CS217605B1 - Method of and apparatus for dyeing continuously advancing synthetic filament yarns - Google Patents

Description

(54) Způsob barvení nepřetržitě pohyblivého ohemickéiio hedvábí a zařízni k převádění tohoto způsobu

Vynález se týká způsobu barvení nepřetržitě pohyblivého chemického hedvábí, zejména polyamidového nebo polyesterového hedvábí, při tvarování zákrutem, přičemž hedvábí se provádí před udělováním zákrutu roztokem barviva.

Vynález se dále týká zařízení k provádění tohoto způsobu, sestávajícího z barvicího ús-trojí s vodícími ústrojími vlákna a ústrojí pro úpravu vlákna teplem.

V praxi se barví chemická hedvábí, zejména tvarovaná polyamidová a polyesterová hedvábí, různými způsoby úpravy podle požadavků kladených na hotové výrobky průmyslu zpracování vláken. Tvarované vlákno se přitom barví převážně buďto v podobo přaden anebo na tuhých nebo ohebných dutinkách, nebo také bez dutinky v aparátech k barvení na křížových cívkách.

Tento způsob barvení podmiňuje vsak přídavné přípravné a dokončovací práce, přičemž jednotlivé pracovní pochody probíhají přetržitě a vedou vesměs k nákladnému způsobu práce. Velikost barvených partií je přitom závislá na kapacitě barvicích aparátů, jež jsou k dispozici. Kromě toho trvá nebezpečí nestejnoměrných vybarvení následkem ne vždy ovlivnitelných rozdílných průměrů cívek a návinů.

К odstranění těchto nevýhod byly již také «I podnikány ze strany výrobců chemických vláken pokusy vyrábět chemická hedvábí barvená ve hmotě, aby odpadl barvicí postup prováděný po tvarování cheraickcho hedvábí.

Použití tohoto způsobu, v rámci velkotechniky je však omezena v násadku úzce vymezené pakety barev, vysokých nákladů na přemontování při změně barvy a neobvykle velkých barvených, partií pro jeden barevný tón.

Proto se již také zkoušelo vyvinout nepřetržitý způsob barvení pro soustavy vláken, jenž se však mohl u polyamidových a polyesterových hedvábí jenom ojediněle prosadit jako barvení v předních kabelech nebo jako takzvaná technika „space-dyeing“, tj. zónové barvení. Přenášení takovýchto metod na jednotlivá elementární vlákna přináší při vysokém technickém nákladu ekonomické výhody jenom tehdy, jestliže se mohou kombinovat s k tomu vhodnými, postupovými fázemi zpracování vláken.

К tomu je znám způsob, podle něhož dochází k nepřetržitému barvení syntetických vláken ve spojení s kadeřením na tvarovacích strojích s nepravým zákrutem. Hedvábí se přitom provádí před vysokým zákrutem vodným roztokem barviva a ve stavu vysokého zákrutu se vystavuje krátkodobému pů217605

217005 sobení horkého ' vzduchu nebo páry. Vedle mechanické deformace vlákna dochází současně k fixaci barviva.

V důsledku pokračujícího vývoje nemohly se však ustavičně zvyšovat v posledních letech odtahové rychlosti vlákna na tvarovacích strojích, takže doby zdržení v topném úseku poklesly na méně než jednu sekundu. Tato doba však · nestačí pro dokonalou fixaci barviva, jež vyžaduje zpravidla zpracování až do 30 sekund. Na základě hydrofilních rozpouštědel a za termoplastických podmínek vlákna vešla sice ve známost redukce minimální doby styku pro jedno vybarvení až na 5 sekund, .avšak i tyto procesní doby jsou ještě příliš dlouhé a také příliš rozdílné k tomu, aby se mohl na této základně vybudovat způsob barvení, kombinovaný s tvarováním, nepravým zákrutem.

