KR101318080B1 - 인디고 염색을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

경사 체인(3) 또는 직물을 연속적으로 인디고 염색하기 위한 장치(100) 및 방법은 염욕을 수용하기에 적합한 밀봉된 제 1 격실(1)과 직물 또는 경사 체인(3)의 밀봉된 응고/탈수의 제2 격실(2)이 장착된다. 제1 및 제2 격실(1, 2)은 불활성 환경을 포함하고, 서로 기능적이고 밀봉적으로 연결되며, 동일한 격실 내에 질소 및/또는 탈산소 공기를 주입하기 위한 수단이 제공되고, 응고/탈수 격실(2) 내에는 직물 또는 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하고 및/또는 탈수하기 위한 하나 이상의 수단(5)이 제공된다.

Description

인디고 염색을 위한 장치 및 방법{DEVICE AND PROCESS FOR INDIGO DYEING}

본 발명은 날실 체인 및/또는 직물을 인디고를 이용하여 연속적으로 염색하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특정의 색상 인디고의 특징들 중 한 특징은 면실로 도포하기 위해 필요한 특정의 염색 방법이다.

이는 실질적으로 식물성 염료의 시대로부터 현재까지 100년에 걸쳐 합성으로부터 가변되지 않았다.

도포를 위해 사실상 셀룰로오스 섬유에 대해 감소된 친화도와 상대적으로 작은 분자(molecule)를 가지는 이러한 염료는 알칼리 용액 내에서 감소될뿐만 아니라 공기중 산화에 따른 스퀴징과 다양한 함침(impregnation)이 요구되며, 실질적으로, 중간 또는 어두운 색상의 색조는 실에 제 1 염색 공정(함침, 스퀴징, 산화)을 수행하고 바로 뒤 몇몇의 재염색 공정에 의해 얻어지며, 이러한 공정의 개수는 요구되는 색상의 솔리디티(solidity)와 명암의 어두움(darkness)에 의존된다.

인디고에 대해 가장 널리 이용되는 염색 기술은 다단계 플랜트 상에서 면사의 연속적인 염색 기술이다.

각각의 단계는 루코(leuco)를 산화시키고 파랗게 착색하고 그 뒤 불용성으로 형성하기 위해 공기 중의 통로에 의해 스퀴징한 뒤 상대적으로 낮은 온도에서 실을 루코 용액에 함침하는 단계를 포함한다.

섬유로 도포된 인디고는 이미 실에 흡수된 염료의 일부분이 감소되는 것을 방지하고 역으로 색상의 색조(colour shade)의 보력(intensification)을 회복시키기 위해 건조된 실이 재차 루코에 함침되기 전 불용성 형태로 형성되어야 한다.

이는 염색 플랜트의 건설 날짜의 중요성을 설명하는데, 이러한 기능적 매개변수는 염료의 특정 특성을 고려해야한다.

데님 직물(denim fabric)을 위한 날실 체인의 연속적인 염색방법은 분당 20 내지 40 미터로 가변되는 속도로 2가지의 시스템, 즉 코드 시스템(cord system)과 플랫 시스템(flat system)에 따라 수행된다.

20세기 1920년대에 고안되어 변화되지 않은 채 유지되어 온 실 염색 시스템에서는, 대략 300/400 날실이 코드를 만들기 위해 결합되어 공 형태로 감겨지고, 12/36개 공은 염색 기계장치의 입구에 위치되어 상대적인 실이 염색 탱크를 동시에 통과될 수 있으며, 그 뒤 이 실들은 대형 포트에서 건조되고 층화된다.

그 뒤 코드(cord)들은 풀려지고 비밍되고(beam), 날실 체인을 형성하기 위한 양의 빔이 사이징 장치(sizing machine)로 이동되어 제직 빔(weaving beam)이 형성되고, 전반적으로 이는 불연속 시스템이다.

한편, 1970년대에 제조된 플랫 시스템은 건조 단계와 사이징의 단계를 동시에 수행하는 연속 시스템이다.

대략 250/400의 날실은 실의 비율(warp fraction)을 형성하도록 비밍되고, 10/16의 상기 빔들은 염색 탱크를 통해 직접적으로 사이징 장치로 이동되는 전체적인 날실 체인을 형성하기 위해 염색 장치의 유입부에 배열되며, 실질적으로 분수의 빔(fractional beams)이 제공되어 개시 시 연속적으로 염색 및 사이징 이후 직조 빔(weaving beam)이 얻어진다.

