KR101901862B1 - 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치 - Google Patents

균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치 Download PDF

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김늘새롬
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장영진
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주식회사 라지
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Abstract

본 발명은 서로 상이한 소재로 이루어진 강화섬유사와 메트릭스사를 내부에 수용하여 에어를 분사함으로써 균일하게 혼합할 수 있는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치는 여러 가닥으로 이루어진 강화섬유를 공급하는 강화재공급롤러와, 여러 가닥으로 이루어진 메트릭스사를 공급하는 기지재공급롤러와, 상기 강화섬유의 진행방향을 가이드함과 동시에 열을 가하는 열처리부와, 강화섬유 및 메트릭스사를 동시에 수용하며, 유입되는 에어에 의해 강화섬유와 메트릭스사가 균일하게 취합되는 취합부와, 상기 취합부에 에어를 공급하는 에어공급부와, 취합된 혼합사의 끝단부가 고정되어 권취되는 권취롤러 및 상기 취합부와 권취롤러 사이에 위치하며 취합된 혼합사의 진행방향을 상기 권취롤러의 길이방향을 따라 좌우로 가이드하는 가이드롤러를 포함한다.

Description

균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치{Braiding device for uniform mixing commingled yarn}
본 발명은 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 서로 상이한 소재로 이루어진 강화섬유사와 메트릭스사를 내부에 수용하여 에어를 분사함으로써 더욱 균일하게 혼합할 수 있는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치에 관한 것이다.
섬유강화 복합재료는 우수한 비강도비강성 및 피로수명을 지니고 있으며 항공, 선박 및 자동차 구조물에 널리 적용되고 있다.
이러한 섬유강화 복합재료로 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드섬유 등이 사용되고 있으며, 강화재를 일정한 형태로 잡아주기 위한 기지재로 열경화성수지, 열가소성수지 등이 사용되고 있다.
열경화성 복합소재의 경우 고강도, 고강성이 우수한 반면, 열가소성 복합소재의 경우 내충격성, 재활용성 및 성형성 측면에서 열경화성 복합재료 대비 우수하여 최근 많은 연구들이 진행되고 있다.
하지만 열가소성수지의 경우 열경화성수지 대비 용융점도가 높아 함침성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.
이러한 함침성의 문제를 해결하기 위하여 강화섬유사(Reinforcing fiber)와 메트릭스사(matrix fiber)의 합사 형태인 코밍글리얀(Commingled yarn)이 고안되었으며, 이러한 얀의 합사를 위한 다양한 기술이 개시되어 있다.
예를 들어 등록특허 제10-0254142호에는 제1핵사와 제2배합사를 공기 분사식으로 합성하여 열결합 속심용 직물기초재료를 제조하는 기술이 개시되어 있다.
그리고 공개특허 제2001-0041281호에는 공기기포가공노즐 내부로 연속필라멘트연사를 이송하되 이송 속도를 높여 생산속도를 향상시킬 수 있도록 한 기술이 개시되어 있다.
또한 등록실용신안 제20-0361417호에는 연속적인 얀 덕트를 구비하는 무한사의 텍스처링을 위한 텍스처링 노즐이 개시되어 있다.
본 출원인은 종래의 기술들을 개선하여 이미 출원(10-2015-0045030)한 바 있으며, 본 발명은 이를 더욱 개선한 것이다.
본 발명의 실시예는, 서로 상이한 소재로 이루어진 강화섬유사와 메트릭스사를 내부에 수용하여 에어를 분사함으로써 균일하게 혼합할 수 있는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치는 여러 가닥으로 이루어진 강화섬유를 공급하는 강화재공급롤러와, 여러 가닥으로 이루어진 메트릭스사를 공급하는 기지재공급롤러와, 상기 강화섬유의 진행방향을 가이드함과 동시에 열을 가하는 열처리부와, 강화섬유 및 메트릭스사를 동시에 수용하며, 유입되는 에어에 의해 강화섬유와 메트릭스사가 균일하게 취합되는 취합부와, 상기 취합부에 에어를 공급하는 에어공급부와, 취합된 혼합사의 끝단부가 고정되어 권취되는 권취롤러 및 상기 취합부와 권취롤러 사이에 위치하며 취합된 혼합사의 진행방향을 상기 권취롤러의 길이방향을 따라 좌우로 가이드하는 가이드롤러를 포함한다.
