EP0083063A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Faserkabeln - Google Patents
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- EP0083063A1 EP0083063A1 EP82111871A EP82111871A EP0083063A1 EP 0083063 A1 EP0083063 A1 EP 0083063A1 EP 82111871 A EP82111871 A EP 82111871A EP 82111871 A EP82111871 A EP 82111871A EP 0083063 A1 EP0083063 A1 EP 0083063A1
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- D06B3/10—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics
- D06B3/18—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics combined with squeezing, e.g. in padding machines
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- D06B3/205—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics with means to improve the circulation of the treating material on the surface of the fabric by vibrating
- D06B3/206—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics with means to improve the circulation of the treating material on the surface of the fabric by vibrating the textile material
Definitions
- the present invention relates to a method and an apparatus for uniform wet treatment, i.e. Washing, possibly bleaching, dyeing and rinsing, of cables made from synthetic or regenerated fibers in the gel state produced by a conventional wet spinning process; it is carried out or applied in the course of the manufacturing process for the spinning material.
- uniform wet treatment i.e. Washing, possibly bleaching, dyeing and rinsing
- the procedure according to the invention is of particular importance.
- the present invention is based on the object, while maintaining the favorable aspects of gel coloring, to avoid the disadvantageous flow influences shown in this connection and thus to create the basis for good coloring results.
- the problem for such an improvement is - how already hinted - in the fact that in the course of the coloring of fiber cables in the gel state, it is very difficult, particularly in the case of a total titer of more than 1,000,000 dtex, to achieve a uniform penetration and effect over the entire fiber cable cross section.
- the spun material is guided continuously in the form of a strand through the wet treatment room and is forced there - at least once within a spatially restricted zone - by the action of mechanical means over the length of the distance intended for the transport of goods to loosen the material structure (packing density) of the strand of goods resulting from the spinning process several times alternately on different sides and largely perpendicular to the direction of travel and thereby allow an intensive penetration of the running textile goods through the fleet, which may have a treatment agent, over the entire cable cross-section.
- the principle of the new method is based on the fact that - after you have first pressed the air out of the material - a further movement and squeezing within the densely packed fiber cable triggers a material movement of the parallel arranged filaments transversely to the goods transport direction and in this way the goods from the surrounding or the superficially applied fleet is penetrated.
- a further movement and squeezing within the densely packed fiber cable triggers a material movement of the parallel arranged filaments transversely to the goods transport direction and in this way the goods from the surrounding or the superficially applied fleet is penetrated.
- it is very important here that the goods are transported without any trains using only driven rollers.
- the desired removal of the tightly packed form of the strand-like spun material, which is a hindrance to the flow of the liquor, in accordance with the present invention is accomplished, for example, by essentially placing the cable within the wet treatment zone leads linearly and almost stress-free;
- the mechanical influencing of the continuously running strand material transversely to its direction of travel and possibly alternately from different sides with the aim of loosening the material structure at these points then takes place with the aid of a section-wise modification of the pressing pressure, which takes the form of alternating opening and closing of the strand of goods when it is passed through the nip (pinch joint) of at least one apparatus unit, which serves as a goods guide element and, if applicable, in some cases at the same time as a transport system, is made up of two or more pinch roller pairs connected in series, parallel with respect to the alignment of their roller axes, or twisted relative to one another by up to 90 °, which are driven in the same direction of rotation as the goods run, and can optionally be arranged offset to one
- a device for uniform wet treatment of cables in the gel state in accordance with the previously described embodiment of the method according to the invention is characterized in that in the course of a spinning line (not shown) in the direction of travel of the strand-like spun material following the coagulation bath (not shown) either in a closed or in a trough-shaped container (not shown), at least one apparatus unit is arranged, which consists of two or more series-connected squeeze roller pairs (2), which are parallel with respect to the alignment of their roller axes or rotated by up to 90 ° with respect to one another, as goods guiding element and, if appropriate, partly at the same time Transport system for the continuously passing through the wet treatment zone (Fig.
- the squeezing effect to be set within the scope of the wet treatment according to the method is, for example in the case of polyacrylonitrile gel fibers, 100 to 200% (based on the weight of the dry goods), preferably 120 to 170% by weight, on each individual squeezing unit; with fiber cables of other origins, more or less must be observed accordingly.
- the number of squeezing units (2) in a device according to FIG. 1 is 2 to 12, preferably 4 to 8. As already mentioned, all the squeezing units (2) can be arranged with the same axis direction or preferably with a changed axis direction.
- the tension of the fiber cable (1) should be so low that there is a good opening of the fiber cable after each squeezing (cross-sectional enlargement).
- the treatment liquor penetrates the fiber cable (1) very well and evenly.
- a high treatment uniformity (levelness) of the fiber cable is obtained (particularly important e.g. in polyacrylonitrile gel staining).
- Another type or a modification of the above-described embodiment of the novel method consists in that the cable is guided within the wet treatment zone essentially linearly and almost without tension;
- the mechanical influencing of the continuously running strand material transversely to its direction of travel and alternately from different sides with the aim of loosening the material structure at these points then takes place with the aid of a section-by-section modification of the contact pressure, which in the form of a controlled back and forth movement of the goods strand its passage, with alternating contact between the front and back and with more or less looping in sections, via at least one apparatus unit, which serves as a goods control element and, if necessary, at the same time partly as a transport system, consisting of two or more, in a separate but parallel position and transversely to the conveyed one Textile material connected in series, centrically or eccentrically mounted, cylindrical-circular or elliptical rollers, which are driven in the same direction of rotation as the goods run, possibly offset from each other and / or can be arranged in pairs.
