(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性処理液を充填した水槽と、
上下２枚のメッシュベルトを有し、前記２枚のメッシュベルトが互いに重なり合ってウェブ状の獣毛繊維連続体を挟持した状態で前記水槽内の水性処理液中を運搬するように構成されたネットコンベアと、
前記水槽内に設けられた吸引口に接続された供給口及び前記水性処理液を吐出する吐出口を備える気液混合ポンプと、前記気液混合ポンプの下流側に接続された静止型ミキサーと、前記水槽内の前記吸引口に対して前記メッシュベルトを挟んで対向する位置に設けられかつ前記静止型ミキサーの下流側に接続された吐出ノズルとを有する一対の処理液循環系であって、それぞれが、前記吸引口の取付け位置がメッシュベルトに対して表裏逆に設けられている処理液循環系と、
前記処理液循環系にオゾンガスを供給するオゾナイザーとを備え、
前記気液混合ポンプから送り出された水性処理液と前記オゾナイザーから供給されたオゾンガスとを前記静止型ミキサーによって前記オゾンガスの微細気泡として前記水性処理液中に均一に分散させた後、前記吐出ノズルから前記メッシュベルトに向かって吐出されたオゾンガス分散水性処理液を前記吸引口から吸い込むことによって、前記獣毛繊維連続体を連続的にオゾン処理することを特徴とする獣毛繊維連続体の改質処理装置。
【請求項２】
前記処理液循環系を一対備え、前記一方の処理液循環系の吐出ノズルは、前記メッシュベルトの片面側に設けられ、前記他方の処理液循環系の吐出ノズルは、前記一方の処理液循環系の吐出ノズルに対して、前記メッシュベルトの反対面側に前記メッシュベルトに対して対向しないように設けられることを特徴とする、請求項１記載の獣毛繊維連続体の改質処理装置。
【請求項３】
前記水槽は、前記メッシュベルトがその内部を通過することができる寸法の内腔を有する断面略矩形の筒状体で構成されており、かつ、略中央部分が低位であって、その内腔を通過する前記メッシュベルトが一端下降してその後上昇するような略Ｖ字型に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の獣毛繊維連続体の改質処理装置。
【請求項４】
供給口が前記処理液循環系の吸引口及び前記吸引口の上方に隣接して設けられた第２吸引口に接続されるとともに吐出口が前記水槽に連結される循環ポンプを有する循環系をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１つに記載の獣毛繊維連続体の改質処理装置。
【請求項５】
前記処理液循環系の吸引口と気液混合ポンプの供給口との間に、前記オゾナイザーからのオゾンガスおよび前記水性処理液の新液が供給されることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１つに記載の獣毛繊維連続体の改質処理装置。
【請求項６】
前記処理液循環系の吐出ノズルは複数備えられており、それぞれのノズルは前記メッシュベルトの幅方向寸法より短い長さであって、前記メッシュベルトの幅方向に対して逆向きに並べられて配置されていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１つに記載の獣毛繊維連続体の改質処理装置。
【請求項７】
前記オゾンガスの微細気泡は、５０ミクロン以下であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１つに記載の獣毛繊維連続体の改質処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、獣毛繊維連続体を処理するための装置に関し、特に獣毛繊維の防縮性と、抗ピリング性を改良処理するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
獣毛繊維は、衣料用繊維として特有の風合いを有し、また吸湿性、放湿性、保水性、保温性に優れ、更に撥水性という特異な性質を兼ね備えており、適度の強度および伸度と摩耗性があり、生分解性をも備えた繊維である。しかし、獣毛繊維の表面構造に由来するフェルト性やピリング性は、衣料用繊維としては好ましくない性質であった。それゆえ、表面の改質、改良研究が、防縮加工を主目的として古くから行われ、その一環として抗ピリング加工も付随して行われてきた。しかし、これらの方法は、獣毛繊維の本来の性質である撥水性を完全に犠牲にしたものであった。
【０００３】
