Verfahren zur Nassveredelung von Textilien Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nass- veredelung von Textilien mit einer Imprägnierung mit an- schliessender Behandlung in einem Hochfrequenzfeld.
Bei der Nassveredelung von Textilien, wie z. B. beim Beuchen, Bleichen u. dgl., erfolgt die Behandlung mittels Chemikalienflotten, die mehr oder weniger stark in das Ge füge der Fasern eingreifen. Bei diesen chemischen Aus rüstungsprozessen, aber auch bei Waschprozessen sind die er zielten Wirkungen, d. h. das Eindringen der Chemikalien in die Ware sowie die optimale Zerstörung und Entfernung von Naturfarbstoffe und Verunreinigungen wie Samenschalen, Fette und Pektine nicht nur abhängig von der Art der Be handlungsflotte, sondern auch von deren Einwirkungsdauer und den dabei vorliegenden Bedingungen, vor allem von der Temperatur, bei der der Prozess durchgeführt wird.
In der Praxis der Nassbehandlung von Textilien wurde bis her dem letzten Punkt kaum Beachtung geschenkt. Bei allen bekannten Wasserveredelungsverfahren wird die notwendige Wärme durch Leitung oder Strahlung von aussen an das Textilgut gebracht, indem die kalte Ware in heisse Flotte ein getaucht oder mit der Flotte imprägnierte Ware mit Satt dampf beaufschlagt oder infrarot aufgeheizt wird. Um den Behandlungsprozess durch höhere Temperaturen noch weiter zu beschleunigen, hat in den letzten Jahren auch die Kontinuebehandlung in Druckkesseln bei Drücken bis zu 6 atü und entsprechenden Temperaturen Anwendung gefunden.
Bei Versuchen zur Beschleunigung des Behandlungspro zesses, die im wesentlichen nur durch eine Temperaturer höhung möglich erschien, zeigte sich, dass der Wärme- und Kostenaufwand wesentlich stärker steigt, als die Durchlaufge- schwindigkeit zunimmt. Als Ursache für diesen Umstand wurde festgestellt, dass bei der Aufheizung der Ware mittels Dampf in einem Druckkessel sich auf der kalten Ware ein die Chemikalienkonzentration herabsetzendes Kondensat nieder schlägt. Dies bedingt wiederum eine Erhöhung der Flotten konzentration.
Durch den Kondensatniederschlag wird ausser- dem eine Isolierschicht gegen das Eindringen der Wärme in das Faserinnere gebildet und dadurch die Reaktion verzögert. Schliesslich kann auch die Behandlung im Druckkessel nicht beliebig gesteigert werden, da bei höheren Drücken die Durchlassdichtungen nicht mehr ausführbar werden und auch der Kessel in nicht vertretbarer Weise teurer wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Nassveredelungsverfahren eine schnelle und dabei relativ billige Nassbehandlung des Textil gutes zu erzielen.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass dem nassen Textilgut in dem Hochfrequenzfeld Feuchtigkeit bis auf eine Restfeuchte von über 40% bezogen auf absolut trocken entzogen wird und danach diese Restfeuchte für die Weiterbehandlung beibehalten wird.
Für das erfindungsgemässe Verfahren ist daher nicht nur die Erwärmung des Textilgutes von innen nach aussen von Bedeutung, sondern auch die Erhaltung einer definierten Restfeuchte, um nach Beendigungen der unmittelbaren Ein wirkung der dielektrischen HF-Energie die latente Wärme auszunutzen. Somit zeigt sich, dass eine wirtschaftliche Nutzung der kurzzeitig wirksamen, teueren HF-Energie opti mal für einen Nassveredelungsprozess dann genutzt werden kann, wenn das Textilgut einer Nachwirkung der HF- Energie ausgesetzt wird, d. h. die aufgenommene Wärme noch nach der unmittelbaren Aufnahme der HF-Energie durch das Vorhandensein einer hohen Restfeuchte genutzt wird.
Die Anwendung kapazitiver oder dielektrischer HF- Energie hat in den letzten Jahren nicht nur bei der Kunst stoffverarbeitung (Pressmassenerwärmung, Schweissen) Ein satz gefunden, sondern ist auch in der Textiltechnik für Trocknungsprozesse und zur Hochveredelung bekannt ge worden. So z. B. werden bei der Knitterfestausrüstung von Reyon durch Harnstoff-Formaldehyd-Harze diese durch dielektrische Heizung zur Kondensation gebracht.
