KR100279282B1 - 마이크로파를 이용한 저온, 저욕비 무장력으로 단시간내에 염색 하는 방법 및 그의 장치 - Google Patents

마이크로파를 이용한 저온, 저욕비 무장력으로 단시간내에 염색 하는 방법 및 그의 장치 Download PDF

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Abstract

[목적]
종래의 문제점을 해결하기 위하여, 마이크로파로 피염물을 염색함에 있어서, 고유전율체(高誘電率體)인 유기용액을 사용하지 않으며 염색불량의 방지, 또는 염색솥에 포화수증기라든지 가열수증기를 연속적으로 공급하지 않고, 또는 이수축혼섬사로 이루어진 포지의 품질을 저하하지않으며, 또는 주름 및 구겨지지 않는 마이크로파에 의한 포지의 염색방법과 그 장치를 제공함을 목적으로 한다.
[구성]
피염사를 분산염료, 분산제를 넣은 염액에 침지하여 염색함에 있어서 피염포지를 분산염료, 분산제를 넣은 염액에 침지하여 염색함에 있어서 압착롤러(7),(7')로 압착한 후 이것을 가이드롤러(8),(9),(9')를 거쳐 염색솥에 넣은 후, 이에 마이크로파를 조사하여 염색솥의 포화수증기압력을 조절하여, 100℃~130℃의 염색솥안의 롤러(R0)~롤러(R30)에 무장력상태로 걸어 이 롤러를 회전시켜 피염포지와 동시에 회전이동시켜서 피염포지를 연속적으로 투입, 방출시켜서 됨을 특징으로 하는 포지의 염색방법과, 피염포지를 마이크로파를 조사하여 염색하는 장치에 있어서, 염색솥안의 롤러(R0)~롤러(R30)을 회전하면서 내측 및 외측타이밍벨트로 투시드기어가 부착된 롤러를 회전시켜서 피염포지를 루프(loop) 상태에서 무장력으로 롤러에 걸어 연속적으로 피염포지를 이송시켜 됨을 특징으로 하는 포지의 염색장치이다.

Description

마이크로파를 이용한 무장력으로 포지의 염색하는 방법 및 그 장치
종래의 마이크로파로 사염 및 포염함에 있어서, 고유전체인 다가알코올, 글리세린, 에틸렌글리코울등을 첨가하고 염색온도를 높이는 수단, 또는 포화수증기 및 가열수증기를 염색솥내에 연속적으로 공급하면서 마이크로파에 의한 유전손실을 극대화하는 염색방법이 있으나, 이는 고유전율체인 유기액체가 증발하므로 대기의 공해가 생길뿐아니라 고유전율체가 염액에 들어가므로 색상 및 견로도가 저하하고, 포화수증기 혹은 가열수증기를 염색솥에 충만시키기 위해서는 연속적으로 수증기를 공급해야하고, 이수축혼섬사로 된 포지가 염색, 건조과정에서 품질이 저하되는 문제점, 주름이나 구겨지는등의 문제점, 사염시에 원사가 가수분해되든가 염색분량을 초래하는 문제점이 있다.
앞서 기술한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 마이크로파로 피염물을 염색함에 있어서, 고유전율체인 유기용액을 사용하지 않고, 염색불량을 방지하고 또는 염색솥에 포화수증기라든지 가열수증기를 연속적으로 공급하지 않으며, 또는 이 수축혼섬사로 이루어진 포지의 품질은 저하되지않고, 또는 주름 및 구겨지지않는 마이크로파에 의한 포지의 염색방법과 그의 장치를 제공함을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 회분식 염색장치의 개략도.
도2는 본 발명의 연속식 포지 염색장치의 개략도.
도3은 본 발명에 적용되는 염색솥의 정면도.
