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Titel der BrfinduDS
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Verfahren und Anlage zum Präparieren, insbesondere zum Schlichten
von Fäden.
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Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Anlage zum Präparieren, insbesondere zum Schlichten von Fäden, die vorzugsweise
aus synthetischen Faserstoffen bestehen oder solche anteilig besitzen, zum Zwecke
der Verbesserung der Fadenverarbeitungseigenschaften.
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Oharakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt,
Fäden, insbesondere solche aus synthetischen 'Faserstoffen, mit speziellen Schlichtemitteln
aus wässriger Lösung,. zum Beispiel mit teilverseiften Polyvinylalkoholen, Polyacrylat-Copolymeren,
Polyvinylasetat-Gopolymeren oder Styrol-Maleinsäure-Derivaten, zu schlichten, da
die billigelen klassischen Schlichtemittel, wie Stärke, Stärke- und Zellulosederivate
oder Leime auf Eiweißbasis sich im allgemeinen nicht für synthetische Faserstoffe
eignen infolge ihrer geringen Haftung auf diesen Faserstoffen. Als Schlichtemittel
werden auch spezielle Polymerdispersionen, wie Polyvinylidencblorid-Dispersionen,
verwendet, die sich jedoch bei der Textilveredlung nicht durch den üblichen Waschprozeß,
sondern nur durch eine Reinigung in organischen Lösungsmitteln wieder aus den Textilien
entfernen lassen.
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Fäden aus synthetischen Faserstoffen werden aber auch mit was erfreien
Schmelzen, zum Bei£piel mit geschmolzenen Pol äthylenoxiden, oder mit Hilfe von
in organischen Lösungsmitteln gelösten synthetischen hochpolymeren Substanzen, wie
etwa mit Polystyrol, geschlichtet. Während sich die Polyäthylenoxide wahlweise durch
eine wäßrige Textilveredlung oder durch eine Lösungsmittelveredlung wieder aus den
Textilien entfernen lassen, ist für die Entfernung der Polystyrole aus den Textilien
eine Reinigung in organischen Lösungsmitteln erforderlich.
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Die Applikation der genannten Schlichtemittel auf die Fäden erfolgt
nach bekannten Verfahren entweder aus einer wäßrigen Lösung nach dem Naßschlichtverfahren,
aus der Schmelze nach.
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dem Trockenschlichtverfahren oder aus einer Lösung in organischen
Lösungsmittelp nach dem Lösungsmittelschlichtverfahren. Für jedes Schlichtverfahren
werden geeignete Applikationseinrichtungen, wie die bekannten Naß-, mrocken- oder
Lösungsmittelschlichtmaschinen, verwendet.
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Die genannten Schlichtemittel und Schlichtverfahren besitzen den gemeinsamen
Nachteil, daß sich mit ihnen vielfach keine, für eine gute Verarbeitbarkeit der
Fäden ausreichende Adhäsion der Schlichtemitelauflage auf den Fäden, die vorzugsweis
aus synthetischen Faserstoffen bestehen oder solche anteilig besitzen, erreichen
läßt. Das betrifft insbesondere die billigen Schlichtemittel aus natürlichen oder
modifizierten Polymeren, wie Stärke, Stärke- und Zellulose-Derivate oder Leime auf
Biweißbasis. Mit diesen Schlichtemitteln sind bei Fäden, die vorzugsweise aus synthetischen
Faserstoffen bestehen oder solche anteilig besitzen, weder ein ausreichender Fadenschluß,
noch ein wirkungsvoller Fadenschutz zu erreichen. Bei der Verarbeitung derart geschlichteter
Fäden entsteht störender Abrieb.
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Diese Fäden müssen deshalb mit Spezialschlichtemitteln auf de Basis
der eingangs erwähnten Produktklassen aus synthetisce n Hochpolymeren behandelt
werden, deren Applikation auf die Fäden und deren Wipderentfernung aus den Textilien
oft aufwendig sind und die die Abwässer der '2extilveredlungsbetriebe überaus belasten,
da derartige Schlichtemittel im Gegensatz zu solchen aus natürlichen Polymeren,
einschließlich deren Derivate, nicht oder nur mit Hilfe spezieller Aufbereitungsmethoden
abgebaut werden können.
