JP5416353B2 - 染色方法及びその装置 - Google Patents
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Description
本発明は染色方法及びその装置に係り、特に、霧化された着色液の粒子を重力により自然落下させて下方に載置された被染色物を染色する染色方法及びその装置に関する。
従来から、浸染といわれる染色方法においては、染料または顔料と必要な薬品を含む溶液中に被染色物を一定時間浸して染めるか、これらの溶液中に被染色物を一定時間通過させてから熱や薬品などで処理していた。
また、捺染といわれる染色方法においては、古くは、浸染と同様に、染料または顔料と必要な薬品を含む溶液中に被染色物を一定時間浸して染めていたが、近年の技術進歩により、昨今では、例えば、インクジェットプリンタを用いて布等に捺染糊を印捺するインクジェット捺染といわれる染色方法により行われている。
しかしながら、インクジェット捺染においては、インクジェットプリンタを必要とするため、所定規模の設備が必要であり、設備費用が嵩むことになる。
また、一般に、被染色物を溶液中に浸して染める染色方法においては、繊維や染色条件によって異なるが、溶液中の染料と被染色物との親和性が低い場合には、溶液中の染料が被染色物に染み込むまでに長時間を要し、親和性が良好な場合であっても、溶液中の染料が被染色物に染み込むまでには時間を要していた。
また、被染色物を溶液中に浸して染めることから、染色後には多量の廃液が発生するため、環境保護の観点から廃液の発生しない染色方法が要望されていた。
また、溶液の使用量を低減することによりコストを低減できる染色方法が要望されていた。
また、捺染といわれる染色方法においては、古くは、浸染と同様に、染料または顔料と必要な薬品を含む溶液中に被染色物を一定時間浸して染めていたが、近年の技術進歩により、昨今では、例えば、インクジェットプリンタを用いて布等に捺染糊を印捺するインクジェット捺染といわれる染色方法により行われている。
しかしながら、インクジェット捺染においては、インクジェットプリンタを必要とするため、所定規模の設備が必要であり、設備費用が嵩むことになる。
また、一般に、被染色物を溶液中に浸して染める染色方法においては、繊維や染色条件によって異なるが、溶液中の染料と被染色物との親和性が低い場合には、溶液中の染料が被染色物に染み込むまでに長時間を要し、親和性が良好な場合であっても、溶液中の染料が被染色物に染み込むまでには時間を要していた。
また、被染色物を溶液中に浸して染めることから、染色後には多量の廃液が発生するため、環境保護の観点から廃液の発生しない染色方法が要望されていた。
また、溶液の使用量を低減することによりコストを低減できる染色方法が要望されていた。
このような不具合を解消するために、特許文献１や特許文献２に開示されているように、容器内を真空かつ加熱することにより染料の蒸気化を促進させ、蒸気化した染料により被染色物を染色する気相染色法と呼ばれる染色方法が提案されている。
しかしながら、この気相染色法では、容器内を真空状態にする減圧器が必要となるため、所定規模の設備が必要となると共に費用が嵩むことになる。
また、特許文献１には、真空中で、蒸気化された染料を空気の送風により被染色物に染色する技術が開示され、特許文献２には、染料を加熱されることにより蒸気化させ、蒸気化した染料を上昇させて被染色物を染色させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１又は２のように真空中において染料が加熱される場合には、染料の色素粒子がエネルギーを持って飛び出し、真空中には障害となる気流等が存在しないため、色素粒子は飛び出した方向へ直線的に移動し、色素粒子の移動による気流が形成される。
この場合、色素粒子はある程度の速度を持って移動することから、被染色物の内部まで均一に染色できない可能性がある。
また、色素粒子は直線的に移動することから、被染色物の表面全体に均一に色素粒子を付着できず、また、色素粒子の移動の方向は被染色物方向とは限らないため、被染色物の細部又は内部まで均一に染色できない可能性がある。
また、真空かつ加熱して蒸気化した染料を被染色物に染着させる染色法は、染料が加熱された際に飛び出した色素粒子同士が衝突することにより核が形成され、この核が衝突を繰り返して大きくなることにより膜が形成され、この膜を被染色物の表面に付着させることにより、染色が行われていると考えられており、この場合、気化された核の集合物が水分を含まない状態で被染色物に付着するため、染着時に色斑が生じ易い可能性がある。
しかしながら、この気相染色法では、容器内を真空状態にする減圧器が必要となるため、所定規模の設備が必要となると共に費用が嵩むことになる。
また、特許文献１には、真空中で、蒸気化された染料を空気の送風により被染色物に染色する技術が開示され、特許文献２には、染料を加熱されることにより蒸気化させ、蒸気化した染料を上昇させて被染色物を染色させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１又は２のように真空中において染料が加熱される場合には、染料の色素粒子がエネルギーを持って飛び出し、真空中には障害となる気流等が存在しないため、色素粒子は飛び出した方向へ直線的に移動し、色素粒子の移動による気流が形成される。
この場合、色素粒子はある程度の速度を持って移動することから、被染色物の内部まで均一に染色できない可能性がある。
また、色素粒子は直線的に移動することから、被染色物の表面全体に均一に色素粒子を付着できず、また、色素粒子の移動の方向は被染色物方向とは限らないため、被染色物の細部又は内部まで均一に染色できない可能性がある。
また、真空かつ加熱して蒸気化した染料を被染色物に染着させる染色法は、染料が加熱された際に飛び出した色素粒子同士が衝突することにより核が形成され、この核が衝突を繰り返して大きくなることにより膜が形成され、この膜を被染色物の表面に付着させることにより、染色が行われていると考えられており、この場合、気化された核の集合物が水分を含まない状態で被染色物に付着するため、染着時に色斑が生じ易い可能性がある。
一方、染料を霧化し、霧化した染料を被染色物に噴霧する染色装置が様々提案されている（特許文献３、特許文献４）。
例えば、特許文献３には、染料を霧化し、霧化した染料をノズルから直接被染色物に噴霧する染色装置に関する技術が開示されている。
また、特許文献４には、超音波霧化器により染料を霧化させて、被染色物の下方から霧化した染料を噴霧することにより、グラデーション染色を施しうる染色装置が開示されている。
例えば、特許文献３には、染料を霧化し、霧化した染料をノズルから直接被染色物に噴霧する染色装置に関する技術が開示されている。
また、特許文献４には、超音波霧化器により染料を霧化させて、被染色物の下方から霧化した染料を噴霧することにより、グラデーション染色を施しうる染色装置が開示されている。
しかしながら、特許文献３に開示されている染色装置は、霧化した染料を被染色物に直接噴霧する技術であり、特許文献４に開示されている染色装置の技術は、被染色物の下方から霧化した染料を噴霧することにより、グラデーション染色を施しうる染色装置に関する技術であるため、霧化した染料の粒子を重力により落下させて被染色物を染色する技術に関しては開示されていない。
また、このような霧化した染料の粒子を重力により落下させることにより下方に載置された被染色物を染色する技術を開示した他の特許文献も発見されなかった。
また、このような霧化した染料の粒子を重力により落下させることにより下方に載置された被染色物を染色する技術を開示した他の特許文献も発見されなかった。
そこで本発明の課題は、減圧器等を使用した大規規模な設備を必要とせず、環境保護の観点から廃液を発生させることなく、染色に要する時間を短縮し、また、被染色物に関わらず斑なく均一に容易に染色しうる染色方法及びその装置を提供することにある。
このような課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る染色方法は、染色部の上方に空隙を有する状態で被染色物を上記染色部へ収納する収納工程と、霧化部により着色液を霧化する霧化工程と、上記霧化工程により霧化した着色液を着色液供給部を介して被染色物が収納された染色部へ供給すると共に上記被染色物の上方へ霧化された着色液を供給する着色液供給工程と、上記染色部内で被染色物を染着すると共に、霧化した着色液が重力により被染色物上に自然落下して被染色物を染着しうる高さ寸法を有する上記染色部内で被染着物を染着する染着工程と、被染色物が載置された載置面部の下方に設けられた吸引部により、上記染色部内部の空気を上記載置面部下方へ吸引する吸引工程とを有することを特徴とする。
従って、請求項１記載の発明に係る染色方法にあっては、収納工程、霧化工程、着色液供給工程、染着工程、及び吸引工程により染色することができるので、減圧器等を使用した大規規模の設備を必要とせず比較的小規模の設備により被染色物を染色することができる。
また、上記着色液供給工程は、被染色物の上方へ霧化された着色液を供給するので、霧化された着色液は、上記空隙へ供給され、重力により被染色物上に自然落下する。
従って、請求項１記載の発明に係る染色方法にあっては、収納工程、霧化工程、着色液供給工程、染着工程、及び吸引工程により染色することができるので、減圧器等を使用した大規規模の設備を必要とせず比較的小規模の設備により被染色物を染色することができる。
また、上記着色液供給工程は、被染色物の上方へ霧化された着色液を供給するので、霧化された着色液は、上記空隙へ供給され、重力により被染色物上に自然落下する。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色方法のように染色槽を必要とせず、上記閉鎖空間内で染色することができる。
