JP3889811B2 - 反応染色で染着するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、セルロース製品を反応染色で染着するための装置であって、反応染料を有する染液を製品に塗布するための染色パッダと、該染色パッダに後接続された空気乾燥機とが設けられており、該空気乾燥機が、製品搬入部および製品搬出部ならびに制御可能な吸出通路および制御可能な循環送風機を備えた室を有している形式のものに関する。
有利には、循環送風機は、送風機により加熱レジスタを介して空気を吸込む。送風機および／または加熱レジスタは、制御可能であり、それゆえ、循環加熱送風機とも呼ぶ。
装置は有利には、反応染料をセルロース繊維に固着させる助剤を有する染液で反応染色プロセスを行うために設けられている。本発明においては、「セルロース製品」という概念は、木綿、ビスコース、ＰＥＳ／ビスコース、ＰＥＳ／Ｃｏ、ビスコース／ウール、ＰＡ／ウール、モード・ファイバー（Modal-Faser）およびこれらと同等のものを含む、セルロースヤーンもしくはセルロースファイバーから成る繊維質ウェブを含む。空気乾燥機が製品搬出部および製品搬入部ならびに吸出通路および循環送風機を備えた室を有するということは、これによって同時に入口および出口を備えた少なくとも２つの以上の数の室、および／または室毎少なくとも２つの以上の数の吸出通路および循環送風機をも意味する。
例えば１００％セルロースからも成り得る、編成製品またはウェブ製品の反応染料との連続的な染色のためには、今日では広く、主として４つのプロセスが用いられている。すなわち、パッダと洗浄部との間に常温滞留時間を有するパッド・バッチ（Pad-Batch）プロセスと、パッダと洗浄部との間に乾燥通路および熱気染着通路を有するパッド・ドライ・熱染着（Pad-Dry-Thermofixier）プロセスと、パッダと洗浄部との間に蒸気通路を有するパッド・スチーム（Pad-Steam）プロセスと、パッダと洗浄部との間に中間乾燥段階と蒸気段階とを有するパッド・ドライ・パッド・スチーム（Pad-Dry-Pad-Steam）プロセスとが用いられている。
使用する反応染料をその反応度の強さに応じて格付けすることができる。このような染料の反応度は、パッド・バッチ・プロセスの場合は滞留時間の長さに対して影響を及ぼし、かつパッド・ドライ・熱染着・プロセスの場合は温度および滞留時間に対して影響を及ぼし、パッド・ドライ・パッド・スチーム・プロセスの場合は温度および滞留時間に対して影響を及ぼす。染料収量（Farbausbeutel）および／または定着度の高さも、反応度に依存している。４０℃の常温染色システムでも使用され得る染料、すなわち、モノクロルトリアジン、ビニルスルホン、ジクロルキノキサリン、モノフルオルトリアジン、ジフルオルフロルピリミジン、ジクロルトリアジンは、順次増大する反応性を備えている。
反応染料を繊維に固着するために、染着機構のプロセスに応じて、種々異なる助剤タイプおよび助剤量が推奨される。例えば、パッド・バッチ・プロセスの場合、ソーダ30g/l、

尿素８０g/lがその対象となる。パッド・ドライ・熱染着・プロセスの場合、ソーダ30g/l、食塩5g/l、炭酸水素ナトリウム20g/l、尿素200g/l、またパッド・スチーム・プロセスならびにパッド・ドライ・パッド・スチーム・プロセスの場合、ソーダ30g/l、

食塩またはグラウバー塩250g/lが使用される。比較的多量使用されるこのような助剤、特に苛性ソーダ液、水ガラス、ソーダ、尿素および食塩は、所定の使用ケースでは、部分的に排気内に進入するが、大部分は、染着に次いで行われる洗浄時に排水に進入する。
セルロース製品の反応染色の際の排気および排水負荷を回避すること、所望の機械ぎ装を減少すること、およびエネルギー消費を僅かにして染色プロセスを従来よりも短い時間で行うことができるようにするために、本発明では、例えば、尿素、水ガラス、ソーダ、苛性ソーダ液および／または食塩のような高いもしくはアグレッシブな助剤量を必要とせずに最良の染料収量を得られるように、染料自体の反応度が処理される製品の乾燥挙動と関連する、という認識に至った。
従って、本発明の課題は、冒頭に述べた形式の装置を改良して、前述のアグレッシブな助剤量を必要とせずに組み合わされた、有利には連続的な滞留および乾燥プロセスで最良の染料収量を得られるように、使用される染料の反応度を製品の乾燥挙動と関連させることができるようにすることにある。
