KR20040006080A

KR20040006080A - 천연 염료 제조방법

Info

Publication number: KR20040006080A
Application number: KR1020020039597A
Authority: KR
Inventors: 엄익원
Original assignee: 박원진; 주식회사 장성산업; (주)비티엔티; 엄익원
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-01-24

Abstract

본 발명은 천연 염료 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자연에서 얻은 천연식물을 증탕하여 추출한 농축액을 건조한 후, 미세한 분말로 분쇄하여 환경친화적이고 인체에 유익한 염료를 대량생산할 수 있는 천연 염료 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 자연에서 얻어지는 오배자, 괴화, 울금 및 각종 약초 등의 천연식물을 원료를 사용하여 염료를 제조함으로써 화학조연제 및 합성염료의 사용으로 인한 환경오염과, 이로 인해 피부에 접촉시 발생되는 각종 피부질환 등의 인체에 유해한 영향을 끼쳤던 문제점을 방지할 수 있고, 천연염료만이 갖는 고유의 색감을 얻을 수 있을 뿐 아니라 인체에도 유익한 효능을 제공할 수 있으며, 각 제조공정에 사용되는 장치가 유기적으로 연결되어 염료를 대량생산할 수 있는 천연 염료 제조방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 직물을 염색하는 염료의 제조방법에 있어서, 고유의 색을 함유하는 원료를 세척한 후, 물과 혼합하여 추출기에 투입하고, 스팀자켓을 통해 가열하여 추출액만을 선별하도록 여과기로 필터링하는 염료추출 및 여과단계와; 상기 여과기에서 여과된 추출액을 교반기가 구비된 저장탱크에 유입시켜 추출액의 농도가 일정하도록 교반한 후, 저장탱크의 밸브를 개방하여 진공압에 의해 일정량씩 여과기로 유입시켜 필터링하는 추출액 농도균일화 단계와; 상기 여과기를 경유한 추출액을 일정량씩 농축탱크에 유입시켜 스팀자켓을통해 가열하여 농축시키고, 농축되는 추출액의 농도가 균일하도록 교반기로 교반해주는 추출액 농축단계와; 상기 농축탱크 저부의 밸브를 개방하여 농축액을 다수의 채반에 10∼15mm의 두께로 담아 진공건조기에 내장시킨 후, 원료의 종류에 따라 40∼60Torr의 진공압을 유지한 상태에서 가열시켜주고, 가열과정에서 발생되는 수증기를 제거하면서 농축액을 건조하는 농축액 건조단계와; 상기 건조기로부터 건조된 농축물을 기류분쇄기에 투입하여 100∼600mesh로 분쇄하여 분말형태의 염료를 제조하는 건조된 농축물 분쇄단계와; 상기 기류분쇄기에 의해 분쇄된 분말 형태의 염료를 밴드씰러에 의해 일정량씩 포장하는 분쇄된 염료의 포장단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 저장탱크에 투입된 추출액에 미리 제조된 분말형태의 천연염료를 적어도 한종류 이상을 투입하여 혼합색을 갖는 추출액을 제조하는 조제단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

천연 염료 제조방법{Manufacture method of a natural dye}

일반적으로 염색방법에는 화학염색법과 천연염료로 염색하는 천연염색방법이 있다.

현재까지 의류에 사용되는 일반적인 염색방법은 화학염료를 사용한 화학염색법으로, 이는 색상이 선명하게 나타난다는 장점이 있으나, 염색후에 생성되는 폐수로 인하여 심각한 수질오염을 야기한다는 문제점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해서 염색후 생성되는 폐수를 정화하기 위한 여러가지 노력이 있었으나, 이를 근본적으로 해결하지는 못하고 있다.

이에, 폐수를 방출하지 않아서 화학염색법을 대처할 수 있는 천연염색방법에 관심이 증대되고 이에 대해서 연구가 진행된 결과, 천연염색방법은 폐수를 방출하지 않아 환경친화적이라는 점 이외에 사용되는 염재자체가 천연의 재료이므로 피부에 문제를 일으키지 않으며, 사용되는 염재에 따라 원적외선을 방사하거나 소취,방취의 기능을 갖을 뿐 아니라 그 색도자연스럽고 아름답다는 것이 알려지게 되면서 천연염색방법으로 염색된 의류에 대해서 소비자들의 수요가 증대되고 있으며 이에 천연염색방법으로 의류를 제작하는 업체가 증가하고 있는 상황이다.

