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Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung einer verbesserten und gleichmässigen Farbstoff- affinität von Spinnkuchen aus Kunstseide
Es ist in der Kunstseidenindustrie eine be- kannte Tatsache, dass gesponnene Seide, welche in Kuchenform, wie diese aus der Spinnzentrifuge kommt, weiterbearbeitet wird, oft die unange- nehme Eigenschaft aufweist, dass ein Unterschied in der Affinität zu Farbstoffen zwischen dem Innen- teil des Kuchens und dessen restlichen Anteilen auftritt. Die Ursache davon muss zum grössten
Teil in den verschiedenen Spannungen, die durch Temperatur-und Feuchtigkeitsunterschiede während der Trocknung bedingt sind, sowie in einem eventuellen Wasch-und Bleichprozess gesucht werden. Es ist daher auch klar, dass die Grösse dieses Affinitätsunterschiedes mit der
Trocknungsweise bzw. mit der Art der Nachbehandlungsbäder zusammenhängt.
Da ein solcher Affinitätsunterschied zu unerwünschten Unegalitäten führt, die besonders in einem gewebten Stück sichtbar werden, aber auch in gestrickten Waren zu Klagen Veranlassung geben können, hat man stets nach Verfahren zur Behebung dieses Fehlers gesucht. Man hat daher bereits beim Spinnen des Fadens, also während des Spinnprozesses, wechselnde Spannungen oder Verstreckungen verwendet.
Diese Verfahren haben jedoch alle den grossen Nachteil, dass für sie eine viel kompliziertere Konstruktion der Spinnmaschine notwendig ist, wobei häufig infolge der zum Ausgleich der Farbstoffaffinität notwendigen Veränderungen andere Abweichungen, wie z. B. Denierunterschiede oder Festigkeitsunterschiede, entstehen. Auch Änderungen in der Nachbehandlung sind lästig, weil solche schon beim Spinnvorgang selbst beginnen müssen und man daher bei verschiedenen Nachbehandlungsarten, wie z. B. Trocknungsverfahren, bereits in der Spinnerei unterschiedliche Massnahmen ergreifen muss, je nachdem, ob die hergestellte Seide für Webzwecke oder in der Strickerei Verwendung finden soll.
Es ist bekannt, dass eine Dampfbehandlung der gewaschenen und gebleichten Fäden, z. B. gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 670655, die eventuell bestehenden Unterschiede hinsichtlich der Affinität zu Farbstoffen herabsetzt. Es hat sich jedoch ergeben, dass die Vermeidung solcher Unterschiede in einer viel kürzeren Zeit zu erreichen ist, wenn der frisch gesponnene
Faden vor seinem Entsäuren mit Dampf in
Berührung gebracht wird. Der Effekt kann bei einem sauren Kuchen bereits in etwa 30 Sekunden erreicht werden, während er bei einem ent- säuerten, gewaschenen und gebleichten Spinn- kuchen z. B. erst bei 40 Minuten Dampfbehand- lung eintritt. Trotz dieser Beobachtung stellte sich heraus, dass ihre praktische Ausführungs- möglichkeit sehr vielen Bedenken begegnete.
Die Farbstoffaffinität des Garnes in Kuchen- form kann graphisch dargestellt werden, beispiels- weise durch die Linie A-C-D-E in Fig. 1, wobei die Abszisse links die Innenseite und rechts die Aussenseite des Kuchens angibt.
Daraus geht deutlich hervor, dass in dem Innenteil des Kuchens der grösste Affinitätsunterschied auftritt. In der Zeichnung ist die Nullinie für die Anfärbung nicht dargestellt, weil diese ausserhalb der Zeichnung fällt und für den Zweck derselben nicht wichtig ist, da lediglich der Unterschied in der Affinität, nicht aber die absolute Affinität für die Gleichmässigkeit des Erzeugnisses eine Rolle spielt.
Die vertikale Achse, welche die Farbstoffaffinität angibt, ist derart unterteilt, dass ein Unterschied in der Affinität, welcher innerhalb einer Teilung fällt, als ungefährlich betrachtet werden kann ; d. h., dass zwei Fäden, deren Unterschied in der Affinität innerhalb einer Teilung fällt, nebeneinander gewebt werden können, ohne zu Klagen Veranlassung zu geben.
Man hat nun versucht, in die Mitte des Kuchens Dampf einzublasen, was auf verschiedenen Wegen möglich ist. Hiebei zeigt sich jedoch, übertragen auf die graphische Darstellung, dass die Affinität den Verlauf nach der Linie B-C-D-E nimmt, daher eine befriedigende Lösung nicht erzielt wird. Ausserdem tritt der Effekt nur sehr örtlich auf, nämlich nur dort, wo die Berührung des Spinnkuchens mit dem Dampf stattfindet und wo sich der Dampf somit am Kuchen kondensiert. Zudem ist diese separate Behandlung wiederum kostspielig. Wenn alle Kuchen z. B. zuerst auf einen Apparat gebracht werden müssen, wo z. B. während 10 Sekunden Dampf gegen die Innenseite geblasen wird, so erfordert das ausser einer sehr genauen Regelung auch wiederum eine zusätzliche Behandlung.