さらに、上記収納体内部の空気を上記載置面部下方へ吸引する吸引工程を有するので、霧化した着色液の降下を促進させて染色することができる。
請求項２記載の発明に係る染色方法は、気密構造を有する上記染色部の内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置により、加圧状態下で染色する加圧工程を有することを特徴とする。
従って、請求項２記載の発明に係る染色方法にあっては、加圧状態下で染色する加圧工程を有するので、被染色物が繊維である場合には、繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
従って、請求項２記載の発明に係る染色方法にあっては、加圧状態下で染色する加圧工程を有するので、被染色物が繊維である場合には、繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
請求項３記載の発明に係る染色方法は、被染色物を加熱する加熱装置により、加熱条件下で染色する加熱工程を有することを特徴とする。
従って、請求項３記載の発明に係る染色方法にあっては、加熱条件下で染色する加熱工程を有するので、上記収納体内部の温度の上昇により着色液分子の運動エネルギーを増大させると共に、被染色物が繊維である場合には、繊維分子を熱運動させて繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
従って、請求項３記載の発明に係る染色方法にあっては、加熱条件下で染色する加熱工程を有するので、上記収納体内部の温度の上昇により着色液分子の運動エネルギーを増大させると共に、被染色物が繊維である場合には、繊維分子を熱運動させて繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
請求項４記載の発明に係る染色方法は、多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送する搬送工程を有することを特徴とする。
従って、請求項４記載の発明に係る染色方法にあっては、多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送する搬送工程を有するので、被染色物を順次連続的に染色することができる。
従って、請求項４記載の発明に係る染色方法にあっては、多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送する搬送工程を有するので、被染色物を順次連続的に染色することができる。
請求項５記載の発明に係る染色方法は、上記霧化部は、超音波霧化装置により構成されていることを特徴とする。
従って、請求項５記載の発明に係る染色方法にあっては、上記霧化部は、超音波霧化装置により構成されているので、霧化された着色液の粒子の大きさを微細かつ均一にすることができる。
従って、請求項５記載の発明に係る染色方法にあっては、上記霧化部は、超音波霧化装置により構成されているので、霧化された着色液の粒子の大きさを微細かつ均一にすることができる。
請求項６記載の発明に係る染色装置は、被染色物を上方に空隙を有する状態で収納しうる染色部と、着色液を霧化しうる霧化部と、上記染色部へ霧化した着色液を供給しうる着色液供給部とを備え、上記着色液供給部は、上記霧化部と染色部との間に設けられ、被染色物の上方へ霧化された着色液を供給しうるように構成され、上記染色部は、被染色物を載置しうる載置面部と、上記載置面部の上方に形成された閉鎖空間を内部に備える収納体により構成され、上記閉鎖空間は、霧化した着色液が重力により被染色物上に自然落下して染着しうる高さ寸法を有し、上記着色液供給部は、上記閉鎖空間の上端部へ着色液を供給し、上記載置面部の下方には上記収納体内部の空気を上記載置面部下方へ吸引しうる吸引部を有することを特徴とする。
従って、請求項６記載の発明に係る染色装置にあっては、減圧器等の大規規模の設備を必要とせず比較的小規模の設備の構成とすることができる。
従って、請求項６記載の発明に係る染色装置にあっては、減圧器等の大規規模の設備を必要とせず比較的小規模の設備の構成とすることができる。
また、被染色物の上方へ霧化された着色液を供給しうるので、霧化された着色液は、上記空隙へ供給され、重力により被染色物上に自然落下するように構成されている。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色装置のように染色槽を必要とせず、上記閉鎖空間内で染色することができる。
また、上記着色液供給部は、上記閉鎖空間の上端部へ着色液を供給するので、霧化された着色液は、上記閉鎖空間の上端部へ供給され、重力により被染色物上に自然落下するように構成されている。
さらに、上記載置面部の下方には上記収納体内部の空気を上記載置面部下方へ吸引しうる吸引部を有するので、霧化した着色液の降下を促進させて染色することができる。
請求項７記載の発明に係る染色装置は、上記収納体は気密構造を有すると共に内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置を有し、加圧状態下で染色することを特徴とする。
従って、請求項７記載の発明に係る染色装置にあっては、上記収納体は気密構造を有すると共に内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置を有し、加圧状態下で染色するので、被染色物が繊維である場合には、繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
従って、請求項７記載の発明に係る染色装置にあっては、上記収納体は気密構造を有すると共に内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置を有し、加圧状態下で染色するので、被染色物が繊維である場合には、繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
請求項８記載の発明に係る染色装置は、上記載置面部の下方には被染色物を加熱する加熱装置を有することを特徴とする。
従って、請求項８記載の発明に係る染色装置にあっては、上記載置面部の下方には被染色物を加熱する加熱装置を有するので、上記収納体内部の温度の上昇により着色液分子の運動エネルギーを増大させると共に、被染色物が繊維である場合には、繊維分子を熱運動させて繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
従って、請求項８記載の発明に係る染色装置にあっては、上記載置面部の下方には被染色物を加熱する加熱装置を有するので、上記収納体内部の温度の上昇により着色液分子の運動エネルギーを増大させると共に、被染色物が繊維である場合には、繊維分子を熱運動させて繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
請求項９記載の発明に係る染色装置は、上記載置面部は、多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送しうるように構成されていることを特徴とする。
従って、請求項９記載の発明に係る染色装置にあっては、上記載置面部は、多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送しうるように構成されているので、被染色物を順次連続的に染色することができる。
従って、請求項９記載の発明に係る染色装置にあっては、上記載置面部は、多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送しうるように構成されているので、被染色物を順次連続的に染色することができる。
請求項１０記載の発明に係る染色装置は、上記霧化部は、超音波霧化装置により構成されていることを特徴とする。
従って、請求項１０記載の発明に係る染色装置にあっては、上記霧化部は、超音波霧化装置により構成されているので、霧化された着色液の粒子の大きさを微細かつ均一にすることができる。
従って、請求項１０記載の発明に係る染色装置にあっては、上記霧化部は、超音波霧化装置により構成されているので、霧化された着色液の粒子の大きさを微細かつ均一にすることができる。
請求項１記載の発明に係る染色方法にあっては、霧化した着色液を着色液供給部を介して染色部の上方の空隙へ供給するので、収納工程、霧化工程、着色液供給工程、染着工程、及び吸引工程により染色することができ、減圧器やインクジェット捺染におけるインクジェットプリンタ等を使用した大規模の設備を必要とせず比較的小規模の設備により被染色物を染色することができるので、設備に要するコストを低減できる染色方法を提供することができる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色方法における乾燥工程を必要とせず、染色工程全体を単純化させることができる。
また、上記着色液供給工程は、上記霧化工程により霧化した着色液を着色液供給部を介して被染色物が収納された染色部へ供給することにより、霧化された着色液は、上記空隙へ供給され、重力により被染色物上に自然落下するので、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める必要はないことから、染料の使用量、染料を溶解させる水量、及び染色のための各種薬剤等を低減できる。
また、廃液を発生させないので、環境保護の観点から良好な染色方法を提供することができる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色方法における乾燥工程を必要とせず、染色工程全体を単純化させることができる。
