PL168681B1 - Sposób farbowania poliamidu PL PL PL PL PL - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy farbowania wyrobów z włókien zawierających włókna poliamidowe za pomocą anionowych barwników.

Barwniki anionowe takie jak barwniki kwasowe i barwniki wstępnie metalizowane są powszechnie stosowane do farbowania włókien poliamidowych, w których zawierające azot grupy polimeru poliamidowego służą jako centra przyłączania barwnika. W zwykłych procesach farbowania z wykorzystaniem takich barwników wyroby zawierające włókna poliamidowe zanurza się w wodnej kąpieli zawierającej roztwór barwnika, po przeprowadzeniu jakichkolwiek procesów obróbki wstępnej, takich jak pranie. Jakkolwiek stosuje się wiele różnych urządzeń farbiarskich, wszystkie barwniki stosowane w procesie występują zazwyczaj na początku w kąpieli. Kąpiel zawierająca barwnik i wyrób przeznaczony do farbowania jest zazwyczaj na początku w bardzo niskiej temperaturze, np. 80-120°F (26,7-48,9°C), po czym podgrzewa się ją do wyższych temperatur, często zbliżonych do temperatury wrzenia, w miarę postępu farbowania.

Jakkolwiek wysokojakościowe ufarbowanie osiągnąć można stosując konwencjonalny proces farbowania, to w przypadku pewnych barwników kwasowych takich jak barwniki wyrównujące o małych cząsteczkach cykle farbowania w celu osiągnięcia egalizacji przy stosowaniu takich barwników anionowych trwają czasami wyjątkowo długo i w związku, z tym są kosztowne. Ponadto w przypadku barwników o większych cząsteczkach i barwników wstępnie metalizowanych, które pożądane są w tych zastosowaniach, gdy wymagana jest dobra odporność na światło i/lub spieranie, często występują poważne problemy związane z równomiernością przy stosowaniu konwencjonalnych procesów farbowania.

Barwniki kwasowe i wstępnie metalizowane o dużych cząsteczkach są często określane jako barwniki wrażliwe na strukturę, gdyż nierównomierne wybarwienie można uzyskać w przypadku nieznacznych i w inny sposób niewykryw-alnych wahań w strukturze fizycznej włókna. Jakkolwiek do kąpieli farbiarskiej dodawać można środki wyrównujące i/lub zmniejszające powinowactwo barwnika do włókna w celu poprawy równomierności farbowania, to środki takie czasami zapewniają jedynie ograniczony wzrost równomierności wybarwienia, a zazwyczaj wykazują wady obejmujące wzrost kosztów surowcowych i kosztów związanych z obróbką wyczerpanej kąpieli farbiarskiej. Na dodatek z uwagi na działanie opóźniające takie

168 681 środki chemiczne mogą czasami spowodować wydłużenie cykli farbowania lub utrudnić uzyskanie głębokich barw lub ciemnych odcieni. Ponadto wydajności farbowania przy stosowaniu barwników anionowych, to znaczy siła koloru uzyskanego przy zastosowaniu danej ilości barwnika na włókno, czasami są niższe od oczekiwanych.

Wynalazek dotyczy ulepszonego sposobu farbowania wyrobu włóknistego zawierającego włókna z polimeru poliamidowego za pomocą co najmniej jednego barwnika anionowego, oraz farbowanych wyrobów wytworzonych tym sposobem. Sposób według wynalazku obejmuje zanurzanie wyrobu do kąpieli farbiarskiej ciekłego rozpuszczalnika dla barwnika anionowego. Ciekły rozpuszczalnik i wyrób ogrzewa się do temperatury co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania włókien z polimeru poliamidowego. Barwnik anionowy dodaje się do kąpieli farbiarskiej w postaci mieszalnego ciekłego koncentratu, regulując szybkość dodawania barwnika w czasie etapu dodawania barwnika. Co najmniej część barwnika dodaje się wtedy, gdy kąpiel i wyrób są w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania. Mieszanie kąpieli w czasie etapu dodawania barwnika i w czasie doprowadzania rozpuszczalnika i wyrobu do granicznej temperatury farbowania powoduje, że koncentrat barwnika miesza się z rozpuszczalnikiem w kąpieli tak, że uzyskuje się rozcieńczony roztwór barwnika i wytwarza się przepływ rozcieńczonego roztworu barwnika względem wyrobu, co powoduje przenoszenie barwnika na wyrób. Mieszanie zapewnia również względnie zasadniczo równomierny transport anionowego barwnika do wyrobu. Według wynalazku szybkość farbowania nastawia się przynajmniej w ten sposób, że rozpuszczalnik i wyrób doprowadza się do temperatury co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania, tak że szybkość absorpcji barwnika przez wyrób jest uzależnione przede wszystkim od szybkości dodawania barwnika.

Zgodnie z korzystnym wariantem wynalazku utrzymuje się takie warunki w ciekłym rozpuszczalniku, że przenoszenie barwnika anionowego wynosi poniżej 10%.

Zgodnie z innym korzystnym wariantem wynalazku proces przeprowadza się w maszynie farbiarskiej, w której mieszanie zapewnia szereg powtarzalnych cykli maszyny farbiarskiej, a szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, że około 0,5 - 7%, najkorzystniej około 0,5 - 3% barwnika, w stosunku do całości barwnika, dodaje się do kąpieli farbiarskiej w czasie cyklu maszyny.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem wynalazku mieszanie w kąpieli przeprowadza się zasadniczo w sposób ciągły i z ustaloną szybkością, co najmniej wtedy, gdy rozpuszczalnik i wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem wynalazku barwnik dodaje się w sposób ciągły i z ustaloną szybkością podczas etapu dodawania barwnika.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem wynalazku co najmniej około 33% barwnika dodaje się do kąpieli wtedy, gdy wymieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania, przy czym najkorzystniej dodaje się w tym czasie co najmniej około 50% barwnika.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem wynalazku szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, że stężenie barwnika w miejscu o najniższym stężeniu w kąpieli jest nie bardziej niż 100 razy większe, a najkorzystniej nie bardziej niż 50 razy większe od ostatecznego równowagowego stężenia zasadniczo w jakimkolwiek znaczącym okresie czasu, gdy rozpuszczalnik i wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem wynalazku szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, aby stężenie barwnika w rozpuszczalniku mierzone w miejscu o najniższym stężeniu w kąpieli było co najmniej około 2,5 razy większe, korzystnie co najmniej około 3,5 razy większe od ostatecznego równowagowego stężenia w zasadniczo przedłużonym okresie czasu, gdy rozpuszczalnik i wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania. Korzystnie przedłużony okres czasu stanowi co najmniej

168 681 około 10% czasu, w którym rozpuszczalnik i wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem według wynalazku wymieniony ciekły rozpuszczalnik stanowi wodna ciecz.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem według wynalazku polimer poliamidowy wybrany z grupy obejmującej alifatyczne homopolimery i kopolimery poliamidowe.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem według wynalazku barwnik stanowi barwnik anionowy wrażliwy na strukturę.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem wynalazku proces obejmuje ponadto etap hydroutrwalania przed farbowaniem.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym wariantem według wynalazku barwnik dodaje się z szybkością od około 0,0005 do około 0,5% barwnika/minutę w przeliczeniu na ciężar wspomnianego wyrobu.

Korzystnie ciekły koncentrat barwnika dodaje się do rozpuszczalnika przed pompą cyrkulacyjną, tak aby uzyskać rozcieńczony roztwór barwnika. Korzystnie ciekły koncentrat barwnika dodaje się do rozpuszczalnika za pomocą pompy dozującej.

