JP2023525402A - 活性水調製装置並びに天然繊維染色仕上げ処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、活性水調製装置、天然繊維染色仕上げ処理装置及び方法を提供する。活性水調製装置は、水槽、電場発生装置及び磁場発生装置を備える。本発明は、電場と磁場の混合作用系を構築し、使用時に純水又は電解質水溶液を媒体とし、形成された不均一な電極系においては、様々な化学反応活性の高い粒子の水溶液がその場で生成される。当該装置で生成された活性水溶液は、天然繊維及びその織物の前処理に用いられ、常温条件下では、１回又は２回の浸漬又はパジングの処理により、通常の天然繊維及びその織物の前処理の効果を得ることができる。よって、シンプルであり、省エネルギーであり、工程の流れが短く、排出が低いというメリットがある。また、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウムが不安定であり、分解しやすく、貯蔵しにくいという不足を避けることができる。【選択図】図２

Description

本願は、環境保護染色仕上げの技術分野に関し、特に、活性水調製装置並びに天然繊維染色仕上げ処理装置及び方法に関する。

天然繊維及びその織物の前処理の目的は、織物又は繊維の白さを高め、織物又は繊維の様々な天然不純物、糊、油等を除去することにより、織物に綺麗な白い外観、ソフトな肌触り、優れた吸水性及び湿潤性能を持たせ、後続する染色仕上げ加工を容易にすることである。

現在の生産では、織物の前処理は、典型的な湿式加工であり、主に用いられている化学物質が水酸化ナトリウムのようなアルカリ剤、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウムのような酸化剤である。このうち、アルカリ剤、特に水酸化ナトリウムは、繊維、綿実の殻、糊等の物質に対する膨潤作用及び関連する油脂、ワックス等の物質に対する鹸化作用を持ち、様々な不純物及び糊を取り除きやすくすることができる。また、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤も、通常、アルカリ条件で用いられている。過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム等の化学物質の酸化作用により、顔料、ペクチン、糊等の不純物の化学構造を破壊し、処理後の織物の白さ、清潔さ及び湿潤性能を向上させることができるので、後続する染色仕上げの加工を容易に行うことができる。

織物の前処理は、一般的には、アルカリ蒸煮、酸素漂白、塩素漂白等の処理を含むが、工程の流れが長く、効率が低く、エネルギー消費量が多く、廃水排出量が多く、繊維に対する損傷が大きい等の欠点がある。

従来技術に存在する少なくとも１つの上述した技術問題を解決するために、本発明の目的は、活性水調製装置並びに天然繊維染色仕上げ処理装置及び方法を提供することである。

上述した技術問題を解決するために、本発明による活性水調製装置は、水槽、電場発生装置及び磁場発生装置を備え、前記水槽は、作動液を収容するために用いられ、前記電場発生装置は、電場を形成するための電極アセンブリを備え、当該電極アセンブリは、前記水槽内に設置され、作動液に対して電場処理を行うために用いられ、前記磁場発生装置は、磁場を形成するための磁極アセンブリを備え、当該電極アセンブリは、前記水槽の内部又は外部に設置され、作動液に対して磁化処理を行うために用いられる。

また、前記電極アセンブリは、間隔を空けて設置されている一対又は複数の対の正電極及び負電極を備える。

また、前記磁極アセンブリは、正磁極及び負磁極を備え、正磁極及び負磁極は、それぞれ前記水槽の対向する両端に設置されている。

また、前記水槽は、ガラス、ガラス繊維強化プラスチック又は高分子ポリマー材料（ポリテトラフルオロエチレン、ＰＶＣ等）等のような絶縁性耐腐食材料から作られている。

また、前記正電極及び前記負電極は、平板状であり、正磁極と負磁極の間には、正電極と負電極が等間隔で交互に設置されており、又は、
前記正電極と前記負電極は、円筒状であり、径方向に等間隔で同心円形状に交互に設置されている。

また、前記正磁極と前記負磁極は、半密閉型磁極であり、すなわち、正磁極と負磁極の水平断面は、それぞれハーフリング形状であり、それぞれ水槽の対向する両端又は両側から前記水槽を可能な限り多めに取り囲んでいるので、水槽内の磁場の強度を効果的に増やす。

また、前記磁極アセンブリは、絶縁性電極分離板及び絶縁性電極分離砂中子板を更に備え、前記正電極及び前記負電極の上端及び下端は、それぞれ前記絶縁性電極分離板及び前記絶縁電極分離砂中子板に接続されるので、正電極と負電極の間の間隔を効果的に保つことができる。

また、前記正電極と前記負電極の材料は、３０４、３２１等の型番の安定したステンレス鋼電極、熱分解グラファイト電極、グラフェン被覆複合グラファイト電極、リン銅電極、チタン電極、白金チタン電極、貴金属電極、ＭＭＯルテニウムイリジウムチタン電極及び炭素電極のうちの一種類又は複数の種類の混合である。

また、前記磁極アセンブリの磁場強度は、調整可能である。より好ましくは、磁場強度は、調整範囲が０～３Ｔである。

また、隣接する２つの前記正電極と前記負電極の間の電圧は、調整可能であり、好ましくは、隣接する２つの前記正電極と前記負電極の間の電圧は、調整範囲が０～４０Ｖである。

また、隣接する２つの前記正極と前記負極の間の距離は、５ｍｍ～１．５メートルである。

また、隣接する２つの前記正極と前記負極の間の動作電流は、３０Ａを超えない。

また、前記活性水調製装置は、オゾン発生装置を更に備え、前記オゾン発生装置は、オゾン送り出し口がパイプラインにより前記水槽に接続され、オゾンを作動液に輸送するために用いられる。

また、前記活性水調製装置は、超音波発生装置を更に備え、前記超音波発生装置は、超音波振動子（又は、超音波送信ユニットと呼ばれる）が前記水槽の内部又は外部に設置され、水槽内の作動液に超音波を投入するために用いられる。超音波の投入は、作動液分子を更に効果的にアクティブ又は活性化させ、作動液の酸化又は活性化を加速させることができる。

また、前記活性水調製装置は、前記電極アセンブリ、磁極アセンブリ、オゾン発生装置、超音波発生装置及び制御モジュールに電力を供給するための電力供給装置を更に備える。

また、前記活性水調製装置は、作動液から溢れ出たガス（主にオゾンガス）を回収するためのガス回収装置を更に備える。例えば、ガス回収装置は、ガス収集カバーと回収パイプラインを備える。ガス収集カバーは、前記水槽の上方の開口を覆い、ガス収集カバーには、排気口が設置され、回収パイプラインの一端が排気口に接続されている。回収パイプラインの他端が水槽内の作動液の液面下に伸びており、又は、回収パイプラインの他端がオゾン発生装置のガス入口に接続されており、溢れ出たガスの収集及び再利用を実現する。また、回収パイプラインには、溢れ出たガスの流れを駆動するためのエアポンプを追加して設置されても良い。

また、前記活性水調製装置は、作動液を前記水槽に投入するための入水装置及び／又は前記水槽内の作動液を導き出すための出水装置を更に備える。

磁場と電場の相乗効果で、本願の活性水調製装置により生成された完成品の作動液は、酸化特性を有する活性水になり、綿含有繊維及び織物の糊抜き、蒸煮精練、漂白処理、又は、様々な麻繊維の脱ガム、漂白前処理、又は、型染めプロセスの後の発色団を含む廃水の分解及び脱色に用いられている。

従来の処理方法に比べ、本願は、強アルカリ、糊抜き剤、精練剤、漂白剤等の助剤を追加添加することなく、環境に優しい無機物を適切な量だけ添加すれば良い。当該作動液を用いて天然繊維（織物）に対して前処理を行った後、大量の水洗いが不要になり、化学薬品の使用が大幅に削減され、プロセス全体のエネルギー消費が大幅に削減される。

本発明は、前記酸化活性水調製装置及び前処理装置を備える天然繊維染色仕上げ処理装置を更に提供する。

前記前処理装置は、前記酸化活性水調製装置に接続されており、酸化活性水調製装置により調製された活性水を用いて天然繊維に対して前処理を行う。

なお、前処理装置は、様々なタイプがあるが、比較的一般的なのは、浸漬槽である。浸漬槽は、パイプラインにより酸化活性水調製装置に直接的に接続され、又は、パイプラインにより活性水貯蔵タンクに接続されている。貯蔵タンクは、パイプラインにより酸化活性水調製装置に接続されている。浸漬槽に活性水を投入した後、活性水に天然繊維を所定の時間で浸漬することにより、染色仕上げ等の前処理工程を完成させる。

より好ましくは、前記前処理装置は、内側スリーブ、外側スリーブ及びポンプ本体を備える。

天然繊維は、前記内側スリーブに巻き付けられ、前記外側スリーブは、前記内側スリーブを被せ、前記内側スリーブと前記外側スリーブの間には、天然繊維を収容するための環状作動キャビティが形成されている。

前記内側スリーブの外側の円形側面には、内側スリーブのキャビティの内外を連通するための複数の貫通孔が設置され、前記外側スリーブの外側の円形側面には、前記環状作動キャビティの内外を連通する液体排出孔が設置されている。

前記ポンプ本体は、投入パイプラインにより前記内側スリーブのキャビティと連通しており、作動液（即ち、活性化処理後の作動液、つまり、活性水）を前記キャビティに注入するために用いられ、圧力で作動液を、前記貫通孔、前記環状作動キャビティ及び前記液体排出孔を順に通過させ、環状作動キャビティ内の天然繊維の浸漬処理を実現する。

また、前記内側スリーブと前記外側スリーブは、同軸であり、水平に設置されている。

また、前記外側スリーブは、上半殻と下半殻から組み立てられてなる。天然繊維が内側スリーブに巻き付けられた後、上半殻と下半殻を嵌合させ、両者を締め具で接続することができる。好ましくは、上半殻と下半殻の間には、シーリングガスケットが設置されている。

また、前記内側スリーブの円周方向においては、複数の前記貫通孔は、同径であり、等間隔で均一に設置されている。

なお、前記内側スリーブの軸方向には、単位長さにおける前記貫通孔の断面積の合計が単位孔面積であると設定されている。

また、前記内側スリーブの一端には、作動液入口が設置され、内側スリーブの軸方向及び作動液入口から徐々に遠ざかる方向においては、単位孔面積が徐々に増加する。

また、前記内側スリーブの両端には、作動液入口があり、作動液入口は、パイプラインにより前記ポンプ本体の出口に接続され、パイプラインには、２つの作動液入口を交互（交替）に用いて前記キャビティ内に作動液を投入するための制御弁が設置されている。なお、制御弁は、従来技術であり、ここで繰り返して説明しない。

