KR102325287B1 - Monitoring apparatus for supercritical co2 dye process and normality dyeing judgment method using the apparatus - Google Patents

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박신
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Abstract

The present invention relates to a dyeing process monitoring apparatus for a supercritical CO2 dyeing machine and a normal dyeing determination method using the same. According to the present invention, a supercritical CO2 dyeing machine is provided with circulation piping between a dyeing tank where supercritical CO2 dyeing is performed on a fabric wound around a dyeing beam and a dye tank where a dye necessary for the supercritical CO2 dyeing is mixed with supercritical CO2. In the dyeing process monitoring apparatus of the present invention, a flow meter is installed to measure the flow rate of the supercritical CO2 circulating in the supercritical CO2 circulation piping, the flow meter is connected to a control unit, and the flow rate of the supercritical CO2 measured by the flow meter is transmitted to the control unit. The control unit integrates the amount of dye with the flow rate to monitor in real time the flow rate of the circulation piping and the amount of dye supplied to the fabric through the dyeing beam and determine whether the dyeing is normal. As a result, the flow rate of the supercritical CO2 of the circulation piping and the amount of dye can be monitored in real time in the dyeing process, and whether the dyeing is normal can be determined with ease.

Description

초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치 및 그를 이용한 정상 염색 판단방법 {MONITORING APPARATUS FOR SUPERCRITICAL CO2 DYE PROCESS AND NORMALITY DYEING JUDGMENT METHOD USING THE APPARATUS}Dyeing process monitoring device of supercritical carbon dioxide dyeing machine and normal dyeing determination method using the same

본 발명은 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치 및 그를 이용한 정상 염색 판단 방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 초임계 이산화탄소 순환배관에 설치된 유량계를 통해 순환배관을 통과하는 초임계 이산화탄소의 유량을 실시간으로 모니터링하고, 유량계에서 측정한 초임계 이산화탄소의 유량을 통해 정상 염색 여부를 판단하도록 하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a dyeing process monitoring apparatus of a supercritical carbon dioxide dyeing machine and a method for determining normal dyeing using the same, and more particularly, monitoring the flow rate of supercritical carbon dioxide passing through a circulation pipe through a flow meter installed in a supercritical carbon dioxide circulation pipe in real time and to determine whether normal dyeing is performed through the flow rate of supercritical carbon dioxide measured by the flow meter.

일반적으로 액체와 기체의 두 상태가 분간할 수 없는 상태의 온도와 증기압을 임계점이라고 하며, 이 임계점을 넘어선 상태, 즉 임계 상태가 되면 기체도 아니고 액체도 아닌 상태의 물질이 되는데, 이를 초임계 유체(Supercritical Fluid)라고 한다.In general, the temperature and vapor pressure in a state in which the two states of liquid and gas cannot be distinguished are called critical points. (Supercritical Fluid).

초임계 유체는 일반적인 기체나 액체와는 다른 고유의 특성을 갖게 되는데, 기체와 액체의 중간 정도의 물성이고, 약간의 압력과 온도의 변화에 따라 물성의 급격한 변화가 가능하며, 확산력이 좋고 물질 전달 속도가 큰 등의 물리적 특성을 가진다.Supercritical fluids have unique properties that are different from general gases or liquids. They have intermediate physical properties between gas and liquid, and rapid change in physical properties is possible with slight changes in pressure and temperature, and good diffusion and mass transfer. It has physical properties such as high speed.

초임계 유체 중에서 특히 초임계 이산화탄소(Supercritical CO2)는 기체와 유사한 확산성과 점성을 가지는 반면, 액체와 가까운 밀도 특성을 가지기 때문에 최근 들어 다양한 산업공정에 응용되고 있다.Among supercritical fluids, in particular, supercritical carbon dioxide (Supercritical CO 2 ) has recently been applied to various industrial processes because it has diffusibility and viscosity similar to gas, but has a density property close to that of liquid.

예를 들어 초임계 이산화탄소 염색기의 경우 초임계 이산화탄소의 특성을 적절하게 이용하는 것으로, 염료를 초임계 이산화탄소에 혼합하여 섬유에 침투시키는 새로운 염색방법을 사용하며, 이는 종래 주로 물을 이용하는 수계 염색기와는 다른 염색방법이다.For example, in the case of a supercritical carbon dioxide dyeing machine, the characteristics of supercritical carbon dioxide are appropriately used, and a new dyeing method is used in which a dye is mixed with supercritical carbon dioxide and penetrated into the fiber, which is different from the conventional water-based dyeing machine using mainly water. It is a dyeing method.

일반적으로 수계 염색의 경우 염료를 물에 혼합하여 섬유에 침투시키는 방법으로, 물과 같은 액체는 확산성이 우수하지 못하여 염색에 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 염색 후 섬유의 건조과정, 염색과정에서 발생하는 폐수 처리 문제, 그리고 염색한 섬유를 물세탁하는 경우에 장기간 동안 발생하는 염료 탈착 등의 문제가 있다.In general, in the case of water-based dyeing, a dye is mixed with water and penetrated into the fiber. Liquids such as water do not have excellent diffusivity, so it takes a considerable amount of time for dyeing. There are problems such as wastewater treatment and dye desorption that occurs over a long period of time when the dyed fibers are washed in water.

