KR20200012544A

KR20200012544A - 백토를 이용한 합성수지 사 제조방법 및 그 장치

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Publication number: KR20200012544A
Application number: KR1020180087966A
Authority: KR
Inventors: 신홍주; 김형진
Original assignee: 주식회사 한주섬유; 김형진
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-02-05

Abstract

본 발명은 합성수지에 백토를 혼합하여 원적외선이 방사되는 소재의 합성수지 원사를 제공하기 위한 것으로서, 600메쉬의 백토파우더 60∼40중량%, 폴리에틸렌(PE) 60∼39.4중량%, 산화제 0.2중량%, 분산제 0.2%, UV안정제 0.2중량%를 혼합 믹싱하여 수지혼합물을 형성하고, 상기 수지혼합물은 호퍼를 통하여 믹싱기에서 145℃∼160℃로 25분∼30분간 믹싱하고, 상기 수지혼합물은 믹싱기에서 반죽되어 말랑말랑한 반죽 형태로 이루어진 혼합물을 믹싱기에서 압출기로 보내져 압출과 동시에 절단기로 절단하여 펠렛 형태의 마스터 벳치(Master Batch)를 형성한 다음
상기 성형된 마스터 벳치 3: 폴리프로필렌(PP) 7의 혼합비로 호퍼에 넣고 혼합 믹싱하여 압출, 성형, 시트, 절단, 신장, 평정 권선의 순서로 합성수지 사를 제조하여 원적외선이 방사되는 합성수지 섬유 사를 제공할 수 있도록 한 백토를 이용한 합성수지 사 제조방법에 관한 것이다.

Description

백토를 이용한 합성수지 사 제조방법 및 그 장치{Method for manufacturing synthetic resin yarn using clay and its apparatus}

본 발명은 합성수지 섬유 사를 제조함에 있어서 합성수지에 백토를 혼합하여 원적외선이 방사되는 소재의 합성수지 원사를 제공하기 위한 것이다.

특히 본 발명은 백토, 폴리에틸렌(PE), 산화방지제, 분산제, UV 안정제를 혼합 믹싱, 압출하여 성형된 펠렛(pellet)형태의 벳치(이하 " 마스터 벳치" 이라함)와 폴리프로필렌(PP), 안료를 혼합 믹싱하여 압출 용융, 블로우 성형, 시트, 절단, 신장, 펀칭, 평정화로 제조된 개심사에 백토가 함유된 합성수지 사를 제조할 수 있도록 한 백토를 이용한 합성수지 사 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지 사는 내구성이 좋은 관계로 다양한 합성수지 섬유 직조시에 사용된다. 이와 같이 다양하게 사용되는 합성수지 사의 단점을 천연재의 직물에 비하여 인체에 미치는 기능성과 효과가 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 이러한 기능성을 향상시키기 위해 합성수지 사로 직조한 섬유제품 표면을 기능성 물질로 도포하여 원적외선 등이 방사되도록 하고 있으나 세탁 등에 의해 효과가 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.

이 분야의 선행기술을 살펴보면 특허등록공보 제10-0416822호(공고일자: 04. 02. 05.)의 "백토를 함유한 합성섬유사 및 그 제조방법"(이하 "선행기술"이라함)은 ①원적외선이 방사되는 합성섬유사를 제조함에 있어서, 계략적인 조성성분이 석영 71%, 견운모 13%, 몬모릴로나이트 12%, 고령토 4%의 조성비율로 된 백토를 목재상자에 투입한 후 35∼40℃에서 약 한 달간 보관하며, 상기 보관된 백토를 다시 350∼400메쉬로 분쇄하여 분쇄된 백토를 얻고, 상기 분쇄된 백토 3∼13중량%에 합성수지폴리머 87∼97중량%로 혼합하여 혼합폴리머를 얻고, 상기 혼합폴리머를 방사기에 투입하여 용융, 압출, 방사공정을 통하여 제조하는 백토를 함유한 합성섬유사; 및

②원적외선이 방사되는 합성섬유사를 제조함에 있어서, 계략적인 조성성분이 석영 71%, 견운모 13%, 몬모릴로나이트 12%, 고령토 4%의 조성비율로 된 백토를 목재상자에 투입한 후 35∼40℃에서 약 한 달 정도 보관하는 숙성공정과, 상기 숙성된 백토를 350∼400메쉬로 분쇄하는 분쇄공정과, 분쇄된 백토 3∼13중량%에 합성수지폴리머 87∼97중량%로 혼합하는 혼합공정과, 상기 혼합공정에서 얻어진 혼합 폴리머를 방사기에 투입, 용융, 방사하는 공정으로 제조하는 백토를 함유한 합성섬유 사의 제조방법이 개시되었다.