본 발명은 하기와 같은 다양한 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 최소한의 공간에서 서로 상이한 재질의 강화섬유와 메트릭스사를 합사하는 것이 가능하다.
둘째, 본 발명은 취합부와 분산부를 이용하여 강화섬유와 메트릭스사를 분산시켜 취합함으로 합사 효율이 매우 뛰어나다.
셋째, 본 발명은 최소한의 구성을 제외하고는 무동력 회전을 함으로써 제조비용이 절감되며 유지관리 비용이 저렴하다.
넷째, 본 발명은 리버스캠 형상의 가이드롤러를 적용함으로써 권취롤러에 혼합사를 권취할 때 길이방향을 따라 균일하게 권취하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 전면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 후면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 열처리부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 취합부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 권취롤러 및 가이드롤러를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 기지재장력조절부를 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 강화재꼬임방지부를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 기지재꼬임방지부를 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 분산부를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치의 혼합사장력부를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하며, 배경기술 및 이미 설명한 구성의 도면번호는 특별한 언급이 없다면 동일하게 적용된다.
이하에서 설명되는 본 발명의 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치에 관한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 그 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현할 수 있다.
또한, 이하에서 설명되는 각 구성에 대한 형상 및 크기 등은 대표적인 실시예를 나타낸 것일 뿐 고정된 것이 아니며, 동일한 효과를 구현할 수 있다면 다양하게 변경 가능하다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치(1)는, 메인하우징(10), 강화재공급롤러(30), 기지재공급롤러(40), 열처리부(100), 취합부(200), 에어공급부(70), 권취롤러(300), 가이드롤러(400) 및 조작부(80)를 포함한다.
메인하우징(10)은 본 발명에서 적용되는 대부분의 구성들이 장착되는 곳으로, 본 발명에서는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치(1)의 크기를 최소화하고 이동이 용이하도록 직사각형 형상의 메인하우징(10)을 구비한 후 하측에는 바퀴(12)를 장착하였으며, 전측과 후측에 후술하는 구성들을 장착하였다.
강화재공급롤러(30)는, 강화섬유(F)를 공급하기 위한 구성으로 여러 가닥으로 이루어진 강화섬유(F)가 권취되어 있다. 강화섬유(F)는 하나의 가닥이 아닌 수천 가닥이 뭉쳐져 하나의 실을 이루고 있으며, 후술하는 구성들에 의해 뭉쳐져 있던 가닥들이 풀어헤쳐 진다. 본 발명의 실시예에서는 강화섬유(F)로서 탄소섬유를 적용하였으며 메인하우징(10)의 상측에 강화재공급롤러(30)를 위치시켰다.
이러한 강화재공급롤러(30)는 별도의 모터를 이용하여 회전시키는 것도 가능하지만, 본 발명의 실시예에서는 구성의 단순화 및 소요되는 에너지를 절약하기 위해 무동력 회전하며, 후술하는 기지재공급롤러(40)와 권취롤러(300) 역시 무동력 회전이 가능하도록 구성하였다.
기지재공급롤러(40)는 메트릭스사(M)를 공급하기 위한 구성으로 수천 가닥으로 이루어진 메트릭스사(M)가 권취되어 있다. 메트릭스사(M) 역시 강화섬유(F)와 마찬가지로 하나의 가닥이 아닌 수천 가닥이 뭉쳐져 하나의 실을 이루고 있으며, 후술하는 구성들에 의해 뭉쳐져 있던 가닥들이 풀어헤쳐지게 된다.
그러나 일반적으로 강화섬유(F)에 비해 메트릭스사(M)의 가닥 수가 약 1/4정도로 작게 제조되어 유통되고 있으며, 이에 따라 본 발명의 실시예에서는 4개의 기지재공급롤러(40)를 구비하여 강화섬유(F)의 가닥 수와 메트릭스사(M)의 가닥 수가 대응될 수 있도록 구성하였다.
