JP2002275771A - 高周波照射を用いた染色方法および染色装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被染物を染色するにあたって、容易に染色温
度を維持し、かつ従来の染色時間に比べて短時間で染色
できるようにすること。 【解決手段】 染液を含んだ被染物９を収納する加熱室
２に高周波電力を供給する高周波発生手段６と、被染物
９を保持する容器８とを備え、被染物９を染液のない気
中に保持した状態で高周波を照射する構成とした。この
構成で被染物９は比熱が小さいため出力の調整が容易な
高周波照射により容易に、かつ微妙に被染物９の温度制
御ができると共に、高周波照射により染液が被染物９に
浸透しやすくなるため染色時間を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は布、紙または皮など
の生地を電子レンジなどに用いられる高周波を用いて染
色する高周波照射を用いた染色装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から染色装置としては、非連続方
式、半連続方式および連続方式があり、処理ロット量、
染色条件、被染物の性質などにより、夫々に適した装置
が開発されている。図４は非連続方式であるバッチ方式
による従来の染色の概念を説明するための模式図であ
る。図４において、１０１は染液１０２を入れる浸漬槽
であり、１０３は染液１０２を加熱するヒータ、１０４
は染液１０２の温度を均一にするための撹拌機、１０５
は染液１０２の温度を検出する温度センサである。制御
部１０６は温度センサ１０５の検出した値により電源を
オン、オフしてヒータ１０３を制御する。１０７は仕切
り板で被染物１０８が浸漬槽１０１に浸漬されたときヒ
ータ１０３または撹拌機１０４に接触しないように仕切
っている。なお、加熱源としてヒ−タ１０３の替わりガ
スを用いて、浸漬槽１０１の外部より加熱する方式もあ
る。

【０００３】前記構成において、繊維表面の糊、不純物
および付着物などを除去した被染物１０８、いわゆる白
生地を浸漬槽１０１に浸漬して染色する。染色にあたっ
ては、染液１０２の濃度や温度分布を良くするととも
に、被染物１０８と染液１０２との接触をよくすること
が必要である。そのため撹拌機１０４で撹拌するととも
に２０〜６０分を１サイクルとし２〜３サイクル浸漬す
る。あるいは、被染物１０８を浸漬後上下動させたり左
右にゆすったりして被染物１０８と染液１０２との接触
を良くしている。特に撹拌機１０４を用いない装置にお
いてはこの点を十分注意する必要がある。

【０００４】また、浸漬槽１０１で染液１０２を直接加
熱する以外に浸漬槽１０１とは別に加熱槽を設け、この
加熱層の中で染液１０２を加熱して浸漬槽１０１との間
を循環するようにしたものもある。なお、染液１０２の
温度は被染物１０８の種類や染剤によって異なるが、通
常の染剤では８５℃〜９５℃、自然染料では４０〜６０
℃で行うのが一般的である。この染色工程では特に温度
管理が大切であり、用いる染剤によって染剤固有の温度
がある。この温度からずれると被染物１０８の色合いが
変わってしまうし、連続で染色した場合には色むらの原
因となる。

【０００５】染色後、染色工程で付着した余分な染剤を
水洗により洗浄除去し、染色した色が使用中または紫外
線などにより色落ちしないように色止めし、さらに水洗
し、乾燥することにより生地の染色を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように染色装置
では染液を一定温度に加熱する必要があり、加熱手段と
して電気ヒータまたはガスが一般に用いられていた。し
かしながら、ヒータを用いて一定温度に管理するのは非
常に困難であった。すなわち、非連続式染色装置の場
合、温度一定後被染物１０８を浸漬槽１０１に浸漬する
と浸漬槽の温度は低下し、ヒータ１０３が通電される。
このとき、たとえ撹拌機１０４が作動していても浸漬槽
１０１に被染物１０８があるためうまく撹拌されず高温
のヒータ近辺の染液１０２が高くなる。さらに被染物１
０８の内部は撹拌されないので外部と内部とでは温度差
が大きくなるという問題がある。特に温度により微妙に
色合いが異なる染剤を用いる場合は温度管理が大変であ
った。これを防ぐために温度をゆっくり上昇させると新
たに時間がかかり過ぎるという問題が発生する。このこ
とは温度を室温より所定温度まで徐々に上昇させて染色
を行う場合でも同様である。

