WO2018147650A1 - 원사 염색용 보빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원사 염색용 보빈에 관한 것으로서, 원사를 염색할 때 원사가 권취된 상태로 염색조에 투입되는 보빈이 염색 과정에서 원사의 수축에 따라 균일하게 수축할 수 있도록 하여 원사에 가해지는 압력 및 장력이 균일하게 작용하여 균일한 염색이 이루어지도록 하기 위하여 개발된 것으로; 스테인레스 스틸의 판재로 이루어지고 좌우 방향으로 길게 연장되는 장홀의 형상을 가지는 다수의 관통된 관통홀을 구비하며, 상부 직경이 하부 직경 보다 작도록 테이퍼 형상의 원통형으로 이루어지고, 상호 연결되는 양끝단은 하나는 내측으로 연장되고 다른 하나는 외측으로 연장되어 엇갈려 밀착되며, 내측으로 연장되는 부분에서 수평으로 길게 연장되는 하나 이상의 가이드홀과 외측으로 연장되는 부분의 내측에 돌출되어 상기 가이드홀에 삽입되는 가이드돌기에 의하여 수축 및 팽창의 폭이 결정되되도록 하되, 상기 가이드홀은 상호 엇갈려 밀착하는 내측 부분의 상단과 하단이 수평방향으로 길게 절개되어 이루어지고 상기 가이드돌기는 상호 엇갈려 밀착하는 외측 부분에서 외경면에서 내경면으로 가압 돌출되어 형성되며, 상호 엇갈려 밀착하는 내측 부분은 내측으로 절곡되었다가 연장되는 단차 절곡부가 형성되는 몸체와; 상기 몸체의 내벽면에 밀착하며 나선형으로 연장되어 몸체의 수축에 탄성복원력을 가지도록 하고 상하로 가압하여 상하 폭이 좌우 폭보다 작은 단면을 가지는 코일스프링을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 원사 염색용 보빈에 관한 것이다.

Description

원사 염색용 보빈

본 발명은 원사 염색용 보빈에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 원사를 염색할 때 원사가 권취된 상태로 염색조에 투입되는 보빈이 염색 과정에서 원사의 수축에 따라 균일하게 수축할 수 있도록 하여 원사에 가해지는 압력 및 장력이 균일하게 작용하여 균일한 염색이 이루어지도록 하기 위하여 개발된 원사 염색용 보빈에 관한 것이다.

일반적으로 원사를 직물로 제직하기 전에 염색하는 것을 사염 혹은 선염이라고 하며 가장 일반적인 방법으로는 원사가 권취된 보빈을 염색조에 투입한 후 염료를 침투시키고 이어 고온의 스팀으로 원사를 염색하고 있다.

이때 보빈은 일반적으로 금속이나 합성수지로 만들어지는데 합성수지의 경우 보빈에 염료가 스며들어 오염이 되어 오래 사용하지 못하는 단점 때문에 일회용으로 많이 사용하나 이 역시 사용한 보빈의 처리에 따른 비용 문제와 환경오염의 원인이 된다.

때문에 일회용이 아닌 경우에는 금속 특히 스테인레스 스틸로 많이 제조되며 세부 구성은 차이가 있지만 보통 원통 형상으로 이루어지는 것이 일반적이다.

상기 보빈에 의한 사염과정에서 과정에서 원사는 침투된 염료와 스팀에 의한 고열로 인하여 수축하는 현상이 발생하게 되는데 작업현장에서는 이러한 수축에도 대응할 수 있도록 보빈에 원사를 감을 때 느슨하게 감아 수축에 대응할 수 있도록 하는 것이 일반적이었다.

하지만 이렇게 느슨하게 원사가 감길 경우 부피당 들어가는 원사의 길이가 줄어들고 이동 및 가공과정에서 외력에 의하여 원사가 이탈할 가능성이 있기 때문에 보빈에 감을 수 있는 원사의 양은 제한적일 수밖에 없다.