Sposób według wynalazku stosuje się korzystnie do farbowania tkanin stanowiących przędzę zawierającą włókna z polimeru poliamidowego. Farbowana tkanina zawiera co najmniej jeden anionowy barwnik, przy czym barwnik jest rozprowadzony na tkaninie tak, że:

włókna są asymetrycznie pierścieniowo zabarwione; oraz włókna sąsiadujące z zewnętrznymi powierzchniami przędzy zawierają więcej barwnika niż włókna wewnątrz przędzy.

Farbując tkaninę sposobem według wynalazku korzystnie można otrzymać tkaninę, w której włókna sąsiadujące z co najmniej jedną spośród wierzchniej i spodniej powierzchni, tkaniny zawierają więcej barwnika niż włókna we wnętrzu tkaniny.

Sposób według wynalazku zwłaszcza jest przydatny do farbowania tkanin wybranych z grupy obejmującej wyroby dziane i tkane, zwłaszcza jeśli zawierają włókna ciągłe.

Wynalazek znajduje zastosowanie w wielu różnych procesach farbowania poliamidu za pomocą barwników anionowych, a jest szczególnie przydatny, gdy stosowany jest do farbowania wyrobów takich jak wyroby z dzianą osnową i tkaniny, w urządzeniu do farbowania strumieniowego. Na dodatek wynalazek jest również szczególnie przydatny przy farbowaniu dywanów w farbiarkach kadziowych. Nieoczekiwanie stwierdzono, że jeśli wykorzystuje się go w takich warunkach, iż przenoszenie barwnika wynosi poniżej 10%, barwniki anionowe wykorzystuje się skuteczniej, tak że osiąga się większe wydajności farbowania lub głębsze kolory albo ciemniejsze odcienie, trudno lub niemożliwe do uzyskania w inny sposób. Znacznemu skróceniu ulegają również cykle farbowania dla wszystkich typów barwników. W przypadku anionowych barwników wrażliwych na strukturę łatwo jest uzyskać lepszą jednorodność, nawet wtedy gdy stosuje się dwa lub więcej barwników o różnych szybkościach absorpcji. Ulepszenie w procesie farbowania osiąga się często bez stosowania lub przy stosowaniu zmniejszonych stężeń,chemicznych środków wyrównujących lub innych środków chemicznych, które w znacznych stężeniach mogą komplikować obróbkę wyczerpanych kąpieli farbiarskich.

Na fig. 1 przedstawiono graficznie stężenie barwnika w kąpieli farbiarskiej w funkcji objętości koncentratu barwnika dodanej do kąpieli w laboratoryjnym procesie farbowania strumiernowego według wynalazku (przykład 13, punkty 1 i 5); .

Na fig. 2 przedstawiono graficznie stężenie barwnika w kąpieli farbiarskiej w funkcji temperatury w laboratoryjnym procesie farbowania strumieniowego według wynalazku (przykład 13, punkty 2c i 4c);

Na fig. 3 przedstawiono graficznie stężenie barwnika w kąpieli farbiarskiej w funkcji objętości koncentratu barwnika dodanej do kąpieli w innym laboratoryjnym procesie farbowania strumieniowego według wynalazku (przykład 14, ,punkty 1 i 2);

168 681

Na fig. 4 przedstawiono mikrofotografię przekroju przędzy przy powiększeniu 400%, w przypadku korzystnej farbowanej przędzy według wynalazku (przykład 8 - część B);

Na fig. 5 przedstawiono mikrofotografię przekroju przędzy przy powiększeniu 400%, w przypadku przędzy tego samego typu jak na fig. 2, ale farbowanej w konwencjonalny sposób (przykład 8 - część A - porównawcza);

Na fig. 6 przedstawiono mikrofotografię przędzy z fig. 4 przy powiększeniu 250 x;

Na fig. 7 przedstawiono mikrofotografię przędzy z fig. 5 przy powiększeniu 250 x;

Na fig. 8-17 przedstawiono szereg komputerowo generowanych wzorców z symulowanymi smugami w tkaninie, stosowanych jako podstawa do oceny równomierności tkaniny w niniejszym opisie (przykład 6).

Sposób według wynalazku jest przydatny przy farbowaniu wyrobów zawierających włókna z różnych poliamidów. Wynalazek jest szczególnie przydatny w przypadku włókien wykonanych z alifatycznych homopolimerów i kopolimerów poliamidowych, z których metodą przędzenia ze stopu uzyskuje się włókna, które można poddawać obróbce do celów tekstylnych. Korzystna grupa takich poliamidów zawiera co najmniej jeden polimer spośród poli(heksametylenoadypamidu) i poli(n-kaproamidu) w ilości ponad około 60% wag. Najkorzystniejsza grupa poliamidów zawiera co najmniej około 85% wag. poli(heksametylenoadypamidu). W podanych niżej przykładach homopolimer poli(heksametylenoadypamidu) określany jest jako nylon 66.

Istnieje wiele różnych wyrobów włóknistych zawierających włókna poliamidowe, które można farbować z wykorzystaniem sposobu według wynalazku, takich jak np. przędze, tkaniny, dywany i tkaniny ubraniowe. Do tkanin należą zwykłe wyroby tekstylne takie jak wyroby tkane, dziane i nietkane. Włókno poliamidowe w takich wyrobach może występować w wielu różnych postaciach, np. w postaci płaskiego lub teksturowanego włókna ciągłego, ciętej przędzy, luźnego ciętego włókna itp. Włókno poliamidowe może występować w wyrobie wraz z dowolnym z wielu różnych innych włókien syntetycznych lub naturalnych. Typowy taki wyrób stanowi cięta przędza wykonana z mieszanki ciętego włókna poliamidowego z innymi włóknami, a także tkaniny i ubrania wykonane z takich przędzy. Wynalazek jest szczególnie przydatny w przypadku tkanin zawierających przędze z ciągłych włókien poliamidowych oraz włókna elastyczne takie jak spandex, sprzedawanych pod nazwą handlową Lycra® przez E.I. du Pont de Nemours & Company. Inne włókna w takich wyrobach mogą lecz nie muszą ulegać zabarwieniu przy farbowaniu włókna poliamidowego sposobem według wynalazku. Na dodatek włókna poliamidowe przeznaczone do farbowania mogą już zawierać taki sam lub inny barwnik. Tak np. sposób według wynalazku wykorzystać można do dodania barwnika tak, aby uzyskać odcień, w przypadku gdy stosuje się włókna zawierające już przed procesem większość barwnika.

Barwniki stosowane zgodnie ze sposobem według wynalazku są barwnikami anionowymi, a barwienie włókien poliamidowych następuje w wyniku absorpcji barwnika poprzez połączenie cząsteczek barwnika z zawierającymi azot grupami w cząsteczkach polimeru poliamidowego. Większość barwników anionowych należy do dobrze znanej grupy barwników kwasowych. Innego typu barwnikami anionowymi są produkty określane jako barwniki wstępnie metalizowane, będące produktami reakcji np. chromu i kobaltu z wybranymi barwnikami. Jako to stanie się oczywiste poniżej, często stosuje się mieszaniny dwóch lub więcej barwników w celu uzyskania pożądanego odcienia. W niniejszym opisie słowo barwnik może być użyte do określenia pojedynczego barwnika lub wielu barwników· w mieszaninie barwników stosowanej w procesie farbowania, lub na farbowanym wyrobie. Jeśli w procesach wykorzystuje się więcej niż jeden barwnik, np. gdy używa się mieszaniny barwników w celu uzyskania złożonych odcieni, to procesy takie uważa się za objęte zakresem wynalazku, pod warunkiem, że co najmniej jeden barwnik tworzący złożony odcień nanosi się na wyrób sposobem według wynalazku.

