원통형 직물을 이용한 이음새 없는 바이어스 직물 제조장치{MANUFACTURING APPARATUS FOR SEAMLESS BIAS FABRIC BY USING TUBULAR FABRIC}
본 발명은 바이어스 직물 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원통형(tubular)으로 제직된 직물을 재단하여 바이어스 직물을 제조할 수 있게 하는 원통형 직물을 이용한 이음새 없는 바이어스 직물 제조장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 직물을 보인 도면이며, 그리고 도 2는 바이어스 직물을 보인 도면이다. 일반적인 직물(C; 도 1 참조)은 경사(經絲, 날실; Wp)와 위사(緯絲, 씨실; Wt)의 반복적인 짜임에 의해 평면 형태를 이루는 것으로, 단순히 직물(C)이라 함은 경사(Wp)와 위사(Wt)가 90도의 짜임각(θ1), 즉 90도의 수직된 각도로 짜여진 평직 직물을 의미한다. 반면에, 바이어스(bias) 직물(V; 도 2 참조)은 경사(經絲; Wp)에 대하여 위사(緯絲; Wt)의 짜임 각도(θ2; 이하 "바이어싱 각도"라 한다)가 90도 이외의 비스듬한 각도를 갖는 것으로, 보통의 평직 직물(C)에 비해 장력과 내구성이 우수한 특징을 가진다. 이와 같은 바이어스 직물(V)은 주로 의류의 칼라, 밴드, 공업용 벨트(자동차의 타이밍 벨트) 및 타이어 등의 다양한 분야에 이용되고 있다. 종래 바이어스 직물을 제조하는 방법은 간략하게 설명하면 다음과 같다. 첫째, 평직 직물을 직조한 후, 직조된 평직 직물의 양쪽을 서로 반대방향으로 잡아당겨 짜임각도가 비스듬하게 변경되도록 하여 바이어스 직물을 제조하는 방법과, 둘째, 평직 직물을 직조한 후, 평직 직물을 비스듬히 절단하여 바이어스 직물을 제조하는 방법이 있으며, 마지막으로는 직기 자체에서 위사가 경사에 대해 직각이 아닌 비스듬히 제직되게 하여 바이어스 직물을 제조하는 방법이 있었다.
그런데, 전술한 첫 번째 방법은, 직조기를 이용하여 평직 직물을 직조한 후에 추가적인 각도 부여 가공을 통해 제조되기 때문에 생산성이 매우 저하되고, 바이어스 직물의 제조에 따른 비용이 상승하는 문제점이 있었다. 그리고 두 번째 방법은, 바이어스된 직물의 길이가 제한적이고, 원하는 길이를 얻기 위해 절단된 바이어스 직물을 서로 연결하여 사용하기 때문에 연결부위가 발생하고, 연결부위가 자주 끊어지는 문제점이 있었다. 또한 첫 번째 및 두 번째 방법은, 평직된 직물에 물리적인 힘을 가해 바이어스를 주기 때문에 인장강도 등의 물리적인 특성이 저하되어 고유의 고장력 및 고내구성을 충분히 발휘할 수 없게 됨에 따라 품질이 저하되는 또 다른 문제점이 있었다. 마지막으로 세 번째 방법은, 첫 번째 방법 및 두 번째 방법의 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있으나, 바이어스 직물을 얻기 위해서 직기를 새로이 제작하여야만 하기 때문에 직기 제작에 따른 비용이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 저비용, 고생산성을 제공함과 동시에 연결부위가 없는 바이어스 직물을 얻을 수 있는 장치의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 바이어싱 각도로 원통형 직물을 안내하는 가이드수단과, 가이드수단에 의해 안내되는 원통형 직물의 진행방향에 대하여 사선방향으로 재단하는 커팅수단, 및 가이드수단을 통해 연속적으로 원통형 직물을 회전시키면서 공급되게 함과 아울러 커팅수단에 의해 재단된 바이어스 직물을 권취하는 권취수단,을 포함하여 이루어짐으로써, 연결부위가 없으면서 저비용, 고생산성을 제공할 수 있으며, 다양한 바이어싱 각도를 가지는 바이어스 직물을 생산할 수 있게 하는 원통형 직물을 이용한 이음새 없는 바이어스 직물 제조장치를 제공하는데 있다. 