JP2011032627A

JP2011032627A - 染色装置

Info

Publication number: JP2011032627A
Application number: JP2010142329A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Shimoji; 広之下地
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2030-06-23
Also published as: JP4964332B2

Abstract

【課題】多様な染色を迅速に効率良く行うことができる染色装置を提供する。
【解決手段】被染物および染液が収容された容器を回転させて被染物を染色する装置１であって、上部に開口を有する容器２を回転可能に支持する回転台１０と、容器２に対して上方から蓋体２７を押圧することにより容器２を回転可能に密閉する押圧手段２０と、密閉された容器２を傾倒させる傾倒手段３０と、容器２を傾倒状態で回転させる駆動手段４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、染色装置に関する。

染液を貯留したポット内に生地を収容して、このポットを回転させることにより生地を染色するポット式の染色機が従来から知られている。例えば、特許文献１には、図７に示すように、被染物及び染液を収容する染色容器５０と、染色容器５０を回転させる回転軸５２とを備え、回転軸５２に固定された駆動用プーリ５４を介して回転軸５２に回転力を伝達するように構成されたユニット６０を複数配置してなる染色機が開示されている。各ユニット６０において、染色容器５０の開口は上蓋５６により閉じられ、上蓋５６は取付部材５８を介して回転軸５２に取り付けられており、回転軸５２の回転により染色容器５０が回転し、生地を染色することができる。

特開２００２−３０９４７６号公報

上記従来の染色機は、染色容器５０に生地および染液を収容した後、取付部材５８を介して回転軸５２に取り付ける作業が必要になり、染色後は取付部材５８から染色容器５０を取り外し、上蓋５６を開けて生地を取り出す作業が必要になるため、このような作業を複数のユニット６０のそれぞれに対して行うことは煩雑で長時間を要するという問題があった。

そこで、本発明は、多様な染色を迅速に効率良く行うことができる染色装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、被染物および染液が収容された容器を回転させて被染物を染色する装置であって、上部に開口を有する容器を回転可能に支持する回転台と、前記容器に対して上方から蓋体を押圧することにより前記容器を回転可能に密閉する押圧手段と、密閉された前記容器を傾倒させる傾倒手段と、前記容器を傾倒状態で回転させる駆動手段とを備える染色装置により達成される。

この染色装置において、前記押圧手段は、前記蓋体と接する押圧体と、前記押圧体から前記蓋体を貫通するように延びる固定軸とを備えることが好ましく、前記固定軸は、前記蓋体を回転可能に支持することが好ましい。この構成において、前記固定軸は中空部を備え、前記中空部に圧力開放管を接続することにより前記容器の内外を連通するように構成されていることが好ましく、前記圧力開放管は、前記容器の傾倒時に前記容器内で上方に延びるように配置されていることが好ましい。

また、前記蓋体には、前記容器と接する側の面にスペーサを介してプレートが設けられており、前記蓋体とプレートの間に形成された空隙部に前記圧力開放管が配置されていることが好ましい。

また、前記染色装置は、傾倒状態の前記容器を加熱する加熱手段と、傾倒状態の前記容器の表面に冷却水を散布する冷却手段とを更に備えることが好ましい。この構成において、前記加熱手段は、傾倒状態の前記容器に沿うように配置される遠赤外線ヒータと、遠赤外線が前記容器に向けて照射されるように前記遠赤外線ヒータを覆う反射板とを備えることが好ましい。

また、前記染色装置は、前記回転台、押圧手段及び傾倒手段を、複数の前記容器に対応させてそれぞれ複数備えることが好ましく、前記駆動手段は、前記容器の傾倒により前記回転台の外周縁と接触する駆動ベルトを備え、前記駆動ベルトを介して複数の前記容器に駆動力を伝達可能に構成されていることが好ましい。