그러나, 현재 상기 천연염색방법에서 사용되는 천연염료를 제조하는 방법은 기존의 화학염료를 제조하는 방법을 응용하는 단계에서 벗어나지 못하여서 천연재료만이 갖는 고유의 특성을 효과적으로 살릴 수 없는 문제점과, 천연 염료를 대량생산할 수 있는 제조장치의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 자연에서 얻어지는 오배자, 괴화, 울금 및 각종 약초 등의 천연식물을 원료를 사용하여 염료를 제조함으로써 화학조연제 및 합성염료의 사용으로 인한 환경오염과, 이로 인해 피부에 접촉시 발생되는 각종 피부질환 등의 인체에 유해한 영향을 끼쳤던 문제점을 방지할 수 있고, 천연염료만이 갖는 고유의 색감을 얻을 수 있을 뿐 아니라 인체에도 유익한 효능을 제공할 수 있으며, 각 제조공정에 사용되는 장치가 유기적으로 연결되어 염료를 대량생산할 수 있는 천연 염료 제조방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 직물을 염색하는 염료의 제조방법에 있어서, 고유의 색을 함유하는 원료를 세척한 후, 물과 혼합하여 추출기에 투입하고, 스팀자켓을 통해 가열하여 추출액만을 선별하도록 여과기로 필터링하는 염료추출 및 여과단계와; 상기 여과기에서 여과된 추출액을 교반기가 구비된 저장탱크에 유입시켜 추출액의 농도가 일정하도록 교반한 후, 저장탱크의 밸브를 개방하여 진공압에 의해 일정량씩 여과기로 유입시켜 필터링하는 추출액 농도균일화 단계와; 상기 여과기를 경유한 추출액을 일정량씩 농축탱크에 유입시켜 스팀자켓을 통해 가열하여 농축시키고, 농축되는 추출액의 농도가 균일하도록 교반기로 교반해주는 추출액 농축단계와; 상기 농축탱크 저부의 밸브를 개방하여 농축액을 다수의 채반에 10∼15mm의 두께로 담아 진공건조기에 내장시킨 후, 원료의 종류에 따라 40∼60Torr의 진공압을 유지한 상태에서 가열시켜주고, 가열과정에서 발생되는 수증기를 제거하면서 농축액을 건조하는 농축액 건조단계와; 상기 건조기로부터 건조된 농축물을 기류분쇄기에 투입하여 100∼600mesh로 분쇄하여 분말형태의 염료를 제조하는 건조된 농축물 분쇄단계와; 상기 기류분쇄기에 의해 분쇄된 분말 형태의 염료를 밴드씰러에 의해 일정량씩 포장하는 분쇄된 염료의 포장단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 천연 염료의 제조공정도,

도 2는 본 발명에 따른 천연 염료 제조장치의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 추출기를 도시한 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 추출기에 구비된 선별판의 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 저장탱크를 도시한 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 농축기를 도시한 구성도,

도 7은 도 6의 "A"부분 확대단면도,

도 8은 본 발명에 따른 진공건조기를 도시한 구성도,

도 9는 본 발명에 따른 기류분쇄기를 도시한 구성도,

도 10a는 본 발명에 따른 기류분쇄기의 부분확대사시도,

도 10b는 도 10a의 종단면도,

도 11은 본 발명에 따른 포장기의 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 염료추출기 11 : 추출기본체

12 : 제1맨홀덮개 13 : 제2맨홀덮개

14,33,45 : 스팀자켓(steam jacket) 15,46,62 : 콘덴서(condenser)

16 : 선별판 17 : 배출공

18,34,49 : 배출관 19 : 펌프

20a,20b : 여과기 30 : 저장탱크

31 : 제1교반모터 32 : 제1교반기

40 : 농축기 41 : 농축탱크

42 : 제2교반모터 43 : 제2교반기

44 : 블레이드(blade) 44a : 스크래퍼(scrapper)

