JP4292240B2 - インクジェット法による染色の前処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、インクジェット法による染色に適した布帛を得るために、布帛に前処理を施す装置であって、布帛の原反を引き出して、布帛表面全体に均一な厚みで糊状の前処理剤を塗布し、乾燥させて、巻き取るという一連の処理を施す装置に関する。

コンピュータから出力される図柄（写真、絵、文字）をインクジェットプリンタを使用して布帛に印刷して染色することが広く実施されている。

インクジェットプリンタによって布帛に直接印刷できる素材の布帛もあるが（Ｔシャツプリントなど）、多くの布帛には、直接鮮明な印刷をすることができない。そこで、印刷して染色する前に布帛原反に前処理を施して、インクジェットプリンタのインクがのり易くするために、糊状の前処理剤を布帛表面に塗布し、乾燥させた布帛原反をインクジェットプリンタにセットして図柄を印刷し、染料を固着完了後に前処理剤を洗い流す方法が行われている。

この前処理剤（以下、糊という）として、カルボキシメチル化澱粉、グアガムなどの水溶性高分子を主成分とする水性組成物（下記特許文献３参照）が知られている。

この前処理において、糊を塗布する際に、糊を布帛表面の幅方向および長手方向の全体にわたり均一な厚みに塗布して、充分乾燥させなければ、印刷後の図柄の色と輪郭がくっきりしない部分が発生したり、にじんだり、同じ藍色でも布帛原反の先端付近と末端付近、あるいは幅方向に微妙に異なる藍色になるという不具合を生じることがある。

なお、この発明の装置に関する先行技術文献情報としては、例えば、下記特許文献１および特許文献２が知られており、前処理剤に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献３が知られている。
特開2001-316990号公報 特開平07-252785号公報 特開2003-003385号公報

従来より捺染業界においては、布帛を糊の中に浸けて糊を含浸させてから、余剰な糊をローラで絞り取って乾燥させており、大型の設備を使用して連続的に処理している。そのために、高価な大型の設備および広い工場を必要とするので、少品種多量生産を行わざるを得なかった。

しかも、布帛を糊の中に浸けると、必要な量以上の糊が布帛に吸収され、絞り取った余剰な糊には異物が混入されるので、そのまま再利用することはできず、糊に無駄を生じることがあった。

また、印刷に適した均一な仕上がりを得るために、布帛の種類に合わせて糊の成分や水との希釈割合を変える必要がある。布帛原反を品種が異なるものに換える場合には、ローラに付着している糊を全て洗い流す掃除をしなければならず、段取り換えの頻度が高い多品種少量生産は困難であった。

アパレル業界の小規模の店舗では、多品種少量生産が行われており、そのために、多品種の布帛を比較的少量使用している。このように多品種少量の布帛に対して、手軽に糊を付ける前処理を行いたいという要望があった。

そこで、この発明は、このような要望を満たすために考えられたもので、取扱いが簡単で、作業終了後の清掃が容易であり、比較的設置面積が少なく、設置や移動が容易である捺染前処理装置を提供するものである。

この発明のインクジェット法による染色の前処理装置は、原反から引き出した布帛に糊状の前処理剤を連続的に塗布する糊付機と、塗布された布帛表面の糊状の前処理剤を均一にならすトルクリミッタを介してモータにより駆動されるローラ加圧機と、塗布された布帛の前処理剤を乾かす乾燥機と、乾燥した布帛を巻き取るトルクリミッタを介してモータにより駆動される巻取装置とを具備し、上記糊付機、上記ローラ加圧機および上記乾燥機を直線状に配列して分割可能に連結して布帛に前処理を施す動作を行わせ、上記巻取装置の巻取速度を比較的速く設定し、上記ローラ加圧機の送り速度を中速に設定し、糊付機における原反から布帛を引出す速度を最も遅く設定して、上記ローラ加圧機と上記巻取装置にそれぞれ設けたトルクリミッタのスリップ作用により布帛にテンションをかけて搬送するものである。

