JP2017509804A

JP2017509804A - 色（色相と色調）のマッチ・コンシステンシイを確保する、天然繊維染色用天然染料組成物および染色方法

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Publication number: JP2017509804A
Application number: JP2016550482A
Authority: JP
Inventors: チャペル・トーマス; モンクス・デイヴィッド
Original assignee: ランブラーズ・ウェイ・ファーム・インコーポレーテッド
Priority date: 2014-02-05
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2017-04-06
Also published as: EP3102733A4; WO2015130437A1; EP3102733A1; US20150218748A1; CA2938724A1; WO2015130437A8

Abstract

【課題】天然繊維を天然染料で色（色相と色調）をマッチさせて同一不変性のある染色を可能にする染色方法の提供。【解決手段】前記方法は、糸密度約０．８５ｇ／ｃｍ３未満で緩く巻かれた天然繊維糸パッケージの準備工程と、天然染料溶液をタンクに収容する工程；糸パッケージ用分光測光器（Ａ）および染料溶液用分光測光器（Ｂ）の準備工程；糸パッケージと染料溶液とを接触させる工程；測光器（Ａ）による糸パッケージの吸光度、および測光器（Ｂ）による染料溶液の吸光度のモニター工程；測光器（Ａ）が所望の波長で吸光度を検知し、測光器（Ｂ）が消耗された染料溶液と一致する吸光度を検知する状態を達成する工程；染料溶液を乾燥状態での被染色物品重量（ＷＯＧ）の約１−８重量％濃度の硫酸第一鉄溶液へ置換する工程；および、糸パッケージと硫酸第一鉄溶液とを接触させて、繊維に染料を固定する工程；を含む。【選択図】図１

Description

天然の糸および布帛を染色するために天然染料を使用することは、有史当初以来公知である。しかしながら、バッチごとに染められた製品において、いつも変わらない一定の色相と色調（hue and shade）にマッチングして染められた製品を実現することは、最も熟練した職人でさえ困難である。不変性のある色相および色調のマッチング(consistent hue and shade-matching)は、一つのバッチ内において、さらに複数のバッチ間において達成する上で最も困難なものである。従来技術では、複数のバッチ間でのこの問題を解決しようとしたが、未だに解決には至っていない。人工染料は、染色方法における制御がより簡便であり、希望の色相と色調への不変性のあるマッチングを達成できるので、染色工業ではもっぱら人工染料を利用している。しかしながら、人工染料の生産および使用では、莫大な量の有毒廃棄物が生じ、このような廃棄物は管理する必要がある。さらに、人工染料の使用によってもたらされた廃棄物問題に直面した時でさえ、染色工業業界では、天然染料には、色相と色調のマッチング不変性がないとして、その使用を拒否した。したがって、求められているものは、天然染料で天然繊維を染める、商業規模での色相と色調のマッチングを達成するための新しい組成物および方法であり、合成（人工）染料を用いた染色方法と比較した場合に、拒否される要因が少なく、廃棄物量を大きく減じることができる。

本発明は、天然繊維（糸、布帛および衣服）を天然染料で染色する上で、同じバッチ中、および複数のバッチ間で、不変性のある色相と色調のマッチングを提供することが可能な染色用組成物およびその方法を提供する。理論によって拘束されているわけではないが、緩く巻かれた糸パッケージに対して、開示された濃度および方法で硫酸第一鉄溶液を使用すると、糸パッケージにおける染料のしみ込み（テイクアップ）が向上して、均一にパッケージを染色することが可能にするとの理論がある。天然染料溶液および糸パッケージの両者について分光測光を行うと、最小の染料廃棄物でバッチ間の正確な色相および色調のマッチングを可能にするシステムの提供を行うことができる。

本発明は、天然染料を使用して、天然繊維から製造された糸を染める方法を提供するものであり、前記方法は、
・糸密度約０．８５ｇ／ｃｍ^３未満で緩く巻かれた糸パッケージを準備する工程；
・天然染料溶液を準備する工程；
・前記糸パッケージおよび初期量の前記天然染料溶液を収容するタンクを準備する工程；
・糸パッケージ用分光測光器（spectrophotometer）および天然染料溶液用分光測光器を準備する工程；
・前記タンク内において、前記糸による前記天然染料のアプテーク（吸収）に適切な条件の下、前記糸パッケージと、初期量の前記天然染料溶液とを接触させる工程；
・前記糸パッケージ用分光測光器による前記糸パッケージの吸光度、および前記天然染料溶液用分光測光器による前記天然染料溶液の吸光度をモニタリングする工程；
・必要に応じて、適切な量の前記天然染料溶液で、前記初期量の天然染料溶液を補填し、それにより、前記糸パッケージ用分光測光器が所望の波長で吸光度を検知し、前記天然染料溶液用分光測光器が実質的に消耗された天然染料溶液と一致する吸光度を検知する状態を達成する工程；
・前記染料溶液を、乾燥状態での被染色物品重量（ＷＯＧ：Weight of Goods）の約１〜８重量％濃度で硫酸第一鉄を含む溶液へ置換する工程；および、
・繊維に染料を固定するのに適切な期間、前記糸パッケージと、前記硫酸第一鉄を含む溶液とを接触させる工程；を含む。

