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Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren und Trocknen von Textilmaterialien
bjässrige Flotten, die Farbstoffe und/oder Textilausrüstung.smittel enthalten, lassen
sich bekanntlich in Form von Lösungen, emulsionen, Dispersionen oder Suspensionen
nach verschiedenen kontinuierlichen Verfahren, beispielsweise durch Klotzen oder
3espriiiien, auf die Textilmaterialien aufbringen. Nach dem Imprägnieren wird das
Textilgut getrocknet und einem für die Faser, den Farbstoff und/oder das Textilausrüstungsmittel
spezifischen Entwicklungs- oder Fixiervorgang unterzogen.
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Außer durch die oben erwähnten Verfahren können Textilmaterialien
durch Aufbringen einer verschäumten Flotte imprägniert werden. Ein solches Verfahren
wird beispielsweise in der DT-OS 2 214 377 beschrieben. Dort wird die Flotte mit
Hilfe eines gasförmigen Treibmittels verschäumt und auf das Färbegut aufgetragen.
Der Schaum wird dabei über eine "Spraydosentechnik" gewonnen. Nach der Zerstörung
des Schaumes wird die Ware einer üblichen Fixierung und Trocknung unterworfen.
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Zum Trocknen und Fixieren des Textilmaterials wurden bisher vor allem
Dämpfer, Heißluftspannrahmen, Hotflue-Anlagen, Zylinder- oder Siebtrommeltrockner
verwendet. Dabei wird die Wärme üblicherweise in einer gesonderten Heizquelle erzeugt
und durch Sekundärsysteme auf das Textilgut übertragen.
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Es ist bekannt, daß dabei mit hohen Energieverlusten zu rechnen ist.
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Ein Verfahren, das den Nachteil der Wärmezuführung aus Sekundärheizquellen
vermeidet, wird in der DT-OS 2 214 714 beschrieben. Dort wird das Textilmaterial
mit einer Flotte imprägniert, die eine große Menge, vorzugsweise 30 - 9o Vol.-%,
einer brennbaren organischen Flüssigkeit enthält. Durch Abbrennen dieser Flüssigkeit
wird das Textilmaterial getrocknet.
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Es wurde nun gefunden, daß sich Textilmaterialien in vorteilhafter
Weise kontinuierlich mit Farbstoffe und/oder Ausrüstungsmittel und oberflächenaktiven
Mittel enthaltenden Flot-ten imprägnieren und anschließend trocknen lassen, wenn
man eine Flotte aufbringt, die mit Hilfe eines gasförmigen, brennbaren Treibmittels
verschäumt wird, und das Treibmittel abbrennt.
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Die Flotte wird zu diesem Zweck über einen Frittenboden durch Einblasen
des brennbaren Treibmittels verschäumt und das zu behandelnde Material wird an der
Austrittstelle des Schaumes vorübergeführt. Das Treibgas wird anschließend in einem
Trocknungsschacht gezündet.
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Das Verfahren läßt sich praktisch für alle Faserarten natürlichen
oder synthetischen Ursprungs sowie für alle Fasermischungen anwenden. Beispielsweise
können Materialien aus Baumwolle, Wolle, aus Polyamiden oder Polyestern, die sauer
modifiziert sein können, aus Polyacrylnitrilen, Polyolefinen oder Polyurethanen
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.
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Als brennbare Gase werden beispielsweise Methan, Äthan, Propan, Butan,
Äthylen, Acetylen, Leuchtgas, Erdgas oder Wasserstoff oder deren Gemische verwendet.
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Die Textilien können in allen Verarbeitungsstadien vorliegen, die
eine kontinuierliche Arbeitsweise gestatten, wie Kabel, Kammzug, Filamenten und
Garnen (auch in Scharen), Gewebe, Gewirke oder Gestricke, aber auch Nonwovens.
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Die zu verwendenden Flotten können neben den für die Färbung oder
Ausrüstung notwendigen Verbindungen Hilfsmittel enthalten, wie Dispergiermittel,
Emulgatoren, Lösungsmittel, Netzmittel, Verdickungsmittel, Faserquellmittel oder
Färbebeschleuniger.
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Als oberflächenaktive Mittel müssen die Flotten solche Mittel enthalten,
die einen relativ stabilen Schaum liefern. Dies können anionaktive und/oder nichtionogene
Tenside sein.
