CS251608B1 - Method of spinning,finishing stretch and fixation of the bundle of fibres - Google Patents

Abstract

Dosažení vysoké rovnoměrnosti nanesených povrchově aktivních látek v průběhu zvláknování, dloužení, případně po fixaci za napětí tím, že při všech technologických operacích, kde svazek přichází do styku s vodným roztokem těchto látek o koncentraci θ’,2 až 15 % hm., se lázně doplňují vodným roztokem povrchově aktivních látek o stejné koncentraci a o stejném poměru jednotlivých účinných složek. Doplňováni vodných roztoků povrchově aktivních látek se nastaví tok, aby se jejich vzájemná koncentrace nelišila o více než 30 %. Postup zamezuje úniku těchto látek do odpadních vod a snižuje spotřebu povrchově aktivních látek v průběhu výroby.Achieving high uniformity applied surfactants during spinning, drawing, eventually after fixation tension by taking all technological operations where the bundle comes into contact with an aqueous solution of these substances at a concentration θ ', 2 to 15% by weight, the bath is supplemented with aqueous surfactant solution the same concentration and the same ratio of each active ingredients. Water refilling surfactant solutions sets the flow to their mutual concentration did not differ by more than 30%. The procedure prevents leakage of these substances into waste water and reduces the consumption of surfactants during production.

Description

Vynález se týká způsobu nanášení roztoku povrchově aktivních látek na svazek vláken při jejich zvlákňování, dloužení e fixaci.The present invention relates to a method of applying a surfactant solution to a fiber bundle during spinning, stretching, and fixation.

Při zvlákňování, dloužení a fixaci vláken na výrobních linkách je nutno nanést na povrch vláken povrchově aktivní látky, které zabraňují tvorbě elektrostatického náboje, zlepšují soudržnost svazku vláken, umožňují udržet svazek vláken dostatečně vlhký a vhodně upravují frikční vlastnosti.In spinning, drawing and fixation of fibers on production lines, surfactants must be applied to the fiber surface to prevent electrostatic charge build-up, improve fiber bundle cohesion, keep the fiber bundle sufficiently moist, and appropriately adjust friction properties.

Při výrobě prochází svazek vláken před dloužením homogenisační lázní, která zrovnoměrňuje vlhkost jednotlivých částí svazku vláken. U běžně užívaných postupů se provádí dloužení vláken ve vodných lázních v jednom i několika stupních. Při těchto opěracích se roztok povrchově aktivních látek nanesených u zvlákňování, částěčně vypírá a dostává se do odpadních vod. Často je vypíraná složka součástí finální povrchově aktivní vrstvy, která se na vlákna nanáěí po dloužení.In production, the fiber bundle undergoes a homogenization bath prior to drawing, which equilibrates the moisture of the individual fiber bundle parts. In the conventional methods, the fibers are drawn in a water bath in one or more stages. In these supports, the surfactant solution applied in the spinning process is partially washed out and enters the waste water. Often, the scrubbed component is part of the final surfactant layer that is applied to the fibers after stretching.

Jsou popsány i technologie, kde se látky pro finální úpravu nanáší již při zvlákňování, avšak v průběhu dalšího zprecování přichází vlákno do styku s vodou nebo s vodnými roztoky povrchově aktivních látek o jiném složení. Použití avivážního roztoku při dloužení je též součástí technologie dloužení některých vláknařských firem ε je popsána na příklad v US patentu č. 3894135.Technologies are described where the finishing agents are already applied during spinning, but during further treatment the fiber comes into contact with water or aqueous solutions of surfactants of different composition. The use of the fabric softener solution in drawing is also part of the drawing technology of some fiber companies ε is described, for example, in US Patent No. 3894135.

Předmětem těchto technologií je především způsob dloužení, kdy nehomogenní krčkové dloužení probíhá na povrchu šestého válce prvého septeta, takže se svazek vláken částečně na něm a především na sedmém válci, klouže osi čtyřikrát vyšší rychlostí než je obvodová rychlost tohoto válce.The subject of these technologies is primarily a drawing process, wherein the inhomogeneous neck drawing takes place on the surface of the sixth cylinder of the first septet, so that the fiber bundle partially on it and especially on the seventh cylinder slides four times faster than the peripheral speed of the cylinder.