47,63 : 응축수탱크 48,64 : 진공펌프

50a,50b : 채반이송기 51 : 채반

60 : 진공건조기 61 : 건조기본체

62 : 선반 65 : 온수공급탱크

66 : 순환펌프 67 : 온수공급관

68 : 온수배출관 70 : 기류분쇄기

71 : 분쇄기본체 72 : 고정원반

73 : 원반축 73a : 파쇄원반

73b : 풀리 74 : 와류실

74a : 와류유도판 75 : 모터

76 : 벨트 77 : 송풍기

78 : 투입호퍼 80 : 포장기

81 : 제1저장호퍼 82 : 스크류컨베어

83 : 제2저장호퍼 84 : 벨트컨베어

85 : 밴드씰러

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 천연 염료의 제조공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 천연 염료 제조장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 추출기를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 추출기에 구비된 선별판의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 저장탱크를 도시한 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 농축기를 도시한 구성도이고, 도 7은 도 6의 "A"부분 확대단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 진공건조기를 도시한 구성도이고, 도 9는 본 발명에 따른 기류분쇄기를 도시한 구성도이고, 도 10a는 본 발명에 따른 기류분쇄기의 부분확대사시도이고, 도 10b는 도 10a의 종단면도이고, 도 11은 본 발명에 따른 포장기의 구성도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 천연 염료 제조방법은 염료추출 및 여과단계와, 추출액의 농도균일화 및 조제단계와, 추출액의 농축단계와, 농축액 건조단계와, 건조된 농축물 분쇄단계와, 분쇄된 염료의 포장단계로 이루어는데, 이를 제조공정 순서에 의거하여 설명한다.

제1공정 : 염료추출 및 여과단계

천연염료의 원료로서 오배자, 괴화, 울금, 소목, 쪽 및 각종 자연산 약초를 채집하여 깨끗이 세척한다.

상기 자연산 식물은 각각 고유의 색깔을 함유하고 있는데, 오배자는 회색(gray), 괴화는 황갈색(khaki), 울금은 노란색(yellow), 소목은 빨간색(red), 쪽은 청색(blue) 등의 고유의 색을 갖는다.

깨끗이 세척된 자연산 식물 중 하나의 원료만 선택하여 염료추출기(10)의 제1맨홀덮개(12)를 열고 투입하고, 상부의 제2맨홀덮개(13)를 열고 물을 투입한다.

이때, 상기 염료추출기(10)에 투입되는 원료와 물은 적절한 비율로 혼합하여야 하는데, 가열시 상기 염료의 부피팽창율과 4∼5시간 정도의 가열시간을 고려해 볼때 원료 25∼30중량%에 물 70∼75중량%의 비율로 혼합하는 것이 바람직 할 것이다.

여기서, 상기 염료추출기(10)는 상기 원료와 물을 투입하도록 제1/2맨홀덮개(12,13)이 힌지로 결합된 추출기본체(11)와, 상기 추출기본체(11)의 배면부에 열매체(heat transfer media)를 사용한 가열장치가 구비되며, 상기 가열장치의 스팀자켓(steam jacket,14)이 상기 추출기본체(11)의 주연부에 설치되며, 상기 스팀자켓((steam jacket,14)을 경유한 고온의 열매체를 응축시키도록 냉각수를 공급하는 냉각수타워에 연결된 콘덴서(condenser,15)와, 상기 추출기본체(11)의 저부에 추출액을 배출시킬 수 있도록 밸브가 구비된 배출관(18)으로 구성된다.

또한, 상기 추출기본체(11)에는 통상적으로 사용되는 온도센서의 감지신호에 의해 작동되는 자동온도조절장치가 구비되어 있어 상기 추출기본체(11) 내부의 온도를 설정된 온도의 범위로 유지시키게 되며, 상기 추출기본체(10) 내부의 소정위치에 다수의 배출공(17)이 형성된 선별판(16)이 장착되어 액체만이 하부로 배출하게 된다.

상기 추출기본체(11)에 물과 원료를 투입한 후, 상기 스팀자켓(14)을 통해 3∼5kg/cm²압력으로 스팀을 공급하여 상기 추출기본체(11) 내부의 온도를 100℃로 유지하며 4∼5시간 동안 가열시키게 된다.

