JPH11315467A

JPH11315467A - 連続糸並びに短繊維の集合体層の連続化学加工方法と装置

Info

Publication number: JPH11315467A
Application number: JP15513498A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Igarashi; 正弘五十嵐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【目的】連続糸並びに短繊維集合体層が崩れ絡まない
ように、挟み保持しながら移動させ、更に圧縮、回復を
繰り返しながら加工液の均一化、蒸熱、洗浄、乾燥させ
る連続化学加工方法と装置。【構成】加工液を均一に、定量給液された繊維集合体
層を、ネットコンベヤーで挟み保持しながら、全繊維が
個々に均一になるように圧縮、回復を繰り返し、超音波
で処理して加工剤を繊維表面に吸着させ、過熱蒸気で繊
維内部に拡散させる。次いで上から洗浄液、水を吹付け
下から吸引し洗浄、濯ぎをして後に上から高圧空気と過
熱蒸気を吹付け、下から吸引して乾燥する方法と装置

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続糸並びに短繊維の
スライバー状態での、染色、防縮、防菌又は消臭等の連
続化学加工に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続糸は、化学加工される時は孔明き丸
筒に捲き直しチーズにされ、スピンドル（孔明き長筒）
に差し込まれ、次いで加工機に装填されて、高温水浴で
約４〜５時間も加工されるのが通常である。その後チー
ズのスピンドルからの取り外し、脱水、乾燥、コーンへ
の巻返し等と多大の時間と工数が必要であった。しかも
加工斑、乾燥斑等多くの問題点が山積していた。一方短
繊維の綿は加圧梱包されて塊状で供給されるが、一般に
これを原綿と称するので以降この言葉を用いる。この原
綿を化学加工する時は、円筒状の孔あき側板と中心に孔
あき長筒を備えた籠に、開繊機で小さな塊に開いた原綿
を、散水しつつ加圧しながら平均に詰め込む、その籠を
加工機に装填しポンプで加工液を、中心の孔あき長筒か
ら原綿を通過させ孔あき側板を経て循環させる。しかし
ながら、原綿を開いたと言っても液の通過量が各所とも
一定でなく、加工剤の吸収にどうしても不平均が生ず
る。更に困る事は昇温すると、繊維が可塑化してポンプ
の液圧によりトンネルが出来て、益々問題を大きくする
事である。

【０００３】短繊維集合体層の化学加工方法には、もう
一つスライバー状の加工がある。短繊維の原綿をカーデ
ング工程で、針と針との引き合いで軸方向に繊維の長さ
方向を整え、ここで出来た粗スライバーを、ダブリング
とドローイングを繰り返して、太さと繊維の方向を均整
にする。その間に出来た絡み、切断繊維、羊毛であれば
雑物を取り除くコーミング工程を経てスライバーが出来
上がる。このスラィバーをこま状のトップに捲き上げ、
原綿と同じ様な加工機のスピンドルに、トップを差し込
んで加工する。原綿もスライバーも問題点は同じである
が、特に強調される点は、長時間に亘って高温水に晒さ
れるために、繊維の風合と物理的性質の劣化が大きい事
である。又スライバーでは抱合力が弱いので、加工液の
流れの為に新たに絡みが生じ、再度前コーミング工程に
戻さねばならない事である。

