PL181383B1 - Sposób farbowania podlozy tekstylnych, zwlaszcza konfekcjonowanych w postaci nawojów przedzy lub zwijek pasm materialu, za pomoca plynunadkrytycznego PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób farbowania podlozy tekstyl- nych, zwlaszcza konfekcjonowanych w postaci nawojów przedzy lub zwijek pasm materialu, za pomoca plynu nadkrytycznego o zmieniaja- cej sie temperaturze obróbki, przy czym plyn nadkrytyczny doplywa i/lub przeplywa przez to konfekcjonowane podloze w zasadzie prosto- padle do osi nawoju badz zwijki, znamienny tym, ze plyn prowadzi sie w obiegu i nasyca sie w nasycalniku barwnikiem, a w okresie obróbczym stosuje sie temperature obróbki o róznych wartosciach osiaganych poprzez jej obnizanie i/lub podwyzszanie, przy czym war- tosci czasu trwania obróbki przyjmuje sie z przedzialu od 10 min do 2 godzin, zas tempe- rature obróbki, przyjmujaca rózne wartosci podczas przebiegu obróbki, dobiera sie z prze- dzialu 10°C do 250°C. PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób farbowania podłoży tekstylnych za pomocą płynu nadkrytycznego.

Znany jest z europejskiego opisu patentowego nr EP-A-0 514 337 sposób farbowania za pomocą nadkrytycznego CO2. W opisie tym opisano również nagrzewanie przeznaczonego do farbowania podłoża, w szczególności od 70 do 300°C, tak że temperatura farbowania w zasadzie zależy od temperatury farbowanego podłoża. W ten sposób więc realizuje się pośrednie oddziaływanie na płyn farbujący temperatury farbowanego podłoża.

Zwykle podłoża tekstylne, jak na przykład włókna, przędza, włókna skłębione, tkaniny lub dzianiny w ramach uszlachetniania obrabiane są wielokrotnie w roztworach i mieszaninach wodnych, na przykład są warzone, bielone, farbowane, prane itd.

W skali laboratoryjnej opracowano dotychczas sposoby, za pomocą których podłoża tekstylne obrabiane są dla celów różnego uszlachetniania płynami nadkrytycznymi, zwłaszcza nadkrytycznym dwutlenkiem węgla. Sposoby te opisane są między innymi w niemieckich opisach ujawnieniowych nr nr 39 04 515, 40 04 111, 39 04 513, 39 06 724, 39 06 737, 39 06 735, 42 00 352 i 43 44 021. Te opracowane w skali laboratoryjnej sposoby obróbki w płynach nadkrytycznych wymagają stosowania wartości ciśnienia wahających się między 2,95 MPa (30 barów) a 59 MPa (600 barów).

W przypadku tych sposobów laboratoryjnych podłoża tekstylne, przy których chodzi z reguły o niewielkie próbki tkaniny, wielkości rzędu kilku centymetrów kwadratowych, umieszcza się w odpowiednich autoklawach laboratoryjnych i w nich zwilża się odpowiednim płynem nadkrytycznym. Te sposoby nie nadają się jednakże do przeniesienia na procesy technologiczne w skali przemysłowej.

W przypadku procesów obróbki na skalę przemysłową stosuje się podłoża tekstylne w postaci nadającej się do wprowadzenia do zakładu uszlachetniania tekstyliów. Przędza jest uszlachetniana w stanie zwinięcia w nawoje, a pasma tekstylne do uszlachetniania podawane są w postaci zwijek.

181 383

Jeżeli etap uszlachetniania zwiniętego materiału obejmuje obróbkę płynem nadkrytycznym, to materiał w postaci nawoju przędzy lub w postaci zwoju na rdzeniu wprowadzany jest do wstępnie opróżnionego autoklawu.

