KR102018590B1 - 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템 및 그 시스템을 이용한 파일원사 생산방법 - Google Patents

인조잔디매트용 파일원사 생산시스템 및 그 시스템을 이용한 파일원사 생산방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템에 관한 것으로서, 원사 소재를 용융하여 파일원사를 압출하는 압출부와, 압출된 파일원사를 연신하는 1차 연신부와, 연신된 파일원사를 재 연신하는 2차 연신부와, 연신된 파일원사를 수축 및 연신하는 수축 연신부 및 파일원사를 소정 개수의 가닥을 모아서 보빈에 감도록 구성되는 집사 및 와인딩부를 포함하는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템에 관한 것이다.
또한, 상기 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법에 있어서, 압출부에서 파일원사를 압출하는 단계와, 파일원사를 냉각수로 성형하는 냉각 단계와, 파일원사를 견인 롤러를 통과시키는 1차 연신 단계와, 재 연신하는 2차 연신 단계와, 파일원사를 수축 및 연신하는 단계와, 파일원사를 소정 개수의 가닥으로 모아서 보빈에 감는 집사 및 와인딩 단계를 포함하는 인조잔디용 파일원사 생산방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템은 원사 생산 공정을 개선하여 오폐수 발생을 억제하고, 에너지 사용량을 획기적으로 줄여서 환경보호 및 작업성이 뛰어난 시스템을 제공하며, 상기 시스템에서 생산되는 파일원사는 별도의 숙성기간 없이 바로 제직이 가능함으로서 생산량 증대에 이바지 할 수 있는 인조잔디매트용 파일원사 생산방법을 제공한다.

Description

인조잔디매트용 파일원사 생산시스템 및 그 시스템을 이용한 파일원사 생산방법{Production system of pile yarn for artificial turf mat and production method of pile yarn using the system}
인조잔디매트용 파일원사 생산시스템 및 그 시스템을 이용한 파일원사 생산방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 인조잔디매트용 파일원사를 생산하는 시스템의 구조를 개선하여 오폐수 발생을 억제하고 생산 즉시 사용할 수 있는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템 및 그 시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법에 관한 것이다.
최근 학교 또는 공공시설의 운동장을 잔디구장 또는 인조잔디구장으로 시공하는 사례가 많다. 이용자의 안전과 조경 효과를 위해 조성되는 천연잔디구장은 잔디 씨를 살포하거나, 잔디를 옮겨 심어서 만들어진다.
동절기가 긴 우리나라의 경우 천연잔디구장은 사용일수가 일 년에 약 40 ~ 50일 밖에 되지 않고, 잔디보호를 위해 사용을 제한하는 경우를 포함하면 운동장의 효율성은 급격히 떨어진다. 또한, 천연잔디는 물주기, 손상으로 인한 보식 등 관리에 세심한 주의가 요구됨에 따라 천연잔디구장에 비해 활용도가 높은 인조잔디구장의 시공 면적이 빠른 속도로 확대되는 추세이다.
일반적으로 인조잔디구장에 포설되는 인조잔디매트는 ‘인조잔디용 파일원사를 생산하는 기술’, ‘파일원사를 이용하여 인조모를 기포지에 심고, 커팅하는 제직 기술’, ‘파일원사의 매듭이 있는 기포지 밑면을 SBR 라텍스, 폴리우레탄(PU) 및 폴리염화비닐(PE) 등으로 전면 도포하여 파일원사를 기포지와 고정시켜 인발력을 높여주는 백코팅 기술’, ‘포장하는 롤링 기술’, ‘시공현장에서 인조잔디를 설치하는 기술’로 대별되며, 상술한 기술을 개발하여 고품질의 인조잔디매트를 생산하여야만 천연잔디를 대체할 수 있는 우수한 인조잔디 구장을 건설할 수 있다.
상기 인조잔디매트용 파일원사는 ‘압출 → 1차 연신 → 2차 연신 → 수축 연신 → 롤링 → 집사 → 와인딩’ 공정을 거쳐서 생산된다. 이 과정에서 오폐수 발생으로 인한 환경문제가 매우 심각하며, 에너지 소비가 많아 생산 단가가 상승되는 문제점이 있다.
