JP5707446B2 - 液流式染色装置 - Google Patents

Description

本発明は、布帛を染色する液流式染色装置に関する。

従来から、布帛を染色する液流式染色装置として、例えば、布帛を収容する滞留槽と、滞留槽の内部に繋がる管路であって、滞留槽の内部とともに環状の循環路を形成する管路を有する移送系と、循環路に液体を供給する給液系と、循環路内の液体を滞留槽外に排出する排液系と、滞留槽に染料や助剤、還元剤等を投入する投入系と、滞留槽内に水を供給する給水系とを備えているものが提供されている。

この種の液流式染色装置では、循環路に布帛とともに染料や助剤を含む液体を循環させることで、当該布帛を染色できるようになっている。より具体的に説明すると、例えば、この種の液流式染色装置を用いて、セルロース系繊維からなる布帛をスレン染料で染色する場合、まず、給水系から滞留槽内に給水し、循環路内に液体（水）を循環させる。そして、長尺な布帛を循環路（滞留槽及び管路）に通して、該布帛の両端部同士を結束する。

これにより、長尺な布帛が循環路に収容される。そして、循環路で液体(水)と布帛を循環させながら、投入系から循環路に助剤を投入し、さらに、水に分散された染料を投入する。そして、助剤と染料とが循環路内の液体に均一に分散している状態にする。

このようにした後に、投入系から還元剤を投入して循環路内の液体を還元する。これにより、水に分散している染料が溶解して布帛に染着する。

そして、循環路内の液体を加熱した後に、給水系で循環路に水を供給する。これにより、布帛に染着された染料が酸化する。従って、染料が布帛に定着（固着）し、布帛を染色できるとされている。

特開２００２−１０５８４２号公報

しかしながら、上述の液流式染色装置では、循環路内の染料を含んだ液体の状態（循環路内の液体の還元状態や、酸化状態等）を把握することができないため、作業者の経験に基づいて助剤や還元剤の投入や、給水系による水の供給が行われている。そのため、適正な条件で染料を布帛に染着させることや、水を適正な条件で循環路に供給することができないために均一な酸化ができず、染色後の布帛に色むらが生じることがあった。

そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、色むらが生じないように布帛を染色することができる液流式染色装置を提供することを課題とする。

本発明に係る液流式染色装置は、布帛を収容する滞留槽と、滞留槽に接続される第一端及び第二端を有する管路であって、滞留槽の内部に繋がり且つ滞留槽の内部とともに環状の循環路を形成する管路、及び該管路の第一端側において滞留槽に取り付けられる噴射部を有する移送系と、前記噴射部に液体を供給する給液系と、循環路と給液系とに繋がる回収路、及び該回収路から分岐し且つ循環路内の液体を循環路外に排出可能な状態と循環路内の液体を循環路外に排出不能な状態とに切替可能な排出路を有する排液系と、循環路に少なくとも染料及び還元剤を投入する投入系と、循環路に水を供給する給水系と、給液系から分岐し且つ前記回収路に繋がる測定用分岐路、及び該測定用分岐路内の液体の酸化還元電位を測定する電位測定器を有する測定ユニットとを備えることを特徴とする。

上記構成の液流式染色装置で布帛を染色するには、まず、給水系から循環路内に給水し、給液系により液体(水)を循環させ、長尺な布帛を循環路（滞留槽及び管路）に通して、該布帛の両端部同士を結束する。これにより、長尺な布帛が循環路に収容される。そして、循環路で液体(水)と布帛を循環させながら、投入系から循環路に染料を投入し、該染料を循環路内の液体に均一に分散させる。

さらに、投入系から還元剤を投入して循環路内の液体を還元する。このようにすると、液体(水)に分散している染料が液体（水）に溶解することで布帛に染着する。

上記構成の液流式染色装置では、給液系から滞留槽内に供給される液体の酸化還元電位を電位測定器で測定することができる。そのため、染料を布帛に染着させるにあたり、循環路内の液体の還元状態を確認することができる。従って、染料を適正な条件で布帛に染着させることができる。

そして、給水系で循環路に水を供給し、布帛に染着している染料を酸化させる。これにより、染料が布帛に定着（固着）し、布帛が染色される。上記構成の液流式染色装置では、給水系で循環路に水を供給するにあたっても、循環路内の液体の還元状態を確認することができる。従って、水を適正な条件で循環路に供給することができる。

