KR20040047743A - 실 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스페이스 염색된 실(space dyed yarn)(119)에 관한 것이다.

Description

실{SPACE DYED YARN}

그의 길이부를 따라 이격된 상이한 염료를 갖는 실의 제조는 "스페이스 염색(space dyeing)"으로 불리운다. 스페이스 염색된 실이 바람직한데, 이는 이 스페이스 염색된 실은 직물을 포함하는 실의 도안에 의해 얻어지는 고유의 불규칙 또는 가성(pseudo) 불규칙 패턴을 갖는 직물로 용이하게 형성될 수 있기 때문이다. 직물에 유사한 패턴을 부여하는 다른 방법이 널리 공지되어 있으며, 이들 방법은 본 발명보다 어려우며 더 많은 단계를 필요로 한다.

실의 스페이스 염색을 위한 여러 방법이 공지되어 있다. 배치형 방법(batch-type processes)(실의 소정의 품질이 한번에 처리됨)중에서, 예를 들면 실 다발에 다수의 상이한 색상의 염료를 분사시켜 스페이스 염색된 제품을 생산하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 그러한 배치 방법은 종종 연속적인 방법에 비해 보다 많은 비용이 들고 보다 많은 제품 조정을 필요로 한다. 연속적인 스페이스 염색 방법(이동형 실은 개별적으로 또는 집합적으로 처리됨)이 또한 공지되었다. 일반적으로, 염료는 일련의 롤에 의해 가해질 수 있거나, 또는 개별 실 또는 실 시트에 분무될 수 있다. 다발 염색 기법보다 더욱 효과적인 반면, 이들 연속적인 염색 방법은 종종 소망하지 않는 표시 및 염료액의 낭비를 초래하는 염료 안개 및 방울의 어려움을 겪는다. 또한, 가해진 각종 색상에 의한 염료 오버스프레이(overspray)는 단일 수집 시스템에서 서로 혼합되고 폐기되어 조정 및 폐기의 낭비 뿐만 아니라 대체 염료에 대에 비용이 추가된다.

전술된 문제점 이외에, 이들 방법중 어느 것도 염료 패턴의 불완전한 정합의 문제를 해결할 수 없었다. 즉, 이들 방법에 의해 생상된 실은 종종 소망하지 않는 염색되지 않은 영역을 나타내며, 상이한 염료의 중첩은 소망하지 않은 색조를 초래한다. 염료의 일정한 오버스프레이를 제공함으로써 염색되지 않은 영역을 제거하는 시도는 본 발명보다 더 많은 염료를 사용하여, 실의 단위 파운드당 비용이 커지며, 또한 오버스프레이에 의해 부과되는 색상을 보상하도록 염료 제제(dye formulation)을 조절할 필요가 있다. 또한 이러한 시도는 인접해 염색된 영역의 소망하지 않는 중첩의 문제점을 악화시키는 경향이 있으며, 모든 결과가 예상 또는제어가능하지 않는 스페이스 염색된 실로 된다.

발명의 요약

본 발명은 전술된 방법을 향상시킨다. 본 발명은 산성 염료, 분산 염료 또는 안료 뿐만 아니라 염료 이외의 액체를 포함하지만 이들에 한정되지 않는 임의 형태의 액상 착색제 또는 도안제를 이동형 실 시트에 가하도록 사용될 수 있다. 염료 방염제, 수성 방염제, 마무리 화학 약품 또는 다른 처리제를 포함하지만 이들에 한정되지 않는 액상 실 처리제가 적용될 수 있다. 액체는 주위 온도로 가해질 수 있거나, 또는 이 온도는 특정 화학 약품의 소망하는 또는 요구에 따라 조절될 수 있다. 증점제(thickeners)는 소망 또는 요구에 따라 점성을 바꾸도록 액체에 첨가될 수 있다. 단지 도시 목적을 위해, 본 발명은 주위 온도에서 액상 염료의 사용을 상술한다. 실 시트는 센서가 설치된 실 종동 롤 위를 지나가며, 센서는 시트가 본 발명의 염색 장치를 통과할 때 이 시트의 위치를 추적한다.

염색은 센서로부터의 위치 데이터에 응답하여 패턴 데이터에 따라 염료 제트를 선택적으로 활성화 및 비활성화하도록 프로그램된 컴퓨터에 의해 제어된다. 이러한 방법에서, 염료는 이동형 실 시트의 길이부를 따라서 사전 지정된 위치에 정확하게 가해진다. 염색은 컴퓨터가 에어 밸브를 개방시키도록 신호를 발생시켜, 실 시트상으로 분무되는 방울로 형성되도록 재순환 염료 시스템으로부터 염료 용액을 강제할 때 이루어진다. 센서 및 컴퓨터 제어식 염료 제트는 염색되지 않은 영역 및 염료의 소망하지 않는 중첩 영역이 실질적으로 제거되도록 함께 작동하여, 종래 방법과 대조적으로 생산된 저품질 실의 양을 감소시킨다.

본 발명은 가공될 수 있는 실에 한정되지 않는다. 필라멘트 또는 스펀(spun)과 같은 다양한 사이즈 및 종류, 그리고 무명, 폴리에스테르 또는 나일론과 같은 임의의 섬유 형태의 실이 본 발명을 이용하여 가공될 수 있다. 제트 사이즈의 선택은 실 사이즈, 실 형태, 실 조성물, 실 시트가 이동하는 속도, 및 소망하는 패턴 효과에 따라 변한다.

