KR101051268B1 - 액상염료 계량장치 및 그 장치를 이용한 계량방법 - Google Patents

액상염료 계량장치 및 그 장치를 이용한 계량방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스테핑모터(M)의 작동에 의해 승강체(30)가 승강안내레일(20)을 따라 승강되게 하고, 상기 승강체(30) 상에 피스톤(41)이 형성된 다수개의 피스톤로드(40)를 설치하고, 상기 피스톤(41)은 피펫(50)에 끼워지게 하여 승강체(30)의 승강에 따라 피스톤(41)이 피펫(50) 내에 승강되게 하고, 상기 피펫(50) 하단에는 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 장치하고, 상기 3웨이 솔레노이드밸브(60)에는 흡입호스(70)과 배출호스(80)를 연결하되, 흡입호스(70)는 액상염료(110)가 충진된 모액병(100)과 연결되게 하고, 배출호스(80)는 계량용기(200)와 연결되게 함으로서, 스테핑모터(M)를 구동시켜 승강체(30)가 상승되게 하면 피스톤로드(40) 및 피스톤(31)이 상승하면서 흡입호스(70)를 통하여 모액병(100)에 충진된 염액이 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 통하여 각 피펫(50) 내로 유입되고 염액의 유입이 완료되면 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 선택작동시켜 원하는 액상염료가 계량용기에 공급되게 하되, 염액의 상태에 따라 용량식으로만 계량되게 하거나 용량식과 중량식을 병행한 복합식으로 계량할 수 있게 함으로서, 액상염료의 농도에 관계없이 신속하고 정확한 염료계량이 이루어질 수 있게 되고, 그에 따른 최적의 염색 및 날염작업이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

Description

액상염료 계량장치 및 그 장치를 이용한 계량방법{MEASURING APPARATUS OF LIQUID DYE AND ITS MEASURING METHOD}
본 발명은 염색 및 날염공정에서 필요한 염료, 즉 액상염료를 자동으로 계량할 수 있게 한 액상염료 계량장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 액상염료의 상태에 따라 액상염료를 용량식만으로 계량하거나, 용량식과 중량식을 병행한 복합식 피펫팅방식으로 계량하여 액상염료의 농도에 관계없이 계량할 수 있게 함은 물론, 계량에 소요되는 시간을 줄임과 동시에 정밀계량이 가능케 하여 계량오차를 최소화할 수 있게 함으로서 최적의 염색 및 날염작업이 이루어질 수 있게 한 것이다.
일반적으로 직물지 상에 특정한 디자인의 날염작업을 위하여서는 조색실에서 여러 종류의 염료와 호료를 배합한 색호를 직물지 상에 날염되는 색상별로 준비를 하여야 하므로 많은 인력이 소요되며, 한번에 여러개의 색호를 인접해 놓은 상태에서 분말염료를 계량하기 때문에 오염사고가 빈번하게 발생하게 된다.
또한 염료피펫팅 방식은 저울을 사용하는 중량식과 로봇에 의해 제어되는 피펫의 부피로 계량하는 용량식의 타입이 있으나, 중량식의 경우 속도가 너무 늦어 최근에는 용량식이 널리 적용되고 있는 것이 현실이다.
그러나 날염공장에서의 액상염료 계량은 대부분 수동으로 진행되고 있다.
왜냐하면 포염색(침염)에 사용되는 액상염료의 경우 대부분 1%미만의 농도로서 액상염료의 비중이 물과 비교해 차이가 없어 자동피펫팅장치를 사용하기에 적합하지만, 날염에 사용되는 액상염료의 경우 농도가 최대 20%정도까지 높을 뿐 아니라 모액별 비중에 차이가 많기 때문에 용량식으로 피펫팅할 경우 계량에 많은 오차가 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 용량식 피펫팅장치에도 비중을 별도로 입력하여 계량의 정확도를 높이려는 노력을 하고 있으나, 작업자가 100여개가 넘는 염액의 비중을 매번 확인하고, 확인된 비중값을 제어프로그램에 입력하기에는 한계가 있어 실효성이 떨어지고 있다.
특히 용량식 피펫팅장치의 경우 두개의 로봇피펫을 이용하여 번갈아가며 여러가지 액상염료를 피펫팅하여야 함으로, 고농도의 날염용 액상염료와 같은 고농도 염액의 경우 피펫시마다 세척한다 하더라도 잔류하는 염액으로 인한 염색사고가 빈번하게 발생하게 된다.