従来からの獣毛繊維の表面改質方法として、防縮加工を目的として、塩素化剤または酸化剤を使用して獣毛表皮組織であるスケールのソフト化や除去が行われてきたが、塩素化剤の使用は吸収性有機ハロゲン化合物（Absorbable Organic Halides；ＡＯＸ）の排出基準からみて、将来問題になってくる可能性がある。更に塩素化剤または酸化剤を用いた処理の場合、獣毛本来の風合いや撥水性を損ねたり、繊維の強度、摩耗性の低下を招く欠点があった。
【０００４】
特開昭５０-１２６９９７号公報は、羊毛に酸類または酸性塩類の水溶液を含浸させた状態でオゾン含有ガスを接触させることにより、羊毛の風合いおよび強度を悪化させることなく羊毛の染色性および防縮性、併せて羊毛−合繊混合品の抗ピリング性を向上させる方法を開示している。しかし、この方法では、オゾンガス雰囲気中での処理であるため密閉系とする必要があり、含水した羊毛繊維と暴露されたオゾンとが反応するため、含水斑、オゾンの暴露斑が直接処理斑となり、処理の均一性が劣り、且つ、密閉系での処理のため生産性が低く、加工装置からのオゾン漏れ、作業環境の悪化など、環境負荷が大きいため工業化が難しい。
【０００５】
特開平３-１９９６１号公報は、酸化剤としてオゾンを用いる獣毛の防縮加工方法を開示している。またオゾンを微細気泡として水浴中の獣毛に接触することを記載している。しかし、繊維集団の細部までオゾンガスの気泡を到達させるには、ガラスフィルター程度で発生する気泡では、気泡が大きすぎ、繊維集団の表層のみを処理できる程度である。そのため、処理斑が発生し、十分に防縮性を付与することはできない。獣毛の処理量が多量になれば、更に処理斑が発生する。繊維集団の細部までオゾンガスの気泡を到達させるには、処理すべき獣毛の繊度（したがって繊維直径）よりも細かい気泡が必要である。また、３０℃、３０分間撹拌するだけでは不十分である。
【０００６】
上記問題に対して、特開２００１−１６４４３０号公報は、繊維集団の細部までオゾンガスの気泡を到達させるために、水性処理液中でオゾンを１０ミクロン以下の超微細気泡として含んだ該水性処理液を吹き付けてオゾン処理する方法を開示している。そして、当該公報の図１には、上記方法を用いて獣毛繊維を改質処理する装置について開示されている。しかし、この装置は編地を固定枠に固定してオゾン処理するように構成されており、繊維連続体を連続的に処理することができない。また、編地の厚み方向に均一な処理を行うことが困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、獣毛繊維本来の風合いおよび撥水性を損なうことなく、且つ環境への負荷の少ない、獣毛繊維の防縮性と抗ピリング性を向上するための処理を連続的に行なう装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の獣毛繊維連続体のオゾン処理装置を提供する。
【０００９】
水性処理液を充填した水槽と、上下２枚のメッシュベルトを有し、前記２枚のメッシュベルトが互いに重なり合ってウェブ状の獣毛繊維連続体を挟持した状態で前記水槽内の水性処理液中を運搬するように構成されたネットコンベアと、前記水槽内に設けられた吸引口に接続された供給口及び前記水性処理液を吐出する吐出口を備える気液混合ポンプと、前記気液混合ポンプの下流側に接続された静止型ミキサーと、前記水槽内の前記吸引口に対して前記メッシュベルトを挟んで対向する位置に設けられかつ前記静止型ミキサーの下流側に接続された吐出ノズルとを有する一対の処理液循環系であって、それぞれが、前記吸引口の取付け位置がメッシュベルトに対して表裏逆に設けられている処理液循環系と、前記処理液循環系にオゾンガスを供給するオゾナイザーとを備え、前記気液混合ポンプから送り出された水性処理液と前記オゾナイザーから供給されたオゾンガスとを前記静止型ミキサーによって前記オゾンガスのとして前記水性処理液中に均一に分散させた後、前記吐出ノズルから前記メッシュベルトに向かって吐出されたオゾンガス分散水性処理液を前記吸引口から吸い込むことによって、前記獣毛繊維連続体を連続的にオゾン処理する。
【００１０】
上記構成において、ネットコンベアは、上下２枚のメッシュベルトを有し、メッシュベルト同士が互いに重なり合うような状態となって、獣毛繊維連続体を挟持しながら、水槽内の水性処理液内を運搬するように構成されているコンベアである。獣毛繊維としては、羊毛、モヘア、アルパカ、カシミア、ラマ、ビキューナ、キャメル、アンゴラなどが例示され、その連続体は、獣毛または獣毛と他の繊維例えば合成繊維との混紡糸から、製織、縫製または不織布製造方式により製造された布帛類およびスライバーである。ネットコンベアは、少なくとも水槽内で２枚のメッシュベルトが重なり合うように構成されていればよく、本装置へ獣毛繊維連続体が供給される場合は、上下２枚のメッシュベルトの間に獣毛繊維連続体が配置されるとともに、出口では上下２枚のメッシュベルトが離れ獣毛繊維連続体を開放するように構成されていてもよい。