비록 상기 기술된 2개의 시스템이 실질적으로 상이하지만 인디고를 이용한 염색 단계에서 상기 2개의 시스템은 환원 시 염료로 실의 함침, 초과 젖음(wetting)을 제거하기 위한 스퀴징 및 건조된 실을 공기 중으로 노출시킴으로써 염료를 산화시키는 단계를 수차례 반복하는 동일한 염색 방법을 이용한다.

인디고 염료의 특정 염색 방법은 염료를 실에 스며들게 하고 실의 피질 층(cortical layer)에 균등히 분포시키며, 완벽한 스퀴징 이후 완전히 산화되고 후속 탱크로 유입되기 전 색상 색조를 회복시키고, 즉 증가시키기 위해 함침 및 산화 횟수에 대한 특정의 기본적인 매개변수의 상당한 중요성을 나타낸다.

불행하게도, 인디고를 이용한 염색 방법은 상기 매개변수에 의해 영향을 받을 뿐만 아니라 각각의 단일 플랜트의 다양한 물리화학적 상황에 관한 그 외의 다른 요인에 영향을 받으며, 뿐만 아니라 공기의 온도와 상대 습도, 바람 상태, 높이, 등등과 같은 상기 플랜트가 장착되는 환경적 상태에 영향을 받는다.

게다가, 탱크의 개수, 탱크의 용량과 침적되는 미터, 스퀴징 압력, 픽-업, 염욕의 순환 타입과 속도, 인디고의 자동 도징 시스템, 소듐 하이드로설파이트 및 가성 소다, 등등과 같은 다양한 염색 상태 및 온도, 농도, pH, Redox 포텐셜과 같 은 염욕의 다양한 상태는 상대적으로 크거나 작은 염료 인텐시티(dye intensity), 솔리디티, 피질성(corticality)과 같은 염색 결과에 영향을 미칠 뿐만 아니라 세척 및 처리 이후 형성되는 의류의 최종 외관을 결정하는데 상당한 기여를 한다.

그 외의 다른 염료 그룹과는 달리, 면에 대한 친화도는 온도가 증가됨에 따라 증가되고, 염색의 상대적으로 큰 피질성(corticality)으로 인해 인디고에 대한 친화도와 색상 인텐시티(colour intensity)는 온도가 감소됨에 따라 증가된다.

보다 상세히, 일반적으로 인디고를 이용한 연속 염색을 위한 장치는 2 내지 4개의 사전처리 탱크, 6 내지 10개의 염색 탱크 및 2 내지 4개의 최종 세척 탱크로 구성되며, 이들 모두는 초과 젖음(excess wetness)을 제거하기 위해 스퀴징 그룹이 장착되며, 상기 염색 탱크는 공기 중에서 산화를 위한 실린더의 그룹이 장착된다.

이러한 염색 탱크는 개방 타입이며, 코드 시스템 내에 실의 대략 8 내지 11 미터의 함량과 대략 3000/3500 리터의 염욕 용량을 가지며, 반면 용량은 플랫 시스템에서 실의 대략 4 내지 6 미터의 함량에 따라 800 내지 1500 리터 범위에서 가변되고, 이러한 염욕의 포용량은 순환 시 대략 30.000 리터와 15.000리터에 각각 도달될 수 있는 전체 염욕 체적을 결정한다.

각각의 탱크 내에 수용된 염욕은 탱크 내의 농도 균일성(concentration homogeneity)을 보장하기 위해 연속적으로 순환되고, 이러한 순환은 바람직하지 못한 난류(turbulence)을 방지하기 위해 높은 유동 속도와 낮은 횡행(prevalence)에 따라 원심 펌프를 포함한 공지된 다양한 파이핑 시스템에 의해 수행된다.

불행하게도, 상기의 사전조치에도 불구하고, 염욕의 이러한 움직임에 따라 탱크가 개방 시 공기와 접촉하는 염욕의 표면이 연속적으로 바꿔지고, 이의 내부에 수용된 환원제, 즉 소듐 하이드로설파이트와 가성 소다의 저하(impoverishment)에 따라 산화가 야기된다.

염색 사이클의 일체 부분인 다양한 산화 단계가 제공되며, 상기 산화 단계는 한 탱크로부터 6 내지 10개의 염색 탱크의 그 외의 다른 탱크로 루코가 스며든 대략 30 내지 40 미터의 공기로 노출되는 단계를 포함하고, 이에 따라 수백 미터는 실에 자체적으로 스며드는 염록의 동일한 요소를 저하시키기 위해 상기 언급된 것보다 상당히 큰 정도에 기여한다.

이에 따라 일정하고 반복가능한 결과를 보장하고, 최적의 염색 결과를 위해 최적의 화학적 상태 하에서 일정하게 유지시키기 위하여 상기 언급된 산화에 의해 파괴된 소듐 하이드로설파이트와 가성 소다를 포함한 염욕과 재구성되며, 이러한 일정한 상태는 상당히 경제적인 것을 의미하고, 이에 따라 염색이 문제점에 따른 염욕의 염도가 증가되고, 최종 세척수가 상당히 오염된다.

