KR100205558B1 - 연속가공 및 염색방식에 의한 폴리에스테르 선염사의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 섬유 제조공정에서 주행상태에 있는 사 나 권취상태에 있는 사를 연속적으로 감량가공한 다음 염색할 수 있도록 고안된 선염사의 제조 방법에 관한 것으로 종래의 일반 폴리에스테르 사 염색장치와 대비할 때 염색단계 이전에 수산화칼륨 또는 수산화나트륨 및 감량촉진제에 의한 감량가공을 함으로써 염료의 고착을 균일하게 하며 부드러운 촉감과 심미성을 갖는 선염사를 얻을수 있도록 하는 염색사의 제조방법에 관한 것이다.

그 주된 구성은 주행중인 사가 제1롤러(A)를 거쳐 알카리용액 침지조(B)에서 감량가공이 이루어지는 공정과, 상기 공정을 완료한 사가 가열장치(D), 수세조(E) 및 가열장치(F)에서 건조되어 감량가공이 완료되는 공정과, 연속하여 분산염료의 염액처리부(1)에서 침지, 스퀴징 되는 공정과, 상기 공정을 완료한 염착사가 가열장치(K),와 접촉식 가열장치(L)를 거치는 동안 염료가 고착되고 계속하여 세정부(M), 수세부(N), 가열장치(O)를 거치는 동안 수세, 건조되어서 폴리에스테르 선염사의 제조가 완료되는 공정으로 이루어진다.

Description

연속가공 및 염색방식에 의한 폴리에스테르 선염사의 제조방법 및 제조장치

본 발명은 폴리에스테르 섬유의 감량가공과 염색가공이 함께 연속적으로 수행되어지는 폴리에스테르 선염사의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 권취된 사 또는 제조공정중 주행중인 사를 먼저 수산화칼슘 등의 감량촉진제에 의하여 감량 가공한 다음 연속적으로 염색가공함에 의해 양호한 해사작업성이 얻어지게 되는 폴리에스테르 선염사의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다. 일반적으로 폴리에스테르 사 염색가공은 섬유자체가 가지고 있는 열에 대한 수축특성 때문에 염색공정에 앞서 맣은 준비공정을 거치게 된다. 보통 폴리에스테르섬유는 100℃의 물에서 7∼8%의 수축율을 가지며, 염색공정에 이르는 130℃의 습열에서는 12∼14%의 수축율을 가지게 되는데, 이러한 수축율을 그대로 유지하고 있는 사를 치즈, 행크 등의 상태로 염색을 하게되면 염색이 진행되는 동안에 사의 수축이 발생되므로 염액이 균일하게 침투하지 못하여 불균염을 일으키거나, 사의 뒤엉킴이 발생하여 해사작업성이 불량하게 되는 폐단이 발생된다.

이와 같은 폐단을 방지하기 위해 종래의 치즈염색공정에서는 염색공정에 앞서 사의 수축율을 낮추기 위하여 연산후에 120℃이상의 스팀으로 열고정을 하거나, 130℃정도의 습열처리를 하여 열수축율이 충분히 낮아지도록 하고 있다. 그러나 이러한 종래의 치즈염색방법을 염색에서 염액이 균일하게 공급되도록 하기 위해 장력을 낮추어 권취하는 이른바, 연권의 공정이 필수적으로 요구되며, 염색공정에서도 포염이나 행크상태의 염색에 비해 권취된 사 밀도가 높기 때문에 포염이나 행크상태의 염색시의 경우에 비해 2배이상 걸리게 되는 폐단이 있었다.

즉, 종래의 치즈염색 공정에서는 투입부터 염색, 환원세정, 수세, 건조 및 재권취까지 6∼7시간이 소요되고, 또한 에너지가 필요하게 된다. 한편, 폴리에스테르 섬유를 제조할 때 방사 또는 연신과정에서 고온의 열처리를 통하여 열수축율을 저하시킴으로써 염색준비공정인 열고정 공정을 생략할 수도 있겠으나 이와 같이 과도한 열에너지를 받고 제사된 사의 경우 내부의 올리고머가 사 단명상의 외층으로 위치하게 되고 염색가공공정중 열을 받게되면 염색상태가 불량하여지고 인접한 사와 접착되기 쉬워지므로 해사성이 불량하게 된다.

특히, 공지된 사 염색기술이 해결하지 못한 문제점은 폴리에스테르 섬유는 용융방사를 통하여 제조되므로 사 표면이 평활하고 금속광택을 나타내며, 이에따라 심미성이 저하되고 다소 거친촉감을 가지게 되며 처짐성도 불량하여지는 폐단이 발생된다

이러한 점을 개선하기 위하여 포염과 같은 후염방식에서는 알칼리에 의한 표면감량 가공처리를 하는 것이 일반적이지만, 사 염색에서는 이러한 알칼리 감량 가공공정을 적절한 시점에서 용이하게 처리할수 없기 때문에 하지 않는 것이 일반적이었다.

따라서, 폴리에스테르 선염사의 경우 용도 또한 자수사 등으로 한정되어지며, 의류용으로 사용하기에는 부적합하다.

