(57)【要約】本発明はテキスタイルが通される含浸液剤が入っている含浸コンパートメントにおけるテキスタイルの連続含浸方法であって、含浸液剤は含浸媒体として灰汁、または、灰汁および更に酸化漂白剤を含み、含浸液剤の一部をバイパス（２、２ａ）を通して分けて取り出し、濾過し、含浸媒体の濃度を測定するための１個またはそれ以上のセンサ（１７、２１）に送給する方法に関する。含浸液剤の分けて取り出される一部は濾過の前に加熱する。連続的で中断されない正確な含浸媒体の補充が達成される。
2004516392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テキスタイルが通される含浸液剤が入っている含浸コンパートメント（１）における、テキスタイル、より詳細には濡れたテキスタイルの連続含浸方法であって、含浸液剤は含浸媒体として灰汁、より詳細にはソーダ灰汁、または、灰汁、より詳細にはソーダ灰汁および更に酸化漂白剤、より詳細には過酸化水素を含み、含浸液剤の一部を、より詳細には連続的に、バイパス（２、２ａ）を通して分けて取り出し、濾過し、含浸媒体の濃度を測定するための１個またはそれ以上のセンサ（１７、２１）に送給する方法において、分けて取り出される含浸液剤の一部を濾過の前に加熱することを特徴とする方法。
【請求項２】
含浸液剤の分けて取り出される一部を、濾過の前に３０〜６０℃の温度、より詳細には約４０℃の温度に加熱することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
濾過ユニット（４、５）を、より詳細には加熱した処理水で、自動的に周期的に濯ぐ（２９、３０、３１）ことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
含浸媒体の濃度を測定するために電流滴定法および／または電位差滴定法センサ（１７、２１）を用い、濃度を算出するために２点キャリブレーションを用いることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
過酸化水素センサ（１７）に必要なサンプル準備、より詳細には含浸液剤の分けて取り出される一部の希釈またはｐＨ調整（９ａ、９ｂ）を実施することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
サンプルをセンサ（１７、２１）に送給する前に含浸液剤の残部からサンプルをガルバニ分離する（１６、２０）ことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
濃度測定（分析）において中断があった場合、センサ（１７、２１）を待機操作（３５、３６）に切換えることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
ソーダ灰汁センサ（２１）のリファレンスシステム（２２）を定期的に洗浄する（３２、３３、３４）ことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
含浸媒体を補充するため、測定濃度に対応するセンサ（１７、２１）の信号を制御ユニットに送信することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明はテキスタイルが通される含浸液剤が入っている含浸コンパートメント（または区画もしくは室）における、テキスタイル（より詳細には濡れたテキスタイル）の連続含浸プロセス（または方法）であって、含浸液剤は含浸媒体として灰汁（またはアルカリ液）（より詳細にはソーダ灰汁（苛性ソーダもしくは水酸化ナトリウム溶液または炭酸ナトリウム溶液もしくは重炭酸ナトリウム溶液））または灰汁（より詳細にはソーダ灰汁）および更に酸化漂白剤（より詳細には過酸化水素）を含み、含浸液剤の一部を（より詳細には連続的に）バイパスを通して分けて取り出し、濾過し、含浸媒体の濃度を測定するための１個またはそれ以上のセンサに送給するプロセスに関する。濾過後、分けて取り出した含浸液剤の一部は、好ましくは、センサに送給する前に所定の方法での処理に付される。
