JP6630131B2 - ウインス染色装置及びウインス染色方法 - Google Patents

Description

本発明は、長尺布帛を染色するためのウインス染色装置およびウインス染色方法に関する。

布帛を染色する方法として、ウインス染色方法が知られている。ウインス染色方法は、回転ロール（ウインスロール，メインリールとも称される）を用いて、染料液槽内に貯留された染料液中に長尺布帛を繰り返し通過させることにより、布帛を比較的低張力で染色する方法である。

ウインス染色方法では、回転ロールの回転により、長尺布帛に、よじれや絡まりが生じて、染め斑を発生させることがあった。このような染め斑を抑制する技術として、例えば、下記特許文献１は、メインリールの横桟の中央部より左右に、互いに逆ネジとなる向きにスクリュー状の突起、または溝を設け、また、メインリール手前の固定ガイドにも中央部より左右に互いに逆方向に向かう溝を設けた、自動拡布式ウインス染色機を開示する。このような自動拡布式ウインス染色機を用いた場合には、長尺布帛を染料液槽内から引き上げる際に固定ガイドに通過させた後、長尺布帛を巻き付けたメインリールで横桟を回転させることにより染料液槽内を通過する際に布帛を幅方向にある程度広げた状態にする。その結果、布帛にねじれや絡まりが生じにくくなる。

また、例えば、下記非特許文献１は、長尺布帛をメインリールと染料液槽の間に互いに絡まらないよう複数回巻き付けたスパイラル状とし、染料液槽に布帛を繰り返し通過させることで染色するスパイラルローディング方式のウインス染色方法を開示する。

特開平０９−３７６５号公報

「解説 織物染色加工設備」Ｐ．１７、創文堂印刷株式会社，山本俊雄著、平成１０年１０月２０日発行

従来のスパイラルローディング方式のウインス染色方法は、長尺布帛をウインスロールの外周に巻き付けながら、染料液槽内へ垂下された形状のスパイラルを長尺布帛に形成させる。そして、長尺布帛のスパイラルをウインスロールで回転させることにより、長尺布帛を染料液槽に繰り返し通過させる。このような方法では、長尺布帛の各部位が通過する染料液槽の位置がほとんど同じであるために、染料液槽の中央付近よりも壁面付近の方が、染料液に単位時間当たりに通過する布帛の量が少なくなる。そのために、染料液槽の壁面付近では中央付近よりも染料の吸尽速度が遅くなり、壁面付近の染料濃度が中央付近よりも高くなる傾向があった。その結果、染料液槽内の中央付近と壁面付近とで染料濃度に差が生じることが、染め斑の原因の一つとなっていた。この問題を解決する方法として、染料液槽内に染料液を撹拌又は循環させるためのポンプや配管等を設置する方法も知られている。しかしながら、このような方法では、長尺布帛を回転させる本体機構以外にポンプや配管等の染料液の撹拌設備を追加する必要があった。そのために、一般的なウインス染色装置を改造するだけでは実現することが困難であった。そのために、ウインス染色装置を新設する必要があり、新設する場合には設備自体が複雑かつ大型化するとともに、新たに多額の設備費用が発生するという問題があった。

本発明は、染料液槽内における染料濃度のバラツキによって生じる染め斑の発生を抑制できるウインス染色装置および染色方法を提供することを目的とする。

従来のスパイラルローディング方式に代表される、長尺布帛にスパイラルを形成させて染色するウインス染色方法においては、長尺布帛は、ウインスロールの外周に形成させたスパイラルの一端のみを、その外周に配置されたスプロケットに噛み合って循環移動する無端チェーンに固定し、スパイラルの他端は固定していなかった。スパイラルを形成され且つ一端が固定された長尺布帛は、スパイラルが回転しても長尺布帛の各部分は染料液槽の同じ位置を繰り返し通過する。そのために染料液槽内の染料濃度の高い領域を常に通過する部分は濃く染まり、染料濃度の低い領域を常に通過する部分は薄く染まる。そのために、染料液槽内の通過する領域の違いにより、長尺布帛に染め斑が発生するという問題があった。本発明者らは、スパイラルローディング方式のウインス染色方法において、長尺布帛の各部分を循環移動させ、染料液槽内全域を均等に通過させることにより、長尺布帛全体を均質に染色することができることを見出し、本発明に到った。

