KR101254614B1 - 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기에 관한 것으로 마이크로웨이브를 이용하여 권취된 원단 내측부분까지 골고루 숙성되도록 하기 위하여, 외주연 표면에 미세철망이 권취되고 상기 미세철망의 표면에 원단이 권취되는 드럼의 회전축인 드럼축의 양측편이 각각 회전 가능하게 걸림되는 하부체와, 하부체의 일측 상부에 힌지가 설치되어 힌지를 중심으로 회전되고 타측에 개폐부가 형성되는 상부체로 된 가공용기와, 상기 가공용기의 외측에 구비되며 상기 드럼축에 연결되어 드럼축을 회전시키는 구동모터와, 상기 가공용기의 측벽에 내부와 연통되게 구비되어 가공용기의 내부에 마이크로웨이브를 주입하는 마이크로웨이브발생기와, 상기 가공용기의 내부에 구비되어 가공용기의 내부에서 발생되는 마이크로웨이브를 흡수 처리하는 마이크로웨이브흡수수단과, 상기 구동모터, 마이크로웨이브발생기 및 마이크로웨이브흡수수단을 제어하는 컨트롤러로 이루어진다.

Description

마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기{Refining device for textile used microwave}

본 발명은 주로 염색공정이나 정련공정에 사용되는 원단 숙성기에 관한 것으로서, 특히 마이크로웨이브를 이용하여 권취된 원단 내측부분까지 골고루 숙성되도록 하는 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기에 관한 것이다.

일반적으로 면교직물의 원단은 제직을 위한 준비과정이나 제직과정에서 호료나 기계기름 및 각종 이물질 등이 오염될 뿐 아니라, 작업장의 여건이나 조건에 따라 원단의 밀도가 균일하지 못하게 되는 폐단이 있다. 이에 원단에 오염된 각종 이물질의 제거와 밀도의 교정 및 양질의 원단을 얻기 위해 원단을 숙성하게 된다.

종래의 원단의 숙성장치는 국내특허출원 제10-2002-0003579호에서와 같이 권취롤러, 이동체인, 구동스프라켓 등으로 단순 구동되거나, 국내등록실용신안 제20-0326292호에서와 같이 에어실린더, 샤프트, 회전 플레이트 등으로 단순 구동되면서, 가열수단으로서 주로 스팀히터 등을 사용하는 구조이다. 하지만 이러한 상기 원단 숙정장치는 숙성작업이 완료되더라도 원단이 롤 상태로 권취된 권취롤러의 설치 위치에 따라 온도조건이 상이하여 동일한 작업장 내에 위치하는 권취롤러인 경우에도 균일한 숙성이 이루어지지 못하게 되므로 고른 숙성을 기대하기 어려운 문제점이 있었다.

이뿐만 아니라 원단을 숙성하기 위해 가성소다를 사용하는데 이때 가성소다로 인해 정련공정 과정에서 올리고머가 발생된다.

상기 올리고머(oligomer)는 분자량이 작은 중합체로서, 고농도 폐수를 발생시켜 오염의 원인이 되며, 이를 제거하기 위해 별도의 열수제 및 기타 에너지를 필요로 하게 되므로 작업공정이 복잡하게 되면서 처리비용 또한 많이 들게 된다.

