(57)【要約】【課題】縫製加工された繊維製品に対して、型崩れを防止し、摩擦による損傷を抑制し、しかも均一に、超臨界流体中で含浸物質を含浸させること。【解決手段】縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、含浸処理槽１０内に回転可能な枠体２０を設け、枠体２０に装着された複数のカゴ３０の中に繊維製品を充填し、枠体２０を回転させながら含浸処理する。カゴ３０を使用する代わりに回転可能な枠体に繊維製品を直接装着してもよい。弾性繊維を含む布帛を用いて縫製加工された繊維製品や、付属部品を有する繊維製品、特に女性用インナーを染色加工する際に有用である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、含浸処理槽内に回転可能な枠体を設け、該枠体に装着された複数のカゴの中に繊維製品を充填し、枠体を回転させながら含浸処理することを特徴とする含浸処理方法。
【請求項２】
前記カゴが回転軸と平行に配置された筒状のカゴである請求項１記載の含浸処理方法。
【請求項３】
前記回転軸から実質的に等距離の位置に前記カゴが配置される請求項１又は２記載の含浸処理方法。
【請求項４】
縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、含浸処理槽内に回転可能な枠体を設け、該枠体に繊維製品を直接装着し、枠体を回転させながら含浸処理することを特徴とする含浸処理方法。
【請求項５】
縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、前記繊維製品が、弾性繊維とそれ以外の繊維の両方からなる布帛を、その少なくとも一部に用いて縫製加工された繊維製品であることを特徴とする含浸処理方法。
【請求項６】
縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、前記繊維製品が、樹脂成形品、金属、皮革又は木材からなる付属部品を有する繊維製品であることを特徴とする含浸処理方法。
【請求項７】
前記繊維製品が女性用インナーである請求項１〜６のいずれか記載の含浸処理方法。
【請求項８】
前記含浸物質が染料である請求項１〜７のいずれか記載の含浸処理方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの含浸処理方法によって含浸処理された繊維製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法に関する。また、当該含浸処理方法によって含浸処理された繊維製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
繊維製品の染色は水を大量に使用するため、染色後に未固着染料や染色助剤などを含む廃水が大量に排出されることが避けられない。この廃水は水質汚濁の原因ともなることから、その浄化が必要であり、染色加工を行う企業にとって大きな負担になっている。これに対し、最近廃水を排出しない染色方法として超臨界二酸化炭素中で染色を行う方法が提案されている。また、繊維製品に限らず、各種の基材に、超臨界二酸化炭素中で含浸物質を含浸させる方法も提案されている。
【０００３】
特開２００２−３６３８６９号公報（特許文献１）には、縫製された繊維製品を超臨界二酸化炭素中で分散染料を用いて染色する繊維製品の染色方法が記載されている。超臨界二酸化炭素中で染色することにより、均一に染色された仕立て栄えのする繊維製品を得ることができる。このとき、被染物を撹拌することなく、固定した状態、例えばハンガー状に吊るした状態で染色するのが好ましいとされている。当該公報の実施例においては、編物からなる表生地、織物からなる裏地、芯地及びミシン糸から構成されたジャケットを染色した例が記載されている。
【０００４】
特開２００２−１２９４６４号公報（特許文献２）に記載された超臨界流体による染色装置では、染色槽の内部に正逆回転する円筒状の網体からなる回転ケージが設けられている。これにより、染色槽内の温度が均一になり、被染色物が動くために染色ムラがなくなり、また被染色物が直接染色槽の壁面に触れないために被染色物の損傷が少なくなるとされている。
【０００５】
また、特開２００２−３３９２６４号公報（特許文献３）には、弾性繊維を含む繊維構造物を超臨界二酸化炭素中で分散染料を用いて染色する染色方法が記載されている。これによって、染色物の収縮を防止しながら均一に染色することが可能であるとされている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３６３８６９号公報
（特許請求の範囲、００１２欄、実施例、発明の効果）
【特許文献２】
特開２００２−１２９４６４号公報
（０００６欄、００１０欄、図面）
【特許文献３】
特開２００２−３３９２６４号公報
