Apparat zum Behandeln von Garnen oder bahnförmigen Textilmaterialien Das Färben dichtgeschlagener oder wegen ihrer Feinheit leichtverletzbarer Gewebe verursacht erheb liche Schwierigkeiten. Da die Haspelkufe gewöhnlich für dieses Verfahren ausscheidet und auch der Jigger nur begrenzt einsetzbar ist, hat man versucht, durch spiralförmiges Aufhängen der Ware im Stern oder durch Aufrollen auf Zylindern mit perforierter Wand, durch die die Färbeflotte gepumpt wird, bessere Ergebnisse zu erzielen.
Das letztere Verfahren hat man besonders dann angewendet, wenn man bei Temperaturen über 100 C, also unter Druck, färben wollte.
Die Sternfärberei ist aber sehr unwirtschaftlich, da die unterzubringende Meterzahl auch bei leichten Geweben sehr klein ist. Beim Aufrollen der Gewebe auf einen sogenannten Baum lassen sich ebenfalls nur niedrige Metragen unterbringen, da bei den hier üblichen geringen Durchmessern von 10-20 cm die Schicht der auflaufenden Gewebebahn sehr bald so dick wird, dass die Färbeflotte auch bei hohem Pum pendruck nicht mehr genügend durch die Ware zir kulieren kann. Auch ein langsames Umlaufen solcher Bäume um ihre Achse in der umgepumpten Färbe flüssigkeit ändert diese Situation kaum.
Wegen dieser geringen Zirkulationsmöglichkeit lassen sich solche Apparate auch nicht zum Vorreini- gen der Rohware verwenden. Sie lassen zwar gelöste Substanzen, z. B. Farbstoffe, passieren, halten aber die z. B. beim Waschen entstehenden Ölemulsionen und Pigmentdispersionen zwischen und in den Ge webelagen weitgehend zurück. Ähnlich verhält es sich mit zahlreichen Problemen der Nachbehandlung, z. B. Appreturvorgängen.
Die Möglichkeit, sowohl einzelne wie auch auf einander folgende Prozesse auf ein und derselben Apparatur ohne Umpacken der Ware durchzuführen, bedeutet also infolge Arbeits-, Zeit- und Energie-Er- sparnis oft einen entscheidenden wirtschaftlichen Vor teil.
Die Erfindung betrifft einen Apparat zum Be handeln von Garnen oder bahnförmigen Textilmate rialien mit Flüssigkeiten, mit einer rotierbaren per forierten Trommel mit waagrechter Achse zum Auf wickeln des Behandlungsgutes und einer Vorrichtung zum Zuführen der Behandlungsflüssigkeit in das Innere der Trommel.
Der Apparat ist gekennzeichnet durch eine Trommel von mindestens 40 cm Durch messer, deren Mantel mit einer grossen Zahl von öff- nungen zum Passieren der Behandlungsflüssigkeit ver sehen ist und in derem Innern ein Rohr verläuft, das mit einer grossen Zahl von Öffnungen zum Durch lassen der Behandlungsflüssigkeit zur Innenseite des Trommelmantels versehen ist, welcher Mantel zum Aufwickeln des Behandlungsgutes dient.
Der erfin dungsgemässe Apparat kann vorteilhaft mit einem feststehenden, geschlossenen, mit aufklappbarem Dek- kel versehenen Hüllkörper versehen sein, der den rotierbaren Hohlkörper derart einschliesst, dass sich die Achse des Hohlkörpers etwa zentral durch ihn hindurch erstreckt, wobei der Achsendurchgang ab gedichtet ist.
An Hand der Figuren I-IV sind nachstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Fig. I stellt einen Schnitt durch einen Apparat zum Behandeln von Garnen oder bahnförmigen Tex tilmaterialien dar, Fig. 1I stellt einen Schnitt durch den Apparat der Fig: I dar, und zwar in der Richtung II-11 der Fig. I.
Fig. III zeigt eine spezielle Ausführungsform der Zuführung der Behandlungsflüssigkeit in den Apparat. Fig. IV stellt einen Schnitt durch die Vorrichtung der Fig. III dar, und zwar in Richtung IV-IV der Fig. 11I. In Fig. 1 bedeutet ABCD (D eine rotierende Trommel, d. h. einen walzenartigen Hohlkörper, des sen Walzenwand (12) bzw.
deren Mantel aus perfo- riertem Blech, Drahtgaze, Siebgewebe oder anderem infolge einer grossen Zahl von Öffnungen flüssigkeits durchlässigem Material besteht. Beide Seitenwände (13) der Trommel sind geschlossen, ausser dem Durchlass einer Flüssigkeitsleitung (8). Der Hohlkör per ist drehbar gelagert und .enthält in seiner Längs achse ein perforiertes Rohr (2), das mit dem Hohl körper (1) starr verbunden ist, aber auch so ange ordnet sein könnte, dass es an der Rotation nicht teil nimmt.
