KR102350880B1 - Apparatus of manufacturing heatful yarns - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원사의 표면에 탄소 코팅층을 형성하는 발열사 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing a heating yarn for forming a carbon coating layer on the surface of a yarn.
일반적으로 면상발열체는 전기 통전에 의해 방사열을 발생시키는 얇은 시트 내지 보드 형태의 발열체로서, 온도 조절이 용이하고 공기를 오염시키지 않아 위생적이며 소음이 없기 때문에, 온열 매트나 온열 패드, 침대 매트리스, 보온 이불 또는 담요, 아파트나 일반주택 등의 주거용 난방장치에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있다.In general, a planar heating element is a heating element in the form of a thin sheet or board that generates radiant heat by electric current, and since it is easy to control the temperature, does not pollute the air, and there is no noise, it is a heating mat or heating pad, a bed mattress, and a heating blanket. Or blankets, it is widely used up to residential heating devices such as apartments and general houses.
또한, 사무실이나 상점 등 상업용 건물의 난방장치, 작업장이나 막사 등 산업용 시설의 난방장치 그리고 비닐하우스와 농산물 건조시스템과 같은 농업용 설비, 도로나 주차장의 눈을 녹이거나 결빙을 방지할 수 있는 각종 동결방지장치를 비롯하여 레저용, 방한용, 가전제품, 거울이나 유리의 김서림 방지장치, 건강보조용, 축산용 등에도 널리 이용되고 있다.In addition, heating devices for commercial buildings such as offices and shops, heating devices for industrial facilities such as workshops and barracks, agricultural facilities such as plastic houses and agricultural products drying systems, and various types of freeze prevention that can melt snow or prevent freezing of roads and parking lots It is widely used for equipment, leisure, cold weather, home appliances, mirror or glass anti-fogging device, health assistance, and livestock.
상기 면상발열체의 발열원으로는 니크롬 발열선이나 알루미늄 등의 금속 박판을 에칭한 발열선 등이 사용되고 있으며, 상기 발열선은 전기가 한 선을 통해 흐르기 때문에 어느 한 부분이라도 끊어지면 전체 발열선에 전기가 통하지 않게 되어 발열체로서의 기능을 상실하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 발열선 부위만 발열되는 부분 발열방식이므로 온도 분포가 불균일하게 형성되는 문제점이 있었다.As a heat source of the planar heating element, a nichrome heating wire or a heating wire etched of a thin metal plate such as aluminum is used. In addition to the problem of loss of function as a furnace, there was a problem in that the temperature distribution was formed non-uniformly because it was a partial heating method in which only the heating wire part was heated.
이러한 금속발열선을 이용하는 종래의 면상발열체에서의 상기 문제점을 해결하기 위해, 섬유사의 표면에 전도성 도료가 코팅된 발열사로 면상발열체를 직조하는 방안이 제안되었다.In order to solve the above problems in the conventional planar heating element using such a metal heating wire, a method of weaving the planar heating element with a heating yarn coated with a conductive paint on the surface of the fiber yarn has been proposed.
전도성 도료는 크게 3가지로 나누어지는데, 첫째, 전기전도도가 매우 높은 금속분(실버, 니켈 등) 분말을 페이스트화하여 전자회로 기판 등에 사용함으로써 기존의 동판을 대체하는 용도로 사용될 수 있다. 둘째, 카본블랙과 그라파이트(graphite)를 이용하여 약한 도전성을 줌으로써 반도체 공장 등 정밀기기 제조업체의 공장 바닥이나 벽체 또는 의복 및 섬유 등에서의 정전기를 방지하는 용도로 사용될 수 있다. 마지막으로, 금속분과 그라파이트를 도료화하여 전자파 차폐 또는 발열 섬유 및 발열 시트(sheet)를 만드는 용도로 사용될 수 있다.Conductive paints are largely divided into three types. First, metal powder (silver, nickel, etc.) having very high electrical conductivity is made into a paste and used for electronic circuit boards, so that it can be used to replace the existing copper plate. Second, by giving weak conductivity using carbon black and graphite, it can be used for preventing static electricity on the floor or wall of a factory of precision equipment manufacturers such as semiconductor factories, or on clothes and textiles. Finally, it can be used for the purpose of making electromagnetic wave shielding or heating fibers and heating sheets by coating metal powder and graphite.
그런데, 기존의 발열사 제조용 전도성 도료의 경우 유성을 사용하였으나, 이는 환경적인 문제와 작업자의 건강에 미치는 악영향 및 제조 공정 라인의 청소 및 관리에 있어서 많은 문제점들을 가지고 있다. 또한, 유성 전도성 도료는 일정한 수치 이상의 전도성을 나타내기가 매우 어렵고, 전도성 향상을 위해 첨가되는 금속분의 부식으로 인해 안정한 전도성을 나타내기도 어렵다.However, in the case of the conventional conductive paint for producing a heating yarn, oil was used, but it has environmental problems, adverse effects on the health of workers, and many problems in cleaning and management of the manufacturing process line. In addition, it is very difficult for the oil-based conductive paint to exhibit conductivity above a certain value, and it is also difficult to exhibit stable conductivity due to corrosion of metal powder added to improve conductivity.
한편, 상기한 발열사의 제조방법, 즉, 일반 섬유에 전도성 도료를 코팅하는 방법에는 일반 섬유를 전도성 도료에 침전시키는 방법, 전도성 도료를 일반 섬유에 스프레이 하는 방법, 혹은 전도성 도료를 붓이나 도구를 이용하여 발라주는 방법이 있다. On the other hand, in the method of manufacturing the above-mentioned heating yarn, that is, coating the conductive paint on the general fiber, the general fiber is deposited on the conductive paint, the conductive paint is sprayed on the general fiber, or the conductive paint is applied with a brush or a tool. There is a way to paint it.
