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JP6611280B2 - 染色ユニット - Google Patents
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JP6611280B2 - 染色ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、染色ユニットに関し、特に、布地材料に対する染色浴の効果を検査及び/又は制御するために実施される「ラボラトリ」と呼ばれる操作の分野において特別に使用される布地サンプルに対する染色ユニットに関する。
上記操作を行うために使用される従来の染色機械は、人手による染色浴の準備を行わせかつ前記染色浴の挿入を行わせ、そして染色プログラムによって要求された温度に加熱された媒体を含むタンク内に移し変えられる前にポットにおいてサンプルの染色を行なわせる抜き差し型の個々のポットを含むものであった。そして、前記閉鎖されたポットはサンプルの効率的な染色を行うために動かされる。
特許文献1及び2は布地材料についての染色浴の効果を検査するための染色ユニットを開示している。人手によるカップの抜き取り、布地サンプルの再充填、連続染色の準備は、オペレータによる前記加熱媒体との接触を惹き起こしそして最終的には染色機械の外側及び作業環境における当該加熱媒体の発散を惹き起こす。
上記した熱媒体の使用についての限定的な規制の導入の結果として、そのような人手による機械の製造業者は同様の問題を惹き起こさない赤外線照射手段の使用を開始した。しかしながら、これらの機械においてはまた、浸漬テストが種々のポット間の温度の挙動の不一致の状態で行われていた。
産業的な実施は、反対に、熱キャリア流体を使用する染色システムが均一な熱染色を保証し、そして赤外線照射加熱手段を使用するシステムと比較して良好な結果となることを示している。このことは、染色の全プロセスにおいて全てのカップが同一の熱キャリア流体と直接接触することに起因するものである。
DE513285C US2002/144524A1 EP1174535
本発明の主たる目的は、上記欠点を克服しかつ同時に染色プロセスの工程を質的に最適化し、また全体のプロセスの自動化を実現する染色システムを提供することである。
本発明によれば、請求項1記載の染色ユニットが提供される。当該染色ユニットには、本質的に、染色液と布地サンプルを収容するために取り付けられた開閉可能な蓋体を有するタンクが設けられ、当該タンクは熱流体が収容される閉鎖容量を規定するボデイと一体化し、これにより、前記タンクは同一の流体に常時浸漬されており、前記ボデイは染色浴を攪拌するために、例えば、回転機構によって可動とされている。本発明の他の特徴は、従属請求項の主題である。
本発明によって提供される利点は、全ての染色用カップに対して均一な作業温度を提供することができ、染色用カップは熱キャリア流体に常に浸漬されており、透熱性オイルのような流体又は低い熱慣性を有する流体を使用することができるが、いかなる場合でも、オペレータと上記流体との接触を防ぎそして上記流体の蒸気の可能性のある吸引を防ぎそして作業環境の連続的な汚染を防止することである。
また、染色用カップが浸漬されている流体の一点のみを直接モニタリングすることによってプロセス温度をモニタリングすることが可能である。さらに、熱キャリア流体を加熱冷却するプログラム可能なシステムの使用が可能である。その上、染色プロセスの間に、染色浴及び布地サンプルは変動可能でかつ制御された揺動速度で揺動可能である。
さらにまた、染色ユニットに対して、染色浴の準備及び染料投与のための自動化手段、取り外し可能なサンプル支持バスケットの使用による布地サンプルの取り付け/取り外しのための自動化手段、各染色カップから染色浴及び洗浄浴を取り外すための自動化手段、そしてプログラムされた染色処方による染色カップに水を供給するための自動化手段を組み合わせることが可能である。
その上さらに、本発明の染色ユニットは、提供される利点に関しては、構造的に見て比較的シンプルでありかつまたコスト的に高価ではない。
