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Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von mit einer
Behandlungsflüssigkeit imprägniertem Textilmaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von mit einer Be- handlungsflüssigkeit imprägniertem Textilmaterial in an Reaktionen nicht teilnehmendem Gas, das unter einem Druck steht, der mindestens der Dampfspannung der Behandlungsflüssigkeit entspricht, durch direkte Wärmeeinwirkung auf das imprägnierte Material.
Um chemische Behandlungsprozesse von Flachmaterialien (wie z. B. Textilien, Papier, Kunststoff- folien u. ähnl.) zu intensivieren, ist es notwendig, diese mit wässerigen oder andern Lösungen getränk- ten Materialien in einer kurzen Zeit auf möglichst hohe Temperaturen zu bringen, da die Temperatur die Geschwindigkeit der chemischen und physikalischen Prozesse beeinflusst. Für den günstigen Verlauf dieses Prozesses ist es erforderlich, dass das zu behandelnde Textilmaterial während der ganzen Zeit- dauer des Prozesses mit möglichst grösster Menge von Flüssigkeit in Berührung bleibt.
Soll das Medium auch bei Temperaturerhöhung über den Siedepunkt des Lösungsmittels im flüssigen Aggregatzustand er- halten bleibt, muss man den Druck des Mediums wenigstens auf den Wert erhöhen, welcher der Dampf- spannung des Lösungsmittels im System entspricht, was in der Regel durch Verdampfen eines Teils des
Lösungsmittels geschieht. Eine solche Methode zur Erzielung des nötigen Druckes ist unökonomisch, weil die Verdampfungswärme gross ist und die zur Verdampfung und zur Erzielung des Druckes notwendige
Zeit die Erwärmungs- und damit die Behandlungsdauer verlängert.
Um den Überdruck der gesättigten
Lösungsmitteldämpfe aufrecht zu erhalten, muss man die ganze Einrichtung auf die erforderliche Tempe- ratur bringen, um den Volumenverlust der Dämpfe durch Kondensation an den Wänden, die mit Rück- sicht auf den unter Druck verlaufenden Prozess ziemlich massiv sind, zu beschränken. Die Erwärmung erfolgt in der Regel durch Konvektion, Strahlung oder Kondensation der Dämpfe, meistens aber durch
Zusammenwirken aller dieser Arten.
Auf dem Gebiet der Textilveredelung gibt es einige bekannte Verfahren, bei denen das Textilma- terial einer Wärmebehandlung in Dampf unter Druck unterworfen bzw. beim Durchlauf durch dieses
Medium mit einer Veredelungsflotte imprägniert wird, wobei das Textilmaterial nur durch die den gespannten Dampf enthaltende Kammer hindurchgezogen oder darin umgewickelt wird. Bei diesen Ver- fahren wird der Druck durch den die Wärme abgebenden und das Überdruckmedium bildenden Dampf hervorgerufen. Der Nachteil dieser Verfahren liegt darin, dass der ganze Kammerraum erhitzt werden muss, um das Kondensieren des Dampfes an den Kammerwänden zu vermeiden und gleichzeitig den Überdruck beizubehalten.
Weiters ist ein Verfahren bekannt, wo das imprägnierte, vorerhitzte und in der Dampfkammer um- zuwickelnde Textilmaterial einer Wärmebehandlung bei geringem Überdruck unterworfen wird. Dieses
Verfahren weist jedoch ähnliche Nachteile wie oben erwähnt auf, wozu noch kommt, dass man, infolge der Unmöglichkeit den Kammerraum genügend abzudichten, eine wesentliche Temperatursteigerung über 1000C nicht erzielen kann, ohne dass gleichzeitig eine unerwünschte Abdampfung des zum günstii gen Verlauf der chemischen Reaktionen notwendigen Feuchtigkeitsgehaltes eintritt.
Es ist auch bereits bekannt, das Textilmaterial nach der Flottenimprägnierung durch wechselweise
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zueinander versetzte, mit elektrischem Strom gespeiste Metallwalzen zu erhitzen. Der Nachteil eines solchen Verfahrens besteht darin, dass die Erhitzung des Textilgutes auf kurzer Bahn in verhältnismässig grossem Raum erfolgt, so dass infolge der kurzen Wärmeeinwirkungsdauer nur eine dem Siedepunkt der betreffenden Flotte entsprechende Temperatur erzielt werden kann, was einen mittelmässigen Effekt dieser Behandlung nach sich zieht.
Die Erfindung macht es sich nun zur Aufgabe, bei einem Verfahren zur Wärmebehandlung des mit einer Behandlungsflüssigkeit imprägnierten Textilmaterials in an Reaktionen nicht teilnehmendem Gas, das unter einem Druck steht, der mindestens der Dampfspannung der Behandlungsflüssigkeit entspricht, diese Nachteile zu vermeiden, u. zw. dadurch, dass das imprägnierte Material nach Beginn der Druckeinwirkung des Gases in an sich bekannter Weise nur mit der zufolge Durchleitens eines elektrischen Wechsel-oder Hochfrequenzstromes durch das Material und die in diesem enthaltene Behandlungsflüssigkeitselbst sich entwickelnde Wärme erhitzt wird. Als an Reaktionen nicht teilnehmendes Gas kann z. B.
Luft, Stickstoff usw. benutzt werden. Das Sieden wird vollkommen verhindert und das Verdampfen der im Textilgut enthaltenen Behandlungsflüssigkeit dadurch beschränkt, dass der Gasdruck in der Umgebung des präparierten Textilmaterials stets der Dampfspannung bei jener Temperatur, die jeweils die Behandlungsflüssigkeit besitzt, entspricht. Das Textilmaterial bzw. die Behandlungsflüssigkeit erwärmen sich dabei sehr rasch, da die Energie im ganzen Volumen derselben wirkt und die Flüssigkeit als Heizelement dient.
