KR840001401B1 - 마이크로파에 의한 직물시이트 재료의 연속처리 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

마이크로파에 의한 직물시이트 재료의 연속처리 장치

제1a도는 내지 제1c도는 본 발명의 제2실시예에 따른 장치를 나타내는 설명도.

제2도는 본 발명의 제2실시예에 따른 장치를 나타내는 설명도.

제3도는 본 발명의 제3실시예에 따른 장치를 나타내는 설명도.

제4도는 본 발명의 공기관을 나타내는 설명도.

제5도는 본 발명의 보호 어셈블리를 나타내는 설명도.

본 발명은 마이크로파(microwave)를 사용하여 직물시이트재료(textile sheet material)를 연속처리하는 개량된 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직물시이트 재료의 전체길이 및 두께에 걸처 균일한 처리효과를 얻기 위하여 포화 또는 과열증기가 충만된 대기하에 마이크로파를 방사하여 직포와 같은 직물 시이트 재료를 연속처리하는 개량된 장치에 관한 것이다.

직포와 같은 직물 시이트 재료상에 염료의 고착 및 발색은 증기가 충만된 대기하에 직물 시이트 재료를 방치하는 방식으로 오랫동안 수행되어 왔다.

이와같은 증기처리법에 대한 대용법으로서는 습윤 상태하에 마이크로파를 방사하여 직물 시이드 재료를 처리하는 방법이 이미 제안되었다. 여기서, “마이크로파”란 용어는 주파수가 300 내지 30,000 ㎒인 전자파를 말한다.

마이크로파는 특히 습윤상태에서 직물 시이트 재료를 처리하는데 사용할 경우 다음과 같은 잇점을 제공한다. 첫째로, 마이크로파는 직물시이트 재료 내부에 매우 빠르게 침투되며 또한 직물 시이트 재료를 극히 단 시간내에 가열시켜 준다. 둘째로, 마이크로파는 열발생이 유전손실에 따라 달라지기 때문에 유전손실이 큰 물질에도 선택적으로 흡수되며, 단지 물질의 필요한 부분만을 가열시킬 수 있다. 따라서 물질의 불필요한 부분은 가열되지 않기 때문에 열에너지의 낭비를 막을 수 있다. 셋째로, 마이크로파에 노출된 물질은 자발적으로 열을 발생하고 주위 공기온도를 자연적으로 상승시키기 때문에 주위 공기를 가열하는데 필요한 열에너지량을 크게 감소시킬 수 있다. 넷째로, 마이크로파는 마이크로파에 노출된 물질의 다른 부분에도 거의 동시에 온도 상승이 일어나기 때문에 물질내의 국부적인 온도 변화를 크게 감소시킬 수 있는데, 이것은 물질의 이상적이고 균일한 가열을 일으키게 한다. 마지막으로, 마이크로파 발생을 위한 출력 전압을 조절함으로써 직물 시이트 재료의 실제처리시의 요구에 따라 가열조건을 간단하고도 신속하게 조절할 수 있다.

직물시이트 재료상에 마이크로파를 방사함으로써 재료와, 재료중에 함유된 물 및/또는 조제로 이루어진 섬유의 쌍극자회전 및 이온 전도를 발생하게 한다. 이것은 직물시이트 재료의 빠르고 균일한 가열에 연관한다.

이러한 잇점을 기초로 하여, 당업계에는 직물시이트 재료를 실지 처리하는데 마이크로파를 사용하는 다양한 시스템들이 제안되고 있지만, 그들 모두는 산업적 규모로는 거의 이용할 수 없다.

이러한 문제점 중의 하나는 마이크로파의 방사 방법에 있다. 방사기(emanator)는 일반적으로 여러 종류가 사용되어 왔지만, U자형 도파관을 갖는 방사기, 고밀도 U자형 도파관을 갖는 방사기 및 개방형 방사기 등의 세가지로 대별할 수 있다.

도파관이 장치된 방사기의 경우에, 방사된 마이크로파의 파장은 가열 효과에 크게 영향을 미치며, 따라서 직물 시이트 재료는 가능한 파장변동에 따라 불균일하게 가열되기 쉽다. 파장의 안정한 조절은 실질적으로 아주 어렵다. 그 결과 이러한 형태의 방사기는 통상 아주 균일한 가열효과를 요구하는 습윤 직물시이트 재료를 처리하는데는 아주 부적합하며 또한 가열효과의 변동에 의해 손상을 받기도 쉽다.