상기 선행기술과 같이 백토 분말을 이용할 경우 백토분말을 합성수지폴리머에 혼합시 분산효과가 떨어져 원료가 균일하게 분산되지 못하는 관계로 연사시 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.

즉, 실의 원료인 백토 분말이 합성수지 폴리머에 혼합시 골고루 혼합되지 못함으로 연사시 실이 균일하게 늘어나지 못하고 편중되어 실이 자주 끓어지는 문제점이 있어 사람이 일일이 실을 이어 주어야 함으로 작업 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록공보 제10-0416822호

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 합성수지에 백토를 혼합하여 원적외선이 방사되는 소재의 합성수지 원사를 제조하여 인체에 유익한 기능성 섬유를 제공할 수 있도록 함을 목적으로 하며,

또 다른 목적으로는 합성수지에 백토를 혼합시 분산이 원활하게 이루어지고 백토가 골고루 혼합되도록 하며, 취급이 간편하도록 백토, 폴리에틸렌(PE), 산화방지제, 분산제, UV 안정제를 혼합 믹싱, 압출하여 펠렛(pellet)형태의 마스터 벳지로 형성시켜 내구성을 향상시키고, 백토를 취급시 분진의 비산을 방지하여 작업환경을 개선할 수 있도록 한 백토를 이용한 합성수지 사 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 해결하기 위한 것으로서,

백토, 폴리에틸렌(PE), 산화방지제, 분산제, UV 안정제를 혼합 믹싱단계;

상기 믹싱된 혼합물을 압출하여 펠렛(pellet) 형태의 마스터 벳치를 형성하는 단계;

상기 마스터 벳치와 폴리프로필렌(PP)를 호퍼에서 혼합 믹싱하여 압출기로 합성수지사 원료를 압출하는 단계;

상기 압출기에 의해 압출된 합성수지사 원료를 블로우 성형기로 성형한 후 압착롤러를 통하여 시트로 형성하는 단계;

상기 시트를 절단기로 다수의 가닥으로 절단한 후 신장기를 통하여 노모사를 형성하는 단계;

상기 신장기를 거친 노모사를 펀칭롤러에서 벌집 형태로 펀칭한 후 평정기에서 다림질 후 다수의 가이드롤러와 다수의 가이드고리를 거쳐 개심사로 형성하는 단계;

상기 개심사를 다수의 보빈으로 권선하는 단계를 포함하는 백토를 이용한 합성수지사 제조방법을 특징으로 한다.

백토를 이용한 합성수지 사 제조장치는,

백토, 폴리에틸렌(PE), 산화방지제, 분산제, UV 안정제를 혼합 믹싱된 혼합물을 압출하여 펠렛(pellet) 형태의 마스터 벳치와 폴리프로필렌(PP)를 호퍼에서 혼합 믹싱한 후 용융 압출하는 압출기와;

상기 압출기에 의해 압출된 합성수지사 원료액을 원통형의 비닐과 같이 성형하여 상승시키는 블로우 성형기와;

상기 블로우 성형기에서 원통형 비닐로 성형한 후 블로우 성형기 상단에 형성되어 원통형 비닐을 합성수지 사 원단의 시트형태로 압착하는 압착롤러와;

상기 압착롤러에서 압착된 합성수지 사의 시트를 가이드 롤러로 안내 후 소정의 폭을 가지며 합성수지 필름의 테이프와 같은 형태로 다수의 가닥으로 절단하는 절단기와;

상기 절단기에서 절단된 합성수지 필름테이프 형태의 다수 가닥이 지지롤러와 열풍분사관을 지나 소정의 폭으로 늘려져 노모사로 형성할 수 있도록 신장하는 신장기와;

상기 신장기에서 늘어난 노모사를 벌집 형태로 펀칭하여 개심사로 형성하는 펀칭롤러와;

상기 신장된 후 벌집형태로 펀칭된 개심사를 다림질하여 형상을 고정하는 평정기와;

상기 평정기에서 다림질된 후 다수의 가이드 롤러를 지나 고리와 보빈롤러를 통과하면서 꼬아진 개심사를 보빈에 권선하여 이루어지는 백토를 이용한 합성수지 사 제조장치를 특징으로 한다.

상기 평정기와 고리 사이의 일측에 절단실 흡인기가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 평정기와 가이드롤러 사이의 평정기 일측에 정전기 방지장치가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 압착롤러와 신장기 사이에 설치되는 절단기는 절단날의 간격을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 합성수지 사를 제조시 원료인 합성수지 분말과 백토가 함유된 마스터 벳치를 혼합하여 합성수지 사를 제조함으로써 원적외선이 방사되는 소재의 합성수지 원사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 합성수지에 백토를 혼합하여 원적외선이 방사되는 소재의 원사를 제조하여 인체에 유익한 기능성 섬유를 제공할 수 있도록 하는 효과와,

또 다른 목적으로는 합성수지에 백토를 혼합시 분산이 원활하게 이루어지고 백토가 골고루 혼합되도록 마스터 벳치로 형성시켜 내구성을 향상시키고, 백토를 취급시 분진의 비산을 방지하여 작업환경을 개선할 수 있도록 한 효과를 갖는다.

