(57)【要約】  【課題】バッチ式染色装置に発生しやすい径方向の色差値のバラツキと染色斑をなくし、径方向における均等な染色を可能とする染色装置を提供する。  【解決手段】容器(10)の内部に設けられ、複数の通液性仕切板(26)を介して多段に配された被染着物品(SF)の最上面から最下面へと又は最下面から最上面へと染液を強制的に循環させる染液循環手段(P) を有する染色装置である。少なくとも最下段に配される前記通液性仕切板(26)の下方と前記染液循環手段(P) との間に、前記通液性仕切板(26)と所要の間隔をおいて配される整流手段を設ける。この整流手段(21,31,32)は、前記通液性仕切板(26)の通液面上に分布される流量分布を均等化する。  【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器(10)の内部に設けられ、複数の通液性仕切板(26)を介して多段に配された被染着物品(SF)の最上面から最下面へと又は最下面から最上面へと染液を強制的に循環させる染液循環手段(P) を有する染色装置であって、
少なくとも最下段に配される前記通液性仕切板(26)の下方と前記染液循環手段(P) との間に前記通液性仕切板(26)と所要の間隙をおいて配され、同通液性仕切板(26)の通液面上に分布される流量分布を均整化する整流手段を有してなることを特徴とする染色装置。
【請求項２】
前記整流手段が、前記通液性仕切板(26)の通液面を通過する染液の流れを上下方向に向ける機能を有してなる請求項１記載の染色装置。
【請求項３】
前記整流手段が多数の貫通孔を有する第１多孔材(21)である請求項１又は２記載の染色装置。
【請求項４】
前記整流手段が、更に前記第１多孔材(21)の下方に所要の間隙をおいて配される第２多孔材(31)を有してなる請求項３記載の染色装置。
【請求項５】
前記通液性仕切板(26)及び第１多孔材(21)が同一径を有する円板からなり、前記第１多孔材(21)が同心円上に配された複数のスリット又は扇状貫通孔(21a) を有してなる請求項３記載の染色装置。
【請求項６】
前記スリット又は扇状貫通孔(21a) が放射状に配されてなる請求項５記載の染色装置。
【請求項７】
前記第２多孔材(31)が上記第１多孔材(21)と同一構造を備えてなる請求項４記載の染色装置。
【請求項８】
前記整流手段が、前記第１多孔材(21)の下方に所要の間隙をもって配される整流部材(32)を有し、同整流部材(32)は前記第１多孔材(21)よりも小径の単なる円板からなり、前記整流部材(32)の外周に、下方に突出した環状壁部(32a) を有してなることを特徴とする請求項３記載の染色装置。
【請求項９】
最上段に配される上記通液性仕切板(26)の上方に、同通液性仕切板(26)との間に所要の間隙をおいて第２の整流手段 (26’) が更に配されてなる請求項１記載の染色装置。
【請求項１０】
前記第２整流手段 (26’) が前記通液性仕切板(26)と同一構造を有してなる請求項９記載の染色装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺な各種テープ、特に長尺なテープ類を巻き回した巻体をバッチ式に染色するのに最適であり、巻体の径方向の色差が小さく染色斑の少ない染色を可能にする染色装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺なテープ類は、連続処理がなされる場合を除き、例えばバッチ処理などで各種の仕上処理に回されるときは、渦巻き状に巻き回した巻体の形態で取り扱われることが多い。例えば、長尺の面ファスナーをバッチ処理で染色する場合には、面ファスナーの巻体を通常のチーズ染色装置やオーバーマイヤー方式の染色装置を使って染色される。しかしながら、こうした従来の染色装置を使った染色では、面ファスナーの巻体を直接積み重ねて染色するため、面フアスナーの巻間隙内に耳部が入り込んだり、積み重ねる巻体数が多くなると耳折れの現象が生じ、染色液の流れを乱し、偏流を起こして均等に流れず染色斑を発生させやすい。
【０００３】
一方、例えば特公昭５１−２３６３１号公報（特許文献１）によれば、処理液を循環するようにした外槽内に繊維処理用内槽が配され、同内槽は外槽から取り外し可能に構成されている。内槽は、盲板からなる内筒及び外筒と多孔材からなる底部とを有するチャンバーを複数段積み重ね、その最上段には多孔材が配されている。更に最上段の多孔材の上方中空部には、その中空部から各周縁に向かって湾曲したヘッダーを有しており、各チャンバー及びヘッダーを締付具等により一体的に連結固定する。各チャンバーは独立して分離可能であり、処理液を被処理物を装填したチャンバー内を垂直方向に通過するようにしている。処理液は最下段のチャンバーの下方に配されたポンプから順次重ねられたチャンバーの内筒を上昇し上端のヘッダーに当たって均一に分散され、最上端の多孔材を通って順次垂直下方へと流れ、各チャンバーを通過して最下段から循環管路を経てポンプに至る循環系路をたどる。ポンプの回転方向を変えることにより処理液の循環系路を逆とすることができる。処理液がチャンバーを順次流れる間に繊維の均一な処理がなされる。
【０００４】
また、例えば特公平７−６１４２号公報（特許文献２）にも、前述の特許文献１と同様の構成と機能とを備えた面ファスナーの染色装置が開示されている。特許文献１の繊維処理装置と異なるところは、チャンバー内とチャンバーの外周側空間との間を染液が循環する点である。この染色装置に使われる仕切板は金属又はプラスチックからなる網、パンチングボードなどからなり、その周縁に盲板からなる周壁を有しており、その仕切板の中心部には各仕切板を支持して搬送するための柱状のキャリヤーを挿通させる挿通孔が形成されている。
【特許文献１】特公昭５１−２３６３１号公報
