KR101698980B1 - 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치 - Google Patents

섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101698980B1
KR101698980B1 KR1020150070723A KR20150070723A KR101698980B1 KR 101698980 B1 KR101698980 B1 KR 101698980B1 KR 1020150070723 A KR1020150070723 A KR 1020150070723A KR 20150070723 A KR20150070723 A KR 20150070723A KR 101698980 B1 KR101698980 B1 KR 101698980B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber yarn
coating
module
coating liquid
supply
Prior art date
Application number
KR1020150070723A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160136752A (ko
Inventor
사공승
Original Assignee
사공승
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 사공승 filed Critical 사공승
Priority to KR1020150070723A priority Critical patent/KR101698980B1/ko
Publication of KR20160136752A publication Critical patent/KR20160136752A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101698980B1 publication Critical patent/KR101698980B1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B1/00—Applying liquids, gases or vapours onto textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing or impregnating
    • D06B1/10—Applying liquids, gases or vapours onto textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing or impregnating by contact with a member carrying the treating material
    • D06B1/12—Applying liquids, gases or vapours onto textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing or impregnating by contact with a member carrying the treating material by rubbing contact, e.g. with brushes or pads
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/04—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of yarns, threads or filaments

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소발열사 제조 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유사 코팅 모듈은 코팅액이 저장되는 저장부, 상기 저장부로부터 상기 코팅액을 공급받을 수 있도록 상기 저장부와 기구적으로 연결되며 섬유사의 진행 방향과 수직한 방향으로 배치되어 상기 저장부로부터 공급된 상기 코팅액을 상기 섬유사를 향하여 분배하는 공급유로가 형성되는 브러쉬 하우징, 상기 브러쉬 하우징의 하단에 상기 섬유사와 접촉하도록 구비되며 상기 공급유로를 통하여 전달된 코팅액이 흡수되어 상기 섬유사에 상기 코팅액을 칠하는 브러쉬를 포함한다.

Description

섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치{Fiber Coating Module and Apparatus for Manufacturing Carbon Fiber Including the Same}
본 발명은 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 섬유사에 코팅액을 코팅 또는 함침시키는 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치에 관한 것이다.
기존에 일반적인 발열시스템 혹은 난방시스템으로 사용되던 방식은 온돌식, 온수 순환식, 전기 히터식을 들 수 있지만 설치 방식의 어려움, 유지보수 비용의 증가, 전자파 발생 및 실내 산소 연소, 에너지 효율 등의 다양한 문제로 인해 새로운 개념의 난방 방식에 대한 요구가 증대되어 왔다.
이와 같은 기존 방식의 난방시스템이 갖는 문제점을 크게 개선하고, 30% 내외의 에너지 절감 효과가 있으며, 살균작용 혹은 항균작용, 탈취작용을 통해 친환경에너지원이라는 평가를 듣고, 아울러 90% 이상의 원적외선의 방사를 통해 발열기능뿐만 아니라 인체에 유익하다는 평가를 받는 탄소를 이용한 발열직물체에 대한 연구와 적용이 최근 활발히 이루어지고 있다. 현재까지 탄소를 이용한 발열체 제조의 대표적인 접근으로는 필름방식, 종이방식 그리고 망 형태의 섬유사 방식 등이 있다.
도 1은 종래의 탄소섬유사 제조 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 탄소섬유사 제조 장치는 공급부(10), 탄소용액 흡착부(20), 탄소용액 건조부(30), 난연제 흡착부(40) 및 난연제 건조부(50)를 포함한다.
일반적으로, 섬유사(1)에 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)를 코팅 또는 함침 시키기 위해서 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)가 각각 충분히 담겨있는 용기 형태의 탄소용액 흡착부(20) 및 난연제 흡착부(40) 안으로 섬유사(1)를 일정한 속도로 인입시키고, 인입된 섬유사(1)에 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)가 충분히 코팅 또는 함침되도록 섬유사(1)를 저속으로 이동시킨다(도 1 참조). 특히, 발열직물용 탄소섬유사의 품질에 있어서 섬유사(1)에 액상 탄소 용액(2)이 균일하게 코팅 또는 함침되도록 하는 것이 가장 중요한 요소이다.