また、上記着色液供給工程は、上記霧化工程により霧化した着色液を着色液供給部を介して被染色物が収納された染色部へ供給することにより、霧化された着色液は、上記空隙へ供給され、重力により被染色物上に自然落下するので、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める必要はないことから、染料の使用量、染料を溶解させる水量、及び染色のための各種薬剤等を低減できる。
また、廃液を発生させないので、環境保護の観点から良好な染色方法を提供することができる。
また、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める染色方法ではなく、霧化した着色液の粒子を重力により自然落下させることにより下方に載置された被染色物を染色するので、着色液と被染色物との親和性の影響が少なく、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める染色方法と比して比較的短時間で染色することができ、被染色物の繊維組織等の組成に関わらず、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色方法を提供することができる。
また、霧化した着色液の粒子を重力により自然落下させることにより、従来の気相染色法のように被染色物の表面全体に均一に色素粒子を付着できないという事態を回避することができ、色素粒子は重力による自然落下の速度を保ちながら被染色物に対して霧化した着色液が垂直に下降するので、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色方法を提供することができる。
また、霧化部により着色液を霧化する工程により生成された霧化した着色液を被染色物に染着させるので、従来の気相染色法のように気化された核の集合物としての膜が水分を含まない状態で被染色物に付着することはなく、水分を含む霧状の着色液により染色されるので、被染色物に染着時に、霧化された着色液に含まれる水分が被染色物へ広がり、色斑が生じ難く均一に染色しうる染色方法を提供することができる。
また、浸染や捺染等の様々な染色方法や、抗菌処理等の高耐久性確保のための機能加工等に応用できる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色方法のように染色槽を必要とせず、上記染色部内で染色することができるので、原則として全ての染色工程を染色部内で容易に行いうる染色方法を提供することができる。
また、霧化した着色液の粒子を重力により自然落下させることにより、従来の気相染色法のように被染色物の表面全体に均一に色素粒子を付着できないという事態を回避することができ、色素粒子は重力による自然落下の速度を保ちながら被染色物に対して霧化した着色液が垂直に下降するので、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色方法を提供することができる。
また、霧化部により着色液を霧化する工程により生成された霧化した着色液を被染色物に染着させるので、従来の気相染色法のように気化された核の集合物としての膜が水分を含まない状態で被染色物に付着することはなく、水分を含む霧状の着色液により染色されるので、被染色物に染着時に、霧化された着色液に含まれる水分が被染色物へ広がり、色斑が生じ難く均一に染色しうる染色方法を提供することができる。
また、浸染や捺染等の様々な染色方法や、抗菌処理等の高耐久性確保のための機能加工等に応用できる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色方法のように染色槽を必要とせず、上記染色部内で染色することができるので、原則として全ての染色工程を染色部内で容易に行いうる染色方法を提供することができる。
さらに、吸引工程により霧化した着色液の降下を促進させて染色することができるので、被染色物の繊維組織等の組成に関わらず、厚さ方向に斑なく均一に染色しうる染色方法を提供することができる。
また、霧化された着色液の粒子の降下を促進させて染色するので、染色時間を短縮することができる。
また、霧化された着色液の粒子の降下を促進させて染色するので、染色時間を短縮することができる。
請求項２記載の発明に係る染色方法にあっては、加圧状態下で染色する加圧工程を有するので、被染色物が繊維である場合には、繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させ、染料と被染色物との親和性が低い場合においても、斑なく均一に染色しうると共に染色時間を短縮しうる染色方法を提供することができる。
特に、例えば、ポリエステル繊維の場合には、高分子により構成され分子間隔が狭いことから、着色液分子の繊維内部への浸透拡散が遅く難侵性であるという問題を有するが、高圧条件下で染色が行われることにより、分子間構造を緩めることにより分子間の間隙を広めて、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
特に、例えば、ポリエステル繊維の場合には、高分子により構成され分子間隔が狭いことから、着色液分子の繊維内部への浸透拡散が遅く難侵性であるという問題を有するが、高圧条件下で染色が行われることにより、分子間構造を緩めることにより分子間の間隙を広めて、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
請求項３記載の発明に係る染色方法にあっては、加熱条件下で染色する加熱工程を有するので、上記収納体内部の温度の上昇により着色液分子の運動エネルギーを増大させると共に、被染色物が繊維である場合には、繊維分子を熱運動させて繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができ、特に、ポリエステル繊維のように高分子により構成され分子間隔が狭い場合には、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させ、斑なく均一に染色しうると共に染色時間を短縮しうる染色方法を提供することができる。
また、収納体内部は、加熱器により加熱されるので、染色後に被染色物に付着した着色液を乾燥させることにより被染色物に着色液を定着させることができる。
また、収納体内部は、加熱器により加熱されるので、染色後に被染色物に付着した着色液を乾燥させることにより被染色物に着色液を定着させることができる。
請求項４記載の発明に係る染色方法にあっては、多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送しうる載置面部により搬送する搬送工程を有しており、被染色物を順次連続的に染色することができるので、例えば、被染色物をベルトコンベア等により搬送することにより、染色作業の自動化が可能となる。
請求項５記載の発明に係る染色方法にあっては、上記霧化部は、超音波霧化装置により構成され、霧化された着色液の粒子の大きさを微細かつ均一にすることができるので、被染色物の繊維組織等の組成に関わらず、被染色物の細部や内部まで斑なく、より均一に染色しうる染色方法を提供することができる。
請求項６記載の発明に係る染色装置にあっては、減圧器やインクジェット捺染におけるインクジェットプリンタ等の大規規模の設備を必要とせず比較的小規模の設備の構成とすることができるので、設備に要するコストを低減できる染色装置を提供することができる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色装置のような大規模な乾燥装置を必要とせず、設備に要するコストを低減することができる。
また、被染色物の上方へ霧化された着色液を供給しうるように構成されているので、霧化された着色液は、上記空隙へ供給され、重力により被染色物上に自然落下するので、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める必要はなく、染料の使用量、染料を溶解させる水量、及び染色のための各種薬剤等を低減できる。
また、廃液を発生させないので、環境保護の観点から良好な染色装置を提供することができる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色装置のような大規模な乾燥装置を必要とせず、設備に要するコストを低減することができる。
また、被染色物の上方へ霧化された着色液を供給しうるように構成されているので、霧化された着色液は、上記空隙へ供給され、重力により被染色物上に自然落下するので、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める必要はなく、染料の使用量、染料を溶解させる水量、及び染色のための各種薬剤等を低減できる。
また、廃液を発生させないので、環境保護の観点から良好な染色装置を提供することができる。
また、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める染色装置ではなく、霧化した着色液の粒子を重力により自然落下させることにより下方に載置された被染色物を染色するので、着色液と被染色物との親和性の影響が少なく、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める染色装置と比して比較的短時間で染色することができ、被染色物の繊維組織等の組成に関わらず、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色装置を提供することができる。
また、霧化した着色液の粒子を重力により自然落下させることにより、従来の気相染色法のように色素粒子が被対象物以外の方向へ直線的に移動することはなく、被染色物に対して霧化した着色液が垂直に下降するので、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色装置を提供することができる。
