KR102252933B1

KR102252933B1 - 팅클-프리 편직 와이어 메시 필터 및 그 필터를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR102252933B1
Application number: KR1020157026046A
Authority: KR
Inventors: 조지 그린우드
Original assignee: 에이씨에스 인더스트리즈, 인크.
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2021-05-18
Also published as: US9540752B2; EP2961509A4; ES2659770T3; HUE037997T2; EP2961509B1; KR20150123274A; CN105008016B; US20140245578A1; EP2961509A1; CN105008016A; PL2961509T3; WO2014134130A1; JP6262259B2; JP2016514045A

Abstract

"팅클(tinkles)"("고차(gotchas)"로서도 알려짐)(도 1 및 도 2에서 도면 부호 20 참조)은 편직 와이어 메시 튜브를 개별 피스로 전달할 때에 생성되는 편직된 금속 루프의 부분들이다. 종래 기술에서는 팅클은 어쩔수 없는 현실로서 간주되어 왔으며, 그 종래의 기법에서는 메시로부터 팅클을 흔들어 털어 내려하거나, 메시 상에 또는 그 내에 움직이지 못하게 하려고 하였었다. 교대로 배치된 편직 와이어 얀의 세그먼트(12)와 편직 와이어 열의 세그먼트(13)를 편직 튜브(11)를 제조함으로써, 팅클이 완전히 없는 삭을 제조할 수 있고, 이 삭은 팅클이 완전히 없는 편직 와이어 메시 필터를 제조하는 데에 이용될 수 있다. 어떠한 팅클도 갖고 있지 않기 때문에 팅클을 배출하지 않는 편직 와이어 메시 필터는 연료 필터나 에어백 필터와 같은 용례에 이용될 수 있다.

Description

팅클-프리 편직 와이어 메시 필터 및 그 필터를 제조하는 방법{TINKLE-FREE KNITTED WIRE MESH FILTERS AND METHODS FOR MAKING SUCH FILTERS}

본 발명은 "팅클(tinkle)"이 완전히 없는, 편직 와이어 메시 필터 및 그 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.

1993년 6월 8일자로 Geno Guglielmi에게 허여된 "Abatement of Tinkles in Wire Mesh"란 명칭의 미국 특허 제5,217,515호(이하에서 Guglielmi 특허로 칭하며, 그 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 인용된다)에서는 편직 와이어 메시로 이루어진 필터에서의 오래된 문제점, 즉 편직 와이어 메시 및 이러한 메시로 이루어진 필터에서 "팅클(tinkle)"("고차(gotchas)"로서도 알려짐)의 존재에 대해 개시하고 있다. Guglielmi의 특허 칼럼 1의 제45-56행에서는 팅클의 원인을 다음과 같이 기재하고 있다.

"편직 와이어 메시가 절단되는 경우에, 와이어 편직 산업에서 통상 팅클로서 알려진 풀어진 스크랩 조각을 생성하게 된다. 팅클을 구성하는 재료는 정식으로는 편직물(knit)의 일부분이었다. 다시 말해, 팅클은 편직 루프(knitted loop) 또는 절단된 편직 루프의 일부분이다. 팅클은 불규칙한 형상 및 분포로 이루어진 것으로, 미리 정해진 위치, 사이즈 또는 형상을 갖지 않는다. 하지만, 팅클들은 이들이 형성된 절단선 근처에 남아있는 경향이 있다."

본 명세서의 도 1 및 도 2는 편직 와이어 메시 삭(knitted wire mesh sock)(10) 및 이 삭을 환편직기(circular knitting machine)에 의해 제조한 와이어 메시의 연속된 길이(와이어 메시의 연속된 튜브)로부터 절단될 때에 형성된 관련 팅클(20)을 도시하는 Guglielmi 특허의 해당 도면들의 모사본이다. Guglielmi 특허의 칼럼 3의 제36 내지 39행에서 기술하고 있는 바와 같이, "팅클은 절단된 편직 루프의 일부분이다. 이들은 특유의 사이즈 또는 형상을 갖지 않는다. 실제로, 메시의 절단 작용은 와이어를 일그러트려 원래의 편직물에 찾을 수 없는 형상을 생성할 수 있다." 편직 와이어 매시로부터 발생한 경우, 팅클은 금속으로 이루어져, 대부분의 필터 용례에 바람직하지 못하고, 또한 여과될 가스 또는 액체 스트림 내로 작은 금속 조각의 도입이 용인될 수 없는 용례, 예를 들면 에어백 인플레이터에 의해 생성된 가스의 여과나 내연 기관에 제공될 연료 스트림의 여과에는 허용될 수 없다.

Guglielmi 특허에서 기술하고 있는 바와 같이, 편직 와이어 메시 삭을 흔들거나 팅클을 손으로 골라냄으로써 팅클의 문제점을 해결하려고 시도하였었다(Guglielmi 특허의 칼럼 1의 제59 내지 61행 참조). 이들은 상당히 노동 집약적인 공정으로, 그러한 삭으로 이루어진 필터가 팅클이 없을 것이라 보장하진 못하였다. 팅클을 제거하려는 시도의 대안으로서, 팅클을 움직이지 못하게 하려고 시도하였었다. Guglielmi 특허는 전기 저항 용접을 이용하여 팅클을 와이어 메시에 접합하는 그러한 시도의 하나를 제시하고 있다.

