JPS5828384B2 - マイクロ波利用による繊維染色法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイクロ波を利用して糸、布、バラ毛状等の
繊維に染料を定着処理する繊維染色法に関するものであ
る。

マイクロ波照射による加熱作用を利用して繊維に染料を
定着（染色）させることは従来から公知であり、このよ
うな染料の定着にマイクロ波を使用する方法は、他の方
法（例えばオーバーマイヤー染色機による方式）に比べ
て非常に少ない熱エネルギーの消費でもって染色処理で
きるため省エネルギー的見地からして極めて有望な技術
である。

しかしながら、このようにマイクロ波によって繊維を染
色することは従来がら実験的に実施されておりながら染
料の定着度合が部分的に相違し所謂染むらを招来すると
いう欠点があるものであったため工業的には未だ実用化
されていない。

本発明は上記染むらの原因となる温度上昇速度の部分差
を沸騰の原理を利用して解消することによりマイクロ波
染色の実用化を可能ならしめたものである。

以下本発明の実施例を図面と共に説明する。

図において、１は染液を湿潤させた糸状、布状又はバラ
毛状等の被染色繊維２が収容される円筒形の耐圧密閉容
器で、該耐圧密閉容器はマイクロ波が容易に器内に透過
するよう全体がガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）
によって成形されており、その外周面には鍔部３，３′
が一体に形成され、また底部には該耐圧密閉容器を起立
状態に定置できるよう筒形泡体４が形成され、さらに上
部開口縁の外周には環体５が比軸６によって固着され、
該環体は該耐圧密閉容器の開口縁上端を断面逆行状に折
り返して該容器の内側へ部分的に突出する係合部７，７
・・・・・・が定間隔にて形成される。

８は該耐圧密閉容器の開閉蓋で、周縁部に突起９゜９・
・・・・・が形成されていて、逆突起９，９・・・・・
・を前記係合部７，７・・・・・・の間隔に通して該開
閉蓋８を回転させれば該突起９，９・・・・・・が係合
部７，７・・・・・・の下側に係合して該開閉蓋８がガ
スケット１０を介して該耐圧密閉容器の開口縁に気密に
当接し得るようにしている。

１１は圧搾空気又は蒸気を該耐圧密閉容器内に吹込むた
め開閉蓋８の一部に取付けられた逆止弁で、その吹込口
１２には第３図に示したように球状の弁体１３がコイル
バネ１４の弾性によって押圧されている。

１５はスポンジが収容された通気ストレーナを示す。

１６は同じ（開閉蓋８の一部に取付けられた圧力調整弁
で、該圧力調整弁１６は第４図に示したように器内に弁
体１７をコイルバネ１８の弾性によって通気管１９に連
なる開口端に押圧していて、該コイルバネ１８の圧縮量
は調整螺子２０の螺合量によって調節できるようになっ
ている。

２１は該圧力調整弁に設けられた通気ストレーナである
。

２２は同じく開閉蓋８の＝部に取付けられた気圧計であ
る。

２３は該開閉蓋の外側に一体に形成された筒形泡体で、
把手孔２４が形成されていると共に、該筒形端体内に前
記逆止弁１１、圧力調整弁１６及び気圧計２２が収まる
ようにしている。

第５図は上記耐圧密閉容器１を台車２５上に横置した状
態を示したものである。

この台車２５は第６図にも示したように、車輪２６．２
６・・・・・・を備えた台枠２７上に両端部を夫々軸受
２８によって回転自在に支持して一対の回転軸２９．２
９が平行に設けてあり、該台枠２７の下部に配された電
波シールドボックス３０内にギャードモータ３１を設け
、該ギャードモータ３１の出力軸に止着されたスプロケ
ット３２と前記回転軸２９゜２９に止着されたスプロケ
ツ）３３．３３とを無端チェ７３４によって連繋してい
る。