또한, 아무리 균일하게 원사를 감는다고 하더라도 수축하는 과정에서 위치에 따라 원사에 미치는 장력에 미세한 차이라도 발생하게 되면 염색이 균일하게 이루어지지 않기 때문에 해당 업체에서는 균일한 염색이 이루어지도록 하는 수많은 연구가 계속되고 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

(특허문헌 1) 대한민국실용신안공개 제20-1999-0005513호 (1999년02월18일)

(특허문헌 2) 대한민국실용신안등록 제20-0234980-0000호 (2001년06월07일)

(특허문헌 3) 대한민국실용신안등록 제20-0375223-0000호 (2005년01월28일)

(특허문헌 4) 대한민국공개특허 제10-2010-0049446호 (2010년05월12일)

(특허문헌 5) 대한민국특허등록 제10-1516774-0000호 (2015년04월24일)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 보빈에 감긴 원사가 염색 과정에서 수축할 때 보빈도 탄성복원력을 가지면서 직경이 줄어들면서 수축할 수 있도록 하며 권취된 원사의 장력이 일정하도록 하며 원사를 제거한 후에 원래의 직경으로 정확하게 복귀할 수 있도록 하는 원사 염색용 보빈을 개발하는 것에 있다.

또한, 보빈에 감긴 원사가 자중이나 충격 등의 외력에 의하여 보빈에서 미끄러지는 것을 방지할 수 있도록 하는 원사 염색용 보빈을 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스테인레스 스틸의 판재로 이루어지고 좌우 방향으로 길게 연장되는 장홀의 형상을 가지는 다수의 관통된 관통홀을 구비하며, 상부 직경이 하부 직경 보다 작도록 테이퍼 형상의 원통형으로 이루어지고, 상호 연결되는 양끝단은 하나는 내측으로 연장되고 다른 하나는 외측으로 연장되어 엇갈려 밀착되며, 내측으로 연장되는 부분에서 수평으로 길게 연장되는 하나 이상의 가이드홀과 외측으로 연장되는 부분의 내측에 돌출되어 상기 가이드홀에 삽입되는 가이드돌기에 의하여 수축 및 팽창의 폭이 결정되되도록 하되, 상기 가이드홀은 상호 엇갈려 밀착하는 내측 부분의 상단과 하단이 수평방향으로 길게 절개되어 이루어지고 상기 가이드돌기는 상호 엇갈려 밀착하는 외측 부분에서 외경면에서 내경면으로 가압 돌출되어 형성되며, 상호 엇갈려 밀착하는 내측 부분은 내측으로 절곡되었다가 연장되는 단차 절곡부가 형성되는 몸체와;

상기 몸체의 내벽면에 밀착하며 나선형으로 연장되어 몸체의 수축에 탄성복원력을 가지도록 하고 상하로 가압하여 상하 폭이 좌우 폭보다 작은 단면을 가지는 코일스프링을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 가이드돌기는 가이드홀을 외측에서 내측으로 관통한 후 단면이 확장되어 이탈을 방지하는 이탈방지 단턱부를 구비함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 원사가 수축하면서 발생하는 압력에 스프링이 수축하면서 몸체의 직경이 줄어들면서 수축하도록 하여 원사의 수축을 감안하여 보빈에 원사를 지나치게 느슨하게 감을 필요가 없어 같은 부피로 감았을 경우 10% 이상 더 많은 양의 원사를 염색할 수 있으며, 스프링의 탄성복원력과 원사의 수축에 따른 압력이 평행을 이루면서 원사 전체의 장력을 일정하게 유지할 수 있어 생산성을 높이고 염색이 균일하게 이루어져 불량률을 줄이는 효과가 있다.