両端の作動液入口から交互に作動液を投入することを採用すると、内側スリーブ等のパイプラインの抵抗等の要素により、内側スリーブにおいて軸方向の圧力ムラが生じてしまう。作動液を交互に投入することにより、これにより引き起こされた天然繊維の浸漬圧ムラの問題を低減することができる。

また、前記内側スリーブの両端には、作動液入口があり、前記内側スリーブの軸方向及び内側スリーブの中央部からその両端へ延びる方向においては、単位孔面積が徐々に減少する。

また、前記内側スリーブの軸方向には、前記単位孔面積は、正規分布している。

また、前記内側スリーブの軸方向及び内側スリーブの中央部からその両端へ延びる方向においては、前記単位孔面積の分布は、次の式を満たしている：

なお、ｆ（ｘ）は、単位孔面積の分布関数であり、内側スリーブの軸方向の中心点を原点とし、内側スリーブの中央部から両端へ延びる座標値をｘとし、πは、円周率であり、σは、０．１Ｌ～０．３Ｌである。

また、前記外側スリーブの全ての液体排出孔の断面積の合計は、前記内側スリーブの全ての貫通孔の断面積の合計の１／４～２／３であり、環状作動キャビティの中の作動液を正圧状態に保たせることができる。

また、前記外側スリーブの外部には、作動液の収集カバーが設置されており、又は、前記外側スリーブの底部には、作動液の収集槽が設置されており、作動液の収集カバー又は作動液の収集槽は、回収パイプラインにより前記酸化活性水調製装置の水槽に接続されており、前記作動液を回収して再利用するために用いられる。

上述した技術案を採用することにより、本発明は、以下の有益な効果を有する。

本発明による酸化活性水調製装置は、電場、磁場、オゾンの混合作用系を構築し、使用時に純水又は電解質水溶液を媒体とし、形成された不均一な電極系においては、様々な化学反応活性の高い粒子の水溶液がその場で生成される。用いられる水媒体及び装置のパラメータの変化に基づき、その場で生成される粒子は、・ＯＨ、・Ｏ、・ＯＨ_２、・Ｏ、・ＣＩ、ＣＩＯ－、ＣＩＯ_２－、ＯＨ－、Ｈ_２Ｏ_２、Ｏ_３のうちの幾つかの種類又は全部である。本発明の装置を用いると、前処理に必要な全ての有効な化学成分をその場で生成することができ、各成分が同時に１つの体系内にあるため、有益な相乗効果が発生する。当該装置により生成された活性水溶液は、織物の前処理に用いられ、常温条件では、１回又は２回の浸漬又はパジング処理により、通常の織物の前処理の効果が得られるため、シンプルであり、省エネルギーであり、工程の流れが短く、排出が低く、有機助剤が不要であるというメリットがある。また、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウムが不安定であり、分解しやすく、貯蔵しにくいという不足を避けることができる。

また、本発明は、天然繊維染色仕上げ処理方法を提供する。当該方法は、活性水を調製するステップＳ１０と、天然繊維又は天然繊維により作られた織物に対して前処理を行うステップＳ２０とを備え、ステップＳ１０は、具体的には、無機塩溶液を配備するステップＳ１１と、磁極アセンブリを用いて無機塩溶液に指向性磁場を印加し、電極アセンブリを用いて無機塩溶液に対してイオン処理を行い、酸化活性水（すなわち、前処理時の作動液）を取得するステップＳ１２とを備え、ステップＳ２０は、具体的には、天然繊維又はその織物に対して事前膨潤処理を行うステップＳ２１と、事前膨潤処理された天然繊維又はその織物を活性水に浸し、活性水は、温度が２０℃～１００℃であり、浸漬時間が１０～９０ｍｉｎであるステップＳ２２とを備える。

また、ステップＳ２１は、具体的には、５～１５ｇ／ｌの濃度の無機ナトリウム塩又はカリウム塩の水溶液を用いて天然繊維又はその織物を浸漬することを備え、処理温度が３０℃～６０℃であり、処理時間が１０～９０ｍｉｎである。また、無機ナトリウム塩又はカリウム塩は、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムのうちの一種類又は複数の種類である。

また、前記天然繊維は、綿繊維であり、ステップＳ２２の活性水の温度は、２０℃～４０℃であり、浸漬時間は、２０～６０ｍｉｎである。

また、前記天然繊維は、麻繊維であり、ステップＳ２２の活性水の温度は、２０℃～１００℃であり、浸漬時間は、１０～９０ｍｉｎである。

また、前記天然繊維は、毛繊維であり、ステップＳ２１においては、毛繊維又はその織物を湿潤剤（例えば、ＪＦＣ等）溶液に浸漬し、浸漬時間は、３０秒以上であり、その後、余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％以上である。

また、ステップＳ２０は、天然繊維又はその織物の余分な水溶液を除去し、液体圧延率が８０％以上であるステップＳ２３と、ステップＳ２２とステップＳ２３を繰り返し、浸漬と圧延を１～５回繰り返し続けるステップＳ２４とを更に備える。

また、ステップＳ２０は、活性水処理後の天然繊維又はその織物に対して水すすぎ、開繊、柔軟化、乾燥等の水洗い後の処理等のステップを更に備える。

また、ステップＳ１１の無機塩溶液の中の無機塩は、無機ナトリウム塩及び／又は無機カリウム塩である。また、前記無機ナトリウム塩は、硫酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム及び過塩素酸ナトリウムのうちの一種類又は若干の種類であり、無機カリウム塩は、塩化カリウム、炭酸カリウム、硫酸カリウムのうちの一種類又は若干の種類である。

また、前記無機塩溶液は、濃度が５～６０ｇ／Ｌである。

また、ステップＳ１２においては、磁場強度は、０～３Ｔであり、磁化処理時間は、０～４０ｍｉｎである。

また、ステップＳ１２においては、前記無機塩溶液は、温度が２０～６０℃である。

また、前記無機塩溶液は、ｐＨ値が３～１２であり、より好ましくは、ｐＨ値が７～９である。

また、前記織物は、シャトル織物、針織物等である。

好ましくは、ステップＳ１２は、指向性磁場と電場を無機塩溶液に印加するプロセスにおいては、オゾン発生装置及びパイプラインを用いてオゾンを無機塩溶液に輸送するステップＳ１２ａを更に備える。

オゾンの輸送量は、無機塩溶液におけるオゾンの飽和度に従って設定し、大量のオゾンが溢れ出ることを避ける。

好ましくは、ステップＳ１２は、指向性磁場と電場を無機塩溶液に印加するプロセスにおいては、超音波発生装置を用いて超音波を無機塩溶液に投入するステップＳ１２ｂを更に備える。超音波の投入は、作動液分子を更に効果的にアクティブ又は活性化させ、作動液の酸化又は活性化を加速することができる。

本発明は、伝統的な理論と実践とは異なる斬新な天然繊維又はその織物の前処理工程を提供する。当該工程においては、有機化学物質が使用されず、無機化学物質が少なく用いられ、省エネルギーであり、水が節約され、廃水排出量が減り、生産能力が高まり、コストが節約され、天然繊維の生態学的な前処理を実現することができる。

本発明の具体的な実施形態又は従来技術における技術案をより明確に説明するために、以下、具体的な実施形態又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における図面は、本発明の幾つかの実施形態であり、当業者にとっては、創造的な労働をせずにこれらの図面から他の図面を得ることができる。
本発明の実施例による酸化活性水調製装置の原理図である。 図１に示すコアアセンブリの構造模式図である。 実施例１において正電極及び負電極が同心円形状に間隔を空けて設置されている模式図である。 実施例１における絶縁性電極分離板の構造模式図である。 実施例１における絶縁性電極分離砂中子板の構造模式図である。 実施例１における、活性水の酸化還元電位に対する静置時間の影響を示すグラフである。 実施例３における染色処理の工程曲線図である。 実施例７における前処理装置の構造模式図である。 実施例７における内側スリーブの構造模式図である。 実施例８における天然繊維染色仕上げ処理装置の構造模式図である。 実施例９における天然繊維染色仕上げ処理装置の構造模式図である。 実施例９における超音波発生装置付きの天然繊維染色仕上げ処理装置の構造模式図である。 実施例１８における脱ガム処理前のサンプルの写真である。 実施例１８における脱ガム処理後のサンプルの写真である。 実施例１９における脱ガム処理前のサンプルのＳＥＭ写真である。 実施例１９における脱ガム処理後のサンプルのＳＥＭ写真である。 本発明の実施例２４における、活性水と生物学的酵素の組み合わせの処理後の羊毛スケール（羊毛のウロコ）の写真である。 本発明の実施例２５における、活性水と生物学的酵素の組み合わせの処理後の羊毛スケールの写真である。 本発明の実施例２６における、活性水と生物学的酵素の組み合わせの処理後の羊毛スケールの写真である。

以下、実施例を参照して本発明の実施案を詳細に説明するが、当業者は、以下の実施例が本発明を説明するためにのみ用いられ、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではないことを理解すべきである。実施例においては、具体的な条件が示されていない場合、通常の条件又は製造業者により提案された条件に従って行われる。メーカーが明記されていない全ての試薬又はデバイスは、何れも市販されている通常の製品である。

以下、具体的な実施形態を用いて本発明に対して更なる解釈及び説明を行う。

（実施例１）
図１に示すように、本実施例による酸化活性水調製装置は、電力供給装置、コアアセンブリ、入水装置及び出水装置を備える。

図２に示すように、コアアセンブリは、水槽４、電場発生装置及び磁場発生装置を備える。水槽４は、作動液を収容するために用いられている。電場発生装置は、電場を形成するための電極アセンブリ３を備える。電極アセンブリ３は、水槽４内に設置され、作動液に対して電場処理を行うために用いられている。磁場発生装置は、磁場を形成するための磁極アセンブリ６を備える。電極アセンブリ３は、水槽４の内部又は外部に設置され、作動液に対して磁化処理を行うために用いられている。

水槽４は、ガラス、ガラス繊維強化プラスチック又は高分子ポリマー材料（ポリテトラフルオロエチレン、ＰＶＣ等）等の絶縁性耐腐食性材料から作られている。入水装置は、作動液を水槽４に投入するために用いられている。出水装置は、水槽４内の作動液を貯蔵タンクに導き出す、又は、前処理装置に送るために用いられている。

なお、電極アセンブリ３は、間隔を空けて設置されている複数対の正電極３ａ及び負電極３ｂを備える。図２に示すように、正電極３ａと負電極３ｂは、平板状であっても良い。正磁極と負磁極の間には、正電極３ａと負電極３ｂが等間隔で交互に設置されている、又は、図３に示すように、正電極３ａと負電極３ｂは、円筒状であり、径方向に同心円状に等間隔で交互に設置されている。