1998년 12월 15일자로 Katsuhide Fujisawa에게 허여된 "Filter for an Inflator"라는 명칭의 미국 특허 제5,849,054호(이하에서는 Fujisawa 특허라 칭하며, 그 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 인용된다)에서는 필터의 제조시에, 삭을 접어 삭의 절단된 단부들이 결국 필터 내부에 묻히도록 하는 다른 부동화 기법을 제시하고 있다. 본 명세서의 도 3은 편직 와이어 메시(15)가 그 메시의 절단된 단부(14)들을 덮고 있는 접힌 삭을 도시하고 있는 Fujisawa의 도 6(b')의 모사본이다.

Guglielmi 및 Fujisawa 특허에서 예시하고 있는 바와 같이, 편직 와이어 메시 필터 분야에 종사하는 발명자들의 태도는 팅클을 어쩔 수 없는 현실로 받아들여 팅클을 처리하는 방안을 찾아 왔다. 불행히도, 팅클 제어 기법이 얼마나 정교할 지라도, 결국에는 마지막 하나의 팅클도 처리되었다고 보장할 수는 없다. 전술한 바와 같이, 예를 들면 인라인 연료 필터, 에어백 인플레이터 등의 각종 용례에 대해서는 그러한 불확실성은 허용될 수 없다. 아래에서 상세하게 논의하는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 완전히 새로운 기법이 팅클의 문제점에 대해, 즉 단 하나의 팅클도 발생시키지 않고 편집 와이어 메시 필터를 제조하도록 취해진다. 이러한 식으로, 처음으로 팅클-프리(tinkle-free)가 보장되는 편직 와이어 메시 필터가 제조될 수 있다.

제1 양태에 따르면, 각각 팅클(20)이 없는 복수의 편직 와이어 메시 필터(19)를 제조하는 방법을 개시하며, 이 방법은,

(I) (i) 편직 와이어 열(row)의 복수의 세그먼트(13)와 (ii) 편직 얀(yarn) 열의 복수의 세그먼트(12)를 포함하고 와이어의 세그먼트(13)들이 얀의 세그먼트(12)들과 교대로 배치되어 있는, 편직 튜브(11)를 제조하는 단계;

(II) 편직 와이어의 어떠한 루프도 절단하지 않고 이에 따라 어떠한 팅클(20)도 생성하지 않고, 편직 와이어 열의 복수의 분리된 세그먼트(13)들을 생성하는 단계; 및

(III) 와이어의 복수의 분리된 세그먼트(13)들로 복수의 편직 와이어 메시 필터(19)를 제조하는 단계

를 포함하며, 단계 (II)는 얀을 제거하기 위해 편직 튜브(11) 또는 그 분리된 부분(즉, 적어도 하나의 와이어 세그먼트(13), 통상의 복수의 와이어 세그먼트(13)를 포함)을 처리하는 것을 포함한다.

제2 양태에 따르면, 각각 팅클(20)이 없는 복수의 편직 와이어 메시 필터(19)를 제조하는 방법을 개시하며, 이 방법은,

(I) (i) 편직 와이어 열을 포함한 복수의 세그먼트(13)들과 (ii) 편직 얀 열을 포함한 복수의 세그먼트(12)들을 포함하고, 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트(13)들은 편직 얀 열을 포함한 복수의 세그먼트(12)들과 교대로 배치되어 있는, 편직 튜브(11)를 제조하는 단계;

(II) 편직 와이어의 어떠한 루프도 절단하지 않고 이에 따라 어떠한 팅클(20)도 생성하지 않고, 편직 와이어 열을 포함한 복수의 분리된 세그먼트(13)들을 생성하는 단계; 및

(III) 편직 와이어 열을 포함한 복수의 분리된 세그먼트(13)들로 복수의 편직 와이어 메시 필터(19)를 제조하는 단계

를 포함하며, 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트(13)들은 그 사이의 편직 얀 열을 포함한 세그먼트(12)들에 걸쳐진 비(非)편직 와이어 섹션(16)에 의해 서로 연결되며, 단계 (II)는,

(A) 편직 얀 열을 포함한 세그먼트(12)들과 비편직 와이어 섹션(12)들을 절단하여, 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트(13)들을 편직 튜브(11)로부터 해방시키는 것;

(B) 얀을 제거하도록 편직 와이어 열을 포함한 해방된 세그먼트(13)를 처리하는 것을 포함한다.

제3 양태에 따르면, 각각 팅클(20)이 없는 복수의 편직 와이어 메시 필터(19)를 제조하는 방법을 개시하며, 이 방법은,

를 포함하며, 단계 (II)는 편직된 얀을 푸는 것(18)을 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태는 팅클-프리 와이어 메시 삭 및 그러한 삭에 의해 제조된 팅클-프리 와이어 메시 필터이다.

