KR20030075729A

KR20030075729A - 비닐 천공호스, 그리고 상기 비닐 천공호스를 제조하기위한 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR20030075729A
Application number: KR1020020015086A
Authority: KR
Inventors: 이경인
Original assignee: (주)삼성종합호스
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-09-26

Abstract

본 발명은 표면에 복수개의 관통구멍이 천공된 LLDP 비닐 소재의 천공호스, 그리고 상기 천공호스를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 원단 롤(10)과; 상기 원단 롤(10)로부터 풀려 나오는 원단(1)의 표면에 라벨을 인쇄하기 위한 인쇄유닛(40)과; 상기 인쇄유닛(40)을 통과한 원단(1)에 레이저빔에 의해 관통구멍을 형성하는 천공유닛(50)과; 상기 천공유닛(50)을 통과한 원단(1)을 원통형상 호스로 만들기 위한 원통 형성유닛(60)과; 완성된 완제품 호스를 감아두는 완제품 롤(19)과; 복수개의 보조롤러들(71 ∼ 78); 을 포함하여 이루어지는 제조장치가 제공되며, 또한 이 제조장치를 사용하여 비닐 천공호스를 제조하는 방법이 제공된다. 아울러, 레이저 발진 장치로부터 조사되는 레이저빔을 LLDP 비닐 소재의 호스원단의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 호스원단 표면 상에 집속시킴으로써 호스원단 표면 상에 소정 패턴의 관통구멍을 형성시킨 것을 특징으로 하는 LLDP 비닐 천공호스가 제공된다.

Description

비닐 천공호스, 그리고 상기 비닐 천공호스를 제조하기 위한 제조장치 및 제조방법{Perforated hoses, and apparatus and method for producing said perforated hoses}

본 발명은 표면에 복수개의 관통구멍이 천공된 LLDP 비닐 소재의 천공호스, 그리고 상기 천공호스를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

LLDP 비닐 소재의 천공호스, 소위 분수호스는 원단을 소정의 폭으로 재단하여 천공하고 원통형으로 형성한 뒤 접착물질을 길이방향으로 도포하고 압착시킴으로써 제조된다. 이러한 천공호스는 노동력 절감을 위해서 재배시설의 면적이 증가됨에 따라 그 사용량이 급격히 증가되고 있다.

종래, 상기 천공호스의 표면에 관통구멍을 천공시키기 위해서는 기계적인 방법으로서 천공 바늘이 박힌 롤러를 호스의 표면에 압착시키는 방법을 이용하였다. 그러나, 이러한 기계적인 방법에 의해 천공되는 관통구멍은 기계적인 가공에서 발생하는 물리적인 힘의 충격으로 천공된 관통구멍 주위에 미세한 찢어짐이 발생되고, 이로 인해 호스에 높은 수압이 걸리는 경우 이 수압을 견디지 못하고 관통구멍 주위가 파열되어 천공호스로서의 기능을 상실하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허출원 제 1991-20177호에는 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 레이저빔을 이용한 천공방법이 개시되어 있다. 상기 특허에 의하면 레이저빔을 하나의 반사경을 이용하여 접속 렌즈를 통과시키고, 접속 렌즈를 통과한 레이저빔을 또 다른 반사경을 이용하여 다각형의 반사미러에 조사시킴으로서 다각형의 반사미러에서 반사된 레이저빔이 가공될 호스에 집속되어 관통구멍을 형성하게 된다.

그러나, 상기 특허는 호스 표면에 천공되는 관통구멍이 호스의 길이방향을 따라 일렬로만 가공되는 문제점이 있었다. 즉, 천공호스에 천공되는 관통구멍의 패턴은 작물의 종류나 하우스와 같은 시설물에서의 설치 위치 등에 따라 변경되어야 하기 때문에 다양한 패턴의 관통구멍을 형성하기 위해서, 호스의 길이방향 뿐만 아니라 폭방향으로도 천공이 이루어져야 한다.

또한, 호스에 관통구멍을 천공하는 천공장치가 호스 제조장치와 별개로 배치되어 있기 때문에, 천공호스를 제조하기 위해서는 천공 작업과 호스 제조작업이 별도로 이루어져야 하는 문제점이 있었다. 따라서, 천공호스를 제조하는 공정이 복잡하고 시간이 많이 걸리며 생산성이 낮다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기된 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은, 레이저 발진 장치로부터 조사되는 레이저빔을 호스의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 호스 표면 상에 집속시킴으로써 호스 표면 상에 다양한 패턴의 관통구멍을 형성시킬 수 있는 레이저 천공장치를 구비하고 있으며, 제조과정에 있어서 탄성중합체 재질의 기다란 원단이 연속적으로 이송되더라도 좌우로 치우침이 발생하지 않는 동시에 원단에 소정의 장력이 유지될 수 있도록 하여, 호스 천공상태의 불량을 방지할 수 있는 천공호스 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.