【００１１】
処理液循環系は前記水槽内に吐出ノズルと吸引口とを有し、前記水槽内の水性処理液の一部を循環する。吐出ノズルからは、水性処理液及びオゾンガスが均一に分散されたオゾンガス分散処理液が吐出され、吸引口から吸引される。
【００１２】
処理液循環系の静止型ミキサーは、オゾナイザーから供給されたオゾンガスを微細気泡として気液混合ポンプから送り出された水性処理液内に均一に分散させる。処理液循環系へのオゾンガスの供給位置は、吸引口と気液混合ポンプの間であることが好ましい。
【００１３】
オゾンガスは、酸素を原料とし、無声放電方式、光化学作用方式、プラズマ放電方式等により酸素の一部を変換して製造されたオゾン含有気体（以下、オゾンという場合、オゾン含有気体をも意味する。）をそのまま使用することができる。
【００１４】
静止型ミキサーによって水性処理液及びオゾンガスが均一に分散されたオゾン分散処理液は、吐出ノズルからメッシュベルトの片面側に向かって吐出され、２枚のメッシュベルトに挟持されているウェブ状の獣毛繊維連続体とオゾンガスとが化学反応する。そして、メッシュベルトに対して吐出ノズルと対向する位置に設けられた吸引口からの吸引力によって、吐出ノズルからの分散処理液中のオゾンガスの微細気泡が獣毛繊維連続体の各繊維間を通過し、吸引口から吸引される。
【００１５】
上記構成によれば、連続的に供給される獣毛繊維連続体をネットコンベアによって連続的に運搬するとともに、水槽内に配置された処理液循環系によって、オゾン処理を連続的に行うことができる。また、処理液循環系は、オゾンガスを水生処理液内に微細気泡として分散させることによって、オゾンガスの処理液中での滞留時間を長くして、処理液中に長く保留させることができるとともに、獣毛繊維連続体の繊維間の隙間を通過しやすく、オゾンガスと獣毛繊維連続体の接触をより効果的に行うことができる。さらに、オゾンガスが分散した水性処理液をメッシュベルトの片面側から吐出するとともにその対向位置から吸引するため、獣毛繊維連続体の裏面側にまでオゾンガスを急速に到達させることができ、処理の均一化を図ることができる。
【００１６】
本発明の獣毛繊維連続体のオゾン処理装置は、具体的には以下のように種々の態様で構成することができる。
【００１７】
好ましくは、獣毛繊維連続体の改質処理装置は、前記処理液循環系を一対備え、前記一方の処理液循環系の吐出ノズルは、前記メッシュベルトの片面側に設けられ、前記他方の処理液循環系の吐出ノズルは、前記一方の処理液循環系の吐出ノズルに対して、前記メッシュベルトの反対面側に前記メッシュベルトに対して対向しないように設けられる。
【００１８】
上記構成において、獣毛繊維連続体の改質処理装置は、処理液循環系を一対備える。それぞれの処理液循環系は、獣毛繊維連続体の両面側から水性処理液を吐出させ、裏面側へ吸引することができる。各々の処理液循環系の吐出ノズルは、異なる一方側で、当該２つのメッシュベルトに対して対向しない位置に設けられている。したがって、両面とも均一に処理を行うことができ、獣毛繊維連続体の厚み方向の処理のムラをなくすことができる。
【００１９】
好ましくは、前記水槽は、前記メッシュベルトがその内部を通過することができる寸法の内腔を有する断面略矩形の筒状体で構成されており、かつ、略中央部分が低位であって、その内腔を通過する前記メッシュベルトが一端下降してその後上昇するような略Ｖ字型に構成されている。
【００２０】
上記構成において、水槽は、断面略矩形の筒状体で構成されており、その内腔にメッシュベルトが通過できるように構成されているため、その水槽に充填される水性処理液の量を少なくすることができる。したがって、水性処理液量に対するオゾンガスの量を多くすることにより、浴比を小さくして単位容量当たりのオゾンガスの気泡数を増やすことができる。
【００２１】
また、略Ｖ字型に折り曲げられて構成されていることにより、その内腔を通過するメッシュベルトが斜め方向に下降及び上昇移動する。よって、水槽の運搬方向の長さを短く構成することができ、装置を小さく構成することができる。また、斜め方向にメッシュベルトを保持することにより、オゾンガスの気泡メッシュベルトに沿ってを上方に逃がして気泡たまりを発生させないようにするとともに、上に移動する気泡を吸引し繊維連続体との反応をさらに進めるさせることができる。
【００２２】
好ましくは、獣毛繊維連続体の改質処理装置は、供給口が前記処理液循環系の吸引口及び前記吸引口の上方に隣接して設けられた第２吸引口に接続されるとともに吐出口が前記水槽に連結される循環ポンプを有する循環系をさらに備える。
