○ Sound proof 소재 : Hohenstein
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독일의 Hohenstein 섬유연구소에서는 간단한 membrane 코팅만으로 20~30% 정도의 차음성을 실현한 사례를 소개하여 눈길을 끌었다.
업체 관계자는 여기에 사용한 membrane은 일반적으로 아웃도어용으로 사용하고 있는 시중의 것을 그대로 사용했는데도 이 같은 차음성을 발휘하는 것으로 설명하였는데, 이번 전시회에서는 10×10cm 크기의 시료를 부착한 간단한 실험설비(사진)를 이용해 해당 소재에 대한 차음성을 쉽게 확인할 수 있도록 하였다. 차음영역은 200~10,000Hz로 거의 전체의 음역을 커버한다.
연구소 관계자는, 소음은 우리 주변에 널리 퍼져 있어서 생활 중 우리 신경을 자극해 적지 않은 스트레스를 주고 있고, 음악조차도 40데시벨을 넘으면 소음으로 들릴 수 있는데, 이 소음을 20~30%만 줄일 수 있어도 우리는 쾌적감을 느낄 수 있다며 개발 경위와 간단한 차음성 실험 장치에 대한 원리를 설명하였다.
Membrane coating한 소재와 그렇지 않은 소재 시편을 스피커와 마이크로폰 사이의 샘플 홀더에 걸고 스피커를 통해 200~10,000Hz의 소리를 보내면, 소리는 공기의 흐름 안에서 섬유를 통해 마이크로 전달되며, 이 때 수신된 소리의 강도를 컴퓨터 프로그램을 통해 주파수별로 데시벨로 환산해 차음성을 분석한다. 현재 실험실에는 풍속 140km/h를 가상한 실험 장치를 제작해 연구를 계속하고 있다.
○ ISOTEX-Hight precision coater : Santex group
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Santex group은 이탈리아 ISOTEX engineering SRL에서 개발한 고 정밀 coater인 “HPC hight precision coater"를 새로 선보였다.
Backup roll's blade 방식으로 두 중심축이 되는 양 column 사이의 frame 내에 장착되어 brushless motor로 조정되는 electro pusher가 설치되어 있어서 encoder와 position meter의 위치가 micrometrics regulator에 의해 정확히 조정된다.
Micrometrics는 liner transducer에 의해 디지털로 전환되어 표기되며, column의 수평이동은 수동으로 조정할 수 있으나, driven unit에 의해 전자적으로 위치제어가 가능한 장치를 옵션으로 제공하고 있다. 또 brushless에 의한 double feedback은 일반적으로 사용하는 pneumatic column 방식에 비해 매우 실용적이다. 이것은 on the roll과 on the air 방식에서 blade의 위치제어와 상하 조정속도를 더욱 향상시켜 준다. 한편 column은 소프트웨어에 의해 전자적으로 조정된다.
○ Pilot scale thermofix double-belt press : TTC(독일)
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독일 TPS group의 Thermofix technology center는 다양한 크기의 scattering 및 unwinding 장치와 double-belt press를 새로 선보였다.
IR 영역에 의한 가열영역 외에 double belt press의 경우 heating zone에서 thermal oil을 이용하기 때문에 최대 270℃까지 가열이 가능하다. 또 water에 의한 annealing 공정의 경우 14~180℃ 범위에서 조정이 이루어진다.
○ Hot melt coating & laminating system : DOTCOAT(독일)
독일의 DOTCOAT 사에서는 gravure를 이용한 dot coating이나 slot die 또는 spray system 등 다양한 coating 방식을 적용할 수 있는 새로운 modular system을 소개하였다. 그 내용은 다음과 같다.
Dot-coat gravure roller : Heated gravure roll이 열을 전달하고 이 열로 인해 액화된 접착제는 원하는 형태로 기재 내로 침투해 들어간다. 이 때 접착제는 dot나 net 또는 line 형태로 부여된다.
Dotcoat-VarioRoll : Heating roll이 hotmelt를 녹여 application roller에 넘겨주면 이 roller가 hotmelt를 기재로 넘겨주어 코팅하게 된다. 이 방법의 경우 부여량의 미세조정이 가능하다는 장점이 있다. 패턴에 따라 4g/㎡, 13g/㎡, 65g/㎡로 조정할 수 있다. 이 때 부여량 4g/㎡의 경우 gravure roller speed를 피가공물 속도보다 낮게 조정하고, 65g/㎡의 경우에는 빠르게 조정하는 것이 키포인트이다.