Die Arbeit unter Druckgas hat gegenüber dem Vorgang mit gesättigten Dämpfen folgende Vortei- le :
Da es sich um verkürzte Vorgänge handelt, hat das Druckgas eine beträchtlich niedrigere Temperatur, womit sich die Wärmeverluste erniedrigen, u. zw. so, dass das ganze System nicht auf die Tempe- ratur erwärmt werden muss, welche dem Druck der gesättigten Dämpfe entspricht. Das bedeutet, dass es praktisch eine weit niedrigere Temperatur hat als das zu behandelnde Material.
Die Wärmeabgabe aus dem Material ist im Gasmedium beträchtlich geringer als im gesättigten Dampf. Das Gas isoliert das Material gegen Wärmeabgabe und begrenzt die Wirkung der Wärme nur auf das zu behandelnde Material, wogegen die hohe Wärmeleitfähigkeit des gesättigten Dampfes zu beträchtlichen Wärmestreuungen in den gesamten Raum und in die Masse der Einrichtung führt. Das Druckgasmedium verbessert auch noch die Einwirkung der Hochfrequenz-Erwärmung im Vergleich zum gesättigten Dampf durch seinen bedeutend geringeren Feuchtigkeitsgehalt, der unerwünschterweise die Energie dem Hochfrequenzfeld entnimmt.
Auf diese Art kann man z. B. das Ausfärben von Zellulose-Material mit Reaktionsfarbstoffen, von Polyamid-Geweben mit Dispersionsfarben, sauren Farben sowie von Polyester-Geweben mit Disperisonsund Spezial-Küpenfarbstoffen verkürzen.
Der Vorgang verläuft in einer Atmosphäre von Druckluft bei Temperaturen um +1500C. Man imprägniert mit wässerigen Farbstofflösungen und Textilhilfsmitteln.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ausserdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Druckbehälter und einer Einrichtung zum Einbringen von Druckgas in diesen, wobei diese Vorrichtung sich dadurch kennzeichnet, dass in den Wänden des Druckbehälters Elektroden isoliert angeordnet sind, die zur Kontaktgabe mit den elektrisch leitenden Flanschen eines in dem Behälter gelagerten Warenbaumes aus Isoliermaterial bestimmt sind, auf welchen das imprägnierte Material aufgewickelt ist.
Der Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung als auch der erfindungsgemässen Vorrichtung zu dessen Durchführung liegt vor allem in der Tatsache, dass sich der ganze Vorgang wesentlich verkürzt, u. zw. auf 0, 03-0, 0001 der bisherigen Zeitdauer. Weiter verbessert sich wesentlich die Qualität der so behandelten Ware, z. B. Gleichmässigkeit der Anfärbung, DurchfärbungundFarbstoffausgiebigkeit. Die Beschaffenheit der Einrichtung ermöglicht die kontinuierliche Behandlung synthetischer Fasern, z. B.
Polyamid, Polyester, was an den bestehenden Vorrichtungen entweder undurchführbar ist oder infolge der geringen Produktivität nur in einem beschränkten Umfang angewendet wird. Bei der Verarbeitung synthetischer Fasern bei hohen Temperaturen erzielt man gleichzeitig eine Stabilisierung der Gewebebahndimensionen, wodurch eine Ersparnis infolge Entfallens der nachträglichen Fixierung erzielt wird.
Ein weiterer Vorzug des Verfahrens und der dazu bestimmten Vorrichtung besteht in der ökonomischen Ausnutzung des elektrischen Heizstromes, wodurch die Vorrichtung von der Dampferzeugung unabhängig wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch veranschaulicht.
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Im Druckbehälter 1, der mit einer aufklappbaren Haube 2 und einer Rohrleitung 3 für das Druckgas versehen ist, befindet sich ein austauschbar eingesetzter Vorratswarenbaum 10. Dieser ist aus einem geeigneten isolierenden Material - z. B. Porzellan - hergestellt und trägt Flanschen 11 aus stromleitendem Material. Mit diesen Flanschen 11 sind die Elektroden 12 in Kontakt, welche in den Druckbehälter 1 durch die Isolierteile 13 eingeführt sind. Die Elektroden 12 sind aus einer nicht eingezeichneten Wechselstromquelle gespeist.
Den Warenbaum 10, auf welchem das mit der Behandlungsflüssigkeit imprägnierte Textilmaterial 7 aufgewickelt ist, legt man in den Druckbehälter 1, worauf der Druck erhöht wird. Dann schaltet man den elektrischen Strom ein. Die elektrische Leitfähigkeit wird durch einen Zusatz einer entsprechenden Menge eines Elektrolyts (z. B. Kochsalz) in die Behandlungsflotte erreicht. Die nötige Erwärmung erzielt man infolge des Durchganges von Wechselstrom, welchen die Elektroden 12 der am Material befindlichen Flotte zuführen. Nach dem Abschalten des elektrischen Stromes und dem Herabsetzen des Gasdruckes wird der Warenbaum 10 ausgetauscht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Wärmebehandlung von mit einer Behandlungsflüssigkeit imprägniertem Textilmaterial in an Reaktionen teilnehmendem Gas, das unter einem Druck steht, der mindestens der Dampfspannung der Behandlungsflüssigkeit entspricht, durch direkte Wärmeeinwirkung auf das imprä-
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Druckeinwirkung des Gases in an sich bekannter Weise nur mit der zufolge Durchleitens eines elektrischen Wechsel- oder Hochfrequenzstromes durch das Material und die in diesem enthaltene Behandlungsflüssigkeit selbst sich entwickelnde Wärme erhitzt wird.