그러나, 개구되어 있는 탄소 용액 흡착부(20) 및 난연제 흡착부(40)에 수용된 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)에 포함된 수분이 증발하여 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)의 농도가 점점 짙어지는 문제점이 있다. 이에 따라, 용기 내에서 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)가 코팅 또는 함침된 섬유사(1)는 코팅 또는 함침 상태가 균일하지 않고, 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)의 농도 또한 균일하지 않기 때문에 발열체로서 사용하기에는 부적합하다(도 1 참조).
또한, 작업 환경적인 측면에서 본다면, 코팅 또는 함침을 위하여 개구된 코팅 용기에 담긴 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)의 증발로 인해 공기 중에 유해한 화학 성분이 포함되고, 이와 같은 환경에서 지속적으로 작업하는 작업자들의 질병을 유발할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 코팅액의 건조를 방지할 수 있는 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치를 제공하고자 한다.
둘째, 본 발명은 섬유사에 균일한 농도의 코팅액을 도포할 수 있는 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치를 제공하고자 한다.
셋째, 본 발명은 균일한 양의 코팅액을 도포할 수 있는 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치는 공급 모듈, 섬유사 코팅 모듈 및 건조 모듈을 포함한다.
상기 공급 모듈은 롤 형태로 감겨있는 섬유사를 연속적으로 공급한다.
상기 섬유사 코팅 모듈은 상기 공급 모듈로부터 공급된 상기 섬유사의 표면에 코팅액을 코팅하거나, 상기 섬유사에 상기 코팅액을 함침시킨다.
본 실시예의 섬유사 코팅 모듈은 저장부, 브러쉬 하우징 및 브러쉬를 포함한다.
상기 저장부에는 코팅액이 저장된다.
상기 브러쉬 하우징은 상기 저장부로부터 상기 코팅액을 공급받을 수 있도록 상기 저장부와 기구적으로 연결된다. 그리고, 상기 하우징에는 섬유사의 진행 방향과 수직한 방향으로 배치되어 상기 저장부로부터 공급된 상기 코팅액을 상기 섬유사를 향하여 분배하는 공급유로가 형성된다.
상기 브러쉬는 상기 브러쉬 하우징의 하단에 상기 섬유사와 접촉하도록 구비되며, 상기 공급유로를 통하여 전달된 코팅액이 흡수되어 상기 섬유사에 상기 코팅액을 칠한다.
본 실시예의 섬유사 코팅 모듈은 상기 섬유사의 진행 방향으로 연속적으로 복수 개 배치될 수 있다.
또는, 상기 브러쉬 하우징에는 상기 공급유로 및 상기 브러쉬가 상기 섬유사의 진행 방향으로 연속적으로 복수 개 배치될 수 있다.
그리고, 상기 브러쉬 하우징은 상기 섬유사의 진행 방향과 평행한 방향으로 왕복 운동 가능하게 구성될 수 있다.
상기 공급유로는 공급부, 전달부, 유량 조절 밸브 및 제어부를 포함할 수 있다.
상기 공급부는 상기 저장부로부터 상기 코팅액을 공급받을 수 있다.
상기 전달부는 상기 공급부로부터 복수 개로 분지되며, 서로 일정 간격 이격되어 상기 브러쉬로 상기 코팅액을 전달할 수 있다.
상기 유량 조절 밸브는 상기 공급부 및 상기 전달부에 각각 구비되어 상기 공급부 및 상기 전달부로 유동하는 상기 코팅액의 유량을 조절할 수 있다.
상기 제어부는 상기 유량 조절 밸브의 개도를 제어할 수 있다.
상기 공급부 및 상기 전달부에는 각각 유압 또는 유량을 측정하는 센서가 구비되며, 상기 제어부는 상기 센서로부터 입력된 값을 바탕으로 상기 전달부에 동일한 압력 또는 동일한 양의 상기 코팅액이 전달되도록 상기 유량 조절 밸브를 조절할 수 있다.
상기 제어부는 상기 공급되는 섬유사의 전체적인 폭에 따라 상기 유량 조절 밸브를 개폐할 수 있다.
상기 저장부는 밀폐 상태를 유지하여 상기 코팅액의 증발을 방지할 수 있다.
상기 건조 모듈은 상기 섬유사 코팅 모듈에서 상기 섬유사의 표면에 코팅되거나 또는 상기 섬유사에 함침된 상기 코팅액을 건조시킨다.
