KR102223329B1 - 염료 분사식 친환경 원사 염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염료 분사식 친환경 원사 염색방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물을 거의 사용하지 않고 원사에 염료를 스프레이로 분사하여 염착시키도록 하여 오염수의 방출을 최소로 할 수 있어 친환경 염색이 가능하고, 원사의 색상의 강약 및 동시에 다양한 색상을 표현할 수 있어 다양한 색감을 표현할 수 있어 원사에 특수성을 부여할 수 있는 염료 분사식 친환경 원사 염색방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 (a) 염료가 충전되어 있는 리턴 박스와, 리턴 박스에 상부에서 리턴 박스의 염료를 공급받아 분사하는 스프레이로 이루어지는 염료 분사장치의 리턴 박스와 스프레이의 사이로 원사를 연속적으로 공급받아 스프레이로 염료를 원사에 분사하는 단계; (b) 염료 분사장치를 거쳐 이송되는 원사를 공급받아 건조장치에서 건조시키는 단계; (c) 건조장치를 통과하여 건조된 원사를 연속적으로 증열장치를 통과시키도록 하여 염료를 원사에 염착시키는 단계; (d) 염료가 염착된 원사를 증열장치에서 공급받아 수세장치에서 수세하는 단계; (e) 수세장치를 거쳐 이송되는 원사를 공급받아 건조장치에서 건조시키는 단계; (f) 건조장치에서 거쳐 건조된 원사를 받아 권취롤러에 권취시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

염료 분사식 친환경 원사 염색방법{Yarn dyeing method}

본 발명은 염료 분사식 친환경 원사 염색방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물을 거의 사용하지 않고 원사에 염료를 스프레이로 분사하여 염착시키도록 하여 오염수의 방출을 최소로 할 수 있어 친환경 염색이 가능하고, 원사의 색상의 강약 및 동시에 다양한 색상을 표현할 수 있어 다양한 색감을 표현할 수 있어 원사에 특수성을 부여할 수 있는 염료 분사식 친환경 원사 염색방법에 관한 것이다.

일반적으로 화학염색은 천연 염색에 비해 다양한 색상과 대량 생산이 가능함으로 인해 저가에 공급되어 오고 있으나 화학염색은 염색과정에서 각종 화학물질의 사용 및 염색시 다량의 물을 이용하기 때문에 폐수처리로 인한 수질오염과 첨가물질에 의한 피부 알레르기반응, 중금속 오염 등 인체에 유해한 물질을 다량 배출하여 건강과 환경오염 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1123577호 "원사 염색 방법, 그 방법에 의해 염색된 원사, 원사를 이용한 직물 및 염색제"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '원사에 함유되어 있는 불순물을 제거하는 정련 단계; 상기 정련된 원사에서 수분을 제거하는 탈수 건조 단계; 및 산죽, 녹차, 잇꽃, 꼭두서니, 소목, 자초, 쪽, 및 쑥으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 재료를 건조한 후 분쇄하여 상기 재료 100g당 물 1L와 탄산나트륨 0.5~1.5g을 넣고 20~30분간 끓인 후 추출한 55~65℃의 추출액에 상기 원사를 침지시켜 20~30분간 염색하는 염색 단계를 포함하며, 상기 정련 단계는 50~60℃의 물에 상기 원사를 넣어 세리신을 유연하게 만드는 유연 단계; 물 100중량부에 물 100중량부 대비 탄산나트륨 5~8중량부와 비누 7~12중량부가 용해된 정련액 속에서 상기 원사를 115~125분간 끓이는 가열 단계; 상기 원사를 꺼내어 물 100중량부에 물 100중량부 대비 1~2중량부 탄산나트륨 용액에 헹구는 제1 헹굼 단계; 상기 원사를 물 100중량부에 물 100중량부 대비 1중량부 탄산나트륨 용액에 헹구는 제2 헹굼 단계; 상기 원사를 물 100중량부에 물 100중량부 대비 0.5중량부 탄산나트륨 용액에 헹구는 제3 헹굼 단계; 및 45~55℃의 물로 헹구는 제4 헹굼 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원사 염색 방법.'을 제안한다.

그러나 상기 배경기술 역시 다량의 화학약품 및 물을 사용하여 환경오염 등의 문제가 있었으며, 다양한 색상을 표현하는데 어려운 문제점이 있었다.