すなわち、本発明の一局面は、染料液を貯留する染料液槽と、染料液槽の上方に配置され、長尺布帛の長手方向における両端部を連結した無端ループ状布帛（閉環ロープ状布帛）を、下部を染料液に垂下して浸漬させるようにしたスパイラル（螺旋状）に支持し、無端ループ状布帛の各部分を順次染料液に浸漬した後引き上げる処理を繰り返させるための回転ロール（ウインスロール）と、回転ロールの一端側（第１の端部側）において、染料液から引き上げられた無端ループ状布帛の各部分を順次受け取って回転ロールの他端側（第２の端部側）まで支持する少なくとも一つのガイドと、他端側（第２の端部側）において、ガイドから無端ループ状布帛の各部分を順次受け取って、回転ロールへ引き渡す引渡しロールと、を備え、引渡しロールは、駆動ロールと、駆動ロールに対面する対向ロールとを備え、駆動ロールと対向ロールとの間隔は、無端ループ状布帛を圧縮しない距離に設定することができるウインス染色装置である。このようなウインス染色装置によれば、染料液槽の上方に配置されたウインスロールにより無端ループ状布帛のスパイラルをウインスロールの第２の端部側から第２の端部側へと順次移動させることができる。また、無端ループ状布帛の第１の端部側に移動した部分は、ウインスロールからガイド及び引渡しロールを経て、再びウインスロールの第２の端部側へと戻されることにより、染料液槽の各領域を均等に通過する。このようなウインス染色装置によれば、ポンプや配管等の設備を配設することなく、無端ループ状布帛全体を均質に染色することができる。

また、本発明の他の一局面は、ウインス染色方法であって、上記ウインス染色装置を用い、長尺布帛を回転ロールの外周に沿って巻回させて、長尺布帛に、下部が染料液に垂下して浸漬するスパイラルを形成させる工程と、スパイラルを形成された長尺布帛の長手方向における両端部を連結することにより、無端ループ状布帛を形成する工程と、無端ループ状布帛を回転ロール及び引渡しロールにより循環移動させながら、無端ループ状布帛の各部分に対して染料液への浸漬及び引き上げの繰り返しの処理をする工程と、を含むウインス染色方法である。また、スパイラルを形成させる工程に先立っては、長尺布帛の幅方向における両端を結合させて長尺布帛をロープ状布帛にする工程、をさらに含む場合には、長尺布帛によじれや絡まり、擦れがより生じ難くなり、より循環移動させやすくなる。

また、ウインス染色装置は、回転ロールの無端ループ状布帛を染料液から引き上げる側の端部（第１の端部側）の外周面に設けられたスプロケットと、スプロケットに噛合され且つ染料液槽へ垂下された無端チェーンと、回転ロールの長手方向に沿って略平行に配置されたスパイラルスクリューとを備えるスパイラル形成部材をさらに備えることが好ましい。

また、引渡しロールは、駆動ロールと、駆動ロールに対面する対向ロールとを備え、駆動ロールと対向ロールとの間隔は、無端ループ状布帛を実質的に圧縮しない距離に設定することができる。また、引渡しロールは、対向ロールも駆動することが好ましい。このような形態によれば、無端ループ状布帛が実質的に圧縮されずに染料液中を通過するために、吸尽した染料を圧搾することによる染め斑の発生や、圧縮されて発生する皺の発生を抑制することができる。

また、本発明の他の一局面は、上記ウインス染色装置を用い、長尺布帛の一端を無端チェーンに固定した状態で無端チェーンを循環移動させることで、長尺布帛を回転ロールの外周に連続的に巻回させ、且つ、スパイラルスクリューを回転させて長尺布帛の他端を回転ロールの他端側（第２の端部側）に送ることで、長尺布帛に下部を染料液に垂下させて浸漬されたスパイラルを形成させる工程と、スパイラルを形成された長尺布帛の長手方向における両端部を連結することにより、無端ループ状布帛を形成する工程と、無端ループ状布帛を回転ロール及び引渡しロールにより循環移動させながら、無端ループ状布帛の各部分に対して染料液への浸漬及び引き上げの繰り返しの処理をする工程と、を含むウインス染色方法である。また、スパイラルを形成させる工程に先立っては、長尺布帛の幅方向における両端を結合させて長尺布帛をロープ状布帛にする工程、をさらに含む場合には、長尺布帛によじれや絡まり、擦れがより生じ難くなり、より循環移動させやすくなる。

