KR101621269B1

KR101621269B1 - 코팅 및 라미네이팅기의 제어장치

Info

Publication number: KR101621269B1
Application number: KR1020140001137A
Authority: KR
Inventors: 우한윤
Original assignee: (주)삼일기계
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2016-05-16
Also published as: KR20150081539A

Abstract

본 발명은 코팅 및 라미네이팅기(10)를 유무선에서 제어하는 장치에 관련되며, 그 구성의 특징으로서 상기 코팅 및 라미네이팅기(10)의 언와인더(11), 어큐뮬레이터(12), 코팅헤드(13), 수지 공급 탱크 및 라인(14), 건조실 챔버(15), 라미네이팅 헤드(16), 타릿 와인더 또는 와인더(17), 상부 원단용 언와인더(18)에 장착되어 일련의 공정을 전기적인 신호로 출력하는 작동그룹(20); 상기 작동그룹(20)을 피드백 제어하도록 HMI 제어장치(31)와 연결되고, 정보를 유무선으로 송수신하는 제어수단(30); 및 상기 제어수단(30)과 유무선으로 서버PC(41)가 연결되고, 정보를 출력하면서 셋팅값을 전달하는 단말수단(40);을 포함하여 이루어지되, 작동그룹(20)은 텐션 조절용 파우더 브레이크(21a), 텐션 조절용 컨트롤러(21b), 장력측정용 로드셀(22), 원단 인출용 프레스 롤러(23a), 코터용 백업 롤러(23b), 수지 공급용 센서(24), 배기팬(25a), 가스측정용 센서(25b), 포온도 측정 센서(25c), 라미네이팅용 롤러(26a), 라미네이팅 구동용 모터(26b), 베이스 원단 측적용 센서(29a), 코팅 두께 측정 장치(29b)를 지니고 각각의 신호를 통일하는 인버터를 개재하여 제어수단(30)에 연결되고, 원단의 장력, 건조속도, 도포량, 건조온도, 챔버내의 풍속 및 압력, 코팅 도막 두께 및 좌우 편차, 약품 사용량, 원단 종류, 가공 방법, 챔버내의 가스 상 하한치, 연료 사용량, 제품 용도의 설정된 셋팅값에 따라 각각의 엑추에이터를 피드백 제어하고, 상기 단말수단(40)은 제어수단(30)으로부터 전달된 정보를 프린터(42), 바코드(43), 폰 어플(44)로 출력하면서 D/B화시켜 소비자가 원단의 가공이력을 유무선에서 조회할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 코팅기 및 라미네이팅기의 전방 또는 후방에서 도포량을 측정하여 조정 가능하게 제어장치를 구축하는 것은 물론 액정 화면에 디스플레이화 하여 현재 작업에 대한 도포량을 알 수 있으며, 또한 이를 통하여 작업속도, 원단 폭, 생산량에 따른 소요 수지량 등을 자동 계산하여 생산 단가 및 원가를 분석할 수 있고, 이 자료를 통하여 원단의 종류 및 작업방법에 대한 코팅 두께의 데이터로도 활용할 수 있는 효과가 있다.

Description

코팅 및 라미네이팅기의 제어장치{Integrated control device of coating and laminating machine}

본 발명은 코팅 및 라미네이팅기를 유무선에서 제어하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 코팅기 및 라미네이팅기의 전방 또는 후방에서 도포량을 측정하여 조정 가능하게 제어장치를 구축하는 것은 물론 액정 화면에 디스플레이화 하여 현재 작업에 대한 도포량을 알 수 있으며, 또한 이를 통하여 작업속도, 원단 폭, 생산량에 따른 소요 수지량 등을 자동 계산하여 생산 단가 및 원가를 분석할 수 있고, 이 자료를 통하여 원단의 종류 및 작업방법에 대한 코팅 두께의 데이터로도 활용할 수 있는 코팅 및 라미네이팅기의 제어장치에 관한 것이다.

통상 원단에 수지액을 도포하고 건조하여 수지 피막을 형성 시키는 코팅(Coating)은 수지의 다양화와 제품용도의 다양화, 전문화 등으로 발전하여 왔으며, 이에 대한 원단 또한 섬유, 필름, 종이, 부직포 및 금속 등으로 광범위하게 다루어지고 있다. 코팅 제품의 용도에 따라 방수성, 방풍성, 관능적 특성, 내마모성, 강인성, 내후성, 난연성, 내용매성 등의 특성이 요구되므로 특수가공 및 처리과정을 거치게 되며 그 중에서도 코팅이 차지하는 비율은 매우 크다.

또한, 코팅을 하여 이종 소재를 라미네이팅, 본딩을 할 경우 매개체인 본드를 도포하거나 1차 열가소성 필름을 코팅을 통하여 생산하여 라미네이팅 제품을 만들기도 한다. 따라서 코팅제품은 복합체이므로 서로 다른 성질을 지닌 두 물질, 즉 각종 원단과 코팅물질이 결합하여 최대한의 유용한 특성을 나타낼 수 있어야 한다. 이에 대하여 코팅 제품 생산에 있어서, 원단의 장력, 건조속도, 도포량, 건조온도, 챔버내의 풍속 및 압력, 코팅 도막 두께 및 좌우 편차, 약품 사용량, 원단 종류, 가공 방법, 챔버내의 가스 상 하한치, 연료 사용량, 제품용도 등이 코팅 가공에 있어서 반드시 필요한 요소이다.