- the device used to carry out this variant of the method according to the invention for uniform wet treatment of cables in the gel state is characterized in that in the course of a spinning line (not shown) in the direction of travel of the strand-like spun material following the coagulation bath (not shown) either in a closed or in a trough-shaped container (not shown) is arranged at least one apparatus unit, which consists of two or more cylindrical, circular or elliptical rollers (3), which are arranged in a separate, but parallel to one another, and connected in series, transversely to the flow of goods, in a centric or eccentric manner, as goods guide element and if necessary in part also as a transport system for the strand material (1) continuously passing through the wet treatment zone (Fig. 2 or Fig. 3), which can be driven about its axis, the rotation taking place according to the direction of conveyance of the cable strand (1) lgt, and possibly offset and / or in pairs (Fig. 3) can be arranged.
- the flow through the fiber cable (1) will be very high as a result of the back and forth movement (up and down movement) of the textile material (1) in the liquor.
- the contact pressure on the roller (3) acts here in the same way as the pressing pressure in the case of the use of crushing units (2) according to FIG. 1.
- the centrally mounted rollers or the eccentric rollers (3) can have a closed or perforated (perforated) outer surface.
- the shape, scope and eccentricity of these rollers (3) are such that the fiber cable (1) is optimally impregnated by the liquor.
- the number of such rollers (3) per wet treatment unit is 2 to 10; but they are also orders possible with even more rollers (3).
- the eccentric rollers (3) can also be arranged in pairs for the purposes of the invention.
- the speed of rotation of the eccentric rollers (3) can be adapted to the cable speed (ie the same), or can be considerably higher.
- the entire system of centrically or eccentrically rotatable rollers (3) can be arranged in a tub filled with a treatment liquor or in a closed channel in a horizontal position. However, it can also be arranged vertically, in which case either the entire channel is filled with liquor, or this is applied by spray devices. It is also possible to install only a single spray device in the vertical arrangement, which then moves in one direction when the fiber cable is constantly squeezed with the material.
- FIG. 1 shows a schematic side view of a wet treatment zone, the change in state of the packing density, which is decisive for the flow through the cable with the liquor, according to FIG. 1 with the aid of a squeeze roller system, and according to FIGS. 2 and 3 with the aid of eccentric rollers of different spatial arrangement is controlled.
- the reference symbols used here are identical to the numbers used for this purpose in the text above.
- the treatment liquor can consist of water, organic solvents or such mixtures with one another. It can have temperatures between 10 ° and 100 ° C and contain common additives, dyes and chemicals.
- the residence time in the treatment liquids is 2 to 20 seconds.
- the further treatment of the fiber material takes place depending on the previous type of treatment: In washing and finishing processes, also in combination processes, drying follows, possibly with simultaneous fixing of the applied aids. After a dyeing process, the dyes applied to the fiber cable are fixed in accordance with the available options, it being immaterial in the context of the present application whether the fixing process takes place according to old methods or according to the latest knowledge. The dyed fiber cables are then stretched, finished and, if necessary, dried with the approval of shrinkage under normal conditions.
- the wet treatment operation of the present invention can be applied to fiber cables made from regenerated cellulose, polyacrylonitrile fibers or other polymers.
- the novel process, including the device, is particularly suitable for a polyacrylonitrile gel cable, which can be washed, colored and rinsed in succession. In this way, cables of up to 10 million dtex are a continuous process control accessible.
- copolymers of acrylonitrile with other vinyl compounds can be used as substrates to be spun for the claimed process, these copolymers having at least 50% by weight, preferably at least 85% by weight, of acrylonitrile units.
- the homopolymers of acrylonitrile or their copolymers used are mostly acid-modified.
- Cationic dyes of both the mono-quaternary and bis-quaternary type can be used for the process according to the invention, which belong to the most varied chemical compound classes, in particular the class of the monoazo dyes, the disazo dyes, the methine, azamethine and diazamethine dyes and the Naphthalactam dyes.
- An acrylonitrile copolymer of 85% acrylonitrile, 13% vinyl chloride and 2% Na allyl sulfonate is wet spun in the form of a 28% spinning solution in dimethylformamide according to standard conditions at 80 ° C using a 100-hole spinneret with a hole diameter of 80 ⁇ m , using a coagulation bath of 50 ° C, which consists of 50% dimethylformamide and 50% water.
- the thread material obtained is then run into a device according to FIG. 1 in an amount of 10 g (dry weight), corresponding to 20 g wet weight, without prior drying, and is adjusted to pH 5 during the run with good liquor movement and in the presence of an acetic acid Solution of 0.01 g of a bis-quaternary dye of the formula treated in 250 ml of water at room temperature with the described squeeze roller system. After 20 seconds of contact between the spinning material and the dyeing liquor, practically complete bath exhaustion is observed. The threads treated in this way are then rinsed with water, stretched, relaxed and dried as usual.
- a blue color is obtained with excellent fastness properties, mainly particularly good wet fastness properties and very good light fastness properties.
- An acrylonitrile copolymer from 94% acrylonitrile, 5% methyl acrylate and 1% styrene-4-sulfonic acid Na is in the form of a 28% spinning solution in dimethylformamide according to standard conditions at 80 ° C using a 100-hole spinneret with a hole diameter of 80 ⁇ m wet spun, using a coagulation bath at 50 ° C, which consists of 50% dimethylformamide and 50% water.
