KR100467195B1 - 원적외선 조사 가열기와 원적외선 염착장치 및 원적외선을이용한 염착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염료를 피염직물에 도포하는 염료도포단계; 상기 염료도포단계에서 염료가 도포된 피염직물에 원적외선을 조사하여 가열시킴으로써 염료를 피염직물에 착색시키는 착색단계로 이루어져 수세공정 및 외부 수증기를 유입하는 착색공정등이 필요없는 제조공정이 단순하고, 오염원이 최소화된 염착방법을 제공한다.

Description

원적외선 조사 가열기와 원적외선 염착장치 및 원적외선을 이용한 염착방법{ far infrared ray heater, far infrared ray printing apparatus and far infrared ray printing method }

본 발명은 피염직물에 염료를 도포한 후 원적외선을 이용하여 염착하기 위한 염착방법 및 염착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피염직물에 염료를 분사하고, 분사된 염료가 도포된 피염직물에 원적외선을 조사하여 염착되도록 하는 원적외선을 이용한 염착장치 및 염착방법을 제공하기 위한 것이다.

종래의 염착방식은 염료가 혼합된 색호를 피염직물에 도포하고, 이를 스팀발염실에 통과시켜 염료가 피염직물에 착색되도록 하고, 피염직물내에 잔존하는 수용성 색호를 제거하는 수세공정을 거쳐 건조시킴으로써 염착을 완료하게 된다.

그러나, 이러한 통상적인 염착방식은 착색공정에서 다량의 에너지소비가 수반되게 되고, 수증기에 염료가 증착되게 되어 수증기의 여과과정에서 오폐수가 배출되게 되며, 수세공정으로부터 배출되는 오폐수를 정화처리하여야 하는 문제점이 수반되게 된다.

또한, 상기 염착방식은 복잡한 공정을 고쳐서 완성되기 때문에 수요에 속응적으로 대처하기가 곤란한 문제점을 갖고 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 도포된 염료를 원적외선을 이용하여 피염직물에 착색시키도록 함으로써 환경오염을 최소화하도록 하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 염착과정을 단순화함으로써 염착공정을 짧은 시간에 이루어질 수 있도록 함으로써 수요에 신속히 대응할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 에너지 소비를 대폭 줄이도록 함으로써 자원낭비를 방지하고 제조원가를 대폭감소시키기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 가열기의 일실시예를 나타내기 위한 일부 절개 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 사용되는 원적외선 히터의 예를 도시하기 위한 일부 절개 사시도이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 염료를 피염직물에 도포하는 염료도포단계; 상기 염료도포단계에서 염료가 도포된 피염직물에 원적외선을 조사하여 가열시킴으로써 염료를 피염직물에 착색시키는 착색단계; 착색된 피염직물을 공기로 급냉각시키는 냉각단계를 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에서 상기 원적외선의 광원의 표면온도가 100℃ 내지 500℃ 인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 원적외선의 파장이 5.6㎛ 내지 500㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 특징은 염료가 도포된 피염직물에 원적외선을 조사하여 염착시키는 원적외선 염착장치에 있어서; 상기 피염직물에 염료를 분사하여 도포시키기 위한 염료분사수단; 상기 염료가 도포된 피염직물을 원적외선을 조사하여 가열시키기 위한 가열기; 상기 원적외선에 의하여 가열된 피염직물을 냉각시키기 위한 냉각수단을 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에서 상기 가열기는 상기 피염직물을 이송시키기 위한 이송수단; 상기 이송수단의 상부에 설치되어 상기 원적외선이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위한 상부하우징; 상기 상부하우징 내에 설치되어 상기 상부 하우징 내부를 통과하는 상기 피염직물에 원적외선을 조사하기 위한 적어도 하나 이상의 원적외선 히터들; 상기 원적외선 히터들에 의하여 상기 피염직물이 가열될 때 발생되는 수증기를 상기 상부하우징 내에 균일하게 분포시키기 위하여 상기 상부하우징 내에 설치되는 적어도 하나 이상의 순환팬들; 상기 상부하우징으로부터 고온의 공기를 외부로 배출시키기 위한 고온 공기의 배출수단을 포함하는 것이 바람직하다.