또, 본 발명의 제2 목적은, 레이저 발진 장치로부터 조사되는 레이저빔을 호스의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 호스 표면 상에 집속시킴으로써 호스 표면 상에 다양한 패턴의 관통구멍을 형성시킬 수 있는 레이저 천공장치를 이용하고 있으며, 제조과정에 있어서 탄성중합체 재질의 기다란 원단이 연속적으로 이송되더라도 좌우로 치우침이 발생하지 않는 동시에 원단에 소정의 장력이 유지될 수 있도록 하여, 호스 천공상태의 불량을 방지할 수 있는 천공호스의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

또, 본 발명의 제3 목적은, 레이저 발진 장치로부터 조사되는 레이저빔을 호스의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 호스 표면 상에 집속시킴으로써 호스 표면 상에 다양한 패턴의 관통구멍을 형성시킨 LLDP 비닐 소재의 천공호스를 제공하고자하는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비닐 천공호스 제조장치의 개략적인 전체 구성도,

도 2는 원단의 좌우 치우침을 보정하는 보정유닛의 주요부 사시도,

도 3은 보정유닛에 포함된 제1 센서의 사시도,

도 4는 센서의 작동을 설명하는 도면,

도 5는 원단의 장력을 일정하게 유지시키는 장력 유지유닛 및 인쇄유닛의 주요부 사시도,

도 6은 천공유닛의 개략적인 주요부 구성도,

도 7은 원통 형성유닛의 주요부 사시도,

도 8은 원통 형성유닛에 포함된 제2 센서 및 접착제 도포장치의 사시도,

도 9는 접착제 도포장치의 작동을 설명하는 도면,

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비닐 천공호스 제조장치에 의해 표면에 천공된 관통구멍의 패턴을 도시한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : LLDP 비닐 원단 10 : 원단 롤

19 : 완제품 롤 20 : 보정유닛

23 : 프레임 25 : 제1 센서

26 : 구동수단 30 : 장력 유지유닛

31 : 회전 측정용 롤러 33 : 회전 감지센서

35 : 브레이크 장치 40 : 인쇄유닛

41 : 음각롤러 42 : 가압롤러

50 : 천공유닛 52 : 레이저빔 발진기

54 : x축 반사미러 56 : y축 반사미러

60 : 원통 형성유닛 65 : 접착제 도포장치

67 : 제2 센서 68 : 압착롤러

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따라서, 원단 롤과; 상기 원단 롤을 회전 가능하게 지지하는 동시에 풀려 나오는 원단의 좌우 치우침을 보정하기 위한 보정유닛, 혹은 상기 원단 롤로부터 풀려 나오는 원단의 장력을 소정값 이상으로 유지하기 위한 장력 유지유닛과; 상기 보정유닛에 의해 치우침이 보정된 상태로 이송되는 혹은 상기 장력 유지유닛에 의해 장력이 유지된 상태로 이송되는 원단의 표면에 라벨을 인쇄하기 위한 인쇄유닛과; 상기 인쇄유닛을 통과한 원단에 레이저빔에 의해 관통구멍을 형성하는 천공유닛과; 상기 천공유닛을 통과한 원단을 원통형상 호스로 만들기 위한 원통 형성유닛과; 완성된 완제품 호스를 감아두는 완제품 롤과; 복수개의 보조롤러들을 포함하여 이루어지며, 여기에서 상기 천공유닛은, 원단의 이송을 안내하여 천공작업을 용이하게 하는 전후방 안내롤러와, 레이저빔이 생산되는 레이저빔 발진기와, 원단의 길이방향으로 회동 가능하게 설치되어 상기 발진기로부터의 레이저빔을 반사시키기 위한 x축 반사미러와, 상기 x축 반사미러의 회동축에 연결 설치되어 x축 반사미러를 원단의 이동속도와 동기화된 속도로 회동시키기 위한 구동모터와, 원단의 폭방향으로 회동 가능하게 설치되어 x축 반사미러로부터 반사된 레이저빔을 원단의 표면으로 조사시키기 위한 y축 반사미러와, 상기 y축 반사미러의 회동축에 연결 설치되어 소정의 패턴에 따라 y축 반사미러를 한 스탭씩 회동시키기 위한 스탭모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공호스 제조장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따라서, 원단 롤로부터 풀려 나오는 원단을 제1 이송롤러와 제1 센서를 순차적으로 통과시키면서 좌우 치우침을 감시하고, 제1 센서에 의해 치우침이 검출되면 구동수단으로 신호가 전달되어 원단 롤을 지지하는 프레임을 베이스 상에서 좌우로 이동시킴으로서 이송되는 원단의 좌우 치우침을 보정하는 단계, 혹은 원단 롤로부터 풀려 나오는 원단에 의해 회전 측정용 롤러를 회전시키고, 원단이 원단 롤로부터 과도하게 풀려 나와서 원단에 가해지는 장력의 세기가 변화되면서 회전 측정용 롤러의 회전속도에 변화가 발생하면 회전 감지센서는 브레이크 장치를 작동시킴으로써 원단 롤이 회전하는 것을 방해하여 원단이 풀려 나가지 않도록 하고, 소정의 장력이 회복되면 브레이크 장치의 작동은 해제되어 원단 롤로부터 원단이 풀려 나가도록 하여 이송되는 원단에 소정의 장력을 유지시키는 단계와; 상기 원단의 좌우 치우침을 보정하는 단계에 의해 치우침이 보정된 상태로 이송되는 혹은 상기 원단의 장력을 유지하는 단계에 의해 장력이 유지된 상태로 이송되는 원단의 표면에 인쇄유닛에 의해서 라벨을 인쇄하는 단계와; 상기 인쇄유닛을 통과한 원단에 레이저빔 발진기로부터 조사되는 레이저빔을 상기 원단의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 원단 표면 상에 집속시킴으로써 원단 표면 상에 소정 패턴의 관통구멍을 천공하는 단계와; 상기 천공유닛을 통과한 원단을 원통 형성유닛에 의해서 원통형상 호스로 만들어 완제품 롤에 감아두는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공호스 제조방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따라서, 레이저 발진 장치로부터 조사되는 레이저빔을 LLDP 비닐 소재의 호스원단의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 호스원단 표면 상에 집속시킴으로써 호스원단 표면 상에 소정 패턴의 관통구멍을 형성시킨 것을 특징으로 하는 LLDP 비닐 천공호스가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 천공호스 제조장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천공호스 제조장치는, 원단 롤(10)과, 상기 원단 롤(10)을 회전 가능하게 지지하는 동시에 풀려 나오는 원단(1)의 좌우 치우침을 보정하기 위한 보정유닛(20)과, 상기 원단 롤(10)로부터 풀려 나오는 원단의 장력을 소정값 이상으로 유지하기 위한 장력 유지유닛(30)과, 상기 보정유닛(20)과 상기 장력 유지유닛(30)에 의해 치우침이 보정되고 장력이 유지된 상태로 이송되는 원단(1)의 표면에 라벨을 인쇄하기 위한 인쇄유닛(40)과, 레이저빔 발진기(52)로부터 조사되는 레이저빔을 원단(1)의 길이방향 및 폭방향으로 유도시켜 상기 인쇄유닛(40)을 통과한 원단(1)의 표면 상에 소정 형태의 패턴으로 관통구멍(1a)을 형성하는 천공유닛(50)과, 상기 천공유닛(50)을 통과한 원단(1)을 원통형상 호스로 만들기 위한 원통 형성유닛(60)과, 완성된 완제품 호스를 감아두는 완제품 롤(19)과, 복수개의 보조롤러들(71 ∼ 78)을 포함하여 이루어진다.

