KR102233286B1 - 공기석션을 이용한 섬유속 개섬 롤러 및 이를 이용한 섬유속 개섬 장치 - Google Patents

공기석션을 이용한 섬유속 개섬 롤러 및 이를 이용한 섬유속 개섬 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개섬효율을 높이고 또한 섬유속을 균일하게 개섬할 수 있도록, 크릴로부터 공급되는 섬유속을 원통형 헤드의 원주면에 구비되는 공기석션슬롯에 의해 석션되는 공기에 의해 개섬하는 섬유속 개섬 롤러 및 이를 이용한 섬유속 개섬 장치에 관한 것이다

Description

공기석션을 이용한 섬유속 개섬 롤러 및 이를 이용한 섬유속 개섬 장치 { Fiber bundle opening roller using air suction and fiber bundle opening apparatus using the same }
본 발명은, 다수의 섬유 필라멘트가 집합된 강화섬유의 섬유속을 석션되는 공기에 의해 개섬하는 섬유속 개섬 롤러 및 이를 이용한 섬유속 개섬 장치에 관한 것이다.
최근, 합성수지 등의 매트릭스에 강화재로서, 강화섬유 즉, 탄소섬유나 유리섬유, 또는 방향족 폴리아미드섬유 등을 필라멘트상 또는 직물상으로 매설하여 제조되는 섬유강화 복합재료(fiber reinforced composite materials)를 항공우주, 육상 수송, 선박, 건축, 토목, 공업용 부품, 스포츠용품 등의 폭넓은 분야에 응용하고 있다.
이러한 강화섬유의 사용형태로서, 매트릭스 중에 강화섬유의 직물을 매설하는 형태도 있지만, 매트릭스 중에 필요한 폭으로 다수 개의 강화섬유를 평행상으로 배열한 형태를 주로 사용하게 된다.
후자와 같은 사용형태에 있어서는, 매트릭스와 강화섬유의 접촉면적을 가급적 크게 하는 것이 바람직하다. 따라서 다수의 강화섬유를 사이징제를 이용하여 타원 형상으로 집합시키거나 또는 각각의 강화섬유를 얇게 시트상으로 개섬한 상태로 매트릭스 중에 매설하게 된다.
상기 강화섬유가 매트릭스 내부에 매설되면, 그 내부에 형성되는 미소 간극에 매트릭스가 함침되어, 상기 매트릭스와 강화섬유 간의 접촉면적이 최대화되고, 이에 따라 상기 강화섬유에 의한 강화효과를 최고도로 발휘할 수 있게 된다.
따라서, 이러한 강화섬유를 매트릭스에 함침하기 전에 매트릭스와의 접촉면적을 크게 하기 위하여 개섬(Opening) 공정을 거치게 되는데, 이러한 개섬 공정에 의해 섬유속의 두께를 얇게 하여 접촉면적을 증대시키고, 이에 따라 섬유속의 단사 사이까지 매트릭스를 충분하게 함침시키는 것이 가능하게 된다.
이러한 강화섬유로 구성된 섬유속의 개섬 장치에 대한 종래기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허공보 제10-1601233호(2016년 03월 08일)에는 섬유 다발의 종류에 따라 섬유 다발에 좌우 방향 진동을 인가하는 다수의 좌우 진동롤을 포함하는 좌우 진동 장치를 포함하는 섬유 다발의 개섬 장치가 개시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0069098호(2016년 06월 16일)에는 내부에 열선이 내장되거나 또는 열매가 주입되어 열에 의한 사이징제의 점도를 낮출 수 있는 회전진동롤러를 포함하여 구성되는 히팅 진동롤러를 이용한 섬유다발의 개섬장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기 종래기술에 따른 개섬장치는 진동롤러에서 발생되는 진동에 의해 섬유속을 개섬함으로써, 개섬에 필요한 다수의 롤러가 필요하게 된다. 이에 따라 그 설치 과정이 복잡하게 되고, 또한 장비의 가격이 상승하게 되는 문제가 있었다. 또한 진동롤러를 진동시켜 섬유속을 개섬하게 되므로, 섬유와 진동롤러 사이의 마찰이 커져 섬유 표면이 손상되고, 이로 인한 모우가 많이 발생하게 되어 개섬된 섬유속의 균일도가 떨어지는 단점이 있었다. 그리고 상기와 같이 개섬공정에 의해 섬유속의 균일도가 불량하게 되면, 제조되는 섬유강화 복합재료(fiber reinforced composite materials)의 품질을 저하시키는 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 개섬효율을 높이고 또한 섬유속을 더 넓고 균일하게 개섬할 수 있는 섬유속의 개섬장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 섬유속 개섬 롤러(100)는, 내부에 공동부(30)를 갖고 일측에 제 1 단부(40) 및 상기 제 1 단부(40)와 대칭되는 측면에 제 2 단부(45)를 구비하는 원통형 헤드(25); 상기 제 1 단부(40)의 중앙부를 관통하여 상기 원통형 헤드(25)의 내부로 연장되어 공기를 셕션하는 파이프형 회전축(35); 상기 파이프형 회전축(35)과 상기 제 1 단부(40)를 