본 발명의 다양한 양태의 상기한 개요에서 이용된 도면 부호는 단지 독자의 편의를 위한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니며 그렇게 해석해서도 안 될 것이다. 보다 포괄적으로 말해, 상기한 개략적 설명과 이하의 상세한 설명은 모두 단지 본 발명의 예시로서, 본 발명의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 골자를 제공하고자 한 것임을 이해할 것이다.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점들을 이하의 상세한 설명에 기재되어 있으며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업자들이 용이하게 이해하거나, 본 명세서의 상세한 설명에서 예시한 바와 같이 본 발명을 실시함으로써 인지할 수 있을 것이다. 첨부 도면은 본 발명을 더욱 깊이 이해할 수 있도록 포함된 것으로, 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하고 있다. 본 명세서 및 도면에 개시된 본 발명의 다양한 특징들은 임의의 조합은 물론 모든 조합에 이용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 종래 기술의 편직 와이어 메시 삭 및 관련 팅클을 도시하는 개략도이다.
도 2는 팅클이 갖는 형상의 일부를 도시하는 개략도이다.
도 3은 팅클을 접혀진 편직 와이어 메시 삭의 내부에 위치시킴으로써 팅클을 처리하려 한 종래의 시도를 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시형태에 따라 마련된 편직 튜브의 사진이다.
도 5는 도 4의 와이어 세그먼트/얀 세그먼트/와이어 세그먼트 부분을 나타내는 확대 사진이다.
도 6은 얀 세그먼트를 풀은 상태로 도 5의 구조를 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 다른 예시적 실시형태에 따라 마련된 편직 튜브의 사진이다. 예시를 위해, 도 7에서 최우측 얀 세그먼트는 풀어져 있다.
도 8은 에어백 인플레이터를 위한 필터로서 이용하기에 적합한 구성을 갖는 예시적 편직 와이어 메시 필터의 사진이다.
도 9는 본 발명의 편직 튜브를 마련하는 데에 이용된 환편직기의 예시적 구성을 도시하는 개략도이다.
도면에서 사용된 도면 부호들은 다음의 구성들을 지칭한다:
10: 관련 금속 팅클을 갖는 편직 와이어 메시 삭(knitted wire mesh sock) -종래 기술
11: 편직 튜브
12: 편직 얀 열을 포함한 편직 튜브 세그먼트
13: 편직 와이어 열을 포함한 편직 튜브 세그먼트(편직 튜브로부터 분리된 경우에, 그 세그먼트를 본 명세서에서는 "삭(sock)"으로 지칭한다)
14: 편직 와이어 메시의 절단된 단부 - 종래 기술
15: 편직 와이어 메시 - 종래 기술
16: 비편직 와이어 섹션
17: 비편직 얀 섹션
18: 풀린 얀
19: 필터
20: 금속 팅클 - 종래 기술
21: 환편직기
22: 와이어
23: 와이어를 위한 스풀
24: 환편직기의 편직 니들
25: 얀
26: 얀을 위한 스풀
27: 플레이트
28: 와이어를 위한 정점(apex)
29: 얀을 위한 정점
30: 와이어를 위한 플레이트 내의 아일렛(eyelet)
31: 얀을 위한 플레이트 내의 아일렛
32: 니들에 와이어를 공급하기 위한 공급 아일렛
33: 니들에 얀을 공급하기 위한 공급 아일렛
34: 와이어를 위한 위치 설정 실린더
35: 얀을 위한 위치 설정 실린더
36: 플레이트
37: 캠 허브
38: 타이밍 스터브

전술한 바와 같이 본 발명은 팅클이 없는 편직 와이어 메시 필터의 제조에 관한 것이다. 개괄적으로 설명하면, 그 필터는,

(1) 와이어로 이루어진 세그먼트와 얀으로 이루어진 세그먼트를 갖는 편직 튜브를 제조하고, (2) 팅클을 생성하지 않고 와이어로 이루어진 세그먼트들을 개개의(즉, 분리된) 와이어 메시 삭으로 분리시키는 수단으로서 얀으로 이루어진 세그먼트를 이용하며, 그리고 (3) 그 팅클-프리 메시 삭을 이용하여 필터를 제조함으로써 제조된다.

도 4는 교대로 배치된 와이어 세그먼트(13)들과 얀 세그먼트(12)들로 이루어진 대표적인 편직 튜브(11)를 도시하는 한편, 도 5는 와이어 세그먼트(13)들 중 하나로부터 얀 세그먼트(12)로, 이어서 다른 와이어 세그먼트(13)로의 천이 부분의 확대 도시하고 있다. 이들 도면은 물론 후술하는 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 얀 세그먼트(12)들은 와이어 세그먼트(13)들보다 상당히 짧다. 이는 통상 편직 튜브(11)를 제조하는 데에 필요한 얀의 양을 최소화하려는 경우이지만, 원하는 경우에는 맞대지는 와이어 세그먼트들보다 길이가 긴 얀 세그먼트를 비롯한 보다 긴 얀 세그먼트가 이용될 수도 있다. 통상적으로, 얀 세그먼트마다 대략 3 내지 5열의 얀이 성공적으로 작업을 행할 수 있는 것으로 확인되었다.

도 6은 도 5의 얀 세그먼트(12)를 제거하였을 때에 얻어지는 구조를 도시하고 있다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 와이어 세그먼트(13)들은 편직되지 않은 와이어 섹션(16)에 의해 서로 연결된다. 도 9와 관련하여 후술하는 바와 같이, 그러한 비편직 와이어 섹션은 환편직기가 얀을 편직할 때에 생성된다. 마찬가지로, 환편직기가 와이어를 편직할 때에 도 6 및 도 7에서 도면 부호 17로 확인할 수 있는 비편직 얀 섹션이 생성된다.

