(57)【要約】      （修正有）【課題】環境に優しいデニム生地の製造方法及びその製造ラインの提供。【解決手段】仮撚加工工程が、糸スライバが事前に軸方向の過剰なねじれを受け、同量であるが加撚方向が異なる撚りが糸スライバ上に生成されるように、紡績工程１０と巻付け工程との間に追加され、染色工程２０が、グルコース含有硫黄染料の吸着が実施され、アンモニア除去工程４０が、生地中の残留アンモニアを蒸発させるために高温高圧槽で実施され、蒸発したアンモニアは収集され、マーセル加工工程に送り戻される製造方法。また、仮撚加工デバイスを有する紡績ユニット１０、染色工程を実現させるために構成された染色ユニット２０、及び生地マーセル加工デバイス３０、アンモニア除去デバイス４２、アンモニア再利用デバイス４３及び制御器４４から構成される液体アンモニア仕上げユニット４０から成る製造ライン。【選択図】図１
2016128619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境に優しいデニム生地の製造方法であって、前記方法は、紡績工程→巻付け工程→染色工程→機織工程→毛焼工程→マーセル加工工程→アンモニア除去工程→糊剤付与工程→横糸矯正工程→防縮加工工程→仕上げ検査工程→巻取り工程を含み、仮撚加工工程は、糸スライバが事前に軸方向の過剰なねじれを受け、同量であるが加撚方向が異なる撚りが前記糸スライバ上に生成されるように、前記紡績工程と前記巻付け工程との間に追加され、前記染色工程では、グルコース含有硫黄染料の吸着が６０〜９０℃のパディング液中で実施され、次に、色止めを実施し、前記アンモニア除去工程は、生地中の残留アンモニアを蒸発させるために高温高圧槽内で実施し、前記アンモニア除去工程は、前記蒸発アンモニアを収集し、前記蒸発アンモニアを冷却、圧縮した後、連続使用のために次に前記蒸発アンモニアを前記マーセル加工工程に送り戻すステップも含む、方法。
【請求項２】
前記染色工程において、染料の流動及び拡散のための通気時間は、前記硫黄染料吸着の間の３０〜６０秒である、請求項１に記載の環境に優しいデニム生地の製造方法。
【請求項３】
前記染色工程は、前記色止めの間、溶解後に前記染料が落ちるのを防止するために酢酸を添加するステップ、及び前記染料が繊維から色止め浴に脱着するのを防止するために硫化ナトリウムを添加するステップも含む、請求項１に記載の環境に優しいデニム生地の製造方法。
【請求項４】
前記染色工程において、温度は７０℃から７５℃に及び、時間は前記色止めの間の４０秒から６０秒に及ぶ、請求項１に記載の環境に優しいデニム生地の製造方法。
【請求項５】
前記染色工程は、温水による最初の洗浄、冷水による次の洗浄、最後に、乾燥である水洗浄ステップも含む、請求項１に記載の環境に優しいデニム生地の製造方法。
【請求項６】
アンモニアは、前記アンモニア除去工程において冷水の使用によって冷却される、請求項１に記載の環境に優しいデニム生地の製造方法。
【請求項７】
環境に優しいデニム生地の製造ラインであって、前記製造ラインは、
紡績フレーム、巻付け機及び仮撚加工デバイスを有する紡績ユニットであって、前記仮撚加工デバイスは、前記紡績フレームの前ローラ出口と糸案内フックとの間に位置し、糸スライバが軸方向に過剰な事前ねじれを受け、同量であるが加撚方向が異なる撚りを前記糸スライバ上に生成可能であるように構成される、紡績ユニット；
６０〜９０℃のパディング液中で、前記撚りを有する糸に対しグルコース含有硫黄染料の吸着を実施し、次に色止めを実施するように構成した染色ユニット；
生地を製造する機織工程を仕上げるように構成した織機ユニット；並びに
生地マーセル加工デバイス、アンモニア除去デバイス、アンモニア再利用デバイス及び制御器から構成される液体アンモニア仕上げユニット
を備え、前記生地マーセル加工デバイスは、一定の温度及び張力下並びにアンモニアの浸漬及び作用下でマーセル加工効果を達成するために前記生地の繊維を膨張可能にするように構成され、前記アンモニア除去デバイスは、前記生地内の残留アンモニアを蒸発させるように構成され、前記アンモニア再利用デバイスは、前記蒸発アンモニアを収集し、前記蒸発アンモニアを冷却、圧縮した後、連続使用のために前記蒸発アンモニアを前記生地マーセル加工デバイスに送り戻すように構成され、前記制御器は、前記アンモニア再利用デバイスの様々なパラメータを制御するように構成される、製造ライン。
【請求項８】