製品搬入部および製品搬出部ならびに制御可能な吸出通路および制御可能な循環送風機を備えた室を有する空気乾燥機を備えた冒頭に述べた形式の装置において、前記課題を解決するために本発明によれば、室が調整可能な蒸気インジェクタを有しており、前記室内に、吸出通路および蒸気インジェクタの制御手段に接続された、循環空気中の規定の蒸気量を制御するための雰囲気測定装置が設けられており、製品搬出部において製品に搬出部・残留湿気測定装置が配属されていて、該排出部・残留湿気測定装置が、製品搬出部まで製品のまだ反応可能な残留湿気を調節するための循環送風機に制御接続されていることによって、解決された。
本発明による装置の構成によって、室内もしくは空気乾燥機内で空気中の規定の蒸気量が維持されかつこれにより室の出口において製品はまだ反応準備された残留湿気を有するようになる。同時に、製品の重量とは無関係に、すなわち、乾燥機もしくは室内に製品によって取り入れられる水分量とは無関係に、軽い製品の場合でも常時室内空気中に所定の蒸気量を調整できる。
本発明による装置の応用において特に顕著であるのは、各反応染料以外に（染料をセルロース繊維に固着させるための）助剤として単に湿潤剤および炭酸水素ナトリウム（NaHCO3）または類似の弱アルカリを含有する染液が、最適な染色結果を提供する、という点であり、この場合、染液を含浸したセルロース製品は、空気乾燥機内で、２５体積％オーダの空気中蒸気量で、２分オーダに亘る滞留処理によって染着される。試験では数値は、１〜３分およびそれ以上、かつ１５〜５０体積％またはそれ以上に変更させられた。
本発明の構成によれば、室が、制御可能な蒸気インジェクタを有している。このことは、室が、蒸気を制御した噴入のための手段を有していることを、意味する。つまり、各室は、単個も含めて、任意の数の蒸気インジェクタを有することができる。蒸気インジェクタとこれらの蒸気インジェクタの制御手段とは、蒸気流入部を完全に遮断するか、またはゼロから最大値まで漸進的に接続されるように、構成されている。他面、室内空気中の蒸気量が所定の値以下に低下する場合、ある程度多めの蒸気量が必要とされる。このことは例えば、室内へ取り入れられる製品が、この製品と一緒に著しく少ない液体を案内する場合に生じる。これに対して、室内空気中の蒸気量が（雰囲気測定装置の測定によって）著しく大きいと、空気は、予め規定された蒸気量（体積％）が調節されるまで、制御されて、吸出通路によって導出される。
既述の室内雰囲気を維持することは、プロセスにとって重要ではあるが、反応準備された状態で製品の所定の滞留時間を得るのには不十分である。つまり、滞留時間の経過する以前に製品が、塗布された染料とセルロース繊維等とがこれ以上十分に反応することができない状態に陥ることは回避されなければならない。このような状態は、通常、製品が、例えば（製品の種類に応じて）製品重量の10〜30％の最小残留湿気を下回ると場合に生じる。
それゆえ、室内雰囲気の相応の制御のために、本発明による装置が、室の製品搬出部の近傍かまたは室の外側の搬出部の直後に、いわゆる搬出部・残留湿気測定装置である残留湿気測定装置を有している。この残留湿気測定装置によって、製品が室を介して移動する場合にまだ製品が含有する残留湿気量が測定される。この搬出部・残留湿気測定装置の測定結果に依存して、乾燥機の単個または複数の循環送風機は、製品が室出口において所要の最小残留湿気を有するまで、有利には循環送風機の回転数を減少させることにより乾燥機の乾燥効率を低下せしめるように、制御される。
本発明による装置が２つ以上の連続する空気乾燥機・室を有する場合には、通常、全ての室のために、最後の室の製品搬出部に単一の搬出部・残留湿気測定装置を配属するだけで十分である。製品が製品搬入部において既に所望の最小残留湿気を有することが保証されない場合には、単個の室または複数の室の入口に、搬入部・残留湿気測定装置を設置することもできる。この装置によって、場合によって前接続された、製品を染液で湿潤または含浸するための装置もしくは染液を圧搾するための装置および／または製品を湿らせるための装置が、制御可能である。
パッダと室入口との間の領域では、製品に、パッダを制御する比色計（ヨーロッパ特許出願公告第０４１１４１４号明細書）を配属できる。有利には、湿気測定装置と染着測定装置とを組み合わせることができる。このことは特に、例えば、測定装置が製品もしくはウェブ製品の幅に亘って往復運動する場合に該当する。