本発明では、さらに、前記染料溶液との接触に先立ち、前記糸パッケージを媒染剤溶液と接触させ、前記糸パッケージが前記染料溶液と接触する前に、前記媒染剤溶液を除去してもよい。本発明ではまた、前記天然繊維は羊毛または綿からなる群から選択されてもよい。本発明ではまた、前記天然染料は、ロッグウッド（logwood）、洋紅(cochineal)、アカネ染料(madder)、タンニン酸(cutch)、ミロバラン(myrobalan)、ヘマチン(hematine)、ザクロ(pomegranate)およびクリ(chestnut)からなる群から選択されてもよい。本発明ではまた、前記硫酸第一鉄溶液は、乾燥状態での被染色物重量ＷＯＧの約２〜６重量％濃度であってもよい。本発明ではまた、使用に先立ち前記天然染料溶液をろ過する方法を含んでもよい。本発明ではまた、前記天然染料溶液は１００−１０００ｎｍのフィルタでろ過されてもよい。

本発明は、天然染料を使用して、天然繊維から製造された布帛を染める方法に関し、前記方法は、以下の工程：
・天然染料溶液を準備する工程；
・前記布帛および初期量の前記天然染料溶液を収容するタンクを準備する工程；
・布帛用分光測光器および天然染料溶液用分光測光器を準備する工程；
・前記タンク内において、前記糸による前記天然染料のアプテーク（吸収）に適切な条件の下、前記布帛と、前記初期量の天然染料溶液とを接触させる工程；
・前記布帛用分光測光器による前記布帛の吸光度、および前記天然染料溶液用分光測光器による前記天然染料溶液をモニタリングする工程；
・必要に応じて、適切な量の前記天然染料溶液で、前記初期量の天然染料溶液を補填し、前記布帛用分光測光器が所望の波長で吸光度を検知し、前記天然染料溶液用分光測光器が実質的に消耗された天然染料溶液と一致する吸光度を検知する条件を達成する工程；
・前記染料溶液を、乾燥状態での被染色物重量（ＷＯＧ）の約１〜８重％濃度で硫酸第一鉄を含む溶液へ置換する工程；および、
・繊維に染料を固定するのに適切な期間、前記布帛と、前記硫酸第一鉄を含む溶液とを接触させる工程；を含む。

本発明ではさらに、前記染料溶液との接触に先立って、前記布帛を媒染剤溶液と接触させ、かつ前記布帛を前記染料溶液とを接触させる前に、前記媒染剤溶液を除去してもよい。本発明ではさらに、前記天然繊維は、羊毛または綿からなる群から選択されてもよい。本発明ではさらに、前記天然染料は、ログウッド、洋紅、アカネ染料、タンニン酸、ミロバラン、ヘマチン、ザクロおよびクリからなる群から選択されてもよい。本発明ではさらに、前記硫酸第一鉄溶液は、乾燥状態での被染色物重量ＷＯＧの約２〜６重量％濃度であってもよい。本発明ではさらに、使用に先立って前記天然染料溶液をろ過してもよい。本発明ではさらに、前記天然染料溶液は１００−１０００ｎｍのフィルタを通ってろ過されてもよい。本発明ではさらに、前記布帛は、織物と不織布からなる群から選択されてもよい。

図１は、本発明の方法により、天然染料で天然繊維の染色するために使用される装置の１つの実施態様の概略図を示す。図２は、ベリー色に染められた１ポンドの綿糸パッケージを示す。

ここに記載された方法により、天然染料による天然繊維の染色において、衣服小売り業者によって要求されている、複製可能で不変性の色相および色調のマッチングをコマーシャルスケールで実現できる染色が可能になる。用語「色」は、第一色（赤、青および黄色）、第二色（緑、紫およびオレンジ）および第三色に関する色の内訳を指す。用語「色調（shade）」は、色の濃さを指す。染色では、色は染料の混合比によって決定される。また、色調は繊維に染料のアプテークによって決定される。従来、天然染料を使用した天然繊維の染色において色調を不変的にマッチさせることは、どのような規模でも実現されなかった。例えば、米国特許５，６５１，７９５明細書、第１欄第５６〜６０行には、色調を一致させる課題について、「たとえ同じ方法を使用した場合であっても、天然染料で同じ染料色調を２回連続して実現することは、公知技術を使用した場合ほとんど不可能である。」と記載している。