상기 섬유사 코팅 모듈의 저장부에 저장된 코팅액은 액상 탄소 용액과 난연제가 혼합된 상태의 혼합 용액일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 섬유 코팅 장치는 본 발명의 일 실시예와 같이 공급 모듈, 섬유사 코팅 모듈 및 건조 모듈을 포함한다.
다만, 본 실시예에서는 상기 섬유사 코팅 모듈의 저장부에 저장된 코팅액이 액상 탄소 용액인 경우, 상기 건조 모듈의 하류에는 상기 섬유사 코팅 모듈 및 상기 건조 모듈이 더 구비되고, 하류에 위치하는 상기 섬유사 코팅 모듈의 저장부에는 난연재가 저장될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치에 따르면 밀폐된 저장부로부터 코팅액을 공급받아 브러쉬로 칠하는 방식으로 섬유사를 코팅하여 코팅액의 건조를 방지할 수 있다.
둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치에 따르면 코팅액의 건조를 방지함으로써 섬유사에 균일한 농도의 코팅액을 도포할 수 있다.
셋째, 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치에 따르면 공급유로에 유압 또는 유량을 측정하는 센서 및 공급유로의 개도를 조절하는 밸브가 구비되며, 제어부가 센서로부터 입력된 값에 따라 밸브를 제어하여 섬유사에 균일한 양의 코팅액을 도포할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 종래의 탄소섬유사 제조 장치를 개략적으로 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치를 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유사 코팅 모듈을 나타내는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 섬유사 코팅 모듈을 나타내는 도면; 및
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치를 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서는 액상 탄소 용액(2)과 난연재(3)가 혼합된 상태의 코팅액(2, 3)이 섬유사에 코팅 또는 함침되는 탄소섬유사 제조 장치를 예로 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치는 공급 모듈(100), 섬유사 코팅 모듈(200) 및 건조 모듈(300)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치는 공급 모듈(100), 섬유사 코팅 모듈(200) 및 건조 모듈(300)을 포함한다.
공급 모듈(100)은 롤 형태로 감겨있는 섬유사(1)를 연속적으로 공급한다. 본 실시예에서 공급 모듈(100)은 섬유사(1)의 공급 속도를 조절할 수 있다.
섬유사 코팅 모듈(200)은 공급 모듈(100)로부터 공급된 섬유사(1)의 표면에 코팅액(2, 3)을 코팅하거나, 섬유사(1)에 코팅액(2, 3)을 함침시킨다. 본 실시예의 섬유사 코팅 모듈(200)에 대해서는 자세히 후술하기로 한다.
건조 모듈(300)은 섬유사 코팅 모듈(200)에서 섬유사(1)의 표면에 코팅되거나 또는 섬유사(1)에 함침된 코팅액(2, 3)을 건조시킨다.
건조 모듈(300)은 원적외선을 방사하는 발열체를 이용하여 단계적으로 온도를 높여가며 고온 건조를 수행할 수 있다.
에를 들면, 1차 고온 건조부의 건조 온도는 120~150도, 2차 고온 전조부의 건조 온도는 170~180도로 점차 증가할 수 있다. 이보다 더 고온에서의 발열 특성이 요구되는 경우에는 추가적인 고온 건조부가 사용될 수 있다. 상기의 각 고온 건조부는 섬유사(1)의 손상을 방지하면서도 내층으로부터의 빠른 건조가 가능하도록 하기 위해 탄소발열체가 적용될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 실시예의 섬유사 코팅 모듈(200)에 대하여 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유사 코팅 모듈을 나타내는 도면이다.
본 실시예의 섬유사 코팅 모듈(200)은 저장부(210), 브러쉬 하우징(220) 및 브러쉬(230)를 포함한다.
저장부(210)에는 코팅액(2, 3)이 저장된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에서 저장부(210)에 저장되는 코팅액(2, 3)은 혼합된 액상 탄소 용액(2)과 난연재(3)일 수 있다. 저장부(210)에 액상 탄소 용액(2)과 난연재(3)가 혼합된 용액이 저장됨으로 인하여 섬유사(1)에 액상 탄소 용액(2)을 도포하고 건조한 후, 난연재(3)를 도포하고 다시 건조해야 하는 과정을 코팅액(2, 3)을 한번 도포하고 이를 건조시키는 과정으로 축소할 수 있다. 이와 같이 공정이 간소화됨으로써 생산성을 향상시키고 장치의 크기를 최소화할 수 있으며, 제조 비용을 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
저장부(210)는 밀폐 상태를 유지하여 코팅액(2, 3)의 증발을 방지할 수 있다.