Tento žehličkový efekt má údajně příznivý vliv na rovnoměrné dloužení. Aby se omezilo tření na minimum, je šestý a sedmý válec speciálně povrchově upraven a pod pátým válcem je umístěna nádoba s roztokem aviváže, která homogenizuje teplotu celého svazku a současně snižuje tření vlákno/kov.This ironing effect is said to have a beneficial effect on uniform stretching. In order to minimize friction, the sixth and seventh rolls are specially treated and a fabric softener container is placed underneath the fifth roller to homogenize the entire bundle temperature while reducing the fiber / metal friction.

Současné postupy se všek nezabývají vlivem složení a koncentrace jednotlivých lázní na rovnoměrnost nanášeného avivážního prostředku. I když je tloušíke svazku vláken řádově 0,1 až 0,3 mm, je tato tvořena podle sortimentu 5 až 40 vrstvami a navíc je ve většině lázní vystaven svazek vláken napětí.However, the current procedures do not deal with the effect of the composition and concentration of the individual baths on the uniformity of the applied fabric softener. Although the thickness of the fiber bundle is of the order of 0.1 to 0.3 mm, it is made up of 5 to 40 layers according to the assortment and, moreover, the fiber bundle is subjected to stress in most baths.

Proto dochází jen k pomalé výměně lázně uzavřené v mezifibrilárním prostoru s okolní lázní. Z toho důvodu nedochází při průměrném setrvání svazku v lázni běžně kolem 1 až 3 s k dokonalému míšení. Při průchodu svazku lázní o jiné koncentraci a jiném složení se tak vytváří nerovnoměrnost koncentrace i složení v různých vrstvách svazku a v případech, kdy vstupní vlhkost svazku je vyšší než výstupní vlhkost, dochází odmečkem ke vzniku nadbytku lázně a navíc se mění postupně její složení v závislosti na složení lázně obsažené ve svazku na vstupu.Therefore, there is only a slow exchange of the bath enclosed in the inter-fibrillar space with the surrounding bath. For this reason, an average mixing time in the bath of about 1 to 3 seconds does not normally lead to perfect mixing. When passing through a bath bundle of different concentration and composition, this creates an uneven concentration and composition in different layers of the bundle and in cases where the inlet moisture of the bundle is higher than the outlet humidity, there is an excess of the bath and moreover its composition changes gradually the composition of the bath contained in the inlet bundle.

Výše uvedené nedostatky stávajících postupů jsou odstraněny tak, že svazek vláken, který v průběhu zvlákňování, dloužení a fixace přichází do styku alespoň dvakrát s vícesložkovým vodným roztokem povrchově aktivních látek, o koncentraci od 0,2 až 15 % hm, prochází lázněmi, které jsou doplňovány všechny roztokem o stejné koncentraci a stejném poměru složek povrchově aktivních látek.The aforementioned drawbacks of the present processes are overcome by passing the fiber bundle, which during contacting, drawing and fixing at least twice with a multi-component aqueous solution of surfactants, at a concentration of 0.2 to 15% by weight, passes through baths which are replenished with the same concentration and the same proportion of surfactant components.

Při tom se průtok v jednotlivých lázních nastaví t8k,aby se koncentrace ve dvou po sobě jdoucích lázních nelišila o více než 30 % od průměrné hodnoty koncentrace povrchově aktivních látek v předešlé lázni a koncentrace se nastavují množstvím roztoku povrchově aktivních látek přiváděných do jednotlivých lázní.In this case, the flow rate in each bath is adjusted t8k so that the concentration in two consecutive baths does not differ by more than 30% from the average value of the surfactant concentration in the previous bath and the concentrations are adjusted by the amount of surfactant solution fed to each bath.

Hlavní výhody způsobu podle vynálezu spočívají v tom, že při průchodu svazku vláken dvěma nebo více roztoky povrchově aktivních látek při následujících technologických operacích se nemění rovnoměrnost obsahu těchto látek na jednotlivých vláknech.The main advantages of the process according to the invention are that, when the fiber bundle passes through two or more surfactant solutions in subsequent technological operations, the uniformity of the content of these substances on the individual fibers does not change.

Tyto látky ae z povrchových vrstev nevypírají a ani se nevytváří vyěěí koncentrace některých složek na povrchu. Vzhledem k tomu, že množství roztoku povrchově aktivních látek na vlákně po zvlákňování je většinou vyšší než po odmačku na galetách dloužících linek, vzniká v některých lázních u dloužení přebytek roztoku, který má stejné složení jako zvlákňovací roztok a může být vrácen ke zvlákňování.These substances ae do not scavenge from the surface layers, nor do they form a higher concentration of certain components on the surface. Since the amount of surfactant solution on the fiber after spinning is mostly higher than after the rinse on the galets of the draw lines, an excess solution is formed in some drawing baths having the same composition as the spinning solution and can be returned to spinning.