또한, 보빈에 형성되는 관통홀이 상하 폭보다 좌우 폭이 길게 연장되는 형상을 이루도록 하여 보빈에 원사가 감길 때 관통홀을 경유하는 원사는 관통홀에 의하여 외경의 곡선면이 아닌 직선 경로로 걸치도록 하여 감긴 원사가 보빈에서 미끄러지는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측단면도

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평단면도

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원사가 감긴 상태를 나타낸 개념도

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 개념도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도로서, 스테인레스 스틸의 판재로 이루어지고 다수의 관통된 관통홀(111)을 구비하며, 상부 직경이 하부 직경 보다 작도록 테이퍼 형상의 원통형으로 이루어지고, 상호 연결되는 양끝단은 하나는 내측으로 연장되고 다른 하나는 외측으로 연장되어 엇갈려 밀착되며, 내측으로 연장되는 부분에서 수평으로 길게 연장되는 하나 이상의 가이드홀(112)과 외측으로 연장되는 부분의 내측에 돌출되어 상기 가이드홀(112)에 삽입되는 가이드돌기(113)에 의하여 수축 및 팽창의 폭이 결정되는 몸체(11)와;

상기 몸체(11)의 내벽면에 밀착하며 나선형으로 연장되어 몸체(11)의 수축에 탄성복원력을 가지도록 하는 코일스프링(12)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 원사 염색용 보빈을 나타내었다.

본원은 다양한 섬유 원사 중 염색 공정에서 수축률이 큰 나일론과 폴리에스테르와 같은 경우 염색용 보빈(1)에 원사를 권취하여 사염 공정을 진행하다 보면 권취된 원사가 수축을 하게 되는데 여기서 발생하는 장력이 일정하지 않으면 원사콘 즉 원사가 감긴 염색용 보빈(1)의 각 위치별 염색이 균일하지 않은 문제점을 해결하기 위한 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 내측의 코일스프링(12)은 몸체(11)의 내벽면에 밀착한 상태에서 외측으로 벌어지는 힘이 지속적으로 작용하도록 하며, 염색 과정에서 수축되는 원사의 장력은 몸체(11)의 외면에 밀착하여 수축하는 힘을 작용하게 되어 몸체(11)와 코일스프링(12)이 수축하도록 하는 구성을 가진다.

이때 상기 코일스프링(12)의 탄성복원력은 지속적으로 작용하여 원사에서 작용하는 수축력이 균형을 이루면서 원사 전체의 장력이 균일하도록 균형을 이루게 되며 균일한 고품질의 염색 작업이 가능하게 되는 것이다.

또한, 본원은 코일스프링(12)의 팽창하려는 힘에 염색용 보빈(1)의 몸체(11)가 벌어지는 것을 방지하기 위하여 또 몸체(11)의 원사가 감기지 않았을 때 최대 팽창된 상태로 일정하게 복원되도록 하며 염색 공정중 원사의 수축에 의하여 몸체(11)의 최대 수축 한도를 설정할 수 있도록 가이드홀(112)과 가이드돌기(113)의 구성하여 신축폭을 제한하였다.

또한, 본원의 장점은 일반적으로 염색용 보빈(1)에 원사를 감을 경우 수축되는 것을 고려하여 아주 느슨하게 감도록 하고 있으나 이 경우 원사가 염색용 보빈(1)에서 미끄러지는 경우가 많고 동일한 부피로 감았을 때 적은 양의 원사가 감기게 되나 본원에서는 몸체(11)가 신축하도록 하면 필요 이상으로 느슨하게 감을 필요가 없어 동일 부피에서 보통 10% 이상 더 많은 원사를 감아 염색 공정을 진행할 수 있는 것이다.

본 발명은 보다 구체적인 실시 예로 상기 가이드홀(112)은 상호 엇갈려 밀착하는 내측 부분의 상단과 하단이 수평방향으로 길게 절개되어 이루어지고, 상기 가이드돌기(113)는 상호 엇갈려 밀착하는 외측 부분에서 외경면에서 내경면으로 가압 돌출되어 형성됨을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.

상기 실시 예는 몸체(11)의 신축 범위를 한정하는 방법은 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 실시 예들을 안출할 수 있을 것이나 본 발명의 적용 분야인 염색용 보빈(1)에 적용할 경우에는 먼저 간단하면서도 안정적인 작동이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명자는 일측 상단과 하단에 절개되어 일측이 개방된 형상의 가이드홀(112)을 제안하여 장홀의 형상으로 가공하는 것보다 가공이 용이하게 이루어질 수 있도록 하였다.