도1은 본 발명의 백토가 함유된 합성수지 사 제조공정에 따른 시스템을 나타낸 것이며,
도2는 본 발명의 백토가 함유된 합성수지를 압출기로 용융시켜 합성수지 사를 제조하기 위한 합성수지 시트를 성형하는 상태를 나타낸 것이며,
도3은 본 발명의 백토가 함유된 합성수지 사를 제조하기 위해 성형된 합성수지 시트를 절단 및 신장하는 상태를 나타낸 것이며,
도4는 본 발명의 백도가 함유된 합성수지 사를 제조하기 위해 절단 및 신장된 노모사를 벌집 모양으로 펀칭 및 평정하는 상태를 나타낸 것이며,
도5는 본 발명의 백토가 함유된 합성수지 사 제조 방법에 따른 공정 블럭도를 나타낸 것이며,
도6은 본 발명의 합성수지 사 원단 시트를 절단 후 신장한 상태의 노모사를 나타낸 것이며,
도7은 본 발명의 노모사를 펀칭롤러로 벌집 형태로 펀칭한 상태의 개심사를 나타낸 것이다.

이하 본 발명을 실시 예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 백토를 제조하기 위해 원적외선이 방출되는 광물을 선별 채광하여 불순물을 제거한 다음 300℃∼320℃에서 열처리한다.

상기 열처리된 광석을 소재별로 분류한 후에는 이를 분쇄기를 이용하여 600메쉬로 가공하여 분말로 형성한다.

상기 분말로 가공된 백토를 750℃로 2차 열처리하여 백토 가공을 완성한다.

상기와 같이 백토의 원료인 광석과 분말을 고온에 열처리하는 것은 백토를 합성수지에 혼합하여 합성수지 사를 제조하는 관계로 피부와 접촉시 및 호흡기로 흡입시 인체에 무해해야 함으로 무균처리한 것이며 또한 열처리 함으로서 수지와 혼합시 수지에 녹아들고 분산이 잘 이루어지어 지도록 한 것이다.

이와 같이 제조된 백토를 이용한 합성수지 사 제조방법에 따른 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.

제1공정: 마스터 패치 재료 혼합 믹싱 및 압출 단계

600메쉬의 백토파우더 60∼40중량%, 폴리에틸렌(PE) 60∼39.4중량%, 산화제 0.2중량%, 분산제 0.2%, UV안정제 0.2중량%를 혼합 믹싱하여 수지혼합물을 형성한다.

상기 수지혼합물은 호퍼를 통하여 믹싱기(kneader mixer)에서 145℃∼160℃로 25분∼30분간 믹싱한다.

이때 수지혼합물은 믹싱기에서 반죽되어 말랑말랑한 덩어리 형태로 이루어진다.

상기와 같이 반죽 형태로 이루어진 혼합물을 믹싱기에서 압출기로 보내져 압출과 동시에 절단기로 절단하여 펠렛 형태의 마스터 벳치(Master Batch)를 형성한다. 제1 공정에서 실시되는 시스템에 대한 도시는 생략하였다.

제2 공정: 합성수지 사를 제조하기 위한 합성수지 시트 성형단계

상기 성형된 마스터 벳치 3: 폴리프로필렌(PP)7의 혼합비로 호퍼(1)에 넣고 믹싱기(2)에서 혼합 믹싱하여 압출기(3)로 용융시켜 합성수지 사 원료액을 압출한다.

이때 합성수지 사 제조시 컬러를 형성할 경우 마스터 벳치와 폴리프로필렌의 혼합합물 100중량부에 대하여 안료 1∼2중량부를 혼합하여 컬러 합성수지 사를 제조할 수 있게 된다.

상기와 같이 혼합된 합성수지 사 원료는 압출기(3)의 온도 230℃∼280℃에서 압출되어 블로우 성형기(4)로 공급 된다.

상기 블로우 성형기(4)로 공급된 합성수지 사 원료는 압출기(3)에서 용융된 상태이므로 블로우 성형기(4)에서 비닐형태의 필름으로서 원통형으로 성형되어 상부로 날리면서 성형된다.

상기와 같이 블로우 성형기(4)에서 비닐형태로 성형된 후에는 블로우 성형기(4)의 상부에 설치된 압착롤러(5)를 통과하면서 시트형태로 형성된다.