図２、図４及び図５に示すように、磁極アセンブリ６は、絶縁性電極分離板３ｃ及び絶縁性電極分離砂中子板３ｄを更に備える。正電極３ａ及び負電極３ｂの上端及び下端は、それぞれ絶縁性電極分離板３ｃ及び絶縁性電極分離砂中子板３ｄに接続されている。本実施形態においては、絶縁性電極分離板３ｃ及び絶縁性電極分離砂中子板３ｄには、それぞれ正電極３ａと負電極３ｂを挟持する挟持溝構造が設置されている。よって、正電極３ａと負電極３ｂの間の間隔を効果的に保つことができる。

正電極３ａと負電極３ｂの材料は、３０４、３２１等の型番の安定したステンレス鋼電極、熱分解グラファイト電極、グラフェン被覆複合グラファイト電極、リン銅電極、チタン電極、白金チタン電極、貴金属電極、ＭＭＯルテニウムイリジウムチタン電極、炭素電極のうちの一種類又は複数の種類の混合である。

好ましくは、隣接する２つの正電極３ａと負電極３ｂの間の電圧は、調整可能であり、隣接する２つの正電極３ａと負電極３ｂの間の電圧の調整範囲は、０～４０Ｖである。また、隣接する２つの正電極３ａと負電極３ｂの間の距離は、５ｍｍ～１．５ｍである。隣接する２つの正電極３ａと負電極３ｂの間の動作電流は、３０Ａを超えない。

図２に示すように、磁極アセンブリ６は、正磁極及び負磁極を備える。正磁極及び負磁極は、それぞれ水槽４の対向する両端に設置されている。好ましくは、正磁極及び負磁は、半密閉（半包囲）型磁極であり、すなわち、正磁極と負磁極の水平断面は、それぞれハーフリング形状であり、それぞれ水槽４の対向する両端又は両側から水槽４を可能な限り多めに取り囲んでいる。よって、水槽４内の磁場強度を効果的に高めることができる。

好ましくは、磁極アセンブリ６は、磁場強度が調整可能である。なお、磁場強度は、調整範囲が０～３Ｔである。

また、図１に示すように、本実施例のもう１つの実施形態は、ガス供給装置である。当該ガス供給装置は、オゾン発生装置及び搬送パイプラインを備える。オゾン発生装置は、オゾン送り出し口が搬送パイプラインにより水槽４に接続され、作動液にオゾンを供給するために用いられる。

また、図２に示すように、本実施例の第三の実施形態は、超音波発生装置５を更に備える。超音波発生装置５は、超音波振動子（又は、超音波送信ユニットと呼ばれる）が水槽４内の底部に設置され、水槽４内の作動液に超音波を投入するために用いられる。超音波の投入は、作動液分子を更に効果的にアクティブ又は活性化させ、作動液の酸化又は活性化を加速することができる。

また、電力供給装置は、電極アセンブリ３、磁極アセンブリ６、オゾン発生装置、超音波発生装置及び制御モジュールに電力を供給するために用いられる。

また、本実施例は、作動液から溢れ出たガス（主にオゾンガス）を回収するためのガス回収装置を更に備えても良い。例えば、ガス回収装置は、ガス収集カバー及び回収パイプラインを備える。ガス収集カバーは、水槽４の上方の開口を覆い、ガス収集カバーには、排気口が設置され、回収パイプラインの一端が排気口に接続されている。回収パイプラインは、他端が水槽４内の作動液の液面下に伸びて進入し、又は、回収パイプラインは、他端がオゾン発生装置のガス入口に接続されており、溢れ出たガスの収集及び再利用を実現する。また、回収パイプラインには、溢れ出たガスの流れを駆動するためのエアポンプを追加して設置されても良い。

磁場と電場の相乗効果で、本願の活性水調製装置により生成された完成品の作動液は、酸化特性を有する活性水になり、綿含有繊維及び織物（糸物）の糊抜き、蒸煮精練、漂白処理、又は、様々な麻繊維の脱ガム、漂白前処理、又は、型染めプロセスの後の発色団を含む廃水の分解及び脱色に用いられている。

従来の処理方法に比べ、本願は、強アルカリ、糊抜き剤、精練剤、漂白剤等の助剤を追加添加することなく、環境に優しい無機物を適切な量だけ添加すれば良い。当該作動液を用いて天然繊維（織物）に対して前処理を行った後、大量の水洗いが不要になり、化学薬品の使用が大幅に削減され、プロセス全体のエネルギー消費が大幅に削減される。

以下、本実施例の活性水調製装置を用いた活性水の調製及び性能の一例である。

（１）活性水の調製：
ａ）塩化ナトリウムと水を混合して作動液（塩化ナトリウム溶液の濃度は１０ｇ／Ｌである）を形成し、静置する。

ｂ）静置した作動液を水槽に注入し、その周辺に０．８Ｔの指向性磁場を印加し、水槽内の作動液の温度を２５℃に保つ。

ｃ）電極アセンブリを作動液に浸し、電極材料が熱分解グラファイト電極であり、単一グループの一対の電極（正電極と負電極）間の電圧が１０Ｖであり、隣接する正電極と負電極の間の距離（ｄ）を５ｍｍとし、単一グループの電極の間の動作電流が３Ａである。同時に、体系に超音波を印加する。

ｄ）オゾンガスを３分間（ｍｉｎ）毎に１５秒間流入し、作動液１リットルあたりのオゾン流入速度は、約２ｇ／時間である。

ｅ）１時間後、その後で使用するために、得られた活性水を容器に入れる。

（２）酸化還元電位の測定：
ａ）酸化還元電位計を用いて、（１）で生成された作動液をテストする。

ｂ）（１）で生成された同じロットの作動液（即ち、活性水）を密封して１日、２日、３日、５日、７日、１４日、２８日及び６０日間別々に放置した後、その酸化還元電位に対してテストをする。テスト結果：調製完了後の水の酸化還元電位が９７５ｍＶであり、放置した後の結果を図６に示している。

本発明による酸化活性水調製装置は、電場、磁場、オゾンの混合作用系を構築し、使用時に純水又は電解質水溶液を媒体とし、形成された不均一な電極系においては、様々な化学反応活性の高い粒子の水溶液がその場で生成される。用いられる水媒体及び装置のパラメータの変化に基づき、その場で生成される粒子は、・ＯＨ、・Ｏ、・ＯＨ_２、・Ｏ、・ＣＩ、ＣＩＯ－、ＣＩＯ_２－、ＯＨ－、Ｈ_２Ｏ_２、Ｏ_３のうちの幾つかの種類又は全部である。本発明の装置を用いると、前処理に必要な全ての有効な化学成分をその場で生成することができ、各成分が同時に１つの体系内にあるため、有益な相乗効果が発生する。当該装置により生成された活性水溶液は、織物の前処理に用いられ、常温条件では、１回又は２回の浸漬又はパジング処理により、通常の織物の前処理の効果が得られるため、シンプルであり、省エネルギーであり、工程の流れが短く、排出が少ないというメリットがある。また、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウムが不安定であり、分解しやすく、貯蔵しにくいという不足を避けることができる。

（実施例２）
（１）純綿繊維（綿繊維又は綿繊維から作られた織物）の前処理
工程の流れは、活性水の調製→事前膨潤→織物の活性水処理→還元水洗→水洗、との流れである。

ａ）事前膨潤：純綿織物繊維を、濃度が３０ｇ／ｌであるＮａ_２ＣＯ_３溶液の中に浸漬し、３０℃で事前浸漬を６０分間実施する。

ｂ）活性水処理：事前膨潤処理後の純綿繊維を活性水の中に浸漬し、活性水有効物質の濃度が２．４２ｇ／ｌであり、処理温度が４０℃であり、処理時間が８０分間であり、浴比が１：３０である。

ｃ）還元洗浄：
活性水処理後の純綿繊維を、チオ硫酸ナトリウム溶液を用いて還元洗浄を行い、チオ硫酸ナトリウム溶液の濃度が５ｇ／ｌであり、処理温度が室温であり、処理時間が１５分間である。

テスト結果：毛管効果が１２．７／３０分間（処理前は、２．８ｃｍ／３０分間）であり、ＣＩＥ白色度が７１．３３（処理前は、ＣＩＥ白色度が９．３）であり、強力低下率が２８％である。

（２）処理後の活性水の再利用実験
（１）において綿織物を処理した後の活性水を、作動液として電気分解及び使用する。

１）二次電気分解：使用済みの活性水を実施例１に記載の装置に入れ、引き続き電気分解を２０分間続けると、その酸化還元電位が８７５ｍＶから９５４ｍＶに上昇し、有効塩素濃度が２．１ｇ／ｌから２．５ｇ／ｌに上昇した。

２）使用済みの活性水による純綿織物の前処理：
工程の流れは、本実施例のステップ（１）の前処理後の活性水（作動液）を濾過し、ステップ１）の二次電解後に再利用する→織物に事前膨潤する→織物を活性水で処理する→還元水洗する→水洗する。

具体的には、以下のｄ）及びｅ）を備える。

ｄ）前処理後の活性水を８０メッシュのナイロンチュールで濾過し、清潔で透明な高酸化活性作動液を取得し、一定量の新しい活性水（例えば、新しい活性水は、濾過後の活性水の５％を占める）を加えて浴比を補う。

ｅ）処理プロセスは、ステップ（１）の中のｂ）及びｃ）と同じである。

実験結果：毛管効果が１２．１／３０分間（処理前は、２．８ｃｍ／３０分間）であり、ＣＩＥ白色度が６９．３１（処理前は、ＣＩＥ白色度が９．３）であり、強力低下率が２６％である。活性水の再利用性が良く、継続して使用可能であることが証明できる。

（実施例３）
＜活性水の脱色範例＞
５×５ｃｍの純綿織物（前処理済みの織物）を用意し、活性赤染料（活性赤３ＢＳ）の染料溶液を用いて織物に対して染色処理を行う。

その活性染料染色処方：活性赤が２．５％（ｏｗｆ）であり、塩化ナトリウムが３０ｇ／Ｌであり、炭酸ナトリウムが１５ｇ／Ｌであり、染色温度が６０℃であり、浴比が１：３０であり、工程曲線を図７に示す。

染色後のそのテスト値は、ＣＩＥ Ｌが５６．５６であり、ＣＩＥ ａが－７．８５であり、ＣＩＥ ｂが－８．３６であり、Ｋ／Ｓ値が５．６７である。後で使用するために廃液を収集する。

（Ｓ１）実施例１の中のステップ（１）により調製された活性水を、１：３０の浴比で前記染色後の織物と浸漬し、恒温が３０℃であり、マグネチックスターラーで攪拌し、処理時間が１時間（ｈ）である。