Die Kuchen müssen
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neuerlich angefasst werden und die Möglichkeit, dass sich dabei die Innenseiten der Kuchen, besonders auch durch die Dampfbehandlung, lösen, ist sehr gross, was zu Verlusten Veranlassung gibt.
Wird ein derart behandelter Kuchen einer Bleiche auf einem Apparat, z. B. nach der britischen Patentschrift Nr. 361733 oder nach der britischen Patentschrift Nr. 349681, unterworfen, so ist es weiters verständlich, dass dieses Verfahren ausserdem noch eine Reihe zusätzlicher Kosten bedingt.
Es ist bekannt, zur Entfernung des in dem Kuchen anwesenden Schwefelkohlenstoffes heisse Luft durch den Kuchen hindurchzublasen (niederländische Patentschrift Nr. 24481). Eine Verbesserung der Farbstoffaffinität tritt bei dieser Massnahme jedoch nicht ein.
Nach längeren Versuchen ist es der Erfinderin schliesslich gelungen, das zur Behandlung stehende Problem in jeder Hinsicht befriedigend zu lösen.
Es hat sich nämlich überraschenderweise ergeben, dass beim Durchpressen heisser, mit Wasserdampf gesättigter Luft an Stelle der weiter oben geschilderten Behandlung der Kuchen mit Dampf bzw. mit heisser trockener Luft zwar der stärkste Effekt an der inneren Kuchenoberfläche auftritt, die Wirkung sich jedoch auch bis ins Kucheninnere erstreckt. Dadurch, dass die Luft beim Hindurchpressen abkühlt, womit eine Kondensation des in ihr enthaltenen Wasserdampfes verbunden ist, ist es möglich, die unzulässigen Unterschiede in der Affinität zu Farbstoffen in ausreichendem Masse zu beheben.
Bei der richtigen Wahl von Temperatur und Druck wird bei der erfindungsgemässen Behandlung mit heisser, mit Wasserdampf gesättigter Luft nämlich folgendes erreicht :
1. Die Farbstoff-Affinitätskurve verläuft in Fig. l nach B-D-E und bleibt also vollständig innerhalb der zulässigen Grenzen.
2. Man kann zur Bleichung einen in den obigen britischen Patentschriften erwähnten Bleichapparat benützen, ohne die Notwendigkeit, die Kuchen zusätzlich mit der Hand berühren zu müssen.
3. Die Dauer der Behandlung kann beliebig gewählt werden, so dass sie dem normalen Arbeitsschema genau angepasst werden kann.
4. Die Behandlung kann sich aber auch leicht den durch Veränderungen in der Spinnerei oder den durch die Trocknung der Kuchen bedingten Veränderungen der Anfärbbarkeit der Seide anpassen, ohne dass die in den Punkten l bis 3 genannten Vorteile verlorengehen.
5. Der in den Kuchen noch anwesende Schwefelkohlenstoff kann dabei in leichter Weise gleichzeitig wiedergewonnen werden.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren werden die Kuchen in der normalen Weise in den für den Wasch-und Bleichprozess benutzten Apparat
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Patentschrift Nr. 361733 oder z. B. waagrechte Stäbe gemäss der britischen Patentschrift Nr. 349681 sein. Vor dem normalen Wasch-und Bleichvorgang werden die Kuchen einer Behandlung mit der heissen, feuchten Luft unterworfen, die darin besteht, dass heisse, völlig mit Wasserdampf gesättigte Luft bei einer sehr genau zu kontrollierenden Temperatur durch die Kuchen hindurchgepresst wird.
Zur Ausführung dieser Einwirkung wird ein Apparat nach Fig. 2 benützt. Durch einen bei 1 schematisch angegebenen Hochdruckventilator wird Luft durch die Leitung 2 gepresst. In dieser Leitung ist ein Dampfanschluss 3 mit einem automatischen Dampfabsperrventil 4 angeordnet, welches Dampf zulässt, sobald das Ventil 5, das die heisse, feuchte Luft über die Leitung 16 nach einem Bleichwagen strömen lässt, geöffnet wird. Um die Wirkung in der richtigen Weise durch den ganzen Kuchen hindurch zu erzielen, muss der Druck in dem Kuchen und somit der Druck in der Leitung 16 auf einen Überdruck einregelbar sein, der nach den Feststellungen der Erfinderin bei 30-70 cm Wassersäule liegen muss.