특허등록 제1123577호 "원사 염색 방법, 그 방법에 의해 염색된 원사, 원사를 이용한 직물 및 염색제"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 물을 거의 사용하지 않고 원사에 염료를 스프레이로 분사하여 염착시키도록 하여 오염수의 방출을 최소로 할 수 있어 친환경 염색이 가능하고, 원사의 색상의 강약 및 동시에 다양한 색상을 표현할 수 있어 다양한 색감을 표현할 수 있어 원사에 특수성을 부여할 수 있는 염료 분사식 친환경 원사 염색방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은
(a) 염료(11)가 충전되어 있는 리턴 박스(12)와, 리턴 박스(12)에 상부에서 리턴 박스(12)의 염료(11)를 공급받아 분사하는 스프레이(13)로 이루어지는 염료 분사장치(10)의 리턴 박스(12)와 스프레이(13)의 사이로 원사(1)를 연속적으로 공급받아 스프레이(13)로 염료(11)를 원사(1)에 분사하는 단계;
(b) 염료 분사장치(10)를 거쳐 이송되는 원사(1)를 공급받아 건조장치(20)에서 건조시키는 단계;
(c) 건조장치(20)를 통과하여 건조된 원사(1)를 연속적으로 증열장치(30)를 통과시키도록 하여 염료(11)를 원사(1)에 염착시키는 단계;
(d) 염료(11)가 염착된 원사(1)를 증열장치(30)에서 공급받아 수세장치(40)에서 수세하는 단계;
(e) 수세장치(40)를 거쳐 이송되는 원사(1)를 공급받아 건조장치(50)에서 건조시키는 단계;
(f) 건조장치(50)에서 건조된 원사(1)를 받아 권취롤러(60)에 권취시키는 단계;를 포함하여 이루어지고,
(a) 단계에서,
염료 분사장치(10)는 일정 간격으로 복수개가 형성되고,
(a) 단계에서,
복수개의 염료 분사장치(10)는 2개 또는 그 이상의 다른 색상의 염료가 각각 리턴 박스(12)에 충전되어, 차례로 원사(1)에 다른 색상을 분사하여 1개의 원사(1)에 동시에 다양한 색상을 표현할 수 있도록 하고,
(b) 단계에서,
건조장치(20)는 하부면이 일측으로 경사지게 형성되고, 일측에 배출구(21)가 형성되어 건조장치(20) 내부에 낙하되는 잔류 염료가 배출되도록 하고,
(b) 단계에서,
건조장치(20)의 입구에는 원사(1)의 하부가 지지되도록 가이드 롤러(25)가 형성되어 원사(1)가 건조장치(20)의 내부로 이송되는
상기 공지된 기술의 염료(11), 리턴 박스(12), 스프레이(13), 염료분사장치(10), 원사(1), 건조장치(20), 증열장치(30), 수세장치(40), 건조장치(50), 권취롤러(60), 가이드롤러(25)로 이루어진 염료 분사식 친환경 원사 염색방법에 있어서,
(b) 단계에서,
건조장치(50)는 원사를 건조시킬 수 있는 열풍, 히터를 이용한 건조장치를 사용할 수 있으며, 수세장치(40)를 거쳐 수세된 원사(1)에는 염료가 염착되어 있기 때문에 열풍 건조로 건조하며,
건조장치(50)를 관통하는 원사(1)는 130~150℃에서 20~40초로 건조시키도록 하고,
(c)단계에서,
증열장치(30)를 이용하며, 원사(1)에 흡착된 염료(11)를 원사(1)에 염착시키도록 하고,
증열장치(30)는 하부가 개방되고 상부 및 측면이 막힌 박스에서 하부로 일정 온도의 수증기를 가해주는 것으로 증열공정을 수행할 수 있고,
온도가 낮거나 증열 시간이 적으면 염착이 제대로 이루어지지 않고, 온도가 높거나 증열 시간이 많으면 원사(1)가 손상될 수 있기 때문에, 증열은 수증기로 110~130도에서 20~40초로 하는 것을 특징으로 하는 염료 분사식 친환경 원사 염색방법을 제공하고자 한다.

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본 발명의 염료 분사식 친환경 원사 염색방법은 물을 거의 사용하지 않고 원사에 염료를 스프레이로 분사하여 염착시키도록 하여 오염수의 방출을 최소로 할 수 있어 친환경 염색이 가능하고, 원사의 색상의 강약 및 동시에 다양한 색상을 표현할 수 있어 다양한 색감을 표현할 수 있어 원사에 특수성을 부여할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 염료 분사식 친환경 원사 염색방법을 개략적으로 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 건조장치의 일 실시예를 도시한 도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 염료 분사식 친환경 원사 염색방법을 개략적으로 도시한 도이다.

