KR101325168B1 - Scouring method using micronanobubble - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로나노버블을 이용한 섬유 또는 직물의 정련방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 섬유 또는 직물을 정련할 때 사용되는 정련제를 크기가 200㎚이하인 마이크로나노버블을 함유하고 있는 나노버블수에 혼합하여 직물 또는 섬유를 정련시키는 것에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for refining fibers or fabrics using micro-nanobubbles, and specifically, a refining agent used for refining fibers or fabrics is mixed with nanobubbles containing micro-nanobubbles with a size of 200 nm or less. To refining fabrics or fibers.
소비자의 기호에 따른 섬유제품은 고급스러운 감촉 및 착용감, 신축성 등 기능성 측면이 증대되어 의류 및 인테리어용에 니트제품 및 극세사 직물의 수요 또한 급증하고 있으며, 세섬사를 이용한 니트원단 등 10~15 g/yd 수준의 초경량 아웃도어 소재에 대한 수요도 아울러 함께 급증하고 있다.Textile products according to consumer's preferences are increasing in functionality, such as luxurious texture, fit and elasticity, and the demand for knitted products and microfiber fabrics is increasing rapidly for apparel and interior, and 10 ~ 15 g / The demand for ultra-light outdoor materials at yd is also increasing rapidly.
현재 염가공업체에서 폴리에스테르 직물 등에 대한 전처리 공정은 확포식 전용 전처리 설비인 로터리 워셔에서 주로 실시하고 있다. 이러한 기존 정련설비는 약제 미분산으로 인한 제품품질 저하 우려가 있고, 물을 과량 사용하는 습식공정으로 다 에너지 소비형이며 폐수 다량배출로 환경오염 유발형 공정이었다. 하지만 확포식 정련방식은 강연사 직물에 대한 정련, 수축 효과의 우수성은 인정되고 있으나 원단에 과도한 장력부과와 이동시 표면마찰의 유발하여 특히 구김, 엉킴 현상이 현저한 니트직물 및 단위중량이 낮은 스판니트 등에 대해서 적용하는 경우 기계적 외력에 의해 제품에 심각한 손상이 발생될 수 있어 이들 직물특성에 적합한 새로운 정련기술의 개발이 요구되고 있었다. At present, the pretreatment process for polyester fabrics in salt processing companies is mainly carried out by rotary washers. These existing refining facilities are concerned about deterioration of product quality due to undispersed chemicals, and are a wet process that uses excessive amounts of water, which are multi-energy-consuming and environmental pollution-induced processes due to large amounts of wastewater discharged. However, the expansion type refining method has been recognized for its excellent refining and shrinking effect on twisted yarn fabrics. However, excessive tension is applied to the fabric and surface friction is caused during movement, especially for knitted fabrics with significant wrinkles and entanglement and for spannits with low unit weight. In the case of application, the mechanical external force can cause serious damage to the product, and thus, the development of new refining technology suitable for these fabric characteristics was required.
특히, 니트제품은 조직이 복잡하며 정련/염색 중 장력에 의해 형태변화가 심하게 일어난다는 문제점을 가지고 있는데, 특히 정련/염색 시 기계적 외력에 의한 경위사의 끊어짐과 사행도의 변화로 인한 제품불량이 문제가 된다. 특히 특수조직이나 단위중량이 낮으며 스판함량이 높은 니트의 경우 외력에 의한 손상 및 스판 정련이 큰 변수로 작용함으로 그에 따른 정련조건이 매우 중요하다. 한편, 신축성과 형태안정성 향상을 위해 스판덱스를 사용하여 경우에는 정련 과정 중의 외력으로 인하여 스판덱스의 탄성력이 감소하여 최종제품의 품질저하가 빈번히 발생하는 문제점이 발생하였으며, 니트제품 내의 방사유제, 올리고머 등 불순물 제거가 용이하지 않아 장시간 처리가 필요로 하는 등 니트 등과 같이 섬유 또는 직물의 조직이 약하거나 복잡한 직물 또는 형태변화가 심한 섬유 또는 직물의 경우에는 기존에 사용되어 오던 정련방법에 의해 정련/염색을 하는 경우 제품에 손실이 발생되기 쉽다는 문제점이 여전히 남아 있어 고부가가치 창출이 가능한 니트 또는 극세사 제품 등에 대해서 효과적인 정련/염색기술의 개발이 필요하였다.
In particular, the knitted product has a problem in that the structure is complicated and the shape change occurs severely due to tension during refining / dyeing. In particular, the problem of product defects due to breakage of the warp yarn and change of meandering degree due to mechanical external force during refining / dyeing Becomes Especially in the case of knits with a special structure or low unit weight and high span content, damage caused by external forces and span refining act as large variables, so refining conditions are very important. On the other hand, when spandex is used to improve elasticity and shape stability, the elastic force of spandex decreases due to external force during the refining process, resulting in frequent deterioration of the quality of the final product. In the case of weak or complex tissues such as knits, or fabrics or fabrics with high morphological changes, such as knits, which are not easy to remove and require long-term treatment, refining / dyeing may be performed by conventional refining methods. In this case, there is still a problem that the loss of the product is likely to occur, and thus, it is necessary to develop an effective refining / dyeing technique for knitted or microfiber products that can generate high value.