【特許文献２】特公平７−６１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１及び２によっても明らかなように、従来の上記バッチ式の染色装置によると、染液は最下段に配された通液性仕切板の下面に直接ポンプから吐出され、それぞれ通液性仕切板を介して多段に積み重ねられた被染着物品を通して垂直上方へと流し、最上段に配された通液性仕切板を通したのち、中心部に立設された盲板からなる内筒を通して循環させ又は盲板からなる外筒の外側へと循環させ、若しくはその逆方向へと染液を循環させている。
【０００６】
図１２は上記特許文献１の第１図に示されたバッチ式染色機を示しており、同染色機においてポンプＰにより外筒２と内筒５との間の染色空間に通液性仕切板を介して下方から染液を吐出させたときの染液の流れを線図で示している。この図から理解できるように、ポンプＰから吐出された高圧の染液は最下段に配された通液性仕切板７の下面にぶつかり渦流や乱流となって、その一部が同通液性仕切板７を通り、上方へと押し上げられていく。また、こうして押し上げらて流れる途中で被染着物品Ｆを染色したのち、最上段に配された通液性仕切板７を通った染液は内筒５の上端開口に流入して下方へと流れ、再びポンプＰにより最下段に配された通液性仕切板７の下面に向けて吐出されて循環する。このように、最下段に配された通液性仕切板７の下面には連続して渦流と乱流が発生しており、同通液性仕切板７の下面を通過する染液の流量分布や流動方向は均等とはならず、特に被染着物Ｆの径方向における色差の大きい染色斑を生じやすくしている。
【０００７】
一方、ポンプの吐出方向を切り換えると、内筒５を通って上方へと流れる染液は同内筒５の上端開口から放射状に噴出し、湾曲内面をもつヘッダー３の内面にぶつかって拡散されて最上段に配された通液性仕切板７を通り、外筒２と内筒５との間に形成されている染色空間を下方へと流れ、通液性仕切板７を介して多段に配された被染着物品Ｆを染色していく。この内筒５の上端開口から放射状に噴出する染液を一旦ヘッダー３の内面にぶつけてから最上段に配された通液性仕切板７の全面に染液を散布するとき、染液の噴出力にもよるが全面に均等に付与することは難しく、最上面に配された通液性仕切板７の中心部に近い領域と中心部から離間した領域とでは染液の付与量つまり流量が異なり、同じく被染着物品Ｆに対する径方向の色差が小さく斑の少ない染色を行うことは難しい。
【０００８】
本発明は、こうした従来のバッチ式染色装置に発生しやすい径方向の色差値間の差を均等化して染色斑をなくすとともに、径方向における色差値自体をも低減させ、均等な染色を可能とする染色装置を提供することを主な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的は、本発明の基本構成である、容器の内部に設けられ、複数の通液性仕切板を介して多段に配された被染着物品の最上面から最下面へと又は最下面から最上面へと染液を強制的に循環させる染液循環手段を有する染色装置であって、少なくとも最下段に配される前記通液性仕切板の下方と前記染液循環手段との間に、前記通液性仕切板と所要の間隙をおいて配され、同通液性仕切板の通液面上に分布される流量分布を均整化する整流手段を有してなることを特徴とする染色装置により達成される。
【００１０】
好ましい態様によれば、前記整流手段は、更に前記通液性仕切板の通液面を通過する染液の流れを上下方向に向ける機能を有している。この整流手段の好適な態様は、多数の貫通孔を有する第１多孔材であり、また前記整流手段は前記第１多孔材の下方に所要の間隙をおいて配される第２多孔材を更に有していてもよい。前記通液性仕切板及び第１多孔材は同一径を有する円板からなり、前記第１多孔材が同心円上に配された複数のスリット又は扇状貫通孔を有していることが好ましい。このスリット又は扇状貫通孔は放射状に配されており、前記第２多孔材は上記第１多孔材と同一構造を備えていることが好ましい。
【００１１】
前記整流手段としては、前記第１多孔材の下方に所要の間隙をもって配される整流部材を更に有する場合もあり、同整流部材は前記第１多孔材よりも小径の単なる円板であり、前記整流部材の外周には下方に突出した環状壁部を有していることが好ましい。
【００１２】
更に上記整流手段に加えて、最上面に配される上記通液性仕切板の上方に、同通液性仕切板との間に所要の間隙をおいて第２の整流手段を配してもよい。この第２整流手段は前記通液性仕切板と同一の構造とするとよい。上述の第１及び第２多孔材と通液性仕切板は、通常、合成樹脂製又は金属製の網又はパンチングボードから構成される。金属材料としては、防錆性、耐食性に優れたステンレス等が物性的にまた経済性の面からも好ましい。
【発明の作用効果】
【００１３】
本発明の染色装置を使った染色方法は、既述したとおり被染着物品、例えば長尺の面ファスナーを渦巻き状に巻き上げて巻体し、これを密閉容器内の染液循環通路中に多段に配された複数枚の通液性仕切板の間に挟み込むようにして配し、通液性仕切板を介して多段に積み重ねられた被染着物品に対して、染液を上方から下方へと又は下方から上方へと垂直に流しながら循環させて染色する。この種のバッチ式染色装置にあって、一般の染液循環手段としては液体ポンプと染液の循環通路とからなる。そして、前記液体ポンプは、通常、最下段に配される通液性仕切板の下方に配され、その吐液口（又は吸液口）が同通液性仕切板の下面に向けられて染液が噴流となって直接同通液性仕切板の下面へと送りだされる。
【００１４】
このとき、上述のように最下段の通液性仕切板の下面には激しい渦流と乱流が生じ、同通液性仕切板を通過する染液は、その通過する部位により染液の流動する方向が異なるばかりでなく、その流量も異なる。そこで、本発明では少なくとも最下段に配される前記通液性仕切板の下方と前記染液循環手段との間に、前記通液性仕切板と所要の間隙をおいて整流手段を配することにより、前記通液性仕切板の通液面を通過したのちの染液の流れを上下方向に向けるとともに、同通液面上に分布される流量分布を均整化する。その結果、当然に径方向における色差同士の差が小さくなり染色斑が大きく低減される。
【００１５】