本明細書で使用される用語「天然染料による染色」とは、天然染料で天然繊維を染色することを指す。天然繊維は、例えば、ウールのようなタンパク質系繊維、および綿のようなセルロース系繊維を含んでいる。ウールは紡織繊維であり、例えば羊および他の動物から得られ、ヤギからのカシミア、ヤギからのモヘア、ジャコウウシからのキヴィゥト、ウサギからのアンゴラ、ラクダ科の動物からのその他のウール、さらに当業界において公知のものが含まれる。セルロース系繊維としては、例えば、綿植物からの綿；亜麻植物からの亜麻；ジュート、麻、パパイア、サイザルソウ（リュウゼツラン）、トウワタのリンネル、およびその他当業界において公知のものが含まれる。本明細書では、用語、「繊維」、「糸」、「衣服」および「布帛」はすべて、染色されている天然繊維の物品（つまり材料）を指し、これらは交換可能に使用されてもよい。用語「布帛」は、織物および不織布を指し、同様に、衣服、バッグ、防水布などのような布帛で作られた物品も含む。

天然染料とは、天然原料（植物、無脊椎動物、鉱物、および尿のような畜産物）から得られる染料である。原料物質を処理して、染料を分離したり、濃縮したりする。天然染料の多くの例が当業界において公知であり、以下に記載される。天然染料（例えば、インジゴフィーラ属植物からのインジゴ、およびアカネ根からのアカネ染料など）は、先史当初より使用されている。しかしながら、コマーシャルスケールにおける色調のマッチングは、当業者により達成できていない。なぜなら、ある人工染料メーカーが述べるように、このような天然染料は、染色のために使用される色付与性分子が、生地（材料）へ転移するために「元来特に設計された」ものではないためである。これらの問題により、大規模染色（つまりコマーシャルスケールでの染色）は人工染料を使用するようになった。

驚くべきことに、本発明では、いくつかの創造性のある概念に基づき、天然染料で天然繊維を染色するに際して、「色調のマッチング」に予期せずに成功することができた。本発明のこれらの創造性の概念は、パッケージまたはヤーン染色、および布帛または反物染色（piece dyeing）の両方に関する。パッケージ染色については、チューブ（管）上に染色する予定のヤーン（糸）を緩く巻くことにより染色する。チューブ上の糸は当業界において「パッケージ」と呼ばれる。理論により拘束されるわけではないが、緩く巻かれた糸によって、染料および染料溶液が糸のすべての繊維に浸透して到達することが可能になると考えられている。パッケージでの糸のゆるみ具合または緊張の具合は「パッケージ密度」により測定される。堅く巻くと、高いパッケージ密度が付与される。緩く巻くと、低いパッケージ密度が付与される。本発明の糸パッケージは、約１．５ｇ／ｃｍ^３未満、約０．８５ｇ／ｃｍ^３未満、約０．７５ｇ／ｃｍ^３未満、０．６５ｇ／ｃｍ^３未満、または０．５０ｇ／ｃｍ^３未満であって、約０．１０ｇ／ｃｍ^３以上のパッケージ密度を有している。反染め（後染め）については、浴比が、約３：１〜約１０：１に維持されることが重要である。

本発明の創造性のある概念は、さらに、染色工程をモニターするための少なくとも１つの（好ましくは２つの）分光測光器の使用を含む。第１の分光測光器（糸または布帛用分光測光器）は、染色バット（あるいは槽）または染色タンク中の糸または布帛の色をモニターするために配置される。第１の分光測光器からのフィードバックは、糸または布帛の色をモニターし、かつそれによって染色方法を制御するために使用される。第２の分光測光器（染料分光測光器）は、再装填槽または染浴バットかタンクに配置され、染色槽から戻される染料溶液中の染料濃度および/またはパッケージ染色の場合の、および後染めの場合の染浴タンク中の染料の濃度を測定するために使用される。パッケージ染色のために必要に応じて、再装填槽（recharge kier）が用いられ、パッケージ中の繊維に適切で不変性のある染色を保証するために必要な染料溶液を補充する。

他の実施態様では、第１あるいは第２の分光測光器は独立して使用することができる。この実施態様中の好ましい態様では、染色バット中の分光測光器は、染色される糸または布帛の色をモニターするために使用される。糸または布帛は、所望の色調および色相を得たら取り出される。しかしながら、所望であれば、再装填槽（タンク）中の分光測光器は、染料溶液中の染料の消耗を通して、染色方法をモニターするために独立して使用することができる。このオプションは、例えば、異なる染料溶液の使用に先立ち、系が消耗状態であることを保証する観点から、好ましい。