상기 보정유닛(20)은, 상기 원단 롤(10)을 회전 가능하게 지지하는 동시에 원단(1)의 이송방향에 수직으로 직선이동 가능하게 설치된 프레임(23)과, 이송되는 원단(1)의 좌우 치우침을 검출하는 제1 센서(25)와, 상기 제1 센서(25)에 의해 검출된 원단(1)의 좌우 치우침을 보정하기 위해서 상기 프레임(23)을 상기 원단(1)의이송방향에 수직으로 이동시키는 구동수단(26)을 포함한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 바닥면에 고정 설치되어 있는 베이스(21) 상에는 원단 이송방향에 수직으로 복수개, 본 실시예에서는 2개의 가이드 봉(22)이 설치되어 있다. 상기 프레임(23)에는 프레임(23)이 상기 가이드 봉(22)을 따라서 직선이동될 수 있도록 구동수단(26)으로서의 모터와 복수개의 바퀴(24)가 설치되어 있다. 상기 구동수단(26)은 모터에 의해 회전하는 피니언과 랙으로 구성될 수도 있고 유압실린더에 의해 구성될 수도 있다. 원단(1)의 이송을 보조하기 위해서 한 쌍의 제1 이송롤러(27) 및 복수개의 보조롤러(71, 72, 73)가 프레임(23) 상에 설치된다.

상기 제1 센서(25)는 베이스(21) 혹은 바닥면에 설치된다. 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 센서(25)는 말굽형상으로서 가운데의 개구된 공간으로 원단(1)이 이송되도록 설치된다. 상기 제1 센서(25)는 광센서로서, 도 4에 도시된 바와 같이 이송되는 원단의 일측 가장자리에 빛을 비추어 원단에 의해서 가려지는 정도를 측정하여 원단의 좌우 치우침을 검출해 낸다.

상기 제1 센서(25)에 의해 원단의 치우침이 검출되면 상기 구동수단(26)으로 신호가 전달되어 원단 롤(10)을 지지하는 프레임(23)을 베이스(21) 상에서 좌우로 이동시킴으로서 이송되는 원단의 좌우 치우침을 보정하게 된다.

상기 장력 유지유닛(30)은, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 원단(1)의 이송에 의해 종동되는 회전 측정용 롤러(31)와, 상기 회전 측정용 롤러(31)의 회전을 검출하는 회전 감지센서(33)와, 상기 회전 감지센서(33)로부터 검출된 정보에 근거하여 원단 롤(10)의 회전을 제어하는 브레이크 장치(35)를 포함한다.

상기 인쇄유닛(40)은, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 원단(1)의 표면에 라벨을 인쇄하는 음각롤러(41) 및 가압롤러(42)와, 상기 음각롤러(41)의 표면에 페인트와 같은 도료를 적시기 위하여 도료를 수용하고 있는 도료 수용부재(43)와, 상기 음각롤러(41)의 음각부분 이외의 부분에 묻어 있는 도료를 긁어내기 위한 긁개(45)로 이루어진다. 도 4에는 상기 긁개(45)가 유지보수를 위해 이격된 상태로 나타나 있다.

