JP2002371480A - 染色方法及びそれによって染色された染色物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 天然物である動植物からの抽出物を用いて染
色でき、周辺環境へ廃水を排出することがなく、かつ容
易に濃色の染色物を得ることができる染色方法を提供す
ること。 【解決手段】 動植物からの抽出物を染料として用い、
超臨界流体中で染色する被染色物、特に繊維の染色方
法、特に前記抽出物が超臨界流体中で抽出されたもので
ある上記染色方法。このとき前記超臨界流体が共溶媒を
含むことが好適である。また、染色した後にさらに媒染
を行うこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動植物からの抽出
物を染料として用い、超臨界流体中で染色する被染色
物、特に繊維の染色方法に関する。また、その染色方法
によって染色された染色物に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、繊維製品の染色は、ほとんどの場
合合成染料を用いて行われている。合成染料は大量、か
つ安価に製造することが可能であり、望まれる色調を簡
便に染着することができるものである。

【０００３】しかしながら、近年の消費者は、必ずしも
化学合成された染料を用いた染色物を好むものではな
く、天然物を志向する傾向が認められるようになってき
ている。したがって染料においても、動植物等の天然物
から抽出された染料を使用したものを好む消費者が少な
くない。例えば、植物から抽出された抽出物で直接繊維
を染色する、いわゆる草木染めは、その自然な色調か
ら、多くの愛好者がいるものである。

【０００４】ところで、このような動植物から抽出され
て得られる染料の成分は、染色するために最適化された
化合物ではなく、多くの場合不純物等を含む多数の化合
物の集合であるために、効率的な染色が容易ではない。
通常の草木染めにおいては、一度の染色操作では薄い色
しか染着されず、何回も繰り返してようやく所望の色調
にまで染着できる場合も珍しくない。

【０００５】一方、このように何度も繰り返される染色
作業においては、大量の水を使用する必要がある。この
場合には染着しなかった染料を含む廃水が、すすぎ工程
で大量に排出されることになる。また、染料成分の抽出
に際しては熱水で抽出する場合においても長時間を要す
る場合が多い。また酸やアルカリ等の助剤を用いて抽出
したり、抽出後の染液に安定剤を添加したり、濃色化や
染色堅牢度の向上のために媒染処理を施したりすること
も多い。そうすると、これらの各種の薬剤も含めて、大
量の廃水を周辺環境に排出することになり、染料成分が
天然物であるといっても、環境保全上必ずしも好ましく
ない。

【０００６】特開平５−１３２８８０号公報には、超臨
界二酸化炭素中で繊維材料を分散染料で染色する方法が
記載されている。水の代わりに超臨界状態の二酸化炭素
を染色時の媒体として使用し、使用後の二酸化炭素を回
収再使用することで、廃水汚染の問題が起こらないとさ
れている。しかしながらここで使用されている染料は化
学合成された分散染料であり、それで再生又は合成疎水
性繊維に染色する方法が記載されているのみである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、動植物
から抽出された抽出物を用いて染色することが、現代の
天然志向の消費者のニーズでありながら、実際は大量の
廃水を排出しなければならないという現状があった。こ
れは環境に優しい製品を望むことの多い天然志向の消費
者ニーズと相反する点である。特に、化学合成されて濃
色に染着させることが容易な合成染料と比べると、濃色
に染色するために染色作業を繰り返す必要が多い天然染
料の場合には、いきおい廃水量が増加してしまうので廃
水量の問題は重要である。また、天然物である染料成分
に加えて、さらに染色助剤を使用することも多く、これ
を排出することも問題であった。

【０００８】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、天然物である動植物からの抽出物を用いて染色
でき、しかも周辺環境へ廃水を排出せず、かつ容易に濃
色の染色物を得ることのできる染色方法を提供するもの
である。またこの染色方法によって染色された染色物、
特に繊維からなる布帛を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、動植物から
の抽出物を染料として用い、超臨界流体中で被染色物を
染色する染色方法を提供することによって解決される。
動植物からの抽出物を染料として用いる場合には、従来
の水を溶媒として用いる染色方法では濃色化することが
困難であったが、超臨界流体中で染色することによって
短時間で濃色に染色することが可能である。

【００１０】このとき染料として使用される動植物から
の抽出物が超臨界流体中で抽出されたものであることが
好適である。超臨界流体中で抽出することで、水（熱
湯）で抽出する場合に比べて、短時間で抽出でき、水で
は抽出されにくい成分も容易に抽出することが可能だか
らである。しかも、抽出した後でそのまま染色に供する
こともできることから操作的にも有利である。