도 1과 도 2는 일반 섬유를 전도성 도료에 침전시키는 종래의 방법을 도시하고 있다(한국등록특허 제10-0725189호(2007.06.04. 공고) 참조).1 and 2 show a conventional method of precipitating general fibers into a conductive paint (refer to Korean Patent No. 10-0725189 (published on Jun. 4, 2007)).
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 유리섬유 제조장치의 드로우플레이트인 노즐(11)에서 방사되는 유리섬유를 하부에 형성된 액상으로 된 전도성 도료가 저장된 드럼통(12)에 밀착되게 통과시키면, 상기 드럼통(12)에 저장된 전도성 도료가 상기 유리섬유 표면에 2㎛의 두께로 코팅된다. 그 후에, 건조기(13)로 이송시켜 100℃ 이하에서 1차 건조시킨 다음, 롤러(14)에 의해 가열기(15)로 이송시켜 300~400℃에서 열처리하면, 1차 코팅된 광물성 섬유가 제조된다.First, as shown in FIG. 1, when the glass fiber emitted from the
다시, 도 2에 도시된 바와 같이 위에서 제조된 광물성 섬유를 예비로 설치한 또 다른 액상의 전도성 도료가 저장된 딥핑탱크(16)에 통과시켜, 상기 딥핑탱크(16) 내에 저장된 전도성 도료를 상기 바잘트 섬유 표면에 2㎛의 두께로 코팅시킨 후에, 롤러(14)에 의해 가열기(15)로 이송시켜 300~400℃에서 열처리하면, 2차 코팅된 광물성 섬유가 완성된다.Again, as shown in FIG. 2, another liquid conductive paint in which the mineral fiber prepared above is preliminarily installed is passed through the
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 발열사 제조공정은, 섬유를 전도성 도료가 저장된 드럼통(12)에 밀착하여 통과시키거나, 전도성 도료가 저장된 딥핑탱크(16)에 침지시켜 통과시켜도, 전도성 도료가 덩어리지기 때문에, 유리섬유 표면에 일정한 두께로 코팅되지 않고 불균일하게 코팅되어, 발열사의 유연성과 균일성이 저하되는 문제점이 있다.However, in the prior art heating yarn manufacturing process as described above, even if the fiber is passed in close contact with the
이처럼 전도성 도료가 불균일한 두께로 코팅되면, 발열층의 형성이 일정하지 않고 저항의 변화폭이 너무 넓어 발열효과가 저하되며, 전기 소모량이 많아지는 문제가 발생한다.If the conductive paint is coated with a non-uniform thickness as described above, the formation of the heating layer is not constant and the change in resistance is too wide, thereby reducing the heating effect and increasing electricity consumption.
또한, 전도성 도료가 저장된 드럼통(12)으로 들어가기 전의 섬유는 습기를 갖고 있기 때문에, 드럼통(12) 통과시 전도성 도료의 침지가 잘 이루어지지 않는 문제점이 있다.In addition, since the fibers before entering the
아울러, 섬유에 코팅된 전도성 도료의 건조속도에 따라 발열사 제조시간이 결정되는데, 가열기(15)에서 충분히 건조시키기 위해서는 섬유의 이송속도를 느리게 해야 하고, 이에 따라 발열사 생산 효율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, the production time of the heating yarn is determined according to the drying speed of the conductive paint coated on the fiber. In order to sufficiently dry it in the
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명자는 '발열사 제조장치'를 개발한 바 있다(한국등록특허 제10-1624097호(2016.06.07. 공고 참조).In order to solve such a problem, the present inventor has developed a 'heating yarn manufacturing apparatus' (Korean Patent No. 10-1624097 (refer to the announcement on Jun. 7, 2016).
그런데, 상기 발명의 경우, 2차 건조장치에 부가 설치되는 송풍기와 냉각기, 개폐밸브, 센서 및 압력 배출장치로 인해 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있다.However, in the case of the above invention, there is a problem in that energy efficiency is lowered due to the blower and cooler, the on/off valve, the sensor and the pressure relief device that are additionally installed in the secondary drying device.
또한, 2차 건조장치를 거치는 동안, 코팅사로부터 분리된 탄소 입자로 인해 작업장 및 주변 환경이 오염되는 문제점이 있으며, 저항 측정 단계에서의 품질 관리를 위해 탄소 코팅 효율을 더욱 향상시킬 필요가 있다.In addition, during the secondary drying device, there is a problem in that the workplace and the surrounding environment are polluted due to the carbon particles separated from the coating sand, and it is necessary to further improve the carbon coating efficiency for quality control in the resistance measurement step.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 예열장치와 제1 건조장치, 제1 건조장치와 제2 건조장치, 그리고 제2 건조장치와 제3 건조장치를 덕트로 연결함으로써, 송풍기의 부가 설치없이 에너지 효율과 건조 효율을 향상시킨 발열사 제조장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above-described problems, and by connecting a preheating device and a first drying device, a first drying device and a second drying device, and a second drying device and a third drying device with a duct, An object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a heating yarn having improved energy efficiency and drying efficiency without additional installation of a blower.
본 발명의 다른 목적은, 건조과정을 거치면서 코팅사로부터 분리된 탄소 입자를 정전기가 인가된 코팅사에 분사하여 부착시킴으로써, 탄소 코팅 효율이 향상되는 발열사 제조장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for producing a heating yarn in which carbon coating efficiency is improved by spraying and attaching carbon particles separated from the coated yarn through a drying process to the coated yarn to which static electricity is applied.
본 발명의 또 다른 목적은, 건조과정을 거치면서 분리된 탄소 입자를 탄소용액 저장탱크로 되돌림으로써, 원재료 절감 및 환경보호 효과가 있는 발열사 제조장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a heating yarn having the effect of reducing raw materials and protecting the environment by returning the carbon particles separated through the drying process to the carbon solution storage tank.