본 발명에서는 상술한 문제점을 해소하기 위하여 물 사용을 최대한 억제하고, 에너지 사용을 절감하는 인조잔디매트용 파일원사의 생산시스템을 개발하고, 이를 이용하여 파일원사를 생산하여 숙성기간 없이 바로 제직공정에 투입할 수 있는 파일원사를 생산하는 방법을 제공한다.
대한민국 등록특허공보 제10-0580318호(2006.05.15.) 대한민국 등록특허공보 제10-1912833호(2018.10.29.)
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 압출부와, 1차 연신부와, 2차 연신부와, 수축 연신부와, 집사(集絲) 및 와인딩부를 포함하여 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 압출부는, 원사 소재를 용융하여 파일원사를 압출하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 압출부는, 고분자 수지 비드 형태의 원사 원료를 용융하는 용융장치와 용융된 원사 원료가 파일원사의 단면과 동일한 형태의 금형을 통과하여 압출되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 1차 연신부는, 상기 압출부에서 압출된 파일원사를 연신하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 1차 연신부는, 상기 압출부에서 압출되는 파일원사를 냉각하여 모양을 성형하도록 구성되는 냉각 장치와, 상기 냉각된 원사를 다수 개의 상하 롤러를 이용하여 연속하여 인출하는 인출 롤러를 포함하여 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 2차 연신부는, 상기 1차 연신부에서 연신된 파일원사를 다시 한 번 연신하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 2차 연신부는, 상기 1차 연신부에서 연신된 파일원사를 가열하는 스팀 발생기와, 송풍방식으로 파일원사의 습기를 제거하는 제습 장치와, 다수 개의 상하 롤러인 연신 롤러를 포함하여 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 수축 연신부는, 상기 2차 연신부에서 연신된 파일원사를 수축 및 연신하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 수축 연신부는, 상기 2차 연신부에서 연신된 파일원사를 열풍을 이용하여 가열하도록 구성되는 열풍 장치와, 다수 개의 상하 롤러로 구성되는 수축 연신 롤러를 포함하여 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 집사 및 와인딩부는, 상기 수축 연신부를 통과한 파일원사를 소정 개수의 가닥을 모아서 보빈에 감도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 집사 및 와인딩부는, 상기 수축 연신부에서 수축 및 연신된 파일원사를 상온으로 냉각하는 냉풍 장치와, 롤러의 내부에 냉각수를 통과하는 냉각 롤러를 포함하여 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 제공하는데 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, (a) 압출 단계와, (b) 냉각 단계와, (c) 1차 연신 단계와, (d) 2차 연신 단계와, (e) 수축 연신 단계와, (f) 집사(集絲) 및 와인딩 단계를 포함하여 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 (a) 압출 단계는, 압출부에서 파일원사를 압출하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (a) 압출 단계는, 고분자 수지 비드 형태의 원사 원료를 용융하는 용융장치와 용융된 원사 원료가 파일원사의 단면과 동일한 형태의 금형을 통과하여 압출되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (b) 냉각 단계는, 압출된 상기 파일원사를 냉각수를 이용한 냉각 장치에서 소정의 형상으로 성형하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (b) 냉각 단계는, 상기 냉각수에 계면 활성제를 첨가하여 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (c) 1차 연신 단계는, 상기 냉각된 파일원사를 견인 롤러를 이용하여 연속적으로 인출작업을 하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (d) 2차 연신 단계는, 상기 1차 연신된 파일원사를 연신롤러를 통과시키면서 다시 한 번 연신하여 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (d) 2차 연신 단계는, 스팀 발생기의 증기를 이용하여 가열하고, 제습 장치를 이용하여 송풍 제습하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (e) 수축 연신 단계는, 상기 2차 연신 단계가 완료된 파일원사를 수축 연신 롤러를 통과시키면서 수축 및 연신하여 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (e) 수축 연신 단계는, 열풍 장치를 이용하여 가열하고, 수축 연신 롤러의 회전수를 조절하여 수축 및 연신을 하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (f) 집사(集絲) 및 와인딩 단계는, 상기 수축 연신 단계를 지난 파일원사를 필요한 가닥수로 모아서 보빈에 감아서 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (f) 집사 및 와인딩 단계는, 냉풍 장치 및 냉각수가 내부로 흐르도록 구성한 냉각 롤러를 이용하여 파일원사의 온도를 상온까지 냉각하도록 