これらの創造性のある概念は、さらにこの染色方法において、開示された濃度で硫酸第一鉄溶液を含めることを含む。理論により拘束されるわけではないが、硫酸第一鉄が、糸を構成している繊維に対して、染料を固定、固着、結合、セット、挿入、または保持するために作用すると考えられている。本明細書では、硫酸第一鉄を色止め剤（fixative）と呼ぶ。媒染剤（以下を参照）が染料を付着するために繊維を処理する（ペイント用のプライマーのように処理する）一方で、色止め剤は、既にゆるやかに繊維に付着されている染料を固定し、例えば、それにより、着用または洗浄の間の繊維の色落ちを抑制する。本発明の染色方法では、硫酸第一鉄溶液は、繊維を染色して、染料溶液を取り外した後に使用される。硫酸第一鉄は水に溶解すると、無色または本質的に無色である。生地を硫酸第一鉄処理すると、色調はやや濃くなる。濃くなる程度は、バッチ間または連続運転間で不変である。色調の濃くなり方を計算にいれ、染色工程の間に達成される最終の色調を決めて、所望される色調が、硫酸第１鉄による生地の処理の後に得られるようにする。硫酸第一鉄は本発明中、物品重量当たり（ＷＯＧ）、１−８％ＷＯＧ、２−６％ＷＯＧ、２．５−４％ＷＯＧ、または約３％ＷＯＧで使用される。物品重量は、染色される生地（例えば糸、布または衣服）の乾燥重量を意味する。本発明の硫酸第一鉄工程は、また、固定工程（fixing step）または色止め剤工程（fixative step）と呼ばれてもよい。

いくつかの実例では、本発明の染色方法は、さらに媒染剤（mordant）の使用を含んでいる。媒染剤により染料の浸透（テイクアップ）が増強するため、糸パッケージの、均一なパッケージ染色が可能となる。媒染剤は、布帛上で染料をセット（固着）するために使用される物質であり、染料と配位化合物を形成し、布帛に付着する。天然染料のための媒染剤の例を以下に示す。ミョウバン（カリウム硫酸アルミニウム）、酢酸アルミニウム（木綿を染める場合に使用）、クロム（重クロム酸カリウムまたは二クロム酸カリウム）、ブルービトリオル（硫酸銅）、硫酸第一鉄、塩化錫、亜ジチオン酸ナトリウムまたはハイドロサルファイト、水酸化アンモニウム、酒石英(酒石酸水素カリウム、重酒石酸カリウム)、「ボウ硝」（硫酸ナトリウム）、石灰、灰汁（水酸化ナトリウム）、シュウ酸、タンニン酸、尿素、酢（酢酸）および洗濯ソーダ（炭酸ナトリウム、ソーダ灰としても知られる）。本発明の範疇において、色止め剤としての硫酸第一鉄の使用は、従来技術における媒染剤としての硫酸第一鉄の使用とは異なる。ウールを染めるために本発明で使用される好ましい媒染剤は、硫酸アルミニウム（約１０５-約２５％まで）および酒石英（約３％から約１０％）である。木綿（また他のセルロース系繊維）を染めるための本発明で使用される好ましい媒染剤は、酢酸アルミニウム（約１００〜約２０％）および酒石英（約３％から約１０％で）である。インジゴのようないくつかの染料は、典型的には媒染剤の使用を要求しない。媒染剤を使用する場合、約１６０〜約２１０^ＯＦ、約１７０〜約２０５^ＯＦ、約１８０〜約２００^ＯＦ、または約１９０^ＯＦで使用される。媒染剤は、約１５〜約１２０分、約３０〜約９０分、約４５〜約７５分または約６０分使用される。媒染剤処理の後に、および染色に先立って、媒染剤溶液は、染色される生地から取り除かれる。また、生地は染色に先立ってすすぎ、乾燥される。

本発明に適合する別の媒染剤処理は以下のとおりである。好ましくは、この処理は、木綿の染色（特に、アキノキリンソウ（goldenrod）、岩塩および黒染料などがあげられるが、これに限定されない）の際に使用される。まず、物品および／または糸が、もし必要であれば、精練（scour）される。タンニンは熱湯中で溶解させる。溶解したタンニンを、浴（タンク）へゆっくり加え、その間、４５分間で、浴温度１２０^ＯＦ、最終的なタンニン濃度を２％とする。本発明は理論によって制限されているわけではないが、タンニンにより色堅ろう度が向上すると考えられている。タンニンは、薄い色に影響を与え、高温で濃い色にさせうる。染色を行う場合、これは考慮に入れられる。バッチを排水した後、タンクに熱水１００^ＯＦの８％酢酸アルミニウムを補充し、布帛／糸を６０分間すすぐ。タンクを排水した後、染色のために、布帛／糸を本発明の方法で処理する。