V případě nedostatečné fixace barviva bylo by zapotřebí buďto dodatečného paření nebo dodatečného praní se sušením. Tím by se zvýšil technický náklad na současné kadeření a barvení jednotlivého elementárního · vlákna natolik, že by ekonomické výhody této postupové integrace zase pominuly.

Další vývoj v oblasti barvení nepřetržitě pohyblivých vláken se proto zaměřoval na barvení ve spojení s tvarováním na principu pěchovací komory. Přitom je k dispozici určitá doba zdržení vlákna v pěchovací komoře, jež se dá využít při opatření příslušných strojnětechnických zařízení pro barvení a fixaci.

Tak vešlo například ve známost zařízení, u něhož vlákno probíhá nejprve vanou s barvicí lázní a přijaté barvivo se ustaluje na vlákně v následující pěchovací komoře přiváděným fixačním médiem v podobě horkého vzduchu nebo páry.

Nadto ještě vešly také ve známost způsoby a zařízení, při nichž dochází vlivem různého uspořádání · barvicího agregátu, jakož i jiných přídavných zařízení k nanášení barviva na vlákno buďto v samotné pěchovací komoře, anebo bezprostředně nato.

Na uvedených způsobech a zařízeních ulpívá společně ta nevýhoda, . že jsou použitelné jenom ve spojem s principem pěchovací komory, jenž je však méně obvyklý se zřetelem k podle tohoto principu vyrobitelným, jenom pro určité účely vhodným, středně pružným, nepatrně objemným a hrubším vláknům. Pro výrobu tvarovaných hedvábí s jemnějším titrem, speciálně pro oděvní průmysl, docházejí přednostně použití způsoby tvarování na principu nepravého zákrutu.

Účelem vynálezu je odstranit nedostatky uvedených způsobů a zařízení, zejména při kombinaci obou postupových fází barvení a tvarování.

Úkolem vynálezu je vyvinout způsob barvení nepřetržitě pohyblivého vlákna, jenž umožňuje při nejkratších dobách zdržení vlákna v barvicích a ustalovacích ústrojích stálé vybarvení při dobré egalitě a také v kombinaci se způsobem tvarování na principu nepravého zákrutu za podmínek vysokootáčkových tvarovacích strojů nepravým zákrutem zaručuje jakostně vyhovující vybarvení a efekty tvarování.

Dále je úkolem vynálezu vyvinout vhodné zařízení k provádění tohoto způsobu.

Úkol se řeší způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že chemické hedvábí se při předem daném konstantním průtoku napouští barvivém a případně s hydrotropně .působícími difúzními urychlovači, jako benzylalkoholem a propionamidom, a potom so provádí pásmem předběžné fixace, přičemž polyamidová hedvábí se při svém průchodu pásmem předběžné fixace podrobují teplotě 150 °C a polyesterová hedvábí teplotě 180 °C, a potom se provádí s fixací krutného tvarování · chemického hedvábí dodatečná fixace barviva při teplotách 100 až 150 °C · pro polyamidová hedvábí a 180 až 220 °C . . pro polyesterová hedvábí.

Úkol · sc dále řeší zařízením k provádění způsobu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nad barvicím ústrojím, jimž je například napouštěcí vana, je uspořádána stírací trubice procházená vláknem, na níž je připojena topná šachta, přičemž před napouštěcí vanou je uloženo vstupní podávači ústrojí a za topnou šachtou jsou uložena postupně za sebou odtahové ústrojí, topná šachta tvarovacího ústrojí a výstupní odváděči ústrojí.

Podle tohoto způsobu jsou již postačující doby zdržení v ustalovacích ústrojích 1 sekundy a m.é.ně, aby se získalo dokonale ustáleného vybarvení s dobrou egalitou, aniž je zapotřebí dodatečného praní. Tyto mimořádně krátké doby zdržení odpovídají výkonovým parametrům moderních . strojů pro tvarování nepravým zákrutem, takže chemické hedvábí opouští fixační pole hotově vybarvené a tvarované. Zařízení k provádění tohoto způsobu zaručuje dobrou disponibilitu.