전술한 본 발명의 목적은, 복수의 원사를 꼬아서 합사를 형성하는 합사 형성장치; 상기 합사 형성장치의 일측에 설치되며, 상기 합사를 예열시키는 예열장치; 상기 예열장치의 일측에 설치되며, 상기 합사에 탄소용액을 코팅하는 탄소용액 코팅장치; 상기 탄소용액 코팅장치의 상부에 설치되며, 상기 탄소용액이 코팅된 코팅사를 1차 건조시키는 제1 건조장치; 상기 제1 건조장치의 일측에 설치되며, 상기 제1 건조장치를 거친 코팅사를 2차 건조시키는 제2 건조장치; 상기 제2 건조장치의 일측에 설치되며, 상기 코팅사에 정전기를 입히는 정전기 인가장치; 및 상기 정전기 인가장치의 일측에 설치되며, 상기 코팅사를 3차 건조시키는 제3 건조장치를 포함하는 발열사 제조장치를 제공함에 의해 달성될 수 있다.The above-described object of the present invention, a braid forming apparatus for twisting a plurality of yarns to form a braid; a preheating device installed at one side of the braided yarn forming device and preheating the braided yarn; a carbon solution coating device installed on one side of the preheating device and coating a carbon solution on the braided yarn; a first drying device installed on the carbon solution coating device and primarily drying the coated yarn coated with the carbon solution; a second drying device installed on one side of the first drying device and secondarily drying the coated yarn that has passed through the first drying device; a static electricity application device installed on one side of the second drying device and applying static electricity to the coating yarn; and a third drying device installed on one side of the static electricity application device and tertiarily drying the coated yarn.
본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 정전기 인가장치는, 상하 지그재그 형태로 배치되어 상기 코팅사를 안내하는 복수 개의 롤러와, 상기 롤러의 상부에 소정 간격 이격하여 설치되는 제1 와이어와, 상기 롤러의 하부에 소정 간격 이격하여 설치되는 제2 와이어와, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어에 전압을 인가하는 제너레이터를 포함하며, 상기 코팅사가 상기 롤러와 상기 제1 와이어 사이, 상기 롤러와 상기 제2 와이어 사이를 지나면서 정전 처리될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the static electricity application device includes a plurality of rollers arranged in a top and bottom zigzag shape to guide the coating yarn, a first wire installed on the upper portion of the roller at a predetermined interval, and the roller A second wire installed at a lower portion spaced apart from each other by a predetermined distance, and a generator for applying a voltage to the first wire and the second wire, wherein the coating yarn is between the roller and the first wire, the roller and the second wire It can be electrostatically treated as it passes between the wires.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제1 건조장치와 상기 제2 건조장치를 연통하도록 설치되는 제2 덕트와, 상기 제2 덕트의 일측에 설치되며 수분을 제거하는 응축기를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, it may further include a second duct installed to communicate with the first drying device and the second drying device, and a condenser installed on one side of the second duct to remove moisture.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제2 건조장치와 상기 제3 건조장치를 연통하도록 설치되는 제3 덕트와, 상기 제3 덕트의 끝단에 설치되며 상기 제3 덕트를 통해 이송되는 탄소입자를 상기 코팅사에 분사하는 분사노즐을 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, a third duct installed to communicate with the second drying device and the third drying device, and carbon particles installed at an end of the third duct and transferred through the third duct It may further include a spray nozzle for spraying the coating yarn.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제3 건조장치와 상기 탄소용액 코팅장치를 연통하도록 설치되는 제4 덕트와, 상기 탄소용액 코팅장치로부터 외부로 연장되는 배출관과, 상기 배출관에 설치되는 에어필터를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, a fourth duct installed to communicate with the third drying device and the carbon solution coating device, a discharge pipe extending to the outside from the carbon solution coating device, and an air filter installed in the discharge pipe may further include.
본 발명에 따른 발열사 제조장치에 의하면, 예열장치에서 배출되는 잔열을 제1 건조장치에서 이용하고, 제1 건조장치에서 배출되는 바람이 제2 건조장치를 거쳐 제3 건조장치로 공급됨으로써, 에너지 효율이 향상되는 효과가 있다.According to the heating yarn manufacturing apparatus according to the present invention, the residual heat discharged from the preheating device is used in the first drying device, and the wind discharged from the first drying device is supplied to the third drying device through the second drying device, so that energy It has the effect of improving the efficiency.
또한, 본 발명에 따른 발열사 제조장치에 의하면, 제2 건조장치를 거치면서 분리된 탄소 입자를 제3 건조장치에서 정전기에 의해 다시 코팅사에 부착시키게 되므로, 코팅 효율이 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the heating yarn manufacturing apparatus according to the present invention, since the carbon particles separated through the second drying apparatus are attached to the coated yarn again by static electricity in the third drying apparatus, there is an effect of improving the coating efficiency.
또한, 본 발명에 따른 발열사 제조장치에 의하면, 제3 건조장치에서 남은 탄소 입자 잔여분을 탄소용액 저장탱크로 회수하여 재사용하므로, 원재료 절감 효과가 있다.In addition, according to the heating yarn manufacturing apparatus according to the present invention, since the carbon particle residue remaining in the third drying apparatus is recovered and reused in the carbon solution storage tank, there is an effect of saving raw materials.
또한, 본 발명에 따른 발열사 제조장치에 의하면, 코팅사에서 분리된 탄소 입자를 탄소용액 저장탱크로 회수하는 한편, 탄소입자가 포함된 공기는 최종적으로 에어필터를 거쳐 외부로 배출하므로 환경오염 문제를 방지하는 효과가 있다.In addition, according to the heating yarn manufacturing apparatus according to the present invention, the carbon particles separated from the coating yarn are recovered to the carbon solution storage tank, while the air containing the carbon particles is finally discharged to the outside through an air filter, so environmental pollution problem has the effect of preventing
도 1은 종래 기술에 의해 1차 코팅되는 광물질 섬유의 제조공정을 도시한 개략도.