아에 본 발명의 출원인은 마이크로나노버블은 기포의 크기가 작고 에너지를 보유하고 있기 때문에 생지에 부착되어있는 호제들과 쉽게 결합할 뿐 아니라 생지로부터 쉽게 호제를 분리시킴으로써 정련성을 높이는 역할을 수행하게 된다는 점에 착안하여 니트 등 형태안정성이 낮고 신축성이 큰 섬유 또는 직물에 대해 정련과정 중에 형태변형이나 조직와해가 거의 없도록 마이크로나노버블을 활용한 정련/염색방법을 제안하게 되었다.Ah, the applicant of the present invention, because the micro-nanobubble is small in size and has energy, it easily combines with the adhesives attached to the dough, and also performs the role of enhancing the refining by separating the adhesive from the dough easily. In light of this, we have proposed a method for refining / dyeing using micronanobubble to reduce shape deformation and tissue damage during refining process for fibers or fabrics with low shape stability and elasticity such as knits.
한편, 마이크로버블 또는 나노버블을 이용하여 때나 오염물질을 제거하는 방법이나 세탁장치에 대해서는 제안된 기술이 다수 있었는데, 그 중 중요한 공지기술로서는 대한민국등록특허 제0152817호 및 제0491364호에서는 각각 마이크로버블 수준의 공기방울을 이용한 세탁장치 및 방법 등에 대해 제안하여 개시하였다. 하지만 상기 공지기술들은 세정에 제한적인 마이크로버블의 몇 가지 특성만이 활용되는 작은 수조용량과 짧은 체류시간을 가지는 일반세탁기의 구조특성으로는 획기적인 세탁효율 향상에는 크게 기여하지 못하였으며, 그 실용성에 한계가 있었다는 문제점은 여전히 남아 있었다. On the other hand, there have been a number of techniques proposed for the method or washing apparatus for removing contaminants or when using a microbubble or nanobubble, among the important known techniques in the Republic of Korea Patent No. 0152817 and 0491364, respectively, the level of microbubbles The laundry machine and the method using the air bubbles of the proposed and disclosed. However, the above known technologies have not contributed significantly to the improvement of the washing efficiency due to the structure characteristics of the general washing machine having a small water tank capacity and a short residence time in which only a few characteristics of the microbubble, which are limited to cleaning, are limited. There was still a problem.
이러한 한계점을 극복하기 위하여 대한민국등록특허 제1161477호에서는 "나노버블의 물리화학적 특성을 활용한 세탁방법 및 그 장치"에 대해 제안한 바 있으나, 세탁방법이나 세탁장치가 아닌 정련/염색공정 및 장치에 응용할 수 있다고 한 것은 아니며 세탁공정에서는 중요하게 취급되나 정련/염색단계에서는 그리 중요하지 않은 나노버블이 가지고 있는 세정 및 살균효과의 유효성을 위주로 세탁효과를 위주로 강조한 것이어서, 섬유 또는 직물조직에 영향을 미치지 않으면서도 정련/염색효과를 높여야 하는 섬유 또는 직물의 정련/염색 공정에 상기 제안기술을 바로 적용하기 어려운 문제점은 여전히 남아 있었다. In order to overcome this limitation, the Republic of Korea Patent No. 161477 has been proposed for the "washing method and apparatus using the physical and chemical properties of nanobubbles", but it is applicable to the refining / dyeing process and apparatus other than the washing method or washing apparatus. It does not mean that it can be considered as important in the washing process but the cleaning and disinfecting effect of nanobubbles, which is not so important in the refining / dyeing phase, is emphasized on the washing effect. However, there still remains a problem that it is difficult to directly apply the proposed technique to the refining / dyeing process of fibers or fabrics that need to enhance the refining / dyeing effect.
한편, 마이크로나노버블이 아닌 입자가 수 mm 수준의 공기방울을 이용하여 염류염색에 적용한 선행기술로서는 한국실용신안등록출원 제1993-0020298호에서는 "공기방울을 이용한 염류염색기"를 제안한 바 있었으며, 한국실용신안등록출원 제1989-0010203호에서는 "다색상 기포염색기의 회전식 거품부여장치"를 각각 제안한 바 있으나, 본 발명과 같은 정련과정 중에 마이크로나노버블을 이용하여 정련하는 방법에 대해서는 구체적으로 개시되거나 제안한 바가 없었다.On the other hand, as a prior art in which non-micro nanobubbles are applied to salt dyeing using air bubbles of several mm level, Korean Utility Model Application No. 193-0020298 proposed "salt dyeing machine using air droplets". Utility model registration application No. 1989-0010203 has been proposed "rotating foaming device of a multi-color bubble dyeing machine," respectively, but the method for refining using a micro-nano bubble during the refining process, such as the present invention specifically disclosed or proposed There was no bar.
본 발명은 상술한 것과 같은 문제점 및 한계점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서,The present invention has been made to overcome the problems and limitations as described above,
본 발명은 나노크기의 마이크로나노버블을 함유하고 있는 나노버블수를 이용하여 니트나 초극세사 섬유 또는 직물과 같은 정련/염색과정 중에 형태안정성 유지 및 제품손상이 발생되지 않도록 하면서도 정련효과를 높일 수 있는 마이크로나노버블을 이용한 섬유 또는 직물의 정련방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention uses a nanobubble that contains nano-sized micro-nanobubble to maintain the shape stability and product damage during the refining / dyeing process, such as knit or microfiber fibers or fabrics, while improving the refining effect An object of the present invention is to provide a method for refining fibers or fabrics using nanobubbles.
또한, 본 발명은 기존의 정련방법에 비해 적은 양의 정련제를 사용하여도 동일한 정련효과를 얻을 수 있는 마이크로나노버블을 이용한 섬유 또는 직물의 정련방법을 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for refining fibers or fabrics using micro-nanobubbles, which can achieve the same refining effect even when a smaller amount of refining agent is used than conventional refining methods.