【００２３】
上記構成において、循環ポンプは供給口が処理液循環系の吸引口に連結されており、吐出口が水槽の任意の位置に連結されている。したがって、循環ポンプは、処理液循環系の吸引口の吸引力を強力にするように機能する。結果として、処理液循環系は、吸引力が大きくなり、吐出量に比べて吸引量が多く、オゾンガスの微細気泡をより急激に引き込むことができる。
【００２４】
処理液循環系の吸引量を多くするためには、気液混合ポンプを大型のものにすればよいが、その場合は、気液混合ポンプの吐出ノズルから吐出される水性処理液の量も多くなる。したがって、気液混合ポンプによる吸引力のみでは吐出されたオゾンガスを十分に吸引できない。しかしながら、上記構成においては、気液混合ポンプによる吸引分だけ吸引量を多くすることができる。よって、オゾンガスをより迅速に引き込むことができる。
【００２５】
また、気液混合ポンプの吐出側から吐出される水性処理液の温度を調整することで、水槽中の水性処理液の温度を容易に調整することができる。
【００２６】
好ましくは、前記処理液循環系の吸引口と気液混合ポンプの供給口との間に、前記オゾナイザーからのオゾンガスおよび前記水性処理液の新液が供給される。
【００２７】
上記構成において、処理液循環系を循環する水性処理液は、水槽内を運搬される獣毛繊維連続体をオゾン処理したものであるため、その中には獣毛繊維を構成するたんぱく質などの流出物が混入する。したがって、オゾンガスを処理液循環系に供給すると、オゾンガスがその流出物と反応することが考えられ、水槽中でオゾンガスが消費されるおそれがある。
【００２８】
したがって、オゾンガスと水性処理液の新液を近傍位置に供給することによって、水性処理液中に含まれる流出物の濃度を低くし、新たに供給されるオゾンガスと流出物との反応を抑制することができる。
【００２９】
また、気液混合ポンプの供給側に供給することによってオゾンガスと水性処理液がが一緒に送られる。したがって、気液混合ポンプにより両者を予備的に混合することができる。したがって、静止型ミキサーでの気液混合の効率を向上させることができる。
【００３０】
好ましくは、前記処理液循環系の吐出ノズルは複数備えられており、それぞれのノズルは前記メッシュベルトの幅方向寸法より短い長さであって、前記メッシュベルトの幅方向に対して逆向きに並べられて配置されている。
【００３１】
ウェブ状の獣毛繊維連続体が所定幅を有するものである場合は、その幅方向にも均一にオゾンガスの微細気泡を接触反応させることが好ましい。そして、そのためには、幅方向に所定の長さを有する吐出ノズルが有効に用いられる。しかし、吐出ノズルにオゾンガスが均一に分散した水性処理液を供給した場合、吐出圧力により吐出されるオゾンガスの微細気泡量に幅方向のムラを生じ、均一にオゾン処理を行うことが困難となる。
【００３２】
上記構成においては、処理液循環系に複数の吐出ノズルを備え、それらをメッシュベルトの幅方向に並べるようにして配置した。上記構成によれば、幅方向の吐出量の差を小さくすることができる。したがって、獣毛繊維連続体の幅方向の処理ムラを少なくすることができる。
【００３３】
好ましくは、前記オゾンガスの微細気泡は、５０ミクロン以下である。
【００３４】
オゾンガスの微細気泡の大きさを５０ミクロン以下にすることによって、水性処理液中に分散するオゾンガスの滞留時間を長く維持することができ、獣毛繊維連続体との処理時間を長く維持できるとともに、オゾンガスが繊維間を通過しやすく、繊維連続体の内部まで接触反応させることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る獣毛繊維連続体の改質処理装置について、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図１は、本発明にかかる改質処理装置を備えた羊毛繊維の処理装置の装置配置図である。本処理装置は、オゾン処理されていないトップを供給材料として用い、その処理途中に配置された本発明にかかる改質処理装置を用いて羊毛をオゾン処理し、再度トップの状態に巻きとって完成品とする。
【００３７】
すなわち、まず、クリール１を用いて、供給原料であるトップをほどき、複数本のスライバーを束ねて所定幅とする。次いで、ギル２によってスライバーをくしけずり、幅を広げて幅約１３５ｍｍのウェブ状の羊毛繊維連続体とする。ギル２を通過した羊毛繊維連続体は、パッダー３によって、後続のオゾン処理の効率を向上させるために前処理水溶液に浸透され、その後、スチーマー４によって、所定の温度を維持し、パッダー３で浸透させた前処理水溶液と羊毛繊維連続体との反応を促進させる。すなわち、処理されるべき獣毛繊維は、水中でオゾンを吹き付けることに先だって獣毛繊維を含浸前処理して、獣毛繊維を処理することが改質処理効果を高めるために更に好ましい。その後、水洗機５によって、前処理水溶液が洗い落とされたあと、ウェブ状の羊毛繊維連続体が、本発明にかかる改質処理装置６に供給される。