구성되는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 특징은, 압출부와, 1차 연신부와, 2차 연신부와, 수축 연신부와, 집사(集絲) 및 와인딩부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 다른 특징은, 상기 압출부는, 원사 소재를 용융하여 파일원사를 압출하도록 구성된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 압출부는, 고분자 수지 비드 형태의 원사 원료를 용융하는 용융장치와 용융된 원사 원료가 파일원사의 단면과 동일한 형태의 금형을 통과하여 압출된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 1차 연신부는, 상기 압출부에서 압출된 파일원사를 연신하도록 구성된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 1차 연신부는, 상기 압출부에서 압출되는 파일원사를 냉각하여 모양을 성형하도록 구성되는 냉각 장치와, 상기 냉각된 원사를 다수 개의 상하 롤러를 이용하여 연속하여 인출하는 인출 롤러를 포함하여 구성된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 2차 연신부는, 상기 1차 연신부에서 연신된 파일원사를 다시 한 번 연신하도록 구성된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 2차 연신부는, 상기 1차 연신부에서 연신된 파일원사를 가열하는 스팀 발생기와, 송풍방식으로 파일원사의 습기를 제거하는 제습 장치와, 다수 개의 상하 롤러인 연신 롤러를 포함하여 구성된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 수축 연신부는, 상기 2차 연신부에서 연신된 파일원사를 수축 및 연신하도록 구성된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 수축 연신부는, 상기 2차 연신부에서 연신된 파일원사를 열풍을 이용하여 가열하도록 구성되는 열풍 장치와, 다수 개의 상하 롤러로 구성된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 집사 및 와인딩부는, 상기 수축 연신부를 통과한 파일원사를 소정 개수의 가닥을 모아서 보빈에 감도록 구성된다.
본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 또 다른 특징은, 상기 집사 및 와인딩부는, 상기 수축 연신부에서 수축 및 연신된 파일원사를 상온으로 냉각하는 냉풍 장치와, 롤러의 내부에 냉각수를 통과하는 냉각 롤러를 포함하여 구성된다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 특징은, (a) 압출 단계와, (b) 냉각 단계와, (c) 1차 연신 단계와, (d) 2차 연신 단계와, (e) 수축 연신 단계와, (f) 집사(集絲) 및 와인딩 단계를 포함하여 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 다른 특징은, 상기 (a) 압출 단계는, 압출부에서 파일원사를 압출하도록 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (a) 압출 단계는, 고분자 수지 비드 형태의 원사 원료를 용융하는 용융장치와 용융된 원사 원료가 파일원사의 단면과 동일한 형태의 금형을 통과하여 압출된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (b) 냉각 단계는, 압출된 상기 파일원사를 냉각수를 이용한 냉각 장치에서 소정의 형상으로 성형하도록 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (b) 냉각 단계는, 상기 냉각수에 계면 활성제를 첨가하여 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (c) 1차 연신 단계는, 상기 냉각된 파일원사를 견인 롤러를 이용하여 연속적으로 인출작업을 하도록 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (d) 2차 연신 단계는, 상기 1차 연신된 파일원사를 연신롤러를 통과시키면서 다시 한 번 연신하여 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (d) 2차 연신 단계는, 스팀 발생기의 증기를 이용하여 가열하고, 제습 장치를 이용하여 송풍 제습하도록 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (e) 수축 연신 단계는, 상기 2차 연신 단계가 완료된 파일원사를 수축 연신 롤러를 통과시키면서 수축 및 연신하여 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (e) 수축 연신 단계는, 열풍 장치를 이용하여 가열하고, 수축 연신 롤러의 회전수를 조절하여 수축 및 연신을 하도록 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (f) 집사(集絲) 및 와인딩 단계는, 상기 수축 연신 단계를 지난 파일원사를 필요한 가닥수로 모아서 보빈에 감아서 구성된다.
발명의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 또 다른 특징은, 상기 (f) 집사 및 와인딩 단계는, 냉풍 장치 및 냉각수가 내부로 흐르도록 구성한 냉각 롤러를 이용하여 파일원사의 온도를 상온까지 냉각하도록 구성된다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법은, 종래의 생산시스템에 비해 (b) 냉각 단계에서만 냉각수를 사용하여 파일원사의 단면 형상을 성형하도록 구성된다. 따라서 종래의 생산시스템에 비해 물 사용량이 현저하게 적어 오폐수 발생을 최소화하였으며, 열수 가열에 필요한 에너지 소비를 현격하게 줄이는 장점을 가지고 있다.