브러쉬 하우징(220)은 저장부(210)로부터 코팅액(2, 3)을 공급받을 수 있도록 저장부(210)와 기구적으로 연결되며, 브러쉬 하우징(220)은 섬유사(1)의 진행 방향과 수직한 방향으로 길이를 가질 수 있다.
그리고, 하우징(220)에는 섬유사(1)의 진행 방향과 수직한 방향으로 배치되어 저장부(210)로부터 공급된 코팅액(2, 3)을 섬유사(1)를 향하여 분배하는 공급 유로(222)가 형성된다.
공급 유로(222)는 공급부(223), 전달부(224), 유량 조절 밸브(225) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
공급부(223)는 저장부(210)로부터 코팅액(2, 3)을 공급받을 수 있다. 이를 위하여, 저장부(210)와 공급부(223)는 호스나 파이프 등으로 연결될 수 있다.
전달부(224)는 공급부(223)로부터 복수 개로 분지되며, 서로 일정 간격 이격되어 외부로, 즉 후술할 브러쉬(230)로 코팅액(2, 3)을 배출할 수 있다.
유량 조절 밸브(225)는 공급부(223) 및 전달부(224)에 각각 구비되어 공급부(223) 및 전달부(224)로 유동하는 코팅액(2, 3)의 유량을 조절할 수 있다.
공급부(223)에 구비된 유량 조절 밸브(225)는 공급 유로(222) 전체로 공급되는 코팅액(2, 3)의 공급량을 조절할 수 있으며, 각각의 전달부(224)에 구비된 유량 조절 밸브(225)는 외부로 배출되는 코팅액(2, 3)의 양을 조절할 수 있다.
제어부(미도시)는 유량 조절 밸브(225)의 개도를 제어할 수 있다.
공급부(223) 및 전달부(224)에는 각각 유압 또는 유량을 측정하는 센서(226)가 구비되며, 제어부(미도시)는 센서(226)로부터 입력된 값을 바탕으로 전달부(224)에 동일한 압력 또는 동일한 양의 코팅액(2, 3)이 전달되도록 유량 조절 밸브(225)를 조절할 수 있다.
예를 들면, 전달부(224)가 공급부(223)로부터 다섯 개의 유로로 분지되고, 공급부(223)에 5만큽의 유량이 공급된다면, 다섯 개로 분지된 전달부(224)에는 각각 1만큼의 유량이 전달될 수 있다.
만약, 공급부(223)에 구비된 센서(226)에서 측정된 유량이 5인데, 어느 한 전달부(224)에서 측정된 유량이 0.5이고 다른 한 전달부(224)에서 측정된 유량이 1.5라면, 제어부(미도시)는 전달되어야 하는 유량보다 적은 유량이 측정된 전달부(224)의 유량 조절 밸브(225)를 조절하여 유로의 개도를 넓히고, 전달되어야 하는 유량보다 큰 유량이 측정된 전달부(224)의 유량 조절 밸브(225)를 조절하여 유로의 개도를 좁힘으로써 모든 전달부(224)로 흐르는 코팅액(2, 3)의 유량을 균일하게 조절할 수 있다.
그리고, 제어부(미도시)는 공급되는 섬유사(1)의 전체적인 폭에 따라 유량 조절 밸브(225)를 개폐할 수 있다.
에를 들면, 공급되는 섬유사(1)의 전체적인 폭이 양 끝에 위치한 전달부(224)의 폭과 유사하다면 모든 전달부(224)에서 코팅액(2, 3)이 배출되도록 모든 유량 조절 밸브(225)를 여는 신호를 출력할 수 있다. 또는, 공급되는 섬유사(1)의 전체적인 폭이 세 개의 전달부(224)의 폭과 유사하다면 제어부(미도시)는 양 끝의 전달부(224)의 유량 조절 밸브(225)는 닫고, 중앙부에 위치한 세 개의 유량 조절 밸브(225)만 여는 신호를 출력할 수 있다. 이로써, 불필요한 코팅액(2, 3)의 낭비를 줄일 수 있다.