여기서, 이러한 요소를 제어 및 실시간 모니터링하여 제품의 품질 향상은 물론, 제품 및 경제적 관리를 할 수 있고, 더 나아가 오더 수행 바이어의 실시간으로 제품 가공에 대한 이력을 제공해 줄 수 있음으로 인하여 업체 신뢰를 돈독히 할 수 있을 뿐만 아니라 설비 관리에도 유용한 정보를 제공하여 바코드 및 스마트폰 앱으로도 모든 것을 운용 관리가 가능한 제어장치를 구축하는 것이 중요하다.

그리고 챔버 내에 유독 가스가 많이 존재하여 폭발을 할 경우 대형 사고로 이어지는 현실이 간혹 발생되고 있는 바 이를 사전에 방지하여 인적 물적 피해를 사전에 차단하면서 코팅기 및 라미네이팅기에서 행해지는 코팅수지 및 본딩 수지를 원단에 도포함에 있어서 일정하게 두께를 유지해야 하고, 또한 설계 이상의 도포량을 도포할 경우 원가 상승으로 이어짐은 물론 품질 불량으로 이루어 질 수도 있다.

따라서 보다 효율성을 높이고 가공 제품 품질을 극대화하고, 균일하고 안정화된 제품을 생산하며, 운용의 편리, 간편성을 통하여 맨 파워 효율성을 부여함에 따라 설비 운용에 있어서 생산 단가를 낮추는 효과를 파생시키는 방안이 무엇보다 필요한 실정이다.

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 코팅기 및 라미네이팅기의 전방 또는 후방에서 도포량을 측정하여 조정 가능하게 제어장치를 구축하는 것은 물론 액정 화면에 디스플레이화 하여 현재 작업에 대한 도포량을 알 수 있으며, 또한 이를 통하여 작업속도, 원단 폭, 생산량에 따른 소요 수지량 등을 자동 계산하여 생산 단가 및 원가를 분석할 수 있고, 이 자료를 통하여 원단의 종류 및 작업방법에 대한 코팅 두께의 데이터로도 활용할 수 있는 코팅 및 라미네이팅기의 제어장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 코팅 및 라미네이팅기를 유무선에서 제어하는 장치에 있어서: 상기 코팅 및 라미네이팅기의 언와인더, 어큐뮬레이터, 코팅헤드, 건조실 챔버, 라미네이팅 헤드, 타릿 와인더 또는 와인더, 상부 원단용 언와인더에 장착되어 일련의 공정을 전기적인 신호로 출력하는 작동그룹; 상기 작동그룹을 피드백 제어하도록 HMI 제어장치와 연결되고, 정보를 유무선으로 송수신하는 제어수단; 및 상기 제어수단과 유무선으로 서버PC가 연결되고, 정보를 출력하면서 셋팅값을 전달하는 단말수단;을 포함하여 이루어지되, 작동그룹은 텐션 조절용 파우더 브레이크, 텐션 조절용 컨트롤러, 장력측정용 로드셀, 원단 인출용 프레스 롤러, 코터용 백업 롤러, 수지 공급용 센서, 배기팬, 가스측정용 센서, 포온도 측정 센서, 라미네이팅용 롤러, 라미네이팅 구동용 모터, 베이스 원단 측적용 센서, 코팅 두께 측정 장치를 지니고 각각의 신호를 통일하는 인버터를 개재하여 제어수단에 연결되고, 원단의 장력, 건조속도, 도포량, 건조온도, 챔버내의 풍속 및 압력, 코팅 도막 두께 및 좌우 편차, 약품 사용량, 원단 종류, 가공 방법, 챔버내의 가스 상 하한치, 연료 사용량, 제품 용도의 설정된 셋팅값에 따라 각각의 엑추에이터를 피드백 제어하고, 상기 단말수단은 제어수단으로부터 전달된 정보를 프린터, 바코드, 폰 어플로 출력하면서 D/B화시켜 소비자가 원단의 가공이력을 유무선에서 조회할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

삭제

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 코팅기 및 라미네이팅기의 전방 또는 후방에서 도포량을 측정하여 조정 가능하게 제어장치를 구축하는 것은 물론 액정 화면에 디스플레이화 하여 현재 작업에 대한 도포량을 알 수 있으며, 또한 이를 통하여 작업속도, 원단 폭, 생산량에 따른 소요 수지량 등을 자동 계산하여 생산 단가 및 원가를 분석할 수 있고, 이 자료를 통하여 원단의 종류 및 작업방법에 대한 코팅 두께의 데이터로도 활용할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 제어장치를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 작동그룹을 상세하게 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 코팅 및 라미네이팅기(10)를 유무선에서 제어하는 장치와 관련되며, 작동그룹(20), 제어수단(30), 단말수단(40)을 주요 구성으로 하는 코팅 및 라미네이팅기의 제어장치에 관한다.