Zgodnie z korzystnym sposobem według wynalazku w kąpieli farbiarskiej stosuje się takie warunki, że przenoszenie barwnika anionowego wynosi mniej niż 10%. Przenoszenie

168 681 jest miarą skłonności barwników anionowych do migrowania z jednego centrum przyłączania barwnika do drugiego po zaabsorbowaniu przez włókno. Przenoszenie w danym zestawie warunków można mierzyć w symulacyjnej kąpieli farbiarskiej, w sposób opisany poniżej w metodzie pomiaru przenoszenia.

Uzyskanie przenoszenia poniżej 10% można łatwo osiągnąć stosując barwniki spośród korzystnej klasy barwników, anionowych barwników wrażliwych na strukturę. Są to zazwyczaj barwniki kwasowe (mielące) o dużych cząsteczkach lub barwniki wstępnie metalizowane, nie wykazujące zdolności do wyrównywania, co oznacza że cząsteczki barwnika nie przenoszą się w znacznym stopniu i z tego względu w bardzo małym stopniu migrują z jednego centrum wiązania barwnika do drugiego po zaabsorbowaniu przez. włókno. Zazwyczaj w przypadku barwników wrażliwych na strukturę przenoszenie w normalnych warunkach stosowania wynosi poniżej 10%. Wrażłiwość na strukturę jest określeniem stosowanym w odniesieniu do takich barwników, gdyż uzyskać można wówczas nierównomierne zabarwienie w przypadku nawet nieznacznych i niedostrzegalnych w inny sposób wahań w strukturze fizycznej włókna. Takie wahania spowodowane są łącznym wpływem działania energii cieplnej, mechanicznej i chemicznej w czasie wytwarzania włókna (w tym podczas nakładania apretury) oraz następującej potem obróbki włókna. Pomimo znanych kłopotów przy stosowaniu barwniki wrażliwe na strukturę są bardzo pożądane w wielu zastosowaniach z uwagi na odporność na spieranie, odporność na światło lub obydwa te czynniki.

Nie mając zamiaru ograniczać korzystnego wariantu wynalazku do konkretnych barwników, powszechnie stosowane barwniki wrażliwe na strukturę przedstawia np. lista zamieszczona poniżej (C.I. odnosi się do Color Index 3 wyd., 1971):

Silnie wrażliwe na strukturę:

C.I. Acid Green 28

C.I. Acid Blue 290

C.I. Acid Blue 264

C.I. Acid Violet 54

Nylanthrene Blue GLF¹

Tectilon Fast Blue RW²

C.I. Acid · Violet 103

C.I. Acid,Violet 48

C.I. Acid'Blue 122

C.I. Acid Blue 280

C.I. Acid Red 182

C.I. Acid Brown 45 u Umiarkowanie wrażliwych na strukturę'

C.I. Acid Orange 116

C.I. Acid Blue 230

C.I. Acid Red 114

1. Crompton & Knowles Corp., Charlotte, N.C. 28233

2. Ciba-Geigy Corp., Dyestuff & Chemicals Div., Greensboro, N.C. 277419-8300

Barwniki wrażliwe na strukturę (wrażliwe na dawkowanie) opisane są dokładniej w Textile Chemist and Colorist, Vol. 17, nr 12, str 231 (1985).

W przypadku barwników, które zazwyczaj określa się jako barwnik wyrównujące, gdyż ulegają one łatwo przenoszeniu i wyrównywaniu w normalnych warunkach stosowania, przenoszenie poniżej około 10% uzyskać można w warunkach niskiego plTi/lub niskiej temperatury. Na dodatek w przypadku barwników, które normalnie wykazują silne działanie wyrównujące, konieczne może okazać się przeprowadzenie farbowania szybko, nawet jeśli warunki w kąpieli do farbowania są takie, że przenoszenie barwnika wynosi poniżej 10%. W innym przypadku korzyści wynikające z wydajności farbowania, które uzyskuje się wykorzystując sposób według wynalazku, zostaną zmniejszone na skutek przenoszenia barwnika, które nastąpi po naniesieniu barwnika na wyrób.

168 681

Podobnie jak w konwencjonalnych procesach farbowania pożądane jest wypranie wyrobu przed farbowaniem w celu usunięcia wykończenia przędzy, klejonek oraz innych materiałów, które mogą niekorzystnie wpłynąć na farbowanie. W przypadku wykorzystywania sposobu według wynalazku do farbowania tkanin z dzianą osnową, zwłaszcza w krytycznych parametrach stosowania barwników, bardzo ważne jest dokładne wypranie tkaniny przed farbowaniem. Tkaniny można np. prać w otwartej z boków kadzi pralniczej lub w urządzeniu stosowanym do farbowania, np. w farbiarce strumieniowej lub belkowej. Zazwyczaj odpowiednie są roztwory stosowane w konwencjonalnych procesach, np. woda o temperaturze 180°F (82,2°C) zawierająca środek powierzchniowo czynny, np. 0,5 g/litr środka MERPOL LFH® (ciekły niejonowy detergent sprzedawany przez E.I. Du Pont de Nemours & Company, Inc., z Wilmington, DE). Po wypraniu tkanina powinna być wypłukana, np. przez zanurzenie w gorącej wodzie.

Podobnie jak w przypadku znanych procesów farbowania, pożądane jest przeprowadzenie utrwalania cieplnego pewnych tkanin z dzianą osnową, takich jak trykot, stabilizującego tkaninę i zapobiegającego zawijaniu się brzegów', które może spowodować nierównomierne zabarwienie. Szczególnie pożądane jest utrwalanie cieplne elastycznych tkanin trykotowych, gdyż tkaniny takie wykazują silną skłonność do zwijania się brzegów. Dogodne może okazać się suszenie i utrwalanie cieplne wypranych tkanin w jednym etapie np. w napreżarce szpilkowej. Wyrównywanie brzegów tkaniny w czasie utrwalania cieplnego może również ułatwić ograniczenie do minimum zawijanie się brzegów w czasie farbowania.

Inną szczególną dogodną techniką w przypadku pewnych tkanin takich jak tkaniny z dzianą osnową do stosowania w motoryzacji, jest hydroutrwalanie tkanin stanowiące część procesu farbowania. Hydroutrwalanie należy rozumieć jako ogrzewanie tkaniny do temperatury wystarczającej do zmniejszenia różnic strukturalnych między poszczególnymi przędzami oraz utrwalania przędzy w kontakcie z wwdą. Zazwyczaj woda nie powinna zawierać znacznych ilości chemikaliów lub zanieczyszczeń. Hydroutrwalanie może wyeliminować etap utrwalania cieplnego i zapewnić dodatkowy wzrost równomierności zabarwienia uzyskiwany w procesie farbowania prowadzonym sposobem według wynalazku. Jakkolwiek hydroutrwalanie można przeprowadzić w autoklawie, to w procesie prowadzonym sposobem według wynalazku hydroutrwalanie można łatwo przeprowadzić w kąpieli farbiarskiej, ale przed dodaniem jakiegokolwiek barwnika lub innych chemikaliów. Jest to szczególnie przydatny sposób, gdy farbowanie ma być przeprowadzone w farbiarce strumieniowej, gdyż w większości farbiarek strumieniowych istnieje możliwość podwyższania ciśnienia w celu osiągnięcia pożądanych temperatur. W przypadku nylonu 66 kąpiel ogrzewa się do temperatury co najmniej około 190°F (87,8°C), korzystnie do temperatury od około 220°F (104,4°C) do około 270°F (132,2°C), przez około 1 -5 minut. W przypadku nylonu 6 i kopolimerów nylonu 66 wymagane temperatury są zazwyczaj niższe.