아래에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 얀 세그먼트(12)들은 다양한 방식으로 제거될 수 있으며, 그 중 일부에서는 얀 세그먼트의 제거 전에(또는 그와 동시) 비편직 와이어 섹션(16)이 절단된다. 도 6에 도시한 바와 같이, 얀 세그먼트는 비편직 와이어 섹션을 그대로 남긴 채 풀어 제거된다. 이 도면에서 풀어진 얀은 도면 부호 18로 나타내고 있다.

도 7은 편직 와이어 매시 세그먼트(13)를 위해 상이한 종횡비를 갖는 다른 대표적인 편직 튜브(11)를 도시하고 있는데, 즉 도 4에서는 와이어 세그먼트(13)가 폭보다 더 큰 길이를 갖는 한편, 도 7에서는 길이보다 더 큰 폭을 갖는다. 예를 들면, 도 4의 와이어 메시 세그먼트는 평평하게 하였을 때에 길이 8인치×폭 2-1/2인치 정도인 한편, 도 7에서의 세그먼트는 평평하게 하였을 때에 길이 2인치×폭 3-1/2인치 정도일 수 있다. 일반적으로 말해, 입수 가능한 환편직기의 능력과 필요한 파단 강도(아래 참조)를 갖는 얀의 입수 가능성을 조건으로 할 때, 본질적으로 임의의 원하는 사이즈, 종횡비, 밀도 그리고 와이어 조성, 구성 및 치수를 갖는 팅클-프리 와이어 메시 삭이 본 명세서에서 개시하는 기법을 이용하여 제조될 수 있다. 각종 폭넓은 특성을 갖는 와이어 메시 삭을 제조하는 능력은 또한 각종 폭넓은 특성을 갖는 편직 와이어 메시 필터를 본 명세서에서 개시하는 기법을 이용하여 제조할 수 있음을 의미한다.

특히, 현재에 공지되어 있거나 향후에 개발될 수 있는 형태의 편직 와이어 메시 필터가 본 발명에 따라 제조된 팅클-프리 편직 와이어 메시 삭을 이용하여 제조될 수 있다. 단지 하나의 비한정적인 예로서, 도 8에서는 본 명세서에서 개시하는 형태의 팅클-프리 편직 와이어 메시 삭으로 이루어졌을 예를 들면 에어백 인플레이터의 필터로서 이용하기에 적합한 구성을 갖는 편직 와이어 메시 필터(19)를 도시하고 있다. 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 인용되는 본 출원인에게 양수된 미국 특허 제7,025,797호 및 제7,559,146호는 본 명세서에서 개시하는 기술로부터 이득을 볼 수 있는 다른 필터 구성을 예시하고 있다. 본 명세서에서 개시하는 팅클-프리 편직 와이어 메시 삭은 주로 팅클이 없는 것이 중요시되는 용례를 위한 필터를 제조하는 이용될 것이지만, 원하는 경우에 다른 상황에서 이용될 수도 있다는 점을 이해할 것이다.

앞서 언급한 바와 같이, 편직 튜브(11)로부터 얀 세그먼트(12)를 제거하는 데에는 다수의 방법이 있다. 바람직한 기법은 얀을 제거하도록 편직 튜브를 처리하는 것이다. 예를 들면, 편직 튜브는 (i) 와이어는 용해되지 않고 (ii) 얀은 용해되는 용매로 처리될 수 있다. 얀의 전체 성분이 용매에 용해될 필요는 없다. 예를 들면, 얀은 접착제(바인더)에 의해 서로 접합된 섬유를 포함할 수 있고, 그 섬유가 아니라 접착제가 용매에 용해 가능할 수 있다. 섬유의 길이를 제한하게 되면, 얀은 접착제(바인더)가 제거될 때에 부서질 것이다.

특히 바람직한 얀은 섬유, 예를 들면 폴리비닐 알코올에 의해 서로 접합된 폴리에스테르 섬유를 포함하며, 그 폴리비닐 알코올은 바람직한 용매인 물에 용해 가능하다(섬유는 아님). 폴리비닐 알코올에 의해 서로 접합된 예를 들어 폴리에스테르 섬유와 같은 섬유로 이루어진 얀은 예를 들면 하이 로프트 타월(high loft towel)과 같은 다양한 소비재의 제조에 이용하도록 시판되고 있으며, 이에 따라 본 발명의 기술에 이용하기에 아주 적합한 얀을 형성하는 물리적 및 화학적 특성에 추가하여, 그 얀이 이미 대량으로 생산되고 있어 비교적 저렴하다는 추가적인 이점을 갖는다.

물이 그러한 처리에 이용되는 용매인 경우, 물은 통상 고온으로 이용될 것이며, 실제로 물은 사용 시에 완전히 또는 부분적으로 증기 형태일 수 있다. 물(증기)은 프로세스 중 다양한 시점에 얀에 가해질 수 있는데, 예를 들면 편직기의 작동에 의해 생성된 편직 튜브 그대로에 가해질 수 있거나, 적어도 하나의 비편직 와이어 섹션을 절단함으로써 튜브의 본체로부터 분리되고 복수의 얀 세그먼트를 포함하고 있는 편직 튜브의 일부분에 가해지거나, 혹은 적어도 하나의 비편직 와이어 섹션을 절단함으로써 편직 튜브로부터 해방된, 단부 중 한쪽 또는 양쪽 모두에 얀을 각각 갖는 개별 와이어 세그먼트 또는 그 세그먼트 그룹에 가해질 수도 있다. 다른 변형예들이 본 개시로부터 당업자게 명백할 것이다.