상기 천공유닛(50)은, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 원단(1)의 이송을 안내하여 천공작업을 용이하게 하는 전후방 안내롤러(51)와, 레이저빔이 생산되는 레이저빔 발진기(52)와, 상기 레이저빔 발진기(52)로부터 발사된 레이저빔의 지름을 조절하기 위한 텔레스코프(53)와, 원단(1)의 길이방향으로 회동 가능하게 설치되어 텔레스코프(53)를 거친 레이저빔을 반사시키기 위한 x축 반사미러(54)와, 상기 x축 반사미러(54)의 회동축에 연결 설치되어 x축 반사미러(54)를 원단(1)의 이동속도와 동기화된 속도로 회동시키기 위한 구동모터(55)와, 원단(1)의 폭방향으로 회동 가능하게 설치되어 x축 반사미러(54)로부터 반사된 레이저빔을 원단(1)의 표면으로 조사시키기 위한 y축 반사미러(56)와, 상기 y축 반사미러(56)의 회동축에 연결 설치되어 소정의 패턴에 따라 y축 반사미러(56)를 한 스탭씩 회동시키기 위한 스탭모터(57)와, 상기 y축 반사미러(56)와 원단(1) 사이에 위치하여 y축 반사미러(56)로부터 조사되는 레이저빔을 원단(1) 표면에 대해 수직으로 입사시키기 위한 텔레센트릭 스캔 렌즈(58)를 포함한다.

상기 텔레스코프(53)는 레이저빔의 지름, 즉 초점 크기를 조절하기 위한 것으로 원단(1)에 천공될 관통구멍(1a)의 크기에 맞춰 레이저빔의 지름을 제어하게 된다.

상기 x축 반사미러(54)는 그 회동축이 도면상 z축에 위치하여 xy평면을 따라 회동하게 되며, 상기 y축 반사미러(56)는 그 회동축이 도면상 x축에 위치하여 yz평면을 따라 회동하게 된다. 이에 따라 발사된 레이저빔은 x축 반사미러(54)와 y축 반사미러(56)를 통해 반사 굴절되어 원단(1)에 조사되면서 원단(1) 표면에 일정한 소정 패턴으로 관통구멍(1a)을 형성시키게 된다.

즉, 연속적인 관통구멍(1a) 가공을 위해 원단(1)이 이동하게 되면 이에 동기된 x축 반사미러(54)가 회동축에 대해 회동되어 레이저빔의 반사각도를 연속적으로 변화시킴으로서 레이저빔은 고정되어 있는 y축 반사미러(56)를 통해 이동하는 원단(1)을 추적하여 한 곳에 연속적으로 레이저빔을 조사시킬 수 있게 된다. 그리고, y축 반사미러(56)는 상기 x축 반사미러(54)의 한 사이클 당 한 스탭만큼씩 반사각도를 달리해 줌으로써 관통구멍(1a)의 형성위치를 원단(1)에 대해 방사방향으로 변화시키게 된다. 이에 따라 관통구멍(1a)은 원단(1)에 대해 길이방향이 아닌 나선 방향의 패턴으로 형성될 수 있는 것이다.

여기에서 상기 x축 반사미러(54)의 사이클은 레이저빔의 펄스 폭에 맞추는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 천공유닛(50)에 의하면 상기 y축 반사미러(56)의 회동 스탭 수와 일 회동시 회동각도 및 원단(1)의 이동속도에 따라 원단(1)에 가공되는 관통구멍(1a)의 패턴을 달리할 수 있게 되는데, 일례로서 스탭 수를 네 번으로 하고 일정 회동각도를 주었을 때 도 2에서와 같이 서로 다른 위치에 형성되는 4개의 관통구멍(1a)을 한 조로 하는 관통구멍 패턴을 얻을 수 있게 된다.

텔레센트릭 스캔 렌즈(58)는 상기 y축 반사미러(56)와 원단(1) 사이에 설치되어 상기 x축 반사미러(54)와 y축 반사미러(56)의 작동에 따라 최종적으로 원단(1)에 입사되는 레이저빔의 입사각에 변화가 발생할 때 이를 조정하는 역할을 수행한다. 상기 텔레센트릭 스캔 렌즈(58)는 원단(1) 표면에 가공될 관통구멍(1a)의 위치에 따라 변화하는 레이저빔의 입사각을 관통구멍(1a)이 형성될 위치에 무관하게 원단(1) 표면에 대해 항상 수직으로 조사되도록 하며 이를 통하여 원단(1) 표면에 항상 일정한 초점 크기를 얻을 수 있도록 한다. 즉, 가공될 관통구멍(1a)의 위치에 관계없이 항상 일정한 크기의 관통구멍(1a)을 가공할 수 있게 되는 것이다.

여기에서, 레이저 펄스, 원단의 이동속도, 그리고 x축 및 y축 반사미러(54, 56)의 구동을 위한 구동모터(55) 및 스탭모터(57)의 제어 등은 형성될 관통구멍의 패턴 형태에 따라 통합 제어되어야 하기 때문에, PC 기반의 제어시스템과 사용자 메뉴를 작성하여 형성될 관통구멍의 패턴을 윈도우 화면에 그래픽으로 표시함으로써 천공 작업이 용이하게 이루어지도록 제어 및 운용 시스템을 구축할 수 있다.

상기 원통 형성유닛(60)은, 도 1, 도 7, 도 8에 도시된 바와 같이, 호스 형태를 이루기 위해서 서로 협력하여 평평한 원단의 양쪽 가장자리를 말아 올리도록 안내하는 원통 형성용 롤러(61) 및 수평 안내롤러(62)와, 복수개의 원추형 롤러(63)와, 호스 형태를 이룬 원단의 서로 겹쳐지는 부분에 접착제를 도포하기 위한 접착제 도포장치(65)와, 접착제가 도포된 후 압착하여 접착시킴으로서 호스 형태를 이루도록 하는 한 쌍의 압착롤러(68)로 이루어진다.

