KR840000351B1 - 마이크로파에 의한 직물 후처리장치 - Google Patents

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Description

마이크로파에 의한 직물 후처리장치

제1도는 일부는 단면으로 표시된 본 발명에 따른 장치의 한 구체예를 보여주는 측면도.

제2도는 제1도에 도시한 장치에 사용된 입구 차폐 구조물의 측단면 확대도.

본 발명은 마이크로파를 이용해서 직물을 후처리하는 개량된 장치에 관한 것으로서, 특히 정련(scoured) 또는 염색한 직물을 마이크로파 방사함으로서 효과적으로 건조시키는 것으로의 개량에 관한 것이다.

염색한 직물상에 염료를 고착 및 현색하는 것은 중간단계의 건조후에 염색한 직물을 증열처리함으로써 오랫동안 수행해 왔다. 최근에는 증열처리방법 대신에 젖은 상태의 염색한 직물에 마이크로파를 작용시키는 방법이 제안되었다. 본문에서 "마이크로파"란 주파수 범위가 300-30,000메가 헤르츠(MHz)인 전자파를 의미한다.

특히 직물을 젖은 상태에서 마이크로파로 처리하면 여러가지 잇점이 있다. 첫째로, 마이크로파는 직물속으로 대단히 신속히침투하여 극히 단시간내에 직물을 가열시킨다. 둘째로, 마이크로 파의 발열은 유전손실(dielectric loss)에 근거하기 때문에 마이크로 파는 유전손실이 큰 대상물에 선택적으로 흡수됨으로서 불필요한 대상은 가역하지 않고 단지 필요한 대상만을 가열시킨다. 셋째로, 처리된 직물은 주변(ambient atmosphere) 및／또는 가열 설비를 가열할 필요없이 스스로 열을 발생시킴으로서 열효율이 좋아진다. 넷째로, 마이크로파는 처리된 직물의 상이한 부분의 온도를 동시에 상승시키기 때문에 그 직물의 심층 및 표면부위 사이의 온도차가 극히 작아져서 직물이 이상적으로 균일하게 가열된다. 다섯째로, 마이크로파의 출력 전압을 조절하면 실제처리에 알맞도록 가열조건이쉽고 간단하게 조절될 수 있다.

직물에 마이크로파를 방사하면 그 직물을 구성하고 있는 섬유와 그 직물에 함유된 물 및／또는 에이젠트(agents)의 쌍극자 회전과 이온성 전도를 야기시킴으로서 그 직물을 신속하고 균일하게 가열시킨다.

전술한 바와 같은 마이크로파 방사로 직물을 처리하기 위하여 수 많은 시스템이 제안되었으나 실제로는 그들중 겨우 몇가지만을 산업적인 규모로 이용할 수 있었다. 이러한 난점의 한가지 원인은 마이크로파의 방사상식에 있었다. 이러한 난점의 한가지 원인은 마이크로파의 방사상식에 있었다. 이 목적을 위하여 일반적으로 작용기(applicator)를 사용하는데, 공지의 작용기는 머리핀같이 구부러진 도파관(導波管)을 지닌 직용기, 조밀하게 머리핀같이 구부러진 도파관을 지닌 작용기 및 오븐형(oven-type) 작용기의 세가지 형태로 대별한다.

도파관을 사용하는 작용기의 경우에는 방사된 마이크로파의 파장이 가열 효과에 대단한 영향을 까치며, 직물이 고르지 못하게 가열되는 경향이 있다. 결과적으로 이러한 형태의 작용기는 고도로 균일하게 가열할 필요가 있는 염색 또는 정련한 직물을 처리하는 데는 알맞지 못하다.

금속 육면 방사실(irradiation chamber)을 지닌 오븐형 작용기의 경우에는 방사실내에서 직물을 싸고 있는 자장의 세기를 똑같게 하기 위하여 어떤 적절한 수단을 이용할 필요가 있다. 그렇게하지 않으면 이 형태의 작용기는 실험실에서는 올바로 작용하지만 산업적인 규모로 실제 이용하기에는 매우 부적당하다.

상술한 난점의 다른 원인인 마이크로파로 가열시 또는 가열한후에 직물을 구성하는 섬유가 녹아버린다는데에 있다. 이는 특히 직물이 아크릴 섬유와 같이 열가소성 합성섬유로 구성된 경우에는 중대한 문제이다. 직물이 그렇게 녹아버리는 이유는 염색후에 직물에 함유되어 있는 염매(dyeing medium)로서의 물 및／또는 보조제(assistants)로서의 고비등점 에이젠트의 온도가 상승하기 때문이다. 예컨대 맑은물의 비등점 근처온도에서 염색할 수 있는 아크릴 섬유로 만든 직물의 경우에는 염색된 섬유가 100℃부근의 온도에서 팽창하기 시작하며, 또한 유전 상수에도 불구하고 섬유에 쌍극자 회전이 일어남으로서 갑자기 수분이 제거되고 온도가 상승하여 결과적으로 섬유가 녹아버린다. 이렇게 직물을 구성하는 섬유가 녹는 것을 막기 위해서는 섬유에 함유된 물이 처리시에 제거되는 것을 철저히 방지할 필요가 있다.

