WO2007116747A1 - 繊維、及び繊維構造物の漂白・改質装置 - Google Patents

Description

明 細 書

繊維、及び繊維構造物の漂白 ·改質装置

技術分野

[0001] 本発明は、酸化剤又は還元剤と、紫外光及び/又は可視光の光源を含む光エネ ルギ一とを用いて繊維、及び繊維構造物を漂白する装置、または薬液と、紫外光及 び Z又は可視光の光源を含む光エネルギーとを用いて繊維、及び繊維構造物を改 質する装置に関し、特に、装置の稼働効率を上げることができる装置に関する。 背景技術

[0002] 綿、羊毛等の天然繊維、ビスコースレーヨン、ポリノジック等の再生繊維、及び繊維 構造物の漂白は、繊維、及び繊維構造物に付着している着色物質を酸化剤又は還 元剤で処理し、発色に関与する共役 π電子系を切断することにより行っている。

[0003] これらの工程は、工業的には上記酸化剤又は還元剤を用い、 0. 5〜2時間程度煮 沸した後洗浄する方法か、これらの薬剤（酸化剤又は還元剤）の適当濃度の薬液を 用レ、、パディングにより繊維、及び繊維構造物質量の 80〜110。/。量を繊維、及び繊 維構造物に付着させた後、これを 95°C前後の蒸気雰囲気中で 0. 5〜：!時間前後蒸 熱する方法により行っているが、一般的に、木綿や麻などの植物性繊維の場合には 酸化剤が多く用いられ、絹や羊毛の場合には還元剤が多く用いられている。また、家 庭的には洗濯液等に漂白剤をカ卩えることにより行われている。

[0004] このような従来の漂白方法においては、酸化剤又は還元剤と繊維、及び繊維内着 色物質との反応は、溶媒である熱水の熱エネルギーにより行っている。

[0005] この方法は、熱容量の大きい水を沸点まで加熱し、かつその温度を反応に要する 時間だけ保持する必要があり、大きな熱量を要するものであるために、反応装置全体 が大型化されてしまう等の不具合があった。

[0006] このような問題を解決するために、酸化剤又は還元剤の薬液に漬けた繊維構造物 にレーザーを含む光を照射して薬剤の活性を高める方法が報告されている (例えば 、特許文献 1, 2 :特開平 11 43861、特開平 11— 43862)。

[0007] すなわち、特許文献 2では、図 4に示す漂白装置を提案している。同図において、 処理すべき繊維構造物としての長尺の布帛 1は先ず薬液パテイング槽 2で、酸化剤、 還元剤及びその活性化を助けるための適宜助剤を混和してなる薬液 3が含浸される 。該薬液 3が含浸された布帛 1は絞りロール 4により適宜の絞り率に調整した後に、紫 外線処理室 5内へ導入される。

[0008] この紫外線処理室 5内には、複数のガイドロール 6が上下に配置されている。さらに この紫外線処理室 5の内部には、紫外線灯 7が複数個配設されていて、上記ガイド口 ール 6により蛇行状に移送される布帛 1の片面に向けて紫外線を照射する。繊維構 造物内の着色物質が、紫外線と薬液 3とにより漂白が促進される。

[0009] しかし、特許文献 2のような光源を用いた低い光強度の光を高強度光照射に比べ て長い時間照射すると、光照射中に繊維構造物が乾燥し、一旦乾燥してしまうと光を 照射しても漂白反応が進まず、白度が向上しないという問題点があった。

[0010] そこで、特許文献 3 (特開 2005— 273071)では、特許文献 1， 2と同様な装置を使 用して、酸化剤又は還元剤に浸漬した布帛に紫外光及び/又は可視光を照射して 行う繊維構造物の漂白において、光照射中の繊維構造物に上記の酸化剤又は還元 剤を再添加する方法を提案している。薬液を再添加することで乾燥を防止し、良好な 漂白効果を得ることができ、更には、環境負荷が小さく操業安全性の高い、省資源か つ省エネルギーとレ、う効果を奏することができる。