Durch das Rohr (2) wird die Behandlungsflüssig keit, z. B. die Farbstofflösung, aus der Leitung (8) zugeführt. Die Flüssigkeit wird in einem Vorrats gefäss (7) angesetzt, in das sie über das Sammelgefäss (4) und Pumpenaggregat (5) über eine Leitung (6) gelangt.
Die Trommel (1) bewegt sich innerhalb eines fest montierten Hüllkörpers EFGH <I>(3),</I> durch den die Achse der Trommel (1) unter Abdichtung zentral hindurchgeführt ist. Der Hülikörper (3) kann eben falls einen runden Querschnitt haben oder auch von anderer Form sein. Er dient als Schutzabdeckung bzw. als Wärmeschutz und vor allem zum Auffangen der durchgetretenen Farbstofflösung. Diese läuft an den Wänden des Hüllkörpers (3) ab, wird über den Sammler (4) und die Pumpe (5) bzw.
Rohrleitung (6) wieder in das Vorratsgefäss (7) zurückgeführt, worauf sie über Leitung (8) aufs neue der Hohlachse (2) mit ihren Perforationen zugeleitet wird. Auf diese Weise kommt man mit einer sehr geringen Pumpenleistung aus.
Der Radius des Walzenkörpers (1) Radius b in Fig.l) kann schwanken, muss jedoch mindestens 20 cm betragen. Je grösser er ist, desto höher werden die Umlaufgeschwindigkeiten, die zentrifugal auf die Färbeflotte wirksamen Kräfte und die auflegbare Metrage.
Der Radius (a+b) des Hüllkörpers 3 richtet sich nach den Aufgaben oder der gewünschten Leistung des Apparates, da in dem ringförmigen Raum zwi schen Hüllkörper 3 und Trommel 1 die zu behan delnde Ware zu liegen kommt.
Der Hüllkörper 3 ist fest verschliessbar. Auf sei nem Umfang befindet sich ein aufklappbarer Dek- kel 9 mit Griff 10 und Scharnier 11 (s. Fig.11). Er dient zur Zuführung der Ware. Zentral durch den feststehenden Hüllkörper 3 hindurch verläuft die abgedichtete Achse der Trommel 1, die durch den Antrieb 9 in Bewegung gesetzt wird. Er dient auch der Bremsung. Die Heizung der Färbeflotte oder des Innenraumes der Apparatur kann auf verschiedene Weise, z. B. im Vorratsgefäss, im Sammelgefäss oder,'und im Innenraum erfolgen.
Es ist klar, dass angesichts der sehr verschieden artigen textilen Artikel und Behandlungsaufgaben die in den Abbildungen skizzierte Einrichtung modifiziert werden kann. So kann die Apparatur für verschiedene Warenbreiten gebaut werden, Heizungs- und Isolier- vorrichtungen können wechseln, die Antriebsvorrich tungen können nach besonderen Bedürfnissen gere gelt werden, insbesondere kann mit Hilfe von Schwungrädern die Arbeitsleistung besser ausgenutzt werden.
Es können ferner ein oder mehrere andersartige Vorrats- bzw. Speichergefässe für den Ansatz bzw. die laufende Zufuhr von Behandlungsflüssigkeiten verwendet werden; die Zufuhr der Behandlungstlüs- sigkeit in das Innere des Hohlkörpers kann zentral durch das Rohr 2, oder mittels mehrerer, z. B. 2-4 Zweigrohre 14, die mit dem Hohlkörper 1 rotierbar oder nicht rotierbar angeordnet sein können, erfol gen, wobei infolge der raschen Rotation des Material trägers 1 die Ware in jedem Fall gleichmässig durch tränkt wird. Am zweckmässigsten verwendet man zur Förderung der Behandlungsflüssigkeit ein Pumpen system. Beim Spülen der Ware, z.