また、前記容器の外表面には、２μｍ〜２０μｍの吸収波長領域を有するように、表面処理が施されていることが好ましい。

また、前記容器の内周面には、縦方向に長く延びる凸部が設けられていることが好ましい。

また、前記容器の内周面は、凸部と凹部とが周方向に交互に連続する凹凸面に形成されていることが好ましい。

本発明の染色装置によれば、多様な染色を迅速に効率良く行うことができる。

本発明の一実施形態に係る染色装置の全体構成を示す斜視図である。図１に示す染色装置のＡ−Ａ断面図である。図１に示す染色装置のＢ−Ｂ断面図である。図３に示す染色装置の容器傾倒前の状態を示す側面図である。図３に示す染色装置の要部拡大図である。容器の外観構成を示す斜視図である。従来の染色機の一部を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る染色装置の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、図１に示す染色装置のＡ−Ａ断面図であり、図３は、図１に示す染色装置のＢ−Ｂ断面図である。

図１〜図３に示すように、染色装置１は、上部に開口を有する３つの容器２を搭載可能に構成されており、各容器２に対応して、回転台１０、押圧装置２０及び傾倒装置３０を３つ備えている。図１は、各容器２を略水平に傾倒した後の状態を示している。

容器２は、図６に示すように、上部に開口２Ａを有する有底筒状のものであり、内部に例えば靴下や下着などの被染物の収容が可能な収容空間２Ｂを有している。容器２の外表面は、後述する加熱ヒータ８から放射される遠赤外線がよく吸収されるように、２μｍ〜２０μｍの吸収波長領域を有するよう表面処理が施されている。例えば、本実施形態においては、容器２の外表面を、艶のない黒色の塗料などで塗装することにより黒化処理を施している。このように、容器２に遠赤外線の吸収性を持たせることで、加熱ヒータ８より遠赤外線を放射して容器２を加熱する際に、遠赤外線をより吸収して容器２の受熱効率を向上できるようになっている。なお、容器２の外表面の色は、必ずしも黒色に限られるものではなく、遠赤外線の吸収効率のよい色であれば、種々の色を採用することができる。また、容器２の外表面は、光沢のない梨地状のざらついた表面とするのがより好ましい一方、鏡面のような表面では、遠赤外線が反射されるので好ましくない。

容器２の内周面には、容器２の高さ方向に向かって延びる縦方向に長い凸部２Ｃが、等角度位置に複数（本実施形態では３つ）設けられている。詳細は後述するが、被染物及び染液を収容した容器２を横倒しの状態で回転させることで被染物の染色を行う際に、これらの各凸部２Ｃが容器２に収容された被染物を掻きあげて撹拌することで、被染物は染液と十分に混ぜ合わされる。これにより、染液を被染物にムラなく均一に付着させることができ、良好な品質の被染物を得ることができるようになっている。なお、本実施形態では、複数の凸部２Ｃを容器２の内周面に等間隔に設けているが、必ずしも等間隔に設ける必要はない。また、凸部２Ｃは１つだけ設けてあってもよい。また、容器２の内周面を、複数の凸部と凹部とが周方向に交互に連続する凹凸面に形成するようにしてもよい。なお、凸部２Ｃは、容器２に蓋体２７が装着される際に、後述する蓋体２７の裏面のプレート２７ａが容器２内の凸部２Ｃに突き当たらないように、容器２の上縁から所定の間隔をあけて設けられている。

図１〜図３に戻って、回転台１０は、円板状に形成されており、取付フレーム４に軸受装置６を介して回転自在に支持されている。

押圧装置２０は、取付フレーム４に取り付けられたエアシリンダなどの押圧用シリンダ２１と、この押圧用シリンダ２１のロッド２１ａの先端に連結板２２を介して一端側が取り付けられた伝達シャフト２３と、伝達シャフト２３の他端側に取り付けられた板状の押圧体２４とを備えている。押圧用シリンダ２１及び伝達シャフト２３は、回転台１０の回転軸と略平行に配置されており、押圧体２４は回転台１０と対向するように配置されている。図３に示すように、押圧体２４には、固定軸２５が固定されている。

固定軸２５は、軸線に沿って中空部２５ａが形成されており、回転台１０の回転軸と軸線が一致するように押圧体２４を貫通して設けられている。中空部２５ａの回転台１０に面した一端側には圧力開放管２６が接続されており、中空部２５ａの他端側は連通口２５ｂを介して外部と連通している。圧力開放管２６は、図３に示す容器２の傾倒状態で上方に延びるように配置されている。また、中空部２５ａには、他端側から熱電対２９が挿入されており、熱電対２９は、測温部２９ａが中空部２５ａの一端側を経て下方に延びるように配置されている。なお、固定軸２５に対する熱電対２９の挿入部には、容器２内の染液が漏出しないように液密に封止されている。圧力開放管２６及び熱電対２９は、蓋体２７に設けられたプレート２７ａにより覆われている。

