Vorrichtung zur Behandlung eines Materials, insbesondere eines Textilmaterials, durch ein flüssiges Medium
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung eines Materials mit einem flüssigen Medium, und sie ist von besonderem Vorteil bei der Behandlung von Textilien. Es können jedoch auch andere Materialien, wie z. B. Papier, Leder oder Kunststoff, in der Vorrichtung gemäss der Erfindung behandelt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine erste Kammer zur Aufnahme des zu behandelnden Materials, eine Einrichtung zur Erzeugung eines starken Vakuums in der ersten Kammer für die Entgasung des Materials, eine zweite Kammer zur Aufnahme des Behandlungsmediums, Mittel, durch die die zweite Kammer unter Überdruck setzbar ist, eine Schliesseinrichtung in einer Verbindungsleitung zwischen der ersten und zweiten Kammer, bei deren Öffnung das Behandlungsmedium von der zweiten in die erste Kammer strömt, in der ersten Kammer vorgesehene Mittel zum gleichmässigen Hindurchleiten des Behandlungsmediums, sowie Mittel zur Erzielung einer sehr schnellen Durchströmung des Materials beim Öffnen der Schliesseinrichtung,
so dass unmittelbar nach dem ersten Kontakt der Behandlungsflüssigkeit mit dem Material die Behandlungsflüssgkeit gleichmässig über die Oberfläche des Materials verteilt ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zur stückweisen Behandlung von Material, wie z. B.
einer auf eine Röhre gewickelten Garnspule durch ein Medium, und
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil einer Vorrichtung ähnlich der Vorrichtung nach Fig. 1, jedoch zur Behandlung von Garn, das auf eine Röhre gewickelt ist, die sich an einem Ende konisch erweitert.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält einen ersten Behälter oder eine Kammer 100, welche eine Vakuumzone oder einen Entgasungsbereich begrenzt.
Obgleich zur Vereinfachung der Beschreibung in der Zeichnung im Tank bzw. in der Kammer 100 nur eine einzige, auf eine Röhre gewickelte Packung TP dargestellt ist, dürfte es klar sein, dass dieser so ausgestaltet sein kann, um, falls es erwünscht ist, eine Mehrzahl von Packungen TP aufzunehmen. Der Tank oder die Kammer 100 ist aus ausreichend starrem Material gefertigt, um einem Vakuum in der Grössenordnung von 711 mm (28 Zoll) Quecksilbersäule Absolutdruck standhalten zu können. Der Tank kann z. B. aus rostfreiem Stahl oder aus einem anderen geeigneten Material gefertigt sein.
Der Tank 100 ist schliesslich mit einer entfernbaren Abdeckung 120 versehen, welche, sobald die Packung TB in diesem angeordnet ist, mittels Bolzen 140 befestigt wird.
Weiters ist ein zweiter Tank bzw. Behälter 160 vorgesehen, welcher einen Bereich für ein Behandlungsmedium D, wie z. B. Farbflüssigkeit, Reinigungsflüssigkeiten, Wasser, Fixierungsmedien, Luft, Dampf, Lösungen, Finishbehandlungsmedien und dergleichen begrenzt. Dieser Tank ist vorzugsweise oberhalb des erstgenannten Tankes 100 angeordnet, kann jedoch auch seitlich oder unterhalb desselben angeordnet sein, solange gewährleistet ist, dass sich dessen Auslass, soferne er ein flüssiges Behandlungsmedium enthält, unterhalb dessen Spiegel befindet. Der Tank bzw. die Kammer 160 muss hinreichend gross sein, um eine solche Menge an Behandlungsmedium D aufnehmen zu können, dass jegliche Grösse eines Tankes 100, der in dem System verwendet wird erfüllt werden kann.
Es dürfte klar sein, dass die Grösse des Tankes 100 davon abhängt, welche Anzahl und welche Arten von Garnpackungen TP behandelt werden soll. Der Tank oder der Behälter 160 ist ebenso wie der Tank 100 aus rostfreiem Stahl oder dergleichen gefertigt und muss in der Lage sein, zumindest Drücken in der Grössenordnung von 50 psi standzuhalten.
Zur Envärmung des Behandlungsmediums D auf eine bestimmte Temperatur ist eine Heizungseinrichtung 180, z. B. ein Dampfgenerator 200, vorgesehen, an den eine geschlossene Heizungsschlange 220 angeschlossen ist, die sich unmittelbar oberhalb des Bodens des Tankes 100 befindet. Der Dampfgenerator ist in der Lage, die Temperatur des Behandlungsmediums auf 1490 C (300C F) zu erhöhen. Für bestimmte Behandlungsmedien, wie z. B. für Farbflüssigkeiten, werden zu deren Erhitzung geschlossene Heizschlangen 220 vorgezogen, da diese die Flüssigkeit nicht verdünnen, was der Fall wäre, wenn Nassdampf für Heizzwecke verwendet würde. Weiters ist am Tank 160 ein Temperaturmessgerät 240 angeordnet, durch welches die Temperatur des in diesem befindlichen Behandlungsmediums gemessen werden kann.
