JP3689726B2

JP3689726B2 - 編織物の連続漂白方法及び装置

Info

Publication number: JP3689726B2
Application number: JP19436997A
Authority: JP
Inventors: 山東美照; 秋比古大内; 義紀古賀; ▲禎▼男田村; 博司石徹白
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: JPH1143861A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業的に生産する織編物等の布帛を染色加工することを前提として処理される前処理に係るものであって、特に薬液とレーザーによる光エネルギーを用いて、布帛に付着する不純物（挟雑物、色素、油脂分等）を、分解しかつ湯水に可溶化して、布帛より有効に除去する漂白方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
布帛に対する従来の前処理方法は、通常織り工程で付与された糊剤を、糊抜き工程で酵素あるいは酸化剤で分解して分子量を下げ、これを湯水に可溶化して除去する。次いでオイリング剤、繊維中の油脂分、不純物等を、アルカリ剤で鹸化して湯水に可溶化し除去しさらに前処理の最終工程として、有色素成分を酸化剤又は還元剤で処理し発色に関与する共役二重結合（−Ｎ＝Ｎ−等）を切断する漂白を行なって前処理を完了し、以後の染色等に供しているものである。
【０００３】
上記の酸化、還元処理は、上記酸化剤又は還元剤による０．５ないし２時間程度の煮沸とその後の洗浄を行うか、もしくはこれらの薬剤の適当濃度の溶液を、パディング手段により布重量の８０〜１１０％量を布帛に付着させた後、これを９５℃前後の蒸気雰囲気中で０．５〜１時間前後蒸熱して反応をすすめ漂白を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の前処理方法では、酸化剤又は還元剤の活性化は、溶媒である水の加熱により与えられたエネルギーにより酸化剤又は還元剤の活性化を進め繊維内不純物との反応を行っている。この方法は熱容量の大きい水を沸点まで加熱、反応に要する時間必要な熱を保持するために大きな熱量を要するものであり、さらに上記反応の完了までに長時間を要することから反応塔全体が大型化されてしまう等の不具合があった。
【０００５】
また漂白を目的として用いられる酸化剤としては、過酸化水素が汎用されるが、この過酸化水素は、急激な反応により繊維を脆化する恐れがあるので、分解抑止剤を添加して分解を遅延させながら長時間掛けて徐々に反応させなければならないことから、蒸気、熱を長時間に亘って使用しなければならず、その上繊維の仕上りが硬くなるという問題点がある。
【０００６】
また前処理として使用される還元剤としては、ハイドロサルファイト、ＳＯ₂ が使われるが、これは、漂白力が弱く木綿などの漂白に対して十分な漂白効果が得られないという問題点もあった。
【０００７】
本発明は上記の各問題点を解消するためになされたもので、光化学反応において紫外域の光エネルギーが、薬剤やその溶媒である水を効果的に活性化することに着目し、更にレーザーによる光化学反応は通常の光化学反応よりも桁違いの反応能力を有することに着目して、この活性化による分子結合の破壊による低分子化等による糊料の分解、脱色を低温で行うとともに強い活性化により、反応時間を短縮すること、高度な白度を得ること、風合いの向上を図り、また、繊維薬剤にかかる熱を、光化学反応により熱の作用を抑え、熱と薬剤の相互作用による繊維の脆化や硬化を避けること、さらには漂白装置の小型化と省エネルギー化を可能とするができる布帛の連続漂白方法及びその装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、酸化剤又は還元剤を添加した薬液をパッドした編織物布帛に、レーザーによる紫外域の光線を照射して布帛に含まれる不純物、色素を分解すると共に、布帛に付与されている上記薬液の活性を高め、次いで上記不純物、色素を湯水に可溶化除去させる編織物の漂白方法であることを特徴としている。
【０００９】
また請求項２では、請求項１に加えて、編織物布帛に照射する紫外線レーザーが、１５０ｎｍ乃至３７０ｎｍの光線である編織物の漂白方法であることを特徴としている。
【００１０】
また請求項３では、長尺の編織物を連続的に走行させる移送路の移送方向に沿って上記編織物布帛に酸化剤、置換剤を添加した薬液を付与するパティング槽と、該薬液が付与含浸された編織物布帛の漂白反応を目的としてタイミング移送せしめるためのロール群と、該ロール群を通過した編織物にレーザーを均一に照射せしめるためのレーザー発振機構を配置してなる編織物の漂白装置であることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
本発明の漂白方法は、編織物布帛（以下これを単に布帛と言う）に酸化剤又は還元剤を付与する液処理工程と、この液処理工程を得た布帛にレーザーを照射するレーザー処理工程とからなっている。図１において、１は処理すべき長尺の布帛であって、この布帛１は先ず最初に薬液パティング槽２内に供給され、該薬液パティング槽２内では、酸化剤又は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（処理液）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、常温下におけるタイミングロール群５に案内させて漂白反応を進行させる。タイミングロール群５を通過した布帛１は、レーザー発振機構６に送られるが、このレーザー発振機構６は、移送される布帛１面に対して、レーザーによる反応時間を長く保持せしめるために、布帛の移送方向に沿って多数が配列されており、さらにガイドロール１１によりレーザーを受ける布帛の移送路が長くなるように構成されている。
【００１３】
さらに上記レーザー発振機構６の構成の１列を挙げると、図２で示すように、レーザー発振機７と、このレーザー発振機７からのレーザーを布帛幅方向へ均一に拡散せしめるためのレンズ系５，９，１０とからなっており、これらのレンズ系によりレーザーを長方形に拡張することができる。上記レーザー発振機７は、エキシマレーザー、ガスレーザー、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー等の中から例えば通常の紫外光源や紫外線発光装置に比べて非常に狭い周波数領域にエネルギーが集中し、かつ指向性が非常に鋭いレーザーを放出し得るレーザー発振器を選択使用することができる。
【００１４】
またエキシマレーザー、ガスレーザー等においても各種のものがあり、例えばエキシマレーザーにあっては、下記の表１で示す如き公知の各種のレーザーを使用することができるが、本発明で必須の要件としていることは、そのレーザーが熱を帯びさせることのない紫外域のレーザーを選択使用することにある。
【００１５】
【表１】