【００１１】動植物からの抽出物が超臨界流体中で抽出
されたものである場合の染色方法として好適なものの一
つに、染料抽出槽と染色槽を有する染色装置を用い、前
記染料抽出槽で動植物から染料を抽出し、前記染色槽で
被染色物を染色し、これら両槽の間で超臨界流体を循環
させる染色方法がある。この方法では、抽出と染色を同
時に行い、抽出された分だけ徐々に染色を行うことがで
きるために、均質な染色を行うことが可能である。

【００１２】また、染色槽に動植物及び被染色物を投入
し、前記染色槽中で動植物からの染料の抽出と、被染色
物の染色とを同時に行う染色方法も好適である。この方
法の場合には、超臨界流体で処理するための槽が一槽で
済むことから、色替え時の清掃が容易で、要する超臨界
流体量も少なく、装置の製造、維持コストも軽減される
点から好適である。

【００１３】染色に際しては、超臨界流体が共溶媒を含
むことが、親水性の染料成分を容易に染色できて好適で
ある。動植物から抽出される染料成分は親水性のもので
あることが多いことから、親水性の染料成分で染色しや
すいことは有用である。

【００１４】また、染色すると同時に、染料以外の機能
成分を被染色物に含有させることも好適である。動植物
からの抽出物の中には、染料成分のみならず、各種の機
能成分が含まれている場合も多いが、このような場合
に、染料成分と合わせて、これらの機能成分をも被染色
物に含有させることができ、染色された被染色物の付加
価値を向上させることができる。

【００１５】染色した後にさらに媒染を行うことも好ま
しい。動植物から抽出された染料成分は、染色堅牢度が
不十分な場合も多く、このような場合には媒染によって
それを改善できるからである。また、媒染によって色調
を変化させることもできるからである。超臨界流体中で
媒染を行い得ることについては本発明者が初めて見出し
たものであり、動植物から抽出された染料成分で染色す
る際に特に有効であるが、他の染料に対しても有用な場
合があるものである。

【００１６】さらに、本発明の課題は、上記染色方法に
よって染色された染色物を提供することによっても達成
される。このような染色物、特に布帛は、各種衣料品な
どとして、天然志向、あるいは環境保護志向の消費者に
広く受け入れられるものとなり得るものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明において、超臨界流体を形
成する化合物は特に制限されるものではないが、安全
性、染色条件等の点から二酸化炭素が好適である。二酸
化炭素の場合には、臨界点は温度３１．３℃、圧力７．
４ＭＰａであり、これを超える超臨界流体とすることが
比較的容易である。

【００１８】動植物から抽出された染料成分を水を溶媒
として用いて染色する場合、染色のために最適化された
合成染料を用いるわけではないので、短時間で濃色に染
色することが困難な場合が多い。例えば１０回程度も染
色を繰り返してようやく求める色調に達する、というよ
うな場合も少なくない。このような場合には、それに要
する作業時間も多くなるし、廃水量も多量となる。それ
に対し、超臨界流体を用いた場合には、一度の操作で比
較的濃色の染色が可能な場合が多い。

【００１９】また、動植物から染料成分を抽出する場合
に、水で抽出する場合には、例えば熱湯中で、酸やアル
カリ等の助剤を用いて何時間もかけて抽出するような場
合が多いが、超臨界流体中で抽出することで、上記助剤
等を使用しなくても短時間で効率よく抽出することが可
能である。また、水では抽出されにくい成分も容易に抽
出することが可能である。しかも、抽出した後でそのま
ま染色に供することもできることから操作的にも有利で
ある。

【００２０】しかも、染色操作後に未使用の染料成分を
含む超臨界二酸化炭素は、放圧することで容易に気化さ
せることができるので、二酸化炭素のみを回収再使用す
ることが容易であり、周辺環境に廃水を排出することが
ない。動植物の抽出物は天然物であるから、合成染料に
比べて環境に対する悪影響は小さいものであるが、それ
をも排出しない点で、本発明の超臨界流体を使用する染
色方法は極めて環境に優しい染色方法であるといえる。

【００２１】また、染色あるいは抽出に際しては、超臨
界流体が共溶媒を含むと、親水性の染料成分を容易に抽
出、染色できて好適である。動植物から抽出される染料
成分は親水性のものであることが多いことから、親水性
の染料成分を抽出、染色しやすいことは有用である。こ
うすることで、親水性の被染色物に対しても良好に染色
することが可能である。また、原料の動植物から染料成
分を抽出することも容易になる。