제3공정: 합성수지 시트 절단 및 신장하여 노모사로 형성하는 단계

상기 블로우 성형기(4)에서 성형 후 압착롤러(5)에 압착된 합성수지 시트는 가이드롤러(10)에 안내된 다음 절단기(7)를 통과하면서 소정의 폭을 갖는 테이프형태의 다수의 가닥으로 절단된다.

상기 다수의 가닥으로 절단된 시트는 지지롤러(8)를 지나 신장기(11)에서 6배로 늘어나 노모사(20)로 형성된다.

이때 신장기(11)의 온도는 80℃∼100℃이며, 여러 가닥으로 절단된 합성수지 시트는 지지롤러(8)에 의해 느린 속도로 회전되면서 지지되고 신장기(11) 말단 측에 위치한 가이드 롤러(10)가 빨리 잡아당김으로 신장기(11)에서 늘어난다.

또한 지지롤러(8)와 신장기(11) 사이에는 열풍분사관(9)이 설치되어 여러 가닥으로 절단되어 신장기(11)로 이동되는 합성수지 시트의 상면에 열을 공급하여 신장기(11)에서 신장이 원활하게 이루어지도록 한다.

본 발명에서 노모사(20)라 함은 합성수지 사로 형성되기 전단계로서 합성수지 시트가 절단기에 의해 소정의 폭으로 절단된 후 신장기(11)를 지나가면서 6배로 신장된 상태의 실을 말한다.

즉 노모사(20)는 2∼3㎜의 작은 폭을 갖는 테이프와 같은 형태를 말한다.

제4공정 : 펀칭 및 평정 후 권선하는 단계

상기 2∼3㎜의 작은 폭을 갖는 노모사(20)는 신장기(11)를 지나 가이드 롤러(10)에 안내되어 펀칭롤러(12)에서 벌집형태로 펀칭 된다.

본 발명의 설명에서 합성수지 사를 제조하기 위한 시스템에 설치된 가이드롤러의 도면부호는 10으로 통일하여 설명한다.

상기 노모사(20)가 벌집 형태로 펀칭된 후에는 평정기(13)를 지나면서 편정된 다음 다수의 고리(16)와 다수의 보빈안내롤러(17)를 지나면서 개심사(30)로 이루어져 합성수지 사를 완성하게 된다.

상기 평정기(13)는 다리미질 역할을 하는 것으로 벌집 형태를 유지하도록 다림질하여 개심사(30)에 보푸라기를 방지하고 이동시 절단되는 것을 줄일 수 있도록 한다.

즉, 상기 신장기(11)를 거친 노모사(20)를 펀칭롤러(12)에서 벌집 형태로 펀칭한 후 평정기(13)에서 다림질 후 다수의 가이드롤러(10)와 다수의 가이드 고리(16)를 거쳐 꼬아지면서 개심사(30)로 형성되고 각각의 개심사(30)는 다수의 보빈(18)에 권선된다.

이와 같이 된 본 발명은 합성수지 사를 제조시 합성수지사 원료와 백토를 혼합하여 원사를 제조함으로서, 백토가 함유된 원사를 이용하여 의류, 침구류, 직물등을 제조하여 사용하게 된다.

이와 같이 본 발명에서 얻어진 합성섬유 사는 합성섬유 사 내에 함유된 백토가 다량의 원적외선을 방출하게 되므로 원적외선이 사용자의 체내에 직접 작용하게 되므로 혈액순환을 원활히 할 뿐 아니라 신진대사를 촉진시키고, 노폐물을 체내로 배출시켜 각종 성인병의 예방 및 치유를 기대할 수가 있고, 항균성이 있어 위생적이다.

또한 본 발명은 백토를 함유한 합성섬유 사를 제조하는 과정에서 방향제나 항균성 물질 및 대전방지제와 같은 기능성 소재를 첨가하면 기능성 소재의 효능을 더욱 향상시킬 수 있다.

특히 본 발명은 합성수지지 사에 원적외선방사 기능을 갖는 백토를 함유함으로서 기존의 합성섬유 사로 직조된 합성수지 직물의 단점을 해소할 수 있도록 한 것이다.

기존의 합성수지 사로 직조된 합성수지 직물은 착용시 정전기가 발생되는 단점과, 아토피 피부질환 또는 알러지가 있는 경우에는 피부질환을 유발시키는 문제점이 있다.

본 발명은 합성수지 사 제조시 합성수지 사 원료에 백토를 첨가하여 기능성을 갖는 합성수지 사를 제공함으로써 기존의 합성수지 사가 자지고 있던 단점을 해소하는 동시에 더욱 다양한 분야에 합성수지 사가 적용될 수 있도록 한 것이다.