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Bine Haftvermittlung kann beispielsweise durch Veränderung der Polymeroberfläche
mit Hilfe einer kurzzeitigen Beflammung oder auch durch die Einwirkung aggressiver
Stoffe, wie Halogene bzw. heißer Oxydationsmittel, wie Chromsäuren, erzwungen werden.
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Beim Beflammen bereitet die Regelung der Temperatur, der Zusammensetzung
des Gas-Luftgemisches und die Anpassung an unterschiedliche Durchlaufgeschwindigke
iten beträchtliche Schwierigkeiten.
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Beim chemischen Behandlungsverfahren muß das Substrat eine Reihe von
Bädern durchlaufen. Dies ist mit hohem Kostenaufwand und Beeinträchtigung der Volumeneigenschaften
der Fäden verbunden.
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Bekannt ist gleichfalls die Behandlung von Faserstoffen in Gasentladungen
zum Zwecke der Verbesserung ihrer textilphysikalischen Eigenschaften. So ist in
der US-Patentschrift 2881470 bereits die Ausnutzung elektrisch geladener Partikel
einer Entladung zur Verbesserung der adhäsiven Eigenschaften von Polymeroberflächen
beschrieben worden. Auch die Ausnutzung unterschiedlich erzeugter Plasmen (Glimmentladung,
Koronaentladung) zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von Polymeren in
Form von Fasern oder Flächengebilden ist im Prinzip schon bekannt.
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Mittels einer durch ionisierende Strahlung erzeugte ionisierte Gasatmosphäre
(unselbständige Entladung) sollen gemäß DIrPS 100 761 Fasern, Faserbänder und textile
Flächengebilde in ihren physikalischen Eigenschaften, wie Reiß- und Scheuerfestigkeit,
Krumpfung und Formbeständigkeit, verbessert werden.
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Die gleichen Eigenschaftsverbesserungen sollen nach der DI,PS 101
929 und der DD-OS 2 361 348 durch einpolige Hochfrequenz-Rackelentladungen oder
elektrodenlose HochSrequenz-oder Mikrowellenentladung erzielt werden. Auch gemäß
Dl-PS 122 692 werden einpolige oder elektrodenlose Entladungen zur Erzielung von
Modifizierungseffekten an textilen Substraten benutzt. Unter "elektrodenlos" ist
zu verstehen, daß sich spannungsführende Teile nicht im Vakuum oder Behandlungsraum
befinden.
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Der Einsatz von Gasentladungen bei Fasern, Faserbändern und textilen
Flächengebilden beschränkte sich somit bisher auf die Erzielung verbesserter physikalischer
Eigenschaften an den behandelten Produkten. Dabei ist zu bemerken, daß teilweise
ungeeignete Entladungen angewendet wurden.
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Unselbständige, Packel- und elekürodenlose Entladtingen sind zum Beispiel
keine geeigneten Mittel zur Erzeugung großflächig homogener Niederdruckplasmen ziir
kontinuierlichen Behandlung von Flächengebilden bei geringem Aufwand. Hierfür müssen
vielmehr abgeschirmte, gekühlte Flächenelektroden, wie sie zum Beispiel gemaß Dl-PS
125 794 vorgeschlagen worden sind, benutzt werden.
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Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der vorstehend
genannten Mängel bei der Verarbeitung geschlichteter Fäden, die vorzugsweise aus
synthetischen Faserstoffen bestehen oder solche anteilig besitzen. Außerdem soll
die Verwendbarkeit billiger, nach der Veredlung leicht abbaubarer Schlichtemittel,
beispielsweise auf Stärke-, ellulose- oder Biweißbasis, und damit ein wirtschaftlicherer
Einsatz der Schlichte~ mittel erreicht werden.