본 발명은 실 시트의 일부상으로 염료 방울 또는 안개의 되튀김(back-spatter)을 감소시키며 상이한 색상의 염료의 혼합에 의해 폐기되어야 하는 염료의 양을 감소시키는 염료 오버스프레이 수집 시스템을 포함한다. 시트를 타격하지 않으며 실(즉, 오버스프레이)에 의해 흡수되지 않는 실 시트의 방향으로 분무된 염료의 부분은 와이어 메시 스크린(wire mesh screen)에 의해 차단되며, 이 와이어 메시 스크린은 실 시트의 후방 배향면(염료 제트와 대향됨)상으로의 튀김(splatter)을 감소시키고 방울이 응축되어 염료 수집 용기내로 유동하도록 한다. 그 후 염료는 염료 탱크로 반송되며, 이로부터 염료는 염료 제트로 인출 및 펌핑된다. 분리 시스템이 각각의 염료에 대해 제공되며, 그로 인해 상이한 염료의 혼합이 방지되어 발생되는 염료 폐기량이 감소된다. 이러한 것은 염료 비용을 감소시키고 폐기 취급 및 처분시의 비용을 감소시킨다.

본 발명의 또 다른 특징부는 방울 수집 시스템이다. 방울 수집기는 각각의 염료 제트 아래에 위치되어 실 시트상에 소망하지 않는 얼룩을 형성할 수 있는 제트에 의해 만들어지는 방울을 포획한다. 방울 수집기에 의해 포획된 염료는 염료 포획 용기내로 배향되어 전술한 바와 같이 재사용을 위해 재순환된다.

본 발명의 다른 특징부는 실 시트 근처를 순환할 수 있는 염료 안개[염료의 소형 풍매(airborne) 액상 입자]를 수집하여 이 안개에 의한 실 시트의 얼룩을 방지하는 진공 배기 시스템이다.

또 다른 특징부는 염료 제트 시스템의 일부인 드레인(drain)이다. 이 드레인은 염료 제트 영역에서 공기 및 이물질을 청소하여, 튀김 및 막힘을 감소시킴으로써 제트가 바람직하게 기능하도록 한다.

상기한 것 뿐만 아니라 본 발명의 다른 특징은 하기의 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해진다.

본 발명은 실의 연속적인 스페이스 염색(space dyeing)을 위한 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이동형 실 시트(moving yarn sheet)상에 염료 또는 다른 도안 액체를 분무하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 실 시트 구동 롤 및 액체 적용 제트는 소정의 패턴 및 정확한 정합에 따라 여러 상이한 액체를 적용하도록 조화되어, 의도되지 않고 처리되지 않았거나 또는 중첩된 섹션없이 이동형 실 시트에 이러한 액체를 적용할 수 있는 능력을 제공하며, 실 시트를 관통하는 염료는 재사용을 위해 수집되고 재순환된다.

도 1은 본 발명을 구현하는 스페이스 염색 레인지(range)의 측면도,

도 2는 도 1에 도시된 레인지중 일부인 염료 적용기 섹션의 측면도로서, 오버스프레이 수집 시스템이 기계 세정 또는 관통을 위해 뒤로 이동된 도면,

도 3은 도 2에 도시된 염료 적용기 섹션으로서, 오버스프레이 수집 시스템이 작동 위치로 이동된 도면,

도 4는 도 3의 염료 적용기 섹션의 일부의 부분 단면도로서, 염료는 패턴 데이터에 응답하여 실 시트상으로 분무되며, 5 열의 염색 스테이션이 도시된 도면,

도 5는 도 4의 적용기 섹션의 상부 근처에 위치된 것으로, 센서를 구비한 실 종동 롤 위를 통과하는 개별 실 단부로 이루어진 실 시트의 정면도,

도 6은 도 4의 5개의 염색 스테이션 중 하나, 및 그와 연관된 오버스프레이수집기의 단면도,

도 7은 도 6에 도시된 염료 적용 모듈의 확대 단면도로서, 염색은 실시되지 않은 도면, 도 7a는 염료 적용 모듈의 일부의 확대 단면도로서, 염료 스트림 및 제어 공기 스트림이 형성된 도면,

도 8은 도 7의 염료 적용 모듈이지만, 염료를 실 시트에 적용하는 것을 도시하는 도면,

도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 공기 스트림/염료 스트림 형성 모듈의 일부를 위에서 본 사시도,

도 10은 염료 유동 시스템의 개략적인 도면.

본 발명은 하나 또는 그 이상의 하기의 특징을 갖는 실시예를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 도면에 도시된 특정 요소에 대해 부여된 참조부호는 도면에 걸쳐서 일정하게 유지된다. 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명을 구현하는 전형적인 스페이스 염색 레인지를 도식적으로 도시한다. 다수의 실의 염색은 한번에 단일 실을 염색하는 것보다 더욱 실용적이기 때문에, 본 발명은 다수의 실 패키지(103)를 고정하는 크리일(creel)(101)을 구비하도록 설계된다.

