KR100696427B1 - 원액의 반복 혼합구조에 의한 고속 염색이 가능한 윈치형액류염색장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염색대상물인 직물이나 편직물 등을 염색하기 위한 염색기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염료 및 조제 저장탱크로부터 공급되는 염료 및 조제의 원액공급관을 챔버 일측면에 형성된 혼합공간부에 연결하고, 스윙액류관의 내의 분사노즐로부터 토출되는 희석수의 일부는 상기 혼합공간부의 상측으로 환수되게 함으로서,

염료 및 조제는 물과 희석되는 과정에서, 혼합기에 의한 1차 고속 희석은 물론 상기한 혼합공간부에 의한 2차 희석이 이루어지며, 2차 희석된 희석수의 일부는 상기 혼합공간부로 환수되어 재차 희석되므로 빠른 시간 동안 고르고 안정적인 희석률을 갖게 하므로 비교적 고압으로 희석수를 분사할 수 있어, 염료 및 조제의 투입시간이 현저히 단축되므로 직물이나 편직물의 염색시간을 크게 단축 시킬 수 있는 것이며, 안정적인 희석률을 갖는 희석수에 의한 뛰어난 염색균일도 및 염색견뢰도를 얻을 수 있어 고품질의 염색물을 얻을 수 있는 효과가 있는 원액의 반복 혼합구조에 의한 고속 염색이 가능한 윈치형 액류염색장치이다.

염색, 희석, 직물, 혼합기, 혼합공간부, 스윙액류관, 분기배출구, 분사노즐

Description

원액의 반복 혼합구조에 의한 고속 염색이 가능한 윈치형 액류염색장치 {Winch type liquid flow dyeing machine for quick dyeing}

도 1은 본 발명에 따른 윈치형 액류염색장치의 전체구성도

도 2는 본 발명에 따른 윈치형 액류염색장치의 챔버내부를 통한 순환상태도

도 3은 본 발명에 따른 윈치형 액류염색장치의 원액 반복 혼합부를 도시한 요부 절개사시도

도 4는 본 발명에 따른 윈치형 액류염색장치의 원액 반복 혼합부를 도시한 요부 절개단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 혼합공간부 20 : 혼합기

30 : 바이패스관 40 : 배출구

41 : 분기배출구 42 : 경사면

100 : 챔버 101 : 본체

102 : 원액저장탱크 103 : 공급펌프

104 : 원액공급관 105 : 순환펌프

106 : 희석수 순환관 107 : 스윙액류관

108 : 분사노즐

본 발명은 염색대상물인 직물이나 편직물 등을 염색하기 위한 염색기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직물이나 편직물 등을 순환시키면서 염색하는 윈치형 액류염색기에 있어서 원액저장탱크로부터 공급되는 염료 및 조제가 분사노즐로 직접 공급되지 않고 별도의 혼합공간부를 통해 희석되게 한 상태에서 분사노즐로 공급되게 하고, 분사노즐로부터 배출되는 희석수의 일부는 다시 혼합공간부로 회수되어 희석되게 함으로서, 물과 염료 및 조제의 혼합률이 빠르고 안정적으로 이루어지므로 염료 및 조제의 투입시간은 물론 직물이나 편직물 등의 염색시간을 크게 단축 시킬 수 있으면서도 염색균일도 및 염색견뢰도를 가일층 향상시킬 수 있는 원액의 반복 혼합구조에 의한 고속 염색이 가능한 윈치형 액류염색장치에 대한 것이다.

염색이란, 염료를 사용하여 직물이나 편직물 등에 색소를 침투하여 정착시키는 것을 말하는데, 일반적으로 직물이나 편직물 등을 염색하는 염색기로는 크게 고압 염색기와 상압 염색기로 구분되어 사용하고 있으며 이를 종류별로 설명하면 다음과 같다.

먼저 고압 염색기(High Pressure Dyeing Machine)로는 고압 직거(High Pressure Jigger), 고압 래피트(Rapid)가 있으며, 상기 기계장치로 직물이나 편직물 등을 고압에서 염색할 수 있도록 구성된다.