また、霧化した着色液の粒子を重力により自然落下させることにより、従来の気相染色法のように被染色物の表面全体に均一に色素粒子を付着できないという事態を回避することができ、色素粒子は重力による自然落下の速度を保ちながら被染色物に対して霧化した着色液が垂直に下降するので、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色装置を提供することができる。
また、浸染や捺染等の様々な染色方法の関する装置や、抗菌処理等の高耐久性確保のための機能加工等に応用できる。
特に、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色装置のように染色槽を必要とせず、上記閉鎖空間内で染色することができるので、原則として全ての工程を閉鎖空間内で容易に行いうる染色装置を提供することができる。
また、霧化した着色液の粒子を重力により自然落下させることにより、従来の気相染色法のように色素粒子が被対象物以外の方向へ直線的に移動することはなく、被染色物に対して霧化した着色液が垂直に下降するので、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色装置を提供することができる。
また、霧化した着色液の粒子を重力により自然落下させることにより、従来の気相染色法のように被染色物の表面全体に均一に色素粒子を付着できないという事態を回避することができ、色素粒子は重力による自然落下の速度を保ちながら被染色物に対して霧化した着色液が垂直に下降するので、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色装置を提供することができる。
また、浸染や捺染等の様々な染色方法の関する装置や、抗菌処理等の高耐久性確保のための機能加工等に応用できる。
特に、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色装置のように染色槽を必要とせず、上記閉鎖空間内で染色することができるので、原則として全ての工程を閉鎖空間内で容易に行いうる染色装置を提供することができる。
さらに、吸引工程により霧化した着色液の降下を促進させて染色することができるので、被染色物の繊維組織等の組成に関わらず、厚さ方向に斑なく均一に染色しうる染色装置を提供することができる。
また、霧化された着色液の粒子の降下を促進させて染色するので、染色時間を短縮することができる。
また、霧化された着色液の粒子の降下を促進させて染色するので、染色時間を短縮することができる。
請求項７記載の発明に係る染色装置にあっては、加圧状態下で染色するので、被染色物が繊維である場合には、繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させ、染料と被染色物との親和性が低い場合においても、斑なく均一に染色しうると共に染色時間を短縮しうる染色装置を提供することができる。
特に、例えば、ポリエステル繊維の場合には、高分子により構成され分子間隔が狭いことから、着色液分子の繊維内部への浸透拡散が遅く難侵性であるという問題を有するが、高圧条件下で染色が行われることにより、分子間構造を緩めることにより分子間の間隙を広めて、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
特に、例えば、ポリエステル繊維の場合には、高分子により構成され分子間隔が狭いことから、着色液分子の繊維内部への浸透拡散が遅く難侵性であるという問題を有するが、高圧条件下で染色が行われることにより、分子間構造を緩めることにより分子間の間隙を広めて、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができる。
請求項８記載の発明に係る染色装置にあっては、上記載置面部の下方には被染色物を加熱する加熱装置を有するので、上記収納体内部の温度の上昇により着色液分子の運動エネルギーを増大させると共に、被染色物が繊維である場合には、繊維分子を熱運動させて繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができ、特に、ポリエステル繊維のように高分子により構成され分子間隔が狭い場合には、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させ、斑なく均一に染色しうると共に染色時間を短縮しうる染色装置を提供することができる。
また、収納体内部は、加熱器により加熱されるので、染色後に被染色物に付着した着色液を乾燥させることにより被染色物に着色液を定着させることができる。
また、収納体内部は、加熱器により加熱されるので、染色後に被染色物に付着した着色液を乾燥させることにより被染色物に着色液を定着させることができる。
請求項９記載の発明に係る染色装置にあっては、上記載置面部は、多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送しうるように構成され、被染色物を順次連続的に染色することができるので、例えば、被染色物をベルトコンベア等により搬送することにより、染色作業の自動化が可能となる。
請求項１０記載の発明に係る染色装置にあっては、上記霧化部は、超音波霧化装置により構成され、霧化された着色液の粒子の大きさを微細かつ均一にすることができるので、被染色物の繊維組織等の組成に関わらず、被染色物の細部や内部まで斑なく、より均一に染色しうる染色装置を提供することができる。
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本発明に係る染色装置１０は、被染色物Ａを上方に空隙１１を有する状態で収納しうる染色部１２と、着色液Ｂを霧化しうる霧化部１３と、上記染色部１２へ霧化した着色液Ｃを供給しうる着色液供給部１４とを備えている。
また、上記着色液供給部１４は、上記霧化部１３と染色部１２との間に設けられ、被染色物Ａの上方へ霧化された着色液Ｃを供給しうるように構成されている。
また、上記染色部１２は、被染色物Ａを載置しうる載置面部１５と、上記載置面部１５の上方に形成された閉鎖空間１６を内部に備える収納体１７により構成され、上記閉鎖空間１６は、霧化した着色液Ｃが重力により被染色物Ａ上に自然落下して染着しうる高さ寸法を有している。
また、上記着色液供給部１４は、上記閉鎖空間１６の上端部へ着色液Ｃを供給するように構成されている。
また、上記載置面部１５の下方には上記収納体１７内部の空気を上記載置面部１５下方へ吸引しうる吸引部１８を有している。
また、上記収納体１７は気密構造を有すると共に内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置１９を有し、加圧状態下で染色するように構成されている。
また、上記載置面部１５の下方には被染色物Ａを加熱する加熱装置２０を有している。
また、上記載置面部１５は、多数の被染色物Ａを載置した状態で連続的に搬送しうるように構成されている。
また、上記霧化部１３は、超音波霧化装置により構成されている。
図１に示すように、本発明に係る染色装置１０は、被染色物Ａを上方に空隙１１を有する状態で収納しうる染色部１２と、着色液Ｂを霧化しうる霧化部１３と、上記染色部１２へ霧化した着色液Ｃを供給しうる着色液供給部１４とを備えている。
また、上記着色液供給部１４は、上記霧化部１３と染色部１２との間に設けられ、被染色物Ａの上方へ霧化された着色液Ｃを供給しうるように構成されている。
また、上記染色部１２は、被染色物Ａを載置しうる載置面部１５と、上記載置面部１５の上方に形成された閉鎖空間１６を内部に備える収納体１７により構成され、上記閉鎖空間１６は、霧化した着色液Ｃが重力により被染色物Ａ上に自然落下して染着しうる高さ寸法を有している。
また、上記着色液供給部１４は、上記閉鎖空間１６の上端部へ着色液Ｃを供給するように構成されている。
また、上記載置面部１５の下方には上記収納体１７内部の空気を上記載置面部１５下方へ吸引しうる吸引部１８を有している。
また、上記収納体１７は気密構造を有すると共に内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置１９を有し、加圧状態下で染色するように構成されている。
また、上記載置面部１５の下方には被染色物Ａを加熱する加熱装置２０を有している。
また、上記載置面部１５は、多数の被染色物Ａを載置した状態で連続的に搬送しうるように構成されている。
また、上記霧化部１３は、超音波霧化装置により構成されている。
また、図１及び図３に示すように、本発明に係る染色方法４０は、染色部１２の上方に空隙１１を有する状態で被染色物Ａを上記染色部１２へ収納する収納工程４１と、霧化部１３により着色液Ｂを霧化する霧化工程４２と、上記霧化工程４２により霧化した着色液Ｃを着色液供給部１４を介して被染色物Ａが収納された染色部１２へ供給する着色液供給工程４３とを有し、上記着色液供給工程４３は、被染色物Ａの上方へ霧化された着色液Ｃを供給している。
また、上記染色部１２内で被染色物Ａを染着する染着工程４４を有し、上記染着工程４４は、霧化した着色液Ｃが重力により被染色物Ａ上に自然落下して染着しうる高さ寸法を有する上記染色部１２内で行われる。
また、被染色物Ａが載置された載置面部１５の下方に設けられた吸引部１８により、上記染色部１２内部の空気を上記載置面部１５の下方へ吸引する吸引工程４５を有している。
また、気密構造を有する上記染色部１２の内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置１９により、加圧状態下で染色する加圧工程４６を有している。
また、被染色物Ａを加熱する加熱装置２０により、加熱条件下で染色する加熱工程４７を有している。
また、多数の被染色物Ａを載置した状態で連続的に搬送する搬送工程４８を有している。
また、上記霧化部１３は、超音波霧化装置により構成されている。
