EP0104429B1 - Method of wet treating a textile material - Google Patents

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EP0104429B1
EP0104429B1 EP83108288A EP83108288A EP0104429B1 EP 0104429 B1 EP0104429 B1 EP 0104429B1 EP 83108288 A EP83108288 A EP 83108288A EP 83108288 A EP83108288 A EP 83108288A EP 0104429 B1 EP0104429 B1 EP 0104429B1
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EP
European Patent Office
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treatment liquid
vessel
fibrous material
fiber material
container
Prior art date
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Expired
Application number
EP83108288A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0104429A1 (en
Inventor
Fritz Karrer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karrer System AG
Original Assignee
Karrer System AG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19823245013 external-priority patent/DE3245013A1/en
Application filed by Karrer System AG filed Critical Karrer System AG
Priority to AT83108288T priority Critical patent/ATE24214T1/en
Publication of EP0104429A1 publication Critical patent/EP0104429A1/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B21/00—Successive treatments of textile materials by liquids, gases or vapours
    • D06B21/02—Successive treatments of textile materials by liquids, gases or vapours the treatments being performed in a single container
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B5/00—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating
    • D06B5/12—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating through materials of definite length

Definitions

  • the invention relates to a method for liquid treatment of textile fiber material or the like, in particular for dyeing yarn, loose material or textile piece goods, in which the fiber material is introduced into a container, the container is evacuated dry, the treatment liquid is introduced into the container, the treatment liquid during a brought into effect for a certain time on the fiber material, the treatment liquid is removed from the container and the fiber material in the container is dried, if necessary after rinsing.
  • the performance of the known method has hitherto been limited in particular by the duration of action of the treatment liquid on the fiber material, which is necessary in the interest of complete, uniform and, if necessary, gentle treatment or dyeing. In addition, the drying time also reduces performance.
  • the object of the invention is to shorten the treatment time without having to accept an uneven or non-gentle treatment of the fiber material.
  • this object is achieved either according to claim 1 (with preheating of the fiber material) or according to claim 3 (without preheating the fiber material).
  • the invention is based on the knowledge that the evacuation of the container leads to a positive preparatory effect on the fiber material, since the enclosed air bubbles expand due to the pressure drop, which leads to the opening of the fiber pores and the existing capillary walls in the sense of a substantial increase in Diffusion of the active ingredients of the treatment liquid influences, so that, for example, larger dye molecules can quickly penetrate into the fibers and settle there.
  • the withdrawal of moisture associated with the evacuation activity from the fiber material is advantageous because it can lead to wetting with concentrated liquid, which is not diluted by water adhering to the fiber material.
  • the starting concentration of the introduced treatment liquid is brought up to the dry fiber material, which due to the previous evacuation is particularly receptive to the active substances of the treatment liquid.
  • the treatment liquid introduced penetrates the fiber material suddenly and with an unimpaired concentration of the active ingredients, the fiber material being impregnated uniformly. It can be seen that the active ingredients can thus quickly diffuse into the fiber material. This results in a comparatively short treatment time, which also means that the fiber material is protected.
  • the teaching according to the invention of avoiding steam condensation in or on the fiber material can be followed in such a way that, before the treatment liquid is introduced, the fiber material in the container is preheated to a minimum temperature which is determined by the temperature of the treatment liquid supplied and the negative pressure in the evacuated container is as provided in claim 1.
  • the fiber material can expediently be preheated by means of warm air flowing through the container.
  • the object of the invention can also be achieved according to claim 3 without preheating the fiber material he follows.
  • This approach is based on the fact that condensation in and on the fiber material is ruled out from the outset if, due to the physical circumstances, no evaporation of the treatment liquid occurs when the treatment liquid is introduced. The generation of steam when the treatment liquid is introduced is already avoided, so that there is also no fear of steam condensation in the fiber material. With this procedure, the temperature of the treatment liquid introduced is, for example, only 30 ° C.
  • the fiber material can be completely colored in a short time.
  • This process variant can therefore also be of particular importance because of the low load on the fiber material and, depending on the application, the resulting quality maintenance. Decreases in properties, such as matting of the material, can largely be avoided as a result of the comparatively short duration of treatment. After all, the savings in energy and operating costs are particularly high in this case.
  • the treatment liquid After wetting the fiber material with the introduced treatment liquid, there can no longer be any disadvantageous formation of condensation in the fiber material. Unless the peculiarities of the fiber material require appropriate protection in individual cases, the treatment liquid can therefore be heated after it has been introduced into the container. As a result, the action of the treatment liquid on the fiber material can be increased, and the treatment time can be further reduced.
  • This pressure which can be, for example, in the range from 1 to 1.5 bar, has the further advantageous effect, in addition to the prevention of steam formation, that small air bubbles or air nests remaining in the fiber material are eliminated because the air bubbles are compressed and their adhesion on the fiber material is reduced so that they rise through the treatment liquid. This also leads to an improved effect of the treatment liquid on the fiber material.
  • the treatment liquid can expediently be given a pulsating movement during its action on the fiber material. This movement works in the sense of a concentration balance, in which the active ingredients diffused into the fiber material are replaced. Since such a pulsation of the treatment liquid, in particular if this is done using the vacuum pump assigned to the container (CH-A-330091), evaporation phenomena can occur within the treatment liquid or the fiber material, for this case the above-mentioned overpressure is during the exposure period an advantage in order to exclude interfering evaporation processes with certainty.
  • the drying as described in the known method at the beginning is preferably also carried out in such a way that, after the treatment liquid has been removed from the container, air and / or steam first flows through the fiber material and thereby predried to a residual moisture content and then applying a vacuum with simultaneous supply of heat the final moisture content is dried.
  • predrying or mechanical dewatering by means of a flow through the fiber material the drying progresses comparatively quickly, but the residual moisture is then removed only slowly. This is absorbed by the medium flowing through by evaporation and deposited in a condenser assigned to the vacuum pump.
  • the vacuum pump is used to keep air flowing through the fiber material.
  • the pressure in the container reduced by the vacuum pump favors the evaporation process.
  • the residual moisture is removed during evaporation by evaporation as a result of a correspondingly lower pressure in the container, the heat of vaporization not being supplied by a heat carrier such as air, which at the same time absorbs and serves to remove moisture.
  • the residual moisture is essentially not evaporated but evaporated by the pressure drop brought about by the vacuum pump, drawn off in vapor form by the vacuum pump and deposited in the condenser. Since the vacuum acts essentially uniformly throughout the entire fiber material, the evaporation and thus drying takes place within the entire volume of the fiber material, which accelerates and evenens the drying process, which in turn is in the interest of gentle treatment of the fiber material.
  • heat Since the residual moisture evaporates while evaporation heat is removed, heat must be added to the container or the fiber material during the final drying. This heat can be applied to the fiber material by radiation. Alternatively or additionally, high-frequency energy (microwaves) can be supplied to the fiber material during the final drying. Likewise, moisture can advantageously be evaporated from the fiber material by alternately lowering the pressure and the fiber material with the moisture still present in it can be heated by hot air flowing through it to compensate for the loss of heat of vaporization.
  • microwaves microwaves
  • the device comprises an elongated cylindrical treatment tank 1 and a storage tank 2 for the treatment liquid arranged with a vertical axis.
  • the containers 1 and 2 are connected to one another by an overflow line 3 with an overflow valve 4.
  • a steam line 5 with a steam valve 6 opens into the lower region of the storage container 2.
  • a line 7 with a valve 8 extends from the bottom of the storage container and serves to fill the storage container 2 with the treatment liquid, for example a dyeing liquor, and to discharge the treatment liquid .
  • the overflow line 3 is connected to the line 7.
  • a compressed air line 9 with a compressed air valve 10 and a ventilation valve 11 are shown at the upper end of the storage container 2.
  • a serpentine heat exchanger 5 ' is arranged in the storage container 2, through which a heating medium or a cooling medium can optionally be flowed in order to give the treatment liquid in the storage container 2 the desired temperature.
  • the treatment container 1 has at its right end a loading opening which is provided with a lid-like closure 12.
  • an elongated cylindrical support 13 with perforations 14 provided in its peripheral surface is supported coaxially and rotatably by means of bearing-like supports 15 and 16.
  • the right end of the carrier 13 is closed by an end plate 17 against which an adjustable holding part 18, which can be removed with the closure 12, bears, which prevents the carrier 13 from axial displacements.
  • a drive device 21 which comprises a motor 22 with a gear 23, a clutch 24 and a drive shaft 25, which is sealed by the firmly closed end wall of the Treatment container 1 leads, is stored in this and carries the pinion 20.
  • annular partition wall 26 is provided, which extends radially between the jacket of the treatment container and the carrier 13, to which it connects in a sealing manner.
  • the container 1 is divided into a drain chamber 27 at the left end of the container 1 and into a fiber material chamber 28. Since the carrier is open at its left end carrying the ring gear 19, the interior of the cylindrical carrier 13 forms a central extension of the drain chamber 27.
  • the clamps 27 and 28 are in flow communication with one another only through the perforations 14 of the carrier.
  • the fiber material 29 to be treated is wound in layers on the carrier 13, and since the perforations 14 are provided only in the axial region covered by the fiber material 29, the flow connection between the chambers 27 and 28 runs through the fiber material except through the perforations 14 29 through.
  • the overflow line 3 opens into the fiber material chamber 28 on the underside of the container 1. It is also connected to the outlet chamber 27 via a branch line 30 with a valve 31.
  • a flushing water line 32 with a flushing valve 33 opens into the fiber material chamber 28 on the underside of the container.
  • An outlet line 34 with an outlet valve 35 is connected to the underside of the outlet chamber 27.
  • a vacuum pump 36 with an upstream condenser 37 is assigned to the treatment container 1.
  • the vacuum pump 36 is connected on the suction side via a suction line 38 and a four-way valve 39 on the one hand via the line 40 with the valve 41 to the drain chamber 27 and on the other hand via line 42 with the valve 43 to the fiber material chamber 28.
  • the vacuum pump 36 can optionally be connected via a line 44 and a changeover valve 45 to a blow-out connector 46 or a return line 47, which is also connected to the four-way valve 39 and can therefore be connected to the fiber material chamber 28 or the drain chamber 27 in alternation with the suction line 38.
  • a control unit 50 is provided to control the device, which can optionally also be carried out at least partially by hand. As indicated, this is connected via signal lines to a temperature sensor 51 in the treatment tank 1 and to a temperature sensor 52 in the storage tank 2 as well as to a liquid level sensor 53 and a pressure sensor 54 in the drain chamber 27. Furthermore, control lines emanate from the control unit 50, which for the sake of clarity are not shown for all the valves to be actuated but only for the valves 4 and 6.
  • an air line 55 with a valve 56 into which an air heater 57 is switched on, opens into the fiber material chamber 28 at the top of the container 1.
  • a ventilation valve 58 and an outlet line 60 with a valve 61 are connected to the treatment container 1 in the area of the fiber material chamber 28.
  • the treatment liquid (dye liquor) is filled into the storage container 2.
  • the treatment container 1 is fed through the closure 12 with the fiber material 29 to be dyed.
  • the vacuum pump 36 is operated, only the valve 41 being opened as shown and the changeover valve 45 and the four-way valve 39 taking up the positions shown.
  • the treatment container 1 is placed under vacuum.
  • the tank pressure reduced to 0.2 bar (80% vacuum).
  • the valve 56 is opened so that air flows into the fiber material chamber 28 and is sucked through the fiber material 29 by the vacuum pump 36, which continues to maintain a vacuum in the container 1.
  • the action of vacuum and the flow of air result in an advantageous structural preparation of the fiber material 29, which in the process releases any moisture present therein. This structure preparation is carried out, for example, over a period of 2 to 5 minutes.
  • the air heater 57 is operated so that the fiber material is preheated.
  • the extent of the preheating depends on the vacuum prevailing in the container 1 and on the temperature of the treatment liquid in the storage container. In the case of cold treatment liquid, preheating of the fiber material 29 can be dispensed with entirely.
  • the temperature of the treatment liquid can be brought to a desired value by means of the heat exchanger 5 '.
  • the treatment liquid can also be heated by introducing steam via line 5.
  • the overflow valve 4 is opened, whereupon the treatment liquid flows into the container 1.
  • the container 1 quickly fills with treatment liquid which immediately penetrates into the fiber material 29. Possibly.
  • the fiber material 29 can already be rotated in the container by means of the drive device 21. Insofar as the treatment liquid entering the container 1 undergoes evaporation due to its temperature and the vacuum prevailing in the container, no vapor condenses in the fiber material 29 because, as stated above, this has been preheated or heated to the required extent.
  • the vacuum pump 36 is switched off and the changeover valve 45 is actuated, so that the lines 44 and 47 are connected to one another and the system is closed.
  • the treatment container 1 is placed under a slight excess pressure of, for example, 1.2 bar, whereupon the overflow valve 4 is closed.
  • the treatment liquid acts on the fiber material 29, which is set in rotation by means of the drive device 21.
  • the vacuum pump 36 is put into operation again after the opening of both valves 41 and 43, and the four-way valve 39 is moved back and forth so that the two chambers 27 and 28 connect in opposite directions and alternately to the suction side and the pressure side of the vacuum pump 36 come.
  • This treatment phase is carried out, for example, for 3 minutes, whereupon the vacuum pump 36 is switched off, the valves 41 and 43 are closed and the valves 4 and 31 are opened so that the treatment liquid can be returned to the storage tank 2. This is effected when the compressed air valve 10 is closed and the ventilation valve 11 is open by introducing compressed air via line 55.
  • a rinsing phase in which, when the valves 33 and 58 are open, rinsing water is filled in through the line 32 until the container 1 is approximately half filled with rinsing water.
  • the changeover valve 45 is returned to the position shown, the valve 41 is opened and the vacuum pump 36 is started again.
  • the carrier 13 with the fiber material 29 is also rotated further during the rinsing, so that the fiber material with its sections arranged one behind the other in the circumferential direction is alternately rinsed and dewatered.
  • the rinsing water is then discharged through the drain lines 34 and 60 with the valves 35 and 61 open. This rinsing process can be carried out several times if necessary.
  • the fiber material 29 is dried in the treatment container 1. This drying is carried out in two stages.
  • the first stage is dewatering, in which air is passed through the fiber material 29. This is done by means of the vacuum pump 36, the four-way valve 39 and the changeover valve 45 are again in the position shown and the valves 41 and 56 are open, so that air can flow into the container through the line 55.
  • the vacuum pump serves to flow air through the fiber material without a significant vacuum being created in the container 1.
  • the air heater 57 is operated so that heat is given off to the fiber material 29.
  • the valve 56 is closed and a strong vacuum is generated in the container 1 by means of the vacuum pump 36, in which the moisture still present in the fiber material 29 evaporates and is supplied to the condenser 37. In this way, drying can also be carried out comparatively quickly within a short time.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flüssigkeitsbehandlung von textilem Fasermaterial oder dergleichen, insbesondere zum Färben von Garn, losem Material oder textiler Stückware, bei dem das Fasermaterial in einen Behälter eingebracht, der Behälter trocken evakuiert, die Behandlungsflüssigkeit in den Behälter eingeleitet, die Behandlungsflüssigkeit während einer bestimmten Dauer zur Einwirkung auf das Fasermaterial gebracht, die Behandlungsflüssigkeit aus dem Behälter abgeführt und das Fasermaterial im Behälter, ggf. nach einer Spülung, getrocknet wird.The invention relates to a method for liquid treatment of textile fiber material or the like, in particular for dyeing yarn, loose material or textile piece goods, in which the fiber material is introduced into a container, the container is evacuated dry, the treatment liquid is introduced into the container, the treatment liquid during a brought into effect for a certain time on the fiber material, the treatment liquid is removed from the container and the fiber material in the container is dried, if necessary after rinsing.

Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt (DE-A-19 27 651). Dort erfolgt die Trocknung zweistufig, da nach dem Abführen der Behandlungsflüssigkeit aus dem Behälter das zuvor gefärbte Fasermaterial zunächst mit Luft und/oder Dampf durchströmt und dadurch auf einen Restfeuchtigkeitsgehalt vorgetrocknet und dann unter Aufbringen eines Vakuums bei gleichzeitiger Wärmezufuhr auf den Endfeuchtigkeitsgehalt fertig getrocknet wird.Such a method is already known (DE-A-19 27 651). There, the drying takes place in two stages, since after the treatment liquid has been removed from the container, the previously dyed fiber material is first flowed through with air and / or steam and thereby pre-dried to a residual moisture content and then dried to the final moisture content by applying a vacuum while simultaneously applying heat.

Die Leistung des bekannten Verfahrens ist bisher insbesondere durch die Einwirkungsdauer der Behandlungsflüssigkeit auf das Fasermaterial begrenzt, die im Interesse einer vollständigen, gleichmässigen und erforderlichenfalls auch materialschonenden Behandlung oder Färbung notwendig ist. Zusätzlich wirkt sich auch die Trocknungsdauer leistungsmindernd aus.The performance of the known method has hitherto been limited in particular by the duration of action of the treatment liquid on the fiber material, which is necessary in the interest of complete, uniform and, if necessary, gentle treatment or dyeing. In addition, the drying time also reduces performance.