前記整流手段は好適には第１多孔材をもって構成される。この第１多孔材は前記最下段に配された通液性仕切板の下面と所要の間隙をもって配されることが重要である。なお、本発明における所要の間隙とは、流れの運動（速度）エネルギーを圧力エネルギーに変換するのに十分な領域、つまり整流効果が発揮されるのに十分な領域を意味する。例えば、本発明にあって第１多孔材として円形金網が使われ、第２多孔材が多数の弧状のスリットを有する円板し、容器の径が３００〜１０００ｍｍである場合、最下段の通液性仕切り板と、第２多孔板との間隙の高さは４０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の高さ内であることが好ましい。４０ｍｍより小さくなると、十分な整流効果を得ることができない。逆に１００ｍｍより大きくなってしまうと、多くの染液の量を必要とし、また、残浴のバラツキ、色ぶれ等によって、染色品質が落ちてしまう。ただし、上記間隙の大きさは被染着物品の材質、その空隙率や構造、或いは第１多孔材と第２多孔材の構造、多孔材の数などの染色条件によって様々に変化する。従って、その大きさは一律には規定できないため、前述の染色条件に応じて決定される。
【００１６】
ポンプから吐出する染液は前記第１多孔材の下面に沿って一方向に流れる渦流を発生させる。この渦流の一部は液圧に従って第１多孔材の通液孔を通って略均一に分割される。この第１多孔材の通液孔を通った染液の流れは上方に向けられ、通液性仕切板の下面との間に形成されている空隙を通る間に更に垂直上方へと向けられる。また、その空隙を流れる染液の流量も水平面に対して均一に分布されて、最下段に配された通液性仕切板の下面へと到達する。そのため、最下段に配された通液性仕切板を通過する染液の流量分布がほぼ均整化されると同時に、上方へと向かって被染着物品へと浸入していく。すなわち、被染着物品の径方向に付与される染液の量がほぼ均等となり、径方向における色差が小さくなって染色斑を低減させる。また、整流手段として、前記第１多孔材の下方に所要の間隙をもって更に第２多孔材を配する場合には、２段で整流がなされるため、より径方向の色差値自体が小さくなって染色斑を大きく減少させることができる。
【００１７】
前記第１多孔材及び第２多孔材は、前記通液性仕切板と同一構造を有していてもよいが、その他にも前記通液性仕切板及び多孔材が同一径を有する円板からなり、前記第１及び／又は第２多孔材、好ましくは第２多孔材のみが同心円上に配された複数のスリット又は扇状貫通孔を有しており、特に前記スリット又は扇状貫通孔が放射状に配されて構成されている場合には整流機能が最も効果的に発揮される。多少、整流機能が劣るものの同第１多孔材として、例えば大きさの異なる円形や多角形の複数の貫通孔を整列させて又はランダムに形成した板材であっても同様に染色斑を減少させることができる。また、前記整流手段として、上記第２多孔材に代えて、例えば前記第１多孔材よりも小径の単なる円板からなる整流部材を配した場合を含んでおり、この整流部材を採用する場合には染液循環手段から噴出される染液は上方に配された小円板の下面を外周に向けて放射状に拡がり、その外周から下方に突設した環状壁部の内壁面にぶつかり、同環状壁部のを乗り越えて、小円板の外周側の循環液路を通り、小円板の上面と第１多孔材との間の間隙を中心方向に向かう流れとなって充満し、第１多孔材からその上方の間隙へと略均等な流量分布となってほぼ垂直上方に向けて流れるようになる。その結果、上記好適な態様と同様に染色斑を減少させることができるようになる。
【００１８】
また、本発明装置にあって染液の循環方向を逆にしたとき、染液は密閉容器の内周面又は中央の内筒を上昇して、最上段に配された通液性仕切板に上方から染液が供給され、その下方に多段に配された被染着物品を通って垂直下方へと流れ、その間に被染着物品を染色する。この場合、上記特許文献１及び２に記載された染色装置では、本発明で言う整流手段が格別に講じられていないため、最上段に配された通液性仕切板の全面に均等に染液を供給することができず、半径方向における流量分布も異なることになる。そこで、本発明の好適な態様によれば、最上層に配される上記通液性仕切板の上方に、同通液性仕切板との間に被染着物品の収容空間を残して、更にその上方に第２の整流手段を配することが望ましい。こうすることにより、最上段に配された被染着物品に対しても全面に均等に染液を供給することが可能となり、径方向における色差、すなわち染色斑を更に低減することができるようになる。この場合、下方から染液を供給する場合に較べて流量分布の変化が少ないため、前記第２整流手段として、上記通液性仕切板と同一構造の多孔材を採用しても初期の目的は達成される。
【００１９】
経済性などを考慮したとき、上記通液性仕切板は合成樹脂製又は金属製の網又はパンチングボードなどから構成することが有利である。なお、それらの通液性仕切板に形成される孔密度や孔の大きさは、被染着物品や染料の材質により、或いは被染着物品の空隙率などにより任意に変更すればよい。また染色にあたって、被染着物品の空隙率が色差を生じさせる要因の一つとなっており、あまりに密度が高く空隙率が低いと通液性が阻害されて染色不良が生じるだけでなく、染色時の膨潤により皺が生じて染色斑の発生や被染着物の形態を崩しかねない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の最良の実施形態を代表的な実施例に基づいて図面を参照して具体的に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の第１実施例であるバッチ式染色機の全体構成を示す縦断面図である。同図において、符号１０は上部に開閉蓋１０ａを有するタンク状の密閉容器からなる染色釜である。この染色釜１０の下端部には、同染色釜１０の底部中央から上方に向けて開口する円筒缶からなる第１通液路１１と、その第１通液路１１を囲むようにしてヒーター１３を挟んで配され、前記染色釜１０の底部に連通する第２通液路１２とを備えている。前記第１通液路１１の本体１１ａの上端から上方に突出して開口する開口部１１ｂは前記本体１１ａの径よりも小径とされ、同本体１１ａと上端開口部１１ｂとの間に段差が設けられている。この段差上に本発明の染色装置２０が脱着可能に設置される。なお、ヒーター１３については、第１、第２通液路１１，１２のいずれか一方に設けるだけでよい。