상기 접착제 도포장치(65)의 선단은, 도 9에 도시된 바와 같이, 호스 형태를 이룬 원단의 서로 겹쳐지는 부분의 사이로 삽입되어 접착제를 도포한다. 상기 원통 형성유닛(60)은 상기 보정유닛(20)의 제1 센서(25)와 같은 원리로 호스 형태를 이룬 원단의 좌우 치우침을 검출하는 제2 센서(67)를 더 포함한다.

상기 제2 센서(67)는 제1 센서와 마찬가지로 광센서로서, 이송되는 원단의 일측 가장자리에 빛을 비추어 원단에 의해서 가려지는 정도를 측정하여 원단의 좌우 치우침을 검출해 낸다.

상기 제2 센서(67)에 의해 원단의 치우침이 검출되면 상기 접착제 도포장치(65)로 신호가 전달되어 상기 접착제 도포장치의 선단(66)이 도 9에 화살표로 표시된 바와 같이 좌우로 이동되면서 정확한 위치에 접착제를 도포시킨다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 천공호스를 제조하는 방법을 설명한다.

원단이 도면의 오른쪽으로부터 왼쪽으로 이송되는 상태로 도시된 도 2에 도시된 바와 같이, 원단 롤(10)로부터 풀려 나오는 원단(1)은 제1 이송롤러(27)와 제1 센서(25)를 순차적으로 통과하면서 좌우 치우침이 감시된다. 제1 센서에 의해 치우침이 검출되면 상술한 바와 같이 상기 구동수단(26)으로 신호가 전달되어 원단 롤(10)을 지지하는 프레임(23)을 베이스(21) 상에서 좌우로 이동시킴으로서 이송되는 원단의 좌우 치우침을 보정하게 된다.

원단이 도면의 오른쪽으로부터 왼쪽으로 이송되는 상태로 도시된 도 5에 도시된 바와 같이, 이송되는 원단(1)은 계속해서 장력 유지유닛(30)의 회전 측정용 롤러(31)를 통과하면서 이 회전 측정용 롤러(31)를 회전시킨다. 그러나 원단(1)이 원단 롤(10)로부터 과도하게 풀려 나오게 되면 원단(1)에 가해지는 장력의 세기가 변화되면서 회전 측정용 롤러(31)가 회전하지 않거나 그 회전속도가 느려지게 된다. 회전 감지센서(33)는 이러한 변화를 검출하여 브레이크 장치(35)를 작동시킨다. 브레이크 장치(35)는 원단 롤(10)이 회전하는 것을 방해하여 더 이상 원단(1)이 풀려 나가는 것을 막는다. 원단(1)이 풀려 나가지 않아 소정의 장력이 회복되면 브레이크 장치(35)의 작동은 해제되어 원단 롤(10)로부터 원단(1)이 풀려 나가게 된다. 따라서 이송되는 원단(1)에는 소정의 장력이 유지될 수 있게 된다.

계속해서 상기 보정유닛(20)과 장력 유지유닛(30)을 통과하면서 치우침이 보정되고 장력이 유지되어 이송되는 원단은, 인쇄유닛(40)을 통과하면서 그 표면에 상표 등이 인쇄된다. 도료 수용부재(43) 내에 수용된 페인트 등의 도료는 회전하는 음각롤러(41)의 표면에 묻어진 후 호스로 옮겨진다. 이 과정에서 음각롤러(41)의 음각부분 이외의 부분에 묻어진 도료는 긁개(45)에 의해서 제거됨으로써, 소정 형상의 상표 등이 인쇄된다.

원단이 도면의 왼쪽으로부터 오른쪽으로 이송되는 상태로 도시된 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 천공유닛(50)을 통과하면서 레이저빔에 의해 원단에는 일정한 패턴으로 관통구멍이 형성된다.

레이저 발진기(52)로부터 조사된 레이저빔은 텔레스코프(53)를 통과하면서최적인 지름을 가지게 된다. 텔레스코프(53)를 통과한 레이저빔은 x축 및 y축 반사미러(54, 56)에 의해 반사되어 집속렌즈인 텔레센트릭 스캔 렌즈(58)를 통과하면서 호스 원단(1) 표면에 집광된다.

x축 반사미러(54)는 구동모터(55)의 작동에 의해 원단(1)의 이동방향을 따라서 레이저빔을 유도하는 기능을 갖게 되는데, 이 x축 반사미러(54)의 회동속도는 원단(1) 표면에 조사된 레이저빔의 형상이 타원형이 아닌 원형으로 될 수 있도록 원단(1)의 이동속도에 완전히 동기되도록 조절된다.

또한, y축 반사미러(56)는 패턴의 한 주기 동안 폭방향으로 가공될 관통구멍(1a)의 수만큼 지정된 위치에 레이저빔이 조사되도록 스탭모터(57)의 작동에 따라 한 스탭씩 이동과 정지를 반복한다.

상기와 같이 y축 반사미러(56)가 정지하고 있는 동안 레이저빔 발진기(52)에서 하나의 펄스가 조사되면, 레이저 펄스 ON 신호와 동시에 x축 반사미러(54)의 구동신호가 작동하여 구동모터(55)를 작동시키게 되고, x축 반사미러(54)가 회동되어 레이저 펄스시간 동안 원단(1) 이동방향으로 레이저빔을 이동시키면서 조사하게 된다. 이에 따라 원단(1) 표면에 하나의 관통구멍(1a)이 천공되는 것이다.