Im Interesse einer schnellen Behandlung bzw. Färbung des Fasermaterials ist zu fordern, dass die Behandlungsflüssigkeit oder Flotte in unmittelbarer Nähe des Fasermaterials eine hohe Farbstoffkonzentration aufweist. Durch den Entzug von Farbstoffmolekülen, welche in die Fasern eindringen, sinkt die Farbstoffkonzentration im Bereich des Fasermaterials jedoch ab. Beim bekannten Verfahren wird daher mit einer durch Umwälzung bewegten Flotte gearbeitet, um einen ständigen Ausgleich der Farbstoffkonzentration zu erzielen und einem Absinken der Diffusionsgeschwindigkeit, mit der Farbstoffmoleküle in das Fasermaterial übergehen, sowie einer ungleichmässigen Färbung vorzubeugen. Diese Massnahme wirkt sich zwar im allgemeinen positiv aus, vermag aber den Färbevorgang, der beispielsweise 30 Min. dauert, nicht entscheidend zu beschleunigen.In the interest of rapid treatment or dyeing of the fiber material, it is necessary to demand that the treatment liquid or liquor have a high dye concentration in the immediate vicinity of the fiber material. However, due to the withdrawal of dye molecules that penetrate the fibers, the dye concentration in the area of the fiber material drops. In the known method, therefore, a liquor moved by circulation is used in order to achieve a constant compensation of the dye concentration and a decrease in the diffusion rate with which dye molecules pass into the fiber material, and to prevent uneven coloring. Although this measure generally has a positive effect, it cannot significantly accelerate the dyeing process, which takes 30 minutes, for example.

Es ist bereits erkannt worden, dass die Verhältnisse beim Einleiten der Behandlungsflüssigkeit in den Behälter von entscheidender Bedeutung für ein schnelles und gleichmässiges Färben sind (US-A-3 878 575). Dabei wird mit einem hohen Vakuum bzw. einem hohen Überdruck der eingeleiteten Behandlungsflüssigkeit gearbeitet, damit der Behälter sich besonders schnell mit der Behandlungsflüssigkeit füllt und diese im wesentlichen in der Ausgangskonzentration mit dem gesamten Fasermaterial in Berührung kommt. Hierbei wurde jedoch bisher übersehen, dass das auf das Fasermaterial aufgebrachte Vakuum nicht nur den positiven Effekt des Entfernens von Feuchtigkeit und Luft aus dem Fasermaterial hat, so dass die eingeleitete Behandlungsflüssigkeit besser an das Fasermaterial herankommt und in dieses eindringt, sondern dass damit auch ein entscheidend negativer Effekt verbunden ist. Dieser besteht darin, dass mit dem Einleiten der Behandlungsflüssigkeit in den evakuierten Behälter blitzartig eine Verdampfung von Behandlungsflüssigkeit einsetzt und dass dieser Dampf leichter als die Behandlungsflüssigkeit und vor dieser in das Fasermaterial eindringt und hier zumindest teilweise wieder kondensiert. Dadurch werden die mittels der vorangegangenen Evakuierung geschaffenen günstigen Voraussetzungen weitgehend wieder zunichte gemacht, da das am und im Fasermaterial haftende Kondensat eine Erstbenetzung des Fasermaterials mit Behandlungsflüssigkeit verhindert und zu deren Verdünnung beiträgt. Daher wird auch auf diesem Wege noch keine völlig zufriedenstellende Lösung erzielt.It has already been recognized that the conditions when the treatment liquid is introduced into the container are of crucial importance for rapid and uniform dyeing (US Pat. No. 3,878,575). A high vacuum or a high overpressure of the treatment liquid introduced is used so that the container fills up particularly quickly with the treatment liquid and this essentially comes into contact with the entire fiber material in the initial concentration. However, it has so far been overlooked that the vacuum applied to the fiber material not only has the positive effect of removing moisture and air from the fiber material, so that the introduced treatment liquid can better access and penetrate the fiber material, but also a decisive factor negative effect is connected. This consists in that, when the treatment liquid is introduced into the evacuated container, evaporation of treatment liquid begins in a flash and that this vapor penetrates the fiber material more easily than and before the treatment liquid and at least partially condenses again here. As a result, the favorable conditions created by means of the previous evacuation are largely nullified again, since the condensate adhering to and in the fiber material prevents initial wetting of the fiber material with treatment liquid and contributes to its dilution. Therefore, a completely satisfactory solution is still not achieved in this way.

Es ist auch bekannt, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art das Fasermaterial mittels Hochfrequenzenergie zu erwärmen, und zwar nicht nur zum abschliessenden Trocknen des Fasermaterials sondern auch bereits zum Vorwärmen des Fasermaterials vor dem Zuführen der Behandlungsflüssigkeit, wodurch das Fasermaterial auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur der Behandlungsflüssigkeit gebracht wird (FR-A-1 067 236). Dabei bleibt offen, zu welchem Zweck das Fasermaterial auf eine höhere Temperatur als die Badflüssigkeit vorgewärmt wird und um wieviel höher diese Temperatur sein soll. Auch fehlt ein Hinweis darauf, welche Faktoren ggf. das Ausmass der Vorwärmung beeinflussen oder bestimmen sollen. Offenbar soll nur sichergestellt sein, dass das Fasermaterial eine geringfügig höhere Temperatur als die Behandlungsflüssigkeit aufweist. Dadurch lässt sich aber die vorbeschriebene ungünstige Erstbenetzung des Fasermaterials durch kondensierenden Dampf vor der Überflutung mit Behandlungsflüssigkeit nicht verhindern.It is also known to heat the fiber material by means of high-frequency energy in a method of the type mentioned, not only for the final drying of the fiber material but also for the preheating of the fiber material before the treatment liquid is supplied, thereby bringing the fiber material to a temperature above the temperature the treatment liquid is brought (FR-A-1 067 236). It remains open for what purpose the fiber material is preheated to a higher temperature than the bath liquid and by how much higher this temperature should be. There is also no indication of which factors may influence or determine the extent of the preheating. Apparently it should only be ensured that the fiber material has a slightly higher temperature than the treatment liquid. However, this does not prevent the above-described unfavorable initial wetting of the fiber material by condensing steam before it is flooded with treatment liquid.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Behandlungszeit zu verkürzen, ohne dass eine ungleichmässige oder nicht schonende Behandlung des Fasermaterials in Kauf genommen werden muss.Accordingly, the object of the invention is to shorten the treatment time without having to accept an uneven or non-gentle treatment of the fiber material.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst entweder gemäss Anspruch 1 (mit Vorwärmung des Fasermaterials) oder gemäss Anspruch 3 (ohne Vorwärmung des Fasermaterials).According to the invention, this object is achieved either according to claim 1 (with preheating of the fiber material) or according to claim 3 (without preheating the fiber material).

Dabei baut die Erfindung auf der Erkenntnis auf, dass die Evakuierung des Behälters zu einer positiven vorbereitenden Einwirkung auf das Fasermaterial führt, da die eingeschlossenen Luftblasen durch die Drucksenkung expandieren, was zu einem Öffnen der Faserporen führt und die vorhandenen Kapillarwände im Sinne einer wesentlichen Erhöhung des Eindiffundierens der Wirkstoffe der Behandlungsflüssigkeit beeinflusst, so dass beispielsweise auch grössere Farbstoffmoleküle rasch in die Fasern eindringen und sich dort festsetzen können. Dabei ist der mit der Evakuierung einhergehende Entzug von Feuchtigkeit aus dem Fasermaterial von Vorteil, da es zu einer Benetzung mit konzentrierter Flüssigkeit kommen kann, die nicht durch am Fasermaterial anhaftendes Wasser verdünnt wird. Durch die erfindungsgemässe Verhinderung einer Dampfkondensation im Fasermaterial können diese vorteilhaften Umstände jetzt vollständig genutzt werden. Dabei wird die eingeleitete Behandlungsflüssigkeit in ihrer Ausgangskonzentration an das trockene Fasermaterial herangebracht, das auf Grund der vorangegangenen Evakuierung in besonderem Masse aufnahmefähig für die Wirkstoffe der Behandlungsflüssigkeit ist. Die eingeleitete Behandlungsflüssigkeit durchdringt das Fasermaterial schlagartig und mit ungeschwächter Konzentration der Wirkstoffe, wobei das Fasermaterial gleichmässig imprägniert wird. Es ist ersichtlich, dass somit die Wirkstoffe schnell in das Fasermaterial hineindiffundieren können. Es ergibt sich somit eine vergleichsweise kurze Behandlungsdauer, was zugleich eine Schonung des Fasermaterials bedeutet. Ausserdem kann mit einer im Vergleich zum bisherigen Verfahren wesentlich reduzierten Durchsatzmenge an Behandlungsflüssigkeit gearbeitet werden.The invention is based on the knowledge that the evacuation of the container leads to a positive preparatory effect on the fiber material, since the enclosed air bubbles expand due to the pressure drop, which leads to the opening of the fiber pores and the existing capillary walls in the sense of a substantial increase in Diffusion of the active ingredients of the treatment liquid influences, so that, for example, larger dye molecules can quickly penetrate into the fibers and settle there. Thereby is the withdrawal of moisture associated with the evacuation activity from the fiber material is advantageous because it can lead to wetting with concentrated liquid, which is not diluted by water adhering to the fiber material. By preventing vapor condensation in the fiber material according to the invention, these advantageous circumstances can now be fully utilized. The starting concentration of the introduced treatment liquid is brought up to the dry fiber material, which due to the previous evacuation is particularly receptive to the active substances of the treatment liquid. The treatment liquid introduced penetrates the fiber material suddenly and with an unimpaired concentration of the active ingredients, the fiber material being impregnated uniformly. It can be seen that the active ingredients can thus quickly diffuse into the fiber material. This results in a comparatively short treatment time, which also means that the fiber material is protected. In addition, it is possible to work with a throughput quantity of treatment liquid which is significantly reduced compared to the previous method.