도 2는 종래 기술에 의해 2차 코팅되는 광물질 섬유의 제조공정을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열사 제조장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 인가장치의 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열사 제조방법의 순서도.1 is a schematic view showing a manufacturing process of a mineral fiber to be primary coated by the prior art.
Figure 2 is a schematic view showing a manufacturing process of the secondary coated mineral fiber by the prior art.
3 is a block diagram of an apparatus for manufacturing a heating yarn according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a static electricity application device according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method for manufacturing a heating yarn according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described below are merely for explaining in detail enough that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the invention, which limits the protection scope of the present invention. doesn't mean And, in describing various embodiments of the present invention, the same reference numerals will be used for components having the same technical characteristics.
실시예Example
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열사 제조장치의 구성도이다.3 is a block diagram of an apparatus for manufacturing a heating yarn according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열사 제조장치(100)는, 원사(10)를 합사하는 합사 형성장치(200), 탄소용액을 코팅하기 전에 합사(20)를 건조시키는 예열장치(300), 합사(20)에 탄소용액을 코팅하는 탄소용액 코팅장치(400), 탄소용액이 코팅된 코팅사(30)를 1차 건조시키는 제1 건조장치(500), 1차 건조된 코팅사(30)를 2차 건조시키는 제2 건조장치(600), 2차 건조된 코팅사(30)에 정전기를 인가하는 정전기 인가장치(700), 정전기 인가장치(700)를 거친 코팅사(30)에 탄소 입자를 분사하는 한편, 3차 건조시키는 제3 건조장치(800), 코팅사(30)의 저항을 측정하는 저항 측정장치(900), 및 코팅사(30)를 보빈에 권취하는 코팅사 권취장치(1000)를 포함한다.As shown in Figure 3, the heating yarn manufacturing
원사(10)는 폴리에스터사와 같은 합성섬유, 혹은 천연섬유로 이루어지는 일반 원사가 사용될 수 있다. 원사(10)는 보빈에 권취된 상태로 제공되고, 일정한 높이에서 방사될 수 있도록 클립대에 설치되는데, 원사가 방사되어 탄소용액 코팅장치(400)로 공급되는 과정에서 인장력과 내구성을 갖도록 합사 형성장치(200)에서 일정하게 꼬아질 수 있다. 이때, 합사 형성장치(200)는 클립대와, 클립대의 상부에 구비되며 복수 개의 원사가 꼬아지면서 권취되는 보빈을 포함한다.As the
합사 형성장치(200)의 일측에 예열장치(300)가 설치된다. 합사 형성장치(200)를 거친 합사(20)는 탄소용액 코팅장치(400)로 인입되기 전에 먼저 예열장치(300)를 거치면서 수분이 제거되는데, 이는 합사(20)의 표면에 탄소용액이 원활하게 코팅될 수 있도록 하기 위함이다.A
예열장치(300)는 내벽에 복수 개의 히터(310)가 설치되는 예열챔버(320)와, 예열챔버(320)의 상부에 설치되는 제1 배기팬(330)을 포함하여 이루어진다. 히터(310)는 전원공급에 의해 발열하는 전기 히터로 구성될 수 있으며, 히터(310)로부터 발산되는 열은 히터(310)의 후방 즉, 예열챔버(320)의 내벽에 설치되는 방열판(미도시)에 의해 반사되는 열과 함께 예열챔버(320)의 내부 온도를 상승시키게 된다. 한편, 예열챔버(320)에는 합사(20)의 진행 방향 안내를 위해 복수 개의 롤러(40)가 상하 이격하여 설치되며, 합사(20)는 예열챔버(320)의 높이 방향을 따라 위 아래로 복수 회 왕복하면서 히터(310) 열을 받아 건조된다. 이때, 예열챔버(320) 내부의 건조온도는 대체로 80℃ ~ 100℃로 형성될 수 있다. 히터(310)는 합사(20)의 건조를 위한 열기를 제공하는 역할을 하며, 합사(20)로부터 배출되는 열기는 예열챔버(320)의 상부로 유동하여 상승한다.The
