JPS6329032B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は布地、糸、ロープ等の織布糸（以下
「織布糸」という。）の洗浄技術の分野において利
用され、特に超音波を用いて織布糸を連続的に洗
浄する装置に関する。

（従来の技術） 織布地の製造において、該織布地は最終工程と
して、前諸工程で付着した油分等の汚れや染色前
の布地・糸に付着したのりを落とすべく洗浄工程
を経ている。

その洗浄のための装置としては、第３図に示さ
れるような形式の布地洗浄装置が知られている。
この装置の概要を説明すると、１１０は洗浄槽
で、該洗浄槽１１０内には多数の孔１１２を有す
る有孔回転ドラム１１１が配されている。有孔回
転ドラム１１１は偏心軸１１３によつて支持さ
れ、上下左右に一定周期で振動するようになつて
いる。そして水が張られた洗浄槽１１０の上方に
は、テンシヨンローラ１１４があり、布地１２０
は上記有孔回転ドラムに巻きついた後テンシヨン
ローラ１１４によつて案内されながら連続的に送
り出されている。

この装置では、布地１２０は有孔回転ドラム１
１１に巻かれているので、洗浄槽１１０内の洗剤
が溶解された水中を連続的に通過する。その際有
孔回転ドラム１１１は偏心軸１１３によつて上下
左右に振動しており、布地１２０も水中で振動
し、しかも有孔回転ドラム１１１の孔１１２を経
て水が布地の目を上記振動と同一周期で往復通過
する。したがつて布地の汚れは、布地の水との振
動的衝撃によつて洗浄される。

しかしながら、上記従来装置にあつては、有孔
回転ドラム及び布地はかなりの振動を受けるた
め、ドラムは堅牢な構造であることを要求されて
大型化され、また布地を傷める結果にもなる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述の従来装置の有していた問題点
を解決し、機械的振動がなく織布地を傷めずかつ
小型化され、そして洗剤を一切要せずその洗浄効
果の優秀な超音波織布糸洗浄装置を提供するもの
である。

(2) 発明の構成 （問題を解決するための手段） 本発明は、上部に開口を有する金属製の洗浄槽
内に超音波発生装置を配設し、少なくとも洗浄槽
の底部には気泡供給装置が設けられ、洗浄槽内に
は織布糸を案内送りして該洗浄槽内の洗浄水の中
を連続的に通過せしめるローラを設けることによ
つて構成される。

超音波発生装置の超音波周波数は、洗浄される
織布糸の材料および織りかたによつて定まり、そ
の範囲は10〜60KHzとなる。したがつて織布糸に
用いられている材料および織りかたによつて、上
記範囲内で最適な周波数が選定できるようにして
おくことが好ましい。また洗浄槽内に配置される
超音波振動子は、その超音波が周囲に均等に伝播
されるように指向性のないものが望ましい。指向
性のある振動子の場合には、各方向に複数個配設
するか、反射体によつて乱反射させるかにより全
周囲に伝播させることができる。

洗浄槽は、超音波を有効に反射するために金属
製となつているが、その表面を錆防止のために薄
く合成樹脂等でコーテイングする程度ならば何ら
支障はない。

気泡供給装置は、多孔性材を通過して洗浄槽内
に空気を供給することも、また洗浄槽の底部に小
径穴を多数穿設したり、多数の小径穴を有する管
を配して、ここに空気を供給することとしてもよ
い。

ローラは、連続する長い織布糸を洗浄槽に張ら
れた洗浄水中に連続して通過せしめるように配設
されている。該ローラは、洗浄水中にて回転する
比較的大径の一個のドラムとすることも、また洗
浄水中での織布糸の道程を長くするために比較的
小径の多数のローラを千鳥状に配してもよい。上
記大径ドラムの場合には、織布糸は該ドラムとの
接触長さが大きいので、該織布糸の表裏両面を洗
浄水に接触させるためにドラムに多数の孔を設け
るのが好ましい。そしてドラム内にも気泡供給装
置を配するならばその洗浄効果は一段と向上す
る。

さらに本発明の洗浄機により消費される水の量
を低減させるために、排水口と給水口とをフイル
タを介して接続し、洗浄により汚れた水を浄化し
て再循環使用することもできる。

