DE1812551A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von textilem und textilartigem Material - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von textilem und textilartigem MaterialInfo
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Description
9629/30
Al iudvig SVsiiasOli und
Herrn Niels Rudolf BERGHOLTZ
Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von textilem und
textilartigem Material
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung, beispielsweise Waschen, Bleichen, Färben u.a., von
Textilmaterial, synthetischen Stoffen und dergleichen in loser oder aufrollbarer Form, bei welcher Behandlung Flüssigkeit und
Luft oder Gas vorzugsweise im geschlossenen Kreislauf durch das Behandlungsmaterial hindurchgeführt wird.
Bei den bisher bekannten Methoden zur Behandlung von Textilmaterial
war es kaum möglich das Volumen des Materiales beizubehalten. Das Textilmaterial wird gewöhnlich lose um einen
perforierten Zylinder gewickelt und in einem Autoklaven behandelt, wobei das Material teils durch sein eigenes Gewicht
und teils durch den Druck der Behandlungsflüssigkeit zusammengedrückt
beziehungsweise plattgedrückt wird. Ein weiterer Umstand von Bedeutung ist, mit welcher Spannung das Material
auf den Zylinder gewickelt wird. Bei zu loser Aufwickelung des Materiales ergibt sich leicht eine sogenannte Kanalbildung,
d.h. die Behandlungsflüssigkeit wählt einen solchen Weg durch
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das Material, wo der geringste Widerstand geböten wird, wodurch ausgesprochene Strassen gebildet werden. Bei zu starker
AufWickelung wird das Material zusammengedrückt und eine
eventuelle erwünschte Yergrösserung des Yolumens verhindert. Ein weiterer Nachteil bei bisher bekannten Behandlungsmethoden
von Textilmaterial ist die Schwierigkeit, die in der Behandlungsflüssigkeit
befindliche und an dem Material anhaftende Luft-zu entfernen, die in Form von verhältnismässig grossen
Luftblasen auftreten, welche ein gleichmässiges Behandlungsergebnis verhindern, da grössere Luftblasen oder ganze Aggregate
von Luftblasen (Schaum) in dem Behandlungsmaterial verbleiben und dadurch die Behandlungsflüssigkeit daran hindern, an diesen
Stellen wirksam zu sein, wodurch z.B. beim Färben unbehandelte beziehungsweise schlecht behandelte Partien entstehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren vorzuschlagen, das diese Mangel beseitigt ohne gleichzeitig andere während der
Behandlung notwendige Massnahmen zu beeinflussen, wie z.B.
W das Krimpen des Textilmateriales, so dass dieses seinen
bauschigen beziehungsweise voluminösen Charakter beibehält oder einen solchen erzielt.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der
Behandlungsflüssigkeit eine im Verhältnis zur Flüssigkeitsmenge kleine Menge Luft oder Gas in so zerstäubter beziehungsweise
feinverteilter Form zugeführt beziehungsweise in dieser erzeugt
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wird, dass die dabei gebildeten, sehr kleinen Bläschen die Faeern, das Filament oder die Fibrillen dee Beaandlungemateriales
beim Durchdringen der Flüssigkeit durch das Material trennen.
Das mit der Erfindung erzielte Ergebnis konnte an sich aufgrund vorher angestellter Überlegungen nicht erwartet werden. Tatsächlich
lassen sich aber bei Anwendung der Erfindung gute Ergebnisse erreichen, wie z.B. eine ausgezeichnete Egalisierung
des Farbmittels. Es ist nicht ganz ausgeschlossen, dass in gewissen
Fällen das Resultat dadurch beeinflusst wurde, dass die sehr kleinen Bläschen als Träger der Dispersionsfarbe auftreten,
wenn diese oberflächenaktiv ist. Die erfindungsgemässe Methode
konnte auch mit gutem Ergebnis für thermoplastische Stoffe angewandt
werden. Es wurde nicht nur der Moareeffekt bedeutend gehemmt
und eine gleichmässigere und ruhigere Färbung erreicht; es ist auch eine Vereinfachung der Arbeitsoperationen erzielt
worden, wodurch der wirtschaftliche Aufwand herabgesetzt werden konnte. Von Bedeutung ist auch, dass in gewissen Fällen die Behandlungszeiten
bedeutend reduziert werden konnten.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung durch ein
Ausführungsbeispiel näher erläutert, welche eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens entwickelte Vorrichtung veranschaulicht.