本発明のこれらの利点及び特徴並びに他の利点及び特徴は、以下の説明から、限定的な意味で考慮されないが本発明の例示として与えられている添付図面の助けによって当業者に最良に理解されるであろう。
本発明の4個の染色ユニットを備えた装置の概略平面図である。 本発明の染色ユニットの染色カップに対するサンプル支持バスケットの位置取りを概略的に示す連続図面の第1の図面である。 本発明の染色ユニットの染色カップに対するサンプル支持バスケットの位置取りを概略的に示す連続図面の第2の図面である。 本発明の染色ユニットの染色カップに対するサンプル支持バスケットの位置取りを概略的に示す連続図面の第3の図面である。 本発明の染色ユニットの染色カップに対するサンプル支持バスケットの位置取りを概略的に示す連続図面の第4の図面である。 本発明の染色ユニットの染色カップに対するサンプル支持バスケットの位置取りを概略的に示す連続図面の第5の図面である。 本発明の染色ユニットの染色カップに対するサンプル支持バスケットの位置取りを概略的に示す連続図面の第6の図面である。 本発明の染色ユニットの染色カップに対するサンプル支持バスケットの位置取りを概略的に示す連続図面の第7の図面である。 図2〜8に示した機械を斜視図として示す第1の図面である。 図2〜8に示した機械を斜視図として示す第2の図面である。 図2〜9に示した機械を斜視図として示す第1の図面で、ここでは、特に、染色カップの蓋体の施錠及び解錠の機構の詳細が示されている。 図2〜9に示した機械を斜視図として示す第2の図面で、ここでは、特に、染色カップの蓋体の施錠及び解錠の機構の詳細が示されている。 染色カップの蓋体が上昇位置にある状態の図2〜11に示した機械の斜視図である。 染色カップの蓋体を開閉する手段を特に示す第1の図面である。 染色カップの蓋体を開閉する手段を特に示す第2の図面である。 染色カップの蓋体を開閉する手段を特に示す第3の図面である。 攪拌段階における上記した各図面に示した装置を概略的に示す第1の図面である。 攪拌段階における上記した各図面に示した装置を概略的に示す第2の図面である。 攪拌段階における上記した各図面に示した装置を概略的に示す第3の図面である。 攪拌段階における上記した各図面に示した装置を概略的に示す第4の図面である。 攪拌段階における上記した各図面に示した装置を概略的に示す第5の図面である。 2つの異なる操作配置における上記した各図面に示した装置の2つの長手方向概略断面図の第1の図面である。 2つの異なる操作配置における上記した各図面に示した装置の2つの長手方向概略断面図の第2の図面である。 図17Aと同様の図面であるが、ここでは熱キャリア流体が示されている。
図1は、特許文献3に詳細に記載されている染色作業の自動化された準備及び試薬供給の装置(A)を示す。上記装置は、染色される材料についての染料の効果を試験しそしてそれらの染料を産業的生産に使用するため、繊維産業のいわゆる「ラボラトリ」における染色浴を作るのに用いられるものである。
前記装置は、固体、液体又は粉体状の化学薬品を所定の点位置(P)に位置させるプラットホーム(1)、及びキャリッジ(2)を特に含んでいる。
前記キャリッジ(2)は与えられた作業プログラムに従って動作することができ、そして容器を取り出しかつハンドリングするための把持部材(5)を備えたロボット手段を支持する。
前記プラットホーム(1)には側部ガイド(3)が設けられており、当該側部ガイド(3)には前記キャリッジ(2)を支持するクロス部材(4)が移動する。
前記クロス部材(4)上の前記キャリッジ(2)の動き及び前記側部ガイド(3)上の前記クロス部材(4)の動きは、互いに結合されかつプログラム化されており、そして矢印“F”及び“G”で概略的に示されたように動くが、その動きは上記した点位置(P)のいずれにも対応して前記キャリッジ(2)の位置を決定する。
前記把持部材(5)は前記プラットホーム(1)に対して垂直方向に接離自在に移動する。染色浴の準備プロセスは前記した文献に説明されている。