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Die oberflächenaktiven Mittel werden beispielsweise in einer Menge
von 5 - 200, bevorzugt 15 - 100, g/Liter eingesetzt0 Als oberflächenaktive Substanzen
sind insbesondere zu nennen Polyalkylenoxidverbindungen, wie Alkylpolyglykoläther,
Nonylphenolpolyglykoläther mit 4 bis 30 Äthylenoxideinheiten, Fettsäurepolyglykolester,
Fettsäurealkylamid-polyglykoläther, quaternäre Ammoniumverbindungen von geradkettigen
oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylcarbonsäuren, Alkylsulfonate,
Alkylarylsulfonate, Fettalkohol-sulfonate und anionaktive Fettsäurekondensationsprodukte,
ferner Verdickungsmittel, wie sie in der Druckerei üblich sind, die geeignet sind,
einen trockenen Schaum zu erzeugen. Außerdem hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
den zu verschäumenden Flotten ein Netzmittel zuzugeben, damit der feuchte Schaum
nicht an der Oberfläche des Gewebes stehen bleibt, sondern der Flüssigkeitsanteil
ins Gewebeinnere dringt, und der Schaum an der Gewebeoberfläche rasch austrocknet,
bevor das in ihm enthaltene Gas abgebrannt wird. Hier haben sich die unter der Bezeichnung
"Rapid-Netzer" (Lindner "Tenside, Textilhilfsmittel, Waschrohstoffe, Bd. III, So
280cm, 1971) im Handel befindlichen Produkte als geeignet erwiesen, aber auch niederkettige
Alkohole.
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Es sollten jedoch keine größeren Mengen Alkohole verwendet werden,
da diese das Schaumvermögen reduzieren können und das
Verfahren
unnötig verteuern. Die obere Grenze liegt allgemein ei ca. 15 - 20 Gew.-%.
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ler Schaumzerfall wird in einfacher Weise durch Abbrennen des Schaumes
erreicht. Es ist darum nicht erforderlich, den Zerfall durch die Zusammensetzung
des Schaumes oder durch Zufuhr von schaumzerstörenden Mitteln herbeizuführen.
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Für das neue Verfahren eignen sich alle für den betreffenden Fasertyp
geeigneten Farbstoffe oder Ausrüstungsmittel, z. B.
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Direkt-, Säure-, Metallkomplex-, Beizen-, Reaktiv-, Küpen-, Schwefel-,
Dispersions- und basische Farbstoffe und ebenso die auf der Faser zu bildenden Naphthol-
und Phthalocyaninfarbstoffe. Beispiele für diese Farbstoffe sind beschrieben in
Colour Index, Third Edition, 1971, Vol. 4, unter den C.I.
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Nummern: 14 690, 17065, 17067, 18835, 62 060, 62105, 11 085, 42 030,
51 000, 53 160, 53 235, 11 435, 11 855, 12 790, 24 555 und 18 155.
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Des weiteren können auch Ausrüstungsmittel, wie optische Aufheller,
Kunstharze, Appreturmittel, Antistatika und schmutzabweisende Mittel aufgebracht
werden.
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Die technische Durchführung des Verfahrens wird anhand der Abbildungen
1 und 2 erläutert.
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Die Färbeflotte befindet sich in einem Vorratsgefäß 1. Von dort wird
sie mittels einer Zahnradpumpe 2 in das Verschäumungsaggregat 3 übergeführt. Das
Verschäumungsaggregat selbst besteht aus einem Behälter mit Kapillarsystem, über
welches das zum Verschäumen benutzte Gas 4 in die Färbe flotte gedrückt wird. Der
dabei entstehende Schaum wird über eine Schlauchleitung 5 einer Breitschlitzdüse
6 zugeführt, aus welcher der
Schaum austritt und auf die kontinulierlich
laufende Bahn 7 auftrifft. Der Schaum wird mit einer Zündvorrichtung 8 gezündet.
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Er brennt im Kamin 9 gleichmäßig auf der ganzen Bahnbreite ab.
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Um möglichst viel der entstehenden Wärme der Bahntrocknung nutzbar
zu machen, wird die Stoffbahn nach oben geführt und mit einer Wärmeisolierung, z.B.
Aluminiumfolie, umgeben. Die Bahn verläßt in weitgehend trockenem Zustand der Wärmeisolationsraum
und kann aufgewickelt werden.
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Das Verschäumungsaggregat 3 kann z. B. aus einem Rohr bestehen, in
dem sich eine Glasfritte 9 befindet. Die Färbeflotte wird über die Fritte gepumpt.
Dann wird durch die Fritte das brennbare Gas 4 in die Flotte gedrückt. Je nach den
Verschäumungsbedingungen lassen sich Schäume mit einem Gasanteil von 60 -98 Vol.-%
erzeugen.