（特許請求の範囲、発明の効果）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００２−３６３８６９号公報には、縫製された繊維製品を、固定した状態、例えばハンガー状に吊るした状態で染色するのが好ましいことが記載されている。しかしながら、固定した状態で染色する場合には、繊維製品全体を均一に染色するのは必ずしも容易ではない。
【０００８】
特開２００２−１２９４６４号公報に記載された回転ケージを使用した場合、回転ケージ内で被染色物が動くことによって、染色ムラを防止することが可能であるとされているが、摩擦による損傷や、型崩れを防止することは必ずしも容易ではない。かといって、回転ケージ内で被染色物が動かないほど被染色物を詰め込んだのでは、染色ムラが発生しやすいし、型崩れの原因にもなりやすい。特に、女性用インナーなどのように立体的形状を保つことが要求され、複数の異なる素材が縫い合わされ、金具などの付属部品を有し、しかも外観や風合いの要求レベルが高い縫製加工品の場合には、これらの点は重要である。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、繊維製品の型崩れを防止し、摩擦による損傷を抑制し、しかも均一に含浸させる方法を提供することを目的とするものである。また、そのような方法によって含浸処理された繊維製品を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、含浸処理槽内に回転可能な枠体を設け、該枠体に装着された複数のカゴの中に繊維製品を充填し、枠体を回転させながら含浸処理することを特徴とする含浸処理方法を提供することによって解決される。比較的小さい複数のカゴを含浸処理槽内に配置し、その中に縫製加工品を充填し、そのカゴを運動させることによって、型崩れを防止し、摩擦による損傷を抑制し、しかも均一にかつ効率的に含浸させることができる。
【００１１】
このとき、前記カゴが回転軸と平行に配置された筒状のカゴであることが好ましい。また、前記回転軸から実質的に等距離の位置に前記カゴが配置されることも好ましい。このようにすることによって、より均一に含浸させることが可能である。
【００１２】
上記課題は、縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、含浸処理槽内に回転可能な枠体を設け、該枠体に繊維製品を直接装着して、枠体を回転させながら含浸処理することを特徴とする含浸処理方法を提供することによっても解決される。繊維製品の寸法や形態によっては、枠体に直接固定することが容易なものがあるし、枠体にぶら下げることが容易なものもある。このような場合に、型崩れを防止し、摩擦などによる損傷を抑制し、しかも均一に含浸させることができる。
【００１３】
また、上記課題は、縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、前記繊維製品が、弾性繊維とそれ以外の繊維の両方からなる布帛を、その少なくとも一部に用いて縫製加工された繊維製品であることを特徴とする含浸処理方法を提供することによっても解決される。このような縫製加工品は含浸ムラや型崩れが発生しやすいが、超臨界流体中で含浸処理することによって、それを防止することができる。
【００１４】
さらにまた、上記課題は、縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、前記繊維製品が、樹脂成形品、金属、皮革又は木材からなる付属部品を有する繊維製品であることを特徴とする含浸処理方法を提供することによっても解決される。このような付属部品を有する場合には摩擦による損傷を受けやすいし、皮革又は木材からなる付属部品の場合には水溶液中で含浸処理することが困難であり、超臨界二酸化炭素中で含浸処理することが好ましいからである。
【００１５】
上記含浸処理方法において、前記繊維製品が女性用インナーであることが好ましいし、前記含浸物質が染料であることも好ましい。また、上記含浸処理方法によって含浸処理された繊維製品を提供することによっても、本発明の課題は解決される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法に関するものである。含浸処理に供される繊維製品は、縫製加工されたもの、すなわち、複数の布帛片が糸を用いて縫い合わされたものであればよい。縫製加工された繊維製品は、水中で染色加工などの含浸処理を施した場合には、糸と布帛との収縮率の相違などによって型崩れを起こしやすく、超臨界流体中で含浸処理することが好ましいものである。
【００１７】