예열챔버(320)의 상부에는 예열챔버(320) 내부의 열기를 배출하기 위한 제1 배기팬(330)이 설치되며, 제1 배기팬(330)으로부터 배출된 열기가 후술하는 제1 건조장치(500)의 제1 건조챔버(520)로 투입될 수 있도록, 제1 배기팬(330)과 제1 건조챔버(520) 사이에 제1 덕트(340)가 설치된다. 즉, 제1 배기팬(330)을 통해 배출된 열기가 제1 덕트(340)를 따라 유동하여 제1 건조챔버(520)로 공급되어 재사용되는 것이다.A
예열장치(300)의 일측에 탄소용액 코팅장치(400)가 설치된다. 예열장치(300)를 거치면서 건조된 합사(20)는 복수 개의 롤러(40)를 거쳐 탄소용액 코팅장치(400)로 이송되며, 탄소용액 코팅장치(400)를 거치면서 합사(20)의 표면에 탄소용액이 코팅된다. 탄소용액 코팅장치(400)는 탄소용액 저장탱크(410)와, 합사(20)가 탄소용액 저장탱크(410) 내부로 인입되도록 복수 개의 통공(미도시)이 형성되는 가이드 플레이트(미도시)와, 가이드 플레이트에 설치되는 복수 개의 노즐(420)을 포함하여 구성될 수 있다.A carbon
이때, 탄소용액 저장탱크(410)에는 함침액인 탄소 콜레이드 용액(이하, '탄소용액')이 저장된다. At this time, in the carbon
노즐(420)은 전체적으로 원통 형태의 외관을 가지며, 내부에는 축 방향으로 수직하게 노즐관(미도시)이 관통 형성되어 있다. 탄소용액 저장탱크(410)에서 탄소용액이 코팅된 코팅사(30)는 노즐관을 통과하면서 탄소용액의 코팅 두께가 균일화된다. 즉, 코팅사(30)의 표면에 묻은 여분의 탄소용액이 노즐(420)을 통과하는 과정에서 제거되거나, 모자란 부분이 노즐관 내부의 탄소용액에 의해 보충되는 것이다.The
탄소용액 코팅장치(400)의 상부에 제1 건조장치(500)가 설치된다. 탄소용액 코팅장치(400)에서 탄소용액이 코팅된 코팅사(30)는 노즐(420)을 거쳐 제1 건조장치(500)로 이송되며, 코팅사(30)에 코팅된 탄소용액을 건조시키는 1차 건조과정을 거치게 된다.A
제1 건조장치(500)는 내벽에 복수 개의 히터(510)가 설치되는 제1 건조챔버(520)와, 제1 건조챔버(520)의 상부에 설치되는 제2 배기팬(530)을 포함하여 이루어진다. 전술한 예열챔버(320)와 마찬가지로, 제1 건조챔버(520)의 내벽에도 히터(510)와 방열판(미도시)이 설치될 수 있으며, 코팅사(30)의 진행 방향 안내를 위해 복수 개의 롤러(40)가 제1 건조챔버(520) 내부에 상하 이격하여 지그재그 형태로 설치된다. 아울러, 전술한 바와 같이 예열챔버(320)의 공기가 제1 덕트(340)를 통해 제1 건조챔버(520)의 하부로 공급된다. The
코팅사(30)는 제1 건조챔버(520)의 높이 방향을 따라 위 아래로 복수 회 왕복하면서 히터(510) 열과 예열챔버(320)로부터 전달되는 열기에 의해 건조된다. 이때, 제1 건조챔버(520) 내부의 건조온도는 대체로 100℃ ~ 150℃로 형성되며, 코팅사로부터 배출되는 열기와 습기는 제1 건조챔버(520)의 상부로 유동하여 상승한다. 제1 건조챔버(520)의 상부에는 제1 건조챔버(520) 내부의 열기와 습기를 외부로 배출하기 위한 제2 배기팬(530)이 설치된다.The coated
제1 건조장치(500)의 일측에 제2 건조장치(600)가 설치된다. 제2 건조장치(600)는 제1 건조장치(500)를 거친 코팅사(30)를 바람으로 2차 건조하는 역할을 한다. 이를 위해, 제1 건조장치(500)와 제2 건조장치(600) 사이에 제2 덕트(540)가 설치된다. 즉, 제2 배기팬(530)을 통해 배출된 열기가 제2 덕트(540)를 따라 유동하여 제2 건조장치(600)로 공급되어 재사용되는 것이다. 이때, 제2 덕트(540)에는 습기 제거를 위한 응축기(550)가 마련될 수 있으며, 이 경우 제1 건조장치(500)에서 배출된 공기는 습기가 제거된 상태로 제2 건조장치(600)로 공급된다.A
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 건조장치(500)를 거친 코팅사(30)가 제2 건조장치(600)와 후술하는 제3 건조장치(800)에서 다시 건조과정을 거치게 된다. 이에 따라, 코팅사(30)의 전체적인 이송 속도를 상승시켜 제작시간을 단축하고 생산성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the coated
제2 건조장치(600)는 제2 건조챔버(610)와, 제2 건조챔버(610) 내부에 지그재그 형태의 유로를 형성시키는 복수 개의 구획판(620)과, 유로를 따라 코팅사(30)를 안내하는 복수 개의 롤러(40)를 포함한다. 즉, 제2 건조챔버(610) 내부의 공간부는 복수 개의 구획판(620)에 의해 상하 지그재그 형태의 유로가 형성되도록 구획된다. 제2 건조챔버(610) 내부로 인입된 코팅사(30)는 유로를 따라 이송되며, 유로를 통과하는 바람에 의해 건조된다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 인가장치의 구성도이다.4 is a block diagram of a static electricity application device according to an embodiment of the present invention.