W procesie prowadzonym sposobem według wynalazku wyrób przeznaczony do farbowania zanurza się w kąpieli farbiarskiej zawierającej ciekły rozpuszczalnik anionowego barwnika. Kąpiel farbiarska może przyjmować wiele różnych form, począwszy od sytuacji gdy wyrób jest całkowicie zanurzony w kąpieli przez cały czas procesu farbowania, aż do takiej, gdy wyrób jest częściowo zanurzony w odpowiednim okresie i przemieszcza się cyklicznie lub przypadkowo, aby zapewnić kontakt całego wyrobu z rozpuszczalnikiem. Częściowe zanurzenie jest przydatne w przypadku wyrobów takich jak tkaniny, gdyż tkaniny można stopniowo przepuszczać przez kąpiel, w postaci ciągłej wstęgi lub stosując ruch posuwisto-zwrotny wyrobu o określonej długości, tak aby cały wyrób został ostatecznie ufarbowany.

W korzystnym procesie wykorzystuje się kąpiel wykonaną w urządzeniu do strumieniowego farbowania tkanin, w którym tkanina w postaci wstęgi bez końca przesuwana jest przez dysze strumieniowa, do których doprowadza się za pomocą pompy rozpuszczalnik z kąpieli. Do maszyn tego typu należy maszyna do farbowania strumieniowego (Gaston Country Dyeing Machinę Company), cyrkulacyjna maszyna do farbowania strumieniowego (Hisaka Works, Ltd.), maszyna farbiarska Uni-Ace (Nippon Dyeing Machinę Company), maszyna

168 681 farbiarska HT Loco-Overflow (Hokuriku Chemical Machinery Co., Ltd.), instalacja Masflow (Masuda Manufacturing Co., Ltd) itp.

Gdy tkaninę wprowadza się do farbiarki strumieniowej przy realizacji korzystnego wariantu według wynalazku i zszywa się jej końce tak, aby uzyskać wstęgę, to korzystnie wykonuje się prosty szew bez naprężeń, tak aby zmniejszyć do minimum możliwość wystąpienia braku równomierności na skutek naprężeń w- szwie. W procesach w większej skali stwierdzono, że rozpinanie wstęgi tkaniny na rurze zazwyczaj nie jest wskazane, gdyż rozpinanie może utrudnić dostęp barwnika do tkaniny. W farbiarce strumieniowej należy dokonać odpowiedniej nastawy dysz strumieniowych, aby umożliwić pełną reorientację tkaniny w czasie farbowania, a ponadto należy zapewnić odpowiednią szybkość obiegu, co zostanie dokładniej wyjaśnione poniżej. Zazwyczaj należy również unikać przepełnienia wamika, tak że ilość tkaniny przeznaczonej do farbowania powinna być odpowiednio ograniczona.

Ciekły rozpuszczalnik barwnika stanowi dowolny odpowiedni rozpuszczalnik, który może doprowadzić barwnik do miejsc przyłączania barwnika na tkaninie, a który ponadto jest kompatybilny z tkaniną, barwnikiem i innymi elementami procesu; do odpowiednich rozpuszczalników naieżą uwodnione ciecze oraz metanol. Korzystnie ciekły rozpuszczalnik stanowi uwodniona ciecz, która zawiera mniej niz około 10% wag. dodatków ustalających i utrzymujących wymagane pH oraz stosowanych w innych celach. Odpowiednie uwodnione ciecze przydatne w procesie farbowania zawierają dodatki tworzące układ buforowy. Tak np. w celu nastawienia pH na odpowiedni poziom stosować można kwas octowy w ilości około 1% wag. oraz octan amonu w ilości około 2% wag. inne dodatki mogą stanowić chemikalia takie jak środki wyrównujące, środki zmniejszające powinowactwo barwnika do włókien itp., które w niniejszym opisie określa się łącznie jako pomocnicze środki farbiarskie. Pomocnicze środki farbiarskie mogą być stosowane w procesie według wynalazku, choć często środki takie nie są niezbędne. Jeśli pomocnicze środki farbiarskie są obecne w kąpieli, stosuje się zazwyczaj o wiele mniejsze stężenia, aby utrzymać względnie krótki czas cyklu farbowania. Pomocnicze środki farbiarskie mogą być przydatne i mogą być pożądane przy uzyskaniu złożonych odcieni z barwników o różnych powinowactwach.

Gdy kąpiel zawiera niewielkie ilości lub nie zawiera wcale pomocniczych środków farbiarskich, uzyskuje się znaczne oszczędności przy obróbce lub utylizacji wyczerpanych kąpieli farbiarskich. Ponadto ufarbowane włókno może być zasadniczo wolne od resztek, pomocniczych środków farbiarskich lub zawartość tych środków może być o wiele niższa niż w przypadku włókien farbowanych w konwencjonalnym procesie z wykorzystaniem barwników wrażliwych na strukturę, których użycie wymaga zazwyczaj wysokich stężeń pomocniczych środków farbiarskich w kąpieli. Na dodatek w pewnych przypadkach można· zastosować wyczerpaną kąpiel farbiarrkądo obróbki wykończeniowej, np. do zwiększenia trwałości na mokro, odporności na światło lub miękkości, do nanoszenia środków antystatycznych oraz w innych znanych procesach obróbki wykończeniowej, w których stosuje się środki chemiczne. W przypadku takich obróbek wykończeniowych środki chemiczne dodawać można do gorącej kąpieli z wykorzystaniem techniki zbliżonej do stosowalnej przy dodawaniu barwnika w procesie prowadzonym sposobem według wynalazku. Na- dodatek można także ponownie użyć wyczerpaną kąpiel farbiarską w następnym procesie farbowania, jeśli nie stosuje się pomocniczych środków farbiarskich lub ich stężenie jest wystarczająco niskie.

Anionowy barwnik dodaje się do kąpieli farbiarskiej w postaci mieszającego się z nią ciekłego koncentratu, z regulowaną szybkością dodawania barwnika w okresie dodawania barwnika. Okres dodawania barwnika oznacza okres czasu rozpoczynający się pierwszym dodaniem barwnika, a kończący się przy dodaniu ostatniej ilości· barwnika. Długość okresu dodawania barwnika wynosi zazwyczaj od około ,5 minut do około 4,godzin, z tym, że najczęściej okresy dodawania barwnika wynoszą od około 20 do 100 minut. W wyniku mieszania, co zostanie dokładniej wyjaśnione poniżej, mieszający się z kąpielą ciekły koncentrat barwnika miesza się z rozpuszczalnikiem w kąpieli, tak ze powstaje rozcieńczony roztwór barwnika. Określenie 'mieszający się z kąpielą ciekły koncentrat oznacza roztwór, w którym

168 681 barwnik jest całkowicie rozpuszczony i który można dodać i wymieszać z ciekłym rozpuszczalnikiem w kąpieli uzyskując rozcieńczony ciekły roztwór barwnika, we wszystkich proporcjach, w jakich takie koncentraty zazwyczaj miesza się z kąpielą farbiarską. Rozpuszczalnik mieszającego się z kąpielą ciekłego koncentratu może różnić się od ciekłego rozpuszczalnika, pod warunkiem, że wprowadzenie innego rozpuszczalnika nie wpłynie niekorzystnie na proces farbowania. Jeśli stosuje się wodną kąpiel farbiarską, rozpuszczalnikiem stosowanym korzystnie w mieszającym się z kąpielą ciekłym koncentracie jest woda.