도4는 도3의 A부 확대도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
E : 반응기 F : 마이크로파 발진기
1, 2, 3, 4, 5, 8, 12 : 가이드 롤러 6 : 침지 가이드 롤러
7, 7' : 압착롤러 13 : 염액조
9,9', 11,11' : 이송 가이드 롤러
롤러(R0)~롤러(R30) : 염색솥안에서 피염포지를 걸어 회전하는 롤러
Tb : 외측 투시드 벨트 RT : 롤에 부착된 투시드 기어
Ta : 내측 투시드 벨트 1-LP : 제1조의 이동한계점
2-LP : 제2조의 이동한계점 3-LP : 제3조의 이동한계점
4-LP : 제4조의 이동한계점
본 발명은 전술한 과제를 해결키위해 피염사를 분산염료, 분산제를 넣은 염액에 침지하여 염색함에 있어서 피염포지를 분산염료, 분산제를 넣은 염액에 침지하여 염색함에 있어서 압착롤러(7),(7')로 압착한 후 이것을 가이드롤러(8),(9),(9')를 거쳐 염색솥에 넣은 후, 이에 마이크로파를 조사하여 염색솥의 포화수증기압력을 조절하여, 100℃~130℃의 염색솥안의 롤러(R0)~롤러(R30)에서 무장력상태로 걸어 이 롤러를 회전시켜 피염포지와 함께 회전이동시켜서 피염포지를 연속적으로 염색하고, 염색솥에서 방출시켜서 됨을 특징으로 하는 포지의 염색방법에 관한 것이다.
피염포지를 마이크로파를 조사하여 염색하는 장치에 있어서, 염색솥안의 롤러R0~롤러R30을 회전시키면서 내측 및 외측타이밍벨트로 투시드 기어가 부착된 롤러를 회전시켜서 피염포지를 루프(loop) 상태에서 무장력 상태로 걸어 연속적으로 피염포지를 이송시켜서 됨을 특징으로 하는 포지의 염색장치에 관한 것이다.
[발명의 실시태양]
다음은 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선 본 발명에 사용되는 분산 염료는 카알론 피이티 루빈 지엘에스(kayalon PET Rubine GLSE), 씨아이 디스퍼즈 알이디(CI Dispers RED60), 셀리톤(Celliton), 시바세트(Cibacet), 미케톤(Miketon), 포론(Foron), 레솔린(Resoline), 라틸(Latyl), 듀라놀(Duranol), 디스퍼졸(Dispersol), 디아폴론(Diapolon) 등이 사용된다.
또한 캐리어(Carrier)의 종류는 섬유에따라 다르지만 페놀(phenol) 유도체, 살리실산(Salicylic acid) 유도체, 벤조산(benzoic acid) 유도체등의 소수성캐리어와 디페닐(dipheyl), 클로로벤졸(chlorobenzol) 류, 나프탈렌(naphthalene), o-또는 p-페닐페놀(phenyl phenol), 벤졸등의 소수성 캐리어를 사용할 수 있다.
염색과정에서 사염 및 포염시 염액을 피염물의 80% 전후로 남기게 되는데, 그 이유는 섬유자체는 유전물 또는 유전체가 아니고, 순수물(증류수)도 유전체가 아니므로 이들은 유전율이 없거나 매우 낮다. 그러나 염액은 염료와 물 그리고 조제등으로 조성되어 유전체이다.
다시 말해 유전체는 유전율이 높을수록 마이크로파의 흡수가 강하게 일어난다. 따라서 피염물에 염액을 남겨 내부가열이 이루어지게 하는 것이다.
또한 사염 또는 포염시의 가온 최적온도는 약 100~130℃이다. 이는 사염이나 포염시 실 또는 포지의 염액이 건조되었을 경우에는 내부 가열이 일어나지 않으므로 에너지 측면에서 굳이 주파수를 높일 필요가 없으며, 다만 피염물을 건조시키기 위한 정도의 마이크로파를 조사하면 된다.
내부가열 온도의 상승 또는 하강은 주파수의 강약에 따라 또는 유전도 또는 유전율 및 주파수 조사의 장단에 의해 정해진다.
