KR20190075535A

KR20190075535A - 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치가 이용되는 전처리 코팅 섬유원단

Info

Publication number: KR20190075535A
Application number: KR1020170177196A
Authority: KR
Inventors: 어온석; 심은섭; 어태수; 김동효; 김태선
Original assignee: (주)나노피엔씨
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-07-01

Abstract

전처리 코팅장치 및 이에 의해 제조되는 전처리 코팅 섬유원단이 개시되어 있다.
이 중, 전처리 코팅 섬유원단은, 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치를 이용하는 전처리 코팅 섬유원단으로, 상기 원단공급유닛으로부터 섬유원단이 공급되면, 상기 원단이송유닛에 의해 이송되는 과정에서 정전기가 소거되고, 상기 전처리 코팅유닛에 의해 섬유원단에 전처리 용액을 코팅하며, 상기 전처리 용액이 코팅된 섬유원단을 건조유닛을 통과시켜서 건조시킨 후, 상기 회수유닛에 의해 회수하여서 된 것을 특징으로 한다.

Description

전처리 코팅장치 및 이에 의해 제조되는 전처리 코팅 섬유원단{A pretreatment coating apparatus and pretreatment coated fiber fabric produced thereby}

본 발명은 섬유원단에 프라이머 또는 콜라겐 등의 전처리 물질을 코팅하기 위한 전처리 코팅장치 및 이에 의해 제조되는 전처리 코팅 섬유원단에 관한 것이다.

예컨대, 염색가공단계에서의 기능성 물질의 부여방법으로는 처리액을 침지, 스프레이 등의 방법으로 부여 후 열고정하는 방법, 처리액과 섬유간의 바인더 역할을 수행할 수 있는 수지를 배합하여 침지 내지는 코팅방식으로 섬유에 고착하는 방법, 염료와 유사한 입자크기를 지니며 섬유에 친화성을 지니는 물질을 염색욕에서 농도구배에 의해 섬유 표면 또는 내부로 고착시키는 흡진법이 널리 사용되고 있다.

한편, 섬유에 부착된 기능성 물질이 사용 중 반복세탁에 견디는 내구성의 정도를 보면, 중합단계에서 기능성 물질을 첨가해 분산 및 공중합물로 만드는 것이 가장 좋다고 할 수 있고, 방사단계에서 섬유 내부에 분산시키는 방법 또는 내구성이 양호한 편이다.

그러나, 이러한 방법으로 제조된 섬유는 기능성 물질이 섬유 표면뿐만 아니라, 내부에도 고르게 분포되어 있어 고가의 기능성 물질을 사용하기에는 비용 상승의 문제로 인하여 바람직하지 않다.

반면, 염색가공 등 후가공 단계에서의 표면 기능화 시도는 자유로운 제품화면에서 장점이 있으나 대상으로 하는 섬유와 물질 간에 강한 결합을 이루지 않으면 사용 중 세탁에 의해 기능성 물질이 섬유 표면으로부터 탈락되어 그 성능이 현저하에 저하되는 문제가 있을 수 있으며 세탁에의 내구성을 증진시키기 위하여 섬유와 기능성 물질 사이에서 바인더 역할을 하는 수지를 이용하는 경우에도 원하는 수준의 세탁 내구성을 달성하기 어려우며 또한 섬유 본래의 태를 변형시키는 결과를 초래하기도 한다.

대표적인 기능성 섬유로는 은성분이 함유된 항균원단이 있으며, 은함유 섬유제품을 제조하는 일반적인 방법은 은나노 입자를 물이나 기타 용매에 분산시켜 분산욕을 제조한 후, 섬유공정 중 상기 분산욕에 희석시켜 가공함으로써, 은나노 가공으로 실시할 수 있다.

그러나, 이러한 방법으로 은나노 가공을 실시할 경우, 콜로이드 상태의 은나노 용액 또는 욕 중에 희석시킬 때 분산 안정성이 확보되지 않아 직물 상에 균일한 도포가 어려울 뿐만 아니라, 불필요하게 섬유 내부까지 기능성 물질인 은나노 입자가 침투되어 비효율적이다.

따라서, 섬유원단에 전처리 물질을 코팅한 후, 그 위에 기능성 물질을 코팅함으로써 기능성 물질이 섬유원단에 침투되지 않고 전처리 물질 상에 코팅됨에 따라 기능성 물질의 기능성을 배가시키고 코팅량도 절감할 수 있는 전처리 기술이 필요하고, 이 전처리 물질을 코팅하기 위한 코팅장치 또한 필요하다.

문헌 1 : 공개특허공보 제10-2015-0049482호(2015년 05월 08일 공개)

