KR20050045991A - 고압하에서 직물 기질의 조각들을 조각단위로 또는묶음단위로 정련하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고압하에서 처리매체와 함께 기질의 조각을, 특히 직물 기질, 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하기 위한 장치에 관한 것으로서, 압력용기(1) 내에 기질의 조각들을 위치시키기 위해 폐쇄가능한 공급공(4)이 제공되는 실제적으로 원통형인 압력용기(1); 처리 과정중 고압하에서 처리매체를 압력용기(1)로 공급하며, 처리매체를 압력용기(1)로부터 분리시키기 위한 파이프시스템(7)으로 구성되며 고압하에서 처리매체로 직물 기질의 조각들을 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하기 위한 장치에 있어서, 리드(2, 3)에 의해 폐쇄될 수 있으며, 공급공(4)을 형성하는 공(aperture)이 구비된 두개의 끝단 표면중 적어도 하나가 원통형압력용기에 제공되고; 장치는 처리과정중 실링수단으로 적소에 리드(2, 3)를 유지하기 위한 리테이닝 수단(retaining means)을 포함하고; 그리고, 둘레가 폐쇄되고, 서로 거리를 두고 위치한 두개의 상호 연결되며, 폐쇄 위치에서 압력용기(1) 위로 미끄러질 수 있으며, 그때문에 축방향으로 압력용기(1)의 끝단면을 지지할 수 있는 끝단 조각이 구비된 바운딩 프레임을 포함하는 리테이닝수단을 특징으로 하는 장치에 관한 것이다.

Description

고압하에서 직물 기질의 조각들을 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하기 위한 장치 및 방법{Device and method for the piece-wise or batch-wise refining of pieces of a substrate, in particular a textile substrate, under high pressure}
본 발명은 청구항 제 1 항의 서문에 따른 처리매체를 가지고 고압하에서 기질의 조각들을, 예를 들어 직물 기질, 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하기 위한 장치에 관한 것이다.
상기 장치는 예를 들어, 직물기질을 염색하기 위한 장치를 발표하는 EP-1.152.081-A1에 의해 식별된다. 상기 장치는 직물기질이 각 주기(cycle)의 시작단계(the beginning)에 배치될 수 있는 염료용기(dye vessel)를 포함한다. 그 때문에 염색 용기는 커버 엘리먼트에 의해 닫히는 공급공(feed aperture)이 제공된다. 상기 염료용기는 고압 하에서 염류를 포함하는 유체가 순환되는 주요 파이프 시스템의 부분을 형성한다. 상기 염색 공정동안 적용된 상기 압력은 너무 높기 때문에 필요한 처리 온도에서 상기 유체가 임계 초과 상태이거나 인접 임계 상태에 있게된다. 일반적으로 상기 압력은 5 x 106 - 5 x 107 파스칼(50-500 bar)의 범위에 있다.
상기 장치의 경우에는 상기 연료용기가 높은 제작 압력을 지탱할 수 있도록 하기 위해서 중량이 큰 구조로 되어야하는 단점이 있다. 이것은 상기 장치의 제조 원가를 높인다. 그러한 이유는 각 처리 주기(treatment cycle) 후에 다시 상기 커버 엘리먼트(cover elemnet)를 개폐가능하도록 해야하기 때문이다. 예를 들어, 큰 볼트 및 너트와 같이 매우 중량이 큰 폐쇄 수단들은 상기 높은 제작 압력에서 실링수단(sealing manner) 내의 장소에 상기 커버 엘리먼트를 보존할 수 있도록 하기 위해서 요구된다. 상기 커버 엘리먼트는 그 자체가 또한 매우 두꺼운 두께의 벽으로 된 구조 및 매우 중량이 큰 구조로 되어야 한다. 이러한 경우의 상기 리드는 일반적으로 축방향의 실링링을 구비하여 상기 압력용기의 플랜지에 놓이게 된다. 상기 축방향의 시일을 안전하게 할 수 있도록 하기 위해서, 높은 압력(high tension) 하에서 상기 지지 수단(retaining means)이 제공되어져야 한다. 이러한 것은 통상적으로 상기 처리 주기이 완료된 후에 다시 상기 폐쇄 수단이 분리되는 것과 마찬가지로 시간이 걸릴(time-consuming)뿐만 아니라, 힘든 공정이다.
