KR20000064836A - 실 또는 띠 형상의 물품 특히 와이어를 세정하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 변환기에 의해 발생되는 초음파와 독일 특허 공고 196 02 917.1-15 호에 따른 유체를 이용하여 실 또는 띠 형상의 물품 특히 와이어를 세정하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 세정될 물품에 초음파가 직접 작용하게 하는 타입의 방법을 개선하기 위한 것이다. 이러한 목적은, 상기 세정될 물품이, 상기 물품의 직경에 적합하고, 길이 방향 축선을 따라 연장하는 적어도 하나의 구멍(2)을 통하여 및/또는 상기 길이 방향 축선에 가로 방향으로 연장하고, 상기 구멍들(2) 내에 강한 진공계를 형성하기 위하여 매우 높은 진폭으로 대기 중에서 진동하는 특정 굴곡 진동기(3)의 최대 진동점 상에 각각 형성되는 적어도 하나의 구멍을 통하여 안내되게 하므로서 이루어진다. 상기 굴곡 진동기(3)는 일정한 진폭 라인의 점 또는 선 형상 내에서 상기 초음파 변환기(1)에 의해서 여기된다. 상기 세정 유체는 상기 구멍(2)을 완전히 채우도록 공급되고, 상기 구멍(2)을 통하여 상기 굴곡 진동기(3)로부터 배출된다.

Description

실 또는 띠 형상의 물품 특히 와이어를 세정하는 방법

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 초음파 변환기 2. 구멍

3. 굴곡 진동기 4. 구멍

SK. 진동 결절 US. 초음파 진동

본 발명은 초음파 변환기(sonotrode)에 의해 발생되는 초음파와 독일특허 공고 196 02 917.1-15호에 따른 유체를 이용하여 실 또는 띠 형상의 물품 특히 와이어를 세정하는 방법에 관한 것이다.

초음파와 유체를 이용하여 실 또는 띠 형상의 물품을 세정하는 것은 잘 알려진 방법이다.

예를 들어, 와이어를 세정하는 잘 알려진 방법으로는, 유체가 충진되어 있는 용기 내에 잠겨 있는 침액(浸液) 진동기를 이용하는 방법이 있다. 침액 진동기의 초음파력이 유체 내로 방사되면, 유체 내에서 공동화(진공) 현상이 일어난다. 즉, 유체에 함유된 높은 에너지로 인하여 유체는 부서지고, 이로 인하여 일정 기압 이하의 가스로 충진된 작은 기포들이 발생한다. 이러한 가스 기포들은 파열하면서, 높은 자유에너지를 발생시켜, 강한 미세 흐름을 만들어낸다. 이러한 미세 흐름은 세정되는 물체의 더러운 표면상에 부딪쳐, 그리스, 기름 등과 같은 잔류물을 제거한다. (Folder of Messrs. martin walter ultraschalltechnik gmbh, D-75334 Straubenhardt 2, "Cleaning Ultrasonic Vibrator")

이러한 종래의 장치 및/또는 이에 적용되는 방법의 단점은, 세정되는 대상물 또는 와이어가, 음파량 밀도가 평균 1 Watt/㎠ 또는 15 Watt/ℓ인 물동이(basin)와 같은 커다란 용기내의 유체에 잠겨 지고, 상기 밀도는 상당히 큰 에너지의 투입에 의해서만 세정을 위해 필요한 양으로 증가 될 수 있다는 것이다. 따라서, 와이어 표면에 가해지는 유효 용량은 초음파 용기의 전체 용량에 비하여 작아지게 된다. 이러한 초음파는 예를 들어 와이어와 같은 물품의 표면상에 충분히 작용하지 못하기 때문에, 세정 효과를 얻기 위해서는 매운 많은 양의 에너지가 이용되어야만 한다.