따라서 일반날염공장에서는 이러한 장치들을 통하여서는 효율성있는 계량을 기대하기가 어렵기 때문에 날염용 액상염료(호료+염료) 제조과정은 숙련된 조색사에게만 집중될 수 밖에 없고, 수동제작인 관계로 염료계량공정의 표준화 및 DB화되기 어려우며, 업무특성상 작업속도를 높이기 위하여 숙련공들은 분말염료만 저울을 이용하여 계량하고, 호료의 경우 감각적으로 계량하고 있다.
상기에서와 같이 작업자의 경험과 감각에 의존하는 날염용 액상염료 제조공정은 단순샘플작업에는 문제가 없는 것처럼 보이지만, 이것이 실제 현장생산으로 진행되어 대량으로 액상염료(색호)를 만들 경우 서로 상이한 결과를 가져와 염색사고로 이어지는 경우가 빈번할 뿐 아니라, 재발방지를 위한 원인규명도 어려운 등의 문제가 있는 것이었다.
본 발명은 이러한 종래의 제반 단점을 시정하고자, 액상염료를 계량함에 있어서, 액상염료의 상태에 따라 용량식만으로 계량하거나, 용량식과 중량식을 병행한 복합식 피펫팅방식으로 하여 포염색(침염)용 액상염료의 계량은 물론, 고농도의 날염용 액상염료(색호)의 경우에도 신속하고 정확한 계량이 이루어질 수 있게 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 스테핑모터 작동에 의해 승강체가 승강안내레일을 따라 승강되게 하고, 상기 승강체 상에 피스톤이 형성된 다수개의 피스톤로드를 설치하고, 상기 피스톤은 피펫에 끼워지게 설치하여 승강체의 승강에 따라 피스톤이 피펫 내를 승강되게 하고, 상기 피펫 하단에는 3웨이 솔레노이드밸브를 장치하고, 3웨이 솔레노이드밸브에는 흡입호스와 배출호스를 연결하되, 흡입호스는 액상염료가 충진된 모액병과 연결되게 하고, 배출호스는 계량용기와 연결되게 함으로서, 스테핑모터를 작동시켜 승강체가 상승되게 하면 피스톤로드 및 피스톤이 상승하면서 흡입호스를 통하여 모액병에 충진된 염액이 3웨이 솔레노이드밸브를 통하여 피펫 내로 유입되고, 염액의 유입이 완료되면 3웨이 솔레노이드밸브를 작동시켜 원하는 염액만 계량용기에 공급되게 하는 것이며, 이때 계량방법은 염액의 상태에 따라 용량식만으로 염액을 계량하거나, 용량식과 중량식을 병행한 복합식으로 계량할 수 있게 한다.
본 발명은 스테핑모터의 작동에 의해 승강체가 승강되게 하면서 여러개의 피펫에 액상염료를 동시에 피펫팅되게 한 다음 필요한 피펫에 유입된 액상염료만 계량용기로 공급되고, 나머지 액상염료는 다시 모액병으로 회수되게 하는 수단으로 액상염료가 계량되게 구성함으로서 액상염료를 계량함에 있어서, 액상염료의 상태에 따라 용량식만으로 계량하거나, 용량식과 중량식을 병행한 복합식 피펫팅방식으로 하여 포염색(침염)용 액상염료의 계량은 물론, 고농도의 날염용 액상염료의 경우에도 신속하고 정확한 계량이 이루어질 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.
도 1 : 본 발명에 적용되는 액상염료 계량장치의 계량구성도
도 2 : 본 발명에서 용량식 계량방법으로 액상염료를 계량하는 과정을 도시한 계략구성도
도 3 : 도 2에서 액상염료계량 준비단계의 상태도
도 4 : 도 2에 액상염료를 일괄적으로 피펫팅한 상태도
도 5 : 도 2에서 액상염료계량을 위하여 계량용기가 계량기 상에 위치한 상태도
도 6 : 도 2의 상태에서 원하는 액상염료가 계량용기에 계량이 완료된 상태도
도 7 : 본 발명에서 용량식과 중량식을 병행한 복합식 계량방법으로 액상염료를 계량하는 과정을 도시한 계략구성도
도 8 : 도 7에서 액상염료계량 준비단계의 상태도
도 9 : 도 8에서 액상염료를 일괄적으로 피펫팅한 상태도
도 10 : 도 7에서 액상염료 계량을 위하여 계량용기가 계량기 상에 위치한 상태도
도 11 : 도 9에서 필요한 액상염료를 1차계량한 상태도
도 12 : 도 11에서 2차개량을 위하여 액상염료를 일괄적으로 피펫팅한 상태도
도 13 : 도 12에서 필요한 액상염료를 2차계량한 상태도
도 14 : 도 13에서 3차계량을 위하여 액상염료를 일괄적으로 피펫팅한 상태도
도 15 : 도 14에서 필요한 액상염료를 3차계량한 상태도
도 16 : 본 발명에 사용되는 스테핑모터와 스크류봉 및 승강체부분의 조립구성도
도 17 : 본 발명에서 피펫과 피스톤 및 3웨이 솔레노이드부분의 조립구성도
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하고자 하는 액상염료 계량장치(10)의 계략구성도이고, 도 2는 액상염료 계량장치(10)를 이용한 용량식 계량과정을 도시한 상태도이고, 도 7은 액상염료 계량장치(10)를 이용하여 용량식과 중량식을 병행한 복합식 계량과정을 도시한 상태도이다.