개별적인 실("실 단부")(105)은 각각의 실 패키지(103)로부터 풀려져 균일하게 이격되고 평행한 방식으로 각 실 단부(105)를 위치설정한 제 1 코움(comb)(107)을 관통하여, 실이 중첩되지 않도록 하고 적절히 이격되어 실 시트(109)를 형성한다. 실 시트(109)는 레인지의 염료 적용기 섹션(111)(후술됨)내로 들어간다. 염색 후, 실 시트(109)는 염료 적용기 섹션(111)을 빠져나와 건조 오븐(drying oven)(113)을 관통한다. 건조 오븐(113)을 빠져나온 후, 실 시트(109)는 파손을 검출하기 위해 실 단부(105)를 카운트하는 실 검사 시스템(115)내로 들어간다. 그 후 실 단부(105)는 권취기(117)에 의해 패키지(119)에 권취된다. 그 후 염색된 실의 패키지(119)는 오토클레이브 방법(autoclaving)과 같은 적절한 방법에 의해 고정된 후, 과도한 및 고정되지 않은 염료를 제거하도록 세척되고 건조된다. 염료 적용기 섹션(111) 전후의 모든 공정 및 설비는 종래와 같다. 비록 도시되지는 않았지만, 본 발명은 실 연신, 염색 및 열 고정의 연속적인 공정과 합체될 수 있다. 이러한 공정은 명시된 순서로 실시될 수 있지만, 이러한 특정 순서에 제한되지는 않는다.

본 발명의 바람직한 형태에 있어서, 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌과 같은 POY 및 FOY 다섬유(multifilament) 실은 하기에 규정된 본 발명에 의해 처리되어 소망의 결과를 갖도록 실의 조정을 최소로 하는 스페이스 염색된 실을 제조한다. 단섬유 및 스테이플 실(staple yarns)이 본원에 상술된 바와 같이 제조될 수 있지만, 최상의 결과는 다섬유, 인조 실에서 달성됨을 알 수 있다.

위의 실시예에서, 단일 플라이, 510 데니르, 136 필라멘트 합성 POY 폴리에스테르 실은 하기에 상술된 발명에 의해 처리되고 염색되어 472 데니르 수(denier counter)를 갖는 스페이스 염색된 POY 실을 형성한다. 제조된 실은 10% 내지 20% 정도 연신되어 그내에 두껍고 얇은 부분을 갖는 감소된 데니르 실을 초래함을 알수 있다. 처리되고 염색된 실의 다른 실시예는 작은 플라이, 170 데니르, 100 필라멘트 POY 폴리에스테르 실이며, 이 실은 가공되고 열 설정될 때 100 필라멘트를 갖는 약 145 데니르의 스페이스 염색된 POY 폴리에스테르 단일 플라이 실이 된다. 위에서 알 수 있는 바와 같이, 촘촘한 실 뿐만 아니라 얇은 실은 본원에 상술된 방법 및 장치에 의해 성공적으로 염색될 수 있다.

또한 FOY 실은 상술된 방법에 의해 용이하게 염색될 수 있지만 POY 실과 같이 연신되지 않아 실내에 두꺼운 부분과 얇은 부분을 갖는 보다 얇은 실을 형성한다. 이들 실시예는 146 필라멘트를 갖는 단일 플라이, 600 데니르, 폴리에스테르 실 및 36 필라멘트를 갖는 100 데니르 실이다. 이들 실은 우수한 결과를 가지면서 용이하게 염색된다. 바람직하게는 FOY 실은 이 FOY 실을 제조하는 다른 공지된 방법에 의해 제조된 FOY 실과는 달리 가공전에 스펀 연신(spun drawn)된다.

도 2를 참조하면, 도 2는 도 1에 도시된 염색 레인지(dyeing range)의 염료 적용기 섹션(111)을 아주 자세히 도시하고 있으며, 개별 실 단부(105)는 이 단부를 실 시트(109)로 배열하는 종래의 제 1 콤브(107)를 관통하며, 이 개별 실 단부는 동일 평면에 평행한 방식으로 배열된다. 실 시트(109)는 실 종동 롤(149)[도 2에서는 하우징(121)에 의해 숨겨졌지만, 도 4에는 도시됨] 위를 통과하고, 그 후 다수의 염색 스테이션(123)(이후 자세히 상술됨)의 정면을 통과한다. 본 발명이 스페이스 염색의 이용과 관련하여 상술되었지만, 본 발명은 그의 길이를 따라 상이한 색상을 갖는 실에 귀결되고, 본 발명은 균일하게 착색된 실을 제조하는데 이용될 수 있다. 따라서, 소망하는 효과를 달성하기 위해, 각각의 염색 스테이션(123)은상이한 색상의 염료를 사용할 수 있거나, 또는 여러개의 스테이션(123)이 동일 색상을 사용할 수 있거나, 또는 모든 스테이션이 동일 색상을 사용할 수 있다. 상이한 색상의 상부에 안료를 분무함으로써 혼합되며, 이는 바람직할 수 있다. 실 시트의 길이를 따라서 의도되지 않은 염색되지 않은 영역(unintended undyed areas)을 제거하기 위해, 염색된 영역은 약간 중첩되어야 한다. 염색되지 않은 영역을 회피하기 위해 필요한 이러한 중첩의 정도는 기계 속도, 제어 시스템 속도 및 다른 인자에 따라 변할 수 있다. 개별 염색 스테이션(123)의 개수는 소망하는 색상 종류 및 균일성에 따라 좌우된다.

도 2를 계속 참조하면, 오버스프레이 수집 시스템(125)이 트랙(127)을 따라 옆으로 이동될 수 있다. 도 2에서, 오버스프레이 수집 시스템(125)은 개별 염색 스테이션(123)으로부터 이격되어 있어 이 기계를 관통 또는 세정하기 위한 액세스를 제공한다. 오버스프레이 수집 시스템(125)에는 배출 장치(129)가 설치되어 있으며, 이 배출 장치는 수집 시스템(125)이 제 위치에 있을 때(도 3 참조) 염료 적용 공정에 의해 발생된 풍매 염료 안개를 수집 및 제거하여 이 안개에 의한 실 시트(109)의 얼룩을 방지한다.