염료는 요구되는 색상 색조를 얻기 위한 필요 량만큼 농축된 루코의 상태 하에서 염욕으로 연속적으로 그리고 일정하게 첨가되어야 한다.

다양한 시스템이 투약 펌프(dosage pump), 중량(weighing), 체적, 매스 시스템, 등등과 같이 인디고 염료, 소듐 하이드로설파이트 및 소다의 연속적인 자동식 도징(dosing)을 위해 이용될 수 있으며, 일반적으로 그 외의 다른 직물 공정, 등등에 이용된다.

체적이 커지며, 오랜 시간이 지남에 따라, 염욕은 동일한 색상 색조를 연속 적으로 얻기 위해 필요한 화학적/염착 평형 상태로 형성되며, 중화 조정(corrective intervention)을 위한 반응 시간은 동일하게 길어지며, 이는 제품의 품질에 유익하지는 못하다.

염료의 특정 특성인 인디고를 포함하는 염욕은 색상 색조를 변경하는 것을 제외하고 결코 교체되지 않지만 상기 언급된 바와 같이, 화학적/염착 평형 상태를 일정하게 유지시키기 위하여 소듐 하이드로설파이트, 가성 소다 및 염료의 첨가에 따라 연속적으로 재사용된다.

따라서 염색 플랜트는 염욕의 저장 및 재사용을 위해 모든 염색 탱크의 전체 용량을 포함하는, 형성되는 블루 베리에이션(blue variation)에 해당하는, 특정 개수의 용기를 가진다.

질적인 목적을 위해, 전체 배치(batch)의 염색을 위해 필요한 전체 시간 동안 염욕의 물리-화학적 상태를 일정하게 유지시키는 것이 매우 중요하며, 이러한 시간은 실의 길이와 염색 속도에 의존하여 15 내지 36 시간 사이에서 일반적으로 변동된다.

불행히도, 염색 장치의 연속적인 기계적 및 유압식의 완전함(perfectioning)과 정밀 제어 및 도징 시스템의 도움에도 불구하고, 상기 장치가 대용량이고, 위에서 언급한 바와 같이 독립적이거나 또는 서로에 연관된 다수의 문제점들로 인해 다이 염욕 상태에서 바람직하지 못한 변수들이 발생됨에 따라, 인디고 작업을 포함하는 연속 염색 단계는 어려운 작동 상태를 유지하게 되며, 우수한 품질를 획득하거나 또는 문제점을 해결하거나 또는 해결할 수 없는 지는 종종 운영자의 기술과 경 험에 상당히 좌우된다.

대부분의 완벽하고 다기능의 장치에 있어서 대략 500/600 미터에 도달될 수 있는 플랫 염색 시스템 내의 염색/사이징 라인의 드로잉-인 실 길이( drawing-in yarn length)가 매우 중요함에 따라 전체 유닛을 제어하기가 어려울 뿐만 아니라 낭비가 야기되어 각각의 배치의 변경에 따른 비용이 손실된다.

유행을 타는 데님이 증가적으로 짧아지는 배치, 색상 색조의 다양화, 세척에 따른 침투 및 솔리디티, 등등에 대한 지속적인 필요성에 따라 상대적으로 큰 유연성을 필요로 하기 때문에 이러한 문제점은 과거보다는 현재에 매우 중요하다.

상기 기술된 내용을 고려하여, 하이드로설파이트와 소다의 소모의 상당한 감소와 염욕의 염도의 감소를 수반하는 다양한 염색 공정을 수행할 수 있는 염색 장치의 이용이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 하이드로설파이트와 소다의 소모의 상당한 감소와 염욕의 염도의 감소를 수반하는 다수의 염색 공정을 수행하기 위한 염색 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가적인 목적은 폐수 탱크(recovery tank)의 용량(capacity)을 감소시키고, 염료 탱크의 개수와 장치의 치수 및 비용을 상당히 감소시키는 데 있으며, 이에 따라 염착 평형(dyeing equilibrium)에 신속히 도달되고, 염색 공정이 최적화되며, 이러한 공정이 모든 외부적 변수에 독립적으로 구현된다.