【００２２】
また、前記第１及び第２通液路１１，１２には、それぞれに一対の配管１４，１５が接続されており、その各配管１４，１５の他端は本発明の染液循環手段の一部を構成する正逆転可能な液体ポンプＰに接続されている。これにより、上記第１通液路１１と、染色装置２０の後述する内部染色領域と、前記第２通液路１２と、記第２通液路１２に連通し前記染色装置２０の外壁面及び前記染色釜１０の内壁面の間に形成される円筒状の第３通液路１６との間で染液循環路が形成される。染液は、前記液体ポンプＰの正逆転駆動を切り換えることにより前記染液循環路を正逆転方向に循環して流れる。
【００２３】
図示例によれば、前記染色装置２０は最下段に本発明の整流手段の一つである第１多孔材２１が配されている。この第１多孔材２１の好適な例が図２に示されている。この第１多孔材２１は、図２に示すように円板状の例えば金属製又はプラスチック製の網からなるメッシュ材であり、或いは図３に示すような金属製又はプラスチック製の板材に多数の小孔があけられたパンチングボードから構成される。この第１多孔材２１の中央部は小円形盲部２１’とされている。第１多孔材２１の上方には、所要の間隙をおいて多段に積み重ねられた後述する被染着物品収容部２２が配される。このときの上記第１多孔材２１と最下段に配される被染着物品収容部２２との間に形成される上記間隙は、本発明にとって極めて重要である。第１多孔材２１は、前述のごとき被染着物品収容部２２を複数段積み重ねた状態で、第１多孔材２１の上方に間隔をおいて支持固定することになる。特に染色時には、前記被染着物品収容部２２には被染着物品が収容されるため、その総重量は極めて大きくなり、相当の強度と剛性を備えている必要がある。
【００２４】
そのため、前記第１多孔材２１として上述のような金属製又はプラスチック製の網からなるメッシュ材を使うよりは、金属製の板材に多数の小孔があけられたパンチングボードを使う方が有利である。パンチングボードを使う場合には、その金属板を必要な強度を確保すべく肉厚とすべきである。仮に、金属製又はプラスチック製の網からなるメッシュ材を使う場合には、積み重ねられた被染着物品収容部２２及び被染着物品の総重量と染色時の染液の液圧などによる荷重を受けることができるように、例えば図２に示すようなメッシュ材の裏面に、その中心部に形成された上記小円形盲部２１’から放射状に延びる複数の翼片状の補強リブ２３ａを一体化して延設する。しかし、いずれにしても第１多孔材２１の単体だけでは上述のような総重量と荷重を受けることが難しいため、更に高い強度と剛性を確保するには、前記第１多孔材２１の外周に剛性の高い金属製の円筒体２３を設けることが望ましい。第１多孔材２１は前記円筒体２３の内周面に強固に固定される。
【００２５】
その固定位置は、図２に示すように所要の高さをもつ前記円筒体２３の上下部にそれぞれ円筒空間が形成される中間高さ位置とする。このように第１多孔材２１を挟んで円筒体２３の上下にそれぞれ円筒空間を形成すると、この円筒体２３の上端縁に順次被染着物品収容部２２を積み重ねたとき、その最下段に配される被染着物品収容部２２の下面と第１多孔材２１との間に所要の間隙を形成することができるとともに、第１多孔材２１と下方の第１通染路１１と連通する染液案内空間を形成することができる。上記翼片状の補強リブ２３ａは小円形盲部２１’の外周から前記円筒体２３の下部内壁面との間に放射状に延びており、各補強リブ２３ａの前記小円形盲部２１’側の各端部は下方に拡がった裁頭円錐台の周面に当接する形状に形成されている。
【００２６】
そして、これらの補強リブ２３ａの下面には、その中央部を開口させたリング状の円板２３ｂが一体に配され、隣接する各補強リブ２３ａの間と形成される空間を通して上記第１通液路１１から送り出される染液が流れるようになっている。翼片状の前記補強リブ２３ａは第１多孔材２１の中心部から外周に向けて高さを漸減されており、最終的には同補強リブ２３ａの外周側端部の下面と上記円筒体２３の下端面と一致する。なお、図示例では前記補強リブ２３ａには複数の連通孔２３ｃが形成されており、同補強リブ２３ａを挟んで形成された染液流路間を部分的に連通させている。
【００２７】
また、上述のように積み重ねられた被染着物品収容部２２は、その積層状態のままで移動できることが望ましい。そこで、本実施例によれば前記第１多孔材２１の中央部に形成された上記小円形盲部２１’の上面に円筒パイプ状のキャリアー２４が立設固定されている。このキャリアー２４の上端部には内ネジが切られている。このキャリアー２４は各被染着物品収容部２２の後述する中央開口部２８に嵌挿され、同被染着物品収容部２２が順次多段に積み重ねられる。このキャリアー２４の上端内ネジ部分には多段に積み重ねられた前記被染着物品収容部２２をキャリアー２４に固定するため、固定部材２５が螺着される。この固定部材２５は、図２に示すようにボルト部２５ａとボルト頭部２５ｂとを有しており、そのボルト頭部２５ｂの上面には吊下げ部と固定部材２５をキャリアー２４に装着するための操作部とを兼ね備えるリング状の操作部材２５ｃが突設されている。
【００２８】
なお、本実施例にあって上記第１多孔材２１として上述のような金属製又はプラスチック製のメッシュ材やパンチングボードを使うことに代えて、例えば図４に示すような構造をもつ多孔材２１を使うこともできる。すなわち、図４に示す第１多孔材２１は円板に多数のスリット２１ａが形成されている。このスリット２１ａは、中央部に小円板部２１ｂを残して、その周縁から外周にかけて同心円の周方向に所要の間隔をおいて形成される複数の円弧状貫通孔からなる。図示例では、円弧状スリット２１ａは前記小円板部２１ｂから放射状に延びる複数の直線部２１ｃの間に多段に形成されている。
【００２９】