아울러, 본 발명은 정련제 이외에 다른 소포제 등 다른 처리약품을 사용하지 않아도 기포발생에 의한 제품 열화현상이 발생되는 것을 방지함으로써 고품질의 정련제품을 얻을 수 있는 마이크로나노버블을 이용한 섬유 또는 직물의 정련방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
In addition, the present invention provides a method for refining fibers or fabrics using micro-nanobub that can obtain a high-quality refined product by preventing product deterioration caused by bubble generation even without using other anti-foaming agents such as antifoaming agents. There is another purpose in providing.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 섬유 또는 직물의 정련방법은, 직물 또는 섬유를 정련하는 방법에 있어서, 직물 또는 섬유의 정련방법에 있어서, 정련제를 마이크로나노버블이 함유되어 있는 나노버블수에 혼합하여 정련제와 마이크로나노버블이 결합되어 직물 또는 섬유를 정련시키는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the fiber or fabric refining method using the micro-nanobub according to the present invention, in the method of refining the fabric or fibers, in the refining method of the fabric or fibers, the refining agent is a micronanobubble It is characterized in that the refining agent and the micronanobuble is combined with the nanobubble water contained to refine the fabric or fiber.
정련작업에 사용되는 정련제로는 알칼리계 정련제로서 가성소다, 소다회, 규산소다가 있으며 주로 면, 양모, 견, 화학섬유 등의 정련에 사용된다. 한편, 음이온계 계면활성제 또는 비이온계 계면활성제도 면, 양모, 견, 화학섬유 등의 정련에 사용될 수 있으며, 양모나 화학섬유의 정련에는 퍼클로로에틸렌, 트리클로로 에틸렌 등과 같은 유기용제가 정련제로서 사용될 수 있다. 한편, 면에 대해서는 아염소산소다, 과산화수소 등이 사용될 수 있다. Refining agents used in refining operations include alkali refining agents, caustic soda, soda ash, and sodium silicate, and are mainly used for refining cotton, wool, silk, and chemical fibers. On the other hand, anionic surfactants or nonionic surfactants may also be used for refining cotton, wool, silk, and chemical fibers, and organic solvents such as perchloroethylene and trichloroethylene may be used for refining wool or chemical fibers. Can be used. On the other hand, sodium chlorite, hydrogen peroxide and the like can be used for the cotton.
정련제는 섬유나 직물의 표면에 존재하는 불순물을 제거하는 공정으로서 정련제만을 사용하여 정련을 시행하던 종래의 공정에 비해 마이크로나노버블이 다량 함유되어 있는 나노버블수에 정련제를 혼합하여 정련을 하게 되면 정련제와 마이크로나노버블이 결합되어 정련작용의 효과를 높일 수 있다는 장점이 있다.The refining agent is a process to remove impurities present on the surface of the fiber or fabric. Micro and nanobubbles are combined to increase the effect of refining.
이때, 상기 직물은 니트직물, 초극세사 직물 또는 스판니트 직물, 메쉬 중 어느 하나이며, 상기 섬유는 니트심지, 니트사 또는 초극세사인 것을 다른 특징으로 한다. At this time, the fabric is any one of a knitted fabric, a microfiber fabric or a spannit fabric, a mesh, the fiber is characterized in that the knit wick, knitted yarn or ultra-fine yarn.
니트직물, 초극세사 직물 또는 스판니트 직물은 모두 외부의 압력변화에 그 형태가 쉽게 변화되는 직물 조직으로서 직물의 형태가 변화되지 않으면서도 정련작업이 효과적으로 진행될 수 있도록 하기 위해서는 섬유나 직물 조직 자체에 충격이 직접적으로 가해지지는 않으면서도 정련효과를 높일 수 있는 방안이 필요하였다. 따라서, 마이크로나노버블이 다량 함유되어 있는 나노버블수를 이용하여 정련작업을 시행하여 제품 자체의 열화나 품질이 저하되는 것을 방지하면서도 효과적으로 정련작업을 시행하도록 하였다.Knitted fabrics, microfiber fabrics or spannit fabrics are all fabric structures whose form is easily changed by external pressure changes, so that the fabric or fabric tissue itself is not impacted in order to allow the refining process to proceed effectively without changing the form of the fabric. A plan was needed to enhance the refining effect without being directly applied. Therefore, the refining operation is performed using nanobubble water containing a large amount of micro nanobubbles to effectively perform refining operations while preventing deterioration or deterioration of the product itself.
한편, 본 발명에 사용되는 상기 마이크로나노버블은 직경이 200㎚ 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 사이즈보다 큰 크기의 버블을 마이크로버블이라고 하는데, 마이크로버블을 사용하게 되면 외부충격에 의해 극히 조직의 와해되기 쉬운 초극세사 직물이나 니트 직물 등에는 직물조직에 충격을 가하게 되기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 직물 조직에 외부 충격으로 인한 형태변형이나 손상 없이 정련을 하기 위해서는 직경이 200㎚ 이하인 마이크로나노버블을 채택하여 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, the micro-nanobubble used in the present invention is characterized in that the diameter is 200nm or less. A bubble larger than the size is called a microbubble, and the use of the microbubble is not preferable because the microbubble or knitted fabric, which is easily broken by the external impact, is applied to the fabric. Therefore, in order to refine the fabric tissue without deformation or damage due to external impact, it is preferable to adopt a micronanobub with a diameter of 200 nm or less.