[0011] 上記のような繊維、及び繊維構造物の光漂白装置は、繊維、及び繊維構造物に薬 液を付着させてそこに光照射を行う装置であるが、同様の操作により繊維、及び繊維 構造物の改質が行えることも知られており、このような光改質においても光漂白と同 様の問題点が生じる。

特許文献 1：特開平 11—43861号

特許文献 2：特開平 11—43862号

特許文献 3 :特開 2005— 273071号 特許文献 4〜6を削除

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] しかし、上記従来の方法では、つぎのような問題がある。特許文献 2や特許文献 3 の方法では、光エネルギーを照射する光源として、蛍光灯や紫外線ランプなどを使 用しているが、これらのランプは、薬液を含浸した繊維、及び繊維構造物の中間に配 置されるので、繊維、及び繊維構造物からたれ落ちる薬液が付着したり、空中のゴミ が付着したりするので、照度が低下する。また、ランプの電極に水分やゴミが付着し てショートするなどのトラブルを生じるおそれがある。そのため、かなり頻繁にランプを 取り外して清掃する必要があり、その間装置を停止しなければならないので、装置の 運転効率が低下するという問題がある。

[0013] 本発明は、上記問題の解決を図ったもので、ランプの汚れを防止するとともに清掃 が容易で、装置の運転効率を上げることができる繊維、及び繊維構造物の漂白'改 質装置を提供することを目的としてレ、る。

課題を解決するための手段

[0014] 上記の目的を達成するために本発明は、薬液を含浸させた繊維、及び繊維構造物 に対し、紫外光及び/又は可視光を照射して繊維、及び繊維構造物を漂白又は改 質する繊維、及び繊維構造物の漂白 '改質装置において、前記紫外光及び/又は 可視光を照射するランプと、該ランプを収容する枠体と、該枠体に取り付けられてラン プの照射光を透過させる透明板と、を備えた光源ユニットを設けたことを特徴としてい る。

[0015] 前記光源ユニットを支持部材に着脱自在に取り付けた構成としたり、前記枠体に、 枠体のランプ収容空間内に温度調整用の空気を送り込む送風口と、ランプ収容空間 内の空気を排出する排気口とを設けた構成としたり、前記枠体が、対向する位置に 2 本の中空のダクトを有し、各ダクトに枠体内のランプ収容空間と連通する連通孔を形 成し、一方の中空ダ外に送風口を設けて温度調整用の空気を送風し、他方の中空 ダクトに排気口を設けて排気するようにした構成としたり、前記排気口又はこれに接 続される排気ダクトに排気量を調整するダンパーを設け、前記枠体内の圧力を枠体 の外側の圧力より高くできるようにしたり、前記送風口又はこれに接続される送風ダク トに送風量を調整するダンパーを設け、前記排気口に枠体内の空気を強制排気可 能な吸引手段を接続し、前記枠体内の圧力を枠体の外側の圧力より低くできるように したりすること力 Sできる。

[0016] 本発明の光源ユニットは、紫外光及び/又は可視光を照射するランプと、該ランプ を収容する枠体と、該枠体に取り付けられてランプの照射光を透過させる透明板と、 前記枠体に設けられ、枠体のランプ収容空間内に温度調整用の空気を送り込む送 風口と、ランプ収容空間内の空気を排出する排気口とを有することを特徴としてレ、る

[0017] 前記枠体が、対向する位置に 2本の中空のダクトを有し、各ダクトに枠体内のランプ 収容空間と連通する連通孔を形成し、一方の中空ダ外に送風口を設けて温度調整 用の空気を送風し、他方の中空ダクトに排気口を設けて排気するように構成すること ができる。

発明の効果

[0018] 本発明によれば、漂白 '改質に使用する光源を光源ユニットとしたので、ランプ自体 は殆ど汚れなくなるとともに、ランプや電極への加工処理剤の付着や雰囲気による故 障を無くすことができる。また、点検や掃除する際でも、光源ユニットとして装置に着 脱自在にすることで掃除し易い光源ユニットの透明板を掃除するだけでよくなり、停 止時間を短縮でき、装置の運転効率を上げることができるという優れた効果を奏する 。また、光源ユニットを交換することで、新しい光源ユニットにすることは勿論、異なる 光を発する光源ユニットに交換することも簡単にできるようになる。透明板の素材を選 択することによって、その光源の有するピーク波長周辺の透過効率を良くし、また、不 要な波長をカットすることもできる。

