HU189619B - Method and apparatus for continuous colouring yarns - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés fonalak folyamatos színezésére folyékony színezőanyagok fel hordásával, melynek során a fonal felületén bevonatot képezünk, majd a festékkel bevont fonalat hőkezeljük. A találmány tárgya továbbá berendezés az eljárás foganatosítására, amely berendezés a színező folyadéknak a fonalra való felvitelére szolgáló eszközzel,a színezett fonal fogadására szolgáló meghajtott csövével és a színezett fonalnak a csévére történő felvezetésére szolgáló eszközzel rendelkezik.

A fonalakkal ellentétben a szövetek folyamatos színezésére sokféle eljárás ismeretes, melyek mindegyikének az a célja, hogy egyenletes színezék-felvételt biztosítson a lehető legkevesebb műveleti lépésben. Fonalak folyamatos-színezésére mindeddig nem javasoltak olyan iparilag alkalmazható módszert, mely egyenletes színezék-felvételt biztosítana a fonal teljes hossza mentén.

A szövetek folyamatos színezésére használt eljárások lényegében a következő műveletekből állnak: a szövet folyamatos átvezetése egy színező fürdőn, mely hagyományos vízoldható vagy vízben diszpergálható színezéket tartalmaz vízzel hígítva és rendszerint egyéb adalékanyagokkal együtt; a szövet kifacsarása a színezék felszívódásának elősegítése céljából, továbbá annak érdekében, hogy annyi folyadékot préseljenek ki belőle, amennyit mechanikai úton ellehet távolítani; a szövet szárítása és a színezék rögzítése valamilyen érintésmentes eljárással, például infravörös hőkezeléssel; folyamatosan mozgó szövet mosása a fel nem vett színezék és a színezőfürdőhöz adagolt egyéb anyagok,például sűrítők eltávolítása céljából; végül ismét a szövet szárítása. A szövet facsarásával eltávolított folyadékot, valamint a mosóvizet rendszerint egy szennyvíz-kezelő üzemben kezelik, mert az ilyen folyadékokat nem lehet egyszerűen bevezetni a szennyvízcsatornába.

Minden olyan eljárás, amit a Jona'ak színezésére jelenleg használnak, a színezés után mosást igényel. Ez arra szolgál, hogy eltávolítsák a szabad színezék-részecskéket, melyen nem hatoltak be a fonal elemi szálai közé. A szövetek és fonalak színezésére szolgáló ismert eljárások nagyméretű és bonyolult berendezéseket igényelnek a színező és az azt követő mosási műveletekhez, beleértve a nagyméretű segédüzemeket, melyek a gőzfejlesztéshez és a mosásból eredő szennyvíz kezeléséhez szükségesek. Tehát a színezést technológiában a legkívánatosabb előrelépés egy olyan elfogadható sebességű folyamatos fonalszínezési eljárás lenne, mely megfelelő egyenletességű színezék-felvételt biztosít a fonal hossza mentén és nem igényel sem gőzfejlesztést, sem pedig mosást az eredeti színezést művelet után, s így nem hoz létre kezelést igénylő szennyvizet.

A 155 492 számú magyar szabadalmi leírásból ismert olyan eljárás, melynél a fonalra a színezéket a színezékkel impregnált, porózis szerkezetű párnák segítségével viszik fel. Ebben az esetben a fonalat átitatják a színezékkel, és ekkor a változó színezékfelvételi kapacitás amit a fonal teljes hossza mentén mutat, azt eredményezi, hogy a színezék különbözőmennyiségei adszorbeál ódnak, ennek következtében a fonal hossza mentén különböző színárnyalatok alakulnak ki.

A találmány célja olyan eljárás és berendezés biztosítása, a fonalak folyamatos színezésére, mely a fenti hátrányokat kiküszöböli, és az előzőekben részletezett követelményeket kielégíti.

A találmány szerinti folyamatos fonalszínezési eljárást melynek során a folyamatosan mozgó fonalhoz folyékony színezéket alkalmazunk - az jellemzi, hogy a színező folyadékot egyenletes bevonat alakjában visszük fel a fonal felületére, olyan sebességgel, hogy a fonal efemi szálainak egységnyi felületéhez felhasznált folyadék mennyisége kisebb legyen, mint az elemi szálak ugyanezen egységnyi felületének természetes színezék-megkötő képessége· majd a színezékkel bevont fonalat hőkezeljük, melynek egyik célja, hogy a színezék-bevonatban jelenlévő folyadékot gyakorlatilag teljes mértékben eltávolítsa, másik pedig az, hogy a színezék behatoljon a fonalba (penetráció) és rögzítődjék rajta (fixálás).

