KR101977187B1 - 복합섬유 제직장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 권출되는 위사(또는 경사)의 끝단을 잡고 이동시키는 것이 아닌 가요성을 갖는 복합섬유의 특성을 이용하여 위사를 간편하게 이동시킴과 동시에 위사와 경사를 교차시켜 직물을 제조할 수 있는 복합섬유 제직장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 복합섬유 제직장치는, 가요성을 가지며 소정 간격으로 이격된 다수의 경사를 직조공간으로 공급하는 경사공급부와, 가요성을 갖는 하나의 위사를 상기 직조공간으로 소정 길이만큼 공급하되, 밀어서 공급하는 위사공급부와, 상기 위사가 다수의 경사 사이로 교차 위치하여 직조될 수 있도록 안내하는 가이드부와, 공급이 완료된 위사를 절단하는 위사커팅부; 및 직조된 직물을 권취하는 와인딩부를 포함하고, 상기 위사가 측방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 상기 위사공급부, 가이드부 및 위사커팅부는 상기 위사를 소정의 기울기로 기울인 상태로 공급 및 직조, 절단하는 것을 특징으로 한다.

Description

복합섬유 제직장치{A weaving apparatus for conjugated fiber}

본 발명은 권출되는 위사(또는 경사)의 끝단을 잡고 이동시키는 것이 아닌 가요성을 갖는 복합섬유의 특성을 이용하여 위사를 간편하게 이동시킴과 동시에 위사와 경사를 교차시켜 직물을 제조할 수 있는 복합섬유 제직장치에 관한 것이다.

복합섬유는 두 가지 이상의 섬유를 구성물질로 하는 혼합섬유로써 서로 화학적으로 구분되는 구성물질들이 각각의 특성을 유지한 채로 결합되어 각 구성물질의 독특한 기계적, 물리적, 화학적 특성이 서로 상호 보완적으로 작용하여 개개의 구성물질들이 분리되어 있을 때보다 좋은 특성을 얻고자 인위적으로 구성된 섬유를 일컫는다.

이러한 복합섬유는, 급속도로 진행되는 산업화에 따라 요구되는 제품에 대한 경량화, 부식에 대한 안정성, 절연성, 높은 강도, 유연성, 치수 안정성 등 다양한 기능성과 고성능 특성을 동시에 만족한다.

또한, 피로 수명이 길고 내식성 및 전기절연성도 뛰어나 항공우주 분야, 수송기기 분야, 스포츠 레져 분야 등 전 산업 분야에 걸쳐 적용되고 있으며, 수요가 점점 증가하고 있는 실정이다.

복합섬유의 재료로 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드섬유 등이 사용되고 있으며, 강화재를 일정한 형태로 잡아주기 위한 기지재로 열경화성수지, 열가소성수지 등이 사용되고 있다.

탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등의 원재료에 수지를 함침시켜 소정의 면적을 갖는 직사각형 형상의 복합섬유를 제조할 수 있으며, 이러한 복합섬유는 일반 섬유와는 다르게 가요성(Flexibility)을 가진다.

일반적인 섬유는 위사(씨실; 가로 방향으로 놓인 실)와 경사(날실; 세로 방향으로 놓인 실)를 교차시켜 직물을 제조할 때 권출되는 위사(또는 경사)의 앞 끝단을 잡아 특정 위치까지 이동시킨 후 일정 길이가 되면 가위나 칼 등을 이용해 위사를 절단하고, 다시 권출되는 위사의 앞 끝단을 잡아 특정 위치까지 이동시키는 방식을 취한다.

그러나 위사와 경사를 직조할 때마다 위사의 끝단을 잡고 이동시켜야 하기 때문에 장치의 구조가 복잡해지는 단점이 있었다.

이에 따라, 본 출원인은 권출되는 위사(또는 경사)의 끝단을 잡고 이동시키는 것이 아닌 가요성을 갖는 복합섬유의 특성을 이용하여 위사를 간편하게 이동시킴과 동시에 위사와 경사를 교차시켜 직물을 제조할 수 있는 복합섬유 제직장치를 개발하였다.