上記糊付機は、横方向に配置されて対向する谷間に前処理剤を貯留する糊付ローラとドクターローラを備え、上記糊付ローラを布帛に押し付けて塗布するものである。

上記糊付機においては、糊付ローラとドクターローラとの隙間を変化させて前処理剤の塗布量を調整することができる。

上記糊付機においては、布帛の進行速度に対する糊付ローラの表面速度を変化させて前処理剤の塗布量を調整することができる。

上記ローラ加圧機は、上下に配置された１対のゴム製の加圧ローラと、両ローラ間の加圧力を調整する手段を具備する。

この発明のインクジェット法による染色の前処理装置によると、大型で高価な設備を使用することなく、比較的小さい装置により多品種少量生産ができる。

また、糊付機、ローラ加圧機および乾燥機を分離した状態で独立して単独に動作可能であり、糊付作業を行うときには、これらを連結して１台の装置として動作させることができるので、装置の運搬・移動・据付けが容易であり、作業準備や作業後の清掃時には、分離した状態で、それぞれ単独に動作させながら作業を行うことができる。このように清掃作業を簡単に行うことができるので、段取り換えが容易であって多品種少量生産に適している。

品種が異なる布帛でも均一な前処理を施すことができ、糊付ローラで布帛に糊を塗布し、加圧ローラで布帛の表面に生じた縞状の凹凸を消す程度に、布帛の品種に応じて必要な量だけ塗布すればよいので余剰な糊を少なくすることができる。

この発明の捺染前処理装置は、図１の側面図に示すように、布帛に糊を塗布する糊付機１と、糊を塗布した布帛の表面の糊を均一にならすローラ加圧機２と、布帛に付けた糊を乾かして巻き取る乾燥機３とにより構成されている。そして、これらの各機器は連結手段により連結して直線状に配列して使用し、掃除をしたり移動させる場合には連結手段を外して各機器を分離できるように構成されている。

糊付機１は、キャスター61およびレベルアジャスタ62の付いた架台11を有し、この架台11に、布帛の原反を保持する原反受けｆと、横方向に配置された金属製のドクターローラ13とゴム製の糊付ローラ12および糊付ローラ12の下に配置された押えローラ14よりなる糊付部10と、原反から布帛を引き出して糊付ローラ12へ導く上下方向に配置された１対のゴム製の送出しローラ15と、原反を切断したり継ぎ足したりする折り畳み可能なテーブル16とを備えている。糊付部10の押えローラ14は、レバー（図示せず）を操作することにより糊付ローラ12から離して隙間を形成するように構成されている。

さらに、糊付機１には、布帛Ｆの先端から後端まで無駄なく糊を塗布して布帛を有効に利用するために、布帛の先端に結合して布帛を引き出すダミー・シートＤを保持するダミー・シート受けｄを備え、布帛またはダミー・シートＤに適当な張力を作用させるためのテンション・バー43を備えている。

糊付部は、横方向に配置された糊付ローラ12とドクターローラ13との対向する谷間に糊を貯留し、隙間調節ハンドル17を回すことによって糊付ローラ12とドクターローラ13との隙間を０.０５ｍｍ〜０.３０ｍｍ程度変化させて糊の塗布量を調整し得るように構成されている。

この隙間調節ハンドル17にはネジ棒が結合され、このネジ棒はドクターローラ13の軸受けに設けたネジ孔に螺合されており、ネジ棒を回すことにドクターローラ13を移動させて糊付ローラー12との隙間を調節する。この隙間調節ハンドル17には隙間を示す目盛りが付されて隙間を表示するように構成されている。

さらに、隙間調節ハンドル17を回し続けると糊付ローラ12とドクターローラ13との隙間を１０ｍｍ程度まで拡げることが可能であって、作業終了時に糊付ローラ12とドクターローラ13との谷間に貯留していた糊を糊箱（図示せず）に落として清掃に便利ならしめている。

このように糊付ローラ12とドクターローラ13との隙間を変化させて塗布量を調節しても、布帛の種類によって吸水性が著しく異なるので糊の塗布厚みが相違する。糊付ローラ12とドクターローラ13との隙間を変化させるだけでは、糊の塗布厚みの微妙な調節が困難である。

そこで、糊付ローラ12およびドクターローラ13を駆動する第１のモータ18と、送出しローラ15を駆動する第２のモータ19とを設けて、第１および第２のモータ18、19の回転速度をそれぞれ別々に調整して糊のすり込み量を変え得るように構成されている。

糊付ローラ12およびドクターローラ13の表面速度と、布帛の送り速度との比率を変化させると、単位面積当たりの布帛に対する糊のすり込み量を、糊付ローラ12およびドクターローラ13の表面速度と布帛の送り速度との比率にほぼ比例した量に調整することができる。すなわち、糊付ローラ12およびドクターローラ13の表面速度よりも布帛の送り速度を速くすると、布帛に対する糊のすり込み量が少なくなり、遅くすると、すり込み量が多くなる。