또한, 상기 가이드돌기(113)도 돌기 형상을 이루도록 용접 고정하는 방법과 일측을 절개한 후 절곡하여 가이드홀(112)을 통과할 수 있도록 하는 방법도 비교적 간단한 가공과정에 의하여 동일한 목적을 달성할 수 있을 것이다.

또한 본 발명에서는 상기 몸체(11)의 상호 엇갈려 밀착하는 내측 부분은 내측으로 절곡되었다가 연장되는 단차 절곡부(114)가 형성됨을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.

상기 실시 예는 본원의 몸체(11)는 연결부가 단순히 엇갈려 밀착하는 형상으로 이루어져 있으며 그 위로 원사가 권취되고 염색 공정에서 수축력에 의하여 연결부는 외측에 위치한 끝단과 내측에 위치한 끝단이 서로 반대 방향으로 이동하게 되며 이때 외측에 위치한 끝단이 원사에 손상을 가할 우려가 있다.

따라서 끝단 모서리를 라운드 처리하는 것은 당연한 구성일 것이며, 나아가 단차 절곡부(114)에 의하여 몸체(11)의 두께만큼 단차가 이루어지도록 하면 몸체(11)의 연결부에서 원사의 손실을 최대한 방지할 수 있도록 할 수 있는 것이다.

또, 본 발명에서 코일스프링(12)은 일반적으로 길이 방향의 외력에 탄성복원력을 가지는 것이 아니라 외측에서 중심 방향으로 작용하는 압력에 내경이 수축하면서 탄성복원력을 가지도록 하는 것으로 수축에 의하여 상부 끝단과 하부 끝단은 나선을 그리면서 각각 상부와 하부로 연장되는 형태의 동작을 하게 된다.

따라서 이러한 동작을 할 때 관통홀(111)이 걸리지 않도록 상부와 하부 끝단은 내측으로 절곡하여 라운드처리함이 바람직하다.

또한, 스프링의 탄성복원력은 재질과 형상에 따라 달라질 수 있는 것이며, 또 다른 하나는 단면 형상에 따라 달라지게 되는 것으로 본원은 코일스프링(12)을 제조하기 전 선재를 압연한 후 제조하도록 하면 상기 코일스프링(12)은 상하로 가압하여 상하 폭이 좌우 폭보다 작은 단면을 가지게 된다.

이러한 형상은 길이 방향이 아닌 토션스프링에 적용되는 비틀림이나 본원에 적용되는 신축하는 몸체(11)에 탄성복원력을 가지도록 하는 것에 보다 강한 탄성복원력을 가지도록 하게 되며, 원형 단면을 가진 동일한 탄성복원력을 가진 것보다 무게 및 재료비를 절감할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원사가 감긴 상태를 나타낸 개념도로서, 상기 관통홀(111)은 좌우 방향으로 길게 연장되는 장홀의 형상을 가짐을 특징으로 하는 실시 예를 나타내었다.

전술한 바와 같이 염색용 보빈(1)을 이용한 사염 고정에서는 원사(2)를 염색용 보빈(1)에 감을 때 수축되는 것을 감안하여 느슨하게 감아야하며 본원에서 몸체(11)가 신축하게 만들어도 정도만 다를 뿐 어느 정도 느슨하게 감아야할 필요성이 있다.

이 경우 원사(2)가 몸체(11)에서 자중 또는 충격 등의 외력에 의하여 미끄러지는 경우가 발생하게 되며 이를 방지하기 위하여 몸체(11)에 미끄럼을 방지하기 위한 홈이나 돌기를 형성하는 것이 바람직하다.

