KR890004162B1 - 합성수지 성형품 염색장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

합성수지 성형품 염색장치

제1 도는 본 발명의 일실시예에 따른 염색 장치의 부분 단면측면도.

제 2 도는 제 1 도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 단면도.

제 3 도는 제 1 도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단한 단면도.

제 4 도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 염색 장치의 부분 단면측면도.

제 5 도는 제 4 도에 나타낸 염색 장치에 부분 절제 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 염색장치 11 : 염색조

12 : 밀봉 뚜껑 13 : 수평 중공축

16 : 용기 19 : 기어

20 : 구동기어 22 : 교반 막대

23 : 용액 탱크 24 : 중공체

26 : 염액 저장소 27 : 열교환기 자켓

28 : 도입 파이프 29 : 배출 파이프

31 : 순한 펌프 36 : 염색 조제 혼합조

37 : 모터 구동 교반기 38 : 송풍기

41 : 압축 공기 도입구 42 : 공기 배출구

43 : 급수구 44 : 배수구

46 : 염액 M : 합성수지 성형품

본 발명은 슬라이드 파스너 슬라이더, 스냅(snap), 단추 등과 같은, 합성 수지로 성형된 비교적 작은 성형품을 염색하는 장치에 관한 것이다.

합성수지로 성형된 작은 성형품을 염색하는 종래의 방법은 염액내에 그 성형품을 침지 시키는 것이었다. 이러한 공지된 침지 염색법(dip dyeing process)에 의하면, 사용되는 염액은 피염색 성형품의 중량에 대해 8-20배이다. 그 성형품은 염액내에 침지된 구멍뚫린 용기내에 수용되고, 그 성형품을 염색하기 위하여 그 용기를 회전시키거나 염액속에서 이동시킨다.

종래의 염색 공정에서 사용되는 염액의 양은 철저히 염색되는 합성 섬유의 정상적인 염색에 적절한 염욕비로 사용되었다. 그러나 합성수지 성형품이 염색될 때, 염료는 그 성형품의 얇은 표면층으로서만 부착되고 외부표면의 내부 물질까지 염색하지 않는다. 요구되는 염액은 성형품에 실제로 적용되는 염료의 무게비로 수백배에 달한다. 그러므로, 염착율이 예를들어 30%로 매우 낮다. 다른 문제점은 염액내의 염색 조제(助劑)와 합성수지 성형품 사이의 상호 작용이나 염료의 친수성 성질 때문에 색재현성이 불안정하다는 점이다. 그래서 염색된 성형품은 각 로트(lot)마다 색상의 차이를 가져오는 경향이 있다.

다량의 염액을 사용하는 것은, 상당한 양의 염료와 염색 조제가 소비되고 가열증기의 과도한 양이 소모된다는 점에 있어서 또한 불리하다. 더 높은 염착율과 더 양호한 색재현성을 위하여 감소된 양의 염액으로 적절한 염욕비에서 합성수지 성형품을 효율적으로 그리고 경제적으로 염색하는 장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명에 다른면, 합성수지 성형품은 그의 외부 표면적과 그 위에 형성되는 염료층 두께로 부터 결정되는 적용될 염료의 실제량에 적합한 염욕비를 갖는 염액으로서 앰색된다. 그 염액은, 그 염액이 염료 탱크를 통하여 순환하면서 공급되거나 또는 염료 탱크에 성형품과 함께 수용될 때, 그 성형품과 함께 접촉된다. 염료는 90% 또는 95%, 또는 더 높은 염착율로 성형품에 염착될 수 있다. 염료의 친수성이 안정되고 또한 염색공정에서의 염료와 염색 조제의 효과가 안정되기 때문에 색 재현성도 양호하다.

염액의 염욕비는 정상적으로 2 또는 그 이하이다. 이렇게 낮은 염욕비의 염액을 성형품의 표면에 균일하게 접촉시키게 하기 위하여, 염액과 접촉하고 있는 성형품을 교반하기 위하여 회전되는 원통형 용기나 염색 탱크내에 성형품이 수용된다.

본 발명의 많은 다른 잇점과 특징은 본 발명의 원리를 실현하는 바람직한 실시예에 대한 첨부도면과 하기 상세한 설명으로 부터 이 분야에서 숙련된 자에 의해 명백히 이해될 수 있을 것이다. 본 발명의 염색 방법의 일예를 우선 설명한다.

(a) 폴리에스터로 성형된 슬라이드 파스터 슬라이더가 염색할 물체로 이용되었다. 스 슬라이더는 비중이 1.38이고 외부 표면적이 30.0㎠/g이며, 염색된 층은 17미크론의 두께를 갖는다.

