IT8420105A1 - Procedimento e apparecchiatura per la tintura in massa di filati e/o fibre sintetiche - Google Patents

Description

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Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"PROCEDIMENTO E APPARECCHIATURA PER LA TINTURA IN MASSA DI FILATI E/O FIBRE SINTETICHE"

delle Ditte: SYNTEX S.r.l. - con sede in VILLORBA (Treviso)

S.T.P. IMPIANTI S.r.l. - con sede in CASTELLANZA (Varese) entrambe di nazionalit? italiana -che nominano quali mandatari e domiciliatari, anche in via disgiunta fra loro, Dr. Ing. Adele Racheli, Dr. Ing. Dafne Domenighett?, Dr. Ada Dorella e Dr. Diana Domenighett?, dell'Ufficio DR. ING. A. RACHELX & C. - in Milano, Viale San Michele del Carso, 4 -Inventori designati: Giuseppe ALFIDI e Luigi CRIVELLARO Depositata il: al N.:

1 6 MAR. 1984 201 054/84

RIASSUNTO

Il procedimento proposto prevede che il pol?mero fuso venga fatto passare non colorato in un unico estrusore principale e che all'uscita dallo stesso due o pi? flussi di pigmento predisperso provenienti ciascuno da un piccolo estrusore ausiliario, vengano dosati e introdotti in un'unica camera di iniezione suddiv?sa da paratie che separano ? diversi pigienti. L'apparecchiatura ? costituita da un estrusore principale per il polimero base non colorato, due o pi? estrusori ausiliari per pigmenti, predisposti ciascuno con un dosatore volumetrico e un gruppo multiplo di iniezione il flusso principale di polimero viene diviso in flussi secondari in cui avvengono le immissioni dei pigmenti. Eventualmente ? previsto anche un gruppo di omogeneizzazione e filtra2 DR. I8G. A. RACHELI & C. zione, un sistema d? regolazione, controllo e impostazione delle operazioni di additivazione.

DESCRIZIONE

La presente Invenzione si riferisce ad un procedimento di tintura in massa di filati e/o fibre sintetiche, cio? ad un sistema consistente nell'incorporazione fisica del pigmento nel polimero in fase fusa; indi detta fase viene estrusa attraverso i fori delle filiere dando luogo a filamenti gi? colorati.

Le tintura in massa viene usata pressoch? sempre quando si producono filati di polipropilene (in quanto come poliolefina, esso ha scarsa capacit? di combinarsi chimicamente coi coloranti), ma ? spesso usata anche come metodo di tintura alternativo nella filatura di nylon, poliestere ecc.

Le procedure note per additivare il pigmento al polimero si possono ricondurre sostanzialmente alle due tecniche base che andremo a descrivere qui di seguito:

Uno o pi? pigienti in forma di granuli o polvere, diluiti in opportune sostanze (pigmenti predispersi), vengono semplicemente addizionati al polimero (pure in granuli o polvere), tramite sistemi di dosaggio gravimetrici o volumetrici, indi mescolati con esso in apparecchiature opportune.

La miscela cos? ottenuta pu? essere inviata direttamente all'impianto di filatura; oppure essa pu? venire preliminarmente pre-estrusa a parte per preparare il "concentrato di colore" (o master batch) avente il tono di colore richiesto, indi quest'ultimo viene alimentato (eventualmente mescolato con altro polimero bianco) all'impianto di filatura.

Questo sistema presenta notevoli svantaggi, quali:

- difficolt? di eseguire dosaggi precisi e ripetitivi, con possibili frequenti difetti di tintura specialmente nei colori a tinta unita.

- costo notevole delle operazioni di miscelazione ed eventuale preestrusione (perdite di materiale, scarti, energia, manodopera ecc.) a causa della manipolazione di grandi quantit? d? materiale.

- colorazione dell'intera linea di alimentazione del polimero e di estrusione per la filatura, con notevoli difficolt? per la pulizia in occasione dei cambi colore e conseguenti perdite di prodotto.

Un secondo sistema prevede 1'alimentazione del pigmento predisposto, in forma d? granuli o polvere, ad un piccolo estrusore secondario dell'impianto di filatura, e l'iniezione diretta in fase fusa nella massa del polimero base gi? fuso proveniente dall'estrusore principale. Il dosaggio del pigmento si ottiene mediante opportuni dosatori volumetrici in fase fusa.

Questo sistema, detto "ad iniezione", presenta i seguenti vantaggi rispetto al precedente:

- Il pigmento ? meno ?oggetto a degradazione perch? esso non viene sottoposto alla pesante e prolungata azione meccanica e termica dell'e-strusore principale di filatura.

- si pu? ottenere, se il sistema di dosaggio ? correttamente eseguito, una buona uniformit? del colore anche per le t?nte unite e anche durante le fasi transitorie di produzione.