도 3은 도 2에 도시된 염료 적용 섹션(111)을 도시하는 도면으로서, 오버스프레이 수집 시스템(125)이 그의 트랙(127)을 따라 개별 염색 스테이션(123)에 근접한 작동 위치로 이동되어 있다.

도 4는 도 3의 염료 적용기 섹션(111)의 좌측부의 부분 단면도로서, 다수의 염색 스테이션(123) 및 도 3에 도시된 작동 위치에 있는 오버스프레이 수집시스템(125)을 도시한다. 콤브(107)(도 1 내지 도 3에 도시됨)를 관통한 후, 실 시트(109)는 제 2 콤브(131)를 관통하고, 제 1 비회전 로드(133) 위로 가며, 그 후 실 종동 롤(149)의 상부로 이동한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 롤(149)의 일 단부에 고정된 자기 맥동기 디스크(magnetic pulser disk)(151)는 롤(149)과 함께 회전한다. 회전 이동 디지탈 센서(153)는 디스크(151)와 결합된다. 디지탈 센서(153)는 실 시트(109)가 롤(149)을 회전시킬 때 디스크(151)의 위치를 판독한다. 디스크(151)의 특정한 회전 위치, 또는 이러한 회전 위치의 변화는 실 시트(109)의 길이를 따라서 개별 위치 또는 이동에 대응한다. 디지탈 센서(153)는 위치 정보를 제어기 또는 디지탈 컴퓨터(50)(도안 데이타를 갖고 있음)에 전송하여, 공지된 프로그램 기법을 사용해 이러한 데이타에 따라 각각의 염색 스테이션(123)에서 개별 염료 제트의 작동을 조정할 수 있다. 따라서, 염료는 실제의 실 시트(109) 이동에 응답하여 실 시트(109)상으로 배향될 수 있으며, 추정된 기재 웨브 속도 또는 임의의 시간 간격의 경과에는 반응하지 않는다. 이러한 기법과 관련한 보다 자세한 내용은 스테반트의 미국 특허 제 4,923,743 호에서 찾아 볼 수 있으며, 상기 특허의 내용은 본원에서 참조로 인용된다. 불규칙 패턴 또는 소정 패턴이 컴퓨터(50)에 저장될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 브레이크(155)는 실 시트(109)를 포함하는 실 단부(105)를 팽팽하게 유지하기 위해 필요하다. 개별적인 실 단부(105)는 (도 1에 도시된 바와 같은) 권취기(117)에 의해 스페이스 염색 레인지를 통해 당겨지고, 권취기(117)만이 정지되는 경우, 롤(149)은 관성에 의해 계속 회전할 수 있어 실 단부(105)를 계속 공급할 수 있으며, 그 후 실 단부는 엉킬 수 있다. 인장을 유지하면서 실 단부(105)를 정지시키기 위해, 브레이크(155)는 롤(149)을 정지시키게 되며[실 단부(105)는 정지된 롤 위를 간단히 활주함], 그 후 권취기(117)는 정지된다.

도 4를 참조하면, 각각의 염색 스테이션(123)에서의 염색은 염색 스테이션(123)내에 염료의 스트림을 형성하고, 외부에서 제공된 도안 정보에 따라 방울의 형태로 실 시트 경로내에 염료 스트림을 선택적으로 편향 및 분산시킴으로써 이루어진다. 이러한 스트림 형성/편향 기법의 보다 자세한 내용은 자일러의 미국 특허 제 5,211,339 호 및 제 5,367,733 호에서 찾아 볼 수 있으며, 이들 특허의 내용은 본원에서 참조로 인용된다. 공기압 센서(135)는 기계 공기 공급 메니폴드(137)로 유동하는 공기의 압력을 제어하며, 기계 공기 공급 메니폴드는 실 시트의 폭을 가로질러 연장하고 염료 제트에 의해 발생되는 염료 스트림을 재배향 및 분산시키도록 사용되는 공기를 편향시키기 위한 소스로서 작용한다. 각각의 염색 스테이션(123)에는 콤브(139)가 설치되어 실 단부(105)가 염료 스테이션을 통과할 때 이격되고 평행한 관계로 유지되는 것을 보장한다. 모든 염색 스테이션(123)의 정면을 통과한 후, 실 시트(109)는 제 2 비회전 로드(141)를 통과하고 최종 콤브(143)를 관통하여 단부(105)가 건조 오븐(113)(도 1 참조)에 들어가기 전에 실 단부(105)의 적절한 분리를 보장한다. 도 4는 염색 스테이션(123) 및 오버스프레이 수집 시스템(125)을 세정하기 위한 다수의 노즐(147)에 물을 공급하는 물 공급 호스(145)를 도시하며, 오버스프레이 수집 시스템은 도 10과 관련하여 하기에 보다자세히 상술된다.