이는 본 발명의 제어장치는 HMI(Human Machine Interface)를 기반으로 언와인더(11), 어큐뮬레이터(12), 코팅헤드(13), 수지 공급 탱크 및 라인(14), 건조실 챔버(15), 라미네이팅 헤드(16), 타릿 와인더 또는 와인더(17), 상부 원단용 언와인더(18)로 이루는 코팅 및 라미네이팅기(10)를 운용하는 것을 주요 요지로 하는데, 즉 종래의 수동적인 작업을 수치로 산출된 정확한 데이터를 통해 MCU(Micro Control Unit)가 자동으로 최적의 품질을 지닌 원단으로 균일하게 코팅 및 라미네이팅(합포) 할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 작동그룹(20)은 상기 코팅 및 라미네이팅기(10)의 언와인더(11), 어큐뮬레이터(12), 코팅헤드(13), 수지 공급 탱크 및 라인(14), 건조실 챔버(15), 라미네이팅 헤드(16), 타릿 와인더 또는 와인더(17), 상부 원단용 언와인더(18)에 장착되어 일련의 공정을 전기적인 신호로 출력한다. 코팅 및 라미네이팅기(10)는 크게 언와인더(11), 어큐뮬레이터(12), 코팅헤드(13), 수지 공급 탱크 및 라인(14), 건조실 챔버(15), 라미네이팅 헤드(16), 타릿 와인더 또는 와인더(17), 상부 원단용 언와인더(18)로 순차 구분되는데, 언와인더(11)는 코팅용 베이스 원단(C1)이 롤 형식으로 탑재되는 공정장치이고, 어큐뮬레이터(12)는 상기 언와인더(11)의 연속작업으로 코팅용 베이스 원단(C1)을 이송하면서 텐션의 속도를 조절하고 폭과 길이를 정렬하는 공정장치이며, 코팅헤드(13)는 장력에 의해 이송되는 코팅용 베이스 원단(C1)의 표면에 코팅작업을 하는 공정장치이고, 수지 공급 탱크 및 라인(14)은 코팅용 베이스 원단(C1)에 물성변화를 일으켜 원하는 제품을 얻을 수 있도록 화학약품 및 레진(코팅액)을 코팅헤드(13)로 공급하는 공정장치이다. 즉, 코팅헤드(13)는 원형의 형태로 형성된 망글 롤러가 약품조(23c)에 일부 수용된 상태로 구성되고, 라인(14)을 통해 레진이 약품조(23c)에 공급하면 망글 롤러에 레진이 묻어 코팅용 베이스 원단(C1)이 이송하면서 코팅용 베이스 원단(C1)에는 레진(코팅액)이 도포된다.

그리고 건조실 챔버(15)는 도포된 코팅용 베이스 원단(C1)의 표면을 건조시키는 공정장치이고, 라미네이팅 헤드(16)는 코팅과 건조작업을 마친 코팅용 베이스 원단(C1)에 라미네이팅용 원단(C2)을 결합하여 완성된 코팅 및 라미네이팅 원단(C3)을 생성하는 공정장치이고, 타릿 와인더 또는 와인더(17)는 완성된 코팅 및 라미네이팅 원단(C3)을 롤 형식으로 감아서 마무리하는 공정장치이고, 상부 원단용 언와인더(18)는 라미네이팅용 원단(C2)을 탑재하여 라미네이팅 헤드(16)로 공급하는 공정장치이다.

즉, 언와인더(11), 어큐뮬레이터(12), 코팅헤드(13), 수지 공급 탱크 및 라인(14), 건조실 챔버(15), 라미네이팅 헤드(16), 타릿 와인더 또는 와인더(17), 상부 원단용 언와인더(18)는 원단의 코팅 및 라미네이팅에 있어 매우 중요한 장치이므로 각각의 공정장치에 전기적인 신호로 출력이 되도록 작동그룹(20)을 장착한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 작동그룹(20)은 텐션 조절용 파우더 브레이크(21a), 텐션 조절용 컨트롤러(21b), 장력측정용 로드셀(22), 원단 인출용 프레스 롤러(23a), 코터용 백업 롤러(23b), 수지 공급용 센서(24), 배기팬(25a), 가스측정용 센서(25b), 포온도 측정 센서(25c), 라미네이팅용 롤러(26a), 라미네이팅 구동용 모터(26b), 베이스 원단 측적용 센서(29a), 코팅 두께 측정 장치(29b)를 지니고 각각의 신호를 통일하는 인버터를 개재하여 제어수단(30)에 연결된다.

작동그룹(20)은 코팅 및 라미네이팅기(10)의 언와인더(11), 어큐뮬레이터(12), 코팅헤드(13), 수지 공급 탱크 및 라인(14), 건조실 챔버(15), 라미네이팅 헤드(16), 타릿 와인더 또는 와인더(17), 상부 원단용 언와인더(18)에 장착되어 일련의 공정을 전기적인 신호로 출력하기 위해 텐션 조절용 파우더 브레이크(21a), 텐션 조절용 컨트롤러(21b), 장력측정용 로드셀(22), 원단 인출용 프레스 롤러(23a), 코터용 백업 롤러(23b), 수지 공급용 센서(24), 배기팬(25a), 가스측정용 센서(25b), 포온도 측정 센서(25c), 라미네이팅용 롤러(26a), 라미네이팅 구동용 모터(26b), 베이스 원단 측적용 센서(29a), 코팅 두께 측정 장치(29b)를 각각 구비한다.