[0019] 枠体のランプ収容空間内に温度調整用の空気を送り込む送風口と、ランプ収容空 間内の空気を排出する排気口とを設けた構成とすることで、光源ユニットを冷却ゃ暖 気することができるので、光源ユニット内の温度上昇や、繊維、及び繊維構造物の漂 白 '改質装置の温度の上昇を抑えたりすることができ、酸化剤や還元剤等の薬液の 蒸発を抑えることができる。また、装置内の温度を所定の温度に保つことで、熱反応 と光反応の相乗効果を利用でき、反応速度をコントロールすることも可能となる。

[0020] 枠体が、対向する位置に 2本の中空のダクトを有し、各ダクトに枠体内のランプ収容 空間と連通する連通孔を形成し、一方の中空ダ外に送風口を設けて温度調整用の 空気を送風し、他方の中空ダ外に排気口を設けて排気するようにした構成とすること で、空気の流れをランプ収容空間全体に行き渡らせることができ、均等な冷却ゃ暖 気が可能となる。

[0021] ダンパーを設けて光源ユニット内の圧力を正圧にしたり負圧にしたりすることで、光 源ユニット内に湿分や薬液のミストゃゴミなどが入り難くなる。そして、ランプの電極の 保護ができ、電気ショートを防止することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図 1は、本発明における繊維、及び繊維構造物の漂白'改質装置の模式的な構成 を示す図である。繊維、及び繊維構造物としての糸や布帛等 10は、糸、紐、織物、 編物、不織布のいずれでもよい。また、天然繊維、人造繊維、合成繊維のいずれでも よい。

[0023] 糸や布帛等 10は長尺物で、図示しないがロール状に巻かれており、ここ力ら、糸や 布帛等 10の端部を引き出して、まず、酸化剤、還元剤等及びその活性化を助けるた めの適宜助剤を混和してなる薬液 11を含浸させ、上下に配置されたガイドローラ 12 ， 13を蛇行するようにして搬送される。

[0024] 本発明に用いられる酸化剤又は還元剤等の薬液は、特許文献 3 (特開 2005— 27 3071号）に記載されているものが使用でき、例えば、過酸化水素、ペルォクソ炭酸 ナトリウム、ペルォクソホウ酸ナトリウム等であり、還元剤としては、水素化ホウ素ナトリ ゥム、亜ジチオン酸ナトリウム、二酸化チォ尿素等が使用される。し力 ながらこれら に限定される物ではなぐ繊維、及び繊維構造物の漂白'改質が起こるものであれば よい。

[0025] 蛇行する糸や布帛等 10と糸や布帛等 10との間には、複数の光源ユニット 15が配 置され、光源ユニット 15からの光を布帛 10の表裏両面から繰り返し照射して、酸化 剤や還元剤等の薬液や着色物質の活性を上げ、漂白'改質を促進することができる 。光源ユニット 15は、装置の枠などに取り付けられた支持部材 16， 16により着脱自 在に支持されている。

[0026] 光源として具体的には、各種蛍光灯、低圧水銀灯、ブラックライト、高圧水銀灯、キ セノン灯等の通常の光源や、各種エキシマランプや LED等を用いることができるが、 電気から光への変換効率の点からみて各種蛍光灯、低圧水銀灯、ブラックライトや L EDを用いることができる。

[0027] 図 2は、光源ユニット 15の正面図で、図 3 (a)は図 2の A_ A線断面図、 （b)は図 2 の Bから見た図である。これらの図によって、光源ユニット 15の構成を説明する。光源 ユニット 15は薬液 11や雰囲気が進入しないように密閉された状態になっている。

[0028] 光源ユニット 15は、上下に対向するように設けられた断面が矩形の中空ダクト 151 ， 151と、これらの中空ダクト 151 , 151を連結するクロス部材 152， 152とで構成され た枠体 150と、この枠体 150の内部、すなわち、ランプ収容空間 154内に取り付けら れた複数のランプ 153と、枠体 150の両面に貼りつけられた透明板 155とを有する。