수계 염색과 비교할 때에 초임계 이산화탄소 염색의 경우 물을 전혀 사용하지 않고, 초임계 이산화탄소의 열물성적 특성을 이용하여 섬유조직의 내부까지 염료를 침투시킬 수 있는 장점이 있어 염색 견뢰도(Color Fastness)가 우수할 뿐만 아니라 염색공정에서 물을 사용하지 않으므로 건조공정이나 세탁시 발생하는 염료 탈착의 우려가 없다.Compared to water-based dyeing, supercritical carbon dioxide dyeing does not use water at all, and has the advantage of penetrating the dye to the inside of the fibrous tissue by using the thermophysical properties of supercritical carbon dioxide, so it has excellent color fastness. In addition, since water is not used in the dyeing process, there is no risk of dye desorption that occurs during the drying process or washing.

하기의 특허문헌 1에는 산업용 초임계 유체염색기가 제시되어 있다.The following Patent Document 1 proposes an industrial supercritical fluid dyeing machine.

특허문헌 1의 산업용 초임계 유체염색기는 소수성 섬유를 감을 수 있는 스핀들이 고정되는 염색조수단, 감겨진 섬유에 초임계유체의 흐름을 변환하여 균일하고 신속한 염색이 되게 하는 흐름변환수단, 염료가 투입되는 염료조수단, 초임계 이산화탄소에 용해된 염료와 섬유 간의 접촉빈도를 높이기 위한 초임계 유체 순환용 순환펌프수단, 초임계 유체를 가열하거나 냉각시키는 열교환기수단, 저장탱크에 저장된 이산화탄소를 냉각하여 염색장치에 가압펌프로 공급하는 이산화탄소 공급수단, 염색공정이 종료된 이산화탄소를 감압하고 냉각하여 회수펌프로 저장탱크에 회수하는 이산화탄소 회수수단 등이 고압배관으로 연결된 고압염색수단을 포함한다.The industrial supercritical fluid dyeing machine of Patent Document 1 includes a dyeing tank means in which a spindle for winding hydrophobic fibers is fixed, a flow conversion means for converting the flow of supercritical fluid to the wound fibers to make uniform and rapid dyeing, and a dye input dye tank means, circulating pump means for circulating supercritical fluid for increasing the contact frequency between dye dissolved in supercritical carbon dioxide and fibers, heat exchanger means for heating or cooling supercritical fluid, dyeing device by cooling carbon dioxide stored in a storage tank The carbon dioxide supply means for supplying the carbon dioxide to the pressurized pump, the carbon dioxide recovery means for depressurizing and cooling the carbon dioxide after the dyeing process has been completed, and recovering the carbon dioxide recovery means to the storage tank with a recovery pump includes a high-pressure dyeing means connected by a high-pressure pipe.

하기의 특허문헌 2에는 염색빔을 통해 분사되는 염료를 포함한 초임계 이산화탄소의 유동을 균일하게 할 수 있게 되어 직물의 전체 부위를 균일하게 염색할 수 있도록 하는 균염 향상을 위한 초임계 이산화탄소 염색조가 개시되어 있다.The following Patent Document 2 discloses a supercritical carbon dioxide dyeing tank for improving the leveling dye that allows the flow of supercritical carbon dioxide including the dye sprayed through the dyeing beam to be uniform, so that the entire area of the fabric can be uniformly dyed. have.

도 1은 본 발명이 관계하는 초임계 이산화탄소 염색기의 구성도이다.1 is a block diagram of a supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention.

본 발명이 관계하는 초임계 이산화탄소 염색기는 도 1과 같이 액체 이산화탄소 저장탱크(11), 이산화탄소 냉각기(12), 고압 이산화탄소 펌프(13), 예비 가열히터(14), 염료조(15), 염색조(16), 세퍼레이터(17), 기체 이산화탄소 저장조(18) 등을 포함한다.As shown in FIG. 1, the supercritical carbon dioxide dyeing machine to which the present invention relates is a liquid carbon dioxide storage tank 11, a carbon dioxide cooler 12, a high-pressure carbon dioxide pump 13, a preheating heater 14, a dye tank 15, and a dyeing tank. 16 , a separator 17 , a gaseous carbon dioxide storage tank 18 , and the like.

본 발명이 관계하는 초임계 이산화탄소 염색기에서 액체 이산화탄소 저장탱크(11)로부터 공급되는 액체 이산화탄소는 이산화탄소 냉각기(12)와 고압 이산화탄소 펌프(13)를 통해 예비 가열히터(14)로 공급된다.In the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention, liquid carbon dioxide supplied from the liquid carbon dioxide storage tank 11 is supplied to the preliminary heating heater 14 through the carbon dioxide cooler 12 and the high-pressure carbon dioxide pump 13 .