（Ｓ２）処理時、織物の明らかな色あせの現象が観察できるが、カップ内の溶液は、相変わらず無色透明の液体である。織物を取り出して水洗いした後、Ｄａｔｅｃｏｌｏ ＳＦ－６００測色計でそれに対してＣＩＥ白色度を測定した結果、６１．４９であり、脱色効果が顕著である。

（Ｓ３）収集した染色後の廃液をビーカーに入れ、実施例１のステップ（１）で調製された活性水を加え、マグネチックスターラーで攪拌すると、色が速やかに消える。

＜比較例１：オゾン投入なしの活性水溶液の調製＞
（１）ａ）塩化ナトリウムと水を混合して水溶液の体系（塩化ナトリウム溶液は、濃度が５０ｇ／Ｌである）を形成し、静置する。
ｂ）静置後の水溶液を処理体系に注入し、その周辺に０．５Ｔの指向性磁場を印加し、体系内の温度を３０°Ｃに保つ。
ｃ）電極アセンブリを磁化後の水体に浸漬する。電極アセンブリの関連する組成及びパラメータは、対電極材料が炭素電極であり、単一グループの一対の電極（正極及び負極）間の電圧が３０Ｖであり、単一グループの一対の電極間の距離（ｄ）を１５０ｍｍとし、単一グループの電極間の動作電流が５Ａである。同時に、超音波を体系に投入し、電気処理を行う。
ｄ）３時間後、その後で使用するために、得られた活性水を容器に入れる。

（２）（１）で得られたオゾン投入なしの活性水の酸化還元電位を測定した結果、異なるロットの溶液の酸化還元電位値には、約±１５０ｍＶの差があり、実験の再現性が比較的悪いことが分かった。

（３）（１）で得られた活性水溶液を用いて純綿繊維織物の前処理実験を行い、その実験プロセスが実施例２のステップ（１）と同じである。テスト結果：毛管効果が９．８／３０分間（処理前は、２．８ｃｍ／３０分間）であり、ＣＩＥ白色度が５９．３３（処理前は、ＣＩＥ白色度が９．３）であり、強力低下率が１１％である。オゾン投入なしで得られた活性水の再現性が比較的悪いことが分かった。オゾン投入なしで得られた活性水を用いて純綿繊維織物を前処理すると、その白さ及び毛管効果は、処理を行わないものに比べて一定の改善があるが、オゾンを加えたものに比べてギャップが比較的顕著である。

＜比較例２：超音波処理が行われていない活性水溶液＞
（１）超音波処理が行われていない活性水溶液を調製する。

ａ）塩化ナトリウムと水を混合して水溶液体系（塩化ナトリウム溶液は、濃度が９０ｇ／Ｌである）を形成し、静置する。

ｂ）静置後の水溶液を処理体系に注入し、その周辺に０．５Ｔの指向性磁場を印加し、体系内の温度を２５℃に保つ。

ｃ）電極アセンブリを磁化後の水体に浸漬し、電極アセンブリの関連する組成及びパラメータは、対電極材料が安定したステンレス鋼電極であり、単一グループの一対の電極（正極及び負極）間の電圧が１０Ｖであり、単一グループの一対の電極間の距離（ｄ）を５００ｍｍとし、単一グループの電極間の動作電流が１Ａである。

ｄ）電気処理プロセスにおいては、オゾンガスを３分毎に１５秒間流入し、作動液１リットルあたりのオゾン流入速度は、約１ｇ／時間である。

ｅ）５時間後、その後で使用するために、得られた活性水を容器に入れる。

（２）ステップ（１）で得られた、超音波処理が行われていない活性水に対して酸化還元電位を測定した結果、その酸化還元電位値が８５０ｍＶ程度であり、超音波処理が行われたものの酸化還元電位値（約９５０ｍＶ）に比べて低いことが分かった。

（３）（１）で得られた活性水溶液を用いて純綿繊維織物の前処理実験を行い、その実験プロセスが実施例２のステップ（１）と同じである。テスト結果：毛管効果が１２／３０分間（処理前は、２．８ｃｍ／３０分間）であり、ＣＩＥ白色度が６２．３６（処理前は、ＣＩＥ白色度が９．３）であり、強力低下率が１５％である。超音波処理が行われていない活性水溶液は、綿織物の前処理で一定の効果があるが、理想的ではない。

＜比較例３：超音波、オゾンの処理が行われていない活性水溶液＞
（１）超音波、オゾンの処理が行われていない活性水溶液を調製する。

ａ）塩化ナトリウムと水を混合して水溶液体系（塩化ナトリウム溶液は、濃度が２５ｇ／Ｌである）を形成し、静置する。

ｂ）静置後の水溶液を処理体系に注入し、その周辺に１Ｔの指向性磁場を印加し、体系内の温度を（１５℃）に保つ。

ｃ）電極アセンブリを磁化後の水体に浸漬し、電極アセンブリの関連する組成とパラメータは、対電極材料がグラフェン被覆複合グラファイト電極であり、単一グループの一対の電極（正極と負極）間の電圧が２０Ｖであり、単一グループの一対の電極間の距離（ｄ）を１５ｍｍとし、単一グループの電極間の動作電流が２Ａである。

ｄ）２時間後、その後で使用するために、得られた活性水を容器に入れる。

（２）（１）で得られた活性水に対して酸化還元電位を測定した結果、その酸化還元電位値が約８００ｍＶであり、異なるロットの実験においては、酸化還元電位が±１０ｍＶの範囲内に変動する。

（３）（１）で得られた活性水溶液を用いて純綿繊維織物の前処理実験を行い、その実験プロセスが実施例２のステップ（１）と同じである。テスト結果は、毛管効果が８／３０分間（処理前は、２．８ｃｍ／３０分間）であり、ＣＩＥ白色度が５１．２（処理前は、ＣＩＥ白色度が９．３）であり、強力低下率が８％である。オゾン及び超音波の処理を行わずに得られた活性水は、繰り返しの実験ではデータの変動が比較的に顕著であり、純綿織物に対して前処理を行うプロセスにおいて、その前処理効果が比較的低く、単独で用いることが非常に困難であることが分かった。

また、本願は、様々な異なる技術案をさらに採用し、それぞれの技術案では、同じ工程パラメータ（例えば、同じ電場強度、磁場強度及び同じ作動液の温度、処理時間等）を可能な限り用いて同じロットの綿繊維に対して比較実験を行ったが、試験結果の比較は、以下の表１に示している。

比較例１では、実施例２を基に、活性水の調製における超音波の働きを省略し、即ち、「電場＋磁場＋投入オゾン」の方法で活性水を調製する。織物の前処理工程は、実施例２と同じである。比較例２では、実施例２を基に、活性水の調製における超音波の働き及びオゾンの投入を省略し、即ち、「電場＋磁場」の方法で活性水を調製する。織物の前処理プロセスは、実施例２と同じである。比較例３では、活性水を調製する場合、電場のみを用いて処理を行い、そのパラメータが実施例２と同じである。比較例４では、活性水を調製する場合、磁場のみを用いて処理を行い、そのパラメータが実施例２と同じである。

上述した実験の比較により、本発明で用いられる「電気＋磁気＋オゾン＋超音波」の四つの組み合わせにより得られた活性水が綿繊維の前処理に用いられる場合、綿繊維の毛管効果と白色度の２つの主要な指標を大幅に高めることができ、後続する引き継ぎ工程の要求を十分に満たし、優れた技術的な効果がある。「電気＋磁気＋オゾン」の組み合わせにより処理された織物は、毛管効果と白色度の指標の効果が良く、大部分の浅い色の織物の加工要求を満たすことができる。「電気＋磁気」の組み合わせは、処理効果が許容可能であり、その毛管効果と白色度が織物の一般的な要求を満たすが、高度な完成品の織物に対して更に処理する必要がある。単独の電気又は磁気の処理技術は、後続する加工要求を殆ど満たすことができず、最終製品の肌触り、風合い、色等が大きな影響を受ける。

（実施例７）
本実施例は、実施例１の酸化活性水調製装置及び前処理装置１００を備える天然繊維染色仕上げ処理装置を提供する。前処理装置１００は、酸化活性水調製装置に接続されており、酸化活性水調製装置により調製された活性水を用いて天然繊維に対して前処理を行う。

図８及び図９に示すように、前処理装置１００は、内側スリーブ１１０、外側スリーブ１２０及びポンプ本体１３０を備える。綿繊維等の天然繊維（図示せず）が内側スリーブ１１０に巻き付けられ、外側スリーブ１２０が内側スリーブ１１０を被せている（外側スリーブ１２０が内側スリーブ１１０の外に套設している）。内側スリーブ１１０と外側スリーブ１２０の間には、天然繊維を収容するための環状作動キャビティが形成されている。内側スリーブ１１０の外側の円形側面には、内側スリーブ１１０のキャビティの内外を連通するための複数の貫通孔１１１が設けられており、外側スリーブ１２０の外側の円形側面には、環状作動キャビティの内外を連通する液体排出孔１２１が設置されている。ポンプ本体１３０は、投入パイプラインにより内側スリーブ１１０のキャビティと連通しており、作動液（即ち、活性化処理後の作動液、即ち、活性水）をキャビティに注入するために用いられ、圧力で作動液を、貫通孔１１１、環状作動キャビティ及び液体排出孔１２１を順に通過させ、環状作動キャビティ内の天然繊維の浸漬処理を実現する。

また、内側スリーブ１１０と外側スリーブ１２０は、同軸であり、水平に設置されている。具体的には、外側スリーブ１２０は、上半殻と下半殻から組み立てられてなる。天然繊維が内側スリーブ１１０に巻き付けられた後、上半殻と下半殻を嵌合させ、両者を締め具で接続することができる。好ましくは、上半殻と下半殻の間には、シーリングガスケットが設置されている。

より好ましくは、内側スリーブ１１０の円周方向においては、複数の貫通孔１１１は、同径であり、等間隔で均一に設置されている。内側スリーブ１１０の軸方向には、単位長さにおける貫通孔１１１の断面積の合計が単位孔面積である。内側スリーブ１１０の一端には、作動液入口が設置され、内側スリーブ１１０の軸方向及び作動液入口から徐々に遠ざかる方向においては、単位孔面積が徐々に増加する。又は、内側スリーブ１１０の両端には、作動液入口があり、作動液入口は、パイプラインによりポンプ本体１３０の出口に接続され、パイプラインには、制御弁１３１が設置されている。制御弁１３１は、酸化活性水調製装置の水槽４に接続されている入口及び２つの液体出口を備える。２つの液体出口は、パイプラインにより内側スリーブ１１０の両端の作動液入口にそれぞれ接続されている。制御弁１３１は、２つの作動液入口を交互に用いて内側スリーブ１１０のキャビティ内に作動液を投入することを制御することができる。なお、制御弁１３１は、従来技術であり、ここで繰り返して説明しない。