図1に示された実施の形態によれば、染色浴を自動的に(即ち、プログラムされた染色レシピに従って)準備するために前記装置(A)の生産能力を利用するため、そしてまた側部ガイド(3)の適切な延伸によって前記プラットホーム(1)の延長部分上で前記把持部材(5)を移動させるために前記キャリッジ(2)によって提供される可能性を利用するため、本発明の4つの染色ユニット(T)が前記プラットホーム(1)の延長部分に設置されている。
しかしながら、前記染色ユニット(T)によって使用される染色浴を作る前記装置(A)と前記染色ユニット(T)とを結合する利点及び前記ロボット把持部材(5)を利用する利点を失くすけれども、本発明の各染色ユニット(T)は前記装置(A)の位置とは異なる位置に配置されることも可能であることが了解される。
本発明の染色ユニット(T)については、染色浴の準備のためのいかなるタイプの装置とも組み合わせることが可能であることがまた了解される。
さらに、本発明の染色ユニットにおいては、布地サンプル及び染色浴の取り付け及び取り外しは自動操作に代えて人手操作により行われる。
添付図面に基づき、本発明の染色ユニット(T)は、その基本的構造についていえば、以下の構成を含むものである。
−固定された箱型構造(6);
−上面、底面、及び側面で閉鎖されたボリューム体(V7)の範囲を定めるように設けられた箱型ボデイ部材(7)、このボデイ部材(7)内には染色チャンバ(8)の全体が挿入されそしてそのボデイ部材(7)には所定量の熱キャリア流体(FT)が供給され、当該チャンバの各々はその上部を閉鎖/開放するためのそれぞれの蓋体(9)が設けられた染色カップ(8)を規定するタンクでありかつ取り外し可能なサンプル支持バスケット(10)を収容するように設けられている;
−各バスケット(10)に挿入された布地サンプルの振動及び対応する染色カップ(8)における染色浴の振動を行うために前記ボデイ部材(7)を水平軸(x−x)の周りを交互に時計回り及び反時計回りに回転させるように取り付けられた移動手段(MM);
−前記バスケット(10)を停止又は待機位置(P10)から前記染色カップ(8)のいずれかに移すための自動ハンドリング手段。
図1の配置において、前記バスケット(10)の停止位置(P10)は、前記染色ユニット(T)が位置している前記プラットホーム(1)の延長部分に設けられている。この配置において、前記バスケット(10)を移動する手段は前記キャリッジ(2)と連係された把持ユニット(5)を有している。
前記染色カップ(8)は前記ボデイ部材(7)の上部を超えて突出する上部部材を有し、これにより前記蓋体(9)の動きに対して有利に働くこととなる。
実際上、前記染色カップ(8)は、前記熱キャリア流体(FT)を含む前記ボデイ部材(7)の必須部分であり、即ち、前記染色カップ(8)の外部壁は前記ボデイ部材(7)の壁と協働して前記ボリューム体(V7)を規定しその範囲を定めるのに寄与する。
前記移動手段(MM)は前記固定構造(6)の垂直壁(61)に固定された電気モータ(11)を含んでおり、そしてその出力軸(12)はベルトとプーリによる伝達機構(13,14,15)によって前記ボデイ部材(7)の側部から突出しかつ前記固定構造(6)の対応する側面に設けられた対応する穴を通過する軸(70)に結合している。
図2において、前記軸(70)の軸は前記軸(x−x)である。前記伝達機構(13,14,15)は前記固定構造(6)の外部に位置している。前記モータ(11)は前記軸(x−x)の周りの時計回り及び反時計回りの交互回転を行わせるものである。
この態様において、前記ボデイ部材(7)の対応するカップ(8)内に位置する染色浴及び材料を攪拌することが可能である。図16A〜16Eは開始位置(図16A)から始まる上記回転運動中の前記ボデイ部材(7)の異なる位置を示しており、上記開始位置において前記ボデイ部材(7)は前記染色カップ(8)が垂直方向に向くように位置している。
前記キャリッジ(2)と協働する前記把持部材(5)には延長可能な付属物、つまり「フィンガーズ」(22)が設けられており、当該付属物は前記バスケット(10)の上部に挿入可能であり、そして上述したように、前記プラットホーム(1)に対して垂直方向に接離自在に移動可能とされている。この目的のために、前記把持部材(5)は前記キャリッジ(2)に取り付けられている垂直軸(23)によってアクチュエータに結合されている。
