DE2532303A1

DE2532303A1 - Packfaerbeverfahren

Info

Publication number: DE2532303A1
Application number: DE19752532303
Authority: DE
Inventors: Michio Arai; Kiyoshi Higashi; Shinji Tomibe
Original assignee: Nihon Sanmo Dyeing Co Ltd; Kuraray Co Ltd
Current assignee: Nihon Sanmo Dyeing Co Ltd; Kuraray Co Ltd
Priority date: 1974-07-18
Filing date: 1975-07-18
Publication date: 1976-01-29
Also published as: GB1481586A; US3998585A; JPS5111983A

Description

NIPPON SANMO SENSYOKU CO., LTD.

DA-52 94

Pac kf ärbeverfahren

Die Erfindung betrifft ein Packfärbeverfahren, bei dem die
Fasern in einen Einsatzkorb eingepackt werden, der Einsatzkorb in eine Hochtemperatur- und Kochdruck-Packfärbemaschine eingeführt wird und das Färben durch Zirkulieren einer Färbeflotte bewirkt wird.

Die Erfindung betrifft ganz allgemein ein verbessertes Packfärbeverfahren zum Färben von losem Material aus verschiedenartigen Fasern. Insbesondere betrifft die Erfindung ein absatzweise ge-

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führtes Packfärbeverfahren, bei dem ein loses Fasermaterial, das in einen Einsatzkorb eingefüllt oder eingebracht ist, gewaschen und gereinigt und gegebenenfalls heiß gespült wird.

Gemäß einem herkömmlichen Verfahren zum Färben von losem Material wird das lose Material, das aus verschiedenen natürlichen, chemischen und synthetischen Fasern, wie Wolle, Baumwolle und dergleichen bestehen kann, zunächst in einen Einsatzkorb eingebracht, der einen ringförmigen Querschnitt und sowohl an den Innenwänden als auch den Außenwänden eine Vielzahl von öffnungen aufweist, durch die die Flüssigkeit hindurchdringen kann, wonach der Korb in einen Färbekessel einer Hochtemperatur-Hochdruck-Packfärbemaschine eingebracht wird, worauf zum Färben des losen Materials eine Färbeflotte zirkulieren gelassen wird, beispielsweise vom Inneren des Einsatzkorbes nach außen.

Im allgemeinen wird die oben beschriebene Methode zum Färben von losem Material als "Packfärbeverfahren" bezeichnet, bei dem man eine Calle Baut-Färbemaschine oder eine Obermaier-Färbemaschine verwendet.

Dieses Färbeverfahren erfordert nach dem Färben notwendigerweise Nachbehandlungen, wie das Waschen und das Spülen, die durch Aufbringen der Behandlungslösungen durchgeführt werden, nachdem das Faseraggregat, das während des Färbens in dem Korb verdichtet worden ist, aus dem Korb entnommen und anschließend geöffnet bzw. gelockert worden ist. Beispielsweise werden die Behandlungsflüssigkeiten während des Transports der Fasern mit Hilfe eines Förderbandes auf die in dieser Weise geöffneten oder gelockerten Fasern aufgetragen oder die geöffneten, gelockerten oder ausgebreiteten Fasern werden mit Hilfe einer Gabel in das Innere der Behandlungsflüssxgkeit eingeführt.

Demzufolge leidet das herkömmliche Packfärbeverfahren an verschiedenen Nachteilen, wie einer extrem langen Behandlungszeit, großen Vorrichtungen, einem großen Platzbedarf für die Vorrichtungen, komplizierten Arbeitsabläufen, umfangreichem

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Personal und dergleichen. Zusätzlich sind die mit der herkömmlichen Methode gefärbten Fasern auch nicht frei von verschiedenen Nachteilen, wie einer häufig ungleichmäßigen Färbung, einem Vernetzen der Fasern, das die Verspinnbarkeit der Fasern vermindert, Fremdmaterialien, die durch die Verfahrensmaßnahmen in die Fasern eingeführt werden und dergleichen, die insgesamt zu einer Verschlechterung des Endprodukts führen können.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein vereinfachtes absatzweise zu führendes Packfärbeverfahren anzugeben, das es ermöglicht, das Färben, Waschen und Spülen nacheinander durchzuführen, währenddem sich das lose Fasermaterial in einem Einsatzkorb befindet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines absatzweise zu führenden Packfärbesystems, in dem ein loses Fasermaterial in zufriedenstellender Weise gefärbt wird, ohne daß eine ungleichmäßige Anfärbung und ungleichmäßige Behandlung erfolgen und ohne daß Fremdmaterialien eingeführt werden, indem man die Behandlungsflüssigkeiten bei hoher Temperatur und bei hohem Druck durch das lose Fasermaterial, das mit hoher Dichte in einen Einsatzkorb eingefüllt wird, zirkulieren läßt, um in dieser Weise das Färben, Waschen und Spülen zu bewirken.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein wirtschaftliches, absatzweise zu führendes Packfärbesystem anzugeben, das eine Behandlungsapparatur verwendet, die aus einem kleinen, herkömmlichen Färbetank besteht, der in vereinfachter Weise betrieben wird, indem ein loses Fasermaterial, das in einen Einsatzkorb eingefüllt ist, den aufeinanderfolgenden Behandlungen des Färbens, Waschens, Spülens und sogar Trocknens unterzogen wird und wobei das behandelte Faseraggregat in dem Zustand verpackt werden kann, in dem es aus dem Einsatzkorb entnommen wird.

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Erfindungsgeraäß werden die Fasern zunächst in einen Einsatzkorb des Typs, wie er üblicherweise verwendet wird, eingefüllt und anschließend in dem Einsatzkorb in einer Hochtemperatur-Hochdruck-Packfärbemaschine durch Zirkulieren einer Färbeflotte, einer Waschflotte und einer Spülflüssigkeit in regelmäßiger Reihenfolge behandelt. In diesem Fall ist es wesentlich, daß die Fasern mit einer hohen Packungsdichte in den Korb eingefüllt werden.