[0029] 光源ユニット 15内のランプ 153は、糸や布帛等 10の走行方向、本実施例の装置で は上下方向に配置され、複数のランプ 153が等間隔に平行に並べられている。ただ しこの方向に限定されるものではなレ、。ランプ 153の本数は、漂白'改質加工される 糸や布帛等 10すなわち、繊維、及び繊維構造物の幅に従って、並べる本数を決定 すればよい。枠体 150には、ランプ 153の光を通すように透明板 155が張られている

[0030] また、透明板 155は、布帛 10には含浸している薬液 11がランプに直接付着しない ようにするものでもある。すなわち、透明板 155は、薬液 11がランプ 153やランプの電 極 153aに付着することにより、ランプ 153の光を遮蔽しエネルギー損失が発生するこ とを防止したり、電極 153aに付着し漏電することを防止する。

[0031] 本光源ユニット 15のランプ 153には、ブラックライトを利用した。ブラックライトは、ガ ラス管内壁に長波長紫外線を放射する蛍光体を塗布したランプで、ピーク波長が 35 3〜370nm近傍の長波長紫外線（300〜450nm)を放出し、紫外線特有の光化学 作用を有効に利用することができる。

[0032] 透明板 155としては、 320nm以下の紫外線の場合は、石英ガラスがよい。 320-4 OOnmの紫外線や、可視光の場合は、通常のガラス板やポリエチレンやアクリルなど のプラスチックの透明板を使用することができる。適当な素材の透明板を使用するこ とで、不要な波長をカットすることができる。

[0033] ランプ 153は、円筒ガラス管の両端に電極 153aを備え、上下の中空ダクト 151に形 成された差込口に差し込むことで固定される。枠体 150の中空ダクト 151の外側又は 中側には、各差込口を電気的に接続する配線がされている。一方支持部材 16には 電源側からの配線がされている。そして、光源ユニット 15を支持部材 16に取り付け、 電源側の配線と光源ユニット側の配線とが接続される。全ての光源ユニット 15の制御 は、図示しない漂白'改質装置の制御装置で一括して行われる。

[0034] ランプ 153或いは透明板 155と糸や布帛等 10までの距離は、近ければ近いほど良 いのであるが、ランプ 153の熱の影響で光源ユニット 15の温度が上昇し、糸ゃ布帛 等 10に含浸している薬液 11が蒸発し易くなり、また、糸や布帛等 10から飛散する薬 液 11が透明板 155に付着する量も増加することに注意すべきである。

[0035] また、ランプ 153の発熱は、光源ユニット 15内のランプ 153の両端（上下）にある電 極 153a及び円筒のガラス管からなる発光部の発熱による。この発熱を放置している と、前述したように、糸や布帛等 10が乾燥し易くなる。また、糸や布帛等 10に温度の 変化による熱反応のむらが生じることがある。そのため、加工温度を制御する目的で 、下側の中空ダクト 151には、中空円筒形の送風口 156が、上側の中空ダクト 151に は送風口 156と同じ中空円筒形の排気口 157が設けられている。そして、送風口 15 6は、図示しない温度調整用ファンの吹出口に接続され、排気口 157は、やはり図示 しないファンの吸込口に接続されている。送風口 156内と排気口 157内には、風量を 制御する回転板状のダンパー 156a, 157aが設けられている。

[0036] なお、ランプとして発光ダイオードを使用することも可能である。発光ダイオードの場 合は、端子部分や基板では多く発熱するので、やはり、冷却が必要となる。

[0037] 図 3 (a)は光源ユニット 15の断面図である。この図に示すように、光源ユニット 15の 厚さ方向の中央部にランプ 153が上下方向に取り付けられ、図 2及び図 3 (a)に示す ように、冷却空気は光源ユニット 15の下部の中空ダクト 151から供給され中空ダクト 1 51とランプ収容空間 154との境界に穿設された通気孔 151aからランプ 153に沿って 上昇し、ランプ 153の電極 153a及び発光部を空冷し、上部から排気される。この冷 却空気は、光源ユニット 15の温度をほぼ均一にし、対向する糸や布帛等 10の加工 条件を均一にする効果を有する。また、装置内の温度を所定の温度に保つことで、 熱反応と光反応の相乗効果を利用でき、反応速度をコントロールすることも可能とな る。 [0038] なお、中空ダクト 151を用いないで、枠体 150内を 1つの空間にする構成としてもよ レ、。その場合も、枠体 150の一方から温度調整用空気を入れ、他方から排気すること になる。ただし、中空ダクト 151を使用することによって、冷却空気の流れを枠体 150 内で均等にすることができる。