前記仮撚加工デバイスは、２つの組の加撚ロール及び前記２つの組の加撚ロールの間に配置した仮撚加工器を備え、前記各組の加撚ロールは、上下に配置され回転方向が逆である２つの加撚ロールから構成される、請求項７に記載の環境に優しいデニム生地の製造ライン。
【請求項９】
前記染色ユニットは、１つ又は２つの絞染め槽、２つの酸化・色止め槽及び２つの水洗浄槽を備える、請求項７に記載の環境に優しいデニム生地の製造ライン。
【請求項１０】
前記アンモニア除去デバイスは、高温高圧槽であり、前記アンモニア再利用デバイスは、アンモニアを冷却するように構成したエチレングリコール水冷却器及び水冷却タワーを備える、請求項７に記載の環境に優しいデニム生地の製造ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布帛の分野に関し、より詳細には、環境に優しいデニム生地の製造方法及びその製造ラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
１８７３年に最初のジーンズが誕生してから一世紀半が経過している。ジーンズは、１９世紀に日々の重労働に対処するように米国人のために設計された作業着である。ジーンズは、継続的に開発された後、流行の衣類となり、世界中に普及している。現在、デニム製品は、ジーンズに限定されるだけではない。デニム衣類は多様に開発され、その市場は成長している。デニム生地及び衣類は、全世代の着用に適し、高い普遍性を有しているので、消費者が愛好する流行の衣類である。
【０００３】
デニム衣類が中国に出現すると、何百万もの中国人消費者は、季節に関わらずデニム衣類を着用することを好んだ。不完全なある統計によれば、中国で毎年製造されるデニム生地は、２０億メートルに達し、世界の生産量の１／４を占める。更に、中国で毎年製造されるデニム衣類は、２５億着を超える。中国は、世界における重要なデニム生地製造国となっている。
【０００４】
しかし、誰もが知っているように、各々のジーンズは、綿から製造され、紡績、染色、機織、仕上げ加工、衣服形成及び水洗浄を通じて、最終的に流行の美しいジーンズ衣類製品になる。中でも、紡績工程は製品品質にとって重要である。リング紡績は、既存の技術で一般に採用されており、従来のリング紡績とは、粗糸を選別して得た繊維スライバをリング紡績鋼線リングに回転導入し、綿糸を加撚して紡績糸にする方法を指す。糸巻きの巻付け速度は、鋼線リングの巻付け速度よりも速い。糸は、内側及び外側に移動する円錐螺旋形を示すことを特徴とし、繊維は、巻き付けられ、糸の内側及び外側に連結されるため、糸は小型構造で丈夫である。しかし、従来のリング紡績方法は、撚りの三角空間が長すぎるため、一定の残留トルクを単糸が生成するという特徴を有し、これにより仕上げ生地に大きく片寄った充填が引き起こされ、制御が不十分である場合には衣服の洗浄時にねじれ状態が生成されることになる。したがって、着用時の快適さ水準が低下する。従来の方法では、そのような状態を改善するために、糸の加撚度を全体的に低減することになる。しかし、紡績度の低下、製品品質の低下等、いくつかの制約が生じることになる。
【０００５】
染色工程では、合成インジゴ染料を一般に使用するが、色が単一で、製造手順が複雑であり、費用が高いために、同様の硬度及び性能を有する硫黄染料を代用する。前述の粉末固体硫黄染料を含有する場合、硫黄染料は、沸騰させ、硫化ナトリウムで溶解させるだけで適用できる。しかし、二酸化硫黄ガスがこの工程で放出されることになるため、この製造方法は環境に優しいものではない。液体硫黄染料は、それ自体一定量の硫化ナトリウム還元剤を含有し、事前還元ロイコ化合物の形態を示す。しかし、相対的に言うと、硫化物の含量が比較的高く、染料の純度が低く、酸化が容易ではないため、製造時の水消費量が多い。
【０００６】
仕上げ工程では、液体アンモニア・マーセル加工仕上げ技術又はアルカリ・マーセル加工工程を適用することになる。従来の液体アンモニア・マーセル加工仕上げ技術では、蒸気処理及び水洗浄の使用によってアンモニアを除去する方法は、大量の廃水を生成することになる。従来のアルカリ・マーセル加工工程では、大量の水を消費する必要があり、大量の廃アルカリを排出する。したがって、廃水中のＣＯＤ含量は高い。
【０００７】