また、本発明に係る液流式染色装置の一態様として、前記給水系が循環路に供給する水の供給条件を調整可能な給水調整系を備えるようにしてもよい。

このようにすれば、循環路内の液体の還元状態を確認しつつ、給水系から滞留槽内に供給される水の供給条件を給水調整系で調整することができる。従って、循環路に過剰な量の水が供給されることで染料が急激に酸化されたり、循環路に供給される水の量が不足することで染料が十分に酸化されなかったりすることを防止できる。

また、本発明に係る液流式染色装置の他態様として、前記測定ユニットの電位測定器によって測定された酸化還元電位を基に、投入系による還元剤の投入条件及び給水調整系による水の供給条件の少なくとも何れか一方を制御する制御部を備えるようにしてもよい。

このようにすれば、投入系による還元剤の投入条件及び給水調整系による水の供給条件の少なくとも何れか一方が制御部によって制御されるため、より確実に、還元剤を適正な条件で循環路に投入したり、水を適正な条件で循環路に供給したりすることができる。染料を布帛に染着させるに適した状態にすることや、布帛に染料を定着させるに適した状態での水の供給をより確実に行うことができる。

そして、本発明に係る液流式染色装置の別の態様として、前記制御部は、給水調整系による水の給水条件を連続的に又は所定の時間間隔で繰り返すように構成されていてもよい。

このようにすれば、循環路に供給する水の給水条件を所定の時間間隔で繰り返し調整することができるため、染料が急激に酸化されたり、十分に酸化されなかったりすることをより確実に防止できる。

また、本発明に係る液流式染色装置のさらに別の態様として、前記測定ユニットは、循環路内の液体のｐＨを測定するｐＨ測定器を有するようにしてもよい。

このようにすれば、滞留槽に循環させている液体の酸化還元電位に加えてｐＨも測定することができるようになる。

以上のように、本発明の液流式染色装置によれば、色むらが生じないように布帛を染色することができるという優れた効果を奏し得る。

図１は、本発明の一実施形態に係る液流式染色装置の全体概要図である。 図２は、同実施形態に係る液流式染色装置の説明図であって、布帛を収容した染色層内に水を供給した状態の説明図である。 図３は、同実施形態に係る液流式染色装置の説明図であって、投入系から循環系統に染料を投入している状態の説明図である。 図４は、同実施形態に係る液流式染色装置の説明図であって、投入系から還元剤を投入している状態の説明図である。 図５は、同実施形態に係る液流式染色装置の説明図であって、給水系で循環系統に水を供給している状態の説明図である。

以下、本発明の一実施形態に係る液流式染色装置について、添付図面を参照しつつ説明を行う。

本実施形態に係る液流式染色装置は、図１に示すように、布帛（本実施形態では、綿や麻等のセルロース系繊維からなる布帛）Ｔを収容する滞留槽１と、滞留槽１の内部に繋がる管路２０であって、滞留槽１の内部とともに環状の循環路（採番しない）を形成する管路２０を有する移送系２と、該循環路に液体を供給する給液系３と、循環路内の液体を循環路外に排出する排液系４と、循環路に少なくとも染料及び還元剤を投入する投入系５と、循環路に水を供給する給水系６と、給液系から循環路に供給される液体の酸化還元電位を測定する電位測定器７０を有する測定ユニット７とを備えている。また、液流式染色装置は、前記給水系が循環路に供給する水の供給条件を調整可能な給水調整系８を備えている。

そして、液流式染色装置は、前記測定ユニット７の電位測定器７０によって測定された酸化還元電位を基に、投入系５による還元剤の投入条件（例えば、還元剤の種類、投入する量、投入するタイミング等）及び給水調整系８による水の供給条件（例えば、供給する水の流速、流量、水を供給するタイミング等）の少なくとも何れか一方を制御する制御部９を備えている。

さらに、液流式染色装置は、給液系３の途中位置に設けられる熱交換器Ｅを備えている。なお、本実施形態に係る液流式染色装置では、給液系３と排液系４とが流体的に接続されていることを前提として以下の説明を行うこととする。

滞留槽１は、長尺な滞留槽本体１０を有する。また、滞留槽本体１０は、長手方向に第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する。