(b) 상기 슬라이더 15kg을 염색하기 위하여 사용되는 실제 염료는 ; 30×15,000×0.0017×1.38÷1,000=1.056kg이다.

(c) 상기 실제 염료에 대해 15의 염욕비를 갖는 염액의 양은 ; 1, 056kg×15=15.84kg=15.84리터이다.

(d) 상기양의 염액내에 사용된 염료 및 염색 조제는 하기와 같다.

* 농도는 염색되는 물체의 양에 대한 비이다.

* 비율은 염액에 대한 비율이다.

(e) 염색조건 130℃, 40분간 그러므로, 합성수지 슬라이더 156kg을 염색하는데 요구되는 앰액의 양은 종래에 요구되는 앰액의 양(염욕비는 약 1이다)에 비하여 작은 15.84리터이었고, 염색할 슬라이더 15kg이 부가된 염액의 겉보기 부피는 약 30.5리터이었다. 그 슬라이더는 종래의 염색 공정에 의해서는 이 정도의 염액량으로 염색될 수 없었지만, 본 발명의 염색장치에 의해서만 염색될 수 있게 되었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 염색장치를 제 1 도 내지 제 3 도를 참고하여 설명한다.

이 염색장치(10)는 한쪽 끝에 밀봉 뚜껑(12)를 갖는 수평의 중공 원통체 형태인 염색조(11)를 포함한다. 수평의 중공측(13)이 밀봉 뚜껑(12)의 맞은 편의 측벽(14)을 통과하여 염색조(11)내에서 동축으로 연장한다. 그 중공측(13)은 염액을 분사할 수 있도록 그의 하부에 형성된 다수의 작은 구멍(15)을 갖는다.

구멍뚫린 드럼이나 철망으로 이루어진 원통형 용기(16)가 다수의 합성수지 성형품(M)을 수용하기 위해 한쌍의 축방향으로 떨어진 플랜지(17, 18)사이에서 그 플랜지들에 지지된다. 그 용기(16)는 중공축(13)에 회전할 수 있게 설치된다. 플랜지(17)는 구멍(도면에는 도시되지 않음)을 가지며, 그 구멍을 통하여 성형품(M)을 용기속으로 넣고 또 밖으로 꺼낼수 있으며 그 구멍을 닫을 수 있는 뚜껑(도시되지 않음)을 갖는다. 기어(19)가 중공축(13)에 동축으로 플랜지(18)에 고정되고, 염색조(11)내에 배치된 구동 기어(20)에 맞물려 유지된다. 그 구동 기어(20)는 그에 작동적으로 연결된 모터(21)에 의해 회전 될수 있다. 다수의 교반 막대(22)(제 1 도 및 제 2 도)가 용기(16)의 내측 주변 표면상에 배치되고, 용기(16)가 중공축(13)주위에서 회전할 때 성형품(M)을 교반하기 위하여 중공축(13)에 평행하게 연장하여 왔다.

수직으로 긴 용액 탱크(23)가 염색조(11)의 하부 중앙에 연결된다. 중공체(24)가 용액 탱크(23)내의 중앙에 배치되고, 중공체(24)주의에 용액 저장소(26)를 형성하도록 아암(25)(제 3 도)에 의해 용액 탱크(23)에 연결되어 있다. 용액 탱크(23)는 열교환기 자켓(27)으로 부분적으로 둘러싸이고, 그 열교환기 자켓을 통하여 가열증기가 도입 파이프(28)로 부터 배출 파이프(29)로 흐를수 있다. 다른 방법으로는, 전기히터로 구성되는 열교환기가 용액 탱크(23)주의에 설치될 수 있다.

순환 파이프(30)가 용액 탱크(23)의 하부와 순환펌프(31)사이에 연결되고, 그 순환펌프는 순환 파이프(32)와 밸브(33)에 의해 순환 파이프(34)와 연결된다. 그 순환 파이프(34)는 중공축(13)에 연결된다. 중공축(13), 염색조(11), 용액 탱크(23), 순환 파이프(30), 순환펌프(31), 순환 파이프(32), 밸브(33) 및 순환 파이프(34)는 염액이 모터(35)에 의해 구동되는 순환 펌프(31)에 의해 순환되는 용액 순환계를 구성한다.

염색 조제 혼합조(36)는 순환 파이프(34)에 밸브를 통하여 연결되며, 모터 구동 교반기(37)를 갖고 있다.

건조 공기를 공급하기위해 모터(39)에 의해 구동되는 송풍기(38)가 순환 파이프(34)에 밸브를 통해 연결된 열교환기(40)에 연결되어 있다.