먼저 본 발명의 장치를 설명하면, 입력펄스수와 모터의 회전각도가 비례하여 정확한 회전각도의 제어가 가능한 스테핑모터(stepping motor)(M) 하단에 승강안내레일(20)을 설치하고, 상기 승강안내레일(20) 상에 승강체(30)를 승강가능케 설치하되, 상기 승강체(30)는 도 16에서와 같이 승강안내레일(20) 내면에 위치하면서 스테핑모터(M)의 축봉과 연결된 스크류봉(32)의 회전에 의해 승강체(30)가 승강안내레일(20)을 따라 승강되게 한다.
상기 승강체(30)에는 다수개의 피스톤로드(40)를 결합구성하고, 상기 각 피스톤로드(40)는 승강체(30) 하단에 위치한 실린더, 즉 피펫(50)에 위치되게 하되, 도 17에서와 같이 피스톤로드(40) 하단에 구성된 피스톤(41)이 피펫(50) 내에 위치하면서 피펫(50) 내를 승강될 수 있게 구성하며, 상기 피스톤(41)에는 다수개의 오링(42)이 끼워져 있다.
상기 피펫(50) 하단에는 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 장치하되, 상기 3웨이 솔레노이드밸브(60)는 산업현장에서 유체나 기체의 흐름을 변환하고 제어하는 수단으로 널리 사용되는 통상의 3웨이 솔레노이드밸브를 사용한다.
상기 3웨이 솔레노이드밸브(60)에 흡입호스(70)와 배출호스(80)를 각각 설치하고, 각 흡입호스(70)는 각기 다른 색상의 액상염료(110)가 충전된 모액병(100)과 연결되게 하고, 각 배출호스(80)는 계량기(300) 상에 위치된 계량용기(200)와 연결되게 한다.
이때 스테핑모터(M)는 제어PC(400)와 연결된 모터컨트롤러(500)와 연결되게 하여 제어PC(400)에서 펄스(pulse)신호를 모터컨트롤러(500)로 전송하면, 전송된 펄스값을 기준으로 스테핑모터(M)를 동작시키고, 동시에 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 선택적으로 작동시키게 된다.
상기한 구성의 액상염료 계량장치(10)를 이용한 액상염료의 계량실시예(A염료 200cc, B염료 400CC, C염료 500cc)를 설명한다.
도 2는 본 발명 장치를 이용하여 용량식으로 액상염료를 계량하는 실시예이다.
즉 염색공장의 실험실에서 염색을 위한 액상염료 계량처방이 확정되면, 확정된 처방을 제어PC(400)에 직접입력 혹은 전송방식으로 계량값을 입력하고, 제어PC(400)에서 해당 염료가 연결된 모터컨트롤러(500)로 펄스신호를 전송하고, 상기 모터컨트롤러(500)에서 스테핑모터(M)로 신호값을 입력한다.
동시에 피펫(50) 하단에 설치된 3웨이 솔레노이드밸브(60)에서 모액병(100), 즉 흡입호스(70)와 연결된 밸브를 개방시키고, 배출호스(80)는 차단되게 하고, 상기한 상태에서 스테핑모터(M)를 작동시키면 스테핑모터(M)의 축봉과 연결된 스크류봉(32)이 회전하게 되고, 상기 스크류봉(32)이 회전하면 스크류봉(32)과 나사식으로 결합된 승강체(30)가 상승하게 되고, 승강체(30)의 상승에 의해 피펫(50) 내에 끼워진 피스톤로드(40) 및 피스톤(41)이 상승하게 되고, 피스톤(41)이 상승하게 되면 모액병(100)에 충진된 액상염료(110)가 흡입호스(70)를 통하여 도 4에서와 같이 일괄적으로 동시에 피펫(50) 내로 유입된다.
상기에서와 같이 피펫(50) 내에 모액병(100)에 충진된 액상염료(110)의 충진이 완료되면 계량기(300) 상에 계량용기(200)를 올려놓은 다음 액상염료(110)를 계량하게 된다.
