JP4613199B2 - ハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法、製造装置及びこれによって製造されたデジタル糸 - Google Patents
ハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法、製造装置及びこれによって製造されたデジタル糸 Download PDFInfo
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Description
本発明は、ハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法、製造装置及びこれによって製造されたデジタル糸に関し、より詳しくは、ネットワークに接続してリアルタイムで情報を取り交わすことができるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法、製造装置及びこれによって製造されたデジタル糸に関する。尚、本研究は、情報通信部及び情報通信研究振興院のＩＴ新成長動力核心技術事業の一環として行われたものである。
本発明に記載の“デジタル糸”は、情報が伝達できるように電子の移動が可能でありながら、製織（糸を材料にして布を編み）または編織（糸で編み物のように編むこと）が可能であり、衣服を作ることができる糸を意味することとして、デジタル糸からなる製織物または編織物は電子製品の基板とともに電子モジュールを連結させる回路の役割をしてデータ転送が可能である。“ユビキタス時代”には、人間がどこにいても人間中心の環境が具現され、このためにいつでもどこでもリアルタイムでネットワークに接続して必要な情報を取り交わさなければならない。このような通信機能は、人間が着用しているデジタルガーメント（digital garment）によって、人間が意識しても無意識であっても周りに散在しているコンピュータ装置とリアルタイムでネットワークと接続して遂行できるようになる。
何よりユビキタス時代には、誰も理解しやすいように目を通じて確認することができる映像中心のメッセージが転送される。このために転送されるデータの容量が大きくなって高速にデータを処理することができる機能が非常に重要な役割をするようになる。デジタルガーメントの内部でも高速にデータを処理することができる機能と、このように処理したデータを周りのコンピュータ装置とリアルタイムで途切れなく（seamless）連結することができる高速通信機能と無線通信機能が重要な役割をするようになる。
このように高速でコンピュータ機能が可能な衣服を製造するために用いられる材料は、衣服として着して用いる場合、反復的な曲げ現象にもかかわらず、途切れなく高速通信が可能でなければならない。通信が可能な素材としては、伝導性高分子と伝導性の高い金属がある。伝導性高分子は、電気抵抗が高くて発熱現象とともに電力消耗が高くなるので、デジタルガーメントの通信用としては不適合である。高速通信が可能なデジタル糸を製作するために核心素材として電気伝導性の高い金属を引抜してマイクロフィラメントで製作して用いることができる。ここに用いられるマイクロフィラメントは、非常に細い金属線（fine metal micro-wire）をいう。
ところが、マイクロフィラメントで従来の方法にしたがってデジタル糸を製造する場合には、金属の高い剛性（強性）及び脆性によって工程中に金属が切断されて製造効率が著しく低下し、結局には製造原価が高くなる問題がある。また、製造された糸を利用して製織及び編織をする場合にも工程中に糸が易しく切断されるなどの製織及び編織効率が良くない。また、製織及び編織で製作された織物で衣服を製作しても衣服のうちヒジ部位のように繰り返して曲げられる部位の切断現象がひどく現われて情報通信機能が喪失されやすく、また金属の特性上として洗濯が非常に難しい問題点がある。よって、このような問題点を解決した新しいデジタル糸の製造方法が切実に要求されている。
本発明は、従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高速通信が可能なようにハイブリッド金属を用いてマイクロフィラメントを製作し、上記マイクロフィラメントを用いてデジタル糸を製造する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、マイクロフィラメントを絶縁樹脂にコーティングして通信性能を向上させたデジタル糸の製造方法、製造装置及びこれによって製造されたデジタル糸を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、デジタル糸の強伸度及び摩擦特性を改善して糸切れ現象を減少させたデジタル糸の製造方法、製造装置及びこれによって製造されたデジタル糸を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、簡単な工程を介して大量生産することができる経済的なデジタル糸の製造方法、製造装置及びこれによって製造されたデジタル糸を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、衣服に製作した場合にもヒジ部位のように繰り返して曲げられる部分が易しく切断せず、繰り返して洗濯しても情報通信用として用いることができるデジタル糸の製造方法、製造装置及びこれによって製造されたデジタル糸を提供することにある。