A folyékony színezék lehet a színezék részecskék erősen koncentrált oldata, diszperziója vagy szuszpenziója, valamely folyadékban.

A fonal elemi szálainak megkötő képessége kifejezés a színező folyadéknak azt a maximális mennyiségét jelenti (súlyban), amit egy bizonyos fonal elemi szálainak adott felülete természetes úton felvenni képes,

A színező folyadék olyan arányban lehet jelen, hogy 1,00 súlyrész fonal-anyagra 0,15—0,70 súlyrész folyadék _ rendszerint víz — jusson. A színezék és a fonal aránya több tényezőtől függ, elsősorban az al kaim tzott színezéktől, a fonal szerkezetétől és az elérni kívánt színárnyalattól.

A színezéket felvihetjük a fonalra oly módon, hogy a fonal szivacsos anyagból készült párnák között halad át, melyekbe szabályozott sebességgel adagoljuk a színező folyadékot, például egy adagoló szivattyú segítségével úgy, hogy a színező folyadék a kívánt mennyiségben jusson a fonal felületére. Másik lehetséges módszer, hogy a párnáknak a fonalra gyakorolt nyomását változtatjuk.

A hőkezelési művelet végrehajlható két külön lépésben úgy, hogy az egyik művel ;tben gyakorlatilag az összes vizet eltávolítjuk a színezékből, a másik lépésben pedig megtörténik a színezék behatolása a fonalba és rögzítése a fonal elemi szálain. A hőkezelési lépések végrehajthatók két különböző hőmérsékleten. A színező folyadék tartalmazhat bizonyos mennyiségű olyan anyagot, amely elősegíti a színezék egyenletes eloszlását és behatolását, ez lehet például valamilyen glikol.

A találmány szerinti eljárás alkalmazható szintetikus vagy természetes elemi szálakból készült fonalakhoz. A színezék felvitele után a fonalat forró, száraz gázatmoszférán átvezetve forró csévére tekercselhetjük fel; a cséve folyamatos forgatását úgy kell megoldani, hogy a fonal egymást követő rétegekben vezetődjék fel; a forró, száraz ^ázatmoszférán áthaladva az egyes fonalrétegeken lévő színezék megszárad és a réteg kialakulása során rögzítődik azon hő hatására, melyet az előzőleg felvezetett rétegből nyel el. így mindegyik réteg kész, megszárított: fonalat tartalmaz, még mielőtt a következő réteget felvezetnénk iá. Az eljárás kivitelezésében a fűtési körülmények lehetnek olyanok, hogy mindaddig, míg a folyadékfázis meg nem szűnik, a fonal alacsonyabb hőmérsékleten marad, majd amikor a fonal megszáradt, a hőmérséklete felemelkedik, s így megtörténik a színezék rögzítése; a hőmérséklet emelkedését az okozza, hogy megszűnik a latens hő elnyelődése a színezék folyékony fázisában. Így minden egyes fonalcséve teljesen stabil és

189.0 i?

száraz alakban távolítható el, amint a kívánt mértékben megtelt. Az összes színezést penetrációs és fixálási folyamat végbemegy, miközben a fonal a csévén van. Továbbá tekintettel arra, hogy az egyes rétegekben lévő fonal gyakorlatilag megszárad, mielőtt az utána következő rétegek befednék, a művelet olyan gyors, hogy 2000 m/perc-es sebesség is könnyen elérhető. Ez sokkal nagyobb sebesség, mint amit eddig valaha is elértek ipari méretekben a fonalszínezésben.

Az eljárás kivitelé zéséhez szükséges berendezés tartalmazhat egy zárt kamrát a fonal bevezetésére szolgáló nyílással, egy meghajtott csévét a kamrán belül, egy olyan eszközt, amely a kamrában száraz, forró gázatmoszférát tart fenn, egy eszközt, mely a fonalat egymást követő csavarmenetekben vezeti fel a csövére, és egy olyan eszközt, mely a fonal egységnyi felületére előre meghatározott mennyiségű színező folyadékot visz fel, miközben a fonal a fonalvezető felé halad.