【００１６】
またガスレーザーにあっては、
【００１７】
【表２】

【００１８】
以上のエキシマレーザー及びガスレーザによるそれぞれの特性から判断して、エキシマレーザーについては、その殆んどが紫外域の波長１５０〜４００ｎｍであることから、本発明においてエキシマレーザー発振器を使用することができる。またガスレーザーにあっては、それら特性から判断してアルゴンイオンを使用したアルゴンイオンレーザー発振器又はクリプトンイオンを使用したクリプトンイオンレーザー発振器、さらにはヘリウムカドミウムレーザー発振器及び窒素レーザー発振器の使用が可能である。
【００１９】
その他のレーザーは発振器として固体レーザーや半導体レーザー発振器を使用することも可能であるが、一般的に半導体レーザー発振器は、その出力が小さいので複数個の半導体レーザー発振器を集積化することで本発明の目的を達成することができる。
【００２０】
次にその作用について述べると、薬液パティング槽２内に供給する薬液として、光と組み合わせることにより特異な反応性を示すＮａＢＨ₄ を漂白用還元剤として布帛に用いた。
【００２１】
ＮａＢＨ₄ は５５０℃で水素を発生し急激に分解する性質からも容易に推測されるように、ある条件の下においては、与えられたエネルギーにより多量の水素を発生し強力な還元力を持つ金属水素錯化合物である。
【００２２】
また、ＮａＢＨ₄ は、メタノールとは作用し合い６０℃で２４分間で１００％の水素を発生させるが、エタノールとは反応が遅く均一溶液で還元できしかも溶媒との副反応により還元剤がメタノールの場合ほど失われないと言う利点が知られている。これらの特徴を利用し、布帛の繊維種類、密度、混紡等の諸元により使いわけ、布への傷害を最低減にしつつ良好な漂白が可能となった。
【００２３】
そこで糊抜き・精練を終えている布帛１をパティング槽２内に供給して、該パティング槽２内で上記薬液３を含浸させた後、該布帛１を、タイミングロール群５に案内させる。タイミングロール群５を通過する布帛１は、上記薬液による反応が進行し、次いで該布帛１はレーザー発振機構６によるレーザー照射ゾーンに送られる。このレーザー照射ゾーンでは、上記の薬液３を含む布帛１が、レーザーを受けることにより布帛１に付着されている不純物、色素等が分解されると共に、布帛に付与されている上記薬剤等の活性化（賦活化）が促進され漂白が有効になされる。
【００２４】
このようにして糊抜き・精練済みの布帛に酸化剤又は還元剤を付与した後の布帛に紫外域の波長であるレーザーを照射し、次いで該布帛を不図示の洗浄槽内で洗浄処理することで布帛に付着されていた不純物、色素等が湯水により溶解脱落し、布帛の漂白が有効になされる。
【００２５】
以下に本発明が行なった各実施例について述べる。
【００２６】
【実施例】
［実施例１］
１０％の過酸化水素溶液をＮａＯＨ１％にてアルカリ性に活性化して精練済み布帛を２ｄｉｐ２ｎｉｐにてパディングし（絞り率１００％）した後、２４８ｎｍ。３５Ｈｚ（ヘルツ）のＫｒＦエキシマレーザーを７．５ｍＪ／ｃｍ² ／ｐｌｓ．（パルス）照射し、その後、該布帛を湯洗い→表面活性剤洗い→湯洗い→水洗（以下洗浄と言う）した後乾燥した。この処理の結果、ハンター白度９０．３。Ｙ．Ｉ（イエロー・インデクッス）０．１６の測定値である処理布を得た。
この値は蛍光増白剤を併用使用しない値である。
【００２７】