체결함으로써 상기 원통형 헤드(25)를 회전시키기 위하여 상기 제 1 단부(40)의 일측에 구비되는 체결부(50); 및 상기 원통형 헤드(25)의 원주면에 구비되어 공기를 셕션하는 공기석션슬롯(20);을 포함하며, 상기 공기석션슬롯(20)은, 상기 원통형 헤드(25)의 원주면에 복수 개가 구비되고, 상기 원통형 헤드(25)의 제 1 단부(40)에서 제 2 단부(45)까지 연장되어 서로 평행하게 형성되며, 상기 제 1 단부(40)와 제 2 단부(45)의 일측에 체결되는 제 1 지주(50)와 제 2 지주(55)로 형성되되, 상기 제 2 지주(55)는 제 1 지주(50)의 내측에서 어긋나도록 구비되며, 특히 상기 공기석션슬롯(20)은 제 1 단부(40) 및 제 2 단부(45)에 대하여 직선형, 사선형 또는 나선형으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 지주(50) 및 제 2 지주(55)는 그 단면이 원형 또는 다각형이며, 상기 원통형 헤드(25)의 내부에는 회전하면서 상기 공기석션슬롯(20)의 일부를 차단하도록 구비되는 원통형의 에어 차단구(70)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다수의 섬유 필라멘트가 집합된 섬유속 개섬 장치(200)는, 섬유속(10)이 권취된 섬유보빈(210); 상기 섬유보빈(210)에 권취된 섬유속(10)이 공급되는 크릴(220); 상기 크릴(220)로부터 공급되는 섬유속(10)을 일정속도로 공급하는 제 1 공급 롤러(230); 상기 제 1 공급 롤러(230)로부터 공급되는 섬유속(10)을 개섬하기 위한 섬유속 개섬 롤러(100); 상기 섬유속 개섬 롤러(100)에 구비되는 파이프형 회전축(35)을 통해 원통형 헤드(25)의 내부로부터 공기를 석션하기 위한 공기흡입장치; 상기 섬유속 개섬 롤러(100)로부터 공급되는 개섬된 섬유속(10)을 권취롤러(250)로 공급하는 제 2 공급 롤러(240); 상기 섬유속 개섬 롤러(100)에서 개섬된 섬유속(10)을 권취하는 권취롤러(250); 및 상기 제 1 공급 롤러(230)와, 섬유속 개섬 롤러(100)와 제 2 공급 롤러(240) 및 권취롤러(250)를 구동하기 위한 구동부;를 포함하며, 상기 섬유속 개섬 롤러(100)는 섬유속(10)의 이동방향을 따라 복수 개가 구비될 수 있고, 상기 섬유속 개섬 장치(200)는 섬유속(10)을 가열하기 위한 가열 장치(150)를 포함하며, 이때 상기 가열 장치(150)는 히팅 롤러 또는 적외선 램프 또는 고온 공기 분사 노즐인 것이 바람직하다.
본 발명의 섬유속 개섬 롤러(100)를 이용한 섬유속 개섬 장치(200)에 의하면, 공급되는 섬유속(10)의 개섬 효율이 증대되고, 또한 균일한 개섬이 가능하게 된다. 그리고, 개섬된 섬유속(10)의 일정 부분에서 섬유들이 서로 뭉치는 현상을 방지하며, 섬유속(10)과 롤러 사이의 마찰을 최소화시킬 수 있어 모우의 발생이 극소화되고, 또한 최종 섬유강화 복합재료의 위치별 섬유중량편차를 줄여주게 되어 제조되는 섬유강화 복합재료의 품질을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 측면도이며,
도 2는 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 내부 단면도이며,
도 4는 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 일부 확대도이며,
도 5는 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 공기석션슬롯(20)의 형상을 나타내는 모식도이며,
도 6은 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)를 포함하는 섬유속 개섬 장치(200)의 모식도이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
아래에서는 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100) 및 이를 이용한 섬유속 개섬장치(200)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 측면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 내부 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 일부 확대도이며, 도 5는 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)의 공기석션슬롯(20)의 형상을 나타내는 모식도이며, 도 6은 본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)를 포함하는 섬유속 개섬 장치(200)의 모식도이다.