또한, 상압 염색기(Normal Pressure Dyeing Machine)로는 직거(Jigger), 윈치(Vertical Winch)가 있다.

특히 윈치형 액류염색장치는, 윈치형 본체 내부에 직물이나 편직물 등을 순환시키면서 염색하는 직물순환장치와 본체 외부에 설치되어 직물순환장치를 보조하는 부가장치로 구성되어 있는 것인데, 상기 직물순환장치는 직물을 고속으로 순환시키는 동력릴과; 직물에 염료액을 분사하는 노즐과; 염료액이 담겨 있고 직물이 적재된 바스켓 및 상기 노즐쪽을 통과한 직물을 바스켓으로 유도하는 스윙액유관으로 구성되어 있다.

한편, 부가장치는 염료액의 온도를 조절하는 열교환기, 염료펌프, 인출릴, 모터 등이 구비되어 있는 것이다.

이와 같은 일반적인 윈치형 액류염색장치는, 본체의 직물투입구 상측에 직물을 순환시키는 동력릴이 배치되고, 상기 동력릴의 아랫쪽으로 노즐이 배치되어, 챔버에 담긴 직물이 상기 노즐을 통과하고 스윙액류관을 통해서 재차 챔버로 복귀되면서 염색되는 구조를 갖고 있다.

여기서 스윙액류관은 내부에 염류액이 흐르며 스윙장치에 의해 전후방향으로 스윙운동을 하도록 되어 있으므로, 스윙액류관을 거쳐서 나오는 직물은 상기한 챔 버의 내부에 전후,좌우 방향을 따라 지그재그식으로 적재하게 된다.

이때, 상기한 직물이나 편직물 등으로 분사되는 염액량이 너무 많을 경우에는 와류가 생겨 원단이 꼬이거나 엉키는 문제점이 발생하므로 이를 방지하기 위해 노즐 분사량을 줄이면 원단 속도가 늦어지고 염액 교환회수가 줄어들어 염색불량 및 염색시간이 지나치게 길어지는 경향이 있다.

이와 같이 염색불량 및 염색시간이 길어지게 되면 염색의 가장 중요한 요소인 염색견뢰도가 크게 상실되는데, 염색견뢰도라 함은 염색된 섬유품은 제조공정 중 또는 사용 중 용도에 적합한 성능과 사용조건에 대한 충분한 저항력과 내구력이 요구되는데 일광, 세탁, 비바람, 땀, 마찰, 물, 염소표백, 해수, 드라이클리닝 등 여러 작용을 받을 경우 퇴색 또는 변색하게 되는데 이러한 외적 조건에 대한 색의 저항성이 염색견뢰도이고, 염색물의 성능을 평가하는 데 가장 중요한 항목이 된다.

염색견뢰도는 염료의 성질, 염료의 염착상태, 염착량, 섬유의 성질, 피염물의 표면상태, 섬유상의 가공제 등에 의해 상당한 차이가 생기는데, 그 중에서 염착상태 및 염착량과 같이 염색과정 및 염색공정에 의해 결정되는 변수는 상당히 중요한 부분을 차지한다고 볼 수 있는 것이다.

따라서, 상기와 같이 설명되고 있는 일반적인 윈치형 액류염색장치의 경우는 염료나 조제를 투입하는 과정에서의 원액이 물과 희석되지 않은 상태에서 분사노즐을 통해 염색대상물인 직물이나 편직물 등의 표면에 직접 분사 접촉하게 되는 것으로서, 염색대상물의 표면으로 겔과 같은 걸쭉한 상태의 원액이 부분적으로 뭉치기 쉬우며, 원액의 고른 도포가 어렵고 염착량이 전체에 걸쳐 고르지 못하여 균일한 색도를 얻을 수 없는 구조적 문제점으로 내포하는 것이며, 이러한 구조적 문제점을 극복하기 위하여 필연적으로 염료 및 조제의 투입시간을 길게 하고 이에 따라 직물 및 실의 순환속도를 천천히 유지시켜 안정적인 염착상태를 갖게 하고 있는 것인데, 상기와 같이 염료 및 조제의 투입시간이 매우 천천히 이루어지므로 그 염색시간이 상대적으로 길어지는 문제점이 있는 것이다.