이러한 기지재공급롤러(40)는 메인하우징(10)의 후방 하측에 위치하며, 후술하는 구성들은 기지재공급롤러(40) 4개와 강화재공급롤러(30) 1개를 적용하여 대표적인 예로 설명한다.
열처리부(100)는 강화재공급롤러(30)로부터 권출되는 강화섬유(F)의 진행방향을 가이드함과 동시에 열을 가하는 구성으로, 메인하우징(10)의 후방 중심부에 위치한다.
이러한 열처리부(100)는 강화섬유(F)를 약 200℃ ~ 250℃로 가열하여 강화섬유(F) 내에 잔류하는 이물질들을 태워 제거하는 기능과 함께 수천 가닥으로 이루어진 강화섬유(F)가 잘 펼쳐지고 잘 섞이도록 하는 기능을 한다.
즉, 강화섬유(F)는 열처리부(100)에 의해 가열되어 유연성이 생김으로써 후술하는 취합부(200)를 통과할 때 에어에 의해 매우 잘 분산되어 메트릭스사(M)와 균일하게 섞여 취합된다.
도 3에 도시된 바와 같이 열처리부(100)는 소정의 길이를 갖는 직사각형 형상의 열처리프레임(110)과, 열처리프레임(110)의 길이방향 양측면에 형성되며 강화섬유(F)가 수용되는 수용홈(120)과, 수용홈(120)의 내측에 구비되는 발열체(미도시)와, 열처리프레임(110)의 양단부에 위치하는 다수 개의 방향전환롤러(60)를 포함한다.
강화섬유(F)를 열처리하여 이물질을 제거하고 유연성을 가지도록 하기 위해서는 열처리 구간이 길수록 좋다. 그러나 열처리 구간을 길게 하기 위해 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치(1)의 크기를 무한정 길게 하는 것은 바람직하지 않다.
따라서, 강화섬유(F)가 수용되어 열처리 되는 수용홈(120) 및 발열체(미도시)는 직사각형 형상의 열처리프레임(110) 양측면에 형성되는 것이 바람직하며, 강화섬유(F)를 안내하기 위해 열처리프레임(110)의 양단부에 방향전환롤러(60)를 구비한다.
즉, 강화재공급롤러(30)로부터 권출되는 강화섬유(F)는 열처리프레임(110)의 일측면에 형성된 수용홈(120)에 수용되어 열처리된 후 끝단부에서 방향전환롤러(60)에 의해 반대방향으로 진행방향이 변경되고, 다시 반대 측면에 위치한 수용홈(120)에 수용되어 열처리된 후 방향전환롤러(60)에 의해 진행방향이 변경되어 메인하우징(10)의 전방으로 진행한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 취합부(200)는 메인하우징(10)의 전면 중심부에 위치하여 강화섬유(F)와 메트릭스사(M)를 동시에 수용하고 에어공급부(70)로부터 에어를 공급받아 수용된 강화섬유(F)와 메트릭스사(M)를 균일하게 섞어 취합하는 곳으로, 인입수단(210), 취합수단(230), 에어공급홀(미도시) 및 인출수단(260)을 포함한다.
인입수단(210)은 각각의 메트릭스사(M)와 강화섬유(F)가 개별적으로 인입되는 다수 개의 인입홀(220)이 형성되며, 인입홀(220)의 수는 인입되는 메트릭스사(M)와 강화섬유(F)의 수에 대응되어 달라진다.
취합수단(230)은 인입수단(210)의 후방에 위치하며 인입홀(220)을 통과한 메트릭스사(M)와 강화섬유(F)가 모여 동시에 인입된다. 취합홀(240)의 내부 일측에는 에어공급홀(미도시)이 형성되며, 에어공급홀(미도시)을 통해 에어공급부(70)로부터 에어가 유입된다.
취합홀(240)의 내측을 메트릭스사(M)와 강화섬유(F)가 통과할 때 에어공급홀(미도시)을 통해 에어가 분사됨으로써 수천 가닥으로 이루어진 메트릭스사(M) 및 강화섬유(F)가 풀어 헤쳐지면서 서로 균일하게 섞여 혼합사(B)가 된다.
인출수단(260)은 취합된 혼합사(B)가 인출되는 인출홀(270)이 형성되며, 인출홀(270)을 통과하는 혼합사(B)는 메트릭스사(M)와 강화섬유(F)가 균일하게 섞인 상태가 된다.
