섬유 원단 전처리 가공 장치 {Free-treating processing device for fiber textile}
본 발명은 섬유 원단 전처리 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원단 전처리 과정에 있어서 조제 처리를 탈수공정 전인 염색공정에서 동시에 처리되어 건조 소요시간이 현저하게 감소되어 생산성이 향상되고, 탈수 및 건조 처리된 섬유 원단의 적재시 원단에 구김을 최소로 하여 롤 형태로 권취되기 위한 섬유 원단 전처리 가공장치에 관한 것이다.
일반적으로 염색에 있어서 전처리 공정은 원단이나 원사에 포함된 다양한 불순물을 제거하고 표백효과를 부여하여 염색 시 원단과 원사에 염료나 안료가 보다 안정적으로 침투, 고착될 수 있도록 도와주는 공정이다. 특히 전처리 공정이 충분히 진행되지 않은 상태에서 염색가공이 진행될 경우 많은 문제점이 발생하게 되는데 주로 표백불량으로 인한 색도의 저하, 염료의 침투성 저하, 염반 및 얼룩발생으로 인한 염색사고가 있을 수 있으므로 모든 염색공정 의 가장 기초적이고 중요한 공정이 아닐 수 없다. 이러한 연속 전처리 공정을 이용한 고속 전처리 공정의 개발은 염색 및 가공공정 전반의 효율성을 고려할 때 매우 중요하게 된다. 일반적인 전처리 과정은 염색 과정을 거쳐 탈수 후 조제 처리하여 조제 처리된 원단을 건조처리 한 후, 적재하게 된다. 하지만 이와 같은 방법은 염색 과정을 거쳐 탈수 후 조제 처리하게 된다. 여기서 조제 처리된 원단을 재차 압착 롤 방식으로 수분을 제거한 후, 건조로에서 원단을 건조하게 되는데, 이때 원단에 수분이 많이 함유된 상태여서 건조시간이 길어지고 가공 공정도 복잡해진다. 또한, 건조로에서의 건조방식은 고온 가열로 이루어져 섬유 원단은 건조로에서 배출시 고온 상태를 유지하게 된다. 이러한 고온 상태의 섬유 원단은 실온에서 다시 수분을 함유하게 된다. 그리고 건조된 원단은 일반적으로 적재를 위해 적재함에 지그재그 형태로 섬유 원단을 쌓게 된다. 이러한 방식으로 적재된 원단을 수작업으로 옮겨 재차 염색 공정으로 들어간다. 이때, 지그재그 형태로 쌓여진 원단의 양끝단이 쉽게 구김이 가게 되어 원단의 다림 공정이 재차 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 섬유 원단의 전처리 과정에서 건조 시간을 단축하여 원단의 생산성을 향상함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 건조로에서 배출되는 고온의 섬유 원단을 신속하게 냉각시키기 위한 냉각 수단을 제공함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 섬유 원단의 적재시 구김을 방지하기 위한 슬라이드면을 가진 적재부를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 섬유 원단에 염료 및 발수제 및 유연제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 첨가제를 투입하여 염색과 동시에 조제 처리를 하는 염색부; 상기 염색부에서 염색처리된 섬유 원단을 원심 탈수처리하는 탈수부; 상기 탈수처리된 섬유 원단을 건조 처리하는 건조부;와 상기 건조부의 후단에 위치하고, 상기 섬유 원단의 배출방향에 대해 하방으로 미리 설정된 곡률을 갖는 슬라이드면이 만곡형성되어 상기 섬유 원단이 상기 슬라이드면을 따라 하강하면서 연속적으로 주름진 형태로 적재되는 적재부; 및 상기 적재부에 적재된 상기 섬유 원단을 롤 형태로 권취하는 권취부가 제공된다. 