ここで使用される布帛としては、織物、編物、不織布などが例示される。布帛を構成する繊維素材も特に限定されず、綿、麻、レーヨン、絹、羊毛、ナイロン、綿、レーヨン、ナイロン（６、６６）、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、絹、羊毛、アセテート、トリアセテート、ポリエチレン、アラミド（メタ系及びパラ系）、ポリウレタン、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどを例示することができる。単独の種類の繊維素材からなる布帛のみならず、複数の種類の繊維素材からなる布帛を使用することもできる。また、天然の不織布とも言える皮革を縫製加工したものを使用することもできる。
【００１８】
このとき、異なる種類の布帛片が縫合された繊維製品に対して、超臨界流体中で含浸処理することが好ましい。水を媒体として用いて含浸処理する場合には、布帛片ごとに処理後の収縮率などが相違し、型崩れを起こしやすいからである。ここで異なる種類の布帛片とは、繊維素材が異なる布帛片であっても良いし、織り方や編み方などの構成が異なる布帛片であっても良い。特に、繊維素材が異なる布帛片である場合が好適である。
【００１９】
含浸処理に供される繊維製品が、弾性繊維とそれ以外の繊維の両方からなる布帛を、その少なくとも一部に用いて縫製加工されたものであるときに本発明の目的が達成される。弾性繊維とそれ以外の繊維とを使用して製造された布帛は、適度な伸縮性を有する布帛として好適に使用されるものであり、多くの場合、弾性繊維をそれ以外の繊維が覆うような形で布帛が形成されている。水を媒体として染色した場合には、布帛を伸長させた場合に弾性繊維が剥き出しになって、その部分の染色ムラが問題になる場合があるが、超臨界流体中では弾性繊維に対しても良好に染色できる場合が多い。ここで、弾性繊維は引っ張り荷重に対して一定以上、例えば１００％以上伸長可能で、荷重を除いたときに元の長さまで戻ることの可能な繊維であればよく、ポリウレタンが代表的である。また、それ以外の繊維は特に限定されず、ポリエステル、ナイロン、アクリル、綿、羊毛、絹などを使用することができる。例えばポリウレタンを、水を媒体としてポリエステルとともに分散染料で染色するような場合には、高温高圧の水中でポリウレタンが劣化しやすく、このような点からも超臨界流体中で含浸処理することが好ましい。
【００２０】
また、含浸処理に供される繊維製品が、樹脂成形品、金属、皮革又は木材からなる付属部品を有するものであるときにも本発明の目的が達成される。このような付属部品を有する繊維製品を含浸処理する際には、摩擦によって布帛部分を損傷するおそれが強く、後述する方法によって含浸処理槽内で回転させながら含浸処理することが特に好適である。付属部品が樹脂成形品である場合には、超臨界流体中で含浸させることによって、水中で含浸させる場合よりも含浸させやすくできる。付属部品が金属からなる場合には、超臨界流体中で含浸させることによって、金属の腐食を防止することができる。付属部品が皮革や木材からなる場合には、超臨界流体中で含浸させることによって、その変形や変質を防止することができる。
【００２１】
これらの繊維製品としては、各種の製品が使用できるが、衣料品が代表的である。シャツ、ブラウス、ジャケット、コート、パンツ、スカート、スーツ、ワンピース、セーター、Ｔシャツ、トレーナー、ネクタイ、下着（インナー）、靴下、ストッキング、手袋、帽子などの各種衣料に対して含浸処理を施すことができる。これらの内でも、本発明の含浸処理方法を採用する実益が最も大きいものが女性用インナーである。女性用インナーは、金属や樹脂成形品からなるフック、リング、ファスナー、バックル、ワイヤーなどの付属部品を有することが多く、立体的な形状の精度が要求されて型崩れを防止する要求が大きいものである。ナイロン、ポリエステル、綿などの複数種の繊維素材を使用することが多く、さらに弾性繊維を含む布帛を使用することも多い。しかも、レースなどの飾り布を縫着することも多く、美麗な外観が要求されるものである。女性用インナーとしては、ブラジャー、ショーツ、スリップ、ガードル、ボディスーツ、キャミソール、アンダーシャツ、ウエストウォーマー（はらまき）、ボディセーパー、ウェストニッパー、ガーターベルト、スリーインワン、ペチコート、タップパンツ、テディなどが例示される。なかでも、カップ形状の精度が要求され、フックやバックルを有し、弾性繊維を使用した布帛を使用することの多いブラジャーに対して含浸処理することが最適である。
【００２２】
以上説明したような縫製加工された繊維製品に対して、超臨界流体中で含浸物質を含浸させる。超臨界流体中で含浸処理する際に、超臨界流体を形成する化合物は特に制限されるものではないが、安全性、含浸処理条件等の点から二酸化炭素が好適である。二酸化炭素の場合には、臨界点は温度３１．３℃、圧力７．４ＭＰａであり、これを超える超臨界流体とすることが比較的容易である。
【００２３】