도 3과 도 4를 참조하면, 제2 건조장치(600)의 일측에 정전기 인가장치(700)가 설치된다. 정전기 인가장치(700)는 제2 건조장치(600)를 거친 코팅사(30)에 정전기를 입히는 역할을 하며, 내부에 공간부가 형성되는 정전기 챔버(710)와, 정전기 챔버(710) 내부에 상하 지그재그 형태로 배치되어 코팅사(30)를 안내하는 복수 개의 롤러(40)와, 롤러(40)의 상부에 소정 간격 이격하여 설치되는 제1 와이어(720)와, 롤러(40)의 하부에 소정 간격 이격하여 설치되는 제2 와이어(730)와, 제1 와이어(720) 및 제2 와이어(730)에 전압을 인가하는 제너레이터(740)를 포함한다. 코팅사(30)는 정전기 인가장치(700)를 거치면서 표면에 정전기가 대전되는데, 복수 개의 롤러(40)는 코팅사(30)의 진행 방향을 안내하는 한편, 제1,제2 와이어(720,730)와 롤러(40) 사이에 전기가 통전되도록 하여 코팅사(30)에 정전기가 인가되게끔 한다.3 and 4 , a static
예컨대, 제너레이터(740)가 전원선(741)을 통해 제1,제2 와이어(720,730)에 (+) 전압을 인가하는 한편, 복수 개의 롤러(40)에는 (-) 전압을 인가하거나 접지선(750)이 접속될 수 있다. 이 경우, 제1 와이어(720)로부터 제1 와이어(720)와 인접하는 롤러(40) 방향으로 전류가 흐르고, 제2 와이어(730)로부터 제2 와이어(730)와 인접하는 롤러(40) 방향으로 전류가 흐르게 되며, 이때 제1 와이어(720)와 인접하는 롤러(40)와 제1 와이어(720) 사이를 지나는 코팅사(30)에 정전기가 인가되어 정전 처리되고, 제2 와이어(730)와 인접하는 롤러(40)와 제2 와이어(730) 사이를 지나는 코팅사(30)에 정전기가 인가되어 정전 처리된다. For example, while the
다시 도 3을 참조하면, 정전기 인가장치(700)의 일측에 제3 건조장치(800)가 설치된다.Referring again to FIG. 3 , a
제3 건조장치(800)는 정전기 인가장치(700)를 거친 코팅사(30)를 바람으로 3차 건조하는 역할을 하는 한편, 제1, 제2 건조장치(500,600)를 거치는 동안 코팅사(30)에서 분리된 탄소 입자들을 코팅사(30)에 재부착시키는 역할을 한다.The
이를 위해, 제2 건조장치(600)와 제3 건조장치(800) 사이에 제3 덕트(630)가 설치된다. 제3 덕트(630)는 제3 건조챔버(810) 내부로 연장되며, 제3 덕트(630)의 끝단에는 바람과 함께 탄소 입자를 코팅사(30)에 분사하기 위한 분사노즐(640)이 마련된다.To this end, a
즉, 제2 건조장치(600)로부터 배출된 공기가 제3 덕트(630)를 통해 제3 건조장치(800)로 유입되어 코팅사(30)를 바람 건조시키며, 이때 제3 건조장치(800)로 유입되는 공기에 포함된 탄소 입자들이 정전기에 의해 코팅사(30)에 부착되는 것이다.That is, the air discharged from the
제3 건조장치(800)를 거치면서 코팅사(30)에 부착되지 못하고 남은 탄소 입자 잔여분은 제4 덕트(820)를 통해 탄소용액 저장탱크(410)로 안내된다. 이를 위해, 제3 건조챔버(810)와 탄소용액 저장탱크(410) 사이에 제4 덕트(820)가 설치되며, 제4 덕트(820)를 통해 배출되는 탄소 입자는 탄소용액에 함침된다.While passing through the
탄소용액 저장탱크(410)의 일측에는 외부로 공기를 배출하기 위한 배출관(430)이 마련되며, 이 배출관(430)에는 에어필터(431)가 구비된다. 이에 따라, 탄소용액 저장탱크(410) 내부로 유입된 탄소입자는 탄소용액에 함침되지 못하더라도 에어필터(431)에 의해 걸러져 외부 배출이 제한되며, 작업장 및 주변 환경이 탄소 입자로 오염되는 것을 방지할 수 있다.A
한편, 제3 건조장치(800)의 일측에 저항 측정장치(900)가 설치된다. 코팅사(30)는 저항 측정장치(900)를 통과하면서 저항값이 측정되며, 측정된 저항값이 불균일하거나 기준치에 미달하는 경우 탄소용액의 배합 비율이나 건조온도, 코팅사(30)의 이송 속도 등 공정 조건을 조절할 필요가 있다.Meanwhile, a
저항 측정장치(900)의 일측에는 코팅사 권취장치(1000)가 설치되며, 저항 측정이 완료된 코팅사(30)는 코팅사 권취장치(1000)의 보빈에 권취되어 일시 보관되거나, 면상발열체 제조를 위한 발열사로 공급된다.On one side of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열사 제조방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a method for manufacturing a heating yarn according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발열사 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a heating yarn according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 .
합사 형성단계(S10):The braid forming step (S10):
폴리에스터 등 복수 개의 원사(10)를 합하여 합사(20)를 형성한다. 이때, 각각의 보빈에 권취된 복수 개의 원사(10)들이 견인되어 합사 형성장치(200)를 통과하는 과정에서 자연스럽게 서로 꼬이면서 합사(20)를 형성하게 된다. 아울러, 이렇게 형성된 합사(20)는 복수 개의 장력조절 롤러(미도시)를 거치는 과정에서 장력이 조절될 수 있다.A plurality of
예열단계(S20):Preheating step (S20):
상기 합사 형성단계(S10)를 거쳐 형성된 합사(20)는 예열챔버(320)를 통과한다. 이때, 예열챔버(320)의 히터(310)로부터 발산되는 열에 의해 합사(20) 내의 수분이 건조된다.The braided
