ITRM950848A1 - Dispositivo e procedimento per il lavaggio di fili di elastan filati ad umido in continuo - Google Patents

Abstract

L'invenzione riguarda un nuovo dispositivo di lavaggio per la produzione in continuo di fili di elastan, i quali vengono prodotti secondo un procedimento di filatura ad umido, costituito sostanzialmente da una unità di pulitura (10) e da una unità di lavaggio (11), che sono applicate scaglionate al di sopra del bagno di precipitazione (1) di un dispositivo di filatura ad umido.

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "DISPOSITIVO E PROCEDIMENTO PER IL LAVAGGIO DI FILI DI ELASTAN FILATI AD UMIDO IN CONTINUO"

DESCRIZIONE

La invenzione concerne un nuovo dispositivo di lavaggio per la produzione in continuo di fili di elastan, i quali vengono prodotti secondo un procedimento di filatura ad umido. Fili di elastan vengono principalmente filati secondo il procedimento di filatura a secco e ad umido. Mentre nel caso del procedimento di filatura a secco il solvente di filatura, ad esempio dimetilacetammide, viene allontanato pressoché totalmente per mezzo di gas caldo nel pozzetto di filatura e per mezzo di elevate temperatura del pozzetto, nel caso del procedimento di filatura ad umido il solvente di filatura deve venire allontanato mediante lavaggio con acqua e successivo essiccamento e fissaggio. Di regola nel cosiddetto procedimento con fascio dei fili dopo il bagno di filatura sono necessari più bagni di lavaggio con rulli di rinvio e perni per la guida dei fili, per allontanare per la maggior parte il solvente di filatura dai filamenti. Questi cosiddetti bagni di estrazione vengono fatti funzionare perlopiù in controcorrente per il miglior allontanamento del solvente {confrontare F.Fourné, Chemief asern/Textilindustrie 44/96, annualità 1994, pagina 394).

In generale vengono utilizzati più bagni di estrazione, il cui numero, come nella domanda di brevetto tedesco DE 1 660 141 Al, pagina 4, sopra menzionato, è dipendente da differenti fattori, ad esempio dal contenuto desiderato in solvente residuo nei fili, dalla temperatura del bagno e dalla velocità di filatura.

In un altro procedimento di filatura ad umido già divenuto noto, il lavaggio ha luogo in un bagno di lavaggio dotato di rulli mediante molteplice avviluppamento dei filamenti sui rulli. Questo procedimento, come esso viene descritto nel brevetto USA 3 526 689, colonna 4, esempio 1, ha acquistato altrettanto importanza industriale. Scopo di tutti i procedimenti di lavaggio noti è di tenere bassa la quantità di solvente dei fili trascinata insieme dal bagno di precipitazione e raggiungere un elevato effetto di dilavamento del solvente di filatura. Così, ad esempio nel brevetto USA 2 786 737 si fa riferimento a questi vantaggi, che vengono ottenuti in questo caso mediante un procedimento di filatura con acetato di cellulosa orientato dal basso verso l'alto. I fili possono venire avvolti più facilmente, si hanno lunghezze dei fili più corte e meno perdite di solvente di filatura. Compito della presente invenzione è di approntare un dispositivo idoneo per il procedimento di lavaggio nel caso della filatura ad umido di fili di elastan, con il quale viene ottenuta una marcata riduzione sia della quantità di solvente e quantità di liquido trascinate insieme come anche un dilavamento del solvente di filatura nel bagno di lavaggio marcatamente migliorato nei riguardi dei dispositivi noti. Accanto ai vantaggi economici già menzionati, sono da aspettarsi i vantaggi ecologici, poiché può venire inviata una maggior aliquota di solvente al diretto recupero del solvente.

Un altro punto critico è il comportamento di marcia di fili di elastan durante il procedimento di filatura e di lavaggio. Se non si riesce a ridurre il contenuto di umidità e di solvente residuo nel procedimento globale in continuo, prima del fissaggio delle fibre, si perviene, come già menzionato nel brevetto USA 2 786 737 ha notevoli inconvenienti di avvolgimento e strappi durante il fissaggio.

E' stato trovato che, mediante la contemporanea combinazione di più nuovi dettagli costruttivi del tratto di lavaggio nel procedimento di lavaggio, viene notevolmente migliorata la modalità di marcia dei fili e il contenuto in solvente residuo nei fili di elastan filati ad umido può sorprendentemente venire ridotto di più del 30% preferibilmente 50% e più nei riguardi dello stato della tecnica.