레이저빔 조사가 끝나면 구동모터(55)는 역회전하여 x축 반사미러(54)를 원래 위치로 이동 복귀시키게 되고, y축 반사미러(56)는 스탭모터(57)의 작동에 따라 한 스탭 회동되어 다음의 가공될 관통구멍(1a)의 위치로 이동하게 된다.

다음의 관통구멍(1a) 천공이 준비되면 상기된 바와 같이 레이저빔 발진기(52)로부터 하나의 펄스가 조사되고 x축 반사미러(54)의 추적천공에 따라 또다른 관통구멍(1a)이 또 다른 위치에서 천공된다.

이러한 과정은 한 주기의 패턴 동안에 연속적으로 반복되며, 한 주기의 패턴이 완성된 후에는 스탭모터(57)의 작동에 따라 y축 반사미러(56)는 원위치로 복귀되어 다음 주기의 천공작업을 준비하게 된다.

관통구멍이 형성된 원단은, 계속해서, 원단이 도면의 왼쪽으로부터 오른쪽으로 이송되는 상태로 도시된 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 원통 형성유닛(60)을 통과하면서 호스의 형태를 이룬다. 상기 원통 형성유닛(60)의 원통 형성용 롤러(61)와 수평 안내롤러(62)는 원단의 양쪽 가장자리를 말아 올리고, 하류측에 설치된 복수개의 원추형 롤러(33)에 의해 말아 올려진 원단의 양쪽 가장자리를 접어 양쪽 가장자리가 서로 겹치도록 한다.

접혀진 원단이 도면의 왼쪽으로부터 오른쪽으로 진행하는 상태로 도시된 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 선단으로부터 접착제가 흘러나오는 접착제 도포장치(65)에 의해 원단의 접혀져 서로 겹쳐진 부분에 접착제가 도포된다. 상기 접착제로서는 PE접착제를 사용하는 것이 바람직하지만, 그것만으로 한정되는 것은 아니다.

여기에서, 상기 접착제 도포장치(65)의 선단이 호스 형태를 이룬 원단의 서로 겹쳐지는 부분의 사이로 삽입되어 접착제를 도포할 때, 호스가 좌우로 치우쳐 접착제가 겹쳐진 부분 이외의 부분에 도포되어 호스의 제작 상태가 불량해지는 것을 방지하기 위해서, 상기 원통 형성유닛(60)에는 상기 보정유닛(20)의 제1 센서(25)와 같은 원리로 호스 형태를 이룬 원단의 좌우 치우침을 검출하는 제2 센서(67)가 더 포함된다.

상술한 바와 같이, 상기 제2 센서(67)는 광센서로서, 이송되는 원단의 일측 가장자리에 빛을 비추어 원단에 의해서 가려지는 정도를 측정하여 원단의 좌우 치우침을 검출해 낸다. 상기 제2 센서(67)에 의해 원단의 치우침이 검출되면 상기 접착제 도포장치(65)로 신호가 전달되어 상기 접착제 도포장치의 선단(66)이 도 9에 화살표로 표시된 바와 같이 좌우로 이동되면서 정확한 위치에 접착제를 도포시킨다.

접혀진 부분에 접착제가 도포된 원단은 한 쌍의 압착롤러(68)를 통과하면서 압착되어 호스 형상을 가지게 된다. 압착롤러(68)를 통과하여 완성된 천공호스는 완제품 롤(19)에 감겨져 보관 및 수송된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 레이저 발진 장치로부터 조사되는 레이저빔을 호스의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 호스 표면 상에 집속시킴으로써 호스 표면 상에 다양한 패턴의 관통구멍을 형성시킬 수 있는 레이저 천공장치를 구비하고 있으며, 제조과정에 있어서 탄성중합체 재질의 기다란 원단이 연속적으로 이송되더라도 좌우로 치우침이 발생하지 않는 동시에 원단에 소정의 장력이 유지될 수 있도록 하여, 호스 천공상태의 불량을 방지할 수 있는 천공호스 제조장치 및 제조방법이 제공된다.

또, 본 발명에 의하면, 레이저 발진 장치로부터 조사되는 레이저빔을 호스의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 호스 표면 상에 집속시킴으로써 호스 표면 상에다양한 패턴의 관통구멍을 형성시킨 LLDP 비닐 소재의 천공호스가 제공된다.

따라서, 2축으로 작동하는 반사미러와 텔레센트릭 스캔 렌즈를 사용하여 다양한 천공 패턴을 가공할 수 있으며, 다품종 소량 생산에 더욱 유용하게 적용될 수 있다.