３５．３５は回転軸２９，２９０外周に止着された摺止
輪で該摺止輪３５，３５間に前記耐圧密閉容器１の一方
の鍔部３を位置させて該耐圧密閉容器１を該両回転軸２
９，２９上に横向に配置される。

そして前記ギャードモータ３１の作動で無端チェ７３４
を介して該回転軸２９．２９を同方向に回転させその上
の耐圧密閉容器１を回転動できるように構成されている
。

第７図はマイクロ波発振装置の全体を示し、図において
、３６．３６．３６は周波数が数メガヘルツ乃至２５０
０メガヘルツのマイクロ波を発振する出力数１０ＫＷの
マイクロ波発振器、３７は照射室で、該照射室と前記各
発振器とは導波管３８で継がれていて各発振器で発生し
たマイクロ波は該各導波管３８を介して照射室３７に集
合せられる。

３９は該照射室３７０マイクロ波を拡散するためその天
井部に設けられた羽根車である。

さて耐圧密閉容器１内に被染色繊維２を収容すると共に
、前記吹込口１２にコンプレッサー又は蒸気発生器（図
示せず）を接続して該逆止弁１１の弁体１３をコイルバ
ネ１４の弾性に抗して押し開は該耐圧密閉容器１内に圧
搾空気又は蒸気を吹込み該耐圧密閉容器１内の気圧を一
気圧以上に上昇させる。

そして該耐圧密閉容器１を台車２５上に横置し前記照射
室３７に導入して該台車２５上にて回転動しつつマイク
ロ波を照射する。

このためマイクロ波は耐圧密閉容器１内の被染色繊維に
照射されてその染液が加熱され該容器内は温度上昇する
。

そして被染色繊維中湿度上昇の速い部分があるとその部
分は染液の蒸発によって気化熱が奪われその蒸気が耐圧
密閉容器１内で移動することによって温度上昇の遅い部
分を加熱するため被染色繊維全体を均一加熱することが
できる。

また、該耐圧密閉容器１をマイクロ波の照射中に回転動
すればマイクロ波を均一に照射でき、その回転動に伴な
う耐圧密閉容器１内での被染色繊維の攪拌作用も加わっ
て理想的な均一加熱が可能となる。

耐圧密閉容器１内の気圧は温度上昇に伴ないさらに上昇
してゆくが、一定気圧に達すると前記圧力調整弁１６の
弁体１７がコイルバネ１８の弾性に抗して可動してそこ
から蒸気が排出されるようになりそれ以上の圧力上昇は
なくなる。

そしてやがて染液の蒸気圧がそのときの耐圧密閉容器１
内の気圧に等しくなると染液の内部から蒸気の気泡が生
じて所謂沸騰現象が起きる。

このような繊維間での気泡の発生はマイクロ波を繊維組
織間に一層深く浸透させることとなる。

またその際に発生した蒸気が耐圧密閉容器１内に飽和す
るようになるとその蒸気分子と伴に染料の分子が繊維中
に深く浸透して定着を促進させる。

その際の沸騰温度は勿論１００℃以上の所望温度に制御
される。

このように本発明では耐圧密閉容器１内を予め気圧上昇
しておくことにより沸騰温度をより高めることができる
。

即ち、気圧上昇することなく比較的低い温度で染液が沸
騰した場合には低温度のままで染液が蒸発してしまうの
で削正密閉容器１内が染色に必要な温度に上昇する以前
に乾燥状態となってしまって、場合によっては染色が不
能になるおそれがあったが、本発明ではその沸騰温度を
高くにも設定できるのでその沸騰温度に達するまでの間
の染液の蒸発は抑制されるため最少限の染液量で染色が
可能である。

また、被染色繊維２を耐圧密閉容器１内に収容するに際
して、該被染色繊維２を布袋（図示せず）に入れてその
布袋ごと該容器１内へ収容するようにすれば、その布袋
地が容器１内の内壁面と被染色繊維２との間に介在して
断熱作用をなすので、被染色繊維２０発生熱が容器１の
壁に吸収されるのが可及的に防がれる。