Wenn die in den Korb eingefüllten oder eingebrachten Fasern im Inneren eines Färbekessels einer Packfärbemaschine mit einer Färbeflotte und dergleichen behandelt werden, sind bei dem herkömmlichen Packfärbeverfahren Packungsdichten der Fasern von 200 g/l im Fall von Polyesterfasern und von 270 g/l für Polyacrylnitrilfasern üblich. Wenn die Packungsdichte der Fasern in dem oben angegebenen Bereich liegt, neigen die Fasern dazu, während der Behandlungen einer Veränderung zu unterliegen, wodurch das Volumen der Faserschicht im Inneren des Korbes vermindert wird, was eine Steigerung der Packungsdichte zur Folge hat, die ihrerseits das Leerraumverhältnis der Faserschicht vermindert, so daß schließlich die Durchlässigkeit der Faserschicht für die Behandlungsflüssigkeiten merklich vermindert wird.

Wenn die Fasern während längerer Zeit in dem gleichen Korb behandelt werden, bildet sich zwischen der Faserschicht und der Innenwandung oder dem Deckel des Korbes ein Spalt oder ein Leerraum. Demzufolge strömen die Behandlungsflüssigkeiten, wie die Färbeflotte, durch den in dieser Weise gebildeten Leerraum oder es wird eine turbulente Strömung aufgebaut, die zur Folge hat, daß die Behandlungsflüssigkeiten das Faseraggregat nicht mehr gleichmäßig durchdringen. Als Ergebnis werden Teile der Fasern in der Nähe des Leerraums durch die Behandlungsflüssigkeiten bewegt, so daß sie sich miteinander verschlingen und verfilzen, was ein gutes Verspinnen der Fasern bei dem sich anschließenden Spinnverfahren stört. *

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Wenn somit die Fasern in diesem Zustand belassen werden und die Behandlungsflüssigkexten, wie die Waschflotte nacheinander zugeführt werden, dringen die Behandlungsflüssigkeiten niemals gleichmäßig durch das Faseraggregat, so daß eine gleichmäßige Behandlung der Fasern verhindert wird, wobei gleichzeitig ein Verschlingen und Verfilzen der Fasern gefördert wird. Es ist daher praktisch unmöglich, die Maßnahmen des Färbens, Waschens, Spülens und Trocknens in einer einzigen Verpackung (Einsatzkorb) durchzuführen.

Gegenstand der Erfindung ist nunmehr ein Packfärbeverfahren, bei dem die Fasern in einen Einsatzkorb eingepackt werden, der Einsatzkorb in eine Hochtemperatur- und Hochdruck-Packfärbemaschine eingeführt wird und das Färben durch Zirkulieren einer Färbeflotte bewirkt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Fasern derart in den Einsatzkorb einfüllt, daß das durch die folgende Formel

a =(

)x 100

in der

P1

⁷ f

die Schüttdichte (g/cm³) der Faserschicht in dem Korb

vor dem Färben,

die Schüttdichte (g/cm³) der Faserschicht in dem Korb

nach dem Färben und Sf die Dichte (g/cm³) der Fasern bedeuten,

wiedergegebene Änderungsverhältnis (a), das das Differenzverhält nis zwischen dem Leerraumverhältnis (£..) der in den Einsatzkorb eingeführten Faserschicht vor dem Färben'und dem Leerraumverhait nis (£₂) der gleichen Faserschicht nach dem Färben darstellt, weniger als 10% beträgt;

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die Färbeflotte unter hohem Druck durch die Faserschicht zirkulieren läßt; und

die Fasern wäscht und spült, indem man eine Waschflüssigkeit und eine Spülflüssigkeit,ebenso wie die Färbeflotte, unter hohem Druck nacheinander durch die in den Einsatzkorb gepackten Fasern zirkulieren läßt.

Erfindungsgemäß ist es daher von wesentlicher Bedeutung, daß die Fasern mit einer hohen Packungsdichte in einen Einsatzkorb eingeführt werden, so daß Änderungsverhältnis (a) zwischen dem Leerraumverhältnis der Faserschicht vor der Färbebehandlung und dem Leerraumverhältnis der Faserschicht nach dem Färben nicht mehr als 10% beträgt. Der hierin verwendete Ausdruck "Leerraumverhältnis" ist ein Faktor, der durch die folgende Formel definiert ist:

in der

£■ ein Leer raumver hai tnis;
Jp eine Packungsschüttdichte (g/cm³) der in einen Korb

eingefüllten Faserschicht; und _Pp die Dichte (g/cm ) der Faser als solcher bedeuten.

Demzufolge kann das oben erwähnte "Änderungsverhältnis (a)" des Leerraumverhältnisses vor und nach dem Färben durch die folgende Formel wiedergegeben werden:

■£i -£2

a = — - χ 100

^1 in der

Ο... das Leerraumverhältnis der Faserschicht vor dem Färben

und

C₂ das Leerraumverhältnis der Faserschicht nach dem Färben bedeuten.

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-ν- 2 b 3 2 3 (13

Weiterhin können die oben erwähnten Packungsdichten J_p1 und J_p2 durch die folgenden Formeln

Ό W_ P W ⁰PI^-V₁' P2 V₂

wiedergegeben werden, in denen

W das Gewicht der in den Einsatzkorb eingefüllten Fasern, V₁ das Schüttvolumen der Faserschicht in dem Einsatzkorb vor

dem Färben und
V₂ das Schüttvolumen der Faserschicht in dein Einsatzkorb nach

dem Färben
bedeuten.