본 발명의 일 측면은 섬유원단에 전처리 물질을 유효하게 코팅하기 위한 전처리 코팅장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 측면은 전처리 코팅장치 및 전처리 코팅방법을 의해 제조되는 전처리 코팅원단을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 일 목적에 따라, 섬유원단에 전처리 용액을 코팅하는 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치로서, 롤상의 섬유원단을 공급하는 원단공급유닛; 상기 원단공급유닛으로 공급되는 섬유원단을, 제공되는 동력에 의해 다음 구간으로 강제 이송시키며, 상기 섬유원단의 수평도를 유지해 주는 수평유지부재와 정전기를 소거하는 정전기 소거부재를 포함하는 원단이송유닛; 상기 원단이송유닛으로 이송되어온 섬유원단의 두께 또는 종류에 따라 코터의 각도를 변경하여 전처리 용액을 코팅하는 전처리 코팅유닛; 상기 전처리 용액이 코팅된 섬유원단을 건조시켜주는 건조유닛; 및 상기 건조유닛으로부터 이송되어온 건조된 섬유원단을 롤상으로 회수하되, 섬유원단의 장력을 자율측정하여 장력을 일정하게 유지시켜주는 덴서롤을 포함하는 회수유닛;을 포함하는 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 원단공급유닛은, 공급유닛 몸체부; 상기 공급유닛 몸체부에 회전 가능하게 설치된 채, 섬유원단을 권회하고 있으며, 파워 클러치에 의해 감속된 상태로 섬유원단이 풀리는 방향으로 회전되는 언와인더; 상기 공급유닛 몸체부에 회전 가능하게 지지된 채, 상기 언와인더로부터 풀려져 나오는 섬유원단을 인출방향으로 안내하는 다수의 인출 안내롤러; 상기 언와인더와 인출 안내롤러 사이에 배치된 채, 상기 언와인더에 권회되어 있는 섬유원단을 눌러주는 기능을 하되, 상기 공급유닛 몸체부에 상단이 핀 결합되고 하단은 상기 언와인더에 근접 또는 원접되는 방향으로 회동 가능한 롤러 브라켓과; 상기 롤러 브라켓의 하단에 결합되어 상기 언와인더에 권회되어 있는 섬유원단의 표면을 눌러주는 누름롤러로 이루어진 누름부재; 상기 공급유닛 몸체부에 하단이 핀 결합되고, 로드는 상기 롤러 브라켓의 상부와 결합되어, 로드의 진퇴동작에 따라 상기 롤러 브라켓을 회동시켜서 누름롤러의 위치를 변위시켜주는 누름롤러 변위용 실린더;로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 원단이송유닛은, 이송유닛 몸체부; 상기 섬유원단을 이송유닛 몸체부로 진입되도록 안내하는 하나 이상의 진입측 안내롤러; 상기 이송유닛 몸체부의 상측에 구동모터에 의해 강제 회전되면서 상기 진입측 안내롤러에 의해 진입된 섬유원단을 인출방향으로 이송시켜주는 구동롤러; 상기 구동롤러의 하부에 밀접하게 설치되어 섬유원단을 구동롤러로 밀착시켜주는 역할을 하되, 상기 구동롤러와 근접 및 원접되는 방향으로 위치변위가 가능하게 설치되는 종동롤러; 상기 이송유닛 몸체부에 일단이 힌지 결합되며, 중간부위에는 상기 종동롤러가 회전 가능하게 결합되는 종동롤러 브라켓; 상기 이송유닛 몸체부에 하단이 핀 결합되고, 로드는 상기 종동롤러 브라켓의 타단과 결합되어, 로드의 진퇴동작에 따라 종동롤러 브라켓을 회동시켜서 이에 결합되어 있는 종동롤러의 위치를 변위시켜주는 종동롤러 변위용 실린더; 상기 이송유닛 몸체부에 설치된 채, 상기 구동롤러를 통과한 섬유원단에 정전기 소거제를 분사하여 주는 정전기 소거부재; 상기 이송유닛 몸체부에 마련된 채, 상기 이송유닛 몸체부로 진입되는 섬유원단의 수평상태를 유지시켜주는 섬유원단 수평유지부재;로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 전처리 코팅유닛은, 전처리 코팅 몸체부; 상기 전처리 코팅 몸체부에 수평 상으로 배치되어, 상기 원단이송유닛으로 부터 인입되는 섬유원단을 수평상으로 안내하는 다수의 안내롤러; 상기 전처리 코팅 몸체부에 수직상으로 설치되는 수직레일; 상기 수직레일을 따라 승강 가능하게 설치되며, 섬유원단 상에 전처리 용액을 분사 코팅하여 주는 코터; 상기 코터에 구비되는 회전축을 기점으로 코터의 수평 기울기를 조절하기 위한 기울기 조절부재; 상기 코터와 결합되어 상기 코터를 승강시켜주는 코터 승강용 실린더;로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 건조유닛은, 하부재; 상기 하부재의 길이방향으로 수평 배치된 채 상기 전처리 코팅유닛으로부터 이송되어온 섬유원단을 수평 안내하는 다수의 안내롤러; 상기 하부재의 중앙부에 구동모터에 의해 회전 구동되는 구동벨트기어; 상기 구동벨트기어와 각 안내롤러에 구비되는 롤러기어를 연결하여, 구동벨트기어의 회전동력이 각 롤러기어로 전달되도록 하는 동력전달벨트; 상기 하부재 상에 승강 가능하게 설치되며, 별도로 마련되는 온풍공급유닛으로부터 내부의 챔버로 공급받아서 상기 섬유원단을 향해 온풍을 송풍하여 주는 상부재;로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 회수유닛은, 회수 몸체부; 상기 회수 몸체부로 인입되는 섬유원단을 안내하는 다수의 진입측 안내롤; 상기 진입측 안내롤에 의해 안내되는 섬유원단의 장력을 자율측정하고, 그 측정값이 규정치를 초과하거나 또는 규정치 미만일 경우 섬유원단의 장력을 규정치로 교정하여 줌으로써 항상 일정한 장력이 유지되도록 하는 덴서롤러; 상기 회수 몸체부에 지지된 채 구동모터에 의해 강제회전되면서 상기 진입측 안내롤에 의해 진입된 섬유원단을 인출방향으로 이송시켜주는 구동롤러; 상기 구동롤러의 상부에 밀접하게 배치되어 섬유원단을 구동롤러로 가압해 주는 종동롤러; 상기 종동롤러의 상부에 종동롤러와 근접 및 원접되는 방향으로 위치변위가 가능하게 설치되는 보조롤러; 상기 회수 몸체부에 일단이 핀 결합되고, 타단은 핀 결합부위를 기점으로 회동 가능한 상태이며, 그 중간부위에 상기 보조롤러가 회전 가능하게 설치되는 브라켓; 상기 회수 몸체부에 일단이 핀 결합된 채, 로드가 상기 브라켓의 타단에 연결되어 로드의 진퇴동작에 따라 브라켓의 타단을 회동시켜주는 보조롤러 변위용 실린더; 상기 회수 몸체부로부터 인출되는 섬유원단을 롤형태로 회수하는 리와인더;로 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 목적에 따라, 상기 기재된 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치를 이용하는 전처리 코팅 섬유원단으로, 상기 원단공급유닛으로부터 섬유원단이 공급되면, 상기 원단이송유닛에 의해 이송되는 과정에서 정전기가 소거되고, 상기 전처리 코팅유닛에 의해 섬유원단에 전처리 용액을 코팅하며, 상기 전처리 용액이 코팅된 섬유원단을 건조유닛을 통과시켜서 건조시킨 후, 상기 회수유닛에 의해 회수하여서 된 전처리 코팅 섬유원단이 제공된다.