【０００４】勿論世界的にも、原綿及びスライバーでの
連続染色システムとして種々試作検討がなされている。
染色工業誌、平成６年１０月号、Ｐ４４〜５５を参照す
ると、羊毛スライバーの連続染色システム例としては、
Ｆｌｅｉｓｎｅｒ連続染色システムＩ．Ｌ．Ｍ．
Ａ連続染色システムノースコーゼガード・トンネル
レンジ。国産では東洋紡のシステム等が実用化され、
これらは、柔軟なゴム・ローラ（ショーワ硬度の５０〜
７０）２基の水平式バディング装置を用い、パッド液を
均一に付与し、その後は乾燥工程を通さず、濡れたまま
の状態で蒸熱装置に導かれる。この様に織物と違ってス
ライバーや原綿は濡れ蒸しが普通である。蒸熱装置とし
ては、、はＪ−ボックス型、はネットコンベヤー
型である。はスライバーを鎖状ベルトによりコンパク
トな状態で詰め込み、トンネル内を通過させる間に、中
央部の多孔性の部分で蒸熱処理を行う。原綿にはのネ
ットコンベヤー型の蒸熱装置が採用されていると書かれ
ている。次に特許登録番号１５７８２００にスライバー
の連続染色・連続多色プリントシステムがある。此の方
法にも適用繊維の幅が狭い、糊剤が必要である、連続し
て蒸熱するが、折り畳んで飽和蒸気で長時間加熱するの
で、繊維の絡みは完全には解決されていない。更にその
後の洗浄、乾燥は別工程になるので、加工時間の短縮に
は大きく寄与できない等の問題点が多い。上に記したご
とく、長期に亘り実用化の研究が繰り返されたが、未だ
成功したとは言い難いのが現状である。

【０００５】その原因を整理し、深く問題点をほり下げ
て見たい。一般に加工液の給液法は一旦液に浸し、そ
の後ロールで絞り余分の液を繰り返し使用する。その
時、幾種かの染料を混合して用いるが、その中の一種が
低温でも良く吸着する性質の場合、時間と共に混合比が
変わって来て、最初の色と最後の色に色差が生じる。機
械的な面から見るとロールでの加圧法、ゲージ法でも加
工液の吸着量の定量化が難しい。更に両端縁の集合体層
が崩れて薄くなり均一に絞られない。フロステー現象が出やすい事である。カーペットの連
続染色で特に経験する事であるが、霜が降りた様に表面
が白くなる事であるが、蒸熱器は潜熱と温度の均一性を
求めて、飽和蒸気が用いられるのが一般的である。そこ
で、これを用いて蒸熱した時、冷たい被染物に触れて潜
熱を失い、湯に戻りて被染物の表面を流れ去る。この時
繊維へ未吸着の染料が、一緒に流れてその分淡くなるの
である。プリント物は糊を一旦乾かすので、この様な現
象は見当たらない。スライバーは前工程で、短繊維を軸方向に揃え、極短
繊維並びに絡んだ繊維等を除去した物を用いて、化学加
工を行うのであるが、このスライバーを完全に保持する
事無く、加工液を掛けたり、移動中にガイド類に濡れた
状態で接触させたり、高速ガス流を吹付けたりすると、
折角整えられたスライバーに乱れが生じて絡みが出来、
再度前工程に戻す必要になる。その所用時間と経費に大
きな損失が出て、実用化が難しくなって来る事になる。

【０００６】この様に繊維の構成物の連続染色法は、ま
だまだ解決しなければならない問題を抱えており、特に
近年はクイックレスポンスの時代に突入し、染色で問題
を起こし時間を浪費するような事は出来ないので、早期
の解決法の確立が望まれているのである。これと併行し
て、織物には高級感が要求される様になって来た。今迄
は全繊維が同色に染まる反染めが、クイックレスポンス
に最も適応しやすいので、糸染めと共に開発に力が注が
れたが完成したとは言い難かった。今日では織物は、い
ろんな種類の照明と高い光度の下で、更にいろんな角度
から照射されて着用されている。そのいろんな強い光の
下でも角度でも、優美に映えるには、用いられる単繊維
が、いろんな色に着色されて、混繊されていなければな
らないのである。その為にも原綿、スライバー等の連続
染色が、それに最も適応しやすい製造法と考えられ、時
代の要求でもあるので確立を急がねばならない。これは
単に染色のみならず、他の化学加工でも同様にクイック
レスポンス、品質の均一性等の面でも望まれる事であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】繊維集合体層が外力で
崩れ絡まない様に、上下左右から保持しつつ移動させ、
化学加工液を均一に付着させ、液の中の加工剤が、凝縮
水と共に流れ出すのを防止して後、高温で繊維内部に加
工剤を急速に拡散させる。その後も上下左右から層を保
持しつつ移動させ、圧縮と回復を繰り返しながら洗浄、
乾燥させる連続糸並びに短繊維集合体層の連続化学加工
方法と装置。