超臨界流体が共溶媒を含有することによって、染料等の含浸物質の超臨界流体中への溶解性を向上させられる場合が多い。また、繊維製品の材料が親水性のものであっても、その中に含浸物質を効率的に含浸させることが容易になる。さらに、染料等の含浸物質を共溶媒中に溶解あるいは分散させておいてから、超臨界流体中へ導入することも可能となる。
【００２４】
本発明で使用される共溶媒としては、水又は極性有機溶媒が好ましい。極性有機溶媒としては、アルコール、ケトン、環状エーテル、アミド及びスルホキシドが挙げられる。アルコールとしてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ウンデカノール、グリコール（エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール）、グリコール誘導体、エチルグリコール類、ブチルグリコール類、グリセリン、ペンタエリスリトールなどの脂肪族アルコールが例示され、ケトンとしてはアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジブチルケトンが例示される。そして環状エーテルとしてはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アミドとしてはジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、スルホキシドとしてはジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が、それぞれ好適なものとして例示される。
【００２５】
なかでも回収再使用を考慮すれば、比較的低沸点、例えば沸点が１５０℃以下であることが好適であり、１００℃以下であることがより好適である。一方、沸点が低すぎる場合には、二酸化炭素を回収する場合に回収ガス中に共溶媒が混入しやすくなるため、沸点は好適には４０℃以上であり、より好適には６０℃以上である。メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、ＴＨＦなどが挙げられる。さらに作業者の安全性まで考慮した場合にはエタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、アセトンが好適であり、エタノールが最適である。これらの共溶媒は１種のみならず、２種以上を同時に使用しても良く、特に水は単独で使用した場合には超臨界二酸化炭素に均質に溶解しない場合があるために他の有機溶媒と併せて使用することが好ましい。
【００２６】
超臨界流体中に添加する共溶媒の量は０．０１〜１０％であることが好適である。０．０１％よりも少ない場合には共溶媒添加の効果が減少し、親水性の含浸物質の含浸操作を効率的に行えない場合がある。より好適には０．１％以上であり、さらに好適には０．２％以上である。一方、共溶媒の量が１０％を超える場合には含浸性が低下するばかりでなく、含浸操作後の繊維製品に溶媒が残存し、溶媒除去のための後処理が別途必要になり好ましくない。より好適には５％以下、さらに好適には２％以下である。ここでいう「％」とは超臨界流体で満たされる容器中へ投入する共溶媒の常圧下での体積の、前記容器容積に対する割合に、１００を掛けたものであり、
［（添加した共溶媒の体積）／（超臨界流体の体積）］×１００
で示されるものである。
【００２７】
本発明で使用される含浸物質は、超臨界流体中に溶解し、繊維製品中に含浸させられるものであればよく、特に限定されない。好適なものとして染料が挙げられる。使用される染料は特に限定されるものではなく合成染料と天然染料のいずれを使用することもできる。
【００２８】
合成染料は、特に限定されるものではない。分散染料、油溶性染料、反応染料、反応分散染料、直接染料、酸性染料、塩基性染料、スレン染料、硫化染料、インジゴ染料及び含金染料を例示することができる。これらのうちでも、超臨界流体中での染色性が良好であることから、分散染料、油溶性染料、直接染料及び反応分散染料が好適に使用される。なかでも分散染料、油溶性染料及び直接染料がより好適に使用され、分散染料及び油溶性染料がさらに好適に使用される。
【００２９】
また、動植物抽出成分からなる天然染料を使用することもできる。草木染料や食用色素など、既に抽出された染料成分を使用して超臨界流体中で染色しても良いし、動植物から超臨界流体中で抽出して、そのまま染色しても良い。染料成分が抽出される動植物は、繊維を染色することの可能な成分を含有するものであれば特に限定されない。一般的には植物が、いわゆる草木染めとして好んで使用される。動植物は、そのままでも抽出操作に供することが可能であるが、保存性や品質の均質性を担保することが容易であることから、乾燥したものが好適に用いられる。この場合には、超臨界流体で抽出するための槽を別途準備することもできるが、含浸処理槽内で抽出と含浸とを同時に行うことが好ましい。
【００３０】