上述の目的を達成するための本発明によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法は、ハイブリッド金属棒を製造するハイブリッド金属棒製造段階と、上記ハイブリッド金属棒を引抜く引抜き段階と、上記引抜かれたハイブリッド金属棒からマイクロフィラメントを生産するマイクロフィラメント生産段階と、上記マイクロフィラメントを複数の筋に編んで供給するマイクロフィラメント供給段階と、上記マイクロフィラメントを加熱して柔軟化するマイクロフィラメント柔軟化段階と、上記柔軟化されたマイクロフィラメントをドラフティング及びカッティングして一定長さのスライバーを形成するスライバー形成段階と、上記スライバーを延伸及び加撚して紡績糸を形成する紡績糸形成段階と、上記紡績糸をボビンに巻取する巻取段階と、上記紡績糸を上記ボビンから解きながら電磁波遮蔽樹脂をコーティングする電磁波遮蔽樹脂コーティング段階と、上記紡績糸を乾燥する乾燥段階と、上記紡績糸を繊維糸でカバーリングする繊維糸カバーリング段階とを含む。
また、上述の目的を達成するために本発明は、上記のような方法で製造された情報通信用デジタル糸を含む。
また、上述の目的を達成するための本発明によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造装置は、第１金属部と上記第１金属部の表面を包み込む他の材質の第２金属部からなるハイブリッド金属棒を延伸して複数のマイクロフィラメントを製造するノズルと、複数のマイクロフィラメントを供給する供給ローラーと、上記マイクロフィラメントを加熱して柔軟化する加熱部と、上記柔軟化されたマイクロフィラメントをドラフティング及びカッティングして一定長さのスライバーを製作するストレッチローラーと、上記スライバーを延伸及び加撚して紡績糸を製造する精紡部と、上記紡績糸を巻取する巻取部と、上記紡績糸を巻取部から解きながら防水物質及び電磁波遮蔽材を薄膜コーティングする薄膜コーティング部と、上記薄膜コーティングされた紡績糸を乾燥させる乾燥部と、上記紡績糸を繊維糸にカバーリングするカバーリング部とを含む。
また、上述の目的を達成するための本発明によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法は、ハイブリッド金属棒を製造するハイブリッド金属棒製造段階と、上記ハイブリッド金属棒を引抜する引抜段階と、上記引抜されたハイブリッド金属棒からマイクロフィラメントを生産するマイクロフィラメント生産段階と、複数のマイクロフィラメントを供給するマイクロフィラメント供給段階と、上記マイクロフィラメントを加熱して柔軟化するマイクロフィラメント柔軟化段階と、上記柔軟化されたマイクロフィラメントを集束するマイクロフィラメント集束段階と、上記集束されたマイクロフィラメントに捻りを加えてマイクロフィラメント糸を製造するマイクロフィラメント糸製造段階と、上記マイクロフィラメント糸をボビンに巻取する巻取段階と、上記マイクロフィラメント糸をボビンから解きながら防水物質及び電磁波遮蔽材を薄膜コーティングする電磁波遮蔽樹脂コーティング段階と、上記薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を乾燥する乾燥段階と、上記薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を繊維糸にカバーリングする繊維糸カバーリング段階とを含む。
また、上述の目的を達成するために本発明は、上記のような方法で製造された情報通信用デジタル糸を含む。
また、上述の目的を達成するための本発明によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造装置は、第１金属部と上記第１金属部の表面を包み込む他の材質の第２金属部からなるハイブリッド金属棒を延伸して複数のマイクロフィラメントを製造するノズルと、複数のマイクロフィラメントを供給する供給ローラーと、上記マイクロフィラメントを加熱して柔軟化する加熱部と、上記柔軟化されたマイクロフィラメントを集める集束部と、上記集束されたマイクロフィラメントに捻りを加えてマイクロフィラメント糸になるようにする回転部と、上記マイクロフィラメント糸をボビンに巻取する巻取部と、上記マイクロフィラメント糸を巻取部から解きながら防水物質及び電磁波遮蔽材を薄膜コーティングする薄膜コーティング部と、上記薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を乾燥させる乾燥部と、上記マイクロフィラメント糸を繊維糸でカバーリングするカバーリング部とを含む。
本発明によるマイクロフィラメントを用いたデジタル糸の製造方法は、マイクロフィラメントを用いた通常の紡績糸製造過程から発生することができるフィラメントまたは紡績糸の切断現象を著しく減少させて生産性を向上させることと共に製造原価を節減することができる。
また、本発明のマイクロフィラメントを用いたデジタル糸の製造方法は、デジタル糸の製造中に添加液を供給することで、紡績糸の強伸度及び摩擦特性が改善して凝集力が向上され、断面積を最小化させる細糸の生産が可能のみならず、編成または製織のような後工程での糸切れ現象を減少させることができるデジタル糸を製造することができる。
また、本発明のマイクロフィラメントを用いたデジタル糸の製造方法は、電磁波遮蔽材及び防水物質にコーティングすることで、ウエアラブルコンピューターで身体に着する場合に電磁波から保護するのみならず、異物によって汚染された場合に洗濯が可能である。