본 발명의 목적은 산화를 위해 통로(passage) 내에서 실의 길이를 감소시켜 각각의 배치 변동(batch change) 시 소모(waste)가 감소되는 염색 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 외의 다른 목적은 인디고 염색 시 섬유 내에 염료의 분산(diffusion)과 응고(fixing)를 증가시키고 염료 자체의 흡수 용량(픽-업)을 증가시키기 위한 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 추가 목적은 인디고 염색 시 종래 기술에 비해 상당히 짙은 색상 및 솔리디티 성능(solidity performance)을 구현할 수 있는 장치를 제공하는 데 있으며, 이에 따라 염료가 절약되고 세척수의 오염이 작아진다.

상기 및 그 외의 다른 목적은 청구항 제 1 항 내지 제 22 항의 특징을 가진 본 발명에 따르는 실 체인용 인디고를 이용하는 염색 장치에 따라 구현된다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점은 첨부된 도면에 따라서 도식의 목적이며 비제한적인 하기 기술 내용에 따라 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따르는 염색 장치의 제 1 실시예의 측면도.

도 2는 본 발명에 따르는 염색 장치의 제 2 실시예를 도시한 측면도.

도면에 따라서, 도면은 본 발명에 따르는 인디고(indigo)를 포함한 실 염색 장치(yarn dyeing device)를 도시한다.

명확함을 위해, 상기 기술 내용이 직물에 관해 언급할지라고 하기에서는 경사 체인(warp yarn chain)으로 고려되어 질 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 도면부호(100)로 도시된 염색 장치는 염욕(dye bath)을 수용하기에 적합하고, 밀봉된 불활성 환경(inert environment) 내에 염색 격실(dyeing compartment, 1)과 불활성 환경 내에 실(yarn, 3)의 하나 이상의 응고/탈수 격실(fixing/dehydration compartment, 2)을 포함한다.

불활성 및 밀봉된 환경 내에서 응고/탈수 격실(2)은 염색 격실(1)로 기능적이고 밀봉적으로 연결된다.

상기 격실(1, 2) 내에는 질소 및/또는 탈산소 공기(deoxygenated air)를 주입하기 위한 수단(4)이 제공되며, 이에 따라 상기 격실들은 불활성화되고, 격실(2) 내에는 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하고 및/또는 탈수시키기 위한 하나 이상의 수단(5)이 제공된다.

불활성 환경 내에서 경사 체인(3)을 직접적으로 가열함에 따라 염색 격실(1) 내에서 침착(impregnation) 이후 섬유 내의 염료의 분산(diffusion)과 응고 작용이 증가되며, 반면 수용된 물의 증발에 의한 탈수로 인해 후속 단계에서 염료는 상대적으로 많은 양이 흡수된다.

불활성 환경으로 인해 높고 낮은 온도에서 인디고를 포함한 염욕 내에서 이용되는 하이드로설파이트(hydrosulfite)와 소다의 소비가 감소되고, 이에 따라 수용된 염료를 산화시키지 않고 실을 가열하고 탈수시킬 수 있다.

또한 실의 직접적인 가열과 불활성 환경으로 인해 고농도의 인디고를 포함한 염욕을 이용하여 낮고 높은 수준의 온도에서 공지된 공정과 조합된 신규한 공정을 수행할 수 있으며, 이에 따라 다양한 염색 결과가 얻어질 수 있다.

질소 및/또는 탈산소 공기를 연속적으로 주입하기 위한 수단(4)에 추가적으로 염색 격실(1) 및 응고/탈수 격실(2)을 불활성 상태로 형성하기 위해, 격실들은 이에 수용된 공기의 초기 배출(initial expulsion)을 위한 수단(6, 7)이 각각 장착된다.

격실(1, 2) 내에 질소 및/또는 탈산소 공기의 유입을 위한 수단(4)은 압력 하에서 탈산소 공기 또는 질소의, 도시되지 않은, 소스(source)로 연결된 하나 이상의 유입 노즐(inlet nozzle, 8)을 포함한다.

한편 공기를 배출하기 위한 수단(6, 7)은 하나 이상의 배출 밸브(discharge valve, 9, 10)를 포함한다.

밸브(9, 10)가 개방됨에 따라 특정 시간 동안 질소 또는 탈산소 공기의 초기 플러싱(initial flushing)으로 인해 과압 및 상이한 특정 중량(weight)에 따라 공기는 격실(1, 2)로부터 배출될 수 있다.

격실(1, 2) 내부를 불활성 환경으로 형성하기 위해 필요한 플러싱 시간(flushing time)은 격실들의 내부 상태의 기기 분석(instrumental detection)에 따라 결정되거나 또는 대안으로 기술자들의 평가 및 계산에 따라 선험적으로 결정된다.

또한 장치(100)는 불활성 환경 내에서 응고/탈수 격실(2)의 업스트 림(upstream)에 위치된 스퀴징 요소(squeezing element, 11)를 포함한다.