Die Vorrichtung bestellt aus einem Behälter, z.B. einem
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Autoklaven 1, dessen eine Stirnwand als Deckel 2 ausgebildet ist. In der Mitte der Vorrichtung ist eine Hohlsäule e.B« ein
perforierter Zylinder 3 angebracht, auf der das Behandlungsmaterial 4, z.B. Färbzeug aufgewickelt ist. Die Hülse 3 ist an
ihren äusseren Enden so gelagert, dass ein ringförmiger Raum zwischen dem Behandlungsmaterial und der Behälterinnenwand vorhanden
ist. Das dem Deckel 2 abgewandte Ende der Hülse 3 ist
flüssigkeitsdicht an einem Einlassutzen 5 angeschlossen, der über eine Zuführungsleitung 6 mit einer Pumpe 7 mit verhältnismäseig
grosser Leistung in Verbindung steht. Die Löcher des perforierten Zylinders 3 sind so angeordnet, dass diese von dem
Behandlungsmaterial überdeckt werden, im unteren Teil des
Apparates ist ein Ablauf vorgesehen, der an eine zur Pumpe 7 ausmündende Rücklaufleitung 8 angeschlossen ist, die durch
einen Wärmeaustauscher 9 hindürchläuft* Die Flüssigkeit, wird
unter Druck in den Zylinder 3 gepumpt und durchdringtdas Behandlungsmaterial
4, wonach es über die Leitung 8 der Saugseite der Pumpe 7 zurückgeführt wird*
In der Leitung 6 ist auf der Druckseite der Pumpe 7 eine Düse vorgesehen., welche an eine Druckluftleitung 11 angeschlossen
ist und die über einen Manometer 12 und ein Reduzierventil mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden ist. Da
die Düse 10 mit einer sehr kleinen Ausströmungsöffnung versehen ist, erhält die Luft eine sehr hohe Geschwindigkeit (etwa 100 400
m/Sekunde) und verteilt die Luft kegelförmig. Durch das
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Ventil 13 wird ein Druck von etwa 1- 5 atü über dem statischen
Bruok und in dem Autoklaven in der leitung 11 aufrechterhalten.
Die Leistung der Pumpe 7 ist ao gross, dass die in dem Autoklaven befindliche Flüssigkeit 1, 5-2 mal pro Minute umgesetzt wird.
Dem Flüssigkeitsstrom auf der Druckseite der Pumpe 7 wird somit Druckluft in sehr feinverteilter (zerstäubter) Form zugeführt
(die Luftmenge beträgt etwa 0,1 - 10 Liter/Minute bei 20° C und 760 mm Hg, sowie einer Pumpenleistung von etwa 10 000 Liter/
Minute). Die Luft, die dem Flüssigkeitsstrom zugeführt wird, wird durch die Turbulenz der Flüssigkeit gleichmässig verteilt, wobei
die vorhandenen Chemikalien einen emulgierenden Effekt haben. Durch den unterschiedlichen Druck zwischen der zugeführten Luft
unü eier Flüssigkeit sowie aufgrund des Temperaturunterschieds
zwischen Luft und Flüssigkeit, entsteht durch die Ausdehnung des Luftvolumens eine weitere Verteilung der Luftbläschen. Auf
ihrem V/eg durch das Behandlungsmaterial werden die von der Flüssigkeit getragenen Luftbläschen die verschiedenen Materialschichten
wie auch die Fasern, Filamente und Fibrillen voneinander
trennen, so dass der Behandlungsflüssigkeit die Möglichkeit gegeben ist das Material gleichmässig zu beeinflussen, wobei
auch ein Plattdrücken des Materiales vermieden wird und ein eventuelles Krimpen in gewünschtem Ausmass erfolgen.kann. Nachdem
die Luftbläschen laufend durch das Behandlungsmaterial hindurchwandern, müssen der Flüssigkeit kontinuierlich neue Luftbläschen
zugeführt werden, und in dem oberen Teil des Behälters oberhalb des Flüssigkeitsspiegels muss die dort angesammelte Luft
auf zweckmässige Weise evakuiert werden.
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Die Luftevakuierung erfolgt mit Hilfe einer in dem höchsten Teil
des Autoklavens angeordneten Leitung 14» die über eine Zweigleitung 15 an eine als Niveaumesser ausgebildete Glasrohre 16,
die über ein Ventil 1? und eine Leitung 18 mit der Saugleitung 8
der Pumpe 7 kommuniziert, und an ein Erweiterungsgefäss 19 ange schlossen ist, von dem eine Leitung 20 ausgeht, die über einen
Kühler 21 und ein Ventil 22 in den oberen Teil eines offenen Behälters 23 ausmündet. Das Ventil 17 wird nur so viel geöffnet,
dass in der Leitung 18 und dem Glasrohr 17 durch Ejektorwirkung ein Unterdruck entsteht.