Następnie autoklaw zamyka się hermetycznie, napełnia się płynem nadkrytycznym i ustala się odpowiednie ciśnienie obróbki, między 2,95 MPa (30 barów) a 39,2 MPa (400 barów). Płyn nadkrytyczny przy tym wnika w zwinięty materiał. Dąży się przy tym do osiągnięcia możliwie jak najbardziej równomiernego wyniku obróbki, to znaczy aby wszystkie części zwiniętego materiału miały na przykład tę samą intensywność barwy, dlatego stosuje się stosunkowo duże wartości czasu przy dyfuzyjnym przebiegu wymiany substancji. Te duże czasy działania stanowią wadę w zakładzie uszlachetniania tekstyliów, pracującego w skali przemysłowej.

Znane są różne rozwiązania zmierzające do wyeliminowania tej wady.

Według niemieckiego opisu ujawnieniowego nr DE-OS 42 06 952 proponuje się poddawanie zwiniętego wyrobu działaniu dopływu i/lub przepływu płynu nadkrytycznego w wyniku ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka w autoklawie. Autoklaw zatem musi być wyposażony w zbiornik ciśnieniowy o pojemności większej, niż potrzebna do samego pomieszczenia wyrobu tekstylnego. Stanowi to wadę.

Zgodnie z niemieckim opisem patentowym DEOS 42 06 954 proponuje się wyposażenia autoklawów w pompę cyrkulacyjną i poddawanie zwiniętego wyrobu obiegowemu dopływowi i/lub przepływowi płynu nadkrytycznego. Dla osiągnięcia równomiernego rezultatu obróbki autoklaw dzieli się na wiele równoległych, oddzielnych obszarów zapełnianych płynem nadkrytycznym. Każdy obszar mieści część zwiniętego wyrobu. Dla osiągnięcia jednolitego wyniku obróbki, każda część oddzielnie otrzymuje część obiegu ogólnego, a przy tym wszystkie części połączone w układzie równoległym, stanowią część obiegu.

Wadę stanowi skomplikowana konstrukcja aparatu i dodatkowo konieczność zapewnienia niezbędnego, ze względu na równomierność, długiego czasu obróbki przy równoległym zasilaniu materiału płynem.

W niemieckim opisie patentowym nr DE-OS 42 06 955 przedstawiono urządzenie do obróbki w płynach nadkrytycznych, w którym autoklawy mieszczące podłoże tekstylne zaopatrzone są w przynajmniej dwie pompy. Płyn nadkrytyczny wprowadzany jest za pomocą jednej z pomp w obieg przez autoklawy, druga pompa służy do podawania stosowanego gazu obróbczego także w stanie podkrytycznym. Pierwsza pompa dostosowana jest do dużej prędkości podawania, w celu osiągnięcia równomierności wyniku obróbki podłoży tekstylnych. Napędzanie dwóch różnych pomp służących do prawie tego samego celu, przy czym obie pompy tylko w krótkich momentach pracują równocześnie, nie jest rozwiązaniem optymalnym pod względem ekonomicznym.

W niemieckim opisie patentowym nr DE-OS 42 06 956 opisano urządzenie do obróbki podłoży tekstylnych, które zaopatrzone jest w co najmniej dwa autoklawy. Autoklawy mogą być połączone wzajemnie, w celu umożliwienia odprowadzania z podłoża płynu obróbczego w jednym autoklawie i przepompowywania go do drugiego autoklawu załadowanego nową porcją podłoża przeznaczonego do obróbki. Proponuje się również stosowanie obiegu płynu nadkrytycznego przez jeden lub kilka autoklawów połączonych szeregowo. Wadę stanowi to, że dla dostosowania do wymagań realizowanego w skali przemysłowej uszlachetniania tekstyliów konieczne jest stosowanie dużej liczby autoklawów i odpowiednio skomplikowanego układu połączeń rurowych.

Przy obróbce podłoży tekstylnych płynem nadkrytycznym można osiągać rozmaite cele. W niemieckim opisie patentowym nr dE-OS 39 06 724 na przykład przedstawiono rozpuszczanie w płynie nadkrytycznym barwnika dyspersyjnego do farbowania i pobieranie przez podłoże barwnika z powstałej kąpieli, podczas gdy kąpiel i podłoże pozostają w kontakcie. Kontakt ten zachodzi w autoklawie, w którym kąpiel jest w dużym stopniu stacjonarna. Czas obróbki w przypadku farbowania próbki tkaniny wynosi 10 minut.