両端の作動液入口から交互に作動液を投入することを採用すると、内側スリーブ１１０等のパイプラインの抵抗等の要素により、内側スリーブ１１０において軸方向の圧力ムラが生じてしまう。作動液を交互に投入することにより、これにより引き起こされた天然繊維の浸漬圧ムラの問題を低減することができる。

又は、内側スリーブ１１０の両端には、作動液入口があり、２つの作動液入口を同時に通過するように内側スリーブ１１０のキャビティ内に作動液を投入し、内側スリーブ１１０の軸方向には、単位孔面積が正規分布している。内側スリーブ１１０の軸方向及び内側スリーブ１１０の中央部からその両端へ延びる方向においては、単位孔面積の分布は、次の式を満たしている：

なお、ｆ（ｘ）は、単位孔面積の分布関数であり、内側スリーブ１１０の軸方向の中心点を原点とし、内側スリーブ１１０の中央部から両端へ延びる座標値をｘとし、πは、円周率であり、σは、０．１Ｌ～０．３Ｌである。

前記技術案においては、より好ましくは、外側スリーブ１２０の全ての液体排出孔１２１の断面積の合計は、内側スリーブ１１０の全ての貫通孔１１１の断面積の合計の１／４～２／３であり、環状作動キャビティ内の作動液を正圧状態に保たせることができる。ひいては、環状作動キャビティ内の作動液が正圧状態で天然繊維に対して前処理を行うことを維持することができる。

外側スリーブ１２０の底部には、作動液の収集槽等の液体収集装置１４０（又は、比較的密閉の作動液の収集カバーのタイプを採用する）が設置されている。作動液の収集槽は、回収パイプラインにより酸化活性水調製装置の水槽に接続されており、作動液を回収して再利用するために用いられる。

本発明の特徴は、以下の通りである。即ち、酸化活性水を調製するプロセスにおいては、強アルカリ、糊抜き剤、精製剤、漂白剤等の助剤を添加する必要がなく、環境に優しい無機物（好ましくは、無機ナトリウム塩及び／又は無機カリウム塩であり、前記無機ナトリウム塩は、硫酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、過塩素酸ナトリウムのうちの一種類又は複数の種類であり、無機カリウム塩は、塩化カリウム、炭酸カリウム、硫酸カリウムのうちの一種類又は複数の種類である）を適量添加するだけで良い。磁場と電場の相乗効果により、水体のみを処理する。水は処理後に強力な酸化特性を持つ活性水に形成され、過酸化水素等の従来の強力な酸化液体とは異なり、活性水は、反応のＰＨ値に特別な要求がなく、酸性アルカリ性又は中性溶液の全てにおいては、対応する役割を果たすことができる。また、当該装置の水安定性が高く、テストから分かるように、６０日間の実験期間でのテストでは、その性能の低下傾向が見られない。また、活性水は、安全率が高く、加熱や長距離輸送後のガス放出がないため、保存容器は、ボトル本体が膨らむ現象がなく、破裂の危険もない。また、染色プロセスが終了した後、色を含む廃水も活性水で直接脱色することができ、脱色速度が速いだけでなく、日光の強さ等の外部環境の影響も受けない。

（実施例８）
本実施例は、実施例７と構造がほぼ同じであり、その相違点が次の通りである。即ち、図１０に示すように、本実施形態による天然繊維染色仕上げ処理装置においては、内側スリーブ１１０が導電性材料から作られ、内側スリーブ１１０の外側の円形側面には、内側スリーブ１１０のキャビティの内外を連通するための複数の貫通孔１１１が設けられており、内側スリーブ１１０の少なくとも一端には、作動液入口が設置され、内側スリーブ１１０の外側には、外側スリーブを設置しても良いし、設置しなくても良い。

貫通孔１１１及び作動液入口は、循環システム３０により液体収集装置１４０に接続されている。循環システム３０は、液体収集装置１４０と内側ケーシング１１０との間において作動液を強制的に循環させるために用いられる。具体的には、循環システム３０は、ポンプ本体３１、搬送パイプライン及び制御弁等を備え、液体収集装置１４０と内側スリーブ１１０の内部キャビティの間において作動液を循環流動させるように促進するために用いられる。

内側スリーブ１１０には、その中心軸の方向に沿ってコア電極２０が挿入され、コア電極２０が直流電源２１に接続されている。コア電極２０は、正電極として直流電源２１の正極の出力端子に接続され、内側スリーブ１１０は、負電極として直流電源２１の負極の出力端子に接続され、両者の間には、内側スリーブ１１０のキャビティ内の作動液に対して電場処理を行うための設定電圧の電場が形成されている。実施プロセスでは、より簡単で且つ安全であるように、内側スリーブ１１０は、直接的に接地され、内側スリーブ１１０は、負電極として直流電源２１に間接的に接続される。

上述した技術案においては、より好ましくは、内側スリーブ１１０の外側には、対向して設置された正磁極４１及び負磁極４２は、内側スリーブ１１０のキャビティ内の作動液に対して磁化処理を行うために用いられる。正磁極４１及び負磁極４２と内側スリーブ１１０は、絶縁設置されていることが好ましい。

なお、本実施例は、複数対の正磁極４１及び負磁極４２を備える。隣接する２つの貫通孔１１１の間には、少なくとも一対の正磁極４１及び負磁極４２が設置されている。正磁極４１及び負磁極４２は、半密閉型磁極であり、即ち、正磁極４１と負磁極４２の水平断面は、それぞれハーフリング形状であり、それぞれ内側スリーブ１１０の対向する両端又は両側から内側スリーブ１１０を可能な限り多めに取り囲んでいる。よって、内側スリーブ１１０内の磁場強度を効果的に増加させることができる。

天然繊維は、内側スリーブ１１０の外側に巻き付けられている。内側スリーブ１１０のキャビティにおける、電場及び磁場の処理が行われた作動液は、貫通孔１１１を通過して外へ送り出され、天然繊維に対して前処理を行う。

本実施例の上述した技術案においては、より好ましくは、内側スリーブ１１０及び磁極アセンブリ４０が保護スリーブ５０により被せられ、保護スリーブ５０には、作動液が通過するための貫通孔が設けられている。より好ましくは、保護スリーブ５０は、メッシュ材料又はグリッド材料で囲まれてなる円筒体である。

保護スリーブ５０と内側スリーブ１１０及び磁極アセンブリ４０は、絶縁設置されている。より好ましくは、保護スリーブ５０は、磁気伝導性材料で作られている。よって、閉じた磁気伝導チャネルが形成され、磁場の漏れが減り、磁場強度が増える。

実施例７に比べ、本実施例がよりコンパクトであり、前処理プロセスにおいて作動液に対して磁化及びイオン化処理を実行し続け、作動液の活性及び酸化特性を維持し、更に改善することができる。また、酸化活性作動液の調製及び前処理の装置として兼用できるため、製造コストを削減することができる。

（実施例９）
本実施例は、実施例８と構造がほぼ同じであり、その相違点が次の通りである。

図１１に示すように、本実施例は、オゾン発生装置７０を備える。オゾン発生装置７０は、オゾン送り出し口がパイプラインにより内側スリーブ１１０の端部のガス入口に接続され、パイプラインには、内側スリーブ１１０のキャビティ内の作動液にオゾンを送るための空気ポンプ７１が設置されている。好ましくは、オゾンガスと作動液を繰り返して混合するために、ガス入口と作動液の入口が同じ側に設置されている。なお、液体回収装置１４０は、ボックス構造を採用している。内側スリーブ１１０は、ボックス内の中上部に設置され、内側スリーブ１１０から排出された作動液は、最終的に滴り落ち、ボックスの底部に集まる。

本実施例のより好ましい実施形態は、図１２に示すように、超音波発生装置８０を更に備える。超音波発生装置８０の超音波振動子（又は、超音波送信ユニットと呼ばれる）は、内側スリーブ１１０の端部に設置され、内側スリーブ１１０のキャビティ内の作動液に超音波を投入するために用いられる。超音波の投入は、作動液分子を更に効果的にアクティブ又は活性化させ、作動液の酸化又は活性化を加速することができる。

本実施例は、電極アセンブリ、磁極アセンブリ、オゾン発生装置、超音波発生装置及び制御モジュールに電力を供給するための電力供給装置を更に備える。

（実施例１０）
本実施例は、麻繊維又は麻織物の染色仕上げ処理方法を提供し、具体的には、清浄な麻繊維又は麻織物の脱ガム精製漂白方法を提供する。その工程の流れは、活性水の調製→膨潤事前処理→活性水処理→水洗い後処理。

１）活性水の調製
ａ、室温で３０ｇ／Ｌの塩化ナトリウム水溶液を準備し、活性水調製装置に入れ、のちに対電極を水体に浸漬し、電極に通電して電場を印加し、電気処理を行う。熱分解グラファイト電極とグラフェン被覆複合グラファイト電極をそれぞれ対電極の陰極及び陽極とし、電極間の電圧が９Ｖであり、電極の距離を調整することで水体の中の電流を２．１Ａとする。

ｂ、５０分間の電気処理後、完成品の活性水を取得し、ガラス容器等の絶縁容器に入れて使用に備える。

２）膨潤事前処理
亜麻の繊維を適量取って清水に浸漬し、浴比が１：４０であり、常温常圧で浸漬し且つ適度にかき回し、６０分間後に麻繊維を取り出し、水を絞って取っておく。

３）活性水の脱ガム処理
２）で処理された麻繊維を活性水に浸漬し、浴比が１：６０であり、室温で６０分間浸漬し、浸漬時に適宜攪拌する。

４）水洗い後処理
活性水から麻繊維を取り出し、当該麻繊維に対して水すすぎをした後、脱水し、手による引き裂き及び開繊をし、最後に常温で自然乾燥させる。

（実施例１１）
本実施例は、実施例１０とほぼ同じであり、その相違点が次の通りである。

１）活性水の調製
ａ、３０ｇ／Ｌの炭酸ナトリウムと塩化ナトリウムの混合水溶液（２つの成分の質量比が１：１である）を活性水調製装置に入れ、その周辺に０．８Ｔの安定した磁場を印加し、体系の温度が３５℃である。

ｂ、対電極を磁化後の水体に浸漬し、通電して電場を印加し、電気処理を行う。なお、熱分解グラファイト電極とグラフェン被覆複合グラファイト電極を、それぞれ対電極の陰極と陽極とし、電極間の電圧が８Ｖであり、電極間の距離を調整して水体の中の電流を１．９Ａとする。

ｃ、６０分間の電気処理後、完成品の活性水を取得し、ガラス容器等の絶縁容器に入れて使用に備える。

２）膨潤事前処理
一定量の未脱ガムの亜麻繊維を、１５ｇ／Ｌの炭酸ナトリウムと塩化ナトリウムの混合水溶液（２つの成分の質量比が１：１である）に浸漬し、浸漬の浴比が１：３０である。４時間浸漬した後、麻繊維を取り出して、余分な水分を絞り出す。