- the thread material obtained is then, without prior drying, in an amount of 10 g (dry weight), corresponding to 20 g wet weight, in the course of a passage through a device according to FIG. 3 with good liquor movement and in the presence of a pH of 4.3 using acetic acid Solution of 0.01 g of a mono-quaternary dye of the formula in 250 ml of water at room temperature over a system of eccentric rollers. After 30 seconds of spinning material in the dyeing liquor, practically complete bath exhaustion is observed. The threads treated in this way are then rinsed with water, stretched, relaxed and dried as usual.
- a dyeing is obtained in a Bordo shade with excellent fastness properties, mainly particularly good wet fastness properties and very good light fastness properties.
- An acrylonitrile copolymer made from 94% acrylonitrile, 4% methyl acrylate and 2% Na methallylsulfonate is wet-spun in the form of a 28% spinning solution in dimethylformamide according to standard conditions at 80 ° C using a 100-hole spinneret with a hole diameter of 80 ⁇ m , using a coagulation bath of 50 ° C, which consists of 50% dimethylformamide and 50% water.
- the thread material obtained is then, without prior drying, in an amount of 10 g (dry weight), corresponding to 20 g wet weight, with good liquor agitation into a solution of 0.01 g of a bis-quaternary dye of the formula adjusted to pH 4.6 using acetic acid brought in 250 ml of water from room temperature and passed there over an arrangement of squeeze rollers according to FIG. 1. After 5 seconds of treatment of the spinning material in the dyeing liquor, practically complete bath exhaustion is observed. The threads thus dyed are then rinsed with water, stretched, relaxed and dried as usual.
- a bluish red color is obtained with excellent fastness properties, mainly particularly good wet fastness properties and very good light fastness properties.
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Abstract
Beim Naßbehandeln von Faserkabeln, z.B. der Färbung im Gelzustand, ist es insbesondere im Falle eines Gesamt-Titers von mehr als 1 000 000 dtex sehr schwierig, eine gleichmäßige Durchdringung und Wirkung der Flotte über den gesamten Faserkabel-Querschnitt zu erzielen. Neben der Propagierung geeigneter Farbstoffe samt dem coloristischen Know-How muß somit die Beherrschung der maschinellen Technologie der Gelfärbung als Voraussetzung für eine marktfähige Qualität der nach diesem Verfahren hergestellten Farbware angesehen werden. Diese Probleme werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das eine Naßbehandlungszone kontinuierlich durchlaufende Spinngut aufgrund der Einwirkung mechanischer Mittel gezwungen wird, eine Auflockerung seines materiellen Gefüges zuzulassen, um dabei quer zum Fortbewegungssinn der Ware eine intensive Durchdringung des Fasermaterials durch die Behandlungsflotte herbeizuführen. Die für eine solche Penetration ausschlaggebende Zustandsänderung der Packungsdichte erfolgt unter Zuhilfenahme des Walkeffektes, der bei einer abschnittsweisen Modifizierung des Preßdruckes bzw. Auflagedruckes im Zuge der Passage des Kabelstranges über (a) ein System aus mehreren, bezuglich ihrer Achsenrichtung gegeneinander verdrehten Quetschwalzenpaare, oder (b) ein System aus mehreren, zentrisch und/oder exzentrisch rotierenden Walzen von unterschiedlicher räumlicher Anordnung bewirkt wird.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Naßbehandeln, d.h. Waschen, eventuell Bleichen, Färben und Spülen, von nach einem üblichen Naßspinnverfahren erzeugten Kabeln aus Synthese- oder Regeneratfasern im Gelzustand; sie wird im Zuge des Herstellungsprozesses für das Spinngut durchgeführt bzw. angewandt. Im Falle des Färbens von Polyacrylnitrilfaser -Gelkabel mit kationischen Farbstoffen ist die erfindungsgemäße Arbeitsweise von besonderer Bedeutung.
- Nach den herkömmlichen Methoden zur kontinuierlichen Gelfärbung im Anschluß an die Extrusion des Spinngutes sind Faserkabel bei einem Durchmesser von mehr als 30 mm bisher mittels einer Tauchpassage durch die Färbeflotte gefärbt worden, wobei allerdings jedesmal nur ungleichmäßige Färbungen infolge schlechter Durchdringung des Materials über den Kabelquerschnitt erzielt werden konnten. Diese unvollständige Penetration des Bündels hat sich trotz eingehender Bemühungen durch keine physikalische Maßnahme wie Entlüften, modifiziertes Tauchverfahren, HT-Dämpfen o.ä., aber auch nicht durch Zusatz irgendwelcher chemischer Produkte zum Färbebad beheben lassen. Andererseits erbringt jedoch eine speziell auf die Unzulänglichkeiten der in der Praxis eingeführten Färbebedingungen abgestellte Herstellung von Garnsträngen mit beispielsweise nur 50 Fäden im Vergleich zu den Tausenden von Fäden in einem technischen Kabel eine zu geringe Produktionsleistung, wobei außerdem aufwendige Apparaturen erforderlich sind und beträchtliche Energieverluste aufgrund dieser minimalen Materialmengen eintreten, so daß ein derartiges Vorgehen unwirtschaftlich ist.
- Die Schwierigkeiten im Hinblick auf die Realisierung des Färbevorganges, welche bei all diesen Verfahren gemäß Stand der Technik auftreten, sind in erster Linie durch das frischgesponnene Material selbst, insbesondere durch den Gelzustand der Polyacrylnitrilfaserkabel gegeben. In dieser Beschaffenheit kann das eben entstandene Faserkabel schon durch eine zu heftige Flottenströmung deformiert, durch einen zu kraftvollen Zug überdehnt oder zu stark verstreckt, oder durch ein zugesetztes Textilhilfsmittel in der Elastizität oder Festigkeit des Einzelfadens nachteilig beeinflußt werden.