단일 염색 스테이션(123)의 단면 및 그와 관련된 오버스프레이 수집 시스템이 도 6에 도시되어 있다. 염료의 적용이 요구되는 염색 스테이션(123)으로 실 시트(109)가 접근함에 따라, 컴퓨터(50)에 액세스가능한 외부에서 제공되는 도안 데이타에 의해 결정되는 바와 같이, 컴퓨터(50)는 실 시트(109)의 경로를 가로질러 위치된 에어 밸브(159)의 어레이에 연결된 다수의 와이어(157)를 통해 적절한 작동 신호를 전송한다. 에어 밸브 어레이(159)에는 스테이션 공기 공급 메니폴드(177)에 의한 공기가 공급되고, 스테이션 공기 공급 메니폴드에는 기계 공기 공급 메니폴드(137)(도 4)에 의해 공기가 공급된다. 다수의 개별 공기 라인(161)은 각각의 에어 밸브(159)로부터 일반적으로 V자형 염료 적용 모듈(163)로 뻗어 있으며, 염료 적용 모듈의 일부는 공기 스트림/염료 스트림 형성 모듈(164)이고, 그 내에 염료 스트림 및 제어 공기 스트림이 형성되고 상호작용한다. 소망하는 바와 같이, 에어 밸브(159)의 개수는 실 시트(109)의 옆으로의 도안에서 보다 큰 융통성을 제공하도록 많아지며; 궁극적으로는 각각의 개별 공기 라인(161)은 개별적으로 제어되는 에어 밸브(159)에 연결될 수 있다. 염료 적용 모듈(163) 및 공기 스트림/염료 스트림 형성 모듈(164)이 도 7 및 도 8에 보다 자세히 도시되어 있다.

염료 압력 센서(165)는 염색 스테이션(123)을 통과하는 염료의 유동을 조절한다. 염료는 염료 공급 메니폴드(160)를 경유하여 염료 압력 센서(165)로 연속적으로 공급된다. 액상 염료는 염료 공급 메니폴드(160)로부터 염료 공급 라인(167)을 경유하여 염료 적용 모듈(163)로 이송된다. 실 시트(109)는 수직한 배향으로도시되어 있고 염료 스프레이(169)는 수평한 배향으로 이송되는 것으로 도시되어 있으며; 실 시트(109)와 염료 스프레이(169)의 수직한 배열은 대체로 원형 스프레이 패턴을 초래한다. 이들 배향중 일부는, 중력에 의해서, 또는 실 시트의 이동에 의해 발생되는 견인력의 영향 등에 의해서 실 시트상에 염료 안개의 침착에 의해 발생될 수 있는 것과 같은, 실 시트상에 의도되지 않은 염료 접촉을 회피하고자 하는 주의가 기울여 지는 한 필요에 따라 변할 수 있다.

염료 액체가 실 시트(109)상으로 분무될 때, 염료 스프레이(169) 중 일부는 시트(109)를 포함하는 개별 실 사이를 통과한다. 와이어 스크린(171)의 섹션은 모듈(163)과 대향해 위치되고 실 시트(109)의 평면을 지나 위치되며, 스프레이를 차단 및 분열시키고, 염료 안개를 응축 및 합체시키는 것을 도우며, 실 시트(109)의 배면을 수집 챔버(173)의 내벽상에 방해받지 않은 염료 스프레이의 충돌에 의해 발생될 수 있는 다시 산란된(back-scattered) 염료 방울로부터 보호하도록 작용한다. 스크린(171)은 실 시트(109)의 소망하지 않는 얼룩을 방지한다. 스크린(171)내의 개구는 세정 노즐(147)(도 4)에 의해 쉽게 세정되기에 충분히 커야되지만, 염료 방울이 분열됨이 없이 이들을 통과할 수 있을 정도로 크지는 않다. 대체로 용이하게 입수가능한 스크린 재료의 메시 사이즈(예를 들면, 제곱 인치당 약 100개 내지 약 600개의 개구)가 가장 효과적일 수 있다.

스크린(171)은 이 스크린이 실 시트에 평행하기 보다는 경사지도록 실 시트(109)에 대해 일정 각도로 바람직하게 위치되며, 평행한 배열은 방울이 스크린 표면으로부터 실 시트(109)의 배면쪽으로 직선형으로 다시 튀기도록 하는 경향이있다. 약 25°내지 약 75°의 상대적인 스크린 각도가 만족되어야 하며, 약 40°내지 약 50°범위내의 각도가 바람직한 스크린 각도이다. 스크린(171)의 상대적인 각도가 증가될 때, 염료 방울의 사이즈와 관련된 개구의 효과적인 사이즈는 염료 방울의 스트림에 의해 조우되는 경사각에 의해 감소됨을 알아야 한다. 따라서, 방울을 분해시키는 능력을 유지하면서, 방울보다 큰 스크린 메시 개구를 사용할 수 있다.

염료 액체 중 일부는 스크린(171)을 관통하여 오버스프레이 수집 챔버(173)의 배면을 타격하는 반면, 나머지 염료 액체는 스크린(171)에서 방울져 떨어지며; 양 경우에 있어서, 염료 액체는 중력에 의해 오버스프레이 수집 챔버(173)의 내벽을 흘러 내려 재순환을 위한 포획 용기(175)내로 유입된다(도 10을 참조하여 하기에 상술됨).

도 7 및 도 7a는 비활성 상태에 있는, 즉 어떠한 염료도 실 시트(109)로 가해지지 않는 것을 도안 데이타가 지정할 때의 염료 적용 모듈(163)의 확대 단면도이다. 도 7 및 도 7a의 자세한 것은 도 9를 참조하여 상술될 수 있으며, 도 9는 공기 스트림/염료 스트림 형성 모듈(164)이 실 시트(109)상으로 염료의 이송을 선택적으로 배향 및 분산시키도록 사용되는 것을 도시하는 부분 절단 사시도이다. 염료가 실 시트(109)에 가해지지 않는 경우, 공기는 공기 라인(161)을 관통해 유동하지 않는다.