Der Tank 160 ist weiters mit einer Einlassöffnung 260 für eine Leitung 280 versehen durch welche entweder das Behandlungsmedium D unter Druck gesetzt werden oder in das Innere des Tankes Nassdampf mit hoher Temperatur eingeleitet werden kann. Wenn das Behandlungsmedium D flüssig ist, ist die Einlassöffnung 260 oberhalb des höchsten Spiegels L dieser Flüssigkeit angeordnet. Mit der Leitung 280 ist über ein getrennt betätigbares Ventil 340 eine Zweigleitung 300 verbunden, die zu einer Pressluftquelle 230, z. B. einem Luftkompressor oder dergleichen, führt. In der Haube des Tankes 160 ist ein Druckmessgerät G angeordnet, welches eine Anzeige des Druckaufbaues im Tank 160 ermöglicht. Weiters ist über eine Zweigleitung 380, die ebenfalls ein getrennt betätigbares Ventil 400 enthält, mit der Leitung 280 ein Dampfgenerator 360 verbunden.
Die im Tank 100 angeordnete Garnpackung TP ist eine auf eine Röhre gewickelte Packung. Der mittlere Bereich der Röhre, die die Windungen des Garnes trägt, ist. wie bei 420 angedeutet ist, perforiert. In manchen Fällen ist die Röhre für die Packung als steife Röhre ausgebildet, die mit Durchbrechungen versehen ist. Sie könnte auch als Federröhre oder als Röhre aus netzförmigem Material ausgebildet sein, durch welche eine Flüssigkeit oder ein Dampf auf einfache Weise hindurchtreten kann. Die Enden der Röhre der Packung TP passen einerseits in eine nach aussen offene Hülse 440 an der Abdeckung 120 und anderseits in eine nach aussen geschlossene Hülse 460, die am Boden 480 des Tankes 100 vorgesehen ist. Zwischen diesen beiden Hülsen und den Enden der Röhre sind irgendwelche geeignete Dichtungen 500 vorgesehen.
Zwischen dem Boden des Tankes 160 und dem oberen Ende des Tankes 140 ist eine Verbindungsleitung 520 vorgesehen, die gegenüber der Hülse 440 mittels einer Dichtung 540 ebenfalls abgedichtet ist. Die Verbindungsleitung 520 ist mit einem schnell öffenbaren Ventil 560 für eine grosse Durchflussmenge versehen, wodurch die beiden Behälter 100 und 160 miteinander schnell in und ausser Verbindung gesetzt werden können.
Weiters ist ein Behälter bzw. ein Reservoir 580 für das Behandlungsmedium D vorgesehen, welcher mit dem Einlass 600 einer hochleistungsfähigen Pumpe 620 verbunden ist. Genauer beschrieben ist eine Leitung 640, die mit einem betätigbaren Ventil 660 versehen ist, mit der Einlassleitung 680 der Pumpe 620 verbunden, welche ebenfalls ein getrennt betätigbares Ventil 700 enthält. Die Einlassleitung 680 ist weiters über eine Auslassleitung 720, die auch ein getrennt betätigbares Ventil 740 enthält, mit dem Boden des Tankes 100 verbunden.
Sobald die Verbindungsleitung 520 mit dem Innern der Röhre 420 verbunden ist, bildet sich ein Fluss des Behandlungsmediums D vom inneren zum äusseren Bereich der Packung aus. Freilich kann, wenn die Leitung 520 ausserhalb der Packung mit dem Inneren des Tankes 100 verbunden ist, die Strömung auch vom äusseren zum inneren Bereich der Packung geführt werden. Wenn dies erwünscht ist, ist vorzugsweise die Auslassleitung mit dem Inneren der Röhre 420 der Pakkung verbunden. Über eine Leitung 780 ist der Ausgang 760 der Pumpe 620 mit dem oberen Bereich des Tankes 160 verbunden. Diese Leitung 780 enthält ebenfalls ein getrennt betätigbares Ventil 800.
Um den Tank oder die Kammer 100 evakuieren zu können, ist eine Hochleistungs-Vakuumpumpe 820 vorgesehen, die über eine Leitung 840 mit dem Tank nahe bei dessen Boden verbunden ist. Die Vakuumpumpe 820 saugt die Atmosphäre aus dem Tank 100 ab, wobei diese Atmosphäre das Behandlungsmedium enthalten kann, welches verdampft oder verdampft war.