- Auch die Maßnahmen laut den Anweisungen in der DE-OS 21 32 030, das Kabel während der Flüssigkeitsbehandlung durch eine räumlich beschränkte Zone zu leiten und innerhalb dieser die erhitzte Flotte mit bestimmter Fließgeschwindigkeit quer durch das kontinuierlich laufende Fasergut zu pressen, führen nicht zu brauchbaren Ergebnissen. Das liegt daran, daß die apparativen Verhältnisse keine alle Bereiche der Ware erfassende Steuerung des Flottenstromes zulassen. Daher sucht sich die in das Kabelinnere gepreßte Flüssigkeit den Weg des geringsten Widerstandes und strömt durch unkontrollierbare Kanäle, wie Leerstellen, entlang des Faserkabels mit oder gegen die Laufrichtung des Kabelstranges zu den beiden Auslässen für die Flotte . Die Folge davon ist eine ungleichmäßige Durchströmung der Ware, was, obwohl der Durchmesser des Materials sehr gering ist, unegale Polyacrylnitril-Gelfärbungen ergibt.
- Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der günstigen Aspekte der Gelfärbung die in diesem Zusammenhang aufgezeigten nachteiligen Strömungseinflüsse zu vermeiden und damit die Grundlage für gute Färbeergebnisse zu schaffen. Die Problemstellung für eine solche Verbesserung besteht - wie bereits angedeutet - darin,daß im Rahmen der Färbung von Faserkabeln im Gelzustand es insbesondere im Falle eines Gesamt-Titers von mehr als 1 000 000 dtex sehr schwierig ist, eine gleichmäßige Durchdringung und Wirkung über den gesamten Faserkabel-Querschnitt zu erzielen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das Spinngut im Anschluß an den Koagulationsvorgang in Strangform kontinuierlich durch den Naßbehandlungsraum führt und dort - zumindestens einmal innerbalb einer räumlich beschränkten Zone - durch die Einwirkung mechanischer Mittel zwingt, über die Länge der für den Warentransport bestimmten Strecke mehrfach abwechselnd nach verschiedenen Seiten hin sowie weitgehend senkrecht zur Fortbewegungsrichtung das vom Spinnprozeß her resultierende materielle Gefüge (Packungsdichte) des Warenstranges aufzulockern und dabei eine intensive Durchdringung des laufenden Textilgutes durch die gegebenenfalls ein Behandlungsmittel aufweisende Flotte über den gesamten Kabelquerschnitt zuzulassen.
- Das Prinzip des neuartigen Verfahrens beruht somit darauf, daß - nachdem man aus dem Material zuerst die Luft herausgepreßt hat - durch weiteres Drücken und Quetschen innerhalb des dicht gepackten Faserkabels eine Materialbewegung der parallel angeordneten Filamente quer zur Warentransportrichtung ausgelöst und auf diese Weise die Ware von der umgebenden bzw. der oberflächlich aufgebrachten Flotte durchdrungen wird. Es ist hierbei jedoch sehr wichtig, daß der Warentransport ohne jeden Zug nur durch angetriebene Walzen erfolgt.
- Die gewünschte Aufhebung der für den Flottendurchfluß hinderlichen dicht gepackten Form des strangförmigen Spinngutes im Einklang mit der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise dadurch bewerkstelligt, daß man das Kabel innerhalb der Naßbehandlungszone im wesentlichen linear sowie annähernd spannungsfrei führt; die mechanische Beeinflussung des kontinuierlich laufenden Strangmaterials quer zu dessen Fortbewegungsrichtung sowie gegebenenfalls abwechselnd von verschiedenen Seiten her mit dem Ziel einer Auflockerung des materiellen Gefüges an diesen Stellen erfolgt dann unter Zuhilfenahme einer abschnittsweisen.Modifizierung des Preßdruckes, der in Form von wechselndem Öffnen und Schließen des Warenstranges bei dessen Passage durch den Walzenspalt (Quetschfuge) von mindestens einer als Warenleitelement und gegebenenfalls zum Teil zugleich als Transportsystem dienenden apparativen Einheit aus zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten, bezüglich der Ausrichtung ihrer Walzenachsen parallelen oder um einen Winkel bis zu 90° gegeneinander verdrehten Quetschwalzenpaaren bewirkt wird, welche in gleicher Drehrichtung wie der Warenlauf angetrieben sind, und gegebenenfalls zueinander versetzt angeordnet sein können.
- Hiermit läßt sich sicherstellen, daß der Faserkabelstrang durchgeknetet wird und die im Strang befindliche Flotte hinausdrückt. In diesem Falle wird die Penetration des Faserkabels nicht durch eine strömende Flotte, sondern durch ein Quetsch- und Walksystem erreicht. Die Behandlungsflotte durchdringt aufgrund des Preßdruckes das gesamte Faserkabel, das vollkommen geordnet bleibt, einzelne Faserknäuel können im allgemeinen nicht vorkommen.
- In diesem Zusammenhang hat sich ergeben, daß bei einem solchen Vorgang, der - wenn man vom langsamen Zufluß beim Flottenersatz absieht - eigentlich ohne eine mit einer bestimmten Geschwindigkeit strömende Flotte verläuft, einwandfrei und vollständig egale Färbungen eines Polyacrylnitril-Gelkabels auch bei einem Durchmesser des Faserkabels von 100 und mehr Millimetern erzielt werden. Eine Materialdeformation tritt nicht ein, insbesondere, da keine eigentliche Flottenströmung vorhanden ist und das Material durch die ständig zu durchlaufenden Quetschwalzenpaare geführt wird. Bei einem starken Materialquerschnitt muß eben die Zahl der Quetschwalzenpaare höher sein.
- Eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Naßbehandeln von Kabeln im Gelzustand entsprechend der zuvor beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge einer Spinnstraße (nicht abgebildet) in Fortbewegungsrichtung des strangförmigen Spinngutes im Anschluß an das Koagulationsbad (nicht abgebildet) entweder in einem geschlossenen oder in einem trogförmigen Behälter (nicht abgebildet) mindestens eine apparative Einheit angeordnet ist, die aus zwei oder mehreren, hintereinandergeschalteten, bezüglich der Ausrichtung ihrer Walzenachsen parallelen oder um einen Winkel bis zu 90° gegeneinander verdrehten Quetschwalzenpaaren (2) als Warenleitelement und gegebenenfalls zum Teil zugleich als Transportsystem für das kontinuierlich die Naßbehandlungszone (Fig. 1) durchlaufende Strangmaterial (1) besteht, welche über die Breite der Quetschfuge samt dem dazwischen durchgeführten Textilgut (1) miteinander in Berührung stehen, die um ihre Achse antreibbar sind, wobei die Drehung der sich jeweils berührenden, paarweise zusammengehörigen Walzen (2) entsprechend der Beförderungsrichtung des Kabelstranges (1) erfolgt, und die gegebenenfalls zueinander versetzt angeordnet sein können.
- Hinsichtlich der räumlichen Anordnung des Systems von Walzenpaaren (2) gemäß Fig. 1 sind nunmehr folgende Variationsmöglichkeiten gegeben:
- a) Das gesamte Quetschwalzensystem befindet sich in einer Wanne, welche die Behandlungsflotte enthält. Daraus folgt, daß das strangförmige Textilgut (1) im Verlauf der Naßbehandlungsoperation von einer ruhenden Flotte umgeben ist.
- b) Das gesamte Quetschwalzensystem ist in einem Kanal (Rohr) angebracht, wobei die Richtung der sich langsam bewegenden Behandlungsflotte mit oder gegen den Fortbewegungssinn des Faserkabels (1) verläuft und das strangförmige Textilgut (1) von der Flotte umspült wird.
- c) Die Behandlungsflotte wird zwischen den einzelnen Quetschwerken (2) (bzw.bei nur zwei Quetschwerken direkt hinter den ersten) durch Aufsprühen auf das strangförmige Textilgut (1) appliziert.
- d) Die Behandlungsflotte wird zwischen den einzelnen Quetschwerken (2) durch Injektionsstrahl oder Injektionsnadeln ins Kabelinnere des strangförmigen Textilgutes (1) gebracht.
- Der im Rahmen der verfahrensgemäßen Naßbehandlung einzustellende Abquetscheffekt beträgt z.B.bei Polyacrylnitril-Gelfasern 100 bis 200 % (bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware), vorzugsweise 120 bis 170 Gew.-%, an jedem Einzelquetschwerk; bei Faserkabeln anderer Herkunft ist entsprechend mehr oder weniger einzuhalten.
- Die Anzahl der Quetschwerke (2) in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 beträgt 2 bis 12, vorzugsweise 4 bis 8. Wie schon erwähnt können alle Quetschwerke (2) mit gleicher Achsenrichtung oder vorzugsweise mit veränderter Achsenrichtung angeordnet sein. Der Abstand der Einzelquetschwerke (2) kann fast beliebig sein, vorzugsweise jedoch 2 - 4 d (d = Walzendurchmesser). Der Durchmesser der Walzen, die Natur des Walzenbelages wie auch die Belaghärte sind ebenfalls nicht vorgeschrieben.
- Im Verlauf eines Naßbehandlungsprozesses unter Einsatz einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 soll die Spannung des Faserkabels (1) so gering sein, daß sich nach jeder Quetschung eine gute öffnung des Faserkabels (Querschnittsvergrößerung) ergibt. Dadurch dringt die Behandlungsflotte sehr gut und gleichmäßig in das Faserkabel (1) ein. Man erhält eine hohe Behandlungsgleichmäßigkeit (Egalität) des Faserkabels (besonders wichtig z.B. bei der Polyacrylnitril-Gelfärbung).