このことに従って、本発明による装置は（ヨーロッパ特許出願公告第０４１１４１４号明細書に基づく染着分配の制御は別として）、有利には２つの制御回路を有している。これらの制御回路は、製品の搬出部・残留湿気に依存して循環送風機により循環空気量ひいては乾燥機効率、つまり室内温度を制御するための第１制御装置を備えた第１制御回路と、室内の雰囲気測定に依存して蒸気インジェクタを介して蒸気を噴入させるための弁または吸出通路内の送風機を選択的に制御することにより室内雰囲気を制御するための第２制御装置を備えた第２制御回路とを有している。
本発明による装置では、従来の染着プロセスで使用されたアグレッシブなもしくは環境にとって有害な助剤の代わりに、いわば、乾燥時にコントロールされた蒸気量が使用される。場合によっては、助剤として約1〜2g/lの湿潤剤および約10g/lの炭酸水素ナトリウムのみを有する染液によって作業することも可能である。染色成果は、使用される染料の反応能力が大きければ大きいほど、良くなる。この点において、ジクロルトリアジンをベースとする反応染料が特に有利であることが、明らかとなった。本発明の改善点とさらなる構成が、請求項２項以下に記載されている。
本発明による実施例の概略的な図面に基づいて、以下にその単独部材を説明する。
図示の装置は、かせ２と、トレー３と、高い取入れ部４とを備えた取入れ領域１を有している。搬送方向５で送られる繊維質のウェブ製品６は、トレー３に続いて、染浴トラフ８と圧搾部９とを備えた染色パッダ７に案内されて、染液１０を供給されかつ圧搾部９で均一に脱水される。場合によっては湿し装置１２および補正器１３を備えた短い空気通路１１の通過後に、ウェブ製品６は空気乾燥機に案内される。本発明による実施例では、この空気乾燥機はホットフルー１４である。このホットフルー１４の製品容量は、本発明による有利な滞留時間が得られるように、大きくなければならない。
湿し装置１２は、有利には、導紐（Vorlaeufer）および導布（Mitlaeufer）を湿らせるためのおよびホットフルー１４を取り囲む室１５の内部の所要の室内雰囲気を形成するための装置を始動した場合に使用される。室１５は製品搬入部１６と製品搬出部１７とを備えている。この室１５内には、本発明による実施例では、２列の案内兼搬送ローラ１８が設けられており、これら案内兼搬送ローラ１８を介してウェブ製品６は蛇行して案内される。ホットフルー１４内で処理されたウェブ製品６は、製品搬出部１７に続いて、例えばトレー１９および高い取出し部２０を介してかせ２１に巻かれるか、または直接洗浄機に、例えば、補正器２２を介して洗浄機２３等に導かれる。
本発明による有利な構成では、吸出通路２４が設けられており、この吸出通路２４は、室１５の内部に底部入口２５とカバー入口２６とを有していてもよく、かつ吸出通路２４の流出部２７が、可変周波数モータもしくは可変速度モータを有する送風機２８を備えている。それゆえ吸出通路２４は、排気用の送風モータの制御に応じて、ある程度の排気２９を室１５から排出するか、または排気２９を室１５から全く排出しない。基本的には、このような制御は、所属の加熱レジスタ（Heizregister）もしくはこの加熱レジスタの加熱手段（Heizmittel）を制御することによって行われる。しかし、送風用モータは、場合によって生ずる制御命令に加熱装置よりフレキシブルに従う。
本発明による装置のさらに有利な構成では、蒸気インジェクタ３０が、例えば室１５の底部３１の近傍に設けられている。この蒸気インジェクタ３０は、制御可能な１つの（もしくは各１つの）弁３２によって遮断可能であり、または多かれ少なかれ蒸気を相応の蒸気源３３から供給され得る。有利には、送風機２８と蒸気インジェクタ３０とに第１制御装置３４が配属され、この第１制御装置３４は、室１５内に配置された雰囲気測定装置３５によって得られた雰囲気値（室１５内の空気中の蒸気量）に関連して室内雰囲気を調整する。さらに、この第１制御装置３４は、室内雰囲気の蒸気量を、送風機２８の始動もしくは送風機２８の回転速度の上昇によって減少させるか、あるいは蒸気インジェクタ３０の始動によって増大させる。これに応じて、第１制御装置３４は第１制御回路に所属しており、この第１制御回路は、雰囲気測定装置３５によって測定された、室内空気の蒸気量の値に依存して送風機２８または蒸気インジェクタ３０によって室内雰囲気を制御するために設けられている。