아울러, 본 발명은 상기 정련은 40℃에서 시작되어 95℃까지 점차적으로 승온시키는 승온단계; 90~95℃에서 일정시간 동안 고온정련시키는 고온정련단계; 및 고온정련단계 이후에 50℃에 이르기까지 점차적으로 냉각시키는 냉각단계로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 승온단계에서는 1분당 1℃씩 점차적으로 승온시키며, 상기 냉각단계에서는 1분당 2℃씩 점차적으로 냉각시키는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 고온정련단계에서는 30~35분간 고온정련시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고온정련단계에서는 30~35분간 고온정련시키는 것이 좋다.In addition, the present invention is the refining step starting from 40 ℃ to gradually increase the temperature to 95 ℃; High temperature refining step of high temperature refining for a predetermined time at 90 ~ 95 ℃; And a cooling step of gradually cooling down to 50 ° C. after the high temperature refining step. At this time, it is preferable to gradually increase the temperature by 1 ℃ per minute in the temperature rising step, and gradually by 2 ℃ per minute in the cooling step. In the high temperature refining step, it is preferable to perform high temperature refining for 30 to 35 minutes. In addition, in the high temperature refining step, it is preferable to perform high temperature refining for 30 to 35 minutes.
상기와 같은 조건들은 마이크로나노버블을 사용하여 시행하는 정련 단계의 각 단계에서의 반응조건을 나타낸 것으로서, 통상의 정련작업에 비해 고온정련시키는 시간인 45~50분에 비해 대폭 단축됨으로써 고온정련에 소요되는 에너지를 경감할 수 있을 뿐만 아니라 단위시간당 정련양도 늘릴 수 있다는 장점이 있다. The above conditions indicate the reaction conditions in each step of the refining step performed using the micro-nanobubble, which is required for high temperature refining as it is significantly shortened compared to 45-50 minutes, which is a time for high temperature refining compared to a normal refining operation. In addition to reducing the energy required, the amount of refinement per unit time can be increased.
아울러, 본 발명에 있어서, 상기 나노버블수 1㎖에 함유되어 있는 마이크로나노버블의 개수는 100~9000개인 것이 바람직하다. 이는 나노버블수에 함유되어 있는 마이크로나노버블의 효과를 극대화하기 위하여 필요한 마이크로나노버블의 갯수로서 그 크기는 일정하지는 않으나 전술한 바와 같이 200㎚ 이하의 크기를 가지도록 하는 것이 좋다.In addition, in the present invention, the number of micronanobubbles contained in 1 ml of the nanobubble number is preferably 100 to 9000. This is the number of micro-nano bubbles required to maximize the effect of the micro-nano bubbles contained in the nano-bubbles, the size thereof is not constant, but it is preferable to have a size of 200 nm or less as described above.
한편, 본 발명에서 상기 정련 중에는 정련제와 나노버블수의 혼합용액을 순환시키는 것이 정련효과를 극대화할 수 있다는 점에서 바람직하다.
Meanwhile, in the present invention, circulating the mixed solution of the refining agent and the nanobubble water is preferable in that the refining effect can be maximized.
아울러, 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방법은 단순히 직물이나 섬유제품에 대한 정련만을 시행하는 경우뿐만 아니라 염색작업에도 응용할 수 있으며, 마이크로나노버블이 함유되어 있는 나노버블수에 염색제를 혼합한 후 이를 이용하여 염색을 하는 경우에 염색효과가 증대되며 염색공정에 소요되는 시간이 단축되는 효과가 있다.
In addition, the refining method using the micro-nanobuble according to the present invention can be applied not only to the refining of textiles or textile products, but also to dyeing operations, in which dyeing agents are mixed with nanobubble-containing nanobubbles. After dyeing by using this, the dyeing effect is increased and the time required for the dyeing process is shortened.
본 발명은 나노크기의 마이크로나노버블을 함유하고 있는 나노버블수를 이용하여 니트나 초극세사 섬유 또는 직물과 같은 정련/염색과정 중에 형태안정성 유지 및 제품손상이 발생되지 않도록 하면서도 정련효과를 높일 수 있다는 장점이 있다.Advantageous Effects of the Invention The present invention provides an advantage of improving the refining effect while maintaining shape stability and preventing product damage during refining / dyeing process such as knit or microfiber fibers or fabrics by using nanobubbles containing nano-sized micronanobubbles. There is this.
또한, 본 발명은 정련제와 마이크로나노버블을 혼합하여 결합시켜 사용함으로써 정련시 물에 잘 용해되지 않는 스판오일, 방사유제 등등 잘 흡착하여 분리시키기 때문에 정련효과가 현저하게 향상됨으로써 기존의 정련방법에 비해 적은 양의 정련제를 사용하여도 동일한 정련효과를 얻을 수 있다는 다른 장점이 있다.In addition, the present invention is used by mixing and refining the refining agent and micro-nano bubble, so that the refining effect is remarkably improved because it is adsorbed and separated well such as span oil, spinning oil, etc., which are not easily dissolved in water during refining, compared to the conventional refining method Another advantage is that the same refining effect can be achieved by using a small amount of refining agent.
아울러, 본 발명은 정련제 이외에 다른 소포제 등 다른 처리약품을 사용하지 않아도 기포발생에 의한 제품 열화현상이 발생되는 것을 방지함으로써 고품질의 정련제품을 얻을 수 있도록 한다는 또 다른 장점이 있다.