また、押圧装置２０は、容器２の開口を密閉する蓋体２７を備えており、蓋体２７の表面中央には軸受装置２８が固定されている。押圧体２４の固定軸２５は、軸受装置２８を介して蓋体２７の中央に形成された開口に挿通されており、蓋体２７を回転可能に支持している。軸受装置２８は、環状のケース２８ａ内に転がり軸受２８ｂが収容されて構成されており、押圧体２４が軸受装置２８のケース２８ａに接して蓋体２７を押圧することにより、蓋体２７が容器２の周縁に密着する。図５に拡大図で示すように、押圧体２４と軸受２８ｂとの間にはワッシャ２０１が介在されており、押圧体２４に矢示方向に作用する押圧力により、ワッシャ２０１、軸受２８ｂ及びケース２８ａを介して蓋体２７が押圧される。固定軸２５の一端側には環状のパッキン２０２が外嵌されており、このパッキン２０２により固定軸２５と蓋体２７との間が液密にシールされる。

蓋体２７の裏面には、図３〜図５に示すように、スペーサ２７ｂを介して、蓋体２７よりも小径のプレート２７ａが設けられており、これにより、蓋体２７とプレート２７ａの間には空隙部２７ｃが形成されている。この空隙部２７ｃに、前記圧力開放管２６及び熱電対２９が配置されており、染色中に被染物Ｃが圧力開放管２６や熱電対２９に引っ掛かることが防止されている。このプレート２７ａは、その外径が容器２の内径と比べると僅かに小さく設定されている。これにより、容器２の内部空間と前記空隙部２７ｃとが連通する結果、染色中に染液が空隙部２７ｃに入り込んで熱電対２９と接触したり、圧力開放管２６を介して容器２の内部空間が容器２の外部と連通するようになっている。

押圧装置２０の構成は、容器２を蓋体２７により密閉して容器２及び蓋体２７を回転可能に挟持するものであればよく、例えば、コ字状フレームの対向面の一方に回転台１０を回転可能に支持し、他方に駆動シリンダを介して押圧体２４を進退可能に支持する構成であってもよい。容器２や蓋体２７など染液と接触する部位は、ステンレス材など耐腐食性の材質からなることが好ましい。

傾倒装置３０は、支持フレーム３１に取り付けられたエアシリンダなどの傾倒用シリンダ３２を備えており、傾倒用シリンダ３２のロッド３２ａの先端が取付フレーム４に固定されている。取付フレーム４は支持フレーム３１に対して回転可能となるように回転軸３３により支持されており、傾倒用シリンダ３２のロッドを進退させることにより取付フレーム４が回動して、容器２の姿勢を起立状態と傾倒状態との間で変化させることができる。

また、染色装置１は、各回転台１０に装着された容器２を回転させる駆動装置４０を備えている。駆動装置４０は、支持フレーム３１に取り付けられた駆動プーリ４１及び従動プーリ４２と、これら駆動プーリ４１及び従動プーリ４２に巻き掛けられた無端状の駆動ベルト４３とを備えている。駆動ベルト４３には、支持フレーム３１に取り付けられたテンションローラ４４により張力が付与されている。駆動プーリ４１は、駆動モータ４５の回転軸に連結されており、駆動ベルト４３を一方向に回転駆動する。従動プーリ４２は、外周面に沿って溝部４２ａが形成されている。駆動ベルト４３は、容器２をそれぞれ傾倒させることにより、従動プーリ４２の溝部４２ａにおいて下面側が各回転台１０の外周縁と接するように配置されており、回転台１０を摩擦によって回転駆動する。

染色装置１は、傾倒状態の容器２の軸線に沿って延びるように回転台１０の左右両側に配置された遠赤外線ヒータ等の加熱ヒータ８を備えている。加熱ヒータ８は、容器２を効率良く加熱できるように反射板８ａで覆われており、ステー（図示せず）を介して支持フレーム３１に取り付けられている。