본 발명에서 상기 섬유속(10)은 섬유강화 복합재료의 제조에 주로 사용되는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기와 같이, 최신 섬유강화 복합재료의 제조시 사용되는 강화섬유는 주로 연속섬유를 사용하게 된다. 상기 강화섬유 중 유리섬유는 가장 오래된 강화섬유이지만, 최근에는 탄소섬유(carbon fiber)가 가장 많이 사용되고 있다. 또한 케블라(Kevlar)로 대표되는 아라미드섬유의 사용량이 증가되고 있으며, 이보다 사용빈도가 적은 보론섬유와 실리콘 카바이드 등의 세라믹 섬유 등도 강화섬유로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 섬유속 개섬 롤러(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 공동부(30)를 갖고 일측에 제 1 단부(40) 및 상기 제 1 단부(40)와 대칭되는 측면에 제 2 단부(45)를 구비하는 원통형 헤드(25); 상기 제 1 단부(40)의 중앙부를 관통하여 상기 원통형 헤드(25)의 내부로 연장되어 상기 원통형 헤드(25)의 내부에서 공기를 셕션하는 파이프형 회전축(35); 상기 파이프형 회전축(35)을 상기 제 1 단부(40)를 체결함으로써 상기 원통형 헤드(25)에 회전력을 전달하기 위하여 상기 제 1 단부(40)의 일측에 체결되는 체결부(50); 및 상기 원통형 헤드(25)의 원주면에 구비되어 공기를 셕션하는 공기석션슬롯(20);을 포함한다.
상기 원통형 헤드(25)는 도 1에 도시된 바와 같이 양측 단부에 제 1 단부(40) 및 제 2 단부(45)를 구비한다. 상기 제 1 단부(40) 및 제 2 단부(45)에는 후술하게 될 복수 개의 공기석션슬롯(20)을 형성하게 되는 제 1 지주(50)와 제 2 지주(55)가 체결된다.
또한 상기 제 1 단부(40)의 일측에는 파이프형 회전축(35)이 체결된다. 상기 파이프형 회전축(35)은 상기 원통형 헤드(25)의 내부에 형성되는 공동부(30)로부터 공기를 흡입하여 석션하기 위한 구성으로써, 동시에 구동부(미도시)에서 제공되는 회전력을 전달받아 상기 섬유속 개섬 롤러(100)에 회전력을 부여하게 된다. 즉, 상기 파이프형 회전축(35)은 외부에 구비되는 공기흡입장치(미도시)에 의해 상기 원통형 헤드(25) 내부의 공동부(30)로부터 공기를 흡입하여 석션하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 파이프형으로 형성되는 것이 바랍직하다.
상기와 같이 파이프형으로 구비되는 상기 파이프형 회전축(35)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 원통형 헤드(25)의 제 1 단부(40)에 삽입되어 체결된다. 이때 구동부에서 전달되는 회전력을 상기 원통형 헤드(25)로 전달하기 위하여 상기 파이프형 회전축(35)과 제 1 단부(40)는 체결부(50)를 통해 체결되는 것이 바람직하다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 체결부(50)는 전방에 구비되는 제 1 체결부(51)와, 상기 제 1 체결부(51)와 결합되어 상기 체결부(50)를 원통형 헤드(25)의 제 1 단부(40)의 일측에 체결하는 제 2 체결부(52)를 구비한다. 이때 상기 제 1 체결부(51)와 제 2 체결부(52)는 일체로 구성되되, 상기 제 1 체결부(51)와 제 2 체결부(52)는 중앙부에 상기 파이프형 회전축(35)이 삽입되는 결합공(59)을 구비하게 된다.