In addition, the present invention has another advantage that it is possible to obtain a high-quality refined product by preventing the deterioration of the product caused by the generation of bubbles even without using other processing agents such as antifoaming agent in addition to the refining agent.
도 1은 버블의 크기별 소멸메카니즘을 도시한 것이다.
도 2는 합성섬유에 대한 정련성을 확인하는 호제 테스트 결과를 도시한 것이다.
도 3은 정련성 결과 흡습력을 확인하는 테스트의 시행 상황을 도시한 것이다.
도 4는 정련 후의 잔류 유기물질을 정량적으로 확인할 수 있는 잔류 호부율을 측정할 수 있는 속실렛 테스트기를 도시한 것이다.
도 5는 메쉬직물에 대해 정련 가공전, 기존 정련 가공후, 마이크로나노버블 가공후의 원단표면의 상태를 비교하여 도시한 것이다. Figure 1 shows the destruction mechanism by size of the bubble.
Figure 2 shows the result of the test test to confirm the refinement of the synthetic fiber.
Figure 3 shows the implementation of the test to confirm the hygroscopic power of the refining results.
Figure 4 shows a Soxhlet tester capable of measuring the residual call rate to quantitatively identify the residual organic material after refining.
Figure 5 is a comparison of the state of the surface of the fabric fabric before the refining process, after conventional refining process, after the micro-nanobubble processing for the mesh fabric.
이하, 첨부된 도면을 통하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 버블의 크기별 소멸메카니즘을 도시한 것이다.Figure 1 shows the destruction mechanism by size of the bubble.
본 발명에서 사용되는 마이크로나노버블은 크기가 200㎚이하의 것으로서, 마이크로나노버블은 발생 - 수축 - 소멸 과정을 거친다.The micronanobubbles used in the present invention have a size of 200 nm or less, and the micronanobubbles undergo a development-contraction-dissipation process.
마이크로나노버블은 다른 버블에 비해 균일성과 분산성이 우수하며, 기포의 직경이 매우 작아 표면적이 넓다. 또한 기포의 계면이 마이너스[-] 전하를 갖고 있어 살균력이 있으며, 액체 중의 기체흡수요율이 높아 산소함유량이 높다. 아울러, 수중에서의 상승속도가 매우 느리므로 기포 발생 이후 소멸까지 시간이 오래 걸리며, 생물의 생리활성이 촉진된다는 특징이 있다. 또한, 마이크로나노버블은 세제와 결합하는 경우 기포가 잘 소멸되지 않고 장시간 용액에 존재하게 된다는 다른 특징이 있다.Micro-nanobubble has better uniformity and dispersibility than other bubbles, and the surface diameter of the micronano bubble is very small. In addition, since the bubble interface has a negative [-] charge, it has bactericidal power, and has a high oxygen absorption rate due to the high gas absorption rate in the liquid. In addition, since the rate of rise in the water is very slow, it takes a long time to disappear after the bubble is generated, it is characterized by promoting the biological activity of the organism. In addition, the micro-nano bubble has another feature that when combined with a detergent, bubbles do not disappear well and remain in the solution for a long time.
따라서, 본 발명에서와 같이 정련제와 마이크로나노버블이 포함되어 있는 나노버블수를 혼합하여 정련제와 마이크로나노버블을 결합하게 되면 외부에서 압력을 가하지 않아도 정련효과가 높을 뿐만 아니라 정련제와 결합시 기포상태로 오래 유지될 수 있다는 장점이 있게 된다. Therefore, when the nanobubble water containing the refining agent and the micronanobuble is mixed as in the present invention, when the refining agent and the micronanobuble are combined, the refining effect is high even without applying pressure from the outside, and the bubble state is combined with the refining agent. This has the advantage of being long lasting.
그에 따라 본 발명에서는 기포의 크기를 보다 작게 하여 목적하는 정련효율을 높이기 위해, 공기방울을 마이크로나노버블(미소기포)수준인 수~수백㎚ 크기의 아주 작은 기포를 발생시켜 이를 정련제와 혼합하여 사용하도록 함으로써 여러가지 정련제나 염색제, 소포제 등을 절약하면서 정련효율을 보다 향상시키며, 원단의 포손상을 감소시키고, 원단의 포꼬임을 방지하도록 하였다.
Accordingly, in the present invention, in order to reduce the size of the bubble to increase the desired refining efficiency, air bubbles are generated to generate very small bubbles of several to several hundred nm size, which is the level of micro-nano bubbles (micro bubbles), and then mixed with a refining agent. By doing so, various refiners, dyes, defoamers, etc., while further improving the refining efficiency, to reduce the damage of the fabric, and to prevent the foaming of the fabric.
아래의 표 1에서는 기존의 정련방식과 비교할 때 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방법의 분야별 효과의 차이점을 비교하였다.Table 1 below compares the differences of the effects of the refining method using the micro-nano bubble according to the present invention compared to the conventional refining method.
기존의 정련방식으로는 로터리워셔를 이용한 정련방식을 채택하여 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방식과 서로 비교하도록 하였다.
As a conventional refining method, the refining method using a rotary washer was adopted to compare with the refining method using a micronano bubble according to the present invention.
마이크로나노버블을 사용하여 정련을 하는 경우 기존의 정련방식에 비해 정련제, 가성소다, 과수의 사용량이 약 30% 절감됨을 확인할 수 있었다.
In the case of refining using micro-nano bubble, it was found that the amount of refining agent, caustic soda and orchard was reduced by about 30% compared to the conventional refining method.