본 발명에 따라서, 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하고 및/또는 탈수하기 위한 수단은 가열된 실린더에 의해, 바람직하게 유체에 의해 가열되는 것으로 도 1의 선호되는 실시예에 도시된다.

보다 상세하게, 6개의 가열된 실린더(5)는 응고/탈수 격실(2) 내에 위치되고, 상기 실린더 위에서 경사 체인(3)이 이동된다.

특정 염색 공정에 따라 마지막의 2개의 실린더(5)가 냉각될 수 있다.

대안으로 방사(irradiation)에 의해 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하기에 적합한 적외선원(infrared source) 또는 마이크로웨이브 소스(microwave source) 또는 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하기에 적합한 고주파(radiofrequency)가 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하기 위한 수단(5)으로써 이용될 수 있다.

그러나 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하기 위한 임의의 적합한 가열 수단이 본 발명의 보호 범위 내에서 이용될 수 있다.

또한 불활성 격실(2)은 간접 가열 수단(12)을 포함한다.

간접 가열 수단(12)은 따뜻한 유체가 순환하는 코일(14)과 경사진 테두리(sloping brim)를 포함한 응축-방지 타일(anti-condensate tile, 13)을 포함한다.

도 1에 도시된 실시예에 따라서, 따뜻한 유체는 증기(vapour)이며, 코일(14)의 한 단부에 위치된 증기 유입 연결부(vapour inlet connection, 15)는 코일(14)의 마주보는 단부에 위치된 응축물(condensate, 16)을 위한 배출부와 함께 구성되 며, 이러한 가열은 그 외의 다른 수단에 의해 구현될 수 있다.

응축-방지 타일(13)로 인해 응축물이 하부에 놓인 경사 체인(3) 위로 떨어지는 것이 방지된다.

또한 불활성 응고/탈수 격실(2)은 벽과 바닥에 직접 가열 수단(5) 상에서 통로 안내되는 경사 체인(3)으로부터 증발되는 물을 응축시키기 위한 벽의 냉각 수단(17)을 포함한다.

도 1에 도시된 실시예에서, 냉각 수단(17)은 2개의 코일(18)을 포함하며, 상기 2개의 코일(18)을 통해 냉각된 유체가 흐르고, 코일의 끝부분에서 냉각 유체(19)에 대한 2개의 유입부와 2개의 배출부(20)가 가열된다.

또한 출구(floodgate, 21)는 경사 체인(3) 위로 응축물이 떨어지는 것을 방지하기 위해 제공되는 응축물의 횡방향 이송을 위해 제공된다.

이를 위해, 격실(2)의 바닥에는 응축물의 최대-최소 수준 프로브(max-min level probe)와 같이 특정 제어 수단(24)에 의해 구동되는 배출 밸브(23)로 연결된 응축물(22)의 수집 지점이 제공된다.

도 2에 도시된 그 외의 다른 실시예에 따라서, 격실(2)로부터 증기를 포함한 유체를 흡입하기에 적합하고 불활성 응고/탈수 격실(2)의 외측부에 위치된 원심 흡입기(centrifugal aspirator)와 같은 증기 흡입 수단(102)이 제공되며, 격실(2)로부터 유입되는 수증기를 응축시키고 제습된 유체를 동일한 격실(2)로 복귀시키는 적어도 하나의 열교환기(104)가 제공된다.

공지된 방식으로, 열 교환기(104)는 냉각 유체가 이동하는 코일(106)을 포함 하고, 열교환기(104)의 바닥에 응축되는 물을 위한 배출 밸브(discharge valve, 108)를 포함한다.

또한 응고/탈수 격실(2)은 직접 가열 실린더(5)의 다운스트림에 위치된 밀봉 그룹(sealing group, 25)을 포함한다.

상기 밀봉 그룹(25)으로 인해 경사 체인(3)은 격실(2)로부터 제거될 수 있으며(leave), 이에 수용된 질소 또는 탈산소 공기의 배출이 방지된다.

상기 밀봉 그룹(25)은 도 1에 도시된 방법에 추가하여 다양한 공지된 방법에 따라 제조될 수 있으며, 대응 와셔를 포함한 2개의 마주보는 고무 실린더로 구성된다.

한편 염색 격실(1)은 세척 및 보수(maintenance intervention)를 돕기 위해 탱크(26)에 대해 상승 가능하고 재밀폐가능한 하나 이상의 후드(27)와 하나 이상의 탱크(26)를 포함한다.

염색 격실(1)은 특정 밀봉 수단(28)의 덕택으로 밀봉된다.