언와인더(11)는 코팅용 베이스 원단(C1)을 롤 형식으로 탑재되는 공정장치로, 텐션 조절용 파우더 브레이크(21a)와 텐션 조절용 컨트롤러(21b)를 사용하여 코팅용 베이스 원단(C1)을 후술하는 어큐뮬레이터(12)와 연계하여 텐션 즉, 장력을 조절하여 파우더를 멈추게 하거나 컨트롤할 수 있는 장치이다.

어큐뮬레이터(12)는 상기 언와인더(11)의 연속작업으로 코팅용 베이스 원단(C1)을 이송하면서 텐션의 속도를 조절하고 폭과 길이를 정렬하는 공정장치로, 코팅용 베이스 원단(C1)이 가공되도록 연속적으로 이송하면서 코팅용 베이스 원단(C1)의 텐션 속도를 조절하고 폭과 길이를 정렬시켜 준다. 이러한 어큐뮬레이터(12)는 언와인더(18)에서 이송되는 코팅용 베이스 원단(C1)의 텐션(장력)에 따라 가공에 미치는 영향이 달라진다. 즉, 코팅용 베이스 원단(C1)에 코팅을 할 때 헌팅(속도변화에 의한 출렁거림)이 일어나지 않도록 일정한 속도로 진입하게 속도 보정을 해주며, 이송되는 코팅용 베이스 원단(C1)의 텐션(장력)을 감지하도록 선단에는 장력측정용 로드셀(22)을 구비하고, 어큐뮬레이터(12)의 후방 또는 후술하는 코팅헤드(13)의 전방에는 코팅용 베이스 원단(C1)의 두께를 측정하도록 베이스 원단 측정용 센서(29a)를 구비하여 후술하는 제어수단(30)으로 신호를 출력한다.

코팅헤드(13)는 장력에 의한 코팅용 베이스 원단(C1)의 표면에 코팅작업을 하는 공정장치로, 원단 인출용 프레스 롤러(23a), 코터용 백업 롤러(23b)를 사용하여 코팅용 베이스 원단(C1)의 표면에 코팅을 입힌다. 코팅헤드(13)에 인입된 코팅용 베이스 원단(C1)의 코팅 방법에는 콤마코팅, 플로팅, 베드온 코팅, 롤온코팅, 로터리스크린 코팅, 그라비어 코팅, 키스코팅 등의 여러 가지가 있으며, 이러한 방법들 중 본 발명에 적용 가능한 방법으로 사용하면 된다.

일정한 레진(코팅액)을 코팅용 베이스 원단(C1)에 코팅 나이프(부호 미도시)를 사용하여 도포가 이루어지는데, 후술하는 수지 공급 탱크 및 라인(14)과 연계하여 코팅작업을 실행한다. 좌측, 중간, 우측의 도포량 즉, 코팅의 두께가 일정해야 하며, 코팅의 두께도 코팅 가공 처방의 두께에 만족해야 제품의 품질뿐만 아니라 원가에도 크나큰 영향을 미친다. 즉, 도포량이 처방전보다 적을 경우 방수성, 방풍성, 관능적 특성, 내마모성, 강인성, 내후성, 난연성, 내용매성, 인렬강도 등에 영향을 미침과 동시에, 도포량이 많을 경우 원가 상승, 원단의 뻐득뻐득한 터치감이 좋지 않아서 불량의 원인이 되기도 한다. 따라서 처방전과 동일하게 도포량 설정 및 도포가 되는 것이 가장 좋다.

수지 공급 탱크 및 라인(14)은 코팅용 베이스 원단(C1)에 물성변화를 일으켜 원하는 제품을 얻을 수 있도록 화학약품 및 레진(코팅액)을 코팅헤드(13)로 공급해주는 공정장치로, 라인(14)을 통해 레진이 약품조(23c)에 공급하면 망글 롤러에 레진이 묻어 코팅용 베이스 원단(C1)이 이송하면서 코팅용 베이스 원단(C1)에는 레진(코팅액)이 침적 도포됨과 함께 코팅용 베이스 원단(C1)이 이송하면서 망글 롤러로 통과하기 때문에 약품(레진 또는 코팅액)이 섬유 조직 속으로 침투시켜준다. 이러한 수지 공급 탱크 및 라인(14)은 코팅용 베이스 원단(C1)에 약품이 함수되는 양에 따라 물성변화에 미치는 특성이 달라진다. 즉, 코팅용 베이스 원단(C1)에 사용된 약품의 양을 감지하도록 수지 공급용 센서(24)를 구비하여 후술하는 제어수단(30)으로 신호를 출력한다.