권취롤러(300)는 메인하우징(10)의 전면 상부 일측에 위치하여 인출홀(270)을 통과한 혼합사(B)의 끝단부가 고정되어 회전에 의해 권취되는 곳으로, 도 5에 도시된 바와 같이 권취롤러(300)의 전방에는 가이드롤러(400)가 구비된다.
가이드롤러(400)는 취합된 혼합사(B)의 진행방향을 권취롤러(300)의 길이방향을 따라 좌우로 가이드하는 것으로, 권취되는 혼합사(B)가 권취롤러(300)의 일정 부분에만 집중적으로 권취되는 것을 방지하고 권취롤러(300)의 길이방향을 따라 균일하게 권취되도록 유도한다.
이러한 가이드롤러(400)는 서로 반대방향으로 진행되는 한 쌍의 리버스홈(410)이 외주면을 따라 형성된 리버스캠(Reverse cam) 형상으로 적용된다.
혼합사(B)는 가이드롤러(400)의 외주면에 형성된 리버스홈(410) 내에 삽입된 상태로 권취롤러(300)에 끝단부가 고정되며, 권취롤러(300)가 회전하면 혼합사(B)의 위치가 일 방향으로 형성된 리버스홈(410)을 따라 이동하게 되고 리버스홈(410)의 끝단까지 이동이 완료되면 반대방향으로 이동하게 된다.
이러한 과정에 의해 권취롤러(300)에 권취되는 혼합사(B)의 위치가 고정되는 것이 아닌 길이방향을 따라 좌우로 왕복 이동하며 조금씩 달라지게 된다.
가이드롤러(400)의 일단부는 메인하우징(10)의 전면 일측에 고정된 상태로 모터(91)로부터 회전력을 공급받아 회전하며, 권취롤러(300)는 가이드롤러(400)와 접촉된 상태로 가이드롤러(400)의 회전시 무동력 회전하게 된다.
한편, 취합부(200)와 기지재공급롤러(40) 사이에는 공급되는 메트릭스사(M)의 장력을 조절하는 기지재장력조절부(500)가 구비될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 기지재장력조절부(500)는 메인하우징(10)의 전방 하부에 위치하여 후방 하부에서 공급되는 메트릭스사(M)의 장력을 조절하며, 메트릭스사(M)의 진행방향을 따라 소정 간격으로 이격 구비되는 다수 개의 지지부재(510)와, 이격 구비된 지지부재(510)들 사이에 각각 위치하며 메트릭스사(M)의 진행방향과 교차하는 방향으로 이동 가능한 다수 개의 누름부재(520)와, 누름부재(520)의 이동거리를 조절하는 거리조절부재(530)를 포함한다.
기지재장력조절부(500)의 수는 메트릭스사(M)를 공급하는 기지재공급롤러(40)의 수와 대응되도록 구비되는 것이 바람직하다.
강화재공급롤러(30)로부터 권출된 메트릭스사(M)는 다수 개의 지지부재(510) 일측면과 접촉하면서 일방향으로 진행하게 되고, 작업자가 거리조절부재(530)를 회전시키면 인접한 지지부재(510) 사이에 위치한 누름부재(520)가 메트릭스사(M)의 진행방향과 교차하는 방향으로 이동하면서 메트릭스사(M)를 누르게 된다.
거리조절부재(530)를 조절하여 누름부재(520)가 메트릭스사(M)를 누르는 정도를 조절함으로써 메트릭스사(M)의 장력을 조절하는 것이 가능하다.
한편, 강화재공급롤러(30)와 열처리부(100) 사이에는 공급되는 강화섬유(F)의 장력을 조절함과 동시에 꼬임을 방지하는 강화재꼬임방지부(600)가 구비될 수 있고, 기지재공급롤러(40)와 취합부(200) 사이에는 공급되는 메트릭스사(M)의 장력을 조절함과 동시에 꼬임을 방지하는 기지재꼬임방지부(700)가 구비될 수 있다.