이하 본 발명의 첨부도면을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 백토가 함유된 합성수지 사 제조공정에 따른 시스템을 나타낸 것이며, 도2는 본 발명의 백토가 함유된 합성수지를 압출기로 용융시켜 합성수지 사를 제조하기 위한 합성수지 시트를 성형하는 상태를 나타낸 것이며, 도3은 본 발명의 백토가 함유된 합성수지 사를 제조하기 위해 성형된 합성수지 시트를 절단 및 신장하는 상태를 나타낸 것이며, 도4는 본 발명의 백도가 함유된 합성수지 사를 제조하기 위해 절단 및 신장된 노모사를 벌집 모양으로 펀칭 및 평정하는 상태를 나타낸 것이다.

본 발명의 합성수지 사 제조장치는 원료를 투입하는 호퍼(1) 및 믹싱기(2), 믹싱된 합성수지사 원료를 용융 압출하는 압출기(4), 용융 압출된 원료를 원통형으로 성형하는 블로우 성형기(4), 성형된 비닐형태의 수지를 압착하여 시트로 성형하는 압착롤러(5), 압착된 합성수지 사의 원단 시트를 소정의 폭으로 절단하는 절단기(7), 여러 가닥으로 절단된 테이프 형태의 시트를 신장하여 노모사(20)로 형성하는 신장기(11), 상기 신장된 노모사를 벌집 형태로 펀칭하여 개심사로 형성하는 펀칭롤러(12), 상기 펀칭되어 벌집형태로 이루어진 개심사(30)를 다리미질하는 평정기(13), 상기 평정기에서 디리미질 된 개심사(30)를 다수의 고리(16)와 보빈가이드 롤러(10)를 거쳐 합상수지 사를 권선하는 보빈(18)으로 이루어진다.

이를 구체적으로 살펴보면, 먼저 600메쉬의 백토파우더 60∼40중량%, 폴리에틸렌(PE) 60∼39.4중량%, 산화제 0.2중량%, 분산제 0.2%, UV안정제 0.2중량%의 수지혼합물을 믹싱기(kneader mixer)에서 145℃∼160℃로 25분∼30분간 믹싱하여 반죽형태로 성형한 다음 이의 혼합물을 압출기(펠렛형성 압출기)에 넣고 압출시켜 펠렛 형태로 성형한 마스터 벳치(Master Batch) 3 : 폴리프로필렌(PP) 7의 비율로 호퍼(1) 넣고 믹싱기(2)로 혼합한다.

이때 백색의 합성수지 사를 제조할 때 마스터 벳치 3 : 폴리프로필렌(PP) 7의 비율로 믹싱하고, 색상을 갖는 합성수지 사를 제조할 경우에는 마스터 벳치와 폴리프로필렌(PP)의 혼합량 총중량 대비 안료 1∼2중량%를 혼합하여 컬러 합성수지 사를 제조한다.

본 발명에서 합성수지와 백토를 혼합하여 펠렛 형태의 마스터 벳지로 형성하는 것은 첫째 합성수지와 백토의 혼합이 골고루 이루어지도록 함이며, 둘째, 합성수지 사를 제조하는 회사에서 백토 파우더를 취급할 경우 합성수지와 혼합하기에는 그 절차가 번잡스럽고 숙련된 자의 계량에 의존해야 함으로 생산성이 떨어지는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이며, 셋째 백토를 펠렛 형태로 형성함으로 취급시 분진에 의한 호흡기 질환을 예방할 수 있도록 취급의 편리성을 도모하기 위함이다.

상기 압출기(3)에서 블로우 성형기(4)로 보내진 합성수지 사 원료는 블로우 성형기(4)에서 공기에 의해 원통형의 비닐과 같이 상승되면서 성형 된다.

본 발명에서 혼합된 합성수지 사 원료는 압출기(3)의 온도 230℃∼280℃에 용융 압출되어 블로우 성형기(40)로 공급된다.

상기 블로우 성형기(4)에 의해 성형된 원통형 비닐은 상부에 설치된 압착롤러(5)에 의해 압착되어 시트로 형성된다.(도2참조)

상기와 같이 압착롤러(3)에 의해 압착된 시트(6)는 다수의 가이드 롤러(10)에 안내된 후 절단기(7)에 의해 소정의 폭을 갖는 다수의 가닥으로 절단된다.

상기 합성수지 사의 원단인 시트(6)의 절단 폭은 성형하고자 하는 합성수지 사의 굴기에 따라서 선택적으로 조절되며 시트(6)를 절단하는 절단 폭은 절단기(7)의 절단날 간격 조절에 의해 이루어진다.

상기 조절되는 절단기(7)의 절단 날 간격은 제조하고자 하는 합성수지 사의 굵기를 감안하여 설치하게 되며, 이는 여러 가닥으로 절단된 시트가 차후 신장기에서 늘어나는 신장률을 감안하여 절단 폭이 조절된다.