여기서 상기 건조부는 상기 탈수 처리된 섬유 원단을 이송하는 이송롤러부; 상기 이송롤러부의 일측 양측단부에 상면 및 저면에 각각 외측방향으로 나사선 돌기가 형성된 한 쌍의 인장판이 상호 대향되도록 설치되고, 상기 한 쌍의 인장판이 상기 섬유 원단의 양측을 파지한 상태에서 상기 섬유 원단을 외측으로 인장시키는 인장부; 및 상기 이송롤러부를 통해 이송된 섬유 원단을 가열 건조시키는 건조로로 구성됨이 바람직하다. 또한 상기 건조로는 210 ~ 220℃의 온도로 상기 섬유 원단을 건조하는 제 1 가열챔버; 상기 제 1 가열챔버의 후단에 위치하고 200 ~ 210℃의 온도로 상기 섬유 원단을 건조하는 제 2 챔버; 및 상기 제 3 가열챔버의 후단에 위치하고 210 ~ 220℃의 온도로 상기 섬유 원단을 건조하는 제 3 챔버가 제공된다. 또한 상기 적재부는 상기 슬라이드면이 형성된 상판부; 상기 상판부의 저면부에 지그재그 형태로 밀착설치되는 냉각수관; 상기 상판부의 하부를 지지하는 복수개의 지지부재; 및 상기 지지부재의 하부에 설치되는 휠부재로 구성됨이 바람직하다. 여기서 상기 적재부는 상기 슬라이드면의 저면 일측에 상기 슬라이드면의 전후방향으로 진동하는 초음파 진동자가 설치된다. 그리고 상기 권취부는 상기 적재부로부터 인입되는 상기 섬유 원단의 상하부에 위치하고 외주면에 외측방향으로 나사선 돌기가 형성되는 롤러를 포함하는 펴짐롤러부;와 상기 펴짐롤러부로 부터 인입되는 섬유 원단이 권취되는 권치롤러; 및 상기 펴짐롤러부와 권취롤러에 각각 기설정된 속도로 회전시키기 위한 회전모터를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 염색과 첨가제 처리 과정이 염색부에서 이루어져 건조시간이 단축되어 원단의 생산성이 향상되는 효과가 있다. 또한, 고온의 섬유 원단이 건조로에서 배출시, 건조로 하부에 설치된 에어쿨링시스템으로 실온에서 냉각되며, 실온에서 냉각된 섬유 원단은 적재부에서 슬라이드면의 하부에 설치된 냉각수관에 의해 다시 냉각되어 고온의 섬유 원단이 신속하게 냉각되는 효과가 있다. 또한, 적재부에서의 위해 슬라이드면으로 이루어진 상판부에 섬유 원단이 주름진 형태로 적재되고 권치부에서는 펴짐롤러부의 롤러 사이로 인입된 섬유 원단이 인장되어 원단의 구김을 방지하여 롤형태로 권취되는 효과도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 개념적인 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 섬유 원단 전처리 가공 장치는 염색부(10), 탈수부(20), 이송롤러부(30), 건조부(40), 적재부(50) 및 권취부(60)를 포함하여 구성된다. 염색부(10)는 섬유 원단의 표백과 같은 염색 처리가 수행되는 부분으로서, 본 발명에서는 염색부(10)에서 통상의 표백 처리 외에 원단의 유연성 가공이나 방축, 방폭 및 샴푸가공을 위한 발수제 및 유연제와 같은 첨가제 조제 처리가 염색과 동시에 실시되는 것이 특징이다. 탈수부(20)는 염색부(10)에서 염색 및 조제처리된 섬유 원단을 탈수처리하는 것으로서, 본 실시예에서는 원심탈수기가 사용되었다. 본 발명에서는 조제 처리된 섬유 원단이 탈수부(20)에서 상당한 수분이 제거된 후 후술하는 건조부(40)로 유입되므로 건조부(40)에서의 체류시간을 현저하게 줄일 수 있는 장점이 있다. 