- Eine andere Art bzw. eine Abwandlung der oben erläuterten Ausführungsform-des neuartigen Verfahrens besteht darin, daß man das Kabel innerhalb der Naßbehandlungszone im wesentlichen linear sowie annähernd spannungsfrei führt; die mechanische Beeinflussung des kontinuierlich laufenden Strangmaterials quer zu dessen Fortbewegungsrichtung sowie abwechselnd von verschiedenen Seiten her mit dem Ziel einer Auflockerung des materiellen Gefüges an diesen Stellen erfolgt dann unter Zuhilfenahme einer abschnittsweisen Modifizierung des Auflagedruckes, die in Form einer gesteuerten Hin- und Herbewegung des Warenstranges bei dessen Passage, unter abwechselnder Berührung von Vorder- und Rückseite sowie mit abschnittsweise mehr oder weniger Umschlingung, über mindestens eine als Warenleitelement und gegebenenfalls zum Teil zugleich als Transportsystem dienende apparative Einheit aus zwei oder mehreren, in separater, aber zueinander paralleler Stellung sowie quer zum beförderten Textilgut hintereinandergeschalteten, zentrisch oder exzentrisch gelagerten, zylindrisch-kreisrunden oder elliptischen Walzen bewirkt wird, welche in gleicher Drehrichtung wie der Warenlauf angetrieben sind, gegebenenfalls zueinander versetzt und/oder paarweise angeordnet sein können. Die zur Durchführung dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum gleichmäßigen Naßbehandeln von Kabeln im Gelzustand benutzte Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge einer Spinnstraße (nicht abgebildet) in Fortbewegungsrichtung des strangförmigen Spinngutes im Anschluß an das Koagulationsbad (nicht abgebildet) entweder in einem geschlossenen oder in einem trogförmigen Behälter (nicht abgebildet) mindestens eine apparative Einheit angeordnet ist,die aus zwei oder mehreren, in separater, aber zueinander paralleler Stellung sowie quer zum Warenlauf hintereinandergeschalteten, zentrisch oder exzentrisch gelagerten, zylindrisch-kreisrunden oder elliptischen Walzen (3) als Warenleitelement und gegebenenfalls zum Teil zugleich als Transportsystem für das kontinuierlich die Naßbehandlungszone (Fig. 2 bzw. Fig. 3) durchlaufende Strangmaterial (1) besteht, welche um ihre Achse antreibbar sind, wobei die Drehung entsprechend der Beförderungsrichtung des Kabelstranges (1) erfolgt, und die gegebenenfalls zueinander versetzt und/oder paarweise (Fig. 3) angeordnet sein können.
- Entsprechend dieser Ausführungsform der Erfindung wird als eine Folge der Hin- und Her-Bewegung (Auf- und AbBewegung) des Textilgutes (1) in der Flotte die Durchströmung des Faserkabels (1) sehr hoch sein. DerAuflagedruck auf die Walze (3) wirkt hier in der gleichen Weise wie der Preßdruck im Falle des Einsatzes von Quetschwerken (2) gemäß Fig. 1.
- Die zentrisch gelagerten Walzen oder die Exzenterwalzen (3) können eine geschlossene oder durchbrochene (perforierte) Mantelfläche besitzen. Form und Umfang sowie Exzentrizität dieser Walzen (3) sind so beschaffen, daß das Faserkabel (1) optimal von der Flotte durchtränkt wird. Die Anzahl solcher Walzen (3) pro Naßbehandlungseinheit beträgt 2 bis 10; aber es sind auch Anordnungen mit noch mehr Walzen (3) möglich. Die Exzenterwalzen (3) können für die Zwecke der Erfindung auch paarweise angeordnet sein.
- Die Drehgeschwindigkeit der Exzenterwalzen (3) kann der Kabelgeschwindigkeit angepaßt (also gleich) sein, oder auch erheblich höher liegen.
- Das gesamte System aus zentrisch oder exzentrisch rotierbaren Walzen (3) kann in einer Behandlungsflotte gefüllten Wanne oder auch in einem geschlossenen Kanal in waagerechter Lage angeordnet sein. Es kann jedoch auch vertikal angeordnet sein, wobei dann entweder der gesamte Kanal mit Flotte gefüllt ist, oder diese durch Sprühvorrichtungen aufgebracht wird. Es ist ebenfalls möglich, bei der vertikalen Anordnung nur eine einzige Sprühvorrichtung anzubringen, die dann sich bei dem ständigen Quetschen des Faserkabels mit dem Material in einer Richtung bewegt.
- Die vorliegende Erfindung wird an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Die abgebildeten Figuren zeigen als schematische Seitenansicht jeweils eine Naßbehandlungszone, wobei die für die Durchströmung des Kabels mit der Flotte ausschlaggebende Zustandsänderung der Packungsdichte entsprechend Fig. 1 mit Hilfe eines Quetschwalzensystems, und entsprechend Fig. 2 und Fig.3 mit Hilfe von Exzenterwalzen unterschiedlicher räumlicher Anordnung gesteuert wird. Die hierbei verwendeten Bezugszeichen sind mit den im obigen Text für diesen Zweck gebrauchten Ziffern identisch.
- Neben diesen hier illustrierten Ausführungsformen können noch andere Vorrichtungen, die sich in maschinentechnischcr Hinsicht von den zuvor beschriebenen Modellen unterscheiden, für das Färben bzw. Behandeln von beispielsweise Polyacrylnitril-Gelkabeln eingesetzt werden. Auch hier ist das Prinzip der wechselseitigen Durchdringung mit einer senkrecht zur Materialtransportrichtung geführten Flotte obligatorisch.
- Zum Naßbehandeln, d.h. Waschen, eventuell Bleichen, Färben und Spülen, werden im vorliegenden Falle die unverstreckten Fasern oder Fäden - ohne getrocknet zu sein - eingesetzt und von dem jeweiligen Behandlungsmedium durchströmt. Die Behandlungsflotte kann aus Wasser, organischen Lösemitteln oder solchen Mischungen untereinander bestehen. Sie kann Temperaturen zwischen 10° und 100°C aufweisen und übliche Hilfsmittel sowie Farbstoffe und Chemikalien enthalten. Die Verweilzeit in den Behandlungsflüssigkeiten beträgt 2 bis 20 Sekunden.