이와는 별개로 각 방식별 정련 및 염색시간을 비교하여 볼 때에도 기존의 정련/염색방식에 대해 비교하여 볼 때 고온정련공정에서 95℃로 승온을 한 후 고온정련단계에서 고온정련을 시킬 때에는 마이크로나노버블을 이용하여 정련을 하는 경우에는 동일한 정련효과를 기준으로 기존의 정련방식에 비해 수행시간이 45분에서 35분으로 줄어들기 때문에 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방법은 기존의 정련방식에 비해 다른 조건을 동일하게 할 경우 고온정련에 소요되는 시간이 줄어들기 때문에 에너지가 절약되며 정련시간이 단축된다는 것을 확인할 수 있었다.
Separately, when comparing the refining and dyeing times for each method, compared to the conventional refining / dyeing method, when heating up to 95 ° C in the high temperature refining process and then performing high temperature refining in the high temperature refining step, In the case of refining using the same refining effect, compared to the conventional refining method, since the execution time is reduced from 45 minutes to 35 minutes, the refining method using the micro-nano bubble according to the present invention is compared with the conventional refining method. When the other conditions were the same, the time required for high temperature refining was reduced, which saved energy and shortened refining time.
도 2는 합성섬유에 대한 정련성을 확인하는 호제 테스트 결과를 도시한 것이다.Figure 2 shows the result of the test test to confirm the refinement of the synthetic fiber.
좌측은 마이크로나노버블을 이용하지 않은 기존 정련방식에 의해 정련된 것을 대상으로 하였으며, 우측은 마이크로나노버블을 이용한 본 발명에 의한 정련방식에 의해 정련된 것을 대상으로 정련성 확인용 호제 테스트 결과를 각각 도시한 것이다. The left side was subjected to refining by the conventional refining method that did not use the micronanobubble, and the right side was tested by the refining method of the refining test for the refined by the refining method according to the present invention using the micronanobubble. It is shown.
정련성을 확인하는 키트를 사용하여 마이크로나노버블을 적용하기 전과 후를 각각 좌우로 하여 두 결과를 비교해 보았다. 그 결과 기존 공정을 통해 마이크로나노버블을 사용하지 않은 기존의 정련방식에 의해 정련한 결과 호제가 조금 남아있는 것을 확인할 수 있었다.
Using the kit to check the refining ability, the two results were compared before and after applying the micronano bubble. As a result, as a result of refining by the conventional refining method that does not use the micro-nano bubble through the existing process, it was confirmed that a small amount of the remaining.
도 3은 정련성 결과 흡습력을 확인하는 테스트의 시행 상황을 도시한 것이다.Figure 3 shows the implementation of the test to confirm the hygroscopic power of the refining results.
원단의 정련성을 비교하기 위하여 흡습력 테스트를 실시하였다. 원단에 잔류하는 소수성 물질(유제, 불순물 등)들이 많을수록 원단의 흡습 정도가 떨어지므로 이를 통해 정련성을 판단하기도 한다. 동일한 크기로 시료를 잘라 수직으로 매달아 일정 깊이만큼 물에 담근 뒤 시간별로 흡습된 높이를 측정하여 판단한다. Hygroscopicity test was conducted to compare the scouring properties of the fabric. As the number of hydrophobic substances (emulsions, impurities, etc.) remaining in the fabric increases, the degree of hygroscopicity of the fabric decreases. The sample is cut to the same size, hung vertically, soaked in water for a certain depth, and then determined by measuring the height of moisture absorption by time.
흡습력을 테스트 한 결과는 아래의 표 2에 구체적으로 기재하였다.The test result of the hygroscopicity is described in detail in Table 2 below.
기존의 정련방식으로는 로터리워셔를 이용한 정련방식을 채택하여 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방식과 서로 비교하도록 하였다.
As a conventional refining method, the refining method using a rotary washer was adopted to compare with the refining method using a micronano bubble according to the present invention.
(기존 정련방식)Refined paper
(Existing refining method)
(마이크로나노버블 정련방식)Refined paper
(Micronano bubble refining method)
테스트를 한 결과 제직 호제, 유제들이 전혀 제거되지 않고 그대로 남아있는 생지의 경우 흡습되는 정도가 아주 미미했고, 기존 공정에 비해 마이크로나노버블을 이용한 정련방식을 적용하였을때 정련지의 흡습정도가 가장 뛰어남을 확인할 수 있었다. 아울러 기존의 방식에 의해 정련을 한 결과물과 비교하여 볼 때에도 상대적으로 정련도가 높음을 알 수 있다. 이러한 테스트 결과는 결국 다른 조건이 동일하다면 마이크로나노버블을 이용하여 정련하였을 때 섬유 또는 직물에 대한 정련도가 가장 높음을 간접적으로 확인할 수 있도록 하는 것이다.
As a result of the test, the weaving dough and the emulsions were not removed at all, but the degree of moisture absorption was very low. When the refining method using the micronano bubble was applied, the moisture absorption rate of the refined paper was the highest. I could confirm it. In addition, it can be seen that the degree of refining is relatively high when compared with the result of refining by the conventional method. This test result is to indirectly confirm that the highest degree of refining for the fiber or fabric when the other conditions are the same when refined using a micronanobubble.
도 4는 정련 후의 잔류 유기물질을 정량적으로 확인할 수 있는 잔류 호부율을 측정할 수 있는 속실렛 테스트기를 도시한 것이다. Figure 4 shows a Soxhlet tester capable of measuring the residual call rate to quantitatively identify the residual organic material after refining.