[0039] 次に、上記した実施の形態の動作を説明する。

漂白'改質される糸や布帛等 10が、図 1の左から連続的に送られてくる。糸ゃ布帛 等 10は、図 1の最も左側のガイドローラ 12により水槽内の薬液 11内に送られ、酸化 剤又は還元剤等を含む薬液 11が含浸される。次に、糸や布帛等 10に付着した薬剤 11の量を調整するための絞り部に進む。この絞り部では、ガイドローラ 12と加圧ロー ラ 12の間で、糸や布帛等 10に含浸した薬剤 11を最適な含浸量にするために絞り出 される。そして、糸や布帛等 10が装置下部のガイドローラ 12に進み、ここで、垂直上 方に折り曲げられて送られ、光源ユニット 15の前面を通過する際に、紫外光が照射さ れる。次に、装置上部のガイドローラ 13で方向転換され、装置下部に向かって送られ 、次の光源ユニット 15の前面を通過する際に、紫外光が照射される。糸や布帛等 10 と光源ユニット 15との距離は、できるだけ近いほど光のエネルギーが大きく薬液 11が 活性化されるので望ましい。また、薬液 11の入った水槽と光源ユニット 15により光照 射されるまでの距離が長いと、糸や布帛等 10に含浸した加工剤及び還元剤等の薬 液が乾燥して漂白 ·改質の効率が悪くなるので、この距離は短いほうが良レ、。糸や布 帛等 10は、薬液 11の含浸の後、各ガイドローラ 12， 13を経て蛇行する間に複数の 光源ユニット 15による紫外光の照射を裏表の双方に繰り返し行われ、漂白'改質され る。

[0040] 光源ユニット 15を長時間使用していると、光源ユニット 15の温度が上昇する。温度 上昇は、繊維、及び繊維構造物の漂白'改質装置全体の温度を上昇させ、糸や布 帛等 10に含浸されている薬液 11の蒸発を促進させ、糸や布帛等 10が乾きやすくな る。そのため、温度調整用ファンを回転し、送風口 156から下方の中空ダクト 151に 温度調整用空気を送り込む。中空ダクト 151に送り込まれた空気は、通気孔 151aか らランプ収容空間 154内に入り、ランプ 153により暖められる。暖められた空気はラン プ 153に沿って上昇し、通気孔 151 aから上の中空ダクト 151内に入り、排気口 157 力 外部に排出される。

[0041] 糸や布帛等 10の走行により、糸や布帛等 10から薬液 11が飛散する力 従来は、 光源ユニット 15がな 光源ユニット 15の位置に直接ランプ 153を取り付けていた。 そのため、薬液 11の飛沫は、ランプ 153に付着し、前述したようにランプ 153の光を 遮蔽してエネルギー損失を発生したり、電極 153aに付着して漏電する可能性があつ た。そのため、漂白'改質装置を停止してランプを掃除するのだ力 ランプ 153の数 は多ぐ 1つ 1つを外して清掃するのは非常に時間が掛かり、装置の停止時間も長く なっていた。

[0042] これに対し、本発明では、ランプ 153は枠体 150と透明板 155により保護する工程 としている。したがって、ランプ 153は汚れないので掃除が不要になる力 光源ュニッ ト 15の透明板 155には、薬液 11の飛沫が付着し、時間の経過とともに光の透過率が 低下する。このような場合、光源ユニット 15を支持部材 16から取り外して、透明板 15 5を清掃することで、透過率を元に戻すことができる。透明板 155の数はランプ 153よ り少ないし、表面が平板の部分が多ぐ掃除もやりやすい。したがって、メンテナンス による停止時間を短縮することができる。