상기 추출기본체(11)의 내부의 물과 원료를 가열한 후, 상기 선별판(16)의배출공(17)을 통해 하부로 선별된 추출액은 상기 배출관(18)의 밸브를 개방하여 배출하여 펌프(19)를 통해 여과기로 이송시키고, 추출이 완료된 후 상기 추출기본체(11)에 남아 있는 잔여물은 상기 제2맨홀덮개(12)를 개방하여 배출시킨다.

여기서, 상기 추출기본체(11) 하부의 양측에 추출액의 상태를 확인할 수 있도록 투명판을 장착하는 것이 바람직 할 것이다.

상기 펌프(19)에 의해 천연식물의 추출액은 여과기(20a)로 이송되는데, 상기 여과기(20a)에는 다중의 필터가 내장되어 추출액 중 미립자의 액만을 선별하여 저장탱크(30)로 이송시키게 된다.

제2공정 : 추출액의 농도균일화 및 조제단계

상기 저장탱크(30)로 이송된 추출액은 일정시간 동안 저장하게 되는데, 이때 추출액의 사용시 침전으로 인한 농도변화를 방지하기 위해 상기 저장탱크(30)에 구비된 제1교반기(32)를 회전시켜 추출액을 교반시키게 된다.

즉, 상기 염료추출기(20)로부터 배출되는 추출액이 추출되는 시간에 따라 농도가 일정하지 않기 때문에 상기 제1교반기(32)에 의해 균일한 농도를 유지하도록 교반시켜주는 것이다.

상기 제1교반기(32)는 상기 저장탱크(30)의 상부에 설치된 제1교반모터(31)에 의해 구동되며, 가열장치를 가동시켜 스팀자켓(steam jacket,33)을 통해1∼2kg/cm²의 압력으로 스팀을 공급하여 상기 저장탱크(30)의 내부온도를 50∼60℃로 유지한다.

여기서, 상기 가열장치의 유닛은 상기 염료추출기(11)의 가열장치유닛과 동일한 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 저장탱크(30)에서 제1교반기(32)에 의해 추출액의 혼합조제도 가능한데, 이는 추출액에 본 발명에 의해 제조된 다른 색을 갖는 천연염료를 적어도 하나 이상을 투입해줌으로써 적절한 혼합색을 갖는 추출액을 조제하는 것이다.

가령, 울금을 원료로 하여 추출한 노란색 추출액에 쪽을 원료로 하여 미리 조제된 청색을 띄는 분말 형태의 천연염료를 상기 저장탱크(30)의 맨홀덮개를 개방하여 투입한 후, 상기 제1교반기(32)로 교반해줌으로써 노란색과 청색의 혼합색인 청록색을 갖는 새로운 추출액을 조제할 수 있는 것이다.

상기와 같이 농도가 일정해진 추출액 또는 천연염료가 혼합되어 조제된 추출액은 상기 저장탱크(30)의 배출관(34)에 구비된 밸브를 개방하여 진공펌프(48)의 구동에 의한 진공압에 의해 추출액을 200mesh의 마이크로필터가 구비된 여과기(20b)에서 필터링 한 후 농축기(40)로 이송하게 된다.

제3공정 : 추출액의 농축단계

상기 농축장치(40)의 농축탱크(41)로 이송된 추출액을 진공 농축시 추출액의 온도를 60∼65℃를 유지할 수 있도록 상기 농축탱크(41)의 주연부에 설치된 스팀자켓(steam jacket,45)을 통해 1.5∼2.5kg/cm²의 압력으로 스팀을 공급하며, 감지센서의 감지신호에 작동되는 자동 온도조절장치에 의해 상기 설정온도 범위를 유지하게 된다.

상기 스팀자켓(45)은 농출될 추출액이 소량이므로 상기 농축탱크(41)의 하부에 설치하고, 추출액의 양에 따라 3∼4회정도로 나눠서 농축시켜줌으로써 상기 스팀자켓(45)의 전열효율을 향상시켜줌과 아울러 추출액을 균일하게 농축시킬 수 있을 것이다.

농축시 발생되는 수증기는 상기 농축탱크(41)의 외측에 구비된 복수개의 콘덴서(condenser,46)에 의해 응축시키며 추출액으로부터 수분을 제거하여 걸쭉한 상태가 되도록 3∼4시간 동안 농축시킨다.