비편직 와이어 섹션의 절단은 예를 들면 환편직기 아래에 위치한 길로틴 커터(guillotine cutter)를 이용하여 수행하거나, 오프라인으로 수행할 수도 있다. 얀의 제거 전에 비편직 와이어 섹션을 절단하면, 절단된 편직 루프(knitted loop) 및 그 편직 루프의 절단된 일부분을 생성하지만, 그 루프 및 루프의 일부분은 제거될 수 없는 금속으로 이루어지기 보다는 제거 가능한 얀으로 이루어지기 때문에 종래 기술에서의 성가신 팅클은 아니다.

얀의 제거 처리는 편직 튜브가 형성될 때에 온라인으로 수행될 수 있거나, 보다 통상적으로는 별개의 처리 공정에서 오프라인으로 수행될 것이다. 물(증기) 처리를 위해, 주방 기구의 세정/위생 처리에 이용되는 일반적인 형태의 장비가 얀을 제거를 수행하는 데에 이용될 수 있으며, 여기서 물/증기는 접착제의 분해 속도를 떨어뜨리지 않으면서 높은 점도의 물/접착제 용액의 생성을 피하기에 충분한 속도로 새로이 공급된다.

물(증기)이 얀의 제거를 위해 바람직한 용매이지만, 원하는 경우에 편직 와이어에 악영향을 미치지 않는 예를 들면 유기 용매와 같은 기타 용매가 그러한 처리 단계에서 이용될 수 있다. 예를 들면, 알코올이 나일론 얀을 용해시키는 데에 이용될 수 있다. 다른 비한정적인 대안으로서, 부식성 용액이 용매로서 이용될 수 있다. 물 처리와 마찬가지로, 그러한 용매는 얀의 전부를 용해시키거나 그 일부, 예를 들면 얀의 접착제 부분만을 용해시킬 수 있다. 그러한 처리 범주에서의 다른 대안으로서, 편직 와이어에서 얀을 소각시킬 수 있으며, 이는 와이어를 기타 이유로 열처리할, 예를 들면 와이어 메시의 와이어를 어닐링할 예정인 경우에 유리할 수 있다. 하지만, 얀의 소각은 몇몇 용례를 위해서는 허용될 수 없는 와이어 상의 잔류 화학물질을 제거하기 어렵게 만들 수 있다.

얀을 제거하는 그러한 처리 기법에 추가하여, 원하는 경우에 편직된 얀을 푸는 방식도 이용할 수 있다. 이러한 풀기 기법은 분리된 와이어 메시 세그먼트를 생성하도록 비편직 와이어 섹션을 전달하기 전에 편직 튜브 또는 그 일부분 상에서 수행되거나, 분리된 와이어 메시 세그먼트 상에서 수행될 수 있으며, 전자의 경우가 바람직하다. 도 6 및 도 7은 편직 튜브의 일부분에 적용되는 풀기 방식을 도시하고 있으며, 이들 도면에서 도면 부호 18은 풀려진 얀을 나타낸다. 풀기 기법은 원하는 바에 따라 편직 튜브가 형성될 때에 온라인으로 수행되거나 오프라인으로 수행될 수 있다. 팅클을 제거하려 하는 것과 달리, 풀기 방식은 대부분의 경우에 단순히 하나의 실을 잡아당겨 편직된 얀 전체를 제거함으로써 수행될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다. 상기한 처리 및 풀기 방식들은 원하는 경우에 조합하여 이용될 수도 있다.

편직 튜브(11)는 현재 알려져 있거나 향후에 개발될 다양한 시판용 또는 맞춤형 편직기에 의해 제조될 수 있다. 도 9는 편직 튜브(11)를 제조하는 데에 이용하기에 적합한 독일 바이센부르크에 소재한 Karl Miiller GmbH Maschinenfabrik사에서 판매하는 대표적인 시판용 환편직기(21)의 개략도이다. 그 환편직기의 주요 구성 요소에 대한 설명이 불명확해지 않도록 하기 위해, 다양한 일반적 구성 요소들, 예를 들면 풀리, 텐션 모니터, 구동 기구, 전자 제어 장비 등은 도 9에서 생략하였다. 또한, 편직 튜브(11)의 얀 세그먼트(12)를 구성하는 편직 얀의 열들 또한 설명의 용이를 위해 도 9에서 명확하게 도시하진 않았다.

