JP2001164455A - 繊維の染色仕上げ処理装置 - Google Patents

繊維の染色仕上げ処理装置

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JP2001164455A
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厚司 桑原
Tsuyoshi Hatada
剛志 畠田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、用水の使用量、並びに排水量を削減
しながらも、高品質な染色仕上げ処理を可能にする繊維
の染色仕上げ処理装置を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明の繊維の染色仕上げ処理装置は、繊
維処理用薬剤を溶媒に溶解または分散させて行う繊維の
染色仕上げ処理装置において、該染色仕上げ処理装置で
発生した使用済溶媒を再生処理する機構と溶媒の特性値
を監視するセンサーとを有し、該センサー信号を処理
し、再生操作を指示する回路を有することを特徴とする
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維の染色仕上げ
処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、繊維の染色仕上げにおいて
は、多量の用水を使用し、同時に大量の排水を行うもの
であった。
【0003】このように多量の用水を使用することは、
染色仕上げ加工の加工コストに反映され、また、地下水
などを使用する場合は、地盤沈下や環境破壊などの問題
を含むものであった。
【0004】染色仕上げ処理で大量に排出される排水に
は、油剤、繊維廃雑物、染料をはじめとした各種薬剤が
含まれており、排水処理に多大な負荷がかかっていたも
のである。また、近年においては、排水の規制は年々強
化されており、より効果的な排水処理方法、排水両削減
技術が望まれている。
【0005】排水処理の方法としては、各工程で排出さ
れる排液を1箇所に集め、凝集沈殿法、活性汚泥法、イ
オン吸着法、酸化処理法、中和処理、活性炭処理、濾過
処理の各種方法を単独、あるいは組み合わせで使用し、
一括で排出基準水質になるように処理を行った後、河川
や下水道などに放流されている。
【0006】一方、繊維の染色仕上げ工場の排水は、多
量に用水を使用する製紙工業などに比較して、加工素
材、加工内容により排液成分は大きく異なり、また、時
間的変動、時期的変動も大きく、排水処理を一層手のか
かる困難なものにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の繊維
の染色仕上げ処理技術に鑑み、用水の使用量、並びに排
水量を削減しながらも、高品質な染色仕上げ処理を可能
にする繊維の染色仕上げ処理装置を提供せんとするもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の繊維の染色仕上げ処理装置は、
繊維処理用薬剤を溶媒に溶解または分散させて行う繊維
の染色仕上げ処理装置において、該染色仕上げ処理装置
で発生した使用済溶媒を再生処理する機構と溶媒の特性
値を監視するセンサーとを有し、該センサー信号を処理
し、再生操作を指示する回路を有することを特徴とする
ものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり用水
の使用量、並びに排水量を削減しながらも、高品質な染
色仕上げ処理を可能にする繊維の染色仕上げ処理装置に
ついて、鋭意検討し、染色仕上げ処理の使用済溶媒を再
生処理する機構として、溶媒の特性値を分析し、その情
報に基づいて再生操作を施すプロセスを採用してみたと
ころ、かかる課題を一挙に解決することを究明したもの
である。
【0010】本発明でいう使用済溶媒とは、繊維の染色
仕上げ処理により排出される溶媒であり、糊抜き、精
練、漂白、シルケット、減量、染色、捺染、洗浄、仕上
げ処理などの工程で、目的とする繊維の処理が完了した
後に残った溶媒であり、繊維処理用薬剤や繊維くず、繊