Die Vakuumpumpe leitet die Atmosphäre weiters durch einen Kondensator 860, welcher die Gase durch eine Leitung 880 an die Atmosphäre führt und den zu Flüssigkeit kondensierten Dampf an die Leitung 900 abgibt, die mit dem Reservoir oder dem Vorratsbehälter 580 für das Behandlungsmedium D verbunden ist. Mittels eines Vakuumgerätes 920, das am Tank 100 angebracht ist, kann eine Anzeige des innerhalb des Tankes herrschenden Vakuums erfolgen.
In Fig. 2 ist ein Tank 101 dargestellt, der zur Aufnahme einer Packung RP dient, die auf eine Hülse gewickelt ist, die an einem Ende sich konisch erweitert. Bei diesem Anwendungsbeispiel der Erfindung ist der Tank 101 dahingehend geändert, dass ein Zapfen 103 vorgesehen ist, der in die Bohrung am sich verjüngenden Ende der gegenkonisch geformten Packung RP einragt, wogegen eine vergrösserte Hülse 102 vorgesehen ist, die in den sich konisch erweiterenden Teil 104 der Hülse, die die Packung RP trägt, einragt. Dieser Teil 104 kann perforiert oder aus netzförmigem Material gefertigt sein, wodurch die Flüssigkeit oder der Dampf leicht durch diesen hindurchtreten kann.
Wie schon früher erwähnt wurde, können die Vorrichtungen nach den Fig. 1 und 2 zur stückweisen Behandlung von textilem Material oder dergleichen mit einer Anzahl von Behandlungsmedien verwendet werden. In der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens ist das Behandlungsmedium als Farbflüssigkeit angegeben und ist die Behandlung als für eine Vielzahl von möglichen Anwendungen der Erfindung als Färbung beschrieben. Die Packung RP wird, wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, zuerst in den Tank 100 eingesetzt. Darauf wird bei geschlossenen Ventilen 560 und 740 das Innere des Tanks mittels der Vakuumpumpe 820 bis zu einem gewünschten Vakuum in der Grössenordnung von 711 mm (28 Zoll) Quecksilbersäule evakuiert oder entgast.
Entweder gleichzeitig mit der Evakuierung des Tankes oder der Kammer 100 oder vor bzw. nach derselben wird der Tank 160 durch Öffnen der Ventile 660, 700 und 800 sowie Betrieb der Pumpe 620 bis zu der erwünschten Höhe L mit der Farbflüssigkeit D gefüllt. Sobald der Tank 160 bis zur erwünschten Höhe L erfüllt ist, werden die Ventile 660, 700 und 800 verschlossen und wird darauf die Farbflüssigkeit bis zu der vorgegebenen, durch die besondere Behandlung gewünschten oder erforderten Temperatur erhöht. Der Tank 160 kann während der Erhitzung der Farbflüssigkeit oder auch unabhängig davon mit Druck beaufschlagt werden. Ob der Tank 160 unter Druck gesetzt wird oder nicht hängt von der Art der Behandlung und davon ab, welche Druckdifferenz zwischen den Tanks 100 und 160 erwünscht ist.
Der Tank 160 kann getrennt, durch Öffnung des Ventils 340, bei geschlossenem Ventil 400, durch von der Pressluftquelle 320 einströmende Luft, bis zu einem gewünschten Wert, der durch das Druckmessgerät G angezeigt wird, unter Druck gesetzt werden.
Sobald die Farbflüssigkeit D im Tank 160 die gewünschte Temperatur aufweist und unter dem erwünschten Druck steht, wird das Ventil 340 geschlossen und das rasch öffenbare Ventil 560 betätigt, wodurch ein nahezu sofortiger Strom von Farbflüssigkeit in die Bohrung der Packung TP und durch die Pakkung TP hindurch in den evakuierten Bereich der Kammer 100 entsteht. Der Übergang der Farbflüssigkeit aus dem Tank 160 durch die Packung TP hindurch in den Tank 100 erfolgt nahezu umgehend. Beispielsweise wurde gefunden, dass ein Tank 100, in dem eine Packung vorgesehen ist und der 5000 ml Flüssigkeit aufnehmen kann, mit dieser Flüssigkeit in ungefähr einer Sekunde gefüllt werden kann, wenn er vorerst auf 711 mm (28 Zoll) Quecksilbersäule evakuiert wurde und daraufhin mit einer Flüssigkeit gespeist wird, die unter einem Druck von 20 psi steht.
Anderungen in der Temperatur, jedoch nicht im Druck, beeinflussen, wie Teste, die bei 380 C (1000 F), 660 C (2000 F) durchgeführt wurden, ergeben haben, diese Überströmzeit im wesentlichen nicht.