이송롤러부(30)는 탈수부(20)에서 탈수처리된 섬유 원단을 건조부로 이송하는 부분으로 다수개의 이송롤러가 조합되어 구성된다. 건조부(40)는 온도 설정이 가능한 다수개의 건조로(41)로 구성되는데, 본 실시예에서 건조로(41)는 제 1 가열 챔버(41a)와 제 1 가열 챔버(41a)의 후단에 위치하는 제 2 가열챔버(41b) 및 제 2 가열 챔버(41b)의 후단에 위치하는 제 3 가열챔버(41c)를 포함한다. 상기 섬유 원단은 최초 제 1 가열 챔버(41a)에서 210~220℃의 고온에서 가열 건조되며 후단에 위치한 제 2 가열 챔버(41b)에서는 그 보다 낮은 200~210℃로 건조되며 마지막에 위치하는 제 3 가열 챔버(41c)에서는 최초 210~220℃의 고온으로 가열 건조처리된다. 이는 가열 온도를 상기와 같이 중간단계 즉, 제 2 가열 챔버(41b)에서 한번 낮춰 줌으로써 건조 효과를 높일 수 있다. 건조부(40)와 적재부(50) 사이에는 건조부로부터 배출되는 고온 건조된 원단을 공냉식으로 냉각시키기 위한 에어 쿨링 시스템부(42)가 설치되어 있다. 적재부(50)는 건조된 섬유 원단을 적재하기 위한 것으로서, 이에 대해서는 도 4 및 도 5에서 상세하게 설명하기로 한다. 권취부(60)는 적재부(50)에 적재된 섬유 원단을 롤 형태로 권취하기 위한 것으로서, 이에 대해서는 도 4에서 상세하게 설명하기로 한다. 도 2는 이송롤러부에서 섬유 원단 이송방향의 양단에 설치되는 인장판의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 인장판과 섬유 원단이 고정된 상태를 도시한 도면이다. 이송롤러부의 일측 양단에는 서로 대향되는 위치에 1쌍의 인장판(31)이 설치되어 있다. 인장판(31)은 도 2에 도시된 바와 같이, 2단 절곡된 형상으로서 저면에 원단 이송방향의 외측으로 나사선 돌기(31aa)가 형성되는 상판부(31a)와 상판부(31a)와 대칭적인 형상을 갖는 하판부(31b)가 상호 마주보도록 설치된다. 또한, 상판부(31a)는 일정부분 통공되어 인장판(31) 사이에 위치하는 섬유 원단의 측단이 보여질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이송롤러부(30)를 통해 건조부(40)로 공급되는 섬유 원단은 상기 인장판(31)의 상판부(31a)와 하판부(31b) 사이를 통과하게 된다. 이 때, 섬유 원단이 이송되면서 나사선 돌기(31a)가 형성된 방향 즉, 이송방향의 외측으로 원단이 밀려나가게 되어 양 측단에 설치된 인장판(31)에 의해 섬유 원단의 양단이 인장되게 된다. 상기 인장판(31)에 의해 인장된 섬유 원단은 양단이 팽팽하게 인장되어 건조 부(40)에서 건조시 주름이 없으며 건조 단면적을 크게 할 수 있게 된다. 도 4는 적재부와 권취부에 이송되는 섬유 원단을 도시한 도면이며, 도 5는 적재부의 상세 구조를 나타낸 도면이며, 도 6은 적재부에서의 펴짐롤러부와 섬유 원단이 이송되는 상태를 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 적재부(50)는 섬유 원단이 건조부(41)에서 배출되는 배출방향에 대해 하방으로 미리 설정된 곡률을 갖는 슬라이드면(51a)이 만곡형성되어 상기 섬유 원단이 상기 슬라이드면(51a)을 따라 하강하면서 연속적으로 주름진 형태로 적재된다. 더욱 자세히 상기 적재부(50)의 형상은 상기 슬라이드면(51a)이 형성된 상판부(51)와 상기 상판부(51)의 하부를 지지하는 복수개의 지지부재(52)와 상기 지지부재의 하부에 설치되어 이동 가능한 휠부재(53)로 구성된다. 