본 발명자들은 이러한 점들을 고려하여 소요시간 및 에너지 소모측면에서 유리하고, 사의 주행상태에서 감량가공을 한 다음 염색공정을 연속적으로 처리할 수 있는 방법 및 장치를 발명하게 되는데, 본원 발명의 주된 목적은 주행상태의 사를 연속적으로 감량하고 염색하는 장치를 제시하는데 있으며, 또다른 목적은 감량된 염색사로 의류 및 다양한 용도에 사용할 수 있는 사를 제조할 수 있도록 함과, 연속적인 가공공정을 통하여 생산성을 향상시키고 에너지 사용량을 감소시킴과 동시에 환경폐수를 감소시킬 수 있도록 함에 있는 것이다.

제1도는 본 발명방법에 의한 감량가공 및 염색공정의 개략도이다

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 제1롤러 B : 알칼리용액 침지조

C : 알칼리용액 보충탱크 D : 가열장치

E : 수세조 F : 가열장치

G : 사 가이드 H : 제2롤러

I : 염액처리부 J : 염액 보충탱크

K : 가열장치 L : 접촉식 가열장치

M : 세정조 N : 수세조

O : 가열장치 P : 제3롤러

Q : 오일링장치 R : 권취장치

본 발명은 주행중에 있는 사를 연속적으로 감량가공 한 다음 염색가공하는 폴리 에스테르 선염사의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 선염사의 제조방법은 분리된 공정으로서 일단 보빈이나 치즈, 실린더상으로 권취된 사를 해사하면서 연속적으로 처리할 수도 있고, 방사되어 주행중인 사나 연사, 가연, 공기교락가공, 방적 등의 공정에서 권취하지 않고 바로 본 발명에 따른 제조장치에 연결하여 연속적으로 처리할 수도 있다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 선염사의 제조방법에 의하여 염가공되어질 수 있는 폴리에스테르 섬유로서는 방사속도에 따랄서 반연신사, 연신사, 고속방사에 의한 고배향사 등이 았고, 사의 형태에 따라 방적사, 필라멘트사, 가연사, 꼬임을 준 사, 공기교락 처리에 의해 상호 복합가공된 사, 스판덱스 등 탄성사와 커버링, 합연으로 복합가공된 사 등이 있다.

이하 본 발명의 실시예를 도면 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 보면 본 발명장치는 상부에 위치한 알카리 용액 보충탱크(C)로부터 알칼리 용액이 내부에 보충될 수 있도록 구성된 침지조(B) 내부로 공급하기 위해 침지조(B) 전방에 배설되는 제1롤러(A)로 구성되는 폴리에스테르 사의 감량가공수단과; 상기 침지조(B)를 통과한 사를 가열하고 수세하기 위하여 상기 침지조(B)후방에 순서대로 배설된 가열장치(D)와 수세조(E)와 가열장치(F)로 구성되는 폴리에스테르 사의 감량 안정화 수단과; 상부에 위치한 염액보충탱크(J)로부터 염액이 내부에 보충될 수 있도록 구성된 염액처리부(I)와, 상기 가열장치(F)를 통과한 사를 상기 염액처리부(I) 내부로 공급하기 위해 상기 염액처리부(I) 전방에 배설되는 사 가이드(G) 및 제2롤러(H)로 구성되는 침지, 스퀴징 수단과; 상기 염액처리부(I)를 통과한 선염사를 가열하고 수세하기 위하여 상기 염액처리부(I) 후방에 순서대로 배설된 가열장치(K), 접속식 가열장치(L), 세정조(M), 수세조(N), 가열장치(O)와 오일링장치(Q) 및 권취장치(R)로 구성하는 침지, 스퀴징 안정화 수단으로 구성된다.

이상과 같이 구성되는 폴리에스테르 선염사의 제조장치를 사용하여 선염사를 제조하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 방사공정 또는 연사, 가연 및 공기교락가공 중의 사나 이미 제사 및 사가공이 완료되어 보빈에 권취되어 있는 사를 해사하여 제1롤러 (A)를 거쳐 알칼리용액 침지조(B)에 들어간다. 알칼리용액은 통상 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 사용하며 처리시간을 단축하기 위하여 4급 암모늄염과 같은 감량촉진제를 사용한다. 소비되는 알칼리용액은 알칼리용액 보충탱크(C)를 통해 일정하게 공급되어 항상 일정한 액량을 유지시키며, 일정한 압력으로 압착된 사는 가열장치(D)에서 100℃∼240℃로 건열처리되며, 30% 이하로 감량된다.

만일, 30%를 초과하여 감량할 경우 과다한 알칼리를 사용하여 불균일한 감량처리가 되며, 저농도 알칼리 용액처리의 경우에는 처리시간이 길어지므로 공정상 문제가 있다. 알칼리감량처리를 거친 사는 수세부(E)로 공급되며, 수세가 완료된 사는 가열장치(F)를 통해 100℃∼120℃의 온도에서 건조된다. 건조가 완료된 사는 사 가이드(G)와 제2롤러(H)를 거쳐 분산염료의 염액처리부(I)에서 염액에 침지, 스퀴징되며 염액은 염액보충탱크(J)를 통해 항상 일정한 양으로 공급된다.