속실렛법은 정련 후 남아있는 잔류 유제의 양을 정량적으로 측정할 수 있도록 함으로써 정련성의 정도를 보여주는 테스트 방법이다.
The Soxhlet method is a test method that shows the degree of refining ability by quantitatively measuring the amount of residual emulsion remaining after refining.
한편, 아래의 표 3에서는 이러한 속실렛법에 의한 테스트 결과를 각 정련방식에 대해 비교하여 정리한 것을 나타내었다.On the other hand, Table 3 below shows the results of the test by Soxhlet method compared to each refining method.
기존의 정련방식으로는 로터리워셔를 이용한 정련방식을 채택하여 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방식과 서로 비교하도록 하였다.
As a conventional refining method, the refining method using a rotary washer was adopted to compare with the refining method using a micronano bubble according to the present invention.
(기존 정련방식)Refined paper
(Existing refining method)
(마이크로나노버블
정련방식)Refined paper
(Micronano Bubble
Refining method)
유기물질을 100% 녹여주는 유기 용매(Etjyl ether)를 이용하여 4시간 동안 잔류한 유기물들을 추출해 낸 결과 마이크로나노버블을 이용한 정련방법을 적용한 원단의 경우 잔류 호제율이 0.1%에 불과하여 뛰어난 정련성을 보였다.
As a result of extracting the organic substances remaining for 4 hours using an organic solvent (Etjyl ether) that dissolves 100% of organic substances, in the case of the fabric applied by the refining method using micro-nanobubble, the residual removal rate is only 0.1%. Showed.
아울러, 아래의 표 4에서는 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방식을 채택하였을 경우와 그렇지 않은 경우의 환경친화성 정도를 구체적으로 비교하여 나타내었다.
In addition, Table 4 below shows the degree of environmental friendliness of the case of using the refining method using the micro-nanobuble according to the present invention and when not in detail.
상기 표 4에서 나타난 바와 같이 정련제, 가성소다, 과수 사용량을 감소시켜 폐수발생량을 줄일 수 있으며, 용수사용량도 현저히 줄어듦으로써 용수 사용량을 줄이고 폐수발생율을 줄일 수 있으므로 마이크로나노버블을 이용하여 정련공정을 하는 것이 적용하지 않은 때에 비해 친환경적임을 확인할 수 있었다.As shown in Table 4, by reducing the amount of refinery, caustic soda, and fruit water to reduce the amount of wastewater generated, the water consumption is also significantly reduced to reduce the amount of water used and to reduce the rate of wastewater generated by using a micro-nano bubble refining process It could be confirmed that it is more environmentally friendly than when it was not applied.
상기 실험은 윈치 염색기에서 마이크로나노버블을 이용하여 염색공정과 동시에 정련공정을 시행하여 측정하였으며 다른 정련조건들은 모두 동일하게 시행하였다. The experiment was measured by using a micronanobubble in the winch dyeing machine at the same time as the dyeing process and the refining process, all other refining conditions were performed the same.
아울러, 아래의 표 5에서는 본 발명에 의한 마이크로버블을 이용하여 정련을 시행한 이후의 제품의 표면변화 및 형태안정성과 수축율을 나타내었다.
In addition, Table 5 below shows the surface change and shape stability and shrinkage of the product after the refining using the microbubble according to the present invention.
형태안정성 유지No damage
Maintain form stability
SEM측정Visual inspection
SEM measurement
(열탕침지법)KS K 0599
(Hot dipping method)
메쉬에 대해 마이크로나노버블을 이용한 정련을 시행한 이후에 표면변화 및 형태안정성을 검사하여 본 결과 제품에 대한 손상도 없었으며 형태안정성도 그대로 유지되고 있는 것으로 확인할 수 있었다. After refining the mesh using micro-nanobubble, the surface change and shape stability were examined. As a result, it was confirmed that there was no damage to the product and the shape stability was maintained.
한편, 수축률도 정련 이후에 4%를 나타냄으로써 세계최고수준인 3%에 근접하는 테스트결과를 나타내어 형태안정성이 유지되며 정련 시행 이후의 제품 열화나 불량품 발생율이 현저하게 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
On the other hand, the shrinkage ratio was 4% after refining, which resulted in a test result close to the world's highest level of 3%, thereby maintaining the shape stability and remarkably decreasing the product deterioration rate and the incidence of defective products after refining.
도 5는 메쉬직물에 대해 정련 가공전, 기존 정련 가공후, 마이크로나노버블 가공후의 원단표면의 상태를 비교하여 도시한 것이다.
Figure 5 is a comparison of the state of the surface of the fabric fabric before the refining process, after conventional refining process, after the micro-nanobubble processing for the mesh fabric.
도 5에서 구체적으로 비교하여 확인할 수 있는 바와 같이, 기존의 정련방식인 로터리워셔를 이용한 정련방식과 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방식을 시행한 경우의 메쉬의 표면상태를 살펴보면, 기존의 정련방식에 의해 정련한 경우에는 메쉬직물의 구성섬유 및 조직이 어느 정도 와해되거나 손상된 것을 확인할 수 있으나, 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용하여 정련을 한 이후에는 표면손상이나 조직와해 현상이 발생되지 않은 것을 확인할 수 있다.
As can be confirmed by comparing in detail in Figure 5, looking at the surface state of the mesh when the refining method using a rotary washer of the conventional refining method and the refining method using a micro-nano bubble according to the present invention, In the case of refining by the refining method, it can be confirmed that the constituent fibers and tissues of the mesh fabric to some extent or damaged, but after refining using the micro-nano bubble according to the present invention does not cause surface damage or tissue damage You can see that it did not.