또한, 상기 제 2 체결부(52)의 지름은 제 1 체결부(51)의 지름보다 큰 것이 바람직하다. 즉, 제 2 체결부(52)는 원통형 헤드(25)의 제 1 단부(40)의 일측면에 나사 등의 제 2 고정구(57)를 통해 체결되어 회전력을 전달하여야 하므로, 상기 제 2 고정구(57)를 용이하게 체결할 수 있도록 지름이 제 1 체결부(51)의 지름보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제 2 체결부(52)의 일측에는 상기 제 2 고정구(57)를 체결하기 위하여 제 2 결합공(미도시)이 형성되는 것은 자명한 사항인 것이다.
상기와 같이 형성되는 체결부(50)의 결합공(59)으로 파이프형 회전축(35)을 삽입하고, 상기 제 1 체결부(51)의 일측에 제 1 고정구(56)를 이용하여 상기 파이프형 회전축(35)과 체결부(50)를 체결하게 된다. 상기와 같이 제 1 고정구(56)를 체결하기 위해 제 1 체결부(51)의 일측에는 제 1 결합공(미도시)이 형성되는 것은 자명한 사항인 것이다.
상기와 같이, 체결부(50)를 통해 파이프형 회전축(35)을 원통형 헤드(25)의 제 1 단부(40)에 체결함으로써, 구동부에서 제공되는 회전력을 상기 파이프형 회전축(35)을 통해 섬유속 개섬 롤러(100)에 제공하는 것이 가능하게 된다.
상기와 같이 체결부(50)에 의해 제 1 단부(40)의 일측에 체결되어 공동부(30)로 삽입된 파이프형 회전축(35)은 또한 외부에 구비되는 공기흡입장치(미도시)에 의하여 상기 공동부에서 공기를 석션하여 배출하게 된다. 즉, 공기석션슬롯(20)을 통해 상기 원통형 헤드(25)의 내부의 공동부(30)로부터 공기를 석션하여 외부로 배출하게 된다.
즉, 상기 원통형 헤드(25)의 원주면에는 도 2및 도 3에 도시된 바와 같이 공기석션슬롯(20)이 구비된다. 상기 공기석션슬롯(20)은 상기 섬유속 개섬 롤러(100)의 외부로부터 공기를 석션하기 위한 구성으로써, 외부에 구비되는 공기흡입장치에 의하여 공기를 석션하게 된다. 상기와 같이 섬유속 개섬 롤러(100)의 외부로부터 공기를 석션하기 위하여 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 공기석션슬롯(20)은 상기 원통형 헤드(25)의 원주면에 복수 개가 구비될 수 있다.
상기 공기석션슬롯(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 원통형 헤드(25)의 제 1 단부(40)에서 제 2 단부(45)까지 연장되어 서로 평행하게 형성되는 것이 바람직하다. 이때 상기 공기분사슬롯(20)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 단부(40)와 제 2 단부(45)의 일측에 체결되는 제 1 지주(50)와, 상기 제 1 지주(50)의 내측에서 어긋나도록 제 1 단부(40) 및 제 2 단부(45)에 체결되는 제 2 지주(55)에 의해 형성된다.
상기 제 1 지주(50)와 제 2 지주(55)가 도 3에 도시된 바와 같이 서로 어긋나도록 체결됨에 따라, 상기 제 1 지주(50)에는 개섬하기 위한 섬유속(10)이 권회되며, 이때 상기 제 1 지주(50)와 제 2 지주(55)는 공기가 흡입되는 공기석션슬롯(20)을 형성하게 된다.
이때 상기 공기석션슬롯(20)을 형성하는 제 1 지주(50)와 제 2 지주(55)의 단면은 도 3에 도시된 바와 같이 원형 또는 다각형(미도시)으로 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 공기석션슬롯(20)은 위에서 설명한 바와 같이, 제 1 단부(40)에서 제 2 단부(45)까지 연장되어 서로 평행하게 형성되되, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 단부(40)와 제 2 단부(45)에 대하여 직선형, 사선형 또는 나선형으로 형성될 수 있다.
즉, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1 단부(40)와 제 2 단부(45)의 일측에 구비되는 제 1 지주(50)와 제 2 지주(55)는 서로 평행하게 형성되되, 상기 제 1 지주와 제 2 지주는 제 1 단부(40)와 제 2 단부(45)에 대하여 직선형으로 구비될 수 있다. 또한 상기 제 1 지주(50)와 제 2 지주(55)는 도 5의 (b)와 (c)와 같이 사선형 또는 나선형으로 형성되는 것도 가능하다.