【０００７】また、浸漬槽１０１の外側にヒータ１０３
を取付け染液１０２を加熱する場合は、染液１０２は浸
漬槽１０１を形成する外郭を通して間接的に加熱される
ことになる。そのため染液１０２が所定の温度になった
とき、ヒータの電源を開にしても外郭の温度が染液１０
２の温度よりも高くなっているため、染液１０２が徐々
に上昇してしまうという問題が前記以外に発生する。こ
れを防ぐために染液１０２と外郭との温度がほとんど同
じになるようにしてゆっくり加熱すると、時間がかかり
過ぎるという前記と同様な問題が発生する。このことは
ガスを熱源とする場合でも同様であった。

【０００８】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、被染物を染色するにあたって、容易に所定の温度を
維持することができ、かつ従来の染色時間に比べ短時間
で染色できる高周波照射を用いた染色方法およびその方
法を用いた染色装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の高周波照射を用いた染色方法は染液
を含んだ被染物を気中で高周波を照射し染色を行う方法
である。この方法では被染物に含まれる染液量が少な
い、すなわち比熱が小さいため、わずかな高周波の照射
で温度を上げることができると共に、高周波は出力を容
易に、かつ微妙に制御することができるため、染色時の
温度管理がしやすい。また、染液量が少なく、かつ被染
物に高周波を照射すると被染物を構成する高分子が緩
み、染液が細部まで浸透しやすくなるため短時間で染色
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、染液を
含んだ被染物を気中で高周波を照射し染色を行う方法と
した。この方法では被染物に含まれる染液量が少ない、
すなわち比熱が小さいため、わずかな高周波の照射で温
度を上げることができると共に、高周波は出力を容易
に、かつ微妙に制御することができるため、染色時の温
度管理がしやすい。また、染液量が少なく、かつ被染物
に高周波を照射すると被染物を構成する高分子が緩み、
染液が細部まで浸透しやすくなるため短時間で染色する
ことができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、染液を含んだ被
染物を収納する加熱室と、前記加熱室に高周波電力を供
給する高周波発生手段と、前記被染物を保持する保持手
段とを備え、前記被染物を気中に保持して高周波を照射
する構成とした。この構成では、被染物に含まれる染液
量が少ない、すなわち比熱が小さいため、わずかな高周
波の照射で温度を上げることができると共に、高周波は
出力を容易に制御することができるため、染色時の温度
管理がしやすい。また、染液量が少なく、かつ被染物に
高周波を照射すると被染物を構成する高分子が緩み、染
液が細部まで浸透しやすくなるため短時間で染色するこ
とができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、特に、請求項２
に記載の保持手段を、被染物を空間に保持できる構成と
したことにより、被染物の重なりがなくなり高周波を照
射しやすくなるので、染色時間を短縮できる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、特に、請求項２
の保持手段を、被染物が張付け可能な板状体からなる構
成としたことにより、被染物の重なりを防ぎ、被染物に
高周波を照射しやすくなるので、染色時間を短縮でき
る。

【００１４】請求項５に記載の発明は、特に、請求項２
の保持手段を、被染物が張付け可能で、かつ回転自在の
円筒体からなる構成としたことにより、被染物の重なり
を防ぎ、被染物を高周波を照射しやすくなるので、染色
時間を短縮できる。