ために、被染色繊維２が容器１の内壁面に接して温度上
昇を阻害しこれによって加熱むらが生じるようなことは
このような布袋等の断熱材を介在させることで容易に解
消することができる。

マイクロ波を照射した後は一定時間開閉蓋８を開けるこ
となく保温状態にて放置される。

なお一般に乾燥状態では染色は不能であるので、上記の
場合でも耐圧密閉容器１内を染液蒸気で飽和させるに必
要な量の染液を有するよう予め該被染色繊維を適当量の
染液によって湿潤させておかねばならないことは勿論で
あるが、前述したように本発明では耐圧密閉容器１内の
気圧上昇によって沸騰温度が高くできるので、染色に必
要な温度に達するまでの間で染液は沸騰せず、従ってそ
の間の蒸発は少なくできるために必要最少限の量の染液
によって染色が可能である。

第８図及び第９図は多数個の耐圧密閉容器１についてマ
イクロ波の照射を連続的に行なう場合の一例を示したも
ので、４０は装入口、４１は照射区域、４２は抽出口、
４３は該照射区域に設げられた導波管、４４は羽根車を
示す。

装入口４０から装入された耐圧密閉容器１はモータ４５
の動力によって回転する二本の平行な丸棒状のレール４
６上に横置され、シリンダ４７のピストンロンドの進退
作動によって該レール４６上を矢印の方向へ押進されそ
の間に回転動されつつマイクロ波が照射されて抽出口４
２に抽出されるように構成されている。

マイクロ波の照射によって該耐圧密閉容器１内の被染色
繊維が理想的に均一加熱されることは前述した第７図の
場合と同様である。

なお本発明における被染色繊維には、木綿、羊毛等の天
然繊維、レーヨン、アセテートのような半合成繊維及び
各種合成繊維が含まれる。

本発明は以上実施例について説明したように、一定容積
の耐圧密閉容器又は耐圧密閉構造の気密なマイクロ波照
射室で被染色繊維を一気圧板上に増圧してマイクロ波を
照射するものであるので、１００℃以上の高温度の沸騰
により被染色繊維を理想的に均一加熱することができて
染料の定着を均一ならしめ染むらを解消できるものであ
る。

しかもマイクロ波エネルギーは被染色繊維を内深部から
均一に加熱するので従来の如き外部加熱方式とは全く異
なり定着処理が短時間で急速に行なわれて高い処理能力
を有する。

このため熱エネルギーの消費が少なく加工費の低減に大
きく寄与できる。

さらに増圧度合によって所望の温度で沸騰させることが
できるので染料及びその被染色繊維の特質に合った理想
的な染色が可能であるなど種々の有益な効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例図であって、第１図は耐圧密閉容
器の部分縦断面図、第２図はその平面図、第３図は逆止
弁の縦断面図、第４図は圧力調整弁の縦断面図、第５図
は台車上に横置された耐圧密閉容器の斜視図、第６図は
台車の側面図、第７図はマイクロ波発振装置の全体を示
す部分断面側面図、第８図は連続式処理装置の一例を示
した縦断面図、第９図はそのＸ−Ｘ線断面図である。 １・・・・・・耐圧密閉容器、２・・・・・・被染色繊
維、８・・・・・・開閉蓋、１１・・・・・・逆止弁、
１６・・・・・・圧力調整弁、２５・・・・・・台車、
２９・・・・・・回転軸、３６・・・・・・マイクロ波
発振器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マイクロ波透過性の材料によって成形した気密な開
   閉蓋付耐圧密閉容器内に染液を湿潤させた糸状、布状又
   はバラ毛状等の被染色繊維を収容し、該耐圧密閉容器内
   に圧搾空気又は蒸気を吹込んで該耐圧密閉容器内を一気
   圧以上に上昇させた後、マイクロ波発振器から発射され
   るマイクロ波を該耐圧密閉容器内の被染色繊維に照射す
   るようにしたことを特徴とするマイクロ波利用による繊
   維染色法。