Soferne es erwünscht ist, um eine Farbenentwicklung zu erzielen, die Farbflüssigkeit zurückzuleiten, ist es nur notwendig, sobald sich die gesamte Farbflüssigkeit D im Tank 100 befindet, das Ventil 560 zu schliessen, die Ventile 740, 700 und 800 zu öffnen und die Farbflüssigkeit in den oberen Tank 160 zurückzupumpen. Daraufhin können die Verfahrensschritte, die oben beschrieben wurden, wiederholt werden.
Wenn eine Fixierung der Farbe erwünscht ist, wird die Farbflüssigkeit durch Öffnung der Ventile 660 und 740 aus dem unteren Tank 100 abgeleitet. Sobald dies erfolgt ist, werden diese Ventile und wird auch das Ventil 560 wieder geschlossen. Daraufhin wird der Tank 100 durch Inbetriebnahme der Vakuumpumpe evakuiert, wodurch der verdampfte Farbstoff auskondensiert und zum Reservoir 580 zurückgeleitet wird.
Der obere Tank 160 ist zu dieser Zeit leer. Bei geschlossenem Ventil 800 und offenem Ventil 400 wird dem Tank 160 Dampf zugeführt, bis dieser einen vorherbestimmten Druck und eine vorherbestimmte Temperatur aufweist. Der Dampf wird dann in der gleichen Weise wie die Farbflüssigkeit, d. h. durch Öffnung des rasch öffenbaren Ventils 560, durch die Garnpackung TP hindurchgeleitet.
Das Verfahren und die Vorrichtung, die anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben wurden, können für jegliche stückweise Behandlung mittels gasförmiger oder flüssiger Medien, wenn ansonsten eine gute Durchdringung und bzw. oder Imprägnierung des textilen Materials schwer zu erzielen ist, verwendet werden.
Beispielsweise kann dieses Verfahren zur Färbung, Harzbehandlung, Merzerisierung, Reinigung, Finishbehandlung oder dergleichen angewendet werden. Einige typische Verfahren, welche zur Illustration dienen sollen, sind nachstehend anhand der folgenden Beispiele, in welchen die Prozentsätze Gewichtsprozente des Garnes darstellen, näher erläutert. In allen diesen Beispielen betrug die Zeit, die evakuierte Kammer mit Farbflüssigkeit zu erfüllen, nur ungefähr 1 sek.
Beispiel 1
Eine 510 g (18 Unzen) schwere, röhrenförmige Garnpackung aus 5-1/2/1 Kunstseide/Baumwolle wurde nach der vorliegenden Erfindung in einem Vakuumtank mit einem Inhalt von 5000 ml gefärbt. Dazu wurde eine Farbflüssigkeit, die 5S (OWY) Fastolite Blau BFL und 20 S (OWY) Salz enthielt, in einen Expansionstank eingebracht und auf 93 C (2000 F) erhitzt. Daraufhin wurde der Expansionstank mittels des Deckels verschlossen und wurde Frischdampf zugeführt, bis ein Druck von 40 psi (Pfund pro Quadratzoll) erreicht war.
Nachdem der Expansionstank, wie oben beschrieben, bereit gemacht worden war, wurde der Vakuumtank, in dem sich die Packung befand, welche gefärbt werden sollte, auf 711 mm (28 Zoll) Quecksilbersäule evakuiert. Nachdem dies erzielt war und die Frischdampfzufuhr in den Expansionstank beendet war, wurde der Expansionstank mit dem Vakuumtank verbunden, worauf die Farbflüssigkeit innerhalb von 1 sek. aus dem Expansionstank in den Vakuumtank überströmte.
Die Packung wurde durch 5 min hindurch in der Farbflüssigkeit belassen, worauf die Farbflüssigkeit aus dem Vakuumtank abgelassen wurde und die Packung entfernt wurde.
Das Garn der Packung war zu einem guten Grad gefärbt.
Beispiel 2
Eine 510 g schwere (18 Unzen) Garnpackung aus 5-1/2/1 Kunstseide/Baumwolle wurde in einem Vakuumtank mit einem Inhalt von 500 ml gefärbt. Es wurden die gleichen Verfahrensschritte für die Färbung unternommen und wurde die gleiche Farbflüssigkeit wie in Beispiel 1 verwendet, jedoch wurden die folgenden zusätzlichen Verfahrensschritte versucht: Nachdem die Packung für 5 min. in der Farbflüssigkeit belassen worden war, wurde die Flüssigkeit aus der Vakuumkammer entfernt und wurde diese durch 3 min. hindurch unter ein Vakuum von 711 mm (28 Zoll) Quecksilbersäule gebracht. Der Expansionstank wurde unter Verwendung der vorher benützten Farbflüssigkeit wieder aufgefüllt und wiederum auf eine Temperatur von 930 C (2000 F) erhitzt.