また、上記染色部１２内で被染色物Ａを染着する染着工程４４を有し、上記染着工程４４は、霧化した着色液Ｃが重力により被染色物Ａ上に自然落下して染着しうる高さ寸法を有する上記染色部１２内で行われる。
また、被染色物Ａが載置された載置面部１５の下方に設けられた吸引部１８により、上記染色部１２内部の空気を上記載置面部１５の下方へ吸引する吸引工程４５を有している。
また、気密構造を有する上記染色部１２の内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置１９により、加圧状態下で染色する加圧工程４６を有している。
また、被染色物Ａを加熱する加熱装置２０により、加熱条件下で染色する加熱工程４７を有している。
また、多数の被染色物Ａを載置した状態で連続的に搬送する搬送工程４８を有している。
また、上記霧化部１３は、超音波霧化装置により構成されている。
以下に、本発明に係る染色装置１０の実施例について、図面を用いて詳細を説明する。
図２に示すように、本実施例に係る染色装置１０は、実験段階における実験装置であり、室内に設置できる小規模な構成となっているが、染色装置１０の大きさは本実施例には限定されない。
本発明に係る染色装置１０は、図２に示すように、被染色物Ａを載置しうる載置面部１５と、上記載置面部１５の上方に形成された閉鎖空間１６を内部に備える合成樹脂により形成された直方体状の収納体１７とにより構成された染色部１２を有している。
上記収納体１７は、上記収納体１７の上面部を構成する上面板２７と、下面部を構成する下面板２８と、下端部には引き出し部２６を入出しうるように幅方向に亘って開口された前面部を構成する前面板３１と、上記収納体１７の背面部を構成する背面板３２と、上端部に幅方向に亘って開口された供給口２１ａ，２１ｂが形成された左右側面部を構成する側面板２９，３０とにより構成され、上記収納体１７内部には密閉された閉鎖空間１６が形成されている。
また、上記収納体１７の上記前面板３１，背面板３２，及び側面板２９，３０は、上記収納体１７の側面板２９，３０の上端部に開口した供給口２１ａ，２１ｂから供給された霧化した着色液Ｃが被染色物Ａ上に重力により自然落下して染着しうるような高さ寸法を有するように形成されている。
また、上記収納体１７の左右側面部には、２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂが取り付けられ、２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂは、上記染色部１２へ霧化した着色液Ｃ１，Ｃ２を供給しうるように、上記収納体１７の左右の側面板２９，３０の供給口２１ａ，２１ｂに夫々取り付けられている。
図２に示すように、本実施例に係る染色装置１０は、実験段階における実験装置であり、室内に設置できる小規模な構成となっているが、染色装置１０の大きさは本実施例には限定されない。
本発明に係る染色装置１０は、図２に示すように、被染色物Ａを載置しうる載置面部１５と、上記載置面部１５の上方に形成された閉鎖空間１６を内部に備える合成樹脂により形成された直方体状の収納体１７とにより構成された染色部１２を有している。
上記収納体１７は、上記収納体１７の上面部を構成する上面板２７と、下面部を構成する下面板２８と、下端部には引き出し部２６を入出しうるように幅方向に亘って開口された前面部を構成する前面板３１と、上記収納体１７の背面部を構成する背面板３２と、上端部に幅方向に亘って開口された供給口２１ａ，２１ｂが形成された左右側面部を構成する側面板２９，３０とにより構成され、上記収納体１７内部には密閉された閉鎖空間１６が形成されている。
また、上記収納体１７の上記前面板３１，背面板３２，及び側面板２９，３０は、上記収納体１７の側面板２９，３０の上端部に開口した供給口２１ａ，２１ｂから供給された霧化した着色液Ｃが被染色物Ａ上に重力により自然落下して染着しうるような高さ寸法を有するように形成されている。
また、上記収納体１７の左右側面部には、２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂが取り付けられ、２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂは、上記染色部１２へ霧化した着色液Ｃ１，Ｃ２を供給しうるように、上記収納体１７の左右の側面板２９，３０の供給口２１ａ，２１ｂに夫々取り付けられている。
また、本発明に係る染色装置１０は、着色液Ｂを霧化しうる２つの霧化部１３ａ，１３ｂが霧化した着色液Ｃを生成して上記２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して上記染色部１２の上記閉鎖空間１６の上端部に霧化した着色液Ｃ１，Ｃ２を供給するように構成されている。
上記霧化部１３ａ，１３ｂは、上記収納体１７の左右側面の近傍に配置され、上端部に霧化された着色液Ｃを噴出しうる噴霧孔２２ａ，２２ｂが設けられた超音波噴霧装置により構成され、着色液Ｂを充填した着色液タンク２３ａ，２３ｂが装着されている。
また、上記噴霧孔２２ａ，２２ｂは、霧化された着色液Ｃ１，Ｃ２を上記着色液供給部１４ａ，１４ｂへ誘導する合成樹脂により形成された噴霧通路２４ａ，２４ｂに連設され、上記噴霧通路２４ａ，２４ｂは、上記着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して収納体１７の上記供給口２１ａ，２１ｂに夫々取り付けられている。
上記霧化部１３ａ，１３ｂは、上記収納体１７の左右側面の近傍に配置され、上端部に霧化された着色液Ｃを噴出しうる噴霧孔２２ａ，２２ｂが設けられた超音波噴霧装置により構成され、着色液Ｂを充填した着色液タンク２３ａ，２３ｂが装着されている。
また、上記噴霧孔２２ａ，２２ｂは、霧化された着色液Ｃ１，Ｃ２を上記着色液供給部１４ａ，１４ｂへ誘導する合成樹脂により形成された噴霧通路２４ａ，２４ｂに連設され、上記噴霧通路２４ａ，２４ｂは、上記着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して収納体１７の上記供給口２１ａ，２１ｂに夫々取り付けられている。
また、上記噴霧通路２４ａ，２４ｂは、上記収納体１７の夫々の供給口２１ａ，２１ｂに連通し、上記噴霧孔２２ａ，２２ｂから噴出された霧化した着色液Ｃを上記収納体１７の内部に効率よく誘導するように構成された、上記収納体１７の左右の側面板２９，３０の供給口２１ａ，２１ｂから噴霧孔２２ａ，２２ｂへ向かう傾斜面により形成された上斜面板３３ａ，３３ｂ、及び下斜面板３４ａ，３４ｂと、上記噴霧通路２４ａ，２４ｂの側面を構成する上記収納容器１７の前面板３１に連設された側面板３５ａ、３５ｂと、及び上記収納容器１７の背面板３２に連設された側面板３６ａ、３６ｂ（図示せず）とにより構成され、また、霧化した着色液Ｃを上記収納体１７の内部の全体に誘導するように上記噴霧孔２２ａ，２２ｂから上方に向かうに従って大きくなるように開口されている。
また、図２に示すように、上記収納体１７の下面部２８には、収納体１７から上記載置面部１５を上面部とする載置台２５と一体として出入可能な引き出し部２６が配置されている。
また、上記引き出し部２６の前面略中央には引き出し部２６を出入するための把持部２７が形成されている。
また、図２には示していないが、図１に示すように、上記載置面部１５の下方に上記収納体１７内部の空気を上記載置面部１５下方へ吸引しうる吸引部１８を配置したり、上記収納体１７を気密構造とすると共に内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置１９を配置して加圧状態下で染色するように構成したり、また、上記載置面部１５の下方に被染色物Ａを加熱する加熱装置２０を配置するように構成することもできる。
また、図２に示すような上記載置面部１５を上面部とする載置台２５を多数の被染色物Ａを載置した状態で連続的に搬送しうるように構成することもできる。
また、上記引き出し部２６の前面略中央には引き出し部２６を出入するための把持部２７が形成されている。
また、図２には示していないが、図１に示すように、上記載置面部１５の下方に上記収納体１７内部の空気を上記載置面部１５下方へ吸引しうる吸引部１８を配置したり、上記収納体１７を気密構造とすると共に内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置１９を配置して加圧状態下で染色するように構成したり、また、上記載置面部１５の下方に被染色物Ａを加熱する加熱装置２０を配置するように構成することもできる。
また、図２に示すような上記載置面部１５を上面部とする載置台２５を多数の被染色物Ａを載置した状態で連続的に搬送しうるように構成することもできる。
以下に、本発明に係る染色方法４０の実施例について、図面を用いて詳細を説明する。
まず、図２及び図３に示すように、本発明に係る染色方法４０は、染色部１２の上方に空隙１１を有する状態で被染色物Ａを上記染色部１２へ収納する収納工程４１により被染色物Ａを上記染色部１２へ収納する。
この場合、図３に示すような上記収納工程４１は、図２に示すように、把持部２７を把持して収納体１７から引き出し部２６を引き出して、載置台２５の上面部に形成された載置面部１５上に被染色物Ａを載置し、上記引き出し部２６を上記収納体１７に収納することにより行われる。
ここで、被染色物Ａは、布、皮革、紙、又は、フィルム等の染色しうるもの全てを対象とする。なお、布には合成繊維も含まれる。
特に、本発明に係る染色方法４０においては、平面状の面積を有する被染色物が有効となるが、布状の被染色物に限定される必要はなく、立体物にも適用することができる。
まず、図２及び図３に示すように、本発明に係る染色方法４０は、染色部１２の上方に空隙１１を有する状態で被染色物Ａを上記染色部１２へ収納する収納工程４１により被染色物Ａを上記染色部１２へ収納する。