본 발명에 따르면, 상기 원통형 헤드(25)의 원주면에 구비되는 공기석션슬롯(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 헤드(25)의 공동부(30)로부터 공기를 석션함으로써, 상기 원통형 헤드(25)의 원주면에서 상기 섬유속 개섬 롤러(100)의 중심 방향으로 수직힘이 발생하고, 상기 수직힘에 의해 공급되는 섬유속(10)이 상기 원통형 헤드(25)의 원주면에 밀착시켜 가압됨으로써 개섬된다.
또한 상기 공기석션슬롯(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 헤드(25)의 원주면에 복수 개가 구비된다. 상기 공기석션슬롯(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 헤드(25)의 제 1 단부(40) 및 제 2 단부(45)의 일측에 체결되는 제 1 지주(50)와, 상기 제 1 지주(50)가 체결되는 제 1 단부(40) 및 제 2 단부(45)보다 내측에 상기 제 1 지주(50)와 어긋나도록 체결되는 제 2 지주(55)로 구성된다.
상기와 같이 서로 어긋나도록 제 1 단부(40) 및 제 2 단부(45)에 체결되는 제 1 지주(50)와 제 2 지주(55)는 공기가 통과하는 공기석션슬롯(20)을 형성하며, 상기 공기석션슬롯(20)에서 석션되는 공기는 외부에 구비되는 공기흡입장치에 의해 외부로 배출하게 된다.
상기와 같이 공기석션슬롯(20)에서 석션되는 공기는 상기 파이프형 회전축(35)을 통해 외부로 배출되며, 이에 따라 제 1 지주(50)에 밀착되어 권회되는 섬유속(10)에 도 4와 같이 수직방향으로 수직힘이 작용하게 된다.
이때 상기 섬유속 개섬 롤러(100)로 공급되는 섬유속(10)은 상기와 같이 발생하는 상기 수직힘에 의해 섬유속 개섬 롤러(100)의 표면에 밀착하여 권회되면서 상기 수직힘에 의해 이와 동시에 개섬되게 된다.
상기와 같이 형성되는 공기석션슬롯(20)은 원통형 헤드(25)의 원주면에 복수 개로 설치될 수 있다. 즉, 상기와 같이 공기석션슬롯(20)이 원통형 헤드(25)의 원주면에 복수 개가 구비되면, 석션되는 공기에 의해 발생되는 수직힘이 증대되고, 이에 따라 섬유속(10)이 보다 빠른 속도로 밀착하여 권회되면서 또한 개섬효과가 증대되게 된다.
또한 본 발명에 따르면 상기 원통형 헤드(25)의 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이 에어 차단구(70)를 구비한다. 상기 에어 차단구(70)는 원통형으로 형성되어 공동부에 위치함으로써, 상기 섬유속 개섬 롤러(100)의 회전시 내부에서 같이 회전하면서 하부에 위치하는 공기석션슬롯(20)의 일부를 차단하게 된다.
즉, 상기 섬유속 개섬 롤러(100)가 섬유속(10)이 권회된 상태로 회전하게 되면, 이와 동시에 공기석션슬롯(20)에 의해 공동부(30)에서 공기를 석션하게 된다. 상기와 같이 공동부(30)에서 공기를 석션함으로써 제 1 지주(50)를 권회하여 밀착된 섬유속(10)에는 도 4에 도시된 바와 같이 수직힘이 작용하고, 이에 따라 섬유속(10)이 개섬된다. 이때 상기 에어 차단구(70)가 섬유속 개섬 롤러(100)의 하부에 형성되는 공기석션슬롯(20)을 차단하게 되면, 상부에 구비되는 공기석션슬롯(20)으로부터 석션되는 공기의 양이 증가되고, 이에 따라 공동부(30)에서 석션되는 공기의 석션 속도가 증가하게 된다. 이에 따라 상기 섬유속 개섬 롤러(100)의 상부에 더욱 증가된 수직힘이 발생하게 되어 개섬효과가 집중될 수 있다. 상기와 같이 섬유속 개섬 롤러(100)의 일측에 개섬효과가 집중됨으로써, 보다 큰 개섬력이 발생되어 개섬효율이 증대될 수 있다.