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 바이어스 직물 제조장치에 있어서, 경사 및 위사의 짜임각이 90도로 제직된 원통형 직물을 안내하는 한 쌍의 가이드 바를 가지는 가이드수단; 가이드수단에 의해 안내되는 원통형 직물의 진행방향에 대하여 사선방향으로 원통형 직물의 방사상 일측을 재단하는 원판형 커팅날을 가지는 커팅수단; 및 가이드수단을 통해 연속적으로 원통형 직물을 회전시키면서 안내되게 하고, 커팅수단에 의해 재단된 바이어스 직물을 감는 권취롤러를 가지는 권취수단;을 포함하여 이루어진 원통형 직물을 이용한 이음새 없는 바이어스 직물 제조장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 직물을 이용한 이음새 없는 바이어스 직물 제조장치는 바이어싱 각도로 원통형 직물을 안내하는 가이드수단과, 가이드수단에 의해 안내되는 원통형 직물의 진행방향에 대하여 사선방향으로 원통형 직물의 방사상 일측을 재단하는 커팅수단, 및 가이드수단을 통해 연속적으로 원통형 직물을 회전시키면서 공급되게 하고, 커팅수단에 의해 재단된 바이어스 직물을 감는 권취수단을 구비함으로써, 저비용으로 고생산성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 연결부위가 없는 바이어스 직물을 연속하여 생산할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 직물을 보인 도면이고,
도 2는 바이어스 직물을 보인 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 원통형 직물을 이용한 이음새 없는 바이어스 직물 제조장치를 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 3에 도시된 바이어스 직물 제조장치를 개략적으로 나타낸 평면도이며,
도 5는 도 4에 도시된 각도 조절부와 폭 조절부를 보인 사시도이고,
도 6은 도 4에 도시된 각도 조절부를 분해하여 나타낸 사시도이며, 그리고
도 7은 본 발명에 따른 바이어스 직물 제조장치를 이용하여 바이어스 직물이 제조되는 원리를 간략하게 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통형 직물을 이용한 바이어스 직물 제조장치에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 원통형 직물을 이용한 이음새 없는 바이어스 직물 제조장치를 나타낸 사시도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 바이어스 직물 제조장치(100)는, 바이어싱 각도(θ2; 도 2 참조)로 원통형 직물(C; 도 7참조)을 안내되게 하는 가이드수단(120)과, 가이드수단(120)에 의해 안내되는 원통형 직물(C)의 진행방향에 대하여 사선방향으로 원통형 직물(C)의 방사상 일측을 재단하는 커팅수단(160), 및 가이드수단(120)을 통해 연속적으로 원통형 직물(C)을 회전시키면서 안내되게 하고, 커팅수단(160)에 의해 재단된 바이어스 직물(V)을 감는 권취수단(110),을 포함하여 이루어진다. 먼저, 권취수단(110)은 수평하게 배치되는 권취롤러(112)를 구비한다. 권취롤러(112)는 도시된 바와 같이 프레임(F) 상에 회전가능하게 배치되며, 권취롤러 구동모터(114)에 의해 구동된다. 바람직하게는 권취롤러(114)의 전면에는 상하로 배치된 가이드롤러(116)가 제공될 수 있다. 이러한 권취롤러(114)에는 커팅수단(160)에 의해 재단된 바이어스 직물(V)이 권취된다. 그리고 권취롤러(114)는 원통형 직물(C)을 연속하여 가이드수단(120) 측으로 공급되게 한다. 이와 같이 권취롤러(112)를 가지는 권취수단(110)의 전면 측에는 가이드수단(120) 및 커팅수단(160)이 배치된다. 도 4는 도 3에 도시된 바이어스 직물 제조장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 가이드수단(120)은 한 쌍의 가이드 바(122)를 구비한다. 