KR100689887B1 - 링 정방기에서의 복층 이연 방적사 제조방법 및 장치 - Google Patents

링 정방기에서의 복층 이연 방적사 제조방법 및 장치 Download PDF

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이명학
양중식
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한국섬유기술연구소
이명학
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Abstract

본 발명은 링 정방기를 이용하여 동종(同種) 또는 이종(異種)의 원료가 실의 내층과 외층에서 서로 다른 꼬임수를 가지며 구성되는 복층 이연(異撚) 방적사를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명은 링 정방기를 이용하여 동종 또는 이종의 스테이플 섬유로 이루어진 2층구조사, 필라멘트 또는 스테이플 방적사를 내층으로 하고, 동종 또는 이종의 스테이플 섬유를 중층으로 한 후 이를 또 다른 스테이플 섬유로 감싸는 3층구조사, 동종 또는 이종의 스테이플 섬유를 이용하여 내층을 구성하고 있는 섬유와 이를 감싸고 있는 외층 섬유와의 꼬임수 차이를 이용한 벌키사, 동종 또는 이종의 스테이플 섬유가 주기적으로 실의 내층과 외층에 피복되는 복합 사이로방적사 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 장치는 프론트 롤러 이후에 외층 섬유의 드래프트 비를 조절하기 위한 한 쌍의 딜리버리 롤러; 딜리버리 롤러를 회전시키는 모터; 및 센서로부터 입력된 값을 기초로 상기 모터의 회전을 조절하는 컨트롤러를 포함한다.
링정방기, 복층 이연 방적사, 2층구조사, 3층구조사, 벌키사, 복합사이로 방적사

Description

링 정방기에서의 복층 이연 방적사 제조방법 및 장치{The Method and Device for Manufacturing Multi-Layered Yarns with Different Amount of Twist in the Ring Spinning Machine}
도 1은 본 발명에 따른 2층구조사, 벌키사 및 복합 사이로방적사의 생산방법을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 3층구조사의 생산방법을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 딜리버리 롤러에서 복합 사이로 방적사의 제조원리를 개략적으로 도시한 블록도이다.
※ 주요 도면 부호의 설명
1 : 코어용 조사(roving) 2 : 쉬스용 조사(roving)
3 : 트럼펫 4 : 백 롤러
5 : 미들 롤러 6 : 에이프런
7 : 프론트 톱 롤러 8 : 프론트 보텀 롤러
9 : 딜리버리 톱 롤러 10 : 딜리버리 보텀 롤러
11 : 스네일 와이어 12 : 보빈
13 : 링 14 : 모터
15 : 센서 16 : 컨트롤러
17 : 필라멘트사 18 : 장력조절장치
19 : 위치조절장치
본 발명은 링 정방기를 이용하여 실의 내층과 외층의 꼬임수가 서로 다른 복층 이연(異撚) 방적사를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명은 링 정방기를 이용하여 동종 또는 이종의 스테이플 섬유로 이루어진 2층구조사, 필라멘트 또는 스테이플 방적사를 내층으로 하고, 동종 또는 이종의 스테이플 섬유를 중층으로 한 후 이를 또 다른 스테이플 섬유로 감싸는 3층구조사, 동종 또는 이종의 스테이플 섬유를 이용하여 내층을 구성하고 있는 섬유와 이를 감싸고 있는 외층섬유와의 꼬임수 차이를 이용한 벌키사, 동종 또는 이종의 스테이플 섬유가 주기적으로 실의 내층과 외층에 피복되는 복합 사이로방적사 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 제조장치에 의해서 제조된 복층 이연 방적사는 실의 내층 및 외층을 구성하고 있는 섬유소재 또는 혼율을 다양하게 조합함으로써 실에 다양한 특성을 부여할 수 있고, 내층을 구성하고 있는 섬유의 꼬임수보다 외층을 구성하고 있 는 섬유의 꼬임수를 더 적게 부여함으로써 실을 벌키하게 제조하여 촉감이 좋은 실을 생산할 수 있다. 또한 섬유소재가 다른 2가닥 이상의 조사를 이용하여 다양한 색상 및 촉감의 복합 사이로방적사를 제조할 수 있다.