- Die Weiterbehandlung des Fasermaterials erfolgt je nach der vorhergegangenen Behandlungsart: Bei Wasch- und Ausrüstungsvorgängen, auch bei kombinicrtcn Prozessen, schließt sich eine Trocknung, gegebenenfalls mit gleichzeitigem Fixieren der aufgebrachten Hilfsmittel an. Nach einem Färbevorgang werden die auf dem Faserkabel aufgebrachten Farbstoffe entsprechend den vorhandenen Möglichkeiten fixiert, wobei es im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unwesentlich ist, ob der Fixiervorgang nach alten Methoden oder nach neuesten Erkenntnissen abläuft. Die gefärbten Faserkabel werden anschließend unter praxisüblichen Bedingungen verstreckt, aviviert und gegebenenfalls unter Zulassung von Schrumpf getrocknet.
- Die Naßbehandlungsoperation nach der vorliegenden Erfindung läßt sich auf Faserkabel anwenden, die aus Regeneratcellulose, Polyacrylnitrilfasern oder anderen Polymeren bestehen. Besonders geeignet ist das neuartige Verfahren samt Vorrichtung für ein Polyacrylnitril-Gelkabel, welches nacheinander gewaschen, gefärbt und nachgespült werden kann. Auf diese Weise sind Kabel bis zu 10 Millionen dtex einer kontinuierlichen Prozeßführung zugänglich.
- Neben den Polymeren des Acrylnitrils kommen für den Einsatz nach dem beanspruchten Verfahren als zu verspinnende Substrate Mischpolymerisate des Acrylnitrils mit anderen Vinylverbindungen in Betracht, wobei diese Mischpolymerisate mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-% Acrylnitril-Einheiten aufweisen. Die verwendeten Homopolymerisate von Acrylnitril oder dessen Mischpolymerisate sind meistens sauer modifiziert.
- Für das erfindungsgemäße Verfahren können kationische Farbstoffe sowohl vom mono-quartären als auch bis-quartären Typ eingesetzt werden, die den verschiedensten chemischen Verbindungsklassen angehören, so insbesondere der Klasse der Monoazofarbstoffe, der Disazofarbstoffe, der Methin-, Azamethin- und Diazamethin-Farbstoffe und der Naphthalactam-Farbstoffe.
- Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Die darin angegebenen Teile und Prozentangaben sind Gewichtsteile und Gewichtsprozente, sofern nichts anderes vermerkt ist.
- Ein Acrylnitril-Mischpolymerisat aus 85 % Acrylnitril, 13 % Vinylchlorid und 2 % Na-Allylsulfonat wird in Form einer 28%igen Spinnlösung in Dimethylformamid nach Standardbedingungen bei 80°C unter Einsatz einer 100-Loch-Spinndüse mit einem Lochdurchmesser von 80 µm naß versponnen, wobei man ein Koagulationsbad von 50°C verwendet, welches aus 50 % Dimethylformamid und 50 % Wasser besteht.
- Das erhaltene Fadenmaterial wird sodann ohne vorherige Trocknung in einer Menge von 10 g (Trockengewicht), entsprechend 20 g Feuchtgewicht, in eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingefahren und dort während des Durchlaufes bei guter Flottenbewegung sowie in Gegenwart von einer mittels Essigsäure auf pH 5 gestellten Lösung von 0,01 g eines bis-quartären Farbstoffes der Formel
- Man erhält eine blaue Färbung mit ausgezeichneten Echtheiten, hauptsächlich besonders guten Naßechtheiten und sehr guten Lichtechtheiten.
- Ein Acrylnitril-Mischpolymerisat aus 94 % Acrylnitril, 5 % Acrylsäuremethylester und 1 % Styrol-4-sulfonsäure-Na wird in Form einer 28%igen Spinnlösung in Dimethylformamid nach Standardbedingungen bei 80°C unter Einsatz einer 100-Loch-Spinndüse mit einem Lochdurchmesser von 80 µm naß versponnen, wobei man ein Koagulationsbad von 50°C verwendet, welches aus 50 % Dimethylformamid und 50 % Wasser besteht.
- Das erhaltene Fadenmaterial wird sodann ohne vorherige Trocknung in einer Menge von 10 g (Trockengewicht), entsprechend 20 g Feuchtgewicht, im Verlauf einer Passage durch eine Vorrichtung gemäß Fig. 3 bei guter Flottenbewegung sowie in Gegenwart von einer mittels Essigsäure auf pH 4,3 gestellten Lösung von 0,01 g eines mono-quartären Farbstoffes der Formel
- Man erhält eine Färbung in einer Bordo-Nuance mit ausgezeichneten Echtheiten, hauptsächlich besonders guten Naßechtheiten und sehr guten Lichtechtheiten.
- Ein Acrylnitril-Mischpolymerisat aus 94 % Acrylnitril, 4 % Acrylsäuremethylester und 2 % Na-Methallylsulfonat wird in Form einer 28%igen Spinnlösung in Dimethylformamid nach Standardbedingungen bei 80°C unter Einsatz einer 100-Loch-Spinndüse mit einem Lochdurchmesser von 80 µm naß versponnen, wobei man ein Koagulationsbad von 50°C verwendet, welches aus 50 % Dimethylformamid und 50 % Wasser besteht.
- Das erhaltene Fadenmaterial wird sodann ohne vorherige Trocknung in einer Menge von 10 g (Trockengewicht) , entsprechend 20 g Feuchtgewicht, bei guter Flottenbewegung in eine mittels Essigsäure auf pH 4,6 gestellte Lösung von 0,01 g eines bis-quartären Farbstoffes der Formel
- Man erhält eine blaustichig rote Färbung mit ausgezeichneten Echtheiten, hauptsächlich besonders guten Naßechtheiten und sehr guten Lichtechtheiten.