본 발명의 염료 분사식 친환경 원사 염색방법은 먼저, 원사(1)를 일정한 속도로 염료 분사장치(10)로 공급하면서 염료 분사장치(10)에서 원사(1)에 염료(11)를 분사하도록 한다(a).

본 발명에서는 원사(1)에 색상의 강약 및 다양한 색상을 표현할 수 있으면서도, 물의 사용을 최소화하여 친환경 염색이 가능하도록 염료(11)를 원사(1)에 분사하여 염색을 하도록 한다.

본 발명에서 사용되는 염료 분사장치(10)는 염료(11)가 충전되어 있는 리턴 박스(12)와, 리턴 박스(12)에 상부에서 리턴 박스(12)의 염료(11)를 공급받아 분사하는 스프레이(13)로 이루어져, 리턴 박스(12)에 충전되어 있는 염료(11)를 스프레이(13)로 지속적으로 분사할 수 있도록 한다.

원사(1)는 합성, 천연 원사를 모두 사용할 수 있으며, 원사(1)가 권취되어 있는 공급롤러에서 염료 분사장치(10)를 관통하여 다음 공정으로 이송하게 되는데, 원사(1)는 염료 분사장치(10)의 리턴 박스(12)와 스프레이(13)의 사이로 관통하게 되고, 염료 분사장치(10)를 관통하는 원사(1)에 스프레이(13)로 염료(11)를 분사하도록 하는 것이다.

이때, 원사(1)의 염료 분사장치(10)의 원활한 공급을 위하여 염료 분사장치(10)의 입구에는 상부와 하부에 각각 가이드 롤러(15)(16)가 구성되어 가이드 롤러(15)(16)의 사이로 원사(1)가 관통하여 공급될 수 있도록 할 수 있으며, 후술하는 단계에서도, 각 단계의 입구와 출구 등에서 가이드 롤러가 형성될 수 있다.

이와 같이, 원사(1)가 연속적으로 이송되면서 스프레이(13)로 원사에 염료(11)를 분사하게 되고, 원사(1)에 분사되고 남은 염료(11)는 다시 리턴 박스(12)로 낙하하여 염료(11)가 수집되게 된다. 따라서, 원사(1)에 염료(11)의 분사시에는 외부로 유출되는 양이 없이 전부 재사용이 가능하게 되고, 염료(11)가 부족할 시에는 다시 리턴 박스(12)에 염료(11)를 채우도록 한다.

상기와 같은 염료 분사장치(10)는 1개가 구성될 수도 있으며, 복수개가 일정 간격을 두고 구성되도록 하여, 원사(1)에 분사되는 염료(11)가 1차에서 끝나는 것이 아니라 복수의 염료 분사장치(10)를 거치면서 여러 차례 분사가 되기 때문에, 표현하고자 하는 색상의 강약을 조절할 수 있다.

특히, 이와 같이 복수개의 염료 분사장치(10)를 구성한 경우에는 복수개의 염료 분사장치(10)의 각각의 리턴 박스(12)에 각각 다른 색상의 염료(11)를 충전하도록 하여 원사(1)가 이송되면서 차례로 여러 색상을 분사하여 원사(1)에 다양한 색상의 연출이 가능하도록 할 수 있다.

상기와 같이 각각의 리턴 박스(12)에 각각 다른 색상의 염료(11)를 충전할 수도 있으며, 같은 색상 복수개와 각각 다른 색상을 리턴 박스(12)에 차례로 충전하여 색상의 강약 및 색상의 다양성을 동시에 표현할 수도 있다.

이후, 염료 분사장치(10)를 거쳐 이송되는 원사(1)를 공급받아 건조장치(20)에서 건조시키도록 한다(b).

건조장치(20)는 공지의 다양한 원사를 건조시킬 수 있는 열풍, 히터 등을 이용한 다양한 건조장치를 사용할 수 있다.

본 단계에서는 원사(1)에 충분하게 염료(11)가 묻어 있기 때문에 염료(11)가 열풍에 의하여 날아가 이염 등의 부작용이 일어날 수 있기 때문에, 열풍을 이용한 건조장치의 사용보다는 히터 등을 이용한 직열 건조방식을 이용한 건조장치를 사용하는 것이 바람직하다.

건조장치(20)를 관통하는 염료(11)가 분사되어진 원사(1)는 130~150℃에서 20~40초 정도로 건조시키도록 한다. 건조 온도 및 시간이 낮거나 적으면 시간이 오래 걸리고 건조 온도 및 시간이 높거나 오래 걸리면 원사가 타는 등 손상을 가져온다.