이때 계량기(300)는 도 5에서와 같이 구동모터(310)에 구성된 피니언기어(320)가 회전하면 이와 치합된 랙기어(330)에 의해 턴테이블(340)이 회전하게 되고, 상기 턴테이블(340)이 회전하여 그 위에 안치된 계량용기(200) 중 원하는 계량용기(200)를 계량기(300) 상에 안치되게 하는 수단으로서 이는 통상적으로 실시되고 있는 것이다.
용량식인 경우 중량체크는 하지 않는다.
상기에서와 같이 계량기(300) 상에 계량용기(200)가 위치하게 되면 3웨이 솔레노이드밸브(60)와 연결된 배출호스(80)가 계량용기(200) 내에 위치되게 하고, 상기한 상태에서 계량하고자 하는 액상염료(110), 즉 A염료(A)와, B염료(B), C염료(C)가 충진된 모액병(100)과 흡입호스(70)를 통하여 연결된 3웨이 솔레노이드밸브(60)의 배출호스(80)는 개방되게 하고, 흡입호스(70)쪽은 차단되게 하며, 나머지 모액병(100)과 연결된 3웨이 솔레노이드밸브(60)는 배출호스(80)쪽은 차단되게 하고, 흡입호스(70)쪽은 개방되게 한다.
상기한 상태에서 제어PC(400)에 처방된 계량값만큼 모터컨트롤러(500)에서 펄스신호로 스테핑모터(M)를 1차구동시키게 되면 스테핑모터(M)가 회전하여 스크류봉(32)이 회전하게 되고, 따라서 스크류봉(32)과 결합된 승강체(30)가 일정거리 하강하게 되므로 피스톤로드(40) 및 피스톤(41)이 하강하여 피펫(50)에 흡입된 A염료(A)와, B염료(B), C염료(C)가 1차적으로 각 200cc씩 배출호스(80)를 통하여 1차계량되며, 나머지 피펫(50)에 채워진 액상염료는 흡입호스(70)를 통하여 모액병(100)으로 회수된다.
1차계량이 완료되면 A염료(A)가 채워진 모액병과 연결된 3웨이 솔레노이드밸브(60)의 배출호스(80)는 차단되고, 흡입호스(70)가 개방되고, 상기한 상태에서 스테핑모터(M)가 회전하여 다시 피펫(50)에 흡입된 B염료(B)와 C염료(C)가 2차적으로 200cc씩 배출호스(80)를 통하여 2차계량되며, 나머지 피펫(50)에 채워진 A염료(A)와 다른 액상염료는 흡입호스(70)를 통하여 모액병(100)으로 회수된다.
이때 계량용기(200)에는 A염료(A) 200cc와, B염료(B) 400cc, C염료(C) 400cc가 계량된다.
2차계량이 완료되면 다시 B염료(B)가 채워진 모액병(100)과 연결된 3웨이 솔레노이드밸브(60)의 배출호스(80)는 차단되고, 흡입호스(70)가 개방되고, 상기한 상태에서 스테핑모터(M)가 회전하여 다시 피펫(50)에 흡입된 C염료(C)가 3차적으로 100cc 배출호스(80)를 통하여 3차계량되며, 나머지 피펫(50)에 채워진 A염료(A)와 B염료(B) 및 다른 액상염료는 흡입호스(70)를 통하여 모액병(100)로 회수된다.
따라서 계량용기(200)에는 3차계량을 통하여 A염료(A) 200cc와, B염료(B) 400cc, C염료(C) 500cc의 계량이 완료된다.
상기에서와 같이 하여 A, B, C염료의 계량이 완료되는 3웨이 솔레노이드밸브(60)에 구성된 모든 배출호스(80)는 차단되고, 흡입호스(70)만 개방되고, 상기한 상태에서 스테핑모터(M)가 회전하여 피펫(50)에 채워진 잔량의 액상염료가 모액병(100)으로 회수되게 한다.
상기에서와 같이 용량식 계량방식의 경우 이미 계산된 펄스값을 제어PC(400)에 입력한 다음 모터컨트롤러(500)에 의해 스테핑모터(M)가 회전되게 하되, 한 처방에 있는 여러가지 염료를 한번에 정확하게 계량할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명 장치를 이용하여 용량식과 중량식을 병행한 복합식으로 액상염료를 계량하는 실시예로서, 주로 물보다 비중이 큰 고농도 날염용 액상염료의 계량에 적합한 방식이다.
상기 복합식 계량방식은 여러가지 염료를 한가지씩 별도로 계량하는 것으로서, 본 실시예에서는 A염료(A) 200g, B염료(B) 400g, C염료(C) 500g을 계량하는 경우를 설명한다.