도 1에 도시된 특히 선호되는 실시예에서, 밀봉 수단(28)은 유압식 기밀 밀봉부(hydraulic airtight seal)를 형성하기 위하여 후드(27)와 연결되기에 적합한 주변 시트(perimetric seat, 29)에 의해 형성된다.

대안으로 후드(27)와 탱크(26) 사이에 개재된 도시되지 않은 와셔는 기밀식 밀봉 수단(28)으로 구성될 수 있으며, 또한 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다.

상기 기술된 바와 같이, 염색 격실(1)의 내측에서 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하기 위한 수단(5)의 업스트림에 스퀴징 요소(11)가 제공되며, 상기 스퀴징 요소는 경사 체인(3)에 대해 강력한 압력을 가할 수 있다.

염색 격실(1)로부터 제거되도록 경사 체인(3)에 대해 스퀴징 요소(11)에 의해 가해진 강력한 스퀴징으로 인해 경사 체인(3)이 과도하게 젖는 것이 방지된다.

도 1에 도시된 바와 같이 염색 격실(1)은 염욕과 접촉하지 않고 간접적으로 가열 또는 냉각을 위한 하나 이상의 장치(30)가 장착된다.

이를 위해, 격실(1)은 격실 내에 수용된 염욕과 접촉하지 않으며, 간접적으로, 염색 처리에 의존하여 가열 또는 냉각하기에 적합한, 가열 또는 냉각 유체가 순환하는 하나 이상의 코일(31)을 가진다.

이를 위해 코일(31)은 공지된 방식에 따라 격실(1)의 바닥에 인접하게 위치된 공간(interspace)이 형성된다.

본 발명에 따라서, 격실(1)의 바닥에 인접하게 위치된 침적 롤(immersion roll)이 제공되고, 상기 침적 롤은 격실(1)의 바닥에 인접한 염욕으로 경사 체인(3)을 이동시킨다.

중간 스퀴징 요소(33)는 염색 격실(1)과 침적 롤(32) 사이에 삽입된다.

스퀴징 요소(11)의 압력보다 작은, 중간 스퀴징 요소(33)에 의해 가해진 압력은 경사 체인(3) 내부에 염료의 침투 및 균일한 분포를 돕는다.

바람직하게 격실(1)은 차단 밸브(interception valve)(도시되지 않음)가 장착된 오버플로우 타입의 유입부(34a, 34b)와 배출부(35a, 35b)를 가진다.

상기 유입부와 배출부의 덕택으로, 대응 밸브를 선택함으로써 염색 격실(1)은 수행되는 염색 공정에 대해 다양한 염욕 수준(bath level)에 따라 작동될 수 있 다.

항시 격실(1)은 최대 실 용량(maximum yarn content)에 따라 작동되고, 격실(1)의 바닥의 롤(32)의 특정 형태와 밀봉(enveloping)에 따라 최소의 염욕이 구현된다.

경사 체인(3)의 코스를 형성하기에 적합한 가이드 롤(36, 37)이 형성되는, 격실(1)과 격실(2) 사이의 연결 영역은 격실(2)의 유입부에서 그리고 격실(1)의 배출부에 밀봉 장치를 제공하거나 또는 도 1에 도시된 바와 같이 기밀 밀봉이 형성될 수 있다.

상기 언급된 바와 같이, 본 발명에 따르는 장치(100)로 인해 실은 하기 단계로 구성된 공정에 따라 인디고가 염색된다. 상기 공정은 a) 인디고를 포함한 염욕을 수용하는 격실(1) 내에 경사 체인(3)을 침적시키는 단계, b) 강력한 압력을 이용하여 격실(1)의 염욕의 배출부에서 경사 체인(3)을 스퀴징하는 단계, c) 섬유 내에서 염료의 분산 및 응고를 증가시키고 후속 단계에서 염료의 흡수의 증가를 위해 탈수되도록 격실(2) 내에서 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하는 단계 및 d) 장치(100)의 외측에서 실을 산화시키는 단계를 포함한다.

상기 언급된 염색 공정은 불활성 환경에서 수행되는 특정 특징을 가진다.

특히 단계 a) 내지 c)는 불활성 환경에서 수행되며, 즉 감소된 염욕의 염료(류코, leuco)가 스며든 실과 염욕이 공기의 산소와 접촉하지 않으며, 이에 따라 이의 산화가 방지되어 하이드로설파이트와 소다의 상당한 파괴가 야기된다.

인디고를 이용한 염색 공정의 개시 이전에 탈산소 공기의 질소의 흐름이 수 단(6, 7)을 통해 공기를 배출하기에 필요한 시간 동안 노즐(8)에 의해 격실(1, 2)로 유입되어 불활성 환경이 형성된다.