【００３８】
本発明にかかる改質処理装置６では、水性処理液中で連続的に運搬される羊毛繊維連続体に、オゾンガスを超微細気泡として含んだ該水性処理液を吹き付けてオゾン処理が行われる。その結果、１本ごとの羊毛繊維表面が改質され、羊毛本来の優れた風合いや撥水性を損なうことなく、防縮性と抗ピリング性を改良することができる。具体的には、特開平２００１−１６４４６０号公報に開示されている獣毛繊維の改質方法を連続的に行うための装置である。
【００３９】
改質処理装置を経た羊毛繊維連続体は、バックワッシャー７で水性処理液が洗い流され、ドライヤー８で乾燥される。そして、最後にコイラー９で巻き取られ、トップとして搬出される。
【００４０】
図２は、本発明にかかる改質処理装置の概略構成を示す斜視図である。本発明にかかる改質処理装置６は、水性処理液を充填した断面略Ｖ字型の水槽１１の内腔に、２枚のメッシュベルト１２ａ，１２ｂに挟持された羊毛繊維連続体１０を通過させて、その搬送途中において、片面側から微細オゾン気泡を含んだ水性処理液を羊毛繊維連続体に向かって吐出させるとともに、羊毛繊維連続体に対して、反対面側に設けられた吸引口１５，１６から上記オゾン気泡を含んだ水性処理液を吸引するように構成される。
【００４１】
水槽１１は、２枚のメッシュベルト１２がその内部を通過することができる寸法の内腔を有する断面略矩形の筒状体で構成されており、かつ、略中央部分が低位であってその内腔を通過するメッシュベルト１２が一端下降してその後上昇するような略Ｖ字型に構成される。２枚のメッシュベルト１２が下降する下降部１１ａ及び２枚のメッシュベルト１２が上昇する上昇部１１ｂは、鉛直方向に対して斜めに配置されている。また、両者の間には、折り返し部１１ｃが設けられている。
【００４２】
水槽１１中には、水性処理液が充填されている。水性処理液は、後述するように気液混合ポンプ１３によって新液が供給されるとともに、所定の水位となった場合には、排液口１８から水槽の外に排液される。
【００４３】
水槽１１中を通過する２枚のメッシュベルト１２ａ，１２ｂは、それぞれ金属性の網目状の無端ベルトで構成されており、複数のローラーに係止されて、略同じ速度で移動するように構成されている。下側のメッシュベルト１２ａは、矢印９０で示すように水槽１１の下側を通って移動する。一方、上側のメッシュベルト１２ｂは、矢印９１で示すように水槽１１の上側を通って移動する。水槽１１の入口付近において、２枚のメッシュベルト１２ａ，１２ｂは、羊毛繊維連続体１０をその間に挟持するように互いに重なりあって水槽１１中を斜め方向に下降し、折り返し部１１ｃにおいており返されて斜め方向に上昇する。そして、水槽１１の出口を通過した後、２枚のメッシュベルトは互いに分離する。なお、羊毛繊維連続体は、メッシュベルトの挟持から開放されたあと、２本の絞りローラー３１ａ，３１ｂによって上下から圧搾されて水性処理液がしぼりだされ、バックワッシャー７に送られる。
【００４４】
水槽１１の下降部１１ａ及び上昇部１１ｂには、それぞれ、オゾンガスの微細気泡が分散された水性処理液を吐出する吐出ノズルと、水性処理液を吸引する吸引口１５，１６が設けられている。吐出ノズルと吸引口１５，１６については詳細に後述する。
【００４５】
水槽１１の折り返し部１１ｃには、折り返しローラー３２が設けられており、２枚のメッシュベルト１２ａ，１２ｂを互いに重ね合わせた状態でその移動方向を折り返す。後述のように、折り返しローラーは、駆動モーター３４ａによって駆動される駆動ローラーである（図３参照）。
【００４６】
改質処理装置６は、２種のポンプ（気液混合ポンプ１３ａ，１３ｂ及び循環ポンプ１７）を有する。それぞれのポンプは、水槽１１の下降部１１ａ及び上昇部１１ｂに対応するように一対として設けられているが、図２では、下降部１１ａに対応するポンプ１３，１７及びその配管のみを図示している（図３参照）。
【００４７】
気液混合ポンプ１３（１３ａ，１３ｂ）は、水槽１１の下降部１１ａ及び上昇部１１ｂにそれぞれ２つずつ設けられる。それぞれの気液混合ポンプ１３ａ，１３ｂは、それぞれその供給口が水槽１１内に設けられた吸引口１５ａ，１５ｂに接続され、その吐出口から水性処理液とオゾンガスとを同時に吐出するものであり、気液混合ポンプ１３の下流側に接続された静止型ミキサー１４と、前記水槽内の前記吸引口１５，１６に対してメッシュベルト１２を挟んで対向する位置に設けられかつ静止型ミキサー１４の下流側に接続された吐出ノズルとで構成される処理液の循環系に組み込まれている。よって、気液混合ポンプ１３には、オゾンガスを水性処理液の流量の１割まで吸い込んでも、吐出される水性処理液の流量及び圧力が下がらないものが用いられる。具体的には、大島機械株式会社製の気液混合ポンプ「ＯＭＣ３２−６」が好適である。