ここで、上記小円板部２１ｂは必ずしも必要としない。前記小円板部２１ｂを排除すると、キャリアー２４の中空部に染液が浸入するが、同キャリアー２４の上端は固定部材２５のボルト頭部２５ｂにより閉塞されているため、染液が初期に前記中空部に充満すると、それ以上は中空部に浸入せず、染液の流れは安定する。また、本発明の特徴部である整流手段は上記構成を備えていなければならないということもなく、例えば既述した特許文献１及び２に開示された染色装置にも適用が可能であり、その場合も上述の小円板部２１ｂは不要である。
【００３０】
本実施例にあっては、前記小円板部２１ｂの裏面には、前記直線部２１ｃに沿って下方へと突出する複数の翼片状補強リブ２１ｅが前記直線部２１ｃに一体化して設けられている。更に、この場合も前記補強リブ２１ｅの小円板部２１ｂ側の端部は裁頭円錐台の外壁面に接する形状に形成され、同補強リブ２１ｅの下端面を中心部が開口するリング状の円板２１ｄによって貼設一体化されている。更に、前記小円板部２１ｂの上面には上記キャリアー２４と同一構造を有する円筒パイプが突設され、その上端部に固定部材２４が螺入されるようにされている。この図４に示す第１多孔材２１は前述の構造を備えているため、第１多孔材２１自体に必要とする強度と剛性とをもたせることもできるが、本発明では同第１多孔材２１の上面と最下段に配される上記被染着物品収容部２２との間に所要の間隙を設けることが必要であることから、第１多孔材２１の外周に一体化して或いは分離可能に上方に向けて立設され、前記被染着物品収容部２２を載置するとともに前記間隙を作るための所要の高さをもつ上記円筒体２３の上半部である第１円筒部２３ｄを設けている。なお、図示例では前記円筒体２３の下半部に相当する第２円筒部２３ｅを設け、この第２円筒部２３ｅの内壁面に上記補強リブ２１ｅの外側端面を固設している。
【００３１】
前記被染着物品収容部２２は、図２に示すような金属製又はプラスチック製の網からなるメッシュ材、或いは図３に示すような金属製又はプラスチック製の板材に多数の小孔をあけたパンチングボードなどからなる円形の通液性仕切板２６と、同通液性仕切板２６の外周上に立設される盲板からなる被染着物品収容部用環状壁材２７ａとを備えた、蒸籠（せいろ）と同様の構造を有している。被染着物品収容部用環状壁材２７ａは前記通液性仕切板２６に一体的に固設してもよいが、被染着物品収容部用環状壁材２７ａと通液性仕切板２６とを隙間なく設置するためにそれぞれを別部材として分離可能に構成するほうがよい。また、最上段に配される被染着物品収容部２２の上面には、前記通液性仕切板２６が配されるとともに、その上方に所要の間隙をおいて前記通液性仕切板２６と同様の構成を備えた第２整流手段の一部である通液性整流板２６’が取外し自在に装着されている。
【００３２】
前記通液性仕切板２６の中心部には、上述したようにキャリアー２４を挿通させるための中央開口部２８が形成されている。この中央開口部２８は一端にフランジ部２８ａを有する円筒部材からなり、そのフランジ部２８ａは前記通液性仕切板２６の中心部に固設一体化されている。この中央開口部２８の高さは、前記フランジ部２８ａをも含めて上記被染着物品収容部２２の環状壁材２７ａの高さに等しい。また、図２に示す実施例では前記環状壁材２７ａの高さと上記第１多孔材２１の外周に配される円筒体２３の高さとを等しく設定している。なお、図示例ではフランジ部２８ａを設けているが、多孔材自体が被染着物品の重量と染液の荷重に耐え得る材質及び構造であればフランジ部２８ａを設ける必要はない。
【００３３】
さて、以上の構成を備えた本実施例による染色装置を使って、例えば被染着物品として面ファスナーを染色するときは、染色しようとする数の上記通液性仕切板２６を用意して、その各中央開口部２８にそれぞれ面ファスナーを巻き付けて被染着物品収容部２２に収容する。この場合、面ファスナーＳＦを図５に示すように予め渦巻き状に巻き上げて巻体を形成しておき、その巻体の中央巻始め部を前記中央開口部２８に嵌着して被染着物品収容部２２に収容するようにしてもよい。こうして被染着物品収容部２２に面ファスナーＳＦを収容したのち、下端部に第１多孔材２１と円筒体２３とを備えた上記キャリアー２４を各被染着物品収容部２２の中央開口部２８に順次挿通させる。この挿通が終了したのち、キャリアー２４の上端部に上記固定部材２５をねじ込み、積み重ねられた被染着物品収容部２２をキャリアー２４に固定支持させる。この積み重ねられた被染着物品収容部２２を固定支持するにあたって、前記各被染着物品収容部２２の各被染着物品収容部用環状壁材２７ａの外周面にボルト挿通孔を有する図示せぬ板片を突設しておき、同じく図示せぬボルトとナットとをもって上下の各被染着物品収容部２２同士を連結固定してもよい。
【００３４】
複数の被染着物品収容部２２を積み重ねた状態のまま、前記キャリアー２４を上記密閉容器からなる染色釜１１の底部中央に設けられた第１通液路１１の本体１１ａに載置固定する。このとき、キャリアー２４の下端に配されたリング状円板２１ｄの中央開口を、上記第１通液路１１の本体１１ａから上方に突出する小径開口部１１ｂの開口端に密接嵌着させる。このとき、上記第１通液路１１の前記小径開口部１１ｂは前記第１多孔材２１の中心部に向けられる。ここで、例えば液体ポンプＰを正転させると、ヒータ１３により加熱されて予め所定の温度まで上昇した染液は、配管１４を通って第１通液路１１に送り出される。同第１通液路１１の大径の本体１１ｂから前記小径開口部１１ｂを経て、その開口端から噴出される。噴出した染液は上方の第１多孔材２１の小円板部２１ｂにぶつかり、図６に示すように第１多孔材２１、リング状円板２１及び各補強リブ２３ａの間に形成される染液流路を第１多孔材２１の下面に沿って流れ、その外周端部において流れを下方に変えて前記リング状円板２１ｄの上面を中心方向に向かい、前記小径開口部１１ｂから連続して噴出される新たな染液に導かれて、同様の流れを繰り返すことにより渦流を形成する。図示例では、前記補強リブ２３ａに連通孔２３ｂが形成されているため、補強リブ２３ａを挟んで隣接する染液流路間を同渦流の一部が連通し乱流を発生させている。
【００３５】