維分解物、繊維からの脱落除去物などの処理工程に関わ
る各種物質が溶解、分散または混合された状態の溶媒の
ことをいう。溶媒は、主として液体が使用され、水、ジ
メチルフォルムアミド、ジメチルスルフォキシド、塩化
メチル、トルエン、ターペン、アルコール類などが単独
または混合して使用されるものであるが、これら液体に
限定されるものではなく、繊維の染色仕上げ処理の処理
液の主成分として使用される溶媒のことである。
【0011】本発明においては、該使用済溶媒を再生処
理する機構を有する。ここでいう使用済溶媒の再生処理
とは、各種物質が混入した溶媒からこれらの物質を分離
することをいう。分離すべき物質は雑多であり、例え
ば、各種染顔料、各種イオン性の界面活性剤、糊剤と呼
ばれる天然、半合成、合成高分子類、硫酸ナトリウム、
炭酸ナトリウムなどの無機塩類、硫酸、酢酸などの酸
類、水酸化ナトリウムなどのアルカリ類、油剤、酸化
剤、還元剤などであり、これらの分解物も含まれる。さ
らに、繊維くず、繊維溶解物なども含まれる。このよう
に、使用済み処理液の組成は非常に複雑であり、かつ、
対象とする繊維素材や加工によっても組成は大きく変化
する。さらに、季節差、月間差、日間差の変動も多く、
これらを効率的に分離することは困難である。
【0012】使用済溶媒の再生処理機構は、特に限定さ
れるものではなく、既存の技術を単独あるいは組み合わ
せで使用できる。例えば、凝集沈殿法、活性汚泥法、イ
オン吸着法、酸化処理法、中和処理、活性炭処理、濾過
処理、膜分離、蒸留などを使用することができ、好まし
くは、膜分離設備を少なくとも備えた装置であり、より
好ましくは、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜から選
ばれた少なくとも1種を使用して溶媒再生を行う機構を
有することである。
【0013】かかる再生処理機構により、使用済溶媒か
ら各種物質を分離することにより、溶媒の再使用を可能
とし、新規用水使用の削減、排水量の削減を行う。しか
しながら、上記の如く、使用済み処理液の組成は、非常
に複雑で、かつ、変動も大きいため、これらを効率的に
分離することは困難である。
【0014】そこで本発明においては、溶媒の特性値を
監視するセンサーを有し、該センサー信号を処理し、再
生操作を指示する回路を設け、これにより、効果的な使
用済溶媒の再生を行うものである。すなわち、該センサ
ーとしては、特に限定されるものではないが、電気伝導
度、電気抵抗、透過度、濁度、散乱、密度、比重、屈折
率、pH、酸化還元電位、粘度および表面張力などの溶
媒特性値、圧力、流量などの溶媒流体特性値などの少な
くとも1種の特性値を検知、測定するものである。
【0015】かかるセンサーで得られた情報である該セ
ンサー信号を処理する回路を設ける。該処理回路は、セ
ンサー信号を入力する部分と、該信号に基づいた演算部
分と、該演算に基づいた信号を出力する部分からなるも
のである。出力信号は、使用済溶媒を再生処理する機構
で活用されるものであり、ポンプや電磁弁、開度調整可
能なバルブなどの駆動部の制御信号などがその例であ
る。
【0016】センサー入力信号と出力信号は、演算部に
より関係づけられる。該関係は、溶媒再生機構の装置構
成によって変わるものであり、実際の装置による実験、
経験値などから演算方法が決定される。
【0017】具体例を図2に示した。センサーAS1、
ポンプAP1、開度調整可能なバルブAB1、AB2、
再生処理A1、これらが図の様に配管接続された装置で
ある。演算処理部においては、センサーAS1で得られ
る溶媒特性値で示される使用済溶媒を最適な方法で処理
を実施するために、ポンプAP1、バルブAB1、AB
2の制御信号を出力する。
【0018】例えば、AS1として電気電導度を測定す
るセンサーを使用し、再生処理A1としてイオン交換モ
ジュールを使用した場合、例えば次のようなアルゴリズ
ムにより演算処理を行う。使用済溶媒のセンサー測定値
が基準電気伝導度よりも低い場合、ポンプAP1の回転
を大に、バルブAB1は全閉、バルブAB2は全開とな
る制御信号とポンプ、バルブに出力する。同様に基準電
気伝導度よりもわずかに高い場合は、ポンプ回転通常、