Oggetto dell'invenzione è un dispositivo per il lavaggio di fili di elastan come parte di un dispositivo di filatura ad umido in continuo, con unità di filatura ad umido tratto di lavaggio e tratto di posttrattamento costituito da almeno una unità di pulitura con rullo di rinvio, rullo di spremitura e pulitore e da una unità di lavaggio con rulli di lavaggio, vasca di lavaggio e un altro rullo di spremitura in cui la unità di pulitura e la unità di lavaggio sono applicate scaglionate sopra il bagno di precipitazione del dispositivo di filatura ad umido e i fili di elastan che lasciano il bagno di precipitazione vengono avviati attraverso la unità di pulitura alla unità di lavaggio e da lì vengono avviati all'altro tratto di posttrattamento, costituito preferibilmente da fissatore, essiccatore, posizione di preparazione ed avvolgitore.

Mediante la applicazione del rullo di rinvio all'estremità del bagno di precipitazione, appena al di sopra del liquido del bagno di precipitazione, al posto della immersione del rullo di rinvio nota nello stato della tecnica, una gran parte del liquido del bagno di precipitazione e quantità di solvente trascinate insieme dai fili di elastan fluisce indietro nel bagno di precipitazione. Per mezzo del rullo di spremitura, il quale asporta ulteriore acqua di trascinamento al rullo di rinvio del fascio di fili di elastan, questo procedimento viene ancora una volta marcatamente sostenuto. Mediante il pulitore al rullo di rinvio si impedisce aggiuntivamente che sul rullo di rinvio si formi una pellicola di liquido chiusa. I contenuti di umidità e di solvente di filatura dei fili di elastan filati di recente, già marcatamente ridotti per mezzo della costruzione nominata, vengono ulteriormente diminuiti per mezzo dell'ulteriore rullo di spremitura, il quale viene compresso al rullo di lavaggio superiore del bagno di lavaggio. Il rullo di spremitura ‘nella sua larghezza è preferibilmente dimensionato in misura tale che esso sprema solamente i fili che lasciano il rullo di lavaggio superiore in direzione del tratto di posttrattamento, ad esempio al fissatore. Ambedue i rulli di spremitura sono preferibilmente costituiti da un materiale di gomma con un grado di durezza di 60 fino a 80 Shore.

Altre forme di esecuzione dell'invenzione preferite sono da rilevare dalle sottorivendicazioni .

Senza il rullo di spremitura, nel caso della più elevata velocità di estrazione preferita di 100/minuto e più, non è assolutamente possibile alcuna modalità di marcia in continuo per tempo prolungato, poiché i fili si strappano continuamente nel tratto di post-trattamento con il successivo procedimento di fissaggio a causa dei contenuti in umidità e in solvente residuo, troppo elevati. Si osservano in tal caso i cosiddetti "fasci di fili ballerini" e una modalità di corsa dei fili di elastan non tranquilla. In una forma di esecuzione particolare della invenzione, il rullo di spremitura superiore può essere eventualmente dimensionato in maniera tale che esso comprima il rullo di lavaggio superiore in tutta la sua lunghezza. Si è però dimostrato che questa forma allungata del rullo di spremitura può venire impiegata con successo soltanto nel caso di velocità di filatura fino a circa 80 m/minuto, invece il rullo di spremitura la cui larghezza è dimensionata in modo tale che esso comprima solamente i fili che lasciano il bagno di lavaggio in direzione del passaggio al fissatore, può venire impiegato universalmente.

Soltanto il mantenimento di tutte e quattro le caratteristiche costruttive insieme porta ad una buona modalità di marcia in continuo e all'effetto di dilavamento sorprendentemente elevato con una riduzione del solvente residuo di almeno 30%, preferibilmente 50% e più nei riguardi di un procedimento di filatura e di lavaggio senza tali procedimenti dei fili di elastan che fuoriescono nel tratto di post-trattamento.

Particolarmente l'impiego dei rulli di spremitura si è dimostrato come molto efficace.

Altro oggetto dell'invenzione è un procedimento per il lavaggio di fili di elastan da un procedimento di filatura ad umido in continuo con l'impiego del dispositivo secondo l'invenzione, caratterizzato- dal fatto che fili di elastan filati ad umido di recente vengono estratti con una velocità di estrazione di almeno 50 m/minuto e vengono liberati sulla unità di pulitura ampiamente dall'acqua del bagno di precipitazione trascinata insieme che aderisce, nel qual caso l'acqua pulita viene ricondotta nel bagno di precipitazione e vengono liberati per almeno il 30% in peso dal solvente di filatura nella successiva unità di lavaggio costituita da almeno una coppia di rulli di lavaggio, da una vasca di lavaggio e da un altro rullo di spremitura, mediante molteplice immersione nel liquido di lavaggio con una temperatura di almeno 90°C.