３）活性水の脱ガム処理
膨潤事前処理済みの亜麻繊維を完成品の活性水に浸漬し、浴比が１：１００であり、常温常圧で６０分間浸漬し、浸漬時に適宜攪拌する。

４）水洗い後処理
麻繊維を活性水から取り出し、当該麻繊維に対して水すすぎをした後、脱水し、手による引き裂き及び開繊をし、最後にオーブンにより８５℃で乾燥させる。

（実施例１２）
本実施例は、実施例１０とほぼ同じであり、その相違点が次の通りである。

１）活性水の調製：実施例１０の活性水の調製と同じである。

２）膨潤事前処理
一定量の亜麻繊維を２０ｇ／Ｌの炭酸ナトリウム水溶液に浸漬し、浸漬の浴比が１：３０であり、４時間浸漬後、亜麻繊維を取り出して余分な水分を絞り出す。

３）活性水の脱ガム処理
調製された活性水を１５日間放置した後、膨潤事前処理を行った亜麻繊維を完成品の活性水に浸漬し、浴比が１：６０であり、室温常圧で９０分間浸漬し、浸漬時に適宜攪拌する。

４）水洗い後処理：実施例２の脱ガム後の処理と同じである。

（実施例１３）
本実施例は、実施例１０とほぼ同じであり、その相違点が次の通りである。

１）活性水の調製
ａ、２０ｇ／Ｌの炭酸ナトリウムと塩化ナトリウムの混合水溶液（２つの成分の質量比が１：１である）を活性水調製装置に入れ、その周辺に０．８Ｔの安定した磁場を印加し、体系の温度が７５℃である。

ｂ、作動液に電場を印加し、対電極材料として熱分解グラファイト電極とグラフェン被覆複合グラファイト電極をそれぞれ陰極及び陽極として選択する。対電極間の電圧が１０Ｖであり、作動液の中の電流が３Ａを超えないように維持する。

ｃ、電場を印加すると同時に、超音波発生装置により体系に安定した超音波を印加する。

ｄ、電気処理プロセスにおいては、３分間毎にオゾンガスを１５秒注入し、オゾン発生装置起動後の１５秒以内の１リットルあたりの作動液のオゾン注入量が約２０００ｍｇ／時間である。全体の処理時間が５０分間であり、得られた完成品の活性水をプラスチックバケツに入れて使用に備える。

２）膨潤事前処理
実施例３の膨潤事前処理と同じであるが、処理時間を３０分間に変更しただけである。

３）活性水処理：実施例２の活性水処理の部分と同じである。

水洗い後処理：実施例２の中の水洗い後処理の部分と同じである。

（実施例１４）
本実施形態は、実施例１０とほぼ同じであり、その相違点が次の通りである。

１）活性水の調製：実施例１０の活性水の調製の部分と同じである。

２）膨潤事前処理：実施例２の中の膨潤事前処理の部分と同じであるが、実施例２で用いられた１５ｇ／Ｌの炭酸ナトリウム及び塩化ナトリウムの混合水溶液を２０ｇ／Ｌの塩化ナトリウム水溶液に変更しただけである。

３）活性水の脱ガム：実施例２の中の活性水の脱ガムの部分と同じである。

４）水洗い後処理：実施例２の中の水洗い後処理の部分と同じである。

脱ガム及び精製漂白の効果を研究するために、脱ガムされていない麻繊維及び実施例１０～１４の脱ガム後のサンプルのＣＩＥ白色度、ペクチン及びリグニンの含有量百分比をテストし、その結果が表２に列挙されている。表２から分かるように、５つの実施例の繊維サンプルの中のペクチン及びリグニンの含有量は、何れも未処理の生麻サンプルより明らかに少なく、脱ガム処理後のサンプルの白色度は、何れも脱ガム処理されていない生麻に比べて大幅に高めることができた。

（実施例１５）
亜麻シャトル織物に対する活性水の脱ガム精製漂白処理
工程の流れ：活性水の調製→膨潤事前処理→活性水処理→水洗い後処理
実施例１２において脱ガム処理された亜麻繊維を、脱ガムされていない亜麻シャトル織物に変更し、他は、実施例１２と同じである。処理後の織物の性能は、ＣＩＥ白色度、ペクチン含有量、リグニン含有量及び毛管効果の試験値により特徴付けられた。未処理の麻繊維織物の生地は、ＣＩＥ白色度が－３３．５であり、ペクチン含有量が３．９６％であり、リグニン含有量が５．８７％であり、毛管効果が３．５であるが、脱ガム処理後の本実施例のサンプルは、ＣＩＥ白色度が６４であり、ペクチン含有量が１．７６％であり、リグニン含有量が２．１６％であり、毛管効果が１０．１である。

（実施例１６）
亜麻粗糸に対する活性水の脱ガム
工程の流れ：活性水の調製→膨潤事前処理→活性水処理→水洗い後処理
実施例１０において脱ガム処理された亜麻繊維を、脱ガムされていない亜麻粗糸に変更し、他は、実施例１０と同じである。処理されていない亜麻粗糸の性能は、ＣＩＥ白色度が－１３．５であり、ペクチン含有量が３．１６％であり、リグニン含有量が５．１９％であるが、脱ガム処理後の亜麻粗糸は、ＣＩＥ白色度が４８であり、ペクチン含有量が１．３６％であり、リグニン含有量が２．５３％である。

（実施例１７）
大麻繊維に対する活性水と従来の化学的脱ガム方法の脱ガム効果の比較
企業で一般的に用いられているアルカリ酸素二浴法、アルカリ酸素一浴法及び本発明の活性水をそれぞれ用いて大麻生麻繊維に対して脱ガム及び精製漂白処理を行い、処理方法及び結果は、次の通りである。

１）大麻繊維のアルカリ酸素二浴法の脱ガム
ａ、工程の流れ：サンプルの準備→過酸化水素の事前処理→水洗い→一段蒸煮→清水洗い→二段蒸煮→清水洗い→繊維→酸洗い→水洗い→脱水―開繊→乾燥。

ｂ．工程の処方
過酸化水素の事前処理：Ｈ_２Ｏ_２ ５ｇ／Ｌ、浴比が１：２０であり、温度が２５℃であり、処理時間が２５分間である。

一段アルカリ蒸煮：ＮａＯＨ １０ｇ／Ｌ、ＮａＳＯ_３ １．５ｇ／Ｌ、ＮａＳｉＯ_３ １．５ｇ／Ｌ、浴比が１：２０であり、温度が１００℃であり、処理時間が６０分間である。

二段アルカリ蒸煮：ＮａＯＨ １０ｇ／Ｌ、ＮａＳＯ_３ １．５ｇ／Ｌ、ＮａＳｉＯ_３ １．５ｇ／Ｌ、浴比が１：２０であり、温度が１００℃であり、処理時間が１２０分間である。

酸洗い：Ｈ_２ＳＯ_４ １ｇ／Ｌ、浴比が１：２０であり、処理時間が２分間である。

２）大麻繊維のアルカリ酸素一浴法の脱ガム
ａ、工程の流れ：大麻生麻→浸酸事前処理→清水洗い→アルカリ酸素一浴処理→繊維打ち→水洗い→酸洗い→清水洗い
ｂ．工程の処方：
浸酸事前処理：Ｈ_２ＳＯ_４ １ｇ／Ｌ、温度が４５℃であり、時間が４５分間であり、浴比が１：２０である。

アルカリ酸素一浴処理：ＮａＯＨ １０ｇ／Ｌ、Ｈ_２Ｏ_２ ８ｇ／Ｌ、ＮａＳｉＯ_３ １．５ｇ／Ｌ、浴比が１：３０であり、温度が６５℃であり、時間が１２０分間である。

酸洗い：Ｈ_２ＳＯ_４ １ｇ／Ｌ、浴比が１：２０であり、時間が２分間である。

３）大麻繊維に対する活性水の脱ガム：
工程の流れは、活性水の調製→膨潤事前処理→活性水処理→水洗い後処理
実施例１４における、脱ガム待ちする基材を亜麻繊維から大麻繊維に変更しただけであり、他の部分は、実施例１４と全く同じである。以下の表３は、３つの異なる脱ガム方法の脱ガム効果を示している。

（実施例１８）
脱ガム廃水の再活性化及びそれの亜麻繊維に対する脱ガム
工程の流れ：活性水の調製→膨潤事前処理→活性水処理→水洗い後処理
１）活性水の調製：実施例１１における各ステップで発生した廃水を全て回収し、濾過により固形不純物を除去する。塩分計を用いて濾過後の廃水の塩分濃度をテストし、塩化ナトリウムを加えて濾過後の廃水の塩分濃度が３０ｇ／Ｌに達するようにし、当該水を作動液として活性水の調製を行う。なお、熱分解グラファイト電極を陰極及び陽極とし、電極間の電圧を９Ｖとし、水体の電流が２．８Ａとなるように電極間の距離を調整して６０分間電解処理を行うことで、完成品の活性水を取得し、ガラス容器に入れて使用に備える。

２）膨潤事前処理：実施例１１の膨潤事前処理の部分と同じである。

３）活性水の脱ガム：適量の亜麻繊維を、１：９０の浴比で活性水の入った容器に浸漬する。浸漬時間が１時間であり、その間、適宜攪拌する。

４）脱ガム後の処理：実施例１１の脱ガム後の処理の部分と同じである。

図１３ａ及び図１３ｂは、それぞれそのままの亜麻繊維及び活性水脱ガム後の繊維のデジタル写真である。写真に示すように、脱ガム後に亜麻繊維の白さが大幅に高まった。ペクチン及びリグニンの含有量のテスト結果から分かるように、活性水の脱ガム処理の亜麻繊維のペクチン含有量が処理前の４．１６％から処理後の２．５１％に減り、リグニン含有量が処理前の５．１８％から２．７５％に減った。本実施例から分かるように、本発明の脱ガム精製漂白技術により発生された廃水を回収し、再利用することができる。

（実施例１９）
脱ガム廃水の再活性化及び大麻繊維に対する脱ガム
工程の流れ：活性水の調製→膨潤事前処理→活性水処理→水洗い後処理
方法は、実施例１８と同じであり、脱ガム待ちする基材を亜麻繊維から大麻繊維に変更しただけである。

図１４ａ及び図１４ｂは、それぞれ未処理の大麻原麻繊維と、廃水を回収して再利用して調製された活性水の脱ガム処理の大麻繊維の電子顕微鏡写真である。図１３は、処理後の麻繊維の分離が比較的良く、繊維の表面が綺麗で滑らかであることを表しており、比較的優れた脱ガム効果が表れた。本実施例は、本発明の脱ガム技術により発生された廃水を回収して再利用できることを示している。