Tím se šetří náklady na povrchovou úpravu vláken a zmenšuje se znečišťování odpadních vod. Delší výhodou postupu dle vynálezu je, že rovnoměrně nanesený roztok povrchově aktivních látek u zvlákňování, kde jsou jednotlivá vlákna nejlépe ojednocená, . se zachová až do fixace a sušení.This saves fiber surface treatment costs and reduces wastewater pollution. A further advantage of the process according to the invention is that a uniformly applied surfactant solution in the spinning process where the individual fibers are best united,. is maintained until fixation and drying.

Základní vrstva zafixovaných povrchově aktivních látek může být tvořeno látkami vhodnými pro dobrý průběh zvlákňování a zlepšující dloužení. Na tuto vrstvu se po zasušení nanese další vrstva, která splňuje požadavky na dobrou textilní zpracovatelnost, konkrétní způsob provedení způsobu dle vynálezu je patrný z následujících příkladů.The base layer of the fixed surfactants may be comprised of materials suitable for good spinning and enhancing elongation. On this layer, after drying, another layer which meets the requirements for good textile processability is applied.

Příklad 1Example 1

Dloužení svazku polyesterových vláken o součtové jemnosti 80 xtex a jedničné jemnosti 11 dtex probíhalo no dloužící lince, která sestávalo z těchto částí: konvovnice, máčení a homogenizační vana, brzdící válce, první galetové septeto s odmačkávacím válcem, horkovodní ohřevný kanál, odmačkávoci duo, naháněné ohřevné válce, volně otočné fixační válce, druhé galetové septeto se sprchováním aviváže a odmačkem, sdružovscí zařízení pásů, vyrovnávací válce, pgchovačka, fixační sušárna, řezačka a lis,The drawing of a polyester fiber bundle with an aggregate fineness of 80 xtex and a one fineness of 11 dtex was carried out on a draw line consisting of the following: kettle, dipping and homogenizing tub, braking rollers, first galette septet heating rollers, freely rotating fixation rollers, second galet septet with fabric softener shower and rinse, belt assembly, leveling rollers, rammer, fuser, cutter and press,

U zvlákňování i u dloužení, v máčecí a homogenizační vaně a v horkovodním kanálu byl použit stejný roztok povrchově aktivních látek, kde hlavní složku tvořily etoxylované mastné kyseliny o koncentraci 0,6 % hm. Tento roztok byl použit i na sprchách druhého geletového septeta.The same surfactant solution was used for spinning and drawing, dipping, homogenizing bath and hot water channel, with the main component being ethoxylated fatty acids with a concentration of 0.6 wt.%. This solution was also used on second gelet septet showers.

Obsah vodného roztoku na nedlouženém vláknu po zvlákňování byl 20 %, za odmačkem prvého galetového septeta 12 %t Za odmačkávacím duem také 12 %, za druhým galetovým septetem 13 % a za pěchovačkou 7 %. Množství povrchově aktivních látek bylo: na nedlouženém vláknu 0,12 % hm., za odmačkem prvého septeto 0,072 % hm., za fixací na válcích 0,068 % hm., za pěchovačkou 0,120 % hm., o za sušárnou 0,110 % hm.The content of the aqueous solution on the undrawn fiber after spinning was 20%, after the rinse of the first galet septet 12% t After the rinse duo also 12%, after the second galet septet 13% and after the rammer 7%. The amount of surfactants was: 0.12% by weight on the undrawn fiber, 0.072% by weight after the first septet, 0.068% by weight on the rollers, 0.120% by weight after the ram, 0.110% by weight after the dryer.

Máčecí vana, horkovodní kanál a sprchy byly napojeny na společný zásobník roztoku povrchově aktivních látek. Z centrálního zásobníku tohoto roztoku byly doplňovány jen ztráty dané rozstřikem. Při porovnání popsaného postupu podle vynálezu se stávajícím postupem, kdy v máčecí vaně a horkovodním kanálu byla voda, doělo ke snížení spotřeby povrchově aktivních látek na 50 % a odpovídajícímu snížení ztrát těEhto látek do odpadních vod. Vedle těchto látek odpadních vod. Vedle těchto úspor bylo možné v důsledku větší rovnoměrnosti obsahu povrchově aktivních látek snížit průměrný obsah těchto látek na vlákně ze 0,170 na uvedených 0,110 % hm. při zachování dobrých zpracovatelských vlastností.The soaking tub, hot water channel and showers were connected to a common reservoir of surfactant solution. Only spray losses were replenished from the central reservoir of this solution. When comparing the present process with the present process where there was water in the soaking tub and hot water channel, there was a 50% reduction in surfactant consumption and a corresponding reduction in wastewater losses. Besides these substances waste water. In addition to these savings, due to the greater uniformity of the surfactant content, it was possible to reduce the average fiber content of the fibers from 0.170 to the stated 0.110 wt%. while maintaining good processing properties.