【００２２】ここで、超臨界流体として二酸化炭素を使
用する際の共溶媒としては水又は極性有機溶媒が好まし
い。極性有機溶媒としては、アルコール、ケトン、環状
エーテル、アミド及びスルホキシドが挙げられる。アル
コールとしてはメタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタ
ノール、オクタノール、ウンデカノール、グリコール
（エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレ
ングリコール）、グリコール誘導体、エチルグリコール
類、ブチルグリコール類、グリセリン、ペンタエリスリ
トールなどの脂肪族アルコールが例示され、ケトンとし
てはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、ジブチルケトンが
例示される。そしてアミドとしてはジメチルホルムアミ
ド（ＤＭＦ）、スルホキシドとしてはジメチルスルホキ
シド（ＤＭＳＯ）、環状エーテルとしてはテトラヒドロ
フランがそれぞれ好適なものとして例示される。

【００２３】なかでも回収再使用を考慮すれば、比較的
低沸点、例えば沸点が１００℃以下であることが好適で
あり、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イ
ソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、ＴＨ
Ｆなどが挙げられる。さらに作業者の安全性まで考慮し
た場合にはメタノール、エタノール、ｎ−プロパノー
ル、イソプロパノール、アセトンが好適であり、エタノ
ールが最適である。これらの共溶媒は１種のみならず、
２種以上を同時に使用しても良く、特に水は単独で使用
した場合には超臨界二酸化炭素に均質に溶解しない場合
があるために他の有機溶媒と併せて使用することが好ま
しい。

【００２４】超臨界流体中に添加する共溶媒の量は０．
０１〜１０％であることが好適である。０．０１％より
も少ない場合には共溶媒添加の効果がほとんど認められ
ず、親水性の染料成分の抽出操作、染色操作が効率的に
行えない場合がある。より好適には０．１％以上であ
り、さらに好適には０．５％以上である。一方、共溶媒
の量が１０％を超える場合には染色性が低下するばかり
でなく、染色後の繊維等に溶媒が残存し、溶媒除去のた
めの後処理が別途必要になり好ましくない。より好適に
は５％以下である。ここでいう「％」とは超臨界流体で
満たされる容器中へ投入する共溶媒の常圧下での体積
の、前記容器容積に対する割合に、１００を掛けたもの
であり、［（添加した共溶媒の体積）／（超臨界流体の
体積）］×１００で示されるものである。

【００２５】本発明で使用する動植物は、被染色物、特
に繊維を染色することの可能な成分を含有するものであ
れば特に限定されない。一般的には植物が、いわゆる草
木染めとして好んで使用される。動植物は、そのままで
も抽出操作に供することが可能であるが、保存性や品質
の均質性を担保することが容易であることから、乾燥し
たものが好適に用いられる。

【００２６】抽出に供される動植物、特に植物として
は、クチナシ実、インド茜、西洋茜、紅花、キハダ、ス
オウ、ログウッド、唐辛子、紫根、五倍子、藍、ウコ
ン、エンジュ、カリヤス、カテキュー、クルミ、ケブラ
チョ、コチニール、ザクロ、タンガラ、チョウジ、ビン
ロウジ、ミロバラン、矢車、ヤマモモ、ヨモギが例示さ
れる。これらの動植物、特に乾燥植物を用いて、超臨界
流体中で抽出し、そのまま超臨界流体中で染色しても良
いし、これらの動植物から抽出した染料成分であって未
精製のもの、いわゆる草木染め用染料を用いて染色して
も良い。

【００２７】動植物から抽出された染料としては、以下
のようなものが挙げられる。これらのものは抽出物とし
て市販されており入手可能なものである。そのような例
として、藍、エンジュ、シブキ、ヤマモモ、コガネバ
ナ、ザクロ、ミロバラン、五倍子、クルミ、カテキュ
ー、タンガラ、紫檀、インド茜、スオウ、ラックダイ、
ログウッド、赤キャベツ、クチナシブルー、紫イモがあ
る。

【００２８】また、染色可能な染料成分であるととも
に、食用にも用いられている食用色素も、言わば動植物
から抽出された天然染料の一種であるということができ
る。このように食用にもなるものは、特に安全性が要求
される用途では有用である。このような食用色素であっ
て、本発明に使用できるものの例としては、ウコン、シ
ソ、赤大根、赤キャベツ、ブドウ果皮、茜、クチナシ
黄、クチナシ赤、クチナシ青、コウリャン、ビート、紅
花黄、紅花赤、カカオ、植物炭末色素、タマリンド、エ
ルダーベリー、ムラサキイモ、紅麹、紅麹黄、唐辛子、
柿、ベニノキ、ラックカイガラムシ、クロロフィル、ス
ピルリナが挙げられる。