가이드 바(122)는 봉 형상을 가지며 가이드 바(122)의 회전 중심축을 기준으로 자유로이 회전가능하게 배치되면서 권취수단(110)의 전면에서 권취수단(110)의 전면 외측으로 수평하게 연장된다. 그리고 가이드 바(122)는 평면에서 봤을 때 권취롤러(112)에 대하여 일측으로 소정의 각도만큼 기울어지게 배치된다. 즉 평면에서 봤을 때 권취롤러(112)의 회전중심축과, 가이드 바(122)의 회전중심축은 비스듬한 각(斜交)을 이룬다. 이와 같이 형성된 한 쌍의 가이드 바(122)에는 원통형 직물(C)이 끼워지며, 한 쌍의 가이드 바(122)에 끼워진 원통형 직물(C)은 가이드 바(122)에 의해 그 단면이 대략 "⊂⊃"자 형상이 되도록 펼쳐진다. 그리고 가이드 바(122)를 따라 안내되는 원통형 직물(C)은 일측으로 회전하면서 안내되는데, 이는 가이드 바(122)와 비스듬한 각을 이루는 권취롤러(112)에 커팅수단(160)에 의해 재단된 바이어스 직물(V)이 권취롤러(112)의 회전방향을 따라 권취되고 원통형 직물(C)은 권취롤러(112)에 대하여 비스듬하게 안내되기 때문에 원통형 직물(C)은 가이드 바(122)를 따라 안내되면서 일측으로 회전하게 된다. 한편, 가이드수단(120)은 가이드 바(122)를 회전시키는 제 1 각도 조절부(124)와, 가이드 바(122) 사이의 폭의 길이를 조절하는 폭 조절부(142)를 더 구비한다. 여기서 제 1 각도 조절부(124)는 원하는 바이어싱 각도(θ2)를 얻기 위해 가이드 바(122)들을 회전시키는 것이며, 폭 조절부(142)는 다양한 내경을 가지는 원통형 직물(C)을 용이하게 펼친 상태로 안내하기 위해 가이드 바(122) 사이의 폭의 길이를 조절하는 것으로, 제 1 각도 조절부(124) 및 폭 조절부(142)는 권취수단(110)에 인접하게 배치된 가이드 바(122)의 일단에 배치된다. 도 5는 도 4에 도시된 제 1 각도 조절부와 폭 조절부를 보인 사시도이며, 그리고 도 6은 도 4에 도시된 제 1 각도 조절부를 분해하여 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 제 1 각도 조절부(124)는 각각의 가이드 바(122) 일단에 배치되는 평판 형상의 제 1 고정판(126)과, 평판 형상의 제 1 회전판(128)을 구비한다. 이때 제 1 회전판(128)의 상부면 상에는 가이드 바(122)의 일단이 회전가능하게 지지되는데, 제 1 회전판(128)의 상부면 상에는 가이드 바(122)를 회전가능하게 지지하는 베어링(130)이 장착된다. 한편, 제 1 회전판(128)은 제 1 고정판(126)에 회전가능하게 장착된다. 이를 위해서 제 1 회전판(128)의 하부면 중앙에는 회전돌기(132)가 돌출되게 형성되며, 제 1 고정판(126)에는 회전돌기(132)가 회전가능하게 끼워지는 회전공(134)이 관통되게 형성된다. 그리고 제 1 회전판(128)의 회전 각도를 제어하기 위해 제 1 회전판(128) 및 제 1 고정판(126)에는 제 1 각도조절장공(136) 및 제 1 고정공(138)이 형성된다. 제 1 각도조절장공(136)은 회전돌기(132)에 간섭되지 않게 회전돌기(132)를 중심으로 하는 호 형상으로 만곡된 곡률로 제공되며, 제 1 고정공(138)은 회전공(134)에 간섭되지 않게 제 1 각도조절장공(136)과 마주도록 관통되게 형성된다. 이렇게 형성된 제 1 각도조절장공(136) 및 제 1 고정공(138)에는 제 1 회전판(128)을 제 1 고정판(126)에 고정시키기 위한 제 1 고정볼트(140)가 체결된다. 즉 제 1 고정볼트(140)를 풀어 제 1 회전판(128)의 각도를 조절 한 후, 다시 제 1 고정볼트(140)를 체결하는데, 제 1 고정볼트(140)는 제 1 각도조절장공(136)을 지나 제 1 고정공(126)에 체결되면서 제 1 회전판(128)을 제 1 고정판(126) 측으로 가압 고정하게 된다. 