JP2018076618A - 染物の製造方法、染色方法及び染色装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 同一の濃度の染料液を用いてより強い発色を得られる染物の製造方法、染色方法及び染色装置を提供する。【解決手段】本発明の染色装置は、ナノバブルを含有するナノバブル水と色素材料とを含有する染料液を被染色対象に対して付着させる染色部と、前記被染色対象を洗浄水で洗浄する洗浄部と、前記被染色対象を乾燥させる乾燥部とを有することを特徴とする。これにより、同一の染色条件でナノバブルの効果によってより多くの染料を被染色対象に付着させることが可能となる。【選択図】 図１
Description
本発明は、例えば染料によって布地を染色する染物の製造方法、染色方法及び染色装置に関するものである。
従来、染料を水や有機溶剤などに溶解させた染料液に布地を浸漬することにより、布地が染色される（例えば特許文献１参照）。
ところで、染料は高価であることから、同一の濃度の染料液を用いてより強い発色を得られれば、染料の節約効果が期待できる。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、同一の濃度の染料液を用いてより強い発色を得られる染物の製造方法、染色方法及び染色装置を提供するものである。
かかる課題を解決するため、本発明の染物の製造方法は、ナノバブルを含有するナノバブル水と色素材料とを含有する染料液を被染色対象に対して付着させることを特徴とする。
また、本発明の染色方法は、ナノバブルを含有するナノバブル水に染料を混合した染料液を被染色対象に対して付着させることを特徴とする。
さらに、本発明の染色装置は、ナノバブルを含有するナノバブル水に染料を混合した染料液を被染色対象に対して付着させる染色部と、
前記被染色対象を洗浄水で洗浄する洗浄部と、
前記被染色対象を乾燥させる乾燥部と
を有することを特徴とする。
前記被染色対象を洗浄水で洗浄する洗浄部と、
前記被染色対象を乾燥させる乾燥部と
を有することを特徴とする。
本発明は、同一の濃度の染料液を用いてより強い発色を得られる染物の製造方法、染色方法及び染色装置を実現できる。
次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
本発明の染物の製造方法及び染色方法は、布地に対して染料や顔料などの色素材料を溶解及び分散させた染料液に浸漬することにより、布地などの被染色対象に対して色を付けるものである。
本願発明の染物の製造方法及び染色方法を使用した染色処理について、図１のフローチャートを用いて説明する。いずれのステップにおいても、伝統工業のように手作業で行われても良いし、装置を用いて自動、半自動的に行われても良い。
ステップＳ１においては、ナノバブルを含有するナノバブル水と色素材料とを含有する染料液に被染色対象を含浸させたり、被染色対象に対して塗布や噴射（例えばインクジェット方式）などすることにより染料液を付着させることにより、染料液によって被染色対象を染色させる。
ステップＳ２においては、洗浄水を用いて被染色対象が洗浄される。洗浄方法としては特に限定されず、洗浄水に浸漬させたり、洗浄水を流す流水洗浄などにより行われる。なお、ステップＳ１とＳ２の間に、染料を固着させるための中間乾燥工程が入る場合もある。
ステップＳ３においては、被染色対象が乾燥される。必要に応じて、乾燥前に脱水工程が行われる。
被染色対象としては、布地などシート状の物が好適に使用される。布地としては、繊維を織った織物や、繊維をシート状にした不織布などが好適に使用されるが、特に限定はなく、公知の物を使用することができる。繊維としては、綿、絹、麻、毛などの天然繊維や、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタンなどの化学繊維など、種々の繊維を使用することができる。
色素材料としては、特に限定はなく、草や木、花などの天然材料から抽出されたり、天然の染料、有機合成化学の手法により合成された合成の染料の他、砕いた鉱石や泥などを懸濁させることにより得られた天然の顔料及び有機合成化学の手法により合成された合成の無機顔料及び有機顔料など、種々の染料及び顔料を使用することができる。
染料液に使用される水としてはナノバブル水を含有する。ナノバブル水の元になる原水としては、特に限定されず、水道水や工業用水など一般的なものが好適に使用される。また、原材料から色素材料を抽出する際に使用されたナノバブル水をそのまま使用することも可能である。また、染料液に対して定着性を向上させるための添加剤やｐＨ調整剤、有機溶剤など、各種添加剤や水以外の溶媒を含有させても良い。
染料液のｐＨについては特に限定されないが、ｐＨ２．０〜ｐＨ１３．０、より好ましくはｐＨ３．０〜ｐＨ１２．０の範囲内であることが好ましい。ｐＨが小さすぎても大きすぎても、被染色対象にダメージを与える可能性があるからである。なお、染料液のｐＨについては、被染色対象及び色素材料の種類や性質に応じて、適宜選択されることが好ましい。