また、本発明のマイクロフィラメントを用いたデジタル糸の製造方法によって製造されたデジタル糸は、一般繊維糸が外郭を取り囲んでいるため、編成または製織のような後工程での摩擦による糸切れ現象をなくし、カバーリング糸として染色糸を用いることで、様々な色を有するデジタル糸を生産することができる。
また、本発明のマイクロフィラメントを用いたデジタル糸の製造方法は、スライバーの製造及びスライバーの延伸と加撚という複雑な工程を省略することができることで、より簡便で経済的にデジタル糸を大量生産することが可能である。
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法が示されている。図２及び図３には、本発明によるデジタル糸の製造のためのハイブリッド金属の構造が示されている。また、図４には、本発明によるデジタル糸の製造時に利用されたノズルの構造が示されている。また、図５及び図６には、本発明の他の実施形態によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の構造が示されている。
以下、図１、図２、図３及び図４を参照してハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法を説明する。
図１に示すように、本発明によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法は、ハイブリッド金属棒製造段階Ｓ１、引抜段階Ｓ２、マイクロフィラメント生産段階Ｓ３、マイクロフィラメント供給段階Ｓ４、マイクロフィラメント柔軟化段階Ｓ５、スライバー形成段階Ｓ６、紡績糸形成段階Ｓ７、巻取段階Ｓ８、電磁波遮蔽樹脂コーティング段階Ｓ９、乾燥段階Ｓ１０、繊維糸カバーリング段階Ｓ１１とを含む。
先に、上記ハイブリッド金属棒製造段階Ｓ１では、一定長さ及び一定直径のハイブリッド金属棒を製造する。このようなハイブリッド金属棒は、金、銀、黄銅、銅、アルミニウム、柱石、ステンレス、鉄、銅合金、銀合金、金合金、ステンレス合金、柱石合金及びその等価物からなる群から一つ以上が選択されて製造することができる。
一例として、図２に示すように、ハイブリッド金属棒１００は、上述の材料のうち一つの金属材料が選択されて鋳物によって形成された、断面がほぼ円型の第１金属部１０１と、上記第１金属部１０１の表面を上述の材料のうち、第１金属部とは別の金属材料で覆って形成された、断面がほぼ円型の第２金属部１０２からなることができる。上記第１金属部１０１は、電気抵抗が小さく、繰り返して曲げる際に弾性回復力が高い銅、黄銅、銅合金及びその等価物に形成されることが好ましいが、ここでその材質が限定されるものではない。また、上記第２金属部１０２は、高速通信用として用いるために伝導性が相対的に優れた銀、銀合金及びその等価物に形成されることが好ましいが、ここでその材質が限定されるものではない。また、このような二つの材質で構成されたハイブリッド金属棒１００は、今後、容易なるマイクロフィラメントの製造のために直径がほぼ１０〜３０ｍｍであることができるが、このような直径で本発明が限定されるものではない。
また、図３に示すように、ハイブリッド金属棒１１０は、上述の材料中のうち一つの金属材料が選択されて鋳物に形成よってされた、断面がほぼ円型の第１金属部１１１と、上記第１金属部１１１の表面を上述の材料のうち、第１金属部とは別の金属材料で覆って形成された、断面がほぼ円型の第２金属部１１２と、上記第２金属部１１２の表面を上述の材料のうち更に別の金属材料で覆って形成された、断面がほぼ円型の第３金属部１１３からなることができる。ここで、上記第３金属部１１３は、高速通信用として用いるために相対的に伝導性の優れた金、金合金及びその等価物に形成されることが好ましいが、ここでその材質が限定されるものではない。
また、上記引抜段階Ｓ２では、上記ハイブリッド金属棒１００（ハイブリッド金属棒１１０も可能であるが、以下ではハイブリッド金属棒１００を基準にして説明する）の直径がさらに小さくなるようにノズル１２０を利用して上記ハイブリッド金属棒１００を引抜く。
一例として、図４に示すように、上記ノズル１２０は、入口１２１の直径と出口１２３の直径に差があるものを備える。このようなノズル１２０に上記ハイブリッド金属棒１００が強制に通過されるようにすることで、上記ハイブリッド金属棒１００の直径が上記ノズル１２０の出口１２３の直径と等しくなる。ここで、上記ノズル１２０の出口に対比して入口の割合は、ハイブリッド金属の延伸性と関係があり、延伸性が良いハイブリッド金属棒はノズルの出口に対比して入口の割合が高くても良い。上記ノズル１２０の出口に対比して入口の割合は、ほぼ１．１〜３．５倍程度であることができるが、好ましくはほぼ１．１〜１．５倍程度が良い。ノズルの出口に対比して入口の割合が１．１倍未満であれば、生産性が低下し、１．５倍を超過すると頻繁な切断現象によって生産単価が高くなる。