このように上方に拡がった染液の流れは、同図に示すとおり前記リング状円板２１ｄの内壁面に沿って下降しながら全体に渦流を連続的に形成して流れる間も、新たな染液が上記第１多孔材２１の下面に沿って外周に向けて放射状に流れる。第１多孔材２１の下面に沿って放射状に流れる流れの一部は分離して第１多孔材２１の多数の孔を通過して垂直上方に向かって流れ、第１多孔材２１と最下段に配された上方の被染着物品収容部２２の底面部に配されている通液性仕切板２６に到達する。この第１多孔材２１を通過した流れは径方向において流速がほぼ均等となると同時に、上方の被染着物品収容部２２の通液性仕切板２６に向かう途中で流れの方向が更に改善されてほぼ垂直上方へと向けられるようになる。こうして第１多孔材２１とその上方の間隙を通る間に通液性仕切板２６の径方向における流速と流れの方向が均等化されるため、各通液性仕切板２６を通過する染液は被染着物品収容部２２の内部に巻体となって収容された面ファスナーＳＦに対しても、その径方向に均等に作用し、径方向における色差を低減させて均等に染色する。
【００３６】
こうして、第１多孔材２１の上方に積み重ねられて配された複数の被染着物品収容部２２を通り抜けた染液は、最上段の被染着物品収容部２２の上面に配された通液性仕切板２６と所要の間隙をおいて上方に配された最上面の第２の整流手段である通液性整流板２６’を通って外周縁に配された環状壁材２７ｂの上端から流れ落ち、染色釜１０と積み重ねられた各環状壁材２７ａの外周面との間に形成されている第３通液路１６及び第２通液路１２へと流れて配管１５を介して液体ポンプＰにより第１通液路１１へと吐出され、第１多孔材２１を通って上述の染色が繰り返される。通常、この種のバッチ式染色機は適当な時期をもって液体ポンプＰの駆動方向が自動的に切り換えられて逆転し、染液を第２通液路１２から第１通液路１１へと逆流させて染色が続けられる。
【００３７】
上記液体ポンプの駆動方向は、所定の時期が来ると自動的に染液の流れ方向が逆転される。その場合、染液は液体ポンプＰにより配管１５を通して送り出され、第２通液路１２を通って染色釜１０と積み重ねられた各環状壁材２７ａ、２７ｂの外周面との間に形成されている第３通液路１６を上昇し、最上段に配された被染着物品収容部２２の上面に装着された通液性整流板２６’の上面を中心方向に流れ、この間に前記通液性整流板２６’を通過して流量が均等に分割され、下方の通液性仕切板２６から被染着物品収容部２２内に収容された被染着物品に浸入して下方の被染着物品収容部２２へと順次流れる。このとき、前記通液性整流板２６’の上面に十分な染液が行き渡っている場合には、上述した下から上へと染液を流す場合と較べると、径方向の流量差が少なく、勿論、流速差も小さい。しかも流れの方向は通液性整流板２６’の孔を通り分割された染液は重量で垂直下方に向くため、第２の整流手段は第１の整流手段よりは、簡単な構成でよい。そのため、本実施例では上面に前記通液性整流板２６’を他の通液性仕切板２６と同じ構造としている。但し、被染着物品収容部２２の高さは、被染着物品の高さに合わせて設計してあるが、前記通液性整流板２６’の環状壁材２７ｂの高さは、十分な整流効果が得られる程度の高さに設計されている。
【実施例２】
【００３８】
図７は本発明の実施例２による最適な染色装置２０の分解図を示している。
この実施例２において上記実施例１と大きく異なるところは、上記実施例１では上下に多段に配した被染着物品収容部２２の下方に所要の間隙をおいて、整流手段の一部である第１多孔材２１を配しているのに対して、本実施例では前記第１多孔材２１の下方に更に所要の間隙をおいて整流手段の一部である第２の多孔材３１を配している点である。ただし、前記第１多孔材２１の基本構造は、図７に示すように各被染着物品収容部２２における環状壁材２７ａとほぼ同等の構成を備えた円筒体２３の内壁の高さ方向の略１／５の位置に、同じく上記被染着物品収容部２２の中央に設けられた中央開口部２８を備えた通液性仕切板２６と同一構造を備えている。また、本実施例にあっても最上段に配される被染着物品収容部２２の上面に他の通液性仕切板２６と同一構造をもつ第２整流手段の一部である通液性整流板２６’の環状壁材２７ｂを取外し自在に装着している。
【００３９】
一方、前記第２多孔材３１は、図４に示し既述した第１多孔材２１と同様の構造を備えている。すなわち、円板の中央部に小円板部３１ｂを残して、その周縁から外周にかけて異なる径をもつ同心円上の円周方向に所要の間隔をおいて複数の円弧状スリット３１ａが形成されている同円弧状スリット３１ａは前記小円板部３１ｂから放射状に延びる複数の直線部３１ｃの間に多段に形成されている。前記小円板部３１ｂの裏面には、前記直線部３１ｃに沿って下方へと突出する複数の翼片状補強リブ３１ｅが前記直線部３１ｃと一体となって設けられている。更に、この場合も、前記補強リブ３１ｅの小円板部３１ｂ側の端部は裁頭円錐台の外壁面に接する形状とされ、同補強リブ３１ｅの下端の全長にわたって中心部が開口するリング状の円板３１ｄが貼設一体化されている。
【００４０】
更に、前記小円板部３１ｂの上面には上記キャリアー２４が突設され、その上端部に固定部材２５が螺入される。この図７に示す第２多孔材３１は前述の構造を備えているため、第２多孔材２１自体に所要の強度と剛性とをもたせることができる。一方、本実施例では同第２多孔材３１の上面と第１多孔材２１との間に所要の間隙を設けることが必要であるが、内壁面に固設された第１多孔材２１の下方にも円筒体２３の下半部である第２円筒部２３ｅが突出していることを利用すれば、この第１多孔材２１に改めて円筒体を取り付ける必要はない。なお、本実施例では、円筒体の下半部に第２円筒部２３を設けて所要の間隙を確保しているが、第２多孔材３１の外周に上方に第２円筒部２３を突出するように設けてもよいし、円筒体２３と第２多孔材３１とを脱着自在又は一体的に設置してもよい。
【００４１】
かかる構成を備えた第２実施例による染色装置２０も、上記第１実施例と同様に密閉容器からなる染色釜１０の内部の所定位置に設置され、多段に積み重ねられた被染着物品収容部２２に収容された被染着物品を染色する。