또한 상기 상판부(51)에는 고온 건조된 섬유 원단이 적재되면서 냉각되기 위한 냉각수관(54)이 상기 상판부(51)의 저면에 밀착 설치된다. 도면에서는 설명의 간단을 기하기 위하여 냉각수관(54)의 유입구 및 유출구는 생략되었다. 또한 상기 상판부(51)의 슬라이드면(51a)에는 주름진 형태로 적재되는 섬유 원단이 슬라이드면(51a)을 따라 쉽게 이송되기 위해 저면 일측에 상기 슬라이드면(51a)을 따라 전후 방향으로 진동하는 초음파 진동자(55)가 설치된다. 초음파 진동자(55)는 섬유 원단의 이송방향의 전후방향으로 진동하도록 함으로써 섬유 원단이 보다 신속하게 연속적으로 주름진 형태로 적재되도록 할 수 있 다. 권취부(60)는 적재부(50)로부터 인입되는 섬유 원단이 상하부에 위치하는 롤러 사이로 인입되어 섬유 원단을 인장시키는 펴짐롤러부(61)와 펴짐롤러부(61)를 통과한 섬유 원단을 롤 형태로 권취하는 권취롤러(62)를 포함하여 구성된다. 펴짐롤러부(61)로 인입된 섬유 원단은 권취롤러(62)에 원단이 감겨 롤 형태로 권취되며, 이때 펴짐롤러부(61)와 권취롤러(62)는 회전모터(63)의 작동에 의해 각각 기 설정된 속도로 회전하게 된다. 이는 섬유 원단의 쳐짐 상태를 감지하는 센서를 상기 펴짐롤러부(61)와 권취롤러(62) 사이에 설치하여 센서값에 의해 회전모터(63)의 속도를 증감할 수 있다. 도 6을 참조하면, 상기 펴짐롤러부(61)는 하나 이상의 롤러로 이루어지며 상기 롤러의 외주면에 외측방향으로 나사선 돌기(61a)가 형성되며 상기 한 쌍의 롤러 사이에 섬유 원단이 인입된다. 또한 펴짐롤러부(61)의 롤러 사이의 간격은 섬유 종류에 따라 각각 일정한 간격을 유지할 수 있는 간격유지 수단이 구성될 수 있다. 아래에서는 본 발명에 따른 섬유 원단 전처리 장치의 작동 관계에 관해 설명하도록 한다. 염색부(10)에서 섬유 원단에 염색과 첨가제 처리를 실시한 후 동시에 처리한 후 탈수부(20)에서 원심탈수 방식으로 탈수된다. 탈수 공정 후 또 다른 전처리 과 정 없이 바로 이송하여 건조과정으로 들어가게 되어 건조 시간을 단축하게 된다. 탈수처리된 섬유 원단이 이송롤러부(30)를 통해 건조부(40)로 이송될 때, 섬유 원단이 인장판(31)의 상판부(31a)와 하판부(31b) 사이를 통과하게 되고, 이 때, 섬유 원단이 이송되면서 돌기(31a)가 형성된 방향 즉, 이송방향의 외측으로 원단이 밀려나가게 되어 양 측단에 설치된 인장판(31)에 의해 섬유 원단의 양단이 인장되게 된다. 상기 인장판(31)에 의해 인장된 섬유 원단은 건조부(40)로 이송되며, 이때, 원단의 양단이 팽팽하게 인장되어 건조시 주름이 없으며 건조단면적을 크게 할 수 있다. 이송롤러부(30)를 통해 이송되는 섬유 원단은 건조부(40)에서 가열 건조처리 된다. 상기 섬유 원단은 최초 제 1 가열 챔버(41a)에서 210~220℃의 고온에서 가열 건조되며 후단에 위치한 제 2 가열 챔버(41b)에서는 그 보다 낮은 200~210℃로 건조되며 마지막에 위치하는 제 3 가열 챔버(41c)에서는 최초 210~220℃의 고온으로 가열 건조처리된다. 이는 가열 온도를 상기와 같이 중간단계 즉, 제 2 가열 챔버(41b)에서 한번 낮춰 줌으로써 건조 효과를 높일 수 있도록 하기 위함이다. 