KR101468024B1 - 한지 염색 장치 - Google Patents

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윤두례
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우석대학교 산학협력단
윤두례
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Abstract

본 발명은 한지 염색 장치에 관한 것이다. 한지 염색 장치는 상부에 형성된 개구부를 통하여 닥나무에서 분쇄된 닥나무 섬유를 포함하는 한지 원료, 물 및 한지 원료를 염색하는 염료가 투입되어 혼합되는 염색통; 염색통의 하단에 고정되어 위치하며, 염색통을 회전시키는 회전축을 구비하는 회전판; 회전판에 밸트로 연결되어, 회전판을 회전시키는 회전 모터; 및 상기 외부로부터 공급되는 물을 상기 염색통의 유출입구로 유입시키는 유입 모터;를 포함하며,
상기 염색통은 상기 염색통의 바닥면 내에 온수가 유입되는 온수 배관; 상기 온수 배관과 연결되는 온수 유입 밸브; 상기 염색통의 바닥면으로부터 상기 회전축의 측면으로 관통되어, 외부로부터 염색통으로 물이 유입되거나 염색통으로부터 외부로 물과 혼합된 상기 염료가 배출되는 유출입구; 및 상기 염색통 내의 압력을 낮추기 위해 측면 상부에 압력 조절부;를 더 포함하며, 염색통의 바닥면은 회전판의 회전축과 수직하지 않고, 기울어져 형성된다.

Description

한지 염색 장치{KOREAN PAPER DYEING APPARATUS}
본 발명은 한지 염색 장치에 관한 것이다.
한지는 제지공장에서 대규모로 생산되는 종이류에 의해 사용영역이 위축되고 있음에도 불구하고, 여전히 서예, 공예 또는 특수한 목적을 위한 용도로 유용하게 사용되고 있다.
아울러, 이와 같은 한지는 최근에 실내 건축 인테리어 소재로도 활용되고 있다. 이는 친환경 물질인 한지 특유의 성질에 의한 것으로 한지는 아토피나 천식에 영향이 없는 무독성 성질을 가지며, 보온성과 통기성이 우수하고, 내구성도 뛰어난 기능성이 있으며, 제조 공정상에 다양한 색상으로 구현이 가능한 장점이 있다.
이와 같은 한지의 제조 공정은 1차로 닥나무 껍질을 닥나무 섬유로 분쇄하고, 닥나무 섬유를 다른 원료(예를 들면, 물과 닥풀)와 배합 및 혼합하여 닥죽으로 만든다.
이후, 초지용 성형 틀과 발을 이용하여 한지를 한 장씩 떠서 탈수시키는 초지 과정을 거친 이후, 탈수된 한지를 노천에서 건조시켜 한지를 완성한다.
이와 같은 한지는 닥나무의 섬유질의 천연 재료를 이용하여 만드는 것으로 한지는 자연이 가지는 질감을 그대로 가지는 것으로 섬유 사이로 적당한 공간을 가지고 있어 통풍이 잘되고 빛깔이 곱고 질기며, 햇빛의 투과성이 좋아 창호지, 벽지, 공예품 등의 재료로 많이 사용된다.
최근에는 한지에 물을 들여 다양한 색깔의 한지를 만들어 사용하기도 하는데 한지는 물에 젖으면 잘 찢어지는 것으로 다양한 공예품의 제작 시 원재료로 사용함에 어려움이 많이 있었다. 따라서 한지의 우수한 성질을 살리면서도 심미적으로 미려하고, 내구성이 우수하게 하여 공예품 제작에도 효과적으로 사용할 수 있는 염색 또는 가공 기술이 필요한 실정이다.
그러나, 종래에는 전술한 바와 같이 한지에 용이하게 다양한 색깔을 들일 수 있는 장치가 부족한 것이 현실이다.
본 발명은 초지 과정 이전에 한지 원료에 용이하게 다양한 색깔을 들일 수 있는 한지 염색 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 한지 염색 장치는 상부에 형성된 개구부를 통하여 닥나무에서 분쇄된 닥나무 섬유를 포함하는 한지 원료, 물 및 한지 원료를 염색하는 염료가 투입되어 혼합되는 염색통; 염색통의 하단에 고정되어 위치하며, 염색통을 회전시키는 회전축을 구비하는 회전판; 회전판에 밸트로 연결되어, 회전판을 회전시키는 회전 모터; 및 상기 외부로부터 공급되는 물을 상기 염색통의 유출입구로 유입시키는 유입 모터;를 포함하며,
상기 염색통은 상기 염색통의 바닥면 내에 온수가 유입되는 온수 배관; 상기 온수 배관과 연결되는 온수 유입 밸브; 상기 염색통의 바닥면으로부터 상기 회전축의 측면으로 관통되어, 외부로부터 염색통으로 물이 유입되거나 염색통으로부터 외부로 물과 혼합된 상기 염료가 배출되는 유출입구; 및 상기 염색통 내의 압력을 낮추기 위해 측면 상부에 압력 조절부;를 더 포함한다.