6각형 금속 방사챔버를 구비한 개방형 방사기의 경우에, 방사챔버내에 놓인 재료주위의 자장 강도를 균등화시키기 위해서는 소정의 특수한 장치를 사용하여야만 한다. 그렇지 않으면, 이러한 형태의 방사기는 실험실시험에서는 잘 작동할 수 있지만, 산업적 규모로는 만족스럽게 작동하지 않는다.

마이크로파의 사용을 어렵게 하는 또 하나의 문제점은 직물시이트 재료를 구성하는 섬유의 융합에 있다. 이러한 융합은 마이크로파 자체에 의해서 발생한다. 이것은 직물시이트 재료가 특히 아크릴섬유와 같은 열가소성 합성섬유로 구성되어 있을 경우에 심각한 문제점을 야기시킨다. 이러한 섬유융합은 가공 및 산세 후 직물시이트 재료내의 물과 비등점이 높은 조제가 존재함으로써 발생한다. 예를 들면, 직물시이트 재료를 아크릴섬유로 만들 경우 섬유의 팽윤은 100℃ 부근의 온도에서 시작되고, 이러한 팽윤은 유전상수에 관계없이 섬유구조에 상응하는 쌍극자 회전을 일으키게 한다. 이러한 쌍극자 회전은 수분을 빠르게 증발시키므로 섬유를 건조한 상태로 만든다. 따라서, 섬유의 온도는 급격히 상승하게 되며, 이러한 상승온도는 직물시이트 재료를 구성하는 섬유의 융합을 개시하게 한다.

마이크로파의 실용성을 어렵게 하는 또 다른 문제점은 상술한 바와 같이 섬유중에 함유된 수분의 증발을 조절하는데 있다. 이 때문에, 한쌍의 주행 컨베이어 벨트 사이에 직물시이트 재료를 고정시키거나, 또는 마이크로파 방사 지역을 통하여 이송하는 도중 습윤 시이트상에 직물시이트 재료를 위치시키는 공정이 제안되었다. 각각의 경우에 벨트 또는 시이트상에 있는 소정의 불순물은 처리도중 직물시이트 재료에 전달될 수 있으므로, 최종 제품의 상업적 값어치를 크게 저하시킬 위험성이 높다.

본 발명자는 마이크로파를 사용하는 종래의 직물 처리법에 있어서의 상술한 단점들을 해소하기 위하여 연구한 결과, 미합중국 특허원 제107,790호 및 EPC 특허원 제79850116.9호에 기술된 것과 같이, 포화 또는 과열증기가 충만된 한정챔버 내에 직물시이트 재료를 로울(roll)형태로 놓고 마이크로파를 동시 방사하면서 로울을 회전시키는 방법을 제안하였다.

이 제안된 시스템은 마이크로파를 사용하는 종래의 직물처리법에서 발생되었던 단점들을 대부분 해소하였다. 그러나, 이 시스템에서 직물시이트 재료는 로울형태로 증기 및 마이크로 파에 노출되기 때문에, 로울의 중심부에 근접한 직물시이트 재료와 로울의 외측에 근접한 직물시이트 재료간의 처리효과는 상당한 차이가 있게 된다. 이 결과, 직물시이트 재료는 그의 전체길이 및 두께에 걸쳐 균일한 처리효과를 얻을 수 없게 된다.

본 발명자는 이러한 단점을 해소하기 위하여 더욱 획기적인 시스템을 제안하였다. 이 획기적인 시스템에 따르면, 한쌍의 로울 형태의 직물을 포화 또는 과열증기로 충만된 한정 챔버내에 넣고, 이 직물시이트 재료를 마이크로파로 동시 방사하면서 한로울로부터 다른 로울로 또는 그 역순으로 연속적으로 이송하게 한다.

이 개선된 시스템은 처리의 균일성에 관한 문제점을 잘 해소시켜 준다. 그러나 직물시이트 재료는 처리도중 한점 템버내에 잠정적으로 유지되어야 하기 때문에, 이 시스템은 소위 말하는 배치(batch) 시스템에만 적용할 수 있다. 다시말하면, 이 시스템은 직물시이트 재료가 한 지점으로부터 다른 지점으로 연속적으로 이송되어야 하는 연속 직물처리 공정에는 아주 부적합하다.

본 발명의 목적은 직물시이트 재료의 전체길이 및 두께에 걸쳐 고도로 균일한 처리효과를 제공하도록 직물시이트 재료에 마이크로파를 방사하여 연속적으로 처리하는 것이다.