또한,상기 원적외선의 히터는 가열시 원적외선이 방출되는 원통형상의 세라믹봉; 상기 세라믹봉의 중심에 설치되는 코일형상의 전기발열체; 상기 세라믹봉으로부터 발생되는 원적외선을 피염직물에 집중시키기 위하여 상기 세라믹봉에 설치되는 반사갓을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징은 피염직물에 원적외선을 조사하여 가열시킴으로써 염착하는 염착장치의 원적외선 조사 가열기에 있어서, 상기 피염직물을 이송시키기 위한 이송수단; 상기 이송수단에 의하여 이송되는 피염직물에 원적외선을 조사하기 위한 적어도 하나 이상의 원적외선 히터들; 상기 원적외선 히터들에 의하여 발생된 열을 외부로 방출되는 것을 방지하는 하우징; 상기 원적외선 히터들에 의하여 상기 피염직물이 가열될 때 발생되는 수증기를 상기 하우징 내에 균일하게 분포시키기 위하여 상기 하우징 내에 설치되는 적어도 하나 이상의 순환팬들; 상기 하우징으로부터 고온의 공기를 외부로 배출시키기 위한 고온 공기의 배출수단을 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에서 상기 원적외선의 히터는 가열시 원적외선이 방출되는 원통형상의 세라믹봉; 상기 세라믹봉의 중심에 설치되는 코일형상의 전기발열체; 상기 세라믹봉으로부터 발생되는 원적외선을 피염직물에 집중시키기 위하여 상기 세라믹봉에 설치되는 반사갓을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 이송수단은 망으로 이루어져 상기 피염직물과 접촉면적을 최소로 하는 벨트와 상기 벨트를 구동시키는 롤라들을 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 개략적인 구조를 설명하기 위한 사시도이다.

피염직물(10)은 공급롤러(1)에 권취되어져 있는 상태에서 공급롤러(1)가 회전되게 되면 피염직물(10)은 배출되게 되어 공급롤러(1)와 이격되어 설치된 권취롤러(2)에 권취되게 된다. 공급롤러(1)로부터 배출된 피염직물(10)은 염료분사기(4)의 하면을 통과하여 무늬등이 인쇄되어 원적외선 가열기(100)를 통과하게 되어 염착되어 권취롤러(2)에 권취된다. 원적외선 가열기(100)는 내부의 열을 외부로 방출하는 것을 방지하기 위하여 피염직물(10)의 이송방향으로 길게 배치되는 각형의 하우징(110)과 하우징(110)을 고정시키기 위한 프레임들과 하우징의 전, 후단에 설치된 이송롤라(11), (12)와 이송롤라(11), (12)에 의하여 구동되는 이송벨트(13)와 이송벨트의 상면에 지지되어 이송되는 피염직물(10)에 원적외선을 조사하기 위한 원적외선 히터(15)와, 이송롤라(11), (12), 원적외선 히터(15)들로 이루어진다. 원적외선 히터(15)의 상부에는 순환팬(14)이 설치되어 팬 모터(16)에 의하여 구동된다. 또한, 하우징(110)의 상부에는 배출 덕트(17)가 형성되어져 있어 건조된 공기를 외부로 배출되도록 한다. 또한, 가열기(100)의 후단에는 냉각공기 배출 덕트(120)가 설치되어 가열된 피염직물(10)을 급냉시켜 염착을 완료한다.

도 2는 본 발명의 가열기의 일실시예를 나타내기 위한 일부 절개 사시도이다.

가열기는 피염직물(10)의 이동방향인 종방향으로 상호 이격되게 주 프레임들(131), (132)이 설치되며, 주프레임들(131), (132)의 하부로 주프레임을 지면으로부터 일정 높이로 지지하며, 하부 하우징(140)을 설치하기 위한 하부 프레임들(133)이 설치된다. 또한, 주 프레임들(131), (132)의 상부로는 상부 하우징(110)을 설치하기 위한 상부프레임들이 설치된다. 또한, 하부 하우징(140)과 상부 하우징(110)은 내부에 수납되는 원적외선 히터(15)로부터 발산되는 열을 외부로 유출되지 않도록 하며, 내부에 수납된 장치들을 개보수할 수 있도록 일정간격으로 분리되거나 개폐되는 문들(134), (135)이 설치되어져 있다.