Vynález bude nyní blíže popsán na jednom příkladě provedení podle výkresu, jenž představuje schematické znázornění zařízení k provádění způsobu podle vynálezu.

Vlákno 1 se odtahuje s pomocí vstupního· podávacího ústrojí 2 od rozvolňovacího tělesa 3 a provádí napouštěcí vanou 4. Při svém výstupu z napouštěcí vany 4 vlákno 1 probíhá stírací trubicí 5, jakož i za ní připojenou topnou šachtou 6 a dostává se k dále uspořádanému odtahovému ústrojí 7. Po opuštění odtahového ústrojí 7 vlákno 1 probíhá druhou topnou šachtou 8 a nakonec se odtahuje výstupním odváděcím ústrojím 9 a umísťuje na vhodném nosiči 10 příze. Rychlost .otáčení vstupního podávacího ústrojí 2 a odtahového ústrojí 7 je regulovatelná, aby se vlákno 1, případně částečně, zdržovalo, anebo dloužilo také · v oblasti druhé topné šachty 8.

Napouštěcí vana 4 obsahuje vodný, slabě kyselý barvicí roztok běžně známých disperzních, kyselých nebo kovokomplexních barviv.

Podle stavu přiváděného vlákna 1, tj. dlouženého, nedlouženého nebo předorientovaně nedlouženého, docházejí použití vedle barvicího roztoku také hydrotropně působící chemikálie jako takzvané difúzní urychlovače.

Tyto hydrotropně působící přísady jsou samy o sobě těkavé a působí jenom v přehřáté vodní páře, takže setrvávají na vlákně jenom v nepatrné části.

Jako tvůrci vodíkového můstku plastifikují ve spojení s vodou barvivo.

K nanášení těchto chemikálií, jejichž účinek je závislý na polymeru, může docházet buďto společně s barvicím roztokem, anebo odděleně od něj ve zvláštním procesu napouštění. Koncentrace závisí přitom na hloubce vybarvení, jež se má docilovat, na stupni průtahu a titru vlákna 1. Nedloužená a předorientovaně nedloužená chemická hedvábí potřebují pro svůj menší stupen krystalizace, právě tak jako chemická hedvábí s nižším titrem, menší koncentraci těchto chemikálií.

Jako difúzně urychlující chemikálie pro polyamidová a polyesterová hedvábí přicházejí v úvahu v prvé řadě hydrotropně působící látky s dostatečnou rozpustností ve vodě nebo dispergační schopností buďto samotné, anebo ve vzájemné kombinaci. Tyto, jíž jednotlivě vyjmenované, nad 180 °C vřící chemikálie jsou tvůrci vodíkového můstku a urychlují svým plastifikačním účinkem na vlákno difúzi barvivových molekul. Právě tak se zlepšuje rozpustnost všech barvivových tříd přítomností těchto hydrotropně působících látek.

Protože podle tohoto způsobu podléhají všechny třídy barviv jednotnému difúznímu mechanismu, účinnost těchto chemikálií na vlákna je zdaleka nezávislá na barvivu.

K zaručení neafinního napouštění barviva· na vlákně udržuje se teplota napouštěcí lázně na teplotě místnosti.

V lázni nedochází k fixaci barviva, nýbrž jenom k napouštění nekonečných vláken chemického hedvábí.

Egalita je ovlivňována rozhodujícím způsobem již v oblasti pásma předběžné fixace, přičemž následující proces tvarování působí kroucením kapilárních vláken podpůrně na dodatečnou egalitu.