【００１５】請求項６に記載の発明は、被染物を回転可
能に保持する第１の被染物保持部と、高周波を照射する
加熱室と、前記加熱室に高周波電力を供給する高周波発
生手段と、被染物を回転可能に保持する第２の被染物保
持部と、前記第２の被染物保持部を回転駆動する駆動手
段とを備え、前記第２の被染物保持部にて、前記被染物
を巻取りながら前記加熱室にて前記被染物に高周波を照
射する構成としたので、連続して被染物を染色でき、染
色時間を短縮できる。

【００１６】請求項７に記載の発明は、特に、請求項６
に記載の発明において、高周波照射部と被染物保持部と
の間に被染物を通す開口部を有する仕切り板を設ける構
成としたことにより、高周波の漏洩が減少し、被染物に
対する照射効率が高くなる。

【００１７】

【実施例】本発明の特徴は被染物の染色手段として電子
レンジなどに使われている高周波電力を照射（以下高周
波照射と記す）して染色する方法である。高周波照射を
用いると下記に示すような効果が得られる。

【００１８】温度調節としては、高周波では内部まで加
熱できるので、浸漬槽に浸漬された被染物の内部も容易
に加熱することができる。出力調整が容易なので、狭い
範囲内で温度制御ができ、温度変動を少なくできる。容
器を透過して内部の被加熱物のみを加熱することができ
るなどの効果がある。

【００１９】また、染色としては、高周波が照射される
と繊維を構成する高分子は分極する。この分極は電場に
応じて交互に極性を変える。従って高分子の運動が激し
くなり、高分子間に隙間ができ、ここに染剤が入りやす
くなるとともに、運動が激しいため常に染剤を含んだ新
しい染液が他から供給されてくるので染色が短時間で容
易に行える。また、高周波はエネルギーが高いため高分
子と染剤との結合を容易にかつ強固にするものと思われ
る。

【００２０】なお、高周波照射の制御方法としては、高
周波発生手段からの高周波出力を一定とし断続照射させ
一定時間内の平均電力により出力を制御する方法と、イ
ンバータ回路を用い連続照射しながら高周波発生手段か
らの高周波出力の高低により制御する方法とがある。本
発明に先立って行った実験では染色に必要なのは高周波
照射の時間であって高周波出力の高低ではないという結
果が得られた。従って、本実施例ではいずれの高周波照
射方法でも良い。ただし色むらをなくすには、断続照射
により低出力で行ったほうが優れている。

【００２１】以下、本発明の高周波照射を用いた染色方
法を用いた染色装置について、図面を用いて説明する。

【００２２】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける高周波照射を用いた染色装置の要部断面図である。
図において、１は染色装置の外郭ケース、２は底面３を
有する加熱室であり、上部に上板４が、下部の底面３の
下側に下板５が設けられている。上板４および下板５に
はマグネトロンからなる高周波発生手段６が設けられて
いる。７はスターラで高周波発生手段６から発生した高
周波を撹拌しながら加熱室に供給する。８は被染物９を
載置する容器からなる保持手段である。保持手段８は高
周波透過性のガラス、磁器またはプラスチックが用いら
れる。また、１０は赤外線センサなどからなる温度検出
手段であり、被染物の表面温度を測定する。この他、被
染物の出し入れを行う扉または蓋（図示せず）が設けら
れている。

【００２３】以下、動作について説明する。

【００２４】染色するための染液を含浸または付着した
被染物９を容器８に入れ、加熱室２に収納する。そし
て、高周波発生手段６発生した高周波をスターラ７で撹
拌して気中で被染物９に照射する。本実施例でいう気中
とは被染物９が染液を充填した染液層に浸漬している状
態ではないことを意味する。この状態で被染物９が高周
波照射を受けると、高周波電力により被染物９の温度は
急上昇する。これは高周波照射による加熱が染液を含ん
だ比熱の大きい染液槽ではなく、被染物９に含浸または
付着している染液のみで比熱が小さいからである。