【０００２】
そのようなプロセスの１つはジャーナル「インターナショナル・ダイアー（Ｉｎｔ． Ｄａｙｅｒ）」、１９９７年８月、第２０〜２２頁の記事により知られている。この場合、過酸化水素の濃度は漂白液剤中にて連続的に測定される。漂白プロセスから、即ち、含浸コンパートメントからバイパスを通じてサンプルが連続的に分離され、その分離後に戻される。分離したサンプルは、まず、粗い不純物を溶液から取り除くために濾過される。過酸化水素の測定のため、測定に必要であるので、ｐＨを７に調整するために緩衝溶液が導入される。その後、サンプルは自動的にセンサに送給される。センサをキャリブレーション（較正）するため、２点キャリブレーションのためのキャリブレーション溶液がセンサに周期的な間隔を置いて送給される。
【０００３】
センサ信号の増幅後、それから濃度が算出され、表示される。得られた値は、過酸化水素および／またはソーダ灰汁の投入ユニットを作動させるために用い得る。データはパーソナルコンピュータに格納でき、印刷可能である。
【０００４】
本発明は、特に、テキスタイル産業において通常用いられている連続的なウェット・イン・ウェット含浸を指向したものである。このプロセスでは、濡れた（またはウェットな）または湿ったテキスタイルを含浸コンパートメントに連続的に供給する。水が含浸コンパートメントに連続的に導入されるため、含浸コンパートメントにおける含浸媒体の濃度を一定に維持することが課題となる。含浸コンパートメントにおける濃度は標準的な実施における場合と同様、定期的に測定でき、それに応じて含浸媒体が補充される。別法では、添加すべき含浸媒体の必要量は、含浸コンパートメントに導入されるテキスタイルの重量に基づいて決定することもできる。
【０００５】
乾燥した（ドライな）テキスタイル材料を含浸コンパートメントに導入するドライ・イン・ウェット含浸の場合、含浸コンパートメントにおける液剤は希釈され得ず、よって、この場合、単に同じ濃度を有する含浸液剤を添加することが必要である。
【０００６】
しかしながら、上述の連続的なウェット・イン・ウェット含浸がテキスタイル産業において一般的に実施されている。テキスタイルのタイプを変える場合には、添加すべき含浸媒体の量を決定するに際して特に問題が生じる。もう１つの問題は、含浸コンパートメントにおける現濃度の測定とその結果行う含浸媒体の添加との間に遅れがあることである。これは、現在のところ、濃度を通常はマニュアル滴定によって決定していることによる。概して、滴定は３０分の間隔を置いて実施されている。これより短い滴定間隔は極めてまれであり、より多くの人員を要する。テキスタイル材料は高速で含浸バス（または浴）を通過することから、また、テキスタイル材料のタイプはしばしば変えられることから、含浸コンパートメントにおける濃度は半時間の間にも顕著に変化する。
【０００７】
上記にて引用した「インターナショナル・ダイアー」の記事に言及されているプロセスは、含浸コンパートメントにおける含浸媒体（過酸化水素）の濃度を迅速かつ連続的に決定でき、よって含浸媒体の必要量をほぼ同時に添加できるので、原理的には、テキスタイル産業の既存の手法を紛れもなく改良するものである。従って、含浸コンパートメントにおける濃度を連続的にモニターし、それに応じて調節するこのプロセスに基づいて、自動制御システムを構築することができる。
【０００８】
残念なことに、ジャーナル記事に記載のプロセスを実用化するにあたって多くの問題が生じる。サンプル準備の濾過工程に用いられるフィルタは比較的直ぐに詰まる。他方、濾過を実施しなければ、分析システムおよび特にセンサは、含浸液剤中に存在する微細な残留粒子（これはテキスタイル材料により含浸コンパートメント内に同伴され、繊維およびテキスタイル材料の先の処理から生じる）で塞がれる。機織（または製織）プロセスにおいて用いられる、ある大きさを有する主成分であるデンプン成分によって、特段の損傷がもたらされる。本発明によるプロセスの開発により、低温度で凝集し、高温度で可溶であるデンプンが、０．２μｍのオーダーの孔寸法を有するフィルタを閉塞する主な原因であることが判明した。