Celem wynalazku jest zapewnienie lepszych warunków wykorzystania przemysłowego w dużej skali, niż w przypadku sposobów znanych, wspomnianych na wstępie niniejszego opisu, zwłaszcza przedstawionych w wymienionych wcześniej niemieckich opisach ujawnię4

181 383 niowych, należących do treści niniejszego zgłoszenia. Proponuje się obróbkę podłoża tekstylnego płynem nadkrytycznym przy wartościach temperatury obróbki, które zadawane są w funkcji czasu obróbki.

Sposób farbowania podłoży tekstylnych, zwłaszcza konfekcjonowanych w postaci nawojów przędzy lub zwijek pasm materiału, za pomocą płynu nadkrytycznego o zmieniającej się temperaturze obróbki, przy czym płyn nadkrytyczny dopływa i/lub przepływa przez to konfekcjonowane podłoże w zasadzie prostopadle do osi nawoju bądź zwijki, według wynalazku charakteryzuje się tym, że płyn prowadzi się w obiegu i nasyca się w nasycałniku barwnikiem, a w okresie obróbczym stosuje się temperaturę obróbki o różnych wartościach osiąganych poprzez jej obniżanie i/lub podwyższanie, przy czym wartości czasu trwania obróbki przyjmuje się z przedziału od 10 min do 2 godzin, zaś temperaturę obróbki, przyjmującą różne wartości podczas przebiegu obróbki, dobiera się z przedziału 10°C do 250°C.

Korzystnie, różne wartości temperatury obróbki zadaje się za pomocą co najmniej jednej funkcji czasu obróbki.

Korzystnie, podczas okresu obróbczego wartości temperatury obróbki zadaje się za pomocą co najmniej dwóch funkcji czasu obróbki, a płyn nadkrytyczny w momencie uaktywnienia funkcji wtórnej jest kondycjonowany w odmienny sposób.

Jeżeli próbka tkaniny jest farbowana sposobem według niniejszego wynalazku, to kąpiel przepływa przez nią strumieniem. Przy tym kąpiel znajduje się w obiegu. Kąpiel przepływa przez próbkę tkaniny i uchodzi na zewnątrz autoklawu obróbczego. Przed ponownym wprowadzeniem kąpieli do autoklawu obróbczego, przepuszcza się ją w nasycalniku przez zasyp ze stosowanego proszkowego barwnika dyspersyjnego. Dzięki temu kąpiel przed ponownym przejściem jej przez próbkę tkaniny jest całkowicie nasycona barwnikiem dyspersyjnym.

W sposobie według wynalazku, podczas trwania obróbki, kiedy kąpiel stale cyrkuluje, temperatura obróbki, czyli temperatura kąpieli przepływającej przez próbkę tkaniny, osiąga różne wartości. Temperaturę cyrkulującej kąpieli można podwyższać albo obniżać. W tym celu w wymienniku ciepła do kąpieli doprowadza się ciepło lub odbiera się je od niej. Jeżeli podczas obróbki podłoża tekstylnego następuje na przykład wyczerpywanie barwnika dyspersyjnego, to do kąpieli doprowadza się ciepło i temperatura obróbki przyjmuje wyższe wartości. Przy farbowaniu według wynalazku celowe jest doprowadzanie ciepła do kąpieli przed jej wzbogaceniem barwnikiem dyspersyjnym. W tym celu kąpiel opuszczającą autoklaw doprowadza się najpierw do wymiennika ciepła, a potem do nasycalnika.