A találmány egyik foganatosítási módja — amit a gyakorlatban sikeresen megvalósítottunk — látható a mellékelt vázlatos rajzon (l.ábra). Az eljárás alkalmas a sokféle fonalgyártási eljárás közül bármelyikkel készült fonal színezésére és kész, színezett fonalcsévék előállítására.

A rajzon az 1 színezendő fonal folyamatosan áthalad a 2 színezék-felvivó'n, melynek az a rendeltetése, hogy egyenletes bevonat alakjában felvigye a színező folyadékot az 1 fonal elemi szálainak felületére; a színezék-felvivő lehet például olyan megoldású, melynél a belevezetett színező folyadék mennyisége szabályozható. s ezáltal a színezendő felületre felvitt színező folyadék mennyiségét úgy állítjuk be, hogy a fonal elemi szálainak egységnyi felületére felvitt mennyiség kevesebb legyen, mint az elemi szálak ugyanezen egységnyi felületének színezék-megkötő képessége. A színező bevonattal ellátott fonal ezután belép a 3 kamrába, amelyben száraz, forró gázatmoszférát tartunk fenn, melyben a színezéknek gyakorlatilag a teljes folyadéktartalma elpárolog. Ezután a fonalat egy keresztirányban mozgó 4 eszköz segítségével úgy vezetjük, hogy 5 rétegeket alakítson ki a 6 csévére felvezetett, megszárított fonalon a környezeti hőmérséklet hatására rögzítődik a színezék, miközben a fonal feltekercselődik a csévére, és a fonalnak gyakorlatilag minden rétege megszárad, mielőtt a következő réteg felkerülne a csévére. Mikor a cséve már egy meghatározott mennyiségű fonalat tartalmaz, el lehet távolítani, és új, üres csévét lehet felhelyezni.

A találmány szerinti eljárás a következő előnyökkel jár; nagy átfutási sebesség, alacsony üzemi és beruházási költség, a berendezés kis helyigénye, kis létszámigény, továbbá, hogy nincs szükség a fonal mosására, valamint a szennyvíz tisztítására és kezelésére. A nagy sebesség főleg azért érhető el, mert a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy a folyadékfázis igen alacsony részarányban legyen jelen. Ez nyilvánvaló, ha figyelembe vesszük, hogy a hagyományos színezési eljárásokban 1 rész fonalhoz legalább 90 rész vizet használnak, ami nemcsak nagy energiafelhasználást, hanem tekintélyes időt is igényel e nagy mennyiségű víz eltávolítására. A nagy költségmegtakarítás abból adódik, hogy kis mennyiségű folyadékot kell eltávolítani, ami kevés energiát igényel; az alacsony üzemeltetési költségnek pedig az a magyarázata, hogy az eljáráshoz csak az az egy berendezés szükséges, ami a fonal elemi szálainak színezékkel való bevonására, valamint a színezék megszárítására és rögzítésére szolgál, Nincs szükség mosó berendezésre, sem pedig szennyvízkezelő létesítményre. A kis helyigény abból adódik, hogy kis számú berendezés szükséges például csak a színezék felvitelére és a fonal szárítására szolgáló berendezés - a kis létszámigény pedig abból a tényből következik, hogy az eljárás folyamatos és csak csekély felügyeletet igényel. Ha a sebességeket és a hőmérsékleti körülményeket bállítottuk, akkor ezeket már csak ellenőrizni kell, hogy megbizonyosodjunk azok állandóságáról. A rendszer automatizálható is, úgy hogy a sebesség és a gázhőmérséklet változásait a berendezés feljegyzi és automatikusan kompenzálja.

A fentiekben leírt üzemeltetési előnyökön kívül az eljárás egy igen fontos kereskedelmi előnnyel is jár, éspedig, hogy igen kis mennyiségű fonal, akár 1 kilogramnyi, meghatározott színárnyalalatban igényelt fonal színezése is könnyen és gazdaságosan elvégezhető. Erre azért van lehetőség, mert a színezék felvitele után a berendezésnek csak kevés — könnyen tisztítható vagy könnyen cserélhető - alkatrésze érintkezik a fonallal. Az ismert eljárásoknál színváltás esetén rendszerint alaposan ki kell tisztítani a színezőfürdő tárolására szolgáló nagy kádakat és a mosóberendezést.