Der Packungszustand der Faserschicht kann auch entweder durch die Packungsdichte oder auch lediglich durch das Leerraumverhältr.is der Faserschicht bestimmt werden. Erf indungsgernäß ist es jedoch von wesentlicher Bedeutung, daß das Änderungsverhältnis der Leerraumverhältnisse der Faserschicht vor und nach der Färbebehandlung stets weniger als 10% betreigen sollte, gleichgültig welche Faserart zu färben ist. Selbst wenn die Packungsdichte der Faserschicht während des anfänglichen Einfüllens in den Korb extrem hoch ist, neigt das Leerrauinverhältnis nach der Färbebehandlung in Abhängigkeit von der Faserart, dem Titer und der Länge der Fasern, den Färbebedingungen und dergleichen dazu, in bemerkenswerter Weise erniedrigt zu v/erden. Wenn das Leerraumverhältnis der Faserschicht nach der Färbebehandlung in drastischer Weise vermindert wird, nimmt das Volumen der Faserschicht im Inneren des Korbes derart ab, daß die anschließenden Behandlungen, wie das Reinigen, Waschen und Spülen bzw. ölen, wie oben bereits angegeben wurde, nicht mehr gleichmäßig durchgeführt werden können.

Von der Anmelderin wurden umfangreiche Untersuchungen zum Auffinden einer Methode zur Lösung der oben erwähnten Probleme durchgeführt, wobei festgestellt wurde, daß die Probleme durch die "Packungsdichte der Fasern" und "das Leerraumverhältnis der

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Faserschicht vor der Färbebehandlung" nicht korrekt und angemessen in den Griff gebracht werden können. Als Ergebnis davon wurde von der Anmelderin erkannt, daß die Probleme vom Standpunkt des "Änderungsverhältnisses der Leerraumverhältnisse der Faserschicht vor und nach der Färbebehandlung" aus anzugehen sind und daß, wenn dieses Änderungsverhältnis in einem Bereich von weniger als 10% gehalten wird, die Faserschicht im Inneren des Einsatzkorbes bei sämtlichen sich anschließenden Behandlungen,ebenso wie während des Zeitraums vor und während der Färbebehandlung, konstant gehalten werden kann, wodurch eine turbulente Strömung der Behandlungsflüssigkeiten verhindert und eine laminare Strömung der Behandlungsflüssigkeiten erreicht wird, die damit gleichmäßig durch die Faserschicht strömen.

Es wurde somit erfindungsgemäß gefunden, daß die Faserschicht in extrem gleichmäßiger Weise behandelt werden kann, wenn das Änderungsverhältnis bei weniger als 10% gehalten wird.

Wenn verschiedene Faserschichten das in der folgenden Tabelle I angegebene Anfangsleerraumverhältnis aufweisen, wird das Änderungsverhältnis der Leerraumverhältnisse vor und nach der Färbebehandlung der Faserschicht im wesentlichen in einem Bereich von weniger als 10% gehalten, wie es in der folgenden Tabelle I wiedergegeben ist,so daß in dieser Weise die Ziele der Erfindung erreicht werden.

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Tabelle I

Fasermaterial

Polyesterfaser
den χ 51 rrm

Polyacrylfaser
den χ 51 mm

Reyon-Stapelfaser

den χ 51 mm

Polyamidfaser

den χ 100-120 mm

Wollfaser

Vinylonfaser

den χ 76 mm

Iieerraumverhältnis

Weniger als 0,75, vorzugsweise 0,70-0,65

Weniger als 0,61, vorzugsweise 0,56-0,47

Weniger als 0,85, vorzugsweise 0,80-0,73

Weniger als 0,65, vorzugsweise 0,65-0,56

Weniger als 0,80, vorzugsweise 0,80-0,70

Weniger als O,75, vorzugsweise 0,75-0,60

Färbebedingungen

Dispers ionsfarbstoffe 130°C, 120 Minuten

Kationische Farbstoffe, 100⁰C, 60 Minuten

Reakt iv-Farbstof f e, 80°C, 110 Minuten

Saure Farbstoffe 100⁰C, 110 Minuten

Basische Farbstoffe 1O0°C, 60 Minuten

Eine solche hohe Faserpackungsdichte kann nicht mit Hilfe einer üblichen Stampfmaschine erreicht werden, sondern erfordert eine angemessene Verdichtung mit Hilfe einer Presse oder ähnlichen Einrichtungen. Der Druck variiert in diesem Fall in Abhängigkeit von der Faserart und der Methode, mit der die Fasern eingefüllt werden, beispielsweise ob sie in trockenem Zustand oder in nassem Zustand eingefüllt werden, beträgt jedoch im allgemeinen etwa 0,56 kg/cm² bis 6,5 kg/cm². Aus diesem Grund muß der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Einsatzkorb im Vergleich zu einem üblichen Einsatzkorb vorzugsweise stabiler sein.

Das oben erwähnte Einfüllen oder Einpacken der Fasern mit hoher Dichte in den Einsatzkorb kann dadurch erfolgen, daß man einen Doppelkasten mit dem gleichen Innendurchmesser und dem gleichen Außendurchmesser wie der Einsatzkorb auf den Einsatzkorb aufbringt, die Fasern in den Kasten und den Einsatzkorb einfüllt und anschließend die Faserschicht von dem Kasten mit hoher Dichte in den Einsatzkorb einpreßt und schließlich den Kasten aus dem Einsatzkorb entfernt. '

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Erfindungsgemäß werden die Fasern mit einer derart hohen Dichte in einen Einsatzkorb eingeführt, dann mit dem Einsatzkorb in einen Behandlungskessel einer Packfärbemaschine eingeführt und dann in der üblichen Reihenfolge den Behandlungen des Färbens, Waschens und Spülens bzw. ölens unterworfen. Erfindungsgemäß können als Behandlungskessel auch jene eingesetzt werden, die bei üblichen Hochdruck-Packfärbemaschinen Anwendung finden. Bevorzugte Beispiele für herkömmliche Packfärbemaschinen sind die Calle Baut-Färbemaschine, die Obermaier-Färbemaschine und dergleichen.

Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Färbebehandlung wird der mit den Fasern beschickte Einsatzkorb in den Färbekessel einer Packfärbemaschine eingebracht. Da in diesem Fall der Widerstand der Faserschicht gegen das Hindurchdringen der Färbeflotte natürlich erhöht ist, muß der Pumpdruck der Förderpumpe für die Färbeflotte entsprechend erhöht werden. In der folgenden Tabelle II sind für verschiedene Fasern die optimalen Verhältnisse zwischen dem Leerraumverhältnis der Faserschicht, dem Pumpendruck (Pumphöhe) und der Flüssigkeitsströmung angegeben.

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	Packungs dichte (g/l) η	- π -	Purnpiruck (m Wasser säule)	7B32303
	300 350	Tabelle II	18 32
Faserart	400 450	Leerraum verhältnis (£)	14 18	Flüssigkeits strömung (ra/Sek · kg)
Reyonstapelfasern 2,0 den χ 51 mm	500 550	O,8O 0,77	20 33	0,25 0,25
Polyesterfasern 2,0 den χ 51 ma	0,70 0,67	0,33 0,33
Acrylfasern 2,0 den χ 51 mn	0,56 0,52	0,25 0,25

Da die Färbeflotte bei dieser Färbebehandlung gleichmäßig durch die Faserschicht strömt, erzielt man ein hohes Maß der Farbstoffabsorption sowie eine gleichmäßige Farbstoffabsorption durch die Fasern. Weiterhin beträgt das Flottenverhältnis etwa die Hälfte des üblichen Verhältnisses, da die Packungsdichte erfindungsgemäß erheblich erhöht ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Färbeverfahren, bei dem ein hoher Pumpendruck (Pumphöhe, m Wassersäule (mAq.)) und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit angewandt werden, ist es möglich, eine Kreiselpumpe zu verwenden, um das Verfahren mit einem höheren Wirkungsgrad durchzuführen.

Nach Beendigung der Färbebehandlung und nachdem die Färbeflüssigkeit erfindungsgemäß aus dem Behandiungskessel abgezogen worden ist, kann in gleicher Weise wie bei der Färbebehandlung mit Hilfe der Farbflottenförderpumpe eine üblicherweise verwendete Waschflüssigkeit oder heißes Wasser unter hohem Druck zugeführt werden, so daß die Faserschicht gewaschen werden kann, indem man die Waschflüssigkeit oder das heiße Wasser durch die in den Einsatzkorb eingebrachte Faserschicht zirkulieren läßt.

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Weiterhin kann die Faserschicht, nachdem die Waschflüssigkeit oder das heiße Wasser aus dem Behandlungskessel abgezogen worden ist, mit einer in großem Umfang verwendeten Spülflüssigkeit behandelt werden, die unter hohem Druck mit Hilfe der Färbeflotten-Förderpumpe und der Strömungsgeschwindigkeit eingeführt wird, die bei dem Färben und Waschen angewandt werden.

Die übliche Methode durch einfaches Erhöhen des Flottenverhältnisses genügt nicht, um die Wirkung der Wasch- und Spülbehandlungen zu erhöhen. Erfindungsgemäß ist es besonders ratsam, zwischen jeder dieser Behandlungen eine Maßnahme zum Abziehen des Wassers und/oder zum Entwässern einzuschalten, mit der jede Behandlungsflüssigkeit unter Druck und ohne abgekühlt zu werden, abgezogen wird, wozu man die Methode des Wasserabziehens mit Hilfe eines Gebläses, eine Zentrifugier-Trennungs-Entwässerungs-Methode oder dergleichen anwenden kann.

Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Wasch- und Spül-Behandlungen ist es ratsam, bei der anschließenden Behandlung eine vorerhitzte Behandlungsflüssigkeit in den Behandlungskessel einzuführen, um eine unnütze Abkühlung der Faserschicht zu vermeiden. Dies verhindert ferner eine Wiederverschmutzung der Fasern durch Abscheidung von Schlamm, der Oligomere enthält, die während der Behandlungen des Färbens, Waschens und dergleichen extrahiert werden.

Wie oben bereits angegeben, können erfindungsgemäß die Behandlungen vom Färben bis zum Spülen in regelmäßiger Reihenfolge unter Anwendung eines einzigen Behandlungskessels durchgeführt werden. Erfindungsgemäß können jedoch auch getrennte Behandlungskessel angewandt werden, beispielsweise einer für die Färbeflotte zur Färbebehandlung einschließlich des Waschens und gewünschtenfalls einen Teil der Waschbehandlungen, während ein anderer Behandlungskessel für die Spülbehandlung einschließlich des anderen Teils der Waschbehandlung, die gegebenenfalls durchgeführt wird, angewandt wird.

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Die Anwendung der zwei Behandlungskessel führt zu einer gesteigerten Wirksamkeit der Behandlungen. Dies beruht überwiegend darauf, daß die Zeit zur Durchführung der Färbebehandlung im Vergleich zu der Spülbehandlung wesentlich länger ist und das Reinigen der Färbemaschine einen extra Waschvorgang mit warmem Wasser notwendig macht, was eine Einschränkung der Nutzbarkeit des Behandlungskessels zur Folge hat. Wenn in ähnlicher Weise eine Reihe von Fasern wiederholt in der gleichen Farbe angefärbt wird, ist es bevorzugt, bei der Spülbehandlung einen von dem Färbekessel unabhängigen Behandlungskessel anzuwenden.