【０００９】
従って、本発明の解決しようとする課題は、冒頭で述べたプロセスにおいて、連続的で中断されない正確な含浸媒体（より詳細にはソーダ灰汁またはソーダ灰汁と過酸化水素との組合せ）の補充を達成することにある。
【００１０】
本発明によれば、冒頭で述べたプロセスにおけるこの課題に対する解決策は、分けて取り出される従来技術における含浸液剤を濾過の前に加熱することを特徴とする。加熱は含浸液剤中のデンプン成分の凝集を防止し、既に凝集しているデンプン粒子を再び溶解させる。本発明によるプロセス開発の間に実施した試験において、これまで起こっていたフィルタの閉塞の問題は、含浸液剤を適当な最低限の温度に加熱した場合には観察されないことが見出された。このようにして、長期に亘って中断されない操作が保証される。
【００１１】
本発明の１つのある態様においては、分けて取り出される含浸液剤の一部を、濾過の前に３０〜６０℃の範囲の温度およびより特に約４０℃の温度に加熱する。本発明による試験により、長期に亘って中断されない正確な含浸媒体の濃度決定のためには、この温度範囲が特に適していることが示される。
【００１２】
本発明のもう１つの態様は、濾過ユニットの周期的な自動濯ぎ（より詳細には加熱した処理水を用いる）を特徴とする。この濯ぎの効果は、デンプン成分のように加熱によって溶解させることができず、フィルタに残っている含浸液剤の残留物を定期的に廃水導管へと洗浄除去することである。これにより、中断されない濾過が著しく延長される。
【００１３】
本発明のもう１つの態様においては、含浸媒体の濃度を測定するために電流滴定法および／または電位差滴定法センサを用い、含浸媒体の分けて取り出した部分を、その濃度を測定する前に、オプションで（過酸化水素センサの要件に即して）約ｐＨ７にｐＨ調節するように希釈し、含浸液剤の残りの部分からガルバニ分離する（ｇａｌｖａｎｉｃａｌｌｙ ｓｅｐａｒａｔｅ；またはガルバニ電池式でもしくは電気化学的に分離する）。上記のセンサは従来技術において既知であり市販で入手可能である。含浸液剤の希釈は、それ相応のセンサが含浸液剤中の典型的な濃度よりもかなり低い過酸化水素濃度でしか使用できないため、過酸化水素の測定にのみ必要である。ドロップ（または滴下）メカニズムによって行い得るガルバニ分離（ｇａｌｖａｎｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）は、確実な信頼できる結果が得られるという利点がある。これは、上記のセンサは微小なリーク電流または微小な誤差電圧によっても、濃度測定値に誤差を生じ得ることによる。
【００１４】
本発明の他の好都合な態様は他の付随するクレームによりカバーされている。
【００１５】
最後に、所要濃度の自動的維持に濃度測定値を用いるために、測定濃度に対応するセンサの信号が、含浸媒体を補充するための制御ユニットに送信される。
【００１６】
制御ユニットは、好都合には、本発明者らにより見出された以下の相関関係に基づいて操作される。ファブリックを変える場合、即ち、含浸されるべきテキスタイルを変える場合、含浸コンパートメントにおける含浸媒体の濃度は一般的に変化する。本発明による観測および試験による平衡濃度の差が最初の５分間における濃度変化の約８倍の大きさであることから、５分後に検出される濃度変化を、新しい平衡状態の濃度を算出するために用いることができる。平衡状態における濃度はこのようにして得られ、添加する必要のある含浸媒体の追加量を、または添加すべき含浸媒体の量をどの程度減少させるべきかを見積もるために用いることができる。テキスタイル材料を変えた後の新しい平衡状態における含浸媒体の濃度を一層正確に決定しようとするならば、時間の関数である指数関数式を用いてこの濃度を算出することが望ましい。