Jak to zostanie dokładniej wyjaśnione poniżej, szybkość dodawania barwnika nastawia się w zależności od ilości barwnika, która ma być naniesiona, charakterystyki farbowanego wyrobu, rodzaju urządzenia farbiarskiego, rodzaju barwnika i warunków farbowania niezbędnych do uzyskania wymaganych wyników. Korzystnie w celu ułatwienia regulacji w procesie i zapewnienia większej jego powtarzalności, barwnik dodaje się w sposób ciągły ze stałą szybkością podczas okresu dodawania barwnika.

W procesach, w których rozcieńczony roztwór barwnika w kąpieli cyrkuluje się za pomocą pompy cyrkulacyjnej, ciekły koncentrat barwnika korzystnie dodaje się do rozpuszczalnika przed pompą cyrkulacyjną. W tym celu korzystnie stosuje się pompę dozującą. Korzystnie, jeśli tkaninę farbuje się w farbiarce strumieniowej, pompa cyrkulacyjna doprowadza rozcieńczony roztwór barwnika do dyszy strumieniowej tak, że świeżo dodany barwnik styka się z tkaniną po raz pierwszy w strumieniu.

W procesie według wynalazku kąpiel farbiarską zawierającą rozpuszczalnik i wyrób w kąpieli farbiarskiej ogrzewa się do temperatury co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania. W niniejszym opisie graniczna temperatura farbowania odnosi się do temperatury w czasie farbowania za pomocą konkretnego barwnika, w której struktura włókien otwiera się na tyle, aby umożliwić znaczny wzrost szybkości absorpcji barwnika. Graniczną temperaturę farbowania dla kombinacji barwnik-włókno można wyznaczyć przeprowadzając farbowanie w przewidywanych warunkach i wykreślając zależność procentowego wyczerpywania barwnika w funkcji temperatury kąpieli farbiarskiej zwiększającej się z szybkością 3°C/minutę. Temperatura, w której nastąpi 15% wyczerpanie jest graniczną temperaturą farbowania. Jeśli w procesie farbowania stosuje się więcej niż jeden barwnik, temperatura procesu farbowania jest korzystnie co najmniej równa granicznej temperaturze farbowania barwnika o najwyższej granicznej temperaturze farbowania (zazwyczaj również barwnika najbardziej wrażliwego na strukturę). W korzystnym wariancie według wynalazku z wykorzystaniem urządzenia do farbowania strumieniowego ogrzewanie można przeprowadzać stosując zewnętrzny wymiennik ciepła, przez który cyrkuluje ciecz z kąpieli.

W procesie według wynalazku co najmniej część barwnika dodaje się wtedy, gdy temperatura rozpuszczalnika i wyrobu jest co najmniej równa granicznej temperaturze farbowania. Tą część procesu farbowania można określić jako fazę szybkiej absorpcji barwnika, to znaczy przedział czasowy, w którym barwnik jest w kąpieli, a rozpuszczalnik i wyrób są w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania. W procesie, w którym nie dodano jeszcze barwnika, dopóki rozpuszczalnik i wyrób nie znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania, faza szybkiej absorpcji barwnika rozpoczyna się, gdy po raz pierwszy barwnik doda się do kąpieli. W procesie, w którym dodawanie barwnika rozpoczęto przed dojściem kąpieli do odpowiedniej temperatury, faza szybkiej absorpcji barwnika rozpocznie się, gdy rozpuszczalnik i wyrób osiągną temperaturę co najmniej równą. granicznej temperaturze farbowania. W typowych procesach faza szybkiej absorpcji barwnika kończy się, gdy kąpiel zbliża się do wyczerpania lub wyczerpie się, tak że nastąpi koniec procesu farbowania.

W czasie fazy szybkiej absorpcji barwnika w jednym z korzystnych procesów według wynalazku temperatura kąpieli i wyrobu w kąpieli utrzymywana jest zasadniczo na stałym poziomie, tak że na przebieg procesu farbowania nie wpływają zamiany temperatury, które mogłyby zmienić szybkość absorpcji barwnika przez wyrób. Zazwyczaj, przy założeniu że utrzymuje się temperaturę wyższą od granicznej temperatury farbowania, temperaturę powinno się

168 681 regulować w granicach ±10°C, korzystnie ±5°C. W roztworach wodnych zazwyczaj korzystne jest również utrzymywanie pH na zasadniczo stałym poziomie. Stwierdzono, że odpowiednie jest regulowanie nH w granicach około ±0.2.

J-----_o---- ------_x--- C3------— - - - >

W pewnych procesach, zwłaszcza wówczas gdy stosuje się mieszaninę barwników, W której jeden z barwników jest wrażliwy na strukturę, a inny jest silnie wyrównujący, korzystne może okazać się obniżanie pH i/lub obniżanie temperatury w miarę postępu farbowania, aby ułatwić wyczerpywanie barwnika wyrównującego z kąpieli. Jest to szczególnie pożądane pod koniec lub na końcu farbowania, gdyż barwnik wrażliwy na strukturę może zaabsorbować się zbyt szybko, co może doprowadzić do nierównomiernego zabarwienia jeśli temperatura lub pH na początku są zbyt niskie, pH obniżyć można dozując odpowiedni roztwór kwasu takiego jak kwas octowy do kąpieli po okresie dodawania barwnika, albo stosując donor kwasu taki jak donor kwasu dostarczany przez Sandoz Chemical Co. pod nazwą handlową SANDACIDR który hydrolizując obniża pH w stopniowy, kontrolowany sposób.

W korzystnym procesie według wynalazku co najmniej około 33% barwnika dodaje się do kąpieli gdy rozpuszczalnik i wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania, to znaczy w fazie szybkiej absorpcji barwnika. Najkorzystniej co najmniej około 50% barwnika dodaje się w fazie szybkiej absorpcji ' barwnika. Jak to w sposób wyraźniejszy wyniknie z podanych niżej przykładów, korzyści związane ze wzrostem wydajności farbowania uzyskać można zwiększając ilość barwnika dodawanego w czasie fazy szybkiej absorpcji barwnika. Jednakże pożądane może okazać się zrezygnowanie w pewnym stopniu z wydajności farbowania, tak aby osiągnąć korzystne skrócenie cyklu farbowania, co zrealizować można dodając co najmniej część barwnika do kąpieli przed jej dojściem do granicznej temperatury farbowania.

Mieszanie kąpieli podczas okresu dodawania barwnika i fazy szybkiej absorpcji barwnika przeprowadza się w celu wymieszania koncentratu barwnika z rozpuszczalnikiem w kąpieli, tak aby uzyskać rozcieńczony roztwór barwnika i zapewnić przepływ rozcieńczonego roztworu barwnika względem wyrobu i spowodować w ten sposób przemieszczanie barwnika do wyrobu. Określenie mieszanie obejmuje dowolne sposoby mieszania i nadawania ruchu rozpuszczalnika w kąpieli farbiarskiej względem wyrobu. Ruch rozpuszczalnika względem wyrobu wywołać można cyrkulując rozpuszczalnik do kąpieli farbiarskiej, przesuwając wyrób przez rozpuszczalnik lub zarówno przesuwając wyrób jak i cyrkulując ciecz. W, korzystnym procesie, w którym wykorzystuje się aparat do farbowania ίόιΐ·υιηίεηίο\\^(), występuje zarówno ruch wyrobu jak i cyrkulacja kąpieli w wyniku prowadzenia cyrkulacji cieczy, a cyrkulację tkaniny realizuje się zazwyczaj przy pomocy obrotowego bębna, w który urządzenie takie jest zwykle wyposażone.