この場合、図３に示すような上記収納工程４１は、図２に示すように、把持部２７を把持して収納体１７から引き出し部２６を引き出して、載置台２５の上面部に形成された載置面部１５上に被染色物Ａを載置し、上記引き出し部２６を上記収納体１７に収納することにより行われる。
ここで、被染色物Ａは、布、皮革、紙、又は、フィルム等の染色しうるもの全てを対象とする。なお、布には合成繊維も含まれる。
特に、本発明に係る染色方法４０においては、平面状の面積を有する被染色物が有効となるが、布状の被染色物に限定される必要はなく、立体物にも適用することができる。
次に、霧化部１３ａ，１３ｂにより着色液Ｂを霧化する霧化工程４２により、着色液Ｂから霧化された着色液Ｃが生成される。
この場合、図３に示すような霧化工程４２は、図２に示すように、霧化部１３ａ，１３ｂとしての超音波霧化装置が着色液Ｂを霧化して、粒子の大きさを微細かつ均一とする霧化された着色液Ｃを生成する。
ここで、着色液Ｂには、染料や顔料の他、染料等を溶解させる水、浸染用薬剤や、界面活性剤等の染色助剤、又は、捺染に使用される捺染糊等の染色時に使用される全ての色料、薬剤等が含まれる。
この場合、図３に示すような霧化工程４２は、図２に示すように、霧化部１３ａ，１３ｂとしての超音波霧化装置が着色液Ｂを霧化して、粒子の大きさを微細かつ均一とする霧化された着色液Ｃを生成する。
ここで、着色液Ｂには、染料や顔料の他、染料等を溶解させる水、浸染用薬剤や、界面活性剤等の染色助剤、又は、捺染に使用される捺染糊等の染色時に使用される全ての色料、薬剤等が含まれる。
次に、図３に示すような着色液供給工程４３により、上記霧化工程４２により霧化した着色液Ｃを着色液供給部１４を介して被染色物Ａが収納された染色部１２の被染色物Ａの上方へ供給する 。
この場合、図３に示すような着色液供給工程４３は、図２に示すように、霧化部１３ａ，１３ｂとしての超音波霧化装置により霧化された着色液Ｃを超音波霧化装置の噴霧孔２２ａ，２２ｂから噴霧させて、噴霧通路２４ａ,２４ｂを斜め上方へ上昇させ、着色供給部１４ａ，１４ｂを介して、上記収納体１７の供給口２１ａ，２１ｂから上記染色部１２の閉鎖空間１６の上端部へ供給する。
本実施例の場合、図２に示すように、２つの霧化部１３ａ，１３ｂにより霧化された着色液Ｃを、２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して上記収納体１７の左右側面の上端部に開口された供給口２１ａ，２１ｂから夫々供給することができる。
この場合、図３に示すような着色液供給工程４３は、図２に示すように、霧化部１３ａ，１３ｂとしての超音波霧化装置により霧化された着色液Ｃを超音波霧化装置の噴霧孔２２ａ，２２ｂから噴霧させて、噴霧通路２４ａ,２４ｂを斜め上方へ上昇させ、着色供給部１４ａ，１４ｂを介して、上記収納体１７の供給口２１ａ，２１ｂから上記染色部１２の閉鎖空間１６の上端部へ供給する。
本実施例の場合、図２に示すように、２つの霧化部１３ａ，１３ｂにより霧化された着色液Ｃを、２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して上記収納体１７の左右側面の上端部に開口された供給口２１ａ，２１ｂから夫々供給することができる。
次に、図３に示すような染着工程４４は、図２に示すように、重力により被染色物Ａ上に自然落下して染着しうる高さ寸法を有する上記閉鎖空間１６の上端部に霧化した着色液Ｃが供給されることにより、霧化した着色液Ｃが重力により被染色物Ａ上に自然落下して被染色物Ａを染着する。
従って、図３に示すような、収納工程４１、霧化工程４２、着色液供給工程４３、及び染着工程４４を経て染色することができるので、減圧器やインクジェット捺染におけるインクジェットプリンタ等を使用した大規規模の設備を必要とせず比較的小規模の設備により被染色物Ａを染色することができ、設備に要するコストを低減できる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色方法のような大規模な乾燥工程を必要とせず、染色工程全体を単純化させ、設備に要するコストを低減することができる。
また、上記着色液供給工程４３は、上記霧化工程４２により霧化した着色液を着色液供給部１４を介して被染色物Ａが収納された染色部１２へ供給することにより、霧化された着色液Ｃが閉鎖空間１６の上端部に供給され重力により被染色物Ａ上に自然落下するので、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める必要はなく、染料等の使用量、染料を溶解させる水量、及び染色のための各種薬剤等を低減できる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、廃液を発生させないので、環境保護の観点から良好な染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色方法のような大規模な乾燥工程を必要とせず、染色工程全体を単純化させ、設備に要するコストを低減することができる。
また、上記着色液供給工程４３は、上記霧化工程４２により霧化した着色液を着色液供給部１４を介して被染色物Ａが収納された染色部１２へ供給することにより、霧化された着色液Ｃが閉鎖空間１６の上端部に供給され重力により被染色物Ａ上に自然落下するので、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める必要はなく、染料等の使用量、染料を溶解させる水量、及び染色のための各種薬剤等を低減できる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、廃液を発生させないので、環境保護の観点から良好な染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める染色方法ではなく、霧化した着色液Ｃの粒子を重力により自然落下させることにより下方に載置された被染色物Ａを染色するので、着色液Ｃと被染色物Ａとの親和性の影響が少なく、従来のように被染色物を溶液中に浸して染める染色方法と比して比較的短時間で染色することができ、被染色物Ａの繊維組織等の組成に関わらず、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、霧化した着色液Ｃの粒子を重力により自然落下させることにより、従来の気相染色法のように被染色物の表面全体に均一に色素粒子を付着できないという事態を回避することができ、色素粒子は重力による自然落下の速度を保ちながら被染色物Ａに対して霧化した着色液Ｃが垂直に下降するので、被染色物Ａの細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、霧化部１３により着色液を霧化する工程により生成された霧化した着色液Ｃを被染色物Ａに染着させるので、従来の気相染色法のように気化された核の集合物としての膜が水分を含まない状態で被染色物Ａに付着することはなく、水分を含む霧状の着色液Ｃにより染色されるので、被染色物Ａへの染着時に、霧化された着色液Ｃに含まれる水分が被染色物Ａへ広がり、色斑が生じ難く均一に染色しうる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色方法のように染色槽を必要とせず、上記閉鎖空間１６内で染色することができるので、原則として全ての工程を閉鎖空間１６内で容易に行いうる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、霧化した着色液Ｃの粒子を重力により自然落下させることにより、従来の気相染色法のように被染色物の表面全体に均一に色素粒子を付着できないという事態を回避することができ、色素粒子は重力による自然落下の速度を保ちながら被染色物Ａに対して霧化した着色液Ｃが垂直に下降するので、被染色物Ａの細部や内部まで斑なく均一に染色しうる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、霧化部１３により着色液を霧化する工程により生成された霧化した着色液Ｃを被染色物Ａに染着させるので、従来の気相染色法のように気化された核の集合物としての膜が水分を含まない状態で被染色物Ａに付着することはなく、水分を含む霧状の着色液Ｃにより染色されるので、被染色物Ａへの染着時に、霧化された着色液Ｃに含まれる水分が被染色物Ａへ広がり、色斑が生じ難く均一に染色しうる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、従来の被染色物を溶液中に浸して染める染色方法のように染色槽を必要とせず、上記閉鎖空間１６内で染色することができるので、原則として全ての工程を閉鎖空間１６内で容易に行いうる染色方法４０及び染色装置１０を提供することができる。
また、本実施例の場合、図２に示すように、２つの霧化部１３ａ，１３ｂにより霧化された着色液Ｃ１，Ｃ２を、２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して上記収納体１７の左右側面の上端部に開口された供給口２１ａ，２１ｂから夫々供給することにより、供給口２１ａ，２１ｂから同一の着色液Ｃを供給した場合には、斑なく均一に染色することができ、一方の供給口２１ａから着色液Ｃ１を供給した場合にはグラデーション染色を行うことができる。
また、一方の供給口２１ａと他方の供給口２１ｂから異なる色彩の染料を含む着色液Ｃ１，Ｃ２が供給されるように構成した場合には、被染色物Ａに多色彩を施す場合に、順次異なる色彩に染色することができるので、染色工程を効率化することができる。
また、一方の供給口２１ａと他方の供給口２１ｂから異なる色彩の染料を含む着色液Ｃ１，Ｃ２が供給されるように構成した場合には、被染色物Ａに多色彩を施す場合に、順次異なる色彩に染色することができるので、染色工程を効率化することができる。
また、本発明に係る染色方法４０は、浸染や捺染等の様々な染色方法や、抗菌処理等の高耐久性確保のための機能加工等に応用できる。