Versuche haben gezeigt, dass die bisher erforderlichen Färbezeiten durch das erfindungsgemässe Verfahren ganz wesentlich gesenkt werden konnten. Wo bisher eine Färbedauer von beispielsweise 30 Min. erforderlich war, konnte diese jetzt auf 3 Min. gesenkt werden, wobei eine völlig einwandfreie und gleichmässige Färbung erreicht wurde. Dieses überraschende Ergebnis wird darauf zurückgeführt, dass das durch die Vakuumeinwirkung aufgeschlossene Fasermaterial von der Behandlungsflüssigkeit schon vor der abgeschlossenen Quellung im Fasermaterial durchdrungen ist. Somit werden die porös gemachten Kapillarwände des Fasermaterials sehr effektiv von der in der Behandlungsflüssigkeit kolloidal gelösten Farbsubstanz durchdrungen. Ersichtlich führt die wesentliche Herabsetzung der Einwirkungsdauer zu einer erhöhten Leistung und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, zu dessen Durchführung weitgehend auf bekannte Vorrichtungen zurückgegriffen werden kann (z.B. CH-A-330091), die ggf. nur einen geringen Umrüstungsaufwand erfordern.Experiments have shown that the dyeing times previously required could be reduced considerably by the method according to the invention. Where previously a dyeing time of 30 minutes, for example, was required, it has now been reduced to 3 minutes, with completely perfect and uniform dyeing being achieved. This surprising result is attributed to the fact that the fiber material disrupted by the action of vacuum is penetrated by the treatment liquid even before the swelling in the fiber material has been completed. The capillary walls of the fiber material, which are made porous, are thus penetrated very effectively by the color substance which is colloidally dissolved in the treatment liquid. Obviously, the substantial reduction in the duration of exposure leads to an increased performance and economy of the process, for the implementation of which it is possible to make use of known devices (e.g. CH-A-330091), which may require only a small amount of retrofitting.

Die erfindungsgemässe Lehre, Dampfkondensation im oder am Fasermaterial zu vermeiden, kann in der Weise befolgt werden, dass vor dem Einleiten der Behandlungsflüssigkeit das Fasermaterial im Behälter bis auf eine Mindesttemperatur vorgewärmt wird, die durch die Temperatur der zugeführten Behandlungsflüssigkeit und den Unterdruck im evakuierten Behälter bestimmt ist, wie es Anspruch 1 vorsieht. Dabei kann das Fasermaterial zweckmässigerweise mittels den Behälter durchströmender Warmluft vorgewärmt werden.The teaching according to the invention of avoiding steam condensation in or on the fiber material can be followed in such a way that, before the treatment liquid is introduced, the fiber material in the container is preheated to a minimum temperature which is determined by the temperature of the treatment liquid supplied and the negative pressure in the evacuated container is as provided in claim 1. The fiber material can expediently be preheated by means of warm air flowing through the container.

Im Hinblick auf das Ausmass der Vorwärmung ist zu berücksichtigen, dass beim Einleiten von Behandlungsflüssigkeit mit einer Temperatur, die oberhalb der Verdampfungstemperatur beim Unterdruck im evakuierten Behälter liegt, die Verdampfung sofort einsetzt, wobei der Dampf den gesamten Behälter ausfüllt und daher auch in das Fasermaterial eindringt. Die Verdampfung setzt sich fort und bewirkt einen Druckanstieg im Behälter, da die an den Behälter angeschlossene Vakuumpumpe den schlagartig entstehenden Dampf nicht auf einmal absaugen und verarbeiten kann. Der Druckanstieg im Behälter führt zu einer Verdichtung und begünstigt damit eine partielle Rückkondensation des Dampfes, so dass dieser auch dann im und am Fasermaterial kondensiert, wenn dieses eine etwas höhere Temperatur als diejenige der zugeführten Behandlungsflüssigkeit aufweist. Dadurch werden dann die Vorteile der Strukturvorbereitung des Fasermaterials mittels Vakuum wieder eingebüsst. Daraus erhellt, warum es im Rahmen der Erfindung auf eine ausreichende Vorwärmung unter Berücksichtigung der Höhe des Vakuums im Behälter ankommt.With regard to the extent of the preheating, it must be taken into account that when treatment liquid is introduced at a temperature which is above the evaporation temperature at the negative pressure in the evacuated container, the evaporation starts immediately, the steam filling the entire container and therefore also penetrating into the fiber material . The evaporation continues and causes an increase in pressure in the container, since the vacuum pump connected to the container cannot suck off and process the suddenly generated steam at once. The pressure increase in the container leads to compression and thus favors a partial re-condensation of the steam, so that it also condenses in and on the fiber material when it has a somewhat higher temperature than that of the treatment liquid supplied. As a result, the advantages of preparing the structure of the fiber material by means of vacuum are lost again. From this it is clear why in the context of the invention sufficient preheating is important, taking into account the level of the vacuum in the container.

Ausgehend von der Erkenntnis, dass ein Eindringen von Dampfkondensat in das Fasermaterial vor der Benetzung mit unverdampfter Behandlungsflüssigkeit vermieden werden muss, um die Vorteile der Strukturvorbereitung des Fasermaterials voll zu nutzen, kann die Erfindungsaufgabe auch gemäss Anspruch 3 gelöst werden, ohne dass eine Vorwärmung des Fasermaterials erfolgt. Dieser Lösungsweg baut darauf auf, dass eine Kondensation im und am Fasermaterial von vornherein ausgeschlossen ist, wenn beim Einleiten der Behandlungsflüssigkeit auf Grund der physikalischen Gegebenheiten erst gar keine Verdampfung von Behandlungsflüssigkeit auftritt. Es wird bereits das Entstehen von Dampf beim Einleiten der Behandlungsflüssigkeit vermieden, so dass auch keine Dampfkondensation im Fasermaterial zu befürchten ist. Bei dieser Verfahrensweise beträgt die Temperatur der eingeleiteten Behandlungsflüssigkeit beispielsweise nur 30 °C. Trotz dieser niedrigen Temperatur kann auf Grund der vorbeschriebenen Effekte in kurzer Zeit eine vollständige Färbung des Fasermaterials erreicht werden. Diese Verfahrensvariante kann somit auch wegen der geringen Belastung des Fasermaterials und je nach Anwendungsfall des dadurch bedingten Qualitätserhalts von besonderer Bedeutung sein. Eigenschaftsverschlechterungen wie beispielsweise eine Verfilzung des Materials können aber weitgehend auch bereits infolge der vergleichsweise kurzen Behandlungsdauer vermieden werden. Schliesslich ist in diesem Falle die Einsparung an Energie- und Betriebskosten besonders hoch.Based on the knowledge that penetration of steam condensate into the fiber material must be avoided before it is wetted with undevaporated treatment liquid in order to take full advantage of the structural preparation of the fiber material, the object of the invention can also be achieved according to claim 3 without preheating the fiber material he follows. This approach is based on the fact that condensation in and on the fiber material is ruled out from the outset if, due to the physical circumstances, no evaporation of the treatment liquid occurs when the treatment liquid is introduced. The generation of steam when the treatment liquid is introduced is already avoided, so that there is also no fear of steam condensation in the fiber material. With this procedure, the temperature of the treatment liquid introduced is, for example, only 30 ° C. Despite this low temperature, due to the effects described above, the fiber material can be completely colored in a short time. This process variant can therefore also be of particular importance because of the low load on the fiber material and, depending on the application, the resulting quality maintenance. Decreases in properties, such as matting of the material, can largely be avoided as a result of the comparatively short duration of treatment. After all, the savings in energy and operating costs are particularly high in this case.

Nach der Benetzung des Fasermaterials mit der eingeleiteten Behandlungsflüssigkeit kann es nicht mehr zu einer nachteiligen Kondenswasserbildung im Fasermaterial kommen. Soweit nicht im Einzelfall die Besonderheiten des Fasermaterials eine entsprechende Schonung verlangen, kann daher die Behandlungsflüssigkeit nach dem Einleiten in den Behälter erwärmt werden. Dadurch kann ggf. die Einwirkung der Behandlungsflüssigkeit auf das Fasermaterial verstärkt und somit die Behandlungsdauer weiter verringert werden.After wetting the fiber material with the introduced treatment liquid, there can no longer be any disadvantageous formation of condensation in the fiber material. Unless the peculiarities of the fiber material require appropriate protection in individual cases, the treatment liquid can therefore be heated after it has been introduced into the container. As a result, the action of the treatment liquid on the fiber material can be increased, and the treatment time can be further reduced.