なお、加熱ヒータ８は、遠赤外線ヒータ以外にも、赤外線ヒータ、ＩＨ（電磁誘導加熱）ヒータなど、種々のヒータを用いることも可能である。加熱ヒータ８として、赤外線ヒータ、ＩＨ（電磁誘導加熱）ヒータなどを用いる場合には、上記した容器２の受熱効率を向上させるために、それぞれのヒータに応じて好適な容器２の材質を選択したり、外表面の表面処理を施すようにしたりするのが好ましい。

また、染色装置１は、図３においてのみ図示するように、傾倒状態の容器２の側面に冷却水を供給する冷却水ノズル９を備えている。冷却水ノズル９は、不図示の冷却水タンクからポンプ及び流路内に配設された電磁弁の作動により容器２の側面に冷却水を供給することができるように、傾倒する容器２と干渉しない近傍位置で支持フレーム３１に固定されている。冷却水ノズル９の先端には、冷却水ノズル９の軸線を挟んで両側から斜め下方に向けて冷却水を噴射する２つの冷却水噴出孔９ａ，９ａが形成されており、容器２の軸線に沿って広範囲に冷却水を供給することができる。
上記染色装置の各構成要素の作動は、制御装置（図示せず）により行われる。

次に、上記構成を備える染色装置１の作動を説明する。まず、図４に示すように、押圧装置２０及び傾倒装置３０の作動により、回転台１０が水平な状態で、回転台１０と蓋体２７との間隔を予め拡げておく。また、駆動装置４０を作動させて駆動ベルト４３を回転させる。そして、アンダーウェアやストッキング等の被染物及び染液を収容した上部が開口する筒状の容器２を、ロボットハンド等の搬送装置（図示せず）により各回転台１０の上面に順次搭載する。

染色装置１は、回転台１０に容器２が搭載されたことをセンサ等により検知すると、押圧装置２０を作動させて、蓋体２７を容器２に対して上方から押圧する。これにより容器２は蓋体２７により密閉され、容器２及び蓋体２７は、回転台１０と押圧体２４との間に回転可能に挟持される。この後、傾倒装置３０を作動させて、図３に示すように容器２を傾倒させる。本実施形態においては、容器２を軸線が略水平となるように傾倒させているが、斜め上方または斜め下方に傾斜するように容器２を傾倒させてもよい。容器２の傾倒状態では、圧力開放管２６が容器２内で上方に延びており、圧力開放管２６の開口端が染液の液面よりも上方に露出して、容器２の内部空間が容器２の外部と連通されている。一方、熱電対２９は容器２内で下方に延びており、染液の温度を測定する。

容器２が傾倒状態になると、容器２の下方に配置された加熱装置（図示せず）により容器２内が加熱されると共に、回転台１０の外周縁が駆動ベルト４３に当接し、回転台１０が回転を開始する。こうして、容器２が蓋体２７と共に回転して、図３に破線で示すように、収容された被染物Ｃが染液Ｌにより染色される。染液Ｌの貯留量は、通常は傾倒状態の容器２の軸線よりも液面が若干下方に位置するように設定される。圧力開放管２６は、容器２の回転中も常に上方を向いており、容器２の内部温度の上昇に伴う内圧上昇を開放する。

染液の温度は、熱電対２９の測定に基づき加熱装置の出力を制御することにより、予め設定された温度制御パターンに沿って制御することができる。本実施形態においては、加熱ヒータ８の他に、容器２の外表面に冷却水を散布する冷却装置を備えているため、染色中に染液の温度低下が必要な場合に設定温度に迅速に移行することができ、ＰＩＤ制御など公知の制御手法を用いて所望の温度制御パターンに沿った染色が可能である。例えば、緩やかな温度低下が必要な場合は加熱ヒータ８の出力制御で対応可能である一方、温度低下を急激に行う場合には、加熱ヒータ８の出力抑制と共に、冷却水ノズル９から冷却水を供給する。冷却水の流量は本実施形態では一定としているが、目標温度に応じて流量制御するようにしてもよい。