압축 공기 도입구(14)는 염색조(11) 내부를 고압으로 유지하도록 그 염색조(11)속으로 압축 공기를 도입하기 위해 염색조(11)의 상부벽에 밸브를 통해 연결된다. 또 다른 공기 배출구(42)가 염색조(11)로 부터 공기를 배출하거나, 염액을 그 염색조에 배출시킬때 염색조(11)속으로 공기를 도입하기 위하여 염색조(11)의 상부벽에 밸브를 통하여 연결된다. 급수구(43)가 용액 순환계로 염액과 세척수를 공급하기 위하여 순환 파이프(30)에 밸브를 통해 연결되어 있다. 또한, 배수구(44)가 용액 순환계로부터 사용한 염액과 세척수를 배출하기 위하여 순환 파이프(30)에 밸브를 통하여 연결되어 있다. 공기 배출구(45)가 또한 용액 순환계로부터 건조 공기를 배출시키기 위하여 순환 파이프(30)에 밸브를 통하여 연결되어 있다.

그와 같이 구성된 염색 장치의 작동은 다음과 같다. 우선, 물을 급수구(43)로 부터 용액 순환계내로 공급하고, 농축된 염액을 용액 저장소(26)가 소망의 농도의 염액(46)으로 채워질 때까지 염색 조제 혼합조(36)로 부터 용액 탱크(23)속으로 도입한다. 그 염액은 열교환자켓(27)에 의해서 소정 온도까지 가열된다.

다수의 합성수지 성형품(M)이 용기(16) 부피의 1/3 내지 1/4까지 채워진 용기(16)를 구동 기어(20)와 기어(19)가 맞물린채 염색조(11)내의 중공축(13)상에 설치한다. 그리고나서, 염색조(11)를 밀봉 뚜껑(12)으로 닫는다.

모터(21)를 가동시켜 중공축(13)주위에서 용기(16)를 회전시킨다. 동시에, 밸브)(33)를 열고모터(35)를 가동시켜 순환펌프(31)가 순환 파이프(30, 32, 34)를 통하여 중공축(13)속으로 염액을 공급할 수 있도록 한다. 염액은 중공축(13)의 구멍(15)으로 부터 분사되어 성형품(M)상에 뿌려지고, 다시 용액 탱크(23)속으로 흘러 들어간다.

염액은 주어진 시간 동안 성형품(M)을 염색시키도록 용액 순환계를 통해 연속적으로 순환된다.

상기 염색 공정이 끝나면, 염액은 배수구(44)로 부터 배출되고, 세척수가 급수구(43)로 부터 공급된다. 세척수는 성형품(M)이 수용된 용기(16)가 회전되는 동안 용액 순환계를 통해 순환된다. 그후, 세척수는 배수구(44)로 부터 배출된다. 이 세척 공정을 여러번 반복한 후에, 색 고정 공정과 끝처리 공정과 같은 후처리 공정을 행한다. 다음에, 상기와 같은 방법으로 세척공정을 행한다. 그리고나서, 송풍기(38)를 작동시켜 열교환기(40)에 공기를 공급하고, 이 열교환기로 부터 가열된 공기를 중공축(13)속으로 보낸다. 염색된 성형품(M)을 구멍(15)으로 부터 공급되는 가열된 공기에 의해 건조시킨다. 성형품(M)을 건조시킨 공기는 공기배출구(45)로 부터 배출된다.

세척, 후처리 및 건조 공정중에, 용기(16)는 계속하여 회전되어 성형품(M)이 균일하고 빠르게 처리되도록 한다.

용액 순환계에 연결된 밸브들을 적절히 개폐하여 상기 염색, 세척 후처리 및 건조 공정을 효과적으로 수행하게 한다.

성형품(M)이 건조된 후에, 모터(921)의 가동을 중지하고 용기(16)를 염색조(11)로부터 분리시킨다.

제 4 도 및 제 5 도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 염색 장치를 나타낸다. 이 염색 장치(50)는 한쌍의 중심축(52, 53)을 갖는 내압성 중공원통성형의 염색탱크(51)를 포함하며, 그 중심축들은 염색탱크(51)의 마주보는양 끝벽으로 부터 양 축 방향으로 돌출한다. 중심축(53)에 고정된 기어(54)는 모터(56)의 출력축에 달린 기어(55)와 맞물려 유지된다. 여러개의 교반 막대(57)가 중심축(52, 53)과 평행하게 염색 탱크(51)의 내부 주변표면에 부착되어 있다. 중심축(52)이 위치한 끝벽은 개방부를 가지고 있고 이 개방부를 통하여 합성수지 성형품(M)을 염색 탱크(51)의 내외부로 출입시킬수 있으며, 그 개방부는 밀봉 뚜껑(58)에 의해 열려질 수 있도록 폐쇄된다.