이에 따라 형성된 불활성 환경은 노즐(8)을 통한 연속적인 흐름과 장치(100)의 밀폐 밀봉의 덕택으로 유지된다.

본 공정에 따라서, 바람직하게 격실(1) 내에 수용된 인디고 염욕은 실 내로 침투됨으로써 가열되거나 또는 섬유에 대한 친화도(affinity)와 염료의 피질성(corticality)을 증가시키기 위해 적절히 냉각될 수 있고, 이에 따라 온도의 감소에 따라 증가되는 것으로 알려진 색상의 농도(intensity)가 증가된다.

격실(1) 내에서 염욕 내의 실에 대한 염료의 침투성과 분포 균일성을 돕기 위해, 경사 체인(3)은 상기 염욕 내에서 중간 스퀴징 요소(33)에 의해 다소 스퀴징된다.

본 발명에 따르는 장치(100)는 종래의 인디고 염색 플랜트로 삽입될 수 있으며, 다양한 장치(100)가 동일한 염색 플랜트 내에서 이용될 수 있다.

게다가, 본 발명에 따르는 장치(100)는 염색 격실(1) 내에서 불활성 응고/탈수 격실(2)로부터 제거되는 경사 체인(3)을 재삽입하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 이와 같은 방식으로 연속적인 사이클의 염색 공정은 동일한 플랜트 내에 일렬로 배열되는 장치(100)의 개수를 감소시킨다.

따라서 본 발명에 따르는 장치(100)와 공정은 인디고 염색 공정에서 지금까지 사용되는 장치 및 공정과는 다른 상기 기술내용에 언급된 목적을 구현하며, 이에 따라 상기 장치와 공정은 배치 변경(batch change) 동안 제조 스크랩(production scrap) 뿐만 아니라 처리 탱크의 개수 및 플랜트의 비용이 상당히 감소된다.

본 발명에 따르는 장치(100) 및 공정은 인디고 염색의 경우 불활성 환경에서 구현될 수 있는 장점을 가지며, 이에 따라 염료가 산화되지 않고 실이 탈수될 수 있으며, 하이드로설파이트와 소다의 통상적 소비가 상당히 감소된다.

본 발명에 따르는 직접 가열 수단(5)의 덕택으로, 불활성 환경 내에서 실의 가열 및/또는 탈수는 실 자체적인 픽-업(염료 흡수 용량)과 실 내의 염료의 분산 및 응고가 증가되고, 이에 따라 염색 공정은 보다 효율적이고 경제적이며 환경적으로 구현된다.

본 발명은 선호되는 실시예에 따라서 비제한적인 목적으로 기술되지만 다양한 변형물 및/또는 개조물이 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 보호 범위 내에 있다는 것을 종래 기술의 당업자는 인식해야 한다.

Claims (25)

1. 경사 체인(3)에 대해 강력한 압력을 가할 수 있는 하나 이상의 스퀴징 요소(11)와 염욕을 수용하는 밀봉된 제1 격실(1) 및 상기 경사 체인(3)의 밀봉된 응고/탈수의 제2 격실(2)을 포함하는 인디고를 사용하는 경사 체인(3)용 또는 직물용 염색 장치(100)에 있어서,

