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Vorrichtung zum Behandeln von Garnen oder bahnförmigen
Textilmaterialien mit Flüssigkeiten
Das Färben dichtgeschlagener oder leichtverletzbarer Gewebe verursacht erhebliche Schwierigkeiten.
Da die Haspelkufe gewöhnlich für dieses Verfahren ausscheidet und auch der Jigger nur begrenzt einsetzbar ist, hat man versucht, durch spiralförmiges Aufhängen der Ware im Stern oder durch Aufrollen auf Zylinder mit perforierter Wand, durch die die Färbeflotte gepumpt wird, bessere Ergebnisse zu erzielen.
Das letztere Verfahren hat man besonders dann angewendet, wenn man bei Temperaturen über 100 C, also unter Druck, färben wollte. Die Sternfärberei ist aber unwirtschaftlich, da die unterbringbare Meterzahl auch bei leichten Geweben sehr klein ist. Beim Aufrollen der Gewebe auf einen sogenannten "Baum" lassen sich ebenfalls nur niedrige Meterzahlen unterbringen, da bei den üblichen geringen Durchmessern von 10 bis 20 cm die Schicht der auflaufenden Gewebebahn sehr bald so dick wird, dass die Färbeflotte auch bei hohem Pumpendruck die Ware nicht mehr genügend durchdringen kann.
Auch ein langsames Umlaufen solcher "Bäume" um ihre Achse in der umgepumpten Färbeflüssigkeit ändert diese Situation kaum.
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Gewebelagen weitgehend zurück. Ähnlich verhält es sich mit zahlreichen Problemen der Nachbehandlung, z. B. Appreturvorgängen.
Die Möglichkeit, einzelne wie auch aufeinanderfolgende Prozesse auf ein und derselben Apparatur ohne Umpacken der Ware durchzuführen, bedeutet also infolge Arbeits-, Zeit- und Energie-Ersparnis einen entscheidenden wirtschaftlichen Vorteil.
Es sind bereits Vorrichtungen zum Waschen von Kunstseidespulen bekannt, die perforierte und sich um eine vertikale Achse drehende, verhältnismässig kleine Hohlkörper verwenden, auf denen sich die zu behandelnde Ware befindet.
Diese bekannten Vorrichtungen können wegen ihrer Kleinheit nicht zum Behandeln von bahnförmigen Textilmaterialien verwendet werden.
Es wurde nun gefunden, dass man mit einer Vorrichtung zum Behandeln von Garnen oder bahn- förmigen Textilmaterialien mit Flüssigkeiten, bestehend aus einem perforierten, walzenartigen, in rasche Drehung versetzbaren Hohlkörper, auf den das Behandlungsgut aufgewickelt ist, und aus einer Vorrichtung zum Zuführen der Behandlungsflüssigkeit in das Innere des Hohlkörpers wesentlich bessere Leistung erzielt, wenn der Hohlkörper gemäss der Erfindung mindestens 40 cm Durchmesser hat, eine waagrecht verlaufende Achse und vorzugsweise geschlossene Seitenwände aufweist, und wenn im Innern des Hohlkörpers zumindest ein parallel zu seiner Achse verlaufendes Rohr von wesentlich geringerem Durchmesser als der Hohlkörper zum Zuführen der Behandlungsflüssigkeit vorgesehen ist.
Die Zylinderwand des Hohlkörpers besteht aus perforiertem Metallblech, Siebgewebe od. dgl., das einen gleichmässigen Durchgang der Behandlungsflüssigkeit ermöglicht. Die Behandlungsflüssigkeit tritt in den Hohlkörper zentral mittels eines einzigen Rohres oder mittels mehrerer Zweigrohre ein, wobei der rasche Umlauf des Hohlkörpers eine gleichmässige Verteilung der Flüssigkeit über die Ware gewährleistet.
Die durch die Ware gedrückte und abgeschleuderte Flotte verliert an den Wänden eines den Hohlkörper einschliessenden, feststehenden Gefässes ihre Bewegungsenergie und wird durch eine Pumpe, direkt
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oder über Ergänzungs- und Zusatzgefässe, wieder in den Kreislauf so lange zurückgeführt, bis der Be- handlungsprozess sein Ziel erreicht hat. An Hand der Zeichnungen sind die Grundzüge eines solchen
Arbeitssystems beschrieben.
Fig. 1 stellt einen Schnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässenApparates dar, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, FigJ3 zeigt eine besondere Ausführungsform der Zuführung der Behandlungsflüssigkeit in den Apparat. Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV- IV in Fig. 3.