［実施例２］
ＮａＯＨを１％用いアルカリ性とした１０％のＮａＢＨ₄ （溶媒はメタノール−水混和物）を用い、精練済み布帛を２ｄｉｐ２ｎｉｐにてパディングし（絞り率１００％）した後、２４８ｎｍ。３５Ｈｚ（ヘルツ）のＫｒＦエキシマレーザーを４０ｍＪ／ｃｍ² ／ｐｌｓ．のエネルギーで１０００ｐｌｓ．（パルス）照射した後洗浄し、その後乾燥した。この処理の結果、ハンター白度８９．９８。Ｙ．Ｉ（イエロー・インデクッス）０．１６の測定値である処理布を得た。
【００２８】
同様に１９３ｎｍ。７０ＨｚのＡｒＦエキシマレーザーを５０ｍＪ／ｃｍ² ／ｐｌｓ．のエネルギーで１０００ｐｌｓ．照射した場合ではハンター白度８９．７。Ｙ．Ｉ（イエロー・インデクッス）０．１７を得た。
【００２９】
酸化漂白に比して厚みのある柔らかい風合いの漂白布を得た。
【００３０】
この値は蛍光増白剤を併用使用しない値である。
【００３１】

［実施例３］
ＮａＯＨを１％用いアルカリ性とした８％のＮａＢＨ₄ （溶媒水）を用い、精練済み布帛を２ｄｉｐ２ｎｉｐにてパディングし（絞り率１００％）した後、２４８ｎｍ。３５Ｈｚ（ヘルツ）のＫｒＦエキシマレーザーを４０ｍＪ／ｃｍ² ／ｐｌｓ．のエネルギーで１０００ｐｌｓ．（パルス）照射した後洗浄し、その後乾燥した。その処理の結果、ハンター白度９０．２３。Ｙ．Ｉ（イエロー・インデクッス）０．１５の測定値である処理布を得た。
【００３２】
酸化漂白に比して厚みのある柔らかい風合いの漂白布を得た。
【００３３】
この値は蛍光増白剤を併用使用しない値であるが、エステルフィラメントに蛍光が存在する。
【００３４】
注測色基準用・標準白板の値ハンター白度９６．４
使用布帛：Ｅ／Ｃ（５０／５０）ポプリン経て２０／２緯４０／２０
［実施例４］
ＮａＯＨを１％用いアルカリ性とした１０％のＮａＢＨ₄ （溶媒はメタノール−水混和物）を用い、精練済み布帛を２ｄｉｐ２ｎｉｐにてパディングし（絞り率１００％）した後、３０８ｎｍ。７０Ｈｚ（ヘルツ）のＸｅＣｌエキシマレーザーを７０ｍＪ／ｃｍ² ／ｐｌｓ．のエネルギーで１０００ｐｌｓ．（パルス）照射した後洗浄し、その後乾燥した。その処理の結果、ハンター白度８５．７。Ｙ．Ｉ（イエロー・インデクッス）０．１６の測定値である処理布を得た。
【００３５】
この値は蛍光増白剤を併用使用しない値である。
【００３６】