본 발명에 있어서, 직물시이트 재료는 포화 또는 과열증기로 충만된 한정 챔버를 통하여 연속적으로 전진하며, 이 연속 경로를 따라 마이크로파는 거의 동심적으로 배열되고, 실질적으로 직경이 다른 다수 개의 원형부분으로 구성되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상술한 연속경로는 가상원 둘레를 따라 한정 챔버내에서 축방향으로 회전가능하게 소정의 간격으로 배열되며, 원통형 로울의 형태로 직물시이트 재료를 권취하도록 취부된 거의 평행한 다수 개의 가이드 로울러에 의해 형성된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상술한 연속경로는 거의 동심적으로 배열된 다수 개의 가상원(여기서 각 가상원은 가이드로울러열이 소정의 간격으로 배열되어 있음)의 둘레에 따라 한정챔버내에 회전 가능하게 배치된 다수 개의 거의 평행한 가이드로울러에 의해 형성되므로, 직물시이트 재료는 연속 경로를 따라 이송하는 동안 거의 동심적으로 배열되며, 거의 원형으로 서로 분리된 다수 개의 층을 형성한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상술한 연속 경로는 직물시이트 재료가 연속 경로를 따라 이송하는 도중 나선상으로 배열되고 서로 분리된 다수 개의 층을 형성하도록 직물시이트 재료의 통로를 형성하는 나선상으로 구성된 한쌍의 천공 공기관에 의해 형성된다.

이하는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도면의 설명에 있어서, 구조 및 작동에 있어서는 거의 동일하나 각기 다른 실시태양에 사용되는 부재는 동일한 부호로 표시한다.

제1a도는 내지 제1c도는 본 발명에 따른 장치의 제1실시태양을 나타내는데, 여기에서 처리될 직물시이트 재료 F는 원통형 로울 R의 형태로 상술한 연속경로를 따라 전진하며, 실린더 로울 R의 최내부층으로부터 시스템 외부로 송출한다.

더욱 특허, 본 장치는 거의 장방형 공간을 형성하며 또는 직물시이트 재료 F의 입구 2(제1a도 참조) 및 출구 3(제1c도 참조)을 구비한 하우징 1을 포함한다. 포화 또는 과열 증기의 공급 튜브 4는 하우징 1에 설치되어 상술된 공간에 개구하고 있다. 바람직하게, 팬(fan) 6은 공간 내부의 공기를 산란시키기 위하여 공간 내부의 하우징 1에 설치되어 있다.

한정 챔버 C는 하우징 1에 취부된 천공 보호벽 7에 의하여 상술된 공간내에 형성된다. 적어도 한개의 마이크로파 방사기 8은 하우징 1에 설치되어 한정 챔버 C에 개구하고 있다. 예시된 구조에 있어서, 마이크로파 방사기 8은 마이크로파 발생기(도시되지 않음)의 내부에 설치되어 있다. 다른 한편, 마이크로파 방사기 8은 적합한 전기 접속에 의해 별도의 마이크로파 발생기에 연결되어도 좋다.

거의 평행한 다수의 가이드로울러 9는 하우징 1의 벽에 장치된 베어링 11에 의해 자유축회전을 할 수 있도록 한정챔버 C내에 장치된다. 가이드 로울러 9는 가상원 둘레상의 다른 위치에(바람직하게는 일정한 간격으로) 배치되어 있다. 12세트의 가이드로울러 9는 단지 도면의 명확한 설명을 위하여 도시하고 있지만, 실제로는 더 많은 세트의 가이드로울러 9가 배치되어도 바람직하다.

상술한 가상원 내에서, 송출로울러 12는 하우징 1의 벽에 취부된 베어링 13에 의해 자유축 회전을 할 수 있도록 배치되어 있다. 제1b도에 명시된 바와같이, 상기 송출로울러 12의 축방향은 직물시이트 재료 F가 상술한 가상원의 축방향으로 송출할 수 있도록 가이드로울러 9의 축방향과 교차되어 있다. 또다른 가이드로울러 14,16은 직물시이트 재료 F를 하우징 1의 외부로 송출시키기 위하여 한 로울러는 하우징 1의 내측에 다른 로울러는 하우징 1의 외측에 장치된다.