미국특허 41 00 962호에 또 다른 방법이 개시되어 있으며, 여기에서는 잘 알려진 원통형 통로 변환기가 사용되며, 이것은 세정될 와이어가 안내되는 도관을 포함하고 있다. 세정 유체가 안개 모양으로 분사되어 챔버 및 도관 내의 와이어와 접촉하게 된다. 변환기는 세정제와 전혀 접촉하지 않는다. 그러나 이 방법에 있어서는, 변환기가 상대적으로 많은 양의 물을 여기(勵起)하여야 하므로, 음파력의 응집이 너무 낮아 효과적인 세정 효과를 얻을 수 없다. 즉, 초음파가 세정되어야 하는 와이어의 표면으로 충분히 전달되지 못하는 문제점을 가지고 있다.

독일 특허공보 196 02 917.1-15호는 위 각각의 특징을 조화시키는 방법을 개시하고 있으며, 여기에서는 그 내부에 세정 유체가 흐르고, 대기 내에서 진동하는 특정 초음파 변환기 내에 형성된 구멍을 통하여 세정되어야 할 물품이 안내되도록 되어 있다.

이러한 방법에 있어서, 소량의 물만이 특정한 형상을 가지는 변환기 내에 형성된 작동 구멍 내에서 매우 강하게 직접 여기된다. 따라서, 음파량 밀도가 통상의 그것보다 2배 가량 높아지게 되므로, 강한 진공계에 의한 매우 직접적이고 효과적인 세정을 이루게 한다.

본 발명의 목적은 세정될 물품에 초음파의 효과가 직접 가해지도록 되어 있는, 실 또는 띠 형상의 물품들을 세정하는 방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적은 청구항 1에 기재된 특징들에 의해서 실현된다.

세정될 물품이 안내되는 특정한 굴곡 진동기를 사용하므로써, 세정 과정에서 처리될 수 있는 유효한 전체 길이가 증가될 수 있다. 필요하다면, 상기 물품이 굴곡 진동기에 형성된 몇 개의 구멍을 동시에 지나게 할 수 있다. 이와 같이, 적은 재료를 소비하면서 동일한 성능을 실현할 수 있게 된다.

세정 과정에 유효한 유체 체적을 약 20 내지 250㎛ 사이의 높은 진폭 범위에서 진동하는 굴곡 진동기의 작동 구멍에 응집하므로써, 초음파력이 이 작은 체적의 응집부에 공급되어, 낮은 에너지 소비로 강한 진공계가 발생되므로, 그곳을 지나는 와이어의 세정을 효과적으로 이루게 된다. 상기 작동 구멍 내에서, 초음파는 와이어의 표면에 전 방향성에서, 짧은 거리로, 그리고 초음파 변환기에 비하여, 와이어의 상대적으로 긴부분에 강하게 가해진다. 알려진 방법들과 비교하여, 20 내지 100배 큰 음파량의 음파 밀도(음파 방사 면적에 대하여)가 얻어지고, 비슷한 에너지를 소비할 경우에도, 예를 들어 와이어의 세정에 있어서 상당히 큰 ㎞ 성능(performance) 이 실현된다. 또한, 세정 유체가 절약되고, 세정 장치는 세정되어야 할 물품의 통과 속도를 빠르게 하면서도 크기는 작아진다. 따라서, 환경에 대한 부담을 최소한으로 하며, 환경을 오염시키는 세정제의 사용을 줄일 수 있게 된다.

본 발명에 따른 방법은 직물 띠, 금속 띠, 로프 등 뿐만 아니라 한 줄의 와이어, 또는 레이스로 형성된 몇 줄의 와이어라도 높은 효율로 세정하는데 적용할 수 있다.

초음파력은 와이어의 직경 또는 금속 형태 등에 따라서 적절히 선택되고 사용될 수 있다. 진동 진폭은 각각의 특정 적용분야에 따라서 세팅된다.