Az, hogy a fonal felületén kezdetben egy szabályozott színezék-bevonatot alakítunk ki az ismertetett módon, lehetővé teszi, hogy igen pontosan be tudjuk állítani a fonal egységnyi hosszára eső színezék menynyiségét, és hogy ez a színezék — a fent leírt okokból - teljes mennyiségben megkötődjék a fonalon, A találmány szerinti eljárásban a fonal színezékfelvevő tulajdonságai kevés vagy semmi hatást nem gyakorolnak a kialakuló színárnyalatra, mert a színezéket olyan formában visszük fel a fonalra, hogy az minimális mennyiségű folyadékot tartalmaz, és a bevonat kialakításának módja a festéshez hasonló, így a fonal egységnyi hosszára felvitt színezék mennyiségét a színezékf elvivő eszköz szabályozza, nem pedig a fonal színezék-felvevő tulajdonságai, mint az eddig ismert módszerek esetében.

Könnyen megoldható, hogy a fonal elemi széleinek egységnyi felületéhez felhasznált színező folyadék mennyisége kisebb legyen, mint az elemi szálak ugyanezen egységnyi felületének természetes színezék-megkötő képesség;. Ez többféle módon is elérhető. Egyik mód az, hogy lemérjük egy meghatározott hosszúságú fonal színezék-megkötő képességét, majd a színezék-felvivő eszközt úgy állítjuk be, hogy az ugyanclyan hosszúságú színezett fonal kisebb súlyú legyen mint az, amit teljesen átitattunk a színező folyadékkal.

Az alábbiakban példákat mutatunk be a találmány szerinti eljárás jobb megértésének érdekében.

1. példa

Háromágú, 85 dtex finomságú poliészter fonalat, melynek előzetesen meghatározott színezőfolyadék, felvevő képessége saját súlynának 200%-a volt, 1000 m/perc sebességgel vezettünk át a színezék-felvivő párnák között, miközben az 1 liter vízben 10 g koncentrált diszperziós színezéket tartalmazó színező folyadékot 12 ml/perc sebességgel vittük fel a fonalra, ami azt jelenti, hogy a színező folyadék mennyisége a fonal súlyának 45%-át tette ki. A fonalat ugyancsak 1000 m/perc sebességgel, egymást követő csavarmenetekben tekercseltük fel egy csévére, mely J20 °C hőmérsékletű száraz levegőt tartalmazó kamrában he-31

189.619 lyezkedett el, ahol a színezékből gyakorlatilag az öszszes folyadék eltávozott. Közvetlenül a felcsévélés után a színezett fonalat tartalmazó csévét 90 percen át 180 °C-os hőmérsékleten tartottuk, ezen idő alatt a színezék rögzítődött, s ezután a fonal - minden további kezelés nélkül és bármiféle kezelést vagy elvezetést igénylő szennyvíz keletkezése nélkül - felhasználható volt.

2. példa

Kétágú, 1200 dtex finomságú corespun fonalat (folyamatos poliészter szál mag, pamut bevonattal), melynek előzetesen meghatározott színezőfolyadékfelvevő képesség 300%, saját súlyára számítva, 1000 m/perc sebességgel vezettünk át színezék-felvivő párnák között, miközben 1 1 vízben 10 g koncentrált diszperziós színezéket és literenként 100 g poliglikolt tartalmazó színezőfolyadékot 12 mj/perc sebességgel vittünk fel a fonalra, ami azt jelenti, hogy a színezőfolyadék súly a fonal súlyának 50%-ával egyenlő. A fonalat 1000 m/perc sebességgel, ej’ymást követő menetekkel feltekercseltük egy, 120 °C hőmérsékletű, száraz levegőt tartalmazó kamrában elhelyezett csévére, ahol a színezékből gyakorlatilag a teljes folyadékmennyiség eltávozott. Közvetlenül a felcsévélés után a színezett fonalat tartalmazó csévét 90 percig 180 °C-os hőmérsékleten tartottuk, ezen idő alatt a színezék rögzítődött a szálon. Ezt követően a fonal felhasználásra kész, minden egyéb kezelés nélkül és bármiféle kezelést vagy elvezetést igénylő szennyvíz keletkezése nélkül.