   상기 제1 및 제2 격실(1, 2)은 불활성 환경을 포함하고 서로 기능적이고 밀봉적으로 연결되며, 상기 제1 및 제2 격실(1, 2) 내부로 질소 또는 탈산소 공기를 주입하기 위한 수단(4)이 상기 제1 및 제2 격실(1, 2) 내에 존재하고, 상기 제2 격실(2)에는 상기 경사 체인(3)이 통과하는 다수의 가열 가능한 실린더(5)로 구성되어서, 상기 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하거나 탈수하기 위한 하나 이상의 수단이 제공되어서, 후속 경사 체인(3) 처리 단계에서 염료의 흡수를 증가시키기 위하여 상기 경사 체인(3) 내에서 염료의 분산과 응고 작용을 증가시키고, 상기 경사 체인(3)을 탈수하며, 상기 실린더(5)의 마지막 2개는 냉각될 수 있는 염색 장치(100).
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 스퀴징 요소(11)의 다운스트림에서, 직접 방사에 의해 상기 경사 체인(3)을 가열하기 위한 하나 이상의 적외선원으로 구성되는 경사 체인(3)을 직접적으로 가열 또는 탈수하기 위한 수단을 더 포함하는 염색 장치(100).
5. 제 1 항에 있어서, 상기 스퀴징 요소(11)의 다운스트림에서, 상기 스퀴징 요소(11)의 다운스트림에 위치된 경사 체인(3)을 직접적으로 가열하기 위한 하나 이상의 마이크로웨이브 또는 고주파 소스로 구성되는 경사 체인(3)을 직접적으로 가열 또는 탈수하기 위한 수단을 더 포함하는 염색 장치(100).
6. 제 1 항에 있어서, 상기 스퀴징 요소(11)의 다운스트림에서, 대류(convection)에 의해 경사 체인(3)을 가열하기 위한 유체의 하나 이상의 흐름용 소스(source)로 구성되는 경사 체인(3)을 직접적으로 가열 또는 탈수하기 위한 수단을 더 포함하는 염색 장치(100).
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 격실(1, 2) 내에 탈산소 공기/질소를 주입하기 위한 수단(4)은 압력 하에서 탈산소된 공기 또는 질소 소스에 연결된 하나 이상의 유입 노즐(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
8. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 배출 밸브(9, 10)가 장착된 상기 제1 및 제2 격실(1, 2)로부터 공기를 배출시키기 위한 수단(6, 7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 격실(2)은 하나 이상의 간접적인 가열 수단(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
10. 제 9 항에 있어서, 상기 간접적인 가열 수단(12)은 유체가 순환하는 코일(14)과 경사진 기울기를 가진 타일(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
11. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 환경인 제2 격실(2)은, 상기 실린더(5) 상에서 통로로 안내되는, 상기 경사 체인으로부터 증발되는 물을 응축시키기 위하여 측면 벽과 바닥에 벽의 냉각 수단(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
12. 제 11 항에 있어서, 상기 제2 격실(2)은 특정 제어 수단(24)에 의해 구동되는 하나 이상의 배출 밸브(23)를 포함한 하나 이상의 응축물 수집 지점(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
13. 제 1 항에 있어서, 상기 불활성 환경인 제2 격실(2)은 상기 불활성 응고/탈수 격실(2)로부터 질소가 혼합된 증기를 흡입하기 위한 하나 이상의 흡입 수단(102)을 포함하고, 상기 불활성 환경인 제2 격실(2)로 제습된 질소를 복귀시키며 수증기를 응축시키기 위한 하나 이상의 열교환기(104)를 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
14. 제 1 항에 있어서, 상기 염색 격실(1)은 상기 격실(1) 내에 수용된 염욕을 간접적으로 그리고 접촉 없이 가열하거나 또는 냉각하기 위한 하나 이상의 장치(30)를 바닥에 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
15. 제 14 항에 있어서, 염욕을 가열하거나 또는 냉각하기 위한 상기 장치(30)는 상기 제1 격실(1)의 바닥에 인접한 공간을 형성하고, 가열 또는 냉각 유체가 순환하는 하나 이상의 코일(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
16. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 격실(1)은 하나 이상의 탱크(26)를 포함하며, 상기 탱크(26) 상에서 재밀폐가능하고 세척 및 유지 보수를 위해 상기 탱크(26)에 대해 상승 가능한 하나 이상의 후드(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
17. 제 16 항에 있어서, 상기 제1 격실(1)은 기밀식 밀봉 수단(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
18. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 격실(1)은 상기 경사 체인(3)을 스퀴징하기 위한 중간 스퀴징 요소(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
19. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 격실(1)과 제2 격실(2) 사이에 경사 체인(3)의 일련의 가이드 롤(36, 37)을 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
20. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 격실(1)은 오버플로우 타입의 하나 이상의 배출부(35a, 35b)와 하나 이상의 유입부(34a, 34b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
21. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 격실(1)은 다양한 염욕 수준에 따라 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 염색 장치(100).
22. 제 1 항에 따르는 장치(100)에 따라 인디고를 이용한 경사 체인(3)용 연속 염색 방법에 있어서, 상기 염색 방법은

    a) 염색 방법을 개시하기 전 질소 또는 탈산소 공기의 흐름이 상기 제1 및 제2 격실(1, 2) 내에서 불활성 환경을 형성하기 위해 충분한 시간 동안 상기 제1 및 제2 격실(1, 2)로 유입시키는 단계,ㄴ

    b) 염욕을 수용한 제1 격실(1) 내에 경사 체인(3)을 침적하는 단계,

    c) 상기 격실(1)의 염욕의 배출부에서 경사 체인(3)을 스퀴징하는 단계,

    d) 후속 단계에서 염료의 흡수를 증가시키기 위해 탈수시키고 섬유 내에 염료의 분산 및 응고를 증가시키기 위해 제2 격실(2) 내에서 실을 직접적으로 가열하는 단계,

    e) 장치(100)의 외측에서 경사 체인(3)을 산화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 방법.
23. 삭제
24. 삭제
25. 제 1 항에 따르는 하나 이상의 염색 장치(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 염색 플랜트.

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