이때 제 1 고정공(126)의 내주면 상에는 제 1 고정볼트(140)에 형성된 수나사에 맞물리는 암나사가 형성된다. 본 명세서 상에서는 제 1 회전판(128)의 고정을 위해 제 1 고정볼트(140)를 설명하였지만, 제 1 회전판(128) 고정을 제 1 고정볼트(140)에 한정하는 것이 아님은 누구나 알 수 있을 것이다. 한편, 폭 조절부(142)는 각각의 제 1 고정판(126)의 하부에 배치되고 권취롤러(112)의 회전중심축의 길이방향을 따라 연장되는 스크루축(144)을 구비한다. 이러한 각각의 스크루축(144)들은 권취롤러(112)와 마찬가지로 프레임(F) 상에 회전가능하게 배치된다. 그리고 각각의 제 1 고정판(126) 하부에는 스크루축(144)이 관통 체결되는 슬라이딩블록(146)이 장착되는데, 누구나 알 수 있듯이 슬라이딩블록(146)에는 스크루축(144)의 회전에 의해 스크루축(144)의 길이방향을 따라 안내될 수 있도록 스크루축(144)에 형성된 수나사와 맞물리는 암나사가 형성된다. 그리고 각각의 스크루축(144)에는 스크루축(144)을 회전시키는 작동핸들(148)이 장착된다. 한편, 스크루축(144)들의 전면 및 배면 상에는 양단이 프레임(F) 상에 고정되는 폭 조절 가이드레일(150)이 배치된다. 폭 조절 가이드레일(150)은 어느 하나의 스크루축(144)의 일단에서부터 또 다른 스크루축(144)의 타단까지 스크루축(144)의 길이방향을 따라 연장되며, 각각의 제 1 고정판(126)의 하부에는 슬라이딩블록(146)에 간섭되지 않으면서 폭 조절 가이드레일(150)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 폭 조절 가이드블록(152)이 장착된다. 다시 도 3을 참조하면, 커팅수단(160)은 가이드 바(122)의 일단에 인접한 상부에 배치되어 가이드 바(122)를 따라 안내되는 원통형 직물(C)의 방사상 일측을 재단하는 원판형 커팅날(162)을 구비한다. 원판형 커팅날(162)은 공급되는 원통형 직물(C)의 경사(Wp; 도 7 참조)방향에 대하여 비스듬하게 배치되는데, 바람직하게는 원판형 커팅날(162)의 회전중심축은 권취롤러(112)의 회전중심축과 수평을 이루도록 배치된다. 이렇게 원판형 커팅날(162)이 원통형 직물(C)의 경사(Wp) 방향에 대하여 비스듬하게 원통형 직물(C)을 재단하면 바이어스 직물(V)이 제조되고, 제조된 바이어스 직물(V)은 권취롤러(112)에 권취된다. 한편, 원판형 커팅날(162)은 하부 측으로 원판형 커팅날(162)의 일부분이 노출되는 하우징(164)에 의해 감싸지며, 하우징(164)의 일측에는 원판형 커팅날(162)과 연결되어 원판형 커팅날(162)을 회전시키는 커팅날 구동모터(166)가 장착된다. 그리고 커팅수단(160)은 원판형 커팅날(162)의 재단위치를 조절하는 재단위치 조절부(168)를 더 구비한다. 재단위치 조절부(168)는 하우징(164)의 상부에 이격되게 배치되면서 원판형 커팅날(162)의 회전중심축 방향을 따라 수평하게 연장되고 양단이 프레임(F) 상에 고정되는 한 쌍의 재단위치 조절 가이드레일(170)과, 재단위치 조절 가이드레일(170)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 재단위치 조절 가이드블록(172)을 구비한다. 재단위치 조절 가이드 블록(172)은 하우징(164)의 상부에 일체로 형성되며, 재단위치 가이드 블록(172)의 상부에는 각각의 재단위치 가이드 블록(172)을 상부 체결되어 재단위치 조절 가이드레일(170)을 가압하는 고정하는 정지볼트(174)가 체결된다. 한편, 본 발명에 따른 바이어스 직물 제조장치(100)는 공급되는 원통형 직물(C)의 재단과 재단된 바이어스 직물(V)의 권취가 용이하도록 원통형 직물(C) 사이로 에어(air)를 공급하는 송풍수단(180)을 더 구비한다. 