즉 염색공장의 실험실에서 염색을 위한 액상염료 계량처방이 확정되면, 확정된 처방을 제어PC(400)에 직접입력 혹은 전송방법으로 계량값을 입력하고, 제어PC(400)에서 해당 염료가 연결된 모터컨트롤러(500)로 펄스신호를 전송하고, 상기 모터컨트롤러(500)에서 스테핑모터(M)로 신호값을 입력한다.
동시에 피펫(50) 하단에 설치된 3웨이 솔레노이드밸브(60)에서 모액병(100), 즉 흡입호스(70)와 연결된 밸브는 개방되게 하고, 배출호스(80)는 차단되게 하고, 상기한 상태에서 스테핑모터(M)를 작동시키면 스테핑모터(M)의 축봉과 연결된 스크류봉(32)이 회전하게 되고, 상기 스크류봉(32)이 회전하면 스크류봉(32)과 나사식으로 결합된 승강체(30)가 상승하게 되고, 상기 승강체(30)의 상승에 의해 피펫(50) 내에 끼워진 피스톤로드(40) 및 피스톤(41)이 상승하게 되고, 피스톤(41)이 상승하게 되면, 모액병(100)에 충진된 액상염료(110)가 흡입호스(70)를 통하여 도 9에서와 같이 일괄적으로 동시에 피펫(50) 내로 유입된다.
상기에서와 같이 피펫(50) 내에 모액병(100)에 충진된 액상염료(110)의 충진이 완료되면 계량기(300) 상에 계량용기(200)를 올려놓은 다음 액상염료(110)를 계량하게 된다.
이때 계량기(300)는 도 10에서와 같이 구동모터(310)에 구성된 피니언기어(320)가 회전하면 이와 치합된 랙기어(330)에 의해 턴테이블(340)이 회전하게 되고, 상기 턴테이블(340)이 회전하여 그 위에 안치된 계량용기(200) 중 원하는 계량용기(200)를 계량기(300) 상에 위치되게 하고, 상기한 상태에서 계량기(300)를 구성하는 저울이 상승하여 저울 상에 계량용기(200)가 안치되게 한다.
상기에서와 같이 계량기(300) 상에 계량용기(200)가 위치하게 되면, 3웨이 솔레노이드밸브(60)와 연결된 각 배출호스(80)가 계량용기(200) 내에 위치되게 하고, 상기한 상태에서 계량하고자 하는 액상염료(110), 즉 A염료(A)가 충진된 모액병(100)과 흡입호스(70)를 통하여 연결된 3웨이 솔레노이드밸브(60)의 배출호스(80)는 개방되게 하고, 흡입호스(70)쪽은 차단되게 하며, 나머지 모액병(100)과 연결된 모든 3웨이 솔레노이드밸브(60)는 배출호스(80)쪽은 차단되게 하고, 흡입호스(70)쪽은 개방되게 한다.
상기한 상태에서 제어PC(400)에 처방된 A염료(A)의 계량값, 즉 200g의 90%, 즉 180g만큼 모터컨트롤러(500)에서 펄스신호로 스테핑모터(M)를 1차구동시키게 되면 스테핑모터(M)가 회전하여 스크류봉(32)이 회전하게 되고, 따라서 스크류봉(32)과 결합된 승강체(30)가 일정거리 하강하게 되므로 피스톤로드(40) 및 피스톤(41)이 하강하여 피펫(50)에 흡입된 A염료(A)가 1차적으로 200g의 90%가 배출호스(80)를 통하여 계량되며, 나머지 피펫(50)에 채워진 액상염료는 흡입호스(70)를 통하여 모액병(100)으로 회수된다.
(이때 1차계량되는 목표치는 반드시 90%일 필요성은 없으며, 액상염료의 농도에 따라 조정될 수 있다.)
상기에서와 같이 계량하고자 하는 A염료(A)는 200g의 90%가 1차계량이 완료되면 계량기(300)에 구성된 저울값을 정확히 측정하고, 나머지 부족한 A염료(A)를 펄스값으로 재계산하여 2차정밀계량을 한다.
즉 모터컨트롤러(500)에서 스테핑모터(M)로 전송되는 펄스값과 계량되는 염료의 중량g을 1:1이라고 가정한다면 1펄스는 1g이 되나, 계량하고자 하는 A염료(A)의 비중이 물보다 크기 때문에 200g의 90%, 즉 180펄스값으로 스테핑모터(M)를 작동시키게 되더라도 배출호스(80)를 통하여 계량용기로 계량되는 A염료(A)는 200g이 되지 못한다.
상기 1차로 90%계량된 A염료(A)의 중량이 190g 계량되었다고 가정한다면 계산식은 다음과 같이 성립된다.
