KR20110035383A

KR20110035383A - 향상된 원사 공급 기능을 가지는 터프팅 장치

Info

Publication number: KR20110035383A
Application number: KR1020090093069A
Authority: KR
Inventors: 백지승
Original assignee: 코오롱글로텍주식회사
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-06
Also published as: KR101628827B1

Abstract

본 발명은 터프팅 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 다수의 고정된 일련의 원사 공급 롤러와 상기 원사 공급 롤러를 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성되고 원사의 이송을 가능하게 하는 원사 공급부; 고정된 상부 롤러와, 상하 방향으로 이동 가능하고 상부 롤러와 이격된 하부 롤러로 이루어진 서브 원사 축적부를 포함하여 구성되고 터프팅 공정 속도의 변화에 필요한 여분의 원사를 축적하는 원사 축적부; 및 니들과 루퍼를 포함하여 구성되고 이송받은 원사를 기포(基布)에 터프팅(tufting) 시키는 터프팅부;가 원사의 이동 방향을 기준으로 순서대로 설치된 터프팅 장치로서, 상기 서브 원사 축적부의 하부 롤러는 상 방향으로 최대 이동시 고정된 상부 롤러보다 아래에 위치하고 하 방향으로 최대 이동시 원사 축적량이 최대인 것을 특징으로 하는 터프팅 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 터프팅 장치는 원사 공급부와 터프팅부 사이에 소정의 원사를 축적할 수 있는 원사 축적부를 포함하고 있기 때문에 터프팅 속도가 증가하더라도 터프팅 장치에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하면서 동시에 원사를 터프팅부에 원활하게 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 터프팅 장치를 이용하여 기포를 터프팅 시키는 경우 터프팅 속도의 증가에 따른 원사의 절사 내지 원사의 이송 경로 이탈을 최소화시킬 수 있고, 기포상에 형성된 파일 간의 간격, 파일의 높이, 파일 밀도를 쉽게 조정할 수 있으며, 결과적으로 다양한 무늬를 가진 인조잔디, 자동차용 매트, 자동차 의자용 커버 제품 등을 제조할 수 있다.

터프팅, 원사 공급, 원사 축적, tufting, yarn supply, yarn accumulator

Description

향상된 원사 공급 기능을 가지는 터프팅 장치{Tufting apparatus with improved yarn supply}

본 발명은 터프팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터프팅 속도의 변화에 대응하여 터프팅 장치에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하면서 유연하게 대처할 수 있고, 동시에 원사 공급 속도의 조절이 가능한 터프팅 장치에 관한 것이다.

터프팅(Tufting)이란, 마감 직물 상에 술을 이용하여 묶고 잡아당겨 올록볼록한 효과를 내는 기법을 말하는데, 일반적으로 운동장용 인조잔디, 자동차 내부 바닥용 매트, 자동차 의자용 커버 제품들은 적절한 쿠션을 제공하거나, 먼지 등의 이물질을 잡아두거나, 미감을 부여하기 위하여 터프팅 처리를 거치게 된다.

종래의 터프팅 장치(100)를 개략적으로 도시한 도 1을 통해 터프팅 공정을 살펴보면, 먼저 다양한 원사 꾸리(11) 및 이를 꽂는 틀(12)로 이루어진 크리일(Creel, 10), 상기 크리일로부터 인출되는 다수 가닥의 원사가 모이는 집사판(Collect Board, 20), 집사판으로부터 필요한 원사를 인출하여 이를 원사 공급부로 안내하는 가이드(Guide, 30), 원사의 이송시 원사에게 부여되는 장력을 감지하 는 장력 감지기(40), 다수의 원사 공급 롤러(51)로 구성되고 구동 모터에 연결되어 실질적으로 원사의 이송을 실현하고 이송되는 원사에 장력을 부여하는 원사 공급부(50), 원사가 원사 공급부에서 터프팅부(80)로 이송되기 전에 원사의 절삭 여부를 감지하는 절사 감지부(60), 및 원사 공급부로부터 이송받은 원사를 기포상에 터프팅 시키는 터프팅부(80)로 구성되어 있다. 이때, 원사가 터프팅부에 공급됨과 동시에 기포 송출기(90)로부터 스파이크 롤러(91)에 의해 기포가 터프팅부에 공급되고 터프팅 처리가 완료된 기포는 다른 스파이크 롤러(92)에 의해 터프팅부를 빠져나가게 된다. 터프팅부에서 원사가 기포에 터프팅 되는 과정을 보다 자세히 살펴보면, 니들바(needle bar)에 장착된 니들(needle)은 기포를 찔러 원사를 기포에 삽입하고, 니들이 재차 위쪽으로 자신의 처음 위치로 되돌아오기 전에 삽입된 원사는 루퍼에 의해 기포의 하부면에 고정되면서 매듭 또는 고리, 소위 파일(pile)이 형성된다.