가장 일반적인 종래의 2층구조사 제조방법은 링정방기에 일련의 필라멘트사 공급장치를 부착하여 프론트 롤러를 통과하기 바로 전 플리스(fleece)의 중심부에 필라멘트사를 공급함으로써 스테이플 섬유가 필라멘트사를 감싸는 형태의 코어방적사를 제조하는 기술(일본특개평 5-78921, 6-287828, 10-245730 및 10-53928)이 있지만, 이 방법에 의해서는 스테이플 섬유로만 구성된 2층구조 방적사를 제조하기는 어렵다.
또한, 연조공정에서 2층 슬라이버를 제조하는 기술(일본특개소 53-192738 및 62-162030) 및 조방공정에서 2층 조사를 제조하는 기술(우리나라 특허공개 77-43255, 81-11775, 81-11776 및 86-52248 및 일본특개평 5-321063)을 이용하여 2층 및 3층구조의 방적사를 제조하는 방법이 시도되고 있으나, 이러한 방법들은 조방기 및 정방기에서 슬라이버와 조사가 드래프트되면서 층구조가 무너지게 되어 균일하게 피복된 복층구조 방적사를 제조하기에는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고 종래의 링 정방기를 이용하여 다양한 복층 이연 방적사를 제조하기 위한 것으로서 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명은 링 정방기를 이용하여 복층 이연 방적사(2층, 3층구조사, 벌키사 및 복합 사이로방적사)를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 상기 종래의 2층구조사의 문제점을 해결함과 동시에 스테이플 섬유 또는 필라멘트를 이용하여 3층구조사, 벌키사 및 복합 사이로 방적사와 같은 다양한 종류의 복층 이연 방적사를 제조할 수 있도록 한다.
이와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 복층 이연 방적사의 제조장치를 아래에서 상세하게 설명한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 본 발명에 따른 제조장치는 프론트 톱 롤러 이후에 외층 섬유의 드래프트 비를 조절하기 위한 한 쌍의 딜리버리 롤러; 딜리버리 롤러를 회전시키는 모터; 및 센서로부터 입력된 값을 기초로 상기 모터의 회전을 조절하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 복층 이연 방적사의 코어용 조사 및 쉬스형 조사가 되는 스테이플 섬유 또는 필라멘트사는 면, 양모, 마, 실크, 비스코스 레이온, 텐셀, 모달, 라이오셀, 폴리에스터, 나일론 또는 스판덱스 섬유 중에서 선택된 하나 이상의 섬유가 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기에서 제시된 어느 하나에 의하여 제조된 복층 이연 방적사를 포함하는 편직물이 제공될 수 있다.
아래에서 실시 예로서 첨부된 도면을 이용하여 본 발명을 상세하게 설명하지 만 제시된 실시 예는 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 복층 이연 방적사 중 2층구조사, 벌키사 및 복합 사이로 방적사의 생산방법을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 실시 예에 따르면, 프론트 롤러 이후에 외층섬유의 드래프트 비를 조절하기 위한 한 쌍의 딜리버리 롤러; 딜리버리 롤러를 회전시키는 모터; 및 센서로부터 입력된 값을 기초로 상기 모터의 회전을 조절하는 컨트롤러를 부착하여 동종 또는 이종 이상의 섬유원료를 이용한 2층구조사, 벌키사 및 복합 사이로방적사가 제조될 수 있다.
도 1에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 장치는 딜리버리 톱 롤러(9), 딜리버리 보텀 롤러(10), 모터(14), 센서(15) 및 컨트롤러(16)를 포함한다.
컨트롤러 패널에 제조하고자 하는 복층 이연 방적사의 종류에 따라서 프론트 보텀 롤러와 딜리버리 보텀 롤러와의 회전속도비를 입력하면, 그에 의하여 센서(15)는 프론트 보텀 롤러(8)의 회전속도를 실시간으로 계측하여 컨트롤러(16)에 전송하고, 컨트롤러(16)의 인버터는 이 신호를 모터(14)에 전송하여 패널상에 입력시킨 수치만큼 딜리버리 보텀 롤러의 회전 속도를 조절하여 프론트 보텀 롤러와의 회전속도비를 연속적으로 일정하게 조절해 준다.