例えば、ポリエステル系のあまり水分を吸収しない布帛を処理する場合には、糊付ローラ12とドクターローラ13との隙間を最小の０.０５ｍｍに設定し、布帛の送り速度を速くする。また、スポーツ用アンダーシャツなどで採用されている水分を非常によく吸収する布帛を処理する場合は、糊付ローラ12とドクターローラ13のと隙間を広めの０.３０ｍｍに設定して、糊付ローラ12およびドクターローラ13を駆動する第１のモータ18の回転速度上げてすり込み量を増加すると均一に仕上げることができる。

このように、糊付ローラ12に布帛Ｆを接触させて糊を付着させたのち、糊付ローラ12から布帛が離れるときに、表面張力が作用して布帛の表面上に進行方向に縞状の凹凸を生じる。この縞状の凹凸の発生状況は、布帛の種類によって異なるが 、スポーツウエアのように水分を多く吸収する布帛ほど顕著に現れる。このように水分を吸収する程度、すなわち縞状の凹凸の発生状況が異なる種々の布帛に対応するために、布帛の表面に塗布した糊を均一にならすローラ加圧機２を設けている。

ローラ加圧機２は、キャスター61およびレベルアジャスタ62の付いた架台21を有し、この架台21に、上下に配置された１対のゴム製の加圧ローラ22、23と、ローラから垂れ落ちる余剰な糊を受ける糊箱26と、布帛の末端を受け止めるための布帛末端受け25とを備えている。

上下に配置された１対のローラ22、23のうち、下側の加圧ローラ23は、チェーンを介してギヤヘッド付きモータ27によって駆動される。このモータ27のギヤヘッドの出力軸にはトルクリミッターが設けられており、設定トルク以上のトルクがかかるとスリップする。また、モータ27は回転速度を調整できるものである。

上側の加圧ローラ22は、モータで駆動されることなくフリーであり、レバー24により下側ローラ23との位置および加圧関係を３段階に調整することができる。レバー24を上向きにすると、下側ローラ23と上側ローラ22との隙間が３０ｍｍ拡がり、レバーを横向きにすると、上側ローラ22の自重（例えば、３０ｋｇ）で下がって布帛を介して下側ローラ23の上に載り、レバー24を下向きにすると、自重の他に、左右の軸受けにそれぞれ押えバネの力（例えば、２０ｋｇ）を作用させて下向きに押し付ける。

布帛Ｆには、両側に耳部（幅が１０mm程度、厚みが布帛の３〜４倍程度）を有するものがあり、このような耳部を有する布帛を処理する場合には、レバー24を下向きに設定して、上側ローラ22により布帛を強く押し付けると、ゴム製のローラ22が弾力によって窪んで耳部の厚みを吸収するので、耳部のある布帛でも全幅にわったて均一に圧力をかけることができる。

ローラ加圧機２により糊を平坦にならした布帛Ｆは、布帛の糊を乾かして巻き取る乾燥機３に導かれる。

乾燥機３は、キャスター61およびレベルアジャスタ62の付いた架台31を有し、この架台31に、蝶番42により開閉自在に支持された温風器30と、ガイドローラ36と、中央部を高くそらせた弓状の張棒37と、巻取装置38とを備えている。この中央部を高くそらせた弓状の張棒37は、乾燥中に布帛が中央に向かって縦皺が入ることを防ぐために、布帛を幅方向に拡げるように作用するものである。この弓状の張棒37のそりは、布帛の弾性に応じて変更できるように構成されている。

温風器30は、蝶番42側に布帛の入口があり、間隔をあけて配列された複数のヒータ32と、布帛にヒータ32で暖められた温風を吹き付けるクロスフローファン33と、外気を導入する吸気口34と、上層の温風をクロスフローファン33へ戻して循環させる隔壁35とを備えている。複数のヒータ32は、内部温度が布帛の種類に対応した設定温度になるように温度調節器により制御される。

巻取装置38は、回転速度を制御可能なモータ39によって駆動され、布帛の巻芯となる紙管を両側でグリップするシャフト40を備えている。この紙管グリップ（図示せず）には、トルクリミッタを備え、ある程度以上のトルクが作用したときは、スリップして布帛を引っ張り過ぎないように構成されている。