그리고 건조실 챔버(15)는 도포된 코팅용 베이스 원단(C1)의 표면을 건조시키는 공정장치로, 가스버너 또는 가열 히터에 의해 가열된 내부공기가 열풍 순환팬에 의해 열풍 순환 노즐을 통해 코팅용 베이스 원단(C1)의 코팅된 부분에 분사되어 건조가 이루어진다. 코팅액속에 함유된 수분 및 유분 70%~85%는 증발 되고 고형분 15%~30%는 코팅용 베이스 원단(C1)에 증착되어 코팅되어지며, 건식 라미네이팅 및 본딩을 할 경우 약 70%정도 건조시켜 라미네이팅을 하게 된다. 이때 증발분에서 함유된 가스 성분이 챔버내에 잔류되어 배기되지 않을 경우 폭발 및 화재가 발생할 수 있으며, 이는 크나큰 재산손실 및 인명피해로 이어질 수도 있다. 이를 극복하기 위하여 챔버 내부에 가스 측정용 센서(25b)를 장착하여 폭발상한치 기준이하가 되도록 일정하게 유지를 할 수 있도록 배기팬(25a) 모터의 회전수를 제어하여 챔버 내에 발생된 가스를 외부로 방출시키고 기계 전체의 파손을 막기 위해 폭발 방지구(도면 미도시)를 설치하였다. 또한, 포온도 측정 센서(25c)를 장착하여 코팅용 베이스 원단(C1)의 표면온도를 측정하여 레진(코팅액)이 과건조 되거나 코팅용 베이스 원단(C1)의 황변현상이나 용융현상을 미연에 방지하고자 함이다.

라미네이팅 헤드(16)는 코팅과 건조작업을 마친 코팅용 베이스 원단(C1)에 라미네이팅용 원단(C2)을 결합하여 완성되는 코팅 및 라미네이팅 원단(C3)을 생성하는 공정장치로, 라미네이팅용 롤러(26a), 라미네이팅 구동용 모터(26b)를 구비하여 사용한다. 수지 공급 탱크 및 라인(14)과 건조실 챔버(15)에서 코팅 및 건조작업을 마친 코팅용 베이스 원단(C1)은 라미네이팅 헤드(16)의 라미네이팅용 롤러(26a)와 라미네이팅 구동용 모터(26b)에 의해 타릿 와인더 또는 와인더(17)로 바로 이동하여 롤 형식으로 감아서 마무리되는 와인딩 작업을 할 수도 있으며, 후술하는 상부 원단용 언와인더(18)와 연계하여 라미네이팅용 원단(C2)과 라미네이팅 즉, 결합(합포)하여 코팅 및 라미네이팅 원단(C3)으로 생성하여 타릿 와인더 또는 와인더(17)에 와인딩 작업으로 마무리할 수도 있다.

타릿 와인더 또는 와인더(18)는 완성된 코팅 및 라미네이팅 원단(C3)을 롤 형식으로 감아서 마무리하는 공정장치로, 상기의 언와인더(11)와는 반대되는 역할인 코팅 및 라미네이팅 원단(C3)을 롤 형식으로 감아주는 것으로 작업의 마무리 단계라 할 수 있다.

상부 원단용 언와인더(17)는 라미네이팅용 원단(C2)을 탑재하여 라미네이팅 헤드(16)로 공급하는 공정장치로, 상술하였듯이 라미네이팅용 원단(C2)을 라미네이팅 헤드(16)에 연결하는 장치로 사용한다. 코팅과 건조작업을 거친 코팅용 베이스 원단(C1)에 라미네이팅을 위해서는 라미네이팅용 원단(C2)이 필요하다. 이러한 라미네이팅용 원단(C2)을 설치하여 라미네이팅 헤드(16)로 이송하는 장치가 원단용 언와인더(18)이다.

또, 본 발명에 따른 제어수단(30)은 상기 작동그룹(20)을 피드백 제어하도록 HMI 제어장치(31)와 연결되고, 정보를 유무선으로 송수신한다. 제어수단(30)은 AVR 또는 ARM계열의 마이크로 콘트롤 유닛으로서, 작동그룹(20)으로부터 출력된 신호를 받아 설정된 시퀀스에 의해 실시간으로 수치를 연산/제어할 수 있는 HMI 제어장치(31)를 구비한다.

즉, HMI 제어장치(31)는 작동그룹(20)을 통해 입력된 전기적 신호(아날로그)를 수치(디지털)로 변환하고, 설정된 셋팅값에 도달되도록 코팅 및 라미네이팅기(10)의 액추에이터들을 실시간 피드백 제어한다. 이러한 HMI 제어장치(31)는 작동그룹(20)과 액추에이터와 연결되도록 패럴러, 시리얼, USB 등의 입/출력 단자를 구비하고, 후술하는 단말수단(40)에 정보를 송수신하도록 유/무선랜, 지그비, 블루투스 등의 송수신 모듈을 구비한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 제어수단(30)은 원단의 장력, 건조속도, 도포량, 건조온도, 챔버내의 풍속 및 압력, 코팅 도막 두께 및 좌우 편차, 약품 사용량, 원단 종류, 가공 방법, 챔버내의 가스 상 하한치, 연료 사용량, 제품 용도의 설정된 셋팅값에 따라 각각의 엑추에이터를 피드백 제어한다. 제어수단(30)의 HMI 제어장치(31)는 수지 공급 탱크 및 라인(14)에 구비된 수지 공급용 센서(24)에 의한 약품의 분사량과 어큐뮬레이터(12)에 구비된 로드셀(22)에 의한 코팅용 베이스 원단(C1)의 텐션 그리고 건조실 챔버(15)에 구비된 배기팬(25a), 포온도 측정 센서(25c)로부터 신호를 입력받고, 건조실 챔버(15) 내에 구비된 가스 측정용 센서(25b)에 의한 폭발 및 화재유무를 감지하여 신호를 입력받는다.