引き継いで、上記マイクロフィラメント生産段階Ｓ３では、直径がほぼ１０〜３０ｍｍであるハイブリッド金属棒１００を一定割合で延伸させて直径がほぼ１〜３０μｍである複数のマイクロフィラメントを生産する。すなわち、複数のマイクロフィラメントを複数の筋で縛って引抜く。このためにハイブリッド金属棒１００をノズルに通過させる前に高温の加熱管を通過させて柔軟性の向上とともに延伸抵抗性を低下させる。ここで、上記加熱管は、ほぼ３００〜１、２００℃の温度を維持するが、金属素材と延伸比によって温度の範囲を変更することができる。上記マイクロフィラメントは、直径が１，０００μｍ以下になると、延伸過程で張力を受けて易しく切れることがあり、一本ずつ延伸する場合、生産性が低下する。したがって、ほぼ３〜１０筋のマイクロフィラメントを接着剤を用いてお互いに縛って束（bundle）としてともに延伸することが良いが、好ましくはほぼ７筋のマイクロフィラメントが適当である。また、マイクロフィラメントを所望の直径に延伸するためには、加熱段階、延伸段階、束で縛る段階をほぼ３０〜２００回程度に繰り返して行うが、金属の延伸性と高速通信のために表面処理水準を高めようとする場合、５０回以上繰り返して行うこともできる。
また、上記マイクロフィラメント供給段階Ｓ４では、複数のマイクロフィラメントが切れたり、散らばらないようにしながら、一定に供給されるようにする。ここで、用いられるマイクロフィラメントの線密度及び繊度は、適切な範囲に調節することができ、好ましくは線密度０．００１〜０．２ｇ／ｍ、繊度（fineness）１〜３０μｍであるマイクロフィラメントが用いられる。
また、上記マイクロフィラメント柔軟化段階Ｓ５では、マイクロフィラメントが一般繊維と異なって強度が高いことからドラフティング及び切断が不可能であるため、後続段階でドラフティングを介するカッティングが可能な程度に金属の構造を柔軟に製造する。例えば、マイクロフィラメントをほぼ５〜１０分間にほぼ７００〜１２００℃の温度で加熱する。
引き継いで、上記スライバー形成段階Ｓ６では、上記マイクロフィラメントをひも状の連続されたスライバーに製造する。すなわち、上記柔軟化段階Ｓ５を経たマイクロフィラメントをドラフティング及びカッティングすることで、所望の長さのスライバーを製造することができる。ここで、上記スライバー形成段階Ｓ６は、ドラフティング過程中に発生する可能性があるマイクロフィラメントのスリップを防止するためにスリップ防止段階とともに行われることが好ましい。
引き継いで、上記紡績糸形成段階Ｓ７では、上記スライバーを延伸し、ここに捻りを加えることでスライバー間の圧力を高めて摩擦強度を大きくして紡績糸を製造する。
実際に上記紡績糸形成段階Ｓ７を行う前に、すなわち、上記スライバーを延伸する前に、上記スライバーの内部に添加液を浸透させた後に侵透せずに表面に残留している添加液を乾燥させる段階をさらに行うことができる。このように添加液を浸透させることで、上記スライバーの延伸前に表面摩擦係数が高い繊維の集束が最大化されるので、繊維の間の凝集力が高くなって精紡三角が減って均一なドラフティングがなされ、それで紡績糸の強伸度及び摩擦特性が改善されて編織または製織のような後工程での糸切れ現象を除去させることができるだけでなく、繊維間の凝集の極大化によって断面積が最小化された極細糸の製造も可能になる。
ここで、精紡三角とは、トラベラー／リングから発生した捻りが、フロントローラー（下記にまた説明する）まで完全に伝達されずに、フロントローラーにおける糸の形成地点までの区間に形成された捻りのない三角形の部分を意味し、上記添加液は水を含むすべての液状物質が可能であるが、繊維への浸透速度及び均一性を向上させるために少量の界面活性剤を含有させることが好ましい。
引き継いで、上記巻取段階Ｓ８では、上記紡績糸をボビンに一定量ずつ巻き取る。
引き継いで、上記電磁波遮蔽樹脂コーティング段階Ｓ９では、上記ボビンに絡められている紡績糸を一定張力に解きながら、上記紡績糸の表面に電磁波遮蔽材及び防水物質を薄膜コーティングする。ここで、上記電磁波遮蔽材及び防水物質は電磁波遮蔽機能及び防水機能を有するいずれかのものが用いられ、この段階は製造されたデジタル糸を利用して衣服を製作する場合に、人体に有害な電磁波を遮断することと共に衣服の洗濯時にも電子の移動を介する情報通信可能性を毀損させないようにすることにその特徴がある。特に、高速通信用に用いるためには、導体の表面を介して動くデータが外部に流出したり、外部のノイズが内部に流入されて撹乱を起こす現象を除去することが非常に重要である。このような用途で用いることができる絶縁樹脂としては、ＥＴＦＥ（Ethylenetetrafluoroethylene）、ＦＥＰ（Fluoriated Ethlenepropylene）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）、ＰＶＤＦ（Polyvinylidenefluoride）、ＰＦＡ（Perfluoroalkoxy）及びその等価物の中から選択されたいずれか一つが可能であるが、ここでその材質が限定されるものではない。
一例として、図５に示すように、ほぼ１〜１０筋の紡績糸２１１を中心に絶縁樹脂２１２を円型にコーティングすることで、本発明によるデジタル糸２１０を製造することができる。ここで、上記絶縁樹脂２１２は、ほぼ１０〜５００μｍの厚さにコーティングされることができる。
特に、外部電磁波ノイズを完璧に遮断する必要がある場合には、図６に示すように、絶縁樹脂２１２でコーティングした部分の外部分を完璧に紡績糸２２４で包み込んだ後に再び絶縁樹脂２２５でコーティングすることで、本発明によるデジタル糸２２０を製造することができる。
引き継いで、上記乾燥段階Ｓ１０では、上記のように紡績糸にコーティングされた電磁波遮蔽樹脂などが上記紡績糸によく付着されるように一定時間の間を乾燥させる。