여기서, 상기 농축탱크(41) 내부에는 제2교반모터(42)에 장착된 제2교반기(43)와, 상기 제2교반기(43)의 하부에 장착된 후크형상의 블레이드(44)와, 상기 블레이드(44)의 저부에 힌지로 결합된 다수개의 스크래퍼(44a)가 마련된다.

상기 제2교반모터(42)에 의해 상기 농축탱크(41) 내부의 농축액을 농도가 일정하도록 교반시키게 되며, 시간이 경과함에 따라 농축액이 탄화되어 상기 교반탱크(41)의 바닥에 고착되는 현상을 방지하도록 상기 스크래퍼(44a)가 긁어주는 역활을 한다.

이때, 상기 스크래퍼(44a)는 상기 블레이드(44)에 회동가능하게 힌지로 결합되어 상기 농축탱크(41)의 바닥과 상기 스크래퍼(44a)의 저부에서 마찰력이 크게 작용할 경우, 상기 스크래퍼(44a)가 힌지축을 중심으로 일정각도로 회전됨으로써 상기 제2교반기(43)가 원활하게 회전됨에 따라 상기 제2교반모터(42)에 부하가 발생되지 않게 된다.

한편, 상기 복수개의 콘덴서(46)에는 응축수탱크(47)가 연결되고, 상기 응축수탱크(47)에 진공펌프(46)가 연결되어 원료의 종류에 따라 40∼60Torr의 진공압으로 제어한다.

상기와 같은 농축과정은 각 원료의 종류에 따라 시간을 적절하게 제어하기 위해 상기 농축탱크(41)에 디지털시계와 부저경광등을 설치하는 것이 바람직할 것이다.

상기 농축과정이 완료되면 상기 진공펌프(48)를 정지하고 상기 농축탱크(41)의 상부에 구비된 밴트밸브(미도시)를 개방하여 내부의 압력을 조정한 후, 상기 농축탱크(41)의 저부에 구비된 배출관(49)의 밸브를 개방하여 농축액을 배출한다.

제4공정 : 농축액 건조단계

농축액을 진공 건조하기 위해 먼저, 농축액을 채반(51)에 10∼15mm의 두께로 담아 채반이송기(50a)에 수납하여 진공건조기(60)에 이송한 후, 건조기본체(61)에 장착된 다수개의 선반(62)에 상기 채반(51)을 위치시킨다.

여기서, 상기 건조기본체(61)는 온수공급탱크(65)에서 가열된 온수가 순환펌프(66)에 의해 공급되는데, 상기 순환펌프(66)에 의해 공급되는 온수는온수공급관(67)을 통해 상기 건조기본체(61)에 공급되며, 피물체와 열교환에 의해 온도가 낮아지 온수는 온수배출관(68)을 통해 상기 온수공급탱크(65)로 배출된다.

상기 온수공급관(66)은 상기 다수개의 선반(62)의 내측에 통상의 증발관 형상으로 설치되며, 상기 선반(62)의 하부로부터 최상부까지 일체형으로 설치된다.

상기 온수공급탱크(65)로부터 공급되는 온수에 의해 상기 건조기본체(61)의 내부온도를 60∼65℃로 유지시키게 되는데, 이는 감지센선의 감지신호에 의해 작동되는 자동 온도조절장치에 의해 설정된 온도범위로 조절할 수 있을 것이다.

한편, 상기 건조기본체(61)의 상부에는 콘덴서(62)가 설치되며, 상기 콘덴서(62)에는 응축수탱크(63)와 진공펌프(64)가 연결되어, 상기 건조기본체(61)내부에서 발생하는 수증기는 상기 콘덴서(62)를 경유하며 응축되고, 상기 진공펌프(64)에 의해 응축수는 상기 응축수탱크(63)로 배출된다.

여기서, 상기 진공펌프(64)의 진공압은 원료의 종류에 따라 40∼60Torr로 유지하고, 건조되는 농축물의 수분함수율이 12∼16중량%로 유지하도록 4∼6시간 동안 건조시키는 것이 바람직하며, 이는 적절한 수분을 함유함으로써 후술할 기류분쇄기(70)의 분쇄유닛에 과부하가 발생되는 것을 방지함과 아울러 분쇄효율을 높일 수 있음을 다양한 실시예를 통해 얻은 결과이다.