染料以外に、含浸物質として好適に使用されるものとしては、繊維製品に対して各種の機能を付与することのできる物質（機能加工剤）がある。そのような含浸物質としては、例えば、芳香性物質、薬効性物質、抗菌剤、防虫剤、防かび剤、防臭剤、消臭剤、柔軟剤、硬化剤、防しわ剤、収縮防止剤、ピリング防止剤、防水剤、撥水剤、吸汗剤、蛍光増白剤、濃色化剤、防汚剤、帯電防止剤、防火剤（防燃剤、難燃剤、防炎剤など）、酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、形状記憶加工剤及び電磁波シールド加工剤が挙げられる。これらのものの中には、揮発したり、水に溶解あるいは分散しにくかったり、含浸処理後に水中に溶出したり、高温で劣化したりし易いものが多く、温水中で含浸させるよりも超臨界二酸化炭素中で含浸させる方が好ましい場合が多い。中でも、好適なものとしては、芳香性物質、薬効性物質、抗菌剤、防虫剤及び防かび剤が挙げられる。これらのものは、特に揮発したり、水中で溶出したり、高温で劣化したりし易いものが多いからである。動植物から抽出される成分が芳香性物質、薬効性物質、抗菌剤、防虫剤及び防かび剤を含有する場合には、抽出と同時にこれらを繊維製品に含浸させることも好ましい。また、これらの物質と同時に、染料成分を含浸させることもできる。
【００３１】
以下、含浸処理操作について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明で使用する含浸処理槽の一例の分解斜視図である。図２は、カゴの斜視図である。また図３は、含浸処理装置全体のプロセスフローを示した図である。
【００３２】
まず、繊維製品を充填した複数のカゴ３０を使用して含浸処理する方法について説明する。図１には、含浸処理槽１０内に回転可能な枠体２０を設け、該枠体２０に固定された複数のカゴ３０の中に繊維製品を充填し、枠体２０を回転させながら含浸処理する方法において使用する含浸処理槽１０内の構成を示す。含浸処理槽１０は耐圧容器からなり、通常１０ＭＰａ以上の耐圧性が要求され、好適には１５ＭＰａ以上、より好適には２０ＭＰａ以上の耐圧性が要求される。含浸処理槽１０の内容量は、工業的生産を考慮すると、１００リットル以上であることが好ましく、より好適には２００リットル以上であり、さらに好適には３００リットル以上である。図１に示される含浸処理槽１０は、内容積が４５０リットルであり、肉厚のステンレス製である。含浸処理槽１０の周囲はジャケット１１で覆われ、ここに熱媒を流して超臨界二酸化炭素の温度を調整できるようにしている。
【００３３】
このような容量の大きい含浸処理槽１０の内部に、大きな回転カゴを一つだけ設けて回転させた場合、繊維製品の投入量が少ない場合には、回転カゴ内で繊維製品が動くことによって、含浸ムラを防止することができるものの、摩擦による損傷を防止することは困難である。これに対し、本発明のように比較的寸法の小さい複数のカゴ３０を準備して、カゴ３０の内部で繊維製品を動きにくくすることで、繊維製品の損傷を防止することができる。一方、大きい回転カゴを使用した場合に、回転カゴの中に繊維製品を詰め込みすぎたのでは、含浸ムラや、型崩れの原因になりやすい。これに対しても、本発明のような比較的寸法の小さいカゴ３０を使用すれば、その内部を超臨界流体が均一に流通して含浸ムラが発生しにくい。
【００３４】
図２に繊維製品が充填されるカゴ３０を示す。カゴ３０は、縦方向に半分に分割されており、それらが互いに蝶番３１で固定されていて、開閉自在である。カゴ３０を開いた状態で繊維製品を充填し、カゴ３０を閉じ、パチン錠３２で固定してから、枠体２０の中に挿入する。このとき、詰め込みすぎると型崩れするおそれがあるし、少なすぎるとカゴ３０の中で移動して摩擦による損傷が発生するおそれがあるので、適当な量を詰めるようにする。カゴ３０は、ステンレス製の１０ｍｍピッチの金網３３から構成されているが、繊維製品がはみ出すことがなく、内部を超臨界流体が流通するものであればよく、例えば金属板に孔を開けたようなものであっても構わない。
【００３５】
図２のカゴ３０は長径１６５ｍｍ、短径１４５ｍｍの楕円柱であり、その長さは８６０ｍｍである。このような長い筒状とすることが、含浸ムラを防止しながら摩擦による損傷を防止するためには好ましい。例えば、ブラジャーなどの女性用インナーに対して含浸処理するのであれば、カップがつぶれず、超臨界流体の流通性を確保できるためには径が１００〜３００ｍｍ程度の筒状とすることが好ましい。このとき、カゴ３０を回転軸１２と平行に配置すれば、カゴ３０内の位置による含浸ムラが生じにくい。また、回転軸１２から実質的に等距離の複数の位置に複数のカゴ３０を配置することによって、複数のカゴ３０間の含浸ムラが生じにくい。図２のカゴ３０の例では、一つのカゴ３０の中に１５〜２５着程度のブラジャーを充填することができ、１回の含浸処理で２００着のブラジャーを同時に処理することが可能である。筒状のカゴ３０の形態は特に限定されず、その断面形状は円形、楕円形及び四角形などを採用することができる。