引き継いで、上記繊維糸カバーリング段階Ｓ１１では、上記電磁波遮蔽樹脂の表面を一般繊維糸で包み込む。よって、本発明は、デジタル糸の外表面が一般繊維糸からなることで、製造されたデジタル糸で衣服を製作して着た場合に着用者に一般繊維で製造した衣服と同一な肌触りを与えることができ、編織または製織のような後工程での摩擦による糸切れ現象をなくすことができる。ここで、カバーリングする一般繊維糸は、染色糸を用いることができ、合成繊維または天然繊維を用いることができる。
また、本発明の紡績糸の製造方法は、好ましくは、スライバーの均一度（eveness）を向上させるために上記スライバー形成段階Ｓ６と上記紡績糸形成段階Ｓ７との間に一つの工程をさらに追加することができる。
すなわち、上記スライバー形成段階Ｓ６によって生成されたいくつかのスライバーをともに引き伸ばして一つの元の太さ程度のスライバーを製作するダブリング及びドラフティング過程を介してスライバーの均一度を向上させることができる。
図７及び図６には、本発明のハイブリッド金属を用いた高速通信用デジタル糸の製造方法に用いられる製造装置が示されている。
図７に示すように、本発明によるハイブリッド金属を用いた高速通信用デジタル糸の製造装置１１００は、ノズル１２９と、供給ローラー１３１と、加熱部１３２と、ストレッチローラー１３３と、精紡部１４０と、巻取部１５０と、薄膜コーティング部１６０と、乾燥部１７０と、カバーリング１８０とを含む。
上記ノズル１２９は、第１金属部と上記第１金属部の表面を包み込む他の材質の第２金属部からなるハイブリッド金属棒に細く延伸することで、複数のマイクロフィラメントを製造する。勿論、上記ハイブリッド金属棒は、上述の二重構造の他に三重構造も可能である。
上記供給ローラー１３１は、上記のような方法に製造された複数のマイクロフィラメントを切れたり散らばったりしないように一定に供給する。
上記加熱部１３２は、上記供給ローラー１３１から供給されたマイクロフィラメントを加熱し、ドラフティングを介するカッティングが可能な程度に金属の構造を柔軟にさせる役割を有する。
上記ストレッチローラー１３３は、二つ以上のローラーを備え、入力端より出力端の回転速度を高めることで、上記加熱部１３２から柔軟化された状態で供給されるマイクロフィラメントをローラーの速度差によってカッティングすることで、一定長さのスライバーを形成する。ここで、上記スライバーの長さは、ローラーの距離差と同一であるため、ローラーの距離を調節することからスライバーの長さを調節することができる。
上記精紡部１４０は、バックローラー１４１とフロントローラー１４２とを含むことで、スライバーを延伸し、ここに捻りを加えることからスライバーの間の圧力を高めて摩擦強度を大きくして紡績糸を製造する。このような精紡部１４０は、通常のリング精紡機とともにバックローラー１４１とフロントローラー１４２との間にミドルローラー（図示せず）をさらに備えることもできる。このとき、ローラー双の中心距離差のローラーゲージは、ほぼ８０〜２００ｍｍ程度が好ましいが、このような距離で本発明が限定されるものではない。
上記巻取部１５０は、上記紡績糸をボビンに巻取する部分として、ヤーンガイド１５１、ボビン１５２及びトラベラー／リング１５３とを含み、ヤーンガイド１５１は精紡部１４０から製作された紡績糸が巻取される際に発生することができる縺れを防止する役割を有し、ボビン１５２は完成された紡績糸が巻取される部分であり、トラベラーはリングの上で回転することでボビン１５２に紡績糸を巻取しながら紡績糸に捻り回転を発生させる役割を有する。また、加撚と巻取は、リングの上にあるトラベラーとボビンの相対運動によってなされる。
上記薄膜コーティング部１６０は、ボビンに絡められている糸を一定張力で解きながら電磁波遮蔽材及び防水物質をナノ単位で微細に薄膜でコーティングする。このためにほぼ３〜５個の噴射ノズルがリングとともに配列されてそれぞれ噴射される。
上記乾燥部１７０は、薄膜コーティングされた紡績糸が高温のヒーティングゾーンを通過するようにして上記薄膜コーティングされた部分が急速に乾燥されるようにする。
上記カバーリング部１８０は、上記紡績糸の外まわりを一般繊維糸で回して包み込む。
また、図８に示すように、本発明の他の実施形態によるハイブリッド金属を用いた高速通信用デジタル糸の製造装置１２００は、スリップ防止ローラー１３５と、練條部１９０及び添加液供給部２００がさらに含まれることができる。
上記スリップ防止ローラー１３５は、ストレッチローラー１３３がスライバーをドラフティングする過程でスライバーが伸びず、スリップ現象が起こすことを防止するために、上記ストレッチローラー１３３の両側に設けられる。
上記練條部１９０は、複数個のスライバーをともに引き伸ばして元の太さ程度のスライバーを製作するダブリング及びドラフティングなどの過程を介して金属スライバーの均一度を向上させるように、上記ストレッチローラー１３３と精紡部１４０との間に設けられる。
上記添加液供給部２００は、精紡部１４０のバックローラー１４１の上端に結合されて添加液をスライバー内部に浸透させた後、マイクロウエーブなどを利用して表面に残留している添加液を乾燥させる。
図９には、本発明の他の実施形態によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法が示されている。