한편, HMI 제어장치(31)는 텐션 조절용 파우더 브레이크(21a), 텐션 조절용 컨트롤러(21b), 장력측정용 로드셀(22), 원단 인출용 프레스 롤러(23a), 코터용 백업 롤러(23b), 수지 공급용 센서(24), 배기팬(25a), 가스측정용 센서(25b), 포온도 측정 센서(25c), 라미네이팅용 롤러(26a), 라미네이팅 구동용 모터(26b), 베이스 원단 측적용 센서(29a), 코팅 두께 측정 장치(29b)에 의해 과도한 신호가 입력되면 언와인더(11), 어큐뮬레이터(12), 코팅헤드(13), 수지 공급 탱크 및 라인(14), 건조실 챔버(15), 라미네이팅 헤드(16), 타릿 와인더 또는 와인더(17), 상부 원단용 언와인더(18)의 고장유무와 폭발 및 화재 등을 판단하여 조치할 수도 있다. 즉, HMI 제어장치(31)에 적정값 이상이 입력되면 기기를 다운시킴과 함께 비상벨과 램프로 경고를 알리고, 후술하는 단말수단(40)을 통해 관리자나 담당자에게 신속하게 대응하도록 해줌에 따라 코팅 및 라미네이팅기(10)의 전반적인 고장과 손실을 최소화 한다.

예컨대, 가스측정용 센서(25b)에 의해 건조실 챔버(15) 내에 가스 농도를 감지하게 되면, 비상벨과 램프를 작동시켜 관리자 또는 담당자에게 폭발 및 화재의 위험을 알려줘 사전에 예고된 행동요령을 취하도록 해주고 즉시, 노즐을 개방시켜 소화물질을 분사시킴과 함께 배기덕트의 내부를 완전히 폐쇄시켜 폭발 및 화재를 진압하게 한다.

또, 본 발명에 따른 단말수단(40)은 상기 제어수단(30)과 유무선으로 서버PC(41)와 연결되고, 정보를 출력하면서 셋팅값을 전달한다. 단말수단(40)은 제어수단(30)과 유무선으로 연결되어 코팅용 베이스 원단(C1)을 가공하는 모든 정보를 송수신하도록 연결되고, 정보를 실시간으로 출력하면서 셋팅값을 변경하도록 전달하는 서버PC(41)를 구비한다.

서버PC(41)는 관리자나 작업자가 프린터(42), 바코드(43), 모바일에 의한 폰 어플(44)을 사용하여 온/오프라인에서 모니터링 및 조작할 수 있도록 제공한다. 즉, 서버PC(41)는 다수의 관리자나 작업자에게 HMI 제어장치(31)를 설정할 수 있는 권한을 주면서 실시간으로 정보를 확인하도록 해준다.

이때, 본 발명에 의한 상기 단말수단(40)은 제어수단(30)으로부터 전달된 정보를 프린터(42), 바코드(43), 폰 어플(44)로 출력하면서 D/B화시켜 소비자가 원단의 가공이력을 유무선에서 조회할 수 있다. 단말수단(40)은 서버PC(41)를 통하여 프린터(42), 바코드(43), 폰 어플(44)로 출력하면서 관리자나 작업자에게 HMI 제어장치(31)를 설정할 수 있도록 환경을 제공해 주면서도 자체적인 웹호스팅을 통하여 소비자에게 원단의 가공 이력을 그래픽(차트화), 문서, 바코드로 제공하도록 출력한다.

본 발명의 사용에 있어서, 먼저 언와인더(11)에 권취되어 있는 코팅용 베이스 원단(C1)을 설치한다. 그리고 어큐뮬레이터(12)와 코팅헤드(13)의 입구까지 코팅용 베이스 원단(C1)을 이송 및 연결한다. 여기에서 코팅용 베이스 원단(C1)은 코팅헤드(13)에서 발생하는 장력에 의해 풀려 나오면서 작업을 실행하는 구조로, 일정한 장력의 측정은 어큐뮬레이터(12)의 전방에 위치한 장력측정용 로드셀(22)이 수행하고 텐션 조절용 파우더 브레이크(21a)에서 장력이 제어되며, 텐션 조절용 컨트롤러(21b)가 장력을 설정하고 메인 제어 판넬에서도 설정이 가능하다.

어큐뮬레이터(12)는 언와인더(11)에서 연속작업에 대한 보정장치로서, 코팅용 베이스 원단(C1)이 코팅을 할 때 헌팅(속도에 의한 출렁거리는 현상)이 일어나지 않도록 일정한 속도로 유지되게 속도보정을 해준다. 코팅헤드(13)에 인입된 코팅용 베이스 원단(C1)은 코팅방법에 따라 콤마코팅, 플로팅, 베드온 코팅, 롤온코팅, 로터리스크린 코팅, 그라비어 코팅, 키스코팅 등으로 작업이 가능하다.