예비 가열히터(14)는 액체 상태의 이산화탄소를 가열하여 원하는 운전 온도와 압력의 초임계 이산화탄소를 만들어 염료조(15)로 공급하고, 염료조(15)는 초임계 상태의 이산화탄소에 염료를 혼합하여 염색조(16)로 공급한다.The preliminary heating heater 14 heats liquid carbon dioxide to make supercritical carbon dioxide of a desired operating temperature and pressure and supplies it to the dye tank 15, and the dye tank 15 mixes the dye with the supercritical carbon dioxide and It is supplied to the dyeing tank (16).

염색조(16)에서는 초임계 이산화탄소와 염료의 혼합물을 직물에 공급하고, 이때 초임계 이산화탄소는 염료를 직물 내부로 침투시키게 된다.In the dyeing tank 16, a mixture of supercritical carbon dioxide and dye is supplied to the fabric, and in this case, the supercritical carbon dioxide penetrates the dye into the fabric.

염색조(16)에서 사용된 초임계 이산화탄소는 세퍼레이터(17)로 공급되고, 세퍼레이터(17)는 이산화탄소를 증발시켜 과량의 염료와 잔사물을 제거한다.The supercritical carbon dioxide used in the dyeing tank 16 is supplied to the separator 17, and the separator 17 evaporates the carbon dioxide to remove excess dye and residues.

세퍼레이터(17)에서 분리된 기체 상태의 이산화탄소는 기체 이산화탄소 저장조(18)에 저장되어 재사용된다.The gaseous carbon dioxide separated by the separator 17 is stored in the gaseous carbon dioxide storage tank 18 and reused.

도 1에서 미설명부호 19는 순환펌프이다.In FIG. 1, the unexplained reference numeral 19 denotes a circulation pump.

이와 같이 초임계 이산화탄소 염색기는 염료조(15)에서 초임계 상태의 이산화탄소에 염료를 혼합하여 염색조(16)의 내부 중앙에 설치되는 염색빔에 공급하게 되고, 염색빔에 형성된 다수의 염료 분사구멍을 통해 초임계 이산화탄소에 의해 용해된 염료를 염색빔의 외부 둘레에 감긴 직물에 공급하게 된다.As such, the supercritical carbon dioxide dyeing machine mixes the dye with the supercritical carbon dioxide in the dye tank 15 and supplies it to the dye beam installed in the inner center of the dye tank 16, and a plurality of dye injection holes formed in the dye beam The dye dissolved by the supercritical carbon dioxide is supplied to the fabric wound around the outer perimeter of the dye beam.

즉, 염료를 포함하는 초임계 이산화탄소는 염색빔의 입구로 공급되어 다수의 분사구멍을 통해 직물로 유동하게 되고, 그 과정에서 초임계 이산화탄소에 용해된 염료가 섬유로 침투하게 된다. That is, the supercritical carbon dioxide containing the dye is supplied to the inlet of the dyeing beam and flows into the fabric through a plurality of injection holes, and in the process, the dye dissolved in the supercritical carbon dioxide penetrates into the fiber.

대한민국 등록특허공보 제10-0570333호 (2006년 04월 05일 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0570333 (registered on April 05, 2006) 대한민국 등록특허공보 제10-1737875호 (2017년 05월 15일 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1737875 (registered on May 15, 2017)

한편, 초임계 이산화탄소 염색을 진행하는 과정에서는 필터 막힘이나 그밖의 다른 구성 부품의 기능 저하가 발생하게 되면 염색조와 순환배관을 통과하는 초임계 이산화탄소의 유동이 정상적으로 진행되지 않게 되고, 그에 따라 초임계 이산화탄소의 유동량이 설정값의 범위를 벗어나게 되어 균일한 염색이 이루어지지 않게 되는 일이 있게 된다.On the other hand, in the process of supercritical carbon dioxide dyeing, if the filter is clogged or the function of other components occurs, the flow of supercritical carbon dioxide passing through the dyeing tank and circulation pipe does not proceed normally, and accordingly, supercritical carbon dioxide The amount of flow may be out of the range of the set value, and uniform dyeing may not be achieved.

초임계 이산화탄소의 압력과 온도에 따른 염료별의 용해도는 시험을 통하여 산출할 수 있다.The solubility of each dye according to the pressure and temperature of supercritical carbon dioxide can be calculated through testing.

그런데 종래에는 초임계 이산화탄소 염색 과정에서 염색이 제대로 진행되는 지에 대한 모니터링을 실시간으로 하지 못하였기 때문에 초임계 이산화탄소의 유동 량 이상으로 인하여 정상적으로 염색이 진행되지 않는 경우 이에 대해 빠르게 대처하지 못함으로써 많은 손실이 발생되는 문제가 있었다.However, in the prior art, since it was not possible to monitor in real time whether or not the dyeing proceeds properly during the supercritical carbon dioxide dyeing process, if the dyeing does not proceed normally due to an abnormal flow of supercritical carbon dioxide, it cannot be quickly dealt with, resulting in a lot of loss. There was a problem that occurred.