【００３６】
図１に記載の例においては、含浸処理槽１０の回転軸１２に４本の支持棒１３が装着された円板１４を固定し、支持棒１３で支えられるように枠体２０を挿入する。枠体２０は、外側リング２１と内側リング２２の間を仕切り２３で４つに分割してなり、分割された空間にそれぞれ２つのカゴ３０が挿入される。回転軸１２から一定の距離の位置に、全部で８個のカゴ３０が、その長手方向が回転軸１２と平行になるように装着される。カゴ３０を挿入した後に、ネジ４１を用いて支持棒１３の先端部に蓋４０を螺着し、枠体２０を４本の支持棒に固定する。これにより、カゴ３０が実質的に固定される形で枠体２０に装着される。カゴ３０の数は含浸処理される繊維製品の形態などによって適宜調整されるものであるが、通常４個以上であることが好ましく、６個以上であることがより好ましい。場合によっては、含浸処理層１０内の空いた空間にさらにカゴを挿入して含浸処理することも可能である。
【００３７】
このように、カゴ３０が着脱自在であるので、繊維製品の出し入れは、カゴ３０を枠体２０から取り外した状態で行うことができる。すなわち、含浸処理操作中に、前回バッチで含浸処理が終了した繊維製品を取り出し、次回バッチの含浸処理に供する繊維製品を充填することができる。この場合、含浸処理槽１０のドア１５を開けてカゴ３０の出し入れをするだけであり、サイクルタイムの短縮に役立つ。繊維製品をカゴ３０に充填する操作は、型崩れを防止するために丁寧に行うのが好ましいが、別バッチの含浸処理操作中に行うことができるので、含浸処理のサイクルタイムを伸ばすことがない。超臨界流体中で含浸処理するための含浸処理装置は設備コストが高く、サイクルタイムを短縮できることは、工業的生産の観点からは、極めて重要である。このとき、カゴ３０を含浸処理槽１０から取り出す代わりに、枠体２０ごと取り出しても構わない。枠体２０も含浸処理槽１０から着脱自在であるので、繊維製品の形態が変わった時に、枠体２０を異なる形態のものに交換することも容易である。枠体は本例のように回転軸から着脱可能であってもよいし、回転軸に固定されたものであってもよい。
【００３８】
次に、図１に示された構成とは異なる例として、含浸処理槽内に設けられた回転可能な枠体に、繊維製品を直接装着して含浸処理する方法について説明する。この場合、繊維製品を装着する際に、繊維製品を枠体に直接固定しても構わないし、枠体にぶら下げても構わない。繊維製品の寸法や形態によっては、枠体に直接固定することが容易なものもあるし、枠体にぶら下げることが容易なものもある。このような場合に、型崩れを防止し、摩擦などによる損傷を抑制し、しかも均一に含浸させることができる。この場合、例えば、図１を参照すれば、支持棒１３に直接繊維製品をぶら下げたり固定したりするような手法を採用することもできるし、支持棒１３に別途枠体をぶら下げたり固定したりしても良い。作業性を考慮すれば、着脱可能な枠体に繊維製品を直接装着し、繊維製品が装着された複数の枠体を支持棒１３に装着する方法が好ましい。
【００３９】
このようにして、繊維製品を含浸処理槽１０に投入してから含浸処理が施される。含浸処理条件は、含浸処理槽１０の内部が超臨界状態であればよいが、含浸物質や繊維素材などによって適当に調整される。好適な圧力は７〜３５ＭＰａである。７ＭＰａ未満では含浸物質の含浸がされにくくなる場合が多く、より好適には１０ＭＰａ以上である。一方３５ＭＰａを超えると装置が大掛かりになって、含浸処理に要するエネルギーも多くなってしまい、より好適には３０ＭＰａ、さらに好適には２５ＭＰａ以下である。また、超臨界二酸化炭素中で含浸処理する場合の好適な温度は３０〜２５０℃である。３０℃未満の場合には含浸処理がスムーズでなく、操作時間も長くなる場合がある。より好適には５０℃以上であり、さらに好適には７０℃以上である。一方２５０℃を超えると有効成分が劣化する場合があり、要するエネルギーも大きくなる。より好適には１５０℃以下である。また、特に加熱に弱い含浸物質を含浸させる場合には１００℃以下にすることが好ましい場合もある。
【００４０】
含浸処理に要する時間は、通常５〜２００分である。２００分を超えると作業効率が低下することがあり、処理温度によっては有効成分が劣化することもある。より好適には１２０分以下である。一方、５分未満の時間では、十分に含浸されない場合が多いし、含浸ムラも発生しやすくなる。より好適には１０分以上である。含浸処理操作の間、枠体２０を回転させる。回転操作は、同方向に回転させても構わないし、逆方向の回転を併用しても構わない。また、回転を停止させる時期を設けて、間歇的に回転させても構わない。
【００４１】
