(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維の染色工程で排水される染色残液を濃縮して濃縮液を得、該濃縮液を染色工程に再利用する際、該濃縮液を用いて染色した繊維材料の三刺激値を測定し、その三刺激値と目標色の三刺激値とを色差式を用いて均等色空間座標系で色差を計算し、追加すべき染料とその量を算出し、該算出結果に基づいて前記濃縮液を調整することを特徴とする染色残液の再利用方法。
【請求項２】
繊維の染色工程で排水される染色残液の濃縮が、膜分離を用いて行われることを特徴とする請求項１記載の染色残液の再利用方法。
【請求項３】
該膜分離が、限外濾過膜、ナノ濾過膜および逆浸透膜から選ばれる少なくとも１種によるものであることを特徴とする請求項２に記載の染色残液の再利用方法。
【請求項４】
繊維の染色工程で排水される染色残液を濃縮して濃縮液を得、該濃縮液を染色工程に再利用する際、該濃縮液を用いて染色した繊維材料の三刺激値を測定し、その三刺激値と目標色の三刺激値とを色差式を用いて均等色空間座標系で色差を計算し、追加すべき染料とその量を算出し、該算出結果に基づいて前記濃縮液を調整し、染色工程に使用することを特徴とする繊維の染色方法。
【請求項５】
繊維の染色工程で排水される染色残液の濃縮が、膜分離を用いて行われることを特徴とする請求項４記載の繊維の染色方法。
【請求項６】
該膜分離が、限外濾過膜、ナノ濾過膜および逆浸透膜から選ばれる少なくとも１種によるものであることを特徴とする請求項５記載の繊維の染色方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、染色工程で排水される大量の未吸着染料を含む染色残液を濃縮し、該濃縮液を染色工程に再利用する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
繊維の染色加工においては、一定量の水と繊維材料を染色機内に投入し、繊維材料に適した各種染料および界面活性剤を染色機内の水に溶解あるいは分散させて染色液を調整し、染色液を循環加熱する方法が一般的である。染色の方法としては例えば浸漬法があり、一般に、ポリエステル繊維を染色する場合には分散染料が用いられる。分散染料は１３０℃の高温高圧下で大部分が繊維に吸尽され、繊維を目標の色に染色することができる。そして、繊維材料を染色後、繊維を水洗して余分な染料を洗い流し、脱水乾燥して染色加工品が完成する。
【０００３】
かかる染色加工において、水は必要不可欠であり、上記染色液などの調整溶媒として、あるいはその後の洗浄用水として大量の水が使用され、同時に大量の排水を行うものである。
【０００４】
排出される染色排水には、油剤、繊維廃雑物の他、染料をはじめとする各種薬剤を含んでいるため、排水処理に多大な負荷がかかり、また、水質基準を確保するため大量の水で希釈して排出する場合もある。
【０００５】
近年においては排水の規制は年々強化されており、染色排水の削減技術の開発が急務であった。特に、ポリエステル繊維を分散染料で濃色あるいは黒に染色した後には、染色工程に使用された染料の約２０％が未吸着染料およびその凝集物、分解物等として染色残液に含まており、排水処理をより困難なものにしている。
【０００６】
このように染色排水は加工素材、加工内容により成分が大きく異なり、時間的変動、時期的変動も大きく、染色排水を用いて目標色に染色するには長い経験と熟練、そして多くの色直し染色が必要であり、多大な手間を要するため生産性が低くなる欠点があった。よって繊維を任意の目標色に再現性よく染色するには毎回、新規な水と染料により染色液を調整し用いられているのが実情である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、染色工程で発生する未吸着の染料を含んだ染色残液を濃縮し、得られた濃縮液を染色工程に再利用する処理技術に鑑み、該濃縮液を用いて染色された繊維材料の三刺激値を測定し、目標色の三刺激値とを均等色空間座標系で色差を計算し、追加すべき染料とその量を算出し、該算出結果に基づいて前記濃縮液を調整し、前記染色工程に使用することで、多くの色直し染色を必要とせず、再現性よく目標色に染色することができるとともに、新規染料の使用量、染色排水量を削減することができる繊維の染色方法を提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、