이러한 강화재꼬임방지부(600)와 기지재꼬임방지부(700)는, 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 모터(92)로부터 동력을 제공받아 동일한 방향으로 회전하는 한 쌍의 지지롤러(610)와, 한 쌍의 지지롤러(610)와 동시에 접촉되어 가압하는 가압롤러(620)를 포함한다.
가압롤러(620)의 일측에는 가압롤러(620)와 지지롤러(610) 사이의 간격을 조절하는 간격조절부(630)가 구비된다. 이러한 간격조절부(630)는 제1프레임(631), 제2프레임(632), 조절나사(633) 및 레버(636)를 포함한다.
제1프레임(631)은 지지롤러(610)의 전방에 위치하여 가압롤러(620)가 회전 가능하게 구비되며, 제1프레임(631)의 하측에는 메인하우징(10)에 돌출되는 제2프레임(632)이 구비된다.
제1프레임(631)의 외측에는 조절나사(633)가 구비되며, 조절나사(633)에는 한 쌍의 스토퍼(634)가 나사결합 된다. 제2프레임(632)의 외측에는 힌지(635)가 구비되며, 힌지(635)의 일단부는 조절나사(633)에 결합되어 한 쌍의 스토퍼(634)에 의해 위치가 고정된다. 힌지(635)의 일측에는 레버(636)가 구비된다.
작업자가 레버(636)를 누르면 제1프레임(631)이 힌지(635)를 중심으로 회전하여 가압롤러(620)와 지지롤러(610) 사이의 간격이 멀어지며, 다시 레버(636)를 올리면 가압롤러(620)와 지지롤러(610)가 접촉하게 된다.
조절나사(633)에 결합된 스토퍼(634)를 회전시켜 힌지(635)의 끝단부 위치를 조절함으로써 가압롤러(620)가 지지롤러(610)를 누르는 힘을 제어할 수 있다.
이러한 강화재꼬임방지부(600)에 의해 강화섬유(F)와 메트릭스사(M)는 지지롤러(610)와 가압롤러(620) 사이에 위치한 상태로 압착됨으로써 꼬이지 않고 넓게 펼쳐진다.
모터(92)에 의해 한 쌍의 지지롤러(610)가 회전하면 그와 접촉되어 있는 가압롤러(620)는 무동력 회전하게 되며, 그 사이에 위치한 강화섬유(F) 또는 메트릭스사(M)는 권출된다.
한편, 상술한 인입수단(210)의 전방 또는 인출수단(260)의 후방 중 적어도 한곳에는 메트릭스사(M) 및 강화섬유(F)와 접촉되어 분산시키는 볼(ball) 형상의 분산부(800)가 구비될 수 있다.
분산부(800)는 메트릭스사(M)와 강화섬유(F)사가 지나가는 경로에 위치하여 수천 가닥으로 이루어진 메트릭스사(M) 및 강화섬유(F)사와 접촉됨으로써 강제적으로 펼쳐지도록 하는 것으로, 몸체(810), 누름볼(840) 및 회전체(850)를 포함한다.
몸체(810)에는 양끝단부를 관통하는 통로(820)가 형성되어 강화섬유(F) 및 메트릭스사(M)가 통과하며, 몸체(810)의 일측에는 회전축(860)을 중심으로 회전하는 회전체(850)가 구비된다.
회전체(850)에는 소정의 길이를 가지는 연결부재(870)의 일단부가 고정되며, 연결부재(870)의 타단부에는 누름볼(840)이 구비된다. 회전체(850)를 일 방향으로 회전시키면 누름볼(840)이 통로(820)의 전방에 위치하게 되고, 반대방향으로 회전시키면 누름볼(840)이 통로(820)로부터 멀어지게 된다.
누름볼(840)을 통로(820)의 전방에 위치시키면 통로(820)를 통과해서 나온 메트릭스사(M) 및 강화섬유(F)가 누름볼(840)에 의해 직진으로 진행하지 못하게 되고 누름볼(840)과 접촉되어 진행방향이 굴곡지게 틀어진 후 직진하게 된다. 즉, 수천 가닥으로 이루어진 메트릭스사(M) 및 강화섬유(F)가 펼쳐지게 된다.