액상 염료는 염료 공급 라인(167)을 통해 스트림 형성 모듈(164)로 유입되고, 염료 공급 라인은 나사식 커플링(22) 또는 유사한 수단에 의해 모듈(164)에 작동식으로 부착된다. 그 후 액상 염료는, 도 9에 자세히 도시된 바와 같이, 우선 염료 챔버 또는 저장통(18)내로 유입하고 그 후 저장통(18)을 형성하는 벽쪽으로 경사지게 가공된 제트-형성 홈(28)을 통과하여 유동함으로써 스트림 형성 모듈(164)을 통해 순환한다. 염료는 염료 오리피스(181)를 관통해 유동하고, 액체를 후방 아래로 배향시키는 편향기 바아(185)와 액상 염료가 조우할 때까지 개방 영역(183)을 가로지르는 압력에 의해 추진되어 포획 용기(175)내로 유입된다.

도 7 내지 도 9를 종합적으로 살펴보면, 스트림 형성 모듈(164)내에 형성된 염료 채널 또는 저장통(18)은 이 저장통(18)의 후방 벽(24)을 따라서 다수의 염료 도관(20)과 연통한다. 염료 도관(20)은 스트림 형성 모듈(164)의 후방 벽(24)과 연통하는 나사식 커플링(22)과 유체 연통한다. 나사식 커플링(22)은 염료 도관(20)을 염료 공급 라인(167)에 연결시키기 위한 수단을 제공하고, 염료 공급 라인은 염료 공급 메니폴드(160)에 연결된다(도 6 내지 도 10 참조).

스트림 형성 모듈(164)의 상측의 평평한 표면(26)은 다수의 염료 홈(28)을 구비하며, 각각의 홈은 저장통(18)으로부터 스트림 형성 모듈(164)의 전방 에지로 연장하여, 편향기 바아(185)로 배향된 일련의 염료 오리피스(181)를 형성한다.

본 발명은 실 단부(105) 당 하나의 염료 오리피스(181)를 사용하며, 염료 스프레이(169)는 약 3개의 실 단부(105)를 커버하지만, 다른 비율이 사용될 수 있다. 염료 홈(28)은 스트림 형성 모듈(164)의 상측의 평평한 표면(26)을 따라서, 바람직하게는 요망된 측방향의 도안 세부 사항의 레벨에 대응하는 균일한 간격으로 종방향으로 이격된다. 가장 바람직하게는, 염료 홈(28)은 실 시트(109)를 포함하는 각각의 실 단부(105)의 간격에 대응하는 균일한 간격으로 이격된다. 1인치당 약 5개 내지 약 15개의 염료 홈(28)[및 실 단부(105)]이 일반적으로 만족스럽지만, 이러한 범위 밖의 간격이 사용될 수 있음을 알 수 있다. 실 시트의 폭을 가로질러 염료의 균일한 적용을 보장하기 위해, 각각의 홈은 소정의 균일한 단면적과 동일한 면적을 가져야 한다. 염료 홈(28) 사이즈의 선택은 실 시트가 주행하는 속도 및 실 사이즈, 그리고 소망하는 패턴 효과에 따라 변할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 한 측면당 0.018 인치의 정방형 홈이 사용된다.

또한 스트림 형성 모듈(164)은 저장통(18) 아래에 평행하게 이격된 방식으로 위치설정된 개별적으로 뚫려진 공기 통로(10)(도 7)를 갖는다. 각각의 뚫려진 공기 통로(10)는 적절한 사이즈의 마찰 끼워맞춤된 튜브(14)를 경유하여 각각의 공기 공급 라인(161)에 연결된다. 제 2 마찰 끼워맞춤된 튜브(13)는 각각의 뚫려진 공기 통로(10)의 대향 단부에 끼워맞춤되고, 제 2 마찰 끼워맞춤된 튜브의 외측 단부는 공기 오리피스(12)를 형성한다(도 7a). 이들 튜브의 직경 및 단면 형상은 제어되는 염료 스트림의 형상 및 질량을 포함한 여러 요인에 좌우된다. 따라서, 튜브 사이즈 및 형상의 선택은 다소 임의적이다. 약 0.050 인치의 외경과 약 0.033 인치의 내경을 갖는 원형 튜브는 전술된 0.018 인치의 정방형 염료 오리피스(181)와 함께 사용되었다.

일괄적으로, 공기 오리피스(12)는 스트림 형성 모듈(164)의 하측 정면을 따라서, 바람직하게는 염료 홈(28)과 일대 일 대응으로 종방향으로 이격되어, 각각의 공기 오리피스(12)가 대응하는 염료 오리피스(181)와 쌍으로 정렬된다. 이러한 배열은 공기 오리피스(12)로부터의 공기 스트림이 염료 오리피스(181)로부터 배출되는 염료 스트림과 교차되도록 하여, 결과적인 염료 스프레이를 실 시트(109)의 방향으로 효과적으로 편향 및 분산시킨다.