本発明の方法の一実施態様では、パッケージ染色（先染め）のため、染料溶液が、再装填槽から染色槽へ送られる。糸パッケージは、中心チューブ（チューブ）に緩く巻きつけられた糸で構成される。チューブは多孔性（有孔性）であり、流体の流れはチューブを通って、その後糸を通る。染料溶液はパッケージチューブの中心に送り込まれる。そして、染料は、チューブ細孔を通り、糸の内側および外側へ流れる。染料溶液が糸パッケージを通り抜けると、使用された染料溶液は、再装填のため、再装填槽へ流れて戻される。糸が所望される色（色相と色調）を得るまで、その方法が継続される。２つの分光測光器が使用されている。第１の分光測光器は、糸の色のフィードバックを与える。一方、第２の分光測光器は、再装填槽から染色槽に流れる染料中の染料濃度を調節するために使用されている。したがって、この方法により、糸が所望される色（色相と色調）に達するときに、染料溶液の染料が無くなる（deplete）ように制御される。この方法で、廃棄物は最小となり、糸が過剰染色されたり、染色不足であったりすることが防止される。１つの実施態様では、染料の温度は、約１６０〜約２１０^ＯＦ、約１７０〜約２０５^ＯＦ、約１８０〜約２００^ＯＦ、または約１９０^ＯＦである。染料は、約１５〜１２０分、３０〜９０分、４５〜７５分または約６０分で使用される。

染色後に染料溶液を除去し、上述された硫酸第一鉄溶液と、糸とを接触させる。硫酸第一鉄溶液は、約１６０〜約２１０^ＯＦ、約１７０〜約２０５^ＯＦ、約１８０〜約２００^ＯＦ、または約１９０^ＯＦで使用される。硫酸第一鉄溶液は糸に染料を固定するために、約１５〜１２０分、３０〜９０分、４５〜７５分または約６０分間使用される。固定後に、硫酸第一鉄溶液は除去される。

硫酸第一鉄溶液での固定の後、糸の繊維は、色調のマッチング(color shade match)を確認するために測定してもよいし、洗浄してもよいし、乾燥してもよいし、検査してもよい。必要であれば最終の色調チェックを行なうことができる。

いくつかの実施態様では、媒染剤溶液、染料溶液または硫酸第一鉄溶液の流れを逆にすることができる。必要ではないが、逆の流れでは、反対方向から、所望の溶液を、糸繊維の表面およびその繊維内部へ流れさせる。それにより、繊維の準備、繊維の染色、および／または繊維への染料の固定を保証させることができる。さらに、染色工程が完了した後、流れは、染められた糸をすすぐために、順方向または逆方向に流れてもよい。

後染め（piece dying）（例えば布帛・衣服の染色）については、染料溶液が染色タンクへ装填／再装填タンクからポンプで送り込まれる。布帛としては、編物または織物を含み、それらは管状または拡布状（open width）を含む。布帛は、両端を縫い合わせてフル・ループをつくって、ベンチュリ管を介してジェット機械に挿入され、挿入された布帛は、毎分約１０ヤードまでの速さでその全長が染浴タンクを通り抜けることができる。当業者は、過度の実験を行うことなく、所望される染色結果を保証するために適切な速度を決定することができるだろう。ジェット機械は、生地（つまり布帛やその他同種のもの）を染めるために用いられる、当業界において公知である染色機械である。前記方法［所定の温度で典型的に４５〜６０分、あるいは、布帛が所望される色（色相と色調）を得るまで行われる処理］によって確立された方法により、染色方法が継続される。２つの分光測光器を使用する場合、第１の分光測光器は布帛の色にフィードバックを与え、その一方で第２の分光測光器は染浴中の染料の濃度を調節するために使用される。したがって、この方法により、布帛が所望される色（色相と色調）に達するときに（同時に）、染料溶液から染料が無くなるようにコントロールすることができる。この方法では、廃棄物を最小限にでき、材料の過剰な染色または材料の不十分染色を防ぐことができる。一実施態様では、染料の温度は、約１６０〜約２１０^ＯＦ、約１７０〜約２０５^ＯＦ、約１８０〜約２００^ＯＦ、または約１９０^ＯＦである。染料は、約１５〜１２０分、３０〜９０分、４５〜７５分または約６０分間、使用される。あるいは、後染は、染色バットおよび再装填バットを使用して、上述する方法で行なうことができる。

染色後、染浴溶液は除去され、糸を上記に示された硫酸第一鉄溶液と接触させる。硫酸第一鉄溶液は、約１６０〜約２１０^ＯＦ、約１７０〜約２０５^ＯＦ、約１８０〜約２００^ＯＦ、または約１９０^ＯＦで使用される。硫酸第一鉄溶液は糸に染料を固定するために、約１５〜１２０分、３０〜９０分、４５〜７５分または約６０分間使用される。固定後に、硫酸第一鉄溶液は除去される。

硫酸第一鉄溶液による固定の後、色調のマッチングを確認するために布帛を測定してもよいし、洗浄してもよいし、乾燥してもよいし、検査してもよい。必要であれば最終の色調チェックを行なうことができる。