Příklad 2Example 2

Dloužení svazku polyesterových vláken o součtové jemnosti 61 ktex a jedničné jemnosti 4,4 dtex probíhalo na dloužící lince, která ns rozdíl od příkladu 1 byla vybavena druhým horkovodním kanálem, ve kterém probíhsl druhý stupeň dloužení a všechny kapalné lázně byly naplněny roztokem povrchově aktivních látek nanášených u zvlákňování.The drawing of a polyester fiber bundle with a total fineness of 61 ktex and a single fineness of 4.4 dtex took place on a drawing line which, unlike Example 1, was equipped with a second hot water channel in which a second drawing stage took place. in spinning.

Na ohřevných válcích probíhala fixace za napětí při deformačním poměru 1:1. Navíc byla tato linka vybavena ukladačem pro kabel. Vzhledem k rozdílným teplotám jednotlivých lázní měla každá lázeň vlastní vyhřívaný zásobník, který byl pomocí plovákového zařízení doplňován pro krytí ztrát daných rozstřikem.The heating rollers were subjected to tension fixation at a strain ratio of 1: 1. In addition, this line was equipped with a cable holder. Due to the different temperatures of the individual baths, each bath had its own heated reservoir, which was supplemented by a float device to cover the spray losses.

U máčecí vany vznikal přebytek roztoku, který se odváděl přepadem do zásobníku roztoku ke zvlákňování. Po průchodu oběma horkovodními kanály o po fixaci zo napětí bylo dosaženo obsahu povrchově aktivních látek na vlákně 0,080 % hm. /zhledem k odparu v druhém horkovodním kanálu se koncentrace tohoto roztoku zvětšila z 0,6 na 0,70 % hm.There was an excess of solution in the soaking tub which was discharged via an overflow into the spinning solution tank. After passing through both hot water channels and after tension fixation, a surfactant content of 0.080 wt% was achieved on the fiber. Due to the evaporation in the second hot water channel, the concentration of this solution increased from 0.6 to 0.70% by weight.

Po zasušení na ohřevných válcích se nanášel finální roztok tvořený z jedné čtvrtiny stejnou komponentou jako u zvlákňování (etoxylované mastné kyseliny) o ze tří čtvrtin povrchově aktivní složkou tvořenou alkylovaným dimetylbetainem.After drying on the heating rollers, a final solution consisting of one quarter of the same component was applied as for spinning (ethoxylated fatty acids) of three quarters of the surfactant component of alkylated dimethyl betaine.

Koncentrace účinných látek ne vlákně po fixaci v sušárně byl 0,12 % hm. Kabel byl zpracován na trhacím konvertoru bez výskytu skupinových přetrhů a nábalů. Při porovnání s dříve užívaným postupem, kdy v máčecí vaně a horkovodních kanálech byla voda, se zlepšila rovnoměrnost nanesení povrchově oktivních látek tak, že v podélných a příčných úsecích kabelu nebyl nalezen obsah menší než 0,10 % hm., který byl před zavedením zjišlován a způsoboval potíže při trhání a posukování. Spotřeba povrchově aktivních látek se zmenšila u zvlákňování o 25 % a u dloužení o 20 % oproti stavu před zavedením vynálezu. Bylo odstraněno znečišťování odpadních vod.The concentration of the active ingredients on the fiber after fixing in the oven was 0.12 wt.%. The cable was processed on the shear converter without the occurrence of group breaks and packs. Compared to the previously used process where water was present in the soaking tub and hot water channels, the uniformity of application of surfactant was improved so that less than 0.10% by weight was found in the longitudinal and transverse sections of the cable, and causing trouble in tearing and tearing. The consumption of surfactants decreased in spinning by 25% and in elongation by 20% compared to the state before the introduction of the invention. Waste water pollution has been eliminated.