Mieszanie zapewnia również średnio zasadniczo równomierny transport anionowego barwnika do wyrobu w okresie dodawania barwnika oraz w fazie szybkiej absorpcji barwnika, tak że uzyskuje się wybarwienie wizualnie wystarczająco równomierne, aby wyrób był przydatny w przewidywanych zastosowaniach. Zazwyczaj wzrokowo równomierna tkanina wykazuje w przekroju wahania odcienia wynoszące poniżej 5%. W związku z tym w procesie, w którym wykonuje się szereg powtarzających się cykli, tak jak według wynalazku w korzystnym wariancie w farbiarce strumieniowej, w której wstęga tkaniny cyrkuluje szereg razy przez dyszę strumieniową, transport barwnika do tkaniny może nie być wystarczająco równomierny w każdym dowolnym cyklu pracy maszyny Jednakże sumaryczny efekt transportu barwnika we wszystkich cyklach jest taki, że uzyskuje się równomierne zabarwienie, gdyż transport barwnika jest średnio równomierny. Jak to zostanie dokładniej wyjaśnione później, pożądane może okazać się zwiększenie ilości obiegów, ograniczenie szybkości dodawania barwnika lub przeprowadzenie obydwu tych operacji, aby zmniejszyć procent całkowitej ilości absorbowanego barwnika w każdym cyklu i w ten sposób zwiększyć równomierność poprzez uzyskanie bardziej uśrednionego efektu. W celu ułatwienia regulacji w procesie i zapewnienia większej jego powtarzalności korzystne jest prowadzenie mieszania w sposób ciągły i z ustaloną szybkością.

168 681

Według wynalazku szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, aby stanowiła ona podstawowy parametr regulacji szybkości absorpcji barwnika przez wyrób, co najmniej wtedy, gdy rozpuszczalnik i wyrób znajdują się w temperaturze równej lub wyższej od granicznej temperatury farbowania. Rodzaj niezbędnej do zapewnienia nastawy szybkości dodawania barwnika można łatwiej zrozumieć przy pomocy równania I, które uwzględnia parametry wpływające na proces farbowania:

W równaniu I Ds oznacza współczynnik dyfuzji barwnika w roztworze, Df oznacza współczynnik dyfuzji barwnika we włóknie, K oznacza współczynnik równowagowego rozrzutu w układzie barwnik/włókno, r oznacza promień włókna, a delta oznacza grubość dyfuzyjnej warstwy granicznej. W procesie według wynalazku stwierdzono, że nastawianie szybkości dodawania barwnika do roztworu i zgranie tej szybkości z innymi parametrami kąpieli tak, że szybkość dodawania barwnika stanowi podstawowy parametr regulujący szybkość absorpcji barwnika, zapewnia małą wielkość parametru L w równaniu I. Stwierdzono również, że maksymalne korzyści z wynalazku uzyskuje się wtedy, gdy L jest bardzo małe, korzystnie bliskie zeru.

W celu zapewnienia, aby szybkość dodawania barwnika stanowiła podstawowy parametr kontrolujący szybkość absorpcji barwnika, a tym samym w celu zapewnienia niskich wielkości L, szybkość dodawania barwnika ogranicza się tak, aby wyrób włóknisty, który może łatwo absorbować barwnik, gdy znajduje się w temperaturze wyższej niż graniczna temperatura farbowania, był zdolny do absorbowania barwnika w ilości większej od dostarczanej. W takich warunkach stężenie barwnika w kąpieli jest o wiele niższe niż w procesie konwencjonalnym i z tego względu wpływ współczynnika dyfuzji we włóknie, Df, jest znacznie mniejszy niż w konwencjonalnym procesie. Również wielkość Ds/(K · Df) będzie mniejsza niż w procesie konwencjonalnym, co będzie prowadzić do zmniejszenia wielkości L, przede wszystkim z tego względu, że wielkość K będzie zwiększać się w miarę jak stężenie barwnika w kąpieli farbiarskiej będzie spadać. Wpływ ten jest szczególnie wyraźny w przypadku korzystnego wariantu według wynalazku, gdy barwniki stosuje się i/lub warunki ustala się tak, aby przenoszenie barwnika wynosiło poniżej 10%. W takich przypadkach wielkość K jest bardzo wysoka i wzrasta jeszcze bardziej w wyniku ograniczenia stężenia barwnika w kąpieli.

Korzystnie szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, aby stężenie barwnika w rozpuszczalniku w miejscu o najmniejszym stężeniu było nie bardziej niż 100 razy większe od ostatecznego równowagowego stężenia w jakimkolwiek znaczącym okresie czasu, gdy rozpuszczalnik i wyrób znajdują się w temperaturze wyższej od granicznej temperatury farbowania. Jeśli w procesie prowadzonym sposobem według wynalazku barwnik dodaje się do kąpieli przed osiągnięciem granicznej temperatury farbowania, w kąpieli może przejściowo występować wysokie stężenie barwnika, gdy kąpiel jest w temperaturze równej lub wyższej od granicznej temperatury farbowania. Jednakże taki okres występowania wysokiego stężenia nie powinien być znaczącym okresem czasu, np. nie powinien stanowić więcej niż około 10% czasu, w którym kąpiel jest w temperaturze równej lub wyższej od granicznej temperatury farbowania. W celu uzyskania maksymalnych korzyści w przypadku, gdy proces prowadzi się w takich warunkach lub stosuje się taki barwnik, że przenoszenie barwnika wynosi poniżej około 10%, korzystne jest, jeśli stężenie nie było bardziej niż 100 razy większe od ostatecznego stężenia równowagowego w jakimkolwiek okresie czasu, gdy kąpiel jest w temperaturze równej lub wyższej od granicznej temperatury farbowania. Jeszcze korzystniej szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, aby stężenie nie było bardziej niż 50 razy wyższe od ostatecznego stężenia równowagowego.

Ostateczne stężenie równowagowe jest stężeniem barwnika w kąpieli farbiarskiej odpowiadającym określonej procentowej zawartości barwnika na wyrobie w warunkach procesu, w przypadku którego zasadniczo nie następuje dalszy wzrost głębi zabarwienia bez dodania

168 681 nowej ilości barwnika. Ostateczne stężenie równowagowe określić można ze względną pewnością w samym procesie prowadząc ekstrapolację od stężenia zmierzonego w kąpieli farbiarskiej pod koniec procesu farbowania. Zazwyczaj w przypadku gdy proces farbowania jest doprowadzony do końca w skali przemysłowej, barwnik będzie w znacznym stopniu wyczerpany (a jego stężenie w kąpieli będzie wyrównane), tak że ostateczne stężenie przed usunięciem kąpieli można będzie uznać za ostateczne stężenie równowagowe. W czasie procesu farbowania miejsce o najmniejszym stężeniu barwnika znajduje się zazwyczaj tuż przed miejscem, w którym barwnik wprowadza się do kąpieli. Tak np. w procesie, w którym przeprowadza się obieg rozpuszczalnika za pomocą pompy cyrkulacyjnej i barwnik wprowadza się przed pompą, stężenie barwnika w rozpuszczalniku tuż przed miejscem, w którym dodaje się barwnik, będzie stężeniem najniższym. W przemysłowych .farbiarkach strumieniowych zainstalowane miejsca pobierania próbek, oddalone od strumienia, również nadają się do dokonywania pomiarów stężenia, gdyż stężenie w próbce pobranej z takich miejsc będzie zasadniczo odpowiadać stężeniu tuż przed miejscem, w którym barwnik wprowadza się do kąpieli.