Claims

원단 롤(10)과;

상기 원단 롤(10)을 회전 가능하게 지지하는 동시에 풀려 나오는 원단(1)의 좌우 치우침을 보정하기 위한 보정유닛(20)과;

상기 보정유닛(20)에 의해 치우침이 보정된 상태로 이송되는 원단(1)의 표면에 라벨을 인쇄하기 위한 인쇄유닛(40)과;

상기 인쇄유닛(40)을 통과한 원단(1)에 레이저빔에 의해 관통구멍을 형성하는 천공유닛(50)과;

상기 천공유닛(50)을 통과한 원단(1)을 원통형상 호스로 만들기 위한 원통 형성유닛(60)과;

완성된 완제품 호스를 감아두는 완제품 롤(19)과;

복수개의 보조롤러들(71 ∼ 78); 을 포함하여 이루어지며,

여기에서 상기 천공유닛(50)은,

원단(1)의 이송을 안내하여 천공작업을 용이하게 하는 전후방 안내롤러(51)와, 레이저빔이 생산되는 레이저빔 발진기(52)와, 원단(1)의 길이방향으로 회동 가능하게 설치되어 상기 발진기(52)로부터의 레이저빔을 반사시키기 위한 x축 반사미러(54)와, 상기 x축 반사미러(54)의 회동축에 연결 설치되어 x축 반사미러(54)를 원단(1)의 이동속도와 동기화된 속도로 회동시키기 위한 구동모터(55)와, 원단(1)의 폭방향으로 회동 가능하게 설치되어 x축 반사미러(54)로부터 반사된 레이저빔을 원단(1)의 표면으로 조사시키기 위한 y축 반사미러(56)와, 상기 y축 반사미러(56)의 회동축에 연결 설치되어 소정의 패턴에 따라 y축 반사미러(56)를 한 스탭씩 회동시키기 위한 스탭모터(57)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공호스 제조장치.
제 1 항에 있어서,

상기 보정유닛(20)은, 상기 원단 롤(10)을 회전 가능하게 지지하는 동시에 원단(1)의 이송방향에 수직으로 직선이동 가능하게 설치된 프레임(23)과, 이송되는 원단(1)의 좌우 치우침을 검출하는 제1 센서(25)와, 상기 제1 센서(25)에 의해 검출된 원단(1)의 좌우 치우침을 보정하기 위해서 상기 프레임(23)을 상기 원단(1)의 이송방향에 수직으로 이동시키는 구동수단(26)으로 이루어지며,

상기 인쇄유닛(40)은, 원단(1)의 표면에 라벨을 인쇄하는 음각롤러(41) 및 가압롤러(42)와, 상기 음각롤러(41)의 표면에 페인트와 같은 도료를 적시기 위하여 도료를 수용하고 있는 도료 수용부재(43)와, 상기 음각롤러(41)의 음각부분 이외의 부분에 묻어 있는 도료를 긁어내기 위한 긁개(45)로 이루어지며,

상기 천공유닛(50)은, 상기 레이저빔 발진기(52)와 x축 반사미러(54) 사이에 위치하여 상기 발진기(52)로부터 발사된 레이저빔의 지름을 조절하여 천공될 관통구멍(1a)의 크기를 제어하기 위한 텔레스코프(53)와, 상기 y축 반사미러(56)와 원단(1) 사이에 위치하여 y축 반사미러(56)로부터 조사되는 레이저빔을 원단(1) 표면에 대해 수직으로 입사시키기 위한 텔레센트릭 스캔 렌즈(58)를 더 포함하며,

상기 원통 형성유닛(60)은, 호스 형태를 이루기 위해서 서로 협력하여 평평한 원단의 양쪽 가장자리를 말아 올리도록 안내하는 원통 형성용 롤러(61) 및 수평 안내롤러(62)와, 복수개의 원추형 롤러(63)와, 호스 형태를 이룬 원단의 서로 겹쳐지는 부분에 접착제를 도포하기 위한 접착제 도포장치(65)와, 호스 형태를 이룬 원단의 좌우 치우침을 검출하는 제2 센서(67)와, 접착제가 도포된 후 압착하여 접착시킴으로서 호스 형태를 이루도록 하는 한 쌍의 압착롤러(68)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천공호스 제조장치.
원단 롤(10)과;

상기 원단 롤(10)로부터 풀려 나오는 원단(1)의 장력을 소정값 이상으로 유지하기 위한 장력 유지유닛(30)과;

상기 장력 유지유닛(30)에 의해 장력이 유지된 상태로 이송되는 원단(1)의 표면에 라벨을 인쇄하기 위한 인쇄유닛(40)과;

상기 인쇄유닛(40)을 통과한 원단(1)에 레이저빔에 의해 관통구멍을 형성하는 천공유닛(50)과;

상기 천공유닛(50)을 통과한 원단(1)을 원통형상 호스로 만들기 위한 원통 형성유닛(60)과;

완성된 완제품 호스를 감아두는 완제품 롤(19)과;

복수개의 보조롤러들(71 ∼ 78); 을 포함하여 이루어지며,

여기에서 상기 천공유닛(50)은,

원단(1)의 이송을 안내하여 천공작업을 용이하게 하는 전후방 안내롤러(51)와, 레이저빔이 생산되는 레이저빔 발진기(52)와, 원단(1)의 길이방향으로 회동 가능하게 설치되어 상기 발진기(52)로부터의 레이저빔을 반사시키기 위한 x축 반사미러(54)와, 상기 x축 반사미러(54)의 회동축에 연결 설치되어 x축 반사미러(54)를 원단(1)의 이동속도와 동기화된 속도로 회동시키기 위한 구동모터(55)와, 원단(1)의 폭방향으로 회동 가능하게 설치되어 x축 반사미러(54)로부터 반사된 레이저빔을 원단(1)의 표면으로 조사시키기 위한 y축 반사미러(56)와, 상기 y축 반사미러(56)의 회동축에 연결 설치되어 소정의 패턴에 따라 y축 반사미러(56)를 한 스탭씩 회동시키기 위한 스탭모터(57)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공호스 제조장치.
제 3 항에 있어서,