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Darlegung; des' Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, die bisher nachteilige mangelhafte Adhäsion von Schlichtemitteln auf Fäden,
die vorzugsweise aus synthetischen Faserstoffen bestehen oder solche anteilig besitzen,
zu beseitigen, und in Verbindung damit durch bessere Adhäsionsmöglichkeiten auch
billigere, bei der Abwasserreinigung nach der Veredlung blologsch leichter abbaubare
Schlichtemittel, wie Stärke, Stärke- und Zellulose-Derivate oder Leim auf Eiweißbasis,
zum schlichten von Fäden verwenden zu können, ohne Nachteile bei der Verarbeitung
der geschlichteten Fäden, beispielsweise durch mangelhaften Fadenschluß, ungenügenden
Fadenschutz oder störenden Abrieb zu verursachen0 Bei den Fäden kann es sich um
Garne, Seiden, Zwirne udgl.
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handeln.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Faden, die vorzugsweise
aus synthetischen Faserstoffen bestehen oder solche anteilig besitzen, in Form einer
Kette (warp) oder Fadenschar vorzugsweise unmittelbar vor dem Auf trag der Präparation,
Schlichte oder dgl. auf die Fäden mittels bekannter Auf tragsorgane, kurzzeitig
einer auf elektrischem Wege herbeigeführten Gasentladung kontinuierlich ausgesetzt;
werden.
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Die Gasentladung erfolgt als Wiederdruckgasentladung oder als Koronaentladung.
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Bei Anwendung einer Niederdruckgasentladung wird in einem Druckbereich
von 1 - 100 Pascal mit einer Beistungsdichte von 0,5 W/cm2 und in einem Verweilzeitbereich
von 2 - 8 s gearbeitet.
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Die Wiederdruckgasentladung wird in einer Gasatmosphäre durchgeführt,
wobei als Arbeitsgas Luft, Sauerstoff oder ein Gemisch aus Sauerstoff mit einem
anderen Gas verwendet wird. Es ist jedoch auch ein Arbeitsgas geeignet, das in der
Entladung in sekundärer Reaktion Sauerstoff bildet oder aus dem Substrat infolge
der Vorgänge in der Gasatmosphäre frei wird.
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Die Behandlung der Fäden vor dem Präparieren, insbesondere vor dem
Schlichten mittels einer Koronaentladung erfolgt bei Atmosphärendruck mit einem
Stromdiohtebereich von 2 - 8rA/cm2 und in einem Verweilzeitbereich von 2 - 8 s.
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I Bei der Koronaentladung wird als Arbeitsgas voitzugsweise Luft
verwendet.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß durch
die Einwirkung der auf elektrischem Wege herbeigeführten Gasentladung eine verbesserte
Adhäsion von Schlichte mitteln auf Fäden, die vorzugsweise aus sgnthetischen Faserstoffen
bestehen oder solche anteilig besitzen, erreicht wird. Außerdem wird es durch das
erfindungsgemäße Verfahren möglich, Schlichtemittel zu verwenden, die billig sind
und sich nach der Veredlung der aus den geschlichteten Fäden hergestellten textilen
Blächer.gebilde biologisch leicht; abbauen lassen.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Schlichten
kommt eine Schlichtanlage zur Anwendung, bei der vor dem Schlichtetrog eine an sich
bakannte Wiederdruck gasentladungsvorriohtung oder eine an sich bekannte lRoronaentladungsvorrichtung
horizontal oder vertikal angeordnet ist.
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Die Koronaentladungsvorrichtung besteht aus mindestens einem abgeschirmten
Sprühschienträger mit darauf angeordneten messerförmigen Sprühschicnen und einer
geerdeten mit; Polytetrafluoräthylen isolierten Aluminiumelektrode, wobei der Abstand
zwischen den Sprühschienen und der in Form einer Kette (warp) vorbeigeführten Fäden
vorzugsweise 2 mm beträgt0 Die Kette wird in der Niederdruckgasentladungsvorrichtung
bzw. in der Koronaentladungsvorrichtung kurzzeitig einer Niederdruckgasentladung
bzw. einer Koronaentladung unterworfen und gelangt danach in den Schlichtetrog.