바람직하게, 상기 전처리 용액은 에폭시 계열, 나일론 계열, 우레탄 계열, 아크릴 계열 중 어느 하나로 된 프라이머 또는 콜라겐으로 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 섬유원단에 전처리 물질을 코팅한 후, 그 위에 기능성 물질을 코팅함으로써 기능성 물질이 섬유원단에 침투되지 않고 전처리 물질 상에 코팅됨에 따라 기능성 물질의 기능성을 배가시키고 기능성 물질의 코팅량도 절감할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 코팅장치에 의해 상기한 전처리 물질을 섬유원단에 유효하게 코팅할 수 있어서 양질의 제품을 대량으로 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전처리 코팅장치의 전체 구성도
도 2는 원단공급유닛의 상세도
도 3은 원단이송유닛의 상세도
도 4는 전처리 코팅유닛의 상세도
도 5는 건조유닛의 상세도
도 6은 회수유닛의 상세도
도 7은 본 발명에 따른 전처리 코팅 섬유원단의 구성도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 전처리 코팅장치의 전체 구성도이다.

도 1에 따르면, 본 발명에 따른 전처리 코팅장치(100)는 섬유원단에 전처리 용액을 코팅하기 위한 전용 코팅장치로서, 롤상의 섬유원단을 자동으로 풀어서 공급하는 원단공급유닛(200)과, 상기 원단공급유닛으로 공급되는 섬유원단을, 제공되는 동력에 의해 다음 구간으로 강제 이송시켜주는 원단이송유닛(300)과, 상기 원단이송유닛으로부터 이송되어온 섬유원단 상에 전처리 용액을 코팅하는 전처리 코팅유닛(400)과, 상기 전처리 용액이 코팅된 섬유원단을 건조시켜주는 건조유닛(500) 및 상기 건조유닛으로부터 이송되어온 건조된 섬유원단을 롤상으로 회수하는 회수유닛(600)을 포함할 수 있다.

첨부된 도 2는 원단공급유닛의 상세도이다.

상기한 전처리 코팅장치(100)의 일 파트인 원단공급유닛(200)은 공급유닛 몸체부(210), 언와인더(220), 인출 안내롤러(230), 누름부재(240) 및 누름부재 변위용 실린더(250)를 포함한다.

상기 공급유닛 몸체부(210)는 원단공급유닛(200)의 프레임 역할을 하는 것으로, 원단공급유닛의 각 구성품들이 지지된다.

상기 언와인더(220)는 보빈형태로 되어 전처리 할 섬유원단(1)을 롤상으로 감고 있는 것으로, 상기 공급유닛 몸체부(210)에 회전 가능하게 설치되되, 파워 클러치(221)에 의해 감속된 상태로 섬유원단이 풀리는 방향(도면상 좌측방향)으로 회전된다.

여기서, 파워 클러치(221)는 상기 원단이송유닛(300)에서 섬유원단(1)을 잡아 당길 경우, 언와인더(220)가 관성력에 의해 자전될 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 적절한 제동력을 제공하는 것이다.

상기 인출 안내롤러(230)는 섬유원단(1)을 배출방향으로 안내하는 역할을 하는 것으로, 상기 공급유닛 몸체부(210)에 회전 가능하게 지지된 채, 상기 언와인더(220)로부터 풀려져 나오는 섬유원단(1)을 인출방향으로 안내한다. 예컨대, 상기 인출 안내롤러(230)는 상하 한 쌍으로 구성되어, 이에 섬유원단(1)을 s자형으로 거치할 수 있다.

상기 누름부재(240)는 상기 언와인더(220)에 권회되어 있는 섬유원단(1)이 풀리지 않도록 섬유원단(1)의 표면을 눌러주는 역할을 하는 것으로, 상기 언와인더(220)와 인출 안내롤러(230) 사이에 배치된다.

이러한 누름부재(240)는 상기 공급유닛 몸체부(210)에 상단이 핀 결합되고 하단은 상기 언와인더(220)에 근접 또는 원접되는 방향으로 회동 가능한 롤러 브라켓(241)과, 상기 롤러 브라켓의 하단에 결합되어 상기 언와인더(220)에 권회되어 있는 섬유원단의 표면을 눌러주는 누름롤러(242)로 구성될 수 있다.