피염물에 마이크로파의 조사 시간은 포지의 두께, 염액의 농도 및 양, 색상의 농도 또는 사종 및 포지의 조직, 투입량, 주파수의 양에 따라 달라진다.
포지의 염액시 염색솥에서 피염물이 통과하는 시간은 약30~120초가 적당하며, 30초 이하에서는 내부 가열이 되지 않으므로 염색이 되지 않고, 120초 이상에서는 포지가 건조된후 이므로 무의미 하다.
도3은 도2의 C존(Zone)의 상세한 도이다.
도4는 도3의 "A" 부분 확대도이고, 도3의 외측 투시드 벨트(Tb), 내측 투시드 벨트(Ta), 롤러에 부착된 투시드 기어(RT)이며, 롤(R0~R30)의 도이고, 롤의 이동상태를 나타낸 도이며, 롤의 수는 필요에 따라 증감된다.
도4의 외측 투시드 벨트(Tb)와 내측 투시드 벨트(Ta)의 작용은 롤(R1)에 걸려질 피염포지를 가이드롤러(11),(11')로 이송시키는 역할과 롤R1의 위치로 되돌리는 역할을 한다. 도4에 있어서 내측 투시드 벨트(Ta)를 고정시키고, 외측 투시드 벨트(Tb)를 우측으로 이동시키게되면 롤(R1)은 외측 투시드 벨트(Tb)가 이동한 거리만큼 역시 우측으로 이동된다. 그러나, 외측 투시드 벨트(Tb)와 내측 투시드 벨트(Ta)가 동시에 우측으로 등속도로 움직이며, 역시 롤(R1)은 자전하지 않고 우측으로 내외측 투시드 벨트가 움직이는 거리만큼 이동하며, 또 외측 투시드 벨트(Tb)가 우측으로, 내측 투시드 벨트(Ta)가 좌측으로 등속도로 이동하면 롤R1은 좌우 어느측으로 움직이지 않고 자전만 한다. 이와같은 원리로 롤R0~롤R30에 피염포지를 걸어, 피염포지의 이동속도도 자유자재로 조절하게 된다. 이때의 타이밍벨트는 4조로나누어져 있다.
도4는 도3의 "A"부분 확대도로서, 도2 또는 도3의 외측 투시드 벨트, 내측 투시드 벨트 및 롤러에 부착된 투시드 기어의 단면도이다.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 구체적인 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 그러나 이 실시예는 본원발명의 기술범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
도1은 실의 상태로 염색하는 회분식 사염장치를 나타낸 것이고, 도면에서 A부분은 염액조를 나타낸 것으로서 염색을 완료한 후 뚜껑이 개방된 상태를 나타낸 것이며, 이는 최초 원사를 장착할 때의 상태와 동일하다.
도면에서 a 및 b는 반응기이고, c는 피염물인 원사이다.
참고로 도면중 C부분은 이 회분식 사염장치의 횡단면도를 나타낸 것이다.
이와같은 회분식 사염장치를 이용하여 원사를 염색하는 방법은 다음과 같다.
먼저 폴리에스테르 150d/48F, DTY사를 소프트와인딩된 치즈(cheese)를 정련(精練)하는 한편, 피염물의 200용량%의 물, 피염물의 1/1000의 카얄론 피이티 루빈 지엘에스이(kayalon PET Pubine GLSE) 및 염료의 1/120의 페놀계 캐리어를 넣은 후 이를 혼합 교반했다.
교반이 이루어진 이 염액에 전기 정련한 폴리에스터르사를 약 10분간 침지한 다음 이 염액이 피염물의 80%정도 남게 탈수시켰다.
탈수과정을 마친 원사를 바닥판(d)에 장착하여 염액조(A)의 내측으로 유입시키고, 이 염액조에 장착된 마이크로파 반응기(a)(b)를 약 2000㎒로 작동시켜 수증기가 발생하기 시작하여 130℃까지 수증기의 밀도가 높아졌다가 점차 낮아질때까지 약10분간 가열했다.