Anschließend erfolgt eine Trocknung1 beispielsweise mittels eines Multizylindertrockners
oder eines Konvektionstrockners.
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Ausführ ungsbeisiele Die Erfindung soll nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen
der Anlagen zum Schlichten näher erläutert werden.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung
eine Schlichtanlage für Garne mit einer Niederdruckgasentladungsvorrichtung und
einem Multizylindertrockner als Trocken teil und Fig. 2 in schematischer Darstellung
eine Schlichtanlage für Garne mit einer Koronaentladungsvorrichtung und einem Konvektionstrockner
als Trockenteil.
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Aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig, 1 ist ersichtlich, daß zwischen
dem Kettbaumablaufgestell 2 für die Kette 1 und dem Schlichtetrog 10 der Schlichtanlage
eine NiederdruckgasentladungsvorrQchtung 3 horizontal angeordnet ist, um die Fäden
erfindungsgemäß schlichten zu können, die aus synthetischen Faserstoffen bestehen
oder solche anteilig besitzen. Nachdem die Kette 1 das Walzenpaar der Eingangsvakuumschleuse
5 und die Eingangsvakuumschleuse 4 passiert hat, wird sie über die Führungswalze
8 geführt und zwischen den wassergekühlten Flächenelektroden 9,9a einer Hochfrequenz-Gasentladung
unterworfen. In der Niederdruokgasentladungsvorrichtung 3 herrscht ein Druck von
10 Pascal.
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Als Arbeitsgas dient Luft. Die Verweilzeit der Kette 1 im Entladungsfeld,
das sich zwischen den beiden Flächenelektroden 9, 9a ausbildet, beträft 5 5. Die
Flächenelektroden 9, 9a, dX an den Hochfrequenzgenerator G angeschlossen sind, werden
mit einer Hochfrequenzleistungsdichte von 0,5 W/cm2 bei einer Frequenz von 27,12
Maz beaufsohlagt.
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Die Kette 1 gelangt dann über die Führungswalze 8a in die Ausgangsvakuumschleuse
6 und verläßt die Niederdruckgasentladungsvorrichtung 3 über das Walzenpaar der
Ausgangsvakuum schleuse 7. Nach dem Verlassen der Niederdruckgasentladungsvorrichtung
3 wird die Kette 1 über die Führungswalze 11 in den Schlichtetrog 10 geleitet, zu
dem eine Tauchwalze 12
und ein Quetschwalzenpaar 13 gehören. In
dem Schlichtetrog 10 befindet sich eine Schlichteflotte, die 80 g/l eines biologisch
leicht abbaubaren Stärkemodifikates als Schlichtemittel enthält. Die Kette t wird
nach dem Abquetschen einer Naßteilung 14 unterworfen und in den Multizylindertrockner
15 geführt, wo sie über die Führungswalee 16 auf die Trockenzylinder 17, 17a-d gelangt.
Die Trooknung der Kette 1 erfolgt nach der ftlr Fäden, die aus synthetischen Faserstoffen
bestehen oder solche anteilig besitzen, üblichen Technologie.
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Nach dem Verlassen des Multizylindertrockners 15 Uber die FUhrungswalse
16a erfolgt die Trockenteilung 18 der Kette 1.
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Danach gelangt die Kette 1 in der Bäumvorrichtung 19, die den Expansionskamm
20, die Abzugswalze 21 und die FUhrungswalzen 22, 22a besitzt, auf den Kettbaum
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Erfindungsgemäß kann auch die Behandlung in der vorstehend beschriebenen
Niederdruokgasentladungsvorrichtung 3 mit Sauerstoff als Arbeitsgas erfolgen. Die
eingespeiste Hochfrequenzleistungsdichte beträgt hierbei wiederum 0,5 W/cm2 bei
einer Verweilzeit von 3 s. Als Schlichtemittel kann beispielsweise Carboxymethylcellulose
in einer Konzentration von 60 g/l verwendet werden. Die Trocknung und Aufwickelung
der Kette 1 erfolgen wie vorstehend beschrieben.