【００２５】このとき、温度検出手段１０により被染物
９の温度を検知しながら高周波の出力を制御して一定温
度を維持する。高周波の出力制御は容易で微妙に制御で
きるため、一定温度に容易に制御できる。このように高
周波照射では、温度の立ち上がり時間を短くし、かつ容
易に一定時間を維持することができる。

【００２６】また、高周波照射では前述したように被染
物９に対する染液の浸透性がよく、かつ結合力が強いた
め、高周波照射時間は短くてよく、被染物９の種類また
は染液の種類によって異なるが、数秒〜数十秒で十分で
ある。

【００２７】なお、本実施例では容器８に被染物９を無
作為に入れているので、被染物９同士の重なり部分があ
る。この部分の高周波の照射のされ方は、重なりのない
部分と異なる。そのため温度上昇に多少の差が生じ色む
らの原因になることがある。これを防ぐためには高周波
の出力を低くし、ゆっくりと加熱するようにすると良
い。もちろん、この場合でも従来に比べて染色速度は格
段に速くてよい。また、色むらをなくす方法としては、
被染物９に染液を含浸後、表面の余分な染液を拭き取る
ようにすると良い。

【００２８】逆に、草木染めなどの場合のように積極的
に高周波の照射が不均一になるようにし、微妙な色合い
の違いを楽しむ方法もある。

【００２９】以上述べたように、本実施例によれば、温
度制御が容易で、かつ短時間で染色することができる方
法および装置を提供することができる。また、微妙な色
合いの違いや模様の違う染色物を得ることができる。

【００３０】（実施例２）図２は本発明の実施例２にお
ける高周波照射を用いた染色装置の要部部断面積であ
る。なお、実施例１と同じ構成部品には同じ符号を付し
その説明を省略する。また、実施例１と基本構成はほぼ
同じであり同じ部分は説明を省略し、主に異なる部分に
ついて説明する。

【００３１】図２において、保持手段として四角形の保
持枠１１を用い、これに染色するための染剤を含んだ染
液を含浸または付着した被染物９を貼り付ける。そし
て、保持枠１１を加熱室２に設けた突起１２に載置し高
周波を照射する。本実施例の場合は、被染物９の重なり
がないため、色むらなく染色しやすい。また、色むらま
たは模様ができるようにスターラの回転を止めたりして
積極的に高周波照射の分布を変えたり、被染物９上の染
液の量を変えたりして染色する方法もある。こうして得
られる染色物の色むらまたは模様は染色する毎に異な
り、再現されることのない独自の模様として楽しむこと
ができる。

【００３２】この他、気中で染色する方法としては、張
り板の上に染液を含浸または塗布した被染物９を張り付
け、高周波照射をする方法がある。また円筒に被染物９
を張り付け、高周波照射を行う方法もある。

【００３３】本実施例の方法によれば、実施例１と同様
に温度制御を用意にし、かつ短時間で染色を行うことが
できる。また、微妙な色合いの違いや模様の違う染色物
を得ることができる。

【００３４】（実施例３）図３は本発明の実施例３にお
ける高周波照射を用いた染色装置の要部部断面積であ
る。なお、実施例１と同じ構成部品には同じ符号を付し
その説明を省略する。また、実施例１と加熱室の基本構
成はほぼ同じであり、同じ部分は説明を省略し、主に異
なる部分について説明する。

【００３５】本実施例が実施例１と異なる点は、実施例
１の加熱室の両側に被染物を保持する被染物保持部を設
けた点である。図３において、高周波照射を用いた染色
装置は被染物９を回転自在に保持する第１の被染物保持
部１３と、高周波を照射する加熱室２と、加熱室２に高
周波電力を供給する高周波発生手段６と、被染物９を回
転自在に保持する第２の被染物保持部１４と第２の被染
物保持部１４を回転駆動する駆動手段（図示せず）とよ
り構成されている。そして、第１および第２の被染物保
持部１３および１４と加熱室２との間には、被染物９を
通す開口１５を有する仕切り板１６が設けてある。ま
た、１７は被染物9を保持し、その移行を容易にするロ
ーラである。本実施例では、被染物９はあらかじめ染液
を含んだものを用いる。以下、動作について説明する。