【００２９】染色すると同時に、染料以外の機能成分を
被染色物、特に繊維に含有させることも好適である。含
有させる機能成分としては、保温性、薬効性、芳香性、
抗菌性、消臭性、防虫性、防ダニ性等の各種の機能を発
揮するものが例示される。動植物からの抽出物の中に
は、染料成分のみならず各種の機能成分、例えば薬効成
分や抗菌成分などが含まれている場合も多いが、このよ
うな場合には、染料成分と併せてこれらの成分をも繊維
等に含有させて繊維等に機能性を付与することができ、
染色された繊維等の付加価値を向上させることができ
る。例えば、漢方薬やハーブに用いられている動植物は
各種の薬効成分を含んでいるが、同時に染料成分を含ん
でいることも多く、染色と同時に繊維等の中にこれら薬
効成分を含有させることができる。具体的な例として
は、唐辛子にはオレンジ色に染める染料成分が含まれて
いると同時にカプサイシンが含まれており、これを含有
させた繊維は温感効果や抗菌効果を有することになる。

【００３０】薬効成分を有し、しかも染色可能な植物の
例としては、藍、アカネ、シソ、エンジュ、ウコン、ク
チナシ、唐辛子、紅花、紫根、ヨモギ、ドクダミなどが
例示される。

【００３１】本発明の染色方法によって染色される被染
色物は特に限定されるものではないが繊維が最も有用で
ある。綿、レーヨン、ナイロン（６、６６）、ポリエス
テル、アクリル、ポリプロピレン、絹、羊毛、アセテー
ト（トリアセテート）、ポリエチレン、アラミド（メタ
系及びパラ系）、ポリウレタン、ビニロン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデンなどを例示することができ
る。なかでもアミド基あるいはウレタン基を有する繊維
が、本発明の染色方法において染着性が良好な場合が多
く、好ましい。具体的にはナイロン、羊毛、絹、ポリウ
レタンが好適な繊維として挙げられる。繊維以外にはフ
ィルムやプラスチック成形品などの染色が可能である。

【００３２】染色条件は、染色槽内が超臨界状態であれ
ばよい。超臨界二酸化炭素中で染色する場合の好適な圧
力は７〜３５ＭＰａである。７ＭＰａ未満では染料成分
の抽出や染着がされにくくなる場合が多く、より好適に
は１０ＭＰａ以上である。一方３５ＭＰａを超えると装
置が大掛かりになって、染色に要するエネルギーも多く
なってしまい、より好適には３０ＭＰａ、さらに好適に
は２５ＭＰａ以下である。また、超臨界二酸化炭素中で
染色する場合の好適な温度は４０〜２５０℃である。４
０℃未満の場合には染料成分の抽出がスムーズでなく、
染色時間も長くなる場合がある。より好適には８０℃以
上である。一方２５０℃を超えると被染色物や染料が劣
化する場合があり、特に熱に弱い天然物からなる染料成
分を用いて染色する場合に劣化の問題が大きい。また、
染色に要するエネルギーも大きくなる。より好適には２
００℃以下である。

【００３３】染色に要する時間は、使用する染料成分、
染色される被染色物及び所望する色調などにより適宜調
整されるが、通常１０〜９０分である。水を溶媒にした
染色において濃色に染めることが困難な天然染料を用い
た場合であっても９０分以内という短い時間で所望の色
調にすることができる点で、本発明の意義がある。より
好適には６０分以内である。一方、１０分未満の時間で
は、所望の色調が得られない場合が多いし、染色ムラも
発生しやすくなる。より好適には２０分以上である。

【００３４】染色に際しては、動植物からの抽出物を染
料として用いるが、この抽出物が超臨界流体中で抽出さ
れたものであることが好ましい。動植物からの抽出物が
超臨界流体中で抽出されたものである場合の染色方法と
して好適なものの一つに、染料抽出槽と染色槽を有する
染色装置を用い、前記染料抽出槽で動植物から染料を抽
出し、前記染色槽で被染色物を染色し、これら両槽の間
で超臨界流体を循環させる染色方法がある。

【００３５】この方法では、染料抽出槽に動植物を投入
し、その中で染料成分が超臨界流体によって抽出され
る。固形分が散逸しないようにするためには、例えばガ
ーゼ等に包む、あるいは金網に入れることなどが好まし
い。また、染料抽出槽から染色槽に流れる配管にフィル
ターを設けて、動植物由来の不溶成分が染色槽に入らな
いようにすることも好ましい。抽出された染料成分は染
色槽の中で被染色物の染色に利用され、染色後の超臨界
流体はポンプ等を用いて、再び染料抽出槽に送られるこ
とになる。この方法によれば、抽出と染色を並行して行
い、抽出された分だけ徐々に染色を行うことができるた
めに、均質な染色を行うことが可能である。また、循環
して染料抽出槽に導入される超臨界流体は含有する染料
濃度が低くなっているために効率的な抽出が可能であ
る。