Die Einstellung dieses Überdruckes hängt von der Dicke und Durchlässigkeit des Kuchens ab und kann somit nach dem angewendeten Spinnschema und den Spinnbedingungen eingestellt werden ; vorzugsweise wird ein Überdruck von 40 bis 60 cm Wassersäule benützt werden.
Die Dampfmenge, die der Luft durch den Anschluss 3 zugeführt wird, wird so geregelt, dass diese fast genügt, um die Luft auf die gewünschte Temperatur zu bringen, mit welcher sie das Ventil 5 passieren muss. Diese Temperatur wird mit dem Thermometer 6 kontrolliert.
Die Einstellung des Druckes und der Menge der heissen, feuchten Luft erfolgt mit Hilfe des Messflansches 17, auf Grund der Anzeigen des Manometers 7 und des Differentialmanometers 8. Das automatische, die Dampfzufuhr regelnde Ventis 4wired geöffnet, sobald Druck in der Leitung zwischen dem Ventil 5 und dem Bleichwagen entsteht.
Um die Luft, nachdem sie mit Dampf gemischt ist und die erwünschte Temperatur hat, auf der richtigen Temperatur und zugleich ganz gesättigt zu erhalten, ist die Leitung 2 bis in einen geschlossenen Kessel 9 verlängert, in dessen unterem Teil sie in ein Rohr mit Löchern 10 ausmündet.
In diesem Kessel befindet sich Wasser, das immer eine bestimmte Höhe aufweisen muss. Das Wasser wird durch das Überlaufrohr 11 auf dieser konstanten Höhe gehalten, wobei durch einen Wasserverschluss 12 dafür gesorgt wird, dass der Überdruck in dem Kessel beibehalten werden kann. Das Wasser in diesem Kessel wird durch von der Dampfleitung 13 herangeführten Dampf geheizt. Die zuzuführende Dampfmenge wird durch einen Thermostaten 14 geregelt, welcher an ein Thermometer 15 in dem Kessel angeschlossen ist. Die Luft wird beim Durchblasen durch das heisse Wasser in dem Kessel genau auf die richtige Temperatur gebracht und dabei vollständig mit Wasserdampf gesättigt.
Soll beispielsweise im Zusammenhang mit dem weiteren Bleichgang der Wagen mit
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Kuchen 20 oder 30 Minuten behandelt werden, so wird vorerst durch Kontrollversuche entschieden, welche Temperatur hiefür erforderlich ist und welcher Druckunterschied mit Hilfe des Messflansches 17 auf dem Differentialmanometer 8 in Verbindung mit der zu benützenden Luftmenge eingestellt werden muss. Die Tempe-
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Für einen bestimmten Prozess wurde beispielsweise gefunden, dass bei einer erwünschten Behandlungsdauer von 23 Minuten eine Temperatur von 76 C erforderlich und dass weiters bei dieser Behandlung pro Kuchen eine Menge von reichlich 1 m3 dampfgesättigter Luft pro Stunde erforderlich war. Es ist klar, dass man diese Behandlungsdauer von 23 Minuten, auch wenn z.
B. ein Teil der Produktion regelmässig anders getrocknet oder anders gesponnen wird, dadurch beibehalten kann, dass man die für diese veränderten Betriebsbedingungen erwünschten Temperaturen der heissen, gesättigten Luft feststellt und hierauf die Temperatur, die Menge und den Druck entsprechend einregelt.
Man kann auf diese Weise sogar für sehr dicke und feste Kuchen oder umgekehrt für sehr dünne und sehr durchlässige Seidensorten dennoch mit derselben Behandlungszeit auskommen.
Nach dem Durchpressen der heissen, mit Wasserdampf gesättigten Luft werden die Kuchen der üblichen weiteren Behandlung, die dann mit dem Säurefrei-Waschen beginnt, unterworfen.
Es ist verständlich, dass der in dem Kuchen noch anwesende Schwefelkohlenstoff beim Durchblasen der heissen, feuchten Luft durch die frischen Kuchen in kurzer Zeit aus denselben entfernt wird. Wird daher die erste Heissluftbehandlung derart vorgenommen, dass im Verlaufe des Durchblasens der ganze Bleichwagen in einem geschlossenen Kasten steht und die Luft aus diesem Kasten abgesogen und zu irgendeiner bekannten Vorrichtung zur Absorption von Schwefelkohlenstoff geführt wird, so kann auf diese Weise die Regeneration des noch in dem Kuchen anwesenden Schwefelkohlenstoffes erleichtert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzielung einer verbesserten und gleichmässigen Farbstoff-Affinität von in Kuchen gesponnenen und in Kuchenform zu bleichenden und zu trocknenden kunstseidenen Garnen, dadurch gekennzeichnet, dass heisse, mit Wasserdampf gesättigte Luft von innen nach aussen durch die Kuchen gepresst wird.