상기 건조기(60)의 건조시간과 원료의 종류에 따라 진공건조 시간을 적절하게 제어할 수 있도록 디지털타이머와 부저경광등을 설치할 수 있도 있을 것이다.

진공건조가 완료되면, 상기 건조기본체(61)의 상부의 밴트밸브(미도시)를 개방하여 내부의 압력을 조정한 후, 도어를 열고 상기 채반(51)을 인출시킨다.

제5공정 : 건조된 농축물 분쇄단계

상기 건조기본체(61)로부터 인출한 상기 채반(51)을 채반이송기(50b)에 내장시켜 이송한 후, 건조된 농축물을 기류분쇄기(70)의 투입호퍼(78)에 투입한다.

상기 기류분쇄기(70)는 공지된 분쇄장치로 와류에 의해 입자충돌방식으로 분쇄하는 것이다.

여기서, 상기 기류분쇄기(70)를 간략하게 설명하면, 분쇄기본체(71)와, 상기 분쇄기본체(71)의 저부를 원통형으로 구비하되, 그 내면에 톱니형상으로 고정된 고정원반(72)과, 상기 고정원반(72)을 상대로 내부에서 고속회전되는 톱니형상의 회전원반(73a)이 원반축(73)에 고정되어 회전되도록 설치되고, 상기 원반축(73)의 하부에 와류실(74)이 형성되며, 상기 고정원반(72)와 회전원반(73a)의 톱니형 파쇄날 사이에는 분쇄물이 파쇄 및 통과될 수 있는 파쇄틈새(S1)가 형성되도록 하되, 상기 톱니형 파쇄날을 내, 외측으로 각각경사지게 형성되도록 하여 파쇄홈부(S2)를 이루도록 구성된다.

그리고, 상기 원반축(73)의 저부는 풀리(73b)를 형성하여 모터(75)의 구동축과 벨트(76)로 연결되어 고속회전되도록 되어있다.

한편, 상기 와류실(74) 내면에는 상기 분쇄기본체(71) 외부에 장치된 와류용 송풍기(77)로부터 강제 유입되는 바람을 유도하여 와류현상이 발생되도록 하는 다수의 와류 유도판(74a)이 나선형으로 부착되어 있다.

상기와 같이 구성된 기류분쇄기(70)의 투입호퍼(78)에 건조된 농축물을 투입하게 되면, 상기 투입호퍼(78) 내부의 스크류콘베어(79)를 통해 원료가 정량씩 상기 파쇄원반(73a)에 공급되고, 공급된 원료는 모터(75)의 회전력을 전달받은 원반축(73)이 회전됨에 따라 원심력에 의해 외주연부로 밀려나게 된다.

상기와 같이 밀려나는 농축물은 예컨데 콩알과 같은 무게가 있는 물체는 자연스럽게 파쇄홈부(S2)내로 끼어 들어가게 되므로, 상기 고정원반(72)과 파쇄원반(73a)의 파쇄날에 의한 타격을 받게되어 파쇄되게 되고, 이러한 1차적인 파쇄작용을 와류실(74)로부터 불어오는 바람에 의해 날려서 상부측 파쇄원반(73a)의 파쇄틈새(S1)를 통과할 수 있는 입자 크기로 분쇄될때까지 반복적이고 연속적으로 진행되게 된다.

그리고, 파쇄된 미립자는 상기 와류실(13)내로 낙하되지 않고 상기 파쇄틈새(S1)를 통과하여 상부로 이송되고, 이때 상기 파쇄틈새(S1)를 통과 과정에서 2차적인 분쇄작용이 이루어진다.

또한, 2차적으로 분쇄작용에 의해 미립자는 상기 원반축(73)의 회전력에 의해 와류가 형성되면서 내벽에 부딪히거나 입자끼리 충돌하면서 3차적으로 분쇄되어 건조된 농축물을 100∼600mesh까지 미세하게 분쇄하여 미세한 분말형태의 염료를 제조한다.

제6공정 : 분쇄된 염료의 포장단계

상기 기류분쇄기(70)에 의해 미세하게 분쇄된 분말형태의 염료를 포장기(80)의 제1저장호퍼(81)에 투입하여 스크류컨베어(82) 라인을 따라 이송시켜 제2저장호퍼(83)에 투출시킨다.