일례로, 염색통의 바닥면은 회전판의 회전축과 수직하지 않고, 기울어져 형성되며, 염색통의 바닥면이 회전판의 회전축 수직면과 이루는 각은 10° ~ 20°사이일 수 있다.
또한, 염색통은 염색통의 바닥면 내에 온수가 유입되는 온수 배관; 및 온수 배관과 연결되는 온수 유입 밸브;를 더 구비할 수 있다.
아울러, 염색통은 염색통의 바닥면으로부터 회전축의 측면으로 관통되어, 외부로부터 염색통으로 물이 유입되거나 염색통으로부터 외부로 물과 혼합된 염료가 배출되는 유출입구를 더 포함하고; 한지 염색 장치는 외부로부터 공급되는 물을 염색통의 유출입구로 유입시키는 유입 모터;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 염색통은 염색통의 개구부를 개폐시키는 상부 덮개;를 더 포함하고, 상부 덮개는 중앙에 염색통의 내부 수증기를 외부로 배출하는 회전팬;을 포함할 수 있다.
또한, 염색통은 염색통 내의 압력을 낮추기 위해 측면 상부에 압력 조절부;를 더 구비할 수 있다.
또한, 회전축의 중심축은 회전판의 중심축으로부터 이격될 수 있다.
본 발명에 따른 한지 염색 장치는 염색통의 바닥면이 기울어져 형성되어, 염색통이 회전하는 동안 한지 원료가 염색통 내에서 뭉치는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 한지 염색 장치는 염색통의 하단에 고정된 회전축의 중심축이 회전판의 중심축으로부터 이격되어 있어, 염색통이 회전하는 동안 한지 원료가 염색통 내에서 뭉치는 것을 더욱 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 한지 염색 장치는 염색통의 바닥면 내에 온수 배관을 구비함으로써, 계절에 상관없이 한지 원료에 대한 염색이 보다 잘 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 한지 염색 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 한지 염색 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 염색통의 바닥면을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 한지 염색 장치의 염색통 바닥면, 회전축 및 회전판의 관계를 설명하기 위한 도이다.
도 5 내지 도 7은 한지 염색 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 한지 염색 장치를 설명하기 위한 도이다.
도 1은 본 발명에 따른 한지 염색 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 한지 염색 장치의 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 염색통의 바닥면을 설명하기 위한 도이고, 도 4는 한지 염색 장치의 염색통 바닥면, 회전축 및 회전판의 관계를 설명하기 위한 도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 한지 염색 장치는 염색통(100), 회전판(200) 및 회전 모터(300)를 포함하고, 유입 모터(500), 상부 덮개(120) 및 전술한 염색통(100), 회전판(200), 회전 모터(300) 및 유입 모터(500)를 지지하는 지지대(400)를 더 포함할 수 있다.
염색통(100)은 상부에 형성된 개구부를 통하여 닥나무에서 분쇄된 닥나무 섬유를 포함하는 한지 원료, 물 및 한지 원료를 염색하는 염료가 투입될 수 있고, 투입된 한지 원료, 물 및 염료가 염색통(100) 내에서 서로 혼합될 수 있다.
이와 같은 염색통(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형 형상으로 구비될 수 있으며, 상단에 원형 형상의 개구부가 형성되고, 개구부의 측면(111)으로부터 하단까지는 원통 형상의 측면(111)이 구비되고, 염색통(100)의 하단에는 바닥면(113)이 구비될 수 있다.
여기서, 염색통(100)의 바닥면(113) 내에는 온수 배관(113C)이 구비될 수 있으며, 온수 배관(113C)은 염색통(100)의 하단 외측면(111)에 구비된 온수 유입 밸브(115A, 115B)를 통해 연결되고, 온수 유입 밸브(115A, 115B)를 통하여 온수가 유입될 수 있다.
이와 같은 온수 배관(113C)을 형성하기 위해 염색통(100)의 바닥면(113)은 염색통(100) 내부에 위치하는 내부 바닥면(113A)과 염색통(100)의 외부에 위치하는 외부 바닥면(113B)으로 형성될 수 있다.