상측의 커버 플레이트(36)는 각기 대체로 평평한 상면(36a), 하면(36b), 정면(36c), 배면(36d) 및 측면(36e)을 갖는 스테인리스 강제의 블럭이다. 일련의 클램핑 부재(38)는 장착 표면(40)과 상호작용하도록 배열된다. 스트림 형성 모듈(164)은, 상측 커버 플레이트(36)의 하면(36b)을 스트림 형성 모듈(164)의 평평한 표면(26)과 평행하게 결합하는 관계로 위치시키고, 상측 커버 플레이트의 측면(36e)이 스트림 형성 모듈(164)의 측면과 인접하고, 상측 커버 플레이트(36)의 정면(36c)이 스트림 형성 모듈(164)의 정면(30)과 인접하게 위치시킴으로써 조립된다. 그 후 나사식 볼트(42)가 클램프(38)내의 간극 구멍(44)을 관통해 위치되어 상측 체결 구멍(46)내로 나사결합된다. 볼트(42)가 체결됨으로써 클램프(38)는 스트림 형성 모듈(164)의 결합면과 상측 커버 플레이트(36) 사이에 액밀 시일을 형성한다. 일단 조립되면, 모듈(164)은 이 모듈을 통해 염료 및 공기를 이송하기 위한 염료 도관의 어레이를 제공한다. 상측 커버 플레이트(36)의 하면은 염료 홈(28)을 둘러싸서 저장통(18)으로부터 염료 오리피스(181)까지 연장하는 폐쇄된 염료 도관을 형성한다.

조립된 모듈(164)은 실 시트(109)상에 패턴을 분무하도록 사용된다. 도 8은 염료 스프레이(169)를 실 시트(109)에 적용하는 확대 단면도이다.

스트림 형성 모듈(164)은 이 스트림 형성 모듈(164)의 배면 벽을 관통하는장착 구멍(48)(도 9 참조)을 통해 염료 적용 모듈(163)과 관련된 장착 브래킷에 부착된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 가압된 염료 소스는 염료 공급 메니폴드(160)와 염료 공급 라인(167)을 경유하여 염료 공급 커플링(22)에 연결된다. 그 후 염료는 염료 홈(28)에 의해 형성된 염료 도관을 통해 염료 소스로부터 저장통(18)내로 연속적인 경로로 유입되고 염료 오리피스(181)를 통해 유출될 수 있다. 저장통(18)은 바닥에 위치된 염료 바이패스 유출 구멍(33)(도 9 참조)과 바람직하게 끼워맞춤될 수 있고, 이 구멍에는 끼워맞춤부(189)와 염료 복귀 도관(34)이 연결되어 있다. 염료 복귀 도관(34)은 염료 재순환 시스템(도 10 참조)에 연결되도록 포획 용기(175)내로 들어간다. 이러한 바이패스 배열은 홈(28)에 의해 형성된 염료 제트의 출력과 관계없이 일부 염료가 시스템내에서 순환하도록 하며, 염료내의 기포의 제거 뿐만 아니라 염료내의 오물 및 다른 오염물을 포획하도록 제공된다.

보다 명확하게, 2개의 일반적인 염료 유동 스트림이 저장통(18)을 빠져나간다. 일 스트림(공급 스트림)은 각각의 염료 공급 도관(20)의 출구로부터 염료 홈(28)에 의해 형성된 각각의 염료 도관의 입구로 유동한다. 제 2 유동 스트림(바이패스 스트림)은 각각의 염료 공급 도관(20)의 출구로부터 각각의 염료 바이패스 유출 구멍(33)의 입구로 유동한다. 고형 오염물질이 염료 홈(28)에 의해 형성된 염료 도관의 입구에 머물러, 홈(28)을 통과하는 염료 유동을 억제하는 소망하지 않는 경우, 적절한 크기의 와이어를 오리피스(181)로부터 도관내로 삽입함으로써 고형 오염물질이 홈 입구로부터 외측으로 밀려져 공급 스트림을 벗어나 바이패스 스트림내로 들어갈 수 있다. 그 후 고형 오염물질은 바이패스 유출 구멍(33)을 경유하여 저장통(18)을 빠져나가, 염료 복귀 도관(34)을 통해 재순환 시스템(도 10 참조)내로 들어갈 수 있으며, 여기서 여과에 의해 제거될 수 있다.

가압된 공기 소스는 공기 서플라이 끼워맞춤부(14)에 연결된다. 공기 유동이 요망되는 경우, 공기는 연속적인 경로로 가압된 공기의 궁극적인 소스(도시되지 않음)로부터 스테이션 공기 공급 메니폴드(177)(도 4 및 도 6) 및 관련된 전기기계적 에어 밸브[참조부호(159)로 표시됨](도 6)를 통해 공기 라인(161), 공기 공급 끼워맞춤부(14), 공기 공급 채널(10) 및 공기 오리피스(12) 밖으로 유동할 수 있다.

본 발명의 모듈을 사용하는 분무 장치의 작동은 도 7을 참조하여 단일 공기 도관/염료 도관 쌍의 작동을 고려함으로써 상술될 수 있다. 염료는 염료 공급 라인(167)에 의해 저장통(18)에 연속적으로 공급되고 염료 오리피스(181)로부터 유출된다. 염료 오리피스(181)로부터 방출되는 염료 스트림은 전환 립(lib) 또는 블레이드(185)의 표면내로 유동이 방해되고, 이 블레이드는 염료 탱크(191)(도 10)로의 처분 및 재순환을 위해 포획 용기(175)내에 염료를 수집한다. 스테이션 공기 공급 메니폴드(177)와 작동식으로 관련된 공기 제어 밸브(159)는 도안 데이타가 요구될 때가지 공기가 공기 오리피스(12)를 통해 공기 공급 끼워맞춤부(14)로 유동하는 것을 방지한다.