본 발명은 종래 기술에 따른 초임계 이산화탄소 염색 과정의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 초임계 이산화탄소 염색이 진행되는 과정에서 염색조와 순환배관을 통과하는 염료가 용해되어 있는 초임계 이산화탄소의 유량을 실시간으로 모니터링하고, 그를 통해 초임계 이산화탄소에 용해되어 있는 염료의 량을 적산하여 정상적으로 염료가 공급되는지 여부를 판단할 수 있도록 하는 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치 및 그를 이용한 정상 염색 판단 방법을 제공하는 데에 있는 것이다.The present invention is to solve the problem of the supercritical carbon dioxide dyeing process according to the prior art, and its purpose is to measure the flow rate of supercritical carbon dioxide in which the dye passing through the dyeing tank and the circulation pipe is dissolved in the process of supercritical carbon dioxide dyeing. Provides a dyeing process monitoring device for a supercritical carbon dioxide dyeing machine and a method for determining normal dyeing using the same, allowing real-time monitoring and accumulating the amount of dye dissolved in supercritical carbon dioxide to determine whether the dye is normally supplied it is in doing

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치는 염색빔의 둘레에 감긴 원단에 대한 초임계 이산화탄소 염색이 진행되는 공간인 염색조와 초임계 이산화탄소 염색에 필요한 염료가 초임계 이산화탄소와 혼합되는 공간인 염료조가 포함된 순환배관이 마련되는 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치에 있어서, 상기 염색조와 순환배관에 순환되는 초임계 이산화탄소의 유량을 측정하는 유량계를 설치하고, 상기 유량계를 제어유니트와 접속하여 유량계를 통해 측정되는 초임계 이산화탄소의 유량을 제어유니트에 전송하고, 제어유니트가 상기 유량을 통해 염료의 량을 적산하여 순환배관의 유량 및 염색빔을 통해 원단으로 공급되는 염료의 량을 실시간으로 모니터링하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the apparatus for monitoring the dyeing process of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention is a space in which supercritical carbon dioxide dyeing of the fabric wound around the dye beam is performed and necessary for supercritical carbon dioxide dyeing. In the dyeing process monitoring apparatus of a supercritical carbon dioxide dyeing machine in which a circulation pipe including a dye tank, which is a space in which a dye is mixed with supercritical carbon dioxide, is provided, a flow meter for measuring the flow rate of supercritical carbon dioxide circulated in the dyeing tank and the circulation pipe is installed and connecting the flow meter with the control unit to transmit the flow rate of supercritical carbon dioxide measured through the flow meter to the control unit, and the control unit accumulates the amount of dye through the flow rate, and the flow rate of the circulation pipe and the fabric through the dye beam It is characterized in that the amount of dye supplied to the system is monitored in real time.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치의 유량계는 순환배관 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.The flow meter of the device for monitoring the dyeing process of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention is characterized in that it is installed on the circulation pipe.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 이용한 정상 염색 판단방법은 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 이용하여 운전중인 초임계 이산화탄소 염색기의 초임계 이산화탄소 염색이 정상적으로 진행되고 있는 지를 판단하는 방법으로, 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치의 초임계 이산화탄소 순환배관에 설치된 유량계를 통해 초임계 이산화탄소의 유량을 측정하는 단계; 측정된 초임계 이산화탄소의 유량을 통해 제어유니트가 염색빔을 통해 원단으로 분사되는 초임계 이산화탄소에 포함된 염료의 량을 적산하는 단계; 측정된 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량이 설정값 범위인지를 판단하는 단계; 상기 판단결과 측정된 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량이 설정값 범위이면 정상 염색으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for determining normal dyeing using the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention uses the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine to determine whether the supercritical carbon dioxide dyeing of the operating supercritical carbon dioxide dyeing machine is proceeding normally A method comprising: measuring a flow rate of supercritical carbon dioxide through a flow meter installed in a supercritical carbon dioxide circulation pipe of a dyeing process monitoring device of a supercritical carbon dioxide dyeing machine; accumulating, by the control unit, the amount of dye contained in the supercritical carbon dioxide injected to the fabric through the dye beam through the measured flow rate of supercritical carbon dioxide; determining whether the measured flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye are within a set value range; and determining that dyeing is normal when the measured flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye are within a set value as a result of the determination.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 이용한 정상 염색 판단방법은 상기 판단결과 측정된 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량이 설정값 범위가 아니면 비정상 염색으로 판단하는 단계; 및 염색 운전을 정지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for determining normal dyeing using the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention comprises: judging as abnormal dyeing if the flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye measured as a result of the judgment are not within set values; and stopping the dyeing operation.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치 및 그를 이용한 정상 염색 판단 방법에 의하면, 초임계 이산화탄소 순환배관에 설치된 유량계를 통해 순환되는 초임계 이산화탄소의 유량 및 염료의 량을 실시간으로 모니터링할 수 있게 된다.According to the apparatus for monitoring the dyeing process of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention and the normal dyeing determination method using the same, the flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of dye circulated through the flow meter installed in the supercritical carbon dioxide circulation pipe can be monitored in real time. there will be