【０００８】

【課題を解決するための手段】連続糸並びに短繊維の連
続化学加工は主に染色になるので、これを中心に述べて
行きたい。連続化して、途中で染液が繊維から流れ落ち
ては、その分だけ染料が少なくなるので、当然淡くなり
色斑になるから、給液量を繊維に対して少なくしなけれ
ばならない。糊を加えれば解決するが粘性のため染液が
動きにくく、しかも後の洗浄と公害を避けるための後処
理を考えると、使用は出来るだけ避けねばならない。そ
こで予備実験として糊を加えず、染料を繊維重量の５％
になる様にし、所定の助剤を加え、各種の濃厚液を調合
して、それを短繊維集合体層に給液し、液が流下しない
度合を求めた結果は、液比が１：７の場合が最高量と判
断された。この少ない量の染液をどの様にして、厚い層
に均一に給液するかであるが、被染物を一旦染液に浸
し、ロールで加圧し絞る方法の欠点は上記のごとくであ
る。そこで一つの方法として、繊維集合体層を横方向に
移動させながら、その上側に染液を給液した後別層を重
ねて、加圧ロールで圧縮したが、厚過ぎて上下に片寄り
が出来、全体を均一化することには不適当である事が、
予備実験の結果として判明した。更に実験を重ねた結
果、垂直方向に縦型にし繊維集合体層を二分層又は多分
層にして供給し、その合わせ目で給液し両側から圧縮す
れば、重力も均一に作用し染液の片寄りも起きない事が
確認された。しかし急激に圧縮すると、上下左右に急激
に染液が移動するので、片寄りを起こし不均一性を助長
することが分かって来た。又これだけでは繊維の絡みが
生ずる欠点が克服できないので、具体的には次の様な装
置を開発した。

【０００９】両側のネットコンベヤーの両端の内側に弾
性体を設け、これ等で作る四角形が形成された点で、繊
維集合体層の二分層又は多分層の合わせ目を作り、その
各合わせ目に所定量の染液を流下させる。これにより両
端より漏れ流れる染液を防ぐ事が出来、必要とあれば両
側にガイド板を設ける事も出来る。ネットコンベヤーの
間隙ゲージは、下に行くに従い段々に狭く設定される
が、これは繊維の種類の物性などによって異なってく
る。それは前以っての予備試験で、乾湿時の荷重と厚さ
の関係を、計っておけば予測出来る事である。かくして
ネットコンベヤーと弾性体とで挟み保持したままで、繊
維集合体層を加圧ローラーで圧縮し絞り、解除して回復
させ、これを繰り返し、回復膨張時に形成される細かい
隙間に、染液を誘導し全体に均一化する。圧縮時に空気
と共にネットの目を、又は過圧縮で飛び出した染液を集
めるための回収板を、途中の加圧ローラーの上に取り付
ける事が出来る。そのローラーの間隙ゲージは、直前の
ローラーの間隙ゲージより広目になされているために、
挟まれている繊維集合体層は、繊維と弾性体との弾性力
で回復膨張し、染液を元に吸い戻すと共に、片寄りを補
正する。その後の加圧ローラーの間隙ゲージを狭くし
て、再度圧縮し染液の更なる均一化を進めることにな
る。これに用いられる弾性体は、空気入りチュウブ、発
泡体、発泡体入りのチュウブ、コード入りチュウブ等が
利用され、上下どちらかのネットコンベヤーに取りつけ
縛られる。