이에 따라 본 발명 출원인은 2005년 특허출원 제 119190 호와 같이, 염료 및 조제 저장탱크로부터 공급되는 염료 및 조제의 원액공급관을 챔버 일측면에 형성된 혼합공간부에 연결하고, 상기 염료 및 조제 원액공급관에는 희석수 순환관으로부터 인출된 바이패스관과 연결되는 혼합기를 장착하며, 스윙액류관의 내의 분사노즐로부터 토출되는 희석수의 일부는 상기 혼합공간부로 환수되게 함으로서,

염료 및 조제는 물과 희석되는 과정에서, 혼합기에 의한 1차 고속 희석은 물론 혼합공간부에 의한 2차 희석이 이루어져 빠른 시간동안 고르고 안정적인 희석률을 갖게 하므로 비교적 고압으로 희석수를 분사할 수 있어, 염료 및 조제의 투입시간이 현저히 단축되므로 직물이나 편직물의 염색시간을 크게 단축시킬 수 있는 것이며, 안정적인 희석률을 갖는 희석수에 의한 뛰어난 염색균일도 및 염색견뢰도를 얻을 수 있어 고품질의 염색물을 얻을 수 있는 효과가 있는 염료 및 조제의 합리적 혼합 기능을 갖는 윈치형 액류염색장치를 이용한 직물의 고속 염색방법을 안출한 바 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 염색장치는, 혼합공간부가 챔버의 내부와 소통되어 있으므로 염료 및 조제의 원액이 물과 충분히 희석되기 전에 그 혼합공간부로 유입되는 경우 염색되기 전 상태의 직물이나 편직물이 오염되어 얼룩이 남거나 불균일한 염색도 및 염색견뢰도를 갖는 문제점이 있으므로 보다 신속하고 효과적인 희석구조 및 과정을 절실하게 요구하고 있는 것이며, 스윙액류관의 단부에 형성된 배출구 역시 분사노즐을 통해 분사되는 희석수를 효과적으로 분배하지 못하여 그 희석 효과가 저감되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 개발된 것으로서, 염료 및 조제 저장탱크로부터 공급되는 염료 및 조제의 원액공급관을 챔버 일측면에 형성된 혼합공간부에 연결하고, 스윙액류관의 내의 분사노즐로부터 토출되는 희석수의 일부는 상기 혼합공간부의 상측으로 환수되게 함으로서,

염료 및 조제는 물과 희석되는 과정에서, 혼합기에 의한 1차 고속 희석은 물론 상기한 혼합공간부에 의한 2차 희석이 이루어지며, 2차 희석된 희석수의 일부는 상기 혼합공간부로 환수되어 재차 희석되므로 빠른 시간동안 고르고 안정적인 희석률을 갖게 하므로 비교적 고압으로 희석수를 분사할 수 있어, 염료 및 조제의 투입시간이 현저히 단축되므로 직물이나 편직물의 염색시간을 크게 단축시킬 수 있는 것이며, 안정적인 희석률을 갖는 희석수에 의한 뛰어난 염색균일도 및 염색견뢰도 를 얻을 수 있어 고품질의 염색물을 얻을 수 있는 효과가 있는 원액의 반복 혼합구조에 의한 고속 염색이 가능한 윈치형 액류염색장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 윈치형 액류염색장치의 전체구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 윈치형 액류염색장치의 챔버내부를 통한 순환상태도이며, 도 3은 본 발명에 따른 윈치형 액류염색장치의 원액 반복 혼합부를 도시한 요부 절개사시도, 도 4는 본 발명에 따른 윈치형 액류염색장치의 원액 반복 혼합부를 도시한 요부 절개단면도이다.