개괄적으로 설명하면, 환편직기(21)는 와이어(22)를 와이어 스풀(23)에서 환편직 니들(circular knitting needles)(24)들에 공급하거나 얀(25)을 얀 스풀(26)에서 그 니들로 공급한다. 종래의 경우에 같이, 와이어 또는 얀은 플레이트(27) 위에 위치한 풀리(도시 생략)로 위쪽으로 이동한 후에 정점(28, 29)에서 아래쪽으로 방향 전환하여 플레이트(27)에 장착된 아일렛(eyelet)(30, 31)(예를 들면, 세라믹 아일렛)을 통과한다. 이어서, 와이어 및 얀은 공급 아일렛(32 및 33)(예를 들면, 텅스텐 카바이드 아일렛)을 통과하며, 이들 아일렛의 환편직 니들(24)에 대한 위치는 위치 설정 실린더(34, 35)(예를 들면, 미국 뉴욕 하우포지에 소재한 Festo Corporation사에서 판매하는 타입의 비회전 위치 설정 실린더)에 의해 제어된다. 또한, 위치 설정 실린더(34, 35)는 프로그램된 공압식 전자 제어 장비에 의해 제어된다.

작동시에, 위치 설정 실린더는 와이어 또는 얀이 편직 니들(24)에 의해 편직되고 있는 지를 결정한다. 따라서, 와이어가 편직될 경우에, 위치 설정 실린더(34)는 와이어(22)가 편직 니들의 후크에 걸리게 되는 위치로 공급 아일렛(32)을 이동시킨다. 반면, 얀이 편직될 경우에, 위치 설정 실린더(35)는 니들의 후크가 얀(25)을 걸게 되는 위치로 공급 아일렛(33)을 이동시킨다. 또한, 위치 설정 실린더들은 다른 소재가 편직되고 있는 경우에 와이어/얀 공급 아일렛을 니들로부터 떨어지게 이동시킨다. 그러한 비편직 기간 동안, 편직되고 있지 않는 소재는 스풀로 계속 공급되어 앞서 설명하고 도 6 및 도 7에 도시한 와이어 및 얀의 비편직 섹션(16, 17)을 형성한다.

실제로, 공급 아일렛의 편직 위치와 비편직 위치 간의 예를 들면 25 mm 정도의 거리가 성공적으로 작업을 행할 수 있는 것으로 확인되었다. 더블 스티치의 문제점을 피하기 위해, 스트리퍼(도 9에서는 도시 생략)가 제위치에 루프를 유지하도록, 즉 니들이 위쪽으로 이동할 때에 루프를 아래쪽에 유지하도록 이용될 수 있다.

튜브를 제조하기 위해, 편직 니들(24)들의 원형 어레이가 위치 설정 실린더(34, 35)를 지나 회전하거나, 위치 실정 실린더(34, 35)가 편직 니들의 어레이 주위에서 회전할 필요가 있다. 전자의 경우, 즉 회전하는 니들의 경우에, 편직 튜브가 니들과 함께 회전할 것이며, 이는 몇몇 용례에서는 바람직하지 못할 수도 있다. 도 9는 후자의 경우, 즉 위치 설정 실린더가 편직 니들의 어레이 주위에서 회전하는 경우를 도시하고 있다. 구체적으로, 위치 설정 실린더(34, 35)는 편직 니들(24)의 원형 어레이를 둘러싸고 플레이트(36)와 함께 회전하는 캠 허브(37) 상에 장착된다. 이 실시 형태에서 있어서, 스풀(23, 26)을 지지하고 플레이트(36)로부터의 스탠드오프(standoff)(도시 생략)에 의해 지지되는 플레이트(27) 또한 회전하다. 플레이트 및 허브의 회전 또는 부분 회전을 카운팅하기 위해, 플레이트(27)는 예를 들면 그 둘레를 따라 서로 이격된 일련의 타이밍 스터브(38)를 포함하여, 삭의 길이를 제어하도록 고정 센서(도시 생략)를 트리거할 수 있다.

팅클-프리 와이어 메시 삭이 제조되고 나면, 이들 삭은 현재 공지되어 있거나 향후에 개발될 다양한 기법을 이용하여 팅클-프리 와이어 메시 필터로 형성될 수 있다. 필터는 원형(디스크형), 환형, 타원형(달걀형), 삼각형, 정사각형, 팔각형 등을 비롯하여 이에 한정되지 않는 다양한 구성을 가질 수 있다. 통상적으로, 삭은 압축 몰드를 이용하여 원하는 형상으로 프레싱될 것이며, 환형 필터의 경우에 그 몰드는 원하는 물리적 치수, 중량 및 밀도를 갖는 환형의 필터를 제조하도록 맨드릴 및 플런저를 포함할 수 있다.

팅클-프리 삭을 제조하는 데에 이용되는 와이어는 여과 요건, 여과될 유체(기상, 액상 또는 혼합상) 및 필터가 작동할 환경에 기초하여 선택될 것이다. 와이어에 적합한 재료는 304, 309, 및 310계 스테인리스강과 같은 오스테나이트계 및 니켈계 합금을 포함한 스테인리스강 또는 그 조합을 포함하며 이에 한정되진 않는다. 와이어 직경은 필터의 특정 용례에 좌우될 것이다. 예를 들면, 에어백 필터를 제조하는 데에 이용되는 와이어는 약 0.011인치 내지 약 0.03인치 범위의 직경(약 0.35 mm 내지 약 0.75 mm의 직경)일 수 있지만, 원하는 경우에 보다 크거나 작은 와이어가 이용될 수 있다. 내연 기관의 연료를 여과하도록 설계된 필터의 경우에, 와이어 직경은 약 0.001인치 내지 약 0.006인치 범위일 수 있으며, 이 또한 원하는 경우에 보다 크거나 작은 와이어가 이용될 수 있다. 와이어의 단면 형상도 역시 특정 용례에 좌우될 것이며, 둥근 단면과 편평한 단면이 가장 통상적이다. 또 다른 대안으로서, 본 발명의 필터는 특성을 변경시키도록 다양한 형태의 처리가 행해진 와이어를 이용할 수 있다. 예를 들면, 열처리에 의해 추가적인 강도가 얻어질 수 있다.