보호어셈블리 20은 증기 및 마이크로파의 바람직하지 않은 누출을 방지하기 위하여 입구 2 및 출구 3에 또는 그의 인접부에 장치된다. 제5도는 입구 2에 사용될 보호어셈블리 20에 대한 한 실시예를 상세하게 설명하는데, 여기에서 상기 보호어셈블리 20은 하우징 1의 벽에 취부된 두꺼운 하우징 201과, 하우징 201에 의해 형성된 공간에 개구되어 있는 증기유통관 202와, 상기관 202를 통하여 바람직하지 않은 전파누출을 방지하기 위하여 관 202의 개구단을 폐쇄시키는 천공덮개 203으로 구성되어 있다. 공간의 상부는 처리될 직물시이트 재료 F의 최소한의 필요통로를 제공하는 조절 가능한 슬릿판 204에 의해 덮혀진다. 즉, 슬릿판 204를 조정함으로써 통로크기는 경우에 따라 변화시킬 수 있다. 블록필터(block filter) 206은 슬릿판 204 하부의 공간내에 수직으로 배치된다. 이 블록필터 206은 수직 방향으로 일렬로 정열되어 있으며, 직물시이트 재료의 이동경로와 대면해 있는 다수 개의 전파완충 부재 206a를 포함한다. 또한 블록필터 206은 상기 이동경로의 반대측에 수직으로 연장하는 전파 흡수기 206b도 포함한다.

슬릿판 204에 의해 제공되는 상당히 작은 크기의 통로는 하우징 1에 의해 형성된 공간으로부터 증기 및 마이크로파의 누출을 방지하면서 직물시이트 재료 F의 통과를 자유롭게 한다. 슬릿통로를 통하여 소정량의 마이크로파가 누출한다 할지라도, 누출된 마이크로파는 슬릿통로의 하부에 배치된 블록필터 206을 통하여 이송하는 중에 거의 완전히 약화된다.

작동하는데 있어서, 포화 또는 과열증기는 공급튜브 4를 거쳐 하우징 1에 의해 형성된 공간내로 공급된 다음, 보호벽 7의 홈을 통하여 한정 챔버 C내로 유입된다. 동시에, 마이크로파 방사기 8은 작동한다. 그리하여, 한정챔버 C는 포화 또는 과열증기 및 마이크로파로 충만하게 된다.

이러한 상태에서, 직물시이트 재료는 입구 2 및 보호어셈블리 20을 거쳐 한정 챔버 C내로 송입된 다음, 가이드 로울러 9의 둘레에 원통형 로울 R의 형태로 권취된다. 가이드 로울러 9의 둘레에는 선정된 크기의 원통형 로울 R이 형성되며, 직물시이트 재료 F의 선단부는 원통형 로울 R의 최내부층으로부터 송출된 다음, 송출로울러 9, 가이드로울러 14, 보호어셈블리 20, 출구 3 및 가이드로울러 16을 거쳐 하우징 1의 공간 및 한정챔버 C의 외측으로 송출된다. 그후, 직물시이트 재료 F는 한정 챔버 C내로 연속적으로 공급되며 또한 직물시이트 재료를 연속처리할 수 있도록 공급속도와 동일한 송출속도로 상기 챔버 C로부터 계속 송출된다.

제2도는 본 발명에 따른 장치의 제2실시예를 나타내는데, 여기에서 처리될 직물시이트 재료 F는 거의 동심적으로 배열되며, 거의 원형으로 서로 분리된 다수개의 층 형태로 상술한 연속 경로를 따라 전진하여 최외부층으로 송출한다.

제1실시예에서와 같이 본 장치는 하우징 1, 증기공급튜브 4, 적어도 하나의 마이크로파 방사기 8, 보호어셈블리 20 및 바람직하게는 팬 6으로 구성되어 있다. 그러나 본 실시예에 있어서 하우징 1은 직접적으로 한정챔버 C를 형성하며, 보호어셈블리 20은 챔버 C의 입구 및 출구를 형성한다.

또한 본 장치는 거의 동심적으로 배열된 다수 개의 가상원의 둘레를 따라 소정의 간격으로 배치된, 축방향으로 회전가능한 다수 개의 가이드로울러 21을 포함한다. 각각의 원은 가이드 로울러 21의 로울러열을 형성한다. 서로 인접한 가상원의 가이드로울러 열의 끝부분에는 이송로울러 22가 배치되어 있으므로 직물시이트 재료 F를 한가상원상의 가이드로울러 21로부터 인접한 가상원상의 가이드로울러 21로 이송시킬수 있다. 송출로울러 23은 최외측 가상원의 외측에 배치된다. 그러나, 경우에 따라서는 송출로울러 23은 가상원에 속하는 로울러 열중 최종 가이드 로울러 21 다음의 최외측 가상원상에 위치할 수도 있다. 이러한 두가지 가능성들을 고려해 보면, 송출로울러 23은 최외측 가상원상에 배치되어 있다는 것을 알 수 있다.