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치 및 그를 이용한 정상 염색 판단 방법에 의하면, 순환되는 초임계 이산화탄소의 유량을 실시간으로 측정하여 염색 대상물인 원단에 공급되는 염료의 양을 알 수 있게 되므로 정상 염색이 진행되는 지의 여부를 손쉽게 판단할 수 있게 된다.According to the apparatus for monitoring the dyeing process of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention and the normal dyeing determination method using the same, it is possible to know the amount of dye supplied to the fabric, which is the dyeing object, by measuring the flow rate of circulating supercritical carbon dioxide in real time. It is possible to easily determine whether or not normal staining is in progress.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치 및 그를 이용한 정상 염색 판단 방법에 의하면, 초임계 이산화탄소의 유량과 원단에 공급된 염료의 양을 기초로 전체 염색공정시간 중에서 균염성에 영향을 미치는 요소인 염료의 용해시간과 레벨링 시간이 어느 정도 부여되었는지 확인할 수 있게 되고, 그 결과를 통해 염료별 요구되는 염색공정시간을 정확하게 산정할 수 있게 된다.According to the apparatus for monitoring the dyeing process of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention and the normal dyeing determination method using the same, the leveling property is affected during the entire dyeing process time based on the flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of dye supplied to the fabric. It is possible to check to what extent the dissolution time and leveling time of the dye, which are elements, are given, and based on the result, it is possible to accurately calculate the required dyeing process time for each dye.

도 1은 본 발명이 관계하는 초임계 이산화탄소 염색기의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치의 구성도,
도 3은 정상 염색시의 순환배관의 초임계 이산화탄소 유량 그래프,
도 4 및 도 5는 비정상 염색시의 순환배관의 초임계 이산화탄소 유량 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 이용한 정상 염색 판단 방법의 흐름도.1 is a block diagram of a supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention;
2 is a block diagram of a device for monitoring the dyeing process of a supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention;
3 is a graph of the supercritical carbon dioxide flow rate of the circulation pipe during normal dyeing;
4 and 5 are graphs of supercritical carbon dioxide flow rate in the circulation pipe during abnormal dyeing;
6 is a flowchart of a normal dyeing determination method using the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치및 그를 이용한 정상 염색 판단방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. Hereinafter, an apparatus for monitoring a dyeing process of a supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention and a method for determining normal dyeing using the same will be described in detail based on the accompanying drawings. For reference, sizes of components, thicknesses of lines, etc. shown in the drawings referenced to describe the present invention may be expressed somewhat exaggeratedly for convenience of understanding.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.In addition, the terms used in the description of the present invention are defined in consideration of the functions in the present invention, and thus may vary according to user, operator intention, custom, and the like. Therefore, the definition of this term should be made based on the content throughout the present specification.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.And in the present application, terms such as 'comprise' and 'have' refer to the existence of a specific number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It is to be understood that this does not preclude the possibility of addition or presence of features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.In addition, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only this embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art It is provided for complete disclosure.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Therefore, the present invention can be made various changes and can have various forms, implementation examples (態樣, aspect) (or embodiments) will be described in detail in the specification. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and it should be understood to include all changes, equivalents or substitutes included in the technical spirit of the present invention, and the expression in the singular used herein is clearly different from the context. Unless otherwise indicated, plural expressions are included.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, detailed descriptions of well-known or well-known functions or configurations will be omitted in order to clarify the gist of the present invention.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.Hereinafter, "upper", "downward", "front" and "rear" and other directional terms are defined based on the state shown in the drawings.

초임계 이산화탄소의 압력과 온도에 따른 염료별의 용해도는 시험을 통하여 산출할 수 있다.The solubility of each dye according to the pressure and temperature of supercritical carbon dioxide can be calculated through testing.

도 2는 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a device for monitoring a dyeing process of a supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치는 염색빔(16a)의 둘레에 감긴 원단(P)에 대한 초임계 이산화탄소 염색이 진행되는 공간인 염색조(16)와 순환배관(L)이 마련되는 초임계 이산화탄소 염색기에 있어서, 상기 염색조(16)와 순환배관(L)에 순환되는 초임계 이산화탄소의 유량을 측정하는 유량계(20)를 설치하고, 상기 유량계(20)를 제어유니트(30)와 접속하여 유량계(20)를 통해 측정되는 초임계 이산화탄소의 유량을 제어유니트(30)에 전송하고, 제어유니트(30)가 상기 유량을 통해 초임계 이산화탄소가 순환한 총량을 적산하여 순환배관(L)의 유량 및 염색빔(16a)을 통해 원단(P)으로 공급되는 염료의 량을 실시간으로 모니터링하는 것을 특징으로 한다.The apparatus for monitoring the dyeing process of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention includes a dyeing tank 16 and a circulation pipe L, which is a space in which supercritical carbon dioxide dyeing of the fabric P wound around the dyeing beam 16a is performed. In the provided supercritical carbon dioxide dyeing machine, a flow meter 20 for measuring the flow rate of supercritical carbon dioxide circulated in the dyeing tank 16 and the circulation pipe L is installed, and the flow meter 20 is controlled by a control unit 30 ) and transmits the flow rate of supercritical carbon dioxide measured through the flow meter 20 to the control unit 30, and the control unit 30 accumulates the total amount of supercritical carbon dioxide circulated through the flow rate through the circulation pipe ( It is characterized in that the flow rate of L) and the amount of dye supplied to the fabric P through the dyeing beam 16a are monitored in real time.