본 발명의 목적은 상술한 단점을 적어도 부분적으로 극복하거나, 사용하기 편한 대안을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 제작비용이 저렴하고, 상대적으로 저중량(low weight)이 특징인 상술한 타입의 처리 장치(treatment device)를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 상기 목적은 청구항 제 1 항에 따른 장치에 의해 이뤄진다. 이러한 경우에 둘레가 폐쇄된 바운딩 프레임(bounding frame)이 서로 거리를 두고 위치한 두개의 상호 연결된 끝단 조각(two interconnected end pieces)에 제공된다. 상기 압력 용기의 끝단면이 상기 바운딩 프레임의 두개의 끝단 조각(the two end pieces)에 의해 축방향으로 지지되는 경우에, 상기 바운딩 프레임과 상기 압력용기는 서로의 내부로 슬라이드될 수 있다. 리드(lid)에 의해 폐쇄될 수 있는 공급공이 상기 압력용기의 두개의 끝단면의 적어도 하나에 제공된다는 사실때문에, 상기 리드는 상기 축방향으로 상기 바운딩 프레임에 의해 직접적으로 바람직하게 지지된다. 상기 리드에 작용하는 상기 축방향의 압력세기(the axial pressure forces)는 상기 바운딩 프레임에 의해 바람직하게 방산(dissipate)된다. 그러므로, 상기 실린더 벽은 상기 방사상의 압력 세기가 상기 실린더벽에 작용하는 것을 지탱하기만 하면된다. 축방향 및 방사상 힘의 세기의 이러한 분할(separation)의 결과로 상기 압력용기벽(the pressure vessel walls)의 디자인(design)은 더욱 단순하게 된다. 단지 접선 실린더 벽와인딩(tangential cylinder wall windings)이 필요하기 때문에, 예를 들면, 합성재의 용기벽(vessel walls)의 경우에 상기 압력용기의 끝단면 또는 축방향의 구성요소(component)를 덮는 유리와인딩(glass windings) 또는 탄소섬유와인딩(carbon fibre windings)은 필요없게 될 수 있다. 합성재로된 벽을 포함하는 용기는 더욱 좋은 열차단(thermic isolation)과 더욱 짧은 주기 시간, 개선된 조종과 제어(improved steering and control), 그리고 상기 정련과정의 에너지 절약을 가져오는 더욱 낮은 열인테리어(thermic interior)가 상기 용기에 주어질 수 있는 이점을 갖는다.
처리 주기동안 상기 리드와 압력용기 사이의 시일은 매우 확실하게 안전한 상태로 남을 수 있다. 상기 처리 주기동안 상기 바운딩 프레임은 상기 축방향으로만 실지적으로 인장응력하에 놓인다. 모든 면이 폐쇄된 상기 바운딩 프레임은 그 결과로서 상대적으로 경량의 구조가 될 수 있고, 예를 들면, 경량의 권선 섬유(wound fibres)로 구성될 수 있다. 현재 상기 리드의 바깥면의 큰부분을 상기 리드가 지지하는 것이 가능하다는 사실때문에, 상기 리드는 또한 상대적으로 경량의 디자인일 수 있다. 처리주기(treatment cycle)의 시작 및 종료 단계에서 상기 압력용기와 상기 바운딩 프레임이 서로 안팎으로 슬라이딩(sliding)하는 것은 단순한 공정이며, 그러한 공정은 쉽게 자동화될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 장치는 종래기술에 따른 경우보다 매우 저렴하게 제작될 수 있다. 예를 들면, 상기 압력용기, 리드, 그리고 바운딩 프레임의 조립 비용은 종래 기술에 따른 압력용기, 리드, 그리고 지지수단(retaining means)의 조립에 비해서 2배 및 3배만큼 더 적은 요인이 될 수 있다. 중량에 있어서의 상당한 감소가 또한 달성될 수 있다.
상기 장치는 처리매체와 함께 고압하에서 기질의 조각을 조각단위로 정련하는 용도로 쓰이게 된다. 상기 발명의 문맥(context)에서의 정련하는 것(refining)은 그중에서도 특히, 기질을 염색(dyeing), 세척(washing), 클리닝(cleaning), 탈지(de-greasing), 또는 그밖의 방법으로 기질을 처리(treating)하거나 예열시키는 것(pre-heating)의 의미로 해석되어야 한다. 상기 처리 매체(treatment medium)는 가급적 예를 들면, 고체 염료 입자(solid dye particles) 또는 클리닝 입자(cleaning particles)를 수용하는 임계초과상태 또는 임계인접상태의 유체, 예를 들면 이산화 탄소(carbon dioxide)에 의해 형성된다.