【００１０】さて染液は、この高濃度では染料自身で溶
解出来ず、溶解剤やヒドロトロープ剤の力を借りる事に
なるが、何れにしても染料は多分子体の形で存在する。
それを繊維表面に吸着させるには、多分子体を単分子体
の方向に導き、表面への親和力を増大させねばならない
が、飽和蒸気で熱を伝え様とすると、凝縮水で吸着前に
流れてしまう。そこで超音波の激しい振動による分子の
摩擦力によって、染料を活性化させ、繊維も吸着性を大
きくし、水も短時間で昇温させ、全体的に吸着性を増や
して、染料を繊維表面に吸着させるのである。その場
合、上側のネットコンベヤーが金属のときは、超音波振
動の減衰を防ぐために、網目は８ｍｍ以上が望ましいと
される。その後１０１〜１９０℃の過熱蒸気で、短時間
加熱され染料は繊維内部に拡散される。当然空気は排除
されるので、酸化に弱い繊維でも風合や物性の変化は、
極めて微小の範囲内に留まる。

【００１１】更に上に記したネットコンベヤー装置を用
い、ネットコンベヤーを挟んで、上下から間隔を置いて
数組のローラーで加圧して、繊維集合体層の圧縮と回復
を繰り返す間に、上から洗浄液を吹きつけて洗浄し下か
ら吸引し、次に水を吹きつけて下から吸引し、洗浄する
方法と装置。繊維集合体を最後に乾燥するのであるが、
上下ネットコンベヤーを上下ロールで固く保持し、高圧
空気で水分を弾き飛ばし、隔壁を設けて１０１〜１９０
℃の過熱蒸気を吹付け、下から吸引して乾燥させる。乾
燥機出口から出る繊維集合体層は、冷却する時内部に含
んだ蒸気が、凝縮するのはほんの繊維重量の数％に過ぎ
ない。これは大変重要な事で、羊毛等は絶乾になると後
の紡績工程で静電気の発生、表面のガサつきのため作業
性が極めて不良になる、その為に高湿度の室でエージン
グして自然吸湿を待つ。これが省略出来る事になる。そ
れの製紙工程の例としては、公表特許公報（Ａ）平４−
５０４７３９に記載されている。これに依れば、紙の乾
燥に過熱蒸気を使用すると、乾燥紙製品の物理的特性及
び光学的特性が、通常の空気乾燥の場合よりも、著しく
改善されるとしている。濡れた繊維を過熱蒸気で乾燥す
れば、水分は蒸気の過熱量と凝縮潜熱で１００℃にさ
れ、その熱水は更に加熱されて蒸気として運び去られ
る。空気の場合は分圧分だけしか蒸気にならない。空気
がなければその分だけ速く乾燥が進み、又空気の様に熱
風を捨てる必要なく、再加熱で再使用が出来て経済的で
もある。原綿での染色はクリンプが延ばされず、そのま
まの姿で染色されてセットされ、糸になり織物になって
から、膨らむのが特性とされている。連続染色の場合は
繊維集合体層に、ある程度の抱合力でスライバーが続か
ないと操作は難しい。現在では不織布の製造が盛んにな
り、これらの要望を満たす繊維集合体を製造する装置
が、開発されているので十分この発明の装置に適用出来
るものである。次に文中にて引用した文献の他に、参考
にした文献名を記載する。特許番号昭和５２−２５４６
９・特許公報昭和５８−２２５８３・公開特許公報
昭和５９−１９２７６６。ＡｍｅｒｉｃａｎＤｙｅｓｔｕｆｆＲｅｐｏｒｔｅ
ｒ、Ｄｅｃｅｍｂｅｒ１９９０Ｐ３０・加工技術
Ｖｏｌ、２１、Ｎｏ、９１９８６Ｐ５５４。