본 발명의 또 다른 장점은 종속항에 정의된 특징들에 비추어 보다 명확해 질 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 도시된 굴곡 진동기에 대한 일 실시예를 참고로 하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 굴곡 진동기의 개략 단면도로서, 초음파 진동(US)을 실현하기 위하여 초음파 변환기(1)에 의해서 여기되는 굴곡 진동기(3)를 보여준다. 이 굴곡 진동기(3)는 그 길이 방향 축선을 따라 형성되고, 이곳을 통하여 와이어와 같은 세정될 물품이 안내되는 제1 구멍(孔)(2)을 포함한다. 상기 제1 구멍(2)은 굴곡 진동기(3)의 진동 결절(結節)(node)(SK) 지역에서 또 다른 구멍들(4)과 연통한다. 이 구멍들(4)은 제1 구멍(2)과 수직으로 배열되며, 적절한 세정 유체를 공급하는 역할을 한다.

각각의 적용분야에 따라 충분한 크기로 이루어진 초음파 프로세서가 상기초음파 변환기(1)에 연결되면, 구멍들(4)을 따라 흐르는 세정 유체가 상기 굴곡 진동기(3) 내에서 수직으로 진동하기 시작하고, 이 진동들이 유체로부터 구멍(2)를 통하여 동축(同軸)으로 안내되는 와이어의 표면으로 전달된다. 이때, 상기 유체는 상기 구멍(2)을 완전히 채워야 한다. 상기 구멍(2) 내의 작은 체적, 특히 상기 구멍(2)의 내벽과 상기 구멍(2)을 통하여 동축으로 안내되는 와이어 사이의 체적에 초음파 에너지가 응집되기 때문에, 와이어 표면이 모든 불순물로부터 강하게 세정되는 매우 강한 진공계가 생성된다. 상기 분리된 불순물들은 상기 구멍(2)의 양단을 통하여 세정 유체와 함께 빠져나간다. 적절한 처리공정을 거친 후, 이 세정 유체는 세정 공정에 재활용 될 수 있다.

상기 초음파 변환기(1)와 상기 굴곡 진동기(3)는 세정될 물품에 따라서 세팅된 진폭으로 대기 중에서 진동한다. 상기 초음파 변환기(1)는 일정한 진폭 라인의 점 또는 선 형상 내에서 상기 굴곡 진동기(3)를 여기한다. 바람직하게는, 상기 초음파 변환기는 장방형으로 이루어지나, 원형 변환기도 역시 사용 가능하다.

직물 띠, 금속 띠, 로프 또는 유사한 다른 것도 역시 세정되거나 또는 다른 공정을 위하여 전 처리될 수 있다.

Claims (3)

1. 초음파 변환기에 의해 발생되는 초음파와 독일특허 공고 196 02 917.1-15 호에 따른 유체를 이용하여 실 또는 띠 형상의 물품 특히 와이어를 세정하는 방법에 있어서,

   상기 세정될 물품은, 상기 물품의 직경에 적합하고, 길이 방향 축선을 따라 연장하는 적어도 하나의 구멍(2)을 통하여 및/또는 상기 길이 방향 축선에 가로 방향으로 연장하고, 상기 구멍들(2) 내에 강한 진공계를 형성하기 위하여 매우 높은 진폭으로 대기 중에서 진동하는 특정 굴곡 진동기(3)의 최대 진동점 상에 각각 형성되는 적어도 하나의 구멍을 통하여 안내되고, 상기 굴곡 진동기(3)는 일정한 진폭 라인의 점 또는 선 형상 내에서 상기 초음파 변환기(1)에 의해서 여기되며, 그리고 상기 세정 유체는 상기 구멍(2)을 완전히 채우도록 공급되고, 상기 구멍(2)을 통하여 상기 굴곡 진동기(3)로부터 배출됨을 특징으로 하는 세정 방법.
2. 청구항 1 에 있어서, 상기 세정될 물품은 상기 구멍의 벽에 접촉되지 않고 상기 구멍(2)을 통하여 동심으로 안내됨을 특징으로 하는 세정 방법.
3. 청구항 1 또는 2 의 어느 1항에 있어서, 상기 세정 유체는 진동 결절(SK)의 위치에서 상기 굴곡 진동기(3)에 공급됨을 특징으로 하는 세정 방법.