국내특허출원 제10-2002-0003579호 국내등록실용신안 제20-0326292호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 마이크로웨이브를 이용하여 권취된 원단 내측부분까지 골고루 숙성되도록 하고 올리고머의 발생을 억제하도록 하는 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 외주연 표면에 미세철망이 권취되고 상기 미세철망의 표면에 원단이 권취되는 드럼의 회전축인 드럼축의 양측편이 각각 회전 가능하게 걸림되는 하부체와, 하부체의 일측 상부에 힌지가 설치되어 힌지를 중심으로 회전되고 타측에 개폐부가 형성되는 상부체로 된 가공용기와, 상기 가공용기의 외측에 구비되며 상기 드럼축에 연결되어 드럼축을 회전시키는 구동모터와, 상기 가공용기의 측벽에 내부와 연통되게 구비되어 가공용기의 내부에 마이크로웨이브를 주입하는 마이크로웨이브발생기와, 상기 가공용기의 내부에 구비되어 가공용기의 내부에서 발생되는 마이크로웨이브를 흡수 처리하는 마이크로웨이브흡수수단과, 상기 구동모터, 마이크로웨이브발생기 및 마이크로웨이브흡수수단을 제어하는 컨트롤러로 이루어짐을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기를 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기는 원단숙성을 하는 가열수단으로 마이크로웨이브를 사용함으로써 권취된 원단의 외측에서부터 내측부분까지 골고루 일정하게 숙성이 이루어지도록 하여 숙성효율을 높이면서 온도 및 숙성효율의 제어가 용이하고 간단한 장치로 구현할 수 있는 이점이 있다.

또한 가성소다를 최소화하여 소다회 등 다른 약재를 혼합사용함으로써 유해물질인 올리고머의 발생을 억제시켜 오염을 방지하고 폐수처리 비용 등을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기의 측면도,
도 2는 본 발명에 의한 정단면도,
도 3은 본 발명에 의한 배면도,
도 4는 본 발명에 의한 드럼과 원단 사이에 미세철망이 권취된 상태도,
도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 다른 실시예의 도면들이다.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 7을 함께 참조하여 보면 본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기는 원단(11)이 숙성되는 가공용기(10)와, 원단(11)이 권취된 드럼(16) 및 드럼축(13)을 회전시키는 구동모터(20)와, 가공용기(10)의 내부에 마이크로웨이브를 주입하는 마이크로웨이브발생기(30)와, 마이크로웨이브발생기(30)에 의해 가공용기(10)의 내부에 발생되는 마이크로웨이브를 흡수 처리하는 마이로웨이브흡수기(40)와, 상기 구동모터(20), 마이크로웨이브발생기(30) 및 마이크로웨이브흡수수단(40)을 제어하는 컨트롤러(60)로 이루어진다.

본 발명에 의한 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기는 주로 원단의 염색공정이나 정련공정 등에 사용되는 것으로서, 상기 가공용기(10)는 도 1 및 도 2에서와 같이 상부체(10a)와 하부체(10b)로 나뉘어 형성되어 하부체(10b)는 지면에 고정되고 상부체(10a)는 일측에 설치되는 힌지(14)에 의해 회전되고, 양측부에 각각 설치되는 한쌍의 피스톤실린더(95)에 의해 개폐되도록 구성된다.

가공용기(10)는 권취되는 원단(11)의 형상에 맞게 원통형으로 형성되도록 함이 바람직하고, 상부체(10a)와 하부체(10b)의 폐쇄시 밀폐되도록 구성한다.

상기 하부체(10b)는 외주연에 원단(11)이 권취된 드럼(16)을 회전시키는 회전축인 드럼축(13)의 양측편이 각각 회전 가능하게 걸림되도록 반원 형상으로 형성된 측부의 중심상부에 반원 형상의 걸림홈(92)을 형성하고, 그 걸림홈(92)에 드럼축(13)이 이격 위치되도록 한다.

또한 하부체(10b)의 하부에 지면고정대(17)를 설치하여 지면에 안착 고정되도록 한다.

상기 상부체(10a)는 하부체(10a)와 대칭되게 형성되도록 하여 측부의 중심하부의 반원 형상의 걸림홈(91)에 드럼축(13)이 이격 위치되도록 한다.

이때 상부체(10a) 및 하부체(10b)의 양측 외측으로 드럼축(13)이 돌출되며, 그 돌출된 드럼축(13) 상에 각각 베어링(73)을 고정 구비하여 회전이 원활하게 이루어지도록 한다.