계산식 : 180펄스 : 190g = x펄스 : 10g
x = 9.47펄스
따라서 2차정밀계량에서는 스테핑모터(M)는 9.47펄스값만큼 구동시키면 배출호스(80)를 통하여 2차정밀계량되는 A염료의 량은 10g이 되므로 190g + 2차정밀계량 10g을 합하게 되면 정확히 200g의 A염료(A) 계량이 완료되는 것이다.
상기에서와 같이 계량하여 A염료(A) 200g의 계량이 완료되면 다시 B염료(B) 400g을 A염료(A) 계량방식과 동일하게 계량하게 된다.
즉 도 12에서와 같이 스티핑모터(M)를 작동시켜 모액병(100)에 충진된 A염료(A), B염료(B), C염료(C) 및 다른 모든 액상염료(110)를 피펫(50) 내로 흡입되게 한다.
상기한 상태에서 계량하고자 하는 액상염료(110), 즉 B염료(B)가 충진된 모액병(100)과 흡입호스(70)를 통하여 연결된 3웨이 솔레노이드밸브(60)의 배출호스(80)는 개방되게 하고, 흡입호스(70)쪽은 차단되게 하며, 나머지 모액병(100)과 연결된 모든 3웨이 솔레노이드밸브(60)는 배출호스(80) 차단, 흡입호스(70)가 개방되게 한다.
상기한 상태에서 제어PC(400)에 처방된 B염료(B) 계량값, 즉 400g의 90%, 즉 360g만큼 모터컨트롤러(500)에서 펄스신호로 스테핑모터(M)를 1차구동시키게 되면 승강체(30) 및 피스톤(41)이 하강하여 피펫(50)에 흡입된 B염료(B)가 1차적으로 400g의 90%, 즉 360g이 배출호스(80)를 통하여 계량되며, 나머지 피펫(50)에 액상염료는 흡입호스(70)를 통하여 모액병(100)으로 회수된다.
상기에서와 같이 계량하고자 하는 B염료(B) 400g의 90%가 1차계량되면 계량기(300)에 구성된 저울값을 정확히 측정하고, 나머지 부족한 B염료(B)를 펄스값으로 재계산하여 2차정밀계량한다.
상기 계량용기에 400g의 90%를 1차계량한 B염료(B)의 실제계량값이 380g이 계량되었다고 가정한다면 다음과 같은 계산식이 성립된다.
계산식 : 360펄스 : 380g = x펄스 : 20g
x = 18.95펄스
따라서 2차정밀계량에서는 스테핑모터(M)를 18.95펄스값만큼 구동시키면 배출호스(80)를 통하여 2차정밀계량되는 B염료의 량은 20g이 되므로 1차계량 380g + 2차정밀계량 20g을 합하게 되면 정확히 400g의 B염료(B) 계량이 완료된다.
상기에서와 같이 계량하여 A 및 B염료(A)(B)의 계량이 완료되면 다시 C염료(C) 500g을 A염료(A) 및 B염료(B) 계량방식과 동일하게 계량한다.
즉 도 14에서와 같이 스테핑모터(M)를 작동시켜 모액병(100)에 충진된 모든 염료를 피펫(50) 내로 흡입되게 한다.
상기한 상태에서 계량하고자 하는 액상염료(110), 즉 C염료(C)가 충진된 모액병(100)과 흡입호스(70)를 통하여 연결된 3웨이 솔레노이드밸브(60)의 배출호스(80)는 개방되게 하고, 흡입호스(70)쪽은 차단되게 하며, 나머지 모액병(100)과 연결된 모든 3웨이 솔레노이드밸브(60)는 배출호스(80) 차단, 흡입호스(70)가 개방되게 한다.
상기한 상태에서 제어PC(400)에 처방된 C염료(C) 계량값, 즉 500g의 90%, 즉 450g만큼 모터컨트롤러(500)에서 펄스신호로 스테핑모터(M)를 1차구동시키게 되면 승강체(30) 및 피스톤(41)이 하강하여 피펫(50)에 흡입된 C염료(C)가 1차적으로 500g의 90%, 즉 450g이 배출호스(80)를 통하여 계량되며, 나머지 피펫(50)에 액상염료는 흡입호스(70)를 통하여 모액병(100)으로 회수된다.
상기에서와 같이 계량하고자 하는 C염료(C) 500g의 90%가 1차계량되면 계량기(300)에 구성된 저울값을 정확히 측정하고, 나머지 부족한 C염료(C)를 펄스값으로 재계산하여 2차정밀계량한다.
상기 계량용기에 500g의 90%를 1차계량한 C염료(C)의 실제계량값이 485g이 계량되었다고 가정한다면 다음과 같은 계산식이 성립된다.