また、本願は、異なる技術案を用いて同じロットの亜麻繊維に対して比較実験を行った。異なる技術案の工程パラメータ（例えば、同じ電場強度、磁場強度及び同じ作動液の温度、処理時間）は、ほぼ同じである。具体的には、活性水の調製においては、３０ｇ／Ｌ塩化ナトリウム水溶液を作動液として調製し、熱分解グラファイト電極及びグラフェン被覆複合グラファイト電極をそれぞれ対電極の陰極及び陽極とし、対電極の陰極及び陽極の電極間の電圧が１２Ｖであり、作動液の中の電流が３Ａを超えないように対電極間の距離を調整し、磁場処理は、作動液の周囲に０．８Ｔの安定した磁場を均一に印加することにより実現し、オゾン処理においては、電解プロセスで３分間毎にオゾン発生器を１５秒間起動して作動液にオゾンガスを流入させ、作動液１リットル当たりのオゾン流入速度が２０００ｍｇ／時間であり、体系の温度が７５℃と設定され、全体の処理時間は、５０分間である。膨潤事前処理、活性水処理及び水洗い後処理方法は、実施例１０の処理方法と同じである。試験結果の比較は、表４に表されている。

上述した実験を比較することにより、発明で用いられている「電気＋磁気＋オゾン＋超音波」の四つの組み合わせにより得られた活性水が亜麻繊維の脱ガム処理に使用される場合、麻繊維のリグニン除去及び白色度の２つの主な指標が明らかに高まり、後続する繊維加工の要求を十分に満たすことができ、優れた技術効果を有する。「電気＋磁気＋オゾン」の組み合わせの方法は、処理された麻繊維のリグニン除去及び白色度の指標の効果が良く、通常の亜麻繊維の繊維加工の要求を満たすことができる。「電気＋磁気」の組み合わせの方法は、その毛管効果及び白色度が一般的な要求の織物のニーズを満たすことができるが、高度な完成品の織物に対して更なる処理が必要である。単独の電気処理は、効果が許容され、後続する加工要求をほぼ満たすことができるが、最終的な製品の肌触り、風合い、色が顧客の要求を満たすために、更なる加工が必要である。単独の磁気処理は、後続する加工の要求を満たすことができず、推奨されない。

（実施例２１）
本実施例は、羊毛繊維の染色仕上げ処理方法を提供する。具体的な実施例は、以下の通りである：
（１）事前浸漬：７０ｓの羊毛スライバを、１ｇ／ＬのＪＦＣ溶液の中で３０秒処理し、１回の浸漬と１回の圧延を行い、液体圧延率は、８０％である。

（２）電解活性水処理：羊毛を電解活性水に９０秒浸漬し、電解活性水のｐＨ値は、８であり、温度は、３０℃であり、加圧ローラーで余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％であり、水洗いし、自然乾燥させる。

（３）電解活性水処理後の羊毛の縮み防止性能テスト結果：ＤＦＥは、１９．６６％（原毛は、２９．９９％）であり、収縮ボールの直径は、３．５８ｃｍ（原毛は、３．３４ｃｍ）であり、強度低下は、７．６％である。

（実施例２２）
（１）事前浸漬：７０ｓの羊毛スライバを、１ｇ／ＬのＪＦＣ溶液の中で３０秒処理し、１回の浸漬と１回の圧延を行い、液体圧延率は、８０％である。

（２）電解活性水処理：羊毛を電解活性水に９０秒浸漬し、電解活性水のｐＨ 値は、５であり、温度は、５０℃であり、加圧ローラーで余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、 ８０％であり、上述した電解活性水処理の過程を１回繰り返し、その後、水洗いし、自然乾燥させる。

（３）電解活性水処理後の羊毛の縮み防止性能テスト結果：ＤＦＥは、１５．６８％（原毛は、２９．９９％）であり、収縮ボールの直径は、３．６２ｃｍ（原毛は、３．３４ｃｍ）であり、強度低下は、２．７％である。

（実施例２３）
（１）事前浸漬：７０ｓの羊毛スライバを、１ｇ／ＬのＪＦＣ溶液の中で３０秒処理し、１回の浸漬と１回の圧延を行い、液体圧延率は、８０％である。

（２）電解活性水処理：羊毛を電解活性水に９０秒浸漬し、電解活性水のｐＨ値は、８であり、温度は、５０℃であり、加圧ローラーで余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％であり、上述した電解活性水処理の過程を２回繰り返し、その後、水洗いし、自然乾燥させる。

（３）電解活性水処理後の羊毛の縮み防止性能テスト結果：ＤＦＥは、１３．２７％（原毛は、２９．９９％）であり、収縮ボールの直径は、３．７５ｃｍ（原毛は、３．３４ｃｍ）であり、強度低下は、１３．５％である。

実施例２１～実施例２３と原毛の性能のテスト結果の比較は、表５に示されている。

（実施例２４）
（１）事前浸漬：７０ｓの羊毛スライバを、１ｇ／ＬのＪＦＣ溶液の中で３０秒処理し、処理温度は、５０℃であり、１回の浸漬と１回の圧延を行い、液体圧延率は、８０％である。

（２）電解活性水処理：羊毛を電解活性水に９０秒浸漬し、電解活性水のｐＨ値は、８であり、温度は、２０℃であり、加圧ローラーで余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％であり、その後、生物酵素処理を行う。

（３）２ｇ／Ｌの生物酵素に９０秒浸漬し、ｐＨ値は、８であり、温度は、５０℃であり、その後、加圧ローラーで余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％であり、上述した生物酵素処理過程を再度繰り返し、生体酵素を失活させ（８０℃であり、１回の浸漬と１回の圧延であり）、水洗いし、乾燥させる。

（４）活性水に生物酵素を配合して処理した後の羊毛の縮み防止性能テスト結果：ＤＦＥは、８．６６％であり（原毛は、２９．９９％である）、収縮ボールの密度は、０．０４７８ｇ／ｃｍ^２（原毛は、０．０８ｇ／ｃｍ^２）である。

（実施例２５）
（１）事前浸漬：７０ｓの羊毛スライバを、１ｇ／ＬのＪＦＣ溶液の中で３０秒処理し、処理温度は、５０℃であり、１回の浸漬と１回の圧延を行い、液体圧延率は、８０％である。

（２）電解活性水処理：羊毛を電解活性水に９０秒浸漬し、電解活性水のｐＨ値は、８であり、温度は、２０℃であり、加圧ローラーで余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％であり、上述した電解活性水の処理過程を１回繰り返し、その後、生物酵素処理を行う。

（３）１ｇ／Ｌの生物酵素に９０秒浸漬し、ｐＨ値は、８であり、温度は、５０℃であり、その後、加圧ローラーで余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％であり、上述した生物酵素処理過程を４回繰り返し、生体酵素を失活させ（８０℃であり、１回の浸漬と１回の圧延であり）、水洗いし、乾燥させる。

（４）活性水に生物酵素を配合して処理した後の羊毛の縮み防止性能テスト結果：ＤＦＥは、８．０７％であり（原毛は、２９．９９％である）、収縮ボールの密度は、０．０３８４ｇ／ｃｍ^２（原毛は、０．０８ｇ／ｃｍ^２）である。

（実施例２６）
（１）事前浸漬：７０ｓの羊毛スライバを、１ｇ／ＬのＪＦＣ溶液の中で３０秒処理し、処理温度は、５０℃であり、１回の浸漬と１回の圧延を行い、液体圧延率は、８０％である。

（２）電解活性水処理：羊毛を電解活性水に９０秒浸漬し、電解活性水のｐＨ値は、８であり、温度は、２０℃であり、加圧ローラーで余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％であり、その後、生物酵素処理を行う。

（３）３ｇ／Ｌの生物酵素に９０秒浸漬し、ｐＨ値は、８であり、温度は、５０℃であり、その後、加圧ローラーで余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％であり、上述した生物酵素処理過程を４回繰り返し、生体酵素を失活させ（８０℃であり、１回の浸漬と１回の圧延であり）、水洗いし、乾燥させる。

（４）活性水に生物酵素を配合して処理した後の羊毛の縮み防止性能テスト結果：ＤＦＥは、７．７７％であり（原毛は、２９．９９％である）、収縮ボールの密度は、０．０４０２ｇ／ｃｍ^２（原毛は、０．０８ｇ／ｃｍ^２）である。

（５）洗濯機で洗える羊毛の縮み防止性能テスト（ＴＭ３１ ５×５ａ）の後、処理されたサンプルの面積収縮率は、２．１８％である。

実施例２４～実施例２６と原毛の性能のテスト結果の比較は、表６に示されている。

活性水に生物酵素を配合して処理した羊毛を電子顕微鏡でスキャンする。実施例２４～実施例２６の羊毛繊維の羊毛スケールのＳＥＭは、それぞれ図１５ａ、図１５ｂ及び図１５ｃに示している。

また、本願は、異なる技術案も採用している。異なる技術案では、可能な限り同じ工程パラメータ（例えば、同じ電場強度、磁場強度、同じ作動液の温度、処理時間）を用い、同じロットの羊毛繊維に対して比較試験を行った。試験結果は、以下の表に示されている。

比較例１０は、実施例２１を元に、活性水の調製における超音波の働きを省略し、即ち、「電場＋磁場＋オゾン投入」の方法で活性水を調製する。グラファイト電極であり、対電極間の電圧は、１０Ｖであり、作動液の中の電流は、３Ａを超えないように維持し、７０ｓの羊毛スライバの処理工程は、実施例１と同じである。比較例１１は、実施例２１を元に、活性水の調製における超音波の働きを省略し、オゾン投入を省略し、即ち、「電場＋磁場」の方法で活性水を調製する。７０ｓの羊毛スライバの処理工程は、実施例２１と同じである。比較例１２においては、活性水を調製する際に電場のみを用いて処理を行い、そのパラメータが実施例２１と同じである。比較例１３においては、活性水を調製する際に磁場のみを用いて処理を行い、そのパラメータが実施例２１と同じである。

上述した実験を比較することにより、発明で用いられている「電気＋磁気＋オゾン＋超音波」の四つの組み合わせにより得られた活性水が７０ｓの羊毛スライバの縮み防止処理に使用される場合、羊毛の方向性摩擦差効果（ＤＦＥ）及び収縮ボールの直径の２つの主な指標が明らかに高まるので、羊毛の縮み防止性能が大幅に改善され、優れた技術効果を有することを意味している。「電気＋磁気＋オゾン」の組み合わせの方法は、処理後の７０ｓの羊毛スライバの方向性摩擦差効果（ＤＦＥ）及び収縮ボールの直径の指標の効果が良く、羊毛の織物の縮み防止性能を改善することができる。「電気＋磁気」の組み合わせの方法は、処理の効果が許容され、その方向性摩擦差効果（ＤＦＥ）及び収縮ボールの直径の指標が一般的な縮み防止の要求の織物のニーズを満たすことができるが、高度な完成品の織物に対して更なる処理が必要である。単独の電気又は磁気の処理技術は、羊毛の縮み防止の加工の要求をほぼ満たすことができない。