【００３６】また、染色槽に動植物及び被染色物を投入
し、前記染色槽中で動植物からの染料の抽出と、被染色
物の染色とを同時に行う染色方法も好適である。この場
合は、同一染色槽内に染料成分を抽出するための動植物
と染色に供する被染色物とを同時に投入し、超臨界流体
中で同時に抽出操作と染色操作を行うことになる。この
とき、動植物と被染色物とが直接接触すると繊維の汚染
や染色ムラが発生しやすいことから、両者が直接接触し
ないように配置することが好ましい。具体的には、例え
ば動植物を網、かごあるいはガーゼ等に包んで、直接被
染色物に触れないようにすることが好ましい。この方法
の場合には、超臨界流体で処理するための槽が一槽で済
むことから、色替え時の清掃が容易で、要する超臨界流
体量も少なくて済む点から好適である。また、槽や配管
の数が少なくて良いので装置の簡略化も可能である。

【００３７】染色に際して共溶媒を使用する場合には、
超臨界状態になっている染色槽あるいは染料抽出槽中に
後から共溶媒を供給しても良いし、予め動植物や被染色
物を投入する際に共溶媒も一緒に投入しておいて、後か
ら二酸化炭素を供給して超臨界状態にしても良い。

【００３８】本発明の染色方法によって染色された染色
物に対し、染色した後にさらに媒染を行うことも好まし
い。動植物から抽出された染料成分は、染色堅牢度が不
十分な場合も多く、このような場合には媒染によってそ
れを改善できるからである。また、媒染することによっ
て所望の色調に変化させることもできるからである。

【００３９】使用する媒染剤は特に限定されるものでは
ないが、金属塩を用いることが好適である。金属塩とし
てはアルミニウム塩、チタン塩、クロム塩、マンガン
塩、鉄塩、銅塩、スズ塩などが例示される。またその他
に、石灰、明礬、灰汁などを使用することもできる。こ
のとき、媒染剤と共に酢酸等の有機酸を助剤として併用
することもできる。媒染剤は本発明の染色方法によって
得られた染色物を染色槽から取り出して、媒染剤の水溶
液に浸漬して行うことも可能であるが、染色槽に直接媒
染剤の溶液を導入して、超臨界流体中で媒染処理をする
ことが好ましい。こうすることによって、装置や操作を
簡略化できるのみならず、金属イオンを含有する事が多
い媒染剤の廃液を周辺環境に排出することを防ぐことも
可能である。

【００４０】超臨界流体中に投入する際の媒染剤溶液の
溶媒は特に限定されないが、媒染剤の溶解性を考慮する
と水溶液または極性有機溶媒の溶液であることが好まし
く、特に水溶液あるいは水と極性有機溶媒の混合溶媒か
らなる溶液であることが好ましい。媒染剤溶液の投入量
は、染色時に投入する共溶媒の量と同程度であることが
好ましい。

【００４１】また、本発明の染色方法で得られた染色物
に対して後から媒染処理を施すだけでなく、繊維等に対
して先に媒染処理をしてから、後に本発明の染色方法で
染色することも可能である。

【００４２】本発明の染色方法では染色後に放圧するこ
とによって、二酸化炭素を気化させて容易に染料成分と
分離することが可能である。これによって廃水を排出す
ることがなく環境に優しい染色方法を提供できる。また
染料の抽出操作や媒染操作を超臨界二酸化炭素中で行う
場合も、同様に二酸化炭素を気化させるだけでよいので
廃水を排出することがない。気化させた二酸化炭素は回
収、再使用が可能である。

【００４３】染色に際して共溶媒を使用する場合には、
染色後に二酸化炭素を気化させて容易に染料成分及び共
溶媒から分離することできる。残った染料成分と共溶媒
の混合物からは、共溶媒成分を蒸留によって分離するこ
とができるので、共溶媒成分も二酸化炭素同様に回収、
再使用が可能である。結局のところ、最終的な残渣は染
料成分など、動植物から抽出された成分のみである。

【００４４】本発明の染色方法によって得られた染色物
は、天然物である染料成分によって染色されているの
で、自然派志向の消費者の要求に応えるものである。特
に本発明の染色方法によって得られた繊維からなる布帛
は人体に対する安全性も高いので、身体に直接接触する
衣料品、例えば下着などの用途に最適である。また化学
物質に対して過敏な人の衣料、あるいは乳幼児用の衣料
としても有用なものである。しかも染色過程において廃
水を排出せず、環境に対しても優しい繊維製品を提供す
ることができる。また、繊維製品以外にも例えば乳幼児
用玩具等のプラスチック成形品や食品包装用フィルム等
のフィルムを本発明の染色方法で染めることも安全性の
面から有用である。