상기 베어링(73)은 상부체(10a) 및 하부체(10b)의 양측 외측면에 고정될 수 있으며, 상부체(10a) 및 하부체(10b)의 양측 외측면에 이격되어 별도의 고정수단에 의해 고정되게 구성될 수 있고, 또한 상기 베어링(73)은 걸림홈(91, 92)에 설치될 수도 있다.

상기 드럼(16)의 표면에 숙성을 요하는 원단(11)을 권취하게 되는데, 이때 가공용기(10)내에 주입되는 마이크로웨이브의 스파크 발생 방지 및 감전 방지를 위해 드럼(16)과 원단(11) 사이인 드럼(16)의 표면에 미세철망(12)을 밀착시켜 권취 고정하고, 그 미세철망(12)의 상부에 원단(11)이 권취되도록 하고, 권취된 원단(11)의 표면에는 원단(11)의 건조방지를 위해 비닐(미도시됨)을 적어도 1회 이상 권취한다.

상기 미세철망(12)은 마이크로웨이브의 스파크 발생 및 감전을 방지함으로써 원단숙성 효율을 높이고 안전을 위해 구비되는 것이다. 이때 미세철망(12)의 지름은 0.1∼0.2㎜ 가 되도록 하고, 그 사이간격이 0.5∼1.3㎜가 되도록 구성함이 바람직하다. 미세철망(12)의 지름이 0.1㎜ 이하이면 철망이 얇아서 끊어질 염려가 생기고, 지름이 0.2㎜ 이상이면 굵기 때문에 마이크로웨이브의 원단숙성효율을 떨어뜨릴 수 있게 된다. 또한 그 사이간격이 0.5㎜ 이하이면 너무 촘촘하기 때문에 스파크 발생 및 감전을 방지 효과를 기대하기 어려우며, 사이간격이 1.3㎜ 이상이면 넓은 간격으로 인해 원단숙성효율을 떨어뜨리는 문제점이 발생된다.

또한 상부체(10a)와 하부체(10b)로 구성되는 가공용기(10)의 내면 전체에도 미세철망(43)을 밀착 구비한다. 미세철망(43)은 상술된 드럼(16)의 표면에 권취되는 미세철망(12)과 목적과 더불어 마이크로웨이브의 외부방전 및 흡수를 위해 설치되는 것이며, 철망의 지름 및 사이간격은 동일하게 구성된다.

상기 드럼축(13)의 일측에는 도 2에서와 같이 드럼축(13)을 회전시키는 구동모터(20)가 연결 구비된다.

상기 가공용기(10)의 측벽에는 가공용기(10)의 내부에 마이크로웨이브를 주입하는 마이크로웨이브발생기(30)를 구비한다. 마이크로웨이브발생기(30)는 가공용기(10) 내부로의 가열수단으로 설치되고, 도 1 및 도 3에서와 같이 특히 하부체(10b)의 측벽에 설치되며, 통공(31)을 통해 하부체(10b)의 내부와 연통되게 설치한다.

상기 마이크로웨이브발생기(30)에서 발생되는 마이크로웨이브를 이용한 숙성은 그 특징 중 하나인 유전가열적 특성을 이용하여 순간적으로 마이크로웨이브가 피건조물인 원단내에 침투하여 가열시킴으로 인하여 고속가열이 가능하고, 피건조물인 원단 스스로가 발열됨으로 인하여 공기나 가공용기를 데워주는 등의 화석에너지의 사용이 필요가 없어 에너지 절약에 상당히 큰 장점을 지니고 있고, 또한 마이크로웨이브의 출력을 조절함으로써 피건조물인 원단의 숙성효율을 제어할 수 있음으로 인하여 온도제어가 용이하여 기존의 건조 장비에 비하여 장치가 간단하면서도 효율적이다.

또한 마이크로웨이브를 사용함으로써 가성소다의 사용을 최소화할 수 있으므로 유해물질인 올리고머의 발생을 억제시킬 수 있게 된다.