실시예에서 상기 리드는 원통형 벽부분(cylindrical wall part)을 포함한다. 그리고, 상기 원통형 벽부분(cylindrical wall part)은 상기 압력 용기의 원통형 원주벽(cylindrical circumferential wall)의 내에 위치하도록 된다. 적어도 하나의 실링링(sealing ring)은 이러한 원통형 벽부분(cylindrical wall part)와 상기 압력용기의 내부원주벽(inner circumferential wall) 사이에 제공된다. 이는 상기 축방향으로 바운딩 프레임의 일정 연장부(certain elongation)가 상기 압력용기의 내부원주벽(inner circumferential wall)에 대응하는 상기 리드의 동일한 축방향 운동(corresponding axial movement)에 의해 보상될 수 있다는 것을 바람직하게 의미한다.
본 발명의 더 바람직한 실시예들은 하위청구항(subclaims)에서 기술된다.
본 발명은 또한 청구항 제 13 항 내지 제 15 항에 따른 처리 매체와 함께 고압하의 기질, 예를 들면 직물 기질의 조각을 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 폐쇄 위치에 놓인 바운딩 프레임을 포함하는 본 발명에 따른 실시예의 사시도이다.
도 2는 내려진 바운딩 프레임을 포함하는 도 1에 따른 사시도이다.
도 3은 도 1의 더욱 상세한 사시도이다.
도 4는 도 3의 오른쪽 끝단면의 종단면도이다.
도 5는 도 4로부터 리드와 통하는 파이프 시스템이 있는 리드의 확대단면도이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 폐쇄 위치에 놓인 바운딩 프레임을 포함하는 본 발명에 따른 실시예의 사시도이고, 도 2는 내려진 바운딩 프레임을 포함하는 도 1에 따른 사시도이고, 도 3은 도 1의 더욱 상세한 사시도이고, 도 4는 도 3의 오른쪽 끝단면의 종단면도이고, 그리고 도 5는 도 4로부터 리드와 통하는 파이프 시스템이 있는 리드의 확대단면도이다.
상기 압력용기는 도 1 내지 도 5에서 (1)로서 완전한 형태로 나타내어진다. 상기 압력용기(1)은 원통형의 디자인이며, 양쪽 끝단면에 있는 리드(2, 3)에 의해 폐쇄가능한(closable) 공급공(4)을 포함한다. 상기 압력용기(1)는 두개의 스탠드(stand)(5)에 놓인다. 상기 압력용기(1)의 내부는 처리 주기(treatment cycle)의 초기에 직물기질의 하나 또는 다수의 조각이 놓이게되는 처리챔버(treatment chamber)이다.
상기 압력용기(1)와 통하는 파이프 시스템(7)이 제공된다. 상기 파이프 시스템(7)은 고압하에서 처리매체(treatment medium), 특히 임계초과상태(supercritical) 또는 임계인접상태(near critical)의 유체(fluid)인 처리매체(treatment medium) 안으로 공급하고 상기 처리매체를 방출하기 위한 공급 수단(feed means)에의 연결부로 쓰이도록 된다.
상기 처리과정동안, 상기 압력용기(1) 내부의 고압을 유지할 수 있도록 하기 위해서, 서로 거리를 두고 위치한 두개의 상호 연결된 끝단조각(two interconnected end pieces, 11, 12)을 포함하는 바운딩 프레임(10)이 제공된다. 상기 바운딩 프레임(10)은 주변이(allround) 폐쇄되고, 상기 압력용기(1)로 미끄러져내려갈 수 있다. 이것은 상기 압력용기(1)의 양끝단면(end faces)에 있는 상기 두개의 리드(2, 3)가 상기 바운딩 프레임(10), 그리고 특히 그것의 양끝단면(11, 12)에 의해 축방향으로 지지되는 도 1 및 도 3에 도시된 상기 폐쇄 위치(the closed position)에 있다. 이러한 방식으로 상기 상기 리드(2, 3)에 작용하는 축방향의 압력 세기(axial pressure forces)는 상기 바운딩 프레임에 걸쳐 분산되고, 상기 압력용기(1)의 상기 원통형 벽으로부터 멀어지고, 그리고 서로 상쇄시킨다.
처리 주기의 초기 또는 종료 시에 상기 리드(2 및/또는 3)가 열리게(도 2에 도시된 바와 같이) 될 수 있는 결과로서, 상기 바운딩 프레임(10)은 단순히 상기 스탠드(5)를 넘어 하부로 미끄러질 수 있게 된다.