본 발명의 실시예는, 권출되는 위사(또는 경사)의 끝단을 잡고 이동시키는 것이 아닌 가요성을 갖는 복합섬유의 특성을 이용하여 위사를 간편하게 이동시킴과 동시에 위사와 경사를 교차시켜 직물을 제조할 수 있는 복합섬유 제직장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합섬유 제직장치는, 가요성을 가지며 소정 간격으로 이격된 다수의 경사를 직조공간으로 공급하는 경사공급부와, 가요성을 갖는 하나의 위사를 상기 직조공간으로 소정 길이만큼 공급하되, 밀어서 공급하는 위사공급부와, 상기 위사가 다수의 경사 사이로 교차 위치하여 직조될 수 있도록 안내하는 가이드부와, 공급이 완료된 위사를 절단하는 위사커팅부; 및 직조된 직물을 권취하는 와인딩부를 포함하고, 상기 위사가 측방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 상기 위사공급부, 가이드부 및 위사커팅부는 상기 위사를 소정의 기울기로 기울인 상태로 공급 및 직조, 절단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 하기와 같은 다양한 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 가요성을 갖는 섬유의 특성을 이용하여 위사를 밀어서 공급하므로 위사와 경사를 교번하여 직조시키기 매우 쉽고 구조가 복잡하지 않다.

둘째, 본 발명은 가요성을 갖는 위사를 공급할 때 소정의 각도로 기울여 하중에 의해 후방측으로 밀착되도록 하며, 이에 따라 위사의 공급 방향이 틀어지지 않고 일정하게 유지될 수 있도록 한다.

셋째, 본 발명은 위사의 기울기에 맞춰 위사커팅부 역시 기울인 상태로 위사를 절단하므로 위사가 변형되지 않는다.

넷째, 본 발명은 위사커팅부의 금형을 일반적인으로 사용되는 유압식 금형이 아닌 승강프레임의 상승 하강에 따라 작동되는 금형을 적용하여 유지비용 및 소음을 획기적으로 감소시켰다.

도 1은 본 발명에 따른 복합섬유 제직장치의 전체적인 모습을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 복합섬유 제직장치의 메인공급유닛 및 위사커팅부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 복합섬유 제직장치의 가이드부 및 직조공간을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 복합섬유 제직장치의 위사커팅부 및 제2가이드프레임을 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하며, 배경기술 및 이미 설명한 구성의 도면번호는 특별한 언급이 없다면 동일하게 적용된다.

또한, 본 발명의 복합섬유 제직장치에 관한 설명은 바람직한 실시예로서, 그 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 각 구성에 대한 형상 및 크기 등은 대표적인 실시예를 나타낸 것일 뿐 고정된 것이 아니고, 동일/유사한 효과를 구현할 수 있다면 다양하게 변경 가능하다.

설명의 편의를 위해 가요성을 갖는 복합섬유를 예로 들어 설명하지만 동일한 효과를 구현할 수 있다면 적용 분야는 다양하게 변경될 수 있으며, 이하에서 표현하는 위사와 경사는 바라보는 방향에 따라 반대로 표현될 수 있고 가요성을 가진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합섬유 제직장치(1)는, 경사공급부(100), 위사공급부(200), 가이드부(500), 위사커팅부(600) 및 와인딩부(800)를 포함한다.

경사공급부(100)는 가요성을 갖는 다수의 경사(30)를 직조공간(40)으로 공급하는 구성으로, 직조공간(40)의 폭 방향을 따라 소정 간격으로 이격된 다수의 경사(30)를 동시에 연속적으로 공급한다.

이러한 경사공급부(100)는 본 발명의 요부구성이 아니기에 구체적으로 도시하지는 않았지만 후술하는 와인딩부(800)의 권취 속도에 대응하여 연속적으로 경사(30)를 공급하며, 후술하는 위사공급부(200)는 불연속적으로 위사(20)를 공급한다.

즉, 직조공간(40)으로 공급되는 경사(30)는 절단하지 않고 지속적으로 공급되며 위사(20)는 일정 길이만큼 공급한 후 절단하기 때문에 불연속적으로 공급된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 위사공급부(200)는 가요성을 갖는 하나의 위사(20)를 직조공간(40)으로 공급하는 구성으로, 일반적인 섬유는 끝단을 잡고 이동시키지만 본 발명은 위사(20)의 가요성을 이용하여 위사(20)의 일측을 밀어서 공급한다. 즉, 위사(20)를 절단하더라도 다시 끝단을 잡고 이동하는 것이 아닌 위사(20)의 일측을 밀어서 직조공간(40) 측으로 이동시킨다.

이러한 위사공급부(200)는 미리 설정되어 있는 길이만큼 위사(20)가 공급되면 위사(20)공급이 정지되며, 본 발명에서는 후술하는 제1,2센서유닛(441, 442)을 통해 공급되는 위사(20)의 길이를 감지한다.

상술한 경사(30)는 일정 간격으로 다수가 공급되지만 위사(20)는 하나만 공급되며, 가이드부(500)에 의해 안내되어 다수의 경사(30) 사이로 위사(20)가 교차 배치됨으로써 직조가 이루어 진다.