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Die Breitschlitzdüse 6 hat etwa die gleiche Breite wie die einzufärbende
Bahn. Die Schlitzhöhe beträgt beispielsweise 0,3 mm. Die Behandlung kann einseitig
oder gleichzeitig auf beiden Seiten des Materials erfolgen.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens. Gegenüber bekannten Verfahren zeichnet sich das neue Verfahren durch
größere Wirtschaftlichkeit und eine einfachere technische Durchführung aus. Außerdem
zeichnen sich die Färbungen durch große Gleichmäßigkeit aus.
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Die eingesetzten Gase stellen äußerst wohlfeile Energieträger dar,
die eine höhere Verbrennungswärme besitzen als die in der DT-OS 2 214 714 bevorzugt
angewendeten Alkohole. Ein weiterer Vorteil der Anwendung von Gasen gegenüber Methanol
ist, daß
ein einmaliger Zündvorgang ausreicht, da die Warengescliwindigkeit
bis zur Zündgeschwindigkeit des betreffenuen Gases beschleunigt werden kann. Darüber
hinaus kann der Feuchtigkeitsgehalt des Textilgutes durch Regulieren der Gasmenge
auf åede gewünschte Höhe eingestellt werden.
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Beispiel 1 50 g Disperse Yellow C. I. No. 12790 werden in 950 g einer
wässrigen Flotte dispergiert, die im Liter 50 g einer Mischung eines Paraffinsulfonates
mit einem Oleylpolyglykoläther, 50 g eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Oleylalkohol
und 40 Mol Äthylenoxid und 100 g Äthanol enthält.
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Diese Flotte wird mit Butangas so verschäumt, daß ein Gasanteil von
88,7 Vol.- resultiert, der entstandene Schaum wird durch eine Schlitzdüse auf ein
Gewirke, bestehend aus texturiertem Polyäthylenglykolterephthalat-Filament, aufgetragen.
Das Gewirke wird anschließend kontinuierlich nach oben in einen Kamin gezogen und
der auf dem Mater:ial befindliche Schaum entzündet, welcher bei einer Bahngeschwindigkeit
von 15 m/Min. kontinuierlich abbrennt. Die Ware verläßt in getrocknetem Zustand
den Kamin, sodann wird in einer Thermosolanlage während 9o Sekunden bei 180 C thermosoliert.
Es resultiert nach einer alkalisch reduktiven Nachbehandlung eine brillante gelbe
Färbung.
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In gleicher Weise werden a) 30 g eines Farbstoffes der Formel
in 970 g einer wässrigen Flotte dispergiert, die im Liter 75 g eines Kondensationsproduktes
aus 1 Mol Oleylalkohol und 40 Mol Äthylenoxid und 90 g Äthanol enthalt.
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Man erhält nach der Fertigstellung eine rote Färbung; b) 40 g eines
Farbstoffes der Formel
in 960 g einer wässrigen Flotte dispergiert, die im Liter 50 g eines Kondensates
aus äquimolaren Mengen Phenol, Formaldehyd und Cetylamin mit 30 Mol Äthylenoxid
und ,5 g Propanol enthält.
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Nach der Fertigstellung erhält man eine dunkelblaue Färbung.
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Zu gleich guten Ergebnissen gelangt man, wenn anstelle des oben genannten
Gewirkes aus texturiertem Polyäthylenglykolterephthalat-Filament ein Gewebe aus
Polyäthy7englykolterephthalat-Spinnfaser mit einem m2-Gewicht von 150 g, eine Bandgeschwindigkeit
von 19 m/Min und einem Schaum mit einem Propangasanteil von 92 Vol.-% gefahren wird.
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Beispiel 2 30 g Acid Blue C. I. o. 62045 werden in einer wässrigen
Flotte gelöst, die im Liter 50 g eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol
mit 10 Mol Äthylenoxid, 50 ml Essigsäure 60 %ig und 200 ml Methanol enthält.
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Die Flotte wird mit Erdgas so verschäumt, daß ein Gasvolumenanteil
von 91,6 % erhalten wird. Der entstandene Schaum wird durch eine Schlauchleitung
von 3 cm Durchmesser und 75 cm Länge zu einer Schlitzdüse gedrückt und der Schaum
kontinuierlich auf ein Taft-Gewebe, bestehend aus Poly- £ -caprolactam aufgebracht.
Das Gewebe wird kontinuierlich an der Schlitzdüse vorbeigeführt und nach oben in
einen Kamin geleitet.
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Der Schaum wird durch Abbrennen zerstört. Gleichzeitig trocknet die
Ware im Kamin, den sie in diesem Zustand verläßt.