本発明のウインス染色装置およびウインス染色方法によれば、スパイラルローディング方式に代表される、長尺布帛にスパイラルを形成させて染色するウインス染色方法において、染料液槽内の染料濃度の差を解消するための染料液の撹拌設備を追加することなく、長尺布帛全体を均質に染色することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るウインス染色装置１０を上面方向から見たときの説明図である。 図２は、図１のウインス染色装置１０を正面方向から見たときの部分断面説明図である。 図３は、図１のウインス染色装置１０を左側面方向から見たときの部分断面説明図である。 図４は、図１のウインス染色装置１０を用いた染色方法において、長尺布帛にスパイラルを形成させる工程を説明する説明図である。 図５は、図１のウインス染色装置１０を用いた染色方法において、スパイラルを形成させた長尺布帛の両端を連結して、無端ループ状布帛を形成する工程を説明する説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係るウインス染色装置（以下、単に染色装置とも称する）及びそれを用いた染色方法の一実施形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態である染色装置１０を上方から見たときの説明図である。図２は、図１の染色装置１０を正面方向から見たときの部分断面説明図である。図３は、図１の染色装置１０を左側面方向から見たときの部分断面説明図である。

図１〜図３中、１は染料液槽、２は長手方向に第１の端部Ｅ１と第２の端部Ｅ２とを有するウインスロール（回転ロール）、３はスパイラル形成部材を構成するスパイラルスクリュー、４ａ〜４ｅはガイド、５は互いに対向する駆動ロール５ａと駆動ロール５ａに対面する駆動ロール（対向ロール）５ｂからなる引渡しロールである。駆動ロール５ａと駆動ロール５ｂはいずれか一方が駆動しない非駆動ロールであってもよい。また、５ｃは引渡しロールとウインスロールの間に設けられたガイドロール、６ａはウインスロール２を回転させるモータ、６ｂは駆動ロール５ｂを回転させるモータ、６ｃは駆動ロール５ａを回転させるモータ、６ｄはスパイラルスクリュー３を回転させるモータである。スパイラルスクリュー３は、ウインスロール２の長手方向に略平行に配置されている。

７はウインスロール２の長手方向に略平行に配置されて、ウインスロール２から離れて染料液槽１へと垂下されている無端ループ状布帛を支持することで、スパイラルを安定させるための支持ロールである。また、８はその回転によって、一端を固定したロープ状布帛２０’をウインスロール２に巻き付けながら染料液槽１へと垂らした形状を連続的に形成させ、その形状を順次スパイラルスクリュー３の回転によりＥ１側からＥ２側へと移動させることによりスパイラルを形成させるための無端チェーンである。無端チェーン８は、ウインスロール２の端部Ｅ１側の外周に設けられたスプロケットＳに噛合されている。

染料液槽１には染料液１１が貯留されている。２０は被染色物である無端ループ状布帛である。無端ループ状布帛２０に形成されるスパイラルの部分は、ウインスロール２の下方において染料液槽１中の染料液１１に浸漬される。図３に示すように、無端ループ状布帛２０の各部分は、ウインスロール２及び駆動ロール５ａ，５ｂの矢印方向への回転により、一方向に循環移動する。

図４（ａ）〜（ｄ）は、ロープ状布帛（未閉環ロープ状布帛）２０’にスパイラルを形成させる工程を説明するための説明図である。また、図５は、図４で説明した工程によりスパイラルを形成させたロープ状布帛２０’の各端部２０ａ、２０ｂを互いに連結させることにより、無端ループ状布帛２０を形成する工程を説明するための説明図である。

図１のウインス染色装置１０を用いたウインス染色方法においては、はじめに、図４（ａ）に示すように、ロープ状布帛２０’の端部２０ａをウインスロール２の第１の端部Ｅ１側に設けられたスプロケットＳに噛み合わされた無端チェーン８に固定する。そして、ウインスロール２を回転させ及び無端チェーン８を循環移動させることにより、ロープ状布帛２０’を染色装置１０に導入する。

ここでロープ状布帛とは、長尺布帛を幅方向に筒状に丸めて、筒状を保持するように縫製等により幅方向の端同士を縫製する等して長手方向に連続して結合させることで、ロープ状にした布帛である。ロープ状布帛を形成することにより、長尺布帛によじれや絡まり、擦れがより生じ難くさせ、後述する循環移動を容易にさせる。なお、ロープ状布帛を形成させずに、長尺布帛の両端を結合させて無端ループ状布帛を形成させてもよい。本実施形態においてはロープ状布帛を形成させた例を説明する。

布帛の種類は特に限定されない。具体的には、例えば、人工皮革等の皮革調シートや、不織布、織物、編物等のテキスタイルが、特に限定なく用いられる。また、布帛を形成する繊維素材としては、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの合成繊維や、アセテート、トリアセテート、プロミックスなどの半合成繊維、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、綿、麻、羊毛、絹などの天然繊維等を単独あるいは組み合わせたものが、特に限定なく用いられる。