Dagegen würde sich auch nach dem Einleiten der Behandlungsflüssigkeit eine Dampfbildung in der Flüssigkeit bzw. im Fasermaterial negativ auswirken und die Behandlungsdauer erhöhen, weil Dampfblasen im Fasermaterial die volle Einwirkung der Behandlungsflüssigkeit auf das Fasermaterial beeinträchtigen. Zusätzlich zur Behandlungsdauer erhöhen Blasen insbesondere die Gefahr einer nicht gleichmässigen Einwirkung oder Färbung. Daher ist bei einer besonders zweckmässigen Weiterbildung zur Sicherung des Erfolgs vorgesehen, dass nach dem Einleiten der Behandlungsflüssigkeit in den Behälter dieser unter Atmosphärendruck oder leichten Überdruck gesetzt wird, der während der Einwirkungsdauer der Behandlungsflüssigkeit auf das Fasermaterial aufrecht erhalten wird. Dieser Druck, der beispielsweise im Bereich von 1 bis 1,5 bar liegen kann, hat über die Verhinderung von Dampfbildung hinaus die weitere vorteilhafte Wirkung, dass evtl. im Fasermaterial verbliebene kleine Luftblasen oder Luftnester beseitigt werden, weil die Luftblasen zusammengedrückt werden und ihre Haftung am Fasermaterial verringert wird, so dass sie durch die Behandlungsflüssigkeit aufsteigen. Auch dieses führt zu einer verbesserten Einwirkung der Behandlungsflüssigkeit auf das Fasermaterial.In contrast, even after the treatment liquid has been introduced, vapor formation in the liquid or in the fiber material would have a negative effect and increase the treatment time, because steam bubbles in the fiber material impair the full action of the treatment liquid on the fiber material. In addition to the duration of treatment, blisters in particular increase the risk of non-uniform exposure or coloring. Therefore, in a particularly expedient development to ensure success, it is provided that after the treatment liquid has been introduced into the container, the latter is placed under atmospheric pressure or a slight excess pressure which is maintained during the period of action of the treatment liquid on the fiber material. This pressure, which can be, for example, in the range from 1 to 1.5 bar, has the further advantageous effect, in addition to the prevention of steam formation, that small air bubbles or air nests remaining in the fiber material are eliminated because the air bubbles are compressed and their adhesion on the fiber material is reduced so that they rise through the treatment liquid. This also leads to an improved effect of the treatment liquid on the fiber material.

Zweckmässigerweise kann der Behandlungsflüssigkeit während ihrer Einwirkung auf das Fasermaterial eine pulsierende Bewegung erteilt werden. Diese Bewegung wirkt im Sinne eines Konzentrationsausgleichs, bei dem die in das Fasermaterial hineindiffundierten Wirkstoffe ersetzt werden. Da es bei einem derartigen Pulsieren der Behandlungsflüssigkeit, insbesondere wenn dieses unter Verwendung der dem Behälter zugeordneten Vakuumpumpe erfolgt (CH-A-330091), zu Verdampfungserscheinungen innerhalb der Behandlungsflüssigkeit bzw. des Fasermaterials kommen kann, ist für diesen Fall der vorgenannte Überdruck während der Einwirkungsdauer von Vorteil, um mit Sicherheit störende Verdampfungsvorgänge auszuschliessen.The treatment liquid can expediently be given a pulsating movement during its action on the fiber material. This movement works in the sense of a concentration balance, in which the active ingredients diffused into the fiber material are replaced. Since such a pulsation of the treatment liquid, in particular if this is done using the vacuum pump assigned to the container (CH-A-330091), evaporation phenomena can occur within the treatment liquid or the fiber material, for this case the above-mentioned overpressure is during the exposure period an advantage in order to exclude interfering evaporation processes with certainty.

Der Erfolg des vorbeschriebenen erfindungsgemässen Verfahrens wirkt sich erst dann voll aus, wenn der Gewinn an Zeit und Energie nicht durch den anschliessenden Trocknungsvorgang weitgehend wieder eingebüsst wird. Deswegen wird die Trocknung wie beim bekannten Verfahren eingangs beschrieben vorzugsweise auch so durchgeführt, dass nach dem Abführen der Behandlungsflüssigkeit aus dem Behälter das Fasermaterial zunächst mit Luft und/oder Dampf durchströmt und dadurch auf einen Restfeuchtigkeitsgehalt vorgetrocknet und dann unter Aufbringen eines Vakuums bei gleichzeitiger Wärmezufuhr auf den Endfeuchtigkeitsgehalt fertig getrocknet wird. Beim Vortrocknen bzw. mechanischen Entwässern mittels einer Durchströmung des Fasermaterials schreitet die Trocknung vergleichsweise schnell voran, jedoch wird die Restfeuchtigkeit dann nur langsam entfernt. Diese wird im Wege der Verdunstung vom durchströmenden Medium aufgenommen und in einem der Vakuumpumpe zugeordneten Kondensator niedergeschlagen. Dabei dient die Vakuumpumpe dazu, die Durchströmung des Fasermaterials mit Luft aufrecht zu erhalten. Darüber hinaus begünstigt der durch die Vakuumpumpe herabgesetzte Druck im Behälter den Verdunstungsvorgang.The success of the above-described method according to the invention only has a full effect if the time and energy saved are not largely lost again through the subsequent drying process. For this reason, the drying as described in the known method at the beginning is preferably also carried out in such a way that, after the treatment liquid has been removed from the container, air and / or steam first flows through the fiber material and thereby predried to a residual moisture content and then applying a vacuum with simultaneous supply of heat the final moisture content is dried. In the case of predrying or mechanical dewatering by means of a flow through the fiber material, the drying progresses comparatively quickly, but the residual moisture is then removed only slowly. This is absorbed by the medium flowing through by evaporation and deposited in a condenser assigned to the vacuum pump. The vacuum pump is used to keep air flowing through the fiber material. In addition, the pressure in the container reduced by the vacuum pump favors the evaporation process.

Um den Trocknungsvorgang zu beschleunigen ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass während der Fertigtrocknung die Restfeuchtigkeit durch Verdampfen infolge entsprechend starker Absenkung des Drucks im Behälter entfernt wird, wobei die Verdampfungswärme nicht von einem Wärmeträger wie Luft zugeführt wird, der gleichzeitig der Aufnahme und dem Abtransport von Feuchtigkeit dient. Dementsprechend wird die Restfeuchtigkeit im wesentlichen nicht verdunstet sondern durch die mittels der Vakuumpumpe bewirkte Druckabsenkung verdampft, in Dampfform durch die Vakuumpumpe abgezogen und im Kondensator niedergeschlagen. Da das Vakuum im wesentlichen gleichmässig innerhalb des gesamten Fasermaterials wirkt, findet die Verdampfung und damit Trocknung innerhalb des gesamten Fasermaterialvolumens statt, was den Trocknungsvorgang beschleunigt und vergleichmässigt, was wiederum im Interesse einer schonenden Behandlung des Fasermaterials liegt.In order to accelerate the drying process, in an advantageous embodiment of the method it is provided that the residual moisture is removed during evaporation by evaporation as a result of a correspondingly lower pressure in the container, the heat of vaporization not being supplied by a heat carrier such as air, which at the same time absorbs and serves to remove moisture. Accordingly, the residual moisture is essentially not evaporated but evaporated by the pressure drop brought about by the vacuum pump, drawn off in vapor form by the vacuum pump and deposited in the condenser. Since the vacuum acts essentially uniformly throughout the entire fiber material, the evaporation and thus drying takes place within the entire volume of the fiber material, which accelerates and evenens the drying process, which in turn is in the interest of gentle treatment of the fiber material.

Bisher wird bei der Luftstromtrocknung im wesentlichen nur an denjenigen Stellen Feuchtigkeit aufgenommen, über die der Luftstrom hinwegstreicht. Bekanntlich wird aber eine Fasermaterialpackung insbesondere bei grösserer Dichte nicht gleichmässig durchströmt, vielmehr sucht sich der Luftstrom Durchtrittswege mit dem grössten Strömungsquerschnitt, was zu örtlichen Ungleichmässigkeiten auch hinsichtlich des Trocknungsergebnisses führt. Dabei nimmt die Tendenz zur Kanalbildung mit fortschreitender Trocknung noch zu. Es ist daher ersichtlich, dass die vorgenannte Verdampfungstrocknung der bisherigen Verdunstungstrocknung überlegen ist, wobei zu den Vorteilen der schnelleren und gleichmässigeren schonenderen Trocknung auch noch der Vorteil hinzukommt, dass die Verdampfungstrocknung durch Drucksenkung mit der ohnehin vorhandenen Vakuumpumpe durchgeführt werden kann. Dabei verringert sich der Energiebedarf, weil die Vakuumpumpe im wesentlichen nur den Wasserdampf absaugt und nicht oder nur in vermindertem Mass Luft zu verarbeiten hat.So far, airflow drying has essentially absorbed moisture only at those points over which the airflow sweeps. However, as is known, a fiber material pack is not evenly flowed through, in particular in the case of greater density, rather the air flow looks for passageways with the largest flow cross section, which also leads to local unevenness in terms of the drying result. The tendency to form channels increases with drying. It can therefore be seen that the above-mentioned evaporation drying is superior to the previous evaporation drying, with the advantages of the faster and more uniform gentle drying also the advantage that the evaporation drying can be carried out by lowering the pressure with the already existing vacuum pump. The energy requirement is reduced because the vacuum pump essentially only sucks off the water vapor and does not have to process air, or only to a reduced extent.