3. példa

Háromágú, 78 dtex finomságú Nylon 6,6 folyamatos fonalat, melynek előzetesen meghatározott színezőfolyadék-felvevő képessége 250%, saját súlyára számítva, 1000 m/perc sebességgel színezék-felvivő párnák között vezettünk át. Eközben 1 liter vízben 10 g koncentrált diszperziós színezéket tartalmazó színezőfolyadékot vittünk fel a fonalra, 10 ml/perc sebességgel. Ez azt jelenti, hogy a színezőfolyadék súlya megfelel a fonal súly 45%-ának, A fonalat 1000 m/perc sebességgel feltekercseltük, egymást követő menetekkel, egy, 120 °C-os száraz levegőt tartalmazó kamrában lévő csévére. Itt gyakodatilag a teljes folyadékmennyiség eltávozott a színezékből. Közvetlenül a feltekercselés után a színezett fonalat tartalmazó csévét 90 percig 175 °C hőmérsékleten tartottuk, míg a színezék a szálon rögzítődött. A fonal ezután felhasználásra további kezelés nélkül alkalmas, és kezelést vagy elvezetést igénylő szennyvíz sem keletkezik.

Claims (8)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás folyamatosan mozgó fonalak folyamatos színezésére folyékony színezőanyag felhordásával, melynek során a fonal felületén bevonatot képezünk, majd a festékkel bevont fonalat hőkezeljük, azzal jellemezve, hogy a folyékony színezőanyag bevonatot olyan sebességgel visszük J'el a fonal felületére, hogy a fonal elemi szálainak egységnyi felületéhez kevesebb színező folyadékot használunk, mint az ele5 mi szálak ugyanezen egységnyi felületének minimális természetes színezékmegkötő képessége, célszerűen 1,00 súly rész, majd a színezékkel bevont fonalat hőkezeljük és a színezékben lévő folyadékot eltávolítjuk, majd a hőkezelést folytatjuk és a színezéket a fonjon rögzítjük.

   • 0
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fonalat szivacsos anyagból készült párnák között vezetjük át, melyekbe szabályozott sebességgel juttatjuk be a színező folyadékot, és a fonj egységnyi felületére felvisszük a kívánt meny15 nylségű színező folyadékot.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelést két külön lépésben hajtjuk végre; az egyik lépésben gyakorlatilag a teljes folyadékmennyiséget eltávolítjuk a színezékből, a másik lépésben pedig a színezéket a fonalba juttatjuk és

   20 rögzítjük azon,
4. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a két hőkezeiéri lépést különböző hőmérsékleten hatjuk végre.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal j éllé m e z v e , hogy olyan színező folyadékot alkal25 mazu tk, amely a színező folyadék egyenletes eloszlását és a fonalba való behatolását elősegítő anyagot tartalmaz.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelési műveletet úgy végezzük, hogy a fonalat fonó gőzközegen vezetjük át és

   30 forró csévére folyamatosan feltekercseljük úgy, hogy r. fonalat egymást követő rétegekben vezetjük fel, az egyes rétegeket képező fonalon lévő színezőket a forró gázközegen való áthaladás közben megszárítjuk, és az adott réteg kialakulása során a színezéket rögzítog jük azzal a hővel, amelyet az adott réteg az előzőleg felvezetett rétegből nyel el.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy a hőkezelési művelet során a fonalat mindaddig alacsonyabb hőmérsékleten tartjuk, míg a folyadék fázis el nem távozik, és a fonal meg40 száradása után a hőfokot emeljük, így a színezéket ’ rögzítjük.
8. 8. Berendezés az 1, igénypont szerinti eljárás foga. natosítására, mely a színező folyadéknak a fonalra való felvitelére szolgáló eszközzel, a színezett fonal fogadására szolgáló meghajtott csévével és a színezett

   45 fonalnak a csévére történő felvezetésére szolgáló eszközzel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a cséve (6) befogadására egy zárt kamrája (3) van, mely a fonü (1) számára bevezető nyílással van ellátva, a kamra (3) állandóan száraz, forró gázzal van töltve, __ és a színező folyadéknak a fonalra történő felvitelére ⁰⁰ szolgáló eszköz (2) olyan kialakítású, hogy a színező folyadékból előre meghatározott mennyiséget visz fel a fonal egységnyi felületére.