EP0237893B1 - Verfahren zur Flüssigkeitsbehandlung von Textilmaterial - Google Patents

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EP0237893B1
EP0237893B1 EP87103274A EP87103274A EP0237893B1 EP 0237893 B1 EP0237893 B1 EP 0237893B1 EP 87103274 A EP87103274 A EP 87103274A EP 87103274 A EP87103274 A EP 87103274A EP 0237893 B1 EP0237893 B1 EP 0237893B1
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EP
European Patent Office
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liquid
predetermined temperature
gas
temperature
treatment
Prior art date
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EP87103274A
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Berthold Dipl.-Ing.(Fh) Magin
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MTM Obermaier GmbH and Co KG
Original Assignee
MTM Obermaier GmbH and Co KG
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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
    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/24—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics in roped form
    • D06B3/26—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics in roped form in superimposed, i.e. stack-packed, form
    • 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
    • D06B5/16—Forcing liquids, gases or vapours through textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing impregnating through materials of definite length through yarns, threads or filaments
    • 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
    • D06B3/00—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating
    • D06B3/10—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics
    • D06B3/20—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
    • 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
    • D06B3/208—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 treating material

Definitions

  • the invention relates to a method for liquid treatment, in particular for cleaning, bleaching, pickling, dyeing, fixing and the like of textile material, according to the preamble of claim 1.
  • Bleaching is the decolorization of materials, especially through oxidation or reduction.
  • the chemicals used and the process engineering must be carefully coordinated with the respective materials. Since many chemicals e.g. decompose quickly when heated, stabilizers are required to slow the decay. However, these stabilizers make bleaching more expensive and complicated.
  • Dyeing is generally used to denote the process by which an undyed or achromatic fabric is given a color or a colored fabric is given another color.
  • the dye goes through adsorption on the surface, through diffusion, through formation on or in the fiber or through chemical bonding to the material.
  • the treatment takes place predominantly in aqueous solutions or in suspensions of dyes with the addition of dyeing aids, such as wetting agents, salts, alkalis, acids, etc.
  • the goods are either moved in the resting liquor or the liquor flows through the goods.
  • Foam dyeing is well known, although not very common.
  • bubbles are created in the liquor by adding foaming agents, with the aid of which special dyes, the molecules of which have both hydrophilic and hydrophobic ends, are transferred to the material to be dyed.
  • the aim of all dyeing processes is to produce a connection between the dyes and the material to be dyed with as little effort as possible, the strength and resistance of which are decisive for the degree of authenticity of the dyeing.
  • the processes involved are partly chemical and partly physical.
  • capillary-active fibers the best known of which are wool and cotton, although synthetic fibers are not excluded, the physical processes based on the capillary and osmotic forces clearly outweigh them.
  • the bleaching and dyeing processes are largely time and energy intensive.
  • the fleet and / or the material must be moved evenly.
  • the temperature can now be brought to the correct values, with a temperature increase to or above 100 degrees C being often prescribed during the process.
  • DE-A 2 714 802 discloses a dyeing process for textile goods consisting of natural fibers or plastic fibers or their mixtures, in which the dyeing is carried out under reduced pressure.
  • the temperature of the liquid is kept at the boiling point for about 10 minutes, taking into account the prevailing negative pressure. Then the pressure and temperature are quickly increased and the textile material is finally dyed in the conventional process.
  • This known method is said to result in more intensive coloring with a shorter treatment time and reduced energy expenditure.
  • This is essentially attributed to the fact that a large part of the air, which usually prevents the wetting of the textile material with liquid, is sucked off by the vacuum.
  • the treatment is gentle because of the reduced temperatures and the shortened duration. Better use of the dyes was also observed.
  • dyes that are sensitive to certain gas components in the air can also be processed more easily.
  • EP-B 22 572 Another method for treating textile materials under reduced pressure is known from EP-B 22 572.
  • the liquid is moved essentially exclusively by local partial evaporation as a result of a controlled reduction in pressure in the treatment tank, and is thereby brought into effect on the material.
  • the entire dyeing process is carried out under vacuum; dyeing under normal pressure or pumping around the liquid is not intended.
  • As the liquid cools down during the constant partial evaporation it is continuously reheated. This reheating should preferably be carried out by introducing steam directly.
  • the vapor bubbles entering the liquid relax explosively.
  • the liquid is brought into a pulsating movement; however, these explosions are so severe that sensitive materials, such as spooled yarn, can be destroyed.
  • the liquid is heated by the supplied steam, which increases the evaporation and the vacuum breaks down.