また、染色工程には、糸の段階で染色する先染めと、布にした段階で染色する後染めが存在するが、本発明に係る染色方法４０は、先染め、及び後染めの両段階の工程に適用することができる。
また、染色工程には、糸の段階で染色する先染めと、布にした段階で染色する後染めが存在するが、本発明に係る染色方法４０は、先染め、及び後染めの両段階の工程に適用することができる。
ここで、本発明に係る染色方法４０を効果的に適用しうる染色方法について具体的に説明する。
染色方法の中の浸染においては、従来、染料または顔料と必要な薬品を含む溶液中に被染色物を一定時間浸して染めるか、これらの溶液中に被染色物を一定時間通過させてから熱や薬品などで処理していた。
本発明に係る染色方法４０を用いる場合に、浸染における直接染法においては、図１に示すように、染料や薬剤等の含まれた着色液Ｂを霧化装置１３としての超音波霧化装置で霧状に霧化して、霧化された着色液Ｃを着色液供給部１４を介して閉鎖空間１６の上端部に供給し、霧化した着色料Ｃを被染色物Ａに重力により自然落下させることで染着させて染色する。
また、浸染における他の染法には、染色の方式、又は、その根本となる化学反応によって、媒染染法、還元染法、酸化染法、又は、顕色染法等が存在するが、本発明に係る染色方法４０においては、これらの様々な浸染に適用することができる。
例えば、繊維に対する染着力の弱い染料による染色は媒染染法において行うことができるが、図１に示すように、先ず、媒染剤の水溶液からなる着色液Ｂを作製し、これを超音波霧化装置１３で霧化し、霧化した水溶液からなる着色液Ｃを重力による自然落下により被染色物Ａに均一に付着させた後に、必要があれば加熱装置２０により加熱乾燥し、或は、被染色物Ａを加熱装置２０により加熱しながら超音波霧化装置１３により霧化した染料からなる着色液Ｃを染着させることにより染色することができる。この場合の染色方式は、染色前に媒染するので先媒染といわれる。
一方、超音波霧化装置１３を用いて染色した後に媒染剤を付着させ染料を布に染着させる後媒染にも、本発明に係る染色方法４０を適用することができる。
染色方法の中の浸染においては、従来、染料または顔料と必要な薬品を含む溶液中に被染色物を一定時間浸して染めるか、これらの溶液中に被染色物を一定時間通過させてから熱や薬品などで処理していた。
本発明に係る染色方法４０を用いる場合に、浸染における直接染法においては、図１に示すように、染料や薬剤等の含まれた着色液Ｂを霧化装置１３としての超音波霧化装置で霧状に霧化して、霧化された着色液Ｃを着色液供給部１４を介して閉鎖空間１６の上端部に供給し、霧化した着色料Ｃを被染色物Ａに重力により自然落下させることで染着させて染色する。
また、浸染における他の染法には、染色の方式、又は、その根本となる化学反応によって、媒染染法、還元染法、酸化染法、又は、顕色染法等が存在するが、本発明に係る染色方法４０においては、これらの様々な浸染に適用することができる。
例えば、繊維に対する染着力の弱い染料による染色は媒染染法において行うことができるが、図１に示すように、先ず、媒染剤の水溶液からなる着色液Ｂを作製し、これを超音波霧化装置１３で霧化し、霧化した水溶液からなる着色液Ｃを重力による自然落下により被染色物Ａに均一に付着させた後に、必要があれば加熱装置２０により加熱乾燥し、或は、被染色物Ａを加熱装置２０により加熱しながら超音波霧化装置１３により霧化した染料からなる着色液Ｃを染着させることにより染色することができる。この場合の染色方式は、染色前に媒染するので先媒染といわれる。
一方、超音波霧化装置１３を用いて染色した後に媒染剤を付着させ染料を布に染着させる後媒染にも、本発明に係る染色方法４０を適用することができる。
また、建染染料のような水に不溶であるため繊維に対して親和性のない染料を還元剤で還元して可溶化させ、染色後に酸化発色させることにより行われる還元染法においては、水に不溶である染料を還元剤で還元して可溶化させ、これを着色液Ｂとして使用して超音波霧化装置１３により霧化して着色液Ｃを生成することにより、霧化された着色液Ｃは空気中で霧化される際に染料を酸化すると同時に発色するので、霧状の発色した着色液Ｃを被染色物Ａに染着させて染色することができる。
また、繊維に対して親和力の乏しい染料を酸化反応により繊維上で色素を発色させて染色する酸化染法においては、酸化染料からなる着色液Ｂを超音波霧化装置１３で霧化して酸化染料からなる着色液Ｃを生成し、霧化した酸化染料からなる着色液Ｃを被染色物Ａに染着させ、被染色物Ａ中で酸化発色させて染色することができる。
また、２種類の染料成分を別々又は同時に被染色物Ａに付着させることにより被染色物Ａ上で染料成分を合成して染色する顕色染法においては、図２に示すように、超音波霧化装置１３ａ，１３ｂで霧化された２種類の染料成分を別々又は同時に２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して閉鎖空間１６の上端部に供給することができるので、一方の霧化部１３ａにより霧化された一方の染料成分からなる着色液Ｃ１と、他方の霧化部１３ａにより霧化された他方の染料成分からなる着色液Ｃ２とを、２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して上記収納体１７の左右側面の上端部に開口された供給口２１ａ，２１ｂから夫々供給することにより、２種類の染料成分を別々又は同時に被染色物Ａに付着させて被染色物Ａ上で染料成分Ｃ１とＣ２とを合成して染色することができる。
また、２種類の染料成分を別々又は同時に被染色物Ａに付着させることにより被染色物Ａ上で染料成分を合成して染色する顕色染法においては、図２に示すように、超音波霧化装置１３ａ，１３ｂで霧化された２種類の染料成分を別々又は同時に２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して閉鎖空間１６の上端部に供給することができるので、一方の霧化部１３ａにより霧化された一方の染料成分からなる着色液Ｃ１と、他方の霧化部１３ａにより霧化された他方の染料成分からなる着色液Ｃ２とを、２つの着色液供給部１４ａ，１４ｂを介して上記収納体１７の左右側面の上端部に開口された供給口２１ａ，２１ｂから夫々供給することにより、２種類の染料成分を別々又は同時に被染色物Ａに付着させて被染色物Ａ上で染料成分Ｃ１とＣ２とを合成して染色することができる。
また、他の染色法として、糊料や乾燥熱を媒介として染料や顔料を布等に捺染糊を模様型を用いて写す印捺を行うことにより、模様染めを可能とする捺染といわれる染色法がある。
捺染における直接捺染法においては、本発明に係る染色方法４０では、図１に示すように、先ず、被染色物Ａの表面に一定の薬剤を含む捺染糊の水溶液からなる着色液Ｂを超音波霧化装置１３により霧化して着色液Ｃを生成し、霧化された捺染糊の水溶液からなる着色液Ｃを着色液供給部１４を介して閉鎖空間１６の上端部に供給し、被染色物Ａ上に配置した模様型板の上から霧化した捺染糊の水溶液からなる着色料Ｃを被染色物Ａに重力により自然落下させ印捺糊を被染色物Ａに付着させる。
次に、染料の水溶液からなる着色液Ｂを超音波霧化装置１３により霧化して、霧化された染料の水溶液からなる着色液Ｃを着色液供給部１４を介して閉鎖空間１６の上端部に供給し、霧化した染料の水溶液からなる着色液Ｃを被染色物Ａの表面に付着させ、捺染糊が付着した部分に染料を染着固定することにより被染色物Ａを染色する。
捺染における直接捺染法においては、本発明に係る染色方法４０では、図１に示すように、先ず、被染色物Ａの表面に一定の薬剤を含む捺染糊の水溶液からなる着色液Ｂを超音波霧化装置１３により霧化して着色液Ｃを生成し、霧化された捺染糊の水溶液からなる着色液Ｃを着色液供給部１４を介して閉鎖空間１６の上端部に供給し、被染色物Ａ上に配置した模様型板の上から霧化した捺染糊の水溶液からなる着色料Ｃを被染色物Ａに重力により自然落下させ印捺糊を被染色物Ａに付着させる。
次に、染料の水溶液からなる着色液Ｂを超音波霧化装置１３により霧化して、霧化された染料の水溶液からなる着色液Ｃを着色液供給部１４を介して閉鎖空間１６の上端部に供給し、霧化した染料の水溶液からなる着色液Ｃを被染色物Ａの表面に付着させ、捺染糊が付着した部分に染料を染着固定することにより被染色物Ａを染色する。
また、捺染における他の染法には、技術的な観点から、被染色物Ａとしての布等を予め浸染後に適当な抜染剤を含む糊料で印捺し、地染め色を抜くと同時に模様を出す抜染法や、染料の染着・固着・発色を防止する防染剤を含む糊料を用いて印捺後に染色する防染法等があるが、本発明に係る染色方法４０は、これらの様々な捺染に適用することができる。
また、模様のある紙を被染色物Ａとしての布等に圧着加熱することによって行われる転写捺染法といわれる染色方法があるが、この転写捺染法に使用される原板の作製にも本発明に係る染色方法４０を適用することができる。
また、模様のある紙を被染色物Ａとしての布等に圧着加熱することによって行われる転写捺染法といわれる染色方法があるが、この転写捺染法に使用される原板の作製にも本発明に係る染色方法４０を適用することができる。
また、被染色物Ａには、布、皮革、紙、又は、フィルム等の染色しうるもの全てを対象とし、特に、従来のような被染色物を溶液中に浸して染める染色方法において困難であった、皮革、和紙、又は、ポリエステル繊維への染色については、本発明に係る染色方法４０による染色は効果的である。
以下、従来困難であった染色について具体的に説明する。
被染色物Ａが皮革である場合には、従来のような被染色物を溶液中に浸して染める染色方法においては、厚さ方向に均一に染め込むことが皮革の繊維組織の組成から非常に困難であった。
しかしながら、本発明に係る染色方法４０において染色する場合には、霧化した着色料Ｃが重力により自然落下することから、被染色物Ａとしての皮革に対して霧化した着色液Ｃが上方から下降し、被染色物Ａの繊維組織等の組成に関わらず、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色して、皮革の厚さ方向においても均一に染色することができる。