도 4 및 도 5에 분명하게 도시된 바와 같이, 상기 리드(3)는 원통형 벽부분(15)을 포함하며, 그것은 상기 폐쇄 상태에서 상기 압력용기(1)의 내부원주벽(inner circumferential wall, 16)을 따라 축방향으로 연장한다. 상기 원통형벽부분(15)에는 원주그루부(circumferential groove)가 제공되며, 그것은 실링링(sealing ring, 17)이 수용된다. 상기 실링링(17)을 포함하는 상기 원통형 벽부분(15)은 제작공정에서 누출(leak) 발생없이 상기 내부원주벽(16)을 따라 상기 압력용기(1)의 축방향으로 약간 미끄러질 수 있다. 이러한 축방향 운동의 용이함(facility)은 상기 바운딩 프레임의 축방향의 연장부를 받아들일 수 있도록 하며, 그것은 처리주기동안 발생할 수 있다. 상기 바운딩 프레임 내의 연장부(elongation)는 상기 압력용기(1) 내의 고압의 영향하에서 상기 리드(2, 3)가 상기 바운딩 프레임(1)의 끝단면조각(end pieces)에 대해 매우 강제적으로 압축된다는 사실을 통해 나타난다. 이러한 경우에 상기 리드(2, 3)의 상기 연장부(elongation)와 축방향운동(axial movement)이 부분적으로 각각 상기 압력용기(1)와 상기 바운딩 프레임(10)의 길이(length)의 기능을 한다. 상기 리드(2, 3)의 축방향 프리덤(freedom)을 통해, 상기 압력용기(1)의 상기 원통형 벽은 축방향의 하중(axial load)이 없게된다.
상기 리드(2, 3)에는 예를 들면, 상기 압력용기(1) 외부로 연장하는 플랜지(19)에 의해 형성되는 홀딩부(holding part)가 제공된다. 상기 홀딩부(holding part)는 만일 상기 바운딩 프레임(10)이 미끄러져 내려가면, 상기 압력용기(1)로부터 축방향으로 상기 원통형 벽부분(cylindrical wall part, 15)의 분리가 가능하도록 된다.
상술한 실시예에서 상기 바운딩 프레임(10)은 두 개의 아치형 부분(arch-shaped parts, 20, 21)과 두 개의 곧은부분(straight parts, 22, 23)으로 이뤄진다. 이는 상기 바운딩 프레임(10) 내의 굽힘모멘트(bending moments)가 방해받기(prevented)때문에, 상기 중량이 더욱 낮춰질 수 있게 되는 것을 의미한다. 상기 아치형 부분(20, 21)에 각각 연결될 수 있으며, 상기 폐쇄 위치에서 상기 리드(2, 3)에 기대어 놓이는 두 개의 실제적으로 반원통형인 리테이닝조각(semi-cylindrical retaining pieces, 25, 26)은 더 바람직하게 제공된다.
상기 반원통형 리테이닝조각(25, 26)은 여기서 서로 거리를 두고 위치한 알루미늄 또는 강판(aluminium or steel plates)에 의해 형성된다. 이것은 충분한 강도(strength)를 주는 것을 입증하며, 중량을 줄인다. 다양하게 상기 리테이닝 조각은 견고한 디자인 및/또는 다른 재료로 만들어진다. 합성 금속판(composite plates)을 사용하는 것 또한 가능하고, 그들(합성 금속판)은 서로에 직접 접착되거나 그들(합성 금속판) 사이에서 폼 박판(foam sheets)과 함께 서로에 연결된다.
상기 파이프 시스템(7)은 상기 리드(3)로 통한다. 상기 공급파이프(feed pipe)는 여기서 상기 방출파이프(discharge pipe)에 의해 에워싸인다. 상기 압력용기(1) 위로 상기 바운딩 프레임(10)의 미끄러짐(sliding)이 가능하도록 하기 위해서, 슬롯 개구부(slotted opening, 30)가 상기 바운딩 프레임(10)에, 그리고 특히 상기 대응하는 리테이닝조각(corresponding retaining piece, 26)에 제공된다.