브러쉬(230)는 브러쉬 하우징(220)의 하단에 섬유사(1)와 접촉하도록 구비되며, 공급 유로(222)를 통하여 전달된 코팅액(2, 3)이 흡수되어 섬유사(1)에 코팅액(2, 3)을 칠하도록 구성된다.
그리고, 브러쉬(230)의 하부에는 섬유사(1)의 원활한 이동을 위한 이송 롤러(240)가 구비될 수 있다. 즉, 브러쉬(230)와 이송 롤러(240) 사이에 섬유사(1)가 위치할 수 있다.
섬유사(1)가 공급 모듈(100)에 의하여 일방향으로 연속적으로 이동하는 과정에서 공급 유로(222)로부터 코팅액(2, 3)이 전달된 브러쉬(230)가 섬유사(1)의 표면에 접촉하기 때문에 섬유사(1)에는 코팅액(2, 3)이 코팅 또는 함침될 수 있다.
이 때, 공급 유로(222)의 공급부(223)에 구비된 센서(226) 및 유량 조절 밸브(225)를 통해 일정량의 코팅액(2, 3)이 공급 유로(222)로 공급되며, 각 전달부(224)에 구비된 센서(226) 및 유량 조절 밸브(225)를 통해 각각의 전달부(224)를 통해 배출되는 코팅액(2, 3)이 모두 일정하므로 섬유사(1)에는 코팅액(2, 3) 공급량 및 섬유사(1)의 이동 속도에 대응하여 일정한 양의 코팅액(2, 3)이 코팅 또는 함침될 수 있다.
일반적으로, 섬유사(1)에 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)를 코팅 또는 함침 시키기 위해서 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)가 각각 충분히 담겨있는 용기 형태의 탄소용액 흡착부(20) 및 난연제 흡착부(40) 안으로 섬유사(1)를 일정한 속도로 인입시키고, 인입된 섬유사(1)에 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)가 충분히 코팅 또는 함침되도록 섬유사(1)를 저속으로 이동시킨다(도 1 참조). 특히, 발열직물용 탄소섬유사의 품질에 있어서 섬유사(1)에 액상 탄소 용액(2)이 균일하게 코팅 또는 함침되도록 하는 것이 가장 중요한 요소이다.
그러나, 개구되어 있는 탄소 용액 흡착부(20) 및 난연제 흡착부(40)에 수용된 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)에 포함된 수분이 증발하여 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)의 농도가 점점 짙어지는 문제점이 있다. 이에 따라, 용기 내에서 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)가 코팅 또는 함침된 섬유사(1)는 코팅 또는 함침 상태가 균일하지 않고, 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)의 농도 또한 균일하지 않기 때문에 발열체로서 사용하기에는 부적합하다(도 1 참조).
또한, 작업 환경적인 측면에서 본다면, 코팅 또는 함침을 위하여 개구된 코팅 용기에 담긴 액상 탄소 용액(2) 및 난연제(3)의 증발로 인해 공기 중에 유해한 화학 성분이 포함되고, 이와 같은 환경에서 지속적으로 작업하는 작업자들의 질병을 유발할 수 있는 문제점이 있다.
반면, 본 실시예에 따른 섬유사 코팅 모듈(200) 및 탄소섬유사 제조 장치에 의하면 코팅액(2, 3)에 포함된 수분이 증발할 수 없는 구조를 가지며, 섬유사(1)로 공급되는 코팅액(2, 3)의 양 또한 일정하다. 때문에, 코팅액(2, 3)이 항상 균일한 농도를 가질 수 있으며, 섬유사(1)에 형성되는 코팅층의 두께 또는 섬유사(1)에 함침되는 코팅액(2, 3)의 양 또한 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 코팅 및 함침을 위한 개구된 코팅 용기가 불필요해지기 때문에 작업자들의 질병을 방지할 수 있고, 작업 환경이 보다 쾌적해질 수 있는 장점이 있다.