누름부재 변위용 실린더(250)는 상기 롤러 브라켓(241)을 회동시키기 위한 것으로, 상기 공급유닛 몸체부(210)에 하단이 핀 결합되고, 로드는 상기 롤러 브라켓(241)의 상부와 결합되어 로드의 진퇴 동작에 따라 상기 롤러 브라켓을 회동시켜서 결국 누름롤러(242)의 위치를 변위시켜주게 된다.

예컨대, 도 2의 하측 도면에서와 같이, 언와인더(220)에 권회되어 있는 섬유원단(1)의 볼륨이 일점쇄선에서 실선부위까지 축소되면, 누름부재 변위용 실린더(250)의 로드가 전진동작하여 롤러 브라켓(241)의 하단을 도면상 반시계방향으로 회전시키게 되고, 이에 따라, 롤러 브라켓(241)의 하단에 결합되어 있는 누름롤러(242)가 언와인더(220)의 축소된 섬유원단(1)의 표면을 눌러주게 된다.

첨부된 도 3은 원단이송유닛의 상세도이다.

상기한 전처리 코팅장치(100)의 일 파트인 원단이송유닛(300)은, 이송유닛 몸체부(310), 진입측 안내롤러(320), 구동롤러(330), 종동롤러(340), 종동롤러 브라켓(350), 종동롤러 변위용 실린더(360), 정전기 소거부재(370) 및 섬유원단 수평 유지부재(380)를 포함한다.

상기 이송유닛 몸체부(310)는 원단이송유닛(300)의 프레임 역할을 하는 것으로, 원단이송유닛의 각 구성품들이 지지된다.

상기 진입측 안내롤러(320)는 상기 이송유닛 몸체부(310)의 진입측에 회전 가능하게 설치된 채 섬유원단(1)을 이송유닛 몸체부로 진입되도록 안내하는 역할을 한다. 더 정확하게는 상기 구동롤러(330)로 안내하는 역할을 한다.

상기 구동롤러(330)는 상기 이송유닛 몸체부(310)의 상측에 구동모터(M)에 의해 강제 회전되면서 상기 진입측 안내롤러(320)에 의해 진입되는 섬유원단(1)을 인출방향으로 이송시켜주는 역할을 한다.

상기 종동롤러(340)는 상기 구동롤러(330)의 하부에 밀접하게 설치되어 섬유원단(1)을 구동롤러로 밀착시켜 주는 역할을 한다. 이에 따라 구동롤러(330)와 종동롤러(340)에 의해 섬유원단(1)을 견고하게 파지하여 이송시킬 수 있게 된다.

아울러, 상기 종동롤러(340)는 상기 구동롤러(330)와 근접 및 원접되는 방향으로 위치변위가 가능하게 설치될 수 있다. 여기서, 위치변위는 상기 종동롤러 브라켓(350) 및 종동롤러 변위용 실린더(360)에 의한다.

상기 종동롤러 브라켓(350)은 상기 이송유닛 몸체부(310)에 일단이 힌지 결합되어, 이 일단을 중심으로 타단이 회동 가능한 상태에 있다. 그리고, 그 중간부위에는 상기 종동롤러(340)가 회전 가능하게 결합된다.

상기 종동롤러 변위용 실린더(360)는 상기 이송유닛 몸체부(310)에 하단이 핀 결합되고, 로드는 상기 종동롤러 브라켓(350)의 타단과 결합되어, 로드의 진퇴동작에 따라 종동롤러 브라켓을 회동시켜서 이에 결합되어 있는 종동롤러(340)의 위치를 변위시켜주는 역할을 하게 된다.

이렇게 종동롤러(340)의 위치를 변위시키는 이유는 구동롤러(330)와 종동롤러(340)의 사이로 섬유원단(1)을 용이하게 거치하기 위함이다.

아울러, 상기 이송유닛 몸체부(310)에는 상기 종동롤러(340)를 구동롤러(330)를 향해 미세하게 위치조절하기 위한 핸들형 미세 위치조절부재(391)이 설치될 수 있다. 이 미세 위치조절부재(391)는 섬유원단(1)의 두께 또는 종류에 따라 구동롤러(330)와 종동롤러(340) 사이간격을 미세하게 조절할 필요가 있을 때 유용하게 활용될 수 있다.

상기 정전기 소거부재(370)는 상기 이송유닛 몸체부(310)에 설치된 채, 상기 구동롤러(330)를 통과한 섬유원단(1)에 정전기 제거를 위해 정전기 소거재를 분사해 주는 역할을 한다. 이 정전기 소거부재(370)는 브라켓(371)에 의해 이송유닛 몸체부(310)의 측면에 고정되고, 브라켓(371)에는 장공이 형성되어 있어서 이 장공의 길이범위내에서 정전기 소거부재(370)의 위치를 교정할 수 있다.

상기 수평유지부재(380)는 상기 이송유닛 몸체부(310)에 마련되며, 이송유닛 몸체부로 진입되는 섬유원단(1)의 수평상태를 유지시켜주는 역할을 한다. 섬유원단(1)은 넓은 폭으로 되어 있어서 상기 원단공급유닛(200)으로부터 원단이송유닛(300)으로 넘어오는 과정에서 기울거나 쭈그러지거나 하는 등의 문제가 발생할 수 있는데, 수평유지부재(380)를 이를 방지하기 위해, 최선단에 섬유원단(1)의 저면을 접촉되게 지지함으로써 기울거나 쭈그러진 원단을 교정하여 수평상태를 유지토록하는 수평대(381)이 구성된다. 이에 더하여, 상기 수평대(381)는 지지바(382)에 의해 지지되며, 상기 지지바(382)는 상기 이송유닛 몸체부(310)이 결합되어 있는 룰렛부(383)에 결합된 구성을 갖는다. 여기서, 상기 지지바(382)의 룰렛부(383)에 각도조절 가능하게 설치되며, 지지바(382)의 중간부위에는 관절부(382a)가 구성되어 있어서 상기 수평대(381)의 설치각도를 조절할 수 있다.