또한, 본 발명의 섬유속 개섬 롤러(100)의 외부에는 석션되는 공기를 멈추거나 일시정지 시키기 위하여 스위치가 별도로 구비될 수 있고, 이 스위치의 작동으로 일정한 압력으로 상기 섬유속 개섬 롤러(100)에 연속적으로 석션되는 공기의 석션을 중단하거나, 또는 일시정지 시킬 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 섬유속 개섬 롤러(100)를 포함하는 섬유속 개섬 장치(200)에 대하여 설명한다. 상기 섬유속 개섬 장치(200)는 섬유강화 복합재료의 제조시 사용되는 강화섬유로 구성되는 섬유속(10)을 개섬하기 위한 것이다. 이때 상기 강화섬유는 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 본 발명에 따른 다수의 섬유 필라멘트가 집합된 강화섬유의 섬유속(10)을 개섬하기 위한 섬유속 개섬 장치(200)는, 도 6에 도시된 바와 같이 섬유속(10)이 권취된 섬유보빈(210); 상기 섬유보빈(210)에 권취된 섬유속(10)이 공급되는 크릴(220); 상기 크릴(220)로부터 공급되는 섬유속(10)을 일정속도로 공급하는 제 1 공급 롤러(230); 상기 제 1 공급 롤러(230)로부터 공급되는 섬유속(10)을 개섬하기 위한 섬유속 개섬 롤러(100); 상기 섬유속 개섬 롤러(100)에 구비되는 파이프형 회전축(35)을 통해 원통형 헤드(25)의 내부로부터 공기를 석션하기 위한 공기흡입장치(미도시); 상기 섬유속 개섬 롤러(100)로부터 공급되는 개섬된 섬유속(10)을 권취롤러(250)로 공급하는 제 2 공급 롤러(240); 상기 섬유속 개섬 롤러(100)에서 개섬된 섬유속(10)을 권취하는 권취롤러(250); 및 상기 제 1 공급 롤러(230)와, 섬유속 개섬 롤러(100)와 제 2 공급 롤러(240) 및 권취롤러(250)를 구동하기 위한 구동부(미도시);를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 섬유속 개섬 장치(200)는, 다수의 강화섬유가 집합된 섬유속(10)이 권취되어 있는 섬유보빈(210)으로부터 섬유석(10)이 공급되어 크릴(220)로 제공되고, 상기 크릴(220)로부터 제 1 공급 롤러(230)를 통해 섬유속(10)이 섬유속 개섬 롤러(100)로 공급된다. 상기 크릴(220)은 섬유보빈(210)을 잡아주는 역할을 하는 프레임으로서, 일반적으로 10 ~ 33 개의 섬유보빈(210)으로부터 섬유속(10)을 공급하며, 상기 섬유속(10)이 소진되는 순서대로 랜덤하게 교체하게 된다.
또한 상기 크릴(220)로부터 섬유속 개섬 롤러(100)로 공급되는 섬유속(10)은 개섬 공정을 원활하게 진행될 수 있도록, 균일한 장력(yarn tension)이 유지되어야 하므로, 장력제어부(미도시)를 별도로 구비할 수 있다.
상기와 같은 크릴(220)과 장력제어부는 본 기술 분야에서 공지된 기술이므로 이와 관련한 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 섬유속 개섬 장치(200)에는 크릴(220)로부터 섬유속 개섬 롤러(100)로 섬유속(10)을 일정 속도로 공급하기 위하여 제 1 공급 롤러(230)가 구비된다. 상기 제 1 공급 롤러(230)로부터 공급되는 섬유속(10)은 이후에 섬유속 개섬 롤러(100)에 공급된다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명의 섬유속 개섬 롤러(100)는, 원통형 헤드(25)의 원주면에 공기석션슬롯(20)이 구비되고, 상기 공기석션슬롯(20)에 의해 상기 원통형 헤드(25)의 내부의 공동부(30)로부터 공기를 석션하게 된다. 상기와 같이 석션되는 공기로부터 상기 원통형 헤드(25)의 중심 방향으로 발생되는 수직힘에 의해 상기 섬유속(10)을 개섬하게 된다.
이때 상기 섬유속 개섬 롤러(100)를 통과하는 섬유속(10)은 상기 섬유속 개섬 롤러(100)에 1회 이상 권회되거나 또는 권회되지 않고, 상기 개섬롤러의 표면을 접촉하여 개섬된 후, 권취되는 것도 가능하다.