本発明の中で使用される様々な染料は、当業界において公知である。それらは例えば、インジゴ、アカネ、洋紅、タンニン酸、オーセージ（osage）、ログウッド、ミロバラン、ヘマチン、ザクロおよびクリを含んでいる。粉砕染料および／または液体染料は、当業界において公知である供給業者（例えばBotanical Colors、Seattle WA.; Couleurs de Plantes、Rochefort、France）から入手可能である。粉末染料は、使用の前に可溶化が必要である。粉末染料を溶解して溶液にする場合、激しく混合することが求められてもよい。液体の染料は濃縮物として準備してもよい。液体染料および可溶化された粉末染料は、使用に先立ち、水を添加することにより、または当業界において公知である方法で濃縮することにより、所望の濃度に調節されてもよい。使用に先立ち、他の成分を染料溶液の成分として用いてもよい。他の成分としては、例えば、界面活性剤、炭酸カルシウムなどがあげられる。本発明は、ここに示された媒染工程、染色工程、あるいは固定工程の中で使用される可能性がある他の成分の性質により制限されない。他の実施態様の中、媒染剤、染料および色止め剤（硫酸第一鉄）組成物は、挙げられた成分について、「含む」、「本質的に含む」、または「のみからなる」と解釈されてもよい。

天然染料溶液の濾過を行ってもよい。不純物、および非溶解性の染料粒子を除去するために、染料はろ過されてもよい。フィルタリングは、１００〜１０００ｎｍ（ナノメーター）の気孔率、２５０〜７５０ｎｍの気孔率および３５０〜６５０ｎｍの気孔率を有する濾過材で行なうことができる。当業者は、例えば、染料溶液中の沈降物を検査することにより、または染料溶液の試料をろ過して不純物を検査することにより、フィルタリングが必要かどうかを決めることができる。

分光測光（spectrophotometry）を使用することにより、染色されている生地の反射率を正確に測定することができる。測定結果を、そのような測定に用いられる複数の基準のうちの１つと比較する。いわゆるC.I.E. Lab標準（C.I.E. Lab[CIELAB]は、照度に関する国際委員会によって確立された色空間標準である）は、最も一般的で、本発明で使用される基準である。所望される色材について初めの測定（initial measurement）が行われ、これを「目標」または「ターゲット」と呼ぶ。材料の染色標本が測定され、そのターゲットとどの程度の近さであるかを判断する。

ここに定義された方法では、染浴の測定、および糸または布帛の測定は、連続的に記録される。結果は式で変換され、いわゆるΔＥ（デルタＥ）（結果が目標からどの程度離れているかを示す指標）が提供される。工程限界は、＜１．５ΔＥとなるように設定される。（参考までに、＜１ΔＥという結果はほとんどの人間によって知覚可能ではない。その一方で１．５のΔＥの結果は、かろうじて知覚可能であると考えられている）。

例えば、図１を用いて、染色方法を説明する。図１は、本発明での使用にふさわしい染色装置において、数多くの構成のうちの１つを表わす。他の構成についても、本明細書の教示に基づけば、当業者に明らかであろう。

さて、図１では、２個のバット（vat）、タンクまたは槽(kier;kir)が示される。右側の槽は再装填槽である。再装填槽は、のぞき窓、分光測光器（第２の分光測光器）、槽の底の排水管、および染色槽からの入り口を備えている。前記入り口は、側方において上に向かって約３分の２の位置に設置されている。最上部は、例えば１個以上のナット、ラッチまたは他の適切な固定装置により固定され、ヒンジで動かされる。

染料溶液（浴）は排水管によって再装填槽を出て、中心に穿孔されたチューブを通って染色槽（図の中の左側の槽）に入る。染料は、穿孔されたチューブの孔を通じて流れ、そして糸パッケージを通って流れる。糸の色相および色調の両方は、糸の色を測定するための分光測光器（第１の分光測光器）でモニターされる。その後、第１と第２分光測光器からの数値に応じて、染料溶液が再装填される場合、染料溶液は再装填槽に循環される。あるいは、第１と第２分光測光器からの数値に応じて染料を費消させる。染色槽の最上部も、再装填槽の最上部と同様に、固定され、ヒンジで動かされる。

図示されていないものには、以下のものが含まれる：
１）必要に応じて設けられてもよい、染料（例えば染料溶液または濃縮物）を再装填するのに必要な組成物用保持コンテナーおよび付随の配管類、
２）染色工程を効率的にモニターしてコントロールするための、第１および第２の分光測光器から得られたデータを分析するためのコンピューター、
３）２つのタンク間の配管類、
４）染色層に糸パッケージを備え付けおよび染色槽から除去するための装置、
５）ポンプなど。

本明細書において示された範囲はすべて、示された範囲内におけるすべての値を包括的に含んでいる。例えば、１５〜１２０分の範囲は１５〜１２０までの値をすべて包括的に含んでいる。したがって、たとえ特に言及されなくても、前記範囲において、例えば３５分は、本明細書から補正の根拠として支持される。