【００１７】
本発明の利点は特に以下の点にある：
１．テキスタイルが変わった場合でも、含浸液剤の濃度を実質的に一定に保つことができるので、本発明によって一定のテキスタイル品質を得ることができる。
２．文書化の目的でリポート（または記録書）を作成および印刷でき、または、格納したデータをそれ相応に更に処理して、例えば起こり得るエラーが後になって検出された場合に、原因を容易に突き止めることができる。
３．既知の装置は容易に改変できるので、そのような既知の装置を用いてプロセスを実施することもできる。
４．含浸液剤中またはひいてはテキスタイルにおいて過酸化水素の濃度が過剰となることは最早起こらないので、作製したテキスタイルは従来のものに比べて欠陥が少ない。
【００１８】
本発明の態様の一例を１つの図面を参照しながら以下に詳細に説明する。図１は本発明によるプロセスを実施するのに適する装置および対応するフローチャートを、本発明に関係の無い導管および部品を省略して概略的に示す。
【００１９】
本発明によるプロセスは主要な３つの段階に分割することができる。第１に、測定すべきサンプルを分離して準備する。そして、測定する。第３に、特定の含浸媒体の濃度が含浸コンパートメントにおいて常に一定に維持されるように、導入すべき液剤を得られた結果に基づいて投入する。
【００２０】
最初の２つの段階を実施するための設備の部材を図１に示す装置中に示す。本発明によるプロセスの最後の段階は標準的な要素を用いる既知の方法で構築および実施できる。
【００２１】
測定すべき液剤を含浸コンパートメント１からバイパスライン２を通して分離し、流れインデューサ６によって加熱したサンプルが送給される後方のメンブランフィルタ（または膜濾過器）４、５においてある大きさを有する残留成分が凝集するのを防止するために、熱交換器３にて約４０℃の温度に加熱する。未濾過の液剤の過剰分は含浸コンパートメント１にバイパス戻りライン２ａを通して戻す。
【００２２】
メンブランフィルタ４、５にて、＞０．２μｍの不純物をサンプルから除去する。両フィルタに残留する不純物はフィルタを周期的に濯ぐことによって除去する。このために、水を処理水連絡部２９に通してヒータ３０へ導入し、そこで６０℃付近の温度に加熱し、そして、流れインデューサ６によって２つのフィルタへ直ちに輸送する。洗浄して除いた不純物を廃水連絡部３１に通してシステムから除去する。
【００２３】
第１メンブランフィルタ４からの濾液を過酸化水素濃度を測定するために用いる。濾液を液面（レベル）測定タンク７に通し、圧力平衡化チャンバ８が間に配置されている２つの希釈ステーションへ流す。サンプルがセンサに適するｐＨ範囲および濃度範囲内にあるようにするため、蒸留水を貯蔵タンク９ａから導管１０に通してサンプル溶液に送給し、また、緩衝溶液を貯蔵タンク９ｂから導管１１に通して送給する。加えて、蒸留水および緩衝溶液が第１および第２の希釈液に導入される場所には流れインデューサ１２、１３が設けられる。
【００２４】
加えて、センサの２点キャリブレーション（または較正）のために、キャリブレーション溶液（一方の溶液は過酸化水素濃度が低く、他方の溶液は過酸化水素濃度が高い）を２つの貯蔵タンク１４、１５から導管へ供給できる。キャリブレーションを行う場合、キャリブレーション溶液は所定の順序で導入する。溶液の混合を防止し、ひいてはキャリブレーションを迅速化するために、２つのキャリブレーション点の導入の間に、メンブランポンプ１６ａを用いてドロップチャンバ１６を所定時間にて迅速に空にする。
【００２５】
２回希釈したサンプルは、次いで、ガルバニ分離のために用いられるドロップチャンバ１６を通して過酸化水素用センサ１７に送給する。その後、サンプルを流れインデューサ１８によって廃溶液用の収集タンク２８に送給する。センサ１７は電流滴定法分子選択性化学センサであり、Ｚａｂｓ ＧｍｂＨから市販で入手できる。
【００２６】
センサ１７では、過酸化水素をプラチナ電極上で連続的に分解する。得られる電流は、後方の電子デバイス（図示せず）において予め得ておいた較正値と比較する測定値を表す。