이에 본원은 별도의 홈이나 돌기를 형성할 수도 있으나 본원의 관통홀(111)이 좌우 방향으로 길게 연장되는 장홀의 형상을 가지도록 하는 실시 예를 제시하였으며 원사(2)를 감을 경우 몸체(11)의 외경면을 따라 감기다가 관통홀(111)을 지날 때는 일부가 관통홀(111)에 삽입되는 직선 경로를 가지도록 하였다.

즉 관통홀(111)을 지나면서 원사(2)의 일부가 삽입되면서 미끄럼을 방지하는 홈과 같은 역할을 하도록 하는 것이며, 필요에 따라 몸체(11)의 외면에 미끄럼 방지를 위한 홈이나 돌기를 형성할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 개념도로서, 상기 가이드돌기(113)는 가이드홀(112)을 외측에서 내측으로 관통한 후 단면이 확장되어 이탈을 방지하는 이탈방지 단턱부(115)를 구비함을 특징으로 하는 실시 예를 나타내었다.

상기 실시 예는 몸체(11)의 상호 연결되는 연결부에서 상호 이격 즉 들뜸 현상이 발생하는 것을 방지하고 가이드돌기(113)가 가이드홀(112)에서 이탈하는 것을 방지하여 강한 수축력 또는 코일스프링에 의한 강한 복원력에 의하여 가이드돌기(113)가 이탈하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 이러한 구성은 최초 조립공정에서 몸체(11)에 코일스프링을 장착할 때 일부에만 힘이 작용하여 가이드돌기(113)가 가이드홀(112)에서 이탈하면서 몸체(11)가 벌어지는 것을 방지하여 조립공정이 보다 안정적이고 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

[부호의 설명]

1 : 염색용 보빈

11 : 몸체

111 : 관통홀 112 : 가이드홀

113 : 가이드돌기 114 : 단차 절곡부

115 : 이탈방지 단턱부

12 : 코일스프링

2 : 원사

Claims (1)

1. 몸체(11)와 그 내부에 구비되는 코일스프링(12)으로 이루어지는 원사 염색용 보빈에 있어서,

   상기 몸체(11)는

   스테인레스 스틸의 판재가 연결부에 의해 수축 및 팽창이 가능하도록 연결되고, 상부 직경이 하부 직경 보다 작도록 테이퍼 형상의 원통형으로 이루어지며,

   좌우 방향으로 길게 연장되는 장홀의 형상을 가지는 다수의 관통홀(111)을 전면에 걸쳐 구비하며,

   상기 몸체(11)의 양끝단의 하나는 내측으로 연장되고 다른 하나는 외측으로 연장되어 상호 엇갈려 연결되고,

   내측으로 연장되는 부분에서 수평으로 길게 연장되는 하나 이상의 가이드홀(112)과 외측으로 연장되는 부분의 내측에 돌출되어 상기 가이드홀(112)에 삽입되는 가이드돌기(113)를 구비하여 보빈의 수축 및 팽창의 폭이 결정되되도록 하고,

   상기 가이드홀(112)은 상호 엇갈려 연결되는 내측 부분에 수평방향으로 길게 절개되어 이루어지고

   상기 가이드돌기(113)는 상호 엇갈려 연결되는 외측 부분에서 외경면에서 내경면으로 돌출되어 형성되며, 상호 엇갈려 연결되는 내측 부분은 내측으로 절곡되었다가 연장되는 단차 절곡부(114)가 형성되고,

   상기 단차 절곡부(114)는 끝단 모서리가 라운드 처리되고, 몸체(11)의 두께만큼 단차가 이루어지도록 하여 몸체(11)의 연결부에서 원사의 손실을 방지하고,

   상기 코일스프링(12)은 상기 몸체(11)의 내벽면에 밀착하며 나선형으로 연장되어 몸체(11)의 수축에 탄성복원력을 가지도록 하고 상하로 가압하여 상하 폭이 좌우 폭보다 작은 단면을 가지며, 관통홀(111)이 걸리지 않도록 상부와 하부 끝단이 내측으로 절곡되어 라운드처리되는 것을 특징으로 하는 원사 염색용 보빈.

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