Przy stosowaniu płynu nadkrytycznego, którym w niniejszym przykładzie jest dwutlenek węgla CO2, przy wzroście temperatury do roztworu może przechodzić więcej barwnika dyspersyjnego. Dzięki obiegowi kąpieli według wynalazku, w którym kąpiel najpierw jest podgrzewana a następnie nasycana barwnikiem dyspersyjnym, następuje nasączanie próbki tkaniny kąpielą o stale wzrastającym stężeniu barwnika. Wzrastająca różnica stężeń między przejmującymi barwnik podłożami tekstylnymi a oddające barwnik kąpielą poprawia kinetykę procesu dyfuzji farb. Czas trwania obróbki jest krótszy w porównaniu z farbowaniem izotermicznym.

Nieoczekiwanie w wyniku sterowania przebiegiem temperatury według wynalazku uzyskano dodatkowe skrócenie czasu obróbki przy farbowaniu. Odciąganie farby jest procesem endotermicznym zachodzącym na powierzchni włókna. Nasączająca próbkę tkaniny kąpiel, której temperatura podczas trwania obróbki osiąga coraz wyższe wartości, zapewnia również z nadmiarem ciepło do przyspieszenia endotermicznego wyczerpywania barwnika.

Skrócenie czasu trwania obróbki dzięki sposobowi według niniejszego wynalazku ma duże znaczenie ekonomiczne. W przemysłowym procesie uszlachetniania szczególne znaczenie przywiązuje się do możliwości ufarbowania w autoklawie możliwie dużej liczby nawojów przędzy w czasie jednej zmiany roboczej. Autoklaw jest eksploatowany wsadowo. Dla każdej partii wsadowej realizowany jest pewien cykl roboczy autoklawu, który składa się z kolejno odbywających się operacji załadowywania materiału tekstylnego, na przykład nawojów przędzy, wypełnianie płynem nadkrytycznym aż do ciśnienia obróbki, obróbka za pomocą obiegu kąpieli, spuszczanie płynu nadkrytycznego, wyjmowanie materiału tekstylnego.

181 383

Kiedy stosuje się, jak zwykle, zmechanizowane urządzenia wsadowe, to czas obróbki stanowi przeważającą część czasu cyklu. Łatwo zauważyć, że osiągany w laboratorium czas farbowania, wynoszący 10 minut dla jednej próbki tkaniny, może nie być wystarczający dla spełnienia wymagań przemysłowego uszlachetniania tekstylió w.

Jednakże przy stosowaniu sposobu według wynalazku w farbiami przędzy farbowanie z dużą równomiernością zwykłych nawojów krzyżowych o ciężarze materiału 1500 g, odbywa się w czasie obróbki wynoszącym zaledwie 60 minut.

Przy tym przez nawój przepływa w kierunku od wewnątrz na zewnątrz nadkrytyczny CO2. Grubość warstwy podłoża, przez którą następuj e przepływ, jest przy tym w przybliżeniu tysiąckrotnie większa niż w przypadku próbki tkaniny. Stosunkowo duże skrócenie czasu obróbki w stosunku do obróbki płynem stacjonarnym i przy stałej temperaturze obróbki jest oczywiste.

W przypadku zwykłych mokrych procesów farbowania, ufarbowane nawoje przędzy poddawane są wieloetapowemu suszeniu, najpierw suszeniu wstępnemu przez odwirowanie, a następnie suszeniu końcowemu w suszarce wielkiej częstotliwości. Te procesy robocze w przypadku sposobu według niniejszego wynalazku nie są niezbędne, ponieważ resztkowy CO 2 ulatnia się z nawoju przędzy bez pozostałości i bez szkodliwego oddziaływania na środowisko.

W sposobie według wynalazku do obróbki podłoży tekstylnych, zwłaszcza konfekcjonowanych w postaci nawojów przędzy lub zwijek z pasmami materiału, za pomocą płynu nadkrytycznego, w którym to sposobie płyn nadkrytyczny dopływa i/lub przepływa przez to podłoże konfekcjonowane w zasadzie prostopadle do osi nawoju bądź zwijki, i w którym temperatura obróbki w okresie obróbczym osiąga różne wartości, przewidziano, że te różne wartości temperatury obróbki zadawane są za pomocą co najmniej jednej funkcji czasu obróbki.