계산식 : 450펄스 : 485g = x펄스 : 15g
x = 13.9펄스
따라서 2차정밀계량에서는 스테핑모터(M)를 13.9펄스값만큼 구동시키면 배출호스(80)를 통하여 2차정밀계량되는 C염료의 량은 15g이 되므로 1차계량 485g + 2차정밀계량 15g을 합하게 되면 정확히 500g의 C염료(C) 계량이 완료된다.
상기에서와 같이 1차계량은 계산된 펄스값에 따라 목표치의 90%를 용량식으로 공급하고, 공급된 1차계량값을 저울로 정확히 측정한 다음 펄스값과 비례계산하여 나머지 1%를 재계산된 펄스값으로 2차정밀계량케 함으로서, 비중이 높은 날염용 액상염료의 경우에도 정확한 계량을 실시할 수 있게 된다.
이때 1차계량되는 액상염료의 계량목표치는 반드시 90%일 필요성은 없으며, 액상염료의 농도에 따라 1차계량 목표치는 조정될 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 스테핑모터(M)의 작동에 의해 승강체(30)가 승강안내레일(20)을 따라 승강되게 하고, 상기 승강체(30) 상에 피스톤(41)이 형성된 다수개의 피스톤로드(40)를 설치하고, 상기 피스톤(41)은 피펫(50)에 끼워지게 하여 승강체(30)의 승강에 따라 피스톤(41)이 피펫(50) 내에 승강되게 하고, 상기 피펫(50) 하단에는 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 장치하고, 상기 3웨이 솔레노이드밸브(60)에는 흡입호스(70)과 배출호스(80)를 연결하되, 흡입호스(70)는 액상염료(110)가 충진된 모액병(100)과 연결되게 하고, 배출호스(80)는 계량용기(200)와 연결되게 함으로서, 스테핑모터(M)를 구동시켜 승강체(30)가 상승되게 하면 피스톤로드(40) 및 피스톤(41)이 상승하면서 흡입호스(70)를 통하여 모액병(100)에 충진된 염액이 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 통하여 각 피펫(50) 내로 유입되고 염액의 유입이 완료되면 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 선택작동시켜 원하는 액상염료가 계량용기에 공급되게 하되, 염액의 상태에 따라 용량식으로만 계량되게 하거나 용량식과 중량식을 병행한 복합식으로 계량할 수 있게 함으로서, 액상염료의 농도에 관계없이 신속하고 정확한 염료계량이 이루어질 수 있게 되고, 그에 따른 최적의 염색 및 날염작업이 이루어질 수 있게 되는 것이다.
(M)--스테핑모터 (10)--액상염료 계량장치
(20)--승강안내레일 (30)--승강체
(32)--스크류봉 (40)--피스톤로드
(41)--피스톤 (42)--오링
(50)--피펫 (60)--3웨이 솔레노이드밸브
(70)--흡입호스 (80)--배출호스
(100)--모액병 (110)--액상염료
(200)--계량용기 (300)--계량기
(310)--구동모터 (320)--피니언기어
(330)--랙기어 (340)--턴테이블

Claims (6)

  1. 염색 및 날염공정에서 필요한 액상염료를 계량하기 위한 액상염료 계량장치를 구성함에 있어서, 승강안내레일(20) 직상부에 스테핑모터(M)를 설치하고, 상기 스테핑모터(M)의 축봉에 스크류봉(32)을 연결설치하여 승강안내레일(20) 내에 위치되게 하고, 상기 승강안내레일(20) 외면에는 스크류봉(32)과 나사식으로 결합된 승강체(30)를 승강가능케 설치하고, 상기 승강체(30)에는 피스톤(41)이 형성된 다수개의 피스톤로드(40)를 결합구성하되, 상기 각 피스톤(41)이 실린더형상의 피펫(50) 내에 위치되게 하고, 상기 피펫(50) 하단에는 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 설치하고, 상기 3웨이 솔레노이드밸브(60)에는 흡입호스(70)와 배출호스(80)를 각각 설치하고, 상기 흡입호스(70)는 액상염료(110)가 충진된 모액병(100)과 연결되게 하고, 배출호스(80)는 계량용기(200)와 연결되게 구성함을 특징으로 하는 액상염료 계량장치.
  2. 제1항에 있어서, 3웨이 솔레노이드밸브(60)에 구성된 흡입호스(70)는 각기 다른 색상의 액상염료(110)가 충진된 모액병(100)과 각각 독립적으로 연결구성되게 하고, 각 배출호스(80)는 단일 계량용기(200)와 연결되게 구성함을 특징으로 하는 액상염료 계량장치.