図８は、この第２実施例に係る染色装置を使ったときの、染色釜１０の下部に配された上記第１通液路１１の大径の本体１１ａから小径の前記開口部１１ｂを経て、その開口端から噴出する染液の流れの状態を拡大して線図で示している。
同図から理解できるように、第１通液路１１の前記開口部１１ｂから噴出する染液は、同開口部１１ｂに連通する第２多孔材３１の下面側間隙を乱流状態で上昇し、第２多孔材３１の下面を翼片状補強リブ３１ｅの間を通って中心部から外周に向けて流れる。この流れの一部は前記第２多孔材３１のスリット３１ａを通り抜けて分割される。残りの流れは第２多孔材３１の下面に沿って流れ続け、その外周部にて下方へと流れを変えてリング状円板３１ｄの上面を中心方向へと流れ、これを繰り返して渦流を形成する。この渦流にあっても、上記第１多孔材２１の下面に沿って中心部から外周方向に放射状に流れる流れは、そもそもが乱流状態で押し流されているが、その流れの途中にて上記円弧状スリット３１ａにて分割されるととも同スリット３１ａを上方に通り抜け、その流れの向きを垂直上方へと転換させる。このときの分割される液量は被染着物品収容部２２内の被染着物品の単位面積当たり殆ど等しくなり、その流速もほぼ均等となる。
【００４２】
図９（Ａ）は、上記特許文献２（特公平７−６１４２号公報）に開示された従来の染色装置、すなわち本発明の第１多孔材２１が除かれ最下段に配された被染着物品収容部の下面に通液性仕切板７を介して直接染液を供給して、３段に積み重ねられた被染着物品収容部内に収容された渦巻き状に巻き回された面ファスナーＳＦを染色したときの、上段、中段、下段と、中心部、中間部、外周部間の色差値ΔＥの分布を示したものである。また、図９（Ｂ）は前述の第２実施例による染色装置２０をもって、面ファスナーＳＦを同様に染色したときの上段、中段、下段と、径方向の中心部、中間部、外周部間の色差値ΔＥの分布を示したものである。これらの図において、実線は下段、破線は中段、一点鎖線は上段の、それぞれ径方向の色差分布を示している。
【００４３】
色差測定は、分光測色計（ミノルタ（株）製CM-3700d) を用いてΔＥ値（色の差を数値化したもの）を求めた。なお、グラフに使用したデータは、数値のバラツキを考慮して、１０回測色した平均値を示している。
色差の測定については、染色ロット内で最も濃い部分を基準とした。傾向として被染着物品の最下段の最外周の部分が、最も濃く染まるため、そこを基準として、ロット内のその他の部分とどれだけの色差があるか（淡いか）を測定している。
なお、基準部分の色差ΔＥも必ずしも０ではない。同一のサンプルを測色しても、面ファスナー表面にあるパイル部の凹凸などによって、測色誤差を生じるからである。よって基準の部分も他の部分と同じように測色し、ΔＥを求めている。
【００４４】
図１２に示す従来の染色機によると、図９（Ａ）に示すとおり上中下段における色差のバラツキは、面ファスナーＳＦの巻体の中心部における上段と下段との色差値ΔＥの差が０．８（＝２．０−１．２）であり、その中間部では同色差値ΔＥの差は１．１（＝２．６−１．５）と大きく、外周部ではその差が０．４（＝０．５−０．１）と小さくなっており、径方向における色差値ΔＥについても大きくばらついていることが理解できる。
【００４５】
一方、図７に示す本発明の第２実施例装置によれば、図９（Ｂ）に示すように上中下段における色差のバラツキは、面ファスナーＳＦの巻体の中心部における上段と下段との色差値ΔＥの差が０．３（＝０．８−０．５）と従来の３／８であり、その中間部では上中下段の色差値ΔＥに全くバラツキがなく、また外周部ではその差が０．４５（＝０．７−０．２５）であって上下方向及び径方向のいずれについても、色差値ΔＥのバラツキが大幅に減少している。
【００４６】
なお、本実施例では第２多孔材３１に複数の円弧状スリットを形成しているが、例えば図示を省略するが、その変形例として円板に上記通液性仕切板２６に使われるパンチングボードに形成された微小な通液孔よりも大きく且つ異なる長径及び／又は短径をもつ長円形孔を整列して複数形成されている多孔材を採用することも可能である。
【実施例３】
【００４７】
図１０は本発明の第３実施例による染色装置に適用される第２多孔材３１に対応する整流板３２の形状を示しており、図１１は同整流板３２による整流機能を線図で示している。この第３実施例では整流板３２の形状及び構造が異なるだけで、上記第２実施例におけるキャリアー２４や第２多孔材３１の下面側に配される翼片状補強リブ３１ｅ及びリング状円板３１ｄを備えており、それらの構造は第２実施例と実質的に変わるところがない。本実施例に適用される整流板３２は、図１０に示すとおり円形の盲板からなり、その外周縁に沿って下方に延出する環状壁部３２ａを有している。そして、この整流板３２の外径は上記被染着物品収容部２２の構成部材の一つである被染着物品収容部２２の環状壁材２７ａの内径よりも短く設定されている。そのため、この整流板３２の外周とそれを囲む円筒体３４の内壁面との間にはリング状の第４通液路３３が形成されている。
【００４８】
さて、以上の構成を備えた第３実施例による染色装置２０にあって、第１通液路１１から直上に噴出する染液は、図１１に示すとおり、整流板３２の下面に沿って外周方向に流れて、外周に設けられた環状壁部３２ａの内周面にてぶつかり、そこで乱流となって外周面を下方から越えて第４通液路３３を上方へと流れる。このとき、第４通液路３３では半時計回りの渦流が発生し、この力を利用して、乱流が整流板３２の上方に配された第１多孔材２１との間に形成されている間隙を通り、その中心部へと向かう。
【００４９】
この中心部へと向かう途中で中心方向に向かう流れとなり、その一部が第１多孔材２１により分割されて垂直上方に向かって流れる。この実施例では、前記環状壁部３２ａの外周面に沿って乱流となって上方に流れる染液の大部分は、その直上にある第１多孔材２１の外周領域へとぶつかる。そのため、この第１多孔材２１の外周領域では、その通過する流量が他の領域と比較して多少多くなる。しかし、環状壁部３２ａによってつくられる第４通液路３３に発生する渦流により、効率的に流れを中間領域から中心領域に移送することができる。従って、本実施例による染色にあっても、径方向における色差値ΔＥが均等化され、径方向の染色斑を低減させることになる。