Darauf wurde der Expansionsdruck mittels Frischdampf unter einen Druck von 28 psi gesetzt, wogegen der Vakuumtank auf ein Vakuum von 660 mm (26 Zoll) Quecksilbersäule gebracht wurde. Dann wurde der Vakuumtank mit dem Expansionstank verbunden, wodurch die Farbflüssigkeit in den Vakuumtank wiederum einströmte und wurde die Garnpackung durch 5 min. hindurch in dieser belassen. Daraufhin wurde die Farbflüssigkeit aus dem Vakuumtank entfernt und wurde dieser wiederum unter Vakuum gebracht und durch 2 min.
unter Vakuum belassen, um jegliche überschüssige Flüssigkeit aus dem Garn der Packung zu entfernen.
Schliesslich wurde die Packung entfernt und geprüft, wobei sich ergeb, dass das Garn sehr gleich mässig gefärbt war und die Packung den Erwartungen entsprach.
Beispiel 3
Eine Garnpackung aus 100% Baumwollgarn wurde in ähnlicher Weise wie nach Beispiel 1 gefärbt. Im vorliegenden Fall war jedoch die Garnpackung gegenkonisch gewickelt.
Unter Verwendung der gleichen Art der Farbflüssigkeit, der gleichen Temperaturen und der gleichen Drücke wie in Beispiel 1 wurde die Garnpackung für 5 min. hindurch gefärbt. Bei der Bewertung der fertiggestellten Packung wurde festgestellt, dass das Garn sehr gleichmässig gefärbt war, dass jedoch einige Verformungen der Packung vorlagen, welche auf die beim Einströmen der Farbflüssigkeit in die Vakuumkammer auftretenden Kräfte zurückzuführen waren.
Bei der vollständigen Behandlung und der Finishbehandlung eines Stückes aus textilem Material oder dergleichen wird dieses üblicherweise einer Folge von Behandlungen aufeinanderfolgenden Stationen unter worden. wobei das Stück aufeinanderfolgend und bzw.
oder kontinuierlich von einer zur nächsten Station bewegt wird. um die erwünschte Folge der Behandlungen zu erzielen. In Fällen, wo das Stück des textilen Materials für eine Folge von Behandlungen im wesent gleichen kontinuierlich von einer Station zur nächsten bewegt wird, können geeignete Beförderungseinrichtungen verwendet werden, wobei die Geschwindigkeit der Bewegung durch die verschiedenen Verfahrensschritte unter Zugrundelegung der Behandlungszeit in der langsamsten Station gesteuert wird.
Als Beispiel, welches jedoch auf keinen Fall die Erfindung auf eine bestimmte Aufeinanderfolge beschränken soll, sei erwähnt, dass ein Stück eines textilen Materials den Behandlungs- und Finishbehandlungsschritten der Reinigung, wenn notwendig der Trocknung, der Färbung, der Fixierung mittels Dampf oder, wenn notwendig durch chemische Behandlung der Waschung, um überschüssige Materialien zu entfernen, weiters, soferne notwendig, der Trocknung und der Aufbringung von Medien der Finishbehandlung, wie Harz- oder Weichmachern, untenvorfen werden könnte. Bei allen diesen Stationen, wo es notwendig ist, ein Behandlungsmedium aufzubringen oder eine Trocknung auszuführen, könnte die Station mit einer Vorrichtung versehen werden, die durch einen Vakuumtank und die zugeordneten Einrichtungen zur Aufnahme des zu behandelten Stückes gebildet ist.
Bei der einzelnen Verwendung des Verfahrens oder der Vorrichtung in irgendeiner oder mehreren Behandlungs- oder Finishbehandlungsstationen könnte durch diese die Geschwindigkeit der Behandlung und die Gleichmässigkeit der Aufbringung des Behandlungsmediums in dieser Station wesentlich beschleunigt werden. Wenn z. B. das Verfahren und die Vorrichtung in einer Färbestation verwendet werden, könnte die Gleichmässigkeit der Aufbringung der Farbe wie auch die Geschwindigkeit bei der Färbung und die Geschwindigkeit bei der Fixierung beschleunigt werden, wenn das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendet werden. Ebenso könnte in der Reinigungsstation die Zeit für die Reinigung des Stückes herabgesetzt werden.
Auf diese Weise könnte die Gesamtzeit der Behandlung und Finishbehandlung eines textilen Materials drastisch herabgesetzt werden, insbesondere wenn ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung in Stationen verwendet werden, die üblicherweise die längste Behandlungszeit erfordern.