본 발명에 따른 제조장치에서 복층 이연 방적사가 제조되는 과정은 아래와 같다.
먼저 코어용 조사(1)와 쉬스용 조사(2)가 준비되면 컨트롤러(16)에 제조하고자 하는 복층 이연 방적사(2층, 벌키, 복합 사이로방적사)에 따라서 프론트 보텀 롤러(8)와 딜리버리 보텀 롤러(10)간의 회전속도비가 입력된다. 벌키사의 경우에는 쉬스 섬유의 공급속도를 2층구조사 제조시보다 더 빠르게 하여 코어 섬유에 쉬스 섬유가 느슨한 구조로 피복되게 하고, 복합 사이로방적사의 경우에는 컨트롤러에 2층과 사이로 형성구간을 원하는 패턴에 따라서 입력하게 된다. 코어용 조사(1)와 쉬스용 조사(2)는 트럼펫(3)을 통하여 백 롤러(4)에 공급되고, 상기 백 롤러(4)를 통과한 조사는 미들 롤러(5), 에이프런(6) 및 프론트 톱 롤러(7)를 통과한다. 코어용 조사(1)는 홈이 파여진 딜리버리 톱 롤러(9)를 통과하므로 프론트 롤러 통과 직후 꼬임을 받게 되며, 쉬스용 조사(2)는 홈이 없는 딜리버리 톱 롤러(9) 및 딜리버리 보텀 롤러(10) 사이를 통과하므로 딜리버리 롤러 통과 후 약간의 꼬임을 받은 상태에서 코어용 조사(1)에 피복된다. 쉬스 섬유와 코어 섬유는 각각 딜리버리 속도가 다르기 때문에 방적사 형성시 두 섬유가 받는 꼬임수가 다르게 된다. 최종적으로 복층 이연구조사는 링(13) 위의 트래블러 회전에 의하여 보빈(12)에 권취됨으로서 피복과정이 완료된다.
도 2는 도 1의 복층 이연 방적사 제조장치에 코어사 제조장치를 부착하여 하나 이상의 필라멘트사를 하나 이상의 스테이플 섬유가 감싸주는 필라멘트(내층)/스테이플(중층)/스테이플(외층) 형태의 3층구조사를 제조하기 위한 장치를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 것처럼, 코어용 조사(1) 및 쉬스용 조사(2)는 트럼펫(3)을 통하여 백 롤러(4)에 공급되고, 상기 백 롤러(4)를 통과한 조사는 미들 롤러(5), 에이프런(6) 및 프론트 톱 롤러(7)를 통과한다. 또한 필라멘트사(17)는 장력조절장치(18) 및 위치조절장치(19)를 경유하여 에이프런(6)과 프론트 톱 롤러(7) 사이에서 코어용 조사의 중심에 공급되어 코어 섬유의 내층에 배열하게 되고, 코어용 조사(1)는 홈이 파여진 딜리버리 톱 롤러(9)를 통과하므로 프론트 롤러 통과 직후 꼬임을 받게 되며, 쉬스용 조사(2)는 홈이 없는 딜리버리 톱(9) 및 보텀(10) 롤러 사이를 통과하므로 딜리버리 롤러 통과 후 약간의 꼬임을 받은 상태에서 코어용 조사(1)에 피복된다. 최종적으로 3층 구조사는 링(13) 위의 트래블러 회전에 의하여 보빈(12)에 권취됨으로서 피복과정이 완료된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 딜리버리 롤러에서 복합 사이로방적사의 제조원리를 개략적으로 도시한 블록도이다. 코어용 조사(1) 및 쉬스용 조사(2)는 모두 딜리버리 롤러 이전에 프론트 톱 및 보텀 롤러 사이를 통과한 상태이다.
딜리버리 롤러를 프론트 롤러보다 더 빠르게 회전시키면 딜리버리 톱 및 보텀 롤러 사이에서 파지되어 통과한 섬유(쉬스용 조사)의 방출속도가 증가하여 딜리버리 롤러에 파지되지 않고 프론트 롤러를 통과한 섬유(코어용 조사)를 감싸게 되고(도 3a), 딜리버리 롤러와 프론트 롤러의 속도를 동일하게 회전시키면 두 롤러간의 방출속도가 동일하게 되어 사이로 구조(도 3b)가 된다.