본 발명에서는 건조장치(20)의 입구에 원사(1)를 건조장치(20)의 내부로 용이하게 공급하도록 가이드 롤러(25)가 구성될 수 있는데, 가이드 롤러(25)는 건조장치(20)의 입구에서 원사(1)의 하부에만 위치하도록 한다. 이와 같이, 가이드 롤러(25)가 원사(1)의 하부에만 위치하도록 하는 것은 만약 가이드 롤러가 상하부에 각각 위치하여 원사(1)를 맞물고 이송시키게 되면 원사(1)에 묻어 있는 건조되지 않은 염료(11)에 의하여 이염이 될 수 있기 때문이다.

도 2는 본 발명의 건조장치의 일 실시예를 도시한 도이다.

특히, 건조장치(20)는 도 2에서와 같이, 하부면이 일측으로 경사지게 형성되고, 일측에 배출구(21)가 형성되어 건조장치(20) 내부에 낙하되는 잔류 염료가 배출되도록 할 수 있다.

건조장치(20)의 내부로 이송되는 원사(1)는 표면에 아직 염착되지 않은 염료(11)가 묻어 있기 때문에, 건조하는 동안 원사(1)에서 염료(11)가 지속적으로 낙하할 수 있으며, 이 낙하된 염료(11)를 용이하게 외부로 배출할 수 있도록 경사로를 형성하여 배출구(21)로 배출되도록 유도하도록 할 수 있다.

이후, 건조장치(20)를 통과하여 건조된 원사(1)를 연속적으로 증열장치(30)를 통과시키도록 하여 염료(11)를 원사(1)에 염착시키도록 한다(c).

증열장치(30)는 공지의 다양한 증열장치를 이용할 수 있으며, 원사(1)에 흡착된 염료(11)를 원사(1)에 완전하게 염착시키도록 하는 것이다.

증열장치(30)는 일 예로 하부가 개방되고 상부 및 측면이 막힌 박스에서 하부로 지속적으로 일정 온도의 수증기를 가해주는 것으로 증열공정을 수행할 수 있다.

온도가 낮거나 증열 시간이 적으면 염착이 제대로 이루어지지 않고, 온도가 높거나 증열 시간이 많으면 원사(1)가 손상될 수 있기 때문에, 증열은 수증기로 110~130도에서 20~40초 정도하는 것이 바람직하다.

이후, 염료(11)가 염착된 원사(1)를 증열장치(30)에서 공급받아 수세장치(40)에서 수세하도록 한다(d).

본 발명에서는 상기에서와 같이 수세공정이 없고 본 단계에서만 수세를 하여 원사에 염색시에 수세공정을 최소화 하기 때문에 친환경적이다.

본 발명에서의 수세공정은 공지의 다양한 수세장치(40)를 이용할 수 있으며, 일예를 들면 물이 공급되는 탱크조(41)의 내부에 복수의 롤러(42)가 형성되어, 염료가 염착된 원사(1)가 복수의 롤러(42)를 지나가면서 수세가 되도록 하는 것이다.

이후, 상기의 수세장치(40)를 거쳐 이송되는 원사(1)를 공급받아 건조장치(50)에서 건조시키도록 한다(e).

본 단계에서의 건조장치(50)는 공지의 다양한 원사를 건조시킬 수 있는 열풍, 히터 등을 이용한 다양한 건조장치를 사용할 수 있으며, 수세장치(40)를 거쳐 수세된 원사(1)에는 염료가 완전히 염착되어 있기 때문에, 열풍 건조로 건조하는 것이 바람직하다.

건조장치(50)를 관통하는 원사(1)는 130~150℃에서 20~40초 정도로 건조시키도록 한다. 건조 온도 및 시간이 낮거나 적으면 시간이 오래 걸리고 건조 온도 및 시간이 높거나 오래 걸리면 원사가 타는 등 손상을 가져온다.

마지막으로, 건조장치(50)에서 거쳐 건조된 원사(1)를 받아 권취롤러(60)에 권취시키도록 한다(f).