이렇게 염액이 부착된 사는 가열장치(K)에서 100℃∼120℃의 온도로 건조된 후 사에 부착된 염료를 고착시키기 위하여 150℃∼240℃의 접촉식 가열장치(L)에 의해 고착처리된다.

고착처리가 완료된 사는 세정부(M)로 공급되며, 사 처리관 내부에 채워진 세정액은 주위를 채우고 있는 물, 증기, 오일, 전기 등의 열매체로 가열되어 70℃∼90℃로 유지되어 처리된다.

세정이 완료된 사는 수세부(N)에 공급된다. 수세가 완료된 사는 가열장치(O)에서 100℃∼120℃의 온도로 건조된다. 건조후 제3롤러(P)를 거친 사는 오일링장치(Q)에서 오일링된다. 오일링된 사는 권취장치(R)에 권취된다.

전체의 공정에서 구동되는 롤러는 제1롤러(A), 제2롤러(E), 제3롤러(K)이며, 세 개의 롤러간의 속도는 다음과 같은 관계를 가진다.

V2 = V1×(1-W1 / 100) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (1)

V3 = V2×(1-W2 / 100) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (2)

여기서, V1 : 제1롤러의 속도

V2 : 제2롤러의 속도

V3 : 제3롤러의 속도

W1 : A∼H 사이에서의 사이 수축율

W3 : H∼P 사이에서의 사이 수축율

상기된 일련의 공정을 거친 사는 30% 이하의 감량율을 가지며, 사 표면 요철부에 분산염료가 균일하게 고착되어 후공정의 직물상에서 양호한 견뢰도를 가지며, 2% 이하의 열수수축율을 갖는 원사를 수득하게 됨으로서 제직시 기존의 방법처럼 원사의 수축율을 고려하여 밀도를 설계하는 등의 작업이 필요없고, 부드러운 촉감과 심미성을 갖는 선염사를 얻을수 있는 유용한 발명이다.

Claims (5)

1. 상부에 위치한 알칼리 용액 보충탱크(C)로부터 알칼리 용액이 내부에 보충될 수 있도록 구성된 침지조(B)와 주행중인 사를 상기 침지조(B) 내부로 공급하기 위해 침지조(B) 전방에 배설되는 제1롤러(A)로 구성되는 폴리에스테르 사의 감량가공 수단과; 상기 침지조(B)를 통과한 사를 가열하고 수세하기 위하여 상기 침지조(B) 후방에 순서대로 배설된 가열장치(D)와 수세조(E)와 가열장치(F)로 구성되는 폴리에스테르 사의 감량 안정화 수단과; 상부에 위치한 염액보충탱크(J)로부터 염액이 내부에 보충될 수 있도록 구성된 염액처리부(I)와, 상기 가열장치(F)를 통과한 사를 상기 염액처리부(I) 내부로 공급하기 위해 상기 염액처리부(I) 전방에 배설되는 사 가이드(G) 및 제2롤러(H)로 구성되는 침지, 스퀴징 수단과; 상기 염액처리부(I)를 통과한 선염사를 가열하고 수세하기 위하여 상기 염액처리부(I) 후방에 순서대로 배설된 가열장치(K), 접촉식 가열장치(L), 세정조(M), 수세조(N), 가열장치(O)와 오일링장치(Q) 및 구취장치(R)로 구성하는 침지, 스퀴징 안정화 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 연속가공 및 염색방식에 의한 폴리에스테르 선염사의 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서, 구동롤러인 제1롤러(A), 제2롤러(H) 및 제3롤러(P)의 속도가 다음의 관계식과 같은 속도로 별도 구동되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 선염사의 제조장치.

   V2 = V1×(1-W1 / 100) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (1)

   V3 = V2×(1-W2 / 100) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (2)

   여기서, V1 : 제1롤러의 속도

   V2 : 제2롤러의 속도

   V3 : 제3롤러의 속도

   W1 : A∼H 사이에서의 사이 수축율

   W3 : H∼P 사이에서의 사이 수축율
3. 주행중인 사가 제1롤러(A)를 거쳐 알칼리용액 침지조(B)에서 감량가공이 이루어지고, 가열장치(D),수세조(E) 및 가열장치(F)에서 건조되어 감량가공이 완료되고, 연속하여 분산염료의 염액처리부(I)에서 침지, 스퀴징된 염착사는 가열장치(K)와 접속식 가열장치(L)에서 건조후 염료를 고착 처리한 다음 세정부(M), 수세부(N), 가열장치(O)를 거쳐 수세, 건조시킴을 특징으로 하는 폴리에스테르 선염사의 제조방법.
4. 청구항 3항에 있어서, 알칼리 용액침지조(B)는 알칼리 용액 보충탱크(C)로부터 항상 일정량의 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 및 4급 암모늄염과 같은 감량촉진제를 공급받도록 된 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 선염사의 제조방법.
5. 청구항 3에 있어서, 감량가공에 위한 감량율이 30% 이하임을 특징으로 하는 폴리에스테르 선염사의 제조방법.

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