【００５０】
なお、上記実施例１〜３では全て通液性仕切板２６と環状壁材２７ａとからなる被染着物品収容部２２を積み重ねて、染色釜１０の内部に設置しているが、例えば上記第１通液路１１の上端開口に連通する第１及び又は第２の多孔材を最下段に配した盲板からなる内筒体を設置し、その内筒体の内部に上記通液仕切板を介して被染着物品を順次積み重ねて、上述の実施例と同様に下方から又は上方から染液を積極的に循環させて染色する場合にも、従来の染色装置による場合と比較して、径方向の染色斑を大幅に低減させることが可能である。また上述の実施例１〜３では、被染着物品収容部２２を２段に積み重ねた染色装置について説明したが、生産性を向上させるため上記測色実験のときのように３段、或いはそれ以上に被染着物品収容部２２を多段に設けてもよい。また、多孔材の数は、実施例上では、第１と第２の２つの場合しか説明していないが、多孔材の数を増やしても、同様の整流効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施例である染色装置を備えたバッチ式染色機の構成を概略で示す経断面図である。
【図２】前記染色装置の第１実施例を示す分解斜視図である。
【図３】同染色装置に適用される第１多孔材の一例を示す上面図である。
【図４】同第１多孔材の他の構造例を示す説明図である。
【図５】被染着物品の一例である面ファスナーの巻体を示す斜視図である。
【図６】図３に示す第１多孔材を適用したときの染液の流れの状態を線図で示す説明図である。
【図７】本発明の染色装置の第２実施例を示す分解斜視図である。
【図８】図７に示す第２多孔材を適用したときの染液の流れの状態を線図で示す説明図である。
【図９】従来の染色装置と第２実施例の染色装置とを使って染色したときの色差分布を示す折れ線グラフである。
【図１０】本発明の第３実施例に適用される第２多孔材に対応する整流板の構造を示す説明図である。
【図１１】同整流板の下方を流れる染液の流れ状態を線図で示した説明図である。
【図１２】従来のバッチ式染色装置における染液の流れを概略で示す内部構造図である。
【符号の説明】
【００５２】
２                      外筒
３                      ヘッダー
５                      内筒
７                      通液性仕切板
１０                    染色釜
１０ａ                  開閉蓋
１１                    第１通液路
１１ａ                  本体
１１ｂ                  開口部
１２                    第２通液路
１３                    ヒーター
１４，１５              配管
１６                    第３通液路
２０                    染色装置
２１                    第１多孔材
２１ａ                  円弧状スリット
２１ｂ                  小円板部
２１ｃ                  直線部
２１ｄ                  リング状円板
２１ｅ                  翼片状補強リブ
２１ｆ                  円筒体
２１’                  小円形盲部
２２                    被染着物品収容部
２３                    円筒体
２３ａ                  補強リブ
２３ｂ                  リング状円板
２３ｃ                  連通孔
２３ｄ                  第１円筒部
２３ｅ                  第２円筒部
２４                    キャリアー
２５                    固定部材
２５ａ                  ボルト部
２５ｂ                  ボルト頭部
２５ｃ                  リング材
２６                    通液性仕切板
２６’                （第２整流手段の一部である）通液性整流板
２７ａ                （被染着物品収納部の一部である）環状壁材
２７ｂ                （第２整流手段の一部である）通液性整流板用環状壁材
２８                    中央開口部
２８ａ                  フランジ部
３１                    第２多孔材
３１ａ                  円弧状スリット
３１ｂ                  小円板部
３１ｃ                  直線部
３１ｄ                  リング状円板
３１ｅ                  翼片状補強リブ
３２                    整流板
３２ａ                  環状壁部
３３                    第４通液路
３４                    円筒体
Ｆ                      被染着物品
ＳＦ                    面ファスナー（被染着物品）
【図１】
2005290645.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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