상기 폐쇄 위치의 상기 리드(2, 3) 상기 바운딩 프레임(10)에 대해 그것들(the lids)의 외부표면(outer surface)의 큰부분(large part) 위에 지탱된다. 이러한 것은 상기 리드(2, 3)이 비교적 얇은 벽으로 둘러싸인(thin-walled) 디자인 또는 비교적 약한 재료(weak material)로 바람직하게 만들어질 수 있는 것을 의미한다. 이러한 경우에 상기 리드의 두께는 예를 들면, 상기 리드의 지지되지 않는 폭과 동일하게 될 수 있다. 상기 리드의 원통형 벽부분(15)은, 예를 들면 부분적으로 중공식 디자인(hollow design)으로 된다. 상기 리드는 예를 들면, 스테인리스강(stainless) 또는 복합재료(composite material)로 만들어질 수 있다.
상기 바운딩 프레임(10)은, 예를 들면 강판(steel plates) 또는 권선 스틸스트립(wound steel strips) 등의 강(steel)으로 만들어질 수 있다. 바람직하게는 중량감소가(weight reduction) 합성재료, 특히 강화섬유재료(fibre-reinforced)로 상기 바운딩 프레임(10)을 만드는 것으로 달성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 바운딩 프레임(10)은 권선 강화섬유재료(wound fibre-reinforced material), 예를 들면 권선 유리섬유(wound glassfibre) 또는 탄소섬유(carbon fibre)로 강화된 플라스틱으로 만들어진다. 이러한 경우에 상기 섬유(the fibres)는 상기 바운딩 프레임(10)의 상기 원주방향(circumferential directioin)에서 실지적으로 확장한다.
상기 압력용기(1)의 상기 원통형 원주벽(cylindrical circumferential wall)은 내부에 상기 사용된 처리 매체(treatment medium used)의 영향에 저항하는, 예를 들면 스테인리스강(stainless steel)인 재료의 층(layer of material)으로 덮이는 합성재료(composite material)로 바람직하게 만들어진다. 이러한 경우에 상기 합성재료는 특히 일정방향 원주방향으로(undirectionally circumferentially) 권선섬유(wound fibres)로 구성된다.
상기 장치는 고압하에서 염료입자(dye particles)를 함유하는 유체와 함께 직물기질의 조각을 염색하는 데 바람직하게 사용된다. 이러한 경우에 상기 파이프시스템(7)은 염료입자(dye particles)를 함유하는 이러한 유체 내에 공급하기 위한 공급수단에 연결된다. 이러한 경우에 상기 유체는 상기 염료입자가 용해되는 임계초과상태 또는 임계인접상태로 유리하게 이르게 된다. 상기 사용된 임계초과상태 또는 임계인접유체는 그중에서도 특히, CO2, N2O, 저급알칸, 그리고 상기 위의 혼합물이 될 수 있다. 저급알칸(lower alkane)의 예들로는 에탄(ethane)과 프로판(propane)이 있다. 본 발명에 따른 상기 염색공정의 상기 염색조건은 상기 염색되는 직물기질 그리고 또한 상기 사용된 염료를 기초로 해서 선택된다. 일반적으로, 상기 온도는 20 - 220℃의 범위에 있으며, 바람직하게 90 - 150℃에 있다. 상기 염색 공정 내내 상기 적용된 압력이 적어도 매우 높으므로 상기 효과적인(prevailing) 온도에서 상기 유체가 상기 임계초과상태 또는 임계인접상태에 있게 된다. 상기 압력은 보통 5 x 106 - 5 x 107 pascal(50 - 500 bar)범위에 있고, 좀더 바람직하게 2 x 107 - 3 x 107 pascal(200 and 300 bar) 사이에 있다. 가열시스템(heating system)으로는, 열교환기(heat exchanger)가 상기 파이프 시스템(7)에 설치될 수 있다.
상기 도시된 장치와 함께 기질을 정련하는 방법은 예를 들면 다음과 같다.
직물기질의 조각을 상기 공급공(4)을 경유해서 상기 압력용기(1) 내에 위치시킨다. 그 다음에 상기 리드(2, 3)가 붙여지고, 상기 압력용기(1)와 상기 바운딩 프레임(10)은 서로 미끄러져 들어간다. 상기 리드(2, 3)는 현재 상기 축방향으로 지지되고, 상기 압력용기(1)는 상기 파이프 시스템(7)을 경유하여 위치되며 고압하에서 처리매체에 공급함으로써 예를 들면, 몇시간(several hours)의 필요한 주기 시간(a desired cycle time)동안 고압하에서 유지된다. 상기 주기시간(the cycle time)의 완료 후에, 상기 바운딩 프레임(10)은 내려지고, 상기 리드(2) 또는 리드(3)가 분리되며(removed), 상기 처리된 제품(the treated product)은 상기 압력용기(1)로부터 분리될 수 있다.