Device for treating a material, in particular a textile material, by means of a liquid medium
The invention relates to a device for treating a material with a liquid medium, and it is of particular advantage in the treatment of textiles. However, other materials, such as. B. paper, leather or plastic, are treated in the device according to the invention.
The device according to the invention is characterized by a first chamber for receiving the material to be treated, a device for generating a strong vacuum in the first chamber for degassing the material, a second chamber for receiving the treatment medium, means through which the second chamber is under overpressure can be set, a closing device in a connecting line between the first and second chamber, when the opening of which the treatment medium flows from the second into the first chamber, means provided in the first chamber for evenly passing the treatment medium through, as well as means for achieving a very rapid flow through the Material when opening the locking device,
so that immediately after the first contact of the treatment liquid with the material, the treatment liquid is evenly distributed over the surface of the material.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:
Fig. 1 is a vertical section through a device for the piece-wise treatment of material such. B.
a spool of thread wound on a tube through a medium, and
Fig. 2 is a section through part of a device similar to the device of Fig. 1, but for treating yarn which is wound on a tube which widens conically at one end.
The device shown in FIG. 1 includes a first container or chamber 100 which delimits a vacuum zone or a degassing area.
Although only a single pack TP is shown in the tank or in the chamber 100 in order to simplify the description in the drawing, it should be understood that this can be designed to accommodate a plurality, if desired of packs TP. The tank or chamber 100 is made of sufficiently rigid material to withstand a vacuum on the order of 711 mm (28 inches) of mercury absolute pressure. The tank can e.g. B. made of stainless steel or some other suitable material.
The tank 100 is finally provided with a removable cover 120 which, as soon as the pack TB is arranged in it, is fastened by means of bolts 140.
Furthermore, a second tank or container 160 is provided, which has an area for a treatment medium D, such as. B. color liquid, cleaning liquids, water, fixing media, air, steam, solutions, finishing media and the like are limited. This tank is preferably arranged above the first-mentioned tank 100, but can also be arranged to the side or below it, as long as it is ensured that its outlet, provided it contains a liquid treatment medium, is below its level. The tank or the chamber 160 must be large enough to be able to accommodate such an amount of treatment medium D that any size of a tank 100 that is used in the system can be met.
It should be clear that the size of the tank 100 depends on the number and types of yarn packs TP to be treated. The tank or container 160, like the tank 100, is made of stainless steel or the like and must be able to withstand pressures of at least the order of 50 psi.
To Enwärmung the treatment medium D to a certain temperature, a heating device 180, z. B. a steam generator 200 is provided to which a closed heating coil 220 is connected, which is located immediately above the bottom of the tank 100. The steam generator is able to raise the temperature of the treatment medium to 1490 C (300C F). For certain treatment media, such as. B. for colored liquids, closed heating coils 220 are preferred for heating them, since these do not dilute the liquid, which would be the case if wet steam were used for heating purposes. Furthermore, a temperature measuring device 240 is arranged on the tank 160, by means of which the temperature of the treatment medium located in this can be measured.
The tank 160 is further provided with an inlet opening 260 for a line 280 through which either the treatment medium D can be pressurized or wet steam at a high temperature can be introduced into the interior of the tank. If the treatment medium D is liquid, the inlet opening 260 is arranged above the highest level L of this liquid. A branch line 300 is connected to the line 280 via a separately operable valve 340 which leads to a compressed air source 230, e.g. B. an air compressor or the like leads. A pressure measuring device G is arranged in the hood of the tank 160 and enables the pressure build-up in the tank 160 to be displayed. Furthermore, a steam generator 360 is connected to the line 280 via a branch line 380 which also contains a separately actuatable valve 400.
The yarn package TP placed in the tank 100 is a package wound on a tube. The middle section of the tube that carries the turns of the yarn is. as indicated at 420, perforated. In some cases the tube for the packing is designed as a rigid tube which is provided with perforations. It could also be designed as a spring tube or as a tube made of reticulated material, through which a liquid or vapor can easily pass. The ends of the tube of the pack TP fit, on the one hand, into an outwardly open sleeve 440 on the cover 120 and, on the other hand, into an outwardly closed sleeve 460, which is provided on the bottom 480 of the tank 100. Any suitable seals 500 are provided between these two sleeves and the ends of the tube.
A connecting line 520 is provided between the bottom of the tank 160 and the upper end of the tank 140 and is also sealed off from the sleeve 440 by means of a seal 540. The connecting line 520 is provided with a quickly openable valve 560 for a large flow rate, as a result of which the two containers 100 and 160 can be quickly put in and out of connection with one another.