탄소용액 코팅단계(S30):Carbon solution coating step (S30):
예열챔버(320)를 통과하여 건조된 합사(20)는 탄소용액 코팅장치(400)를 거치면서 탄소용액이 코팅된다. 예열챔버(320)의 하부로 빠져나온 합사(20)는 하강하여 탄소용액 저장탱크(410)의 내부로 인입되는데, 탄소용액 저장탱크(410)에는 탄소용액이 저장되어 있으며, 탄소용액 저장탱크(410)로 인입된 합사(20)의 표면에 탄소용액이 함침된다.The braided
한편, 탄소용액이 코팅된 코팅사(30)는 탄소용액 저장탱크(410)의 상부에 설치되는 노즐(420)을 통과하며, 이때 코팅사(30)에 코팅된 탄소용액이 노즐(420)의 내주면과 접촉하여 코팅 두께가 균일하게 형성된다.On the other hand, the
1차 건조단계(S40):Primary drying step (S40):
탄소용액 저장탱크(410)로부터 빠져나와 노즐(420)을 통과한 코팅사(30)는 상부의 제1 건조장치(500)를 거치면서 1차 건조된다. 예열챔버(320)와 제1 건조챔버(520) 사이에는 상호 연통하도록 제1 덕트(340)가 설치되며, 이에 따라 제1 건조챔버(520)를 통과하는 동안 코팅사(30)는 제1 건조챔버(520)의 높이 방향을 따라 위 아래로 복수 회 왕복하면서 예열챔버(320)로부터 배출된 열기와 제1 건조챔버(520) 내부의 히터(510) 열에 의해 건조된다.The coated
2차 건조단계(S50):Secondary drying step (S50):
제1 건조장치(500)를 거친 코팅사(30)는 제2 건조장치(600)를 거치면서 2차 건조된다. 제2 건조챔버(610)의 내부에는 상하 지그재그 형태의 유로가 형성되며, 제1 건조챔버(520)와 제2 건조챔버(610) 사이에는 상호 연통하도록 제2 덕트(540)가 설치된다. 제2 덕트(540)에는 응축기(550)가 설치되며, 이에 따라 제1 건조챔버(520)로부터 배출된 공기는 습기가 제거된 후 제2 건조챔버(610)로 공급된다. 제2 건조챔버(610)로 인입된 코팅사(30)는 제2 건조챔버(610)의 유로를 따라 이송되면서 바람 건조된다.The coated
정전기 인가단계(S60):Electrostatic application step (S60):
2차 건조단계(S50)를 거친 코팅사(30)는 정전기 인가장치(700)를 통과하며, 이때 코팅사(30)에 정전기가 인가된다. 코팅사(30)는 정전기 챔버(710) 내부에 상하 지그재그 형태로 배치된 복수 개의 롤러(40)를 따라 이송된다. 롤러(40)의 상부와 하부에는 제너레이터(740)에 의해 (+) 전압이 인가되는 제1,제2 와이어(720,730)가 각각 배치되며, 롤러(40)에는 (-) 전압이 인가되거나 접지선(750)이 접속될 수 있다. 이에 따라, 제1,제2 와이어(720,730)로부터 제1,제2 와이어(720,730)와 각각 인접하는 롤러(40) 방향으로 전류가 흐르게 되며, 그 사이를 통과하는 코팅사(30)에 정전기가 인가되어 정전 처리된다.The coated
3차 건조단계(S70):Third drying step (S70):
정전기 인가단계(S60)를 거친 코팅사(30)는 제3 건조챔버(810) 내부로 인입되어 3차 건조된다. 이때, 제2 건조챔버(610)와 제3 건조챔버(810)는 제3 덕트(630)에 의해 상호 연통하며, 제2 건조챔버(610)에서 제3 덕트(630)를 통해 배출된 공기가 제3 건조챔버(810) 내부로 유입되어 코팅사(30)를 바람 건조하게 된다. The coated
이때, 제3 덕트(630)를 통해 제3 건조챔버(810) 내부로 유입되는 공기에는 코팅사(30)로부터 분리된 탄소 입자가 함유되어 있으며, 이 탄소 입자들은 정전기에 의해 코팅사(30)에 재부착된다.At this time, the air introduced into the
한편, 제3 건조챔버(810)와 탄소용액 저장탱크(410)는 제4 덕트(820)에 의해 상호 연통하며, 이에 따라 3차 건조단계(S70)에서 코팅사(30)에 부착되지 못하고 남은 잔여분의 탄소 입자는 공기와 함께 제4 덕트(820)를 통해 탄소용액 저장탱크(410)로 배출된다. 탄소용액 저장탱크(410)로 유입된 탄소 입자는 탄소용액에 함침되며, 탄소용액에 함침되지 못한 탄소 입자는 탄소용액 저장탱크(410)로부터 외부로 연결된 배출관(430)을 통과하는 동안 에어필터(431)에 의해 걸러진다.On the other hand, the
저항 측정단계(S80):Resistance measurement step (S80):
품질관리를 위해, 3차 건조단계(S70)를 거친 코팅사(30)는 저항 측정장치(900)를 통과하게 되며, 이때 측정된 저항값이 기준치에 못미치거나 불균일한 경우에는 탄소용액의 배합 비율이나 건조 온도, 노즐관의 직경, 코팅사(30) 이송 속도 등의 공정 조건을 조절할 필요가 있다.For quality control, the coated
코팅사coating yarn 권취단계winding step (S90):(S90):
저항 측정단계(S80)에서 측정 기준을 통과한 코팅사(30)는 일정한 분량으로 나뉘어 코팅사 권취장치(1000)의 보빈에 권취되며, 일시 보관되거나 면상발열체 제조를 위한 발열사로 공급된다.The coated
이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.Although the embodiments of the present invention have been described above, it is understood that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the scope of the claims of the present invention.