【００４８】
以下、水槽１１の下降部１１ａ及び上昇部１１ｂにそれぞれ２つずつ設けられている合計４つの循環系のうち、気液混合ポンプ１３ａを含む処理液の循環系を代表して説明する。
【００４９】
水槽１１の下降部１１ａには、３つの吸引口１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられており、一番低位に設けられている吸引口１５ａが気液混合ポンプ１３ａに接続されている。すなわち、気液混合ポンプ１３ａが駆動することにより、吸引口１５ａから配管２１ａを通って、矢印７１で示すように水槽１１中の水性処理液が気液混合ポンプ１３ａに供給される。配管２１ａの途中には、水性処理液の供給口２９とオゾンガスの供給口３０がそれぞれ設けられているが、これらについては後述する。
【００５０】
混気ポンプに供給された水性処理液及びオゾンガスは、気液混合ポンプ１３ａ内で、予備的に分散され、その吐出口から吐き出され、配管２０ａを通って静止型ミキサー１４に送られる。静止型ミキサー１４は、微細な気泡を発生させることができるとともに、大量の水性処理液を混合させることができるものが好適に用いられる。具体的には、西華産業株式会社製ＯＨＲラインミキサーが好適である。静止型ミキサー１４によって、水性処理液中のオゾンガスは３０ミクロン以下の超微細気泡となって水性処理液中に均一に分散混合される。
【００５１】
配管２０ａは、水槽１１の下降部１１ａの側壁を貫通して、水槽１１内へ導かれる。配管２０ａの先端には、吐出ノズルが設けられており、オゾンガスを分散した水性処理液が吐出される。そして、吐出ノズルからの水性処理液及びオゾンガスは、その大部分が吸引口１５ａから吸い取られ、上記のように循環系内を循環する。
【００５２】
なお、気液混合ポンプ１３ｂを含む循環系も、ほぼ同様の構成を有する。ただし、後述するように配管２０ｂは、配管２０ａと対向する側壁を貫通して水槽１１内に導かれるように構成されている点において異なる。
【００５３】
また、水槽の上昇部１１ｂにも、同様に２つの循環系が設けられている。上昇部１１ｂに設けられている循環系は、吐出ノズルと吸引口１６の取り付け位置が、下降部１１ａの循環系とメッシュベルト１２に対して表裏逆に設けられている点において異なる。これについては、詳細に後述する。
【００５４】
次に循環ポンプ１７について説明する。循環ポンプ１７は、水槽１１の下降部１１ａ及び上昇部１１ｂに対応してそれぞれ１つずつ設けられている。循環ポンプ１７は、上記循環系の吸引力の増強を主な目的の１つとして設置されたものであり、その供給口は、水槽１１の吸引口１５，１６に接続され（２３ａから２３ｃ）、主に水性処理液を吸引する。
【００５５】
水槽１１の下降部１１ａ及び上昇部１１ｂのそれぞれに３つずつ設けられた吸引口１５（１５ａ〜１５ｃ），１６（１６ａ〜１６ｃ）から配管２４を通って循環ポンプ１７に矢印７３で示すように供給された水性処理液は、配管２２を通って矢印７２で示すように水槽の上位及び折り返し部１１ｃに戻される。このとき、後述するように、水性処理液の温度調整を行うことで、水槽１１内の水性処理液の温度調整を容易に行うことができる。
【００５６】
このように循環ポンプ１７を接続することにより、羊毛繊維連続体に吹き付けられるオゾンガスの吐出量に比べて、吸引口１５，１６からの吸引量を増大することができ、オゾンガスの吸い込み速度を速くすることができる。したがって、水性処理液に分散されたオゾンガス気泡が上昇、分離する前に羊毛繊維連続体に反応させることができ、改質処理の効率を向上させることができる。
【００５７】
図３に、図２の改質処理装置の正面断面構成図を示す。改質処理装置６は、フレーム３３に上記の構成を有する断面Ｖ字型の水槽１１、気液混合ポンプ１３、循環ポンプ１７、メッシュベルトを駆動させるための駆動モーター３４などが配置されている。
【００５８】
下側メッシュベルト１２ａ及び上側メッシュベルト１２ｂは、それぞれ２つの駆動モーター３４ａ，３４ｂによる駆動力を受けて駆動する駆動ローラー３２，３５，３６によって駆動する。
【００５９】