Příklad 3Example 3

Na dloužící lince jako v příkladu 2 s výjimkou toho, že linka nebyla vybaveno fixací zs napětí, se dloužilo modifikované polyesterové vlákno o součtové jemnosti 60 ktex a jedničné jemnosti 3,6 dtex. U zvlákňování se nanášel vodný roztok povrchově aktivních lá tek o koncentraci 1,3 % hm.On the draw line as in Example 2, except that the line was not provided with a z-tension fixation, a modified polyester fiber having an aggregate fineness of 60 ktex and a uni fineness of 3.6 dtex was stretched. For spinning, an aqueous solution of 1.3 wt% surfactant was applied.

Na nedlouženém vláknu bylo nalezeno 20 % tohoto roztoku. Zo homogenizeční a máčecí vanou, ve které byl též roztok o koncentraci 1,3 % hm. povrchově aktivních látek, obsahoval kabel 13 % tohoto roztoku. Po průchodu první horkovodní lázní s teplotou 72 °C, ve které se vlivem odparu ustavila rovnovážná koncentrace 1,4%, obsahoval kabel po odmáčknutí ,2 % roztoku.20% of this solution was found on the undrawn fiber. From a homogenizing and dipping bath in which a 1.3 wt. surfactant, the cable contained 13% of this solution. After passing through the first 72 ° C hot water bath, where an equilibrium concentration of 1.4% was established by evaporation, the cable contained a 2% solution after squeezing.

druhé horkovodní lázni, do které se vracel též odmačk z pěchovacího zařízení, se ustavila vlivem odparu při teplotách 94 °C koncentrace povrchově aktivních látek na hodnotě 1,65 % hm. Za pěchovocím zařízením bylo na vlákně 9 % roztoku a po fixaci stříže při teplotách ,20 °C byl obsah povrchově aktivních látek na vlákně 0,145 % hm.the second hot-water bath, to which the ram from the ramming machine was also returned, had a surfactant concentration of 1.65% by weight as a result of evaporation at 94 ° C. Behind the ramming device there was a 9% solution on the fiber and after fixing the staple fibers at 20 ° C, the surfactant content on the fiber was 0.145 wt%.

Oproti dosud užívanému postupu, kdy v máčecí vaně, v prvém a druhém horkovodním kanálu byla voda 8 finální roztok se nanášel před pěchováním přiváděním 7 % roztoku povrchově aktivníéh látek, do tzv. avivážní vany o odmačky z pěchovacího zařízení se odváděly do odpadu se snížila spotřeba na 30 %.Compared to the method used so far, in the soaking tub, in the first and second hot water channel, the final solution was applied before upsetting by feeding a 7% surfactant solution. to 30%.

Tím bylo dosaženo i odpovídajícího zmenšení znečištění odpadních vod. Zlepšení rovnoměrnosti umožnilo při zachování kvality a zpracovatelnosti snížit obsah povrchově oktivních látek z původních 0,200 na 0,145 % hm.This has resulted in a corresponding reduction in waste water pollution. Improvement of uniformity, while maintaining the quality and processability, reduced the content of surfactants from the original 0.200 to 0.145 wt%.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob 2vlákňování, dloužení e fixace svezku vláken, při kterém svazek přichází do styku alespoň dvakrát s vícesložkovým vodným roztokem povrchově aktivních látek a mezi dvěma následujícími lázněmi se odpeři méně než 90 % vody obsažené ve svazku vláken, vyznačený tím, že všechny lázně, se kterými vlákno přichází do styku, msjí koncentraci povrchově aktivních látek 0,2 až % ha., s výhodou 0,5 až 5 % hm., přičemž jednotlivé lázně jsou doplňovány roztokem o stejné koncentraci povrchově aktivních látek a o stejhém poměru jednotlivých účinných složek a koncentrace povrchově aktivních látek ve dvou po sobě jdoucích lázních se liší nejvýše o 30 % od průměrné hodnoty jejich koncentrace v předešlé lázni a nastavuje se množství roztoku přiváděného do jednotlivých lázní.Method 2 of fibrillation, stretching and fixation of a fiber bundle, in which the bundle comes into contact at least twice with a multi-component aqueous surfactant solution and between two successive baths, less than 90% of the water contained in the fiber bundle is vaporized, the fiber comes into contact, having a surfactant concentration of 0.2 to 5 wt.%, preferably 0.5 to 5 wt. The amount of active substance in two consecutive baths differs by no more than 30% from the average value of their concentration in the previous bath and the amount of solution fed to the individual baths is adjusted.