含浸物質は、予め含浸処理槽１０内に投入しておいても良いし、超臨界二酸化炭素の満たされた含浸処理槽１０内に後から導入しても良い。含浸処理槽１０内で、含浸物質を動植物から抽出する場合には、動植物を入れるカゴなどを配置することもできる。別途、超臨界二酸化炭素中で含浸物質を溶解させるための槽を設けて、そこから配管を介して含浸処理槽１０に溶液を導入しても構わない。また、共溶媒を使用する場合には、共溶媒槽１６から共溶媒供給ポンプ１７及びバルブ１８を介して含浸処理槽１０内に導入することができる。このとき、共溶媒中に含浸物質を溶解させることもできる。
【００４２】
図３に、含浸処理装置全体のプロセスフローを示す。含浸処理が終了したところで、減圧バルブ５０を開けて含浸処理後の流体を含浸処理槽１０からガス分離槽５１に導入する。ガス分離槽５１において、二酸化炭素ガスと、含浸物質とが分離される。ガス分離装置の形態は、図３に示したように槽の形態である必要はないが、一般的には槽の形態であることが好ましい。分離される成分は、液体成分または固体成分である含浸物質や、共溶媒などである。ガス分離槽５１で二酸化炭素ガスから除去された液体はガス分離槽５１の底部に設けられたバルブ５２を介して取り除かれる。共溶媒を含有する液体がバルブ５２から排出される場合には、この液体を蒸留して共溶媒を回収して再使用することが好ましい。ガス分離槽５１内は、通常温度−１０〜１５０℃、圧力０．１〜５ＭＰａ程度に設定される。ここで、圧力が０．１ＭＰａとは、大気圧と同じ圧力であって、周辺環境と比べたときの差圧がゼロであるときのことである。この圧力において二酸化炭素は気体として存在し、固体成分や液体成分と分離される。
【００４３】
ガス分離槽５１から導出された二酸化炭素ガスは、バルブ５３を介してコンプレッサー５４で圧縮され、バルブ５５を介して貯蔵タンク５６に導入され、液化二酸化炭素として貯蔵される。貯蔵される液化二酸化炭素の温度は特に限定されるものではないが、通常０〜４０℃程度である。また、貯蔵される液化二酸化炭素の圧力は特に限定されるものではないが、通常３〜１０ＭＰａである。
【００４４】
貯蔵タンク５６の底部５７から抜き出された液化二酸化炭素は、バルブ５８とバルブ５９を介してその後の工程へ送られる。バルブ５８とバルブ５９の間には受入タンク６０と接続された配管が分岐している。受入タンク６０には、購入した未使用の液化二酸化炭素が保管されており、これから、バルブ６１、搬送ポンプ６２及びバルブ６３を介して液化二酸化炭素が供給される。搬送ポンプ６２の運転と、バルブ（５８，５９，６３）の切り替え操作によって、回収再使用する二酸化炭素に、適宜未使用の液化二酸化炭素を追加して使用することができる。貯蔵タンク５６から導出され、バルブ５８とバルブ５９を通過した液化二酸化炭素は、加圧ポンプ６４で加圧され、バルブ６５を介してヒーター６６で加熱され、バルブ６７を介して含浸処理槽１０に供給される。
【００４５】
こうして、加圧、加熱された二酸化炭素が供給されて、所望の条件の超臨界二酸化炭素で含浸処理槽１０が満たされ、再度含浸処理が行われる。このようにして、二酸化炭素が回収再使用される。染色操作を例に取れば、超臨界二酸化炭素中で繊維製品を染色する場合には、水を媒体として染色する場合に比べて、排水を排出しないために、元々環境に優しいプロセスである。これに加えて、染色後の繊維製品を乾燥するエネルギーを要さない点で、エネルギー的にも優れている。しかも、このように媒体の二酸化炭素を回収再使用することもできるから、環境保護の面からも極めて意義深いプロセスである。
【００４６】
【実施例】
実施例１
図１〜３に示す含浸処理装置を用いて染色加工を行った。染色加工に供した繊維製品はブラジャーである。このブラジャーは、カップ表面がナイロン製織物からなり、カップ裏面が綿／ポリエステル混紡糸製織物からなり、カップ表面にはレーヨン製のレースが縫着されている。カップ内部には芯材として厚みのあるポリエステル製不織布が挿入されており、カップ下辺にはナイロンコーティング金属製ワイヤーが挿入されている。カップ外部から後方に縫着されているバック布はポリウレタン製弾性繊維を含む伸縮性を有するナイロン製編地からなり、その先端に縫着された金属製フックは、着用時に背部で相互に係合可能である。また、カップ上部にはポリウレタン製弾性繊維を含む伸縮性を有するナイロン製編地からなる肩ストラップが縫着され、肩ストラップの長さを調整するためのナイロン樹脂製成形品であるアジャスターが設けられている。これらの各部分はナイロン製の縫い糸で互いに逢着されている。ブラジャーの大まかな構成は上記のとおりであるが、これ以外にも多数の布帛や付属部品が使用されているものである。
【００４７】
図２に示すカゴ３０に上記ブラジャーを２０着入れた。このとき、カップの形状が崩れないようにして、カップの向きを揃えてできるだけ均一に配置するようにした。ブラジャーを入れて、パチン錠３２を閉じたカゴ３０を８本枠体２０の中に挿入し、蓋４０を螺着して固定してから、含浸処理槽１０のドア１５を閉じた。枠体２０全体を、３０秒ごとに反転させながら２０ｒｐｍの回転速度で回転させ、バルブ６７を開いて、含浸処理槽１０内を超臨界二酸化炭素で満たした。