위사공급부(200)에 의해 위사(20) 공급이 완료되면 위사커팅부(600)에 의해 절단되고 와인딩부(800)에 의해 롤 형상으로 권취된다.

이때, 위사공급부(200), 가이드부(500) 및 위사커팅부(600)는 위사(20)가 측방향 즉, 권취되는 방향 측으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 위사(20)를 소정의 기울기로 기울인 상태로 공급 및 직조, 절단한다.

위사공급부(200)는 위사(20)를 위사커팅부(600) 측으로 일정 길이만큼 공급하되 수평이 아닌 소정의 기울기로 기울여서 불연속적으로 밀어서 보내는 구성이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 위사공급부(200)는 위사(20)의 하면을 지지하고 위사커팅부(600) 방향으로 이동방향을 안내하며 경사지게 구비되어 위사(20)가 측방향으로 이탈되는 것을 방지하는 공급프레임(310)과, 공급프레임(310)의 상측에 위치하여 위사(20)의 상면과 접촉되며 동력에 의해 회전하여 위사(20)를 밀어서 공급하는 공급롤러(320)를 포함한다.

가요성을 갖는 위사(20)를 공급롤러(320)를 이용하여 밀어서 공급할 때 위사(20)의 방향이 조금만 변해도 전혀 오차가 커지게 된다.

따라서, 후술하는 위사가이드홈(522)의 개구 방향과 반대되는 방향으로 공급프레임(310)을 기울여 배치함으로써 위사(20)가 일측으로 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 하고, 이에 따라 항상 동일한 방향으로 이탈 없이 공급될 수 있도록 한다.

본 발명에서 사용되는 위사(20)는 가요성을 가지기 때문에 공급프레임(310)을 이용해 하면을 지지한 상태로 공급롤러(320)를 밀착 회전시키면 위사(20)가 꺾이거나 휘어지지 않고 전방으로 이동하게 되므로, 별도의 구성을 이용하여 위사(20)의 앞 단을 잡고 이동시키지 않아도 된다.

가이드부(500)는 다수의 경사(30) 사이로 위사(20)가 교차 위치하여 직조될 수 있도록 안내하는 구성으로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 제1가이드프레임(520) 및 제2가이드프레임(530)을 포함한다.

다수의 제1가이드프레임(520)은 소정 간격으로 구비되어 그 사이로 각 경사(30)가 통과하며, 각 제1가이드프레임(520)은 링크프레임(521)에 의해 연결되어 전후방향으로 일체로 움직인다.

제1가이드프레임(520)의 하부 일측에는 위사커팅부(600)를 통과한 위사(20)가 안착되는 위사가이드홈(522)이 관통 형성되며, 위사가이드홈(522)은 공급되는 위사(20)의 위치를 일정하게 가이드함과 동시에 다수의 경사(30) 사이에 위사(20)가 교번 위치하여 직조가 이루어질 수 있도록 가이드한다.

이러한 위사가이드홈(522)은 공급되는 위사(20)가 후방측(와인딩되는 방향과 반대 방향)으로 밀착될 수 있도록 후방 하방향으로 경사지게 위치하며, 안착된 위사(20)가 배출될 수 있도록 전방측은 개구된다.

본 발명에서는 위사가이드홈(522)을 경사지게 위치시키기 위해 제1가이드프레임(520)을 소정의 각도로 기울여 배치하였다.

위사커팅부(600)를 통과한 위사(20)는 후방 하방향으로 경사지게 형성된 위사가이드홈(522)을 따라 공급되면서 후방측으로 밀착되며, 이에 따라 전방측으로 이탈되지 않고 항상 동일한 위치에 공급된다.

다수의 제2가이드프레임(530)은 경사공급부(100)에서 공급되는 경사(30)들의 높이를 조절하는 구성으로, 높이가 다른 경사(30) 사이로 위사(20)가 공급되어 직조가 이루어진다.

이러한 제2가이드프레임(530)은 서로 이격되어 있는 제1가이드프레임(520) 사이에 각각 위치하며 제1가이드프레임(520)과 경사공급부(100) 사이에 배치된다.

제2가이드프레임(530)의 일측에는 경사공급부(100)로부터 공급되는 경사(30)가 통과 경유할 수 있도록 경사가이드홈(531)이 관통 형성되며, 각 경사(30)는 이동경로 상에 위치한 경사공급부(100)의 경사가이드홈(531)을 통과한다.

서로 인접한 제2가이드프레임(530)은 별도의 구동부(미도시)에 의해 상하 방향으로 교번 이동하며, 제2가이드프레임(530)의 상하 이동에 따라 경사가이드홈(531)을 통과하는 각 경사(30)의 높이 역시 달라지게 된다.