주프레임들(131), (132)의 선단부와 종단부에는 각각 모터(미도시)에 의하여 구동되는 이송롤라(11), (12)가 설치되고, 이송롤라(11), (12)를 지지축으로 하여 이송벨트(13)가 이동되게 되어 이송벨트(13)의 상면과 접촉되는 피염직물(10)이 이송되게 된다. 이때, 이송벨트(13)는 석면재질로 이루어진 그물형태로서 피염직물(10)에 조사되는 원적외선에 의하여 피염직물(10)의 상, 하면이 동일하게 가열되고, 열이 이송벨트에 의하여 피염직물(10)에 전달되는 것을 방해하는 요소를 최소화하도록 한다. 상부 하우징(110)의 내부에는 이송벨트(13)를 따라서 이송되는 피염직물(10)을 가열할 수 있도록 이송벨트의 상부면의 연직 상방에 이송방향을 따라서 원적외선 히터(15)들이 상부하우징(110)에 고정설치된 보조프레임(136)에 고정설치되고, 원적외선 히터(15)의 상방에는 복수의 순환팬(14)들이 설치되어 원적외선 히터(15)들이 피염직물(10)을 가열시킬 때 발생되는 수증기가 특정한 곳에 집중됨으로써 부분 염착이 일어나지 않고 피염직물 전체에 균일하게 일어나도록 한다. 순환팬(14)들은 상부하우징(110)에 고정설치된 팬 모터(16)에 의하여 동작된다. 또한, 상부 하우징(110)의 상부면에는 건조된 공기를 외부로 배출시키기 위한 덕트(17)가 설치되어져 있어 상부하우징(110)의 내부의 건조된 공기를 외부로 배출시킨다.

또한, 상부하우징(110)의 길이는 주프레임들(131), (132)의 길이보다 짧되, 상부 하우징의 선단부는 주프레임들(131), (132)의 선단부와 대략 일치하나, 종단부는 주프레임들(131), (132)보다 짧게 배치되고, 주프레임들(131), (132)의 종단부와 상부 하우징(110)의 종단부 사이에는 냉각공기 배출 덕트(120)가 설치된다. 냉각공기 배출 덕트(120)는 이송벨트(13)에 의하여 이송되는 피염직물의 연직상방에 설치되도록 하여 가열된 피염직물이 급격히 냉각되도록 하기 위하여 상온의 공기를 배출시킨다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 사용되는 원적외선 히터의 예를 도시하기 위한 일부 절개 사시도이다.

원적외선 히터(15)의 원적외선 발산용 세라믹 히터봉(152)은 일정 두께의 원주형상으로 이루어져 있으며, 세라믹 히터봉(152)의 내부에는 전기 발열체인 코일형상의 히터선(153)이 내장되며, 세라믹 히터봉(152)의 외부에는 반사갓(151)이 설치되고, 양단에는 반사갓(151)에 세라믹 히터봉(152)을 고정시키기 위한 절연부(155)가 설치되고, 절연부(155)에는 외부에서 전기단자를 히터선(153)에 접속시키기 위한 인입부(155)가 형성된다.

이때, 원적외선 히터(15)의 세라믹 히터봉(152)의 표면온도는 100℃ 이하이면 착색시간이 과도하게 증가되고, 500℃ 가 초과하게 되면 과도한 에너지가 소비되며, 피염직물에 변형이 일어날 수 있다. 또한, 세라믹 히터봉(152)으로부터 방출되는 복사선의 파장이 5.6㎛이하이면 원적외선이 피염직물에 투과되는 깊이가 낮아 단순히 도포된 염료만을 가열하게 되어 착색의 효과가 일어나지 않고, 염료가 피염직물상에서 마르는 현상이 일어나며, 500㎛ 이상의 복사선이 방출되는 경우에는 투과력이 강해져 에너지가 외부로 유출되는 현상이 심해지게 되므로 염료와 피염직물이 가열되지 않는 현상이 발생하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상기의 구성과 목적을 갖는 본 발명에 따르면,

(1) 피염직물에 염착을 하기 위하여 종래에 시행되었던 염료가 혼합된 색호가 도포된 피염직물을 고온, 고압의 수증기로 가열함으로써 착색과정을 단순히 염료를 피염직물에 도포하고, 염료가 도포된 피염직물에 원적외선을 도포함으로써 착색시킴으로써 에너지를 절약할 수 있다.