したがって、上述の各工程における製造により、様々なレベルのエネルギー源消費が生じ、特に、印刷及び染色製品として機能するデニム生地による水資源の消費が最も明白であることがわかる。データは、ジーンズ１０００着毎の染色工程において１７９８０リットルの水を消費する必要があることを示している。真水資源は、地球上で不足しており、真水は、氷河、地下水等を含む地球上の水全体の２．６％を占めるにすぎない。人類が使用できる真水資源は、実際には非常に限られている。したがって、製品品質を保証しながら環境に優しいデニム生地を製造することは、当産業において解決すべき緊急の課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の特徴及び利点を本明細書の以下の説明で述べる。
【０００９】
既存の技術の問題を克服するために、本発明は、環境に優しいデニム生地の製造方法及びその製造ラインを提供する。紡績工程、染色工程及びアンモニア除去工程を改善することによって、電力消費、人的資源、化学製品及び水資源の使用を削減できる。
【００１０】
上述の問題を解決するために、本発明は、以下の技術的解決策を採用する。
【００１１】
本発明の一態様によれば、環境に優しいデニム生地の製造方法を提供し、方法は、紡績工程→巻付け工程→染色工程→機織工程→毛焼工程→マーセル加工工程→アンモニア除去工程→糊剤付与工程→横糸矯正工程→防縮加工工程→仕上げ検査工程→巻取り工程を含み、仮撚加工工程は、糸スライバが事前に軸方向の過剰なねじれを受け、同量であるが加撚方向が異なる撚りが糸スライバ上に生成されるように、紡績工程と巻付け工程との間に追加され、染色工程では、グルコース含有硫黄染料の吸着を６０〜９０℃のパディング液中で実施し、次に、色止めを実施し、アンモニア除去工程は、生地中の残留アンモニアを蒸発させるために高温高圧槽で実施し、アンモニア除去工程は、蒸発アンモニアを収集し、蒸発アンモニアを冷却、圧縮した後、連続使用のために次に蒸発アンモニアをマーセル加工工程に送り戻すステップも含む。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、染料の流動及び拡散のための通気時間は、染料工程の硫黄染料吸着の間の３０〜６０秒である。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、染色工程は、色止めの間、溶解後に染料が落ちるのを防止するために酢酸を添加するステップ、及び染料が繊維から色止め浴に脱着するのを防止するために硫化ナトリウムを添加するステップも含む。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、染色工程において、温度は７０℃から７５℃に及び、色止め時間は４０秒から６０秒に及ぶ。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、染色工程は、温水による最初の洗浄、冷水による次の洗浄、及び最後の乾燥からなる水洗浄ステップも含む。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、アンモニアは、アンモニア除去工程における冷水の使用により冷却される。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、以下を備える環境に優しいデニム生地の製造ラインを提供する。
【００１８】
紡績フレーム、巻付け機及び仮撚加工デバイスを有する紡績ユニットであって、仮撚加工デバイスは、紡績フレームの前ローラ出口と巻き付け機の糸案内フックとの間に位置し、糸スライバが事前に軸方向の過剰なねじれを受け、同量であるが加撚方向が異なる撚りを糸スライバ上に生成可能であるように構成される、紡績ユニット。
【００１９】
６０〜９０℃のパディング液中で撚りを有する糸に対しグルコース含有硫黄染料の吸着を実施し、次に色止めを実施するように構成した染色ユニット。
【００２０】
生地を製造する機織工程を仕上げるように構成した織機ユニット。並びに
【００２１】