상기와 같이 절단기(7)를 통과하여 절단된 시트는 통상적인 테이프와 같은 형상으로 절단되며, 이렇게 절단된 시트는 지지롤러(8)에 지지되면서 신장기(11)에서 늘어나 노모사(20)가 된다.

상기 노모사(20)의 폭이 2㎜∼3㎜이라 가정할 때 신장률은 6배 정도 신장되므로 절단기(7)의 절단 날 간격은 12㎜∼18㎜의 폭으로 시트가 절단된다 할 것이다.

상기 신장기(11)의 온도는 80℃∼100℃로서 절단된 합성수지 사의 원단 시트가 신장기와 접촉된 상태에서 슬라이딩 되어 지나가면서 신장된다.

즉, 신장기(11)와 접촉된 상태에서 슬라이딩 되면서 지나가는 여러 가닥의 시트는 신장기(11) 선단 쪽에 설치된 지지롤러(8)에 의해 지지된 상태에서 신장기 후미에 설치된 다수의 가이드 롤러가 당기면서 회전됨으로 신장기(11)를 지나가는 여러 가닥의 시트는 당겨지는 과정에서 늘어나면서 지나간다.

즉, 신장기(11) 선단에 위치한 지지롤러(8)의 회전수는 느리고 신장기 후미에 설치된 다수의 가이드 롤러(10) 및 펀칭롤러(12)의 회전수는 지지롤러(8) 회전수 보다 빠르게 시트를 당기므로 신장기(11)를 지나가는 열이 가해진 상태에서 시트는 늘어난다.

상기와 같이 지지롤러의 회전수와 신장기 후미에 설치되는 가이드롤러 회전수의 차이는 별도의 제어기에 셋팅된 제어값에 의해 자동으로 이루어진다.

본 발명에서 신장기(11)를 지나가면서 늘어나는 신장률은 6배로 늘어나는 것으로 결국 절단기(7)에서 절단된 폭 크기보다 신장기(11)를 통과한 시트의 폭은 6 배로 작아 진다.

이와 같이 신장기(11)에서 늘어나 통과한 시트는 일명 노모사(20)라 칭한다.

상기 신장기(11)에서 신장된 노모사(20)는 폭이 2∼3㎜을 크기로 형성된다. 이와 같이 신장기에서 신장된 노모사(20)는 다수의 가이드 롤러(10)에 안내되어 펀칭롤러(12)를 통과하면서 벌집형태로 형성되어 개심사(30)로 형성된다.

상기 펀칭롤러(12)에서 벌집 형태로 펀칭된 개심사(30)는 평정기(13)를 지나면서 다리미질과 같이 다려져 평정된다.

즉, 평정기(13)는 벌집형태로 이루어진 개심사(30)를 평정하여 보푸라기를 방지하고 인장력을 갖도록 한다.

상기 평정기(13)는 100℃∼110℃의 온도를 갖고 상부에 밀착되어 슬라이딩 되는 개심사(30)를 다리미질과 같이 다려 보푸라기를 제거하고 실의 인장력을 갖도록 한다.

또한 상기 평정기(13) 후단에는 정전기 방지장치(14)가 설치되어 평정기에서 평정된 개심사가 지나가면서 정전기를 소멸시킨 후 다수의 가이드 롤러(10)에 의해 이송되면 상기 가이드 롤러(10) 말단부에는 절단 실 흡인기(15)가 설치된다.

상기 절단실 흡인기(15)는 가이드 롤러(10)에 안내되어 보빈으로 권선되는 과정에서 다수의 가닥으로 이루어진 개심사(30)가 절단시 흐트러져 엉키게 되는 것을 방지하기 위해 절단된 개심사 단부를 흡인한 상태를 유지하게 됨으로 관리자는 절단실 흡인기(15) 내로 절단된 개심사 단부가 빨려들어간 상태이므로 이를 꺼내 이어줌으로 절단된 개심사(실)를 신속하게 이어 권선할 수 있도록 한다.

상기와 같이 다수의 가이드 롤러(10)로 이송된 개심사는 다수의 가닥으로 된 개심사 각각 고리(16)에 끼워진 후 보빈 안내롤러(17)에 안내되어 보빈에 권선된다.

이때 각각의 개심사(30)는 개별로 고리(16)에 끼워진 상태에서 보빈 안내롤러(17)에 안내되어 보빈(18)에 권선되는 과정에서 꼬아져 합성수지 사를 이루게 된다.