  • the steam introduced should therefore also use condensation to lower the tank pressure, which increases as a result of the evaporation of coloring liquid.
  • Another disadvantage is that technical steam is regularly contaminated, especially with iron. Many dyes, especially the indant dyes, are adversely affected or even destroyed by steam. The known method is therefore only really useful for a relatively small number of dyes.
  • a major disadvantage is that the steam supplied condenses at least partially into water, so that the treatment liquid is diluted. However, this extends treatment times and worsens the results.
  • the present invention has for its object to provide a method of the type mentioned, which is fast, energy-saving and inexpensive, in which the goods are treated even more gently and which allows a particularly simple and effective control of the process conditions.
  • a last advantage of the method according to the invention is due to the large difference between the predetermined temperature of the liquid on the one hand and the saturation vapor temperature corresponding to the lowered container pressure on the other hand.
  • this temperature difference only in connection with the molecules of the introduced gas acting as vapor formation centers leads to the liquid boiling violently.
  • This cooking effect can be controlled in the simplest way by regulating the amount of gas.
  • the predetermined temperature of the liquid is 60 to 70 degrees C and the saturation vapor temperature is at least 5 degrees C lower than the predetermined temperature.
  • cotton can be dyed particularly quickly.
  • the vacuum required here is also in areas that can be generated with inexpensive vacuum pumps.
  • the greatest possible temperature differences are to be achieved in order to obtain the most intense and long-lasting cooking effect, on the other hand, of course, the capacity of the vacuum pumps and in particular the properties of the material to be treated must be taken into account. In particular, taking into account the latter arguments, it is advisable to apply the vacuum at intervals and to heat the liquid again to the predetermined temperature during the breaks.
  • the material can be continuously dipped out of the liquid and immersed in it again.
  • the liquid hanging on the material evaporates due to the prevailing negative pressure; at the same time, however, the material remains in the gas cushion built up above the liquid level, the properties of which are adapted accordingly.
  • Air is suitable as the gas to be used.
  • Air consists largely of nitrogen, which has a neutral effect, and oxygen, which has an oxidizing effect.
  • nitrogen or oxygen can also be used in pure form. It is also possible to use reducing gases, for example chlorine. It is important that the gas introduced into the liquid fulfills the conditions mentioned, i.e. does not condense or react chemically, since otherwise its molecules are no longer available as vapor formation centers and does not cause any dilution of the treatment liquid, since such a reduction in the chemical concentration to one Worsening treatment outcomes would result.
  • FIG. 1 shows a closed, vacuum-tight treatment vessel 1, in particular for dyeing yarn packages, which are symbolized by a single yarn package 16.
  • the treatment vessel is partially filled with liquid in which color chemicals are dissolved.
  • a pipe 2 leads from the cover of the treatment vessel 1 to a liquid separator 3.
  • a valve 15 establishes a connection between the treatment vessel 1 and the surrounding atmosphere.
  • a valve 2 'establishes a connection between the pipeline 2 and the liquid separator 3.
  • a line 8 with a valve 8 inserted leads to a circulating pump 12 or into the treatment vessel 1. Via line 8, liquid that collects in the liquid separator 3 is returned to the treatment vessel 1.
  • a pipe 6 leads from the liquid separator 3 to an intermediate vessel 9, to which a vacuum is drawn pump 11 is connected. Liquid that collects in the intermediate vessel 9 can be discharged via a drain valve 10.
  • a drain valve 14 serves to empty the treatment vessel 1.
  • the yarns 16 are treated as follows. After inserting the yarns 16 and closing the treatment vessel 1, the liquid is filled in until the yarns 16 are covered. The valves 4, 8 ', 10, 13, 14 and 15 are closed. The liquid in the treatment vessel 1 is at a temperature of, for example, 70 degrees C. With the help of the vacuum pump 11, the intermediate vessel 9, the liquid separator 3 and the treatment vessel 1 are evacuated. One of the valves 2 ', 6' or 5 can also be closed. The pressure in the intermediate vessel 9 is reduced to, for example, 0.1 bar absolute. This corresponds to a water boiling temperature of approx. 45 degrees C.
  • the valve 13 is opened at the same time and the gas is introduced, which preferably bubbles through the yarn packages 16 from the inside to the outside.
  • the liquid begins to boil violently.
  • the gas for example air, and the temperature differences, the entire volume of liquid changes into a fine-pored foam which influences the chemicals dissolved in the liquid in such a way that they preferentially settle on the fibers of the yarns 16.
  • the dyes are absorbed very quickly.