온수 배관(113C)은 염색통(100)의 바닥면(113) 내에 바닥면(113)의 형상과 동일하게 원형 형상으로 구비되거나 내부 바닥면(113A)과 외부 바닥면(113B) 사이에 파이프 형태로 구불구불하게 형성될 수도 있다.
온수 유입 밸브(115A, 115B)는 제1 온수 밸브(115A)와 제2 온수 밸브(115B)를 포함하고, 제1 온수 밸브(115A)와 제2 온수 밸브(115B)는 온수 배관(113C)의 양측에 연결되고, 염색통(100)의 하단부에 서로 마주보는 위치에 배치될 수 있다.
이에 따라 제1 온수 밸브(115A)로 온수가 유입되는 동안에 제2 온수 밸브(115B)를 오픈(open)시켜 제2 온수 밸브(115B)로 온수 배관(113C) 내에 차있는 공기를 배출시킬 수 있다.
아울러, 염색통(100)의 바닥면(113)에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 염색통(100)의 내부 바닥면(113A)으로부터 회전축(210)의 측면으로 관통되는 유출입구(117)가 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 유출입구(117)는 염색통(100)의 내부 바닥면(113A) 중심으로부터 온수 배관(113C)및 회전축(210)을 관통하여 회전축(210)의 측면(111)으로 연장될 수 있다.
이와 같은 유출입구(117)는 외부로부터 염색통(100)으로 물이 유입되는 경로를 제공하거나, 염색통(100)으로부터 외부로 물과 혼합된 염료가 배출될 수 있다.
또한, 염색통(100)의 상부에는 염색통(100)의 개구부를 개폐시키는 상부 덮개(120)를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 상부 덮개(120)와 염색통(100)은 양측이 염색통(100)의 측면(111)과 상부 덮개(120)의 측면(111)을 고정되는 경첩(123)에 의해 서로 연결될 수 있다.
이와 같은 상부 덮개(120)는 염색통(100) 내에 한지 원료, 물 및 염료를 개구부를 통해 투입한 이후, 한지 원료, 물 및 염료를 서로 혼합하기 위해 염색통(100)을 회전시키는 동안 염색통(100)의 개구부를 폐쇄시킴으로써, 염색통(100)의 내부 온도가 일정하게 유지되도록 함으로써, 한지 원료가 전체적으로 균일하게 염색되도록 할 수 있다.
구체적으로, 한지 원료의 염색 정도는 한지 원료, 물 및 염료의 혼합 비율에 따라 달라질 뿐만 아니라, 염색통(100) 내부의 온도에도 민감하게 영향을 받는다.
따라서, 한지 원료가 염색되는 동안 염색통(100) 내부의 온도를 균일하게 유지할 필요가 있다. 그러나, 상부 덮개(120)가 없는 경우, 한지 원료가 염색되는 동안 염색통(100)의 내부 온도는 지속적으로 하강하게 되고, 이에 따라 한지 원료가 균일하게 염색되지 않을 수 있다.
또한, 상부 덮개(120)에는 중앙에 염색통(100)의 내부 수증기를 외부로 배출하는 회전팬(121)이 포함될 수 있다. 이와 같은 상부 덮개(120)의 회전팬(121)은 한지 원료의 염색이 완료된 이후, 미리 회전팬(121)으로 염색통(100) 내부의 수증기를 외부로 유출시켜 염색통(100) 내부 압력과 온도를 하강시킬 수 있다.
아울러, 상보 덮개에 인접한 염색통(100)의 측면(111) 상부에는 염색통(100) 내의 압력을 낮추기 위한 압력 조절부(119)가 더 구비될 수 있다.
이와 같은 압력 조절부(119)는 염색통(100) 측면(111)을 관통하여 형성되어, 한지 원료가 염색되는 동안 염색통(100) 내부의 압력이 수증기에 의해 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.
다음, 회전판(200)은 염색통(100)을 회전시키는 기능을 하며, 도 1, 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 염색통(100)의 하단에 위치할 수 있고, 회전판(200)과 염색통(100) 사이에는 염색통(100)의 외부 바닥면(113B)에 고정되어 위치하는 회전축(210)이 구비될 수 있다. 이때 회전축(210)은 회전판(200)의 일면에 고정될 수 있다. 따라서, 염색통(100)은 회전축(210)을 통해 회전판(200)에 고정될 수 있다.
아울러, 이와 같은 회전판(200)의 하단에는 회전판(200)을 지지하는 지지대(400)와 지지대(400)에 고정되어 회전판(200)이 회전할 때 중심이 되는 고정축(410)이 구비될 수 있다. 이와 같은 고정축(410)은 회전판(200)의 중심에 위치하고, 회전판(200)이 회전되도록 회전판(200)과 고정축(410) 사이에는 복수의 회전볼이 구비될 수 있다.