図９に示すように、本発明の他の実施形態による高速情報通信用デジタル糸の製造方法は、ハイブリッド金属棒を製造するハイブリッド金属棒製造段階Ｓ２１と、上記ハイブリッド金属棒を引抜する引抜段階Ｓ２２と、上記引抜されたハイブリッド金属棒からマイクロフィラメントを生産するマイクロフィラメント生産段階Ｓ２３と、複数のマイクロフィラメントを供給するマイクロフィラメント供給段階Ｓ２４と、上記マイクロフィラメントを加熱して柔軟化するマイクロフィラメント柔軟化段階Ｓ２５と、上記柔軟化されたマイクロフィラメントを集束するマイクロフィラメント集束段階Ｓ２６と、上記集束されたマイクロフィラメントに捻りを加えてマイクロフィラメント糸を製造するマイクロフィラメント糸製造段階Ｓ２７と、上記マイクロフィラメント糸をボビンに巻取する巻取段階Ｓ２８と、上記マイクロフィラメント糸をボビンから解きながら防水物質及び電磁波遮蔽材を薄膜コーティングする電磁波遮蔽樹脂コーティング段階Ｓ２９と、上記薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を乾燥する乾燥段階Ｓ３０と、上記薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を繊維糸でカバーリングする繊維糸カバーリング段階Ｓ３１とを含む。
このように本発明の他の実施形態によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法は、マイクロフィラメントを延伸及び切断してスライバーを形成し、これを延伸及び加撚して紡績糸を形成する段階（即ち、上述したＳ６段階とＳ７段階）を通さず、代わりにマイクロフィラメントを単純に集束し、集束されたフィラメントにすぐに捻りを加えることでマイクロフィラメント糸を製造する段階（即ち、上記Ｓ２６段階とＳ２７段階）にあって差があり、その他の段階は同一である。
したがって、上記本発明の他の実施形態によるデジタル糸を製造する方法は、実際の糸の製造過程のうち、複雑で時間と費用の消耗が多いスライバーの製造と製造されたスライバーの延伸及び加撚工程を省略することで、より簡便に目的するデジタル糸を大量生産することができる。
図１０には、本発明の他の実施形態によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造装置が示されている。
図示されたように、本発明の他の実施形態によるハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造装置１３００は、第１金属部と上記第１金属部の表面を包み込む他の材質の第２金属部からなるハイブリッド金属棒を延伸して複数のマイクロフィラメントを製造するノズル１２９と、複数の筋のマイクロフィラメントを供給する供給ローラー１３１と、マイクロフィラメントを加熱して柔軟化する加熱部１３２と、柔軟化されたマイクロフィラメントを集める集束部１３４と、集束されたマイクロフィラメントに捻りを加えてマイクロフィラメント糸を製作する回転部１３６と、上記マイクロフィラメント糸をボビンに巻取する巻取部１５０と、上記マイクロフィラメント糸をボビンから解きながら防水物質及び電磁波遮蔽材を薄膜コーティングする薄膜コーティング部１６０と、上記薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を乾燥させる乾燥部１７０と、上記マイクロフィラメント糸を一般繊維糸にカバーリングするカバーリング部１８０とを含む。
このように本発明の他の実施形態に他の製造装置は、前述した製造装置と類似であり、但し、ストレッチローラー１３３及び精紡部１４０の代わりに集束部１３４と回転部１３６とを備えるということが相異なっている。上記集束部１３４は、複数の筋のマイクロフィラメントを１ヶ所に集める役割を有する。また、上記回転部１３６は、マイクロフィラメントが進行方向とほぼ１０〜６０゜の角度で上下ローラーが噛合ってマイクロフィラメントが進行されながらよるようにする役割を有する。
以上、本発明は、上述した特定の好適な実施例に限定されるものではなく、特許請求範囲から請求する本発明の基本概念に基づき、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、様々な実施変形が可能であり、そのような変形は本発明の特許請求範囲に属するものである。
１００、１１０…ハイブリッド金属棒
１０１、１１１…第１金属部
１０２、１１２…第２金属部
１１３…第３金属部
１２０…ノズル
１２１…ノズル入口
１２３…ノズル出口
２１０、２２０…デジタル糸
２１２、２２２、２２４…紡績糸
２１１、２２３、２２５…絶縁樹脂
１１００、１２００、１３００…本発明による高速情報通信用デジタル糸の製造装置
１３１…供給ローラー
１３２…加熱部
１３３…ストレッチローラー
１３４…集束部
１３５…スリップ防止ローラー
１３６…回転部
１４０…精紡部
１４１…バックローラー
１４２…フロントローラー
１５０…巻取部
１５１…ヤーンガイド
１５２…ボビン
１５３…トラベラー／リング
１６０…薄膜コーティング部
１７０…乾燥部
１８０…カバーリング部
１９０…練條部
２００…添加液供給部
１０１、１１１…第１金属部
１０２、１１２…第２金属部
１１３…第３金属部
１２０…ノズル
１２１…ノズル入口
１２３…ノズル出口
２１０、２２０…デジタル糸
２１２、２２２、２２４…紡績糸
２１１、２２３、２２５…絶縁樹脂
１１００、１２００、１３００…本発明による高速情報通信用デジタル糸の製造装置
１３１…供給ローラー
１３２…加熱部
１３３…ストレッチローラー
１３４…集束部
１３５…スリップ防止ローラー
１３６…回転部
１４０…精紡部
１４１…バックローラー
１４２…フロントローラー
１５０…巻取部
１５１…ヤーンガイド