【００２７】
含浸液剤中のソーダ灰汁の濃度を測定するため、第２メンブランフィルタ５からの濾液を流れインデューサの第１チャンネル１９ａおよびガルバニ分離のために用いられるドロップチャンバ２０に通して、ナトリウムイオン用センサ２１およびそのリファレンスシステム２２に送給する。２つの貯蔵タンク２４、２５をセンサのキャリブレーションのために用い、それ相応のキャリブレーション溶液をタンク２４、２５からセンサ２１に送給する。
【００２８】
センサ２１は電位差滴定法イオン選択性化学センサである。ソーダ灰汁の濃度はメンブラン（膜）の電位を通じて測定される。測定後、サンプル溶液を流れインデューサの第２チャンネル１９ｂを通して上述の廃溶液用の収集タンク２８に送給する。
【００２９】
加えて、塩化カリウムのリファレンス（または参照）溶液を、もう１つの貯蔵タンク２６から流れインデューサ２７によってリザーバ２３を通してナトリウムイオンセンサ２１のリファレンスシステム２２に供給しなければならない。この塩化カリウム溶液は分析用のリファレンス溶液を意味するものであり、よって、連続的に送給される。
【００３０】
説明したシステムを分析のために用いない場合、センサ１７、２１の乾燥および塩析を防止するため、待機（スタンバイ）操作が不可欠である。このため、待機容器３５を含む待機循環導管を過酸化水素センサ１７の分析部に設ける。待機状態の間、容器３５から緩衝溶液を過酸化水素センサ１７を通して連続的に送給し、容器３５に戻す。
【００３１】
ソーダ灰汁センサ２１の待機操作は、サンプル溶液の代わりに貯蔵タンク３６から塩化ナトリウム溶液を永続的（または恒久的）に供給することによって行われる。
【００３２】
ソーダ灰汁センサ２１の操作を長期に亘って保証するために、センサ２１のリファレンスシステム２２は規則的な間隔を置いて洗浄しなければならない。このため、塩化ナトリウム溶液の代わりに蒸留水を貯蔵タンク３２からリファレンスシステム２２に通す。濯ぎ処理の迅速化のためには、２つのピンチバルブ３３、３４を用いて塩化カリウムリザーバ２３をショートカットする。
【００３３】
含浸コンパートメントにおける含浸媒体の所要濃度を一定レベルに維持するため、増強した（即ち、より高度に濃縮した）含浸媒体溶液を連続的に添加しなければならない。各テキスタイル材料は、液剤のキャリーオーバー（または持ち越し）およびテキスタイルに既に付着している水分と液剤との交換に関して異なるが、含浸液剤の濃度は、一定量の添加では、ある濃度値（これは個々のテキスタイル毎に異なる）に近づいて平衡に達する。また、用いる機械的構造、温度および化学種などの他のパラメータも含浸媒体の平衡濃度値に変化をもたらす。しかしながら、これら他のパラメータの殆どは同じものであり、軽微な役割を果たすに過ぎない。
【００３４】
従って、含浸コンパートメントにおいて一定濃度を保証するためには、処理するテキスタイルに応じて、含浸媒体を異なる量で常に添加しなければならない。
【００３５】
濃度変化は指数方程式を用いて時間の関数として決定することができ、よって、平衡濃度を算出することができる。従って、慣習的に通常用いられているトライアルアンドエラー法を用いる必要はない。テキスタイル材料が変わったときでも、添加すべき増強液剤の必要量をせいぜい数分で算出できる。このためには、１メートル当たりのテキスタイル材料の重量（バスを通過するファブリックの重量（ｋｇ／ｍ））が示されなければならない。テキスタイルによって含浸コンパートメントからキャリーオーバーされる（または持ち出される）液剤（Ｑ２）を算出する。テキスタイルによって含浸コンパートメントにキャリーオーバーされる水の量（Ｑ１）は一般的に知られており、または容易に決定できる。もう１つのパラメータである交換ファクター（ｆ）は時間および変化している濃度の関数として（反復法で）直ちに決定できる。以下の方程式をこのために用いる。
【００３６】
【数１】