移送系２は、管路２０内に液体を噴射する噴射部２１を有する。管路２０は、長尺に形成されており、長手方向に第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する。そして、管路２０の第一端は、滞留槽本体１０の第一端側に接続され、管路２０の第二端は、滞留槽本体１０の第二端側に接続されている。

噴射部２１は、管路２０の第一端側に取り付けられている。また、噴射部２１には、後述する給液系３の給液路３０が接続されている。そのため、噴射部２１は、給液路３０から流れ込む液体を管路２０の第一端側に噴射することできるようになっている。これにより、液流式染色装置では、循環路内に液体を循環させることができ、また、液体の流れによって、布帛Ｔを循環路内で循環させることができるようになっている。

給液系３は、移送系２（移送系２の噴射部２１）と排液系４とに繋がる給液路３０と、該給液路３０と排液系４（後述する排液系４の排液路）とに繋がるメインポンプ３１とを有する。給液路３０には、熱交換器Ｅが接続されている。そして、メインポンプ３１は、排液系４を流れる液体を給液路３０に送り出すようになっている。

排液系４は、循環路と給液系３とに繋がる回収路４０と、該回収路４０から分岐する排液路４１とを有する。

回収路４０は、給液系３のメインポンプ３１に繋がっている。そのため、排液系４は、回収路４０からメインポンプ３１に液体を流すことによって、循環路から排出された液体を循環路に再び供給できるようになっている。

排液路４１は、液流式染色装置外に液体を排出するようになっている。より具体的に説明すると、排液路４１は、循環路よりも下方側から循環路内の液体を排出するようになっている。そのため、排液系４は、排液路４１に循環路内の液体を流すことによって、循環路（滞留槽１）内の液面を調整することができるようになっている。

投入系５は、給液系３（給液系３の給液路３０）に繋がる取液路５０と、該取液路５０に繋がる投入槽５１と、該投入槽５１と排液系４（排液系４の回収路４０）に繋がる注入路５２とを有する。また、投入系５は、注入路５２の途中位置に設けられる注入ポンプ５３を有する。なお、投入系５は、染料や、還元剤に加えて、助剤や、酸化剤を循環路に投入できるようになっている。

給水系６は、給水源（図示しない）の水を給水調整系８に送り込む給水ポンプ６０を有する。

測定ユニット７は、循環路に供給される液体のｐＨを測定するｐＨ測定器７１をさらに有する。また、測定ユニット７は、給液系３の給液路３０と、排液系４の回収路４０とに繋がる測定用分岐路７２を有する。電位測定器７０は、測定用分岐路７２を流れる液体の酸化還元電位を測定するようになっている。そして、ｐＨ測定器７１は、測定養分岐路を流れる液体のｐＨを測定するようになっている。

給水調整系８は、排液系４の回収路４０に繋がる給水路８０と、給水系６から送り込まれる水の流量を調節する調節弁８１（本実施形態では、二つの調節弁８１ａ，８１ｂ）とを有する。

制御部９は、前記測定ユニット７の電位測定器７０によって測定された酸化還元電位を基に、投入系５による助剤の投入条件（例えば、助剤の種類、投入する量、投入するタイミング等）も制御するように構成されている。そして、制御部９は、給水調整系８による水の給水条件を所定の時間間隔で繰り返して調整するように構成されている。より具体的に説明すると、制御部９は、測定ユニット７の電位測定器７０が計測した酸化還元電位を基にして各調節弁８１ａ，８１ｂを制御するようになっている。また、制御部は、所定の時間間隔毎に各調節弁を制御するようになっている。これにより、制御部９は、測定ユニット７の電位測定器７０が計測した酸化還元電位を基に給水系６が循環路に供給する水の供給条件を所定の時間間隔で繰り返し調整するようになっている。

熱交換器Ｅは、給液系３の途中位置に設けられている。そのため、液流式染色装置は、循環路に供給される液体を熱交換器Ｅで加熱冷却可能に構成されている。

本実施形態に係る液流式染色装置は、以上の通りである。続いて、本実施形態に係る液流式染色装置の動作について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、スレン染料によって、セルロース繊維で構成される布帛Ｔの染色を行うことを前提に以下の説明を行う。