１５２…ボビン
１５３…トラベラー／リング
１６０…薄膜コーティング部
１７０…乾燥部
１８０…カバーリング部
１９０…練條部
２００…添加液供給部
Claims (26)
- ハイブリッド金属棒を製造するハイブリッド金属棒製造段階と、
前記ハイブリッド金属棒を引抜する引抜段階と、
前記引抜されたハイブリッド金属棒からマイクロフィラメントを生産するマイクロフィラメント生産段階と、
複数の前記マイクロフィラメントを供給するマイクロフィラメント供給段階と、
前記マイクロフィラメントを加熱して柔軟化するマイクロフィラメント柔軟化段階と、
前記柔軟化されたマイクロフィラメントをドラフティング及びカッティングして一定長さのスライバーを形成するスライバー形成段階と、
前記スライバーを延伸及び加撚して紡績糸を形成する紡績糸形成段階と、
前記紡績糸をボビンに巻取する巻取段階と、
前記紡績糸を前記ボビンから解きながら、電磁波遮蔽樹脂をコーティングする電磁波遮蔽樹脂コーティング段階と、
前記紡績糸を乾燥する乾燥段階と、
前記紡績糸を繊維糸でカバーリングする繊維糸カバーリング段階とを含んでなることを特徴とするハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。 - 前記ハイブリッド金属棒製造段階の前記ハイブリッド金属棒は、金、銀、黄銅、銅、アルミニウム、柱石、ステンレス、鉄、銅合金、銀合金、金合金、ステンレス合金及び柱石合金の群から一つ以上を選択して製造されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記ハイブリッド金属棒製造段階は、一つの金属材料が選択された鋳物で第１金属部が形成され、引き続き前記第１金属部の表面が他の金属材料で覆われて第２金属部が形成されてハイブリッド金属棒に製造されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記ハイブリッド金属棒は、直径が１０〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記ハイブリッド金属棒は、第１金属部が銅、黄銅または銅合金からなり、第２金属部が銀または銀合金からなることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記引抜段階は、入口の直径に比べて出口の直径が相対的に小さなノズルが備えられ、前記ハイブリッド金属棒が前記ノズルを通過してなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記ノズルの出口直径に対比して入口直径は、１．１〜３．５倍であることを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記マイクロフィラメント生産段階は、直径が１０〜３０ｍｍであるハイブリッド金属棒を加熱して柔軟性を向上させ、延伸抵抗を低減させる段階、及び前記ハイブリッド金属棒がノズルを通過しながら、延伸されるようにして直径が１〜３０μｍのマイクロフィラメントを作る段階からなり、
前記マイクロフィラメント供給段階は、前記マイクロフィラメントを３〜１０本の束で供給してなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。 - 前記スライバー形成段階と前記紡績糸形成段階との間には、前記スライバー形成段階によって生成された複数のスライバーを共にダブリング及びドラフティングすることで、前記スライバーの均一度を向上させる均一度向上段階がさらに含まれることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記スライバー形成段階は、ドラフティング過程中に発生できるマイクロフィラメントのスリップを防止するためのスリップ防止段階がさらに含まれることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記紡績糸形成段階は、前記スライバーを延伸する前に、前記スライバー内部に添加液を浸透させた後に表面に残留している添加液を乾燥させる段階がさらに含まれることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記添加液は、界面活性剤を含んでなることを特徴とする請求項１１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記電磁波遮蔽樹脂コーティング段階は、１〜１０本の紡績糸に１０〜５０μｍの厚さの絶縁樹脂をコーティングしてなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記電磁波遮蔽樹脂の表面を再び紡績糸ですきまなく包み込んだ後、絶縁樹脂を再びコーティングする段階がさらに含まれることを特徴とする請求項１または請求項１３に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記繊維糸カバーリング段階は、前記電磁波遮蔽樹脂の表面を染められた糸で包み込んでなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記繊維糸カバーリング段階は、前記電磁波遮蔽樹脂の表面を天然纎維または合成纎維で包み込んでなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 請求項１から請求項１６のいずれかに記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法によって製造された情報通信用デジタル糸。