첨부된 도 4는 전처리 코팅유닛의 상세도이다.

상기한 전처리 코팅장치(100)의 일 파트인 전처리 코팅유닛(400)은, 전처리 코팅 몸체부(410), 안내롤러(420), 수직레일(430), 코터(440), 기울기 조절부재(450) 및 코터 승강용 실린더(460)를 포함한다.

상기 전처리 코팅 몸체부(410)는 전처리 코팅유닛(400)의 프레임 역할을 하는 것으로, 전처리 코팅유닛의 각 구성품들이 지지된다.

상기 안내롤러(420)는 상기 전처리 코팅 몸체부(410)에 수평 상으로 배치되어, 상기 원단이송유닛(300)으로부터 인입되는 섬유원단(1)을 수평상으로 안내하는 역할을 하는 것으로 다수 개로 구성된다.

상기 수직레일(430)은 상기 전처리 코팅 몸체부(410)에 수직상으로 설치되는 것으로, 상기 코터(440)를 포함하는 관련부품 전체를 상하로 위치조절할 때 가이드 역할을 한다.

상기 코터(440)는 상기 수직레일(430)을 따라 승강 가능하게 설치되어, 섬유원단(1)에 전처리 용액을 분사 코팅하는 역할을 하는 것이다. 상기 코터(440)로 공급되는 전처리 용액은 전처리 용액 공급유닛(470)으로부터 제공된다. 상기 전처리 용액 공급유닛(470)은 전처리 용액이 저장된 탱크(471)와, 상기 탱크의 전처리 용액을 상기 코터(440)로 펌핑하여 공급해 주는 공급펌프(472)로 구성될 수 있다.

상기 기울기 조절부재(450)는 상기 코터(440)에 구비되는 회전축(441)을 기점으로 코터의 수평 기울기를 조절하기 위한 것으로, 이 기울기 조절부재(450)는 핸들(451)과, 상기 핸들의 회전에 의해 작동되는 기어박스(452)로 구성되며, 상기 기어박스(452)는 코터(440)의 축(441)에 연결되어 코터(440)의 기울기를 조절할 수 있다.

상기 코어 승강용 실린더(460)는 상기 코터(440)를 승강시켜주는 역할을 하는 것으로, 코터(440)를 섬유원단(1)으로부터 이격시킬 때, 또는 이격된 코터(440)를 섬유원단(1)으로 근접시킬 때 유용하게 활용된다.

한편, 상기 코터(440)를 교환하거나 세척할 때는 작업장의 천장에 설치되는 천장 크레인(C)을 이용할 수 있다.

첨부된 도 5는 건조유닛의 상세도이다.

상기한 전처리 코팅장치(100)의 일 파트인 건조유닛(500)은, 하부재(510), 안내롤러(520), 구동벨트기어(530), 동력전달벨트(540) 및 상부재(550)를 포함한다.

상기 하부재(510)는 건조다이 역할을 하는 것이다.

상기 안내롤러(520)는 상기 하부재(510)의 길이방향으로 수평 배치된 채 상기 전처리 코팅유닛(400)으로부터 이송되어온 섬유원단(1)을 수평 안내하는 역할을 하는 것으로 다수개로 구성된다.

상기 구동벨트기어(530)는 상기 하부재(510)의 중앙부에 구동모터(M)에 의해 회전 구동되게 설치된다.

상기 동력전달벨트(540)는 상기 구동벨트기어(530)와 각 안내롤러(520)에 구비되는 롤러기어(560)를 연결하여, 구동벨트기어(530)의 회전동력이 각 롤러기어(560)로 전달되게 하는 역할을 한다. 따라서, 상기 구동모터(M)에 의해 구동벨트기어(530)가 회전되면, 동력전달벨트(540)에 의해 연결된 각 안내롤러(520)가 연동하게 된다.

상기 상부재(550)는 상기 하부재(510) 상에 실린더(570)에 의해 승강 가능하게 설치되며, 상기 상부재(550)에 연결되게 마련되는 온풍공급유닛(580)로부터 내부의 챔버로 온풍을 공급받아서 섬유원단(1)을 향해 온풍을 송풍하여 줌으로써 전처리 용액이 코팅된 상태인 섬유원단(1)을 건조시켜주게 된다.

도 6은 회수유닛의 상세도이다.

상기한 전처리 코팅장치(100)의 일 파트인 회수유닛(600)은, 회수 몸체부(610), 진입측 안내롤러(620), 덴서롤러(630), 구동롤러(640), 종동롤러(650), 보조롤러(660), 브라켓(670), 보조롤러 변위용 실린더(680) 및 리와인더(690)를 포함한다.

상기 회수 몸체부(610)는 회수유닛(600)의 프레임 역할을 하는 것으로, 회수유닛의 각 구성품들이 지지된다.

상기 진입측 안내롤러(620)는 상기 회수 몸체부(610)로 인입되는 섬유원단(1)을 안내하기 위한 것으로 다수개로 구성될 수 있다.

상기 덴서롤러(630)는 상기 진입측 안내롤러에 의해 안내되는 섬유원단(1)의 장력을 자율 측정하고, 그 측정값이 규정치를 초과하거나 또는 미만일 경우 섬유원단(1)의 장력을 규정치로 교정해 줌으로써 항상 일정한 장력이 유지되도록 하는 역할을 한다.