断面Ｖ字型の水槽１１内を移動するメッシュベルト１２は、水槽１１の折り返し部１１ｃに配置された駆動ローラー３２によっており返される。図３に示すように、折り返し部１１ｃは、下降部１１ａ側より上昇部１１ｂ側のほうが高くなるように構成されており、駆動ローラー３２は上昇部１１ｂ側に偏在して設けられる。このことにより、水槽内の下降部１１ａ及び上昇部１１ｂを移動するメッシュベルトの表面が下降部１１ａの上面側及び上昇部１１ｂの下面側にそれぞれ設けられる吸引口１５，１６に近づけて移動させることができ、吐出ノズルから吐出された水性処理液をより強力に吸い込むことができるように構成されている。
【００６０】
図４は図３の改質処理装置の左側面断面図である。図５は、図３の改質処理装置の右側面断面図である。上述のように、水槽の下降部１１ａ及び上昇部１１ｂには、それぞれ気液混合ポンプ１３を備えた循環系が設けられており、その循環系は、気液混合ポンプ１３ａ〜１３ｄをそれぞれ含む２つの循環系から構成されている。そして、それぞれの循環系は、オゾンガスの微細気泡が均一に分散された水性処理液を吐出する吐出ノズル１９を備えている。吐出ノズルは、幅広の羊毛繊維連続体１０のすべての面に対して略均一にオゾンガスを吐出させることができるように、羊毛繊維連続体の幅方向に厚みを有する吐出ノズルで構成される。
【００６１】
しかし、吐出ノズルがあまりに幅広に構成されると、吐出ノズルにオゾンガスが均一に分散した水性処理液を供給した場合、吐出ノズルの吐出口から遠くなるにつれて、吐出量が増加する。したがって、所定幅以上の吐出ノズルを用いた場合、吐出されるオゾンガスの微細気泡量に幅方向の分布を生じ、均一にオゾン処理を行うことが困難となる。
【００６２】
本実施形態にかかる改質処理装置では、図４及び図７に示すように、それぞれの循環系の吐出ノズルを短く構成するとともに、水槽の幅方向に対して並べて配置し、吐出量の均一化をはかった。また、各吐出ノズル１９への水性処理液の供給方向を水槽の両側面から中心方向へ向くように配置することによって幅方向の吐出量の差を小さくして、処理ムラが小さく抑えられる。
【００６３】
図５に示すように、それぞれの循環系吐出ノズルに対して、メッシュベルトを挟んだ対向面上には、吸引口１５、１６が設けられている。
【００６４】
図６は、図２にかかる改質処理装置の循環系の構成を示す概略図である。上述のように、本改質処理装置６には、気液混合ポンプ１３（１３ａ〜１３ｄ）を含む循環系と循環ポンプ１７を含む循環系とが設けられている。気液混合ポンプ１３は、それぞれ、吐出圧４〜８ｋｇ／ｃｍ２、吐出量８０Ｌ／ｍｉｎの能力を有し、一方、循環ポンプ１７は、吐出圧０．５ｋｇ／ｃｍ２、吐出量２００Ｌ／ｍｉｎの能力を有する。
【００６５】
気液混合ポンプ１３（１３ａ〜１３ｄ）を含む循環系は、上述のように、吸引口１５，１６にその供給口が接続され、オゾンガス及び水性処理液とを気液混合ポンプ１３に送る。その配管２１ａ，２１ｂの途中には、矢印７５に示すように、新液補給タンク２８からの水性処理液の新液の供給口２９及び、矢印７６に示すように、オゾナイザー２７からのオゾンガスの供給口３０が設けられている。このように、オゾンガスと水性処理液の新液を、気液混合ポンプ１３の供給口に供給側配管２１を設けることによって、低圧でこれらを気液混合ポンプに供給することができるとともに、使用されて獣毛繊維からの流出物を含む水性処理液とオゾンガス間の反応を抑えることができる。
【００６６】
気液混合ポンプによって、送り出された水性処理液及びオゾンガスは、静止型ミキサー１４によってオゾンガス微細小気泡の分散液とされ、吐出ノズル１９からメッシュベルト１２ａの片面へ吐出される。このとき、オゾンガスが効率よくメッシュベルト１２ａに接触するように、吐出ノズル１９の周りに沿って、ノズルカバー２６が設けられている。
【００６７】
図７は、図２のＡ及びＢにおける断面図である。図７は、水槽の下降部１１ａにおける下側２つの循環系における吐出ノズルと吸引口との配置位置を示す。それぞれの循環系では、吸引口１５とメッシュベルトとができるだけ近づくように構成されている。吸引口１５には、気液混合ポンプの供給口に接続される接続口２１ａ，２１ｂ及び循環ポンプに接続される接続口２３ａ，２３ｂが設けられている。水槽１１内には、メッシュベルト１２をガイドするために鍵状のガイド４１が設けられており、２つのガイド４１の間に軸支されるガイドローラー４０によって、メッシュベルト１２が自重により撓まないように係止される。メッシュベルト１２を挟んで吸引口１５，１６と対向する位置には、吐出ノズル１９が設けられている。上述のように吐出ノズル１９は、それぞれ異なる側壁を貫通して水槽内に設けられており、上記ガイド４１に固定される。このように、静止型ミキサー１４からの水性処理液は、それぞれの吐出ノズルから吐き出され、羊毛繊維連続体の幅方向の処理ムラを押さえることができる。
【００６８】