生地マーセル加工デバイス、アンモニア除去デバイス、アンモニア再利用デバイス及び制御器から構成される液体アンモニア仕上げユニット。生地マーセル加工デバイスは、一定の温度及び張力下並びにアンモニアの浸漬及び作用下でマーセル加工効果を達成するために生地の繊維を膨張可能にするように構成され、アンモニア除去デバイスは、生地内の残留アンモニアを蒸発させるように構成され、アンモニア再利用デバイスは、蒸発アンモニアを収集し、蒸発アンモニアを冷却、圧縮した後、連続使用のために蒸発アンモニアを生地マーセル加工デバイスに送り戻すように構成され、制御器は、アンモニア再利用デバイスの様々なパラメータを制御するように構成される。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、仮撚加工デバイスは、２つの組の加撚ロール及び２つの組の加撚ロールの間に配置した仮撚加工器を備え、各組の加撚ロールは、上下に配置され回転方向が逆である２つの加撚ロールから構成される。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、染色ユニットは、１つ又は２つの絞染め槽、２つの酸化・色止め槽及び２つの水洗浄槽を備える。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、アンモニア除去デバイスは、高温高圧槽であり、アンモニア再利用デバイスは、アンモニアを冷却するように構成したエチレングリコール水冷却器及び水冷却タワーを備える。
【００２５】
当業者は、明細書を読めば、こうした技術的解決策の特徴及び内容をより良好に理解するであろう。
【００２６】
添付の図面を参照しながら、実施形態と共に本発明を詳細に説明する。本発明の利点及び実装形態はより明らかになるであろう。添付の図面に示す内容は、本発明を示す目的にすぎず、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態における環境に優しいデニム生地製造ラインの構造図である。
【図２】本発明の一実施形態における紡績ユニットの部分構造図である。
【図３】本発明の一実施形態における仮撚加工デバイスの構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、環境に優しいデニム生地の製造方法を提供するものであり、方法は、紡績工程→巻付け工程→染色工程→機織工程→毛焼工程→マーセル加工工程→アンモニア除去工程→糊剤付与工程→横糸矯正工程→防縮加工工程→仕上げ検査工程→巻取り工程を含み、仮撚加工工程は、糸スライバが事前に軸方向の過剰なねじれを受け、同量であるが加撚方向が異なる撚りが糸スライバ上に生成されるように、紡績工程と巻付け工程との間に追加され、染色工程では、グルコース含有硫黄染料の吸着を６０〜９０℃のパディング液中で実施し、次に、色止めを実施し、アンモニア除去工程は、生地中の残留アンモニアを蒸発させるために高温高圧槽で実施し、アンモニア除去工程は、蒸発アンモニアを収集し、蒸発アンモニアを冷却、圧縮した後、連続使用のために次に蒸発アンモニアをマーセル加工工程に送り戻すステップも含む。
【００２９】
より詳細には、紡績工程及び巻付け工程は、低撚糸製造工程を採用することによって完了し、低撚糸製造工程は、従来のリング紡績工程と一致して綿洗浄、梳綿、第１の練篠、第２の練篠、粗紡、紡績及び巻付けを含む。本発明の低撚糸製造工程と従来のリング紡績工程との相違は、本発明の仮撚加工様式により低撚効果が得られることである。仮撚加工とは、紡績工程において糸の両端を制御することを意味し、糸スライバが事前に軸方向の過剰なねじれを受けて繊維構成を大幅に変更し、繊維のねじれ角度を数倍増大させるように撚りを両端の間に実施するものであり、これにより、完成製品糸が存在しなくてもトルクの減少を生じさせてトルク平衡を達成する。一方、同量であるが加撚方向が異なる撚りを糸スライバ上に生じさせて、糸スライバの加撚方向と同じ設計の加撚方向を有する一区分で強度（即ち粗紡及び紡績区分の強度）を増すことができるが、その他の区分（即ち粗紡及び巻付け区分）は、撚り戻しを生成して、設計した加撚度を最終的に保持する。
【００３０】
更に、糸スライバの前ニップと仮撚加工点との間の加撚度は、仮撚加工様式の採用によって著しく増大する。三角空間の長さは大幅に短縮され、紡績区分内の糸スライバの動張力は下がり、紡績糸の端部破断の発生確率が効果的に低減する。三角空間が短縮するため、ニップラインから排出される繊維が迅速且つ効果的に練篠されて糸スライバになる。繊維の末尾が露出する状況が減り、毛羽の長さが短縮される。
【００３１】
低撚糸製造方法は、以下を含む主な特性：単糸内の繊維の傾斜角度が小さいこと；繊維は、単糸の内側層に主に分配されること；及び単糸は、内側が密で外側は緩い構造を有すること；内側層繊維は、最大分配密度に達すること；一般のリング紡績方法は、一般に約３７０の低撚係数（一般の梳綿）を有するのに対し、低撚糸製造技術では約２５０の低撚係数を利用可能であること；従来のリング紡績糸と比較すると、低撚糸種は、単糸のトルクが小さく、ねじれ収縮が低く、フラシ天の手触り、最終製品生地の歪みが小さいという特性を有すること；並びに一般のリング紡績技術と比較すると、低撚糸製造技術は、同じ収率の糸を製造するのに消費する電力を約３０％節約できるという利益を有し、著しいエネルギー節約という利点を達成すること、を有する。