Furthermore, a container or a reservoir 580 for the treatment medium D is provided, which is connected to the inlet 600 of a high-performance pump 620. Described more precisely, a line 640, which is provided with an actuatable valve 660, is connected to the inlet line 680 of the pump 620, which also contains a separately actuatable valve 700. The inlet line 680 is further connected to the bottom of the tank 100 via an outlet line 720, which also contains a separately actuatable valve 740.
As soon as the connecting line 520 is connected to the interior of the tube 420, a flow of the treatment medium D forms from the inner to the outer area of the pack. Of course, if the line 520 is connected to the interior of the tank 100 outside the packing, the flow can also be guided from the outside to the inside area of the packing. If so desired, the outlet conduit is preferably connected to the interior of the tube 420 of the package. The outlet 760 of the pump 620 is connected to the upper region of the tank 160 via a line 780. This line 780 also contains a separately actuatable valve 800.
In order to be able to evacuate the tank or the chamber 100, a high-performance vacuum pump 820 is provided, which is connected via a line 840 to the tank close to its bottom. The vacuum pump 820 sucks the atmosphere from the tank 100, which atmosphere can contain the treatment medium which has evaporated or evaporated.
The vacuum pump further conducts the atmosphere through a condenser 860, which conducts the gases through a line 880 to the atmosphere and releases the vapor condensed into liquid to the line 900, which is connected to the reservoir or the storage container 580 for the treatment medium D. A vacuum device 920 attached to the tank 100 can be used to display the vacuum prevailing inside the tank.
In Fig. 2, a tank 101 is shown, which is used to receive a pack RP, which is wound on a sleeve which widens conically at one end. In this application example of the invention, the tank 101 is modified in such a way that a pin 103 is provided, which protrudes into the bore at the tapering end of the counter-conically shaped pack RP, whereas an enlarged sleeve 102 is provided, which goes into the conically widening part 104 the sleeve carrying the packing RP protrudes. This part 104 can be perforated or made of reticulated material, whereby the liquid or the vapor can easily pass through it.
As mentioned earlier, the devices of FIGS. 1 and 2 can be used for the piece-wise treatment of textile material or the like with a number of treatment media. In the following description of the method, the treatment medium is indicated as a coloring liquid and the treatment is described as coloring for a large number of possible applications of the invention. As can be seen from the drawing, the packing RP is first inserted into the tank 100. With the valves 560 and 740 closed, the interior of the tank is then evacuated or degassed by means of the vacuum pump 820 to a desired vacuum in the order of magnitude of 711 mm (28 inches) of mercury.
Either simultaneously with the evacuation of the tank or the chamber 100 or before or after the same, the tank 160 is filled with the color liquid D up to the desired height L by opening the valves 660, 700 and 800 and operating the pump 620. As soon as the tank 160 is filled to the desired level L, the valves 660, 700 and 800 are closed and the paint liquid is then increased to the predetermined temperature desired or required by the particular treatment. The tank 160 can be pressurized while the paint liquid is being heated or independently thereof. Whether or not the tank 160 is pressurized depends on the type of treatment and what pressure difference between the tanks 100 and 160 is desired.
The tank 160 can be pressurized separately, by opening the valve 340, with the valve 400 closed, by air flowing in from the compressed air source 320, up to a desired value, which is indicated by the pressure gauge G.
As soon as the color liquid D in tank 160 is at the desired temperature and pressure, valve 340 is closed and rapidly openable valve 560 is actuated, causing an almost instantaneous flow of color liquid into the bore of the pack TP and through the pack TP arises in the evacuated area of the chamber 100. The transfer of the color liquid from the tank 160 through the pack TP into the tank 100 takes place almost immediately. For example, it has been found that a packaged tank 100 capable of holding 5,000 ml of liquid can be filled with that liquid in approximately one second when evacuated to 711 mm (28 inches) of mercury and then evacuated to a liquid which is under a pressure of 20 psi.
Changes in temperature, but not pressure, as tests conducted at 380 C (1000 F), 660 C (2000 F) have shown, do not substantially affect this overflow time.
If it is desired, in order to achieve color development, to return the color liquid, it is only necessary, as soon as all of the color liquid D is in the tank 100, to close the valve 560, to open the valves 740, 700 and 800 and the color liquid in pump back the upper tank 160. The method steps described above can then be repeated.
When it is desired to fix the paint, the paint liquid is drained from the lower tank 100 by opening the valves 660 and 740. As soon as this has occurred, these valves and valve 560 are closed again. The tank 100 is then evacuated by starting up the vacuum pump, as a result of which the vaporized dye is condensed out and returned to the reservoir 580.
The upper tank 160 is empty at this time. With valve 800 closed and valve 400 open, steam is supplied to tank 160 until it is at a predetermined pressure and temperature. The vapor is then released in the same way as the color liquid, i.e. H. by opening the quick open valve 560, passed through the yarn package TP.