아래에서 본 발명에 따른 장치를 이용한 복층 이연 방적사의 제조에 대한 실시 예를 제시하지만 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
실시 예 1: 한 개의 면 멜란지 조사와 한 개의 폴리에스터 조사를 이용하여 면(외층 : 스테이플)/폴리에스터(내층 : 스테이플) 2층구조사 제조
컨트롤러(16)의 패널 상에서 프론트/딜리버리 보텀 롤러의 회전속도비가 1.15가 되도록 수치를 입력한 후, 종래의 방식대로 면 멜란지 조사 한 개와 폴리에스터 조사 한 개를 링 정방기의 트럼펫(3)을 통해 백 롤러(4)에 공급한다. 센서(15)는 프론트 보텀 롤러의 회전속도(선속도 : 13m/분)를 실시간 계측하여 컨트롤러(16)에 전송하고, 컨트롤러(16)의 인버터는 이 신호에 의해 딜리버리 보텀 롤러와 연결된 모터(14)를 구동한다. 이때 딜리버리 보텀 롤러(10)는 15m/분의 선속도로 일정하게 회전하도록 조정된다. 이와 같은 방법을 통하여 폴리에스터 섬유에 면 멜란지 섬유가 연속적으로 피복되는 2층구조사가 제조된다(Ne 20, 22TPI로 방적시 내·외층 섬유의 꼬임수 차이 : 내층 섬유의 꼬임수(20TPI), 외층 섬유의 꼬임수(15TPI)).
실시 예 2 : 두 개의 면 조사를 이용하여 면(외층 : 스테이플)/면(내층 : 스테이플) 벌키사 제조
상기 실시 예 1과 동일한 방법으로 컨트롤러(16)의 패널 상에서 프론트/딜리버리 보텀 롤러의 회전속도비가 1.20이 되도록 수치를 입력하여, 종래의 방식대로 두 개의 면 조사를 공급한다. 센서(15)는 프론트 보텀 롤러의 회전속도(선속도 : 13m/분)를 실시간 계측하여 컨트롤러(16)에 전송하고, 컨트롤러(16)의 인버터는 모터(14)를 구동시켜서 딜리버리 보텀 롤러(10)의 선속도가 15.6m/분이 되도록 일정하게 유지시켜 준다. 이와 같은 방법을 통하여 한 개의 면 섬유에 다른 한 개의 면 섬유가 연속적으로 느슨하게 피복되는 벌키사가 제조된다(Ne 20, 22TPI로 방적시 내·외층 섬유의 꼬임수 차이 : 내층 섬유의 꼬임수(20TPI), 외층 섬유의 꼬임수(12TPI)).
실시 예 3 : 한 개의 면 멜란지 조사와 한 개의 폴리에스터 조사를 이용하여 면(외층 : 스테이플)/폴리에스터(내층 : 스테이플) 복합 사이로방적사 제조
컨트롤러(16)의 패널상에서 프론트/딜리버리 보텀 롤러의 회전속도비가 1.15가 되도록 수치를 입력하고, 또한 2층구조사의 길이는 1m, 사이로방적사의 길이는 2m가 되도록 조건을 설정한 후, 종래의 방식대로 면 멜란지 조사 한 개와 폴리에스터 조사 한 개를 공급하여 정방을 한다. 결국, <실시예 1>과 동일한 원리에 의해 한가닥의 실에서 2층과 사이로 구간이 주기적으로 반복되는 복합 사이로방적사가 제조된다(프론트 보텀 롤러는 13m/분의 선속도로 운전되고, 딜리버리 보텀 롤러는 2층구조사 형성시 선속도 15m/분에서 4초, 사이로방적사 형성시에는 선속도 13m/분에서 9초동안 운전되도록 조정).