가열단계를 거친 후 약 100℃로 완전 건조가 이루어질때까지 5분간 가열하여 건조시켜서 사염을 완료했다.
염색 후 피염물의 탈착은 상기의 마이크로파 본체내에 장착했던 역순으로 이루어진다.
[실시예 2]
도2에서 도4는 본 발명의 다른 실시 예인 연속식 포지 염색장치를 나타낸 것이다.
도면에서 A부분은 피염포지의 투입상태를 나타낸 것이고, B부분은 염료, 물 및 조제로 이루어진 염액이 채워진 염액조(13)가 설치된 상태를 나타낸 것이며, 이 염액조(13)의 상부측에는 포지를 압착 패딩시키는 압착로울러(7)(7')가 장착된다.
또한 이 압착로울러(7)(7')를 통과한 포지는 도면중 C부분의 염색솥(10)으로 유입되며, 염색솥(10)에는 마이크로파 발진기(F)가 장착된 구조로써 도3은 이 염색솥(10) 확대도이다.
도4는 이러한 염색솥(10)의 외주연에 포지를 이송시키는 외측 투시드 벨트(Tb)와 내측 투시드 벨트(Ta) 및 이들 사이에 맞물려 이동하는 롤(R0~R30)의 조립 상태를 나타낸 것으로 도3의 A부 확대도이다.
여기서 상기 내측 투시드 벨트(Ta)와 외측 투시드 벨트(Tb)는 각각 혹은 동시에 작용하며 롤(R0~R30)의 양측단부에 설치된 기어(RT) 이동시켜 이 롤(R0~R30)에 걸쳐지는 피염포지를 가이드 롤러(11)(11')측으로 이송시킴과 더불어 마이크로파를 조사받게 하여 염색 얼룩이 없어지도록 한다.
다시 말해 상기 내측 투시드 벨트(Ta)를 고정시킨 상태에서 외측 투시드 벨트(Tb)를 우측방향으로 이동시키면 이들 사이에 조립된 기어(RT)는 각 벨트(Ta)(Tb)에 형성된 이빨과 맞물려 회동하며, 상기 외측 투시드 벨트(Tb)와 동일한 방향 및 동일 거리만큼 이동한다.
이때 상기 롤(R0~R30)은 이동한계점(1-LP~4-LP)을 기준으로 이동하게 되는데 예를 들어 기준한계점(1-LP)에서 기준한계점(2-LP)까지가 1회 이동거리이다.
이와 같은 방식으로 이동하는 롤(R0~R30)은 가이드 롤러(9)(9')에 의해 건조 단계측으로 유입되는 피염포지를 걸어 이동시키며 1회를 이동한 다음 잠시 이동속도를 조절하여 마이크로파 발진기(F)에 의해 마이크로파가 조사되도록 한다.
상기의 속도조절방법으로는 벨트(Ta)와 (Tb)의 이동을 정지시키거나 혹은 내, 외측 투시드 벨트 각각을 역방향으로 이동시켜 롤이 자전되도록 하는 것이다.
즉 롤(R0~R30)이 기준한계점에 도달하면 동일한 속도로 내측 투시드 벨트(Ta)를 우측 투시드 벨트(Tb)의 역방향으로 이동시켜 롤을 자전시킴으로서 속도를 조절한다.
여기서 상기 이송가이드 롤러(9)(9')와 (11)(11') 및 롤(R0~R30)은 동일한 속도로 이동하며 피염포지를 이동시키고, 반대로 마이크로파가 조사되는 과정 중에는 이송가이드 롤러의 동작은 정지된다.
또한 이 롤(R0~R30)을 이동시키는 다른 방법으로 내,외측 투시드 벨트(Ta)(Tb)를 동시에 회동시켜 롤을 이동시키는 방법도 있다.
물론 필요에 따라서는 롤(R0~R30)의 이송을 정지시키지 않고 연속적으로 이동시키며 건조가 이루어질수 있도록 할 수 있다.
도면중 미설명 부호 1,2,3,4,5,8 및 12는 가이드 롤러이고, 6은 침지롤러이다.
