JP2007308848A - 水中超音波を用いた布の精練方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精練に要する時間を大幅に短縮し、精練に用いる水の量を最小限とし、水の処理費用を抑えた、布の精練法及び精練装置の提供。
【解決手段】平面形状を保ちつつ水中を移動する布の片面に超音波振動を照射して該照射面の油分を取り除く水中超音波精練工程を有する、布の超音波精練方法により、上記課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水中超音波を用いて布を精練する方法及び装置に関する。特に、本発明は、布帛を染色する前工程として行う、水中超音波を用いて布を精練する方法及び装置に関する。

従来より、布帛を染色する前工程として、該布帛の汚れ、特に油汚れを除去する精練工程を設け、その後に布帛を染色する工程における、染め斑、油じみなどのトラブル発生を回避又は予防する手法が採られていた。
例えば、特許文献１は、ポリアミド／ポリウレタン混用布帛の精練法として、軟水及び金属イオン封鎖剤を用いることを開示している。また、特許文献１は、該特許文献より以前の方法として、界面活性剤を用いる精練法、苛性ソーダなどのアルカリを用いる精練法などを開示している。
特開２００２−６９８３４

しかしながら、これら従来の精練法は、大量の水を使用すること、及び該布帛をある時間、水に浸漬することを要していた。特に、十分な精練効果を発揮するためには、長時間、水中、例えば温水中に布帛を浸漬しなければならず、時間的非効率であった。
また、これらの方法で使用する水は、界面活性剤、アルカリ、金属イオン封鎖剤などを用いるため、排水において、日本国内での水処理基準を満たすために、用いた水を大量に処理する必要があった。また、排水には、布帛に含まれていた油分も含まれるため、これも処理する必要があった。これらの処理は、最終製品のコスト高をもたらすこととなり、最終製品の競争力に大きな影響を及ぼすこととなっていた。

そこで、本発明の目的は、精練に要する時間を大幅に短縮した精練法及び精練装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記目的とは別に、又は上記目的と相俟って、精練法で用いる水の量を最小限とし、水の処理費用を抑えた精練法及び精練装置を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、上記目的とは別に、又は上記目的と相俟って、精練法により得られた精練済み布を染色した場合に、白抜け等のトラブルが生じない、精練法及び精練装置を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、超音波振動を布帛に照射する精練法を見出した。具体的には、本発明者らは、次の発明を見出した。

＜１＞ 水中の布に超音波振動を照射して該照射面の油分を取り除く水中超音波精練工程を有する、布の超音波精練方法。
＜２＞ 上記＜１＞において、水中超音波精練工程を、２８〜４５ｋＨｚの低周波の超音波振動で行うのがよい。これにより、低周波超音波振動が照射される布の表面の汚れが取り除かれるのがよい。

＜３＞ 上記＜１＞又は＜２＞において、水中超音波精練工程を、１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波の超音波振動で行うのがよい。これにより、高周波超音波振動が照射される布の繊維内分の油分が除去されるのがよい。なお、水中超音波精練工程として、上記＜２＞の低周波超音波振動と、＜３＞の高周波超音波振動との双方を、布に施してもよい。
＜４＞ 上記＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、超音波振動を、布が形成する略平面に対して略垂直方向に当てるのがよい。

＜５＞ 布を超音波精練する装置であって、該装置は、
布を水に浸漬する槽であって水を備える槽；及び
槽中で布に超音波振動を照射させる超音波照射手段を有し、
超音波が照射された布の面は、その油分が取り除かれる、上記装置。
なお、装置は、槽中において布を水中で移動させる移動手段；をさらに有するのがよい。また、装置は、超音波照射手段が布に超音波を照射する際、超音波が布に均一に照射されるように布を略平面状に保持する保持手段をさらに有するのがよい。なお、移動手段が保持手段を兼ねてもよい。

＜６＞ 上記＜５＞において、超音波照射手段は、２８〜４５ｋＨｚの低周波の超音波振動を照射する第１の超音波照射手段であるのがよい。これにより、低周波超音波振動が照射される布の表面の汚れが取り除かれるのがよい。
＜７＞ 上記＜５＞又は＜６＞において、超音波照射手段は、１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波の超音波振動を照射する第２の超音波照射手段であるのがよい。これにより、高周波超音波振動が照射される布の繊維内分の油分が除去されるのがよい。なお、超音波照射手段は、上記＜４＞の第１の超音波照射手段（低周波照射手段）と、＜６＞の第２の超音波照射手段（高周波照射手段）との双方を、有してもよい。