본 실시예의 섬유사 코팅 모듈(200)의 이러한 구조에 따라, 센서(226) 및 유량 조절 밸브(225)에 의해 각각의 전달부(224)를 통해 배출되는 코팅액(2, 3)의 유량이 조절되면, 섬유사(1)에 코팅 또는 함침되는 코팅액(2, 3)의 두께 또는 양이 변화될 수 있다. 예를 들면, 섬유사(1)의 이동 속도를 일정하게 유지한 상태에서 유량 조절 밸브(225)를 통해 코팅액(2, 3)의 공급량 및 배출량을 증가시키면 섬유사(1)에 코팅 또는 함침되는 코팅액(2, 3)의 두께 또는 양이 증가하고, 반대로 유량 조절 밸브(225)를 통해 코팅액(2, 3)의 공급량 및 배출량을 감소시키면 섬유사(1)에 코팅 또는 함침되는 코팅액(2, 3)의 두께 또는 양이 감소할 수 있다.
물론, 섬유사(1)에 코팅되는 코팅액(2, 3)의 두께 또는 섬유사(1)에 함침되는 코팅액(2, 3)의 양은 섬유사(1)의 공급 속도 조절을 통해 변화시킬 수도 있다. 예를 들면, 공급부(223)로 공급되는 코팅액(2, 3)의 양 및 전달부(224)를 통해 배출되는 코팅액(2, 3)의 양을 일정하게 유지한 상태에서 섬유사(1)의 공급 속도를 증가시키면 섬유사(1)에 코팅되는 코팅액(2, 3)의 두께 또는 섬유사(1)에 함침되는 코팅액(2, 3)의 양이 감소하고, 이와 반대로 섬유사(1)의 공급 속도를 감소시키면 섬유사(1)에 코팅되는 코팅액(2, 3)의 두께 또는 섬유사(1)에 함침되는 코팅액(2, 3)의 양이 증가할 수 있다.
한편, 브러쉬 하우징(220)을 섬유사(1)의 진행 방향과 평행한 방향으로 왕복 운동 가능하게 구성할 수도 있다.
이와 같이, 브러쉬 하우징(220)이 섬유사(1)의 진행 방향과 평행한 방향으로 왕복 직선 운동 가능하게 구성됨으로써 섬유사(1)에 코팅액(2, 3)이 더욱 균일하게 도포될 수 있다. 또는, 브러쉬 하우징(220)이 고정되어 있는 경우보다 섬유사(1)에 동일한 두께의 코팅층을 형성하거나, 동일한 양의 코팅액(2, 3)을 함침시키는 시간을 단축시킬 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 섬유사 코팅 모듈을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 변형 예에 따르면 브러쉬 하우징(220)에는 공급 유로(222) 및 브러쉬(230)가 섬유사(1)의 진행 방향으로 연속적으로 복수 개 배치될 수 있다.
즉, 브러쉬 하우징(220)이 섬유사(1)의 진행 방향으로 두께를 가지도록 형성되고, 여기에 공급 유로(222) 및 브러쉬(230)가 복수 세트 구비될 수 있다.
또는, 본 실시예의 섬유사 코팅 모듈(200) 전체가 섬유사(1)의 진행 방향으로 연속적으로 복수 개 배치될 수 있다.
물론, 이 경우에도 요구되는 코팅층의 두께 또는 코팅액(2, 3)의 함침량 또는 공급되는 섬유사(1)의 전체적인 폭 등에 따라 유량 조절 밸브(225)의 개도를 조절할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에서는 코팅액이 액상 탄소 용액(2) 및 난연재(3)이며, 액상 탄소 용액(2)과 난연재(3)가 각각 별도로 코팅되는 탄소섬유사 제조 장치를 예를 들어 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소섬유사 제조 장치는 공급 모듈(100), 제 1 섬유사 코팅 모듈(250), 제 1 건조 모듈(310), 제 2 섬유사 코팅 모듈(260) 및 제 2 건조(320) 모듈을 포함할 수 있다.
본 실시예의 공급 모듈(100)은 본 발명의 일 실시예의 공급 모듈(100)과 동일하다. 또한, 본 실시예의 제 1 섬유사 코팅 모듈(250) 및 제 2 섬유사 코팅 모듈(260)은 본 발명의 일 실시예의 섬유사 코팅 모듈(200)과 동일하게 구성되고, 본 실시예의 제 1 건조 모듈(310) 및 제 2 건조 모듈(320)은 본 발명의 일 실시예의 건조 모듈(300)과 동일하게 구성된다.
다만, 본 실시예의 제 1 섬유사 코팅 모듈(250)의 저장부(252)에는 액상 탄소 용액(2)이 저장되고, 제 2 섬유사 코팅 모듈(260)의 저장부(262)에는 난연재(3)가 저장될 수 있다.