（１）繊維の染色工程で排水される染色残液を濃縮して濃縮液を得、該濃縮液を染色工程に再利用する際、該濃縮液を用いて染色された繊維材料の三刺激値を測定し、その三刺激値と目標色の三刺激値とを色差式を用いて均等色空間座標系で色差を計算し、追加すべき染料とその量を算出し、該算出結果に基づいて前記濃縮液を調整することを特徴とする染色残液の再利用方法。
（２）繊維の染色工程で排水される染色残液の濃縮が、膜分離を用いて行われることを特徴とする前記（１）に記載の繊維残液の再利用方法。
（３）該膜分離が、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜から選ばれる少なくとも１種によるものであることを特徴とする前記（２）記載の繊維の染色方法。
（４）繊維の染色工程で排水される染色残液を濃縮して濃縮液を得、該濃縮液を染色工程に再利用する際、該濃縮液を用いて染色された繊維材料の三刺激値を測定し、その三刺激値と目標色の三刺激値とを色差式を用いて均等色空間座標系で色差を計算し、追加すべき染料とその量を算出し、該算出結果に基づいて前記濃縮液を調整し、前記染色工程に使用することを特徴とする繊維の染色方法。
（５）繊維の染色工程で排水される染色残液の濃縮が、膜分離を用いて行われることを特徴とする前記（４）記載の繊維の染色方法。
（６）該膜分離が、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜から選ばれる少なくとも１種によるものであることを特徴とする前記（５）記載の繊維の染色方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、前述した課題、つまり多くの色直し染色を不要としながらも、目標色に再現性よく、高品質な染色を可能にし、かつ、染色工程の染料コストおよび排水量を削減することが可能な繊維の染色方法について鋭意検討し、繊維の染色工程で排水される染色残液を濃縮し、該濃縮液を染色工程に再利用する際、該濃縮液を用いて染色された繊維材料の三刺激値を測定し、その三刺激値と目標色の三刺激値とを均等色空間座標系で色差を計算し、追加すべき染料とその量を算出し、該算出結果に基づいて前記濃縮液を調整することでかかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
濃縮液を用いて染色された繊維材料の三刺激値および目標色の三刺激値は分光測色法を用いて得られる分光特性から主として算出されるが、特に限定されるものではなく、三刺激値直読法で得られた三刺激値を使用することもできる。
【００１２】
また、濃縮液を用いて対象となる被染物を染色し、染色された繊維材料を測色し、得られた分光特性から三刺激値を算出し、色差式を用いて均等色空間座標系により色差を計算するものである。
【００１３】
目標色の分光反射率と濃縮液によって染色された繊維素材の分光反射率との差を、選択した１種の染料あるいは数種類の染料の分光反射率を加算して色合成したとき、目標色に対し、例えばＣＩＥＬＡＢ色差（ＪＩＳ  Ｚ  ８７２９）が最小となったとき、色合成を終了する。
【００１４】
このとき、ＣＩＥＬＡＢ色差が１．０以下、より好ましくは０．５以下であれば、実際に得られた繊維素材と目標色の色差は肉眼により判断できないほど同じ色であり、十分実用レベルである。色合成で選択する染料種は濃度特性、メタメリズム特性、堅牢度特性、価格などから性能を十分に満たす染料種を選択する。この時点で算出された染料種とその量により該濃縮液を調整するが、現在使用されている染料の多くは粉末状あるいは顆粒状のものであり、濃縮液へ直接追加すると溶解不十分となり、染色工程において色汚れの原因となる場合があるため、ミキサー等で十分に撹拌するか追加染料はあらかじめ水に溶解したもので調整することが好ましい。
【００１５】
該濃縮液の調整方法は、濃縮液に直接、追加染料あるいは追加薬剤を混合し調整しても良いが、追加染料あるいは追加薬剤を個別に準備し、染色工程で投入された水に希釈して混合し、染色液として調整しても良く、いずれにおいても濃縮液を調整し得るものである。また、色合成が困難な目標色である場合は、調整された濃縮液を用いて繊維材料を染色し、得られた分光反射率から算出される三刺激値と目標色の分光反射率から算出される三刺激値とをＣＩＥＬＡＢ色差式を用い、均等色空間座標系でＣＩＥＬＡＢ色差を計算し、得られたＣＩＥＬＡＢ色差が判定基準内か否かで濃縮液の再調整の必要性を判定することが好ましい。色差式はＣＩＥＬＡＢ色差式に限定されず、例えばＣＭＣ色差式、ハンター色差式などが使用できる。