B. nach dem Wa schen oder Färben, erfolgt die Entfernung der Spül- flüssigkeit in üblicher Weise durch einen Spund, der in Bodennähe des Gefässes 3 angebracht ist. Man kann auch einen Teil der an die unbewegte Wand des Gefässes 3 abgeschleuderten Flüssigkeit über eine Auffangvorrichtung direkt wieder dem Hohlkörper zu führen. Bei Verwendung solcher Mengen Behand lungsflotte, dass deren Spiegel über die Linie<I>CD</I> an steigt, kann, da die Flüssigkeit dann von selbst in den Hohlzylinder eintreten kann, der Einbau eines Pumpensystems unterbleiben.
Durch die Bewegung der Ware auf dem Hohlzylinder I und der der Be handlungsflüssigkeit findet laufend eine gründliche Durchmischung statt.
Sofern die Warenbehandlung unter überatmo sphärischem Druck oder und bei Temperaturen über 100 C stattfinden soll, müssen selbstverständlich die dafür nötigen Material- und Konstruktionserforder nisse erfüllt sein.
Der dargestellte Apparat unterscheidet sich in Arbeitsweise und Leistung von den üblichen. Wenn auch .eine scharfe Begrenzung der Dimensionen der Apparatur und der Arbeitsmethodik nicht angebracht ist, so sollen doch die vielfältigsten textilen Erzeug nisse verarbeitet werden können. Es kann z. B. das Gewicht eines Quadratmeters einer Webware etwa 30 bis 1000 g betragen, wobei Dicke, Dichte, Durch lässigkeit und Musterung grosse Abweichungen zeigen. Es hat sich als notwendig erwiesen, für den Radius b mindestens 20 cm zu wählen. Für grössere Leistungen beträgt er bis zu 1 m und mehr. Bei einem Radius b = 10 cm würden bei einer Auflagedicke von 10 cm nur etwa 113 m Ware aufgelegt werden können, was ungenügend ist, bei Radius b -= 100 cm dagegen 770 m.
Die Vorteile des dargestellten Apparates sind mannigfach. Da die Ware aufgerollt, also faltenfrei festgelegt und nicht über rauhende oder schleifende Objekte geführt wird, wie bei der Behandlung auf Haspelkufen, wird sie mechanisch aufs äusserste ge schont. Faserverluste, Scheuerstellen und Knitter tre- ten nicht auf. Das Verhältnis Warengewicht : Be handlungsflüssig kann ausserordentlich niedrig gehalten werden.
Verarbeitet man z. B. eine von 400 -,m bei 140 cm Breite, die auf einem Hohlkörper mit Radius b = 0,5m mit einer Auf lagedicke von 0,1 m aufgerollt ist, so beträgt die Ge samtlänge etwa 430 m bei 172 kg Gewicht.
Diese Warenmenge nimmt bei dem spez. Gewicht der Wolle - 1,33 ein echtes Volumen von 0,129 m3 ein, während der Gesamt-Rauminhalt des gerollten Materials 0,484 m3 beträgt. Die Differenz von 0,355 m;, steht also für die Flüssigkeitsaufnahme innerhalb des Gewebes zur Verfügung. Damit würde also die Ware dauernd bedeckt sein. Es bedarf also nur eines geringen Überschusses an Flüssigkeit, um diesen Sättigungsgrad auch bei rasch umlaufenden Hohlkörpern zu erhalten.
Aber selbst bei Unter schreitung solcher Verhältniszahlen werden noch gute Behandlungsergebnisse erzielt, da auch bei inter- mittierender Flüssigkeitszufuhr oder nicht vollstän diger Füllung durch die Zentrifugalkräfte ein gleich mässiges Durchströmen des Materialblockes gesichert ist.
Ein weiterer, besonders wertvoller Effekt ist bei dem dargestellten Apparat in der intensiven und gleichmässigen Berührung aller Fasern mit der Be handlungsflüssigkeit gegeben. Infolge der hohen mög lichen Umlaufgeschwindigkeiten, die bei den höheren Radiuszahlen, z. B. 0,5-0,6 m schon bei einer Um drehung pro Sekunde 3,1-3,77 m pro Sekunde be tragen, entstehen erhebliche Berührungsintensitäten, die sich in einer raschen Einwirkung der Behand- lungsflüssigkei.t äussern. Im beschriebenen System addieren sich die Kräfte der bewegten Flüssigkeit und der bewegten Ware.