즉, 섬유사(1)가 제 1 섬유사 코팅 모듈(250)을 지나면서 액상 탄소 용액(2)이 코팅 또는 함침되고, 제 1 건조 모듈(310)을 지나면서 건조되며, 액상 탄소 용액(2)이 건조된 섬유사(1)가 제 2 섬유사 코팅 모듈(260)을 지나면서 난연재(3)가 코팅 또는 함침될 수 있다. 그리고, 제 2 건조 모듈(320)을 지나면서 난연재(3)가 건조됨으로써 탄소발열사가 제조될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
1: 섬유사 2: 액상 탄소 용액
3: 난연제 10: 공급부
20: 탄소 용액 흡착부 30: 탄소 용액 건조부
40: 난연제 흡착부 50: 난연제 건조부
100: 공급 모듈 200: 섬유사 코팅 모듈
210: 저장부 220: 브러쉬 하우징
222: 공급 유로 223: 공급부
224: 전달부 225: 유량 조절 밸브
226: 센서 240: 이송 롤러
250: 제 1 섬유사 코팅 모듈 252: 저장부
260: 제 2 섬유사 코팅 모듈 262: 저장부
300: 건조 모듈 310: 제 1 건조 모듈
320: 제 2 건조 모듈

Claims (11)

  1. 코팅액이 저장되는 저장부;
    상기 저장부로부터 상기 코팅액을 공급받을 수 있도록 상기 저장부와 기구적으로 연결되며, 섬유사의 진행 방향과 수직한 방향으로 배치되어 상기 저장부로부터 공급된 상기 코팅액을 상기 섬유사를 향하여 분배하는 공급유로가 형성되는 브러쉬 하우징;
    상기 브러쉬 하우징의 하단에 상기 섬유사와 접촉하도록 구비되며, 상기 공급유로를 통하여 전달된 코팅액이 흡수되어 상기 섬유사에 상기 코팅액을 칠하는 브러쉬;를 포함하며,
    상기 공급유로는 상기 저장부로부터 상기 코팅액을 공급받는 공급부, 상기 공급부로부터 복수 개로 분지되며 서로 일정 간격 이격되어 상기 브러쉬로 상기 코팅액을 전달하는 전달부, 상기 공급부 및 상기 전달부에 각각 구비되어 상기 공급부 및 상기 전달부로 유동하는 상기 코팅액의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브 및 상기 유량 조절 밸브의 개도를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 공급부 및 상기 전달부에는 각각 유압 또는 유량을 측정하는 센서가 구비되며, 상기 제어부는 상기 센서로부터 입력된 값을 바탕으로 상기 전달부에 동일한 압력 또는 동일한 양의 상기 코팅액이 전달되도록 상기 유량 조절 밸브를 조절하고,
    상기 제어부는 상기 공급되는 섬유사의 전체적인 폭에 따라 상기 유량 조절 밸브를 개폐하는 섬유사 코팅 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 섬유사 코팅 모듈은 상기 섬유사의 진행 방향으로 연속적으로 복수 개 배치되는 섬유사 코팅 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 브러쉬 하우징에는,
    상기 공급유로 및 상기 브러쉬가 상기 섬유사의 진행 방향으로 연속적으로 복수 개 배치되는 섬유사 코팅 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 브러쉬 하우징은,
    상기 섬유사의 진행 방향과 평행한 방향으로 왕복 운동 가능하게 구성되는 섬유사 코팅 모듈.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 저장부는 밀폐 상태를 유지하여 상기 코팅액의 증발을 방지하는 섬유사 코팅 모듈.
  9. 롤 형태로 감겨있는 섬유사를 연속적으로 공급하는 공급 모듈;
    상기 공급 모듈로부터 공급된 상기 섬유사의 표면에 코팅액을 코팅하거나, 상기 섬유사에 상기 코팅액을 함침시키는 제 1항 내지 제 4항, 제 8항 중 어느 한 항의 섬유사 코팅 모듈;
    상기 섬유사 코팅 모듈에서 상기 섬유사의 표면에 코팅되거나 또는 상기 섬유사에 함침된 상기 코팅액을 건조시키는 건조모듈;
    을 포함하는 섬유사 코팅 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 섬유사 코팅 모듈의 저장부에 저장된 코팅액은,
    액상 탄소 용액과 난연제가 혼합된 상태의 혼합 용액인 섬유사 코팅 시스템.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 섬유사 코팅 모듈의 저장부에 저장된 코팅액은 액상 탄소 용액이며, 상기 건조 모듈의 하류에는 상기 섬유사 코팅 모듈 및 상기 건조 모듈이 더 구비되고,
    하류에 위치하는 상기 섬유사 코팅 모듈의 저장부에는 난연재가 저장되는 섬유사 코팅 시스템.