液流式染色装置で布帛Ｔを染色するには、図２に示すように、まず、循環路（滞留槽１及び移送系２の管路２０）に液体(水)Ｒ１を給水する。そして、液体(水)Ｒ１を循環させながら長尺な布帛Ｔを循環路（滞留槽１及び移送系２の管路２０）に通して、該布帛Ｔの両端部同士を結束する。これにより、長尺な布帛Ｔが循環路に収容される。

そして、図３に示すように、投入系５から循環路に助剤を投入する。さらに、投入系５から循環路に染料Ｃ（水に分散させた染料Ｃ）を投入する。そして、助剤と染料Ｃとを循環路内の液体（水）Ｒ１に均一に分散させる。（以下、水に分散させた染料等で均一な状態とした液体を染料浴Ｒ２とする）。なお、このとき、制御部９で助剤の投入条件を制御したうえで、循環路に助剤を投入するようにしてもよい。

そして、制御部９が投入系５による循環路への還元剤Ｏの投入条件を調整する。より具体的に説明すると、測定ユニット７の電位測定器７０で酸化還元電位を測定し、染料浴Ｒ２の状態が染料Ｃを布帛Ｔに染着させるに適した状態になっていることを確認しながら、制御部９が投入系５による還元剤Ｏの投入条件を制御し、図４に示すように、投入系５による循環路への還元剤Ｏ等の投入が行われる。これにより、還元剤Ｏが適正な条件で循環路に投入される。なお、測定ユニット７の電位測定器７０で酸化還元電位を測定したときに、染料浴Ｒ２が十分に還元されていなければ、還元剤Ｏをさらに投入するようにしてもよい。

このようにすると、染料浴Ｒ２の染料Ｃは、投入された還元剤Ｏによって溶解され、該染料Ｃが布帛Ｔに染着する（以下、染料浴Ｒ２を還元剤Ｏによって還元させた液体を染浴Ｒ３とする）。なお、循環路に投入する還元剤Ｏとしては、ハイドロサルファイト等を採用することができ、循環路に染料Ｃを投入した後に還元剤Ｏとしてハイドロサルファイトを投入したり、循環路に染料Ｃを投入し、さらに、苛性ソーダを投入した後に、還元剤Ｏとしてハイドロサルファイトを投入したりしてもよい。

さらに、熱交換器Ｅによって、循環路内の液体を加熱し、給水系による循環路内への給水に移る。そして、制御部９が給液系３による循環路への水の供給条件を調整する。より具体的に説明すると、測定ユニット７の電位測定器７０で酸化還元電位を測定し、染浴Ｒ３の状態が染料Ｃを布帛Ｔに固着させるに適した状態になっていることを確認したうえで、給液系３による循環路への水の供給条件を調整し、図５に示すように、給水系６による循環路への水Ｗの供給を行う。これにより、水Ｗが適正な条件で循環路に供給される。

さらに、本実施形態では、制御部９が給水系６の循環路内に供給する水Ｗの供給条件を所定の時間間隔で繰り返し調整する。このようにすると、布帛Ｔに染着された染料Ｃが除々に酸化されて布帛Ｔに固着する。これにより、布帛Ｔが染色される。

以上のように、本実施形態に係る液流式染色装置によれば、測定ユニット７の電位測定器７０で酸化還元電位を測定することができるため、染料浴Ｒ２の還元状態を確認することができる。そのため、投入系５によって、染料Ｃを適正な条件で循環路に投入することができる。

また、循環路に循環させている染浴の酸化還元電位を測定ユニット７の電位測定器７０で確認することもできるため、還元浴Ｒ２の還元状態も確認することができる。そのため、給液系３によって、水Ｗを適正な条件で循環路に投入することができる。

従って、本実施形態に係る液流式染色装置によれば、布帛Ｔを染色する作業を適正なタイミングで行うことができるという優れた効果を奏し得る。

そして、制御部が測定ユニット７の電位測定器７０が計測した酸化還元電位を基に給水系６が循環路内に供給する水Ｗの供給条件を所定の時間間隔で繰り返し調整するようになっているため、循環路内に徐々に水Ｗを供給することができる。従って、染料Ｃを急激に酸化させることを防止でき、布帛Ｔに色むらが生じることを防止することができる。

さらに、排液路４１が循環路の下方側に繋がっており、循環路内を循環させている液体を該循環路の下方側から排出するようになっているため、排液路４１から循環路内に空気が入り込むことを防止でき、染料Ｃを急激に酸化させてしまうことを防止できる。