언와인더(11)와 어큐뮬레이터(12)를 지나온 코팅용 베이스 원단(C1)은 코팅헤드(13)를 통과하면서 코팅작업을 수행하는데, 수지 공급 탱크 및 라인(14)에서 일정한 레진(코팅액)을 공급받아 코팅용 베이스 원단(C1)의 표면을 엷은 박막으로 덮어 씌운다. 이때, 원단 인출용 프레스 롤러(23a)와 코터용 백업 롤러(23b)등을 이용하여 코팅작업을 진행한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 레진(코팅액)의 두께를 일정하게 유지시키기 위하여 코팅나이프로 도포작업을 하는 것이 효율적이다. 코팅두께는 가공처방에 맞게 하여야 제품의 품질뿐만 아니라 원가에도 이점을 가질 수 있다.

즉, 도포량(코팅두께)이 처방전 보다 얇을 경우 방수성, 방풍성, 관능적 특성, 내마모성, 강인성, 내후성, 난연성, 내용매성, 인렬 강도 등에 영향을 미침과 동시에, 도포량이 두꺼울 경우 원가 상승, 원단의 뻐득뻐득한 터치감이 좋지 않아서 불량의 원인이 되기도 한다. 따라서 처방전과 동일하게 도포량 설정 및 도포가 되는 것이 가장 좋다.

이러한 도포량은 어큐뮬레이터(12)의 출구 또는 코팅헤드(13)의 입구에 설치된 베이스 원단 측적용 센서(29a)와 후술하는 건조실 챔버(15)의 출구에 설치된 코팅 두께 측정 장치(29b)에 의하여 측정되며, 측정된 값을 통하여 도포량 및 코팅 두께를 환산하여 전체 가공에 필요한 코팅수지를 계산할 수 있다. 상술한 방법을 적용하기 어려울 경우, 수지 공급 탱크 및 라인(14)의 정량펌프에서 토출되는 유량 및 기재 선속도를 나누어서 계산하는 방식을 사용하는 것도 가능하다.

코팅된 코팅용 베이스 원단(C1)은 건조실 챔버(15)로 진입되는데, 내부의 가열된 공기를 코팅된 부분에 분사하여 건조작업을 진행한다. 코팅의 레진(코팅액)속에 함유된 수분 및 유분의 70%~85%는 증발되고 고형분의 15%~30%는 코팅된 코팅용 베이스 원단(C1)에 증착된다. 이때, 증발분에서 함유된 가스 성분이 챔버내에 잔류되어 배기되지 않을 경우, 폭발이나 화재가 발생하여 크나큰 재산손실 및 인명피해로 이어질 수 있다.

이를 해결하기 위하여 건조실 챔버(15) 내부에 가스측정용 센서(25b)를 장착하여 폭발 및 화재의 상한치가 기준 이하가 되도록 일정하게 유지할 수 있게 배기팬(25a) 모터의 회전수를 제어하여 건조실 챔버(15)내에 발생된 가스를 외부로 방출시키고 기계장치의 파손을 막는다. 또한, 포온도 측정 센서(25c)를 장착하여 코팅용 베이스 원단(C1)의 표면온도를 측정하여 레진(코팅액)이 과건조 되거나 코팅용 베이스 원단(C1)의 황변현상 또는 용융현상을 미연에 방지한다.

코팅 및 건조된 코팅용 베이스 원단(C1)은 라미네이팅 헤드(16)를 바이패스하여 워터쿨링 또는 에어쿨링을 거친 후에 타릿 와인더 또는 와인더(17)에 와인딩 즉, 권취되어 마무리한다.

또한, 코팅 및 건조된 코팅용 베이스 원단(C1)과 상부 원단용 언와인더(18)에 장착된 라미네이팅용 원단(C2)이 라미네이팅 헤드(16)를 거치면 코팅 및 건조된 코팅용 베이스 원단(C1)이 라미네이팅용 원단(C2)과 라미네이팅(합포)이 되어 코팅 및 라이네이팅 원단(C3)으로 생성이 가능하며, 타릿 와인더 또는 와인더(17)에 권취되어 작업을 마무리할 수도 있다.

이러한 코팅 및 라미네이팅기(10)의 구성요소에 장착되어 일련의 공정을 전기적인 신호로 출력하는 작동그룹(20)을 피드백 제어하도록 HMI 제어장치(31)가 연결되고, 정보를 유무선으로 송수신하는 제어수단(30)을 구비한다. 제어수단(30)은 작동그룹(20)으로부터 출력된 신호를 받아 설정된 시퀀스에 의해 실시간으로 수치를 연산/제어할 수 있는 HMI 제어장치(31)를 구비하는데, 작동그룹(20)에 의해 과도한 신호가 입력되면 코팅 및 라미네이팅기(10)의 고장유무와 폭발 및 화재 등을 판단하여 조치할 수도 있다. 즉, HMI 제어장치(31)에 적정값 이상이 입력되면 기기를 다운시킴과 함께 비상벨과 램프로 경고를 알리고, 후술하는 단말수단(40)을 통해 관리자나 담당자에게 신속하게 대응하도록 해줌에 따라 코팅 및 라미네이팅기(10)의 전반적인 고장과 손실을 최소화 한다.