各染色ユニット(T)は前記蓋体(9)を開放し、閉鎖し、そしてロックする装置を含んでいる。
上記提案された実施の形態においては、各蓋体(9)の上面には互いの延長部分である2つのアーム(90,91)が設けられている。一つのアーム(90)は前記蓋体(9)に関して後方向に延びており、一方他のアーム(91)は同一の蓋体(9)に関して前方向に延びている。前記後方アーム(90)は、前記固定構造(6)の内側の前記ボデイ部材(7)の壁に対して外部でかつ平行して位置する水平軸(92)にキー留めされている。
前記軸(92)には、スプロケット(94)と噛合する鋸歯状のセクタ(93)が設けられている。前記スプロケットには、対応する電気モータ(96)の出力軸によって係合するように取り付けられた中央出力テイクオフ(95)が取り付けられており、当該電気モータは同様に、前記固定構造(6)の壁(61)に平行なアクチュエータ(98)によって運動せしめられるスライド部材(97)上に載置されており、当該固定構造上の反対側には前記攪拌ユニット(MM)のモータ(11)が固着されている。
前記スライド部材(97)、前記アクチュエータ(98)及び前記モータ(96)は前記固定構造(6)の外側に位置しており、そして前記モータ(96)の軸は前記固定構造(6)の側壁(62)に設けられた穴(99)に挿通されている前記スプロケット(94)の中央出力テイクオフ(95)と係合可能となっている。前記スプロケット(94)は底部に位置する軸の端部でかつ前記軸(92)に平行な状態で配置されており、そして当該軸(92)は、その反対側に前記軸(92)に保持されている第2鋸歯状セクタ(930)と噛合する第2スプロケット(940)を有している。
前記第2鋸歯状セクタ(930)及び前記第2スプロケット(940)は図18に示されている。図13において、2重矢印“F9”は前記スライド部材(97)及び前記モータ(96)の動きを表しています。さらに、図13においては、モータ軸(96)は外れており、一方図14及び図15では当該モータ軸は中央出力テイクオフ(95)に挿着され、即ち当該モータ軸は係合位置にある。
図14において、前記セクタ(93)の角度位置は前記蓋体(9)の閉鎖位置に対応しており、一方図15において前記セクタ(93)は前記蓋体(9)の開放位置に位置している。実際上は、前記作業プログラムが前記蓋体(9)の開閉についての指示を出すと、前記アクチュエータ(98)は前記スプロケット(94)の中央出力テイクオフ(95)における前記モータ軸と係合するための前記モータ(96)の運動(F9)を決定する。
前記蓋体(9)の前方アーム(91)は、水平ラッチ(100)によって前記ボデイ部材(7)にロックされており、当該水平ラッチは一連のバネ(101)によって行われる動きに起因して通常は閉鎖されている。前記固定構造(6)の側壁(62)に固着された水平軸を備えたアクチュエータ(102)は前記ラッチ(100)に対して作動するようになっている。
前記蓋体(9)のロックを外す必要がある場合、前記アクチュエータ(102)が前記ラッチ(100)を押し前記バネ(101)の抵抗に打ち勝つと、当該ラッチ(100)は前記蓋体(9)の前方アーム(91)をフリーとし、このようにして前記モータ(96)を操作せしめる。前記アーム(91)がフリーになると、前記蓋体(9)は前記モータ(96)によって回転せしめられ、前述したように、当該蓋体を前記染色カップ(8)の閉鎖位置又は開放位置に位置せしめる。
図10において、前記ラッチ(100)は前記蓋体(9)を解放しそして前記バネ(101)は前記アクチュエータ(102)の作用により圧縮せしめられる。図11において、前記ラッチ(100)は前記蓋体(9)をロックし、前記バネ(101)は延伸しそして前記アクチュエータ(102)は作用しない。図12において、前記蓋体(9)は上昇位置、即ち開放位置である。
前記固定構造(6)の下方には、上部管状注入口(64)を備えかつ各染色カップ(8)の下方に設けられた対応する排出弁(80)と相互作用が可能な排出マニホールド(63)が設置されている。それ自体は公知の前記排出弁(80)は通常閉鎖しており、前記排出マニホールド(63)の前記管状注入口(64)が前記染色カップ(8)の排出口に挿入されると開放する。