여기서, 덴서롤러(630)는 도 6의 하부 도면에서와 같이, 상기 회수 몸체부(610)에 상단이 힌지 결합되고, 하단은 회동 가능한 상태인 덴서롤러 브라켓(631)의 하단에 결합되어 있으며, 상기 덴서롤러 브라켓(631)은 브라켓 실린더(632)에 의해 회전된다.

이러한 구성에 의하면, 브라켓 실린더(632)의 로드가 승강 작동됨에 따라 이에 연결된 덴서롤러 브라켓(631)이 도면상 시계방향 또는 반시계방향으로 회전된다. 따라서, 상기 덴서롤러 브라켓(631)의 하단에 결합된 덴서롤러(630)가 섬유원단(1)을 당기거나 또는 놓아줌으로써 장력을 조절할 수 있다.

상기 구동롤러(640)는 상기 회수 몸체부(610)에 지지된 채 구동모터(M)에 의해 강제회전되면서 상기 진입측 안내롤러(620)에 의해 진입된 섬유원단(1)을 인출방향으로 이송시켜주는 역할을 한다.

상기 종동롤러(650)는 상기 구동롤러(640)의 상부에 밀접하게 배치되어 섬유원단(1)을 구동롤러(640)로 가압해 주는 역할을 하는 것이다. 이로써 구동롤러(640)와 종동롤러(650)에 의해 그 사이를 통과하는 섬유원단(1)을 강하게 파지할 수 있게 된다.

상기 보조롤러(660)는 상기 종동롤러(650)의 상부에 종동롤러와 근접 및 원접되는 방향으로 위치변위가 가능하게 설치된다. 상기 보조롤러(660)는 러버롤러로서 종동롤러(650)와의 사이로 통과되는 섬유원단(1)이 슬립되지 않고 원활하게 이송되도록 한다.

상기 브라켓(670)은 상기 회수 몸체부(610)에 일단이 핀 결합되고, 타단은 핀 결합부위를 기점으로 회동 가능한 상태이며, 그 중간부위에 상기 보조롤러(660)가 회전 가능하게 설치된다.

상기 보조롤러 변위용 실린더(680)는 상기 회수 몸체부(610)에 일단이 핀 결합된 채, 로드가 상기 브라켓(670)의 타단에 연결되어 로드의 진퇴동작에 따라 브라켓의 타단을 회동시켜주는 역할을 한다. 따라서, 보조롤러 변위용 실린더(680)의 동작에 의해 보조롤러(660)를 종동롤러(650)와 근접 또는 원접되는 방향으로 변위시킬 수 있다.

상기 리와인더(690)는 상기 회수 몸체부(610)로부터 인출되는 섬유원단(1)을 롤형태로 회수하는 역할을 하는 것으로, 이 리와인더(690)의 모터(M)에 의해 자체 회전된다.

한편, 상기한 전처리 코팅장치를 이용하는 섬유원단(1)은 도 7에서와 같이, 상기 원단공급유닛(200)으로부터 섬유원단(1)이 공급되면, 상기 원단이송유닛(300)에 의해 이송되는 과정에서 정전기가 소거되고, 상기 전처리 코팅유닛(400)에 의해 섬유원단(1)에 전처리층(1a)이 코팅되며, 상기 전처리층(1a)이 코팅된 섬유원단(1)을 건조유닛(500)을 통과시켜서 건조시킨 후, 상기 회수유닛(600)에 의해 롤상으로 회수된다.

이렇게 회수된 전처리된 섬유원단(1)은 전처리층(1a) 상에 기능성 물질을 코팅할 때 기능성 물질이 섬유원단으로 침투되는 것을 방지할 수 있으므로 코팅의 완성도를 높일 수 있고, 코팅량도 절감할 수 있어서 경제적이다.

여기서, 상기 전처리층을 형성하는 전처리 용액은 에폭시 계열, 나일론 계열, 우레탄 계열, 아크릴 계열 중 어느 하나로 된 프라이머 또는 콜라겐으로 될 수 있다.

한편, 상기 전처리 용액은 기능성이 부여될 수 있다. 즉, 전처리 용액은 폴리아크릴에스터형 공중합체를 톨루엔 용제로 용해시켜 고형분 15~45 중량%, 점도 5,000~15,000cps(20℃)로 제조한 유성 아크릴수지와, 상기 유성 아크릴수지 100 중량부 대비 2~11㎛ 크기의 육방형 판상 결정체의 흑연 플레이크 2.0~20.0 중량부와, 상기 유성 아크릴수지 100 중량부 대비실리콘 수지 3.0~20.0 중량부 및 상기 유성 아크릴수지 100 중량부 대비 유기 용제 5.0~15.0 중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기한 전처리 용액의 바인더로서 사용되는 유성 아크릴수지는 섬유원단의 종류나 두께에 따라서 폴리아크릴에스터형 공중합체를 톨루엔 용제로 용해시켜 고형분 15~45 중량%, 점도 5,000~15,000cps(20℃)로 제조한 것이 바람직하다.

그리고, 상기 바인더인 유성 아크릴수지에 첨가되는 기능성 물질인 흑연은 탄소 동소체의 하나이며, 육각형이 이어진 거대한 망상의 층이 약한 반데발스(Van Der Waals) 힘으로 결합되어 층상구조를 형성하고, 내열성, 내식성이 높으며, 전기 및 열전도성이 양호한 특성을 가진다. 따라서, 상기 유성 아크릴수지 100 중량부에 대해 2~11㎛ 크기의 흑연 플레이크 2.0~20.0 중량부를 분산시켜, 섬유원단 표면에 도포함으로써 흑연이 가지는 보온성, 대전방지성 등의 기능성을 섬유원단에 부여한다.