Erfindungsgemäß kann die Faserschicht nach jeder Behandlung getrocknet werden, wozu die Fasern in dem gepackten Zustand in dem Einsatzkorb verbleiben. In diesem Fall sind für das Trocknen notwendigerweise höhere Gebläseförderlexstungen und Gebläsedrücke notwendig. Faserschichten,die unter Anwendung der Packungsdichten, die in den oben angegebenen Tabellen I und II angegeben sind, in den Einsatzkorb eingefüllt sind, können in den im folgenden angegebenen Mengen gleichmäßig getrocknet werden, indem man heiße Luft während 30 bis 50 Minuten unter Anwendung der folgenden Bedingungen in den Behandlungskasten einbläst:

Luftdruck 618 bis 735 mm Hg

Luftströmungsgeschwindig-

keit 70 bis 100 m³/Min

Temperatur 80⁰C bis 90⁰C

Polyesterfasern 400 kg

Polyacrylfasern 500 kg

Reyonstapelfasern 300 kg

Es versteht sich, daß das Trocknen auch in üblicher Weise nach der Entnahme der Faserschicht aus dem Einsatzkorb mit Hilfe eines Saugtrommeltrockners oder ähnlichen Einrichtungen erfolgen kann. Wenn das Trocknen erfolgt, währenddem die Faserschicht in gepacktem Zustand in dem Korb vorliegt, ergibt sich der Vorteil, daß die

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Faserschicht nach dem Trocknen (wo sie die Form eines Rings oder eines Torus hat) ohne weiteres zerkleinert und verpackt werden kann.

Erfindungsgemäß können die Fasern, währenddem sie in den Korb eingepackt sind, den Färbe-, Wasch- und Spülbehandlungen in der üblichen Reihenfolge unterzogen werden. Demzufolge können die Verfahrensmaßnahmen erfindungsgemäß in erheblichem Umfang vereinfacht und rationalisiert werden, so daß sich Herstellungskosten einsparen lassen, die bei den herkömmlichen Verfahren notwendig sind. Weiterhin können nicht nur das Flottenverhältnis, sondern auch die Menge des zum Färben erforderlichen Wassers als auch die Menge des abgelassenen Wassers erheblich vermindert werden.

Da die Behandlungsflüssigkexten gleichmäßig durch die Faserschicht strömen, ist die Behandlungswirkung gleichmäßig, was zur Folge hat, daß das Auftreten einer ungleichmäßigen Färbung wesentlich vermindert wird. Weiterhin wird das gegenseite Verfilzen der .Fasern in der Faserschicht nach jeder der Behandlungen in starkem Umfang eingeschränkt, so daß die gefärbten Fasern zum Zeitpunkt des Verspinnens ohne weiteres ausgebreitet bzw. geöffnet werden können, so daß das Auftreten von Noppen und Platten bzw. Fehlern bei den versponnenen Garnen vermindert wird.

Selbst im Fall von potentiell kräuselfähigen Fasern, wie Verbundfasern, erfolgt während der Färbebehandlung kein Kräuseln der Fasern, da die Faser unter Aufrechterhaltung konstanter Bedingungen behandelt wird. Demzufolge ist die Verspinnbarkeit der Fasern nach den Behandlungen wesentlich verbessert.

Es ist festzuhalten, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch auf das Färben von Stapelfasern (Rohfasern), Faserbändern, Wergen und Kammzügen aus verschiedenen Fasern, einschließlich natürlichen Fasern, chemischen Fasern und synthetischen Fasern, angewandt werden kann.

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Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Man beschickt einen Einsatzkorb mit einem inneren Durchmesser von 600 mm und einem äußeren Durchmesser von 1010 mm unter Anwendung von Druck mit Hilfe einer Stampfmaschine mit 2OO kg einer Polyesterfaser (2,0 den χ 51 mm), preßt die Fasern unter Verwendung einer Presse bei einem Druck von 2,8 kg/cm² auf ein Leerraumverhältnis von 0,70 (Packungsdichte 400 g/l) zusammen und führt sie dann in eine Hochtemperatur-Hochdruck-Packfärbemaschine (Hisaka Works Ltd.Japan) ein, um das Färben zu bewirken, indem man die im folgenden angegebene Färbeflüssigkeit während 40 Minuten mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,33 1/Sek · kg mit Hilfe einer Pumpe zuführt, die mit einem Pumpendruck von 10 m Wassersäule betrieben wird,

C.I.Disperse Blue 108 (Kayalon polyester

sapphire Blue GFGLE) 2,7% (bezogen auf

das Fasergewicht)

C.I.Disperse Blue 113 (Diamix Blue BGFS 2,16% (bezogen auf

das Fasergewicht)

Essigsäure (80%) 1,0 cm³/l

Temperatur der Flotte 130⁰C

Nach der Durchführung des Färbevorgangs wird die Färbeflotte schnell bei einer Temperatur von 120°C bis 130°C abgezogen.

Das Leerraumverhältnis nach dem Färben beträgt 0,69 (Packungsdichte = 429 g/l) und in dem Korb ergibt sich ein Änderungsverhältnis des Leerraumverhältnisses der Faserschicht von 1,5%.

Nachdem die Flüssigkeit abgezogen worden ist, wird eine alkalische reduzierende Reinigungsflotte, die aus 2,O cm³/1 Natriumhydroxid (71,4 Tw, 32,5%), 2,0 cm³/1 eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels (Amiradine der Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., Japan) und 2,0 g/l Hydrosulfit besteht und eine

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Temperatur von 8O⁰C aufweist, mit Hilfe der erwähnten Pumpe eingeführt, wonach die Behandlung während 15 Minuten bei 8O⁰C durchgeführt wird, indem man diese Flüssigkeit im Kreislauf strömen läßt. Die Flüssigkeit wird dann schnell abgezogen. Dann wird unter Verwendung der genannten Pumpe zuvor hergestelltes, auf 8O⁰C gehaltenes heißes Wasser in den Färbekessel eingeführt, und die Behandlung wird während 5 Minuten bei 8O⁰C durchgeführt, indem man das Wasser im Kreislauf strömen läßt. Dann wird das Wasser abgezogen und das Waschen mit heißem Wasser während 5 Minuten bei 8O⁰C wiederholt. Schließlich werden die Fasern in dem Korb während 15 Minuten unter Verwendung eines bei 4O°C gehaltenen Spülmittels der folgenden Zusammensetzung behandelt:

Nichtionisches Spülmittel (KY-207 der

Yoshimura Yukagaku Co., Ltd., Japan) 3,8 g/l.