本発明による装置のさらに有利な構成では、ホットフルー１４として形成された室内（場合によっては有利には各室内）に配置された循環送風機３６と、製品搬出部１７の近傍に位置付けられた、またはこの製品搬出部１７の直後に位置付けされた搬出部・残留湿気測定装置３７とが設けられている。この搬出部・残留湿気測定装置３７は、第２制御装置３８に接続され、この第２制御装置３８は、単個または複数の循環送風機３６を制御する。つまり、第２制御装置３８は、循環送風機３６と搬出部・残留湿気測定装置３７と一緒に、第２の制御回路を形成している。
第１制御装置３４を備えた第１制御回路は、室内雰囲気・測定装置３５を有しており、この室内雰囲気・測定装置３５は、吸出通路２４の送風機２８のモータだけでなく、（選択的に）蒸気インジェクタ３０の弁３２をも制御する。このことから、第１制御装置３４によって、室１５内の空気中の蒸気量を、どの程度の量の蒸気量が（一時的にまたはウェブ製品に依存して）ウェブ製品６と一緒に室１５内に搬入されるかとは無関係に、制御される。このような湿気量は、例えばウェブ製品の重さとも著しく関係している。重いウェブ製品によって多量の湿気が室１５にもたらされ、軽いウェブ製品によって少量の湿気が室１５にもたらされる。このような湿気を、吸出通路２４によって減少できる。従って、本発明の主要点は、吸出通路２４に選択的に蒸気インジェクタ３０が設けられる、ということである。この蒸気インジェクタ３０によって、搬入されるウェブ製品６が不十分な湿気を室内にもたらす場合に備えて、室１５内の空気中の蒸気量を高めることが可能である。
本発明による装置が実施する方法の主要点は、室１５内におけるウェブ製品６の規定の滞留時間を保証することである。全滞留時間に亘ってウェブ製品６は少なくとも、塗布された染液が所望の形式でセルロース繊維またはこれと類似のものと反応できるように、湿っていなければならない。ウェブ製品６は、室内へ進入する際に、事実上パッダ７から直接、製品搬入部１６に達するので、この場合ウェブ製品６はほぼ十分な残留湿気を有している。ウェブ製品６が十分な残留湿気を有し得ない場合、湿し装置１２を連結することができる。それゆえ、製品搬入部１６においてウェブ製品６を場合に応じてコントロールするために、搬入部・残留湿気測定装置３９を設けることができる。
既に述べたように、本発明による装置によって、製品搬出部１７における室出口までウェブ製品６を保湿することが可能であり、この場合、このような保湿は、セルロース繊維に着色するべく、塗布された染液とウェブ製品とを反応可能なように準備するためである。このような湿潤状態のコントロールおよび維持のために、本発明による構成では、第２制御装置３８を備えた第２制御回路が設けられている。例えば、搬出部・残留湿気測定装置３７が著しく僅かな残留湿気を検出すると、第２制御装置３８を介して単個または複数の循環送風機３６の回転数を減少させることによって、循環空気量が減じられるので、ウェブ製品は緩慢に乾燥する。
例えば、残留湿気７０％を有する２００ｇ／ｍ²のウェブ製品が、室１５内へ取り入れられて、規定の滞留時間経過後に１５％の残留湿気を保って取り出されるとすると室入口（製品搬入部１６）において同様に残留湿気７０％を有する１００ｇ／ｍ²のウェブ製品は、上記と同じ条件のもとでは、室１５内で既に（おそらく規定の滞留時間のほぼ半分を経過した後で）１５％の残留湿気を有しひいては染液とセルロース繊維とのさらなる反応にとっては乾燥しすぎてしまう。このことを回避するために、本発明による装置では、第２制御装置３８によって、循環空気量が循環送風機３６の回転数を介して著しく減じられ、従って軽いウェブ製品は、重いウェブ製品と少なくとも同じ残留湿気１５％を保って乾燥機から取り出される。このためには、例えば、第２制御装置３８が循環送風機３６の回転数を約半分の数値まで減少させることが要求される。
これに対して、同様に７０％の残留湿気を有する例えば４００ｇ／ｍ²の重いウェブ製品が乾燥機に取り入れられると、循環送風機３６を前記２００ｇ／ｍ²のウェブ製品に相応に調節することによって、このウェブ製品は約３０％の残留湿気を保って乾燥機から取り出される。この場合、（反応準備されたウェブ製品の）滞留時間はいかなる場合でも守られる。確かに循環送風機３６の回転数は（可能ならば）高めることが可能であり、従って急速乾燥が行われるが、しかしながら、染着の成果のためには、規定の最小限の湿気さえ存在すれば、ウェブ製品６がホットフルー１４から取り出される際の残留湿気は重要ではない。