그리고, 상기 제2저장호퍼(83)의 저부와 분말형태의 염료를 포장하는 밴드씰러(85)에는 벨트컨베이어(84)가 구비되어 상기 벨트컨베이어(84)의 구동에 의해 상기 제2저장호퍼(83)로 부터 배출되는 분말형태의 염료를 일정량씩 상기 밴드씰러(85)에 공급하여 포장함으로써 본 발명에 의한 천연 염료 제조공정이 완료된다.

상기와 같이 제조된 분말형태의 천연염료에 의해 각종 의류, 침구류 및 기타 면직물의 염색작업이 간편하고 용이하게 이루어질 수 있고, 천연염료에 의해 염색된 의류는 천연염료 특유의 색감에 의해 고급스러운 분위기를 연출할 수 있을 것으로, 본 발명은 의류산업상 매우 유용한 발명이다.

이와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 관해 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 한정되서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 약초를 포함한 천연식물 원재료로 염료를 제조하여 각종 직물에 염색시, 천연염료만이 갖는 특유의 온화하고 자연스러운발색효과를 줄 수 있어 고급스러운 직물을 생산할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 천연염료로 염색한 각종 직물을 원단으로 의류를 제작함에 따라 환경친화적고 피부 트러블 등이 발생하지 않으며, 인체에 유익한 성분을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 천연염료의 제조공정이 대부분 자동화과정으로 이루어져 염료를 대량생산할 수 있고, 추출액의 조제단계에서 염료의 혼합에 의해 다양한 색깔을 갖는 염료를 제조할 수 있으며, 특히 완성된 천연염료가 미세한 분말 형태로 이루어져 제품의 취급 및 보관이 용이함과 아울러, 누구나 손쉽게 염색작업을 행할 수 있는 장점이 있다.

Claims

직물을 염색하는 염료의 제조방법에 있어서,

고유의 색을 함유하는 원료를 세척한 후, 물과 혼합하여 추출기에 투입하고, 스팀자켓을 통해 가열하여 추출액만을 선별하도록 여과기로 필터링하는 염료추출 및 여과단계와;

상기 여과기에서 여과된 추출액을 교반기가 구비된 저장탱크에 유입시켜 추출액의 농도가 일정하도록 교반한 후, 저장탱크의 밸브를 개방하여 진공압에 의해 일정량씩 여과기로 유입시켜 필터링하는 추출액 농도균일화 단계와;

상기 여과기를 경유한 추출액을 일정량씩 농축탱크에 유입시켜 스팀자켓을 통해 가열하여 농축시키고, 농축되는 추출액의 농도가 균일하도록 교반기로 교반해주는 추출액 농축단계와;

상기 농축탱크 저부의 밸브를 개방하여 농축액을 다수의 채반에 10∼15mm의 두께로 담아 진공건조기에 내장시킨 후, 원료의 종류에 따라 40∼60Torr의 진공압을 유지한 상태에서 가열시켜주고, 가열과정에서 발생되는 수증기를 제거하면서 농축액을 건조하는 농축액 건조단계와;

상기 건조기로부터 건조된 농축물을 기류분쇄기에 투입하여 100∼600mesh로 분쇄하여 분말형태의 염료를 제조하는 건조된 농축물 분쇄단계와;

상기 기류분쇄기에 의해 분쇄된 분말 형태의 염료를 밴드씰러에 의해 일정량씩 포장하는 분쇄된 염료의 포장단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연 염료제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 저장탱크에 투입된 추출액에 미리 제조된 분말형태의 천연염료를 적어도 한종류 이상을 투입하여 혼합색을 갖는 추출액을 제조하는 조제단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연 염료 제조방법.
제1항에 또는 제2항에 있어서, 상기 원료는,

오배자, 괴화, 울금, 소목, 쪽 및 약초 중 어느 하나 이상으로 선택되는 것을 특징으로 하는 천연 염료 제조방법.
제 1항 또는 제2항에 있어서,

상기 염료추출 및 여과단계에서 추출기에 원료 25∼30중량%와 물 70∼75중량%를 혼합하여 투입하는 것을 특징으로 하는 천연 염료 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 농축액 건조단계에서 건조된 농축물의 수분함수율이 12∼16중량%의 범위인 것을 특징으로 하는 천연 염료 제조방법.