W przeciwieństwie do powyższego, w konwencjonalnym procesie farbowania nylonu stężenie barwnika w kąpieli jest na wstępie średnio 300 - 500 lub więcej razy wyższe od stężenia równowagowego i pozostaje w tym zakresie przez znaczny okres czasu, a następnie zaczyna stopniowo spadać w miarę jak powoli podwyższa się temperaturę w celu spowodowania postępu w farbowaniu. Gdyby stężenia takie same jak w konwencjonalnych procesach farbowania występowały przez znaczny okres czasu, gdy włókno zawiera niewielką ilość barwnika i znajduje się w temperaturze powyżej granicznej temperatury farbowania, z dużym prawdopodobieństwem uzyskanoby widoczne nierównomierne zabarwienie, zwłaszcza wtedy gdy proces prowadziłoby się w takich warunkach lub stosowało taki barwnik, ze przenoszenie' barwnika wynosiłoby poniżej 10%.

Aby bardziej skrócić czas cyklu farbowania, co można osiągnąć sposobem według wynalazku, szybkość dodawania barwnika korzystnie nastawia się również tak, aby stężenie barwnika w rozpuszczalniku oznaczane w miejscu o najniższym stężeniu w kąpieli, było co najmniej 2,5 raza większe od ostatecznego stężenia równowagowego przez wydłużony okres czasu, gdy rozpuszczalnik i wybór znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania. Korzystnie wydłużony okres czasu stanowi co najmniej około 10% czasu, w którym rozpuszczalnik i wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania. Korzystnie stężenie w kąpieli w miejscu o najniższym stężeniu jest co najmniej około 3,5 raza większe od stężenia równowagowego.

W procesach przemysłowych, w których przeprowadza się szereg powtarzanych cykli maszyny, np. obiegi wstęgi w farbiarce strumieniowej lub kadziowej, lub cyrkulację kąpieli w farbiarce belkowej, według wynalazku korzystne jest nastawianie szybkości dodawania barwnika tak, aby w cyklu maszyny dodać barwnik w ilości stanowiącej około 0,5 - 7% całkowitej ilości barwnika, w celu uzyskania średnio zasadniczo równomiernego przenoszenia barwnika i wzrokowo równomiernego zabarwienia. Najkorzystniej w cyklu maszyny dodaje się barwnik w ilości około 0,5 - 3%. Przy stosowaniu laboratoryjnych strumieniowych lub belkowych urządzeń farbiarskich procent całkowitej ilości -barwnika dodawanego w cyklu jest zazwyczaj niższy, gdyż w urządzeniu laboratoryjnym szybkość obiegu jest najczęściej wysoka, co nie byłoby praktyczne do zrealizowania w dużych przemysłowych urządzeniach do farbowania, z tym że uzyskuje się doskonałe wyniki.

Szybkości dodawania barwnika w przeliczeniu na wagę tkaniny w przemysłowych farbiarkach strumieniowych i belkowych wynoszą zazwyczaj około 0,0005 - 0,5% barwnika/minutę. Szybkości przy dolnej granicy tego zakresu są odpowiednie przy farbowaniu z małą procentową zawartością barwnika na włóknie, przy stosowaniu barwników o wyjątkowo wysokim powinowactwie, ze stosowaniem odpowiedniej, ilości cykli maszyny dla uzyskania odpowiedniego uśrednienia i osiągnięcia zasadniczo równomiernego przenoszenia barwnika.

Realizując korzystny proces według wynalazku w takich warunkach, że przenoszenie barwników wynosi poniżej 10% w tym samym urządzeniu, w którym przeprowadza się kon14

168 681 wencjonalne farbowanie poliamidu, uzyskać można wyroby zawierające farbowane włókna poliamidowe o względnie większej intensywności zabarwienia przy takiej samej względnej zawartości barwnika, to znaczy osiągnąć względną wydajność farbowania większą od możliwej do uzyskania przy wykorzystaniu konwencjonalnych procesów. W zależności od typu stosowanego barwnika temperaturę i pH w kąpieli farbiarskiej można wykorzystać do nastawiania względnych wydajności farbowania uzyskiwanych w procesie prowadzonym sposobem według wynalazku w tym samym typie urządzenia w tych samych warunkach. Tak np. w przypadku większości barwników anionowych obniżenie pH będzie zapewniać zwiększenie względnych wydajności farbowania. W przypadku barwników wykazujących skłonność do wyrównywania w konwencjonalnych warunkach pożądane może okazać się obniżenie temperatury, co wywiera decydujący wpływ na zmniejszenie przenoszenia. Przy zwiększeniu temperatury powyżej granicznej temperatury farbowania względne wydajności farbowania uzyskiwane dla wielu barwników wrażliwych na strukturę mogą wzrosnąć. Jednakże ogólnie można stwierdzić, że w warunkach, w których uzyskuje się maksymalne korzyści w odniesieniu do wydajności farbowania w przypadku barwników wrażliwych na strukturę trudne może okazać się uzyskanie wzrokowo równomiernego zabarwienia. W związku z tym konieczne może okazać się dobranie takich warunków, aby osiągnąć kompromis między wzrostem względnej wydajności farbowania i zachowaniem w dalszym ciągu równomiernego zabarwienia, bez stosowania nadzwyczajnych środków ostrożności.

W korzystnym procesie według wynalazku przy stosowaniu barwników w takich warunkach, że ich przenoszenie wynosi poniżej 10%, można zminimalizować wrażliwość na różnice strukturalne włókien, prowadzące do nierównomiernego zabarwienia. Zakładając, ze przenoszenie barwnika do wyrobu jest średnio zasadniczo równomierne, osiągnąć można wzrokowo równomierne zabarwienie kryjące smugi w tkaninie spowodowane strukturalnymi różnicami w przędzy, tak że uzyska się farbowaną tkaninę o większym stopniu równomierności zabarwienia niż w przypadku stosowania procesu konwencjonalnego.

Można również wpływać na wyniki uzyskiwane w procesie według wynalazku stosując pomocnicze środki farbiarskie w rozpuszczalniku w kąpieli farbiarskiej lub dodając je do koncentratu barwnika. Zazwyczaj środki pomocnicze, które zmniejszają smugowanie barwnika będą powodować spadek uzyskiwanej wydajności farbowania, a sam proces farbowania będzie bardziej zbliżony do farbowania konwencjonalnego. Na dodatek jeśli barwnik doda się do kąpieli zanim osiągnie ona graniczną temperaturę farbowania, barwnik zaabsorbowany na włóknie przed osiągnięciem granicznej temperatury farbowania będzie nadawać włóknom w wyrobie pewne właściwości charaktei^slyczne dla farbowania konwencjonalnego.