- le operazioni necessarie per un cambiamento di colore sono notevolmente pi? rapide e semplici, essendo minore la zona interessata dalla colorazione.

- ? possibile usare pigmenti pi? concentrati, con una notevole riduzio-ne di costo delle ricette.

In molti casi, prima della filatura, le masse fuse di polimero e pigmento vengono omogeneizzate con opportuni accorgimenti e filtrate con filtri continui o senicontinui.

Per alcuni impieghi, quali il rivestimento dei pavimenti e l'arredamento in generale, il mercato richiede frequentemente filo a pi? colori, cosi da ottenere tessuti con particolari disegni macchiettati.

Attualmente il filo tinto in massa a due o pi? colori viene ottenuto con due sistemi fondamentali: il primo ? un sistema a due stadi in cui il primo stadio consiste nella produzione di filo monocolore tinto in massa con uno dei metodi descritti precedentemente, e avente titolo adeguato al titolo finale da ottenere.

Il secondo stadio consiste nell?accoppiamento di due o pi? fili monocolori.

Questo metodo comporta owii svantaggi consistenti in:

- minor capacit? di produzione in filatura, dovendo produrre fili aventi titolo inferiore;

- costi di stoccaggio e movimentazione interna tra il primo e il secondo stadio;

- maggiori costi di produzione;

- maggiori scarti, ece..

L 'Impiego di questo metodo ? attualmente giustificato solo in caso si desideri ottenere nel prodotto finale disegni particolari che richiedono specifiche caratterietiche del filato, quale ad esempio una torsione dei fili.

Il secondo sistema ? di tipo diretto e prevede un solo stadio. Esso consiste attualmente nell'impiegare sullo stesso impianto di filatura due o pi? estrusori per il polimero realizzati con uno del due sistemi prima indicati nei quali si effettua (per semplice miscelazione o per iniezione come detto sopra) l'additivazione di pigmenti diversi.

In tale modo si estrudono simultaneamente filamenti di diverso colore, i quali vengono, con differenti metodi, raggruppati opportunamente in mazzetti e finalmente raccolti in bobine come filati a due o pi? colori.

Questo metodo richiede l'adozione di due o pi? estrusori principali; pertanto nel caso si esegua la tintura per semplice mescolazione esso presenta i tipici difetti di queeto sistema, in particolare:

- macchinosit? e costo delle premescoiazioni

- difficolt? quando sono necessari frequenti cambi di colore

- difetti di uniformit? di tintura, soprattutto in caso di produzione di filato monocolore, quando tutti gli estrusori dovrebbero essere alimentati con lo stesso pigmento.

Nel caso la tintura venisse eseguita con iniezione in massa, essa richiederebbe di ripetere per due o pi? volte un apparato notevolmente complesso e sofisticato, con sistemi di regolazione e controllo multipli che appesantiscono sia il costo di investimento, che la gestione e l?affidabilit? tecnologica dell<4 >impianto.

Quando poi ? necessario produrre filo monocolore, si ver?fica il caso d? dover iniettare lo stesso pigmento alle stesse condizioni con pi? sistemi diversi e separati, cosa che pud portare facilmente a disuniformit? di colore.

Scopo quindi della presente invenzione ? la realizzazione di un procedimento e di un'apparecchiattira di tintura in massa ad iniezione multipla tale da consentire:

- l?impiego di un solo estrusore principale (anzich? due o pi? estrusori) - l?impiego d? un solo gruppo d? iniezione, anzich? di due o pi? gruppi separati.

- l?impiego di un solo gruppo d? omogeneizzazione e di filtrazione, anzich? due o pi? gruppi separati.

Quanto sopra porta ad ottenere i seguenti vantaggi:

- maggiore semplicit? tecnica d?impianto, con sensibile diminuzione di co-ati d'investimento e dei consumi energetici.

- possibilit? di un migliore controllo delle condizioni di temperatura nei punti nevralgici dell?iniezione e omogeneizzazione.

- omogeneit? di trattamento teraico-meccanico del polimera nell'unico estrusore principale.

- flessibilit? d?impianto, che pu? produrre indifferentemente e con la massima omogeneit? tintor?ale sia filati monocolore che filati a pi? colori, mantenendo inoltre i vantaggi specifici del sistema ad iniezione quali:

- minore degradazione dei pigmenti (e Quindi possibilit? di utilizzo di pigmenti a minor costo)

- nessuna colorazione dell'estrusore principale con facilitazione delle operazioni necessarie ad ogni cambiamento di colore.

- possibilit? di utilizzare pigmenti ad alta concentrazione con riduzione dei costi di ricetta.