즉, 섬유속(10)의 큰 개섬력이 요구되는 경우에는 상기 섬유속(10)이 섬유속 개섬 롤러(100)를 1회 이상 권회함으로써, 큰 개섬력을 부여하는 것이 가능하다. 또한 개섬이 용이한 섬유속(10)인 경우에는 상기 섬유속 개섬 롤러(100)를 권회하지 않고, 상기 개섬롤러 표면의 일부면을 접촉함으로써 개섬하는 것도 가능하다.
또한 본 발명의 섬유속 개섬 장치(200)에서 상기와 같이 구비되는 섬유속 개섬 롤러(100)는 섬유속(10)의 진행 방향과 동일 방향으로 회전하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 섬유속 개섬 장치(200)에서 상기 섬유속 개섬 롤러(100)는 섬유속(10)의 이동방향을 따라 복수 개가 설치되는 것도 가능하다. 즉, 섬유속(10)의 큰 개섬력이 요구되는 경우에는 상기 섬유속 개섬 롤러(100)를 복수 개로 설치할 수 있고, 개섬이 용이한 섬유속(10)인 경우에는 섬유속 개섬 롤러(100)의 설치 갯수를 줄임로써 개섬력을 적절히 조절하는 것도 가능하다.
이때 상기 섬유속(10)은 사이징제에 의해 상기 섬유속(10)을 구성하는 강화섬유의 단사들이 뭉쳐있을 수 있으므로, 본 발명에서는 이를 풀어주기 위하여 가열 장치(150)를 포함하는 것도 가능하다. 즉, 상기 가열 장치(150)는 사이징제에 의해 뭉쳐진 섬유속(10)의 단사들에 열을 가하여 상기 섬유속(10)에 부착되어 있는 사이징제의 접착력을 최소화하기 위한 것이다. 상기와 같이 열을 가하여 섬유속(10)에 부착되어 있는 사이징제를 풀어줌으로써, 상기 섬유속(10)의 개섬 효과를 증대시키는 것이 가능하다. 본 발명에 따르면, 상기 가열 장치(150)는 히팅 롤러 또는 적외선 램프 또는 고온 공기 분사 노즐일 수 있다.
또한, 본 발명의 섬유속 개섬 장치(200)는 상기 섬유속 개섬 롤러(100)에 구비되는 파이프형 회전축(35)을 통해 원통형 헤드(25)의 내부에 구비되는 공동부(30)로부터 공기를 석션하기 위한 공기흡입장치(미도시)와, 상기 섬유속 개섬 롤러(100)로부터 공급되는 개섬된 섬유속(10)을 권취롤러(250)로 공급하는 제 2 공급 롤러(240)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기와 같이 섬유속 개섬 롤러(100)에서 개섬된 섬유속(10)을 최종적으로 권취하기 위한 권취롤러(250)를 구비할 수 있으며, 또한 본 발명의 섬유속 개섬 장치(200)에 구비되는 상기 제 1 공급 롤러(230)와, 섬유속 개섬 롤러(100)와 제 2 공급 롤러(240) 및 권취롤러(250) 등을 회전구동하기 위한 구동부(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 섬유속(10)의 개섬시 상기 제 1 공급 롤러(230)와 제 2 공급 롤러(240)는 동일 속도로 회전함으로써, 상기 섬유속(10)이 섬유속 개섬 롤러(100)의 통과시 일정한 속도로 공급되도록 하는 것이 바람직하다.
이상으로 살펴보면 바와 같이, 본 발명에 따르면 섬유속(10)의 개섬 효율이 증대되고, 또한 균일한 개섬이 가능하여 고품질의 섬유강화 복합재료의 제조가 가능한 섬유속 개섬 장치(200)의 제공이 가능하게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실험예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실험예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 또한 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
20 : 공기석션슬롯
30 : 공동부
40 : 제 1 단부
45 : 제 2 단부
25 : 원통형 헤드
35 : 파이프형 회전축
100 : 섬유속 개섬 롤러
200 : 섬유속 개섬 장치

Claims (11)

  1. 섬유속 개섬 롤러(100)로서,
    내부에 공동부(30)를 갖고 일측에 제 1 단부(40) 및 상기 제 1 단부(40)와 대칭되는 측면에 제 2 단부(45)를 구비하는 원통형 헤드(25);
    상기 제 1 단부(40)의 중앙부를 관통하여 상기 원통형 헤드(25)의 내부로 연장되어 공기를 셕션하는 파이프형 회전축(35);
    상기 파이프형 회전축(35)과 상기 제 1 단부(40)를 체결함으로써 상기 원통형 헤드(25)를 회전시키기 위하여 상기 제 1 단부(40)의 일측에 구비되는 체결부(50); 및
    상기 원통형 헤드(25)의 원주면에 복수 개가 구비되어 공기를 셕션하되, 상기 제 1 단부(40)와 제 2 단부(45)의 일측에 체결되는 제 1 지주(50)와 제 2 지주(55)로 형성되고, 상기 제 2 지주(55)는 제 1 지주(50)의 내측에서 어긋나도록 구비되는 공기석션슬롯(20);을 포함하는 섬유속 개섬 롤러(100).