The method and the device, which were described with reference to FIGS. 1 and 2, can be used for any piecewise treatment by means of gaseous or liquid media, if otherwise good penetration and / or impregnation of the textile material is difficult to achieve.
For example, this method can be used for coloring, resin treatment, mercerization, cleaning, finishing treatment or the like. Some typical procedures, which are intended to serve as an illustration, are explained in more detail below with the aid of the following examples in which the percentages represent percentages by weight of the yarn. In all of these examples, the time to fill the evacuated chamber with paint liquid was only about 1 second.
example 1
A 510 g (18 ounce) tubular yarn package of 5-1 / 2/1 rayon / cotton was dyed in accordance with the present invention in a 5000 ml vacuum tank. For this purpose, a color liquid containing 5S (OWY) Fastolite Blue BFL and 20 S (OWY) salt was placed in an expansion tank and heated to 93 ° C (2000 ° F). The expansion tank was then capped and live steam was added until a pressure of 40 psi (pounds per square inch) was reached.
After the expansion tank was made ready as described above, the vacuum tank containing the package that was to be colored was evacuated to 711 mm (28 inches) of mercury. After this had been achieved and the supply of live steam to the expansion tank was ended, the expansion tank was connected to the vacuum tank, whereupon the color liquid was applied within 1 sec. overflowed from the expansion tank into the vacuum tank.
The pack was left in the color liquid for 5 minutes, after which the color liquid was drained from the vacuum tank and the pack removed.
The yarn of the package was dyed to a good degree.
Example 2
A 510 g (18 ounce) yarn package of 5-1 / 2/1 rayon / cotton was dyed in a 500 ml vacuum tank. The same process steps were followed for the coloring and the same color liquid was used as in Example 1, but the following additional process steps were attempted: After the pack for 5 min. was left in the color liquid, the liquid was removed from the vacuum chamber and this was for 3 min. placed through it under a vacuum of 711 mm (28 inches) of mercury. The expansion tank was refilled using the previously used paint liquid and heated again to a temperature of 930 C (2000 F).
The expansion pressure was then pressurized to 28 psi with live steam while the vacuum tank was brought to a vacuum of 660 mm (26 inches) of mercury. Then, the vacuum tank was connected to the expansion tank, whereby the coloring liquid flowed into the vacuum tank again, and the yarn package became through 5 min. left through in this. Then the color liquid was removed from the vacuum tank and this was again placed under vacuum and for 2 min.
left under vacuum to remove any excess liquid from the yarn of the package.
Finally, the pack was removed and checked, which showed that the yarn was very evenly colored and the pack met expectations.
Example 3
A yarn package made of 100% cotton yarn was dyed in a manner similar to that of Example 1. In the present case, however, the yarn package was wound counter-conically.
Using the same kind of coloring liquid, the same temperatures and the same pressures as in Example 1, the yarn package was for 5 minutes. colored through. When evaluating the finished pack, it was found that the yarn was dyed very evenly, but that there were some deformations in the pack, which were due to the forces occurring when the color liquid flowed into the vacuum chamber.
In the complete treatment and the finishing treatment of a piece of textile material or the like, this is usually subjected to a series of treatments in successive stations. where the piece is consecutive and resp.
or is moved continuously from one station to the next. to achieve the desired result of the treatments. In cases where the piece of textile material for a sequence of treatments is moved essentially continuously from one station to the next, suitable conveying devices can be used, the speed of movement through the various process steps being controlled on the basis of the treatment time in the slowest station becomes.
As an example, which is by no means intended to restrict the invention to a specific sequence, it should be mentioned that a piece of a textile material is subjected to the treatment and finishing treatment steps of cleaning, if necessary drying, dyeing, fixing by means of steam or, if necessary by chemical treatment of the washing to remove excess materials, further, if necessary, the drying and the application of media of the finishing treatment, such as resin or plasticizers, could be added down. In all of these stations, where it is necessary to apply a treatment medium or to carry out a drying, the station could be provided with a device which is formed by a vacuum tank and the associated devices for receiving the piece to be treated.
With the individual use of the method or the device in any one or more treatment or finishing treatment stations, the speed of the treatment and the uniformity of the application of the treatment medium in this station could be accelerated considerably by this. If z. If, for example, the method and the device are used in a dyeing station, the uniformity of the application of the color as well as the speed of dyeing and the speed of fixation could be accelerated if the method according to the invention and the device according to the invention are used. Likewise, the time for cleaning the piece could be reduced in the cleaning station.
In this way, the overall treatment and finishing time of a textile material could be drastically reduced, especially when such a method and apparatus are used in stations which usually require the longest treatment time.