. In Fig. 1 bedeutet 1 den walzenartigen Hohlkörper, dessen. Mantel 12 aus perforiertem Blech, Draht- gaze, Siebgewebe oder einem andern flüssigkeitsdurchlässigen Material besteht und der zweckmässig an den beiden Seitenwänden 13 geschlossen ist. Der Hohlkörper ist drehbar gelagert und enthält in seiner
Längsachse ein perforiertes Rohr 2, das mit dem Hohlkörper 1 starr verbunden ist oder so angeordnet ist, dass es an der Rotation nicht teilnimmt, durch welches Rohr die Behandlungsflüssigkeit, z. B. die Farb- stofflösung, über die Leitung 8 zugeführt wird. Die Flüssigkeit wird in einem Vorratsgefäss 7 angesetzt bzw. auf dem Wege über das Sammelaggregat 4 und Pumpenaggregat 5 über eine Leitung 6 bereit- gestellt.
Die Trommel 1 bewegt sich innerhalb eines fest montierten, vorzugsweise zylindrischen Hüllkörpers 3, durch den die Achse der Trommel 1 unter Abdichtung zentral hindurchgeführt ist. Er dient zur Abdeckung des Materials, als Wärmeschutz und zum Auffangen der durchgetretenen Farbstofflösung. Diese läuft an den Wänden des Hüllkörpers 3 ab und wird über den Sammler 4 und die Pumpe 5 bzw. die Rohrleitung 6 wieder in das Vorratsgefäss 7 zurückgeführt.
Der Radius b des Walzenkörpers 1 kann in weiten Grenzen schwanken. Je grösser er ist, desto grösser werden die Umlaufgeschwindigkeiten und die zentrifugal auf die Färbflotte wirksamen Kräfte und die auflegbare Warenmenge.
Der Radius a + b des Hüllkörpers 3 richtet sich nach der gewünschten Leistung des Apparates, da der ringförmige Raum zwischen HU1lkörper 3 und Trommel 1 die zu behandelnde Ware aufnimmt.
Der Hüllkörper 3 ist verschliessbar und hat gemäss Fig. 2 einen der Zufuhr der Ware dienenden, aufklappbaren Deckel 9 mit Griff 10 und Scharnier 11. Zentral durch den feststehenden Hüllkörper 3 hindurch verläuft die abgedichtete Welle der Trommel 1, die über die Scheibe 9 in Bewegung gesetzt wird. Die Heizung der Färbeflotte kann im Vorratsgefäss, im Sammelgefäss und/oder im Innenraum der Apparatur erfolgen.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung kann entsprechend den verschiedenen textilen Artikeln und Behandlungsarten modifiziert werden.
So können mehrere, auch andersartige Vorrats- bzw. Speichergefässe für das Ansetzen bzw. die Zufuhr von Behandlungsflüssigkeiten verwendet werden, die in das Innere des Hohlkörpers zentral durch das Rohr 2 oder mittels mehrerer, z. B. zwei bis vier, Zweigrohre 14 erfolgen kann, die mit dem Hohlkörper 1 auf Drehung verbunden sein können, wobei infolge der raschen Rotation des Materialträgers 1 die Ware in jedem Fall gleichmässig durchtränkt wird.
Man kann auch einen Teil der an die unbewegte Wand des Gefässes 3 abgeschleuderten Flüssigkeit über eine Auffangvorrichtung unmittelbar wieder dem Hohlkörper zuführen.
Bei Verwendung solcher Mengen Behandlungsflotte, dass deren Spiegel über die Linie CD (Fig. l) ansteigt, und bei Verwendung eines Hohlkörpers mit perforierten Seitenwänden 13 kann, da die Flüssigkeit dann von selbst in den Hohlzylinder eintreten kann, der Einbau einer Pumpe unterbleiben.
Eine scharfe Begrenzung der Dimensionen der Apparatur ist nicht möglich, da die vielfältigsten textilen Erzeugnisse verarbeitet werden können ; so kann z. B. das Gewicht eines Quadratmeters Webware von etwa 30 bis rund 1000 g betragen, wobei Dicke, Dichte, Durchlässigkeit und Musterung grosse Abweichungen zeigen können. Es hat sich aber als vorteilhaft erwiesen, für den Radius b mindestens 20 cm, für grössere Leistungen bis zu 1 m und mehr zu wählen.
Da die Ware aufgerollt, also faltenfrei festgelegt und nicht über rauhende oder schleifende Objekte geführt wird, wie bei der Behandlung auf Haspelkufen, wird sie mechanisch sehr geschont. Faserverluste, Scheuerstellen und verknitterte Stellen treten nicht auf. Das Verhältnis zwischen Warengewicht und Behandlungsflüssigkeit kann sehr niedrig gehalten werden.
Verarbeitet. man z. B. Kammgam-Stückware von 400 g/m bei 140 cm Breite, die auf einem Hohlkörper mit Radius b = 0, 5 m mit einer Auflagedicke von 0, 1 m aufgerollt ist, so beträgt die Gesamtlänge der Ware etwa 430 m bei 172 kg Gewicht.