Da die Restfeuchtigkeit unter Entzug von Verdampfungswärme verdampft, muss dem Behälter bzw. dem Fasermaterial während der Fertigtrocknung Wärme zugeführt werden. Diese Wärme kann durch Strahlung auf das Fasermaterial aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann während der Fertigtrocknung Hochfrequenzenergie (Mikrowellen) dem Fasermaterial zugeführt werden. Ebenfalls kann mit Vorteil im Wechsel durch Drucksenkung Feuchtigkeit aus dem Fasermaterial verdampft und das Fasermaterial mit der in ihm noch vorhandenen Feuchtigkeit im Wege der Durchströmung mit Warmluft erwärmt werden, um den Entzug von Verdampfungswärme auszugleichen.Since the residual moisture evaporates while evaporation heat is removed, heat must be added to the container or the fiber material during the final drying. This heat can be applied to the fiber material by radiation. Alternatively or additionally, high-frequency energy (microwaves) can be supplied to the fiber material during the final drying. Likewise, moisture can advantageously be evaporated from the fiber material by alternately lowering the pressure and the fiber material with the moisture still present in it can be heated by hot air flowing through it to compensate for the loss of heat of vaporization.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die eine schematisch dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens zeigt.The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing which shows a schematically illustrated device for carrying out the above-described method.

Die Vorrichtung umfasst einen langgestreckten zylindrischen Behandlungsbehälter 1 und einen mit senkrechter Achse angeordneten Speicherbehälter 2 für die Behandlungsflüssigkeit. Die Behälter 1 und 2 sind durch eine Überströmleitung 3 mit einem Überströmventil 4 miteinander verbunden. In den unteren Bereich des Speicherbehälters 2 mündet eine Dampfleitung 5 mit einem Dampfventil 6. Vom Boden des Speicherbehälters geht eine Leitung 7 mit einem Ventil 8 aus, die der Füllung des Speicherbehälters 2 mit der Behandlungsflüssigkeit, beispielsweise einer Färbeflotte, sowie dem Abführen der Behandlungsflüssigkeit dient. Die Überströmleitung 3 ist an die Leitung 7 angeschlossen. Ferner sind am oberen Ende des Speicherbehälters 2 eine Druckluftleitung 9 mit einem Druckluftventil 10 und ein Lüftungsventil 11 eingezeichnet. Des weiteren ist ein schlangenförmiger Wärmetauscher 5' im Speicherbehälter 2 angeordnet, der wahlweise mit einem Heizmedium oder mit einem Kühlmedium durchströmt werden kann, um der Behandlungsflüssigkeit im Speicherbehälter 2 die gewünschte Temperatur zu erteilen.The device comprises an elongated cylindrical treatment tank 1 and a storage tank 2 for the treatment liquid arranged with a vertical axis. The containers 1 and 2 are connected to one another by an overflow line 3 with an overflow valve 4. A steam line 5 with a steam valve 6 opens into the lower region of the storage container 2. A line 7 with a valve 8 extends from the bottom of the storage container and serves to fill the storage container 2 with the treatment liquid, for example a dyeing liquor, and to discharge the treatment liquid . The overflow line 3 is connected to the line 7. Furthermore, a compressed air line 9 with a compressed air valve 10 and a ventilation valve 11 are shown at the upper end of the storage container 2. Furthermore, a serpentine heat exchanger 5 'is arranged in the storage container 2, through which a heating medium or a cooling medium can optionally be flowed in order to give the treatment liquid in the storage container 2 the desired temperature.

Der Behandlungsbehälter 1 weist an seinem rechten Ende eine Beschickungsöffnung auf, die mit einem deckelartigen Verschluss 12 versehen ist. Im Behandlungsbehälter 1 ist ein langgestreckter zylindrischer Träger 13 mit in seiner Umfangsfläche vorgesehenen Perforationen 14 koaxial und drehbar mittels lagerartiger Unterstützungen 15 und 16 gelagert. Das rechte Ende des Trägers 13 ist durch eine Stirnplatte 17 verschlossen, an der ein mit dem Verschluss 12 entfernbares einstellbares Halteteil 18 anliegt, das den Träger 13 an axialen Verlagerungen hindert. Am linken Ende ist der Träger 13 mit einem äusseren Zahnkranz 19 versehen, mit dem ein Ritzel 20 einer Antriebseinrichtung 21 kämmt, die einen Motor 22 mit einem Getriebe 23, eine Kupplung 24 und eine Antriebswelle 25 umfasst, die abgedichtet durch die fest verschlossene Stirnwand des Behandlungsbehälters 1 führt, in dieser gelagert ist und das Ritzel 20 trägt.The treatment container 1 has at its right end a loading opening which is provided with a lid-like closure 12. In the treatment container 1, an elongated cylindrical support 13 with perforations 14 provided in its peripheral surface is supported coaxially and rotatably by means of bearing-like supports 15 and 16. The right end of the carrier 13 is closed by an end plate 17 against which an adjustable holding part 18, which can be removed with the closure 12, bears, which prevents the carrier 13 from axial displacements. At the left end of the carrier 13 is provided with an outer ring gear 19, with which a pinion 20 meshes a drive device 21, which comprises a motor 22 with a gear 23, a clutch 24 and a drive shaft 25, which is sealed by the firmly closed end wall of the Treatment container 1 leads, is stored in this and carries the pinion 20.

Im Behandlungsbehälter 1 ist eine ringförmige Trennwand 26 vorgesehen, die sich radial zwischen dem Mantel des Behandlungsbehälters und dem Träger 13 erstreckt, an den sie abdichtend anschliesst. Dadurch ist der Behälter 1 in eine Ablaufkammer 27 am linken Ende des Behälters 1 und in eine Fasermaterialkammer 28 unterteilt. Da der Träger an seinem den Zahnkranz 19 tragenden linken Ende offen ist, bildet das Innere des zylindrischen Trägers 13 einen zentralen Fortsatz der Ablaufkammer 27. Die Klammern 27 und 28 stehen nur durch die Perforationen 14 des Trägers in Strömungsverbindung miteinander.In the treatment container 1, an annular partition wall 26 is provided, which extends radially between the jacket of the treatment container and the carrier 13, to which it connects in a sealing manner. As a result, the container 1 is divided into a drain chamber 27 at the left end of the container 1 and into a fiber material chamber 28. Since the carrier is open at its left end carrying the ring gear 19, the interior of the cylindrical carrier 13 forms a central extension of the drain chamber 27. The clamps 27 and 28 are in flow communication with one another only through the perforations 14 of the carrier.

Wie dargestellt ist das zu behandelnde Fasermaterial 29 in Schichten auf den Träger 13 aufgewickelt, und da die Perforationen 14 nur in dem vom Fasermaterial 29 bedeckten Axialbereich vorgesehen sind, verläuft die Strömungsverbindung zwischen den Kammern 27 und 28 ausser durch die Perforationen 14 nur durch das Fasermaterial 29 hindurch.As shown, the fiber material 29 to be treated is wound in layers on the carrier 13, and since the perforations 14 are provided only in the axial region covered by the fiber material 29, the flow connection between the chambers 27 and 28 runs through the fiber material except through the perforations 14 29 through.

Die Überströmleitung 3 mündet an der Unterseite des Behälters 1 in die Fasermaterialkammer 28. Sie ist über eine Zweigleitung 30 mit einem Ventil 31 auch mit der Ablaufkammer 27 verbunden.The overflow line 3 opens into the fiber material chamber 28 on the underside of the container 1. It is also connected to the outlet chamber 27 via a branch line 30 with a valve 31.

Ferner mündet eine Spülwasserleitung 32 mit einem Spülventil 33 an der Behälterunterseite in die Fasermaterialkammer 28. An die Unterseite der Ablaufkammer 27 ist eine Ablaufleitung 34 mit einem Ablaufventil 35 angeschlossen.Furthermore, a flushing water line 32 with a flushing valve 33 opens into the fiber material chamber 28 on the underside of the container. An outlet line 34 with an outlet valve 35 is connected to the underside of the outlet chamber 27.

Dem Behandlungsbehälter 1 ist eine Vakuumpumpe 36 mit einem vorgeschalteten Kondensator 37 zugeordnet. Die Vakuumpumpe 36 ist saugseitig über eine Saugleitung 38 und ein Vierwegeventil 39 einerseits über die Leitung 40 mit dem Ventil 41 an die Ablaufkammer 27 und andererseits über die Leitung 42 mit dem Ventil 43 an die Fasermaterialkammer 28 angeschlossen. Druckseitig ist die Vakuumpumpe 36 über eine Leitung 44 und ein Umschaltventil 45 wahlweise mit einem Ausblasstutzen 46 oder einer Rückführleitung 47 verbindbar, die ebenfalls an das Vierwegeventil 39 angeschlossen ist und daher im Wechsel zur Saugleitung 38 mit der Fasermaterialkammer 28 oder der Ablaufkammer 27 verbindbar ist.A vacuum pump 36 with an upstream condenser 37 is assigned to the treatment container 1. The vacuum pump 36 is connected on the suction side via a suction line 38 and a four-way valve 39 on the one hand via the line 40 with the valve 41 to the drain chamber 27 and on the other hand via line 42 with the valve 43 to the fiber material chamber 28. On the pressure side, the vacuum pump 36 can optionally be connected via a line 44 and a changeover valve 45 to a blow-out connector 46 or a return line 47, which is also connected to the four-way valve 39 and can therefore be connected to the fiber material chamber 28 or the drain chamber 27 in alternation with the suction line 38.