【００３２】
番数Ｎｅ１６を有する製品を一例に取り、一般のリング紡績糸と低撚糸との間の実際の製品効率及びエネルギー消費状況の比較を以下の表１に示す。
【００３３】
【表１】
2016128619.tif 000003
【００３４】
これらのデータが示すように、一般のリング紡績糸のデータと比較すると、低撚糸の製造効率は１１％改善され、エネルギー消費量は同じ生産量条件下で約２６％減るため、電気エネルギー源に対するエネルギー節約効果は、明らかである。更に、低撚糸の強度は、同じ糸番数を基準としてもかなり高い。１６ｓ番糸に関して、一般のリング紡績糸の繊維長さは、１．２５インチであり、その糸強度は２７．６ｃＮである一方で、低撚糸の繊維長さは、１．１５インチであり、その糸強度は３２．１ｃＮに達することができる。
【００３５】
染色工程は、６０〜９０℃のＤｉｒｅｓｕｌ  ＲＤＴ硫黄染料液中にパディングすることによって硫黄染料の吸着を実施するステップ、即ち、染料と繊維とを接触吸着にかけることを可能にするステップであって、染料の流動及び拡散のための通気時間は、染料を繊維内に移動可能にする十分な時間を保証する目的で、本工程の間の約３０〜６０秒である、ステップ；及び７０〜７５℃で４０〜６０秒間、色止めを実施するステップであって、酸化剤（Ｄｉｒｅｓｕｌ  Ｏｘｉｄａｎｔ  ＢＲＩ液）を溶解し、要求されるｐＨ値を実現することによって染料が落ちるのを防止するために酢酸を色止め段に添加し、この酸化剤によって、アントラキノン基が染料分子中に形成され、酸化段において最終色を生成する、即ち、キノン基は、酸化剤によって酸化、顕色され、色止め段内に最終色を生成し、メルカプタン基及び繊維は、色止め剤により共有結合を受け、例えばカチオン色止め剤（Ｉｎｄｏｓｏｌ  Ｅ−５０液）は、染料中のスルフヒドリル及び繊維と反応し、染料はイオン結合による色止めを受ける、ステップ（本工程において、硫酸ナトリウム及び分散剤（Ｅｋａｌｉｎｅ  Ｆ液）を添加する必要があり、硫酸ナトリウムを使用して染料が繊維から色止め浴に脱着するのを防止できる）；最後に、製造工程で付着した塩を除去し、塩を中和する目的で水洗浄し乾燥させるステップを含み、水洗浄及び乾燥は、温水による最初の洗浄ステップ、冷水による次の洗浄ステップ、及び最後の乾燥ステップにより実施する。Ｄｉｒｅｓｕｌ  ＲＤＴの特性のために、本発明で採用する染料は、１００％の色止めを実現し、色むらが生じず、洗浄に大量の水を必要とせず、したがって、環境に優しく、エネルギーを節約する目的を達成する。
【００３６】
従来のインジゴ染料ではなく、液体硫黄染料のＤｉｒｅｓｕｌ  ＲＤＴを本発明に採用して、綿経糸を連続的に染色する。従来のデニム・インジゴ染色工程は、複雑であり、パディング液中に浸漬し、色止めのために酸化させる８〜１０の手順を染色バット（苛性ソーダハイドロサルファイトナトリウムによって還元したインジゴ・ロイコ体溶液）中で繰り返し実施する必要がある。水洗浄を３回実施して、最終的に色むらを除去する。乾燥は、染色効果を得るために最後に実施する。更に、インジゴ染料は、綿繊維に対する親和性が乏しく、染色温度が低く、染料の吸収が困難である。低濃度、低温で複数回パディングし、酸化させるという連続的な染色方法が一般に採用され、要求される染色の濃さは、８〜１０回この方法を実施すると達成できる。本発明では、従来のデニム染色における複雑な染色手順を軽減し、同じデニム洗い加工スタイルがより良好な製品品質で達成される。
【００３７】
より詳細には、この工程で使用する硫黄染料は、硫化ナトリウム及びアルカリではなくグルコース及びアルカリから作製した２０％事前還元染料であり、高分子構造は、最終色相を決定するキノン基、並びに溶解及び色止めを担うメルカプタン基を含有する。化学反応機構からわかるように、このことは、主に、繊維により容易に捕捉されて化学反応を生じる染料の分子構造及び染料分子の大きさ（ほぼ高分子の大きさ）のためである。一般の液体硫黄染料と比較して、本工程で使用する硫黄染料は、ポリ硫黄結合を有さず、したがって、硫黄含量がより少なく、安定性がより高く、製造工程中に望ましくない（二酸化硫黄の）臭いがなく、製造中の水消費量が明らかに少なく、より環境に優しい。