Mit Hilfe einer aweiten Pumpe 24 9 deren Saugseite an einen Behälter
23 und deren Druckseite an den Autoklaven 1 angeschlossen ist, wird ein statischer Druck und Kreislauf in diesem aufrechterhalten.
Der statische Druck im Autoklaven wird durch ein Ventil 25 reguliert, das in einer Leitung 26 zwischen dem Behälter
23 und dem tiefsten Teil des Autoklavens angeordnet ist. Der Leitung 26 ist ein Kühler 27 zugeordnet.
Nachstehend sind die Versuchsbedingungen und die Ergebnisse bei einer beispielsweisen Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens
'bei einer Garnfärbung zusammengestellt.
Material "DRALON" (eingetragenes Warenzeichen) 1/20 Ne Earbe;
Orange, Gewicht 406 kg, ·Flüssigkeitsvolumens 4500 Liter,
2 Arbeitsdruck (statischer Druck in der Maschine);- 3,5 kg/cm ,
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Differenzdrucks 0,6 kg/cm2, Luftdruck: 8,5 kg/cm , Düsei
IGiS 1Θ0Θ =· etwa 1200 em* Luft/Minute, Pumpenleistungi 11 000
Liter/Minute.
Die Flüssigkeit wird in einem Vorbereitungsbehälter auf 75° 0 erwärmt und die Farbe mit sämtlichen Chemikalien zugesetzt.
Während der Überführung der Flüssigkeit in den Autoklaven wird der Flüssigkeit Luft in feinverteilter Form zugesetzt;
Zeit
0 Min.Beginn der Überführung der Flüssigkeit vom VorbereitungsbeMlter
zum Autoklaven, Einsatz der Luftinjektion.
2 Min. Aufheizen des Autoklavens
4 Min. Flüssigkeitsüberführung
abgeschlossen
5 Min. Druckpumpe (24) in Be
trieb gesetzt.
10 Min. 13 Hin. 15 Min.
16,5 Min. 19,5 Hin. 22 Hin. 24 Min. 26 Hin.
Temperatur Prozentuale Farb-
menge in der
Flüssigkeit
80'
93« 97C 100c
102c 102c 102c
102c 102u
100
70 60 55 50 35 20
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| Zeit | Min. | Kühlen | Temperatur | Ablassen der Flüssigkeit, Luftzufuhr ab gestellt |
Behänd- |
Prozentuale Farbmenge
in der Flüssigkeit |
| Min. | Ende der lung |
10 | ||||
| 29 | Min. | Spülen | 108° | 5 " - | ||
| 31,5 | Min. | 110° | ||||
| 33 | Min. | 114° | ||||
| 38 | Min. | 114° | ||||
| 43 | Min. | 100° | ||||
| 48 | Min. | 85° | ||||
| 53 | ||||||
| 57 | ||||||
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren werden folgende Vorteile
erzielt:
a. Durch die Einmischung von Luftbläschen wird das Volumen des Behandlungsmasteriales vergrössert, wodurch die Geschwindig-
keit der Flüssigkeit steigt und dadurch die Aufziehgeschwindigkeit
der Farbe.
b. Alternativ und in Abhängigkeit von der Art des Behandlungsmaterials kann die Färbungsgeschwindigkeit,verglichen mit
den bekannten Verfahren, unverändert beibehalten oder etwas erhöht werden, während dagegen die Strömungsgeschwindigkeit
herabgesetzt und damit der Druckfall der Flüssigkeit durch das Material gesenkt wird. Dadurch wird das Volumen und die.
Porösität dee'Materiales günstig beeinflusst, was besonders,
909827/1095 . ...
für texturiertea Material wichtig ist,· da dies normalerweise
teilweise aehsumpit und plattgedsüekt .wird.
c. Das Volumen der Luftbläschen steigt bei der Durchströmung der
Flüssigkeit durch das Behandlungsmaterial proportional zum Druckfall an, wodurch die Farbaufziehgeschwindigkeit erhöht
wird.
d. Die der Behandlungsflüssigkeit zugeführte Luft übt eine bremsende (hemmende) Wirkung auf die Pasern aus, indem die
BehandlungsflUssigkeit aussetzend daran gehindert wird mit dem Material in Berührung zu kommen, wodurch ein ausgleichender
Effekt hervorgerufen.wird mit der Folge einer sehr guten
Parbenegalisierung.
e. Die Luft dient auch als Träger und/oder Transporteur der Parbe in der Flüssigkeit, insbesondere wenn die Farbe oberflächenaktiv
ist. ·
f. Durch das Auflockern des Behandlungsmateriales werden auch
andere Arbeitsstufen bei der Behandlung beeinflusst. Somit konnte die aufgewandte Zeit zum Spülen und Trocknen des
Materiales bedeutend verkürzt werden.