（実施例１）チョコレート色（茶色）に染色

この実施例では、ウール糸を媒染し染色するために使用される特定の１つの処理に関する。当業者は、この明細書の教示により、他の染料の色および繊維（材料）に関する処理へとアレンジすることができるだろう。
・〜１９０°Ｆでクリーン水を加えて染色バットを準備する。
・ＷＯＧ量（％）に基づいた式により媒染剤用の化学薬品を加える。
ｏ１５％硫酸アルミニウム
ｏ６％酒石英
・染色される生地を加える。
・〜１９０°Ｆに温度を維持しながら、〜６０分間、媒染剤溶液を生地と接触させる。
ｏ媒染剤溶液を排出する；生地は湿った状態である。
・ＷＯＧの量（％）に基づいた式により染料を加える。
ｏ２．５％ログウッド(Logwood)
ｏ１０％カッチ(Cutch)
ｏ０．５％アカネ(Maddar)
ｏ１％炭酸カルシウム
・〜１９０^ＯＦで温度を維持する。
ｏターゲットとする色および色調が得られることを分光測光器の数値が示すまで、染色工程を実行する（およそ３０分）。
ｏ染料溶液を排出する。
・〜１９０^ＯＦで３％鉄塩類（硫酸第一鉄）溶液を加える。
・工程を〜３０分間実行する。
・生地を取り出し、セッケンと軟化剤を備えた暖かい水中で洗浄し、乾燥させる。
・検査する。

（実施例２）他の染料の色

実施例１において上記に概説された一般的な処理は、他の染料の色についても、少しの修正により使用することができる。この明細書の教示により、当業者は、過大な実験を必要とせず上記の手順に適応することができる。多数の他の色のための染料の処方を以下に記載する。％での割合はすべて、±２０％範囲で近似であり、必要に応じて、当業者によって修正されてもよい。例えば、異なるロットの染料や異なるサプライヤーからの染料の場合、使用される染料の量に応じて多少の調節が必要となりうる。他の方法で特に言及されない場合、処方はすべて、染色されるＷＯＧ（物品重量）のパーセントに基づく。媒染剤の処方も以下に言及される。本明細書の教示により、当業者は他の染料の処方を開発することができる。
［セージ（Sage）］
・媒染剤
ｏ１５％硫酸アルミニウム
ｏ６％酒石英
・染料
ｏ１．５％ヘマチンＨＳ(Hermatine HS)またはログウッド
ｏ３．５％シナハゼ(Fustic)またはオーセージ(Osage)
［フランス・アカネ（French Madder）］
・媒染剤
ｏ１５％硫酸アルミニウム
ｏ６％酒石英
・染料
ｏ６％フランス・アカネまたは１５％インド・アカネ
［アカネ(Madder)（赤）］
・媒染剤
ｏ２０％硫酸アルミニウム
ｏ５％酒石英
・染料
ｏ７％アカネ(Madder)（赤）または３０％インド・アカネ(India Madder)
ｏ４％炭酸カルシウム
［岩塩(Rock Salt)］
・媒染剤
ｏ２０％硫酸アルミニウム
ｏ５％酒石英
・染料
ｏ０．５％ログウッド
ｏ０．２５％アキノキリンソウ(Goldenrod)
［プラム(Plum)］
・媒染剤
ｏ２０％硫酸アルミニウム
ｏ５％酒石英
・染料
ｏ１０％洋紅(Cochineal)
［ベリー(Berry)］木綿の染色用
・媒染剤
ｏ１０％酢酸アルミニウム
・染料
ｏ７％洋紅
［黒］
・媒染剤
ｏ２０％硫酸アルミニウム
ｏ５％酒石英
・染料
ｏ１２％ログウッド
ｏ７．５％タンニン酸(cutch)
ｏ５％シナハゼ(Fustic)
ｏ７％鉄
［シロメ(Pewter)］
・媒染剤
ｏ２０％硫酸アルミニウム
ｏ５％酒石英
・染料
ｏ０．６％ロングウッドまたはヘマチン(Hematine)
ｏ０．２５％クリ(Chestnut)
ｏ０．２％ザクロ(Pomegranite)
［アキノキリンソウ(Goldenrod)］木綿の染色用
・媒染剤
ｏ１５％酢酸アルミニウム
・染料
ｏ１０％アキノキリンソウ
［サケ(Salmon)］
・媒染剤
ｏ２０％硫酸アルミニウム
ｏ５％酒石英
・染料
ｏ１０％ケブラコ(Quebracho)赤

［インジゴ(Indigo)］
インジゴは、一般に媒染剤の使用が必要ではない。また、染浴のｐＨは約１２以上である。硫酸第一鉄工程は任意で使用される。
・染料−染浴の１ガロン当たりグラム
ｏＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）１．２グラム
ｏＨ_２Ｓ（硫化水素）９．０グラム
ｏインジゴ染料１１グラム