상술한 난점의 또 다른 원인은 섬유에 함유된 물이 처리시에 상술한 바와 같이 제거되는 것을 방지하는 방식에 존재한다. 그 방식은 직물을 달리는 한쌍의 무단 벨트사이에 끼우거나 또는 젖은 쉬이트(Sheet)와 표면이 접촉하도록 놓아서 마이크로파 작용기 대역을 통과시키는 것으로 되어있다. 이는 어느 경우에나 있을 수 있는 벨트 또는 쉬이트의 오염으로 인해서 직물에 흠을 유발시킴으로서 직물의 상업적인 가치를 대단히 떨어뜨린다.

본 발명의 일 목적은 고도로 균일한 가열효과를 지닌 마이크로파를 이용해서 직물의 후처리를 이상적으로 하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 마이크로파로 직물의 후처리를 할 때 직물을 구성하는 섬유가 녹지 않게 성공적으로 하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 마이크로파로 직물의 후처리를 할 때 직물에 아무런 흠도 발생시키지 않게 하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 초단파로 직물의 후처리를 할 때 경제적인 간단한 구조의 설비로 한다는데 있다.

본 발명의 기본적인 장치에 의할 것 같으면 직물이 이동하는 진로상에 예열실을 배치하여 이 곳을 직물이 통과하도록 되어있다. 또한 예열실의 하류측에는 거의 밀폐된 마이크로파 방사실을 배치하여 이속에 도입된 직물을 롤로 감는 장치, 롤을 포지티브 회전시키는 장치, 마이크로파 작용기, 및 방사실 내부를 증기화시키는 장치를 설치하였다. 방사실내에 확산되어 있는 증기와 마이크로파가 새어 나가지 않도록 방사실 입구를 적절히 차폐시켰다.

본 발명을 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 염색한 직물을 처리하는데 주안점을 두었으나 정련된 직물 처리에도 이용할 수 있음은 물론이다. 본 발명에 따른 기본적인 구현예인 제1도 장치의 주요소는 예열실(1)및 마이크로파 방사실(2)로서 직물(M)의 진행 방향으로 서로 차례로 배치되어 있다. 본 발명은 우븐 클로드(woven cloth), 닛트 클로드(knitted cloth) 또는 서로 측방으로 배열된 플래트 쉬이트 스래드(flat sheet of threads)와 같이 어떤 형태의 직물을 처리하는 데도 잘이용할 수 있다.

본 발명은 윈치(winch) 염색, 지거(jiggeer) 염색, 빔(beam) 염색, 패드윈치방법, 패드지그방법, 패드배취방법, 패드스팀 방법, 또는 스크린이나 롤 프린팅과 같이 어떤 방법으로 염색한 직물을 처리하는데도 이용할 수 있다. 또한 본 발명은 합성섬유 직물의 처리에 이용할 때 가장 잇점이있으나 천연, 재생 및 합성섬유를 포함한 어떤 섬유로 만든 직물의 정련 또는 염색처리에도 잘 이용할 수 있다.

실(1 및 2)에는 모두 증기관(3)이 연결되어 있어서 그 안으로 적당한 압력의 증기가 공급된다. 예열실(1) 내부에는 휘이드 가이드 롤러(feed guide roller)(11)가 입구근처에, 딜리버리 가이드 롤러(delivery guide roller)(12)가 출구근처에, 또한 여러개의 중간 가이드 롤러(13)가 두 롤러(11 및 12) 사이 대역에 설치되어 있다. 중간 가이드 롤러(13)의 수 및 배치방법은 그 실(1)을 통한 직물이동로의 길이에 따라 필요한 만큼 자유로이 취할 수 있다.

직물의 예열은 젖은 상태에서 해야한다. 본 발명의 이용시에 특히 예열의 중요성은 직물이 폴리아미드, 폴리에스터 및 아크릴 섬유와 같은 합성섬유로 된 것일 때에 있는데 왜냐하면 이런 섬유는 처리시에 처리 시간 및 마이크로파 출력에 따라서 녹아버릴지도모르기 때문이다.

셀루로오즈 섬유처럼 친수성 섬유의 경우에는 마이크로파 방사의 모방(imitation) 수초후에 색이 고착하기 시작하는데 그 친염도(dyeing affinity)는 약 20초안에 최대로 달한다. 이에 반하여 폴리아미드 섬유와 같은 하이드로포빅(hydrophobic) 섬유는 5분이상의 마이크로파 방사기간을 필요로한다. 이 이유는 직물이 충분히 팽창하여 그 섬유속으로 염료가 충분히 확산될때까지는 비교적 긴 시간이 필요하다는 사실 때문이다. 그러나 상술한 바와같이 직물이 마이크로파를 오랫동안 방사하면 섬유가 녹아버린다는 것은 불가피한 현상이다.