バルブAB1半開、バルブAB2半開となる制御信号を
出力する。さらに、基準電気伝導度が大幅に高い場合は
ポンプ回転低、バルブAB1全開、バルブAB2全閉と
なる制御信号を出力しする。該演算アルゴリズムは、該
装置を用い実験、経験によりあらかじめ設定された物で
ある。これにより、最適手段による溶媒再生が可能にな
る。
【0019】本発明でいう繊維としては、特に限定され
るものではないが、例えば、素材としては綿、麻などの
植物繊維、羊毛、絹などの動物繊維、レーヨンなどの再
生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ポリアミド、ポ
リエステル、アクリルなどの合成繊維などが使用され
る。かかる繊維からなる繊維構造物としては、糸、織
物、編物、不織布、ガーメントなどが使用される。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定される
ものではない。 実施例1 図1の繊維の染色仕上げ処理装置を用いて処理した。図
中、繊維処理槽1には、使用済溶媒を外部に排出するた
めの配管とポンプP1が設置され、該溶媒を外部タンク
2に排出できる構造を持つ。外部タンク2には、再生処
理部に使用済溶媒を送るためのポンプP2があり、該使
用済溶媒は限外濾過モジュール11、逆浸透モジュール
12,13,14、イオン交換モジュール15などから
なる再生処理部を通過し再生処理が実施された後、繊維
処理槽1あるいは繊維処理槽1とポンプP5により連結
された外部タンク5に連結し、溶媒の循環経路を構成し
ている。
【0021】再生処理部、溶媒の特性値を監視するセン
サーと該センサー信号を処理し、再生操作を指示する回
路について説明する。外部タンク2には、pH測定セン
サーS1が設置され、該信号は、コンピュータ(図示せ
ず)に取り込まれる。コンピュータでは、該センサー信
号を処理し、外部タンク2内の溶媒のpHが6.5〜
7.5の範囲に制御するための信号を出力(O1)する。
外部タンク2には、定量ポンプP3、P4を介し、酸タ
ンク3、アルカリタンク4が設置されており、pH制御
信号O1によりポンプP3あるいはP4を駆動し、酸あ
るいはアルカリを外部タンク2に添加し、溶媒のpHを
制御する。
【0022】タンク2内の溶媒は、ポンプP2によりさ
らに下流の再生処理部に供給される。ポンプP2により
送り出された溶媒は限外濾過モジュール11を通り、溶
媒から各種不要な物質が分離される。限外濾過モジュー
ル11は、配管により逆浸透モジュール12,13と連
結する。限外濾過モジュール11の出口配管には、セン
サーS2が設置されている。繊維処理槽1での処理内容
により、センサーS2の種類は異なる。本実施例では光
の透過率を測定するセンサーS2を使用した。複数のセ
ンサーを取り付け、必要に応じて使い分けることや、複
数のセンサー信号を活用するなどの手段も好ましい。透
過度測定センサーS2からの信号はコンピュータ(図示
せず)に取り込まれ、一定のアルゴリズムに従い、続く
逆浸透モジュールでの再生処理制御のための信号O2が
出力される。逆浸透モジュール12,13は並列に配置
され、該2つのモジュールからの濃縮液は、配管の開度
が調整可能なバルブ21〜24が取り付けられた配管
で、逆浸透モジュール14に供給される。バルブ24
は、逆浸透モジュール12,13からの濃縮液を系外に
排出するための電磁弁である。逆浸透モジュール14に
も濃縮液を系外に排出するための電磁弁25が設置され
ている。
【0023】再生処理制御信号O2は、センサーS2か
らの信号をもとに一定のアルゴリズムで演算された出力
であり、要処理溶媒を逆浸透モジュールをどのように透
過させるかを制御するための信号である。具体的には、
バルブ21〜26の開度を制御する信号からなる。該開
度を調整する事で、逆浸透モジュール12,13,14
からの透過水(配管35,36,37)量、濃縮液(配管
38,39,40)量を制御し必要な特性値を持つ逆浸
透処理液を得る。
【0024】逆浸透モジュール12,13,14からの
透過水(配管35,36,37)は、配管43で合流す
る。配管43には、電気伝導度センサーS3が設置さ