상기 장력 유지유닛(30)은, 상기 원단(1)의 이송에 의해 종동되는 회전 측정용 롤러(31)와, 상기 회전 측정용 롤러(31)의 회전을 검출하는 회전 감지센서(33)와, 상기 회전 감지센서(33)로부터 검출된 정보에 근거하여 원단 롤(10)의 회전을 제어하는 브레이크 장치(35)로 이루어지며,

상기 인쇄유닛(40)은, 원단(1)의 표면에 라벨을 인쇄하는 음각롤러(41) 및 가압롤러(42)와, 상기 음각롤러(41)의 표면에 페인트와 같은 도료를 적시기 위하여도료를 수용하고 있는 도료 수용부재(43)와, 상기 음각롤러(41)의 음각부분 이외의 부분에 묻어 있는 도료를 긁어내기 위한 긁개(45)로 이루어지며,

상기 천공유닛(50)은, 상기 레이저빔 발진기(52)와 x축 반사미러(54) 사이에 위치하여 상기 발진기(52)로부터 발사된 레이저빔의 지름을 조절하여 천공될 관통구멍(1a)의 크기를 제어하기 위한 텔레스코프(53)와, 상기 y축 반사미러(56)와 원단(1) 사이에 위치하여 y축 반사미러(56)로부터 조사되는 레이저빔을 원단(1) 표면에 대해 수직으로 입사시키기 위한 텔레센트릭 스캔 렌즈(58)를 더 포함하며,

상기 원통 형성유닛(60)은, 호스 형태를 이루기 위해서 서로 협력하여 평평한 원단의 양쪽 가장자리를 말아 올리도록 안내하는 원통 형성용 롤러(61) 및 수평 안내롤러(62)와, 복수개의 원추형 롤러(63)와, 호스 형태를 이룬 원단의 서로 겹쳐지는 부분에 접착제를 도포하기 위한 접착제 도포장치(65)와, 호스 형태를 이룬 원단의 좌우 치우침을 검출하는 제2 센서(67)와, 접착제가 도포된 후 압착하여 접착시킴으로서 호스 형태를 이루도록 하는 한 쌍의 압착롤러(68)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천공호스 제조장치.
원단 롤(10)로부터 풀려 나오는 원단(1)을 제1 이송롤러(27)와 제1 센서(25)를 순차적으로 통과시키면서 좌우 치우침을 감시하고, 제1 센서에 의해 치우침이 검출되면 구동수단(26)으로 신호가 전달되어 원단 롤(10)을 지지하는 프레임(23)을 베이스(21) 상에서 좌우로 이동시킴으로서 이송되는 원단의 좌우 치우침을 보정하는 단계와;

상기 원단의 좌우 치우침을 보정하는 단계에 의해 치우침이 보정된 상태로 이송되는 원단(1)의 표면에 인쇄유닛(40)에 의해서 라벨을 인쇄하는 단계와;

상기 인쇄유닛(40)을 통과한 원단(1)에 레이저빔 발진기(52)로부터 조사되는 레이저빔을 상기 원단(1)의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 원단 표면 상에 집속시킴으로써 원단 표면 상에 소정 패턴의 관통구멍을 천공하는 단계와;

상기 천공유닛(50)을 통과한 원단(1)을 원통 형성유닛(60)에 의해서 원통형상 호스로 만들어 완제품 롤(19)에 감아두는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공호스 제조방법.
원단 롤(10)로부터 풀려 나오는 원단(1)에 의해 회전 측정용 롤러(31)를 회전시키고, 원단(1)이 원단 롤(10)로부터 과도하게 풀려 나와서 원단(1)에 가해지는 장력의 세기가 변화되면서 회전 측정용 롤러(31)의 회전속도에 변화가 발생하면 회전 감지센서(33)는 브레이크 장치(35)를 작동시킴으로써 원단 롤(10)이 회전하는 것을 방해하여 원단(1)이 풀려 나가지 않도록 하고, 소정의 장력이 회복되면 브레이크 장치(35)의 작동은 해제되어 원단 롤(10)로부터 원단(1)이 풀려 나가도록 하여 이송되는 원단(1)에 소정의 장력을 유지시키는 단계와;

상기 원단의 장력을 유지하는 단계에 의해 장력이 유지된 상태로 이송되는 원단(1)의 표면에 인쇄유닛(40)에 의해서 라벨을 인쇄하는 단계와;

상기 인쇄유닛(40)을 통과한 원단(1)에 레이저빔 발진기(52)로부터 조사되는 레이저빔을 상기 원단(1)의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 원단 표면 상에 집속시킴으로써 원단 표면 상에 소정 패턴의 관통구멍을 천공하는 단계와;

상기 천공유닛(50)을 통과한 원단(1)을 원통 형성유닛(60)에 의해서 원통형상 호스로 만들어 완제품 롤(19)에 감아두는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공호스 제조방법.
레이저 발진 장치로부터 조사되는 레이저빔을 LLDP 비닐 소재의 호스원단의 길이방향 및 폭방향으로 유도하여 호스원단 표면 상에 집속시킴으로써 호스원단 표면 상에 소정 패턴의 관통구멍을 형성시킨 것을 특징으로 하는 LLDP 비닐 천공호스.