단말수단(40)은 제어수단(30)과 유무선으로 연결되어 코팅용 베이스 원단(C1)을 가공하는 모든 정보를 송수신하도록 연결되고, 정보를 실시간으로 출력하면서 셋팅값을 변경하도록 전달하는 서버PC(41)를 구비한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 단말수단(40)은 제어수단(30)으로부터 전달된 정보를 프린터(42), 바코드(43), 폰 어플(44)로 출력하면서 D/B화시켜 소비자가 원단의 가공이력을 유무선에서 조회할 수 있도록 한다. 단말수단(40)은 서버PC(41)를 통하여 관리자나 작업자가 프린터(42), 바코드(43), 모바일에 의한 폰 어플(44)을 사용하여 관리자나 작업자에게 HMI 제어장치(31)를 설정할 수 있도록 환경을 제공해 주면서도 자체적인 웹호스팅을 통하여 소비자에게 원단의 가공 이력을 그래픽(챠트화), 문서, 바코드로 제공하도록 출력한다.

이와 같이, 본 발명은 코팅기 및 라미네이팅기의 전방 또는 후방에서 도포량을 측정하여 조정 가능하게 제어장치를 구축하는 것은 물론 액정 화면에 디스플레이화 하여 현재 작업에 대한 도포량을 알 수 있으며, 또한 이를 통하여 작업속도, 원단 폭, 생산량에 따른 소요 수지량 등을 자동 계산하여 생산 단가 및 원가를 분석할 수 있고, 이 자료를 통하여 원단의 종류 및 작업방법에 대한 코팅 두께의 데이터로도 활용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 코팅 및 라미네이팅기 11: 언와인더
12: 어큐뮬레이터 13: 코팅헤드
14: 수지 공급 탱크 및 라인 15: 건조실 챔버
16: 라미네이팅 헤드 17 : 타릿 와인더 또는 와인더
18: 상부 원단용 언와인더 20: 작동그룹
21a: 텐션 조절용 파우더 브레이크 21b: 텐션 조절용 컨트롤러
22: 장력측정용 로드셀 23a: 원단 인출용 프레스 롤러
23b: 코터용 백업 롤러 23c: 약품조
24: 수지 공급용 센서 25a: 배기팬
25b: 가스측정용 센서 25c: 포온도 측정 센서
26a: 라미네이팅용 롤러 26b: 라미네이팅 구동용 모터
29a: 베이스 원단 측적용 센서 29b: 코팅 두께 측정 장치
30: 제어수단 31: HMI 제어장치
40: 단말수단 41: 서버PC
42: 프린터 43: 바코드
44: 폰 어플 C1: 코팅용 베이스 원단
C2: 라미네이팅용 원단 C3: 코팅 및 라이네이팅 원단

Claims

코팅 및 라미네이팅기(10)를 유무선에서 제어하는 장치에 있어서:
상기 코팅 및 라미네이팅기(10)의 언와인더(11), 어큐뮬레이터(12), 코팅헤드(13), 수지 공급 탱크 및 라인(14), 건조실 챔버(15), 라미네이팅 헤드(16), 타릿 와인더 또는 와인더(17), 상부 원단용 언와인더(18)에 장착되어 일련의 공정을 전기적인 신호로 출력하는 작동그룹(20);
상기 작동그룹(20)을 피드백 제어하도록 HMI 제어장치(31)가 연결되고, 정보를 유무선으로 송수신하는 제어수단(30); 및
상기 제어수단(30)과 유무선으로 서버PC(41)가 연결되고, 정보를 출력하면서 셋팅값을 전달하는 단말수단(40);을 포함하여 이루어지되,
작동그룹(20)은 텐션 조절용 파우더 브레이크(21a), 텐션 조절용 컨트롤러(21b), 장력측정용 로드셀(22), 원단 인출용 프레스 롤러(23a), 코터용 백업 롤러(23b), 수지 공급용 센서(24), 배기팬(25a), 가스측정용 센서(25b), 포온도 측정 센서(25c), 라미네이팅용 롤러(26a), 라미네이팅 구동용 모터(26b), 베이스 원단 측적용 센서(29a), 코팅 두께 측정 장치(29b)를 지니고 각각의 신호를 통일하는 인버터를 개재하여 제어수단(30)에 연결되고, 원단의 장력, 건조속도, 도포량, 건조온도, 챔버내의 풍속 및 압력, 코팅 도막 두께 및 좌우 편차, 약품 사용량, 원단 종류, 가공 방법, 챔버내의 가스 상 하한치, 연료 사용량, 제품 용도의 설정된 셋팅값에 따라 각각의 엑추에이터를 피드백 제어하고,
상기 단말수단(40)은 제어수단(30)으로부터 전달된 정보를 프린터(42), 바코드(43), 폰 어플(44)로 출력하면서 D/B화시켜 소비자가 원단의 가공이력을 유무선에서 조회할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 코팅 및 라미네이팅기의 제어장치.
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