2004516392.tif 000003
【００３７】
式中、
Ｋｔは時間ｔ分後の濃度、
Ｋｏは時間ｔ＝０分における入口での濃度
Ｋｃは全増強液剤の濃度（リットル／リットル）
Ｍｃは単位時間当たりの液剤の差分（リットル／分）
Ｍｂｏはバス容積
Ｑ１は含浸コンパートメントに導入する水の量（リットル／ｋｇ）
Ｍはテキスタイル重量（ｋｇ／ｍ）
ｖはテキスタイルの移送速度（ｍ／分）
ｆは交換ファクター
である。
【００３８】
一旦交換ファクターｆを決定した後は、増強液剤の必要量は以下の方程式に基づいて算出する。
【００３９】
【数２】
2004516392.tif 000004
【００４０】
式中、
Ｑ１は含浸コンパートメントに導入する水の量（リットル／ｋｇ）
Ｑ２はキャリーオーバーされる液剤（リットル／ｋｇ）
Ｒｆは増強ファクター（増強液剤中濃度／所要濃度、全増強はＤＱ＝Ｑ１−Ｑ２として算出される。）
Ｍ＝テキスタイル重量（ｋｇ／ｍ）
ｖ＝移送速度（ｍ／分）
ｆ＝交換ファクター
である。
【００４１】
制御を連続的に実施できるため、テキスタイル材料が変わった場合でも、含浸コンパートメントにおける含浸媒体の所要濃度を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明によるプロセスを実施するのに適する装置および対応するフローチャートを、本発明に関係の無い導管および部品を省略して概略的に示す。
【符号の説明】
１  含浸コンパートメント
２  バイパス導管
２ａ  バイパス戻り導管
３  熱交換器（４０℃）
４  第１メンブランフィルタ
５  第２メンブランフィルタ
６  流れインデューサ
７  液面計測タンク
８  圧力平衡化チャンバ
９ａ  蒸留水用貯蔵タンク
９ｂ  緩衝溶液用貯蔵タンク
１０  蒸留水用導管
１１  緩衝溶液用導管
１２  流れインデューサ
１３  流れインデューサ
１４  キャリブレーション溶液（低Ｈ２Ｏ２濃度）用貯蔵タンク
１５  キャリブレーション溶液（高Ｈ２Ｏ２濃度）用貯蔵タンク
１６  ドロップチャンバ
１６ａ  メンブランポンプ
１７  過酸化水素用センサ
１８  流れインデューサ
１９ａ  流れインデューサの第１チャンネル
１９ｂ  流れインデューサの第２チャンネル
２０  ドロップチャンバ
２１  ソーダ灰汁用センサ
２２  ソーダ灰汁用センサのリファレンスシステム
２３  塩化カリウム溶液用リザーバ
２４  キャリブレーション溶液（低ＮａＯＨ濃度）用貯蔵タンク
２５  キャリブレーション溶液（高ＮａＯＨ濃度）用貯蔵タンク
２６  塩化カリウム溶液用貯蔵タンク
２７  流れインデューサ
２８  収集タンク
２９  処理水導管
３０  ヒータ（６０℃）
３１  廃水連絡部
３２  蒸留水用貯蔵タンク
３３  ピンチバルブ
３４  ピンチバルブ
３５  待機容器
３６  塩化ナトリウム溶液用貯蔵タンク
【国際公開パンフレット】
2004516392.tif 000005
2004516392.tif 000006
2004516392.tif 000007
2004516392.tif 000008
2004516392.tif 000009
2004516392.tif 000010
2004516392.tif 000011
2004516392.tif 000012
2004516392.tif 000013
2004516392.tif 000014
2004516392.tif 000015
2004516392.tif 000016
2004516392.tif 000017
2004516392.tif 000018
2004516392.tif 000019
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004516392.tif 000020
2004516392.tif 000021
【国際調査報告】
2004516392.tif 000022
2004516392.tif 000023