次に、このように構成されたこの発明のインクジェット法による染色の前処理装置を使用して布帛に糊を塗布して乾燥する前処理を施す手順を説明する。

図４に示すように、糊付機１、ローラ加圧機２、乾燥機３を配列し、架台に設けた先端が円錐形の連結棒51を隣接する架台に設けた円錐形の窪みを有する連結棒受け53に当接して位置合わせしたのち、隣接する架台の間に連結固定具54を嵌め込んで連結する。床面が平坦でない場合にはレベルアジャスタ62を調整して３台の架台のレベルを合わせる。なお、図５に拡大して示すように、連結棒51の円錐形の先端部を螺子棒52に取り付けて、先端部を回して連結棒51の長さを調整し、ダブルナットにより調整した長さに固定できるように構成されている。

これらの糊付機１、ローラ加圧機２、乾燥機３を配列する際に、一直線に配列しなければ、乾燥機３において巻取装置38で巻き取る際に、巻き取りが進むと、処理済み布帛が巻芯の軸方向の何れか一方にずれることがある。この処理済み布帛の巻き取り状態に応じて連結棒51の長さを調整して、適切な巻上がりとなるように設定する。

糊付機１のレバー（図示せず）を操作して押えローラ14を糊付ローラ12から離して隙間を形成し、ローラ加圧機２のレバーを上向きにして下側ローラ23と上側ローラ22との隙間を拡げ、乾燥機３の温風器30を持ち上げた状態に設定し、巻取装置38のシャフト40に紙管をセットする。

糊付機１のダミー・シート受けｄに保持されているダミー・シートＤを引き出して、図４に示すように、テンション・バー43、テーブル16の上、送出しローラ15の間、糊付ローラー12の下を通過させ、ローラ加圧機２の布帛末端受け25の上および加圧ローラ22、23の間を通過させ、乾燥機３のガイドローラ36の上、温風器30の下、弓状の張棒37の上、巻取ガイドローラ41の上を通過させて、ダミー・シートＤの先端を乾燥機３より外へ引き出す。

糊付機１のレバー（図示せず）を操作して押えローラ14を糊付ローラ12に接近させ、ローラ加圧機２のレバーを横向きにして下側ローラ23と上側ローラ22とを接近させ、乾燥機３の温風器30を下げた状態に設定し、温風器30の動作を開始させて予熱する。そして、ドクターローラ13と糊付ローラ12との隙間を調整し、両ローラの対向する谷間に糊Ｐを入れて貯留させる。

糊付機１のテーブル16の上で、テーブル16の前辺にカッターナイフを沿わせて滑らしながらダミー・シートＤを切断し、原反受けｆに保持されている原反から布帛Ｆを引き出して、耐熱性の粘着テープなどによってダミー・シートＤの後端と布帛Ｆの先端とを接合する。

糊付機１と、ローラ加圧機２と、乾燥機３および巻取装置38の各モータを動作させて装置全体の運転を開始する。乾燥機３から突出しているダミー・シートＤを手で軽く引き出すと、ダミー・シートＤとともに布帛Ｆが引き出されて、糊付機１によってダミー・シートＤの後部と布帛に糊が塗布され、ローラ加圧機２でならされて、乾燥機３を経て処理済みの布帛の先端を外に引き出すことができる。

布帛の先端が、巻取装置38にセットした巻芯に到達する長さに達したとき、布帛からダミー・シートＤを剥ぎ取って、粘着テープで布帛Ｆの先端を巻芯に接合し、巻取装置38により処理済みの布帛を巻芯に巻き取ることができる。

なお、この処理中に、ポリエステル系の水分を吸わない布帛を処理する場合に、余剰の糊はローラ加圧機２の上ローラ22と下ローラ23との入口の前側（図４においては左側）の布帛の上に溜まるので、ある程度溜まったときにヘラを使って布帛の両側部へ掻き寄せて糊箱26の中へ落とす。一方、レースのように透けている布帛を処理する場合には、余剰の糊は上ローラ22と下ローラ23との入口の前側において、下ローラ23の表面に沿って降下して糊箱26の中に落ちる。

一巻の原反の処理が終わると、原反受けｆに次の原反を補充し、前の布帛Ｆの後端に次の布帛Ｆの先端を耐熱性の粘着テープなどによって接合する。前の布帛の後端が巻取装置38まで到達すると、接合部を外して巻芯とともに処理済みの原反を取り去り、次の巻芯を補充して次の布帛の先端を巻芯に接合することにより、作業を繰り返し行うことができる。

