KR19990025103A - 마이크로파를 이용한 저온, 저욕비 무장력으로 단시간내에 염색 하는 방법 및 그의 장치 - Google Patents

마이크로파를 이용한 저온, 저욕비 무장력으로 단시간내에 염색 하는 방법 및 그의 장치 Download PDF

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Abstract

원사 상태에서 염색(絲染)하던가, 포지상태에서 염색할 때에 염료매체인 물의 사용량을 현격히 줄이고, 폐수의 배출이 없고, 염색 시간을 기존의 10%로 단축시키며, 에너지의 사용량을 대폭 줄일 수 있으며, 신축성이 있고 후도감이 있으며 촉감이 좋도록 염색하는 방법 및 그 장치를 제공함을 목적으로 한다.
피염물의 약 200용량 %의 물, 피염물의 약 1/1000의 분산 염료, 및 상기 분산염료의 약 1/100이하의 분산제를 혼합 교반하여 염액조에 넣은 후 이에 염액의 약 100wt%의 피염물을 침지후 염액이 피염물의 약 80wt% 남게 탈수한 피염물의 마이크로파를 2450㎒이하로 조사하여 상온에서 약 130℃까지 가온 후 이를 100℃에서 건조하던가, 또는 피염포지를 도 2의 가이드롤러 및 염액 침지 롤러(6)에 의해 연속 이송하는 한편, 피염물의 200용량%의 물, 피염물의 1/1000의 분산염료 및 상기 분산 염료의 1/100 이하의 분산제를 혼합, 교반한 염액에 피염포지를 연속적으로 침지한 후 압착롤러(7),(7')에서 압착, 패딩한 포지를 가이드롤러(9),(9')로 염색솥(10)에 이송되고, 롤(R0)~롤(R30)에 피염포지를 걸고 2450㎒ 이하의 마이크로파로 100°~130℃ 까지의 피염물을 회전시키면서 건조시킨 후 이를 가이드롤러에 의해 D존에서 염색 완료된 포지를 포개쌓는다. B존의 염액조의 염액은 소모되는 양만큼의 양을 연속적으로 보충하여 준다.

Description

마이크로파를 이용한 저온, 저욕비 무장력으로 단시간내에 염색하는 방법 및 그의 장치
도 1 은 본 발명의 회분식 염색장치로서 실 상태에서 사염(絲染)하는 장치이며,
도 1 의 A존의 도면은 회분식 염색장치의 본체이고,
도 1 의 B존의 도면은 A존에서 염색완료 후, 뚜껑을 열었을 때의 상태도이며
도 1 의 C존의 도면은 본 염색 장치의 횡단면도이다.
도 2 는 본 발명의 포지 연속식 염색장치의 전체 모식도이고,
도 2 의 A존의 도면은 피염 포지의 투입 방법을 나타내는 도면이고,
도 2 의 B존의 도면은 물, 염료 및 조제의 혼합 염액을 피가염 포지에 침지 및 압착 패딩시키는 것을 나타낸 도면이며
도 2 의 C존의 도면은 피염포지를 롤(R0)~롤(R30)에 걸고 회전하면서 마이크로파를 조사하면서 건조시키는 포지 염색부분 단면도이며,
도 2 의 D존의 도면은 염색이 완료된 염색포지를 가이드롤러에 의해 포개 쌓는 단면도면이다.
도 3 은 도 2의 C존 상세 단면도이다.
도 4 는 도 3의 A 부 확대도로서 도 2 또는 도 3의 외측 투시드 벨트, 내측 투시드 벨트 및 롤러에 부착된 투시드 기어의 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
E : 반응기F : 마이크로파 발진기
1,2,3,4,5 : 가이드롤러6 : 침지가이드롤러
13 : 염액조8,9,9', 11,11',12 : 이송 가이드롤러
롤(R0)~롤(R30) : 염색솥 안에서 피염포지를 걸고 회전하는 롤러
Tb : 외측 투시드 벨트RT : 롤에 부착된 투시드 기어
Ta : 내측 투시드 벨트1-LP : 제1조의 이동한계점
2-LP : 제2조의 이동한계점3-LP : 제3조의 이동한계점
4-LP : 제4조의 이동한계점
[산업상 이용분야]
본원 발명은 마이크로파를 이용한 저온, 저욕비 무장력으로 단시간내에 염색하는 방법 및 그의 장치에 관한 것이다.