【００３６】第１の被染物保持部１３に保持されている
被染物９を仕切り板１６の開口１５を通して加熱室２に
導入し、さらに開口１５を通して第２の被染物保持部１
４に取付ける。そして、第２の被染物保持部１４を駆動
手段で回転させ被染物９を巻き取る。このとき、被染物
９は加熱室２を通過するとき高周波照射され連続して染
色される。また、本実施例では加熱室２を仕切り板１６
で他と仕切っているため効率よく被染物９に高周波照射
をすることができる。加熱室２での高周波照射は温度検
出手段１０で被染物９の温度を監視しながら行う。本実
施例によれば、実施例１または２と同じように染色時の
温度を容易に制御でき、また短時間で染色することがで
きる。さらに色合いや模様を微妙に変化させることがで
きる。

【００３７】以上の実施例では、高周波発生手段を上下
２個ずつ、計４個用いた場合を示したが、高周波発生手
段の数は染色の種類、染色に時間などにより変更しても
良く、いわゆる設計上の問題である。また、個々の高周
波発生手段の出力を制御するようにしても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜７に記載の発
明によれば、被染物を染色するにあたって、容易に所定
の温度を維持することができ、かつ従来の染色時間に比
べ短時間で染色できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における高周波照射を用いた
染色装置の要部断面図

【図２】本発明の実施例２における高周波照射を用いた
染色装置の要部断面図

【図３】本発明の実施例３における高周波照射を用いた
染色装置の要部断面図

【図４】従来の染色装置の要部断面図

【符号の説明】

２ 加熱室 ６ 高周波発生手段 ８ 容器（保持手段） ９ 被染物 １０ 温度検知手段 １１ 保持枠（保持手段） １３ 第１の被染物保持部 １４ 第2の被染物保持部 １６ 仕切り板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B154 AB20 BA07 BB12 BB23 BB47 BC26 BC42 DA30 3K090 NA06 NA07 4H057 AA02 AA03 BA81 DA01 DA34 FA33 JA04 JB02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 染液を含んだ被染物を気中で高周波を照
   射し染色を行う高周波照射を用いた染色方法。
2. 【請求項２】 染液を含んだ被染物を収納する加熱室
   と、前記加熱室に高周波電力を供給する高周波発生手段
   と、前記被染物を保持する保持手段とを備え、前記被染
   物を気中に保持して高周波を照射する構成とした高周波
   照射を用いた染色装置。
3. 【請求項３】 保持手段は被染物を空間に保持する構成
   とした請求項２記載の高周波照射を用いた染色装置。
4. 【請求項４】 保持手段は被染物を張付け可能な板状体
   からなる構成とした請求項２記載の高周波照射を用いた
   染色装置。
5. 【請求項５】 保持手段は被染物を張付け可能で、かつ
   回転自在の円筒体からなる構成とした請求項２記載の高
   周波照射を用いた染色装置。
6. 【請求項６】 被染物を回転可能に保持する第１の被染
   物保持部と、高周波を照射する加熱室と、前記加熱室に
   高周波電力を供給する高周波発生手段と、被染物を回転
   可能に保持する第２の被染物保持部と、前記第２の被染
   物保持部を回転駆動する駆動手段とを備え、前記第２の
   被染物保持部にて、前記被染物を巻き取りながら前記加
   熱室にて前記被染物に高周波を照射する構成とした高周
   波照射を用いた染色装置。
7. 【請求項７】 高周波照射部と被染物保持部との間に被
   染物を通す開口部を有する仕切り板を設ける構成とした
   請求項６記載の高周波照射を用いた染色装置。