Di seguito la invenzione viene più dettagliatamente illustrata a titolo di esempio sulla base delle figure.

Esse indicano:

la figura 1 uno schema del dispositivo di lavaggio secondo l'invenzione

la figura 2 il contenuto di solvente residuo {in dimetilacetammide) di fili di elastan prodotti con procedimenti di filatura ad umido convenzionali e secondo l'invenzione in dipendenza dal tempo di permanenza in secondi

la figura 3 il contenuto in solvente residuo (DMAC) di due fili di elastan trattati secondo l'invenzione, in dipendenza dal tempo di permanenza .

Gli esempi che seguono servono alla più dettagliata illustrazione dell'invenzione, senza limitare la stessa. Le indicazioni e percentuali si riferiscono, se non è annotato espressamente nulla di diverso, al peso.

Esempio 1

Una soluzione di filatura di elastan al 30%, prodotta corrispondentemente all'esempio 7 secondo la domanda di brevetto tedesco esposta DE 42 22 772, la quale è stata pretrattata con 0,8% di dietilammina per circa 10 minuti a 130°C e presentava una viscosità di filatura di 21 Pa.s a 70°C, è stata filata da un ugello a 60 fori in un bagno di precipitazione contenente dimetilacetammide (DMAC). I fili sono stati estratti attraverso il rullo di rinvio 3 il quale stava al di sopra del liquido 13 del bagno di precipitazione, con 52 m/min, hanno subito coalescenza, compressi con il rullo di spremitura 4, e la pellicola del liquido sul rullo di rinvio 3 impedita per mezzo del pulitore di gomma 5. Il filo 12 torto è stato successivamente lavato nel bagno di lavaggio 9 mediante avviluppamenti per 6 volte dei due rulli di lavaggio 6 e 8, cosa che corrisponde ad un tempo globale di permanenza di circa 5,9 secondi. A conclusione del procedimento di applicazione, il rullo di spremitura superiore 7, il quale comprime solamente i fili di elastan che lasciano il rullo di lavaggio in direzione del post-trattamento specialmente verso il passaggio al fissatore, è stato collocato sul rullo di lavaggio superiore 6. La pressione di appoggio del rullo di spremitura 7 largo 5 cm stava a 10 N. La temperatura del bagno di lavaggio ammontava a 94°C. Ambedue i rulli di spremitura 4 e 7 avevano un grado di durezza di 70 Shore e una pressione di appoggio di 2 N/cm di larghezza del rullo. La pressione di appoggio può venir regolata mediante apposizione di differenti contropesi. Il filo torto, quale presenta un titolo di 545 dtex, aveva un contenuto in umidità di circa 74% e un contenuto di DMAC residuo intorno a 12,9%, riferito alla sostanza solida di elastan. E' stato ottenuto per più giorni un impeccabile procedimento di filatura ad umido in continuo, il quale si svolgeva rapidamente e sicuro dal punto di vista funzionale. Esempio 2 (Confronto)

La soluzione di filatura di elastan dell'esempio 1 è stata filata come ivi descritto, nel qual caso però il rullo di rinvio 3 toccava la superficie del bagno di precipitazione 1 esattamente sulla estremità del bagno di precipitazione, mancavano i pulitori di gomma 5 e i rulli di spremitura 4 e 7. Il filo torto è stato lavato come descritto nell'esempio 1 e successivamente sono stati determinati sui fili il contenuto in titolo, in umidità e in DMAC residuo. Il titolo stava a 548 dtex, l'umidità ammontava a 107% e il contenuto in DMAC residuo era di 18,7%. La modalità di marcia del filo era non tranquilla. Sono stati osservati i cosiddetti "fasci di fili ballerini" nella zona di fissaggio. Una marcia in continuo alla velocità di estrazione confrontabilmente elevata per un periodo di tempo prolungato non era possibile. Si perveniva in maniera forte a strappi dei fili nella zona di fissaggio immediatamente dopo la apposizione del filo torto.