  3. 제1항에 있어서, 스테핑모터(M)의 작동은 제어PC(400)를 통하여 펄스값이 모터컨트롤러(500)로 전송되고, 모터컨트롤러(500)로 전송된 펄스값을 스테핑모터(M)로 입력되게 하고, 상기 스테핑모터(M)로 입력된 펄스값만큼 스테핑모터(M)가 회전하여 승강안내레일(20)에 승강가능케 결합된 승강체(30)가 승강되게 하고, 상기 승강체(30)의 승강에 의해 모액병(100) 내에 충진된 액상염료(110)가 흡입호스(70)를 통하여 피펫(50) 내로 충진되게 한 다음, 계량하고자 하는 액상염료(110)가 배출호스(80)를 통하여 계량용기(200)로 공급, 계량될 수 있게 구성함을 특징으로 하는 액상염료 계량장치.
  4. 염색 및 날염공정에서 필요한 액상염료를 계량함에 있어서, 승강안내레일(20) 직상부에 스테핑모터(M)를 설치하고, 상기 스테핑모터(M)의 축봉에 스크류봉(32)을 연결설치하여, 승강안내레일(20) 내에 위치되게 하고, 상기 승강안내레일(20) 외면에는 스크류봉(32)과 나사식으로 결합된 승강체(30)를 승강가능케 설치하고, 상기 승강체(30)에는 피스톤(41)이 형성된 다수개의 피스톤로드(40)를 결합구성하되, 상기 각 피스톤(41)이 실린더형상의 피펫(50) 내에 위치되게 하고, 상기 피펫(50) 하단에는 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 설치하고, 상기 3웨이 솔레노이드밸브(60)에는 흡입호스(70)와 배출호스(80)를 각각 설치하고, 상기 각 흡입호스(70)는 액상염료(110)가 충진된 모액병(100)과 연결되게 하고, 배출호스(80)는 계량용기(200)와 연결되게 하여 액상염료 계량장치(10)를 구성하고, 상기 액상염료 계량장치(10)를 이용하여 액상염료를 계량하되, 액상염료계량을 위한 스테핑모터(M)의 작동은, 염료계량처방이 입력된 제어PC(400)를 통하여 펄스값이 모터컨트롤러(500)로 전송되고, 모터컨트롤러(500)로 전송된 펄스값을 스테핑모터(M)로 입력되게 하고, 상기 스테핑모터(M)로 입력된 펄스값만큼 스테핑모터(M)가 작동하여 승강안내레일(20)에 승강가능케 결합된 승강체(30)가 승강되게 하고, 상기 승강체(30)의 승강에 의해 모액병(100) 내에 충진된 액상염료(110)가 흡입호스(70) 및 3웨이 솔레노이드밸브(60)를 통하여 피펫(50) 내로 충진되게 하고, 상기한 상태에서 계량하고자 하는 액상염료(110)의 모액병(100)과 연결된 3웨이 솔레노이드밸브(60)의 흡입호스(70)는 차단되게 하고, 배출호스(80)는 개방되게 하고, 동시에 계량하지 않는 액상염료(110)의 모액병(100)과 연결된 3웨이 솔레노이드밸브(60)의 흡입호스(70)는 개방되게 하고, 배출호스(80)는 차단되게 한 다음, 스테핑모터(M)를 작동시켜 계량하고자 하는 액상염료(110)는 배출호스(80)를 통하여 계량용기(200)로 공급되게 하고, 계량하지 않는 액상염료(110)는 흡입호스(70)를 통하여 모액병(100)으로 회수되게 함을 특징으로 하는 액상염료 계량장치를 이용한 액상염료의 계량방법.
  5. 제4항에 있어서, 계량용기(200)를 계량기(300)의 저울 상에 안치하여 스테핑모터(M)의 작동에 의해 계량된 액상염료의 중량이 확인될 수 있게 하되, 피펫(50) 내에 유입된 액상염료의 계량이 1차계량과 2차정밀계량방식으로 2단계로 구분하여 액상염료가 계량되게 구성함을 특징으로 하는 액상염료 계량장치를 이용한 액상염료의 계량방법.
  6. 제5항에 있어서, 액상염료의 1차계량단계에서 펄스값을 스테핑모터(M)에 반영하여 계량목표치의 90%에 해당하는 액상염료를 계량용기(200)에 공급한 다음 계량기(300)의 저울로 무게를 측정하여 계량목표치에서 부족한 액상염료량을 계산하고, 상기에서 반영된 펄스값과 실제 계량된 무게를 비율로 계산하여 부족한 액상염료계량을 위한 펄스값을 구하고, 상기 펄스값을 스테핑모터(M)에 적용하여 부족한 액상염료가 2차정밀계량될 수 있게 구성함을 특징으로 하는 액상염료 계량장치를 이용한 액상염료의 계량방법.
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