染色工程は、酸素圧縮工程と呼ばれ、水消費量は、主に酸化前の水洗浄ステップが省かれるために少なく、従来の染色工程の水消費量と比較して９０％の水を節約でき、更に、廃水中に色の残滓が存在せず、工程が単純で機器のエネルギー消費量は少ない。なぜなら、ＲＤＴ工程は、染料と繊維とを接触吸着にかけることを可能にする目的で液中にパディングするステップ；染料を繊維内に移動可能にする十分な時間を保証する目的で通気するステップ；最終色を生成するために、酸化剤によってキノン基を酸化、顕色可能にし、且つ色止め剤によってメルカプタン基及び繊維が共有結合を受けるのを可能にする目的で色止めするステップ；並びに製造工程で付着した塩を除去し塩を中和する目的で水洗浄するステップを含むからである。Ｄｉｒｅｓｕｌ  ＲＤＴの特性のために、本発明で採用する染料は、１００％の色止めを実現し、色むらが生じず、洗浄に大量の水を必要とせず、したがって、環境に優しく、エネルギーを節約する目的を達成する。
【００３８】
従来のデニム・インジゴ染色工程と比較して、本発明は、パディング及び酸化を繰り返す手順を最適化する。工程は、大幅に短縮され、従来のデニム・インジゴ染色工程と比較して、本発明では、８つのバットが減る（各染色バットの容積は１５００Ｌである）。水資源の消費を効果的に減らし、更に、伝達デバイスの減少のために電力消費もそれに応じて減る。更に、製造品質問題の発生確率は、工程が短縮されるために低減する。特定のエネルギー源消費量及び廃水パラメータを以下の表２に示す。
【００３９】
【表２】
2016128619.tif 000004
【００４０】
上記のデータからわかるように、従来のデニム・インジゴ染色工程のものと比較すると、デニムＯＸ工程では水資源を５０％節約し、電気資源を２０％節約し、廃水の生成量を５０％減少させる。デニムＯＸ工程は、環境の影響に対する寄与の点で重大な意義を有する。但し、綿消費量は、主に、製造工程における短繊維の減少に言及している。
【００４１】
毛焼及び糊剤除去等の事前処理にかけた生地は、液体アンモニア・マーセル加工機のマーセル加工工程に入ることになる。刈揃え及び浸漬は、マーセル加工工程の重要な部分である。生地の繊維は、一定の温度及び張力の作用並びにアンモニアの浸漬及び作用下で膨張し、こうしてマーセル加工効果が得られる。綿繊維は、液体アンモニアの作用下わずかな膨張を生じ、アルカリ・マーセル加工及びアンモニア処理後の膨張により、生地がアルカリ・マーセル加工によって表面上に明るい光沢を示すという相違があるが、生地は、アンモニア処理によって絹のような効果を示し、したがってより良好な手触りと柔らかさを有する。
【００４２】
アンモニアへの浸漬後、生地を一定時間の間更に反応させる必要がある。その一方で、生地内のアンモニアを適時に除去する必要がある。したがって、生地は、アンモニア除去工程に入る。既存の技術では、硫酸の使用による中和方法を使用して生地上のアンモニアを除去する、即ち、水洗浄工程において硫酸を添加して、生地内の残留アンモニアと反応させ、最終的にアンモニア除去の目的を達成する。硫酸によるアンモニア除去工程では、水消費は大きく、廃水処理の困難さは増す。というのは、廃水中のアンモニア濃度は、硫酸の使用のために増すためであり、同時に処理費用も増大する。更に、アンモニアの漏れ等の問題もこの製造工程には存在する。アンモニア分子は、苛性ソーダ分子よりも小さいので、苛性ソーダの繊維への浸透は、アンモニアの浸透深さまで達することができず、このことにより、処理をより単一で、定期的、効果的で均一なものにする。生地は、水洗浄工程で次第に縮まず、色は依然として変化しないことになる。
【００４３】
無水マーセル加工の核である高温アンモニア除去技術を本発明で使用する。具体的には、生地内の残留アンモニアを高温高圧槽内の蒸気を使用して蒸発させる。したがって、アンモニアは、収集され、冷却後に再利用することになり、アンモニアは、本発明では冷水で冷却し、エチレングリコール水冷却器及び水冷却タワーを採用できる。マーセル加工工程及びアンモニア除去工程の様々なパラメータは、制御器により制御、表示でき、制御器は、アンモニア濃度検出部分も備える。本工程で適用する液体アンモニア・マーセル加工技術は、マーセル加工中の水消費及び廃水処理の問題を解決し、液体アンモニアに浸漬後、アンモニアの作用下で生地の繊維を膨張させてマーセル加工効果を達成する一方で、水を消費せず、アンモニア除去工程において生地中の残留アンモニアを高温高圧で蒸発させ、次に、循環システムにより収集した後、蒸発アンモニアを冷却、圧縮してマーセル加工に戻し、繰り返し使用する。従来のアルカリ・マーセル加工工程と比較して、無水液体アンモニア・マーセル加工工程は、エネルギー節約、排出量の削減及び費用の点で著しい利点がある。アンモニア回収及び循環利用率は、９５％超に達し、１００メートルの生地毎に０．１〜０．１３ｋｇのＣＯＤ排出量を削減できる。従来のアルカリ・マーセル加工工程と比較して、アンモニア・マーセル加工中に生じる汚染物質の排出量は、ゼロに近い。