なお、本明細書において、ナノバブル水とは、ナノオーダー（１ｎｍ〜１０００ｎｍ）のナノバブルを含有する水をいい、好ましくはナノバブルを０．１Ｅ０８個／ｍｌ以上、より好ましくは０．２Ｅ０８個／ｍｌ以上含有する。ナノバブルとして含有される気体としては、特に限定されず、空気、酸素、窒素、水素などが好適に用いられる。ナノバブルの平均粒径に制限はないが、５０〜２５０ｎｍ程度であることが好ましい。本明細書において、「染料液がナノバブル水を含有する」とは、染料液におけるナノバブルの含有量が上記以上であることをいい、染料液を水道水などで希釈した場合であっても、ナノバブルの含有量が上記条件を満たしていればよい。
ナノバブル水を生成する方法に制限はないが、例えば圧力をかけて気体を溶解させた後に圧力を解放してナノバブルを生成する圧力解法方式や、高速旋回によりナノバブルを生成する高速旋回方式、若しくはこれらを組み合わせたものが好適に用いられる。なお、これらのナノバブル水を生成する方法は、例えば特許文献２（特願２０１５−３４６２８号）などに記載されている。
洗浄水としては、特に限定されず、水道水や工業用水など一般的なものが好適に使用される。必要に応じて、各種添加剤や助剤が添加される。
乾燥方法としては、特に限定されず、常温にて天日干しされたり、熱風などを用いたドライヤーを用いて実行される。必要に応じて、被染色対象を脱水してから乾燥されることが好ましい。
次に、染料処理を実行する染色装置２０について、図２のブロック図を用いて説明する。
染色装置２０は、図示しないＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される制御部２１が染色装置２０の全体を統括的に制御するようになされている。
ナノバブル供給部２２は、ナノバブル水を生成し、染料液供給部２３に供給する。染料液供給部は、ナノバブル水を含有する染料液を染色部２５に供給する。
染色部２５は、被染物対象に染料液を付着させると、被染物対象を洗浄部２６に供給する。洗浄部２６は、洗浄水供給部２８から供給される洗浄水を用いて被染物対象を洗浄し、被染物対象を乾燥部２７に供給する。乾燥部２７は、熱風などを用いて被染物対象を乾燥する。
なお、染色部２５、洗浄部２６、乾燥部２７は、別装置として構成されても良く、処理槽２４として一つの装置として構成されても良い。また、ナノバブル水供給部２２は必ずしも必要ではなく、例えば染色部２５がインクジェット方式などの場合には、ナノバブル水を含有する染料液が染料供給部２３から供給される。
次に、実施例について説明する。
染色材料として、ローズマリー及び丁子（クローブ）の乾燥葉（藍熊染料株式会社製）を使用した。試料布１枚（１ｇ）に対して乾燥葉を各１ｇづつ使用した。試料布は、綿、毛、絹、ナイロン製（いずれも１００％）の染色用白布（色染社製）を使用し、それぞれ１ｇ／１枚にカットしたものを使用した。
使用した水は、イオン交換水、マイクロバブル水、ナノバブル水の３種類であった。マイクロバブル水は、原水をイオン交換水としてマイクロバブル水発生装置（（株）オーラテック社製 O-Max Type1 C200）を用いて調整した。得られたマイクロバブルの気泡径は１０〜２００μｍ、粒度分布ピークは２０μｍであった。ナノバブル水は、原水をイオン交換水としてナノバブル発生装置（（株）テックコーポレーション社製 MN-20）を用いて調整した。得られたナノバブルの気泡径は、５０〜２００ｎｍ、粒度ピークは８０ｎｍであった。
イオン交換水、マイクロバブル水、ナノバブル水をそれぞれ用いて０．１ｍｏｌ／ＬのＮａ２ＣＯ３水溶液でｐＨを１０．０に調整し、アルカリ水を調整した。３種類のアルカリ水に乾燥葉を各１ｇ入れ、８０℃の恒温槽内で６０分間抽出した。６０分後にガラスフィルターでろ過し、蒸発した分を同種の水で補い、５０ｍｌにメスアップした。これを色素抽出液とした。なお、色彩色差計（MINOLTA製、CR-200）による測定の結果、色素抽出液の濃度は使用した水間で差違は見られなかった。
色素抽出液に対し、１ｍｏｌ／Ｌのクエン酸一水和物水溶液を用いて調整を行い、ｐＨ７．０とｐＨ１０．０の染料液を調整した。染色条件は、浴比１：５０、染色時間６０分、染色温度２４℃、４０℃及び８０℃、染色時間に亘って試料布を染色液に浸漬後、試料布を取り出して常温のイオン交換水で２回振り洗いしたのち、絞らず金属バットに広げて風乾した。なお、染色温度４０℃については、この染色、洗浄、乾燥工程を計５回繰り返した。
染色布の明度について、色彩色差計（MINOLTA製、CT-210）による測定を行った。結果を図３〜図８に示している。試料布が白く、染色により茶色に染色されていくため、染色が進むにつれて明度が低下する。なお、マイクロバブル水を使用した試料布の明度（図示しない）は、イオン交換水とほぼ同じ明度であった。