(2) 종래에는 착색공정후에 수세공정과 건조공정을 반드시 수행하여야 하였지만 본 발명에 따르면 원적외선을 조사하는 착색공정으로 염착이 완성되기 때문에 여러 복잡한 공정들을 생략할 수 있어 제조과정이 단순화되어진다.

(3) 종래에 착색공정에서 오염된 수증기가 배출되고, 수세과정에서 오염된 오폐수가 발생되게 되나 이러한 오폐수 및 수증기의 배출원을 대폭감소시킬 수 있다.

Claims (13)

1. 염료를 피염직물에 도포하는 염료도포단계, 상기 염료도포단계에서 염료가 도포된 피염직물에 원적외선을 조사하여 가열시킴으로써 염료를 피염직물에 착색시키는 착색단계, 착색된 피염직물을 공기로 급냉각시키는 냉각단계를 포함하는 원적외선을 이용한 염착방법에 있어서:

   상기 원적외선의 방출체의 표면온도가 100℃ 내지 500℃ 인 것을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 염착방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 원적외선의 파장이 5.6㎛ 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 원적외선을 이용한 염착방법.
4. 피염직물에 염료를 분사하여 도포시키기 위한 염료분사수단, 상기 염료가 도포된 피염직물을 원적외선을 조사하여 가열시키기 위한 가열기, 상기 원적외선에 의하여 가열된 피염직물을 냉각시키기 위한 냉각수단을 포함하는 원적외선 염착장치에 있어서,

   상기 가열기는

   상기 피염직물을 이송시키기 위한 이송수단;

   상기 이송수단의 상부에 설치되어 상기 원적외선이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위한 상부하우징;

   상기 상부하우징 내에 설치되어 상기 상부 하우징 내부를 통과하는 상기 피염직물에 원적외선을 조사하기 위한 적어도 하나 이상의 원적외선 히터들;

   상기 원적외선 히터들에 의하여 상기 피염직물이 가열될 때 발생되는 수증기를 상기 상부하우징 내에 균일하게 분포시키기 위하여 상기 상부하우징 내에 설치되는 적어도 하나 이상의 순환팬들;

   상기 상부하우징으로부터 고온의 공기를 외부로 배출시키기 위한 고온 공기의 배출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 염착장치.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서, 상기 원적외선의 히터는

   가열시 원적외선이 방출되는 원통형상의 세라믹봉;

   상기 세라믹봉의 중심에 설치되는 코일형상의 전기발열체;

   상기 세라믹봉으로부터 발생되는 원적외선을 피염직물에 집중시키기 위하여 상기 세라믹봉에 설치되는 반사갓을 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 염착장치.
7. 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 원적외선의 파장이 5.6㎛ 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 원적외선 염착장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 히터봉의 표면온도는 100℃ 내지 500℃ 인 것을 특징으로 하는 원적외선 염착장치.
9. 피염직물에 원적외선을 조사하여 가열시킴으로써 염착하는 염착장치의 원적외선 조사 가열기에 있어서,

   상기 피염직물을 이송시키기 위한 이송수단;

   상기 이송수단에 의하여 이송되는 피염직물에 원적외선을 조사하기 위한 적어도 하나 이상의 원적외선 히터들;

   상기 원적외선 히터들에 의하여 발생된 열을 외부로 방출되는 것을 방지하는 하우징;

   상기 원적외선 히터들에 의하여 상기 피염직물이 가열될 때 발생되는 수증기를 상기 하우징 내에 균일하게 분포시키기 위하여 상기 하우징 내에 설치되는 적어도 하나 이상의 순환팬들;

   상기 하우징으로부터 고온의 공기를 외부로 배출시키기 위한 고온 공기의 배출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 조사 가열기.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 원적외선의 히터는

    가열시 원적외선이 방출되는 원통형상의 세라믹봉;

    상기 세라믹봉의 중심에 설치되는 코일형상의 전기발열체;

    상기 세라믹봉으로부터 발생되는 원적외선을 피염직물에 집중시키기 위하여 상기 세라믹봉에 설치되는 반사갓을 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 조사 가열기.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 이송수단은 망으로 이루어져 상기 피염직물과 접촉면적을 최소로 하는 벨트와 상기 벨트를 구동시키는 롤라들을 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 조사 가열기.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원적외선의 파장이 5.6㎛ 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 원적외선 조사 가열기.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 히터봉의 표면온도는 100℃ 내지 500℃ 인 것을 특징으로 하는 원적외선 조사 가열기.