[0043] また、ランプ 153は長時間の使用により照度が低下し、交換する必要がある。そのよ うな場合でも、本発明は、支持部材 16から光源ユニット 15を取外し、予備の光源ュ ニット 15と交換すれば簡単である。取り外した光源ユニット 15は、装置外の広い場所 でランプ 153の交換をして、新しい予備部品とすることができる。

[0044] また、光源ユニット 15をたとえば、ブラックライトから高圧水銀灯などの全く異なるラ ンプに交換することも容易にできるようになる。

[0045] <加工例 >

2種類のランプで、以下の条件で本装置を用いた加工例とその評価試験を説明す る。その加工された生地の評価を、表 1に記載する。

漂白 *改質生地

素材は綿 100%、経糸及び緯糸の太さ綿番手 10番、織物は経糸 144本 Zインチ、 緯糸 78本 Zインチのもので、糊抜及び精練力卩ェを実施したものを用いた。

漂白液処方 (水溶液） 酸ナトリウム 10g

苛性ソーダ (48%濃度） 20gZL

過酸化水素（35%濃度） 60gZL

ポリオキシエチレンアルキルエーテルを含有する界面活性剤 0. lg/L 照射強度と照射時間 (布帛走行速度）

本装置は、照射強度 2. 2WZcm²で、布帛への照射時間を約 25分とし、布帛の走 行 (加工)速度は 1. 3m/分とした。

[表 1]

図面の簡単な説明

[0047] [図 1]本発明における繊維、及び繊維構造物の漂白 '改質装置の模式的な構成を示 す図である。

[図 2]光 ¾!ユニットの正面図である。

[図 3] (a)は図 2の A— A線断面図、（b)は図 2の Bから見た図である。

[図 4]従来の漂白 '改質装置の構成を模式的に示す図である。

符号の説明

[0048] 10 糸や布帛等（繊維、及び繊維構造物）

11 薬液

15 光源ユニット

16， 16 支持部材

150 枠体 151 中空ダクト 153 ランプ 153a 電極 155 透明板 156 送風口 157 排気口

Claims

請求の範囲

[1] 薬液を含浸させた繊維、及び繊維構造物に対し、紫外光及び/又は可視光を照 射して繊維、及び繊維構造物を漂白又は改質する繊維、及び繊維構造物の漂白 · 改質装置において、前記紫外光及び/又は可視光を照射するランプと、該ランプを 収容する枠体と、該枠体に取り付けられてランプの照射光を透過させる透明板と、を 備えた光源ユニットを設けたことを特徴とする繊維、及び繊維構造物の漂白'改質装 置。

[2] 前記光源ユニットを、支持部材に着脱自在に取り付けたことを特徴とする請求項 1 記載の繊維、及び繊維構造物の漂白'改質装置。

[3] 前記枠体に、枠体のランプ収容空間内に温度調整用の空気を送り込む送風口と、 ランプ収容空間内の空気を排出する排気口とを設けたことを特徴とする請求項 1記 載の繊維、及び繊維構造物の漂白 '改質装置。

[4] 前記枠体が、対向する位置に 2本の中空のダクトを有し、各ダクトに枠体内のランプ 収容空間と連通する連通孔を形成し、一方の中空ダ外に送風口を設けて温度調整 用の空気を送風し、他方の中空ダクトに排気口を設けて排気するようにしたことを特 徴とする請求項 1に記載の繊維、及び繊維構造物の漂白'改質装置。

[5] 前記排気口又はこれに接続される排気ダ外に排気量を調整するダンパーを設け、 前記枠体内の圧力を枠体の外側の圧力より高くできるようにしたことを特徴とする請 求項 2に記載の繊維、及び繊維構造物の漂白 '改質装置。

[6] 前記送風口又はこれに接続される送風ダクトに送風量を調整するダンパーを設け、 前記排気口に枠体内の空気を強制排気可能な吸引手段を接続し、前記枠体内の圧 力を枠体の外側の圧力より低くできるようにしたことを特徴とする請求項 4又は 5に記 載の繊維、及び繊維構造物の漂白'改質装置。