Zur Steuerung der Vorrichtung, die ggf. auch zumindest teilweise von Hand vorgenommen werden kann, ist eine Steuereinheit 50 vorgesehen. Diese ist wie angedeutet über Signalleitungen mit einem Temperaturfühler 51 im Behandlungsbehälter 1 und mit einem Temperaturfühler 52 im Speicherbehälter 2 sowie mit einem Flüssigkeitsstandhöhenfühler 53 und einem Druckfühler 54 in der Ablaufkammer 27 verbunden. Ferner gehen von der Steuereinheit 50 Steuerleitungen aus, die der Übersichtlichkeit wegen nicht zu allen zu betätigenden Ventilen sondern nur zu den Ventilen 4 und 6 eingezeichnet sind.A control unit 50 is provided to control the device, which can optionally also be carried out at least partially by hand. As indicated, this is connected via signal lines to a temperature sensor 51 in the treatment tank 1 and to a temperature sensor 52 in the storage tank 2 as well as to a liquid level sensor 53 and a pressure sensor 54 in the drain chamber 27. Furthermore, control lines emanate from the control unit 50, which for the sake of clarity are not shown for all the valves to be actuated but only for the valves 4 and 6.

Ferner mündet in die Fasermaterialkammer 28 an der Oberseite des Behälters 1 eine Luftleitung 55 mit einem Ventil 56, in die ein Lufterhitzer 57 eingeschaltet ist. Ausserdem sind am Behandlungsbehälter 1 im Bereich der Fasermaterialkammer 28 ein Lüftungsventil 58 sowie eine Ablaufleitung 60 mit einem Ventil 61 angeschlossen.Furthermore, an air line 55 with a valve 56, into which an air heater 57 is switched on, opens into the fiber material chamber 28 at the top of the container 1. In addition, a ventilation valve 58 and an outlet line 60 with a valve 61 are connected to the treatment container 1 in the area of the fiber material chamber 28.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der Vorrichtung erläutert: Zu Beginn des Verfahrens ist die Behandlungsflüssigkeit (Färbeflotte) im Speicherbehälter 2 eingefüllt. Der Behandlungsbehälter 1 wird durch den Verschluss 12 hindurch mit dem zu färbenden Fasermaterial 29 beschickt. Nach dem Verschliessen des Behälters 1 wird die Vakuumpumpe 36 betrieben, wobei lediglich das Ventil 41 wie dargestellt geöffnet ist und das Umschaltventil 45 sowie das Vierwegeventil 39 die gezeichneten Stellungen einnehmen. Dadurch wird der Behandlungsbehälter 1 unter Vakuum gesetzt. Beispielsweise wird der Behälterdruck auf 0,2 bar (80%iges Vakuum) gesenkt. Danach wird das Ventil 56 geöffnet, so dass Luft in die Fasermaterialkammer 28 einströmt und durch das Fasermaterial 29 hindurch von der Vakuumpumpe 36 abgesaugt wird, die weiterhin ein Vakuum im Behälter 1 aufrecht erhält. Die Vakuumeinwirkung und die Durchströmung mit Luft bewirken eine vorteilhafte Strukturvorbereitung des Fasermaterials 29, das dabei ggf. in ihm vorhandene Feuchtigkeit abgibt. Diese Strukturvorbereitung wird beispielsweise während eines Zeitraums von 2 bis 5 Min. durchgeführt.The mode of operation of the device is explained below: At the beginning of the method, the treatment liquid (dye liquor) is filled into the storage container 2. The treatment container 1 is fed through the closure 12 with the fiber material 29 to be dyed. After the container 1 has been closed, the vacuum pump 36 is operated, only the valve 41 being opened as shown and the changeover valve 45 and the four-way valve 39 taking up the positions shown. As a result, the treatment container 1 is placed under vacuum. For example, the tank pressure reduced to 0.2 bar (80% vacuum). Thereafter, the valve 56 is opened so that air flows into the fiber material chamber 28 and is sucked through the fiber material 29 by the vacuum pump 36, which continues to maintain a vacuum in the container 1. The action of vacuum and the flow of air result in an advantageous structural preparation of the fiber material 29, which in the process releases any moisture present therein. This structure preparation is carried out, for example, over a period of 2 to 5 minutes.

Ggf. wird dabei der Lufterhitzer 57 betrieben, so dass das Fasermaterial vorgewärmt wird. Das Ausmass der Vorwärmung richtet sich nach dem im Behälter 1 herrschenden Vakuum und nach der Temperatur der Behandlungsflüssigkeit im Speicherbehälter. Bei kalter Behandlungsflüssigkeit kann ggf. auf eine Vorwärmung des Fasermaterials 29 ganz verzichtet werden. Die Temperatur der Behandlungsflüssigkeit kann mittels des Wärmetauschers 5' auf einen gewünschten Wert gebracht werden. Eine Erwärmung der Behandlungsflüssigkeit kann auch durch Einleiten von Dampf über die Leitung 5 erfolgen.Possibly. the air heater 57 is operated so that the fiber material is preheated. The extent of the preheating depends on the vacuum prevailing in the container 1 and on the temperature of the treatment liquid in the storage container. In the case of cold treatment liquid, preheating of the fiber material 29 can be dispensed with entirely. The temperature of the treatment liquid can be brought to a desired value by means of the heat exchanger 5 '. The treatment liquid can also be heated by introducing steam via line 5.

Nach dem Schliessen des Ventils 56 wird das Überströmventil 4 geöffnet, worauf die Behandlungsflüssigkeit in den Behälter 1 überströmt. Infolge des dort herrschenden Vakuums und eines ggf. durch Öffnen des Ventils 10 im Speicherbehälter 2 herrschenden Überdrucks füllt sich der Behälter 1 schnell mit Behandlungsflüssigkeit, die sofort in das Fasermaterial 29 eindringt. Ggf. kann bereits zu diesem Zeitpunkt das Fasermaterial 29 mittels der Antriebseinrichtung 21 im Behälter rotiert werden. Soweit die in den Behälter 1 eintretende Behandlungsflüssigkeit infolge ihrer Temperatur und des im Behälter herrschenden Vakuums eine Verdampfung erfährt, schlägt sich kein Dampf im Fasermaterial 29 nieder, weil dieses wie vorstehend angegeben im erforderlichen Masse vorgewärmt bzw. aufgeheizt wurde.After the valve 56 has been closed, the overflow valve 4 is opened, whereupon the treatment liquid flows into the container 1. As a result of the vacuum prevailing there and an overpressure possibly prevailing by opening the valve 10 in the storage container 2, the container 1 quickly fills with treatment liquid which immediately penetrates into the fiber material 29. Possibly. At this point in time, the fiber material 29 can already be rotated in the container by means of the drive device 21. Insofar as the treatment liquid entering the container 1 undergoes evaporation due to its temperature and the vacuum prevailing in the container, no vapor condenses in the fiber material 29 because, as stated above, this has been preheated or heated to the required extent.

Nach Füllung des Behälters 1 werden die Vakuumpumpe 36 ausgeschaltet und das Umschaltventil 45 betätigt, so dass die Leitungen 44 und 47 miteinnader verbunden sind und das System geschlossen ist. Durch Einleiten von Druckluft über die Leitung 9 in den Speicherbehälter 2 wird der Behandlungsbehälter 1 unter einen leichten Überdruck von beispielsweise 1,2 bar gesetzt, worauf das Überströmventil4 geschlossen wird.After the container 1 has been filled, the vacuum pump 36 is switched off and the changeover valve 45 is actuated, so that the lines 44 and 47 are connected to one another and the system is closed. By introducing compressed air via line 9 into the storage container 2, the treatment container 1 is placed under a slight excess pressure of, for example, 1.2 bar, whereupon the overflow valve 4 is closed.