最後に、上述した各実施例は、本発明の技術案を説明するためにのみ用いられ、本発明を限定するものではないことに留意されたい。上述した各実施例を参照しながら、本発明を詳しく説明したが、当業者は、上述した各実施例に記載の技術案に対して変更を、又は、そのうちの一部又は全部の技術特徴に対して等価置換を行うことできることを理解すべきである。これらの変更又は置換は、相応する技術案の本質を本発明の各実施例の技術案の範囲から逸脱させるものではない。

上述した技術問題を解決するために、本発明による活性水調製装置は、水槽、電場発生装置及び磁場発生装置を備え、前記水槽は、作動液を収容するために用いられ、前記電場発生装置は、電場を形成するための電極アセンブリを備え、当該電極アセンブリは、前記水槽内に設置され、作動液に対して電場処理を行うために用いられ、前記磁場発生装置は、磁場を形成するための磁極アセンブリを備え、当該磁極アセンブリは、前記水槽の内部又は外部に設置され、作動液に対して磁化処理を行うために用いられる。

両端の作動液入口から同時に作動液を投入することを採用すると、内側スリーブ等のパイプラインの抵抗等の要素により、内側スリーブにおいて軸方向の圧力ムラが生じてしまう。作動液を交互に投入することにより、これにより引き起こされた天然繊維の浸漬圧ムラの問題を低減することができる。

図２に示すように、コアアセンブリは、水槽４、電場発生装置及び磁場発生装置を備える。水槽４は、作動液を収容するために用いられている。電場発生装置は、電場を形成するための電極アセンブリ３を備える。電極アセンブリ３は、水槽４内に設置され、作動液に対して電場処理を行うために用いられている。磁場発生装置は、磁場を形成するための磁極アセンブリ６を備える。磁極アセンブリ６は、水槽４の内部又は外部に設置され、作動液に対して磁化処理を行うために用いられている。

両端の作動液入口から同時に作動液を投入することを採用すると、内側スリーブ１１０等のパイプラインの抵抗等の要素により、内側スリーブ１１０において軸方向の圧力ムラが生じてしまう。作動液を交互に投入することにより、これにより引き起こされた天然繊維の浸漬圧ムラの問題を低減することができる。

図１４ａ及び図１４ｂは、それぞれ未処理の大麻原麻繊維と、廃水を回収して再利用して調製された活性水の脱ガム処理の大麻繊維の電子顕微鏡写真である。図１４ｂは、処理後の麻繊維の分離が比較的良く、繊維の表面が綺麗で滑らかであることを表しており、比較的優れた脱ガム効果が表れた。本実施例は、本発明の脱ガム技術により発生された廃水を回収して再利用できることを示している。

Claims (22)

1. 水槽、電場発生装置及び磁場発生装置を備え、
   前記水槽は、作動液を収容するために用いられ、
   前記電場発生装置は、電場を形成するための電極アセンブリを備え、当該電極アセンブリは、前記水槽内に設置され、作動液に対して電場処理を行うために用いられ、
   前記磁場発生装置は、磁場を形成するための磁極アセンブリを備え、当該電極アセンブリは、前記水槽の内部又は外部に設置され、作動液に対して磁化処理を行うために用いられることを特徴とする活性水調製装置。
2. 前記電極アセンブリは、間隔を空けて設置されている一対又は複数の対の正電極及び負電極を備えることを特徴とする請求項１に記載の活性水調製装置。
3. 前記磁極アセンブリは、正磁極及び負磁極を備え、正磁極及び負磁極は、それぞれ前記水槽の対向する両端に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の活性水調製装置。
4. 前記正電極及び前記負電極は、平板状であり、正磁極と負磁極の間には、正電極と負電極が等間隔で交互に設置されており、又は、
   前記正電極と前記負電極は、円筒状であり、径方向に等間隔で同心円形状に交互に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の活性水調製装置。
5. 前記正磁極と前記負磁極は、半密閉型磁極であり、正磁極と負磁極の水平断面は、それぞれハーフリング形状であり、それぞれ水槽の対向する両端又は両側から前記水槽を可能な限り多めに取り囲んでいることを特徴とする請求項３に記載の活性水調製装置。
6. オゾン発生装置を更に備え、前記オゾン発生装置は、オゾン送り出し口がパイプラインにより前記水槽に接続され、オゾンを作動液に輸送するために用いられることを特徴とする請求項１に記載の活性水調製装置。
7. 超音波発生装置を更に備え、前記超音波発生装置は、超音波振動子が前記水槽の内部又は外部に設置され、水槽内の作動液に超音波を投入するために用いられることを特徴とする請求項１に記載の活性水調製装置。
8. 前記酸化活性水調製装置及び前処理装置を備え、
   前記前処理装置は、前記酸化活性水調製装置に接続されており、酸化活性水調製装置により調製された活性水を用いて天然繊維に対して前処理を行うことを特徴とする、請求項１～７の何れか１つに記載の活性水調製装置を有する天然繊維染色仕上げ処理装置。
9. 前記前処理装置は、内側スリーブ、外側スリーブ及びポンプ本体を備え、
   天然繊維は、前記内側スリーブに巻き付けられ、前記外側スリーブは、前記内側スリーブを被せ、前記内側スリーブと前記外側スリーブの間には、天然繊維を収容するための環状作動キャビティが形成されており、
   前記内側スリーブの外側の円形側面には、内側スリーブのキャビティの内外を連通するための複数の貫通孔が設けられ、前記外側スリーブの外側の円形側面には、前記環状作動キャビティの内外を連通する液体排出孔が設けられており、
   前記ポンプ本体は、投入パイプラインにより前記内側スリーブのキャビティと連通しており、作動液を前記キャビティに注入すると共に、圧力で作動液を、前記貫通孔、前記環状作動キャビティ及び前記液体排出孔を順に通過させ、環状作動キャビティ内の天然繊維の浸漬処理を実現するために用いられることを特徴とする請求項８に記載の天然繊維染色仕上げ処理装置。
10. 前記内側スリーブの円周方向においては、複数の前記貫通孔は、同径であり、等間隔で均一に設置されていることを特徴とする請求項９に記載の天然繊維染色仕上げ処理装置。
11. 前記内側スリーブの一端には、作動液入口が設置され、内側スリーブの軸方向及び作動液入口から徐々に遠ざかる方向においては、単位孔面積が徐々に増加することを特徴とする請求項１０に記載の天然繊維染色仕上げ処理装置。
12. 前記内側スリーブの両端には、作動液入口があり、作動液入口は、パイプラインにより前記ポンプ本体の出口に接続され、パイプラインには、２つの作動液入口を交互に用いて前記キャビティ内に作動液を投入するための制御弁が設置されていることを特徴とする請求項１０に記載の天然繊維染色仕上げ処理装置。
13. 活性水を調製するステップＳ１０と、
    天然繊維又は天然繊維により作られた織物に対して前処理を行うステップＳ２０とを備え、
    ステップＳ１０は、具体的には、
    無機塩溶液を配備するステップＳ１１と、
    磁極アセンブリを用いて無機塩溶液に指向性磁場を印加し、電極アセンブリを用いて無機塩溶液に対してイオン処理を行い、酸化活性水を取得するステップＳ１２とを備え、
    ステップＳ２０は、具体的には、
    天然繊維又はその織物に対して事前膨潤処理を行うステップＳ２１と、
    事前膨潤処理された天然繊維又はその織物を活性水に浸し、活性水は、温度が２０℃～１００℃であり、浸漬時間が１０～９０ｍｉｎであるステップＳ２２とを備えることを特徴とする天然繊維染色仕上げ処理方法。
14. ステップＳ２１は、具体的には、５～１５ｇ／ｌの濃度の無機ナトリウム塩又はカリウム塩の水溶液を用いて天然繊維又はその織物を浸漬することを備え、処理温度が３０℃～６０℃であり、処理時間が１０～９０ｍｉｎであり、さらに、無機ナトリウム塩又はカリウム塩は、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウムのうちの一種類又は複数の種類であることを特徴とする請求項１３に記載の天然繊維染色仕上げ処理方法。
15. 前記天然繊維は、綿繊維であり、ステップＳ２２の活性水の温度は、２０℃～４０℃であり、浸漬時間は、２０～６０ｍｉｎであることを特徴とする請求項１３に記載の天然繊維染色仕上げ処理方法。
16. 前記天然繊維は、麻繊維であり、ステップＳ２２の活性水の温度は、２０℃～１００℃であり、浸漬時間は、１０～９０ｍｉｎであることを特徴とする請求項１３に記載の天然繊維染色仕上げ処理方法。
17. 前記天然繊維は、毛繊維であり、ステップＳ２１においては、毛繊維又はその織物を湿潤剤溶液に浸漬し、浸漬時間は、３０秒以上であり、その後、余分な水溶液を除去し、液体圧延率は、８０％以上であることを特徴とする請求項１３に記載の天然繊維染色仕上げ処理方法。
18. ステップＳ２０は、
    天然繊維又はその織物の余分な水溶液を除去し、液体圧延率が８０％以上であるステップＳ２３と、
    ステップＳ２２とステップＳ２３を繰り返し、浸漬と圧延を１～５回繰り返し続けるステップＳ２４とを更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の天然繊維染色仕上げ処理方法。
19. ステップＳ１１の無機塩溶液の中の無機塩は、無機ナトリウム塩及び／又は無機カリウム塩であり、前記無機ナトリウム塩は、硫酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム及び過塩素酸ナトリウムのうちの一種類又は若干の種類であり、無機カリウム塩は、塩化カリウム、炭酸カリウム、硫酸カリウムのうちの一種類又は若干の種類であることを特徴とする請求項１３に記載の天然繊維染色仕上げ処理方法。
20. ステップＳ１２においては、磁場強度は、０～３Ｔであり、磁化処理時間は、０～４０ｍｉｎであることを特徴とする請求項１３に記載の天然繊維染色仕上げ処理方法。
21. ステップＳ１２は、指向性磁場と電場を無機塩溶液に印加するプロセスにおいては、オゾン発生装置及びパイプラインを用いてオゾンを無機塩溶液に輸送するステップＳ１２ａを更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の天然繊維染色仕上げ処理方法。
22. ステップＳ１２は、指向性磁場と電場を無機塩溶液に印加するプロセスにおいては、超音波発生装置を用いて超音波を無機塩溶液に投入するステップＳ１２ｂを更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の天然繊維染色仕上げ処理方法。
    

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