【００４４】
【表３】
2016128619.tif 000005
【００４５】
上記のデータからわかるように、廃水処理工程中の１．３ｍ３の水消費量、０．１〜０．１３ｋｇのＣＯＤ排出量及び硫酸消費量は、アンモニア・マーセル加工工程では低減し、したがって、アンモニア・マーセル加工工程は、環境への著しい利益を有する。従来のアルカリ・マーセル加工工程と比較して、アンモニア・マーセル加工工程は、水資源を浪費しないという前提で、より良好なマーセル加工効果を達成し、一方で印刷及び染色用廃水の生成も低減する。
【００４６】
図１及び図２に示すように、環境に優しいデニム生地の製造ラインは、紡績フレーム１１、巻付け機１３及び仮撚加工デバイス１２から構成される紡績ユニット１０であって、仮撚加工デバイス１２は、紡績フレーム１１の前ローラ５２出口と糸案内フック５３との間に位置し、糸スライバが事前に軸方向の過剰なねじれを受け、同量であるが加撚方向が異なる撚りを糸スライバ上に生成可能であるように構成される、紡績ユニット１０；６０〜９０℃のパディング液中で、撚りを有する糸に対しグルコース含有硫黄染料の吸着を実施し、次に色止めを実施するように構成した染色ユニット２０；生地を製造する機織工程を仕上げるように構成した織機ユニット３０；並びに生地マーセル加工デバイス４１、アンモニア除去デバイス４２、アンモニア再利用デバイス４３及び制御器４４から構成される液体アンモニア仕上げユニット４０を備えることを特徴とし、生地マーセル加工デバイス４１は、一定の温度及び張力の作用並びにアンモニアの浸漬及び作用下でマーセル加工効果を達成するために生地の繊維を膨張可能にするように構成され、アンモニア除去デバイス４２は、生地内の残留アンモニアを蒸発させるように構成され、アンモニア再利用デバイス４３は、蒸発アンモニアを収集し、蒸発アンモニアを冷却、圧縮した後、連続使用のために蒸発アンモニアを生地マーセル加工デバイスに送り戻すように構成され、制御器４４は、アンモニア再利用デバイスの様々なパラメータを制御するように構成される。
【００４７】
紡績ユニット１０に関して、付属デバイスをリング紡績フレーム上に更に配置し、即ち、１組の仮撚加工デバイス１２を紡績フレームの前ローラ５２出口と糸案内フック５３との間に更に配置し、それにより、前ローラによって出力された繊維５１は、真の撚りを得る前に、仮撚りを最初に受け、紡績工程は、仮撚加工デバイス１２を通じて行われ、したがって紡績三角地帯の繊維張力の再分配が生じて、単糸の形状並びに配置及び分散を変化させ、こうして糸の構造は、低撚り効果を達成する大幅な変更を受ける。
【００４８】
図３に示すように、仮撚加工デバイス１２は、２つの組の加撚ロール５６及び５８、並びに２つの組の加撚ロールの間に位置する仮撚器５７を備え、各組の加撚ロールは、上下に配置され回転方向が逆である加撚ロールから構成される。従来のリング紡績における加撚用スピンドルは、一定回転数に達する必要があり、さもなければ端部破断等の品質に関する事態が生じることになる。仮撚デバイスを更に配置した後、回転数に対する要件は、非常に低くなる。デバイスのモータの負荷は、大幅に軽減され、したがって節電効果が得られる。更に、製造効率及び製品品質も改善される。低撚糸製造技術を採用して、より柔らかでより快適な衣類の適用可能性を実現する。上記表１に示すように、製造効率が改善する一方で、電気資源及び人的資源等の資源の消費量も削減される。
【００４９】
従来のデニム染色技術では、８から１０個の絞染め槽及び３から４個の水洗浄槽が必要であるのに対して、特定の実装形態の間、染色ユニット２０は、１つ又は２つの絞染め槽、２つの酸化・色止め槽及び２つの水洗浄槽を備え、染色ユニット２０は、染色工程を実現するように構成され、表２に示すように、水、電気、化学製品等の消費量、並びに印刷及び染色用廃水の生成量は大幅に削減でき、一方で製造工程を短縮する。
【００５０】