Folgende Beispiele geben einen Überblick über die Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemässen Apparatur :
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Beispiel 1 : Sechs Stück eines reinwollenen, ungefärbten Kammgarngewebes von je 60 m Länge und 300 g Gewicht pro Meter bei 145 cm Breite, die das bei ihrer Herstellung verwendete Spinnöl ent- halten, werden auf einen drehbaren Hohlkörper mit einem Radius b von 0,5 m unter leichter Spannung aufgewickelt. Die Ware wiegt 108 kg.
Aus dem Vorratsgefäss wird zunächst eine Lösung von 1 g/l waschaktiver Substanz, z. B. alkyl- benzolsulfosaures Natrium, in einer Menge von 200 l dem Inneren des Hohlkörpers bei etwa 500 C zu- geführt und bei einer Umlaufgeschwindigkeit von etwa 9 m/sec, das entspricht etwa 3, 0-3, 5 Umdr/sec, während 5 Minuten gewaschen. Die Waschflüssigkeit wird dabei umgepumpt. Es folgt ein Nachspülen mit Frischwasser von 30 bis 400 C, das nach 5 Minuten durch Wasser von Raumtemperatur abgelöst wird.
Die Wasch- und Spülflüssigkeit wird laufend abgeführt. Auch dieser Prozess dauert etwa 5 Minuten. Im
Anschluss daran wird die Ware durch Zufuhr von 80 bis 900 C heissem Wasser während 2 - 3 Minuten gekrabbt, worauf sie fixiert und farbfertig ist.
Soll die Ware rohweiss (naturfarbig) bleiben, so wird nach dem Spülen nachgeschleudert, so dass ein
Feuchtigkeitsgehalt der Ware von etwa 40 bis 50% erreicht wird. Die Ware wird abgenommen und getrocknet.
Soll die Ware gefärbt werden, z. B. mit sauerziehenden Farbstoffen, kann der Färbeprozess direkt im
Anschluss an den Spülprozess erfolgen.
Die Farbstofflösung samt den nötigen Zusätzen wird unter langsamem Aufwärmen bis zum Kochpunkt in den rasch umlaufenden Hohlkörper eingebracht, durch das Textilgut geschleudert und durch die Pumpe im Kreislauf gehalten. Das Aufziehen des Farbstoffes erfolgt sehr rasch und gleichmässig.
Nach dem Färben wird die Ware unter Verwendung von Frischwasser bei ebenfalls schnellem Umlaufen des Hohlkörpers bis zur völligen Reinheit gespült. Es folgt der Abschleuderprozess, der die Ware auf etwa 40-50% Wassergehalt bringt.
Beispiel 2 : Es soll eine grössere Menge Gewebe aus endlosen Fäden, die aus Polyglykol- terephthalat bestehen, gefärbt und auf seidigen Griff ausgerüstet werden. Die Breite der Ware be- trägt 90 cm, das Gewicht 80 g/m. Man lässt etwa 850 - 900 m (etwa 72 kg) dieser Ware auf den Hohl- körper, der im Beispiel 1 beschrieben ist, unter solcher Spannung auflaufen, dass die Ware völlig glatt liegt. Man erreicht so eine Auflagedicke von etwa 10 cm und bei einem spez. Gewicht von 1,38 g/cm der Faser ein echtes Volumen der Ware von 0, 05 m3, so dass der Gewebewickel etwa 0,25 mS Flüssigkeit aufnehmen kann.
Zur Beseitigung der Schlichte und zur Erzielung eines oberflächlichen Abbaues der Faseroberfläche um etwa 6 - 8'10 des Gewichtes durch Alkali, wodurch eine wesentliche Verfeinerung des Griffes erfolgt, werden 400 l einer eigen NaOH-Lösung von 1000 C durch die in lebhafte Umdrehung versetzte Waren- schicht geschleudert. Die abgeschleuderte Flüssigkeit wird durch Umpumpen laufend nachgeliefert.
Nach 15 Minuten wird die Lauge entfernt ; es wird mit Wasser nachgespült und bis zur völligen
Neutralisation mit verdünnter Ameisensäure fertig gespült.
Der in Drehung versetzten Ware wird nunmehr die Farbstofflösung samt üblichen Zusätzen (insgesamt rund 300 l) vom Inneren des Hohlkörpers aus zugeführt, wobei die Temperatur auf 95 - 1000 C gehalten wird. Bei Ausstattung der Anlagen für das Färben unter Druck kann die Temperatur bis etwa 1300 C erhöht werden.
Nach Erreichung des verlangten Farbtones wird kurz gespült und unmittelbar eine Reinigung der
Oberfläche von anhaftendem Farbstoff mit Hilfe von je 1 kg Natriumhydrosulfit und 1 g NaOH pro Liter während 5 Minuten bei verringerter Umlaufgeschwindigkeit der Ware (etwa 3 m/sec) durchgeführt.
Die Ware wird gespült und dann bei erhöhter Umlaufgeschwindigkeit (15-20 m/sec) weitgehend ent- feuchtet.