Dotcoat-Slot Die : Melted adhesive를 pump에 의해 heated slot을 통해 내보내 기재표면에 코팅하는 방식을 이용하고 있다. 이 때 접착제의 공급 속도에 따라 open 또는 closed 형태의 film을 얻을 수 있다.
Dotcoat-Spray Bar : Heated spray bar로부터 gear-pump에 의해 용해된 접착제가 air에 의해 공급되어 노즐을 통해 분사되어 비 접촉방식으로 기재 표면에 코팅된다. 기재 속도와 접착제 공급량에 따라 open 또는 closed 형태의 film 층을 형성할 수 있다.
Dotcoat-Scatter Unit : 회전하는 roller를 통해 thermoplastic powder가 공급되는 것으로, 코팅 중량에 따라 roller 회전수의 조정이 가능하다. 이 때 roller를 치우고 여기에 진동 brush를 장착하면 보다 많은 량의 powder를 부여할 수 있다.
Dotcoat-Flat Bed Press : Heating zone인 두 개의 belt 사이를 통과시켜서 다양한 물질을 coat 또는 laminate 하기 위한 장치이다. Thermoplastic 접착제는 powder나 web 또는 film 형태로 기계 전면에서 공급되어 heating 영역인 calandering unit과 cooling section을 통과하게 된다. 이 때 용융된 접착제는 표면에서 squeezing 현상이 일어나 기재 표면으로 침투하게 되고 cooling section에서 경화되면서 기재와 한 몸이 된다.
Dotcoat-Melting and Metering System : 접착제 melting & 정량공급 장치로 다양한 형태의 접착제(drum, block, pillow, granule, bag 등)에 적합하다.
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○ Single side Scatter unit : ZAP(독일)
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섬유 기재에 직접 powder나 granule 또는 fiber 상의 접착제를 scattering 해 주는 장치로, 부여 량과 접착제의 균제도를 실시간으로 측정해 monitoring 해 2D plot으로 모니터 상으로 표시해 주는 장치를 옵션으로 제공되어 있다.
이 측정 장치는 scattering unit 바로 뒤에 장착하며, 이 센서는 guiding belt의 전 폭을 주행하면서 기재 위의 접착제의 균제도를 측정하고, 그 데이터는 곧바로 중량 데이터로 변환되어 scattering process로 feed back 되며, 이를 바탕으로 belt 내 접착제의 공급량을 조정하게 된다.
○ Combined floating knife/Cylinder coating head : Krogel(독일)
이 장치는 paste나 foam coating이 가능한 coater로, roller knife나 floating knife coating이 가능하며, dip cylinder를 사용할 경우 double side coating도 가능하다.
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○ Carbon process : topocrom(스위스)
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Carbon process는 carbon fiber 제조 공정 중 guiding 장치 상에서의 carbon fiber의 마모도를 최소화시키기 위해 개발한 신규 도금공법이다.
일반적인 제조 공정의 경우 spinning된 fiber가 guide roller 를 타고 갈 때 주행 중 roller 상에서의 마찰에 의해 fiber 표면에서 splicing현상이나 cutting 또는 마도 등의 현상이 발생할 수 있기 때문에 guide roller의 표면에서의 마찰을 최소화하기 위해 특수처리를 해 주어야 한다. 그러나 기존 장치의 경우 대부분 이에 대한 대응이 없어, 특히 carbon fiber 제조공정의 경우 이런 현상은 빈번히 발생하고 있다.
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TOPOCROMⓇ Carbon process는 이러한 문제점을 개선하기 위해 개발된 새로운 공법으로, roller 등의 부품 표면에 별도의 연마공정 없이 자체 개발(patent)한 특수 도금공법에 의해 미세한 요철을 형성시킴으로써 표면의 거칠기를 제거함은 물론 요철 사이의 air cushion에 의해 carbon fiber 등 각종 고강성 섬유의 주행성을 부드럽게 한다.
TOPOCROMⓇ Carbon process는 표면에 반구 상 요철 chromium 도금 층을 형성시키는 공법으로, 고객의 요구에 따라 요철 크기를 0.6~4㎛로 조정할 수 있다. 이 도금 층은 top layer 위에 structured layer와 base layer 및 base material 의 multi-layer system 형태를 하고 있다.
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이 공정은 closed reactor 내에서 이루어지며, 고객의 요구 품질과 실용적 경험 등을 반영해 도금시간과 galvanic process 및 준비와 후속공정 등을 정하게 되며, 이에 대한 모든 데이터는 저장되어 재활용된다.
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출처: 『2013 Techtextil 참관기』, 손성군/한국섬유소재 연구소 전문위원
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