生地マーセル加工デバイス４１は、マーセル加工工程を実現するように構成され、アンモニア・デバイス４２、アンモニア再利用デバイス４３及び制御器４４は、アンモニア除去工程を実現するように構成され、本実施形態では、高温高圧槽をアンモニア除去デバイス４２として採用し、生地内のアンモニアを蒸気の投入によって蒸発させるように構成し、アンモニア再利用デバイス４３は、アンモニアを冷却するように構成したエチレングリコール水冷却器及び水冷却タワーも備える。
【００５１】
従来のアルカリ・マーセル加工で使用する関連機器と比較すると、液体アンモニア仕上げユニット４０は、処理済みデニム生地がより良好な仕上げ品質を得ることを可能にするために使用され、生地は、卓越した染色均一性を有し、より強力な可塑性及び延性を同時に示し、したがって、衣類の寿命及び「新たな」外観が延長、維持される。更に、全工程は、密封空間であるので、水、空気及びアンモニア・ガスは、分離され、真空隔離下で容易に再利用される。アンモニアの回収率は、９５％超に達し、廃水及び廃ガスの排出量は、ゼロに近い。製造工程における製造材料の費用及び環境への被害は、大幅に減少する。
【００５２】
当然、本発明によって提供する環境に優しいデニム生地の製造ラインは、前述の毛焼工程、糊剤付与工程、横糸矯正工程、防縮加工工程、仕上げ検査工程、巻取り工程等を実現するように構成した他の機器も備えるが、これらの工程の製造機器は、既存の技術のものと同じであり、本明細書では逐一例示しない。
【００５３】
従来のデニム製造工程と比較すると、環境に優しいデニム生地の製造方法及びその製造ラインは、約３００ＫＷの電力、及び１７０トンの水消費量を節約し（１００００メートル毎に算出）、製造効率を改善し、人的資源を節約できる一方で、化学製品の使用量を低減し、廃水及び汚染物質の排出量を減らし、デニム生地の柔らかさを促進し、したがってデニム生地はより快適なものになる。
【００５４】
本発明は、環境に優しい原料に基づくものであり、ＢＣＩ（Ｂｅｔｔｅｒ  Ｃｏｔｔｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）綿、又はＧＯＴＳ認証を有する有機栽培綿を必要に応じて採用でき、また、原料として採用するＢＣＩ綿の組合せにより、世界中の綿栽培を綿農園主、特に栽培環境及びより具体的には本産業の将来的発展に伝えるものである。ＢＣＩ綿は、６つの主な原則及び４４の基準を保持し、これには、作物保護対策によって生じる悪影響を最大限低減すること、水資源を有効に使用すること、土壌の健康状態に配慮すること、残存する環境を保護すること、繊維の品質に配慮し、それを保護すること、生産性を上げること、綿農家の尊厳ある労働を促進すること、綿農園及び農園労働者の経済的条件を改善すること等を含む。したがって、ＢＣＩ綿の使用を促進し、増加させることは、環境資源の利用及び保護のために大きな意義を有し、有機栽培綿は、ＢＣＩ綿比較すると、より大幅に環境に優しく、人類及び環境への害がより少ない。
【００５５】
本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して上記のように説明する。当業者は、本発明を実現するために、本発明の範囲及び本質から逸脱することなく多数の変形形態の解決策を実施できる。例えば、一実施形態の部分的に示すか又は説明した特徴を別の実施形態で使用して、更なる実施形態を得ることができる。上記で述べたものは、本発明の好ましい実現可能な実施形態にすぎず、したがって本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の記載及び添付の図面の内容を使用して行う等価な変形形態は、本発明の保護範囲内にあるべきである。
【符号の説明】
【００５６】
１０  紡績ユニット
１１  紡績フレーム
１２  仮撚加工デバイス
１３  巻付け機
２０  染色ユニット
３０  織機ユニット
４０  液体アンモニア仕上げユニット
４１  生地マーセル加工デバイス
４２  アンモニア除去デバイス
４３  アンモニア再利用デバイス
４４  制御器
５１  繊維
５２  前ローラ
５３  糸案内フック
５６  加撚ロール
５７  仮撚器
５８  加撚ロール
【図１】
2016128619.tif 000006
【図２】
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【図３】
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