Während der nun folgenden Behandlungsphase wirkt die Behandlungsflüssigkeit auf das Fasermaterial 29 ein, das mittels der Antriebseinrichtung 21 in Drehung versetzt wird. Die Vakuumpumte 36 wird dabei nach dem Öffnen beider Ventile 41 und 43 erneut in Betrieb genommen, und das Vierwegeventil 39 wird hin und her bewegt, so dass die beiden Kammern 27 und 28 gegensinnig und abwechselnd mit der Saugseite und der Druckseite der Vakuumpumpe 36 in Verbindung kommen. Das führt zu einer pulsierenden Bewegung der Behandlungsflüssigkeit zwischen den beiden Kammern 27 und 28 durch das Fasermaterial 29 hindurch. Diese Behandlungsphase wird beispielsweise 3 Min. lang durchgeführt, worauf die Vakuumpumpe 36 abgeschaltet wird, die Ventile 41 und 43 geschlossen werden und die Ventile 4 und 31 geöffnet werden, damit die Behandlungsflüssigkeit in den Speicherbehälter 2 zurückgeführt werden kann. Dieses wird bei geschlossenem Druckluftventil 10 und geöffnetem Lüftungsventil 11 durch Einleiten von Druckluft über die Leitung 55 bewirkt.During the now following treatment phase, the treatment liquid acts on the fiber material 29, which is set in rotation by means of the drive device 21. The vacuum pump 36 is put into operation again after the opening of both valves 41 and 43, and the four-way valve 39 is moved back and forth so that the two chambers 27 and 28 connect in opposite directions and alternately to the suction side and the pressure side of the vacuum pump 36 come. This leads to a pulsating movement of the treatment liquid between the two chambers 27 and 28 through the fiber material 29. This treatment phase is carried out, for example, for 3 minutes, whereupon the vacuum pump 36 is switched off, the valves 41 and 43 are closed and the valves 4 and 31 are opened so that the treatment liquid can be returned to the storage tank 2. This is effected when the compressed air valve 10 is closed and the ventilation valve 11 is open by introducing compressed air via line 55.

Danach schliesst sich eine Spülphase an, in der bei geöffneten Ventilen 33 und 58 Spülwasser durch die Leitung 32 eingefüllt wird, bis der Behälter 1 etwa zur Hälfte mit Spülwasser gefüllt ist. Gleichzeitig wird das Umschaltventil 45 wieder in die gezeichnete Stellung zurückgestellt, das Ventil 41 wird geöffnet und die Vakuumpumpe 36 erneut in Betrieb genommen. Der Träger 13 mit dem Fasermaterial 29 wird auch während des Spülens weitergedreht, so dass das Fasermaterial mit seinen in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Abschnitten abwechselnd gespült und entwässert wird. Anschliessend wird das Spülwasser bei geöffneten Ventilen 35 und 61 durch die Ablaufleitungen 34 und 60 abgeführt. Dieser Spülvorgang kann ggf. mehrfach durchgeführt werden.This is followed by a rinsing phase in which, when the valves 33 and 58 are open, rinsing water is filled in through the line 32 until the container 1 is approximately half filled with rinsing water. At the same time, the changeover valve 45 is returned to the position shown, the valve 41 is opened and the vacuum pump 36 is started again. The carrier 13 with the fiber material 29 is also rotated further during the rinsing, so that the fiber material with its sections arranged one behind the other in the circumferential direction is alternately rinsed and dewatered. The rinsing water is then discharged through the drain lines 34 and 60 with the valves 35 and 61 open. This rinsing process can be carried out several times if necessary.

Nach dem Spülen wird das Fasermaterial 29 im Behandlungsbehälter 1 getrocknet. Diese Trocknung wird zweistufig durchgeführt. Die erste Stufe ist eine Entwässerung, bei der Luft durch das Fasermaterial 29 geleitet wird. Dieses geschieht mittels der Vakuumpumpe 36, wobei sich das Vierwegeventil 39 und das Umschaltventil 45 wiederum in der gezeichneten Stellung befinden und die Ventile 41 und 56 geöffnet sind, so dass Luft durch die Leitung 55 in den Behälter einströmen kann. Hierbei dient die Vakuumpumpe der Durchströmung des Fasermaterials mit Luft, ohne dass im Behälter 1 ein nennenswertes Vakuum entsteht. Am Ende der Entwässerung wird der Lufterhitzer 57 betrieben, so dass Wärme an das Fasermaterial 29 abgegeben wird.After rinsing, the fiber material 29 is dried in the treatment container 1. This drying is carried out in two stages. The first stage is dewatering, in which air is passed through the fiber material 29. This is done by means of the vacuum pump 36, the four-way valve 39 and the changeover valve 45 are again in the position shown and the valves 41 and 56 are open, so that air can flow into the container through the line 55. Here, the vacuum pump serves to flow air through the fiber material without a significant vacuum being created in the container 1. At the end of the dewatering, the air heater 57 is operated so that heat is given off to the fiber material 29.

Sodann erfolgt die Fertigtrocknung des Fasermaterials 29. Dazu wird das Ventil 56 geschlossen und mittels der Vakuumpumpe 36 ein starkes Vakuum im Behälter 1 erzeugt, bei dem die noch im Fasermaterial 29 vorhandene Feuchtigkeit verdampft und dem Kondensator 37 zugeführt wird. Auf diese Weise kann auch die Trocknung vergleichsweise schnell innerhalb kurzer Zeit durchgeführt werden.Finishing drying of the fiber material 29 then takes place. For this purpose, the valve 56 is closed and a strong vacuum is generated in the container 1 by means of the vacuum pump 36, in which the moisture still present in the fiber material 29 evaporates and is supplied to the condenser 37. In this way, drying can also be carried out comparatively quickly within a short time.

Vorstehend wurde das Färben und Trocknen von Fasermaterial beschrieben, das in Form einer Stückware auf den Träger 13 aufgewickelt ist. In entsprechender Weise können auch andere Flüssigkeitsbehandlungen durchgeführt und ein Fasermaterial in anderer Form behandelt werden, beispielsweise in Form von Garn, das sich auf Kreuzspulen befindet. Dabei kann ggf. auf eine rotierende Bewegung des Fasermaterials innerhalb des Behandlungsbehälters verzichtet werden. An Stelle der pulsierenden Bewegung während der Behandlungsphase kann auch eine Umwälzung der Behandlungsflüssigkeit treten, oder es kann auf eine Zwangsbewegung der Behandlungsflüssigkeit ganz verzichtet werden.The dyeing and drying of fiber material which is wound onto the carrier 13 in the form of a piece goods has been described above. In a corresponding manner, other liquid treatments can also be carried out and a fiber material can be treated in a different form, for example in the form of yarn, which is located on cross-wound bobbins. In this case, a rotating movement of the fiber material within the treatment container can optionally be dispensed with. Instead of the pulsating movement during the treatment phase, the treatment liquid can also be circulated, or there is no need for a forced movement of the treatment liquid.

Claims (10)

1. A method of wet treating a textile fibrous material or similar material, more particularly of dying yarn, loose stock or textile piece goods, in which the fibrous material is loaded into a vessel, said vessel is evacuated while maintained in a dry condition, the treatment liquid is introduced into said vessel, said treatment liquid is caused to act onto the fibrous material during a certain period of time, said treatment liquid is removed from inside said vessel, and said fibrous material is dried within said vessel, if necessary, after having been rinsed before, wherein, prior to introducing said treatment liquid into said vessel, said fibrous material is preheated to a temperture higher than that of the treatment liquid, characterized in that, in accordance with the negative pressure in the evacuated vessel, the fibrous material is preheated to a temperature at which steam which is forming when introducing the treatment liquid into said evacuated vessel cannot condens on the fibrous material.
2. The method according to claim 1, characterized in that the fibrous material is preheated by means of hot air flowing through said vessel.
3. A method of wet treating of textile fibrous material or similar material, more particularly of dying yarn, loose stock or textile piece goods, in which the fibrous material is loaded into a vessel, said vessel is evacuated while being maintained in a dry condition, the treatment liquid is introduced into said vessel, said treatment liquid is caused to act onto the fibrous material during a certain period of time, said treatment liquid is removed from inside said vessel, and said fibrous material is dried within said vessel, if necessary, after having been rinsed before, characterized in that said treatment liquid is introduced into said evacuated vessel at a temperature lower than the evaporation temperature corresponding to the negative pressure prevailing in said vessel, so that no evaporation will occur when introducing said treatment liquid into said evacuated vessel.
4. The method according to any of claims 1, 2 and 3, characterized in that the treatment liquid is heated after having been introduced into said vessel.
5. The method according to any of claims 1 to 5, characterized in that after said treatment liquid has been introduced into said vessel, the latter is set at atmospheric pressure or at a pressure lightly above atmospheric, wherein said pressure is maintained during the period of time the treatment liquid is acting on the fibrous material.
6. The method according to claim 6, characterized in that during its action upon the fibrous material, the treatment liquid is caused to move in a pulsating manner.
7. The method according to any of claims 1 to 6, in which, after the treatment liquid has been removed from the vessel, first a flow of air and/or vapour is passed through the fibrous material, whereby the latter is provisionally dried to have a residual moisture, and then, by applying a vacuum and simultaneously suppyling heat, the fibrous material is finish-dried to have the final moisture, characterized in that during finish-drying, the residual moisture is extracted by evaporation as a result of a correspondingly heavy reduction of the pressure in said vessel, the latent heat being supplied not by a heat transfer medium such as air which, at the same time, serves to absorb and carry away humidity.
8. The method according to claim 7, characterized in that during finish-drying, heat is applied to the fibrous material by radiation.
9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that during finish-drying, radio frequency energy is supplied for heating the fibrous material.
10. The method according to any of claims 7 to 9, characterized in that evaporation of humidity out of the fibrous material by pressure reduction alternates with heating of the fibrous material containing still humidity by means of a hot air flow through said material.
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