Ferner ist ein Verfahren bekannt (brit. Patentschrift Nr. 1 035 277), bei welchem nasses Fasergut mittels HF-Energie getrocknet wird. Dabei kann die Trocknung so gesteuert werden, dass ein niedriger Restfeuchtegehalt erhalten bleibt. Hierbei han delt es sich also um einen reinen Trocknungsprozess, nicht um einen Reaktionsprozess.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren (französische Patentschrift Nr. 1 406 703) hingegen wird trockenes Textil gut erwärmt, das anschliessend einer Nassbehandlung unter- zogen werden soll. Während der Erhitzung des trockenen Textilgutes mittels HF-Energie erfolgt also keine Reaktion. Diese findet bei dem bekannten Verfahren erst im Anschluss an die Erwärmung im Behandlungsbad statt. Dabei kühlt sich aber das erwärmte Textilgut in dem Behandlungsbad wieder ab, wodurch sowohl der Wirkungsgrad als auch die Reaktionszeit erheblich verschlechtert werden.
Keines der bekannten Verfahren berücksichtigt die dem Textilgut durch die HF-Energie vermittelte Wärme für eine Nachwirkung unter Anwendung einer Restfeuchte von über 40 /o bezogen auf absolut trocken.
Die schweizerische Patentschrift Nr. 45l 864 führt zwei Verfahrensbeispiele an. Das erste (Zeilen 23-39, Spalte 4), sieht ein Abquetschen der Textilbahn auf 40% Feuchte und danach ein Erhitzen in einem Dampf-Luft-Gemisch mit hohem Dampfanteil vor. Hieran schliesst sich eine kondensat- freie Beheizung, z. B. in einer Infrarotzone an, wobei die aufkondensierte Kondensatmenge wie auch 5-10% der Im prägnierfeuchte verdampft.
Hieran soll sich eine Verweilzeit von 3-5 Stunden bei einer Temperatur von 80 C anschlies- sen.
Das zweite Verfahren (Spalte 4, Zeilen 42-61) sieht wiederum ein Abquetschen vor, und zwar auf 70 7a Feuchte. In einer besonderen Vortrocknungskammer mit hohem Dampfgehalt und Konzentrationsausgleich des Farbstoffes wird die Textilbahn auf 25 % Feuchte getrocknet. Die Bahn wird anschliessend auf 100 C aufgeheizt und durch einen Wasserdampfspeicher geleitet.
Die schweizerische Patentschrift Nr. 451 864 lässt somit eine Kombination von Hochleistungsabquetschung und Vor trocknung erkennen. Dort, wo auf die Hochleistungsab- quetschung verzichtet wird, wird davon ausgegangen, dass der Feuchtegehalt der Warenbahn nach der Imprägnierung durch Diffusionstrocknung bzw. von einer Hochleistungsstrahlungs- trocknung herabgesetzt wird.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird eine gleich mässige Erwärmung der Warenbahn und Herabsetzung der Endfeuchte auf die angegebenen Werte dadurch erreicht, dass mit Hochfrequenz-Wärmeübertragung gearbeitet wird. Es handelt sich dabei um ein kapazitives Erwärmungsverfahren. In Bezug auf den Feuchtegehalt der Ware wird erreicht, dass vom Faserinnern her ein Herauslösen der Feuchtigkeit aus der Ware gesichert ist. Im Falle der vorstehend erwähnten Druckschrift erfolgt die Erwärmung der Ware von aussen nach innen analog dem vorhandenen Feuchtigkeitsfilm auf der Ware.
Untersuchungen wurden an zu bleichenden Gewebe- oder Gewirkebahnen durchgeführt. Für zu färbende Gewebe bahnen können dieselben Resultate gelten. Es ergab sich, dass die auf die zu bleichende Ware aufgebrachten chemischen Reaktionsflüssigkeiten, wie Natronlauge zum Abkochen der Ware, wie auch Peroxid zum Bleichen der Ware, sich vor teilhaft behandeln lassen.
Bei bisher bekannten üblichen Verfahren kann man be sonders auf hohe Gewebequalitäten, wie z. B. hochgezwirnte Popelin, nur eine maximale Feuchtigkeit durch Imprägnation von etwa 80% auf die Ware aufbringen. Bei der weiteren Be handlung im Dampfreaktionsraum ist zur Aufheizung der Ware etwa ein Anteil von 30% vom Warengewicht an Dampf notwendig. Diese Aufkondensation des Dampfes führt zu einem erhöhten Feuchtigkeitsangebot an die Ware, in diesem Falle etwa 110%a, was darüber hinaus zum Ablaufen der Feuchtigkeit aus der Ware bei Wickelverweilprozessen führt.