図３はローズマリー乾燥葉を用いた８０℃、ｐＨ７．０の染色液で４種類の試料布を染色したときの明度、図４はローズマリー乾燥葉を用いた８０℃、ｐＨ１０．０の染色液で４種類の試料布を染色したときの明度、図５はローズマリー乾燥葉を用いた４０℃、ｐＨ７．０及び１０．０のイオン交換水を使用した染色液で試料布（毛）を１−５回に亘って繰り返し染色したときの明度、図６はローズマリー乾燥葉を用いた４０℃、ｐＨ７．０及び１０．０のナノバブル水を使用した染色液で試料布（毛）を１−５回に亘って繰り返し染色したときの明度である。
図から分かるように、ナノバブル水を使用することにより、明らかに明度の低下が確認され、ナノバブル水によって染色が進行し、強い発色が得られることが確認された。これは、ナノバブルの効果により、より多くの色素成分が試料布に付着したものと考えられる。
図７は丁子乾燥葉を用いた８０℃、ｐＨ４．０の染色液で４種類の試料布を染色したときの明度、図８は丁子乾燥葉を用いた２４℃、ｐＨ４．０の染色液で４種類の試料布を染色したときの明度である。図から分かるように、ナノバブル水を使用することにより全種類の試料布で２４℃、８０℃において染色したときの明度が低下した。なお、図示しないが、ローズマリー乾燥葉を用いた場合（ｐＨ７．０）の場合も、ほぼ同様の結果が得られ、ナノバブル水を使用することにより２４℃、８０℃において染色したときの明度が低下した。
なお、本実施例の実験データから、ローズマリー乾燥葉を用いた場合には、特に中性及びアルカリ（ｐＨ７．０，ｐＨ１０．０）のときにナノバブル水の効果により明度が低下する顕著な効果が得られ、丁子の乾燥葉を用いた場合には、特に酸性（ｐＨ４．０）のときにナノバブル水の効果により明度が低下する顕著な効果が得られた。このように、使用する染料や布の種類により、ナノバブル水の効果に差違が生じるものと考えられる。
以下、上記した実施形態から抽出される発明群の特徴について、必要に応じて課題及び効果等を示しつつ説明する。各特徴に記載した用語の意味や例示等は、同一の文言にて記載した他の特徴に記載した用語の意味や例示として適用しても良い。
本発明の染物の製造方法は、ナノバブルを含有するナノバブル水と色素材料とを含有する染料液を被染色対象に対して付着させることを特徴とする。
これにより、被染色対象における発色を強くすることができる。
また、染物の製造方法では、前記被染色対象を前記染料液に浸漬することにより、前記染料液を被染色対象に付着させる。
これにより、染料液中のナノバブルの効果を効率良く発揮させることができる。
さらに、染物の製造方法では、前記被染色対象に対して前記染料液を噴き付けることにより、前記染料液を被染色対象にを付着させることを特徴とする。
これにより、染料液中のナノバブルの効果を効率良く発揮させることができる。
また、染物の製造方法では、前記染料液は、ｐＨ２．０〜１３．０の範囲内であることを特徴とする。
これにより、被染物対象にダメージを与えることなく染色を行うことができる。
さらに、染物の製造方法では、前記染料液は、ｐＨ６．０〜１３．０の範囲内であることを特徴とする。
これにより、ナノバブルの効果を効率良く発揮させることができる。
本発明の染色方法では、ナノバブルを含有するナノバブル水に染料を混合した染料液を被染色対象に対して付着させることを特徴とする。
これにより、被染色対象における発色を強くすることができる。
本発明の染色装置では、ナノバブルを含有するナノバブル水に染料を混合した染料液を被染色対象に対して付着させる染色部と、
前記被染色対象を洗浄水で洗浄する洗浄部と、
前記被染色対象を乾燥させる乾燥部とを有することを特徴とする。
前記被染色対象を洗浄水で洗浄する洗浄部と、
前記被染色対象を乾燥させる乾燥部とを有することを特徴とする。
これにより、被染色対象における発色を強くすることができる。
本発明は、例えば衣類などの用いられる布製品の染色に使用することができる。
Claims (7)
- ナノバブルを含有するナノバブル水と色素材料とを含有する染料液を被染色対象に対して付着させる
ことを特徴とする染物の製造方法。 - 前記被染色対象を前記染料液に浸漬することにより、前記染料液を被染色対象に付着させる
ことを特徴とする請求項１に記載の染物の製造方法。 - 前記被染色対象に対して前記染料液を噴き付けることにより、前記染料液を被染色対象にを付着させる
ことを特徴とする請求項１に記載の染物の製造方法。 - 前記染料液は、
ｐＨ２．０〜１３．０の範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載の染物の製造方法。 - 前記染料液は、
ｐＨ６．０〜１３．０の範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載の染物の製造方法。 - ナノバブルを含有するナノバブル水と色素材料とを含有する染料液を被染色対象に対して付着させる
ことを特徴とする染色方法。 - ナノバブルを含有するナノバブル水と色素材料とを含有する染料液を被染色対象に対して付着させる染色部と、
前記被染色対象を洗浄水で洗浄する洗浄部と、
前記被染色対象を乾燥させる乾燥部と
を有することを特徴とする染色装置。
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