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Aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist zu erkennen, daß zwischen
dem Kettbaumablaufgestell 24 fUr die Kette 1a und dem Schlichtetrog 33 eine Koronaentladungsvorrichtung
25 vertikal angeordnet ist. Die Kette 1a wird über die FUhrungswalze 26 in die Koronaentladungsvorrichtung
25 geführt, wobei diese Koronaentladungsvorrichtung 25 aus einer geerdeten Aluminiumelektrode
272 aus SprUhschienenträgern 28, 28a mit messerförmigen Sprühschienen 29, 29a und
einer Abschirmung 30, 30a besteht. Die geerdete Aluminiumelektrode 27 ist beidseitig
mit Isolierplatten 31, 31a, die aus Polytetrafluoräthylen bestehen, belegt. Die
Kette 1a passiert zunächst den Behandlungsbereich zwischen dem
Spruhschienenträger
28 und der Isolierplatte 31 und gelangt anschließend Uber die Umlenkwalze 32 in
den Behandlungsbereich zwischen dem SprUhschienenträger 28a und der Isolierplatte
31a. Durch das Drehen der Fäden um die eigene Achse innerhalb der Kette 1a infolge
der Kettbewegung wird in der Koronaentladungsvorrichtung 25 eine Modifizierung der
gesamten Oberfläche dieser Fäden erreicht. Die Koronaentladungsvorrichtung 25 besteht
im Ausführungsbeispiel aus zwei parallel angeordneten Sprühschienenträgern 28, 28a,
die Jeweils eine Länge von ca. 3 m besitzen. Es ist aber auch möglich, daß die Koronaentladungsvorrichtung
25, abhängig von der gewünschten Behandlungsintensität, aus weiteren messerförmigen
Sprühschienenträgern mit räumlich getrennter, spezifischer Anordnung besteht. Im
Ausführungsbeispiel liegt bei einer Frequenz von 50 Hz an den messerförmigen SprUhschienen
29 29a eine durch einen Hochspannungsgenerator G erzeugte Spannung von 20 kV an.
Die Stromdichte beträgt 6 P A/cm2. Bei einer Durchlaufgeschwindigkeit der Kette
1a von beispielsweise 90 m/min beträgt dementsprechend die Verweilzeit der Kette
la in der Koronaentladungsvorrichtung 25 4 s. Nach dem Verlassen der Koronaentladungsvorrichtung
25 über die FUhrungswalze 26a wird die Kette ia über die FUhrungswalze 34 in den
Schlichtetrog 33 geleitet, zu dem eine Tauchwalze 35 und ein Quetschwalzenpaar 36
gehören. In dem Sohlichtetrog 33 befindet sich eine Schliohteflotte, die 80g/l eines
biologisch leicht abbaubaren Stärkemodifikates als Schlichtemittel enthält. Die
Kette 1a wird nach dem Abquetschen einer Naßteilung 37 unterworfen und gelangt Uber
die Umlenkwalzen 38, 38a in den Konvektionstrockner 39, der die Ventilatoren 40,
40a-c und eine Absaugvorrichtung 41 besitzt.
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Die Kette 7a wird dabei in Etagen über die Umlenkwalzen 38b-e geführt.
Nach dem Verlassen des Konvektionstrockners 39 passiert die Kette ia die Umlenkwalzen
38 f, 38 g. Ansohließend erfolgt die Trockenteilung 42 der Kette ia. Danach gelangt
die Kette 1a in der Bäumvorrichtung 43, die den Expansionskamm 44, die Abzugswalze
45 und die Führungswalzen 46, 46a besitzt, auf den Kettbaum 47.