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기석션슬롯(20)은, 상기 원통형 헤드(25)의 제 1 단부(40)에서 제 2 단부(45)까지 연장되어 서로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유속 개섬 롤러(100)
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 지주(50) 및 제 2 지주(55)는 그 단면이 원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 섬유속 개섬 롤러(100)
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 원통형 헤드(25)의 내부에 구비되어 회전하면서 상기 공기석션슬롯(20)의 일부를 차단하도록 구비되는 원통형의 에어 차단구(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유속 개섬 롤러(100).
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기석션슬롯(20)은 제 1 단부(40)와 제 2 단부(45)에 대하여 직선형, 사선형 또는 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유속 개섬 롤러(100).
  8. 다수의 섬유 필라멘트가 집합된 섬유속 개섬 장치(200)에 있어서,
    섬유속(10)이 권취된 섬유보빈(210);
    상기 섬유보빈(210)에 권취된 섬유속(10)이 공급되는 크릴(220);
    상기 크릴(220)로부터 공급되는 섬유속(10)을 일정속도로 공급하는 제 1 공급 롤러(230);
    상기 제 1 공급 롤러(230)로부터 공급되는 섬유속(10)을 개섬하기 위한 청구항 1, 3, 5 내지 7 중 어느 한 항의 섬유속 개섬 롤러(100);
    상기 섬유속 개섬 롤러(100)에 구비되는 파이프형 회전축(35)을 통해 원통형 헤드(25)의 내부로부터 공기를 석션하기 위한 공기흡입장치;
    상기 섬유속 개섬 롤러(100)로부터 공급되는 개섬된 섬유속(10)을 권취롤러(250)로 공급하는 제 2 공급 롤러(240);
    상기 섬유속 개섬 롤러(100)에서 개섬된 섬유속(10)을 권취하는 권취롤러(250); 및
    상기 제 1 공급 롤러(230)와, 섬유속 개섬 롤러(100)와 제 2 공급 롤러(240) 및 권취롤러(250)를 구동하기 위한 구동부;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유속 개섬 장치(200).
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 섬유속 개섬 롤러(100)는 섬유속(10)의 이동방향을 따라 복수 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 섬유속 개섬 장치(200)
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 섬유속 개섬 장치(200)는 섬유속(10)을 가열하기 위한 가열 장치(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유속 개섬 장치(200).
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가열 장치(150)는 히팅 롤러 또는 적외선 램프 또는 고온 공기 분사 노즐인 것을 특징으로 하는 섬유속 개섬 장치(200).

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115161789A (zh) * 2022-08-03 2022-10-11 海宁中创新材料科技有限公司 单丝分丝机构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060033007A (ko) * 2003-07-08 2006-04-18 후쿠이 켄 섬유속의 개섬방법 및 그 방법에 사용되는 장치
KR20160011263A (ko) * 2014-07-21 2016-02-01 주식회사 효성 진동롤러 및 에어스프레이를 이용한 섬유다발의 개섬장치
KR20180109094A (ko) * 2017-03-27 2018-10-08 정가원 주식회사 섬유원단가공용 회전식 진공흡입롤러

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060033007A (ko) * 2003-07-08 2006-04-18 후쿠이 켄 섬유속의 개섬방법 및 그 방법에 사용되는 장치
KR20160011263A (ko) * 2014-07-21 2016-02-01 주식회사 효성 진동롤러 및 에어스프레이를 이용한 섬유다발의 개섬장치
KR20180109094A (ko) * 2017-03-27 2018-10-08 정가원 주식회사 섬유원단가공용 회전식 진공흡입롤러

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115161789A (zh) * 2022-08-03 2022-10-11 海宁中创新材料科技有限公司 单丝分丝机构
CN115161789B (zh) * 2022-08-03 2023-08-01 浙江超仕达特纺有限公司 单丝分丝机构

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