도 1에 도시된 종래의 터프팅 장치를 이용하여 터프팅 공정을 수행하는 도중에 기포상에 형성된 파일 간의 간격, 파일의 높이, 파일 밀도를 증가시키기 위해서는 터프팅 속도(시간당 니들의 횡방향 이동 거리, 시간당 니들의 터프팅수, 시간당 니들의 종방향 이동 거리 등으로 표현될 수 있다.)의 증가가 필수적인데, 도 1에서 보이는 바와 같이 터프팅 장치는 여러 구성요소의 일련된 연속 공정으로 이루어져 있고, 따라서 니들의 구동 조건 변화와 동시에 이에 대응하여 원사 공급부의 원사 공급 속도가 변화되어야 한다. 그러나, 니들의 구동 조건 변화에 대응하여 원사 공급부의 원사 공급 속도를 동시에 변화시키는 것은 쉽지 않고, 니들의 구동 조건 변 화에 대해 원사 공급부의 원사 공급 속도가 따라가지 못하면 원사에 너무 큰 장력이 부여되어 원사가 절사되는 문제가 발생하고, 니들의 구동 조건 변화에 대해 원사 공급부의 원사 공급 속도가 과하게 변하면 원사에 적당한 장력이 부여되지 못해 원사가 이송경로를 이탈하는 문제가 발생한다. 아울러 니들의 구동 조건 변화가 극심한 경우 터프팅 장치의 모든 구성 요소에 과다한 부하가 걸리게 되고 구성요소 중 하나라도 이를 견디지 못하는 경우 터프팅 공정의 수행이 어렵게 되는 문제가 있다.

따라서, 종래의 터프팅 장치를 이용하는 경우 단일 간격, 단일 높이, 단일 밀도의 파일 형성만이 원활하고 결국 제품 무늬 내지 디자인의 다양화를 실현할 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 터프팅 속도의 변화에 대응하여 터프팅 장치에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하면서 동시에 원사 공급 속도의 조절이 가능하여, 기포상에 형성된 파일 간의 간격, 파일의 높이, 파일 밀도를 쉽게 조정할 수 있고, 결과적으로 다양한 무늬 내지 디자인을 가진 인조잔디, 자동차용 매트, 자동차 의자용 커버 제품 등을 제조할 수 있는 터프팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 다수의 고정된 일련의 원사 공급 롤러와 상기 원사 공급 롤러를 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성되고 원사의 이송을 가능하게 하는 원사 공급부; 고정된 상부 롤러와, 상하 방향으로 이동 가능하고 상부 롤러와 이격된 하부 롤러로 이루어진 서브 원사 축적부를 포함하여 구성되고 터프팅 공정 속도의 변화에 필요한 여분의 원사를 축적하는 원사 축적부; 및 니들과 루퍼를 포함하여 구성되고 이송받은 원사를 기포(基布)에 터프팅(tufting) 시키는 터프팅부;가 원사의 이동 방향을 기준으로 순서대로 설치된 터프팅 장치로서, 상기 서브 원사 축적부의 하부 롤러는 상 방향으로 최대 이동시 고정된 상부 롤러보다 아래에 위치하고 하 방향으로 최대 이동시 원사 축적량이 최대인 것을 특징으로 하는 터프팅 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 터프팅 장치는 바람직하게는 터프팅 공정 속도의 변화에 보 다 안정적으로 대응하기 위해 원사 축적부가 적어도 3개 이상의 서브 원사 축적부를 포함하여 구성되고, 원사 축적부 전체를 기준으로 상부 롤러와 하부 롤러가 교대로 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 터프팅 장치는 바람직하게는 터프팅에 의한 보다 다양한 무늬를 구현하기 위해 터프팅부의 루퍼가 루프형 루퍼이고, 터프팅에 의해 루프 파일이 형성되는 것을 특징으로 하거나, 터프팅부가 나이프를 더 포함하고, 루퍼가 컷트형 루퍼이고, 터프팅에 의해 컷트 파일이 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 터프팅 장치는 바람직하게는 원사 축적부 및 터프팅부에 공급되는 원사가 절사되었을때 이를 신속히 감지하여 터프팅 공정을 정지시키고 불량 발생을 예방할 수 있도록 하기 위해 원사 공급부 및 원사 축적부 사이에 설치된 절사 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 터프팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터프팅 속도의 변화에 대응하여 터프팅 장치에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하면서 동시에 원사 공급 속도의 조절이 가능한 터프팅 장치에 관한 것이다. 이하, 본 발명을 첨부한 도면을 통하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터프팅 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 터프팅 장치(100')는 다수의 고정된 일련의 원사 공급 롤러와 상기 원사 공급 롤러를 회전시키는 구동모터(도면에 도시되지 않음)를 포함하여 구성되고 원사의 이송을 가능하게 하는 원사 공급부(50'); 고정된 상부 롤러와, 상하 방향으로 이동 가능하고 상부 롤러와 이격된 하부 롤러로 이루어진 서브 원사 축적부를 포함하여 구성되고 터프팅 공정 속도의 변화에 필요한 여분의 원사를 축적하는 원사 축적부(70'); 및 니들과 루퍼를 포함하여 구성되고 이송받은 원사를 기포(基布)에 터프팅(tufting) 시키는 터프팅부(80');가 원사의 이동 방향을 기준으로 순서대로 설치된 것을 특징으로 한다.