몸체(810)의 일측에는 통로(820)의 내측과 연통되는 에어유입홀(830)이 형성되며, 에어유입홀(830)을 통해 에어를 공급하면 통로(820)의 내측을 통과하던 메트릭스사(M) 및 강화섬유(F)에 고압의 에어가 분사된다.
이러한 에어유입홀(830)은 상술한 취합부(200)의 에어공급홀(미도시)과 동일한 기능을 한다. 즉 분산부(800)는 취합홀(240)의 전방 또는 후방 중 적어도 한곳에 구비됨으로써 강화섬유(F)와 메트릭스사(M)가 균일하게 펼쳐진 후 합사되는 효과를 극대화한다.
한편, 가이드롤러(400)와 취합부(200) 사이에는 혼합사장력조절부(900)가 구비될 수 있다. 이러한 혼합사장력조절부(900)는 메인하우징(10)의 전면에 위치가 고정되며 모터(93)에 의해 회전하는 고정롤러(910)와, 고정롤러(910)의 상측에 위치하며 혼합사(B)에 가해지는 장력에 의해 기울기가 가변되는 가변롤러(920)와, 가이드롤러(400)의 하측에 위치하는 장력조절보조롤러(930)를 포함한다.
취합부(200)에서 인출된 혼합사(B)는 고정롤러(910)와 가변롤러(920)의 외주면을 따라 여러 번 감긴 후 장력조절보조롤러(930)에 의해 진행방향이 변경된 후 가이드롤러(400)의 리버스홈(410)을 따라 권취롤러(300)에 권취된다.
가변롤러(920)의 끝단부는 원형으로 형성되어 메인하우징(10)의 일측에 끼움 삽입되며, 가해지는 힘에 따라 고정된 상태가 달라진다. 즉, 가변롤러(920)의 외주면을 따라 감겨있는 혼합사(B)의 장력에 의해 메인하우징(10)과 가변롤러(920) 사이의 각도(기울기)가 달라진다.
조작부(80)는 본 발명에 따른 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치(1)의 전체적인 작동을 제어하는 구성으로, 모터에 의해 회전되는 권취롤러(300), 고정롤러(910), 지지롤러(610)의 회전속도를 제어한다.
이러한 조작부(80)는 권취롤러(300), 고정롤러(910), 지지롤러(610)의 속도를 개별적으로 제어할 수 있도록 구성하는 것도 가능하며, 설정된 일정 비율로 동시에 자동 제어되도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, 별도의 장력측정유닛을 구비하여 권취롤러(300)의 전방에 위치한 혼합사(B)의 장력 또는 강화재꼬임방지부(600), 기지재꼬임방지부(700)의 전후방에 위치한 강화섬유(F) 또는 메트릭스사(M)의 장력을 측정하여 해당되는 모터의 회전속도를 자동으로 제어하는 것도 가능하다.
B : 혼합사 F : 강화섬유
M : 메트릭스사 1 : 코밍글드얀 합사장치
10 : 메인하우징 30 : 강화재공급롤러
40 : 기지재공급롤러 60 : 방향전환롤러
70 : 에어공급부 80 : 조작부
100 : 열처리부 110 : 열처리프레임
120 : 수용홈 200 : 취합부
210 : 인입수단 230 : 취합수단
260 : 인출수단 300 : 권취롤러
400 : 가이드롤러 410 : 리버스홈
500 : 기지재장력조절부 600 : 강화재꼬임방지부
700 : 기지재꼬임방지부 800 : 분산부
900 : 혼합사장력조절부

Claims (9)

  1. 여러 가닥으로 이루어진 강화섬유를 공급하는 강화재공급롤러;
    여러 가닥으로 이루어진 메트릭스사를 공급하는 기지재공급롤러;
    상기 강화섬유의 진행방향을 가이드함과 동시에 열을 가하는 열처리부;
    강화섬유 및 메트릭스사를 동시에 수용하며, 유입되는 에어에 의해 강화섬유와 메트릭스사가 균일하게 취합되는 취합부;
    상기 취합부에 에어를 공급하는 에어공급부;
    취합된 혼합사의 끝단부가 고정되어 권취되는 권취롤러; 및
    상기 취합부와 권취롤러 사이에 위치하며 취합된 혼합사의 진행방향을 상기 권취롤러의 길이방향을 따라 좌우로 가이드하는 가이드롤러를 포함하며,
    상기 취합부와 기지재공급롤러 사이에 위치하며, 공급되는 메트릭스사의 장력을 조절하는 기지재장력조절부를 더 포함하고,