【００１２】

【実施例】ここでは羊毛のスライバーを、連続染色する
装置として設計した。 ◇ 羊毛スライバーは２４ｇ／ｍの物を用い、一分層は
１２本並列とし、三分層供給方式とした。 ◇ １２本並列層は幅が３０ｃｍ、乾燥時の極限厚さは
８ｍｍ、湿潤時は５ｍｍであった。 ◇ 加工速度は１ｍ／ｍｉｎで、生産量は５３ｋｇ／ｈ
ｒとした。 ◇ 液比は３００％とし、給液量は２６５０ｃｃ／ｍｉ
ｎとした。染液には染料、助剤が０ｗｆ計算で所定量溶
解されている。 ◇ 最も吸着速度の遅い直接染料１％０ｗｆ、液比３
００％の水に溶かし、それで脱脂綿１０ｇを均一に濡ら
し、２４５０ＭＨｚ、５００Ｗの超音波を照射した結
果、５０〜７０秒の間に吸着の転移点があった。羊毛用
の酸性染料は直接染料よりも吸着速度が速いので、加工
時間は１分間で十分とした。 ◇ 蒸熱温度は羊毛の化学的性質から勘案し１２５℃と
した。更に蒸熱時間は諸データーから考え３分間とし
た。 ◇ 乾燥温度は羊毛の高温空気中の物性変化から見て、
１２５℃が適当と判断された。乾燥時間は３分間と設定
した。これ等の設計条件と予備試験の結果から、具体的な装置
の概要を図面で示して見たい。

【００１３】図３は、本発明装置の１実施例の断面図で
あり、加工液給液装置として設計されたものである。５
はスライバーで３分層にて供給される。４は加圧ローラ
ーで上から１〜６号ローラーと命名する。１のネットコ
ンベヤーと２の弾性体と１号ローラーとの交差点付近
に、６の加工液供給パイプから染液を流下させる。染液
を含んだスライバーは、１のネットコンベヤーと２の弾
性体とに、挟み保持されながら下の方に搬送される。そ
の間にネットコンベヤーの外側から１〜６号ローラーで
加圧圧縮される。その時の間隙ゲージは１号＝３０ｍ
ｍ、２号＝２４ｍｍ、３号＝１４ｍｍ、４号＝２０ｍ
ｍ、５号＝１６ｍｍ、６号＝１４ｍｍとした。但し間隙
ゲージはネットコンベヤー間の距離で表示した。弾性体
はゴムチュウブ２５ｍｍΦの中に、空気を１ｋｇ／ｃｍ
^２を圧入し、下のネットコンベヤーに紐で縛り付けられ
た。加圧圧縮から回復膨張の時、ネットコンベヤーも膨
れる必要ある為、１号ローラーを駆動軸としてネットコ
ンベヤーを押し出す方式とした。全長は７０ｃｍとし
た。図４は本発明装置の１実施例の蒸熱装置の断面図で
ある。７の超音波発振部２４５０ＭＨｚ、５００Ｗの発
振器を５器取りつけ、照射される面の放射量が、均一に
なる様に千鳥状に配置された。８の過熱蒸気の吹付けノ
ズルは、隔壁を経て８組取りつけられ、作用後の蒸気は
９の吸引ダクトから排出される様にした。各ノズルの後
には加圧ローラーが設けられ、圧縮による絞り効果で、
蒸熱効果の向上を計った。ノズル形状は気体の直流が得
られる物が選ばれた。全長は５ｍとした。

【００１４】図５は本発明装置の１実施例の洗浄装置の
断面図である。１１の吹付けノズルは、液体の直流が得
られる物が選ばれた。ノズルは洗浄用５組、水用５組が
取り付けられた。各ノズルの後には加圧ローラーを取り
つけ圧縮し、洗浄効果の向上を計った。全長は７ｍとし
た。図６は本発明の１実施例の乾燥装置の断面図であ
る。１２の高圧吹付けノズルは、気体の直流が得られる
物がえらばれ、５組が取りつけられた。８の過熱蒸気吹
付けノズルは、図４の蒸熱装置と同様の性能で８組が取
りつけられた。全長は５ｍとした。図３、図４、図５、
図６を直線状に並べても、総長は１８ｍとなり前後の供
給、捲取り装置を含めても３０ｍ以内におさまり、実用
上なんらの問題が無いと判断された。