[종래기술]
종래에 있어서, 염료매체인 물을 피염물의 10~20배의 공업 용수를 사용해야 하므로 염색폐수가 다량 생긴다는 문제점, 염색폐수속에 잔류하고 있는 5~10wt%의 염료가 염색 폐수가 함께 버려져 심각한 공해 문제와 염료의 손실이 야기되고, 또한 염색하는데 소요되는 시간이 1~3시간이어서 염색시간이 오래 걸리는 문제점과 또한 염료 매체인 다량의 물을 130℃로 가열하여야 하므로 많은 열에너지가 소요되어 생산원가의 상승요인이 되는 등의 문제점들과 특히 포지염색에 있어 경사방향으로 장력이 발생하며 특히 신합섬의 이수축 혼섬사 및 고수축 원단을 염색한 피염물은 신축성이 없고 후도감이 없어서 촉감이 나쁘다고 하는 문제점들이 있다.
[발명이 해결하려는 과제]
이상과 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 염료 매체인 물의 사용량을 현격히 줄이고, 염색시간을 아주 단축시키며, 열에너지의 사용량을 아주 줄이고, 신축성이 좋고 후도감이 좋으며, 촉감이 좋은 염색방법 및 그 장치를 제공함을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 피염물의 약 200용량%의 물에 피염물의 약 1/1000의 분산 염료와 상기 염료의 1/100이하의 분산제를 넣고 혼합 교반한 상온의 염액중에 피염물을 넣어 침지한 후 염액을 피염물의 중량의 약 80wt%되게 남기게 탈수한 피염물을 염색 솥에 넣고 이에 2450㎒ 이하의 마이크로파를 조사하고 수증기가 발생하기 시작하여 온도를 상승시키고 약 130℃로 가열후 이를 약 100℃에서 가열 건조시키던가 또는 피염물의 200용량%의 물, 피염물의 1/1000의 분산염료 및 분산염료의 1/100 이하의 분산제를 혼합 교반한 염액조에 피염물을 연속적으로 투입, 침지, 압착 패딩 한 후 이를 염색솥에서 마이크로파를 조사하여 상온에서 약 100°~130℃ 로 가열하면서 롤(R0)~롤(R30)에 피염포지를 무장력으로 걸고 회전시키면서 피염포지를 연속적으로 투입 방출하여 무장력으로 염색하는 것을 특징으로 하고 이를 수세, 파이날 텐더링 후 이를 쿨링와인드하여 염색을 완료한다.
[발명의 실시 태양]
도 1 은 회분식 사염장치이다. 본 발명의 회분식 염색장치는 실 상태에서 사염(絲染)하는 장치로서 도 1과 같으며, 도 1에서 A존의 도면은 본 발명의 마이크로파의 본체로서 a, b는 반응기이고, c는 피염물인 원사이다.
도 1의 B존은 A존에서 염색을 완료한 후, 뚜껑을 열었을 때의 상태도이고, 이는 처음에 원사를 장착할 때의 상태와도 같다. 도 1의 C존은 A존의 횡단면도이다.
실제 염색함에 있어 도 1의 B존에서 피염물인 원사를 바닥위(d)에 장착하여 이를 A존에 밀어 넣으면 A존의 도면과 같이 염색 준비를 완료된다. 염색 후 피염물을 탈착할시엔 장착의 역순으로 한다.
도 2는 연속식 포지의 염색 장치이다. 도 2이 A존의 도면은 피염포지의 투입상태를 나타낸 도면이고, 도 2의 B존은 염료, 물 및 조제로 이루어진 염액이 채워진 염액조(13)에 포지를 침지 및 압착롤러(7),(7')로 압착 패딩시킨 포지를 연속적으로 도 2의 C존으로 이송한다.