KR1020150070723A 2015-05-21 2015-05-21 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치 KR101698980B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150070723A KR101698980B1 (ko) 2015-05-21 2015-05-21 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150070723A KR101698980B1 (ko) 2015-05-21 2015-05-21 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160136752A KR20160136752A (ko) 2016-11-30
KR101698980B1 true KR101698980B1 (ko) 2017-01-23

Family

ID=57707749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150070723A KR101698980B1 (ko) 2015-05-21 2015-05-21 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101698980B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111304800A (zh) * 2020-02-20 2020-06-19 姚雪根 一种化纤纺织料成型装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200330100Y1 (ko) 2003-07-31 2003-10-11 김용국 전자파 차단기능을 갖는 모르타르 벽체용 망사지
KR100767781B1 (ko) 2006-03-20 2007-10-18 주식회사 메이드 탄소섬유사 제조공정
KR100863189B1 (ko) 2007-05-09 2008-10-13 유상신 발열직물용 탄소사 제조장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101328859B1 (ko) * 2012-01-11 2013-11-13 경희대학교 산학협력단 은나노 와이어를 이용한 투명 전극 코팅 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200330100Y1 (ko) 2003-07-31 2003-10-11 김용국 전자파 차단기능을 갖는 모르타르 벽체용 망사지
KR100767781B1 (ko) 2006-03-20 2007-10-18 주식회사 메이드 탄소섬유사 제조공정
KR100863189B1 (ko) 2007-05-09 2008-10-13 유상신 발열직물용 탄소사 제조장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111304800A (zh) * 2020-02-20 2020-06-19 姚雪根 一种化纤纺织料成型装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160136752A (ko) 2016-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI696310B (zh) 腹板塗佈和壓延系統及方法
FI116376B (fi) Menetelmä ja laite materiaalirainan käsittelemiseksi
CA1108846A (en) Application of liquid material to webs
CN105887385B (zh) 轧染设备及其轧染方法
CN103334246A (zh) 聚丙烯腈碳纤维上浆、干燥和定型装置
CN101463576B (zh) 带组件、用于造纸机或纸板机的设备及干燥纸幅材或纸板幅材的方法
US20130228300A1 (en) Method and system for impregnating and drying a continuous paper web
FI91294B (fi) Laitteisto ja menetelmä rainan tai rainan kanssa yhteydessä olevan koneenosan jäähdyttämiseen
KR101698980B1 (ko) 섬유사 코팅 모듈 및 이를 포함하는 탄소섬유사 제조 장치
CN104988786A (zh) 一种超级压光机蒸汽装置及其纸张水分调节方法
CN103878101A (zh) 用于湿式涂覆基质的方法和装置
US6530246B1 (en) Method and device for fiber impregnation
CN112339301A (zh) 一种拉挤材料生产***、生产方法及玻璃钢拉挤条
KR102264238B1 (ko) 평평한 재료를 건조시키기 위한 건조기 및 방법
KR20210149769A (ko) 산업용 섬유 염색 또는 관련 개선
ITTO960407A1 (it) Apparecchio per l'imbozzimatura di fili di ordito.
CN204199114U (zh) 用于在纤维幅材上涂覆处理物质的涂布或施胶装置
KR102583837B1 (ko) 롤투롤 멀티 코팅장비
GB2072533A (en) Impregnating foam sheet
CN209955474U (zh) 一种热敏版纸制备装置
JP2002235272A (ja) 経糸糊付け機
US20180147583A1 (en) Process for processing an adhesive and a device therefor
CN114026286B (zh) 用于生活用纸机中的扬克缸的方法和***
CN204825501U (zh) 一种超级压光机蒸汽装置
CN201648860U (zh) 加湿纸幅或纸板幅的装置及利用该装置的设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 4