이런 난점을 극복하기 위해서 마이크로파의 출력을 낮추고 비교적 오랫동안 방사시키는 방법을 생각할 수 있으나 그렇게되면 신속처리와 같은 마이크로파 이용처리의 장점을 저하시킨다. 본 발명에 따라서 직물을 마이크로파 방사선에 예열하면 충분치는 못하나 상당히 팽창시킴으로서 비교적 짧은 시간의 마이크로파 방사로서 염료확산이 일어나게 한다.

마이크로파 방사실(2)에는 마이크로파 작용기(21)가 설치되어 공지의 방식으로 마이크로파 발생기(도시안했음)에 전기적으로 연결되어있다. 실(2)로 들어온 직물(M)은 휘이드 가이드 롤러(22) 및 중간 가이드 롤러(23)를 통해서 롤(R)에 감긴다. 롤(R)은 공지의 구동장치에 의해서 완전히 감은후의 계속(positive)회전을 포함한 혹종의 계획된 순서에 따라서 회전한다. 직물을 감는 속도는 50-100MPM 범위이며, 단위직물의 길이는 단위무게가 100g/㎡일 때는 약 2,000미터이고 단위무게가 200g/㎡일 때는 약 1,000미터이다. 주파수가 2450매가 헤르츠에서 최대출력이 10킬로와트인 마이크로파 발생기를 사용할 수 있다. 출력이 5킬로와트인 2조의 수-냉형 마그네트론에 의해서 마이크로파 진동이 이루어진다. 롤 모양의 직물에 균일하게 방사하는 것이라면 어떤 공지형태의 웨이브가이드도 사용할 수 있다.

실(2)이 증기로 포화된 상태에 있을 때 마이크로파 방사를 하여야 한다. 울(wool)같은 혹종의 동물 섬유를 처리할 경우에는 실(2)에 약 4kg/㎡의 고압증기를 주입하는 것이 바람직하다. 따라서 처리시에 방사실(2)의 내부는 마이크로파와 증기로 충만된다. 직물(M)을 실(2)속으로 마음대로 집어넣으면서도 실(2)밖으로 마이크로파와 증기가 새어나가지 않도록 하기 위해서, 제2도에 상세히 도시한바와 같이 휘이드 및 중간 롤러(22 및 23)사이의 대역(ZONE)에 차폐구조물(24)을 특별히 설치하였다.

차폐구조물(24)은 그위에 이슬이 내려앉지 않도록 비교적 두꺼운 한쌍의 수직벽(25 및 26)으로된 공간내에 설치된다. 바깥벽(25)에 설치된 환기통(27)의 입구는 펀치판(punched plate)(28)으로 덮어서 전파가 새어나가지 않도록 하였다. 공간 꼭대기에는 처리조건에 따라서 입구크기를 마음대로 조정할 수 있는 스리트 판(slit plate)(241)을 덮었다. 스리트(241)밑에 수직으로 차단 필터(242)를 설치하여 그안에 포함된 다수의 전파의 감쇠요소(242a)가 직물(M)의 진행로를 마주보면서 수직으로 배열되도록 하였다. 진행로의 그 반대쪽에는 전파 흡수판(242b)을 수직으로 배치하였다. 만일 실(2) 내의 마이크로파가 스리트판을 통해 밖으로 샐경우라도 차단 필터(242)를 통해 진행하는 도중에 거의 완전히 감쇠된다. 실(242)속 증기의 새어나감은 스리트판(241)이 있음으로 해서 완전히 극소화된다. 안벽밑(26)의 입구 가이드 롤러(22)근방에 저수용기(243)를 설치하여 차단필터(243)를 통과한후에 조차도 남을지 모르는 마이크로파를 흡수하도록 하였다.

마이크로파 방사는 롤이 회전하고 있을때 해야한다. 보통방사하는 직물이 롤에 감기는 동안과 그 다음에 롤이 계속(positive) 회전하는 동안 지속된다. 이 포지티브 회전은 10-20분간 지속될수도 있다. 방사는 직물이 감기는 동안만 지속될 수도 있으며, 또는 다음의 10-20분간 포지티브 회전하는 동안만 지속될 수도 있다. 처리조건에 따라서 방사를 선택한다. 본 발명 장치를 이용한 직물후처리의 실시예는 다음과 같다.

[실시예 1]

아크릴섬유로 만든 우븐 클로드형 직물을 다음과 같은 조성의 염욕속에서 염색하였다.