Claims

天然染料を使用して、天然繊維から生産された糸を染める方法であって、
ａ）約０．８５ｇ／ｃｍ^３未満の糸密度で、緩く巻かれた糸パッケージを準備する工程；
ｂ）天然染料溶液を準備する工程；
ｃ）前記糸パッケージおよび初期量の前記天然染料溶液を収容するタンクを準備する工程；
ｄ）糸パッケージ用分光測光器および天然染料溶液用分光測光器を準備する工程；
ｅ）前記タンク内において、前記糸による前記天然染料のアプテーク（吸収）に適切な条件の下、前記糸パッケージと、初期量の前記天然染料溶液とを接触させる工程；
ｆ）前記糸パッケージ用分光測光器による前記糸パッケージの吸光度、および前記天然染料溶液用分光測光器による前記天然染料溶液の吸光度をモニタリングする工程；
ｇ）必要に応じて、適切な量の前記天然染料溶液で、前記初期量の前記天然染料溶液を補填し、それにより、前記糸パッケージ用分光測光器が所望される波長で吸光度を検知し、前記天然染料溶液用分光測光器が実質的に消耗された天然染料溶液と一致する吸光度を検知する状態を達成する工程；
ｈ）前記染料溶液を、乾燥状態での被染色物品重量（ＷＯＧ）の約１〜８重％濃度で硫酸第一鉄を含む溶液へ置換する工程；および
ｉ）繊維に染料を固定するのに適切な期間、前記糸パッケージと、前記硫酸第一鉄溶液を含む溶液とを接触させる工程、
を含む方法。
請求項１の方法において、前記染料溶液との接触に先立って、前記糸パッケージと、媒染剤溶液とを接触させるとともに、前記糸パッケージと前記染料溶液とを接触させる前に、前記媒染剤溶液を除去する、方法。
請求項１の方法において、前記天然繊維は、羊毛または綿からなる群から選択される、方法。
請求項１の方法において、前記天然染料は、ログウッド、洋紅、アカネ、タンニン酸、ミロバラン、ヘマチン、ザクロおよびクリからなる群から選択される、方法。
請求項１の方法において、前記硫酸第一鉄溶液は、前記乾燥状態での被染色物品重量（ＷＯＧ）の約２〜６重量％濃度である、方法。
請求項１の方法において、さらに、工程ｅ）に先立って、工程ｂ）の前記天然染料溶液をろ過する工程を備える、方法。
請求項６の方法において、前記天然染料溶液は１００−１０００ｎｍのフィルタを通ってろ過される、方法。
天然染料を使用して、天然繊維から生産された布帛を染める方法であって、
ａ）天然染料溶液を準備する工程；
ｂ）前記布帛および初期量の前記天然染料溶液を収容するタンクを準備する工程；
ｃ）布帛用分光測光器および天然染料溶液用分光測光器を準備する工程；
ｄ）前記タンク内において、前記糸による前記天然染料のアプテーク（吸収）に適切な条件の下、前記布帛と、前記初期量の天然染料溶液とを接触させる工程；
ｅ）前記布帛用分光測光器による前記布帛の吸光度、および前記天然染料溶液用分光測光器による前記天然染料溶液の吸光度をモニタリングする工程；
ｆ）必要に応じて、適切な量の前記天然染料溶液で、前記初期量の天然染料溶液を補填し、それにより、前記布帛用分光測光器が所望される波長で吸光度を検知し、前記天然染料溶液用分光測光器が実質的に消耗された天然染料溶液と一致する吸光度を検知する状態を達成する工程；
ｇ）前記染料溶液を、乾燥状態での被染色物品重量（ＷＯＧ）の約１〜８重％濃度で硫酸第一鉄を含む溶液へ置換する工程；および
ｈ）繊維に染料を固定するのに適切な期間、前記布帛と、前記硫酸第一鉄溶液を含む溶液とを接触させる工程、
を含む方法。
請求項８の方法において、前記染料溶液との接触に先立って、前記布帛と、媒染剤溶液とを接触させるとともに、前記布帛と前記染料溶液とを接触させる前に、前記媒染剤溶液を除去する、方法。
請求項８の方法において、前記天然繊維は、羊毛または綿からなる群から選択される、方法。
請求項８の方法において、前記天然染料はログウッド、洋紅、アカネ、タンニン酸、ミロバラン、ヘマチン、ザクロおよびクリからなる群から選ばれる、方法。
請求項８の方法において、前記硫酸第一鉄溶液は、前記乾燥状態での被染色物品重量（ＷＯＧ）の約２〜６重量％濃度である、方法。
請求項８の方法において、さらに、工程d）に先立って、工程a）の前記天然染料溶液をろ過する工程を備える、方法。
請求項１３の方法において、前記天然染料溶液は１００−１０００ｎｍのフィルタを通ってろ過される、方法。
請求項８の方法において、前記布帛は、織布および不織布からなる群から選ばれる、方法。