さらに、図１に示すような、上記載置面部１５の下方に設けられた吸引部１８により、上記収納体１７内部の空気を上記載置面部１５下方へ吸引することにより霧化した着色液Ｃの降下を促進させて染色することができるので、被染色物Ａの繊維組織等の組成に関わらず、皮革の厚さ方向に斑なく均一に染色することができる。
以下、従来困難であった染色について具体的に説明する。
被染色物Ａが皮革である場合には、従来のような被染色物を溶液中に浸して染める染色方法においては、厚さ方向に均一に染め込むことが皮革の繊維組織の組成から非常に困難であった。
しかしながら、本発明に係る染色方法４０において染色する場合には、霧化した着色料Ｃが重力により自然落下することから、被染色物Ａとしての皮革に対して霧化した着色液Ｃが上方から下降し、被染色物Ａの繊維組織等の組成に関わらず、被染色物の細部や内部まで斑なく均一に染色して、皮革の厚さ方向においても均一に染色することができる。
さらに、図１に示すような、上記載置面部１５の下方に設けられた吸引部１８により、上記収納体１７内部の空気を上記載置面部１５下方へ吸引することにより霧化した着色液Ｃの降下を促進させて染色することができるので、被染色物Ａの繊維組織等の組成に関わらず、皮革の厚さ方向に斑なく均一に染色することができる。
また、被染色物Ａが和紙であって、和紙を染色する場合には、和紙の油分を除去することにより、先ず白色にする必要がある。
この場合、和紙の油分を除去することによって、和紙の繊維組織の組成が弱くなり、油分除去後の繊維組織の組成が弱くなった和紙を従来のように溶液中に浸して染めると、染色時に和紙を変形させる可能性が生じる。
しかしながら、本発明に係る染色方法４０において染色する場合には、和紙を溶液中に浸して染色する染色法ではないため、和紙を変形させることなく染色することができる。
この場合、和紙の油分を除去することによって、和紙の繊維組織の組成が弱くなり、油分除去後の繊維組織の組成が弱くなった和紙を従来のように溶液中に浸して染めると、染色時に和紙を変形させる可能性が生じる。
しかしながら、本発明に係る染色方法４０において染色する場合には、和紙を溶液中に浸して染色する染色法ではないため、和紙を変形させることなく染色することができる。
また、被染色物Ａがポリエステル繊維の場合には、ポリエステル繊維は高分子により構成され分子間隔が狭いことから、着色液分子の繊維内部への浸透拡散が遅く難侵性であるという問題を有している。
この場合、図１に示すように、収納体１７の内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置１９により加圧状態にして、分子間構造を緩めることにより分子間の間隙を広めて、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させ、染料と被染色物との親和性が低い場合においても、斑なく均一に染色することができる。
さらに、この場合、載置面部１５の下方に設けられた被染色物Ａを加熱する加熱装置２０により加熱状態にして、上記収納体内部の温度を上昇させて着色液分子の運動エネルギーを増大させると共に、繊維分子を熱運動させて繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができ、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させ、斑なく均一に染色しうると共に染色時間を短縮することができる。
このように、本発明に係る染色方法４０及び染色装置１０は、従来困難であった染色に対しても非常に効果的である。
この場合、図１に示すように、収納体１７の内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置１９により加圧状態にして、分子間構造を緩めることにより分子間の間隙を広めて、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させ、染料と被染色物との親和性が低い場合においても、斑なく均一に染色することができる。
さらに、この場合、載置面部１５の下方に設けられた被染色物Ａを加熱する加熱装置２０により加熱状態にして、上記収納体内部の温度を上昇させて着色液分子の運動エネルギーを増大させると共に、繊維分子を熱運動させて繊維分子間の間隔を広げることが可能となり着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させることができ、着色液分子の繊維内部への浸透拡散を増加させ、斑なく均一に染色しうると共に染色時間を短縮することができる。
このように、本発明に係る染色方法４０及び染色装置１０は、従来困難であった染色に対しても非常に効果的である。
本発明は、霧化された着色液の粒子を重力により自然落下させて被染色物を染色する染色方法及びその装置に広く適用できる。
１０ 染色装置
１１ 空隙
１２ 染色部
１３ 霧化部
１３ａ 霧化部
１３ｂ 霧化部
１４ 着色液供給部
１５ 載置面部
１６ 閉鎖空間
１７ 収納体
１８ 吸引部
１９ 漏水流入路部
２０ 加熱装置
２１ａ 供給口
２１ｂ 供給口
２２ａ 噴霧孔
２２ｂ 噴霧孔
２３ａ 着色液タンク
２３ｂ 着色液タンク
２４ａ 噴霧通路
２４ｂ 噴霧通路
２５ 載置台
２６ 引き出し部
２７ 上面板
２８ 下面板
２９ 側面板
３０ 側面板
３１ 前面板
３２ 背面板
３３ａ 上斜面板
３３ｂ 上斜面板
３４ａ 下斜面板
３４ｂ 下斜面板
３５ａ 側面板
３５ｂ 側面板
４０ 染色方法
４１ 収納工程
４２ 霧化工程
４３ 着色液供給工程
４４ 染着工程
４５ 吸引工程
４６ 加圧工程
４７ 加熱工程
４８ 搬送工程
Ａ 被染色部
Ｂ 着色液
Ｃ 霧化した着色液
Ｃ１ 霧化した着色液
Ｃ２ 霧化した着色液
１１ 空隙
１２ 染色部
１３ 霧化部
１３ａ 霧化部
１３ｂ 霧化部
１４ 着色液供給部
１５ 載置面部
１６ 閉鎖空間
１７ 収納体
１８ 吸引部
１９ 漏水流入路部
２０ 加熱装置
２１ａ 供給口
２１ｂ 供給口
２２ａ 噴霧孔
２２ｂ 噴霧孔
２３ａ 着色液タンク
２３ｂ 着色液タンク
２４ａ 噴霧通路
２４ｂ 噴霧通路
２５ 載置台
２６ 引き出し部
２７ 上面板
２８ 下面板
２９ 側面板
３０ 側面板
３１ 前面板
３２ 背面板
３３ａ 上斜面板
３３ｂ 上斜面板
３４ａ 下斜面板
３４ｂ 下斜面板
３５ａ 側面板
３５ｂ 側面板
４０ 染色方法
４１ 収納工程
４２ 霧化工程
４３ 着色液供給工程
４４ 染着工程
４５ 吸引工程
４６ 加圧工程
４７ 加熱工程
４８ 搬送工程
Ａ 被染色部
Ｂ 着色液
Ｃ 霧化した着色液
Ｃ１ 霧化した着色液
Ｃ２ 霧化した着色液
Claims (10)
- 染色部の上方に空隙を有する状態で被染色物を上記染色部へ収納する収納工程と、霧化部により着色液を霧化する霧化工程と、上記霧化工程により霧化した着色液を着色液供給部を介して被染色物が収納された染色部へ供給すると共に上記被染色物の上方へ霧化された着色液を供給する着色液供給工程と、上記染色部内で被染色物を染着すると共に、霧化した着色液が重力により被染色物上に自然落下して被染色物を染着しうる高さ寸法を有する上記染色部内で被染色物を染着する染着工程と、被染色物が載置された載置面部の下方に設けられた吸引部により、上記染色部内部の空気を上記載置面部下方へ吸引する吸引工程とを有することを特徴とする染色方法。
- 気密構造を有する上記染色部の内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置により、加圧状態下で染色する加圧工程を有することを特徴とする請求項１記載の染色方法。
- 被染色物を加熱する加熱装置により、加熱条件下で染色する加熱工程を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の染色方法。
- 多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送する搬送工程を有することを特徴とする請求項１、２又は３のいずれか１項に記載の染色方法。
- 上記霧化部は、超音波霧化装置により構成されていることを特徴とする請求項１、２、３又は４のいずれか１項に記載の染色方法。
- 被染色物を上方に空隙を有する状態で収納しうる染色部と、着色液を霧化しうる霧化部と、上記染色部へ霧化した着色液を供給しうる着色液供給部とを備え、
上記着色液供給部は、上記霧化部と染色部との間に設けられ、被染色物の上方へ霧化された着色液を供給しうるように構成され、上記染色部は、被染色物を載置しうる載置面部と、上記載置面部の上方に形成された閉鎖空間を内部に備える収納体により構成され、上記閉鎖空間は、霧化した着色液が重力により被染色物上に自然落下して染着しうる高さ寸法を有し、上記着色液供給部は、上記閉鎖空間の上端部へ着色液を供給し、上記載置面部の下方には上記収納体内部の空気を上記載置面部下方へ吸引しうる吸引部を有することを特徴とする染色装置。 - 上記収納体は気密構造を有すると共に内部を気圧以上に加圧しうる加圧装置を有し、加圧状態下で染色することを特徴とする請求項６記載の染色装置。
- 上記載置面部の下方には被染色物を加熱する加熱装置を有することを特徴とする請求項６又は７記載の染色装置。
- 上記載置面部は、多数の被染色物を載置した状態で連続的に搬送しうるように構成されていることを特徴とする請求項６、７又は８のいずれか１項に記載の染色装置。
- 上記霧化部は、超音波霧化装置により構成されていることを特徴とする請求項６、７、８又は９のいずれか１項に記載の染色装置。
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