Claims (11)
1. Verfahren zum gleichmäßigen Naßbehandeln im Zuge des Herstellungsprozesses von nach einem üblichen Naßspinnverfahren erzeugten Kabeln aus Synthese- oder Regeneratfasern im Gelzustand, dadurch gekennzeichnet, daß man das Spinngut im Anschluß an den Koagulationsvorgang in Strangform kontinuierlich durch den Naßbehandlungsraum führt und dort - zumindestens einmal innerhalb einer räumlich beschränkten Zone -durch die Einwirkung mechanischer Mittel zwingt, über die Länge der für den Warentransport bestimmten Strecke mehrfach abwechselnd nach verschiedenen Seiten hin sowie weitgehend senkrecht zur Fortbewegungsrichtung das vom Spinnprozeß her resultierende materielle Gefüge (Packungsdichte) des Warenstranges aufzulockern und dabei eine intensive Durchdringung des laufenden Textilgutes durch die gegebenenfalls ein Behandlungsmittel aufweisende Flotte über den gesamten Kabelquerschnitt zuzulassen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kabel innerhalb der Naßbehandlungszone annähernd spannungsfrei führt, und daß die mechanische Beeinflussung des kontinuierlich laufenden Strangmaterials quer zu dessen Fortbewegungsrichtung sowie gegebenenfalls abwechselnd von verschiedenen Seiten her unter Zuhilfenahme einer abschnittsweisen Modifizierung des Preßdruckes erfolgt, die in Form von wechselndem öffnen und Schließen des Warenstranges bei dessen Passage durch den Walzenspalt (Quetschfuge) von mindestens einer als Warenleitelement und gegebenenfalls zum Teil zugleich als Transportsystem dienenden apparativen Einheit aus zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten, bezüglich der Ausrichtung ihrer Walzenachsen parallelen oder um einen Winkel bis zu 90° gegeneinander verdrehten Quetschwalzenpaaren bewirkt wird, welche in gleicher Drehrichtung wie der Warenlauf angetrieben sind, und gegebenenfalls zueinander versetzt angeordnet sein können.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kabel innerhalb der Naßbehandlungszone annähernd spannungsfrei führt, und daß die mechanische Beeinflussung des kontinuierlich laufenden Strangmaterials quer zu dessen Fortbewegungsrichtung sowie abwechselnd von verschiedenen Seiten her unter Zuhilfenahme einer abschnittsweisen Modifizierung des Auflagedruckes erfolgt, die in Form einer gesteuerten Hin- und Herbewegung des Warenstranges bei dessen Passage, unter abwechselnder Berührung von Vorder-und Rückseite sowie mit abschnittsweise mehr oder weniger Umschlingung,über mindestens eine als Warenleitelement und gegebenenfalls zum Teil zugleich als Transportsystem dienende apparative Einheit aus zwei oder mehreren, in separater, aber zueinander paralleler Stellung sowie quer zum beförderten Textilgut hintereinandergeschalteten, zentrisch oder exzentrisch gelagerten, zylindrisch-kreisrunden oder elliptischen Walzen bewirkt wird, welche in gleicher Drehrichtung wie der Warenlauf-angetrieben sind, gegebenenfalls zueinander versetzt und/oder paarweise angeordnet sein können.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das strangförmige Textilgut im Verlauf der Naßbehandluhgsoperation von einer ruhenden Flotte umgeben ist.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das strangförmige Textilgut im Verlauf der Naßbehandlungsoperation von einer bewegten Flotte umspült ist.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flotte im Verlauf der Naßbehandlungsoperation zwischen den einzelnen Walzen bzw. Walzensystemen durch Aufsprühen auf das strangförmige Textilgut appliziert wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flotte im Verlauf der Naßbehandlungsoperation per Injektionsstrahl oder Injektionsnadeln zwischen den einzelnen Walzen bzw. Walzensystemen in das Kabelinnere des strangförmigen Textilgutes gebracht wird.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Flotte eine Färbeflüssigkeit mit einer Temperatur im Bereich von 10°bis 100°C verwendet.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Kabel aus Polyacrylnitrilfasern im Gelzustand mit kationischen Farbstoffen.färbt.
10.Vorrichtung zum gleichmäßigen Naßbehandeln von Kabeln im Gelzustand zwecks Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge einer Spinnstraße in Fortbewegungsrichtung des strangförmigen Spinngutes im Anschluß an das Koagulationsbad mindestens eine apparative Einheit angeordnet ist, die aus zwei oder mehreren, hintereinandergeschalteten, bezüglich der Ausrichtung ihrer Walzenachsen parallelen oder um einen Winkel bis zu 90° gegeneinander verdrehten Quetschwalzenpaaren besteht, welche über die Breite der Quetschfuge samt dem dazwischen durchgeführten Textilgut miteinander in Berührung stehen, die um ihre Achse antreibbar sind, und die gegebenenfalls zueinander versetzt angeordnet sein können.
11. Vorrichtung zum gleichmäßigen Naßbehandeln von Kabeln im Gelzustand zwecks Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge einer Spinnstraße in Fortbewegungsrichtung des strangförmigen Spinngutes im Anschluß an das Koagulationsbad mindestens eine apparative Einheit angeordnet ist, die aus zwei oder mehreren, in separater, aber zueinander paralleler Stellung sowie quer zum Warenlauf hintereinandergeschalteten, zentrisch oder exzentrisch gelagerten, zylindrisch-kreisrunden oder elliptischen Walzen besteht, welche um ihre Achse antreibbar sind, und die gegebenenfalls zueinander versetzt und/oder paarweise angeordnet sein können.
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