상술한 실시예는 별도로하고, 많은 변형(variants)이 가능하다. 예를 들어, 상기 압력용기와 바운딩 프레임은 수직으로든 수평으로든 조립될 수 있다. 상기 바운딩 프레임을 이동시키는 대신에, 상기 압력용기는 또한 그것으로부터 분리될 수 있다. 상기 움직임의 상호 방향(mutual direction)은 수평적이든 수직으로든 가능하다. 상기 파이프 시스템의 공급 및 방출 파이프는 또한 상기 리드에 개별적으로 연결될 수 있으며, 또한 별개의 포인트(another point)에서 상기 압력용기와 통할 수 있다. 서로에 대하여 위치하고 있는(resting against) 상기 표면이 주어질 수 있는 있는 경우에, 상기 바운딩 프레임 및/또는 상기 리드는 서로에 대해 미끄러짐이 가능한 상기 표면에 있어서 이것(a profiled shape)이 있지 않는한 서로다른 형태, 예를 들면 종단형태(profiled shape)가 될 수 있다.
직물기질의 염색조각(dyeing pieces)의 상기 적용외에, 상기 장치는 또한 기질의 다른종류를 처리하는데 또는 또다른 방법, 예를 들면 상기 기질을 세척하는 것(washing)으로 기질을 정련하는데 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명의 상기 장치 및 방법으로 알맞게 정련될 수 있는 물품(articles)의 예로는 면(cotton), 울(wool), 실크(silk), 가죽(leather), 레이온(rayon), 폴리에스테르(polyester), 아세테이트(acetate), 유리섬유(fiberglass), 모피(furs) 등과 같은 재료로 형성된 짜인(woven) 그리고 짜이지않은 천(non-woven fabrics)과 같은 천을 포함한다. 이들 천은 의복(clothing), 작업용 장갑(work gloves), 행주(rags), 가죽제품(leather goods, 예, 핸드백 및 서류가방) 등과 같은 물품으로 만들어질지 모른다. 상기 본 발명에 따른 장치 및 방법은 또한 반도체, 마이크로 전기기계장치(micro electromechanical devices), 광학 일렉트로닉스(opto electronics), 섬유 광학(fiber optics), 그리고 기계로만들어지거나(machined) 조립된(fabricated) 금속 부품(metal parts)과 같은 천이 아닌 제품(non-fabric articles)을 정련, 특히 세척, 청소, 또는 탈지하는데 사용될 것이다.
본 발명에 따르면, 사용하기 쉽고 능률적으로 작업이 가능한 장치가 따라서 제공된다. 그리고 그러한 장치는 경량의 구조로 될 수 있고, 특히 고압하에서 직물기질의 조각의 처리를 정련하는 동안 상기 실링 효과(sealing effect)에 관해서 상당히 신뢰할 수 있는 것이 입증된다.
상술한 내용이 비록 많은 특이성을 포함할 지라도, 발명의 범위를 한정하도록 해석되지 않고, 단지 본 발명의 현재의 바람직한 실시예의 일부 설명을 제공하는 것이다. 따라서, 발명의 범위는 주어진 예에 의하기 보다 첨부되는 특허청구범위와 합법적인 동등한 가치에 의해 결정되게 될 것이다.
상기 압력용기는 도 1 내지 도 5에서 (1)로서 완전한 형태로 나타내어진다. 상기 압력용기(1)은 원통형의 디자인이며, 양쪽 끝단면에 있는 리드(2, 3)에 의해 폐쇄가능한(closable) 공급공(4)을 포함한다. 상기 압력용기(1)는 두개의 스탠드(stand)(5)에 놓인다. 상기 압력용기(1)의 내부는 처리 주기(treatment cycle)의 초기에 직물기질의 하나 또는 다수의 조각이 놓이게되는 처리챔버(treatment chamber)이다.
상기 압력용기(1)와 통하는 파이프 시스템(7)이 제공된다. 상기 파이프 시스템(7)은 고압하에서 처리매체(treatment medium), 특히 임계초과상태(supercritical) 또는 임계인접상태(near critical)의 유체(fluid)인 처리매체(treatment medium) 안으로 공급하고 상기 처리매체를 방출하기 위한 공급 수단(feed means)에의 연결부로 쓰이도록 된다.