W przypadku uprzednio wspomnianego farbowania nawojów z przędzą okazuje się, że aby możliwe było osiągnięcie równomiernego zafarbowania w całym korpusie nawoju, przy skróceniu czasu trwania obróbki, temperatura obróbki wymaga liniowego podwyższania w miarę upływu czasu obróbki.

Współczynnik wzrostu temperatury może przybierać wartości od 0,5°C/min do 2°C/min. Czasu trwania obróbki jednakże nie można skracać dowolnie, przez stosowanie dużych współczynników wzrostu temperatury, ponieważ ograniczenie stanowi w tym przypadku przewodność termiczną podłoża. Jeżeli gradient temperatury w podłożu jest zbyt duży, to podłoże ulega odbarwieniu.

W celu przeciwdziałania temu mechanizmowi, po upływie jednej trzeciej okresu obróbki zadaje się współczynnik wzrostu temperatury zmniejszony w stosunku do jego wartości w jego pierwszej jednej trzeciej okresu obróbki. Tak więc na przykład w pierwszej jednej trzeciej okresu obróbki stosuje się prędkość wzrostu temperatury przynajmniej l°C/min, następnie obróbkę do końca prowadzi się przy prędkości wzrostu tylko 0,5°C/min.

Przy innym wariancie sposobu według wynalazku do obróbki podłoża tekstylnego, zwłaszcza konfekcjonowanego w postaci nawojów przędzy lub zwijek pasm, za pomocą płynu nadkrytycznego, w której płyn nadkrytyczny dopływa bądź przepływa w zasadzie prostopadle do osi nawoju bądź zwijki, i w której temperatura obróbki w okresie obróbczym osiąga różne wartości, proponuje się rozwiązanie, w którym podczas okresu obróbczego wartości temperatury obróbki zadawane są za pośrednictwem co najmniej dwóch funkcji czasu obróbki, a płyn nadkrytyczny w momencie uaktywnienia funkcji wtórnej jest kondycjonowany w odmienny sposób.

W przypadku realizacji sposobu według wynalazku szczególnie korzystne jest dopasowanie do warunków uszlachetniania przemysłowego. Przy tym podczas trwania warunków narzuconych pierwszą funkcją czasu obróbki, realizowana jest wstępna obróbka podłoża tekstylnego. Ta obróbka wstępna może polegać na usunięciu substancji klejących lub preparacyjnych, bądź też na usunięciu zabrudzeń i tłuszczopotów wełny. Ta obróbka wstępna może się odbywać na przykład w sposób przedstawiony w wymienionym w opisie stanu techniki niemieckim opisie patentowym nr DE-OS 40 04 111, jednak dostosowany do cyrkulacji płynu według niniejszego wynalazku. Przy tym w charakterze płynu czyszczącego można stosować CO2.

181 383

CO₂ nasycone substancjami usuniętymi z podłoża przy obróbce wstępnej jest regenerowane w oddzielaczu. W oddzielaczu CO2 przechodzi w stan podkrytyczny i postać gazową. Zawartość wydziela się i zostaje oddzielona mechanicznie od gazowego CO2. Ten regenerowany CO2 zawracany jest do obróbki wstępnej. Dzięki recyrkulacji CO2 osiąga się obróbkę wstępną praktycznie bez strat płynu płuczącego. Na końcu okresu obróbki wstępnej rozpoczyna się obróbka w warunkach zgodnych z funkcją wtórną. Funkcja wtórna na przykład przewiduje, że podłoże tekstylne jest farbowane przy liniowo wzrastającej temperaturze od 90°C do 120°C w pozostałym czasie obróbki.