이와 같이 합성수지 사를 제조하기 위한 장치는 도1 내지 4에 도시된 바와 같이, 마스터 벳치 3: 폴리프로필렌(PP) 7의 혼합비로 호퍼에 넣고 믹싱한 후 용융 압출하는 압출기(3)와;

상기 압출기(3)에 의해 압출된 합성수지 사 원료액을 원통형의 비닐과 같이 성형하여 상승시키는 블루우 성형기(4)와;

상기 블로우 성형기(4)에서 원통형 비닐로 성형한 후 블로우 성형기 상단에 설치되어 원통형 비닐을 합성수지 사의 원단인 시트형태로 압착하는 압착롤러(5)와;

상기 압착롤러(5)에서 압착된 합성수지 사의 시트를 가이드 롤러(10)로 안내 후 소정의 폭을 가지며 합성수지 필름과 같은 형태로 다수의 가닥으로 절단하는 절단기(7)와;

상기 절단기(7)에서 절단된 합성수지 필름 형태의 다수 가닥이 후 지지롤러(8)와 열풍분사관(9)을 지나 소정의 폭으로 늘려 노모사(20)로 형성할 수 있도록 신장하는 신장기(11)와;

상기 신장기(11)에서 늘어난 노모사를 벌집 형태로 펀칭하여 개심사로 형성하는 펀칭롤러(12)와;

상기 신장된 후 벌집형태로 펀칭된 개심사(30)를 다림질하여 형상을 고정하는 평정기(13)와;

상기 평정기(13)에서 다림질된 후 정전기 방지장치(14)와 다수의 가이드 롤러(10)에 안내 이송된 여러 가닥의 개심사(30)는 각각의 고리(16)에 끼워져 보빈 안내 롤러(17)를 통하여 각각의 보빈(18)에 권선 된다.

도5는 본 발명의 백토가 함유된 합성수지 사 제조 방법에 따른 공정 블럭도를 나타낸 것으로서,

⒜마스터 벳치 3: 폴리프로필렌(PP) 7의 혼합비로 혼합 믹싱 및 압출 단계,

⒝압출된 합성수지 사의 원료액을 블로우 성형기로 성형하는 단계,

⒞블로우 성형기로 성형한 성형물을 압착롤러로 압착하여 시트로 형성하는 단계,

⒟시트를 절단기로 다수의 가닥으로 절단한 후 신장기에서 신장하여 노모사로 형성하는 단계,

⒠노모사를 펀칭롤러로 벌집형 상과 같이 펀칭하여 개심사로 형성하는 단계,

⒡개심사를 평정기로 평정한 후 다수의 가이드롤러, 다수의 고리 및 보빈안내롤러를 통하여 보빈에 권선하는 단계로 이루어지는 합성수지 사 제조공정 수서로 이루어진다.

도6은 본 발명의 합성수지 사 원단 시트를 절단 후 신장한 상태의 노모사를 나타낸 것으로서, 합성수지 사 원단인 시트를 절단기(7)에서 소정의 폭을 갖는 다수의 가닥으로 절단한 후 이를 신장기에서 신장한 상태를 나타낸 것이다.

상기 도6의 (A)는 시트를 절단기로 절단한 상태를 발취한 것이고 (B)는 상기 (A)를 신장기에서 신장한 상태의 노심사와 노심사를 보빈에 권선한 상태를 나타낸것이다.

도7은 본 발명의 노모사를 펀칭롤러로 벌집 형태로 펀칭한 상태의 개심사를 나타낸 것으로서, 상기 도6에 있어서 (B)의 노모사를 펀칭롤러에서 벌집 형태로 펀칭한 상태의 개심사를 나타낸 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 합성수지에 백토를 혼합하여 원적외선이 방사되는 소재의 원사를 제조하여 인체에 유익한 기능성 섬유를 제공할 수 있도록 함으로 의류, 실, 산업용 직물 등 다양한 기능성 소재로 사용할 수 있게 된다.

1:호퍼 2:믹싱기
3:압출기 4:블루우 성형기
5:압착롤러 6:시트
7:절단기 8:지지롤러
9:열풍분사관 10:가이드 롤러
11:신장기 12:펀칭롤러
13:평정기 14:정전기 방지장치
15:절단실 흡인기 ` 16:고리
17:보빈 안내롤러 18:보빈
20:노모사 30:개심사