통상 원단(11)은 종류에 따라 40∼70℃에서 수축이 발생되기 때문에 상기 마이크로웨이브발생기(30)에 의해 데워지는 가공용기(10)의 내부온도는 상기 수축온도에 따라 적절하게 제어되어야 하는 것이 바람직하다.

상기한 설정온도의 감지 및 제어를 위해 가공용기(10), 특히 하부체(10b)의 측벽에 통공(51)을 통해 내부와 연통되도록 온도계(50)를 설치한다. 상기 온도계(50)는 마이크로웨이브의 특성을 고려하여 고온물체의 방사에너지 방출량을 측정하여 온도를 측정하는 방사온도계를 사용함이 바람직하다. 이때 온도계(50)는 가공용기(10) 내부의 온도를 측정하기 위해 설치되며, 온도계(50)는 컨트롤러(60)에 연결된다.

그리고, 상기 마이크로웨이브발생기(30)에 의해 가공용기(10)의 내부에 발생되는 마이크로웨이브의 외부방전 및 흡수를 위해 마이크로웨이브흡수수단(40)을 설치한다.

상기 마이크로웨이브흡수수단(40)은 상술된 가공용기(10)의 내면 전체에 밀착 구비되는 미세철망(43)으로 실현되거나, 또는 가공용기(10), 특히 하부체(10b)의 측벽에 통공(41)을 통해 내부와 연통되도록 설치되는 마이크로웨이브흡수기(42)에 의해 실현된다.

상기한 마이크로웨이브발생기(30)와 마이크로웨이브흡수수단(40)은 각각 적어도 하나 이상으로 설치된다.

상기 마이크로웨이브발생기(30), 마이크로웨이브흡수수단(40), 온도계(50) 및 구동모터(20)의 제어를 위해 컨트롤러(60)를 설치한다. 컨트롤러(60)는 가공용기(10)의 측벽에 설치되어도 되고 별도의 공간에 연결 설치되어도 된다.

한편 가공용기(10)의 개폐측에 형성되는 개폐부(15)는 도 5에서와 같이 가공용기(10)의 상부체(10a) 단부측에 하향 브라켓(72)을 구비하여 하측으로 개방된 삽입홈부(71)가 형성되게 하고, 상기 삽입홈부(71) 내에 가공용기(10)의 하부체(10b) 단부측이 삽입되게 하여 직진성을 갖는 마이크로웨이브의 외부 이탈을 방지하도록 할 수 있다. 물론 가공용기(10)의 내부에 밀착 구성된 미세철망(43)으로 인해 그 목적을 달성할 수 있지만 이중방지토록 하여 원단(11)의 숙성효율을 극대화시키도록 하기 위함이다.

또한 숙성가공의 동작 제어를 위해 개폐부(15)는 도 6에서와 같이 가공용기(10)의 하부체(10b) 단부측에 상향 브라켓(76)을 구비하여 상측으로 개방된 삽입홈부(78)가 형성되게 하고, 상기 삽입홈부(78)의 바닥부에 컨트롤러(60)에 연결된 감지센서(77)를 고정 구비하며, 상기 가공용기(10)의 상부체(10a) 단부측에 안전핀(75)을 구비하여, 상부체(10a)의 폐쇄시 안전핀(75)이 컨트롤러(60)에 연결된 감지센서(77)에 접촉되면 비로소 작동이 이루어지도록 할 수 있다. 이는 가공용기(10)의 완전 폐쇄가 이루어지기 전에 컨트롤러(60)에 의해 작동되는 것을 방지하기 위함이다.

이때 안전핀(75)은 상부체(10a) 상에 고정되어도 되나, 길이를 갖는 끈(미도시됨)에 연결되어 작업자가 선택적으로 사용할 수 있도록 할 수도 있다.