이에 따라, 회전판(200)이 회전하는 동안 염색통(100)도 함께 회전하여, 염색통(100) 내부의 한지 원료, 물 및 염료가 함께 회전하면서 서로 혼합될 수 있다.
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전축(210)의 상단은 염색통(100)의 외부 바닥면(113B) 중심에 고정되어 위치할 수 있고, 회전축(210)의 중심축(210X)은 회전판(200)의 중심축(200X)으로부터 소정의 간격(D)만큼 이격되어 위치할 수 있다.
이에 따라, 회전판(200)이 회전하는 동안, 회전축(210)의 중심축(210X)이 회전판(200)의 중심축(200X)으로부터 소정의 간격(D)만큼 이격되어 위치하므로, 염색통(100)은 회전판(200)의 중심축(200X)으로부터 소정의 간격(D)만큼 이격되어 회전하면서 공전할 수 있다.
이에 따라, 염색통(100)이 회전하는 동안, 염색통(100)의 공전에 의해 염색통(100) 내부에 위치한 한지 원료가 염색통(100)의 내부에서 어느 한 측면(111)으로 뭉쳐지는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 염색통(100)의 바닥면(113)은 회전판(200)의 회전축(210)과 수직하지 않고, 기울어져 형성될 수 있다. 즉, 회전판(200)의 회전축 수직면(210CV)과 염색통(100)의 내부 바닥면(113A)이 이루는 각(θ1)이 서로 일치하지 않고, 기울어져 형성될 수 있다.
이에 따라, 염색통(100)이 회전할 때에 염색통(100)의 내부 바닥면(113A)이 기울어져 있어, 염색통(100) 내부에 위치한 한지 원료가 염색통(100)의 내부에서 뭉쳐지는 것을 더욱 방지할 수 있다.
이때, 염색통(100)의 내부 바닥면(113A)이 회전판(200)의 회전축 수직면(210CV)과 이루는 각(θ1)은 10° ~ 20°사이일 수 있으며, 일례로, 염색통(100)의 내부 바닥면(113A)이 회전판(200)의 회전축 수직면(210CV)과 이루는 각(θ1)은 15°일 수 있다.
아울러, 회전축(210) 내에는 염색통(100)의 내부 바닥면(113A)으로부터 관통되는 유출입구(117)가 위치할 수 있으며, 이와 같은 유출입구(117)는 도 1, 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 회전축(210)의 측면으로 관통되어 형성될 수 있다.
아울러, 유출입구(117)가 형성된 회전축(210)의 측면에는 도 4에 도시된 바와 같이, 유출입 밸브(211)가 더 구비될 수 있다.
회전 모터(300)는 회전판(200)에 밸트(220)로 연결되고, 회전판(200)을 회전시키는 기능을 한다. 이와 같은 회전 모터(300)는 지지대(400)에 고정되어 배치될 수 있다.
아울러, 유입 모터(500)는 고정축(410)으로부터 이격되어 지지대(400)에 고정될 수 있다. 이와 같은 유입 모터(500)는 외부로부터 공급되는 물을 염색통(100)의 유출입구(117)로 유입시켜, 염색통(100)에 물을 공급할 수 있다.
이와 같은 유입 모터(500)는 외부로부터 유입 모터(500)로 물이 유입되는 유입구(511)와 유입 모터(500)로부터 염색통(100)의 유출입구(117)로 물을 주입하는 주입구(513)를 포함할 수 있다.
이와 같은 유입 모터(500)는 한지 원료, 물 및 염료를 서로 혼합하기 위해 염색통(100)을 회전시키기 이전에, 염색통(100)의 유출입구(117)와 유입 모터(500)의 주입구(513)를 서로 유연한 배관(일례로, 고무 호수)으로 연결시켜, 외부로부터 유입 모터(500)로 공급되는 물을 유출입구(117)를 통해 염색통(100)으로 공급할 수 있다.
이하에서는 한지 염색 장치의 구조에 대해서 설명하였으나, 이하의 도 5 내지 도 7에서는 한지 염색 장치의 구동 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 염색통(100)에 한지 원료, 물 및 염료를 채우기 이전에, 온수 유입 밸브(115A, 115B)에 보일러(미도시)에서 공급되는 온수를 온수 유입 밸브(115A, 115B)를 통하여 염색통(100)의 바닥면(113)에 위치하는 온수 배관(113C)으로 공급할 수 있다.