일 예로, 도 4의 제2-1가이드프레임(532)이 상측으로 이동하고 제2-2가이드프레임(533)이 하측으로 이동, 제2-3가이드프레임(534)이 상측으로 이동하면 각각의 경사가이드홈(531)을 통과하는 제1경사(31), 제2경사(32), 제3경사(33)의 높이가 달라지게 된다.

즉, 제1경사(31)는 높은 위치에서 공급되고 제2경사(32)는 낮은 위치에서 공급되며 제3경사(33)는 높은 위치에서 공급되기 때문에 제1,2,3경사(30) 사이에는 벌어져 있는 틈이 형성되고, 그 틈과 대응되는 높이에 위치한 위사가이드홈(522)을 따라 위사(20)가 공급되어 직조가 이루어진다.

또한, 하나의 위사(20) 공급이 완료되어 직조가 이루어지면 전체 제1가이드프레임(520)이 전방으로 이동한 후 후진하게 되며, 이때 위사가이드홈(522)에 안착되어 있던 위사(20)는 전방으로 이동된 후 후방으로 돌아오지 않고 와인딩부(800) 측으로 이동하게 된다.

이렇게 한 번의 직조가 완성되면 제2가이드프레임(530)의 높이가 교번된다. 즉, 제2-1가이드프레임(532)이 하측으로 이동하고, 제2-2가이드프레임(533)이 상측으로 이동, 제2-3가이드프레임(534)이 하측으로 이동하며, 제1경사(31)의 높이는 낮아지고 제2경사(32)의 높이는 높아지며 제3경사(33)의 높이는 낮아지게 된다.

이러한 교번에 의해 위사(20)와 경사(30)의 교번 방향이 지속적으로 바뀌게 된다.

위사커팅부(600)는 위사공급부(200)를 통해 직조공간(40)으로 공급되는 위사(20)가 일정 길이로 공급 완료되면 제1가이드프레임(520)이 전진하여 위사(20)를 배출할 수 있도록 위사(20)의 일측을 절단하는 구성으로, 도 2 및 도 5와 같이 한 쌍의 금형(610) 및 지지프레임(620), 승강프레임(630), 가압프레임(640) 및 가압롤러(641)를 포함한다.

한 쌍의 금형(610)은 서로 소정 간격으로 이격되어 위치하며 마주보는 금형(610) 사이로 위사(20)가 통과한다. 도시되지는 않았지만 한 쌍의 금형(610) 사이에는 위사(20)를 절단하기 위한 커팅유닛(미도시)이 구비되며, 한 쌍의 금형(610)이 마주보는 방향으로 이동됨에 따라 커팅유닛(미도시)에 의해 위사(20)가 절단된다.

이러한 금형(610)은 상술한 위사공급부(200)와 대응되도록 경사지게 구비된다. 즉, 위사공급부(200)가 위사(20)를 소정의 각도로 기울인 상태로 공급하기 때문에 금형(610) 역시 위사(20)가 변형되지 않도록 경사지게 구비되어 위사(20)를 절단하며, 제1가이드프레임(520) 역시 기울어진 위사(20)를 공급받아 위사가이드홈(522)에 안착시킨다.

지지프레임(620)은 금형(610)의 일측에 소정의 높이로 구비되며, 지지프레임(620)과 반대 방향인 금형(610)의 타측에는 지지프레임(620)보다 낮은 높이 범위에서 승강되는 승강프레임(630)이 구비된다. 승강프레임(630)은 상승/하강이 가능하다면 실린더 등 다양하게 적용될 수 있다.

서로 다른 높이를 갖는 지지프레임(620)과 승강프레임(630)은 가압프레임(640)의 양단에 의해 연결되며, 가압프레임(640)은 높이 차로 인해 경사지게 구비된다. 이러한 가압프레임(640)은 높이가 고정된 지지프레임(620)을 고정축으로 승강프레임(630)이 연결된 반대 단부의 높이가 가변된다.

가압프레임(640)의 중심부에는 금형(610)의 상면과 접촉되는 가압롤러(641)가 구비되며, 금형(610)과 가압프레임(640) 모두 동일한 방향으로 경사져 위치한다.

이러한 구조에 의해 승강프레임(630)의 높이가 하강하면 가압프레임(640)의 기울기가 더욱 커지게 되며, 가압롤러(641)가 금형(610)의 상면을 눌러 한 쌍의 금형(610)이 마주보는 방향으로 밀착된다.