케이아크릴 옐로우(Kayacryl Yellow) 2RL(C.I. 기초옐로우 67) 10g/ℓ

케이아크릴 레드(Kayacryl Red) GRL(C.I. 기초 레드 67) 12g/ℓ

케 이아크릴 블루(Kayacryl Blue) BGL(C.I. 기초 블루 116) 10g/ℓ

티오-디-에틸렌 글리콜 20g/ℓ

아세트 산 50g/ℓ

비 이온성 침투제 2g/ℓ

염색한 직물을 패더(padder) 상에서 80%의 포층도(pick-up)로 압착하였다. 롤이 다음의 포지티브 회전시에 본 발명의 장치에 주파수가 2450메가 헤르츠인 마이크로파를 10킬로와트의 풀력으로 10분간 방사하였다. 어떤 공지의 처리방법으로 얻은것보다 훨씬 이상적인 결과의 명암, 색조 및 품질을 얻었다.

[실시예 2]

셀루로오즈 섬유로 만든 우븐 클로드형의 직물을 다음과 같은 조성의 염욕속에서 염색하였다.

프로시온 옐로우(Procion Yellow) H3R (C.I. 반응성 오렌지 12) 10g/ℓ

프로시온 레드(Procion Red) H3B(C.I. 반응성 레드 3) 12g/ℓ

프로시온 블루(Procion Blue) H-3R(C.I. 반응성 블루 49) 10g/ℓ

우레아 100g/ℓ

소듐 카보네이트 30g/ℓ

압착과 마이크로파 방사는 실시예 1과 비슷한 식으로 실시하였다. 어떤 공지의 처리방법으로 얻은 것보다 훨씬 이상적인 결과의 명암, 색조 및 품질을 얻었다. 또한 소듐 카보네이트 대신 소듐-바이-카보네이트를 써도효과가 저하되지 않는다는 것을 확인하였다.

[실시예 3]

울로 만든 우븐 클로드형 직물을 다음과 같은 조성의 염욕속에서 염색하였다.

아실란 옐로우(Acilan Yellow)(C.I. 산 옐로우 9) 8g/ℓ

텔론 레드(Telon Red) BLL(C.I. 산 레드 42) 3g/ℓ

텔론 패스트 블루(Telon Fast Blue)(C.I. 산 블루 127 : 1) 7g/ℓ

암모늄 설페이트 50g/ℓ

티오-디-에틸렌 글리콜 50g/ℓ

우레아 30g/ℓ

압착과 마이크로파 방사는 실시예 1과 똑같이 하였으나, 단 마이크로파 방사 지속기간은 25분간이었다.

어떤 공지방법으로 울을 처리하였을 때 보다도 훨씬 더 이상적인 결과의 명암, 색조 및 품질을 얻었다.

[실시예 4]

폴리아미드 6 및 66으로 만든 우븐 클로드형 직물을 다음과 같은 조성의 염욕속에서 염색하였다.

팔라틴 옐로우(Palatine Yellow) ELN(C.I. 산 옐로우 54) 10g/ℓ

팔라틴 레드(Palatine Red) BZN(C.I. 산 레드 214) 3g/ℓ

팔라틴 블루(Palatine Blue) GGN(C.I. 산 블루 158) 6g/ℓ

티오-디-에틸렌 글리콜 20g/ℓ

아세트 산 10g/ℓ

압착은 실시예 1과 동일하게 하였다. 마이크로파 방사는 롤이 차후의 포지티브 회전하는동안 2450메가 헤르츠의 조파수에서 5킬로와트의 출력으로 15분간 하였다.어떤 공지의 처리방법으로 얻은 것 보다도 훨씬 더 이상적인 결과의 명암, 색조 및 품질을 얻었다.

[실시예 5]

폴리에스터 섬유로 만든 우븐 클로드형 직물을 다음과 같은 조성의 염욕속에서 염색하였다.

압착은 실시예 1과 같았다. 마이크로파 방사는 롤이 차후의 포지티브 회전을 하는동안 2450메가 헤르츠의 주파수에서 8킬로 와트의 출력으로 분간하였다. 어떤 공지의 처리방법으로 얻은것 보다도 훨씬 더 이상적인 결과의 명암, 색조 및 품질을 얻었다.

Claims (1)

1. 직물이 이동하는 진로성에 예열실 내부를 증기화시키는 장치와 함꼐 제공되는 예열실을 배치하여 이곳을 직물이 통과하도록 되어 있으며, 예열실의 하류측에는 거의 밀폐된 마이크로파 방사실을 배치하여 이속에 도입된 직물을 롤로 감는 장치, 롤을 계속(positive)회전시키는 장치, 마이크로파 작용기, 및 마이크로파 방시실 내부를 증기화시키는 장치로 구성되어 있는, 마이크로파를 작용함으로써 직물의 개량된 후처리를 하기위한 장치.

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