염색 탱크(51)는 바닥에 설치된 열교환기나 전기 히터와 같은 가열기(61)를 갖는 가열 탱크(60)내에 회전할 수 있도록 지지된다. 가열 탱크(60)는 상방으로 열려있는 축비지부(59)를 가지고 있고, 그 축 지지부(59)에 중심축(52, 53)이 회전할 수 있도록 지지된다. 지지로울러들(62)(하나만 도시됨)이 가열 탱크(60)의 하부에 설치되고 염색 탱크(51)의 외부면에 회전할 수 있도록 접촉하여 유지된다.

가열 탱크(60)는 염색 탱크(51)의 하부 부분이 고비점액체(63)에 잠기도록 에틸렌 글리콜과 같은 고비점 용액(63)을 수용한다. 가열 탱크(60)내에 지지된 염색 탱크(51)는 열수 있는 뚜껑(64)으로 닫혀진 상부 노즐 부분을 갖는다.

제 4 도 및 제 5 도에 나타낸 염색 장치는 다음과 같이 작동한다. 고비점 액체(63)를 가열 탱크(60)에 저장시키고 소정 온도까지 가열시킨다. 다수의 합성수지 성형품(M)을 염색 탱크(51) 부피의 1/3 내지 1/4까지 염색 탱크(51)속으로 넣고, 성형품(M)을 주어진 양의 염액(66)으로 침지시킨다. 다음, 염색 탱크(51)를 밀봉뚜껑(58)으로 닫는다. 염색 탱크(51)를 승강기(도시되어 있지 않음)에 의해 가열 탱크(60)속으로 하강시켜서 중심 축(52, 53)이 축 지지부(59)내에 고정되게 하고 염색 탱크(51)의 외주면이 기어들(54, 55)이 서로 맞물린 채 지지 로울러(62)와 회전할 수 있도록 접촉하여 유지되게 한다.

모터(56)를 가동시켜 염색 탱크(51)를 회전시킴으로써 염색(66)과 성형품(M)을 그 염색 탱크 안에서 운동시킨다. 그리하여, 성형품(M)의 외부표면은 그와 접촉하는 염액(66)에 의해 염색된다.

성형품(M)이 주어진 시간 동안 염색된 후에, 염색 탱크(51)를 가열 탱크(60)로 부터 분리하고, 성형품(M)과 염액(66)을 염색 탱크(51)로 부터 꺼낸다. 염색된 성형품(M)을 세척하고, 후처리 한 후, 최종적으로 건조시킨다.

Claims (4)

1. 염색될 합성 수지 성형품의 외부 표면적과 그 성형품에 형성될 염료층의 두께로 부터 결정된 염료의 실제량에 적절한 염욕비를 갖는 염액으로 합성수지 성형품을 염색하는 장치로서, (a) 원통형 염색조(11)와, (b) 상기 염색조(11)를 통하여 사실상 수평으로 그리고 축방향으로 연장하고, 염액(46)을 분사하기 위한 다수의 구멍(15)를 가진 고정 중공축(13)과, (c) 상기 염색조(11)내에서 상기 중공축(13)에 회전가능하게 설치되고 상기 성형품(M)을 수영하기 위한 구멍 뚫린 외주벽을 가진 원통형 용기(16)와, (d) 상기 중공축(13)주의에서 상기 용기(16)를 회전시키기 위한 수단(19, 20, 21)과, (e) 상기 염색조(11)의 저부에 연결되고 열교환기 자켓(27)을 가진 수직으로 긴 용액 탱크(23)와, (f) 상기 중공축(13), 상기 용기(16) 및 상기 용액 탱크(23)를 통하여 염액(46)을 순환시키기 위해 상기 중공축(13)과 상기 용액 탱크(23)사이에 연결된 용액 순환계(30, 31, 32, 33, 34)로 구성되는 합성수지 성형품 용액 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 용액 탱크(23)는, 그 용액 탱크 안 중앙에 배치되어 그 용액 탱크와의 사이에 요액 저장소(26)를 형성하는 중공체(24)를 가지는 합성수지 성형품 염색 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 염색조(11)는, 그의 일단부에 설치되고 상기 용기(16)를 그 염색조(11)내로 넣고 또 꺼낼수 있도록 열려질 수 있는 밀봉 뚜껑(12)를 가지는 합성수지 성형품 염색 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 용기(16)는, 그의 내부 표면에 설치되고 성형품(M)을 교반하기 위해 상기 중공축(13)과 평행하게 연장하는 다수의 교반 막대(22)를 가지는 합성수지 성형품 염색 장치.

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