  • the connection to the vacuum pump 11 is blocked, for example, by closing the valve 2 '.
  • the gas valve 13 is closed and the circulation pump 12 is switched on.
  • the temperature of the liquid is increased again and at the same time the liquid is pressed through the yarn packages 16, as in the conventional dyeing processes. If the pressure in the intermediate vessel 9 has risen because the vacuum pump 11 has only a small capacity, the vacuum is also built up again.
  • Vacuum treatment section and intermediate treatment section are repeated alternately until the desired treatment result is achieved.
  • the gases supplied through the valve 13 are those which do not condense appreciably under the process conditions and also do not cause any dilution of the treatment liquid, but rather their molecules act as vapor formation centers in the treatment liquid.
  • FIG. 2 shows a device for treating longer textile webs.
  • a treatment vessel 22 which is partially filled with liquid there is a basket 23 which receives a part of the material web 40.
  • This is continuously guided in a circle by means of a driven deflection roller 24 and a reel 30 with an elliptical cross section. As a result, it is partly below, partly above the liquid.
  • the opening for inserting and removing the web 40 can be closed with a lid 25 in a vacuum-tight manner.
  • a vacuum pump (not shown) is connected to the vacuum valve 29 of the liquid separator 28.
  • a vacuum intermediate vessel is not absolutely necessary here because the free space in the treatment vessel 22 is very large.
  • the other valves are closed.
  • the liquid is again heated to a temperature of, for example, 70 degrees C.
  • the pressure in the vessel 22 is again reduced so much that the liquid boils strongly.
  • gas is introduced into the liquid at several points, whereupon a fine-pored foam is formed.
  • valve 29 to the vacuum pump can be closed.
  • the introduced gas then collects above the liquid in the treatment vessel 22.
  • the vacuum treatment section stops automatically when the negative pressure has risen so far that the boiling point of the liquid has been reached. Now this gas can be sucked off via one of the valves 26, 27 and either reused or safely removed. It does not get into the vacuum pump.
  • the part of the web 40 which is outside the liquid is slightly dried due to the negative pressure prevailing there, as a result of which the chemicals are deposited particularly quickly in the fabric. Nevertheless, this part of the web is also under a gas cushion. If it is a reactive gas, for example oxygen, the chemical reactions continue. If it is a neutral gas, such as nitrogen, undesirable chemical reactions are prevented.
  • a reactive gas for example oxygen
  • a neutral gas such as nitrogen
  • an intermediate treatment section follows a vacuum treatment section, in the course of which the liquid is circulated via an open valve 37 and an open valve 33 with the aid of a circulation pump (not shown).
  • the liquid is heated, either via a built-in treatment tank 22 Heating coil 21 or via an external heat exchanger
  • the heating of the liquid by directly introduced steam should be avoided because of the disadvantages already described.
  • Liquid that collects in the liquid separator 28 is returned to the treatment vessel 22 via a valve 31 as soon as the level switch 39 is actuated.
  • further liquid for example with fresh chemicals, can be introduced into the treatment vessel 22 via a valve 36.
  • a valve 34 serves as an overflow valve.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flüssigkeitsbehandlung, insbesondere zum Reinigen, Bleichen, Beizen, Färben, Fixieren und dergleichen von textilem Material, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Unter Bleichen versteht man die Entfärbung der Materialien, speziell durch Oxidation oder Reduktion. Die verwendeten Chemikalien und die Verfahrenstechnik müssen sorgfältig auf die jeweiligen Materialien abgestimmt sein. Da sich viele Chemikalien z.B. beim Erhitzen schnell zersetzen, werden Stabilisatoren benötigt, um den Zerfall zu bremsen. Diese Stabilisatoren verteuern und Komplizieren das Bleichen jedoch.
  • Mit Färben wird allgemein der Vorgang bezeichnet, mit dem einem ungefärbten bzw. unbunten Stoff eine Farbe bzw. einem farbigen Stoff eine andere Farbe gegeben wird. Der Farbstoff geht durch Adsorption an der Oberfläche, durch Eindiffundieren, durch Bildung auf bzw. in der Faser oder durch chemische Bindung auf das Material. Die Behandlung erfolgt überwiegend in wässrigen Lösungen oder in Suspensionen von Farbstoffen unter Zugabe von Färbereihilfsmitteln, wie Netzmitteln, Salzen, Alkalien, Säuren usw. Dabei wird die Ware entweder in der ruhenden Flotte bewegt oder die Flotte durchströmt die Ware.