Wykorzystywany dotychczas w charakterze płynu płuczącego CO2 zostaje następnie, wprawdzie w postaci regenerowanej, a więc pozbawionej zawartości, zebrany i zastosowany ponownie w warunkach funkcji wtórnej, przy innym kondycjonowaniu. To inne kondycjonowanie realizuje się według wynalazku w ten sposób, że nadkrytyczne CO2 zostaje nasycone barwnikiem, i w tym stanie wprowadzone do farbowania. Celowe jest stosowanie płynu obróbczego w obwodzie zamkniętym, w celu kondycjonowania obiegu do pierwotnie ustawionych poziomów. Przy farbowaniu barwnik przechodzi z kąpieli nadkrytycznej na farbowane podłoże tekstylne. W wyniku tego maleje zawartość barwnika w kąpieli. Dlatego kąpiel o obniżonym poziomie barwnika zostaje ponownie zasilona świeżym barwnikiem.

Według wynalazku odbywa się to w ten sposób, że płyn doprowadza się obiegowo i nasyca w sposób ciągły poprzez stały kontakt ze sproszkowanym barwnikiem. Dzięki temu utrzymuje się pierwotny poziom kondycjonowania podczas warunków wynikających z funkcji wtórnej.

Korzystne jest, jeżeli sposób według wynalazku wykorzystuje się do takich zastosowań, przy których przeznaczone do obróbki podłoże tekstylne składa się z włókien syntetycznych i/lub różnych włókien syntetycznych i/lub mieszanin włókien syntetycznych i naturalnych.

Takimi włóknami syntetycznymi są na przykład włókna poliestrowe, poliamidowe, poliimidowe, polipropylenowe, polietylenowe lub tym podobne. Spośród włókien naturalnych odpowiednie do obróbki są włókna jedwabne, bawełniane, wełniane, lniane i tym podobne.

W przypadku sposobu według wynalazku w charakterze płynu nadkrytycznego można wykorzystywać różne substancje. Nadają się do tego na przykład alkany, zwłaszcza etan, propan lub pentan, oraz amoniak, dwutlenek węgla, tlenek węgla, podtlenek azotu, które można stosować same lub w mieszaninie.

Dla udoskonalenia właściwości płynów nadkrytycznych, zwłaszcza zwiększenia ich polarności, można stosować domieszki do nich substancji polarnych. Przy tym stosować można między innymi wodę, alkohol i/lub sole, jako moderatory. Dwutlenek węgla jest korzystny w zastosowaniu w charakterze płynu nadkrytycznego, ponieważ nie jest palny, a ponadto może być odprowadzany do atmosfery bez specjalnych środków ostrożności.

Sterownik procesowy realizowany jest zwykle za pomocą techniki mikroprocesorowej. Sterownik połączony jest za pośrednictwem zespołów wzmacniających z czujnikami i elementami wykonawczymi, które mierzą parametry procesu, bądź wpływają na te parametry.

Przy zastosowaniu dostępnej techniki układowej możliwe jest zautomatyzowanie w dużym stopniu przebiegu procesu. Ponadto, dostępna technika układowa pozwala na włączenie zautomatyzowanych procesów obróbczych w ogólny proces uszlachetniania tekstyliów.

Sam autoklaw farbujący zawiera urządzenia do prowadzenia płynu przez nawoje przędzy, które umożliwiają wnikanie płynu od wewnątrz, przez perforowaną tuleję nawoju, do korpusu nawoju. Zależnie od potrzeby autoklaw farbujący zestawia się tak, że może pomieścić kolumny nawojów przędzy i/lub zwinięty na walcu nawojowym materiał powierzchniowy.

Kolumny nawojów z tulejami elastycznymi umożliwiają obróbkę z naprężeniem wstępnym. Między końcami tulei poszczególnych nawojów w kolumnie umieszczane są uszczelnienia, które zapewniają blokowanie bocznikujących przepływów płynu na zewnątrz nawojów.

Autoklaw farbujący wyposażony jest w zmechanizowane zamknięcie pokrywy. W przemyśle dostępne są autoklawy o średnicy wewnętrznej około 1 metra, z szybkim zamykaniem klamrowym, w wykonaniu wysokociśnieniowym na 29,5 do 69 MPa (300 do 700 barów). W przypadku większych wymiarów średnicy stosuje się zmechanizowane zamknięcia

181 383 z pierścieniami segmentowymi. Nadają się one również do wszystkich branych tu pod uwagę ciśnień obróbczych.