도 2의 C존은 염색솥(10)이고, F는 마이크로파 발진기이며, 그리고 도 3과 같이 가이드롤러(9),(9')에 의해 이송된 포지가 롤(R0)~롤(R30)에 무장력 상태로 걸어 회전하면서 염색, 건조되고 가이드롤러(11),(11')에 의해 도 2의 D존으로 이송되어 포지염색을 완료하게 된다.
도 3은 도 2의 C존 상세도이다.
도 4는 도 3의 A부 확대도로서 도 3의 외측 투시드 벨트(Tb), 내측 투시드 벨트(Ta), 롤러에 부착된 투시드 기어(RT)이고, 롤(R0)~롤(R30)의 도면으로서 롤의 이동상태를 나타낸 도면이며 롤의 수는 필요에 따라 증감된다. 도 4의 외측 투시드 벨트(Tb)와 내측 투시드 벨트(Ta)의 작용은 롤(R1)에 걸리게 되는 피염포지를 가이드롤러(11),(11')에 이송시키는 역할과, 롤(R1)의 위치에 다시 오게 하는 작용을 한다. 도 4에서 내측벨트(Ta)를 고정시키고, 외측벨트(Tb)를 우측으로 이동하면 롤(R1)은 외측벨트(Tb)가 이동한 만큼 역시 우측으로 이동된다. 그러나 외측벨트(Tb)와 내측벨트(Ta)가 동시에 우측으로 같은 속도로 움직이면, 역시 롤(R1)은 자전(自轉)없이 우측으로 내외측 벨트가 움직이는 만큼 이동하게 되며, 또 외측벨트(Tb)가 우측으로, 내측벨트(Ta)가 좌측으로 동일 속도로 이동하면 롤(R1)은 좌우측으로 움직임 없이 자전만 하게 된다. 이러한 원리로 롤(R0~R30)에 피염포지를 걸쳐지게 하고, 피염 포지의 이동 속도로 조절이 가능하게 된다. 이때의 투시드 벨트는 4개조로 나누어져 있다.
상단의 투시드 벨트와 하단의 투시드 벨트, 좌단의 투시드 벨트, 우단의 투시드 벨트의 각 내외측의 벨트가 4개의 독립성을 지니도록 장치되어 있다. 즉, 롤(R0~R4) 까지는 제 1 조, 롤(R5~R13) 까지는 제 2 조, 롤(R14~R18) 까지는 제 3 조, 롤(R19~R30) 까지는 제 4 조 등의 각 투시드 벨트 내외측 벨트는 각 조와 같게 또는 다르게 이동이 가능하게 되어 있다.
그리고 가이드롤러(9),(9')의 선속과 제 1 조의 내외측 벨트를 이용한 롤(R1~R4)의 선속과 일치하여야 하는데, 다만 이때 롤이 고정되어 자전만 하는 것이 아니고 제 2 조 쪽으로 이동하기 때문에 이 롤의 이동거리를 더하는 선속이 더 필요한 것이다.
그리고 제 1 조의 내외측 투시드 벨트 이동한계점(1-LP)에 롤(R4)이 이르게 되면 제 2 조의 내외측 벨트 이동한계점(2-LP)까지 이동하게 된다.
이때의 피염포지는 상하 좌우로 움직이게 되어 전자파를 조사 받게되며, 염색 얼룩이 없어지게 되고, 무장력으로 가이드롤러(9),(9')에서 (11),(11')까지 이동되며, 결국 롤(R0~R30)은 자전하면서 공전을 하게 된다.
분산 염료로서는 카얄론 피이티 루빈 제엘에스이(Kayalon PET Rubine GLSE), 씨아이 디스포즈 아르이디(CI Disperse RED 60), 설리톤(Celliton), 시바세트(Cibacet), 미케톤(Miketon), 포론(Foron), 레솔린(Resoline), 라틸(Latyl), 듀라놀(Duranol), 디스퍼졸(Dispersol), 디아폴론(Diapolon) 등의 공지의 것을 사용할 수 있다.