Die Untersuchungen ergaben, dass im Schnitt etwa 25 %. der aufimprägnierten Chemikalienflotte bei diesem Wickel- prozess aus der Docke herausgequetscht wurde, weil durch die Kondensationsaufheizung das Feuchtigkeitshaltevermögen des Gewebes im gleichen Masse herabgesetzt worden war. Nicht nur dass hiermit ein Chemikalienverlust eintritt, ergibt sich ferner, dass vor allen Dingen eine Verdünnung der Chemikalien, die auf die Ware aufgebracht werden, an der Oberfläche der Ware eintritt und hieraus die vor allen Dingen oberflächlich sichtbaren Samenschalen schlecht gelöst werden.
Erfolgte bei einer solchen Ware eine Hochfrequenz-Vor- trocknung, so ergab sich nach der Feuchtigkeitsherabsetzung und Aufheizung der Ware mit Dampf folgender Sachverhalt: Die Ware wies nach der Hochfrequenzbehandlung etwa 5017/o Feuchtigkeit auf. Bei der anschliessenden Sattdampfbe- handlung wurden etwa 31 ola Kondensation zusätzlich zum Warengewicht auf der Ware gemessen, so dass ein Gesamt feuchtigkeitsgehalt von etwa 80%a beim Aufrollen zum Blei chen gemessen wurde.
Diese 80% entsprachen dem möglichen Flottehaltevermögen des Gewebes und daher konnte festge stellt werden, dass keine Chemikalie aus der Verweildocke ablief und darüber hinaus erzielbare Effekt durch das Vor handensein des gesamten Chemikalienangebotes besser war.
Aus dem Gesagten ergibt sich, dass eine Einsparung an Chemikalien um 25%a bei gleichzeitiger Erhöhung des Effektes möglich ist.
Die erzielbaren Effekte sind z. T. abhängig von dem Flottehaltevermögen eines Gewebes, aber gerade die hoch wertigen Warenqualitäten sind besonders empfindlich in Be zug auf die Egalität der Ausrüstung. Bei Wirkwaren konnte darüber hinaus ebenfalls eine Verbesserung des Effektes festgestellt werden, und es konnte mit geringeren Imprägnier- quetschdrücken gearbeitet werden, was sich besonders auf die Struktur des Gewebes positiv auswirkte. Im Normalfalle hätte die notwendige höhere Abquetschung zu einer Verflachung der Struktur führen müssen, denn ohne eine höhere Vor quetschung kann nicht ein gleichmässiger Imprägnierfilm in die Ware eingebracht werden.
Auch hier half die Hoch frequenztrocknung, die im Gegensatz zu der Infrarottrock- nung aus dem Innern des Gewebes heraus eine höhere Gleichmässigkeit ohne die Gefahr der Verbrennung der Ware bringt.
Das Vorstehende dürfte erkennen lassen, dass die Hoch frequenztrocknung bis auf eine Restfeuchte von 40% bezogen auf absolut trocken einen besonderen Vorteil gegenüber dem Verfahren nach der schweizerischen Patentschrift Nr. 451 864 bringt, das ein Hochleistungsabquetschen und ein Vor- oder Antrocknen mit von aussen einwirkenden Mitteln vorsieht.
Durch die erfindungsgemässen Massnahmen lassen sich nunmehr ausser einer Verkürzung, einem höheren Wirkungs rad, auch eine Verbilligung des Verfahrens erreichen.
Durch die Anwendung der kapazitiven HF-Energie gerade bei der Nassausrüstung von Textilien lassen sich erhebliche, teilweise überraschende Vorteile erzielen. Der Grund hierfür liegt in der physikalischen Natur des Erwärmungsprozesses des nassen Textilgutes, der die Möglichkeiten erschliesst, die nasse Textilfaser bzw.
das nasse Gewebe gleichmässig und gezielt vom Faserinneren heraus mit der gewünschten Tem peratur zu beaufschlagen. Da bei jeglicher Nassveredelung die Diffusion, sei es der Chemikalien oder des Wassers, ent scheidend für den Effekt ist und bekanntlich der Diffusions koeffizient von der Temperatur abhängig ist sowie ferner das Wasser oberhalb 90 C seine Viskosität stark erniedrigt, ist der Vorteil einer Erwärmung aus dem Faserinneren heraus einleuchtend: Bei der Chemikalienausrüstung kann das Agens bestens in das Gefüge der Faser eindringen und eingreifen.