초임계 이산화탄소 염색기는 초임계 이산화탄소가 염료조(15)에서 염료를 용해시킨 후 염색조(16)의 염색빔(16a)을 통해 분사되어 염색빔(16a)의 외부 둘레에 감긴 원단(P)과 접촉하면서 염색이 이루어지는데, 이때 순환배관(L)을 통과하는 초임계 이산화탄소에 대한 염료별 용해도 데이터를 기초로 초임계 이산화탄소의 유량을 측정할 수 있으면 염료를 용해시켜 원단에 공급하는데 필요한 초임계 이산화탄소가 충분히 공급되었는지를 알 수 있다.In the supercritical carbon dioxide dyeing machine, supercritical carbon dioxide dissolves the dye in the dye tank 15 and then is sprayed through the dye beam 16a of the dye tank 16 and wound around the outer periphery of the dye beam 16a (P) and Dyeing is performed while in contact. At this time, if the flow rate of supercritical carbon dioxide can be measured based on solubility data for each dye for supercritical carbon dioxide passing through the circulation pipe (L), supercritical carbon dioxide required to dissolve the dye and supply it to the fabric It can be seen that the supply is sufficient.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치는 초임계 이산화탄소 순환배관(L)에 설치된 유량계(20)를 통해 염색조(16)에서 배출되는 초임계 이산화탄소의 유량을 검출하고, 제어유니트(30)에서 순환되는 유량을 통해 염료의 량을 적산하여 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량을 실시간으로 모니터링하면, 원단에 공급된 염료의 양을 기초로 균염성에 영향을 미치는 요소인 레벨링 시간이 어느 정도인지 확인할 수 있다.The device for monitoring the dyeing process of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention detects the flow rate of supercritical carbon dioxide discharged from the dyeing tank 16 through the flow meter 20 installed in the supercritical carbon dioxide circulation pipe (L), and the control unit ( 30), if the amount of dye is integrated through the flow rate circulated to monitor the flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye in real time, leveling is a factor that affects the leveling property based on the amount of dye supplied to the fabric. You can check how much time it is.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치는 초임계 이산화탄소 순환배관(L)에 설치된 유량계(20)를 통해 측정된 유량을 통해 제어유니트(30)에서 염료의 량을 적산하여, 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 한다.The device for monitoring the dyeing process of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention integrates the amount of dye in the control unit 30 through the flow rate measured through the flow meter 20 installed in the supercritical carbon dioxide circulation pipe (L), and in real time to enable monitoring.

도 3은 정상 염색시의 순환배관의 초임계 이산화탄소 유량 그래프이고, 도 4 및 도 5는 비정상 염색시의 순환배관의 초임계 이산화탄소 유량 그래프이다. 3 is a supercritical carbon dioxide flow rate graph of a circulation pipe during normal dyeing, and FIGS. 4 and 5 are supercritical carbon dioxide flow rate graphs of a circulation pipe during abnormal dyeing.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 통해 실시간으로 측정된 초임계 이산화탄소 순환배관(L)의 유량은 정상운전의 경우 도 3과 같이 염색 운전 초기에 서서히 증가하다가 염색빔(16a)을 통해 원단(P)에 염료가 포함된 초임계 이산화탄소가 분사되어 염색이 진행되는 동안에 일정 유량을 유지하고, 염색이 종료되는 때에 서서히 감소하는 형태를 가진다.The flow rate of the supercritical carbon dioxide circulation pipe (L) measured in real time through the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention gradually increases at the beginning of the dyeing operation as shown in FIG. 3 in the case of normal operation, and then the dye beam 16a. The supercritical carbon dioxide containing the dye is sprayed into the fabric P through the to maintain a constant flow rate while the dyeing is in progress, and has a form that gradually decreases when the dyeing is finished.

그러나 도 4와 같이 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 통해 실시간으로 측정된 초임계 이산화탄소 순환배관(L)의 유량이 염색 운전 초기에 급격히 증가하는 고순환유량으로 모니터링된 경우 비정상 운전으로 판단된다.However, as shown in FIG. 4, when the flow rate of the supercritical carbon dioxide circulation pipe (L) measured in real time through the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine is monitored as a high circulation flow rate that rapidly increases at the beginning of the dyeing operation, it is determined to be an abnormal operation.