なお、処理中に、乾燥機３の巻取装置38の巻取速度を比較的速く設定し、ローラ加圧機２のローラ22、23の送り速度を中速に設定し、糊付機１の送出しローラ15の引出速度を最も遅く設定しておくと、布帛の送り速度は、送出しローラ15の引出速度で決まり、ローラ加圧機２と乾燥機３にそれぞれ設けたトルクリミッタが作用して、布帛に適度なテンションがかかって安定した搬送が行われる。

処理作業が終了すると、糊付機１とローラ加圧機２と、ローラ加圧機２と乾燥機３との各連結固定具54を外して、糊付機１とローラ加圧機２との間、ローラ加圧機２と乾燥機３との間に人が入れる程度の間隔をあける。

糊付機１の隙間調整ハンドル17を回して、糊付ローラ12とドクターローラ13との隙間を拡げ残余の糊を糊箱の中へ落とす。そして、スポンジに水を浸して、糊付ローラ12とドクターローラ13を回転させながら、付着している糊を水とともに糊箱の中へ洗い落とし、糊箱の中に溜まった糊と水を捨てて糊箱を清掃する。

ローラ加圧機２の上側の加圧ローラ22と下側の加圧ローラ23との間隔を拡げて、両ローラを回転させながら、スポンジに水を浸して両ローラに付着している糊を水とともに糊箱26の中へ洗い落とし、糊箱26の中に溜まった糊と水を捨てて糊箱26を清掃する。

乾燥機３の温風器30を持ち上げて、水に浸したぞうきんで、入口ガイドローラ36や弓状の張棒37を拭って清掃が終わる。

この発明の捺染前処理装置における糊付機の側面図、 この発明の捺染前処理装置におけるローラ加圧機の側面図、 この発明の捺染前処理装置における乾燥機の側面図、 糊付機とローラ加圧機と乾燥機を連結した使用状態を示す側面図、 糊付機とローラ加圧機と乾燥機を連結する連結部を拡大して示す側面図である。

符号の説明

１ 糊付機
２ ローラ加圧機
３ 乾燥機
11 21 31 架台
12 糊付ローラ
13 ドクターローラ
14 押えローラ
15 送出しローラ
16 折り畳み可能なテーブル
17 隙間調節ハンドル
18、19、27 モータ
22 上側の加圧ローラ
23 下側の加圧ローラ
24 レバー
25 布帛末端受け
26 糊箱
30 温風器
32 ヒータ
33 クロスフローファン
34 吸気口
35 隔壁
36 ガイドローラ
37 弓状の張棒
38 巻取装置
39 モータ
40 シャフト
41 巻取ガイドローラ
42 蝶番
43 テンションバー
51 連結棒
52 螺子棒
54 連結固定具
61 キャスター
62 レベルアジャスタ

Claims (5)

1. 原反から引き出した布帛に糊状の前処理剤を連続的に塗布する糊付機と、塗布された布帛表面の糊状の前処理剤を均一にならすトルクリミッタを介してモータにより駆動されるローラ加圧機と、塗布された布帛の前処理剤を乾かす乾燥機と、乾燥した布帛を巻き取るトルクリミッタを介してモータにより駆動される巻取装置とを具備し、上記糊付機、上記ローラ加圧機および上記乾燥機を直線状に配列して分割可能に連結して布帛に前処理を施す動作を行わせ、上記巻取装置の巻取速度を比較的速く設定し、上記ローラ加圧機の送り速度を中速に設定し、糊付機における原反から布帛を引出す速度を最も遅く設定して、上記ローラ加圧機と上記巻取装置にそれぞれ設けたトルクリミッタのスリップ作用により布帛にテンションをかけて搬送することを特徴とするインクジェット法による染色の前処理装置。
2. 糊付機は、横方向に配置されて対向する谷間に前処理剤を貯留する糊付ローラとドクターローラを備え、上記糊付ローラを布帛に押し付けて塗布することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット法による染色の前処理装置。
3. 糊付ローラとドクターローラとの隙間を変化させて前処理剤の塗布量を調整することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット法による染色の前処理装置。
4. 布帛の進行速度に対する糊付ローラの表面速度を変化させて前処理剤の塗布量を調整することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット法による染色の前処理装置。
5. ローラ加圧機は、上下に配置された１対のゴム製の加圧ローラと、両ローラ間の加圧力を調整する手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット法による染色の前処理装置。

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