Nella figura 2 sono riprodotti per differenti periodi di permanenza nel bagno di lavaggio, che si può impostare sul numero degli avviluppamenti dei fili di elastan sui rulli di lavaggio, ì contenuti in DMAC residuo nei filamenti di elastan per il titolo di 150 dtex per temperatura di lavaggio di 95°C. La figura 2a si riferisce alla modalità di marcia convenzionale secondo lo stato della tecnica nella figura 2b si riferisce al procedimento secondo l'invenzione. Il contenuto in DMAC residuo nei fili di elastan si riferisce alla sostanza secca. Come si può rilevare dalla figura 2, a seconda del tempo di permanenza, il contenuto in DMAC residuo nei fili di elastan può venire abbassato del 30% ed oltre per mezzo dei provvedimenti secondo l'invenzione. Così ad esempio il contenuto di DMAC residuo di fili di elastan con 550 dtex a 15,6 secondi di tempo di permanenza nel bagno di lavaggio può ad esempio ammontare, senza l'impiego del tratto di lavaggio secondo l'invenzione, a 12,65 e nel caso di impiego del tratto di lavaggio a soltanto 5,8%.

Naturalmente per ciascun titolo vengono trovati altri contenuti specifici in DMAC residui nei fili di elastan dopo il lavaggio. Questo è da ricondurre a parametri di procedimento differenti (altra concentrazione del bagno di precipitazione, altra velocità di estrazione, ecc). Così ad esempio il titolo di 160 dtex può venire filato meglio da un bagno di precipitazione con 12% di DMAC al posto di 20% di DMAC per il titolo 550 dtex (confrontare esempio 1). Nella figura 3d sono indicati i contenuti di DMAC residui di fili di elastan per il titolo 160 e nella figura 3c i contenuti in DMAC residui di fili di elastan per il titolo 550 dtex per tempi di lavaggio differentemente lunghi a 91°C di temperatura di lavaggio e senza l'impiego dei tratti di lavaggio secondo l'invenzione. In maniera del tutto generale si può determinare che quanto più grossolano è il titolo, tanto più elevato è il contenuto di solvente residuo dei fili di elastan dopo il lavaggio.

Il procedimento secondo l'invenzione è però indipendente dal titolo e impiegabile per l'intero spettro dei titoli con la filatura ad umido, preferibilmente nell'intervallo di 20 fino a 2500 dtex ed oltre .

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il lavaggio di fili di elastan come parte di una disposizione di filatura ad umido in continuo, con unità di filatura ad umido tratto di lavaggio e tratto di posttrattamento, costituito almeno da una unità di pulitura 10 con rullo di rinvio 3 e rullo di spremitura 4 e pulitore 5 e da una unità di lavaggio 11 con rulli di lavaggio 6, 8, vasca di lavaggio 9 e un altro rullo di spremitura 7, in cui la unità di pulitura 10 e la unità di lavaggio 11 sono applicate scaglionate al di sopra del bagno di precipitazione 1 della disposizione di filatura ad umido e i fili di elastan 12 che lasciano il bagno di precipitazione attraverso la unità di pulitura 10 vengono addotti all'unità di lavaggio 11 e da lì vengono avviati all'ulteriore tratto di posttrattamento .
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il rullo di spremitura 7 al rullo superiore 6 del bagno di lavaggio 9 copre soltanto la larghezza del fascio di fili di elastan che lascia il rullo di lavaggio in direzione del tratto di post-trattamento .
3. 3. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che la durezza dei rulli di spremitura 4 e 7 ammonta da 60 fino a 80 shore e la pressione di appoggio dei rulli di spremitura 4, 7 ammonta almeno a 1,5 N per cm di larghezza di rullo.
4. 4. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che il solvente di filatura per i fili di elastan è dimetilacetammide .
5. 5. Procedimento per il lavaggio di fili di elastan da un processo di filatura ad umido in continuo con l'impiego di un dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che fili di elastan filati ad umido di recente vengono estratti con una velocità di estrazione di almeno 50 m/minuto e sulla unità di pulitura 10 vengono liberati ampiamente dall'acqua del bagno di precipitazione trascinata insieme che aderisce, nel qual caso l'acqua pulita viene ricondotta nel bagno di precipitazione e nella successiva unità di lavaggio 11 costituita da almeno una coppia di rulli di lavaggio 6, 8 da una vasca di lavaggio 9 e da un altro rullo di spremitura 7, vengono liberati per almeno 30% in peso dal solvente di filatura mediante molteplice immersione nel liquido di lavaggio con una temperatura di almeno 90°C.