【００４５】

【実施例】実施例１ ６Ｌの染料抽出槽に抽出用原料素材として乾燥紫根
（（株）田中直染料店製）６５ｇをガーゼに包んで投入
し、３０Ｌの染色槽に染布としてポリプロピレン布帛６
５ｇを入れ、両槽を１００℃に保ちながら、二酸化炭素
をポンプにて加圧しながら供給し、両槽中の圧力を１９
ＭＰａにした。その後、共溶媒としてエタノールを、染
料抽出槽、染色槽及びそれらを接続する配管の内容積の
合計容積に対して常圧下で１体積％の量を圧力ポンプで
加圧して添加し、内温を１１０℃に上昇させた。槽内の
圧力は２０ＭＰａとなった。続いて、両槽の間を接続す
る配管に設置された循環ポンプを運転して両槽間で超臨
界流体を循環させ、３０分間抽出及び染色を行なった。
染色終了後、放圧してから染布を取出し、得られた染色
布の着色度をＫ／Ｓ値（Ｋｕｂｅｌｋａ−Ｍｕｎｋ係
数）にて評価した。着色度は色度計ＡＵＣＯＬＯＲ Ｎ
Ｆ（クラボウ（株）製）により測定した。結果を表１に
示す。

【００４６】実施例２ 染色と同時に機能成分を含有させた例である。１００ｍ
Ｌの染料抽出槽に抽出用原料素材として市販の乾燥唐辛
子１０ｇをガーゼに包んで投入し、５００ｍＬの染色槽
に染布としてポリエステル布帛１０ｇを入れ、両槽を１
００℃に保ちながら、二酸化炭素をポンプにて加圧しな
がら供給し、両槽中の圧力を２１ＭＰａにした。その
後、共溶媒としてエタノールを、染料抽出槽、染色槽及
びそれらを接続する配管の内容積の合計容積に対して、
常圧下で３体積％の量を圧力ポンプで加圧して添加し、
内温を１４０℃に上昇させた。槽内の圧力は２５ＭＰａ
となった。続いて、両槽の間を接続する配管に設置され
た循環ポンプを運転して両槽間で超臨界流体を循環さ
せ、６０分間抽出及び染色を行なった。染色終了後、放
圧してから染布を取出し、得られた染布の着色度を実施
例１と同様に評価した。結果を表１に示す。

【００４７】また、得られた染布を人間の腕の皮膚の上
に載せて、その上から赤外線ランプを５分間照射した。
照射終了の５分後にサーモグラフィーで皮膚の表面温度
を測定したところ、３４℃であった。一方、比較として
分散染料によって同様の色調に染色したポリエステル染
布を載せて同様に評価したところ、皮膚の表面温度は３
２℃であった。両者を比較した結果から明らかなよう
に、本実施例で得られた染布は温感効果を有していた。

【００４８】また、得られた染布を用い、ＪＩＳ Ｌ１
９０２「繊維製品の抗菌性試験方法」にしたがって抗菌
性能を評価した。「８．定量試験」の方法にしたがっ
て、黄色ブドウ球菌を用いて試験を行い、下記の式で与
えられる静菌活性値（Ｓ）を得た。 Ｓ＝Ｍｂ−Ｍｃ ここで、Ｍｂ：無加工試料の１８時間培養後の生菌数の
常用対数値 Ｍｃ：加工試料の１８時間培養後の生菌数の常用対数値 であり、加工試料は本実施例で得られた染布であり、無
加工試料は、上記温感効果試験で用いた分散染料で染色
した染布を用いた。その結果、Ｓは４．８であり、一般
に抗菌効果を有するとされる２．２を上回り、本実施例
の染布が抗菌効果を有することが確認された。

【００４９】実施例３ 実施例１より小さいスケールの染色装置を用いた例であ
る。１００ｍＬの染料抽出槽に抽出用原料素材として乾
燥スオウ（（株）田中直染料店製）１０ｇをガーゼに包
んで投入し、５００ｍＬの染色槽に染布としてナイロン
布帛１０ｇを入れ、両槽を１００℃に保ちながら、二酸
化炭素をポンプにて加圧しながら供給し、両槽中の圧力
を１６ＭＰａにした。その後、共溶媒としてアセトン
を、染料抽出槽、染色槽及びそれらを接続する配管の内
容積の合計容積に対して、常圧下で３体積％の量を圧力
ポンプで加圧して添加し、内温を１２０℃に上昇させ
た。槽内の圧力は１８ＭＰａとなった。続いて、両槽の
間を接続する配管に設置された循環ポンプを運転して両
槽間で超臨界流体を循環させ、２０分間抽出及び染色を
行った。染色終了後、放圧してから染布を取出し、得ら
れた染色布の着色度を実施例１と同様に評価した。結果
を表１に示す。

【００５０】実施例４〜９ 実施例１と同様の装置及び方法で、抽出用原料素材、染
布、共溶媒の種類と量、染浴槽の温度、圧力、染色時間
を変えて超臨界二酸化炭素と共溶媒の混合流体中で抽出
及び染色を行なった。結果を表１にまとめて示す。

