 동안 처리하여 잔여 용매를 제거함으로써 제미니 계면활성제를 제조하였다.
[실시예 2]
주제에 산화아티몬 5 중량부 및 산화지르코늄 5 중량부를 분말 형태로 더 첨가한 것만 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였고, 이를 실시예 2로 하였다.
[실시예 3]
주제에 소듐실리케이트 5 중량부, 이황화 몰리브덴 3 중량부, 백반 3 중량부, γ-보헤마이트 8 중량부를 분말 형태로 더 첨가한 것만 제외하고, 실시예 2와 동일하게 제조하였고, 이를 실시예 3으로 하였다.
[비교예]
종래의 에폭시 온돌마루 접착제(SEP-4300, 삼창기연㈜)을 비교예로 하였다.
[실험예 1 : 접착력 테스트]
실시예 및 비교예에 대하여 접착력 테스트(KS F 4715)를 진행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
[표 1]
Figure 112018057841086-pat00004
LH 공사의 접착강도는 0.8 N/㎟ 이상이 합격 기준으로, 실시예 및 비교예는 모두 합격 기준을 만족하였다. 그러나, 실시예의 접착강도가 비교예에 비해 보다 우수하다는 것을 알 수 있었다.
[실험예 2 : 내열성 평가]
실시예 및 비교예의 접착시트 또는 접착제를 80℃로 유지되는 열풍 순환식 가열로에서 8시간 가열한 후 황변도를 육안으로 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112018057841086-pat00005
상기 표 2를 통해 알 수 있듯이, 실시예는 비교예와 달리 황변되는 부분이 거의 관찰되지 않았다. 이를 통해 실시예의 내열성이 비교예에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.
[실험예 3 : 항균성 평가]
실시예 3 및 비교예의 접착제 조성물에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Aspergillus niger ATCC 9642(곰팡이)를 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 3에 기재하였다.
[표 3]
Figure 112018057841086-pat00006
항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다.
상기 표 3을 통해 알 수 있듯이, γ-보헤마이트를 포함하는 실시예 3의 경우, 비교예에 비해 항균성이 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1; 원단 정단 장치
10; 프레임
20; 이송부
30; 스윙부
210 내지 240; 제1 내지 제4 이송롤러
310; 스윙 부재
320; 구동모터
330; 캠 플레이트
340; 연결 부재
341; 제1 연결 바
342; 제2 연결 바
350; 제1 배출롤러
360; 제2 배출롤러
370; 배출 가이드 부재
371, 372; 제1 및 제2 가이드 바
3711, 3721; 제1 및 제2 에어 분사 유닛
3712; 레이저 커팅 유닛

Claims (2)

  1. 프레임;
    상기 프레임에 결합되어 회전하는 다수의 이송롤러를 통해 투입된 원단을 연속적으로 이송하는 이송부; 및
    상기 이송부의 하류에 배치되어 전후 방향으로 일정 간격으로 스윙하며 상기 이송부로부터 이송된 원단을 배출하는 스윙부;를 포함하되,
    상기 이송부는,
    투입된 원단과 접한 상태로 회전하여 원단을 이송하는 제1 이송롤러;
    상기 제1 이송롤러의 하류에 배치되어 회전하여 상기 제1 이송롤러로부터 이송된 원단을 이송하는 제2 이송롤러;
    상기 제2 이송롤러의 하류에 배치되어 회전하여 상기 제2 이송롤러로부터 이송된 원단을 이송하는 제3 이송롤러; 및
    상기 제3 이송롤러의 하류에 배치되어 회전하여 상기 제3 이송롤러로부터 이송된 원단을 이송하는 제4 이송롤러;를 포함하고,
    상기 스윙부는,
    상기 제4 이송롤러의 회전축을 중심으로 스윙하도록 상단부가 상기 제4 이송롤러의 회전축에 회전 가능하게 결합된 스윙 부재;
    상기 프레임에 결합된 구동모터;
    상기 구동모터와 연결되어 회전하는 캠 플레이트;
    상기 캠 플레이트와 상기 스윙 부재에 피봇 가능하게 결합되어 상기 캠 플레이트와 상기 스윙 부재를 연결하고, 상기 캠 플레이트에 편심 결합되며, 상기 캠 플레이트에 결합된 위치가 조정 가능하고, 길이가 가변되는, 연결 부재;
    상기 스윙 부재의 하단부에 결합되어 회전하여 상기 제4 이송롤러로부터 이송된 원단을 이송하는 제1 배출롤러;
    상기 제1 배출 롤러의 하류에 배치되어 회전하여 상기 제1 배출롤러로부터 이송된 원단을 배출하는 제2 배출롤러; 및
    상기 제2 배출롤러의 하류에 배치되어 상기 제2 배출롤러로부터 배출되는 원단을 가이드하는 배출 가이드 부재;를 포함하며,
    상기 제3 이송롤러의 회전축은 상기 제2 이송롤러의 회전축과 상기 제4 이송롤러의 회전축보다 하측에 배치되고,
    상기 캠 플레이트는 상기 캠 플레이트의 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 순차적으로 배열된 다수의 결합 홀;을 포함하며,
    상기 연결 부재는.
    상기 다수의 결합 홀 중 어느 하나에 선택적으로 피봇 가능하게 결합되는 제1 연결 바;
    상기 제1 연결 바의 길이방향을 따라 상기 제1 연결 바에 슬라이딩 가능하게 결합되고 상기 스윙 부재에 피봇 가능하게 결합된 제2 연결 바;
    상기 제1 연결 바와 상기 제2 연결 바를 고정하는 고정 부재; 및
    상기 다수의 결합 홈 중 어느 하나에 상기 제1 연결 바를 고정시키는 고정 핀;을 포함하고,
    상기 배출 가이드 부재는,
    상기 제2 배출롤러를 통과한 원단의 후면과 마주하게 배치된 제1 가이드 바;
    상기 제2 배출롤러를 통과한 원단의 전면과 마주하게 배치된 제2 가이드 바;
    상기 제1 가이드 바에 배치되어 상기 원단의 후면을 향해 에어를 분사하는 제1 에어 분사 유닛;
    상기 제2 가이드 바에 배치되어 상기 원단의 전면을 향해 에어를 분사하는 제2 에어 분사 유닛; 및
    상기 제1 가이드 바의 길이방향을 따라 배치되어 상기 원단을 향해 레이저를 조사하는 레이저 커팅 유닛;을 포함하며,
    상기 제1 에어 분사 유닛과 상기 제2 에어 분사 유닛은 상기 스윙 부재의 스윙에 따라 교번적으로 에어를 분사하는, 원단 정단 장치.
  2. 삭제
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CN109436902A (zh) * 2018-12-29 2019-03-08 福建省新宏港纺织科技有限公司 一种布料落料装置

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KR101109900B1 (ko) * 2011-06-10 2012-03-02 장문배 검단기의 원단인출장치
KR101538126B1 (ko) * 2014-02-24 2015-07-21 주식회사 스마일 해포장치

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