Schließlich wird der Korb in eine Entwässerungszentrifuge überführt. Nach dem Entwässern wird die Faserschicht aus dem Korb entnommen und unter Verwendung eines Trommeltrockners getrocknet. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Verfahren zum Färben von losem Material werden die folgenden Effekte erzielt:

Praktisch keine Veränderung der Faserschicht während des Färbens,

praktisch keine Verschiebung der Fasern während des Färbens,

praktisch keine Entwicklung von Färbeflecken,

es wird nur die Hälfte der Wassermenge angewandt und verbraucht,

die Farbstoffmenge kann um 30% vermindert werden,

die Verspinnbarkeit ist im Vergleich zu den herkömmlichen Färbeverfahren deutlich verbessert.

Wenn man die gleichen Polyesterfasern mit einem Leerraumverhältnis von 0,86 (Packungsdichte = 200 g/l) in den Einsatzkorb einführt und in gleicher Weise behandelt, so zeigt sich nach dem Färben ein Leerraumverhältnis von 0,70 (Packungsdichte = 400 g/D und ein Änderungsverhältnis des Leerraumverhältnisses von 18. Die Ergebnisse dieser Färbung sind, daß der mittlere Teil der

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Faserschicht eine etwas dichtere Färbung zeigt, daß ein Verschlingen oder Verfilzen der Fasern erfolgt, was im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Verfahren beim Verspinnen der Fasern ein schlechteres öffnen oder Ausbreiten der Fasern zur Folge hat, und mehr Fehler und Noppen bei dem versponnenen Garn verursacht.

Beispiel 2

Man beschickt einen Einsatzkorb mit einem inneren Durchmesser von 600 mm und einem äußeren Durchmesser von 1010 mm unter Anwendung von Druck mit Hilfe einer Stampfmaschine mit 150 kg Reyon-Stapelfasern (2,0 den χ 51 mm), verdichtet die Fasern unter Verwendung einer Presse bei einem Druck von 1,1 ^k9/cm² auf ein Leerraumverhältnxs von 0,80 (Packungsdichte = 300 g/l) und führt den Einsatzkorb dann in eine Hochtemperatur-Hochdruck-Packfärbemaschine ein,in der das Färben während 40 Minuten erfolgt, indem man die im folgenden angegebene Färbeflotte mit Hilfe einer Pumpe, die bei einem Pumpendruck von 11m Wasser säule betrieben wird, mit einer Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeit von 0,25 l/Sek-kg zuführt.

C.I.Reactive Blue 19 brilliant Blue R)

C.I.Reactive Blue 21 Turquoise Blue G)

C.I.Reactive Black 5 Black B)

C,I.Reactive Red 21 brilliant Red 2B) Mirabilite
Wasserfreie Soda Temperatur der Flotte

(Diamira

(Diamira (Diamira (Diamira

3,5% (bezogen auf das Fasergewicht)

0,53% (bezogen auf das Fasergewicht

0,11% (bezogen auf das Fasergewicht)

0,03%( bezogen auf das Fasergewicht) 90 g/l
20 g/l
60°C.

Nach dem Durchführen des Färbevorgangs wird die Färbeflotte schnell abgezogen. /

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Das Leerraumverhältnis nach dem Färben beträgt 0,79 (Packungsdichte = 31O g/1) und es ergibt sich ein Änderungsverhältnis des Leerraumverhältnisses von 1,25%.

Dann wird zuvor vorbereitetes heißes Wasser mit einer Temperatur von 80⁰C in den Färbekessel eingeführt, um eine Behandlung während 5 Minuten bei dieser Temperatur zu bewirken, wonach das heißte Wasser abgezogen wird. Dann wird bei 80⁰C gehaltenes heißes Wasser, das 1,0 g/l eines anionischen oberflächenaktiven Mittels (Sevlan Nr. 120, Shichifuku Kagaku Co. ,Ltd., Japan) enthält, in den Einsatzkorb eingeführt, um durch Zirkulieren der Flüssigkeit eine Behandlung während 10 Minuten bei 80⁰C zu bewirken, wonach die Behandlungsflüssigkeit abgezogen wird. Der Einsatzkorb wird dann entnommen und in eine Entwässerungszentrifuge überführt, um während 5 Minuten eine Entwässerung zu bewirken. Dann wird der Korb in eine Spüleinrichtung (Hochtemperatur-Hochdruck-Packfärbemaschine des gleichen Typs) eingebracht und mit dem zuvor auf 80°C erhitzten heißen Wasser während 5 Minuten durch Zirkulieren der Flüssigkeit behandelt. Die Fasern werden dann während 15 Minuten bei 40°C mit 9 g/l eines anionischen Spülmittels (Honol As von der Takemoto Yushi Co., Japan)behandelt. Schließlich wird der Einsatzkorb in eine Entwässerungszentrifuge überführt. Nach der Entwässerung wird die Faserschicht aus dem Korb entnommen und unter Verwendung eines Saugtroruneltrockners getrocknet. Die Faser ist gleichmäßig angefärbt und zeigt im Vergleich zu einem in herkömmlicher Weise lose gefärbten Material die folgenden Eigenschaften:

Es wird etwa die Hälfte Menge Wasser verwendet und verbraucht,

die Kosten für Farbstoffe, Behandlungsmittel und Hilfsstoffe liegen um 30% bis 40% niedriger und

die Verspinnbarkeit ist erheblich verbessert.