  • Besondere Färbeverfahren sind die Jet-, Hochtemperatur-, Pad Roll-, Pad Steam-, Stand fast- und Thermosol-Verfahren.
  • Bekannt, wenn auch wenig gebräuchlich, ist das Schaumfärben. Hierbei werden in der Flotte durch Zugabe von Schaumbildnern Blasen erzeugt, mit deren Hilfe spezielle Farbstoffe, deren Moleküle sowohl hydrophile als auch hydrophobe Enden besitzen, auf das Färbegut übertragen werden.
  • Es sind auch Färbeverfahren bekannt, die statt Wasser andere Lösungsmittel verwenden, meist flüchtige Kohlenwasserstoffe. Diese Verfahren fanden jedoch keinen Eingang in die Praxis wegen der schädlichen, oft sogar giftigen oder explosiven Eigenschaften der Lösungsmittel.
  • Ziel aller Färbeverfahren ist es, mit möglichst minimalem Aufwand eine Verbindung zwischen den Farbstoffen und dem Färbegut herzustellen, deren Festigkeit und Beständigkeit für den Echtheitsgrad der Färbung von maßgebendem Einfluß ist. Die dabei ablaufenden Vorgänge sind teils chemischer, teils physikalischer Natur. Insbesondere bei den kapillaraktiven Fasern, deren wohl bekannteste Vertreter Wolle und Baumwolle sind, wobei aber auch Kunstfasern nicht ausgeschlossen werden, überwiegen eindeutig die physikalischen Vorgänge auf der Grundlage der kapillaren und osmotischen Kräfte. Diese wirken in gleicher Weise sowohl beim Kalt- und Kochfärben, beim Entfärben als auch beim Bleichen.
  • Die Bleich- und Färbeverfahren sind großenteils zeit- und energieintensiv. Die Flotte und/oder das Material müssen gleichmäßig bewegt werden. Insbesondere die Temperatur nun auf die richtigen Werte gebracht werden, wobei oftmals eine Temperaturerhöhung während des Vorgangs auf bzw. über 100 Grad C vorgeschrieben ist.
  • Aus der DE-A 2 714 802 ist ein Färbeverfahren für aus natürlichen Fasern oder Kunststoffasern oder deren Mischungen bestehende Textilwaren bekannt, bei dem die Einfärbung unter Unterdruck durchgeführt wird. Die Temperatur der Flüssigkeit wird unter Berücksichtigung des herrschenden Unterdrucks ca. 10 Minuten lang auf dem Siedepunkt gehalten. Anschließend werden Druck- und Temperatur schnell erhöht und das textile Material im herkömmlichen Verfahren zu Ende gefärbt. Mit diesem bekannten Verfahren soll sich bei kürzerer Behandlungszeit und reduziertem Energieaufwand eine intensivere Einfärbung ergeben. Dies wird im wesentlichen darauf zurückgeführt, daß ein Großteil der Luft, die üblicherweise die Benetzung des textilen Materials mit Flüssigkeit behindert, durch das Vakuum abgesaugt ist. Die Behandlung ist wegen der verringerten Temperaturen und der verkürzten Zeitdauer schonend. Es wurde auch eine bessere Ausnutzung der Farbstoffe beobachtet. Durch die Verringerung des Luftanteils im Behandlungsgefäß können auch Farbstoffe, die gegenüber bestimmten Gasbestandteilen in der Luft empfindlich sind, problemloser verarbeitet werden.
  • Aus der EP-B 22 572 ist ein weiteres Verfahren zur Behandlung von textilen Materialien unter reduziertem Druck bekannt. Hierbei wird die Flüssigkeit im wesentlichen ausschließlich durch örtliche Teilverdampfung in Folge einer kontrollierten Drucksenkung im Behandlungsbehälter bewegt und dadurch zur Einwirkung auf das Material gebracht. Der gesamte Färbeprozeß erfolgt unter Vakuum; ein Färben unter Normaldruck oder ein Umpumpen der Flüssigkeit ist nicht vorgesehen. Da sich die Flüssigkeit während der ständigen Teilverdampfung abkühlt, wird sie kontinuierlich nachgeheizt. Dieses Nachheizen soll vorzugsweise durch direktes Einleiten von Dampf erfolgen. Infolge des Unterdrucks im Behandlungsgefäß entspannen sich die in die Flüssigkeit eintretenden Dampfblasen explosionsartig. Dadurch wird die Flüssigkeit zwar in eine pulsierende Bewegung gebracht; diese Explosionen sind jedoch so stark, daß empfindliche Materialien, beispielsweise aufgespulte Garne, zerstört werden können. Durch den zugeführten Dampf wird die Flüssigkeit erwärmt, wodurch die Verdampfung zunimmt und das Vakuum zusammenbricht.