한편, 상기한 유성 아크릴수지에 상기한 흑연 이외의 기능성 물질, 예를 들면, 섬유원단에 요구되는 기능성에 따라서 마이크론/나노 크기로 가동된 구리, 티타늄 등 금속이나 산화티타늄, 제올라이트 등과 같은 무기 산화물도 사용될 수도 있다.

그리고, 상기 유성 아크릴수지 100 중량부 대비 3.0~20.0 중량부가 첨가되는 실리콘 수지는 산성 조건에서 NH3+의 역할로 섬유원단에 우수한 유연성 및 세탁내구성, 방풍성 및 탄력성을 부여하고, 바인더인 폴리아크릴에스터형의 유성 아크릴수지에 마이크로 에멀젼화되어 섬유원단 표면에 고르게 분산되는 아미노 유연제(Amino Functional Silicone Softener)를 사용하는 것이 바람직하다.

그러나 섬유원단에 무황변과 유연성, 발수성, 반발 탄성을 부여하기 위해서는 에폭시 실리콘 수지, 우수한 드라이 핸드필(Dry hand feel), 무황변, 반발 탄성을 부여하기 위해서는 카르복시 실리콘 수지 등을 사용할 수도 있다.

마지막으로, 상기 유성 아크릴수지 100 중량부 대비 5.0~15.0 중량부가 첨가되는 상기 유기 용제는 기능성 코팅제의 점도를 섬유원단의 종류와 두께에 따라 5,000~15,000cps(20℃)로 조절한다. 기능성 코팅제의 점도는 섬유원단에 도포시 퍼짐성, 코팅층의 두께, 도포속도 등에 영향을 준다. 따라서, 상기 유기 용제는 상기 유성 아크릴수지 고형분을 용해하여 섬유원단에 용이하게 도포되도록 하며, 상기 흑연이 유성 아크릴수지에 골고루 분산 분포하도록 하며, 휘발성이 강한 특성을 가진 톨루엔이나 MEK(Methyl Ethyl Ketone), 솔벤트 등을 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

1 : 섬유원단 1a : 전처리층
100 : 전처리 코팅장치 200 : 원단공급유닛
210 : 공급유닛 몸체부 220 : 언와인더
230 : 인출 안내롤러 240 : 누름부재
300 : 원단이송유닛 310 : 이송유닛 몸체부
320 : 진입측 안내롤러 330 : 구동롤러
340 : 종동롤러 350 : 종동롤러 브라켓
360 : 종동롤러 변위용 실린더 370 : 정전기 소거부재
380 : 섬유원단 수평 유지부재 400 : 전처리 코팅유닛
410 : 전처리 코팅 몸체부 420 : 안내롤러
430 : 수직레일 440 : 코터
450 : 기울기 조절부재 460 : 코터 승강용 실린더
470 : 전처리 용액 공급유닛 500 : 건조유닛
510 : 하부재 520 : 안내롤러
530 : 구동벨트기어 540 : 동력전달벨트
550 : 상부재 600 : 회수유닛
610 : 회수 몸체부 620 : 진입측 안내롤러
630 : 댄서롤러 640 : 구동롤러
650 : 종동롤러 660 : 보조롤러
670 : 브라켓 680 : 보조롤러 변위용 실린더
690 : 리와인더