또한, 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법은, (b) 냉각 단계에서 압출되는 파일원사의 단면 형상을 성형하기 위하여 사용하는 유일하게 냉각수를 사용하며, 정전기 발생을 방지하기 위하여 계면 활성제를 첨가하도록 구성된다. 따라서 성형된 파일원사의 정전기를 제거함으로서, 연신 및 수축공정을 원활히 진행함은 물론 제품이 완성된 후에도 정전기 발생으로 인한 문제점을 해소 할 수 있는 장점을 가지고 있다.
또한, 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 (f) 집사 및 와인딩 단계는, 냉풍 장치 및 냉각 롤러를 이용하여 파일원사의 잠열 및 수분을 완전히 제거하도록 구성된다. 따라서 본 발명의 방법으로 생산되는 파일원사는 생산 즉시 보빈에 와인딩하여 제직공정에 투입될 수 있어 숙성기간을 필요로 하는 종래의 파일원사에 비해 작업 대응력이 뛰어난 장점을 가지고 있다.
도 1(a)는 종래의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을, 도 1(b)는 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 나타내는 개략적인 장치도이다.
도 2는 종래의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 나타내는 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 공정도이다.
도 4는 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용한 파일원사 생산방법의 단계별 공정도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의 할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1(a)를 참조하여 종래의 인조잔디매트용 파일원사를 생산하는 시스템을 설명하면, ① 압출 → ② 냉각 → ③ 1차 연신 → ④ 열수 → ④-① 제습 → ⑤ 2차 연신 → ⑥ 열수 → ⑦ 3차 수축 연신 → ⑧ 건조 → ⑨ 롤링 → ⑩ 집사 → ⑪ 와인딩 공정을 거쳐서 생산된다.
이러한 상기 시스템은 생산 공정을 수행하기 위하여 파일원사의 냉각을 위한 냉각수와, 가열을 위한 열수(熱水)가 많이 사용됨으로서 필연적으로 오폐수 발생괴 함께 열에너지 비용이 발생함으로서 환경오염 및 생산비 상승의 문제점이 발생하였다.
본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템은 상기 공정에서 압출공정 다음에 정전기 방지를 위하여 계면 활성제를 첨가하여 냉각한 후에는 전혀 물을 사용하지 않음으로서 오폐수의 발생을 원천적으로 차단하였으며, 상기 종래 생산시스템의 열수 공정은 스팀 및 열풍으로 대체함으로서 열에너지 비용을 절감하도록 구성하였다.(도 1(b) 참조)
따라서 오폐수로 인한 환경 문제를 해소할 수 있으며, 열에너지 절감으로 생산 단가를 낮추어 가격 경쟁력을 가지는 파일원사를 생산할 수 있는 시스템 및 생산방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 1(a)는 종래의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을, 도 1(b)는 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 나타내는 개략적인 장치도이고, 도 2는 종래의 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 나타내는 공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 공정도이고, 도 4는 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용한 파일원사 생산방법의 단계별 공정도이다.
<실시 예 1> 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템은, 압출부(110)와, 1차 연신부(120)와, 2차 연신부(130)와, 수축 연신부(140)와, 집사(集絲) 및 와인딩부(150)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 상기 압출부(110)는, 원사 소재를 용융하여 파일원사를 압출하도록 구성된다.