【００５１】実施例１０ 共溶媒を使用せず、二酸化炭素のみを使用して染色した
例である。１００ｍＬの染料抽出槽に抽出用原料素材と
して乾燥スオウ（（株）田中直染料店製）１０ｇをガー
ゼに包んで投入し、５００ｍＬの染色槽に染布としてナ
イロン布帛１０ｇを入れ、両槽を１００℃に保ちなが
ら、二酸化炭素をポンプにて加圧しながら供給し、両槽
中の圧力を１６ＭＰａにした。その後、内温を１２０℃
に上昇させた。槽内の圧力は１８ＭＰａとなった。続い
て、両槽の間を接続する配管に設置された循環ポンプを
運転して両槽間で超臨界流体を循環させ、４０分間抽出
及び染色を行なった。染色終了後、放圧してから染布を
取出し、得られた染色布の着色度を実施例１と同様に評
価した。結果を表１に示す。

【００５２】実施例１１ 実施例１０と同様の装置及び方法で、抽出用原料素材、
染布、染色槽の温度、圧力、染色時間を変えて超臨界二
酸化炭素中で抽出及び染色を行なった。結果を表１に示
す。

【００５３】

【表１】

【００５４】実施例１２ 草木から抽出しながら染色するのではなく、既に抽出さ
れて市販されている色素を用いて染色した例である。６
Ｌの染料抽出槽（本実施例では、抽出ではなく、単に色
素を溶解させるための槽として使用）に食用色素として
ウコン色素（テクノカラーエローＵＫ、三菱化学フーズ
（株）製）３．２５ｇ（５％ｏｗｆ）を投入し、３０Ｌ
の染色槽に染布としてナイロン布帛６５ｇを入れ、両槽
を１００℃に保ちながら、二酸化炭素をポンプにて加圧
しながら供給し、両槽中の圧力を１８ＭＰａにした。そ
の後、共溶媒としてエタノールを、染料抽出槽、染色槽
及びそれらを接続する配管の内容積の合計容積に対し
て、常圧下で１体積％の量を圧力ポンプで加圧して添加
し、内温を１２０℃に上昇させた。槽内の圧力は２０Ｍ
Ｐａとなった。続いて、両槽の間を接続する配管に設置
された循環ポンプを運転して両槽間で超臨界流体を循環
させ、２０分間抽出及び染色を行なった。染色終了後、
放圧してから染布を取出し、得られた染色布の着色度を
実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

【００５５】実施例１３ 実施例１２より小さいスケールの染色装置を用いた例で
ある。１００ｍＬの染料抽出槽（本実施例では、抽出で
はなく、単に色素を溶解させるための槽として使用）に
食用色素として茜色素（茜レッドＲＭ、キリヤ化学
（株）製）０．３ｇ（３％ｏｗｆ）を投入し、５００ｍ
Ｌの染色槽に染布としてポリエステル布帛１０ｇを入
れ、両槽を１００℃に保ちながら、二酸化炭素をポンプ
にて加圧しながら供給し、両槽中の圧力を２１ＭＰａに
した。その後、共溶媒としてメタノールを、染料抽出
槽、染色槽及びそれらを接続する配管の内容積の合計容
積に対して、常圧下で１体積％の量を圧力ポンプで加圧
して添加し、内温を１４０℃に上昇させた。槽内の圧力
は２５ＭＰａとなった。続いて、両槽の間を接続する配
管に設置された循環ポンプを運転して両槽間で超臨界流
体を循環させ、３０分間染色を行なった。染色終了後、
放圧してから染布を取出し、得られた染色布の着色度を
実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

【００５６】実施例１４〜２２ 実施例１２と同様の装置及び方法で、食用色素、染布、
共溶媒の種類と量、染浴槽の温度、圧力、染色時間を変
えて超臨界二酸化炭素と共溶媒の混合流体中で染色を行
なった。結果を表２にまとめて示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】実施例２３ １００ｍＬの染料抽出槽に抽出用原料素材として乾燥紫
根（（株）田中直染料店製）１０ｇをガーゼに包んで投
入し、５００ｍＬの染色槽に染布としてナイロン布帛１
０ｇを入れ、両槽を１００℃に保ちながら、二酸化炭素
をポンプにて加圧しながら供給し、両槽中の圧力を１６
ＭＰａにした。その後、共溶媒としてエタノールを、染
料抽出槽、染色槽及びそれらを接続する配管の内容積の
合計容積に対して、常圧下で１体積％の量を圧力ポンプ
で加圧して添加し、内温を１２０℃に上昇させた。槽内
の圧力は１８ＭＰａとなった。続いて、両槽の間を接続
する配管に設置された循環ポンプを運転して両槽間で超
臨界流体を循環させ、６０分間抽出及び染色を行なっ
た。放圧してから染布を取出し、得られた染色布の着色
度を実施例１と同様に評価した。結果を表３に示す。こ
のときの染布の色は濃紫であった。