＜８＞ 上記＜５＞〜＜７＞のいずれかにおいて、低周波の超音波振動による第１の超音波照射手段を、高周波の超音波振動による第２の超音波照射手段よりも上流に配置し、まず低周波の超音波振動を布に施し、その後に高周波の超音波振動を布に施すのがよい。なお、「低周波」、「高周波」の波長は、上述の通りである。
＜９＞ 上記＜５＞〜＜７＞のいずれかにおいて、高周波の超音波振動による第２の超音波照射手段を、低周波の超音波振動による第１の超音波照射手段よりも上流に配置し、まず高周波の超音波振動を布に施し、その後に低周波の超音波振動を布に施すのがよい。

＜１０＞ 上記＜５＞〜＜９＞のいずれかにおいて、第１の超音波照射手段が布の一方の面を照射するように配置され、第２の超音波照射手段が布の他方の面を照射するように配置されるのがよい。
＜１１＞ 上記＜５＞〜＜１０＞のいずれかにおいて、布が形成する略平面に対して超音波振動を略垂直方向に当てるように、超音波照射手段が配置されるのがよい。

本発明により、精練に要する時間を大幅に短縮した精練法及び精練装置を提供することができる。
また、本発明により、上記効果とは別に、又は上記効果と相俟って、精練法で用いる水の量を最小限とし、水の処理費用を抑えた精練法及び精練装置を提供することができる。
さらに、本発明により、上記効果とは別に、又は上記効果と相俟って、精練法により得られた精練済み布を染色した場合に、白抜け等のトラブルが生じない、精練法及び精練装置を提供することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本願は、水中超音波を用いて布を精練する方法及び装置を提供する。
まず、水中超音波を用いて布を精練する方法について説明する。

本発明の方法は、水中の布に超音波振動を照射して該照射面の油分を取り除く水中超音波精練工程を有する。
水中超音波精練工程は、布が水中にある状態で行われる。処理すべき布は一般に、長尺方向に所定の長さを有するため、水中超音波精練工程は、布を水中で移動する状態で行うのがよい。また、超音波照射による精練を有効に行うため、超音波が照射される布の面を略平面状に保持して、水中超音波精練工程を行うのがよい。なお、布を水中で移動させる手段、布の照射される面を略平面状に保つ手段は、従来より布の精練法で用いられている手法を用いることができる。

水中超音波精練工程に用いる超音波は、布の種類、汚れの種類、汚れの度合いなどによって、その波長、出力が依存するが、布からの汚れ除去効果を奏するのであれば、特に限定されない。なお、一般に、超音波が照射される布の面の汚れが除去される。したがって、布の汚れを除去する面、例えばその後に染色を施す面に、超音波を照射するのがよい。

超音波は、後述の低周波及び／又は高周波の超音波であるのがよい。低周波又は高周波のいずれか一方のみを行ってもよい。低周波のみを行う場合、低周波のみを複数回、照射してもよく、高周波のみを行う場合も、同様に、高周波のみを複数回、照射してもよい。低周波及び高周波の双方を行ってもよい。なお、双方を行う場合、その前後は問わない。双方を行う場合、低周波を１回又は複数回、及び高周波を１回又は複数回、照射してもよく、その場合の順序も問わない。

上述のように、一般に、布の汚れを除去する面、例えばその後に染色を施す面に、超音波を照射するのがよい。したがって、低周波及び高周波の双方を行う場合、布の汚れを除去する面、例えばその後に染色を施す面に、低周波と高周波との双方を照射してもよい。または、布の汚れを除去する面、例えばその後に染色を施す面に、低周波又は高周波のうちの一方、特に低周波を照射し、布の他方の面に低周波又は高周波のうちの残り、特に高周波を照射することとしてもよい。

低周波の超音波振動は、２８〜４５ｋＨｚであるのがよい。この低周波超音波振動の照射により、照射される布の表面の汚れが取り除かれるのでよい。
また、高周波の超音波振動は、１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚであるのがよい。これにより、高周波超音波振動が照射される布の繊維内分の油分が除去されるのでよい。

超音波振動は、布が形成する略平面に対して略垂直方向に当てるのがよい。このようにすると、布の面と垂直方向に水流が発生し、布内部の油分除去効果が大きくなり、好ましい。

また、本願は、上記精練法を具現化する装置を提供する。
本発明の装置は、布を水に浸漬する槽であって水を備える槽；及び槽中で布に超音波振動を照射させる超音波照射手段を有する。これにより、超音波が照射された布の面は、油分などの汚れを取り除くことができる。