이러한 본 발명의 상기 압출부(110)는, 고분자 수지(PE, PP, NYLON) 비드 형태의 원사 원료를 용융하는 용융장치(111)와 용융된 원사 원료가 파일원사의 단면과 동일한 형태의 금형을 통과하여 압출된다. 상기 압출되는 파일원사는 인조잔디매트로 사용되는 파일과 단면 형상은 동일하나 굵다. 따라서 몇 차례의 연신 가공을 거쳐서 사용된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 상기 1차 연신부(120)는, 상기 압출부(110)에서 압출된 파일원사를 연신하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 상기 1차 연신부(120)는, 상기 압출부(110)에서 압출되는 파일원사를 냉각하여 모양을 성형하도록 구성되는 냉각 장치(121)와, 상기 냉각된 원사를 다수 개의 상하 롤러를 이용하여 연속하여 인출하는 인출 롤러(122)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 냉각 장치(121)에는 냉각수와 함께 계면 활성제를 첨가하여 방사되는 파일원사의 표면에서 발생하는 정전기 발생을 원천적으로 방지하도록 하며, 상기 견인 롤러(122)는 상·하부 롤러를 서로 엇갈리게 위치함으로서 파일원사를 견인 및 연신할 수 있도록 구성된다. 상기 상·하부 롤러의 수량에 따라 견인력이 달라지도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 상기 2차 연신부(130)는, 상기 1차 연신부(120)에서 연신된 파일원사를 다시 한 번 연신하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 상기 2차 연신부(130)는, 상기 1차 연신부(120)에서 연신된 파일원사를 가열하는 스팀 발생기(131)와, 송풍방식으로 파일원사의 습기를 제거하는 제습 장치(132)와, 다수 개의 상하 롤러인 연신 롤러(133)를 포함하여 구성된다.
이때, 본 발명에 따른 상기 2차 연신부(130)는, 다량의 열수를 이용한 종래의 연신공정과 달리 소량의 물을 증발시킨 증기(蒸氣)를 사용함으로서 오폐수 발생을 억제하며 파일원사 가열 효율도 높일 수 있다. 또한, 상기 연신 롤러(133)는 상술한 1차 연신부의 견인 롤러(122)와 같은 구조로 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 상기 수축 연신부(140)는, 상기 2차 연신부(130)에서 연신된 파일원사를 수축 및 연신하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 상기 수축 연신부(140)는, 상기 2차 연신부(130)에서 연신된 파일원사를 열풍을 이용하여 가열하도록 구성되는 열풍 장치(141)와, 다수 개의 상하 롤러로 구성되는 수축 연신 롤러(142)를 포함하여 구성된다.
이때, 본 발명에 따른 상기 수축 연신부(140)는, 다량의 열수를 이용한 종래의 연신 수축공정과 달리 열풍을 이용하여 인장 연신하고 수축 연신 롤러(142)의 회전수를 조절하여 수축 공정을 수행한다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 상기 집사 및 와인딩부(150)는, 상기 수축 연신부(140)를 통과한 파일원사를 소정 개수의 가닥을 모아서 보빈에 감도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템의 상기 집사 및 와인딩부(150)는, 상기 수축 연신부(140)에서 수축 및 연신된 파일원사를 상온으로 냉각하는 냉풍 장치(151)와, 롤러의 내부에 냉각수를 통과하는 냉각 롤러(152)를 포함하여 구성된다.
<실시 예 2> 상기 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법은, (a) 압출 단계(S100)와, (b) 냉각 단계(S200)와, (c) 1차 연신 단계(S300)와, (d) 2차 연신 단계(S400)와, (e) 수축 연신 단계(S500)와, (f) 집사(集絲) 및 와인딩 단계(S600)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (a) 압출 단계(S100)는, 압출부(110)에서 파일원사를 압출하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (a) 압출 단계(S100)는, 고분자 수지(PE, PP, NYLON) 비드 형태의 원사 원료를 용융하는 용융장치(111)와 용융된 원사 원료가 파일원사의 단면과 동일한 형태의 금형을 통과하여 압출된다. 상기 압출되는 파일원사는 인조잔디매트로 사용되는 파일과 단면 형상은 동일하나 굵다. 따라서 몇 차례의 연신 가공을 거쳐서 사용되도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (b) 냉각 단계(S200)는, 압출된 상기 파일원사를 냉각수를 이용한 냉각 장치(121)에서 소정의 형상으로 성형하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (b) 냉각 단계(S200)는, 상기 냉각수에 계면 활성제를 첨가하여 구성된다.
이때, 상기 계면 활성제는 파일원사에 정전기 발생을 원천적으로 방지하기 위하여 첨가되는 것이며, 냉각수는 계면 활성제를 첨가하기 위한 목적으로 사용된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (c) 1차 연신 단계(S300)는, 상기 냉각된 파일원사를 견인 롤러(122)를 이용하여 연속적으로 인출작업을 하도록 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (d) 2차 연신 단계(S400)는, 상기 1차 연신된 파일원사를 연신롤러(133)를 통과시키면서 다시 한 번 연신하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (d) 2차 연신 단계(S400)는, 스팀 발생기(131)의 증기를 이용하여 가열하고, 제습 장치(132)를 이용하여 송풍 제습하도록 구성된다.