상기 처리과정동안, 상기 압력용기(1) 내부의 고압을 유지할 수 있도록 하기 위해서, 서로 거리를 두고 위치한 두개의 상호 연결된 끝단조각(two interconnected end pieces, 11, 12)을 포함하는 바운딩 프레임(10)이 제공된다. 상기 바운딩 프레임(10)은 주변이(allround) 폐쇄되고, 상기 압력용기(1)로 미끄러져내려갈 수 있다. 이것은 상기 압력용기(1)의 양끝단면(end faces)에 있는 상기 두개의 리드(2, 3)가 상기 바운딩 프레임(10), 그리고 특히 그것의 양끝단면(11, 12)에 의해 축방향으로 지지되는 도 1 및 도 3에 도시된 상기 폐쇄 위치(the closed position)에 있다. 이러한 방식으로 상기 상기 리드(2, 3)에 작용하는 축방향의 압력 세기(axial pressure forces)는 상기 바운딩 프레임(10)에 걸쳐 분산되고, 상기 압력용기(1)의 상기 원통형 벽으로부터 멀어지고, 그리고 서로 상쇄시킨다.
처리 주기의 초기 또는 종료 시에 상기 리드(2 및/또는 3)가 열리게(도 2에 도시된 바와 같이) 될 수 있는 결과로서, 상기 바운딩 프레임(10)은 단순히 상기 스탠드(5)를 넘어 하부로 미끄러질 수 있게 된다.
도 4 및 도 5에 분명하게 도시된 바와 같이, 상기 리드(3)는 원통형 벽부분(15)을 포함하며, 그것은 상기 폐쇄 상태에서 상기 압력용기(1)의 내부원주벽(inner circumferential wall, 16)을 따라 축방향으로 연장한다. 상기 원통형벽부분(15)에는 원주그루부(circumferential groove)가 제공되며, 그것은 실링링(sealing ring, 17)이 수용된다. 상기 실링링(17)을 포함하는 상기 원통형 벽부분(15)은 제작공정에서 누출(leak) 발생없이 상기 내부원주벽(16)을 따라 상기 압력용기(1)의 축방향으로 약간 미끄러질 수 있다. 이러한 축방향 운동의 용이함(facility)은 상기 바운딩 프레임의 축방향의 연장부를 받아들일 수 있도록 하며, 그것은 처리주기동안 발생할 수 있다. 상기 바운딩 프레임(10) 내의 연장부(elongation)는 상기 압력용기(1) 내의 고압의 영향하에서 상기 리드(2, 3)가 상기 바운딩 프레임(1)의 끝단면조각(end pieces)에 대해 매우 강제적으로 압축된다는 사실을 통해 나타난다. 이러한 경우에 상기 리드(2, 3)의 상기 연장부(elongation)와 축방향운동(axial movement)이 부분적으로 각각 상기 압력용기(1)와 상기 바운딩 프레임(10)의 길이(length)의 기능을 한다. 상기 리드(2, 3)의 축방향 프리덤(freedom)을 통해, 상기 압력용기(1)의 상기 원통형 벽은 축방향의 하중(axial load)이 없게된다.
상기 리드(2, 3)에는 예를 들면, 상기 압력용기(1) 외부로 연장하는 플랜지(19)에 의해 형성되는 홀딩부(holding part)가 제공된다. 상기 홀딩부(holding part)는 만일 상기 바운딩 프레임(10)이 미끄러져 내려가면, 상기 압력용기(1)로부터 축방향으로 상기 원통형 벽부분(cylindrical wall part, 15)의 분리가 가능하도록 된다.
본 발명은 상술한 종류의 기질외에 다른 종류의 기질을 처리하는데 또는 다른 방법 예를 들면, 기질을 세척하는 것으로 기질을 정련하는데 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명의 장치 및 방법으로 알맞게 정련될 수 있는 물품의 예로는 면, 울, 실크, 가죽, 레이온, 폴리에스테르, 아세테이트, 유리섬유, 모피 등과 같은 재료로 형성된 짜인 그리고 짜이지않은 천과 같은 천을 포함한다. 이들 천은 의복, 작업용 장갑, 행주, 가죽제품(예, 핸드백 및 서류가방) 등과 같은 물품으로 만들어질 수 있다.