  • Der eingeleitete Dampf soll daher mittels Kondensation auch den infolge der Verdampfung von Färbeflüssigkeit ansteigenden Behälterdruck wieder senken.
  • Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß technischer Dampf regelmäßig verunreinigt ist, insbesondere mit Eisen. Viele Farbstoffe, insbesondere die Indantren-Farbstoffe, werden durch Dampf negativ beeinflußt oder gar zerstört. Das bekannte Verfahren ist deshalb nur für eine relativ kleine Anzahl von Farbstoffen wirklich brauchbar.
  • Ein wesentlicher Nachteil ist, daß der zugeführte Dampf wenigstens teilweise zu Wasser kondensiert, so daß die Behandlungsflüssigkeit verdünnt wird. Dadurch werden jedoch die Behandlungszeiten verlängert und die Ergebnisse verschlechtert.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches schnell, energiesparend und preiswert ist, bei dem die Ware noch schonender behandelt wird und das eine besonders einfache und wirksame Steuerung der Prozeßbedingungen erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
  • Zusätzlich zu den bekannten und vorteilhaften Effekten der Vakuumbehandlung - schnelle Benetzung der Materialoberflächen, schnelle und vollständige Reaktion der Chemikalien, Energieersparnis durch verringerte Temperaturen, Schonung des Materials - stellen sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens weitere Vorteile ein. Die unter der Wirkung des Vakuums entgaste Flüssigkeit erhält ihre günstigen physikalischen Eigenschaften zurück, da jedes Molekül des einströmenden Gases ein Bildungszentrum für eine Dampfblase darstellt, so daß sich das gesamte Flüssigkeitsvolumen in einen feinporigen Schaum verwandelt. Die sich bewegenden Luft-Dampf-Blasen sorgen dafür, daß die für eine einwandfreie Färbung nötige Relativbewegung zwischen den Chemikalien und dem zu behandelnden Material extrem hoch ist. Relativbewegungen zwischen Chemikalien und Material sind jedoch Voraussetzung für einwandfreie Behandlungsergebnisse. Weiterhin ergibt sich eine Erhöhung der Chemikalienkonzentration, da sich ein großer Teil des Flüssigkeitsvolumens in Dampf umwandelt, die gelösten Chemikalien jedoch in dem Flüssigkeitsrest verbleiben.
  • Ein letzter Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schließlich in der großen Differenz zwischen der vorbestimmten Temperatur der Flüssigkeit einerseits und der dem abgesenkten Behälterdruck entsprechenden Sättigungsdampftemperatur andererseits begründet. Diese Temperaturdifferenz jedoch nur in Verbindung mit den als Dampfbildungszentren wirkenden Molekülen des eingeleiteten Gases führt dazu, daß die Flüssigkeit heftig zum Kochen kommt. Dieser Kocheffekt kann dabei in einfachster Weise durch Regulierung der Gasmenge gesteuert werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt die vorbestimmte Temperatur der Flüssigkeit 60 bis 70 Grad C und die Sättigungsdampftemperatur ist wenigstens 5 Grad C niedriger als die vorbestimmte Temperatur. In diesem speziellen Bereich kann beispielsweise Baumwolle besonders schnell gefärbt werden. Auch liegt der hierbei benötigte Unterdruck noch in Bereichen, die mit preiswerten Vakuumpumpen erzeugt werden können. Einerseits sind möglichst hohe Temperaturdifferenzen anzustreben, um einen möglichst intensiven und möglichst lang dauernden Kocheffekt zu erhalten, andererseits muß natürlich auf die Kapazität der Vakuumpumpen und insbesondere auf die Eigenschaften des zu behandelnden Materials Rücksicht genommen werden. Insbesondere unter Berücksichtigung der letztgenannten Argumente empfiehlt es sich, das Vakuum in Intervallen anzuwenden und in den Pausen die Flüssigkeit wieder auf die vorbestimmte Temperatur aufzuheizen.
  • Ob und gegebenenfalls wie viele Intervalle erforderlich sind, hängt davon ab, ob das erreichte Verfahrensergebnis bereits befriedigt oder nicht.