Při průběhu vlákna topnou šachtou 6 dochází při teplotě asi 150 o Celsia pro polyamidová hedvábí a asi 180 °C pro polyesterová hedvábí k předběžné fixaci barviva nanášeného na vlákno 1. Při průběhu druhou topnou šachtou 8 dochází při teplotě 100 až 150 °C pro polyamidová hedvábí a 180 až 220 °C pro polyesterová hedvábí k dodatečné fixaci, jež se provádí při kombinaci obou stupňů procesu barvení a tvarování současně s fixací zákrutu udělovaného vláknu. V tomto případě přejímá topné těleso 8‘ stro je na tvarování nepravým zákrutem funkci druhé topné šachty 8 a odtahové ústrojí 7 právě tak jako výstupní odváděči ústrojí 9 jsou tvořena obdobnými ústrojími 7‘, tvarovacího stroje.

Stírací trubice 5, nacházející se mezi napouštěcí vanou 4 a topnou šachtou S, odstraňuje přebytečný barvicí roztok z vlákna

1. Stírací trubice 5 probíhá rovně, nebo je ke zvyšování stíracího účinku v nepatrné míře ohnutá nebo vinutá.

Je výhodné, když stírací trubice 5 zasahuje až do vnitřku napouštěcí vany 4, takže vlákno 1 vstupuje do stírací trubice 5 již v barvicím roztoku, jímž je obklopeno, dokud nedosáhne topné šachty 6.

Je však také možné začít se stírací trubicí 5 v určitém odstupu nad napouštěcí vanou 4 a ve volné oblasti vést s pomocí vhodných vodicích ústrojí vlákno 1, přicházející od rozvolňovacího tělesa 3, před jeho vstupem do barvicího roztoku kolem vlákna 1, vystupujícího z barvicího roztoku, ·v doteku s ním.

Dále se osvědčilo také jako účelné, ústrojí k nanášení barviva, v daném případě tedy napouštěcí vanu 4, připojovat na neznázorněnou, avšak obecně známou regulaci stavu náplně, aby byl zaručen během barvení stále stejný stav barvicí lázně.

Vynález bude ještě podle dalších příkladů ; učiněn ještě zřetelnějším, přičemž tyto pří_r klady předvádějí způsob barvení v kombi^naci β tvarováním vlákna na principu ne·,#. pravého zákrutu.

^Příklad 1

Při odtahové rychlosti 60 m/min a otáčkác h 3200/min se barví a tvaruje dloužené В polyamidové hedvábí 10 tex (24). .

j Rychlost otáčení odtahového ústrojí 7‘ ggiívůči rychlosti otáčení vstupního podávacího $ústrro.jí 2 je dimenzována tak, aby vlákno 1 Й probíhalo barvicím a předběžně fixačním ústrojím při průtahu 3%. Ustrojí pro předběžn-ou fixaci je vytvořeno z topné šachty 6, · teplota činí asi 150 cc. K dodatečné fi|Exaci dochází v topném tělese í · stroje na flitvarovám nepravým zákrutem při teplotě ϋ¹⁴⁵ °C‘ (Ц Napouštěcí lázeň obsahuje

12,0 g/1 modře Nylosan N-GL

3,0 g/1 g/1 g/1 koncentrátu W 50 kyseliny octové 93% benzylalkoholu propionamidu.

se středně tažné, modře vybarve2,0

40,0 _

№. 20,0 g/1

Dostane

U né tvarované polyamidové hedvábí, jež vy·' kazuje bez dodatečného praní tyto stupně stálosti:

stálost v prrní -a- 4 stálost v poou 4 stálost v ooěru 5

Ί

Příklad 2

Dloužené polyesterové hedvábí 15 tex (48) se barví a tvaruje při odtahové rychlosti 99 m/min a počtu 2120 zákrutů/m.

Průtah mezi vstupním podávacím ústrojím 2 a odtahovým ústrojím 7‘ je dán předem 2 %. Teplota topné šachty 6 činí asi 180 °C a teplota topného tělesa 8‘ stroje na tvarování nepravým zákrutem 210 °C.

Napouštěcí lázeň obsahuje

6,6 g/1 modře Foron S-BGL

3,0 g/1 koncentrátu W 50

2,0 g/1 kyseliny octové 98%

40,0 g/1 benzylalkoholu

20,0 g/1 propionamidu.