Płyny nadkrytyczne podawane są za pomocą pomp tłokowych i pomp odśrodkowych, które konstruowane są specjalnie do tego zastosowania. W przypadku sposobu według wynalazku pompę odśrodkową stosuje się, gdy obrabianych jest równocześnie wiele długich kolumn nawojowych.

Sposób według wynalazku jest objaśniony poniżej na podstawie przykładu wykonania, na rysunku, który przedstawia schemat przepływowy dla sposobu według niniejszego wynalazku.

Sposób według wynalazku służy do obróbki podłoży tekstylnych, takich jak na przykład włókna, przędza, struktury powierzchniowe, runa, dodatki i tym podobne. Są one farbowane na przykład tak, że barwnik nanoszony jest równomiernie na podłoże tekstylne i równomiernie je zabarwia. Sposób ten realizowany jest przy tym tak, że nie jest potrzebna wodna kąpiel wstępna do usuwania preparatów przędzalniczych, oleju nawijarki i innych substancji hydrofobowych, zakłócających farbowanie płynami nadkrytycznymi.

Sposób według wynalazku służy głównie do obróbki włókien syntetycznych i ich mieszanek z włóknami syntetycznymi i naturalnymi. Do realizacji sposobu stosuje się w charakterze płynu nadkrytycznego na przykład alkany, zwłaszcza etan, propan lub pentan, oraz amoniak, dwutlenek węgla, tlenek węgla, podtlenek azotu, pojedynczo lub w mieszaninie. Do płynu nadkrytycznego można wprowadzić dodatkowo w charakterze moderatora związek polarny, na przykład wodę, alkohol i/lub sole.

Na przykładzie farbowania przędzy poliestrowej poniżej objaśniono jedną z odmian wykonania sposobu według wynalazku.

Do realizacji sposobu według wynalazku można wykorzystać urządzenie do obróbki podłoży tekstylnych wyposażone w co najmniej jeden autoklaw farbujący 1 do umieszczania podłoży tekstylnych, co najmniej jeden nasycalnik 4, do nasycania płynu substancją aktywną 13, co najmniej jeden oddzielacz 5, wymiennik ciepła 3 z dodatkowym urządzeniem nagrzewająco-chłodzącym 8, kondensator 6 z dodatkowym urządzeniem chłodzącym 9 i zbieraczem 7 włączonym za kondensatorem, pompę 2. Wymienione wyposażenie jest przy tym połączone za pomocą przewodów rurowych i elementów instalacyjnych w ten sposób, że z jednej strony płyn doprowadzany jest w obiegu przez autoklaw farbujący 1, pompę 2, wymiennik ciepła 3, nasycalnik 4, a z drugiej strony w obiegu przez autoklaw farbujący 1, zawór odprężający 15, kondensator 6, zbieracz 7 i pompę 2. W urządzeniu tym przewidziano, że za pomocą sterownika procesowego podczas trwania obróbki podłoża tekstylnego wymuszane są zmienne wartości temperatury obróbki w krążącym płynie.

Farbowaną przędzę konfekcjonowaną w postaci nawojów krzyżowych układa się w autoklawie farbującym 1. Barwnik 11, którego ilość wynosi 0,5% ciężaru wprowadzanego materiału, wprowadza się do kosza zasobnikowego 14 dla barwnika w nasycalniku 4.

Do oczyszczania ekstrakcyjnego, które dokonuje się przy ciśnieniu 27,5 MPa (280 barów) i w temperaturze 120°C, CO2 ze zbieracza 7 za pomocą pompy 2 podawany jest przez wymiennik ciepła 3 do autoklawu farbującego 1 i przepływa przez nawój 16 przędzy od wewnątrz do zewnątrz. Przy tym nasycalnik 4 nie jest napełniany, lecz jest omijany za pośrednictwem zaworu 30. Znajdujące się na przędzy zanieczyszczenia, takie jak preparaty przędzalnicze i oleje z nawijarek, rozpuszczają się w CO2 i zostają przetransportowane, przez służący do regulacji ciśnienia zawór odprężający 15, do oddzielacza 5. Po obniżeniu ciśnienia zanieczyszczenia wytrącają się ze znajdującego się w stanie podkrytycznym gazowego CO 2 w oddzielaczu 5 i zbierają się w nim. Zregenerowany CO2 przepływa z powrotem do zbieracza 7.