실시 예 4 : 한 개의 면 멜란지 조사, 한 개의 면/폴리에스터 혼방 조사 및 한 개의 폴리에스터 필라멘트사를 이용하여 면(외층 : 스테이플)/[면/폴리에스터](중층 : 스테이플)/폴리에스터(내층 : 필라멘트) 3층구조사 제조
상기 실시 예 1과 동일한 방법으로 컨트롤러(16)의 패널 상에서 프론트/딜리버리 보텀 롤러의 회전속도비가 1.15가 되도록 수치를 입력하여, 종래의 방식대로 두 개의 면 조사는 트럼펫(3)을 통해 공급하고, 필라멘트사(17)는 장력조절장치(18) 및 위치조절장치(19)를 경유하여 에이프런(6)과 프론트 톱 롤러(7) 사이의 코어용 조사(1) 중심에 공급한다. 센서(15)는 프론트 보텀 롤러의 회전속도(선속도 : 13m/분)를 실시간 계측하여 컨트롤러(16)에 전송하고, 컨트롤러(16)의 인버터는 모터(14)를 구동시켜서 딜리버리 보텀 롤러(10)의 선속도가 15.0m/분이 되도록 일정하게 유지시켜 준다. 이와 같은 방법을 통하여 필라멘트사를 내층, 면/폴리에스터 혼방섬유를 중층, 면 섬유를 외층으로 하는 3층구조사가 제조된다.
본 발명에 따른 제조방법 및 장치에 의하여 제조된 복층 이연 방적사는 동종 또는 이종의 스테이플 섬유로 이루어진 2층구조사, 필라멘트 또는 스테이플 방적사를 내층으로 하고, 동종 또는 이종의 스테이플 섬유를 중층으로 한 후 이를 또 다른 스테이플 섬유로 감싸는 3층구조사, 동종 또는 이종의 스테이플 섬유를 이용하여 내층을 구성하고 있는 섬유와 이를 감싸고 있는 외층섬유와의 꼬임수 차이를 이용한 벌키사, 동종 또는 이종의 스테이플 섬유가 주기적으로 실의 내층과 외층에 피복되는 복합 사이로방적사를 종합적으로 표현한 방적사로서, 종래의 스테이플/스테이플 또는 필라멘트/스테이플 형태의 2층구조사와는 완전히 차별화된 방적사이다.
또한 본 발명에 따라 복층 이연 방적사의 내층과 외층을 구성하고 있는 섬유소재 및 혼율을 다양하게 조합함으로써 다양한 특성을 갖춘 섬유제품을 개발할 수 있고, 내층을 구성하고 있는 섬유의 꼬임수보다 외층을 구성하고 있는 섬유의 꼬임수를 더 적게 부여함으로써 실을 벌키하게 제조하여 촉감이 좋은 실을 개발할 수 있으며, 또한 섬유소재가 다른 2가닥 이상의 조사를 이용하여 복합 사이로방적사를 제조하면 다양한 색상 및 촉감의 섬유제품을 개발할 수 있다.
위에서 본 발명을 제시된 실시 예로서 상세하게 설명하였지만, 이 분야의 통상을 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상기 실시 예에 대한 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있다는 것은 자명하다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 특허청구범위에 의하여 제한될 뿐이다.

Claims (4)

  1. 코어용 조사 및 쉬스형 조사로 링 정방기에서 복층 이연 방적사를 제조하는 장치에 있어서,
    프론트 톱 및 보텀 롤러 이후에 외층 섬유의 드래프트 비를 조절하기 위한 딜리버리 톱 및 보텀 롤러;
    프론트 톱 및 보텀 롤러에 필라멘트사를 공급하기 위한 코어사 장력조절장치와 위치조절장치;
    프론트 보텀 롤러의 회전속도를 계측하는 센서;
    딜리버리 보텀 롤러를 회전시키는 모터; 및
    프론트 보텀 롤러 회전속도 계측센서로부터 입력된 값을 기초로 상기 딜리버리 보텀 롤러 회전용 모터의 구동을 조절하는 컨트롤러를 포함하는 복층 이연 방적사의 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는 센서에 의하여 실시간으로 계측된 상기 프론트 보텀 롤러의 회전속도를 기초로 딜리버리 보텀 롤러의 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 제조장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 코어용 조사 또는 쉬스용 조사는 면, 양모, 마, 실크, 비스코스 레이온, 텐셀, 모달, 라이오셀, 폴리에스터, 나일론 또는 스판덱스 섬유 중에서 선택된 하나 이상의 섬유가 되는 것을 특징으로 하는 제조장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 하나에 의하여 제조된 복층 이연 방적사를 포함하는 편물 및 직물.
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