次に、図４（ｂ）に示すように、ウインスロール２および無端チェーン８をさらに循環移動させ、また、スパイラルスクリュー３を回転させることにより、ウインスロール２にロープ状布帛２０’を巻き付けながら染料液槽１に下部が垂下するようなスパイラルを形成させる。このとき、ロープ状布帛２０’の固定されていない側の端部２０ｂは、スパイラルスクリュー３の回転により、Ｅ１側からＥ２側へ徐々に送られる。

そして、図４（ｃ）に示すように、ウインスロール２の長手方向の第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２の範囲に渡ってロープ状布帛２０’にスパイラルを形成させる。

次に、図４（ｄ）に示すように、ロープ状布帛２０’の固定されていない端部２０ｂを引渡しロール５およびガイド４ｅ〜４ａを通過させる。また、無端チェーン８に固定されていた端部２０ａを解放する。そして、端部２０ａと端部２０ｂとを連結させて無端ループ状布帛２０を形成させる。連結方法としては、例えば、図５に示すように、染色装置１０の左側面側に準備したミシン１２を用いて、端部２０ａと端部２０ｂとを重ねて縫製する方法が挙げられる。

次に、無端ループ状布帛２０の各部分を引渡しロール５からウインスロール２に順送りし、ウインスロール２の回転に伴ってスパイラルを第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２に移動させながら無端ループ状布帛２０の各部分を繰り返し染料液１１に浸漬した後、染料液１１から引き上げた無端ループ状布帛２０を再び引渡しロールへ送る工程について説明する。

図１〜図３に示すように、染色装置１０においては、無端ループ状布帛２０には、ウインスロール２及び支持ロール７に掛け渡された状態でスパイラルが形成されている。そして、スパイラルの下方は染料液１１に浸漬されている。

無端ループ状布帛２０のスパイラルを形成していない部分は、ウインスロール２の第１の端部Ｅ１の側で染料液槽１から引き上げられ、ガイド４ａ〜４ｅに順次支持されて、ウインスロール２の第２の端部Ｅ２の側の引渡しロール５へと導かれる。引渡しロール５は、ガイド４ｅから導かれた無端ループ状布帛２０を、ウインスロール２の第２の端部Ｅ２へ順次移動する。

無端ループ状布帛２０は、ウインスロール２、染料液槽１、ガイド４ａ〜４ｅ、引渡しロール５を通過するような経路でループを形成している。そして、無端ループ状布帛２０は、ウインスロール２及び駆動ロール５ａ，５ｂの図３に示す矢印方向への回転に伴って、一方向に循環移動することで染色される。

無端ループ状布帛２０の任意の一点の循環経路を具体的に説明する。図１または図２を参照して、無端ループ状布帛２０の任意の一点は、ウインスロール２の第２の端部Ｅ２側で染料液槽１内へと垂らされた後、ガイド４ａに支持される。そして、ガイド４ａに支持された無端ループ状布帛２０の任意の一点は、さらにガイド４ｂ〜４ｅに順次支持されながら移動する。そして、図３に示すように、ガイド４ｅに達した無端ループ状布帛２０の任意の一点は、駆動ロール５ｂ，５ａを通過した後、ガイドロール５ｃに達する。引渡しロール５は無端ループ状布帛２０の進行方向を、例えば、略９０度方向に変換する。なお、駆動ロール５ａと駆動ロール５ｂとはニップロールを形成していない。具体的には、駆動ロール５ａの外周と駆動ロール５ｂの外周とは、無端ループ状布帛２０を圧縮しない程度の間隔を保持している。そして無端ループ状布帛２０の任意の一点は、回転する駆動ロール５ｂ，５ａの外周面と順次接触することにより、図３中の矢印方向に移動する。そして、駆動ロール５ｂ，５ａを通過した任意の一点は、ガイドロール５ｃに支持されてウインスロール２の第１の端部Ｅ１へ移動する。そして、ウインスロール２の第２の端部Ｅ２に移動した任意の一点はスパイラルを形成しながら、ウインスロール２の第２の端部Ｅ１に向かって移動する。このとき、任意の一点を染料液槽１中の染料液に浸漬させた後で引き上げる処理が、ウインスロールへの巻き付け回数と同様の回数繰り返される。このとき、任意の一点は、ウインスロール２の第２の端部Ｅ２から第１の端部Ｅ１に向かって、スパイラルを形成した状態で移動しながら、染料液槽１の染料液１１中を繰り返し通過する。任意の一点は染料液槽１内全域において染料液中を均等に通過するために、無端ループ状布帛２０全体が、染料液槽１内の染料濃度のバラツキの影響を受けにくい状態で染色される。すなわち、無端ループ状布帛２０自身がその長手方向に対して一方向に循環移動することにより、無端ループ状布帛２０の各部分が染料液槽１の中央付近から壁面付近まで全領域を満遍なく通過するために、無端ループ状布帛２０の染色おいて染め斑の発生が大幅に抑制される。