Takto vybarvené a tvarované polyesterové hedvábí je středně tažné a ukazuje střední vybarvení.

Stálost v praní -a-, jakož i stálost v potu a otěru se necházejí u stupně 4.

Příklad 3

Barví se a tvaruje nedloužené polyamidové hedvábí 6,8 tex (12) při odtahové rych losti 76,5 m/m a počtu 3330 zákrutú/m. Nedloužené hedvábí se dlouží mezi vstupním podávacím ústrojím 2 a odtahovým ústrojím 7‘, tj. v oblasti barvicího a předběžně fixačního ústrojí, až na poměr 1: 2,6. Teplota topné šachty 6 činí 150 °C. Při průběhu tvarovacím ústrojím nepravého zákrutu dochází mezi odtahovým ústrojím 7‘ a výstupním odváděcím ústrojím 9' ke konečnému dloužení vlákna 1 až na normální celkový poměr, v daném případě až na poměr 1 : : 3,2.

Teplota topného tělesa 8⁴ tvarovacího stroje činí 135 °C.

Napouštěcí lázeň neobsahuje hydrotropně působící chemikálie a vykazuje následující složení:

15,0 g/1 oranže Nylosan N-RL

3,0 g/1 koncentrátu W 50 2,0 g/1 kyseliny octové 98%.

Výsledkem je středně tažné, oranžově zbarvené tvarované polyamidové hedvábí se stupněm 4 pro stálost v praní, v potu a otěru.

Fixační stupeň barviva je u všech uvedených příkladů 100%.

Claims (8)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob barvení nepřetržitě pohyblivého chemického hedvábí, zejména polyamidového nebo polyesterového hedvábí, při tvarování zákrutem, přičemž hedvábí se provádí před udělováním zákrutu roztokem barviva, vyznačený tím, že chemické hedvábí se při předem daném konstantním průtahu napouští barvivém a případně hydrotropně působícími difúzními urychlovači, jako benzylalkoholem a propionamidem, a potom se provádí pásmem předběžné fixace, přičemž polyamidová hedvábí se při svém průchodu pásmem předběžné fixace podrobují teplotě 150 °C a polyesterová hedvábí teplotě 180 °C, načež se provádí s fixací krutného tvarování chemického hedvábí dodatečná fixace barviva při teplotách 100 až 150 °C pro polyamidová hedvábí a 180 až 220 °C pro polyesterová hedvábí.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že difúzní urychlovače, působící hydrotropně, se nanášejí na chemické hedvábí odděleně nebo společně s barvicím roztokem.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že nedloužené nebo předorientované nedloužené chemické hedvábí se podrobuje v průběhu barvení a předběžné fixace částečnému dloužení až do 85 % a v oblasti dodatečné fixace konečnému dloužení až do 15 procent.

4. Zařízení к provádění způsobu podle bodů 1 až 3, sestávající z barvicího ústrojí s vodícími ústrojími vlákna a ústrojí pro úpravu vlákna teplem, vyznačené tím, že nad barvicím ústrojím, jímž je například napouštěcí vana (4), je uspořádána stírací trubice (5) průchodná vláknem (1), na níž je připojena topná šachta (6), přičemž před napouštěcí vanou (4) je uloženo vstupní podávači ústrojí (2) a za topnou šachtou (6) jsou uložena postupně za sebou odtahové ústrojí (7), topná šachta (8) tvarovacího ústrojí a výstupní odváděči ústrojí (9).

5. Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že topnou šachtou (6) je sálavé nebo konvekční těleso.

6. Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že stírací trubice (5) je ohnutá nebo vinutá.

7. Zařízení podle bodů 4 a 6, vyznačené tím, že stírací trubice (5) od vnitřku napouštěcí vany (4) nebo nad ní sahá až к topné šachtě (6).

8. Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že vstupní podávači ústrojí (2), odtahové ústrojí (7) a výstupní odváděči ústrojí (9) jsou pohonná volitelně rozdílnou rychlostí.