도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 터프팅 장치를 이용한 터프팅 공정을 살펴보면, 먼저 원사 공급부의 구동 모터가 구동되면 다양한 원사 꾸리(11') 및 이를 꽂는 틀(12')로 이루어진 크리일(Creel, 10')부터 원사가 인출된다. 이때 사용되는 원사는 그 재료나 형태에 큰 제한이 없으나, 터프팅 처리가 운동장용 인조잔디, 자동차 내부 바닥용 매트, 자동차 의자용 커버 제품들은 적절한 쿠션을 제공하거나, 먼지 등의 이물질을 잡아두거나, 미감을 부여하기 위하여 사용되는 점을 고려할때 상기 기능을 적절히 수행할 수 있는 것이 바람직하고, 원사는 나일론(Nylon), 폴리염화비닐(PVC), 폴리올레핀(Polyolefin)계, 폴리에스테르(Polyester)계 및 아크릴(Acryl)계 수지 등의 열가소성 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택되어 이루어진 섬유임을 특징으로 한다.

크리일로부터 인출되는 다수 가닥의 원사는 집사판(Collect Board, 20')으로 모이고, 이후 가이드(Guide, 30')에 의해 터프팅에 필요한 원사(터프팅의 목적에 따른 특정 재료, 특정 색깔, 특정 두께의 원사)가 인출되어 원사 공급부(50')로 안내된다. 원사가 집사판으로부터 원사 공급부로 이송되는 과정에서 안내되는 중간에 선택적으로 장력 감지기(40')에 의해 원사에게 부여되는 장력이 감지될 수 있다.

원사 공급부(50')는 다수의 일련된 원사 공급 롤러(51')로 구성되고 실질적으로 원사의 이송을 실현하고 이송되는 원사에 장력을 부여하는 구동 모터(도면에 도시되지 않음)에 연결된다. 일정한 장력을 받으며 다수의 일련된 원사 공급 롤러를 통과한 원사는 원사 축적부(70')로 이송되는데, 원사 공급부에서 원사 축적부로 이송되는 중간에 선택적으로 절사 감지부(60')에 의해 원사의 절삭 여부가 감지될 수 있다.