상기 건조로(41)를 통해 가열 건조 처리된 섬유 원단은 건조부(40)의 후단에 위치하는 적재부(50)에서 원단을 이송시켜 적재하게 되는데, 여기서 상기 건조부(40)와 적재부(50) 사이에는 건조부로부터 배출되는 고온 건조된 원단을 에어 쿨링 시스템부(42)에 의해 공기 중에서 어느 정도 냉각처리된다. 또한, 상기 에어 쿨링 시스템부(42)에서 한번 공냉되어진 섬유 원단은 적재부(50)의 상판부(51)에 적재시 상판부(51)의 저면에는 냉각수관(54)이 설치되어 고온의 섬유 원단을 냉각시키게 된다. 이는 고온 건조 처리된 섬유 원단을 실온에서 급냉시켜 건조효과를 높이게 된다. 상기 섬유 원단의 적재는 적재부(50)의 슬라이드면(51a)에 미끄러지면서 주름진 형태를 띄며 적재된다. 이는 일반적인 지그재그 형태로 적재되는 방식보다 원단의 구겨짐을 최대한 방지할 수 있게 된다. 여기서 섬유 원단이 주름진 형태로 지속적으로 적재될 시, 슬라이드면(51a)에 마찰력으로 인해 잘 미끄러져 적재되지 않게 된다. 이 때에 슬라이드면(51a)의 저면에 초음파 진동자(55)를 설치하여 상기 섬유 원단의 이송되는 전후 방향으로 진동을 발생시켜 마찰력을 감소시켜 미끄러짐을 원활하게 한다. 상기 주름진 형태의 섬유 원단은 상판부(51)에 상부에 설치된 이송롤러(56)의 외주면에 주름이 펴진 상태로 올려져 권취부(60)로 인입된다. 여기서 권취부(60)로 인입되는 섬유 원단은 구김을 펴기 위해 원단을 파지하여 펴짐롤러부(61)에 인입하게 된다. 상기 펴짐롤러부(61)의 롤러는 하나 이상으로 이상적으로는 한 쌍의 롤러 사이로 원단을 인입시킨다. 인입된 원단은 롤러의 외주면에 형성된 외측방향으로 돌출된 나사선 돌기(61a)에 의해 롤러의 외측으로 인장된다. 또한, 롤러 사이로 인입되는 섬유 원단의 종류에 따라 롤러 사이의 간격을 달리 할 수 있으며, 상기 펴짐롤러부(61)는 회전모터(63)의 회전력에 의해 작동된다. 이렇게 섬유 원단의 종류에 따라 인장된 원단은 회전모터(63)에서 전달된 회전력이 권취롤러(62)를 회전시켜 상기 섬유 원단이 롤 형태로 권취된다. 또한 일정한 간격으로 섬유 원단이 권취되기 위해 상기 펴짐롤러부(61)와 권취롤러(62) 사이에 섬유 원단의 처짐을 감지하는 감지 센서를 장착하여 처짐의 변화에 따라 상기 회전모터(63)의 속도를 펴짐롤러부(61)와 권취롤러(62)에 각각 그 속도를 가감할 수 있다. 비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
도 1은 본 발명의 개념적인 구성을 도시한 도면이다. 도 2는 이송롤러부에서 섬유 원단 이송방향의 양단에 설치되는 인장판의 구조를 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 2의 인장판과 섬유 원단이 고정된 상태를 도시한 도면이다. 도 4는 적재부와 권취부에 이송되는 섬유 원단을 도시한 도면이다. 도 5는 적재부의 상세 구조를 나타낸 도면이다. 도 6은 적재부에서의 펴짐롤러부와 섬유 원단이 이송되는 상태를 나타낸 도면이다. <주요도면부호에 관한 설명> 10 : 염색부 20 : 탈수부 30 : 이송롤러부 31 : 인장판 31a : 상판부 31aa, 31bb : 나사선 돌기 31b : 하판부 40 : 건조부 41 : 건조로 41a : 제 1 가열 챔버 41b : 제 2 가열 챔버 41c : 제 3 가열 챔버 42 : 에어쿨링시스템부 50 : 적재부 51 : 상판부 51a : 슬라이드면 52 : 지지부재 53 : 휠부재 54 : 냉각수관 55 : 초음파진동자 56 : 이송롤러 60 : 권취부 61 : 펴짐롤러부 62 : 권취롤러 63 : 회전모터 |