통상은 단일 타입의 와이어가 팅클-프리 삭 전체에 걸쳐 사용되지만, 원하는 경우에 상이한 타입의 2종 이상의 와이어, 예를 들면, 직경, 조성 및/또는 기하학적 형상에 있어서 상이한 와이어들의 조합이 단일 메시로 편직될 수 있다. 단일 삭에 상이한 타입의 와이어를 이용하기 보다는 상이한 타입의 와이어로 제조된 팅클-프리 삭들을 단일 필터로 압축함으로써 복합 필터를 제조할 수 있다.

다양한 조성 및 구조를 갖는 얀이 본 발명의 편직 튜브를 제조하는 데에 이용될 수 있다. 일반적으로 말해, 얀에는 금속이 없을 것이지만, 본질적으로는 전술한 처리 및/또는 풀기 방식에 의해 제거될 수 있는 임의의 얀이 이용될 수 있다. 하지만, 중요하게는 얀 세그먼트(12)는 와이어 세그먼트(13)와 연결될 필요가 있기 때문에, 얀은 와이어가 편직될 때에 얀에 가해지는 힘(해체 힘: takedown force)을 견디기에 충분한 강도 특성을 가질 필요가 있다. 그러한 힘은 와이어의 직경 및 강도가 증가함에 따라, 및/또는 메시가 보다 미세함(보다 촘촘함)에 따라 증가한다.

경험적으로, 편직 동안에 와이어의 손상을 피하기 위해, 와이어에 가해지는 최대 힘은 와이어의 항복 강도보다 실질적으로 낮게 유지되는데, 예를 들면 와이어의 항복 강도의 대략 50 내지 60% 또는 그 이하로 편직이 수행된다. 따라서, 얀의 파단 강도는 와이어의 항복 강도와 와이어의 단면적의 곱의 적어도 50%여야 한다. 정량적으로, 천분의 1 내지 30 범위의 직경을 갖는 와이어의 경우, 항복 강도는 20,000 내지 150,000 psi 범위이고, 이에 따라 항복 강도와 단면적의 곱은 10 그램 이하에서부터 100 파운드 이상까지의 범위에 이른다. 그 값의 50%를 취하면, 얀의 파단 강도의 대표적인 범위는 5 그램 이하에서부터 50 파운드 이하에까지 이른다. 그러한 범위 내 및 그 이상의 파단 강도를 갖는 각종 얀들이 구매 가능하다. 얀의 개별 가닥을 함께 감아, 필터를 위해 선택된 와이어를 편직하는 것과 관련한 힘을 견디기에 충분하게 높은 순(net) 파단 강도 값을 달성할 수 있다. 특히, 폴리비닐 알코올 접착제(PVA 바인더)에 의해 서로 접합된 폴리에스테르 섬유로 이루어지고 단일 가닥이 20 파운드 정도의 파단 강도를 갖는 다양한 얀들을 합리적인 가격으로 구매할 수 있다. 이러한 얀 10 가닥 정도를 함께 감음으로써 상기한 범위 또는 그 이상의 파단 강도를 용이하게 달성할 수 있다.

본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않는 다양한 수정들이 당업자에게 있어서는 상기한 개시로부터 자명할 것이다. 이하의 청구 범위는 본 명세서에서 기재한 특정 실시 형태는 물론 그 실시 형태의 수정, 변형 및 등가물을 커버하고자 하는 것이다.