れ、その下流は、バルブ27を介した配管45と、バル
ブ28を介しイオン交換モジュール15の経路へと分岐
されている。
【0025】電気伝導度センサーS3からの信号はコン
ピュータ(図示せず)に取り込まれ、一定のアルゴリズム
に従い、バルブ27、28の開度を制御する信号を出力
する。
【0026】配管44、45を通過した溶媒は、センタ
ーS5の設置された配管46に連結される。センターS
5は、再生処理水が繊維処理槽1で再使用される際に最
重要となる溶媒の特性値を測定するセンサーが設置され
る。実施例においては、電気伝導度センサーS5を使用
した。該信号はコンピュータ(図示せず)に取り込まれ、
一定のアルゴリズムに従い、再生処理溶媒の特性値が基
準範囲内であるかどうかを判断する。必要に応じてバル
ブ29開度制御信号を出力(O5)する。バルブ29に
は、新規溶媒の供給配管が接続されている。
【0027】このように再生処理を施された溶媒は、配
管50の経路、あるいは配管49、外部タンク5、ポン
プP5を経由する経路で、繊維処理槽1に供給され、溶
媒が再使用される。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、使用済溶媒を再生使用
することができ、かつ、新規に使用する溶媒の削減、溶
媒排出量の削減ができる上に、生産における染色仕上げ
品の品質も高いレベルで安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の繊維の染色仕上げ処理装置の1例を示
す概略図である。
【図2】本発明の繊維の染色仕上げ処理装置における、
センサー入力信号と出力信号の演算処理プロセスの概略
図を示す。
【符号の説明】
1…繊維処理槽 2,5…外部タンク 3…酸貯蔵タンク 4…アルカリ貯蔵タンク 11…限外濾過モジュール 12,13,14…逆浸透モジュール 15…イオン交換モジュール 21〜29…バルブ 31〜52…配管 P1,P2,P3,P4,P5…ポンプ S1,S2,S3,S5…センサー O1,O2,O3,O5…制御信号 AS1…センサー AP1…ポンプ AB1、AB2…バルブ A1…再生処理モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3B154 BA07 BB72 BC42 BC48 BC50 CA01 CA05 CA06 CA08 CA13 CA15 CA27 DA13 DA28 4D006 GA03 GA05 GA06 JA51A KA53 KA54 KA55 KA57 KA63 KA67 KA71 KB11 KE12P KE13P KE15R KE19Q KE22Q PA01 PB08 PC80

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維処理用薬剤を溶媒に溶解または分散
    させて行う繊維の染色仕上げ処理装置において、該染色
    仕上げ処理装置で発生した使用済溶媒を再生処理する機
    構と溶媒の特性値を監視するセンサーとを有し、該セン
    サー信号を処理し、再生操作を指示する回路を有するこ
    とを特徴とする繊維の染色仕上げ処理装置。
  2. 【請求項2】 該再生処理機構が、少なくとも膜分離で
    あることを特徴とする特許請求項1記載の繊維の染色仕
    上げ処理装置。
  3. 【請求項3】 該膜分離が、限外濾過膜、ナノ濾過膜お
    よび逆浸透膜から選ばれる少なくとも1種である請求項
    2記載の繊維の染色仕上げ処理装置。
  4. 【請求項4】 該センサーが、電気伝導度、電気抵抗、
    透過度、濁度、散乱、密度、比重、屈折率、pH、酸化
    還元電位、粘度および表面張力から選ばれた少なくとも
    1種の特性値を検知、測定するものであることを特徴と
    する請求項1〜3のいずれかに記載の繊維の染色仕上げ
    処理装置。
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Cited By (4)

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