前記排出マニホールド(63)は2つの垂直アクチュエータ(65)を有する対応する移動グループに結合しており、当該アクチュエータ(65)は前記固定構造(6)の外側の2つの垂直ガイド(66)に沿って前記固定構造(6)に対して前記排出マニホールド(63)を接離自在に移動せしめる。
前記固定構造(6)は、それぞれの底部(67)に、前記マニホールド(63)の管状注入口(64)の通過のための穴を有しており、前記マニホールド(63)は前記ボデイ部材(7)が垂直位置で前記染色カップ(8)に対して静止している時、即ち、前記染色カップ(8)前記バスケット(10)を取り外す垂直位置にある時のみ上昇せしめられる。
図17Bにおいて、前記マニホールド(63)は上昇せしめられており、そしてそれぞれの管状注入口(64)は、作業サイクルが完了した時に染色浴の排出を行うため前記染色カップ(8)の排出口に挿入されている。
前記ボデイ部材(7)には、前記流体を加熱するために用いられる1又は複数の電気抵抗(R7)及び冷水が循環している1又は複数のコイル(C7)を備えた熱流体(FT)の温度を制御する手段が配設されている。図17Aにおいて、符号(S7)はPT100型のコントロールプローブを示す。
図2〜8は可能性のある操作サイクルを示す:
‐予備的に、前記装置(A)を使用することによって、使用される予定の染色カップ(8)のそれぞれに染色浴が形成される;
‐前記キャリッジ(2)はバスケット(10)と調和して前記把持部材(5)を運び、当該バスケット(10)は前記停止位置(P10)に位置し、そして前記把持部材(5)は下降せしめられ、そしてその「フィンガーズ」(22)は選択されたバスケット(10)に導入される;
‐続いて、前記把持部材(5)の「フィンガーズ」(22)は離れて広がり、これにより前記選択されたバスケット(10)の上部部分の内側で係合し、そして前記把持部材(5)は上昇せしめられ、それにより前記バスケット(10)の上昇が行われる;
‐それから、前記キャリッジ(2)は前記バスケット(10)を前記選択された染色ユニット(T)の染色カップ(8)に運ぶ;
‐前記選択された染色ユニット(T)が上述したようにその中に含まれる布地サンプルと共に前記バスケット(10)を受け取ると、当該染色ユニット(T)の前記蓋体(9)は閉鎖されそしてロックされる;
‐この時点で、前記熱キャリア流体(FT)の加熱段階が開始しそして前記ボデイ部材(7)を動かす手段(MM)が所定時間だけ作動する;
‐前記熱キャリア流体(FT)の温度は一定に又は選択された作業プログラムによる所定の時間間隔で制御されている;
‐当該所定時間経過後、前記ボデイ部材(7)の運動は妨害されそして当該ボデイ部材(7)は前記蓋体(9)が上方を向くように位置せしめられる;
‐それから、前記染色浴は前記染色カップ(8)から除去されそして前記蓋体(9)はロックが外されそして開放する;
‐続いて、前記キャリッジ(2)は前記染色カップ(8)から前記バスケット(10)を外すために前記バスケット(10)の各々と調和して前記把持部材(5)を運び、そして当該バスケット(10)を前記停止位置(P10)のそれぞれの出発点又は他の所定の点に移し変える。
前記熱キャリア流体(FT)を含有する密封ボデイ部材(7)の使用、及び前記染色カップ(8)が当該密封ボデイ部材(7)と一体化即ち固定化しているという事実は、作業環境のいかなる可能性のある汚染をも排除する。従って、前記選択された熱キャリア流体はいかなるタイプのものでもよい。さらに、上記したように、前記染色ユニットを染色浴の準備を行う自動装置と組み合わせることが可能であり、これにより、染色サイクルの自動化レベルの向上によりさらなる有利さが得られる。
実際上は、採用された解決手段から逸脱することなくかつ本特許によって付与された保護の範囲内に留まる限り、実施の詳細は記載されかつ図面に示された構成要素に関して如何なる均等の態様で変更することが可能である。