図８は、吐出ノズルの構造を示す図である。吐出ノズル１９には、筒状の本体４２に処理液吐出用の長穴４３が設けられている。また、長穴４３の周囲には、気泡がメッシュベルト方向へ吐出するようにするため、飛散防止壁４４が設けられている。
【００６９】
吐出ノズルから吐出された水性処理液は、飛散防止壁４４によって広がりが抑制されて、メッシュベルト１２の方向に吐き出され、メッシュベルト１２の網目を通過して、羊毛繊維連続体に接触する。そして、吸引口１５（１５ａ及び１５ｂ）から吸引され、矢印７７で示すように、羊毛繊維連続体を通過して移動する。図９はこのときのオゾンガス気泡の動きを説明する説明図である。
【００７０】
すなわち、吐出ノズル１９の長穴４３から吐出されたオゾンガス気泡３９は、メッシュベルト１２ａの網目を通過して羊毛繊維連続体に到達する。羊毛繊維連続体は、個々の繊維１０ａの間に空隙を有しており、径の大きいオゾンガス気泡を吐出するのみでは、羊毛繊維連続体の内部にまでオゾンガスが到達しにくい。一方、空隙の寸法はきわめて小さく、好ましくは、オゾンガス気泡の径は、５０ミクロン、さらには３０ミクロン以下であることが望ましい。
【００７１】
矢印７７で示すように、吸引口１５、１６から吸引することにより、吐出ノズル１９から吐出された水性処理液は、羊毛繊維連続体１０の繊維の空隙を通過して移動する。このとき、個々の羊毛繊維１０ａの表面にオゾンガスが接触することにより、羊毛繊維１０ａの表面が反応し、改質処理がなされる。そして、羊毛繊維連続体１０の背面側にまで到達したオゾンガス気泡及び水性処理液は、吸引口から吸い取られ、気液混合ポンプ１３へ導かれて循環する。
【００７２】
また、図６に示すように、循環ポンプ１７は、各々３つの吸引口１５ａ〜１５ｃ，１６ａ〜１６ｃに接続され、循環系の吸引力を高める役割を有する。そして、配管２４を通って循環ポンプ１７に供給された水性処理液は、上述のように、循環ポンプ１７によって、配管２２を通って水槽１１に戻される。配管２２には、熱交換器２５が設けられており、水槽の温度をオゾン処理に好適な温度（約２０〜６０℃）になるように水性処理液の温度調整を行う。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態にかかる改質処理装置は、羊毛繊維連続体に連続的にオゾンガスを微細気泡として吹き付けるとともに，反対側から吸引することにより、羊毛繊維連続体の内側の繊維にまでオゾンガスを到達させることができる。また、吸引口を両面に設けるために、循環系を一対にして配置しているため、厚み方向の処理ムラを抑えることができる。
【００７４】
さらに、循環ポンプを吸引口に接続し、吸引力を強くすることによってオゾンガスの吸引の効率を向上させることができる。
【００７５】
また、循環系中に処理液の新液とオゾンガスとを供給することにより、循環され、羊毛からの雑物質流出物を含む処理液とによるオゾンガスの消費を防止することによりオゾンガスをより高濃度で羊毛繊維連続体に接触反応させることができる。また、循環系中の水性処理液は、オゾンガスが分散しやすいような温度に維持しながら、循環ポンプより吐出される処理液により、水槽中の反応の条件を容易に調整することができる。
【００７６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる改質処理装置を備えた羊毛繊維の処理装置の装置配置図である。
【図２】  本発明にかかる改質処理装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】  図２の改質処理装置の正面断面構成図である。
【図４】  図３の改質処理装置の左側面断面図である。
【図５】  図３の改質処理装置の右側面断面図である。
【図６】  図２にかかる改質処理装置の循環系の構成を示す概略図である。
【図７】  図２のＡ（図７（ａ））及びＢ（図７（ｂ））における断面図である。
【図８】  吐出ノズルの構造を示す図である。
【図９】  オゾンガス気泡の動きを説明する説明図である。
【符号の説明】
１  クリール
２  ギル
３  パッダー
４  スチーマー
５  水洗機
６  改質処理装置
７  バックワッシャー
８  ドライヤー
９  コイラー
１０  羊毛繊維連続体
１１  水槽
１２  メッシュベルト
１３  気液混合ポンプ
１４  静止型ミキサー
１５，１６  吸引口
１７  循環ポンプ
１８  排出口
１９  吐出ノズル
２７  オゾナイザー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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