Claims

각각에 팅클(tinkle)이 형성되지 않은 복수의 편직 와이어 메시 필터를 제조하는 방법에 있어서:
(I) 편직 튜브를 제조하는 단계로서, 상기 편직 튜브는 (i) 편직 와이어 열(row)을 포함한 복수의 세그먼트들과, (ii) 편직 얀 열을 포함한 복수의 세그먼트들을 포함하고, 상기 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트들은 상기 편직 얀 열을 포함한 세그먼트들과 교대로 배치되어 있는 것인, 편직 튜브를 제조하는 단계;
(II) 편직 와이어의 어떠한 루프도 절단하지 않아 어떠한 팅클도 생성하지 않은 채, 상기 편직 와이어 열을 포함한 복수의 분리된 세그먼트들을 생성하는 단계; 및
(III) 상기 편직 와이어 열을 포함한 복수의 분리된 세그먼트들로 복수의 편직 와이어 메시 필터를 제조하는 단계
를 포함하고, 상기 단계 (II)는 얀을 제거하기 위해 상기 편직 튜브 또는 그 분리된 부분을 처리하는 것을 포함하며,
상기 얀의 파단 강도는 와이어의 항복 강도와 와이어의 단면적의 곱의 50% 이상인 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 편직 튜브 또는 그 분리된 부분은, (i) 상기 와이어는 용해시키지 않고 (ii) 상기 얀의 적어도 일부분을 용해시킬 수 있는 용매로 처리되는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제2항에 있어서,
(i) 상기 얀은 접착제에 의해 서로 접합된 섬유를 포함하며,
(ii) 상기 섬유는 상기 용매에 용해되지 않으며,
(iii) 상기 접착제는 상기 용매에 용해 가능한 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 접착제는 폴리비닐 알코올을 포함하며, 상기 용매는 물을 포함하는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 섬유는 폴리에스테르 폴리머를 포함하는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 편직 튜브는 환편직기를 이용하여 제조되는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
각각에 팅클이 형성되지 않은 복수의 편직 와이어 메시 필터를 제조하는 방법에 있어서:
(I) 편직 튜브를 제조하는 단계로서, 상기 편직 튜브는 (i) 편직 와이어 열을 포함한 복수의 세그먼트들과, (ii) 편직 얀 열을 포함한 복수의 세그먼트들을 포함하고, 상기 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트들은 상기 편직 얀 열을 포함한 복수의 세그먼트들과 교대로 배치되어 있는 것인, 편직 튜브를 제조하는 단계;
(II) 편직 와이어의 어떠한 루프도 절단하지 않아 어떠한 팅클도 생성하지 않은 채, 상기 편직 와이어 열을 포함한 복수의 분리된 세그먼트들을 생성하는 단계; 및
(III) 상기 편직 와이어 열을 포함한 복수의 분리된 세그먼트들로 복수의 편직 와이어 메시 필터를 제조하는 단계
를 포함하고, 상기 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트들은, 그 사이의 편직 얀 열을 포함한 세그먼트들을 가로지르는 비(非)편직 와이어 섹션들에 의해 서로 연결되며, 상기 단계 (II)는,
(A) 상기 편직 얀 열을 포함한 세그먼트들과 상기 비편직 와이어 섹션들을 절단하여, 상기 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트들을 상기 편직 튜브로부터 해방시키는 것; 및
(B) 얀을 제거하도록 상기 편직 와이어 열을 포함한 해방된 세그먼트를 처리하는 것
을 포함하는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 단계 (II)의 (A)에서의 절단은 상기 편직 튜브가 제조되고 있을 때에 온라인으로 수행되는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 단계(II)의 (A)에서의 절단은 완성된 편직 튜브 상에 오프라인으로 수행되는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 편직 와이어 열을 포함한 해방된 세그먼트는, (i) 상기 와이어는 용해시키지 않고 (ii) 상기 얀의 적어도 일부분을 용해시킬 수 있는 용매로 처리되는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제10항에 있어서, (i) 상기 얀은 접착제에 의해 서로 접합된 섬유를 포함하며,
(ii) 상기 섬유는 상기 용매에 용해되지 않으며,
(iii) 상기 접착제는 상기 용매에 용해 가능한 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 접착제는 폴리비닐 알코올을 포함하며, 상기 용매는 물을 포함하는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제12항에 있어서, 상기 섬유는 폴리에스테르 폴리머를 포함하는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 얀의 파단 강도는 와이어의 항복 강도와 와이어의 단면적의 곱의 50% 이상인 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 편직 튜브는 환편직기를 이용하여 제조되는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
각각에 팅클이 형성되지 않은 복수의 편직 와이어 메시 필터를 제조하는 방법에 있어서:
(I) 편직 튜브를 제조하는 단계로서, 상기 편직 튜브는 (i) 편직 와이어 열을 포함한 복수의 세그먼트들과, (ii) 편직 얀 열을 포함한 복수의 세그먼트들을 포함하고, 상기 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트들은 상기 편직 얀 열을 포함한 복수의 세그먼트들과 교대로 배치되어 있는 것인, 편직 튜브를 제조하는 단계;
(II) 편직 와이어의 어떠한 루프도 절단하지 않아 어떠한 팅클도 생성하지 않은 채, 상기 편직 와이어 열을 포함한 복수의 분리된 세그먼트들을 생성하는 단계; 및
(III) 상기 편직 와이어 열을 포함한 복수의 분리된 세그먼트들로 복수의 편직 와이어 메시 필터를 제조하는 단계
를 포함하며, 상기 단계 (II)는 편직된 얀을 푸는 것을 포함하는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 편직된 얀을 푸는 것은 상기 편직 튜브가 제조되고 있을 때에 온라인으로 수행되는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 편직된 얀을 푸는 것은 완성된 편직 튜브 상에 오프라인으로 수행되는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트들은, 그 사이의 편직 얀 열을 포함한 세그먼트들을 가로지르는 비편직 와이어 섹션들에 의해 서로 연결되며, 상기 단계 (II)는,
(A) 상기 편직 얀 열을 포함한 세그먼트들과 상기 비편직 와이어 섹션들을 절단하여, 상기 편직 와이어 열을 포함한 세그먼트들을 상기 편직 튜브로부터 해방시키는 것; 및
(B) 상기 편직 와이어 열을 포함한 해방된 세그먼트로부터 편직된 얀을 푸는 것
을 포함하는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 얀의 파단 강도는 와이어의 항복 강도와 와이어의 단면적의 곱의 50% 이상인 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 편직 튜브는 환편직기를 이용하여 제조되는 것인 편직 와이어 메시 필터의 제조 방법.
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