원사 축적부(70')는 고정된 상부 롤러(71)와, 상하 방향으로 이동 가능하고 상부 롤러와 이격된 하부 롤러(72)로 이루어진 서브 원사 축적부(73)를 포함하여 구성되고 터프팅 공정 속도의 변화에 필요한 여분의 원사를 축적하는 기능을 담당한다. 서브 원사 축적부 내에서 원사 이동 방향을 기준으로 상부 롤러와 하부 롤러의 순서는 선, 후가 필요에 따라 바뀔 수 있다. 서브 원사 축적부의 상부 롤러는 롤러의 회전축이 지지대에 고정되어(도면에 도시되지 않음) 회전축 자체는 회전이 가능하나 롤러 자체는 이동이 불가능한 상태로 구성되고, 원사에 안정적으로 장력을 부여하는 역할을 한다. 반면 하부 롤러는 회전축 자체가 지지대의 홈을 따라 이동되거나, 지지대에 부착된 이동레일의 가이드에 연결되어 있거나, 지지대와 일정 간격으로 이격되어 있어서(도면에 도시되지 않음), 후술하는 터프팅부에서의 터프팅 공정 조건의 변화에 대응하여 상,하로 이동 가능하고 원사에 부여되는 장력의 변화를 완화시키는 역할을 한다. 서브 원사 축적부의 하부 롤러는 상 방향으로 최대 이동되더라도 고정된 상부 롤러보다는 아래에 위치하여 원사의 이송을 방해하지 않고, 하 방향으로 최대 이동시 원사 축적량이 최대인 상태가 되어 터프팅 공정 조건 변화시 원사 및 다른 구성요소에 부하를 최소화시키면서 유연하게 대처하게 한다. 여기서 원사 축적량이란 하부 롤러가 하 방향으로 최대 이동시 원사 축적부 내의 원사 전체 길이에서 하부 롤러가 상 방향으로 최대 이동시 원사 축적부 내의 원사 전체 길이를 뺀 값이다. 또한, 터프팅 공정 조건은 시간당 니들의 횡방향 이동 거리, 시간당 니들의 터프팅수, 시간당 니들의 종방향 이동 거리 등으로 표현될 수 있는데, 일반적으로 시간당 니들의 횡방향 이동 거리는 기포상에 형성된 파일 간의 간격을, 시간당 니들의 터프팅수는 기포상에 형성된 파일 밀도를, 시간당 니들의 종방향 이동 거리는 기포상에 형성된 파일의 높이를 결정하는 인자로 작용한다. 기포상에 형성된 파일 간의 간격, 파일의 높이, 파일 밀도를 증가시키기 위해서는 시간당 니들의 횡방향 이동 거리, 시간당 니들의 터프팅수, 시간당 니들의 종방향 이동 거리가 증가되어야 하고 결국, 터프팅 속도의 증가로 귀결된다.

원사 축적부(70')는 하나 이상의 서브 원사 축적부(71')로 구성는데, 터프팅 공정 속도의 변화에 보다 안정적으로 대응하기 위해 바람직하게는 적어도 3개 이상의 서브 원사 축적부를 포함하여 구성된다. 원사 축적부가 다수의 서브 원사 축적부로 구성되는 경우에는 원사 축적부 전체를 기준으로 상부 롤러와 하부 롤러가 교대로 배치될 수 있도록 서브 원사 축적부가 배열된다. 터프팅 속도의 증가시 원사 축적부가 작동하는 양상을 살펴보면, 초기에 하 방향으로 최대 이동된 하부 롤러는 터프팅 속도가 증가하면 일정 간격의 상 방향으로 이동하고 이때 하부 롤러의 이동에 따른 원사 축적량의 감소분만큼 단위 시간당 터프팅부로의 원사 공급속도가 증가된다. 이 경우 터프팅 속도의 증가와 동시에 원사 공급부의 원사 공급 롤러 회전 속도가 증가하지 않아도 되므로 터프팅 속도의 증가와 일정 시간 차를 두고 원사 공급 롤러 회전 속도의 조정이 가능하며, 서브 원사 축적부의 수가 매우 많은 경우에는 원사 공급부의 원사 공급 롤러 회전 속도를 본래의 속도로 유지하여도 무방하다.

원사 축적부를 빠져 나온 원사는 터프팅부(80')로 이송되는데, 터프팅부(80')는 니들(Needle)과 루퍼(Looper)를 포함하여 구성되고(후술하는 도 3과 도4 참조) 이송받은 원사를 기포(基布)에 터프팅(tufting) 시키는 역할을 한다. 터프팅부는 바람직하게는 터프팅에 의한 보다 다양한 무늬를 구현하기 위해 루퍼가 루프형 루퍼인 것을 특징으로 하거나, 나이프를 더 포함하고 루퍼가 컷트형 루퍼인 것을 특징으로 한다. 전자의 경우 터프팅에 의해 기포상에 루프 파일이 형성되고, 후자의 경우 터프팅에 의해 기포상에 컷트 파일이 형성된다. 도 3은 본 발명의 일 실 시예에 따른 터프팅 장치에서 루프 파일을 형성하는 터프팅부를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터프팅 장치에서 컷트 파일을 형성하는 터프팅부를 도시한 것이다.

도 3을 참조하여 루프 파일이 형성되는 과정을 살펴보면, 니들(81)이 기포(82)를 뚫고 하강하며, 루프형 루퍼(83)가 앞으로 전진함으로써 상기 니들이 공급하고 있는 각각의 원사가 상기 루프형 루퍼에 루프된다. 그리고 상기 니들이 상승하면서 상기 기포를 빠져 나오게 되며 루프형 루퍼가 후진하면서 상기 루프된 원사에서 빠져나오게 된다. 따라서, 남아 있는 상기 루프된 원사가 하나의 루프 파일(84)로 만들어 지게 된다.