（作用） 上述の構成になる本発明の織布糸洗浄装置の洗
浄槽内に適宜洗浄水を入れ、ローラにより織布糸
を連続的に上記洗浄水を通過せしめ、かかる状態
で超音波発生装置から超音波を発しかつ気泡供給
装置より上記洗浄水中に気泡を供給すると、以下
の原理によつて織布糸はきわめて効果的に洗浄さ
れる。

先ず水が織布糸に十分浸透すると、織布糸表面
には空気が存在しなくなるために、超音波の一部
は直接織布糸に到達する。織布糸の音響インピー
ダンス（いわゆるρc）はほぼ（ρc）_f＝２〜３×
10⁵cm・ｇ・secで、水の音響インピーダンス
（ρc）_w＝1.5×10⁵cm・ｇ・secに近いために、反射
率は約0.02〜0.11、吸収率は0.98〜0.89となつて、
超音波エネルギーのほぼ90％が織布糸によつて吸
収されることとなる。上記超音波は織布糸の繊維
表面にキヤビテーシヨン効果によつて気泡を生
じ、該気泡によつて繊維表面についた異物（汚
れ）を分離除去してしまう。

上記超音波のキヤビテーシヨン発生の際水中に
溶解されている空気量が減少していくが、気泡供
給装置により水中に逐次気泡が供給されてその一
部が水中に溶解されるために、水中には常時キヤ
ビテーシヨン発生のための空気が補給され、キヤ
ビテーシヨンの発生の度合が低下することはな
い。さらに上記気泡の残りは、水中を上昇する際
に、超音波を乱反射し、超音波を織布糸に均一に
投射することとなる。この気泡による超音波の反
射は、水と空気の音響インピーダンスが大きく異
なるために生ずるものである。

なお、織布糸に到達せず直接洗浄槽壁に向かつ
た超音波は金属製の壁面で反射された後、織布糸
に達し上述のごとくの洗浄作用をなす。

織布糸は洗浄槽内をローラによつて連続して通
過するように送られているので、長い織布糸は順
次洗浄が行われることとなる。

なおローラが有孔ドラムであるときには、孔あ
るいはドラムの側部開口から進入する超音波によ
つて、上述の原理で織布糸の裏面も洗浄される。
そして有孔ドラム内に気泡供給装置が設けられて
いる場合には、ドラム内での超音波の乱反射はさ
らに効果的となる。

また排水口と給水口がフイルタを介して接続さ
れているならば、本発明では洗剤を使用しないた
め水をフイルタで浄化した後再循環し本装置洗浄
槽に戻して利用される。

（実施例） 次に第１図及び第２図に示す実施例について説
明する。

第１図は第一実施例を示すもので、１は金属製
の洗浄槽で上方が開口されている。該洗浄槽１の
ほぼ中央位置には、側方が開口されまた円周面に
多数の孔５１を有する有孔回転ドラム５が配設さ
れている。そして該有孔回転ドラム５には織布糸
６が巻きつけられると共にテンシヨンローラ７に
よつて張力が与えられていて、該織布糸６は連続
して洗浄槽１内を一定速度で通過するようになつ
ている。

洗浄槽１の周壁及び底面の適宜個所には複数の
超音波発生装置２が取りつけられている。なお上
記超音波発生装置２は、図示しないダイヤルによ
り衣類の布地の種類に応じて最適な周波数を10〜
60KHzの範囲で選択可能になつている。

洗浄槽１の底部近傍には、多数の孔３１を有す
る管状の気泡供給装置３が配設されている。該気
泡供給装置３には図示しない槽外のエアポンプに
よつて上記孔３１から空気を送り出し、洗浄水中
に気泡を供給するようになつている。

洗浄槽１の底部に設けられた排水口１５には切
替バルブ４が取りつけられ、該バルブ４は、一方
の口に排水管４１を接続し不要となつた水を排出
可能とし、他方の口はフイルタ４２を経てポンプ
４３に接続されている。該ポンプ４３は、洗浄槽
外周上部位置で給水管４５に取りつけられた取水
バルブ４４に接続されている。

次に本実施例装置による洗浄の手順について説
明する。先ず、洗浄槽１に少なくとも有孔回転ド
ラムが没する程度に適宜量の水を給水管４５より
洗浄槽１内に入れる。このときバルブ４はポンプ
４３に対しては閉状態にある。

次に、超音波発生装置２の周波数を織布糸の材
料に適した値に設定した後そのスイツチをオンに
する。すると超音波発生装置２に超音波を発し、
該超音波の一部は織布糸６に直接にそして他の洗
浄槽１で反射した後に上記織布糸６に達する。