Durch die Erhitzung des Wassers von innen heraus bildet sich kurzzeitig ein Dampfüberdruck, der nicht nur die Tem peratur über 100 C erhöht, sondern auch durch die explo sionsartige Verpuffung die Samenschalen der Baumwolle von der Faser löst und fortschleudert. Das gleiche gilt sinngemäss allgemein für Behandlungen nass in nass, bei deren Prozess- ablauf die Temperatur des Warengutes von Bedeutung ist, z. B. auch für Färbeprozesses. In all diesen Fällen wird durch HF-Erwärmung die Diffusion der Substanzen verbessert und in kürzester Zeit ein gleichmässiger Effekt erzielt.
Method for the wet finishing of textiles The invention relates to a method for the wet finishing of textiles with an impregnation with subsequent treatment in a high-frequency field.
In the wet finishing of textiles, such as B. in buckling, bleaching and the like. Like., The treatment takes place by means of chemical liquors that intervene to a greater or lesser extent in the structure of the fibers. In these chemical equipment processes, but also in washing processes, the effects he aimed, d. H. the penetration of chemicals into the goods as well as the optimal destruction and removal of natural dyes and impurities such as seed coats, fats and pectins not only dependent on the type of treatment liquor, but also on the duration of exposure and the conditions prevailing, especially the temperature, at which the process is carried out.
In the practice of wet treatment of textiles, little attention has been paid to the last point. In all known water refinement processes, the necessary heat is brought to the textile material from outside by conduction or radiation, by dipping the cold goods into hot liquor or by applying saturated steam to goods impregnated with the liquor or by heating them with infrared. In order to accelerate the treatment process even further by using higher temperatures, continuous treatment in pressure vessels at pressures of up to 6 atmospheres and corresponding temperatures has also been used in recent years.
In attempts to accelerate the treatment process, which appeared to be possible essentially only by increasing the temperature, it was found that the heat and cost expenditure increases significantly more than the throughput speed increases. The reason for this was found to be that when the goods are heated up by means of steam in a pressure vessel, a condensate which reduces the chemical concentration is deposited on the cold goods. This in turn requires an increase in the liquor concentration.
The condensation deposit also forms an insulating layer against the penetration of heat into the interior of the fiber, thereby delaying the reaction. Finally, the treatment in the pressure vessel cannot be increased at will, since at higher pressures the passage seals can no longer be implemented and the vessel becomes unacceptably more expensive.
The object of the invention is therefore to achieve a quick and relatively cheap wet treatment of the textile while avoiding the disadvantages of the known wet finishing processes.
According to the invention, this is achieved in that moisture is withdrawn from the wet textile material in the high-frequency field down to a residual moisture content of over 40% relative to absolutely dry, and this residual moisture is then retained for further treatment.
For the method according to the invention, therefore, not only the heating of the textile material from the inside to the outside is important, but also the maintenance of a defined residual moisture in order to utilize the latent heat after the immediate effect of the dielectric HF energy has ended. This shows that economical use of the short-term, expensive HF energy can be optimally used for a wet finishing process if the textile material is exposed to an after-effect of the HF energy, i.e. H. the absorbed heat is still used after the immediate absorption of the HF energy due to the presence of a high level of residual moisture.
The use of capacitive or dielectric HF energy has not only been used in plastics processing (molding compound heating, welding) in recent years, but has also become known in textile technology for drying processes and for high-end finishing. So z. B. in the anti-crease finishing of rayon with urea-formaldehyde resins, these are condensed by dielectric heating.
Furthermore, a method is known (British Patent No. 1 035 277) in which wet fiber material is dried by means of HF energy. The drying process can be controlled in such a way that a low residual moisture content is maintained. This is a pure drying process, not a reaction process.
In a further known method (French patent specification No. 1 406 703), however, dry textile is well heated, which is then to be subjected to a wet treatment. No reaction takes place during the heating of the dry textile material by means of HF energy. In the known method, this only takes place after the heating in the treatment bath. In the process, however, the heated textile material cools down again in the treatment bath, as a result of which both the efficiency and the reaction time are considerably impaired.
None of the known methods takes into account the heat imparted to the textile material by the HF energy for an after-effect when using a residual moisture of over 40 / o based on absolutely dry.
Swiss Patent No. 45l 864 gives two examples of the method. The first (lines 23-39, column 4) provides for the textile web to be squeezed to 40% moisture and then to be heated in a steam-air mixture with a high proportion of steam. This is followed by condensate-free heating, e.g. B. in an infrared zone, with the condensed amount of condensate evaporated as well as 5-10% of the moisture in the impregnation.
This should be followed by a dwell time of 3-5 hours at a temperature of 80 ° C.