本発明による装置の構成によって、反応染料をセルロース繊維に固着させるための助剤を有する染液内で、あらゆる種類のセルロース製品もしくはセルロース繊維を反応染色で染着するための方法を、実施できる。この場合、染液でパジングされたセルロース繊維は、空気乾燥機内で、乾燥室内での規定の空気中蒸気量を以て、所定継続時間の滞留処理を受けることができる。本発明による装置では、セルロース製品の残留湿気は、室の出口まで、染料とセルロース繊維との反応を行えるような値に保たれる。同時に、ウェブ製品の重さとは関係なく、つまりウェブ製品と一緒に乾燥室内に導入された水分量とも関係なく、（軽いウェブ製品の場合でも）常時、室内空気中の規定の蒸気量を調節することができる。

Claims (7)

1. セルロース製品（６）を反応染色で染着するための装置であって、反応染料を有する染液（１０）を製品（６）に塗布するための染色パッダ（７）と、該染色パッダ（７）に後接続された空気乾燥機（１４）とが設けられていて、該空気乾燥機（１４）が、製品搬入部および製品搬出部（１６，１７）ならびに制御可能な吸出通路（２４）および制御可能な循環送風機（３６）を備えた室（１５）を有している形式のものにおいて、
   室（１５）が制御可能な蒸気インジェクタ（３０）を備えており、前記室（１５）内に、吸出通路（２４）および蒸気インジェクタ（３０）の制御手段（３４）に接続された、循環空気中の規定の蒸気量を調節するための雰囲気測定装置（３５）が設けられており、製品搬出部（１７）において製品（６）に搬出部・残留湿気測定装置（３７）が配属されていて、該搬出・残留湿気測定装置（３７）が、製品搬出部（１７）まで製品（６）のまだ反応可能な残留湿気を調節するために循環送風機（３６）に接続されていることを特徴とする、反応染色で染着するための装置。
2. 室（１５）内の雰囲気測定に依存して蒸気インジェクタ（３０）を介して蒸気を噴入させるための弁（３２）または吸出通路（２４）の送風機（２８）を選択的に制御することにより室内雰囲気を制御するための第１制御装置（３４）と、製品（６）の搬出部・残留湿気測定装置に依存して室内温度を循環送風機（３６）を介して制御するための第２制御装置（３８）とが設けられていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 吸出通路（２４）が、可変速度モータを備えた送風機（２８）を有していることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
4. 染色パッダの出口と、空気乾燥機（１４）の製品搬出部（１６）との間に、空気乾燥機内における製品（６）の滞留時間に比して短い空気通路（１１）が連結されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 室（１５）の製品搬入部（１６）の近傍、またはこの製品搬入部（１６）の直前で製品（６）に、搬入部・残留湿気測定装置（３９）が配属されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 空気乾燥機として、少なくとも１つのホットフルー（１４）が設けられていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 反応染料以外に製品（６）の繊維に染料を固着させる助剤として単に湿潤剤および炭酸水素ナトリウムのような弱アルカリを含有する染液（１０）を使用し、室（１５）およびウェブ製品（６）に配属された雰囲気測定装置（３５）もしくは残留湿気測定装置（３７）、並びに、対応する測定結果に依存して制御される、吸出通路（２４）、蒸気インジェクタ（３０）および循環送風機（３６）の制御装置（３４，３８）が、２５体積％のオーダの空気中蒸気量で、空気乾燥機内で、所定継続時間に亘り反応準備された湿潤された製品（６）を滞留処理するように、構成されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。

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