Claims

백토, 폴리에틸렌(PE), 산화방지제, 분산제, UV 안정제를 혼합 믹싱단계;
상기 믹싱된 혼합물을 압출하여 펠렛(pellet) 형태의 마스터 벳치를 형성하는 단계;
상기 마스터 벳치와 폴리프로필렌(PP)를 호퍼에서 혼합 믹싱하여 압출기로 합성수지사 원료를 압출하는 단계;
상기 압출기에 의해 압출된 합성수지사 원료를 블로우 성형기로 성형한 후 압착롤러를 통하여 시트로 형성하는 단계;
상기 시트를 절단기로 다수의 가닥으로 절단한 후 신장기를 통하여 노모사를 형성하는 단계;
상기 신장기를 거친 노모사를 펀칭롤러에서 벌집 형태로 펀칭한 후 평정기에서 다림질 후 다수의 가이드롤러와 다수의 가이드 고리를 거쳐 개심사로 형성하는 단계;
상기 개심사를 다수의 보빈으로 권선하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백토를 이용한 합성수지사 제조방법.
제1항에 있어서,
미스터 벳치를 성형하는 단계는,
600메쉬의 백토파우더 60∼40중량%, 폴리에틸렌(PE) 60∼39.4중량%, 산화제 0.2중량%, 분산제 0.2%, UV안정제 0.2중량%를 혼합 믹싱하여 수지혼합물을 형성하는 단계와,
상기 수지혼합물은 호퍼를 통하여 믹싱기(kneader mixer)에서 145℃∼160℃로 25분∼30분간 믹싱하는 단계와,
상기 수지혼합물은 믹싱기에서 반죽되어 말랑말랑한 반죽 형태로 이루어진 혼합물을 믹싱기에서 압출기로 보내져 압출과 동시에 절단기로 절단하여 펠렛 형태의 마스터 벳치(Master Batch)를 형성하는 것을 특징으로 하는 백토를 이용한 합성수지사 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 마스터 패치와 폴리프로필렌(PP)를 호퍼에서 혼합 믹싱하여 압출기로 합성수지사 원료를 압출하는 단계는 상기 성형된 마스터 벳치 3: 폴리프로필렌(PP) 7의 혼합비로 호퍼에 넣고 혼합 믹싱하여 압출기로 합성수지 사 원료를 용융 압출하는 것을 특징으로 하는 백토를 이용한 합성수지사 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 믹싱된 혼합물을 압출하여 펠렛(pellet) 형태의 마스터 벳치를 형성하는 단계는 합성수지 사 제조시 컬러를 형성할 때 마스터 벳치와 폴리프로필렌의 혼합합물 100중량부에 대하여 안료 1∼2중량부를 혼합하여 컬러 합성수지 사를 제조하는 것을 특징으로 하는 백토를 이용한 합성수지사 제조방법.
백토를 이용한 합성수지사 제조장치는,
백토, 폴리에틸렌(PE), 산화방지제, 분산제, UV 안정제를 혼합 믹싱된 혼합물을 압출하여 펠렛(pellet) 형태의 마스터 벳치와 폴리프로필렌(PP)를 호퍼에서 혼합 믹싱한 후 용융 압출하는 압출기와;
상기 압출기에 의해 압출된 합성수지사 원료액을 원통형의 비닐과 같이 성형하여 상승시키는 블로우 성형기와;
상기 블로우 성형기에서 원통형 비닐로 성형한 후 블로우 성형기 상단에 형성되어 원통형 비닐을 합성수지 사 원단의 시트형태로 압착하는 압착롤러와;
상기 압착롤러에서 압착된 합성수지 사의 시트를 가이드 롤러로 안내 후 소정의 폭을 가지며 합성수지 필름과 같은 형태로 다수의 가닥으로 절단하는 절단기와;
상기 절단기에서 절단된 합성수지 필름 형태의 다수 가닥이 지지롤러와 열풍분사관을 지나 소정의 폭으로 늘려져 노모사로 형성할 수 있도록 신장하는 신장기와;
상기 신장기에서 늘어난 노모사를 벌집 형태로 펀칭하여 개심사로 형성하는 펀칭롤러와;
상기 신장된 후 벌집 형태로 펀칭된 개심사를 다림질하여 형상을 고정하는 평정기와;
상기 평정기에서 다림질 된 후 다수의 가이드 롤러를 지나 고리와 보빈안내롤러를 통과하면서 꼬아진 개심사를 권선하는 보빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 백토를 이용한 합성수지사 장치.
제5항에 있있어,
상기 평정기와 고리 사이의 일측에 절단실 흡인기가 설치된 것을 특징으로 하는 백토를 이용한 합성수지사 장치.
제5항에 있어서,
상기 평정기와 가이드롤러 사이의 평정기 일측에 정전기 방지장치가 설치된 것을 특징으로 하는 백토를 이용한 합성수지사 장치.
제5항에 있어서,
상기 신장기는 온도는 80℃∼100℃로서 소정의 폭으로 절단된 합성수지 사의 원단 시트가 신장기와 접촉된 상태에서 슬라이딩 되어 지나가면서 신장되어 모노사로 형성되는 것을 특징으로 하는 백토를 이용한 합성수지사 장치.
제5항에 있어서,
상기 평정기는 100℃∼110℃의 온도를 갖고 펀칭롤러에서 벌집 형태로 천공된 개심사가 상부에 밀착되어 슬라이딩 되면서 다리미질과 같이 다려져 보푸라기를 제거하고 실의 인장력을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 백토를 이용한 합성수지 사 장치.