【００１６】
本発明では調整した濃縮液を染色工程に再利用する際、酸、アルカリ、キレート剤、界面活性剤、防腐剤、酸化剤および還元剤からなる群より少なくとも１種を溶解または分散させて該濃縮液を調整し、染色工程に使用することができる。
【００１７】
例えば、通常、調整された濃縮液はすぐに染色工程で使用することが好ましいが、生産計画などから、濃縮液を長期間保存しなければならない場合は、染料の凝集沈殿や分散破壊を防止するため分散剤や防腐剤が用いられる。また、染色工程に使用する場合にはキレート剤およびまたは酸、アルカリなどのｐＨ調整剤が用いられる。ただし、染色排水の組成は非常に複雑であり、かつ、対象とする繊維素材や加工によっても組成は大きく変化するため、好ましくは染色工程で発生した染色残液の濃縮液は他の染色工程で発生した染色残液の濃縮液とは混合せずに単独で使用するのがよい。そうすれば濃縮液に含まれる染料および各種薬剤の履歴が明確となり、濃縮液の調整が容易である。より好ましくは類似の染色工程に使用するのがよい。そうすれば使用する染料、薬剤は類似のものであり、残留物の影響を受けにくい。
【００１８】
染色残液の濃縮手段は、特に限定されず、蒸留、抽出、分離などの方法を適宜使用する。好ましくは膜分離であり、特に限外濾過膜、ナノ分離膜、逆浸透膜から選ばれた少なくとも１種を使用して染色残液の濃縮を行なう機構を有するものである。
【００１９】
本発明において用いられる繊維材料としては、特に限定されるものではないが、例えば素材としては綿、麻などの植物繊維、羊毛、絹などの動物繊維、レーヨンなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ポリアミド、ポリエステル、アクリルなどの合成繊維などが使用される。かかる繊維からなる構造物としては、糸、織物、編物、不織布、ガーメントなどが使用される。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２１】
液流染色機（ＦＵ−１Ｌ：ニッセン製）を用い、ポリエステル１００％タフタ織物１４０ｋｇを表１の条件で染色した後、染色残液１０００Ｌを逆浸透膜（ＳＵＬ−Ｇ２０：東レ製）で５０Ｌ（２０倍）に濃縮した。濃縮した濃縮液を別途準備した貯蔵タンクに回収し、ミニカラー（テクサム製）を用い、表２の条件で染色した。
【００２２】
染色後のタフタ織物を水洗し、脱水・乾燥した後、４つ折りにし、ＣＣＭシステム（調色専科：日清紡績製、測色器：ＣＭ３６００ｄ：ミノルタ製）を用い測色した分光反射率から得られる三刺激値と目標色の分光反射率から得られる三刺激値をＣＩＥＬＡＢ色差式を用い、均等色空間座標系でＣＩＥＬＡＢ色差を算出した。その時のＣＩＥＬＡＢ色差は１０．５であった。目標色への色合成を行い、追加染料およびその量を算出した結果を表３に示す。
【００２３】
調整した濃縮液を用いタフタ織物を染色し、目標色とのＣＩＥＬＡＢ色差を算出した結果、ＣＩＥＬＡＢ色差は０．３であった。  ＣＩＥＬＡＢ色差が０．５以下であり、かつ目視による色差もないため、濃縮液の再調整は必要なしと判断した。濃縮液３５％ｏ．ｗ．ｆ（４９ｋｇ）に新規染料１２％ｏ．ｗ．ｆ（１６．８ｋｇ）を追加した調整後の濃縮液を用いて、タフタ織物１４０ｋｇを液流染色機を用い染色し得られたタフタ織物と目標色とのＣＩＥＬＡＢ色差は０．５であり、品質も良好であった。
【００２４】
染色条件と評価した結果を表１、表２、表３に示した。
【００２５】
【表１】
0004240876.tif 000002
【００２６】
【表２】
0004240876.tif 000003
【００２７】
【表３】
0004240876.tif 000004
【００２８】
【発明の効果】
本発明の繊維の染色方法は、染色工程で発生する未吸着の染料を含んだ染色残液を濃縮し、染色工程に再利用する際、該濃縮液を用いて三刺激値を測定し、その三刺激値と目標色の三刺激値とを色差式を用いて均等色空間座標系で色差を計算し、追加すべき染料とその量を算出し、該算出結果に基づいて前記濃縮液を調整し、前記染色工程に使用することで、多くの色直し染色を必要とせず、再現性よく目標色に染色することができ、かつ新規染料の使用量および染色排水量を大幅に削減することができる。