［実施例５］
４％の過酸化水素溶液をＮａＯＨ１％にてアルカリ性に活性化して精練済み布帛を２ｄｉｐ２ｎｉｐにてパディングし（絞り率１００％）した後、２０分室温にて放置後、２４８ｎｍ。３５Ｈｚ（ヘルツ）のＫｒＦエキシマレーザーを３０ｍＪ／ｃｍ² ／ｐｌｓ．のエネルギーで２００ｐｌｓ．（パルス）照射した後洗浄し、その後乾燥した。その結果、ハンター白度８７．３。Ｙ．Ｉ（イエロー・インデクッス）０．１７の測定値である処理布を得た。薬剤の浸透効果によるものと思われる。
【００３７】
この値は蛍光増白剤を併用使用しない値である。
【００３８】

【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来の熱エネルギーによる薬剤の活性化に代わり光化学反応による分子の活性化、さらにはパルス波の衝撃効果を利用して、薬剤の賦活を効果的に行いかつその活性化作用は、従来法よりも強くこれにより漂白工程の短縮と、低温の下での漂白が可能となる。また、従来還元剤による漂白は風合い的に好ましいとされていたが、漂白力が弱く使用対象が限られていたが本発明の実施例２，３，４で見られるように良好な白度が得られる。
【００４０】
また本発明によれば布帛の連続処理装置として、従来の蒸気による加熱よりも、反応の数値制御がより正確かつ容易であり、布帛の繊維種類、密度、混紡率等の諸元により使用パルス、布帛との距離等の数値制御的な使いわけにより布帛への傷害を最低限にしつつ良好な漂白が可能である。
【００４１】
また本発明で使用されるレーザー発振装置の大きさは、従来の湿熱反応処理装置の大きさと比較して、大幅に小型化することができ、これによって長尺布帛を漂白処理すべき設備全体の小型化と、設置容積の小スペース化が可能となるという特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明よりなる糊抜き・精練・漂白装置の概略説明図。
【図２】本発明よりなる糊抜き・精練・漂白装置に使用されるレーザー発振機構の概略説明図。
【符号の説明】
１…布帛２…薬液パティング槽
３…糊抜き精練処理液４…絞りロール
５…タイミングロール６…レーザー発振機構
７…レーザー発振器８…レンズ系
９…レンズ系１０…レンズ系
１１…ガイドロール

Claims

糊抜き精練済みの編織物布帛に、酸化剤又は還元剤を添加した薬液をパッドした後、該布帛にレーザーによる紫外域の光線を照射して、布帛に含まれる不純物、色素等を分解すると共に、布帛に付与されている上記薬剤の活性を高め、次いで上記不純物、色素等を湯水に可溶化除去させることを特徴とする編織物の漂白方法。
編織物布帛に照射する紫外線レーザーが、１５０ｎｍ乃至３７０ｎｍの光線であることを特徴とする請求項１記載の編織物の漂白方法。
長尺の編織物を連続的に走行させる移送路の移送方向に沿って上記編織物布帛に酸化剤又は還元剤を添加した薬液を付与するパティング槽と、該薬液が付与含浸された編織物布帛の漂白反応を目的としてタイミング移送せしめるためのロール群と、該ロール群を通過した編織物にレーザーを均一に照射せしめるためのレーザー照射機構を配置してなることを特徴とする編織物の漂白装置。