캐리어(Carrier)의 종류는 섬유에 따라 다르지만 페놀(Phenol)유도체, 살리실산(Salicylic acid)유도체, 벤조산(benzoic acid)유도체 등의 소수성 캐리어와 디페닐(di-phenyl), 클로로벤졸(chloro benzol)류, 나프탈렌(naphthalene), 0- 또는 P- 페닐페놀(phenyl phenol), 벤졸 등의 소수성 캐리어를 사용할 수 있다.
사염 및 포염시에 염액을 피염물의 80wt% 전후 남기게 되는데, 그 이유로서 섬유 자체는 유전물(誘電物) 또는 유전체가 아니고, 순수물(증류수)도 유전체가 아니므로 이들은 유전률이 없거나 낮다. 그러나 염액은 염료와 물 그리고 조제 등으로 조성되어 있어 유전체이다. 즉, 유전체는 유전율이 높을수록 마이크로파의 흡수가 강하게 일어난다. 그러므로 피염물의 염액을 남겨 내부가열이 이루어지도록 하는 것이다.
사염 또는 포염시의 가온 최적온도가 약 100°~130℃이다. 사염이나 포염시 실 또 포지의 염액이 건조되었을 경우에는 내부가열이 일어나지 않으므로 에너지 측면에서 굳이 주파수를 높일 필요가 없으며, 다만 피염물을 건조키 위한 정도의 마이크로파를 조사하면 된다. 내부가열의 온도의 상승 또는 강하는 주파수의 강약에 따라 또는 유전도 또는 유전율에 따라, 그리고 주파수의 조사의 장단에 따라 정해진다.
피염물에 마이크로파의 조사 시간은 포지의 두께, 염액의 농도 및 양, 색상의 농담 또는 사종 또는 포지의 조직, 투입량, 주파수의 양에 따라 달라진다. 포지의 염색시 염색솥에서 피염물의 통과하는 시간은 약 30~약 120초가 좋고, 30초 이하에선 내부가열이 되지 않으므로 염색이 되지 않고, 120초 이상에서는 포지가 건조된 후 이므로 무의미하다. 실시예를 들어 상세히 설명하나 물론 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술적 사상에 의거 여러 가지의 변형이 가능함은 물론이다.
[실시예 1] 사염(회분석)
폴리에스테르 150d/48F, DTY사를 소프트와인딩된 치즈(cheese)를 정련(精練)하는 한편, 피염물의 200용량%의 물, 피염물의 1/1000의 카얄론 피이티 루빈 지엘에스이(Kayalon PET Pubine GLSE) 및 염료의 1/120의 페놀계 캐리어를 넣은 후, 이를 혼합 교반한 염액에 전기 정련한 폴리에스테르사를 약 10분 침지한 후, 염액이 피염물의 80wt%정도 남기게 탈수하고 이를 도 1의 바닥판(d) 위에 장착한 후 이를 A존에 밀어넣고 마이크로파 발진기를 작동시켜서 약 2000㎒로 장치내의 수증기가 발생하기 시작하여 130℃에서 수증기 밀도가 높아졌다가 점점 낮아질 때까지 약 10분간 가열한 후 약 100℃로 가열하여 완전 건조할 때까지 약 5분간 건조시켜 사염을 완료했다.
[실시예 2] 포지의 염색(연속식)
폴리에스테르 태피터(taffeta)를 공지의 정련 공정을 거쳐 프리세팅하여 A존에서 피염물을 B존으로 투입했다. 한편 B존에는 피염물의 200용량%의 물, 피염물의 1/1000의 분산염료인 카얄론 피이티 루빈 지엘에스이(Kayalon PET Pubine GLSE) 및 염료의 1/120의 분산 조제인 페놀계 캐리어를 혼합 교반한 염색을 염액조에 연속 주입하면서, 피염포지를 도 2의 A존의 가이드롤러(1),(2),(3),(4),(5)에서 침지롤러(6) 및 압착롤러(7),(7')를 거치는데 염액에 피염물이 통과하는 시간을 약 1~3초 되게 이송속도를 조절했고, 염액의 픽업량이 100wt%되게 압착롤러(7),(7')에서 압착 패딩(padding)후 가이드롤러(9),(9')를 통과하여 C존으로 투입되고, 마이크로파 발진기를 작동시켜서 약 2000㎒로 100°130℃의 염색솥(10)의 롤(R0)~롤(R30)를 통과시키면서 피염포지를 연속적으로 투입, 방출하였다. 이때, 피염물인 포지에는 장력을 주지 않고 무장력 상태에서 실시했다.