100 : 발열사 제조장치 200 : 합사 형성장치
300 : 예열장치 310 : 히터
320 : 예열챔버 330 : 제1 배기팬
340 : 제1 덕트 400 : 탄소용액 코팅장치
410 : 탄소용액 저장탱크 420 : 노즐
430 : 배출관 431 : 에어필터
500 : 제1 건조장치 510 : 히터
520 : 제1 건조챔버 530 : 제2 배기팬
540 : 제2 덕트 550 : 응축기
600 : 제2 건조장치 610 : 제2 건조챔버
620 : 구획판 630 : 제3 덕트
640 : 분사노즐 700 : 정전기 인가장치
710 : 정전기 챔버 720 : 제1 와이어
730 : 제2 와이어 740 : 제너레이터
741 : 전원선 750 : 접지선
800 : 제3 건조장치 810 : 제3 건조챔버
820 : 제4 덕트 900 : 저항 측정장치
1000 : 코팅사 권취장치100: heating yarn manufacturing device 200: braided yarn forming device
300: preheating device 310: heater
320: preheating chamber 330: first exhaust fan
340: first duct 400: carbon solution coating device
410: carbon solution storage tank 420: nozzle
430: exhaust pipe 431: air filter
500: first drying device 510: heater
520: first drying chamber 530: second exhaust fan
540: second duct 550: condenser
600: second drying device 610: second drying chamber
620: partition plate 630: third duct
640: injection nozzle 700: static electricity application device
710: electrostatic chamber 720: first wire
730: second wire 740: generator
741: power line 750: ground wire
800: third drying device 810: third drying chamber
820: fourth duct 900: resistance measuring device
1000: coating yarn winding device
Claims (5)
상기 합사 형성장치의 일측에 설치되며, 상기 합사를 예열시키는 예열장치;
상기 예열장치의 일측에 설치되며, 상기 합사에 탄소용액을 코팅하는 탄소용액 코팅장치;
상기 탄소용액 코팅장치의 상부에 설치되며, 상기 탄소용액이 코팅된 코팅사를 1차 건조시키는 제1 건조장치;
상기 제1 건조장치의 일측에 설치되며, 상기 제1 건조장치를 거친 코팅사를 2차 건조시키는 제2 건조장치;
상기 제2 건조장치의 일측에 설치되며, 상기 코팅사에 정전기를 입히는 정전기 인가장치; 및
상기 정전기 인가장치의 일측에 설치되며, 상기 코팅사를 3차 건조시키는 제3 건조장치를 포함하며,
상기 정전기 인가장치는, 상하 지그재그 형태로 배치되어 상기 코팅사를 안내하는 복수 개의 롤러와, 상기 롤러의 상부에 소정 간격 이격하여 설치되는 제1 와이어와, 상기 롤러의 하부에 소정 간격 이격하여 설치되는 제2 와이어와, 상기 제1 와이어 및 상기 제2 와이어에 전압을 인가하는 제너레이터를 포함하며, 상기 코팅사가 상기 제1 와이어와 인접하는 롤러와 상기 제1 와이어 사이를 지나면서 정전 처리되고, 상기 제2 와이어와 인접하는 롤러와 상기 제2 와이어 사이를 지나면서 정전 처리되며,
상기 제1 건조장치와 상기 제2 건조장치를 연통하도록 설치되는 제2 덕트와, 상기 제2 덕트의 일측에 설치되며 수분을 제거하는 응축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열사 제조장치.a braid forming device for twisting a plurality of yarns to form a braid;
a preheating device installed at one side of the braided yarn forming device and preheating the braided yarn;
a carbon solution coating device installed on one side of the preheating device and coating a carbon solution on the braided yarn;
a first drying device installed on the carbon solution coating device and primarily drying the coated yarn coated with the carbon solution;
a second drying device installed on one side of the first drying device and secondarily drying the coated yarn that has passed through the first drying device;
a static electricity application device installed on one side of the second drying device and applying static electricity to the coating yarn; and
It is installed on one side of the electrostatic applying device, and includes a third drying device for tertiary drying of the coated yarn,
The static electricity application device includes a plurality of rollers arranged in an upper and lower zigzag form to guide the coating yarn, a first wire spaced apart from each other by a predetermined distance on the upper portion of the roller, and spaced apart from the lower portion of the roller by a predetermined distance A second wire, and a generator for applying a voltage to the first wire and the second wire, wherein the coating yarn is electrostatically treated while passing between the first wire and a roller adjacent to the first wire, and the second wire It is electrostatically treated while passing between the second wire and the adjacent roller and the second wire,
and a second duct installed to communicate with the first drying device and the second drying device, and a condenser installed on one side of the second duct to remove moisture.
상기 제2 건조장치와 상기 제3 건조장치를 연통하도록 설치되는 제3 덕트와, 상기 제3 덕트의 끝단에 설치되며 상기 제3 덕트를 통해 이송되는 탄소입자를 상기 코팅사에 분사하는 분사노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열사 제조장치.The method according to claim 1,
a third duct installed to communicate with the second drying device and the third drying device, and a spray nozzle installed at an end of the third duct and spraying carbon particles transferred through the third duct onto the coating sand. Heating yarn manufacturing apparatus, characterized in that it further comprises.
상기 제3 건조장치와 상기 탄소용액 코팅장치를 연통하도록 설치되는 제4 덕트와, 상기 탄소용액 코팅장치로부터 외부로 연장되는 배출관과, 상기 배출관에 설치되는 에어필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열사 제조장치.5. The method according to claim 4,
A fourth duct installed to communicate with the third drying device and the carbon solution coating device, a discharge pipe extending to the outside from the carbon solution coating device, and an air filter installed in the discharge pipe company manufacturing equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210133127A KR102350880B1 (en) | 2021-10-07 | 2021-10-07 | Apparatus of manufacturing heatful yarns |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020210133127A KR102350880B1 (en) | 2021-10-07 | 2021-10-07 | Apparatus of manufacturing heatful yarns |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102350880B1 true KR102350880B1 (en) | 2022-01-13 |
Family
ID=79342145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020210133127A KR102350880B1 (en) | 2021-10-07 | 2021-10-07 | Apparatus of manufacturing heatful yarns |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102350880B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11286865A (en) * | 1998-04-06 | 1999-10-19 | Eishin Kucho Kk | Electrostatic flocking device |
KR20180082156A (en) * | 2017-01-10 | 2018-07-18 | 대환 주식회사 | Apparatus and Method of Manufacturing Single Carbon Coating Fiber |
KR102011057B1 (en) * | 2018-10-02 | 2019-08-20 | 장원동 | Apparatus of manufacturing heatful yarn |
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2021
- 2021-10-07 KR KR1020210133127A patent/KR102350880B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH11286865A (en) * | 1998-04-06 | 1999-10-19 | Eishin Kucho Kk | Electrostatic flocking device |
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KR102011057B1 (en) * | 2018-10-02 | 2019-08-20 | 장원동 | Apparatus of manufacturing heatful yarn |
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