Es ist selbstverständlich, dass das erfindungsgemässe.Verfahren
nicht nur im Zusammenhang mit waagerecht angeordneten Autoklaven anwendbar ist, sondern überall dort eingesetzt werden
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kann, wo Textilmaterial mit Flüssigkeit behandelt wird« Es ist somit beispielsweise nicht notwendig, dass die Flüssigkeit
unter Druck durch das Behandlungsmaterial gepresst wird. Die Erfindung kann vielmehr auch in solchen Fällen Anwendung finden,
in denen das Material transportiert wird und die Behandlungsflüssigkeit mehr oder weniger still steht. Die vorstehenden
numerischen Angaben sind nur als Beispiele zu betrachten und
das oben beschriebene Verfahren ist selbstverständlich nicht auf diese speziellen Werte begrenzt.
Anstatt der BehandlungsflUssigkeit Luft durch eine oder mehrere
Düsen zuzuführen, kann eine ähnliche oder gleiche Wirkung da
durch erreicht werden, dass in der Flüssigkeit eine starke
Turbulenz erzeugt wird oder chemische Substanzen zugegeben werden, die beim Kontakt mit der Flüssigkeit eine gewisse Menge.
Gas entwickeln. Es ist natürlich auch möglich, mehrere der angegebenen
Massnahmen zu kombinieren.
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Claims (6)
1. Verfahren zur Behandlung, beispielsweise Waschen, Bleichen,
Färben u. dgl. von Textilmaterial, synthetischen Stoffen u. dgl. in loser oder aufrollbarer Form, wobei Flüssigkeit
und Luft oder Gas vorzugsweise im geschlossenen Kreislauf durch das Behandlungsmaterial hindurchgeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass der Behandlungsflüssigkeit eine im Verhältnie
zur Flüssigkeitsmenge kleine Menge Luft oder Gas in so zerstäubter bzw. feinverteilter Form einverleibt wird,
dass die dabei gebildeten sehr kleinen Bläschen die Fasern, das Filament oder die Fibrillen dee Behandlungsmateriales
beim Durchdringen der Flüssigkeit durch das Material trennen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Behandlungsflüssigkeit Luft oder Gas unter Druck zugeführt wird, die bzw. das durch mindestens eine Düse unter beträchtlicher
Erhöhung der Luft- oder Gasgeschwindigkeit verteilt bzw. zerstäubt wird, und dass der Luft- oder Gasstrom
in der Nähe einer den Kreislauf der Behandlungsflüssigkeit durch das Behandlungsmaterial aufrechterhaltenden Pumpe so
eingeführt wird, dass eine innige Mischung zwischen den Luftbsw. Gasbläschen und der Flüssigkeit erhalten wird.
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-" 12 -
3. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer innigen
Mischung zwischen dem gasförmigen Medium und der Behändlungsflüssigkeit
letztere in starke Turbulenz versetzt wird.
4. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsflüssigkeit
eine chemische Substanz zugesetzt-wird, die beim Einwirken
der Behandlungsflüssigkeit Gras in Form sehr kleiner Bläschen entwickelt. . ■ " . ■
5. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem
oder mehreren der vorhergehenden Anaprüohe, gekennzeichnet
durch eine Pumpe (7), die einen Kreislauf der Behandlungsflüssigkeit
durch das Behandlungematerial aufrechterhält und durch mindestens eine in einer an die Pumpe angeschlossenen
Leitung (6 bzw. 8) vorgesehene Düse (to), die zur Erzeugung einer grossen Geschwindigkeit des Luft- bzw. Gasstromes
eine kleine Auetrittsöffnung aufweist und die mit einer Druckquelle für das gasförmige Medium in Verbindung steht,
deren Druck etwas grosser ist als der statische Druck in der
an die Pumpe angeschlossenen Leitung.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass
die Düse (,10) die Luft bzw. das Gas kegel- oder fächerförmig
zerstreut.
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