이와 같은 구성으로 이루어진 연속시 포지 염색장치는 먼저 염액조에 염액을 주입 교반하게 된다.
즉 폴리에스테르 태피터(taffeta)를 정련 공정을 거쳐 프리세팅하여 가이드 롤러(1),(2) 및 (3),(4),(5),(6)에 의하여 피염포지를 염액조(13)에 유입시킨다.
한편 이러한 염액조(13)에는 피염물의 200용량%의 물, 피염물의 1/1000의 분산 염료인 카얄론 피이티 푸빈 지엘에스이(kayalon PET Pubine GLSE) 및 염료의 1/120의 분산 조제인 페놀계 캐리어가 교반된 염액이 주입되어 있다.
피염포지는 이러한 염액조내를 가이드 롤러(1),(2),(3),(4),(5),(6),(8)에 의해 통과되며, 그 침지 시간은 약1~3초 정도이다.
염액의 픽업량이 100%되게 압착롤러(7)(7')에서 압착 패딩 후 가이드 롤러(9)(9')에 의해 이 피염포지는 염색솥내로 유입되는데, 이때 상기 외측 투시드 벨트는 상기 가이드 롤러(9)(9')와 동일한 속도를 회전하며, 롤(R0~R30)을 이동시켜 피염포지가 이 롤(R0~R30)에 걸쳐지게 한다.
이러한 롤(R0~R30)및 외측 투시드 벨트(Tb)는 기준한계점을 중심으로 1회 이동한 다음 내측 투시드 벨트(Ta)를 외측 투시드 벨트(Tb)의 역방향으로 회동시켜 롤(R0~R30)을 자전시킴으로써, 롤(R0~R30)의 이송을 정지시킨다.
롤(R0~R30)의 이송이 정지됨과 동시에 마이크로파 발진기(F)가 약 2000㎒로 100~130℃로 가열한다.
물론 필요에 따라서는 롤(R0~R30)의 이송을 정지시키지 않고 연속적으로 이동시키며 건조가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
이후 상기 롤(R0~R30)이 다시 이송되어 가이드 롤러(11)(11')를 통해 피염포지를 방출시키고, 방출된 피염물은 수세공정을 거쳐 파이날 텐더링 후 클링 와인딩하여 염색을 완료한다.
유기용액을 사용하지 않을 뿐만아니라 대기공해도 발생하지않으며 염색불량이 생기지도 않고, 포화수증기 혹은 가열수증기를 공급할 필요가 없고, 이수축혼섬사로 이루어진 포지라도 품질이 저하할 염려가 없고, 주름이 생기지 않는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 피염포지를 분산염료, 분산제를 넣은 염액에 침지하여 염색함에 있어서,
    압착롤러(7),(7')로 압착한 후, 이를 가이드롤러(8),(9),(9')를 거쳐 염색솥에 넣은 후, 이에 마이크로파를 조사하여 염색솥의 포화수증기압력을 조절하여, 100℃~130℃의 염색솥내의 롤러(R0)~롤러(R30)에 무장력상태로 걸어 이 롤러를 회전시켜 피염포지와 함께 회전이동시켜서 피염포지를 연속적으로 염색하여 염색솥에서 방출시켜서 됨을 특징으로 하는 포지의 염색방법.
  2. 피염포지를 마이크로파로 조사하여 염색하는 장치에 있어서, 염색솥내의 롤러(R0)~롤러(R30)을 회전하면서 내측 및 외측 타이밍벨트로 투시드기어가 부착된 롤러를 회전시켜서 피염포지를 루프(loop) 상태에서 무장력 상태로 롤러에 걸어 연속적으로 피염포지를 이송 시켜서 됨을 특징으로 하는 포지의 염색장치.
KR1019970046590A 1997-09-10 1997-09-10 마이크로파를 이용한 저온, 저욕비 무장력으로 단시간내에 염색 하는 방법 및 그의 장치 KR100279282B1 (ko)

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