방출된 피염물을 공지의 수세공정을 거쳐 파이날 텐더링 후 클링 와인딩하여 본 발명의 염색을 완료하였다.
[발명의 효과]
염색시 염료매체인 물을 염색 과정에서 증발 제거시키므로 염색 폐수가 생기지 않으며, 후염액이 없이 염색 폐수량이 전혀 없고, 염색 소요시간의 단축, 에너지 절감, 염료절감 등으로 원가가 절감되고, 무장력 상태로 염색되기 때문에 피염포지의 신축성, 후도감, 촉감 등이 우수하여 고품질의 제품을 생산할 수 있다.

Claims (7)

  1. 피염물의 약 200용량 %의 물에 피염물의 약 1/1000의 분산염료가 상기 분산염료의 약 1/100이하의 분산제를 넣은 후 이를 혼합 교반한 염액을 염액조 중에 넣고 이에 피염물을 침지 후 염액이 피염물의 약 80wt%남게 탈수한 것에 마이크로파를 조사하여 상온에서 약 130℃로 상승시킨 후 이를 약 100℃에서 건조시켜서 되는 마이크로파를 이용한 저온 저욕비 무장력으로 단시간내에 사 염색하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 피염물을 염액에 침지하는 시간은 약 10분임을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 저온 저욕비 무장력으로 단시간내에 염색하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 마이크로파를 조사, 건조하는 시간이 약 5분간임을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 저온, 저욕비 무장력으로 단시간내에 염색하는 방법.
  4. 피염물의 200용량%의 물에 피염물의 약 1/1000의 분산염료와 상기 분산염료의 약 1/100 이하의 분산제를 혼합 교반한 염액에 피염물을 침지 흡착하고 소모되는 양만큼의 염색을 염액조에 연속적으로 주입하고, 한편으로 가이드롤러에 의해 이송되는 피염포지를 상기 염액조에 연속적으로 침지한 후, 염액이 피염물의 약 80~100% 되게 압착롤러(7),(7')로 압착, 패딩한 후 이를 가이드롤러(8),(9),(9')를 거쳐 100°~130℃의 염색솥(10)의 롤(R0)~롤(R30)에서 무장력 상태로 걸어 롤을 회전시켜 피염물과 동시에 회전 통과시키면서 피염물을 연속적으로 투입, 방출하여서 됨을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 연속적인 저온, 저욕비 무장력으로 단시간내에 포지 염색하는 방법.
  5. 사염시 피염물을 염액에 침지시킨 후, 이를 피염물의 약 80wt% 남기게 탈수한 후, 도 1에 도시한 바와 같이 피염물을 도 1의 바닥판(d)에 놓고 이를 도 1의 A존의 염액조에 밀어넣고, 이에 마이크로파를 조사하여 상온에서 약 130℃까지 가열후 이를 약 100℃로 강온, 건조시켜서 됨을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 저온 저욕비 무장력으로 단시간내에 사 염색하는 장치.
  6. 도 2 에 도시한 바와 같이 피염포지를 가이드롤러 및 침지롤러(6)로 염액조에 침지시킨 후 압착롤러(7),(7')에서 압착, 패팅하여 이를 가이드롤러(8),(9),(9')를 통하여 야 100~ 약 130℃의 C존의 염색솥의 롤(R0)~롤(R30)에 무장력 상태로 걸어 롤을 회전시켜 피염물과 동시 회전시키면서 연속적으로 염색, 건조시키는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 저온 저욕비 무장력으로 단시간내에 포지 염색하는 장치.
  7. 청구항 6에서, 염색솥의 롤(R0)~롤(R30)의 회전함에 있어서, 내측 및 외측 투시드 벨트와 롤(R0)~롤(R30)에 부착되어 있는 투시드 기어로 피염물이 회전 이동이 되도록 하여서 됨을 특징으로 하는 포지를 염색하는 장치.
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