도 4와 같은 고순환유량이 발생할 때는 염료조(15)의 필터 파손을 포함한 염료조(15)의 이상이나 염료의 이상이 있을 수 있으므로 염료조(15), 필터 등을 점검, 수리하는 등 필요한 조치를 취한다.When a high circulating flow rate as shown in FIG. 4 occurs, there may be abnormalities in the dye tank 15 including filter damage in the dye tank 15 or abnormalities in the dye. Therefore, necessary measures such as checking and repairing the dye tank 15 and filters take

도 5와 같이 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 통해 실시간으로 측정된 초임계 이산화탄소 순환배관(L)의 유량이 염색 운전 초기 뿐만 아니라 염색이 진행되는 동안에도 낮은 수준을 유지하는 저순환유량으로 모니터링된 경우도 비정상 운전으로 판단된다.As shown in Figure 5, the flow rate of the supercritical carbon dioxide circulation pipe (L) measured in real time through the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine is a low circulation flow rate that maintains a low level not only at the beginning of the dyeing operation but also during the dyeing process. Even if it is monitored, it is judged to be abnormal operation.

도 5와 같은 저순환유량이 발생할 때는 염료조(15)의 필터 막힘 등을 포함한 염료조(15)의 이상이나 염료의 이상, 그리고 순환펌프(19)의 고장 등이 원인이 될 수 있으므로 순환펌프(19), 염료조(15), 필터 등을 점검, 수리하는 등 필요한 조치를 취한다.When a low circulation flow rate as shown in FIG. 5 occurs, an abnormality in the dye bath 15 including clogging of the filter in the dye bath 15, an abnormality in the dye, and a malfunction of the circulation pump 19 may be the cause. (19), take necessary measures such as checking and repairing the dye tank (15), filters, etc.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 이용한 정상 염색 판단 방법은 전술한 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 이용하여 운전중인 초임계 이산화탄소 염색기의 초임계 이산화탄소 염색이 정상적으로 진행되고 있는 지를 판단한다.The method for determining normal dyeing using the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention is that supercritical carbon dioxide dyeing of the supercritical carbon dioxide dyeing machine in operation is normally performed using the dyeing process monitoring device of the above-described supercritical carbon dioxide dyeing machine. judge whether

도 6은 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 이용한 정상 염색 판단 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of a normal dyeing determination method using the dyeing process monitoring apparatus of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention.

본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 이용한 정상 염색 판단 방법은 도 6과 같이 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치의 초임계 이산화탄소 순환배관(L)에 설치된 유량계(20)를 통해 초임계 이산화탄소의 유량을 측정하는 단계; 측정된 초임계 이산화탄소의 유량을 통해 제어유니트(30)가 염색빔(16a)을 통해 원단(P)으로 분사되는 초임계 이산화탄소에 포함된 염료의 량을 적산하는 단계; 측정된 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량이 설정값 범위인지를 판단하는 단계; 상기 판단결과 측정된 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량이 설정값 범위이면 정상 염색으로 판단하는 단계;를 포함한다.The normal dyeing determination method using the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention is through the flow meter 20 installed in the supercritical carbon dioxide circulation pipe (L) of the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine as shown in FIG. 6 . measuring the flow rate of supercritical carbon dioxide; accumulating, by the control unit 30, the amount of dye contained in the supercritical carbon dioxide sprayed to the fabric P through the dye beam 16a through the measured flow rate of supercritical carbon dioxide; determining whether the measured flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye are within a set value range; and determining that dyeing is normal when the measured flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye are within the set value as a result of the determination.

그리고 상기 판단결과 측정된 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량이 설정값 범위가 아니면 비정상 염색으로 판단하는 단계; 및 염색 운전을 정지하는 단계;를 포함한다.and judging as abnormal dyeing if the measured flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye are not within the set values as a result of the determination; and stopping the dyeing operation.

상기에서 비정상 염색으로 판단되어 염색 운전이 정지되면, 초임계 이산화탄소 염색기의 염료조(15), 염색조(16), 순환배관(L), 순환펌프(19)를 포함한 각 부위를 점검하여 염색 불량의 원인을 파악하고 부품 교환이나 수리 등의 필요한 조치를 취한다.If the dyeing operation is stopped because it is judged to be abnormal dyeing in the above, each part including the dye tank 15, the dye tank 16, the circulation pipe (L), and the circulation pump 19 of the supercritical carbon dioxide dyeing machine is checked and the dyeing is defective Identify the cause of the problem and take necessary measures such as replacement or repair of parts.

종래에는 초임계 이산화탄소 염색기를 운전할 때, 염색 공정 시간은 경험적으로 판단해 결정했지만 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치의 순환배관(L)을 유동하는 초임계 이산화탄소의 유량을 측정하고, 그를 통해 염료의 량을 적산하게 되면 정상 염색 여부를 손쉽게 판단할 수 있게 됨은 물론 염색 공정 시간을 결정하는데 도움이 될 수 있다.Conventionally, when operating a supercritical carbon dioxide dyeing machine, the dyeing process time is determined by empirical judgment, but the flow rate of supercritical carbon dioxide flowing through the circulation pipe (L) of the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention is measured and By accumulating the amount of dye through , it is possible to easily determine whether the dye is normal or not, and it can be helpful in determining the dyeing process time.