그리고 한편 가공용기(10)의 내측면에서 마이크로웨이브의 스파크 발생 및 감전을 방지하기 위하여, 드럼축(13)이 회전되는 상부체(10a)의 양측단부에 각각 하향 개방된 요홈구(83)를 구비하고, 마주하는 하부체(10b)의 양측단부에 각각 상향 개방된 요홈구(84)를 구비하며, 상기 요홈구(83, 84)에 삽입되는 금속판(81)을 드럼축(13) 상에 구비하여 상기 금속판(81)에 의해 그 목적을 달성하도록 구성한다.

10 : 가공용기 11 : 원단
12, 43 : 미세철망 13: 드럼축
14 : 힌지 15 : 개폐부
16 : 드럼 17 : 지면고정대
20 : 구동모터 30 : 마이크로웨이브발생기
40 : 마이크로웨이브흡수수단 50 : 온도계
60 : 컨트롤러 71 : 삽입홈부
73 : 베어링

Claims (7)

1. 외주연 표면에 미세철망(12)이 권취되고 상기 미세철망(12)의 표면에 원단(11)이 권취되는 드럼(16)의 회전축인 드럼축(13)의 양측편이 각각 회전 가능하게 걸림되는 하부체(10b)와, 하부체(10b)의 일측 상부에 힌지(14)가 설치되어 힌지(14)를 중심으로 회전되고 타측에 개폐부(15)가 형성되는 상부체(10a)로 된 가공용기(10);
   상기 가공용기(10)의 외측에 구비되며, 상기 드럼축(13)에 연결되어 드럼축(13)을 회전시키는 구동모터(20);
   상기 가공용기(10)의 측벽에 내부와 연통되게 구비되어 가공용기(10)의 내부에 마이크로웨이브를 주입하는 마이크로웨이브발생기(30);
   상기 가공용기(10) 상에 구비되어 가공용기(10)의 내부에서 발생되는 마이크로웨이브를 흡수 처리하는 마이크로웨이브흡수수단(40);
   상기 구동모터(20), 마이크로웨이브발생기(30) 및 마이크로웨이브흡수수단(40)을 제어하는 컨트롤러(60)로 이루어짐을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 마이크로웨이브흡수수단(40)은 가공용기(10)의 내면에 미세철망(43)이 밀착 구성되거나, 가공용기(10)의 측벽에 통공(41)을 통해 내부와 연통되도록 설치되는 마이크로웨이브흡수기(42)로 구성되어 이루어짐을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 개폐부(15)는 가공용기(10)의 상부체(10a) 단부측에 하향 브라켓(72)을 구비하여 하측으로 개방된 삽입홈부(71)가 형성되게 하고, 상기 삽입홈부(71) 내에 가공용기(10)의 하부체(10b) 단부측이 삽입되게 하여 마이크로웨이브의 외부 이탈을 방지하도록 구성함을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 개폐부(15)는 가공용기(10)의 하부체(10b) 단부측에 상향 브라켓(76)을 구비하여 상측으로 개방된 삽입홈부(78)가 형성되게 하고, 상기 삽입홈부(78)의 바닥부에 컨트롤러(60)에 연결된 감지센서(77)를 고정 구비하며, 상기 가공용기(10)의 상부체(10a) 단부측에 안전핀(75)을 구비하여, 상부체(10a)의 폐쇄시 안전핀(75)이 컨트롤러(60)에 연결된 감지센서(77)에 접촉되게 구성함을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 드럼축(13)이 회전되는 상부체(10a)의 양측단부에 각각 하향 개방된 요홈구(83)가 구비되고, 마주하는 하부체(10b)의 양측단부에 각각 상향 개방된 요홈구(84)가 구비되며, 상기 요홈구(83, 84)에 삽입되는 금속판(81)이 드럼축(13) 상에 구비되어 구성됨을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 가공용기(10)의 측벽에 내부와 연통되게 구비되어 가공용기(10)의 내부 온도를 측정하는 온도계(50)가 더 구비됨을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 원단 숙성기.

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