【００５９】実施例２４ 媒染を行った例である。染色操作までは実施例２３と全
く同様に行った。１２０℃、６０分間の染色の後、温度
をゆっくりと８０℃に下げてから、共溶媒を投入したの
と同じラインから、ポンプで加圧して鉄媒染液（（株）
田中直染料店製）０．５ｇをエタノールと水の混合溶媒
［エタノール：水＝５：１（体積比）］に溶解させた溶
液６ｍＬを添加し、１４ＭＰａの圧力下で３０分間媒染
した。放圧してから染布を取出し、得られた染色布の着
色度を実施例１と同様に評価した。結果を表３に示す。
実施例２３で得られた染布より濃色になり、しかも色が
灰黒色に変化し、媒染の効果が認められた。

【００６０】実施例２５ 一つの染色槽内で、抽出と染色を同時に行った例であ
る。３０Ｌの染色槽内の内籠に染布としてナイロン布帛
６５ｇを入れ、抽出用原料素材として乾燥インド茜６５
ｇをガーゼに包んでその内籠に取り付けた。本実施例に
おいては、染料抽出槽と染色槽との間のバルブは閉鎖し
てあり、染料抽出槽は使用していない。染色槽を１１０
℃に保ちながら、二酸化炭素をポンプにて加圧しながら
供給し、染色槽中の圧力を１８ＭＰａにした。その後、
共溶媒としてエタノールを、染色槽の容積に対して常圧
下で３体積％の量を圧力ポンプで加圧して添加し、内温
を１２０℃に上昇させた。槽内の圧力は１９ＭＰａとな
った。続いて、内籠を回転させて６０分間染色槽内で抽
出及び染色を行なった。染色終了後、放圧してから染布
を取出し、得られた染色布の着色度を実施例１と同様に
評価した。結果を表３に示す。

【００６１】比較例１ 抽出及び染色の操作を水を媒体として用いて行った比較
例である。抽出用原料素材の乾燥インド茜（（株）田中
直染料店製）６０ｇに６Ｌの水を加え、１００分間煮沸
した。途中、蒸発して失われた水は追加補充した。得ら
れた抽出液をポリエステル濾過布で濾過し、常温になる
まで放置した。こうして得られた染液に綿布帛６０ｇを
浸し、８０℃で３０分間染色した。染色終了後、染液よ
り引き上げて水洗を行った。粉石けんを溶解した０．５
％の石けん液中で５０℃、１０分間ソーピングを行い、
水洗し、乾燥させた。得られた染色布の着色度を実施例
１と同様に評価した。結果を表３に示す。得られたＫ／
Ｓ値は３２であり、同じ原料素材を用いて同じ繊維を染
色した実施例５と比べて着色度はかなり低いものであっ
た。

【００６２】

【表３】

【００６３】

【発明の効果】上述のように、本発明の染色方法によれ
ば天然物である動植物からの抽出物を用いて染色でき、
かつ容易に濃色の染色物を得ることができる。しかも染
色時に大量の水を用いることがないので、周辺環境へ廃
水を排出することがなく、環境に対しても優しい染色方
法である。得られる染色物、特に繊維製品は人体に対す
る安全性も高く、自然派志向の消費者の要求に応えるも
のである。染色と同時に各種の機能成分を含有させて製
品の機能化をはかることも可能である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動植物からの抽出物を染料として用い、
   超臨界流体中で被染色物を染色する染色方法。
2. 【請求項２】 前記抽出物が超臨界流体中で抽出された
   ものである請求項１記載の染色方法。
3. 【請求項３】 染料抽出槽と染色槽を有する染色装置を
   用い、前記染料抽出槽で動植物から染料を抽出し、前記
   染色槽で被染色物を染色し、これら両槽の間で超臨界流
   体を循環させる染色方法。
4. 【請求項４】 染色槽に動植物及び被染色物を投入し、
   前記染色槽中で動植物からの染料の抽出と、被染色物の
   染色とを同時に行う染色方法。
5. 【請求項５】 前記超臨界流体が共溶媒を含む請求項１
   〜４のいずれか記載の染色方法。
6. 【請求項６】 染色すると同時に、染料以外の機能成分
   を被染色物に含有させる請求項１〜５のいずれか記載の
   染色方法。
7. 【請求項７】 染色した後にさらに媒染を行う請求項１
   〜６のいずれか記載の染色方法。
8. 【請求項８】 超臨界流体中で媒染を行うことを特徴と
   する被染色物の染色方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか記載の染色方法
   によって染色された染色物。