Es können daher die eingesetz ten Chemikalien rascher und gründlicher ausgenutzt werden als bei bewegter Ware in stehender Flotte oder bei ruhender Ware in umgepumpter Flüssigkeit. Die Behandlungszeiten werden erheblich abgekürzt, die Effekte gleichmässiger, die Kosten verringert.
Die Oekonomie kommt infolge gesteigerter Pro duktionsmöglichkeiten und der Vielseitigküit der Ver wendung besonders zur Geltung. Der dargestellte Apparat kann eingesetzt werden zum Waschen, Ent- schlichten, Abkochen, Bleichen, Färben mit ver schiedenartigen Farbstoffklassen, Imprägnieren, Ap pretieren, Fixieren, bei niedrigen und hohen Tempe raturen, normalen oder anormalen Drucken, wobei die Behandlung auch mit Wasser oder mit organischen Lösungsmitteln erfolgen kann.
Die Lö sungsmittel können sowohl zum Extrahieren der Ge webe wie auch zur Übertragung von A.ppreturmitteln, wie zur Erzielung eines Schrumpfeffektes, z. B. bei synthetischen Fasern dienen. Es können auf diese Weise Web- und Wirkwaren, auch Webketten, aus allen in der Textil-Industrie gebräuchlichen Fasern, also aus Wolle, Baumwolle, Leinen, Seide, Rayon, synthetischen Fasern und deren Mischungen, in der beschriebenen Weise behandelt werden. Folgende Bei- spiele sollen einen Überblick über Einsatzmöglichkei ten und Wirkungen des dargestellten Apparates geben.
Zahlenbeispiel 6 Stück eines reinwollenen, ungefärbten Kamm garngewebes von je 60 m Länge, 300 g Gewicht pro laufenden Meter bei 145 cm Breite werden im Roh zustand, also zusammen mit den verwendeten Spinn ölen, auf den drehbaren Hohlkörper 1 mit einem Ra dius (b) von 0,5 m unter leichter Spannung ohne Fal tenbildung aufgezogen. Die Ware wiegt demnach 108 kg.
Aus dem Vorratsgefäss wird zunächst eine Lösung von 1 g/1 waschaktiver Substanz, z. B. alkylbenzol- sulfo.saures Natrium in einer Menge von 200 1 dem Inneren des Hohlkörpers bei etwa 50 C zugeführt und bei einer Umlaufgeschwindigkeit von etwa 9 m/Sek., d. h. etwa 3,0-3,5 Umdrehungen pro Sekunde, wäh rend 5 Minuten gewaschen. Die Waschflüssigkeit wird dabei umgepumpt.
Es folgt ein Nachspülen mit Frischwasser von 30--40 C, das nach 5 Minuten durch Wasser von Rar_mtemperatur abgelöst wird. Die Schmutz enthal tende Wasch- und Spülflüssigkeit wird laufend abge führt. Auch dieser Prozess ist in etwa 5 Minuten durch führbar.
Im Anschluss daran wird die Ware durch Zufuhr von, 80-90 heissem Wasser während 2-3 Minuten gekrappt, worauf sie fixiert und farbfertig ist.
Soll die Ware rohweiss (naturfarbig) bleiben, so wird nach dem Ende des Spülprozesses kräftig nach- ,geschleudert, so dass ein Feuchtigkeitsgehalt der Ware von etwa 40-50"/a erreicht wird.
Die Ware wird nun nass abgenommen und ge trocknet.
Soll die Ware gefärbt werden, z. B. mit sauerzie henden Farbstoffen, kann der Färbeprozess direkt im Anschluss an den Spülprozess erfolgen.
Die Farbstoff-Lösung, die auch die nötigen Zu sätze an Säure, Glaubersalz und eVtl. Egalisiermittel in der in dieser Technik üblichen Weise erhält, wird unter langsamem Aufwärmen bis zum Kochpunkt in den Hohlkörper über die Verteilervorrichtung einge bracht, infolge der raschen Umdrehung von Hohlkör per und Ware durch das Textilgut geschleudert und durch die Pumpe im Kreislauf gehalten. Das Aufzie hen des Farbstoffs erfolgt sehr rasch und gleichmässig.
Nach dem Färben wird die Ware unter Verwen dung von Frischwasser, das kontinuierlich zu- und nach dem Durchgang durch die Ware abgeführt wird, bei ebenfalls schnellem Umlauf bis zur völligen Rein heit gespült. Es folgt der Abschleud#erprozess, der die Ware auf etwa 40,-50 % Wassergehält bringt.
Die Ware ist nun zur Fertigappretur bereit.