1:プラットホーム、2:キャリッジ、3:側部ガイド、4:クロス部材、5:把持部材、6:固定構造、7:ボデイ部材、8:タンク、染色チャンバ、染色カップ、9:蓋体、10:材料把持バスケット、11:電気モータ、12:出力軸、13:伝達機構、14:伝達機構、15:伝達機構、22:フィンガーズ、23:垂直軸、60:垂直壁、61:壁、62:側壁、63:排出マニホールド、64:上部管状注入口、65:垂直アクチュエータ、66:垂直ガイド、67:底部、70:軸、80:排出弁、90:アーム、91:アーム、92:水平軸、93:回転手段、鋸歯状セクタ、94:スプロケット、95:中央出力テイクオフ、96:回転手段、電気モータ、97:スライド部材、98:アクチュエータ、99:穴、100:ロック手段、水平ラッチ、101:ロック手段、バネ、102:ロック手段、アクチュエータ、930:第2鋸歯状セクタ、940:第2スプロケット、A:自動化装置、C7:加熱及び冷却手段、コイル、F:矢印、F9:2重矢印、運動、FT:熱キャリア流体、G:矢印、MM:移動手段、攪拌ユニット、P:点位置、P10:停止又は待機位置、R7:加熱及び冷却手段、電気抵抗、S7:加熱及び冷却手段、コントロールプローブ、T:染色ユニット、V7:ボリューム体、x−x:平行軸。

Claims (11)

  1. 布地材料に対する染色浴の効果を検査及び/又はモニタするために取り付けられ、
    開放可能及び閉鎖可能な蓋体(9)を有しかつ染色浴及び布地サンプルを各々収容する複数のタンク(8)を備えたボデイ部材(7)、
    前記タンク(8)内に収容された染色浴を攪拌するため前記ボデイ部材(7)を動かすように取り付けられた移動手段(MM)、及び
    前記タンク(8)から前記染色浴を除去するための手段を含む染色ユニットであって、
    前記タンク(8)は前記ボデイ部材(7)と一体的であり、そして前記ボデイ部材(7)は上方及び横方向の2方向で閉鎖され、そしてこのようにして下方に閉鎖されたボリューム体(V7)が形成され、そのボリューム体(V7)には熱キャリア流体(FT)が収容されており、その結果前記タンク(8)は当該熱キャリア流体(FT)に常時浸漬されていることを特徴とする染色ユニット。
  2. 前記熱キャリア流体(FT)の温度を制御するために取り付けられた加熱及び冷却手段(R7,C7,S7)を含むことを特徴とする請求項1記載の染色ユニット。
  3. 前記タンク(8)の各々が取り外し可能な材料把持バスケット(10)を有するように取り付けられていることを特徴とする請求項1記載の染色ユニット。
  4. 前記ボデイ部材(7)に前記蓋体(9)をロックするために取り付けられた手段(100,101,102)を含むことを特徴とする請求項1記載の染色ユニット。
  5. 前記ボデイ部材(7)の水平軸(92)の周囲に前記蓋体(9)を回転させるために取り付けられた手段(96,93)を含むことを特徴とする請求項1記載の染色ユニット。
  6. 前記移動手段(MM)が、平行軸(xx)の周りを交互に時計回り方向及び反時計回り方向に前記ボデイ部材(7)を回転させるために取り付けられた電気モータ(11)を含むことを特徴とする請求項1記載の染色ユニット。
  7. 前記ボデイ部材(7)が固定構造(6)に挿入されていることを特徴とする請求項1記載の染色ユニット。
  8. 前記ボデイ部材(7)が固定構造(6)に挿入されており、
    前記蓋体(9)をロックするために取り付けられた前記手段(100,101,102)前記固定構造(6)に拘束されていることを特徴とする請求項4記載の染色ユニット。
  9. 前記ボデイ部材(7)が固定構造(6)に挿入されており、
    前記蓋体(9)を回転させるために取り付けられた前記手段(96,93)が、前記固定構造(6)に拘束されていることを特徴とする請求項5記載の染色ユニット。
  10. 前記ボデイ部材(7)が固定構造(6)に挿入されており、
    前記移動手段(MM)が前記固定構造(6)に拘束されていることを特徴とする請求項6記載の染色ユニット。
  11. 染色浴を準備し、前記取り外し可能なバスケット(10)をハンドリングするための自動化装置(A)と組み合わせることを特徴とする請求項3記載の染色ユニット。
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