염료 스트림으로부터의 염료가 실 시트(109)에 제공될 때, 스테이션 공기 공급 메니폴드(177)에 의해 공급된 공기의 펄스는 컴퓨터(50)에 의해 제공되는 패턴데이타에 따라 개별 제어 밸브(159)의 개방 및 폐쇄에 의해 발생되고, 개별 호스(161)를 경유하여 각각의 공기 공급 끼워맞춤부(14)로 공급된다. 도 7a에 자세히 도시된 바와 같이, 염료 오리피스(181) 및 공기 오리피스(12)는 염료가 염료 오리피스(181)를 빠져나온 후 이 염료가 가압된 공기의 스트림과 접촉하도록 위치설정된다. 보다 높은 압력의 공기 스트림(예를 들면, 10 내지 20 p.s.i.g)과 보다 낮은 압력의 염료 스트림(예를 들면, 2 내지 4 p.s.i.g)의 상호작용의 결과로서, 염료 스트림은 발산 방울의 스프레이로 분쇄된다. 그 후 2개의 스트림의 조합된 운동량은 방울을 실 시트(109)의 표면으로 이송시킨다. 염료 스프레이(169)로부터 적하되는 액체의 방울은 방울 수집기(187)로 떨어지고 그 후 포획 용기(175)내로 하향 유동한다.

컴퓨터(50)는 일정한 시간동안 특정한 염색 스테이션(123)으로부터 염료를 제공하도록 프로그램되며, 특정 효과를 달성하기를 소망하는 경우 변할 수 있다. 염료 스프레이(169)가 소망의 시간동안 가해진 경우, 컴퓨터(50)는 에어 밸브(159)(도 6)에게 폐쇄 신호를 전송하여, 적절한 호스(161)를 통과하는 공기의 흐름을 중단시키고, 염색 스테이션(123)은 도 7에 도시된 비활성 상태로 복귀한다. 염료가 공기 스트림 포피(envelope) 외측으로 염료 오리피스(181)를 빠져나가기 때문에, 염료 공급 도관으로부터의 염료의 흡인이 제거되며, 그에 따라 모듈의 폭을 가로질러 균일한 흡인을 형성할 필요가 없어진다.

도 10은 각각의 염색 스테이션(123)과 연관된 염료 유동 시스템을 도시한다. 염료 탱크(191)는 염료 액체를 펌프(193)로 공급하고, 이 펌프는 염료 액체에서 이물질을 제거하는 여과기(195)로 염료 액체를 펌핑한다. 여과 후, 염료 액체는 염료 공급 메니폴드(160)를 경유하여 염색 스테이션(123)으로 배향된다. 염료 압력 센서(165)는 스트림 형성 모듈(164)로 공급되는 염료 액체의 양을 제어한다. 염색이 진행될 때, 도시된 바와 같이 염료 액체 오버스프레이 및 방울은 포획 용기(175)내로 유입되고 염료 탱크(191)로 재순환된다. 염색이 중단되었을 때, 염료 액체는 편향기 바아(185)(도 7 참조)에 의해 포획 용기(175)내로 배향되고, 그 결과 액체는 염료 탱크(191)로 재순환된다. 염료 탱크(191)에는 이 염료 탱크(191)내의 염료 액체의 양을 제어하는 염료 레벨 압력 센서(197)가 설치된다. 이 양이 특정한 레벨로 강하되면, 염료 레벨 압력 센서(197)는 염료 공급 라인 밸브(199)가 개방되도록 하여, 염료의 레벨이 소정 레벨로 증가할 때까지 대안적인 공급 탱크(도시되지 않음)로부터의 염료 액체가 염료 공급 라인(201)을 경유하여 염료 탱크(191)내로 유동하도록 하며, 이 때 염료 레벨 압력 센서(197)는 밸브(199)가 폐쇄되도록 한다. 염료 유동 시스템에는 자동 세정용 밸브 및 세정수 라인(203)이 설치되어, 이 시스템내의 염료가 유출되고 염색 시스템은 염료를 대체하는 세정수에 의해 작동된다. 물 라인 밸브(205)는 일반적인 염색 작업동안 폐쇄된 채로 유지되지만, 자동 세정 동안은 물이 유동될 수 있도록 개방된다. 염색 스테이션 공급 라인 밸브(207)는 일반적인 염색 작업동안 염료 순환을 위해 개방된다. 세정을 위해 물이 염색 스테이션(123)으로 유동하도록 세정 사이클[예를 들면, 여과기(195)를 청소할 때] 중간에 폐쇄 및 개방될 수 있다. 여과기 배수 밸브(209)는 일반적인 염색 작업동안 폐쇄되고 세정이 필요할 때 배수 여과기(195)로 개방된다. 폐기물 방출 밸브(211)는 일반적인 작업동안 폐쇄된 채로 유지되며, 염료 액체 또는 세정수를 염료 유동 시스템으로부터 폐기물 방출 수단까지 배수시키기 위해서는 개방된다.

앞서든 예시적인 실시예의 형태에서 본 발명의 원리를 상술하였지만, 당업자는 본 발명이 이러한 원리에서 벗어남이 없이 구성 및 상세한 부분이 바뀔 수 있으며, 모든 이러한 변형은 보호받고자 하는 하기의 특허청구범위의 정신 및 범위내에 있음을 알 수 있다.

Claims (7)

1. 실에 있어서,

   다수의 스페이스 염색된 부분의 연속적인 패턴을 갖는 한 가닥의 단일 플라이 실로 이루어진

   실.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실은 다섬유의 연속적인 필라멘트 합성 실인

   실.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 실은 POY 실인

   실.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 실은 FOY 실인

   실.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 실은 스테이플 섬유로 이루어지는

   실.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 단일 플라이 실은 그 상에 두꺼운 부분과 얇은 부분을 갖는

   실.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 단일 플라이 실은 합성 실을 포함하는

   실.