- 第１金属部と前記第１金属部の表面を包み込む他の材質の第２金属部からなるハイブリッド金属棒を延伸して複数のマイクロフィラメントを製造するノズルと、
複数のマイクロフィラメントを供給する供給ローラーと、
前記マイクロフィラメントを加熱して柔軟化する加熱部と、
前記柔軟化されたマイクロフィラメントをドラフティング及びカッティングして一定長さのスライバーを作るストレッチローラーと、
前記スライバーを延伸及び加撚して紡績糸を製造する精紡部と、
前記紡績糸を巻取する巻取部と、
前記紡績糸を巻取部から解きながら、防水物質及び電磁波遮蔽材を薄膜コーティングする薄膜コーティング部と、
前記薄膜コーティングされた紡績糸を乾燥させる乾燥部及び、
前記紡績糸を繊維糸でカバーリングするカバーリング部とを含んでなることを特徴とするハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造装置。 - 前記ストレッチローラーと前記精紡部との間に、ダブリング及びドラフティングを介して前記スライバーの均一度を高めるための練條部がさらに設けられることを特徴とする請求項１８に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造装置。
- 前記ストレッチローラーの両側には、前記マイクロフィラメントのドラフティング過程中から発生できるマイクロフィラメントのスリップを防止するためのスリップ防止ローラーがさらに設けられることを特徴とする請求項１８に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造装置。
- 前記精紡部の上端には、添加液を前記スライバーに浸透させた後に表面に残留している添加液が乾燥されるようにする添加液供給部がさらに設けられることを特徴とする請求項１８に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造装置。
- ハイブリッド金属棒を製造するハイブリッド金属棒製造段階と、
前記ハイブリッド金属棒を引抜する引抜段階と、
前記引抜されたハイブリッド金属棒からマイクロフィラメントを生産するマイクロフィラメント生産段階と、
複数のマイクロフィラメントを供給するマイクロフィラメント供給段階と、
前記マイクロフィラメントを加熱して柔軟化するマイクロフィラメント柔軟化段階と、
前記柔軟化されたマイクロフィラメントを集束するマイクロフィラメント集束段階と、
前記集束されたマイクロフィラメントに捻りを加えてマイクロフィラメント糸を製造するマイクロフィラメント糸製造段階と、
前記マイクロフィラメント糸をボビンに巻取する巻取段階と、
前記マイクロフィラメント糸をボビンから解きながら、防水物質及び電磁波遮蔽材を薄膜コーティングする電磁波遮蔽樹脂コーティング段階と、
前記薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を乾燥する乾燥段階及び、
前記薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を繊維糸でカバーリングする繊維糸カバーリング段階とを含んでなることを特徴とするハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。 - 前記繊維糸カバーリング段階は、薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を染められた糸でカバーリングしてなることを特徴とする請求項２２に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 前記繊維糸カバーリング段階は、薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を天然纎維または合成纎維でカバーリングしてなることを特徴とする請求項２２に記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法。
- 請求項２２から請求項２４のいずれかに記載のハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造方法に製造された情報通信用デジタル糸。
- 第１金属部と前記第１金属部との表面を包み込む他の材質の第２金属部からなるハイブリッド金属棒を延伸して複数のマイクロフィラメントを製造するノズルと、
複数のマイクロフィラメントを供給する供給ローラーと、
前記マイクロフィラメントを加熱して柔軟化する加熱部と、
前記柔軟化されたマイクロフィラメントを集める集束部と、
前記集束されたマイクロフィラメントに捻りを加えてマイクロフィラメント糸になるようにする回転部と、
前記マイクロフィラメント糸をボビンに巻取する巻取部と、
前記マイクロフィラメント糸を巻取部から解きながら、防水物質及び電磁波遮蔽材を薄膜コーティングする薄膜コーティング部と、
前記薄膜コーティングされたマイクロフィラメント糸を乾燥させる乾燥部及び、
前記マイクロフィラメント糸を繊維糸でカバーリングするカバーリング部とを含んでなることを特徴とするハイブリッド金属を用いた高速情報通信用デジタル糸の製造装置。
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