The second method (column 4, lines 42-61) again provides for squeezing to 70 7a moisture. The textile web is dried to 25% moisture in a special pre-drying chamber with a high steam content and concentration equalization of the dye. The web is then heated to 100 C and passed through a water vapor reservoir.
The Swiss patent specification No. 451 864 thus shows a combination of high-performance squeezing and pre-drying. Where high-performance squeezing is not used, it is assumed that the moisture content of the web is reduced after impregnation by diffusion drying or by high-performance radiation drying.
With the method according to the invention, uniform heating of the web and reduction of the final moisture content to the specified values is achieved by working with high-frequency heat transfer. It is a capacitive heating process. With regard to the moisture content of the goods, it is ensured that the moisture from the inside of the fiber is removed from the goods. In the case of the above-mentioned publication, the goods are heated from the outside to the inside in a manner analogous to the existing film of moisture on the goods.
Investigations were carried out on woven or knitted webs to be bleached. The same results can apply to fabric sheets to be dyed. It was found that the chemical reaction liquids applied to the goods to be bleached, such as caustic soda for boiling the goods, as well as peroxide for bleaching the goods, can be treated appropriately.
In previously known conventional methods you can be particularly high tissue quality, such. B. highly twisted poplin, only apply a maximum moisture through impregnation of about 80% on the goods. During the further treatment in the steam reaction room, about 30% of the weight of the goods must be steamed to heat the goods. This condensation of the steam leads to an increased supply of moisture to the goods, in this case about 110% a, which also leads to the drainage of moisture from the goods during dwell processes.
The research showed that on average about 25%. the impregnated chemical liquor was squeezed out of the dock during this winding process because the condensation heating had reduced the moisture retention capacity of the fabric to the same extent. Not only does this result in a loss of chemicals, it also results, above all, in a dilution of the chemicals that are applied to the goods on the surface of the goods and from this the above all superficially visible seed coats are poorly loosened.
If high-frequency pre-drying took place in the case of such a product, the following circumstances resulted after the moisture was reduced and the product was heated with steam: The product had about 5017% moisture after the high-frequency treatment. During the subsequent saturated steam treatment, around 31 ola condensation was measured in addition to the weight of the goods on the goods, so that a total moisture content of around 80% a was measured when rolled up to the lead.
This 80% corresponded to the possible liquor retention capacity of the fabric and it could therefore be determined that no chemical ran off from the dwell and that the effect that could be achieved was better due to the presence of the entire range of chemicals.
From what has been said, it follows that a saving in chemicals of 25% a is possible with a simultaneous increase in the effect.
The achievable effects are z. Depending on the liquor retention capacity of a fabric, it is precisely the high quality goods that are particularly sensitive to the equality of the finish. In the case of knitwear, an improvement in the effect could also be determined, and it was possible to work with lower impregnation squeezing pressures, which had a particularly positive effect on the structure of the fabric. In normal cases, the necessary higher squeezing should have led to a flattening of the structure, because without a higher level of pre-squeezing, a uniform impregnation film cannot be introduced into the goods.
Here, too, the high-frequency drying helped, which, in contrast to the infrared drying from the inside of the fabric, brings a higher level of evenness without the risk of burning the goods.
The above should show that high-frequency drying to a residual moisture level of 40% based on absolute dryness has a particular advantage over the process according to Swiss Patent No. 451 864, which involves high-performance squeezing and pre-drying or drying from the outside Provides funds.
As a result of the measures according to the invention, in addition to a shortening and a higher degree of effectiveness, the method can also be made cheaper.
The use of capacitive HF energy, especially for the wet finishing of textiles, allows considerable, sometimes surprising, advantages to be achieved. The reason for this lies in the physical nature of the heating process of the wet textile material, which opens up the possibility of removing the wet textile fiber or
to apply the desired temperature evenly and specifically from the inside of the fiber to the wet fabric. Since the diffusion, be it of the chemicals or the water, is decisive for the effect in any wet refinement and, as is well known, the diffusion coefficient is dependent on the temperature and also the water above 90 C greatly reduces its viscosity, the advantage of heating is from the The inside of the fiber is obvious: In the chemical treatment, the agent can penetrate and intervene in the structure of the fiber.
The heating of the water from the inside briefly creates excess steam pressure, which not only increases the temperature to over 100 C, but also loosens the cotton seed coats from the fibers and hurls them away due to the explosive deflagration. The same applies in general to wet-on-wet treatments in which the temperature of the goods is important during the process, e.g. B. also for dyeing process. In all of these cases, HF heating improves the diffusion of the substances and a uniform effect is achieved in a very short time.