【００１５】

【発明の効果】上に説明したように、本発明はネットコ
ンベヤーとそれに取りつけ縛られた弾性体とで、繊維集
合体層を挟み保持しながら、加工液を給液、均一化し、
蒸熱、洗浄、乾燥すれば、加工斑も無く、繊維の絡みに
よる無駄も無く、繊維の物性の劣化も少なく、連続加工
も行えてクイックレスポンスに充分対応が可能である。
更に加工揚がりの繊維の水分量も安定し、紡績性の向上
にも大きく寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ネットコンベヤーと弾性体とで、上下左右から
挟み保持された、繊維集合体層の搬送装置の説明図であ
る。

【図２】図１の搬送装置でネットコンベヤーを挟んで、
繊維集合体層を加圧圧縮する時の説明図である。

【図３】繊維集合体層に加工液を給液し、全繊維に加工
液を均一に付着させる時の説明図である。

【図４】加工液が均一に付着させられた繊維集合体層
を、超音波で処理して加工剤を表面吸着させ、その後過
熱蒸気で繊維内部へ拡散させる時の説明図である。

【図５】ローラーで加圧、回復を繰り返しながら、繊維
集合体層の洗浄、濯ぎする時の説明図である。

【図６】ローラーで加圧、回復を繰り返しながら、繊維
集合体層を高圧空気の吹つけと、過熱蒸気で乾燥する時
の説明図である。

【符号の説明】

１ネットコンベヤー２弾性体３繊維集合体層４加圧ローラー５スライバー６加工液供給パイプ７超音波発振部８過熱蒸気の吹付けノズル９吸引ダクト１０隔壁１１洗浄液、水の吹付けノズル１２高圧空気の吹付けノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２６Ｂ 13/10 Ｆ２６Ｂ 13/10 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続糸並びに短繊維の集合体層を、ネッ
トコンベヤーで両側から挟んで移動させる時、集合体層
の両端縁が崩れ絡むのを防止する為に、ネットコンベヤ
ーの両端の内側に、弾性体を設け繊維集合体層の崩れを
封鎖すると共に、繊維集合体層を、ネットコンベヤーで
挟んだままで、加圧ローラーで圧縮し、解除後に繊維と
弾性体との弾性力で厚さが回復出来る様にした搬送装
置。
【請求項２】請求項１に記載した装置を垂直方向に用
いる。繊維集合体層は二分層又は多分層にして供給さ
れ、両側のネットコンベヤーと弾性体とで囲まれた領域
に達した時、各層間にその全幅にわたり所定量の加工液
が均一に流下給液される。その後の加圧ローラーで圧縮
して絞り、解除後に繊維集合体層の厚さを回復させ、加
工液が層内を移動する様にして均一化を計る。更に段々
と間隙ゲージを狭くして、これを繰り返す事を特徴とす
る加工液給液方法と装置。
【請求項３】請求項１に記載した装置を用いる。挟み
保持された集合体層の繊維の表面に、付着した加工液を
上から超音波で処理し、加工剤を繊維表面に吸着させ
る。次に隔壁を設けて遮断してから、１０１〜１９０℃
の過熱蒸気を、片側から吹きつけ反対側から吸引して加
熱昇温し、加工剤を繊維内部へ拡散させる蒸熱方法と装
置。
【請求項４】請求項１に記載した装置を用いる。数組
のローラーで間隔を置いて加圧し、挟み保持された繊維
集合体層の圧縮と回復を繰り返し、層内の液の通路の均
一化を計り、上から洗浄液、水を吹きつけ下から吸引す
る洗浄方法と装置。
【請求項５】請求項１に記載した装置を用いる。数組
のローラーで間隔を置いて加圧し、挟み保持された繊維
集合体層に、上より高圧空気を吹きつけて、層内の水分
を弾いて飛ばす。次に隔壁を設け遮断して後、１０１〜
１９０℃の過熱蒸気を、片側から吹きつけ反対側から吸
引する乾燥方法と装置。
【請求項６】請求項２、請求項３、請求項４及び請求
項５の装置を連結した連続糸並びに短繊維集合体層の連
続化学加工方法と装置。但し化学加工方法の種類によ
り、各請求項の装置数は増減させることが出来る。