【００４８】
含浸処理槽１０の体積（４５０リットル）の１体積％のエタノール（４．５リットル）に、１７．６ｇ（０．２％ｏｗｆ）の分散染料を溶解し、共溶媒槽１６に投入した。使用した分散染料は日本化薬株式会社製「ＫＡＹＡＳＥＴ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ａ−Ｇ」である。含浸処理槽１０内を超臨界二酸化炭素で満たした後で、共溶媒供給ポンプ１７を運転し、バルブ１８を開いて染料溶液を含浸処理槽１０に供給した。１２０℃、２０ＭＰａで枠体２０の回転を継続しながら、３０分間染色加工を行った。３０分経過後、減圧バルブ５０を開いて含浸処理槽１０内の流体を排出し、ドア１５を開けて、カゴ３０を８本取り出し、その中から染色されたブラジャー１６０着を得た。
【００４９】
得られたブラジャーの状況は、以下のとおりであった。カップ表面のナイロン製織物は十分に染色されていた。また、カップ裏面の綿／ポリエステル混紡糸製織物は、カップ表面よりは若干薄いものの、良好な染色状態であった。カップ表面に縫着されたレーヨン製のレースは染色されておらず、カップ表面とのコントラストによりレース模様の意匠がきれいに観察された。ポリウレタン製弾性繊維を含むナイロン製編地であるバック布と肩ストラップはいずれも十分に染色されており、これを強く引っ張って内部のポリウレタン繊維が露出するようにしても特に白っぽく観察されることはなかった。ナイロン樹脂製成形品であるアジャスターも十分に染色されていた。また、金属製のフックにも変形やくすみは観察されなかった。同時に染色した１６０枚のブラジャーの間で染色状況に差異は認められなかった。また、得られたブラジャーは型崩れを起こすことがなく、表面に擦り傷などの損傷も認められず、小ジワなども観察されなかった。
【００５０】
比較例１
実施例１で使用したものと同じブラジャー１０着を株式会社神崎鉄工製ワッシャー「５Ｋ型」に入れ、水１５リットルを注入し、４０℃に保った。そこに、株式会社伏見製薬所製８０％酢酸４５ミリリットルを添加してから、５分後に日本化薬株式会社製酸性染料「ＫＡＹＡＮＯＬ  ＭＩＬＬＩＮＧ  ＹＥＬＬＯＷ  ５ＧＷ」５．５ｇ（１％ｏｗｆ）を添加し、３０分かけて９０℃まで昇温し、その後３０分間染色した。染色操作後、排液してから水１５リットル及び株式会社日新化学研究所製ソーピング剤「ニューソーパーＣＭ−２」１５ミリリットルを入れて、８０℃で５分間ソーピングを行った。ソーピング操作後、すすぎを２回行い、脱水し、熱風乾燥機で８０℃、３０分間乾燥した。
【００５１】
得られたブラジャーの状況は、以下のとおりであった。カップ表面のナイロン製織物は十分に染色されていたが、小ジワの発生が認められた。カップ裏面の綿／ポリエステル混紡糸製織物は、カップ表面より薄く染まっており、その染色濃度の低下の程度は、実施例１に比べて大きいものであった。カップ表面に縫着されたレーヨン製のレースは染色されておらず、カップ表面とのコントラストによりレース模様の意匠がきれいに観察された。ポリウレタン製弾性繊維を含むナイロン製編地であるバック布と肩ストラップはいずれも十分に染色されていたが、これを強く引っ張って内部のポリウレタン繊維が露出するようにすると、若干白っぽく観察された。また、肩ストラップは、縫い目付近において、染色時の収縮に由来すると考えられる皺が目立った。ナイロン樹脂製成形品であるアジャスターは十分に染色されていた。金属製のフックにも変形やくすみは観察されなかった。また、得られたブラジャーは、カップ形状などに一部型崩れが認められ、表面の一部には擦り傷の発生も認められた。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の含浸処理方法によれば、縫製加工された繊維製品に対して超臨界流体中で含浸物質を含浸させる含浸処理方法において、繊維製品の型崩れを防止し、摩擦による損傷を抑制し、しかも均一に含浸させることができる。特に、弾性繊維を含む布帛を用いて縫製加工された繊維製品や、付属部品を有する繊維製品を含浸処理する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する含浸処理槽の一例の分解斜視図である。
【図２】カゴの斜視図である。
【図３】含浸処理装置全体のプロセスフローを示した図である。
【符号の説明】
１０  含浸処理槽
１２  回転軸
１３  支持棒
１５  ドア
１６  共溶媒槽
２０  枠体
２１  外側リング
２２  内側リング
２３  仕切り
３０  カゴ
４０  蓋
５０  減圧バルブ
５１  ガス分離槽
５４  コンプレッサー
５６  貯蔵タンク
６０  受入タンク
６４  加圧ポンプ
６６  ヒーター
【図１】
2004323982.tif 000003
【図２】
2004323982.tif 000004
【図３】
2004323982.tif 000005