이때, 파일원사는 인장 연신하여 불규칙한 분자구조를 일정하게 정렬 안정화함으로서 인장강도 및 탄성 회복력이 증대된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (e) 수축 연신 단계(S500)는, 상기 2차 연신 단계가 완료된 파일원사를 수축 연신 롤러(142)를 통과시키면서 수축 및 연신하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (e) 수축 연신 단계(S500)는, 열풍 장치(141)를 이용하여 가열하고, 수축 연신 롤러(142)의 회전수를 조절하여 수축 및 연신을 하도록 구성된다.
이와 같이 파일원사는 상기 수축 연신 단계에서 5 ~ 15% 수축시켜 불규칙한 분자구조를 일정하게 정렬 안정화함으로서 인장강도, 신율 및 탄성 회복력이 증대된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (f) 집사(集絲) 및 와인딩 단계(S600)는, 상기 수축 연신 단계를 지난 파일원사를 필요한 가닥수로 모아서 보빈에 감아서 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 상기 (f) 집사 및 와인딩 단계(S600)는, 냉풍 장치(151) 및 냉각수가 내부로 흐르도록 구성한 냉각 롤러(152)를 이용하여 파일원사의 온도를 상온까지 냉각하도록 구성된다.
이때, 상기 냉풍 장치(151)는, 파일 원사의 잠열을 제거함으로서 제품을 안정화시켜주며, 상기 냉각롤러(152)는 건조된 파일원사를 와인더기에 권취할 수 있도록 일정한 속도로 공급해 준다.
이러한 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템은 다음과 같은 이점을 가진다.
먼저, 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법은, 종래의 생산시스템에 비해 (b) 냉각 단계(S200)에서만 냉각수를 사용하여 파일원사의 단면 형상을 성형하도록 구성된다.
따라서 종래의 생산시스템에 비해 물 사용량이 현저하게 적어 오폐수 발생을 최소화하였으며, 열수 가열에 필요한 에너지 소비를 현격하게 줄이는 장점을 가지고 있다.
또한, 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법은, (b) 냉각 단계(S200)에서 압출되는 파일원사의 단면 형상을 성형하기 위하여 사용하는 유일하게 냉각수를 사용하며, 정전기 발생을 방지하기 위하여 계면 활성제를 첨가하도록 구성된다.
따라서 성형된 파일원사의 정전기를 원천적으로 제거함으로서, 연신 및 수축공정을 원활히 진행함은 물론 제품이 완성된 후에도 정전기 발생으로 인한 문제점을 해소 할 수 있는 장점을 가지고 있다.
또한, 본 발명에 따른 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법의 (f) 집사 및 와인딩 단계(S600)는, 냉풍 장치 및 냉각 롤러를 이용하여 파일원사의 잠열 및 수분을 완전히 제거하도록 구성된다.
따라서 본 발명의 방법으로 생산되는 파일원사는 생산 즉시 보빈에 와인딩하여 제직공정에 투입될 수 있어 숙성기간을 필요로 하는 종래의 파일원사에 비해 작업 대응력이 뛰어난 장점을 가지고 있다.