챔버(100)가 내장된 본체(101)의 일측에는 공급펌프(103)를 갖는 원액저장탱크(102)가 구비되고, 본체(101)의 하부에는 희석수 순환관(106)을 갖는 순환펌프(105)가 구비되며, 상기 챔버(100)의 상측에는 분사노즐(108)을 갖는 스윙액류관(107) 및 회전릴(110)이 구비된 윈치형 액류염색장치에 있어서,

챔버(100)의 일측 전면에 내부공간(11)을 갖는 혼합공간부(10)를 돌출 형성하고, 그 혼합공간부(10)의 상측에는 개방상태의 유입구(12)를 형성하며,

상기 혼합공간부(10)의 상부 일측에는 상기 공급펌프(103)로부터 인출되는 원액공급관(104)의 단부가 연결되어 그 내부공간(11)과 연통되게 하고, 상기 혼합공간부(10)의 하측에는 희석수 순환관(106)의 단부가 연결되게 하며,

상기 스윙액류관(107)의 단부에 형성된 배출구(40)의 상측에는 별도의 분기배출구(41)를 내부가 연통되게 형성하되, 상기 배출구(40)는 챔버(100)의 상측으로 배수되게 하고 상기 분기배출구(41)는 챔버(100)의 선단에 형성된 경사면(42)에 의해 챔버(100)의 외주면을 따라 하측으로 흘러 상기 혼합공간부(10)로 환수되게 구성한 것이다.

여기에서 상기한 배출구(40)와 분기배출구(41)는 격벽(도면부호는 생략함.)에 의해 구획되며, 격벽에 슬릿트 형태의 토출구(도면부호는 생략함.)가 형성되어 있어 이를 통해 희석수 일부가 챔버 일측의 혼합공간부(10) 내부로 환수 되어 흘러들어가는 것이다.

도면 중 미설명 부호 20은 혼합기이고 109는 직물이며 110은 회전릴이다.

이상과 같은 본 발명 원액의 반복 혼합구조에 의한 고속 염색이 가능한 윈치형 액류염색장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

염색을 하기 위해서는 우선 포장 공급되는 직물이나 편직물 등을 본체(101) 내의 챔버(100)에 순차적으로 풀어 놓고 이들 직물이나 편직물의 각 단부를 연결하여 이를 회전릴(110) 상에 올려놓아 그 회전릴(110)에 동력이 인가되어 회전하게 되면 이에 의해 상기 직물(109)이나 편직물 등이 반복적으로 순환 회전하게 되는 것이다.

이때, 상기한 챔버(100)의 내부에는 깨끗한 물이 저수되어 있는 상태로서 그 물의 량은 상기 직물이나 편직물의 길이 및 중량에 비례하여 적당한 량으로 충전되어 있게 된다.

이와 같은 상태에서 본체(101) 일측의 원액저장탱크(102)에 염료 원액을 투입한다.

이와 같은 초기 셋팅이 종료되면 염색기 전체에 동력을 인가하여 구동시키면 되는 것인데, 원액저장탱크(102) 일측의 공급펌프(103)가 작동함에 따라 염료 원액이 원액공급관(104)을 따라 이동하게 되고, 챔버(100) 하측의 순환펌프(105)는 챔버(100) 내부의 물을 희석수 순환관(106)을 통해 순환시키게 되는 것이며, 상기 회전릴(110)의 작동에 의해 그 직물 및 편직물이 회전되는 것이다.

이때, 상기한 원액공급관(104)을 통해 제공되는 염료 원액은 챔버(100) 또는 분사노즐(108)로 직접 제공되는 것이 아니라, 그 원액공급관(104)의 중간부에 형성된 혼합기(20)의 내부에서 1차적인 희석이 이루어지게 되는 것이며, 1차 희석이 된 염료 희석수는 다시 상기한 혼합공간부(10)의 내부에서 2차 희석이 이루어지는 것이다.