Anstelle des
obengenannten Handelsfarbstoffes führen zu gleich guten Ergebnissen: 20 g 2, 5-Dichlor-1
-aminobenzol-4-sulfonsäure
1-Phenyl-3-methyl-5-aminopyrazol oder 25 g Acid Red C. I. NoO 17070 oder 1o g Acid
Yellow C. I. No. 18835 oder 15 g Acid Red CO 1. No. 14690 oder 5 g Acid Blue C.
I. No. 62105 oder 2 g Acid Green C. I. No. 61590 Anstelle der obengenannten Textilmaterialien
lassen sich auch mit Erfolg verwenden: Ein Köper-Gewebe, bestehend aus Polyhexamethylendiaminadipat,
ein Gestrick aus texturiertem Polyhexamethylendiaminadipat, ein Gewirk aus Poly-
£-caprolactam-Filament, oder ein Fasergewebe aus Poly- 6 -aminoundecansäure.
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Anstelle des zum Schäumen verwendeten Erdgases führt auch Äthan, Propan
oder Butan zu einem guten Erfolg.
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Anstelle des beschriebenen Dämpfprozesses kann auch eine Thermosolierung
wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt werden oder eine Säureschock-Fixierung
vorgenommen werden.
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Beispiel 3 1o g des Farbstoffs mit der C. I. No. 48060 werden in
einer Flotte wie in Beispiel 1 gelöst. Man beschäumt ein Gewebe, bestehend aus Polyacrylnitril,
welches anionisch modifiziert
ist, und verfährt weiter wie in Beispiel
2 beschrieben.
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Anstelle des beschriebenen Farbstoffes erhält man gute Ergebnisse
auch mit 15 g eines Farbstoffs der Formel
silan erhält eine rote Färbung.
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20 g eines Farbstoffs der Formel
Man erhält eine blaue Färbung.
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15 g'bs Farbstoffs der Formel
Man erhält eine blaue Färbung.
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20 g Basic Blue C. I. No. 51005.
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Man erhält ebenfalls eine blaue Färbung.
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beispiel 4 So g des Gelbfrbstoffes mit der Formel
werden in einer Flotte wie in Beispiel 1 beschrieben, der So g Harnstoff und So
g Bicarbonat pro Liter zugesetzt wurden, gelöst. Es wird ein Baumwollgewebe beschäumt,
das nach dem Trocknen durch Thermofixieren fertiggestellt wird.
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Ebensolche Färbungen lassen sich mit 40 g des Blaufarbstoffes der
Formel
auf einem Zellwollgewebe erhalten.
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Beispiel 5 Ein Köpergewebe, bestehend aus 67 Teilen Polyäthylenglykolterephthalat
und 33 Teilen Baumwolle wird mit einem Schaum imprägniert, der
60
g des Farbstoffes der Formel
und 20 g des Farbstoffes der Formel
und loo g Äthylencarbonat in 820 g einer Flotte gelöst, die im Liter 120 Äthanol
und 10 O g eines Kondensationsproduktes aus Oleylalkohol und 25 - 30 Mol Äthylenoxid
und 5,0 g des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Nonylphenol mit 10 Mol Äthylenoxid enthält.
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Sodann wird mit Butangasvolumenanteil von 82 Vol.-% verschäumt und
bei einer Bahngeschwindigkeit von 21 m/Min auf das Textil über eine Schlitzdüse
kontinuierlich aufgebracht.
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Das brennbare Gas wird anschließend im Trockenschacht entzündet und
brennt kontinuierlich ab, so daß eine weitgehend getrocknete Ware den Kamin verläßt.
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Anschließend wird 45 Sekunden bei 1850C thermosoliert; es entsteht
auf beiden Faserarten eine klare blaue Färbung.
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Beispiel 6 100 g einer Verbindung bestehend aus einem Gemisch oxäthylierter
Fettalkohole mit 12 bis 18 Kohlenstoff-Atomen und 20 bis 30 Äthylenoxid-Einheiten,
umgesetzt mit Chlorsulfonsäure, werden in 800 g Wasser gelöst und mit 100 g Methylalkohol
versetzt. Diese Flotte wird mit einem Gasvolumenanteil von 87 % Butangas verschäumt
und auf einen PA6-Tufting-Teppich mit einem m²-Polgewicht von 1000 g bei einer Bahngeschwindigkeit
von 14 m/min kontinuierlich aufgetragen. Der Teppich wird nach oben abgezogen und
der Schaum im darüber befindlichen Kamin entzündet, so daß der Teppich den Kamin
weitgehend getrocknet verläßt und mit guten antistatischen Eigenschaften ausgerüstet
ist.