한 쌍의 금형(610)이 서로 밀착되면 그 사이에 위치한 위사(20)가 절단되며, 승강프레임(630)이 다시 상승하면 가압프레임(640)의 기울기가 줄어들어 금형(610)의 상면을 누르던 가압력이 제거되어 한 쌍의 금형(610) 사이에 다시 빈 공간이 형성되고 그 사이로 위사(20)가 공급된다.

본 발명에 따른 금형(610)은 유압식이 아닌 승강프레임(630)과 가압프레임(640)의 기울기를 이용한 절단 방식을 취하고 있기 때문에 소음이 매우 적고 제조비용 및 유지비용이 매우 적다.

와인딩부(800)는 직조가 완료된 직물(10)을 권취하는 구성으로 본 발명의 구성 중 가장 마지막에 위치하여 일정 속도로 회전함에 따라 직조된 직물(10)이 롤 형상으로 권취된다.

위사(20)의 경우 상술한 위사공급부(200)를 통해 불연속적으로 공급되지만, 경사(30)의 경우 경사공급부(100)에 의해 한번 공급되면 와인딩부(800)의 권취에 의해 연속적으로 일정 속도로 공급이 이루어진다.

1 : 제직장치 10 : 직물
20 : 위사 30 : 경사
100 : 경사공급부 200 : 위사공급부
500 : 가이드부 600 : 위사커팅부
800 : 와인딩부

Claims (5)

1. 가요성을 가지며 소정 간격으로 이격된 다수의 경사를 직조공간으로 공급하는 경사공급부;
   가요성을 갖는 하나의 위사를 상기 직조공간으로 소정 길이만큼 공급하되, 밀어서 공급하는 위사공급부;
   상기 위사가 다수의 경사 사이로 교차 위치하여 직조될 수 있도록 안내하는 가이드부;
   공급이 완료된 위사를 절단하는 위사커팅부; 및
   직조된 직물을 권취하는 와인딩부를 포함하고,
   상기 위사가 측방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 상기 위사공급부, 가이드부 및 위사커팅부는 상기 위사를 상기 와인딩부가 권취하는 방향의 반대방향인 후방 하방향으로 경사지게 기울인 상태로 공급 및 직조, 절단하는 것을 특징으로 하는 복합섬유 제직장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 위사공급부는,
   상기 위사의 하면을 지지하고 상기 위사커팅부 방향으로 이동방향을 안내하며 상기 위사와 대응되도록 후방 하방향으로 경사지게 구비되어 측방향 이탈을 방지하는 공급프레임과,
   상기 공급프레임의 상측에 위치하여 위사의 상면과 접촉되며 동력에 의해 회전하여 위사를 밀어서 공급하는 공급롤러를 포함하는 복합섬유 제직장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 가이드부는,
   소정 간격으로 구비되어 각 경사가 통과하며 전후방향으로 일체로 움직이는 다수의 제1가이드프레임과,
   각 제1가이드프레임의 일측에 관통 형성되어 공급된 위사가 안착되며, 안착된 위사가 일 방향으로 배출될 수 있도록 전방측이 개구된 위사가이드홈을 포함하고,
   상기 위사가이드홈은, 공급된 위사가 후방측으로 밀착될 수 있도록 후방 하방향으로 경사지게 위치하는 것을 특징으로 하는 복합섬유 제직장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 가이드부는,
   각 제1가이드프레임 사이에 위치하며 경사가 통과할 수 있도록 경사가이드홈이 형성된 제2가이드프레임을 포함하고,
   제1가이드프레임 사이를 통과하는 경사의 높이가 교번 될 수 있도록 서로 인접한 제2가이드프레임은 상하 방향으로 교번 이동하되, 상기 위사가이드홈에 안착된 위사가 배출되면 교번 방향이 변경되는 것을 특징으로 하는 복합섬유 제직장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 위사커팅부는,
   상기 위사와 대응되도록 후방 하방향으로 경사지게 구비되어 마주보는 사이로 위사가 통과하며, 가압력에 의해 위사를 절단하는 한 쌍의 금형과,
   상기 금형의 일측에 소정의 높이로 구비되는 지지프레임과,
   상기 금형의 타측에 구비되되 상기 지지프레임보다 낮은 높이 범위에서 승강되는 승강프레임과,
   상기 지지프레임과 승강프레임에 양단이 연결되어 상기 지지프레임에서 상기 승강프레임 방향으로 하향 경사지게 구비되며, 상기 지지프레임을 고정축으로 반대 단부의 높이가 가변되는 가압프레임과,
   상기 가압프레임의 일측에 구비되어 상기 금형과 접촉되며, 상기 가압프레임의 높이 가변 시 상기 금형에 가압력을 제공하는 가압롤러를 포함하는 복합섬유 제직장치.

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