초임계 이산화탄소 염색의 경우 다양한 염료와 섬유마다 염색 시간을 달리 해야 하는데, 각각의 염료와 섬유의 종류, 그리고 염료와 섬유의 양에 따라 공정 시간을 실험적으로 결정하기 위해서는 많은 시간과 노력이 필요하다.In the case of supercritical carbon dioxide dyeing, the dyeing time needs to be different for each dye and fiber, and it takes a lot of time and effort to experimentally determine the process time according to the type of each dye and fiber and the amount of dye and fiber.

이때, 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치 및 그를 이용한 정상 염색 판단 방법을 통해 염색 공정의 종말점을 판단한다면, 실험적으로 얻어야 하는 데이터를 손쉽게 창출해 낼 수 있고 나아가 염색 공정 운전을 개선할 수 있다.At this time, if the end point of the dyeing process is determined through the dyeing process monitoring apparatus of the supercritical carbon dioxide dyeing machine according to the present invention and the normal dyeing determination method using the same, the data to be obtained experimentally can be easily created and further the dyeing process operation is improved can do.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.The invention made by the present inventors has been described in detail according to the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

15 : 염료조
16 : 염색조
16a : 염색빔
20 : 유량계
P : 원단
L : 초임계 이산화탄소 순환배관
30 : 제어유니트15: dye tank
16: dyeing tank
16a: dye beam
20: flow meter
P: fabric
L: Supercritical carbon dioxide circulation pipe
30: control unit

Claims (4)

삭제delete 삭제delete 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치의 초임계 이산화탄소 순환배관에 설치된 유량계를 통해 초임계 이산화탄소의 유량을 측정하는 단계;
측정된 초임계 이산화탄소의 유량을 통해 제어유니트가 염색빔을 통해 원단으로 분사되는 초임계 이산화탄소에 포함된 염료의 량을 적산하는 단계;
측정된 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량이 설정값 범위인지를 판단하는 단계;
상기 판단결과 측정된 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량이 설정값 범위이면 정상 염색으로 판단하는 단계;를 포함하며,
상기 판단결과 측정된 초임계 이산화탄소의 유량 및 적산된 염료의 량이 설정값 범위가 아니면 비정상 염색으로 판단하는 단계; 및 염색 운전을 정지하는 단계;를 포함하고,
실시간으로 측정된 초임계 이산화탄소 순환배관의 유량이 염색 운전 초기에 서서히 증가하다가 염색빔을 통해 원단에 염료가 포함된 초임계 이산화탄소가 분사되어 염색이 진행되는 동안에 일정 유량을 유지하고, 염색이 종료되는 때에 서서히 감소하는 형태로 모니터링된 경우 정상운전으로 판단하고,
실시간으로 측정된 초임계 이산화탄소 순환배관의 유량이 염색 운전 초기에 급격히 증가하는 고순환유량으로 모니터링된 경우 비정상 운전으로 판단하고,
고순환유량이 발생할 때는 염료조의 필터 파손을 포함한 염료조의 이상이나 염료의 이상이므로 염료조 및 필터를 점검, 수리하며,
실시간으로 측정된 초임계 이산화탄소 순환배관의 유량이 염색 운전 초기 뿐만 아니라 염색이 진행되는 동안에도 낮은 수준을 유지하는 저순환유량으로 모니터링된 경우도 비정상 운전으로 판단하고,
저순환유량이 발생할 때는 염료조의 필터 막힘을 포함한 염료조의 이상이나 염료의 이상, 그리고 순환펌프의 고장이 원인이므로 순환펌프 및 염료조 및 필터를 점검, 수리하는 것을 특징으로 하는 초임계 이산화탄소 염색기의 염색 공정 모니터링 장치를 이용한 정상 염색 판단방법.Measuring the flow rate of supercritical carbon dioxide through a flow meter installed in the supercritical carbon dioxide circulation pipe of the dyeing process monitoring device of the supercritical carbon dioxide dyeing machine;
accumulating, by the control unit, the amount of dye contained in the supercritical carbon dioxide sprayed to the fabric through the dye beam through the measured flow rate of supercritical carbon dioxide;
determining whether the measured flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye are within a set value range;
Determining normal dyeing if the measured flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye are within the set value range as a result of the determination;
judging as abnormal dyeing if the measured flow rate of supercritical carbon dioxide and the amount of accumulated dye are not within the set values as a result of the determination; and stopping the dyeing operation.
The flow rate of the supercritical carbon dioxide circulation pipe measured in real time increases gradually at the beginning of the dyeing operation. If it is monitored in a gradually decreasing form, it is judged as normal operation,
If the flow rate of the supercritical carbon dioxide circulation pipe measured in real time is monitored as a high circulation flow rate that increases rapidly at the beginning of the dyeing operation, it is judged to be an abnormal operation,
When high circulating flow rate occurs, the dye tank and filter are inspected and repaired,
If the flow rate of the supercritical carbon dioxide circulation pipe measured in real time is monitored as a low circulation flow rate that maintains a low level not only at the beginning of the dyeing operation but also during the dyeing process, it is judged to be an abnormal operation,
When the low circulation flow rate occurs, the dye tank abnormality including the clogging of the dye tank filter, the dye abnormality, and the circulation pump failure are the causes. A method for determining normal staining using a process monitoring device. 삭제delete
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