여기서, 상기한 혼합공간부(10)는 희석수 순환관(106)을 통해 상기 챔버(100)의 내부와 연통되어 있으므로 그 혼합공간부(10) 내부에 충전된 물의 수위는 챔버(100) 내부의 수위와 동일한 높이로 물이 충전되어 있어 상기와 같이 1차 희석된 상태의 염료 희석수는 그 혼합공간부(10)의 내부에서 2차 희석과정을 거치게 되는데, 상기 원액공급관(104)으로부터 1차 희석되어진 염료와 물은 상기 혼합공간부(10)의 내부공간(11)으로 토출되면서 그 내부공간(11) 내에 충전되어 있던 물과 희 석되는 것이다.

이와 같이 혼합공간부(10)의 내부에서 물과 혼합되어진 희석수는 순환펌프(105)의 작동에 의해 희석수 순환관(106)으로 유입되어 스윙액류관(107) 내부의 분사노즐(108)로 공급되는 것이며, 그 스윙액류관(107)의 내부를 경유하는 직물 또는 편직물은 상기 염료 희석수에 의해 염색이 시작되는 것이다.

이때의 염료 희석수는 물과의 희석률이 매우 뛰어나 염색대상물인 직물이나 편직물 등에 분사되더라도 얼룩이나 불균일한 색감이 전혀 없이 고른 색도를 갖게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 염색공정에서 스윙액류관(107)을 통해 배출되는 희석수는 챔버(100)의 타측 선단을 통해 그 챔버(100)의 내부로 회수되는 것인데, 본 발명에서는 상기한 희석수가 전부 회수되지 아니하고 일부는 상기한 혼합공간부(10)로 환수되게 하여 이를 이용한 재차 희석이 이루어지도록 하는 것인데,

상기 스윙액류관(107)의 단부에는 타측 내부의 분사노즐(108)로부터 분사되는 희석수가 하부로 낙하하는 배출구(40)가 형성되어 있는데, 그 배출구(40)의 상측에 상기 스윙액류관(107)의 내부와 연통되는 별도의 토출구(도면부호는 생략함.)를 갖는 분기배출구(41)를 형성하여 이에 의해 상기 분사노즐(108)에 의해 고압으로 토출되는 희석수의 일부가 상기 분기배출구(41)를 통해 분기 배출될 수 있게 한 것이다.

이때, 상기한 분기배출구(41)의 배출방향은 챔버(100)의 개방구 측이 아니라 상기한 혼합공간부(10)를 향하고 있는 것으로서, 상기 분기배출구(41)의 하측에는 그 챔버(100)의 선단을 절곡하여 된 경사면(42)이 형성되어 있으므로 낙하하는 희석수는 상기 경사면(42)을 따라 챔버(100)의 하측으로 흘러내리다가 상부가 개방된 혼합공간부(10)의 유입구(12)를 통해 그 내부로 공급되는 것이다.

따라서, 혼합기(20)에 의한 1차 희석 및 혼합공간부(10)에 의한 2차 희석이 완료된 염료 및 조제 희석수의 일부를 환수하여 희석과정에 다시 투입하므로 더욱 뛰어난 희석률을 얻을 수 있는 것이다.

이와 같이 상기한 염료 원액의 투입이 종료되고 상기 직물이나 편직물의 염색 순환이 종료되면 이때부터는 원액공급관(104)이 밸브(도면에는 미도시함)에 의해 폐변되고, 순환펌프(105)와 회전릴(110) 만이 작동하면서 상기한 염색대상물인 직물 및 편직물가 희석수에 의해 지속적으로 염색이 진행되는 것인데, 상기와 같은 반복적인 염색공정은 충분히 희석된 물과 염료 원액에 의해 그 직물 및 편직물에 염색액을 공급하므로 보다 착색 정도가 뛰어나면서도 고른 상태를 유지하기 위한 것으로서, 직물이나 편직물의 종류에 따라 실시할 수도 있고 그렇지 않을 경우도 있다.