Claims

섬유원단에 전처리 용액을 코팅하는 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치로서,
롤상의 섬유원단을 공급하는 원단공급유닛;
상기 원단공급유닛으로 공급되는 섬유원단을, 제공되는 동력에 의해 다음 구간으로 강제 이송시키며, 상기 섬유원단의 수평도를 유지해 주는 수평유지부재와 정전기를 소거하는 정전기 소거부재를 포함하는 원단이송유닛;
상기 원단이송유닛으로 이송되어온 섬유원단 상에, 섬유원단의 두께 또는 종류에 따라 코터의 각도를 변경하여 전처리 용액을 코팅하는 전처리 코팅유닛;
상기 전처리 용액이 코팅된 섬유원단을 건조시켜주는 건조유닛; 및
상기 건조유닛으로부터 이송되어온 건조된 섬유원단을 롤상으로 회수하되, 섬유원단의 장력을 자율측정하여 장력을 일정하게 유지시켜주는 덴서롤을 포함하는 회수유닛;을 포함하는 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 원단공급유닛은,
공급유닛 몸체부;
상기 공급유닛 몸체부에 회전 가능하게 설치된 채, 섬유원단을 권회하고 있으며, 파워 클러치에 의해 감속된 상태로 섬유원단이 풀리는 방향으로 회전되는 언와인더;
상기 공급유닛 몸체부에 회전 가능하게 지지된 채, 상기 언와인더로부터 풀려져 나오는 섬유원단을 인출방향으로 안내하는 다수의 인출 안내롤러;
상기 언와인더와 인출 안내롤러 사이에 배치된 채, 상기 언와인더에 권회되어 있는 섬유원단을 눌러주는 기능을 하되, 상기 공급유닛 몸체부에 상단이 핀 결합되고 하단은 상기 언와인더에 근접 또는 원접되는 방향으로 회동 가능한 롤러 브라켓과; 상기 롤러 브라켓의 하단에 결합되어 상기 언와인더에 권회되어 있는 섬유원단의 표면을 눌러주는 누름롤러로 이루어진 누름부재;
상기 공급유닛 몸체부에 하단이 핀 결합되고, 로드는 상기 롤러 브라켓의 상부와 결합되어, 로드의 진퇴동작에 따라 상기 롤러 브라켓을 회동시켜서 누름롤러의 위치를 변위시켜주는 누름롤러 변위용 실린더;로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 원단이송유닛은,
이송유닛 몸체부;
상기 섬유원단을 이송유닛 몸체부로 진입되도록 안내하는 하나 이상의 진입측 안내롤러;
상기 이송유닛 몸체부의 상측에 구동모터에 의해 강제 회전되면서 상기 진입측 안내롤러에 의해 진입된 섬유원단을 인출방향으로 이송시켜주는 구동롤러;
상기 구동롤러의 하부에 밀접하게 설치되어 섬유원단을 구동롤러로 밀착시켜주는 역할을 하되, 상기 구동롤러와 근접 및 원접되는 방향으로 위치변위가 가능하게 설치되는 종동롤러;
상기 이송유닛 몸체부에 일단이 힌지 결합되며, 중간부위에는 상기 종동롤러가 회전 가능하게 결합되는 종동롤러 브라켓;
상기 이송유닛 몸체부에 하단이 핀 결합되고, 로드는 상기 종동롤러 브라켓의 타단과 결합되어, 로드의 진퇴동작에 따라 종동롤러 브라켓을 회동시켜서 이에 결합되어 있는 종동롤러의 위치를 변위시켜주는 종동롤러 변위용 실린더;
상기 이송유닛 몸체부에 설치된 채, 상기 구동롤러를 통과한 섬유원단에 정전기 소거제를 분사하여 주는 정전기 소거부재;
상기 이송유닛 몸체부에 마련된 채, 상기 이송유닛 몸체부로 진입되는 섬유원단의 수평상태를 유지시켜주는 섬유원단 수평유지부재;로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전처리 코팅유닛은,
전처리 코팅 몸체부;
상기 전처리 코팅 몸체부에 수평 상으로 배치되어, 상기 원단이송유닛으로 부터 인입되는 섬유원단을 수평상으로 안내하는 다수의 안내롤러;
상기 전처리 코팅 몸체부에 수직상으로 설치되는 수직레일;
상기 수직레일을 따라 승강 가능하게 설치되며, 섬유원단 상에 전처리 용액을 분사 코팅하여 주는 코터;
상기 코터에 구비되는 회전축을 기점으로 코터의 수평 기울기를 조절하기 위한 기울기 조절부재;
상기 코터와 결합되어 상기 코터를 승강시켜주는 코터 승강용 실린더;로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 건조유닛은,
하부재;
상기 하부재의 길이방향으로 수평 배치된 채 상기 전처리 코팅유닛으로부터 이송되어온 섬유원단을 수평 안내하는 다수의 안내롤러;
상기 하부재의 중앙부에 구동모터에 의해 회전 구동되는 구동벨트기어;
상기 구동벨트기어와 각 안내롤러에 구비되는 롤러기어를 연결하여, 구동벨트기어의 회전동력이 각 롤러기어로 전달되도록 하는 동력전달벨트;
상기 하부재 상에 승강 가능하게 설치되며, 별도로 마련되는 온풍공급유닛으로부터 내부의 챔버로 공급받아서 상기 섬유원단을 향해 온풍을 송풍하여 주는 상부재;로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회수유닛은,
회수 몸체부;
상기 회수 몸체부로 인입되는 섬유원단을 안내하는 다수의 진입측 안내롤러;
상기 진입측 안내롤러에 의해 안내되는 섬유원단의 장력을 자율측정하고, 그 측정값이 규정치를 초과하거나 또는 규정치 미만일 경우 섬유원단의 장력을 규정치로 교정하여 줌으로써 항상 일정한 장력이 유지되도록 하는 덴서롤러;
상기 회수 몸체부에 지지된 채 구동모터에 의해 강제회전되면서 상기 진입측 안내롤에 의해 진입된 섬유원단을 인출방향으로 이송시켜주는 구동롤러;
상기 구동롤러의 상부에 밀접하게 배치되어 섬유원단을 구동롤러로 가압해 주는 종동롤러;
상기 종동롤러의 상부에 종동롤러와 근접 및 원접되는 방향으로 위치변위가 가능하게 설치되는 보조롤러;
상기 회수 몸체부에 일단이 핀 결합되고, 타단은 핀 결합부위를 기점으로 회동 가능한 상태이며, 그 중간부위에 상기 보조롤러가 회전 가능하게 설치되는 브라켓;
상기 회수 몸체부에 일단이 핀 결합된 채, 로드가 상기 브라켓의 타단에 연결되어 로드의 진퇴동작에 따라 브라켓의 타단을 회동시켜주는 보조롤러 변위용 실린더;
상기 회수 몸체부로부터 인출되는 섬유원단을 롤형태로 회수하는 리와인더;로 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치.
청구항 1에 기재된 롤투롤 방식의 전처리 코팅장치를 이용하는 전처리 코팅 섬유원단으로,
상기 원단공급유닛으로부터 섬유원단이 공급되면, 상기 원단이송유닛에 의해 이송되는 과정에서 정전기가 소거되고, 상기 전처리 코팅유닛에 의해 섬유원단에 전처리 용액을 코팅하며, 상기 전처리 용액이 코팅된 섬유원단을 건조유닛을 통과시켜서 건조시킨 후, 상기 회수유닛에 의해 회수하여서 된 전처리 코팅 섬유원단.
청구항 7에 있어서,
상기 전처리 용액은 에폭시 계열, 나일론 계열, 우레탄 계열, 아크릴 계열 중 어느 하나로 된 프라이머 또는 콜라겐인 것을 특징으로 하는 전처리 코팅 섬유원단.