또한, 도 4를 참조하여 컷트 파일이 형성되는 과정을 살펴보면, 니들(81')이 기포(82')를 뚫고 하강하며, 컷트형 루퍼(83')가 앞으로 전진함으로써 상기 니들이 공급하고 있는 각각의 원사가 상기 컷트형 루퍼에 루프된다. 그리고 상기 니들이 상승하면서 상기 기포를 빠져 나오게 되며 커트형 루퍼가 후진하면서 루프된 원사와 함께 상기 기포도 이동되어 상기 루프된 원사가 처음 컷트형 루퍼에 루프된 위치보다 뒤로 밀려나게 된다. 상기와 같은 동작으로 기포가 니들과 컷트형 루퍼 사이로 이동되면서 컷트형 루퍼에는 복수개의 루프된 원사가 걸려 있고, 가장 먼저 루프된 원사가 컷트형 루퍼의 나이프(85')와 대응되는 부분으로부터 순차적으로 루프된다. 또한 상기 나이프는 평상시 컷트형 루퍼가 전진할 때는 하강하고, 후진할 때는 상승한다. 따라서, 가장 먼저 컷트형 루퍼에 루프된 원사가 나이프 근처에 도달하면 먼저 도달하는 순서대로 절단되고 컷트 파일(84')이 만들어 지게 된다. 이 때 먼저 도달하는 순서는 컷트형 루퍼에 먼저 루프되는 순서를 말한다.

한편, 원사가 터프팅부에 공급됨과 동시에 기포 송출기(90')로부터 스파이크 롤러(91')에 의해 기포가 터프팅부에 공급되고 터프팅 처리가 완료된 기포는 다른 스파이크 롤러(92')에 의해 터프팅부를 빠져나가게 된다. 이때 기포는 최종 제품이 종류에 따라, 직포(woven fabric), 부직포(nonwoven fabric), 및 편포(Knitted fabric) 중에서 선택되는 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다.

도 1은 종래의 터프팅 장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터프팅 장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터프팅 장치에서 루프 파일을 형성하는 터프팅부를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터프팅 장치에서 컷트 파일을 형성하는 터프팅부를 도시한 것이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10, 10' : 크리일 20, 20' : 집사판 30, 30' : 가이드

40, 40' : 장력 감지기 50, 50' : 원사 공급부 60, 60' : 절사 감지부

70' : 원사 축적부 80, 80' : 터프팅부 90, 90' : 기포 송출기

Claims

다수의 고정된 일련의 원사 공급 롤러와 상기 원사 공급 롤러를 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성되고 원사의 이송을 가능하게 하는 원사 공급부(50');

고정된 상부 롤러와, 상하 방향으로 이동 가능하고 상부 롤러와 이격된 하부 롤러로 이루어진 서브 원사 축적부를 포함하여 구성되고 터프팅 공정 속도의 변화에 필요한 여분의 원사를 축적하는 원사 축적부(70'); 및

니들과 루퍼를 포함하여 구성되고 이송받은 원사를 기포(基布)에 터프팅(tufting) 시키는 터프팅부(80');가 원사의 이동 방향을 기준으로 순서대로 설치된 터프팅 장치로서,

상기 서브 원사 축적부의 하부 롤러는 상 방향으로 최대 이동시 고정된 상부 롤러보다 아래에 위치하고 하 방향으로 최대 이동시 원사 축적량이 최대인 것을 특징으로 하는 터프팅 장치.
제 1항에 있어서, 상기 원사 축적부는 적어도 3개 이상의 서브 원사 축적부를 포함하여 구성되고, 원사 축적부 전체를 기준으로 상부 롤러와 하부 롤러가 교대로 배치된 것을 특징으로 하는 터프팅 장치.
제 1항에 있어서, 상기 터프팅부의 루퍼가 루프형 루퍼이고, 터프팅에 의해 루프 파일이 형성되는 것을 특징으로 하는 터프팅 장치.
제 1항에 있어서, 상기 터프팅부는 나이프를 더 포함하고, 루퍼가 컷트형 루퍼이고, 터프팅에 의해 컷트형 루프 파일이 형성되는 것을 특징으로 하는 터프팅 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기포는 직포(woven fabric), 부직포(nonwoven fabric), 및 편포(Knitted fabric) 중에서 선택되는 어느 하나의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 터프팅 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원사는 나일론(Nylon), 폴리염화비닐(PVC), 폴리올레핀(Polyolefin)계, 폴리에스테르(Polyester)계 및 아크릴(Acryl)계 수지 등의 열가소성 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택되어 이루어진 섬유임을 특징으로 하는 터프팅 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원사 공급부 및 원사 축적부 사이에 절사 감지부가 더 설치된 것을 특징으로 하는 터프팅 장치.