    상기 기지재장력조절부는, 상기 메트릭스사의 진행방향을 따라 소정 간격으로 이격 구비되는 다수 개의 지지부재와, 이격 구비된 지지부재들 사이에 각각 위치하며 상기 메트릭스사의 진행방향과 교차하는 방향으로 이동 가능한 다수 개의 누름부재와, 상기 누름부재의 이동거리를 조절하는 거리조절부재를 포함하는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열처리부는,
    소정의 길이를 갖는 직사각형 형상의 열처리프레임과,
    상기 열처리프레임의 끝단에 구비되는 방향전환롤러와,
    상기 열처리프레임의 길이방향 양측면을 따라 형성되며, 상기 강화섬유가 상기 방향전환롤러에 의해 벤딩되어 양측면을 경유하여 수용되는 수용홈과,
    상기 수용홈의 내측에 구비되는 발열체를 포함하고,
    상기 강화섬유는 상기 발열체에 의해 가열되어 에어에 의한 분산력이 향상되는 것을 특징으로 하는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드롤러는,
    서로 반대방향으로 진행되는 한 쌍의 리버스홈이 외주면을 따라 연속적으로 형성된 리버스캠(Reverse cam) 형상인 것을 특징으로 하는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지재공급롤러는 다수 개로 구비되어 메트릭스사를 동시에 공급하고,
    상기 취합부는,
    상기 메트릭스사의 수와 대응되는 수로 형성되는 다수의 제1인입홀 및 상기 강화섬유가 인입되는 제2인입홀이 형성된 인입수단과,
    다수의 메트릭스사와 강화섬유가 동시에 인입되는 취합홀이 형성된 취합수단과,
    상기 취합홀의 일측과 상기 에어공급부를 연통하는 에어공급홀과,
    취합된 혼합사가 인출되는 인출홀이 형성된 인출수단을 포함하고,
    상기 기지재공급롤러는, 동시에 공급되는 다수의 메트릭스사를 합쳤을 때 상기 강화섬유의 가닥 수와 상기 메트릭스사의 가닥 수가 대응될 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드롤러와 취합부 사이에 위치하며, 상기 혼합사의 장력을 조절하는 혼합사장력조절부를 포함하고,
    상기 혼합사장력조절부는,
    모터에 의해 회전하는 고정롤러와, 고정롤러의 상측에 위치하며 혼합사에 가해지는 장력에 의해 기울기가 무동력으로 가변되는 가변롤러와, 상기 가이드롤러의 하측에 위치하는 장력조절보조롤러를 포함하는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화재공급롤러와 열처리부 사이에 위치하며, 공급되는 강화섬유의 장력을 조절함과 동시에 꼬임을 방지하는 강화재꼬임방지부와,
    상기 기지재공급롤러와 취합부 사이에 위치하며, 공급되는 메트릭스사의 장력을 조절함과 동시에 꼬임을 방지하는 기지재꼬임방지부를 포함하는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 인입수단의 전방 또는 인출수단의 후방 중 적어도 한곳에는 메트릭스사 및 강화섬유와 접촉되어 분산시키는 볼(Ball) 형상의 분산부가 구비되는 것을 특징으로 하는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분산부는, 양끝단부를 관통하는 통로가 형성되어 강화섬유 및 메트릭스사가 통과하는 몸체와,
    상기 몸체의 일측에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구비되는 회전체와,
    상기 회전체의 일측에 돌출 구비되며 끝단부에는 누름볼이 구비된 연결부재를 포함하며,
    상기 누름볼은 통로의 전방에 위치하여 강화섬유 및 메트릭스사와 접촉되어 분산시키는 것을 특징으로 하는 균일 혼합 기능을 갖는 코밍글드얀 합사장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102104112B1 (ko) * 2019-12-06 2020-04-23 김영채 폐발포물 재생 장치
KR102104113B1 (ko) * 2019-12-16 2020-04-23 김영채 폐발포물 재생 장치 및 재생 방법

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