도 1 및 도 5를 참조하면, 송풍수단(180)은 에어블로워(182)와, 한 쌍의 가이드 바(122)의 일단 사이에 배치되는 송풍노즐(184)과, 에어블로워(182)와 송풍노즐(184)을 연결하는 플렉시블 연결관(186)을 구비한다. 그리고 송풍수단(180)은 송풍노즐(184)을 회전시키는 제 2 각도 조절부(187)를 더 구비한다. 제 2 각도 조절부(187)는 한 쌍의 가이드 바(122) 사이에서 스크루축(144) 및 폭 조절 가이드레일(150)에 간섭되지 않게 배치되는 프레임(F)에 고정 장착되는 제 2 고정판(188)과, 상부에 송풍노즐(184)이 장착되면서 제 2 고정판(188)에 회전가능하게 장착되는 제 2 회전판(190)을 구비한다. 그리고 제 2 회전판(190) 회전 각도를 제어하기 위해 제 2 회전판(190) 및 제 2 고정판(188)에는 제 2 각도조절장공(192) 및 제 2 고정공(194)이 형성된다. 제 2 각도조절장공(192)은 호 형상으로 만곡된 곡률로 제공되며, 제 2 고정공(194)은 제 2 각도조절장공(192)과 마주도록 관통되게 형성된다. 이렇게 형성된 제 2 각도조절장공(192) 및 제 2 고정공(194)에는 제 2 회전판(190)을 제 2 고정판(188)에 고정시키기 위한 제 2 고정볼트(196)가 체결된다. 즉 제 2 고정볼트(196)를 풀어 제 2 회전판(190)의 각도를 조절 한 후, 다시 제 2 고정볼트(196)를 체결하는데, 제 2 고정볼트(196)는 제 2 각도조절장공(192)을 지나 제 2 고정공(194)에 체결되면서 제 2 회전판(190)을 제 2 고정판(188) 측으로 가압 고정하게 된다. 이때 제 2 고정공(194)의 내주면 상에는 제 2 고정볼트(196)에 형성된 수나사에 맞물리는 암나사가 형성된다. 이와 같이 배치되는 송풍노즐(184)은 한 쌍의 가이드 바(122)의 일단 사이에 배치되어 가이드 바(122)를 따라 안내되는 원통형 직물(C)의 내측으로 에어(air)를 공급한다. 하기에는 전술한 바와 같이 형성된 원통형 직물을 이용한 이음새 없는 바이어스 직물 제조장치(100)의 사용상태를 간략하게 설명한다. 본 발명에 따른 바이어스 직물 제조장치(100)를 이용해 바이어스 직물(V)을 제조하기 위해서는, 우선 도 1에서와 같이 경사(Wp) 및 위사(Wt)의 짜임각(θ1)이 90도를 이루도록 제직된 원통형 직물(C)을 한 쌍의 가이드 바(122)에 끼우고, 원통형 직물(C)의 시작단부를 권취롤러(112)에 걸어 놓은 후, 제 1 각도 조절부(124)를 조작하여 원통형 직물(C)이 끼워진 한 쌍의 가이드 바(122)를 원하는 바이어싱 각도(θ2)를 얻을 수 있도록 회전시킨다. 여기서 바이어싱 각도(θ2)는 원판형 커팅날(162)에 의해 재단된 절단면과 경사(Wp)와 위사(Wt)가 이루는 각도를 말한다. 전술한 바와 같은 원통형 직물(C)이 끼워지면 권취롤러(112)를 작동시켜 바이어스 직물(V)을 제조하게 되는데, 권취롤러(112)가 회전되면 원통형 직물(C)은 가이드 바(122)를 따라 원판형 커팅날(162) 측으로 안내되면서 회전하게 되고, 원판형 커팅날(162)은 회전하면서 안내되는 원통형 직물(C)의 방사상 일측을 재단하여 바이어스 직물(V)이 제조되게 하고, 제조된 바이어스 직물(V)은 권취롤러(112)에 권취된다. 즉 도 7에서 보는 바와 같이, 회전하면서 공급되는 원통형 직물(C)이 진행방향에 대하여 사선방향으로 원판형 커팅날(162)이 원통형 직물(C)의 방사상 일측을 재단하기 때문에 연결부위가 없는 바이어스 직물(V)을 연속적으로 생산할 수 있게 한다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 원통형 직물을 이용한 이음새 없는 바이어스 직물 제조장치
110 : 권취수단 112 : 권취롤러
120 : 가이드수단 122 : 가이드 바
124 : 제 1 각도 조절부 126 : 제 1 고정판
128 : 제 1 회전판 142 : 폭 조절부
160 : 커팅수단 162 : 원판형 커팅날
168 : 재단위치 조절부 180 : 송풍수단 |