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Beispiel 3

Man beschickt einen Einsatzkorb mit einem inneren Durchmesser von 600 mm und einem äußeren Durchmesser von 1010 mm unter Anwendung einer Stampfmaschine und einer Presse mit 250 kg 'Polyacrylfasern (2,0 den χ 51 mm) mit den in der folgenden Tabelle III angegebenen Leerraumverhältnissen. Der Korb wird dann in eine Hochtemperatur-Hochdruck-Packfärbemaschine eingebracht, in der das Färben während 40 Minuten durch Zuführen der im folgenden angegebenen Färbeflotte mit einer Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeit von 0,25 1/Sek'kg mit Hilfe einer Pumpe erfolgt, die bei einem Pumpendruck (Pumphöhe) von 15m Wassersäule betrieben wird.

C.I.Basic Yellow 51 (Diacryl 0,1% (bezogen auf das Yellow 3GN) Fasergewicht)

C.I.Basic Blue 41 (Maxiion 1,5% (bezogen auf das Blue GRL) Fasergewicht)

C.I.Basic Blue 3 (Maxiion 1,5% (bezoqen auf das Blue 5G) Fasergewicht)

Essigsäure (80%) 1 m³/1

Flottentemperatur 100⁰C.

Nach dem Färben wird die Färbeflotte schnell abgezogen. Dann wird unmittelbar anschließend zuvor vorbereitetes heißes Wasser, das bei einer Temperatur von 80⁰C gehalten wird, in den Färbekessel eingeführt, um das Waschen während 5 Minuten bei dieser Temperatur zu bewirken, wonach das Wasser schnell abgezogen wird. Der Korb wird dann in eine Spülvorrichtung des gleichen Typs wie die Färbemaschine eingeführt und während 15 Minuten bei 50⁰C unter Verwendung von 100 g/l eines kationischen Spülmittels (Saphanol SAK-14 der Sanyo Kasei Co., Japan) gespült. Schließlich wird der Einsatzkorb in eine Entwässerungszentrifuge überführt. Nach dem Entwässern wird die Faserschicht aus dem Einsatzkorb entnommen und unter Verwendung eines Trommeltrockners getrocknet.

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In der folgenden Tabelle i¥-sind die Leerraumverhältnisse vor dem Färben, das Änderungsverhältnis des Leerraums nach dem Färben, der Färbezustand und die Verspinnbarkeit angegeben. Die Ergebnisse verdeutlichen, daß Fasern mit einem Leerraumverhältnis vor dem Färben von 0,82 und 0,74 nicht gleichmäßig behandelt werden können, teilweise oder vollständig ungleichmäßig angefärbt sind und eine gesteigerte Verfilzung der Fasern zeigen, was zu einer wesentlichen Verschlechterung der Verspinnbarkeit führt. Die erfindungsgemäß behandelten Fasern sind gleichmäßig behandelt und stellen keine Probleme in Bezug auf Färbeflecken und die Verspinnbarkeit.

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Tabelle, SV

Ansatz Leerraumverhältnis Änderung des Leerraumvor dem Färben Verhältnisses nach dem

. . Färben Ungleichmäßige Färbung Verspinnbarkeit

CO
CO
OO

0,82

0,74

0,65

4 (Erfindung) 0/61

5 (Erfindung) 0,56

6 (Erfindung) 0,51

31,7%	viele Flecken	in sehr großem Ausmaß nicht verspinnbar	I
24,3%	viele Flecken	in sehr großem Ausmaß nicht verspinnbar	I to
13,9%	teilweise Flecken	teilweise nicht ver spinnbar	I
9,2%	keine Flecken	keine nicht-verspinn baren Anteile
1,8%	keine Flecken	keine nicht-verspinn baren Anteile
0	keine Flecken	keine nicht-verspinn baren Anteile

Beispiel 4

Man beschickt einen Einsatzkorb mit einem inneren Durchmesser von 6OO mm und einem äußeren Durchmesser von 1010 mm unter Anwendung von Druck mit Hilfe einer Stampfmaschine mit 2 50 kg Polyacrylnitrilfasern (2,0 den χ 51 mm), verdichtet die Fasern unter Verwendung einer Presse und unter Anwendung eines Druckes von 0,65 kg/cm² auf ein Leerraumverhältnis von 0,56 (Packungsdichte = 500 g/l) und führt den Einsatzkorb in eine Hochtemperatur-Hochdruck-Packfärbemaschine ein, in der das Färben während 40 Minuten erfolgt, indem man die im folgenden angegebene Färbeflotte mit einer Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeit von 0,25 1/Sek'kg mit Hilfe einer Pumpe zuführt, die mit einem Pumpendruck (Pumphöhe) von 16m Wassersäule betrieben wird.

Roter basischer Farbstoff 3,8% (bezogen auf das

(Diacryl Red MGL der Mitsubishi Fasergewicht) Kasei Co., Ltd.)