本発明の装置は、槽中において布を水中で移動させる移動手段；をさらに有するのがよい。また、装置は、超音波照射手段が布に超音波を照射する際、超音波が布に均一に照射されるように、布を略平面状に保持する保持手段をさらに有するのがよい。なお、移動手段が保持手段を兼ねてもよい。

本発明の装置のうち、槽及び移動手段は、従来の布の精練装置で用いられていたものを用いることができる。また、保持手段も、従来の布の精練装置で用いられていたものを用いることができる。なお、本発明の装置に即するように、従来の槽、移動手段又は保持手段に変更を加えてもよい。例えば、後述する、低周波の超音波振動による第１の超音波照射手段と、高周波の超音波振動による第２の超音波照射手段との双方を、槽中に配置する場合など、保持手段を兼ねる移動手段として、後述するガイドロールなどを用いるのがよい。

超音波照射手段は、本発明の「方法」の態様で上述したように、超音波を照射する手段である。即ち、超音波は、布の種類、汚れの種類、汚れの度合いなどによって、その波長、出力が依存するが、布からの汚れ除去効果を奏するのであれば、特に限定されない。なお、一般に、超音波が照射される布の面の汚れが除去される。したがって、布の汚れを除去する面、例えばその後に染色を施す面に、超音波を照射するように、超音波照射手段を配置するのがよい。

超音波照射手段は、低周波の超音波振動による第１の超音波照射手段及び／又は高周波の超音波振動による第２の超音波照射手段を有するのがよい。即ち、上述のように、低周波又は高周波のいずれか一方のみを有して、その双方を有してもよい。なお、双方を行う場合、その前後は問わない。また、「方法」の態様で上述したように、１つ又は２以上の第１の超音波照射手段を設けても、１つ又は２以上の第２の超音波照射手段を設けてもよい。例えば、布の上流に第１の超音波照射手段、下流に第２の超音波照射手段を配置しても、その逆であってもよい。

上述のように、一般に、布の汚れを除去する面、例えばその後に染色を施す面に、超音波を照射するように、超音波照射手段を配置するのがよい。したがって、低周波及び高周波の双方を行う場合、布の汚れを除去する面、例えばその後に染色を施す面に、低周波と高周波との双方を照射してもよい。または、布の汚れを除去する面、例えばその後に染色を施す面に、低周波又は高周波のうちの一方、特に低周波を照射し、布の他方の面に低周波又は高周波のうちの残り、特に高周波を照射することとしてもよい。
なお、低周波及び高周波の超音波振動は、上述の通りである。

布が形成する略平面に対して超音波振動が略垂直方向となるように、超音波照射手段を配置するのがよい。このようにすると、布の面と垂直方向に水流が発生するので、布内部の油分除去効果が大きくなり、好ましい。

以下、本発明の精練装置を、図を用いて説明する。図１は、本発明の精練装置１の概略図である。
布３は、槽５に備えられた水中に順次、浸漬される。布３は、ローラ７により槽５へと導かれる。水中に浸漬した布３は、まず、超音波発信器９近傍に導かれる。超音波発信器９は、上述の低周波の超音波の振動が布３の平面にほぼ垂直に施されるように、配置される。ここで、布３は、超音波処理され、その表面の汚れが除去される。
その後、布３は、ローラ１１及び１３を介して、超音波発信器１５近傍に導かれる。超音波発信器１５は、上述の高周波数の超音波の振動が布３の平面にほぼ垂直に施されるように、配置される。ここで、布３は、超音波発信器９によって超音波照射された面とは異なる面が超音波処理される。また、超音波発信器１５は、高周波超音波を照射するため、布３の繊維内部の油分が除去される。

その後、布３は、ガイドロール１７、スパイラルロール１９、ローラ２１及び２３を介して、精練装置外へと導かれる。
なお、精練装置へと導入されて搬出されるまでの時間は、精練する布の種類、大きさ（厚さ、幅など）などに依存するが、一般に２０秒〜２分間とすることができる。
また、超音波発信器９及び１５における布３への超音波照射時間も、上記と同様に、精練する布に依存するが、一般に１秒〜３０秒とすることができる。