10 : 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템
110 : 압출부
111 : 용융 장치
120 : 1차 연신부
121 : 냉각 장치
122 : 견인 롤러
130 : 2차 연신부
131 : 스팀 발생기
132 ; 제습 장치
133 : 연신 롤러
140 : 수축 연신부
141 : 열풍 장치
142 : 수축 연신 롤러
150 : 집사 및 와인딩부
151 : 냉풍 장치
152 ; 냉각 롤러

Claims (10)

  1. 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템에 관한 것으로서,
    원사 소재를 용융하여 파일원사를 압출하도록 구성되는 압출부(110);
    상기 압출부(110)에서 압출된 파일원사를 연신하도록 구성되는 1차 연신부(120);
    상기 1차 연신부(120)에서 연신된 파일원사를 다시 한 번 연신하도록 구성되는, 2차 연신부(130);
    상기 2차 연신부(130)에서 연신된 파일원사를 수축 및 연신하도록 구성되는 수축 연신부(140); 및
    상기 수축 연신부(140)를 통과한 파일원사를 소정 개수의 가닥을 모아서 보빈에 감도록 구성되는 집사 및 와인딩부(150);를 포함하며,
    상기 1차 연신부(120)는, 상기 압출부(110)에서 압출되는 파일원사를 냉각하는 냉각 장치(121)와, 다수 개의 상하 롤러로 구성되어 상기 파일원사를 연속적으로 견인하는 견인 롤러(122)를 포함하여 구성되며,
    상기 2차 연신부(130)는, 상기 1차 연신부(120)에서 연신된 파일원사를 가열하는 스팀 발생기(131)와, 송풍방식으로 파일원사의 습기를 제거하는 제습 장치(132)와, 다수 개의 상하 롤러로 된 연신 롤러(133)를 포함하여 구성되며,
    상기 수축 연신부(140)는, 상기 2차 연신부(130)에서 연신된 파일원사를 열풍을 이용하여 가열하는 열풍 장치(141)와, 다수 개의 상하 롤러로 구성되는 수축 연신 롤러(142)를 포함하여 구성되며,
    상기 집사 및 와인딩부(150)는, 상기 수축 연신부(140)에서 수축 및 연신된 파일원사를 상온으로 냉각하도록 구성되는 냉풍 장치(151)와, 롤러의 내부에 냉각수를 통과하도록 구성되는 냉각 롤러(152)를 포함하여 구성되며,
    상기 냉각장치(121)에는, 냉각수와 함께 정전기 발생을 원천적으로 방지하도록 계면 활성제가 첨가되어 구성되며,
    상기 스팀 발생기(131)는, 소량의 물을 증발시켜서 얻어지는 증기로 2차 연신을 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템.
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  6. 인조잔디매트용 파일원사 생산시스템을 이용하여 파일원사를 생산하는 방법에 있어서,
    (a) 압출부(110)에서 파일원사를 압출하는, 압출 단계(S100);
    (b) 압출된 상기 파일원사를 냉각수를 이용한 냉각 장치(121)에서 소정의 형상으로 성형하는, 냉각 단계(S200);
    (c) 상기 냉각된 파일원사를 견인 롤러(122)를 통과시키면서 연신하는, 1차 연신 단계(S300);
    (d) 상기 1차 연신된 파일원사를 연신롤러(133)를 통과시키면서 다시 한 번 연신하는, 2차 연신 단계(S400);
    (e) 상기 2차 연신 단계가 완료된 파일원사를 수축 연신 롤러(142)를 통과시키면서 수축 및 연신하는, 수축 연신 단계(S500);
    (f) 상기 수축 연신 단계를 지난 파일원사를 소정 개수의 가닥으로 모아서 보빈에 감는, 집사 및 와인딩 단계(S600);를 포함하며,
    상기 (b) 냉각 단계(S200)의 냉각수에는, 정전기 발생을 원천적으로 방지하기 위하여 계면 활성제를 첨가하여 구성되며,
    상기 (d) 2차 연신 단계(S400)는, 스팀 발생기(131)의 증기를 이용하여 가열하여, 상기 파일원사를 인장 연신하여 분자구조를 정렬 및 안정화하고, 제습 장치(132)를 이용하여 송풍 제습하도록 구성되며,
    상기 (e) 수축 연신 단계(S500)는, 열풍 장치(141)를 이용하여 가열하고, 수축 연신 롤러(142)의 회전수를 조절하여 수축 및 연신을 하도록 구성되며,
    상기 (f) 집사 및 와인딩 단계(S600)는, 파일원사의 잠열을 제거하고 제품을 안정화하기 위한 냉풍 장치(151) 및 냉각수가 내부로 흐르도록 구성한 냉각 롤러(152)를 이용하여 파일원사의 온도를 상온까지 냉각하고 수분을 제거하며,
    상기 (e) 수축 연신 단계(S500)에서는, 5 ~ 15% 수축시켜 불규칙한 분자구조를 일정하게 정렬 안정화 하도록 구성되며,
    상기 냉풍 장치(151)는, 파일원사의 잠열을 제거하고 제품을 안정화하도록 구성되며, 상기 냉각 롤러(152)는, 건조된 파일원사를 와인더기에 권취할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인조잔디매트용 파일원사 생산방법.
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