E* da notare che questo apparato ? in grado di iniettare nella massa del polimero fuso anche additivi differenti dai pigmenti, quali ad esempio stabilizzanti UV, stabilizzanti termici, antistatici, ritardanti di fiamma ecc.

Rei disegni allegati sono stati rappresentati esempi di realizzazione in cui:

fig. 1 mostra in modo schematico una vista in pianta d'assieme di un complesso di iniezione tripla;

fig. 2 ? la sezione presa lungo la linea 2-2 di fig. 1;

fig. 3 mostra una disposizione dei fori di iniezione realizzati all'estremit? del condotto di iniezione, cio? una sezione lungo la linea 3-3 di fig.2;

fig. 4 mostra una vista dall'alto, cio? dal piano 4-4 d? fig. 1 del gruppo di omogeneizzazione e filtrazione tripli in una vista In sezione presa lungo la linea 4-4 di fig.2;

fig. 5 ? una vista presa dal lato sinistro di fig. 1; e

fig. 6 ? la vista in sezione presa lungo la linea 6-6 di fig. 2 o 5. Con riferimento dapprima alla fig. 1 si noter? che con 1 ? stato indicato l'estrusore principale; con 2, 3 e 4 i tre estrusori secondari, ognuno munito di dispositivi di dosaggio 5, 6 e 7 rispettivamente.

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L'estrusore principale 1 immette il polimero base nel canale 8 che ? previsto entro il gruppo triplo di iniezione indicato in generale con 10 (fig. 2). Entro detto gruppo il canale 8 si suddivide poi in tre condotti 15, 16, 17 {fig. 6), separati l'uno dall'altro. In questa realizzazione questi condotti sono diretti verso il basso. In ognuno di essi penetrano i tubi convogliatori 12, 13 e 14, che immettono il pigmento predisperso o simile proveniente dal rispettivo estrusore secondario 2, 3,4.

Di preferenza il blocchetto 11 contenente una porzione del condotto 16, una del tubo 13 e la zona di imbocco del tubo 13 nel rispettivo condotto 16 per il polimero base viene costruito in modo smontabile, cosi da poter essere facilmente pulito o sostituito.

Anche se nei disegni si ? rappresentato un solo blocchetto 11, in realt? nel gruppo 10 sono previsti tre blocchetti, uno per ogni estrusore secondario.

Per quanto riguarda la posizione dei fori di iniezione previsti all'uscita dei tubi convogliatori 12, 13 e 14, bisogna notare che questi devono essere disposti in modo da consentire la massima uniformit? di additivazione del pigmento nella massa del polimero fuso, e nel contempo avere dimensioni tali da non poter essere facilmente ostruiti da residui carboniosi provenienti da eventuali degradazioni dei materiali, ma anche tali d? assicurare un flusso cont?nuo e non pulsante del pigmento fuso. Un esempio di realizzazione di questi fori ? stato realizzato in fig. 3. Questi, essendo praticati nei blocchetti smontabili sono accessibili e sostituibili per ogni necessit? di intervento.

La fig. 2 mostrante la sezione 2-2 di fig. 1 potrebbe essere, a

RIVENDICAZIONI

1. Procedimento per ottenere filati e/o fibre da pol?meri termoplastici quali polipropilene, nylon 6, nylon 66, poliestere e simili, tinti in massa, caratterizzato dal fatto che il polimero base viene fatto passare in un unico estrusore principale e all'uscita da questo il flusso viene

Claims (10)

10 DB. INO. A. RACHELI & C

suddiv?so in due o pi? flussi entro ognuno dei quali viene fatto pervenire un pigmento predisperso o altro additivo proveniente da un pro-prio estrusore secondario.

2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i diversi flussi di polimero additivate vengono poi omogeneizzati e/o filtrati.

3. Procedimento secondo la rivendicazione 1? caratterizzato dal fatto che i diversi estrusori secondari sono alimentati con lo stesso pigmento o simile, cosi da produrre filo tinto in massa monocolore, il filo cos? prodotto presentando ottime caratteristiche tintor?ali in termini di regolarit?, omogeneit? e costanza.

4. Apparecchiatura per ottenere filo e/o fibra tinta in massa, caratterizzata dal fatto che esso ? costituito da un estrusore principale per il polimero base non colorato il quale alla sua uscita ? munito di un canale che si suddiv?de in due o pi? condotti entro cui due o pi? e? strusori secondari immettono pigmenti predispersi o altri additivi simili.

5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che ciascun estrusore ausiliario ? munito di un dosatore volumetrico.

6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dai fatto che ? pure previsto a valle dell'introduzione del pigmento o simile un gruppo di omogeneizzazione e/o filtrazione.

7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che la dosatura e /|^bt?a^Ji?irod] iaione di filato ? completamente automati azato

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