Przy farbowaniu, następującym po etapie oczyszczania, CO2 za pomocą pompy 2 podawany jest przez wymiennik ciepła 3 i nasycalnik 4, w którym następuje rozpuszczenie barwnika 11 w CO2, do autoklawu farbującego 1.

W autoklawie farbującym 1 przędza zostaje zafarbowana, natomiast CO2 z autoklawu farbującego 1 za pomocą pompy 2 w obiegu cyrkulacyjnym tłoczony na powrót do autoklawu farbującego 1. Farbowanie odbywa się przy stałym utrzymywanym ciśnieniu wynoszącym 27,5 MPa (280 barów) i przy rosnącej temperaturze obróbki, która podczas czasu obróbki rośnie liniowo od 90°C do 120°C.

181 383

Podczas trwania obróbki CO 2 przeprowadzany jest w sposób ciągły przez nasycalnik 4. Dzięki temu CO2 przy wzrastającej temperaturze nasycany jest równomiernie barwnikiem 11, który do roztworu z Co 2 przechodzi z kosza zasobnikowego 14 barwnika. Ponieważ w koszu zasobnikowym 14 mieści się znacznie więcej barwnika 11, niż potrzeba do równomiernego zafarbowania nawojów 16 przędzy, to CO2 za nasycalnikiem 4 jest stale nasycony barwnikiem 11. Po okresie obróbki wynoszącym 1 h przędza jest równo ufarbowana i zostaje wyjęta z autoklawu 1. Nawoje przędzy są suche i gotowe do wysyłki.

Na rysunku przedstawiono działanie sterownika procesowego jedynie w jego głównej funkcji według wynalazku. Sterownik procesowy 10 powoduje pomiar, za pomocą urządzenia pomiarowego 50 rzeczywistej temperatury obróbki w autoklawie farbującym 1.

Przy odchyleniu od zadanej wartości sterownik procesowy 10 oddziałuje na urządzenie nagrzewająco-ochładzające 8 i kompensuje odchylenie. Wielkości zadane sterownik procesowy 10 ustawia odpowiednio do z góry nastawionych/zadanych i zapamiętanych w programie funkcji czasu. Dodatkowych procesów, takich jak regulacja ciśnienia itp., które mogą być również automatyzowane za pomocą sterownika procesowego 10, dla przejrzystości na rysunku nie przedstawiono.

181 383

Ln rd

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób farbowania podłoży tekstylnych, zwłaszcza konfekcjonowanych w postaci nawojów przędzy lub zwijek pasm materiału, za pomocą płynu nadkrytycznego o zmieniającej się temperaturze obróbki, przy czym płyn nadkrytyczny dopływa i/lub przepływa przez to konfekcjonowane podłoże w zasadzie prostopadle do osi nawoju bądź zwijki, znamienny tym, że płyn prowadzi się w obiegu i nasyca się w nasycalniku barwnikiem, a w okresie obróbczym stosuje się temperaturę obróbki o różnych wartościach osiąganych poprzez jej obniżanie i/lub podwyższanie, przy czym wartości czasu trwania obróbki przyjmuje się z przedziału od 10 min do 2 godzin, zaś temperaturę obróbki, przyjmującą różne wartości podczas przebiegu obróbki, dobiera się z przedziału 10°C do 250°C.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że różne wartości temperatury obróbki zadaje się za pomocą co najmniej jednej funkcji czasu obróbki.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że podczas okresu obróbczego wartości temperatury obróbki zadaje się za pomocą co najmniej dwóch funkcji czasu obróbki, a płyn nadkrytyczny w momencie uaktywnienia funkcji wtórnej jest kondycjonowany w odmienny sposób.