  • Um besondere Effekte zu erreichen, kann es sich empfehlen, den Unterdruck schlagartig zu erzeugen. Dabei kann auch in diesem Fall mit der bereits erwähnten Intervallmethode gearbeitet werden. Diese Verfahrensvariante ermöglicht eine intensive Bewegung der Flüssigkeit und des darin liegenden Materials.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Material fortlaufend aus der Flüssigkeit ausgetaucht und in diese wieder eingetaucht werden. Im ausgetauchten Zustand verdampft infolge des herrschenden Unterdrucks die am Material hängende Flüssigkeit; gleichzeitig verbleibt das Material jedoch in dem oberhalb des Flüssigkeitsspiegels aufgebauten Gaspolster, dessen Eigenschaften entsprechend angepaßt werden.
  • Als zu verwendendes Gas eignet sich im einfachsten Falle Luft. Luft besteht zum weitaus überwiegenden Teil aus Stickstoff, der neutral wirkt, und aus Sauerstoff, der oxydierend wirkt.
  • Falls diese Gasmischung störend sein sollte, können Stickstoff bzw. Sauerstoff auch in reiner Form verwendet werden. Ebenso ist es möglich, reduzierende Gase, beispielsweise Chlor einzusetzen. Wichtig ist, daß das in die Flüssigkeit eingeleitete Gas die genannten Bedingungen erfüllt, also nicht kondensiert oder chemisch reagiert, da ansonsten seine Moleküle nicht mehr als Dampfbildungszentren zur Verfügung stehen, und auch keine Verdünnung der Behandlungsflüssigkeit bewirkt, da eine solche Reduzierung der Chemikalienkonzentration zu einer Verschlechterung der Behandlungsergebnisse führen würde.
  • Anhand der Zeichnung und der beiden darin abgebildeten Apparaturen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Vorrichtung zum Färben von aufgespulten Garnen und
    • Fig. 2 eine Vorrichtung zum Färben von Textilbahnen.
  • In Fig. 1 erkennt man ein geschlossenes, vakuumdichtes Behandlungsgefäß 1, insbesondere zum Färben von Garnspulen, die durch eine einzige Garnspule 16 symbolisiert werden. Das Behandlungsgefäß ist teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, in der Farbchemikalien aufgelöst sind.
  • Vom Deckel des Behandlungsgefäßes 1 führt eine Rohrleitung 2 zu einem Flüssigkeitsabscheider 3. Ein Ventil 15 stellt eine Verbindung zwischen dem Behandlungsgefäß 1 und der umgebenden Atmosphäre her. Ein Ventil 2' stellt eine Verbindung zwischen der Rohrleitung 2 und dem Flüssigkeitsabscheider 3 her.
  • Vom Boden des Flüssigkeitsabscheiders 3 führt eine Leitung 8 mit eingesetztem Ventil 8, zu einer Umwälzpumpe 12 bzw. in das Behandlungsgefäß 1. über die Leitung 8 wird Flüssigkeit, die sich im Flüssigkeitsabscheider 3 sammelt, in das Behandlungsgefäß 1 zurückgeführt.
  • Vom Flüssigkeitsabscheider 3 führt eine Rohrleitung 6 zu einem Zwischengefäß 9, an das eine Vakuumpumpe 11 angeschlossen ist. Flüssigkeit, die sich im Zwischengefäß 9 sammelt, kann über ein Ablaßventil 10 abgeführt werden.
  • Zum Entleeren des Behandlungsgefäßes 1 dient ein Ablaßventil 14.
  • Über ein Ventil 13 wird Gas zugeführt.
  • In dieser Vorrichtung werden die Garne 16 wie folgt behandelt. Nach dem Einsetzen der Garne 16 und dem Schließen des Behandlungsgefäßes 1 wird die Flüssigkeit eingefüllt, bis die Garne 16 bedeckt sind. Die Ventile 4, 8', 10, 13, 14 und 15 sind geschlossen. Die Flüssigkeit im Behandlungsgefäß 1 befindet sich auf einer Temperatur von beispielsweise 70 Grad C. Mit Hilfe der Vakuumpumpe 11 werden das Zwischengefäß 9, der Flüssigkeitsabscheider 3 und das Behandlungsgefäß 1 evakuiert. Dabei kann auch eines der Ventile 2', 6' oder 5 geschlossen sein. Der Druck im Zwischengefäß 9 wird auf beispielsweise 0,1 bar absolut gesenkt. Dies entspricht einer Wasser-Siedetemperatur von ca. 45 Grad C.