본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방법은 수용액 중에서 처리되며 니트직물에 장력을 주지 않고도 이물질 제거와 가공약제 분산이 용이하여 제 상기 여러 테스트 결과를 통해 확인할 수 있었다. 또한 로터리 워셔에서 시행되던 기존의 정련기술에 비해 정련시 높은 온도를 요구하지 않아 에너지 절감효과 및 이산화탄소 배출량 감소, 마이크로나노버블의 높은 분산력으로 과량의 수세공정 생략 등 친환경적 정련/염색공정이 가능하여 형태안정성이 약한 니트류나 초극세사 등의 가공에 매우 유용하다는 것을 확인할 수 있었다. The refining method using the micro-nanobuble according to the present invention was processed in an aqueous solution and easy to remove foreign substances and dispersing the processing agent without giving tension to the knit fabric. In addition, it does not require high temperature during refining compared to the existing refining technology used in rotary washers, so it is possible to eco-friendly refining / dyeing process such as energy saving effect, carbon dioxide emission reduction and omission of excessive washing process with high dispersion power of micro nano bubble. It was confirmed that it is very useful for the processing of knits and microfibers having weak stability.
따라서, 본 발명에 의한 마이크로나노버블을 이용한 정련방법은 10~50g/yd의 의류용 니트심지와 합섬 니트, 반도체 와이퍼 제품, 메쉬 등과 같이 형태안정성 및 정련제, 가성소다 등과 같은 조제의 사용량에 따라 큰 변화를 가져오는 직물 또는 섬유제품들에 대해서 적용하여 정련단계에서 제품의 열화나 품질저하 없이 정련/염색을 시행할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.
Therefore, the refining method using the micro-nanobuble according to the present invention is large depending on the shape stability and the amount of the preparation, such as refining agent, caustic soda, etc., such as 10-50 g / yd garment knit wick and synthetic fiber knit, semiconductor wiper products, mesh It was confirmed that the refining / dyeing can be carried out in the refining stage without any deterioration or deterioration of the product by applying to the fabric or textile products that change.
Claims (8)
정련제를 마이크로나노버블이 함유되어 있는 나노버블수에 혼합하여 정련제와 마이크로나노버블이 결합되어 직물 또는 섬유를 정련시키는 것을 특징으로 하는 마이크로나노버블을 이용한 정련방법.
In the method of refining fabrics or fibers,
A refining method using a micro-nano bubble, characterized in that the refining agent and the micro-nano bubble is mixed by refining the refining agent in the nano-bubble water containing the micro-nano bubble.
상기 직물은 니트직물, 초극세사 직물 또는 스판니트 직물, 메쉬 중 어느 하나이며,
상기 섬유는 니트심지, 니트사 또는 초극세사인 것을 특징으로 하는 마이크로나노버블을 이용한 정련방법.
The method of claim 1,
The fabric is any one of a knitted fabric, microfiber fabric or spannit fabric, mesh,
The fiber is a refining method using a micro-nano bubble, characterized in that the knit core, knit yarn or ultra-fine yarn.
상기 마이크로나노버블은 직경이 200㎚이하인 것을 특징으로 하는 마이크로나노버블을 이용한 정련방법.
The method of claim 1,
The micro nano bubble is a refining method using a micro nano bubble, characterized in that the diameter is 200nm or less.
상기 정련은 40℃에서 시작되어 95℃까지 점차적으로 승온시키는 승온단계;
90~95℃에서 일정시간 동안 고온정련시키는 고온정련단계; 및
고온정련단계 이후에 50℃에 이르기까지 점차적으로 냉각시키는 냉각단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로나노버블을 이용한 정련방법.
The method of claim 1,
The refining step is to start at 40 ℃ gradually increasing the temperature to 95 ℃;
High temperature refining step of high temperature refining for a predetermined time at 90 ~ 95 ℃; And
Refining method using a micro-nano bubble, characterized in that consisting of a cooling step to gradually cool down to 50 ℃ after the high temperature refining step.
상기 승온단계에서는 1분당 1℃씩 점차적으로 승온시키며,
상기 냉각단계에서는 1분당 2℃씩 점차적으로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 마이크로나노버블을 이용한 정련방법.
5. The method of claim 4,
In the temperature raising step, gradually increase the temperature by 1 ℃ per minute,
In the cooling step, refining method using a micro-nanobub characterized in that gradually cooling by 2 ℃ per minute.
상기 고온정련단계에서는 30~35분간 고온정련시키는 것을 특징으로 하는 마이크로나노버블을 이용한 정련방법.
5. The method of claim 4,
In the high temperature refining step, refining method using a micro-nano bubble, characterized in that the high temperature refining for 30 to 35 minutes.
상기 나노버블수 1㎖에 함유되어 있는 마이크로나노버블의 개수는 100~9000개인 것을 특징으로 하는 마이크로나노버블을 이용한 정련방법.
The method of claim 1,
Refining method using a micro-nanobubble, characterized in that the number of micro-nanobubbles contained in 1ml of the nanobubble water.
상기 정련 중에는 정련제와 나노버블수의 혼합용액을 순환시키는 것을 특징으로 하는 마이크로나노버블을 이용한 정련방법. 8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The refining method using the micro-nano bubble, characterized in that for circulating the circulating mixed solution of the refining agent and the nano bubble water.
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| K100152817 B1 |
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