以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。

精練する布として、ナイロン／ポリウレンタン（ナイロンフルダル８２％／ポリウレタン（ライラク１７６Ｂ）１８％）（幅２４００ｍｍ）を用いた。また、精練装置として、図１に示すものと同様のものを用いた。なお、以下の条件を用いた。
水槽の幅：２８００ｍｍ；
水槽中の水量：約１．５ｍ^３；
超音波発信器９の出力：１２００ｍｍ振動子１台あたり６００Ｗ；
超音波発信器９の通過時間：約２．５秒；
超音波発信器１５の出力：１２００ｍｍ振動子１台あたり６００Ｗ；
超音波発信器１５の通過時間：約２．５秒；及び
装置５導入〜搬出まで：５０秒。

精練前後の布の油分率を、ＪＩＳ Ｌ１０１８ Ｂ法（エーテル抽出法）に準拠して測定した結果、精練前：２．２０％であったのに対して、精練後：０．６３％であった。
精練された布Ａ−１を高圧液流染色機により通常の方法で染色した結果、白抜け等のトラブルが発生せずに、所望の染色を行うことができた。

（比較例１）
実施例１と同じ布を、「超音波照射」を行わない以外、実施例１と同様に、精練し、布Ｂ−１を得た。
比較例１の精練により得られた布Ｂ−１の油分率を、実施例１と同様に測定した結果、０．８８％であった。また、布Ｂ−１を、実施例１と同じ方法により染色した結果、白抜け等のトラブルが観察された。

実施例１と比較例１とを比較すると、本発明（実施例１）は、比較例１よりも油分率が低いことから、同条件下であれば、超音波照射によって、布がより精練されることがわかる。また、得られた精練済みの布Ａ−１（実施例１）と布Ｂ−１とを比較しても、本発明（実施例１）により精練された布は、白抜け等のトラブルが発生せず、より優れた精練がなされたことがわかる。

（比較例２）
実施例１と同じ布を用い、「超音波照射」を行わず且つ水の量が８．２ｍ^３である槽を用いた以外、実施例１と同様に、精練し、布Ｂ−２を得た。
比較例２の精練により得られた布Ｂ−２の油分率を、実施例１と同様に測定した結果、実施例１とほぼ同様の値であった。
実施例１と比較例２とを比較すると、比較例２の方が、用いる水の量が多いが、油分率は同程度である。したがって、本発明（実施例１）は、比較例２よりも用いる水の量を少なくして、同程度の油分率を得ることができる。即ち、本発明により、精練工程に用いる水の量を少なくすることができる。これにより、本発明（実施例１）は、排水処理すべき水の量も削減することができ、最終的には製品コストを下げることができる。

（比較例３）
比較例１と同様に、布Ｂ−１を得た。この布Ｂ−１をさらに従来の方法、即ち「超音波照射」を行わない方法により精練し、布Ｂ−３を得た。
比較例３の精練により得られた布Ｂ−３の油分率を、実施例１と同様に測定した結果、実施例１とほぼ同様の値であった。
実施例１と比較例３とを比較すると、油分率は同程度であるが、比較例３の方が、さらなる精練工程を必要とした。即ち、本発明（実施例１）は、比較例３よりも短時間、又は工程を削減して、同程度の油分率を得ることができる。即ち、本発明により、精練工程の時間を削減することができる。

本発明の染色装置の概略図である。

Claims (8)

1. 水中の布に超音波振動を照射して該照射面の油分を取り除く水中超音波精練工程を有する、布の超音波精練方法。
2. 前記水中超音波精練工程を、２８〜４５ｋＨｚの低周波の超音波振動で行う請求項１記載の方法。
3. 前記水中超音波精練工程を、１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波の超音波振動で行う請求項１又は２記載の方法。
4. 布を超音波精練する装置であって、該装置は、
   該布を水に浸漬する槽であって水を備える槽；及び
   前記槽中で布に超音波振動を照射させる超音波照射手段を有し、
   該超音波照射面は、その油分が取り除かれる、上記装置。
5. 前記超音波照射手段は、２８〜４５ｋＨｚの低周波の超音波振動を照射する第１の超音波照射手段である請求項４記載の装置。
6. 前記超音波照射手段は、１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚの高周波の超音波振動を照射する第２の超音波照射手段である請求項４又は５記載の装置。
7. 前記低周波の超音波振動による第１の超音波照射手段を、前記高周波の超音波振動による第２の超音波照射手段よりも上流に配置し、まず低周波の超音波振動を布に施し、その後に高周波の超音波振動を布に施す請求項４〜６のいずれか１項記載の装置。
8. 前記第１の超音波照射手段が布の一方の面を照射するように配置され、前記第２の超音波照射手段が布の他方の面を照射するように配置される請求項４〜７のいずれか１項記載の装置。
   
   
   

Images