  • Sobald dieser Unterdruck durch Öffnen der bisher geschlossenen Ventile 2', 6' oder 5 in das Behandlungsgefäß 1 gelangt, wird gleichzeitig das Ventil 13 geöffnet und das Gas eingeleitet, welches die Garnspulen 16 vorzugsweise von innen nach außen durchperlt. Die Flüssigkeit beginnt heftig zu kochen. Unter der kombinierten Wirkung des Gases, beispielsweise Luft, und der Temperaturdifferenzen verwandelt sich das gesamte Flüssigkeitsvolumen in einen feinporigen Schaum, der die in der Flüssigkeit gelösten Chemikalien so beeinflußt, daß sie sich bevorzugt auf den Fasern der Garne 16 absetzen. Die Farbstoffe ziehen sehr schnell auf.
  • Da beim Kochen der Flüssigkeit ein Teil des Wassers verdampft, erhöht sich die Konzentration der Chemikalien weiter, was erwünscht ist.
  • Dampf und Gas werden über die Vakuumpumpe 11 abgesaugt. Der abgesaugte Flüssigkeitsdampf wird im Flüssigkeitsabscheider 3 abgeschieden und betätigt den Niveauschalter 7. Diese Flüssigkeit kann später bei geöffnetem Ventil 8' über die Leitung 8 in das Behandlungsgefäß 1 zurückgeführt werden.
  • Infolge der Flüssigkeitsverdampfung und der Gaszuführung sinkt die Temperatur der Flüssigkeit, der Verdampfungsvorgang kommt deshalb zum Stehen, falls die Flüssigkeit nicht mit Hilfe eines im Behandlungsgefäß 1 eingebauten Wärmetauschers aufgeheizt wird.
  • Spätestens jetzt wird die Verbindung zur Vakuumpumpe 11 beispielsweise durch Schließen des Ventils 2' gesperrt. Das Gasventil 13 wird geschlossen und die Umwälzpumpe 12 eingeschaltet.
  • Während dieses Zwischenbehandlungsabschnitts wird die Temperatur der Flüssigkeit wieder erhöht und gleichzeitig die Flüssigkeit durch die Garnspulen 16 gepreßt, wie bei den herkömmlichen Färbeverfahren. Sollte der Druck im Zwischengefäß 9 angestiegen sein, da die Vakuumpumpe 11 nur eine geringe Kapazität hat, wird auch das Vakuum wieder aufgebaut.
  • Vakuumbehandlungsabschnitt und Zwischenbehandlungsabschnitt werden so lange abwechselnd wiederholt, bis das gewünschte Behandlungsergebnis erreicht ist.
  • Es sei hier nochmals betont, daß es sich bei den durch das Ventil 13 zugeführten Gasen um solche handelt, die bei den Verfahrensbedingungen nicht merklich kondensieren und auch keine Verdünnung der Behandlungsflüssigkeit bewirken, sondern deren Moleküle als Dampfbildungszentren in der Behandlungsflüssigkeit wirken.
  • Schließlich sei hier nochmals betont, daß beim Einleiten des Gases in der Flüssigkeit ein feinporiger Schaum entsteht. Beim Einleiten von Dampf bleibt ein solcher Schaum aus; die eingeleiteten Dampfblasen zerplatzen infolge des Unterdrucks im Behandlungsgefäß 1 explosionsartig, so daß die Gefahr von Beschädigungen der zu behandelnden Materialen besteht, und kondensieren anschließend zu Wasser.
  • In Fig. 2 erkennt man eine Vorrichtung zum Behandeln von längeren Textilbahnen. In einem teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Behandlungsgefäß 22 befindet sich ein Korb 23, der einen Teil der Warenbahn 40 aufnimmt. Diese wird mit Hilfe einer angetriebenen Umlenkwalze 24 und einem Haspel 30 mit elliptischem Querschnitt kontinuierlich im Kreis geführt. Dadurch befindet sie sich teilweise unterhalb, teilweise oberhalb der Flüssigkeit. Die Öffnung zum Einsetzen und Herausnehmen der Warenbahn 40 ist mit einem Deckel 25 vakuumdicht verschließbar.
  • Um im Behandlungsgefäß 22 Unterdruck erzeugen zu können, wird an das Vakuumventil 29 des Rüssigkeitsabscheiders 28 eine (nicht dargestellte) Vakuumpumpe angeschlossen. Ein Vakuumzwischengefäß ist hier nicht unbedingt erforderlich, weil der freie Raum im Behandlungsgefäß 22 sehr groß ist.
  • Die übrigen Ventile sind geschlossen. Die Flüssigkeit ist wieder auf eine Temperatur von beispielsweise 70 Grad C aufgeheizt.