こうして、所定時間の経過により被染物の染色が終了した後は、傾倒装置３０を再び作動させて、容器２を図４に示す起立状態に戻した後、押圧装置２０を作動させて蓋体２７を上昇させ、容器２の密閉状態を開放する。そして、回転台１０上の容器２をロボットハンド等により把持して新たな容器２と入れ替え、次の染色を開始する。

本実施形態の染色装置１によれば、被染物及び染液を収容した容器２を回転台１０に載置することにより、容器２の密閉、傾倒、回転、開放を自動的に行うことが可能であり、順次搬送される容器２内での染色を迅速に効率良く行うことができる。したがって、多品種少量（小ロット）型の染色装置として特に好適に使用することができる。

また、駆動装置４０は、駆動ベルト４３により容器２の傾倒動作と連動して各容器２を自動的に回転駆動することができると共に、複数の回転台１０を個別に回転駆動することができるので、染色装置１の構成をコンパクトにすることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記した実施形態では、固定軸２５の内部に中空部２５ａを形成し、中空部２５ａの一端側に接続した圧力開放管２６および中空部２５ａの他端側に設けた連通口２５ｂを介して、容器２の内部空間と容器２の外部とを連通することで、加熱による容器２の内部温度の上昇に伴う内圧上昇を開放して、容器２の内部空間の圧力を大気圧近傍に維持している。しかし、固定軸２５に圧力開放管２６および連通口２５ｂを設けることなく、容器２を蓋体２７により密閉し、蓋体２７と容器２との密閉度を高めて、圧力容器のように構成することもできる。これにより、染色中の加熱に伴い、１００℃以上の高温で被染物の染色処理を行うことも可能である。

１染色装置
２容器
８遠赤外線ヒータ
８ａ反射板
９冷却ノズル
１０回転台
２０押圧装置
２４押圧体
２５固定軸
２５ａ中空部
２６圧力開放管
２７蓋体
３０傾倒装置
４０駆動装置
４３駆動ベルト

Claims

被染物および染液が収容された容器を回転させて被染物を染色する装置であって、
上部に開口を有する容器を回転可能に支持する回転台と、
前記容器に対して上方から蓋体を押圧することにより前記容器を回転可能に密閉する押圧手段と、
密閉された前記容器を傾倒させる傾倒手段と、
前記容器を傾倒状態で回転させる駆動手段とを備える染色装置。
前記押圧手段は、前記蓋体と接する押圧体と、前記押圧体から前記蓋体を貫通するように延びる固定軸とを備え、
前記固定軸は、前記蓋体を回転可能に支持する請求項１に記載の染色装置。
前記固定軸は中空部を備え、前記中空部に圧力開放管を接続することにより前記容器の内外を連通するように構成されており、
前記圧力開放管は、前記容器の傾倒時に前記容器内で上方に延びるように配置されている請求項２に記載の染色装置。
前記蓋体には、前記容器と接する側の面にスペーサを介してプレートが設けられており、前記蓋体とプレートの間に形成された空隙部に前記圧力開放管が配置されている請求項３に記載の回転染色装置。
傾倒状態の前記容器を加熱する加熱手段と、傾倒状態の前記容器の表面に冷却水を散布する冷却手段とを更に備える請求項１〜４のいずれかに記載の染色装置。
前記加熱手段は、傾倒状態の前記容器に沿うように配置される遠赤外線ヒータと、遠赤外線が前記容器に向けて照射されるように前記遠赤外線ヒータを覆う反射板とを備える請求項５に記載の染色装置。
前記回転台、押圧手段及び傾倒手段を、複数の前記容器に対応させてそれぞれ複数備え、
前記駆動手段は、前記容器の傾倒により前記回転台の外周縁と接触する駆動ベルトを備え、前記駆動ベルトを介して複数の前記容器に駆動力を伝達可能に構成されている請求項１〜６のいずれかに記載の染色装置。
前記容器の外表面には、２μｍ〜２０μｍの吸収波長領域を有するように、表面処理が施されている請求項１〜７のいずれかに記載の回転染色装置。
前記容器の内周面には、縦方向に長く延びる凸部が設けられている請求項１〜８のいずれかに記載の回転染色装置。
前記容器の内周面は、凸部と凹部とが周方向に交互に連続する凹凸面に形成されている請求項１〜８のいずれかに記載の回転染色装置。