C.I.Basic Yellow 51 (Diacryl O,208% (bezogen auf das Yellow 3GN) Fasergewicht)

C.I.Basic Blue 41 (Maxiion Blue O,O8% (bezogen auf das GRL) Fasergewicht)

C.I.Basic Red 36 (Cathilon 1Q,0% (bezogen auf das

Brilliant Pink BH) Fasergewicht)

Essigsäure (80%) 1 ,O g/l

Flottentemperatur 1OO°C

Nach dem Färben wird die Färbeflotte schnell abgezogen. Unmittelbar anschließend wird zuvor hergestelltes, auf 80°C gehaltenes heißes Wasser in die Färbeeinrichtung eingeführt, um das Waschen während 5 Minuten zu bewirken, wonach das heiße Wasser schnell abgezogen wird. Dann wird der Korb in eine Spüleinrichtung des gleichen Typs wie die Färbeeinrichtung überführt, in der Luft mit einem Winddruck von 5000 mm Wassersäule und einer Fördergeschwindigkeit von 28 m³ /Min von außen nach innen durch den Korb und die Faserschicht geblasen wird, um eine Gebläsetrocknung zu bewirken. Dann wird während 5 Minuten eine Behandlung mit auf 80⁰C gehaltenem heißen Wasser bewirkt, wonach das Wasser abgezogen wird. Dann wird während 5 Minuten eine Gebläsetrocknung in der oben

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beschriebenen Weise bewirkt. Anschließend behandelt man die Fasern während 15 Minuten bei 5O°C mit TOO g/l eines kationischen Spülmittels (Saphanol AW-300 von der Sanyo Kasei Co., Japan). Schließlich wird der Einsatzkorb in eine Entwässerungszentrifuge und dann in eine Hochtemperatur-Hochdruci'-Packtrocknungsvorrichtung überführt, in der die Faserschicht getrocknet wird, indem man auf 8O⁰C erhitzte Luft mit einem Druck von 550 mmHg und mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 6O m³/Min während 40 Minuten von innen nach außen und während 10 Minuten von außen nach innen strömen läßt. Die Fasern sind gleichmäßig· angefärbt und man erhält eine gleichmäßig getrocknete Faserschicht, die direkt verpackt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

( 1ΛPackfärbeverfahren, bei dem die Fasern in einen Einsatzkorb eingepackt werden, der Einsatzkorb in eine Hochtemperatur- und Hochdruck-Packfärbemaschine eingeführt wird und das Färben durch Zirkulieren einer Färbeflotte bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fasern derart in den Einsatzkorb einfüllt, das das durch die folgende Formel

£ 1 - i? a = ( ) χ 100

in der

C₂ ⁼

die Schüttdichte (g/cm³) der Faserschicht in dem Korb vor dem Färben,

die Schüttdichte (g/cm³) der Faserschicht in dem Korb nach dem Färben und

J_f die Dichte (g/cm³) der Fasern

bedeuten,

wiedergegebene Änderungsverhältnis (a), das das Differenzverhältnis zwischen dem Leerraumverhältnis (^₁) der in den Einsatzkorb eingeführten Faserschicht vor dem Färben und dem Leerraumverhältnis ( &,) der gleichen Faserschicht nach dem Färben darstellt, weniger als 10% beträgt; die Färbeflotte unter hohem Druck durch die Faserschicht zirkulieren läßt; und

die Fasern wäscht und spült, indem man eine Waschflüssigkeit und eine Spülflüssigkeit, ebenso wie die Färbeflotte, unter hohem Druck nacheinander durch die in den Einsatzkorb gepackten Fasern zirkulieren läßt.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen der Faserschicht nach dem Spülen in der Weise erfolgt, daß die in den Einsatzkorb gepackten Fasern getrocknet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennz eichnet, daß das Waschen mit heißem Wasser zum Teil und das Spülen der Fasern in einer getrennten Behandlungsvorrichtung des gleichen Typs wie der Färbemaschine erfolgen, in der das Färben und Waschen durchgeführt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennz eichnet, daß nach jedem Färbe-, Wasch- und Spül-Vorgang die Behandlungsflüssigkeit in ausreichender Weise abgezogen und/oder ein Entwässerungsvorgang durchgeführt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennz e ichnet, daß ein loses Material aus Stapelfasern gefärbt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein loses Material aus Polyesterstapelfasern derart in den Einsatzkorb eingepackt wird, daß das Leerraumverhältnis £. 0,65 bis 0,75 beträgt und jede Behandlung unter Anwendung eines Pumpendrucks (Pumphöhe)von 10 m Wassersäule oder mehr durchgeführt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein loses Material aus Reyon-Stapelfasern derart in den Einsatzkorb eingeführt wird,

_ ?3 »sr daß das Leerraumverhältnis £.. 0,44«· bis 0,*4 beträgt und jede Behandlung mit einem Pumpendruck (Pumphöhe) von 15m Wassersäule oder mehr durchgeführt wird. /

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8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4_f dadurch gekennzeichnet, daß ein loses Material aus PoIyacrylnitril-Stapelfasern derart in den Einsatzkorb eingeführt wird, daß sich ein Leerraumverhältnis c. von 0,5* bis 0,-6-5 ergibt und jede Behandlung unter Anwendung eines Pumpendruckes (Pumphöhe) von 15m Wassersäule oder mehr durchgeführt wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein loses Material aus Polyamid-Stapelfasern derart in den Einsatzkorb eingeführt wird, daß sich ein Leerraumverhältnis L· von 0,56 bis 0,65 ergibt.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennz eichnet, daß ein loses Material aus Wolle derart in den Einsatzkorb eingebracht wird, daß das Leerraumverhältnis c* 0,7 bis 0,8 beträgt.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennz eichnet, daß ein loses Material aus Polyvinylalkohol-Stapelfasern derart in den Einsatzkorb eingebracht wird, daß sich ein Leerraumverhältnis C. von 0,60 bis 0,75 ergibt.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführen der Fasern in den Einsatzkorb dadurch erfolgt, daß man einen Doppelkasten mit dem gleichen Innendurchmesser und dem gleichen Außendurchmesser wie sie der Einsatzkorb aufweist auf den Einsatzkorb aufbringt, die Fasern in den Kasten und in den Einsatzkorb einbringt und anschließend die Faserschicht von dem Kasten in den Einsatzkorb einpreßt und schließlich den Kasten von dem Einsatzkorb abnimmt.

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13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die behandelte Faserschicht in dem Zustand, in dem sie aus dem Einsatzkorb entnommen wird, nach dem Trocknen zerkleinert und verpackt wird.

tM/th

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