상기와 같은 본 발명의 염료 분사식 친환경 원사 염색방법은 물을 거의 사용하지 않고 원사에 염료를 스프레이로 분사하여 염착시키도록 하여 오염수의 방출을 최소로 할 수 있어 친환경 염색이 가능하고, 원사의 색상의 강약 및 동시에 다양한 색상을 표현할 수 있어 다양한 색감을 표현할 수 있어 원사에 특수성을 부여할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

본원발명에서 이용한 일반적인 공지기술

섬유가공학(형설출판사, 1997년 2월 15일 발행, p.464-480)

① 코팅 가공공정

: 마무리 공정(염색)

② 스프레이(spray) 코팅

: 염료, 스프레이

③ 프리 캐스트(pre-cast) 코팅

: 롤러, 가열공정

④ 커튼(curtain) 코팅

: 공급헤드, 건조기(공개특허 10-1999-0012857호의 기술원리)

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

1 : 원사 11 : 염료
12 : 리턴 박스 13 : 스프레이
15, 16 : 가이드 롤러 20 : 건조장치
21 : 배출구 25 : 가이드 롤러
30 : 증열장치 40 : 수세장치
41 : 탱크조 42 : 롤러
50 : 건조장치 60 : 권취롤러

Claims (1)

1. (a) 염료(11)가 충전되어 있는 리턴 박스(12)와, 리턴 박스(12)에 상부에서 리턴 박스(12)의 염료(11)를 공급받아 분사하는 스프레이(13)로 이루어지는 염료 분사장치(10)의 리턴 박스(12)와 스프레이(13)의 사이로 원사(1)를 연속적으로 공급받아 스프레이(13)로 염료(11)를 원사(1)에 분사하는 단계;
   (b) 염료 분사장치(10)를 거쳐 이송되는 원사(1)를 공급받아 건조장치(20)에서 건조시키는 단계;
   (c) 건조장치(20)를 통과하여 건조된 원사(1)를 연속적으로 증열장치(30)를 통과시키도록 하여 염료(11)를 원사(1)에 염착시키는 단계;
   (d) 염료(11)가 염착된 원사(1)를 증열장치(30)에서 공급받아 수세장치(40)에서 수세하는 단계;
   (e) 수세장치(40)를 거쳐 이송되는 원사(1)를 공급받아 건조장치(50)에서 건조시키는 단계;
   (f) 건조장치(50)에서 건조된 원사(1)를 받아 권취롤러(60)에 권취시키는 단계;를 포함하여 이루어지고,
   (a) 단계에서,
   염료 분사장치(10)는 일정 간격으로 복수개가 형성되고,
   (a) 단계에서,
   복수개의 염료 분사장치(10)는 2개 또는 그 이상의 다른 색상의 염료가 각각 리턴 박스(12)에 충전되어, 차례로 원사(1)에 다른 색상을 분사하여 1개의 원사(1)에 동시에 다양한 색상을 표현할 수 있도록 하고,
   (b) 단계에서,
   건조장치(20)는 하부면이 일측으로 경사지게 형성되고, 일측에 배출구(21)가 형성되어 건조장치(20) 내부에 낙하되는 잔류 염료가 배출되도록 하고,
   (b) 단계에서,
   건조장치(20)의 입구에는 원사(1)의 하부가 지지되도록 가이드 롤러(25)가 형성되어 원사(1)가 건조장치(20)의 내부로 이송되는
   공지된 기술의 염료(11), 리턴 박스(12), 스프레이(13), 염료분사장치(10), 원사(1), 건조장치(20), 증열장치(30), 수세장치(40), 건조장치(50), 권취롤러(60), 가이드롤러(25)로 이루어진 염료 분사식 친환경 원사 염색방법에 있어서,
   (b) 단계에서,
   건조장치(50)는 원사를 건조시킬 수 있는 열풍, 히터를 이용한 건조장치를 사용할 수 있으며, 수세장치(40)를 거쳐 수세된 원사(1)에는 염료가 염착되어 있기 때문에, 열풍 건조로 건조하며,
   건조장치(50)를 관통하는 원사(1)는 130~150℃에서 20~40초로 건조시키도록 하고,
   (c)단계에서,
   증열장치(30)를 이용하며, 원사(1)에 흡착된 염료(11)를 원사(1)에 염착시키도록 하고,
   증열장치(30)는 하부가 개방되고 상부 및 측면이 막힌 박스에서 하부로 일정 온도의 수증기를 가해주는 것으로 증열공정을 수행할 수 있고,
   온도가 낮거나 증열 시간이 적으면 염착이 제대로 이루어지지 않고, 온도가 높거나 증열 시간이 많으면 원사(1)가 손상될 수 있기 때문에, 증열은 수증기로 110~130도에서 20~40초로 하는 것을 특징으로 하는 염료 분사식 친환경 원사 염색방법.
   
   

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