작동하는데 있어서, 직물시이트 재료 F는 먼저 보호어셈블리 20을 거쳐 한정챔버 20내로 송입되어 최내측 로울러 열(제1로울러 열)의 가이드로울러 21과 접촉하게 된다. 예시된 실시예의 경우에, 직물시이트 재료 F는 제1열의 가이드로울러 21과 접촉하면서 시계방향으로 이송되어, 제1층을 형성하면서 진전한다. 직물시이트 재료 F는 제1열의 최종 가이드로울러 21과 접촉한 후 이송로울러 22를 거쳐 인접한 외측 로울러열(제2로울러 열)의 가이드로울러 21을 통과하게 된다. 다음에, 직물시이트 재료 F는 제2열의 가이드 로울러 21과 접촉하면서 반시계방향으로 이송되어 제2층을 형성한다. 그리하여, 제2층에서의 직물시이트 재료 F의 전진방향은 제1층에서의 전진방향과 반대가 된다.

직물시이트 재료 F는 제2열의 최종가이드 로울러 21과 접촉한 뒤에 이송로울러 22를 거쳐 인접한 외측 로울러열(제3로울러 열)의 가이드 로울러 21을 통과하게 된다. 직물시이트 재료 F는 제3열의 가이드로울러 21과 접촉하면서 시계방향으로 이송되어, 제3층을 형성하면서 전진한다. 분명히, 제3층에서의 직물시이트 재료 F의 전진방향은 제2층에서의 전진방향과 반대가 되며, 제1층에서의 전진방향과는 같게 된다. 이러한 방식으로, 직물시이트 재료 F는 한층에서는 한 방향으로, 다음층에서는 다른 방향으로 전진한다.

마지막으로, 직물시이트 재료 F는 제5열의 최종가이드 로울러 21과 접촉한 후, 송출로울러 23 및 보호어셈블리 20을 거쳐 한정챔버 C의 외측으로 송출한다. 상술한 공정이 완료되면, 직물시이트재료 F의 전체가동이 개시하게 된다.

제3도는 본 발명에 따른 장치의 제3실시예를 나타내는데, 여기에서 직물시이트 재료 F는 연속 경로를 따라 이송하는 도중 나선상으로 배열되고 서로 분리된 층의 형태를 갖게 된다.

본 장치는 전술한 실시예에서와 같이 한정 챔버 C를 형성하는 하우징과, 상기 챔버 C내에 개구되어 있는 스팀공급구 4a,4b와 한정챔버 C의 입구 및 출구에 배치된 적어도 하나의 마이크로파 방사기 8 및 보호어셈블리 20으로 구성되어 있다.

본 실시예의 경우에, 직물시이트 재료 F의 상술한 경로는 한쌍의 천공 공기관 32a와 32b 사이에 형성된 통로 31에 의해 정해진다. 공기관 32a와 32b는 통로 31이 먼저 한정챔버 C의 중심쪽으로 집중된 뒤에 다시 하우징 1의 벽쪽으로 벌어질 수 있게끔 구성되어 있다. 도면에는 나타내지 않았으나, 공기관 32a, 32b는 압축공기의 적합한 공급원과 연결되어 있으므로, 공기관의 홈을 통하여 기류는 통로 31에서 부유하는 직물시이트 재료 F가 전진하게 된다. 송출로울러 33은 통로 31의 출구말단 부근에 배치된다.

제4도에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 공기관 32a, 32b중의 한쪽벽에 형성된 홈은 직물시이트 재료 F가 처리도중 공기압력에 의해 폭방향으로 신장할 수 있도록 직물시이트재료 F의 표면에 대해서 적당한 경사를 이루도록 동일 방향으로 비스듬하게 되어 있는것이 바람직하다. 더욱 바람직하게 직물시이트 재료 F는 인접층의 폭방향과 반대로 신장되어야 한다.

Claims (1)

1. 마이크로파를 사용하여 직물시이트 재료를 연속처리하는 장치에 있어서, 상기 직물시이트 재료의 입구 및 출구를 구비한 한정챔버를 구성하는 하우징과; 상기 한정챔버내에 거의 동심적으로 배열되고, 실질적으로 직경이 다른 다수개의 원형 부분에 의해 형성되는 연속경로를 따라 상기 직물시이트 재료를 안내하는 장치와; 상기 연속 경로의 최내측부분 또는 최외측부분중의 어느하나로부터 상기 챔버의 외측을 향하여 상기 직물시이트 재료를 송출하는 장치와; 상기 하우징에 장치되어 상기 한정 챔버내에 개구되는 적어도 하나의 마이크로파 방사기와; 포화 또는 과열증기를 상기 한정 챔버내로 공급하는 장치와; 상기 한정챔버를 통하여 상기 직물시이트 재료를 전진시키는 장치와로 구성되어 있는 것을 특징으로 한 개량된 장치.

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