이때, 온수 유입 밸브(115A, 115B)의 제1 온수 밸브(115A)와 보일러(미도시)를 연결하여, 보일러(미도시)에서 공급되는 온수를 온수 배관(113C)으로 공급하고, 이때, 제2 온수 밸브(115B)는 개방하여, 온수 배관(113C)에 채워져 있는 공기를 제거할 수 있다.
이에 따라, 염색통(100) 전체의 온도를 일정 수준 이상으로 상승시킬 수 있다. 일례로 염색통(100)의 내부 온도는 30℃ ~ 50℃ 사이일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되지는 것은 아니다.
이후, 염색통(100)이 적절한 온도로 덥혀지면, 유입 모터(500)의 주입구(513)와 회전축(210)의 유출입 밸브(211)를 고무 호수로 연결시켜, 유입 모터(500)의 유입구(511)로 공급되는 물을 염색통(100)의 유출입구(117)를 통하여 염색통(100) 내로 공급할 수 있다.
아울러, 염색통(100)의 개구부를 통하여 한지 원료와 염료를 적절하게 투입할 수 있다. 이때, 한지 원료와 염료 및 물의 비율은 염색통(100)의 온도 및 원하는 한지 원료의 색감 및 채도에 따라 달라질 수 있다.
이후, 유입 모터(500)의 주입구(513)와 회전축(210)의 유출입 밸브(211)에 연결된 고무 호수(515)를 제거하고, 제1 온수 밸브(115A)에 연결된 고무 호수(115C)를 제거할 수 있다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 덮개(120)를 덮어, 염색통(100)의 개구부를 폐쇄시킨 이후, 염색통(100)을 소정의 시간 동안 회전시킬 수 있다.
이때, 염색통(100)의 바닥면(113)이 소정의 각(θ1)도로 기울어져 있고, 염색통(100)의 외부 바닥면(113B) 중심에 고정된 회전축(210)이 회전판(200)의 중심축(200X)으로부터 소정의 간격(D)만큼 이격되어 있어, 염색통(100)이 회전할 때에, 닥나무 섬유를 포함하는 한지 원료가 염색통(100) 내부에서 뭉치는 것을 최소화할 수 있다.
이후, 한지 원료가 적정한 수준으로 염색되면 염색통(100)의 회전이 종료되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 염색통(100)의 상부 덮개(120)를 개방할 수 있다.
아울러, 회전축(210)의 측면(111)에 구비된 유출입 밸브(211)에 고무 호수를 연결한 이후, 유출입 밸브(211)를 개방하여 염색통(100)에 있는 물과 염료를 다른 저장통(미도시)으로 배출하여, 염색통(100) 내에는 한지 원료만 주로 남게 하여, 한지 원료에 대한 염색 작업을 종료할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 상부에 형성된 개구부를 통하여 닥나무에서 분쇄된 닥나무 섬유를 포함하는 한지 원료, 물 및 상기 한지 원료를 염색하는 염료가 투입되어 혼합되는 염색통;
    상기 염색통의 하단에 고정되어 위치하며, 상기 염색통을 회전시키는 회전축을 구비하는 회전판;
    상기 회전판에 밸트로 연결되어, 상기 회전판을 회전시키는 회전 모터; 및
    상기 외부로부터 공급되는 물을 상기 염색통의 유출입구로 유입시키는 유입 모터;를 포함하며,
    상기 염색통은 상기 염색통의 바닥면 내에 온수가 유입되는 온수 배관; 상기 온수 배관과 연결되는 온수 유입 밸브; 상기 염색통의 바닥면으로부터 상기 회전축의 측면으로 관통되어, 외부로부터 염색통으로 물이 유입되거나 염색통으로부터 외부로 물과 혼합된 상기 염료가 배출되는 유출입구; 및 상기 염색통 내의 압력을 낮추기 위해 측면 상부에 압력 조절부;를 더 포함하는 한지 염색 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 염색통의 바닥면은 상기 회전판의 회전축과 수직하지 않고, 기울어져 형성되며, 상기 염색통의 바닥면이 상기 회전판의 회전축 수직면과 이루는 각은 10° ~ 20°사이인 한지 염색 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 염색통은 상기 염색통의 개구부를 개폐시키는 상부 덮개;를 더 포함하고,
    상기 상부 덮개는 중앙에 상기 염색통의 내부 수증기를 외부로 배출하는 회전팬;을 포함하는 한지 염색 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 회전축의 중심축은 상기 회전판의 중심축으로부터 이격되어 있는 한지 염색 장치.
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JP2002309476A (ja) * 2001-04-12 2002-10-23 Kurabo Techno System Ltd 染色機及び染色方法

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