尚、本発明の液流式染色装置は、上記内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更し得ることは勿論のことである。

上記実施形態において、滞留槽本体１０は長尺に形成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、滞留槽本体１０は円筒状等に形成されていてもよい。

また、上記実施形態において、給液系３と排液系４とは、流体的に接続されていたが、これに限定されるものではなく、給液系３から循環路に供給した液体が全て排液系４を通じて液流式染色装置外に排出されるようにしてもよい。ただし、このようにする場合、給水路８０を給液系３の給液路３０に繋ぐことが必要になる。

また、上記実施形態において、特に言及しなかったが、投入系５は、測定ユニット７の電位測定器７０が計測した酸化還元電位が所定の値に到達したときに、循環路への還元剤Ｏの投入が完了するように構成されていてもよい。このようにする場合、投入系５は、測定ユニット７の電位測定器７０が計測した酸化還元電位が所定の値を基に還元剤Ｏを投入する速度や、速度を調整できるようにしてもよい。

また、上記実施形態において、制御部９は、給水調整系８による水の給水条件を所定の時間間隔で繰り返して調整するように構成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、制御部９は、給水調整系８による水の給水条件を連続的に繰り返して調整するように構成されていてもよい。より具体的に説明すると、制御部９は、給水系６で循環路内に供給する水Ｗの供給条件の調節と循環路への水Ｗの供給とを連続的に繰り返して調整するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、循環路内に染料Ｃを投入した後に、還元剤Ｏを投入するようにしていたが、これに限定されるものではなく、例えば、還元剤Ｏを循環路内に投入した後に染料Ｃを投入するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、特に言及しなかったが、給水調整系８は、測定ユニット７の電位測定器７０が計測した酸化還元電位が所定の値に到達したときに、水Ｗを循環路に投入するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態において、特に言及しなかったが、染料Ｃが布帛Ｔに固着させた後に、酸化剤をさらに投入するようにしてもよい。

１…滞留槽、２…移送系、３…給液系、４…排液系、５…投入系、６…給水系、７…測定ユニット、８…給水調整系、９…制御部、１０…滞留槽本体、２０…管路、２１…噴射部、３０…給液路、３１…メインポンプ、４０…回収路、４１…排液路、５０…取液路、５１…投入槽、５２…注入路、５３…注入ポンプ、６０…給水ポンプ、７０…電位測定器、７１…測定器、７２…測定用分岐路、８０…給水路、８１…調節弁、８１ａ，８１ｂ…調節弁、８１ａ，８１ｂ…各調節弁、Ｃ…染料、Ｅ…熱交換器、Ｏ…還元剤、Ｒ１…液体、Ｒ２…染料浴、Ｒ３…染浴、Ｔ…布帛、Ｗ…水

Claims (5)

1. 布帛を収容する滞留槽と、滞留槽に接続される第一端及び第二端を有する管路であって、滞留槽の内部に繋がり且つ滞留槽の内部とともに環状の循環路を形成する管路、及び該管路の第一端側において滞留槽に取り付けられる噴射部を有する移送系と、前記噴射部に液体を供給する給液系と、循環路と給液系とに繋がる回収路、及び該回収路から分岐し且つ循環路内の液体を循環路外に排出可能な状態と循環路内の液体を循環路外に排出不能な状態とに切替可能な排出路を有する排液系と、循環路に少なくとも染料及び還元剤を投入する投入系と、循環路に水を供給する給水系と、給液系から分岐し且つ前記回収路に繋がる測定用分岐路、及び該測定用分岐路内の液体の酸化還元電位を測定する電位測定器を有する測定ユニットとを備えることを特徴とする液流式染色装置。
2. 前記給水系が循環路に供給する水の供給条件を調整可能な給水調整系を備える請求項１に記載の液流式染色装置。
3. 前記測定ユニットの電位測定器によって測定された酸化還元電位を基に、投入系による還元剤の投入条件及び給水調整系による水の供給条件の少なくとも何れか一方を制御する制御部を備える請求項２に記載の液流式染色装置。
4. 前記制御部は、給水調整系による水の給水条件を連続的に又は所定の時間間隔で繰り返し調整するように構成される請求項３に記載の液流式染色装置。
5. 前記測定ユニットは、循環路内の液体のｐＨを測定するｐＨ測定器を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載の液流式染色装置。

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