一方上記超音波発生装置の作動と共にあるいは
後に、気泡供給装置３に図示しないエアポンプで
空気を供給する。空気は、該気泡供給装置３の多
数の小径孔３１から、気泡となつて洗浄槽１内の
水の中を上昇する。そしてその一部は有孔回転ド
ラム５の側方開口より該ドラム内にまで進入す
る。該気泡は水中を上昇する際に、一部は水中に
溶解し、その他は気泡のまま水の上面に達してし
まう。その上昇する気泡にて、上記超音波は乱反
射し、洗浄槽１内でより一層均一に行きわたるよ
うになる。また、超音波の一部は、洗浄槽１の壁
面そして気泡で反射されて有孔回転ドラム５の側
面開口から該ドラム内に、あるいは織布糸６を通
過して円周面の多数の孔５１からドラム内に進入
し、再び上記孔５１から織布糸６の裏面（ドラム
に接触している面）に作用する。

かかる状態で、織布糸に達した超音波は、織布
糸６の繊維表面でキヤビテーシヨン現象により気
泡を生じ、該気泡により汚れや異物を繊維から離
脱せしめる。その際キヤビテーシヨンにより、水
中に溶解されていた空気は気泡となつて上昇して
しまうため、次第にキヤビテーシヨンによる気泡
が生じにくくなるはずであるが、上述のごとく気
泡供給装置３からの気泡の一部が逐次水中に溶解
しているので、上記キヤビテーシヨンは常に一定
して気泡を生ずることができる。かくして織布糸
の汚れや異物は完全に除去される。

上述のごとく洗浄されながら、織布糸６は有孔
回転ドラム５によつて連続的に送られているの
で、順次連続的に洗浄されることとなる。

なお、バルブ４はポンプ４３側に切替えられて
おり、洗浄水はフイルタ４２で浄化された後、ポ
ンプ４３によつて再び洗浄槽１に戻されるので、
上記洗浄は常に汚れの少ない洗浄水で行われてい
る。その結果洗浄効果が向上すると共に節水可能
となる。

次に第２図の第二実施例について説明する。本
実施例の前実施例との差異は、大径の有孔回転ド
ラムに代え複数の小径ローラ８を千鳥状に配し
て、織布糸６の洗浄水中における道程を長くした
点にある。したがつて織布糸６は表裏が同一条件
で超音波を受け、しかもその面積は大きくなるの
で、前実施例のドラムのように孔を設ける必要は
ない。しかも洗浄効果は向上する。

(3) 発明の効果 以上のように本発明は水中に気泡を供給しつつ
超音波により織布糸を連続的に洗浄を行うように
したもので、次のような効果を生ずる。

従来のように振動用のモータを要しないの
で、装置が極めて小型化そして安価なものとな
り、かつドラムの振動がなくなる。

超音波によりきわめてよく汚れがとれる上
に、織布糸は、布自身が振動を受けず、洗剤に
よる化学処理を受けず、また刷毛・プレス等に
よる表面処理を受ける必要がないのでいたみが
少ない。

洗剤を全く要しないのでで、経済的である。
また水質や水温を選ばないので、いかなる水で
もその洗浄効果は低下することはない。

フイルタを使用すらならば、水の再循環利用
が可能となり、節水効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の洗浄装置の概要
を示す断面図、第２図は第二実施例の装置の概要
を示す断面図、第３図は従来装置の概要を示す断
面図である。 １……洗浄槽、２……超音波発生装置、３……
気泡供給装置、４２……フイルタ、４３……ポン
プ、５……有孔ドラム（ローラ）、６……織布糸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上部に開口を有する金属製の洗浄槽内に超音
   波発生装置を配設し、少なくとも洗浄槽底部に気
   泡供給装置を設け、洗浄槽内には織布糸を案内送
   りして該洗浄槽内の洗浄水の中を連続的に通過せ
   しめるローラを設けてなる超音波織布糸洗浄装
   置。 ２ 超音波発生装置は、その周波数が10〜60KHz
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の超音波織布糸洗浄装置。 ３ ローラは、有孔ドラムであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の超音波織布糸洗浄
   装置。 ４ 気泡発生装置は洗浄槽底部及び有孔ドラム内
   に配されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の超音波織布糸洗浄装置。 ５ 洗浄槽の排出口と給水口とはフイルタ及びポ
   ンプを介して接続されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の超音波織布糸洗浄装
   置。