  • Der Druck im Gefäß 22 wird wiederum so stark abgesenkt, daß die Flüssigkeit stark kocht. Durch Öffnen des Ventils 38 wird an mehreren Stellen Gas in die Flüssigkeit eingeleitet, worauf sich ein feinporiger Schaum bildet.
  • Nach Öffnen des Ventils 38 kann das Ventil 29 zur Vakuumpumpe geschlossen werden. Das eingeleitete Gas sammelt sich dann oberhalb der Flüssigkeit im Behandlungsgefäß 22. Der Vakuumbehandlungsabschnitt stoppt von selbst, wenn der Unterdruck soweit angestiegen ist, daß die Siedetemperatur der Flüssigkeit erreicht ist. Jetzt kann über eines der Ventile 26, 27 dieses Gas abgesaugt und entweder wiederverwendet oder gefahrlos beseitigt werden. Es gelangt nicht in die Vakuumpumpe.
  • Der Teil der Warenbahn 40, der sich außerhalb der Flüssigkeit befindet, wird infolge des dort herrschenden Unterdrucks leicht getrocknet, wodurch die Chemikalien sich besonders schnell im Gewebe ablagern. Trotzdem befindet sich auch dieser Teil der Warenbahn unter einem Gaspolster. Falls es sich um ein reaktives Gas, beispielsweise Sauerstoff handelt, laufen die chemischen Reaktionen weiter. Falls es sich um ein neutrales Gas, beispielsweise Stickstoff, handelt, werden unerwünschte chemische Reaktionen verhindert.
  • An einen Vakuumbehandlungsabschnitt schließt sich bei Bedarf wieder ein Zwischenbehandlungsabschnitt an, in dessen Verlauf die Flüssigkeit über ein geöffnetes Ventil 37 und ein geöffnetes Ventil 33 mit Hilfe einer (nicht dargestellten Umwälzpumpe umgewälzt wird. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit erwärmt, entweder über eine im Behandlungsgefäß 22 eingebaute Heizschlange 21 oder über einen externen Wärmetauscher. Die Aufheizung der Flüssigkeit durch direkt eingeleiteten Dampf sollte wegen der schon beschriebenen Nachteile vermieden werden.
  • Flüssigkeit, die sich im Flüssigkeitsabscheider 28 sammelt, wird über ein Ventil 31 wieder in das Behandlungsgefäß 22 zurückgeführt, sobald der Niveauschalter 39 betätigt wird.
  • Über ein Ventil 36 kann bei Bedarf weitere Flüssigkeit, beispielsweise mit frischen Chemikalien, in das Behandlungsgefäß 22 eingeleitet werden.
  • Ein Ventil 34 dient als Uberlaufventil.

Claims (9)

1. Verfahren zur Flüssigkeitsbehandlung, insbesondere zum Reinigen, Bleichen, Beizen, Färben, Fixieren und dergleichen von textilem Material, insbesondere mit kapillaraktiven Eigenschaften in Form von Flocken, Garnen oder Stückware, wobei die Behandlung mit Chemikalien erfolgt, die in einer im Kessel befindlichen Flüssigkeit gelöst sind, wobei ferner die Flüssigkeit auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt und mittels einer Pumpvorrichtung wenigstens während eines Teils der Färbedauer durch die Materialien hindurchbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit zunächst auf die vorbestimmte Temperatur unter 100 Grad C erwärmt wird, daß dann der Druck im Kessel reduziert wird, bis ein vorgewählter Wert erreicht ist, der einer Sättigungsdämpftemperatur entspricht, die wesentlich niedriger ist als die vorbestimmte Temperatur der Flüssigkeit, so daß die Flüssigkeit heftig zum Kochen kommt, und daß durch Einleiten eines Gases, das bei den Verfahrensbedingungen - Temperatur, Druck, Typ der Flüssigkeit - nicht kondensiert und keine Verdünnung der Flüssigkeit bewirkt, im ganzen Flüssigkeitsvolumen eine Vielzahl feinporiger Blasen erzeugt und dadurch eine intensive zusätzliche Bewegung auf die Flüssigkeit ausgeübt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Temperatur der Flüssigkeit 60 bis 70 Grad C beträgt und daß die Sättigungsdampftemperatur wenigstens 5 Grad C niedriger ist als die vorbestimmte Temperatur.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Luft ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Stickstoff ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Sauerstoff ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Chlor ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum in Intervallen angewendet wird und daß in den Pausen die Flüssigkeit wieder auf die vorbestimmte Temperatur aufgeheizt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck schlagartig erzeugt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material während der Behandlung fortlaufend aus der Flüssigkeit ausgetaucht und in diese wieder eingetaucht wird.
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