이와 같이 상기한 착색공정이 종료되면 염료가 직물이나 실 등에 완전히 고착되도록 조제를 투입하여 염착도를 향상시키는 것인데, 상기한 조제로는 망초와 소다회가 주로 사용되며 망초는 유리나 군청 따위의 제조에 쓰이는 황산나트륨이며, 소다는 무색, 무취, 흡습성을 갖는 탄산나트륨 분말로서 염색분야에서는 염착 도를 높이기 위한 조제로서 많이 사용되고 있는 것이다.

이와 같이 망초 및 소다회를 투여하는 경우에도 상기 염료 원액의 투입공정과 마찬가지로 비어 있는 원액저장탱크(102)에 망초를 주입한 상태에서 상기 혼합기(20)와 혼합공간부(10)를 통한 1,2차 희석이 이루어지게 한 상태에서 이를 직물이나 실 등에 분사하여 염착되게 하면 되는 것이다.

따라서, 염색을 하기 위해서는 염료 투입과 망초 투입 및 소다회 투입공정이 각각 순차적으로 이루어져야 하는 것이며, 망초 및 소다회의 경우에는 투입공정과 유지순환공정이 함께할 수 있다.

이상과 같이 종래에서는 염료 원액 및 망초, 소다회 원액을 투입하고자 하는 경우 충분히 희석되지 않은 상태로 공급되므로 염반 및 이색의 우려가 있어 원액의 투급량을 줄이고 투입시간을 최대한 연장하여 공급함에 따라 염색시간이 매우 길었던 것이 비해 본원발명에 의한 경우 충분히 희석된 상태로 분사될 수 있게 하므로 염료 원액 및 망초, 소다 원액을 투입시간이 현저히 단축되면서도 염반 및 이색의 우려가 없이 매우 뛰어난 염색견뢰도를 얻을 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명 원액의 반복 혼합구조에 의한 고속 염색이 가능한 윈치형 액류염색장치는, 염료 및 조제는 물과 희석되는 과정에서, 혼합기에 의한 1차 고속 희석은 물론 상기한 혼합공간부에 의한 2차 희석이 이루어지며, 2차 희석된 희석수의 일부는 상기 혼합공간부로 환수되어 재차 희석되므로 빠른 시간 동안 고 르고 안정적인 희석률을 갖게 하므로 비교적 고압으로 희석수를 분사할 수 있어, 염료 및 조제의 투입시간이 현저히 단축되므로 직물이나 편직물의 염색시간을 크게 단축시킬 수 있는 것이며, 안정적인 희석률을 갖는 희석수에 의한 뛰어난 염색균일도 및 염색견뢰도를 얻을 수 있어 고품질의 염색물을 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 챔버(100)가 내장된 본체(101)의 일측에는 공급펌프(103)를 갖는 원액저장탱크(102)가 구비되고, 본체(101)의 하부에는 희석수 순환관(106)을 갖는 순환펌프(105)가 구비되며, 상기 챔버(100)의 상측에는 분사노즐(108)을 갖는 스윙액류관(107) 및 회전릴(110)이 구비된 윈치형 액류염색장치에 있어서,

   챔버(100)의 일측 전면에 내부공간(11)을 갖는 혼합공간부(10)를 돌출 형성하고, 그 혼합공간부(10)의 상측에는 개방상태의 유입구(12)를 형성하며,

   상기 혼합공간부(10)의 상부 일측에는 상기 공급펌프(103)로부터 인출되는 원액공급관(104)의 단부가 연결되어 그 내부공간(11)과 연통되게 하고, 상기 혼합공간부(10)의 하측에는 희석수 순환관(106)의 단부가 연결되게 하며,

   상기 스윙액류관(107)의 단부에 형성된 배출구(40)의 상측에는 별도의 분기배출구(41)를 내부가 연통되게 형성하되, 상기 배출구(40)는 챔버(100)의 상측으로 배수되게 하고 상기 분기배출구(41)는 챔버(100)의 선단에 형성된 경사면(42)에 의해 챔버(100)의 외주면을 따라 하측으로 흘러 상기 혼합공간부(10)로 환수되게 구성함을 특징으로 하는 원액의 반복 혼합구조에 의한 고속 염색이 가능한 윈치형 액류염색장치.

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