본 발명에 따른 장치 및 방법은 또한 반도체, 마이크로 전기기계장치, 광학 일렉트로닉스, 섬유 광학, 그리고 기계로만들어지거나 조립된 금속 부품과 같은 천이 아닌 제품(non-fabric articles)을 정련, 특히 세척, 청소, 또는 탈지하는데 사용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 고압하에서 처리매체로 직물 기질의 조각들을 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하기 위한 장치에 있어서,
    - 압력용기(1) 내에 상기 기질의 조각들을 위치시키기 위해 폐쇄가능한 공급공(4)이 제공되는 실지적으로 원통형인 압력용기;
    - 처리 과정중 고압하에서 상기 처리매체를 상기 압력용기(1)로 공급하며, 상기 처리매체를 상기 압력용기(1)로부터 분리시키기 위한 파이프시스템(7)을 포함하는 장치로써,
    리드(2, 3)에 의해 폐쇄될 수 있으며, 상기 공급공(4)을 형성하는 공(aperture)이 구비된 상기 두개의 끝단 표면중 적어도 하나가 상기 원통형압력용기에 제공되고;
    상기 장치는 처리과정중 실링수단으로 적소에 상기 리드(2, 3)를 유지하기 위한 리테이닝 수단(retaining means)을 포함하고;
    그리고, 둘레가 폐쇄되고, 서로 거리를 두고 위치한 두개의 상호 연결되며, 폐쇄 위치에서 상기 압력용기(1) 위로 미끄러질 수 있으며, 그 때문에 상기 축방향으로 상기 압력용기(1)의 상기 끝단면을 지지할 수 있는 끝단 조각이 구비된 바운딩 프레임을 포함하는 상기 리테이닝수단을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급공(4)을 폐쇄하는 위치에서 상기 압력용기(1)의 내부원주벽(16)을 따라 상기 축방향으로 이르는 원통형벽부분(15)을 포함하는 상기 리드(2, 3)와,
    상기 원통형벽부분(15)과 상기 압력용기(1)의 내부원주벽(16) 사이에 제공되는 적어도 하나의 실링링(17)과,
    그리고, 상기 압력용기(1)의 내부원주벽(16)에 대응하는 상기 축방향으로 상기 리드(2, 3)의 미끄러짐을 가능하게하는 상기 실링링(17)을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 축방향에서 상기 압력용기(1)로부터 상기 원통형벽부분(15)을 분리하려는 목적을 위해서, 상기 리드(2, 3)에 홀딩부(holding part)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바운딩 프레임(10)이 두개의 곧은부분과 두개의 아치형태의 부분으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 바운딩 프레임(10)의 상기 폐쇄 위치에서 아치형태의 부분과 상기 압력용기(1)의 상기 끝단면 사이에 놓이는 두개의 실제적으로 반원통형인 리테이닝 조각이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파이프 시스템(7)이 상기 리드(2, 3)와 통하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    슬롯 개구부(slotted opening, 30)가 상기 리드(2, 3)와 통하는 상기 파이프 시스템(7)의 상기 개구부에서 슬라이딩 방법으로 조절하기 위해서 상기 바운딩 프레임(10)에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력용기(1)의 두개의 끝단면에는 리드(2, 3)에 의해 폐쇄가능한 공급공(4)이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바운딩 프레임(10)은 합성재, 특히 강화섬유재로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 바운딩 프레임(10)은 권선 강화섬유재, 특히 권선 강화유리섬유 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파이프 시스템(7)이 임계초과상태의 유체 또는 임계인접상태의 유체유체 공급을 위해 공급 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    직물 기질의 조각을 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하기 위한 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치와 함께 고압하에서 처리매체를 가지고 기질의 조각을 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 압력용기(1) 내에 상기 기질의 하나 또는 다수의 조각을 위치시키는 단계;
    - 상기 리드(2, 3)를 놓음으로써 상기 공급공을 폐쇄시키는 단계;
    - 상기 압력용기와 상기 바운딩 프레임(10)을 서로 안으로 미끄러지게 하는 단계;
    - 상기 처리매체를 필요한 주기 시간동안 고압에서 상기 압력용기(1)로 공급하는 단계;
    - 상기 주기 시간의 완료 후에 상기 압력용기와 상기 바운딩 프레임(10)을 서로 바깥으로 미끄러지게 하고, 상기 리드(2, 3)를 개방시키는 단계;및
    - 상기 정련된 기질을 상기 압력용기(1)로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 압력용기(1) 내에 상기 직물 기질의 하나 또는 다수의 조각들을 위치시키는 단계로 구성되는 직물 기질의 조각을 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하기 위한 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 처리매체가 특히 임계인접상태 또는 임계초과상태에서 에탄 및 프로판과 같은 저급 알칸인 CO2, N2O를 포함하고, 그를 이용하여 혼합하는 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    직물 기질의 조각들을 조각단위로 또는 묶음단위로 정련하기 위해 사용하는 장치.
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