１ 染料液槽
２ ウインスロール（回転ロール）
Ｅ１ ウインスロール２の第１の端部
Ｅ２ ウインスロール２の第２の端部
３ スパイラルスクリュー
４ａ〜４ｅ ガイド
５ 引渡しロール
５ａ 駆動ロール
５ｂ 駆動ロール（対向ロール）
５ｃ ガイドロール
６ａ〜６ｄ モータ
７ 支持ロール
８ 無端チェーン
１０ 染色装置
１１ 染料液
１２ ミシン
２０ 無端ループ状布帛
２０’ ロープ状布帛
２０ａ，２０ｂ ロープ状布帛２０’の端部
Ｓ スプロケット

Claims (6)

1. 染料液を貯留する染料液槽と、
   前記染料液槽の上方に配置され、長尺布帛の長手方向における両端部を連結した無端ループ状布帛を、下部を前記染料液に垂下して浸漬させるようにしたスパイラル（螺旋状）に支持し、前記無端ループ状布帛の各部分を順次前記染料液に浸漬した後引き上げる処理を繰り返させるための回転ロールと、
   前記回転ロールの一端側（第１の端部側）において、前記染料液から引き上げられた前記無端ループ状布帛の各部分を順次受け取って前記回転ロールの他端側（第２の端部側）まで支持する少なくとも一つのガイドと、
   前記他端側（第２の端部側）において、前記ガイドから前記無端ループ状布帛の各部分を順次受け取って、前記回転ロールへ引き渡す引渡しロールと、を備え、
   前記引渡しロールは、駆動ロールと、前記駆動ロールに対面する対向ロールとを備え、前記駆動ロールと前記対向ロールとの間隔は、前記無端ループ状布帛を圧縮しない距離に設定することができるウインス染色装置。
2. 前記回転ロールの第１の端部側の外周面に設けられたスプロケットと、前記スプロケットに噛合され且つ前記染料液槽へ垂下された無端チェーンと、前記回転ロールの長手方向に沿って略平行に配置されたスパイラルスクリューとを備えるスパイラル形成部材をさらに備える請求項１に記載のウインス染色装置。
3. 前記回転ロールの長手方向に沿って略平行に配置されて、前記無端ループ状布帛を支持する支持ロールをさらに備える請求項１に記載のウインス染色装置。
4. 請求項１に記載のウインス染色装置を用い、
   前記長尺布帛を前記回転ロールの外周に沿って巻回させて、前記長尺布帛に、下部が前記染料液に垂下して浸漬するスパイラルを形成させる工程と、
   スパイラルを形成された前記長尺布帛の長手方向における両端部を連結することにより、無端ループ状布帛を形成する工程と、
   前記無端ループ状布帛を前記回転ロール及び前記引渡しロールにより循環移動させながら、前記無端ループ状布帛の各部分に対して前記染料液への浸漬及び引き上げの繰り返しの処理をする工程と、を含むウインス染色方法。
5. 請求項２に記載のウインス染色装置を用い、
   前記長尺布帛の一端を前記無端チェーンに固定した状態で前記無端チェーンを循環移動させることで、前記長尺布帛を前記回転ロールの外周に連続的に巻回させ、且つ、スパイラルスクリューを回転させて前記長尺布帛の他端を前記回転ロールの他端側（第２の端部側）に送ることで、前記長尺布帛に下部を前記染料液に垂下させて浸漬されたスパイラルを形成させる工程と、
   スパイラルを形成された前記長尺布帛の長手方向における両端部を連結することにより、無端ループ状布帛を形成する工程と、
   前記無端ループ状布帛を前記回転ロール及び前記引渡しロールにより循環移動させながら、前記無端ループ状布帛の各部分に対して前記染料液への浸漬及び引き上げの繰り返しの処理をする工程と、を含むウインス染色方法。
6. 前記スパイラルを形成させる工程に先立って、前記長尺布帛の幅方向における両端を結合させて長尺布帛をロープ状布帛にする工程、をさらに含む請求項４または５に記載のウインス染色方法。

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