Przy uruchamianiu w skali przemysłowej procesu według wynalazku w farbiarce strumieniowej korzystnie należy najpierw przeprowadzić proces w urządzeniu w skali laboratoryjnej w warunkach odpowiadających zasadniczo wybranym warunkom procesu. W procesie w skali laboratoryjnej ustalić można wstępnie szybkość dodawania barwnika, albo też potwierdzić można szybkość wybraną na podstawie wcześniejszych doświadczeń dla takiego samego lub podobnego procesu farbowania. Z uwagi na mniejsze stosunki wagi kąpieli do wagi wyrobów, a zwłaszcza z uwagi na mniejsze szybkości obiegu w farbiarkach w większej skali w porównaniu z typowymi farbiarkami laboratoryjnymi, szybkość dodawania barwnika lub wybrane warunki będzie trzeba prawdopodobnie zmodyfikować, aby z powodzeniem przeprowadzić farbowanie w większej skali.

W korzystnym wariancie według wynalazku zazwyczaj konieczne jest jedynie ostrożne sterowanie procesem w czasie fazy szybkiej absorpcji barwnika oraz, w większości pozostałych etapów procesu, dokładne kontrolowanie temperatury i innych parametrów kąpieli. Tak np. ogrzewanie kąpieli do wymaganej temperatury można przeprowadzić szybko, a nastawianie pH przed dodaniem barwnika można wykonać szybko bez zachowywania specjalnej ostrożności wymaganej w konwencjonalnych procesach farbowania nylonu. Jest to szczególnie korzystne, gdyż przy jednym tylko stadium krytycznym, gdy należy utrzymywać temperaturę i pH na stałym poziomie, procedura daje się łatwo odtworzyć, tak że istnieje możliwość

168 681 skutecznego powtarzalnego farbowania tej samej tkaniny. Ponadto w przypadku wczesnego stwierdzenia, że warunki w procesie farbowania nie są właściwe, dodawanie barwnika można przerwać i pożądane warunki można ustalić przed wznowieniem farbowania.

Po zakończeniu farbowania kąpiel .farbiarska chłodzi się, zazwyczaj do temperatury poniżej około 175°F (79,4°C), a następnie spuszcza się. Wyrób można następnie przepłukać, wysuszyć i stosować w zwykły sposób.

Odnosząc się do fig. 4 przedstawiającego mikrofotografię przekroju, przy powiększeniu 400 x tkaniny farbowanej sposobem według wynalazku (przykład 8 - część B), można stwierdzić, ze włókna przędzy w sąsiedztwie zewnętrznych powierzchni przędzy z ciągłych włókien z nylonu 66 zawierają więcej barwnika niż włókna we wnętrzu przędzy. W przędzy przedstawionej na fig.4 barwnik jest wystarczająco skoncentrowany w zewnętrznych włóknach, a wydaje się, że włókna wewnętrzne zawierają mniej barwnika lub nie zawierają go wcale. Na dodatek włókna są asymetrycznie pierścieniowo zabarwione, to znaczy włókna zabarwione tak, ze zawierają większą ilość barwnika w sąsiedztwie powierzchni włókien niż w ich wnętrzu, z tym że pierścieniowe zabarwienie co najmniej części włókien jest asymetryczne, tak że na jednej stronie, zawierają one więcej barwnika niż na innej. Zrozumiałe jest, ze w przędzy z ciągłych włókien te same włókna mogą wykazywać odmienne efekty barwne wzdłuż przędzy, gdyż włókna w wiązce przędzy mogą znajdować się w różnych pozycjach.

Na fig. 5 przedstawiono przy takim samym powiększeniu mikrofotografię tkaniny barwionej w sposób konwencjonalny w tym samym aparacie (przykład 8 - część A). Wyraźnie widać, że barwnik jest rozmieszczony bardziej równomiernie w wiązce przędzy, z niewielką różnicą między powierzchnią i wnętrzem włókien. Wystąpiło niewielkie zabarwienie pierścieniowe, przy czym w stopniu w jakim zabarwienie pierścieniowe jest widoczne, jest ono symetryczne.

Jak to przedstawiono na fig. 6, który dotyczy tej samej tkaniny, którą przedstawiono na fig. 4, ale przy powiększeniu 250 x, tkaniny farbowane sposobem według wynalazku również zawierają więcej barwnika na przędzy w sąsiedztwie powierzchni tkaniny niż we wnętrzu tkaniny. Z fig. 7, na którym przedstawiono konwencjonalnie farbowaną tkaninę (tą samą co na fig. 5, ale przy powiększeniu 250 x), wynika, że barwnik jest zasadniczo równomiernie rozmieszczony w całej tkaninie.

Pomimo asymetrycznego zabarwienia przędzy i włókien tkaniny farbowanej sposobem według wynalazku są wzrokowo jednolicie zabarwione i bardzo równomierne. Ponadto równomierność jest często lepsza niż w przypadku tkanin farbowanych konwencjonalnie, zwłaszcza w przypadku barwników wrażliwych na strukturę. Często smugi pojawiające się w tkaninie farbowanej w sposób konwencjonalny z uwagi na niejednorodność przędzy' można, zmniejszyć lub zasadniczo wyeliminować w tkaninie farbowanej sposobem według wynalazku. Tkaniny farbowane sposobem według wynalazku są zasadniczo pozbawione nierównomiernego zabarwienia w całej rozciągłości. Na dodatek tkaniny są równoważne konwencjonalnym tkaninom pod względem odporności na światło, odporności na spieranie oraz prób ścierania takich jak próba ścierania Stolla.

Jakkolwiek wynalazek można zastosować w odniesieniu do innego typu wyrobów takich jak włókniny lub tkaniny pikowane stosowane do wytwarzania dywanów to najkorzystniej stosować sposób według wynalazku do tkanin wybranych z grupy obejmującej wyroby dziane i tkane, najkorzystniej te, które wykonane są_ z przędzy z ciągłych włókien, gdyż farbowane wyroby tego typu o wysokim stopniu równomierności zabarwienia są trudne do otrzymania. Na dodatek sposób według wynalazku korzystnie jest stosować do tkanin zawierających co najmniej jeden barwnik anionowy wrażliwy na strukturę.

Wynalazek nadaje się do wykorzystania w przypadku innych jonowo farbowanych poliamidów, farbowanych za pomocą innych barwników jonowych, np. do farbowania kationowo farbowanych poliamidów za pomocą barwników kationowych. Tak np. poliamidy zmodyfikowane 5-sulfoizoftalanem można farbować barwnikami kationowymi takimi jak SEVRON Blue 5GMF (C. I. Basic Blue 3), z wykorzystaniem sposobu według wynalazku.

168 681

Graniczną temperaturę farbowania dla kombinacji włókno-barwnik określa się w sposób następujący:

Próbkę wyrobu wstępnie wypraną w kąpieli zawierającej 800 g wody/g próbki z dodatkiem 0,5 g/litr pirofosforanu czterosodowego i 0,5 g/litr środka MERPOL HCS® (ciekłego, niejonowego detergentu sprzedawanego przez E.I. du Pont deNemours and Company). Temperaturę kąpieli podwyższa się z szybkością około 3°C/minutę do 60°C. Temperaturę 60°C utrzymuje się przez 15 minut, po czym włókna płucze się. (Należy zwrócić uwagę, że temperatura wstępnego prania nie może przekraczać granicznej temperatury farbowania włókna. Jeśli okaże się, że graniczna temperatura farbowania jest zbliżona do temperatury prania wstępnego, procedurę należy powtórzyć stosując pranie wstępne w niższej temperaturze). Kąpiel (bez wyrobu) z podobną ilością wody doprowadza się do 30°C i dodaje się 1% (w stosunku do wagi wyrobu) przewidzianego barwnika oraz 5 g/litr jednozasadowego 'fosforanu sodowego. (Jeśli w procesie ma być stosowany więcej niż jeden barwnik, do oznaczenia granicznej temperatury farbowania należy wybrać ten barwnik, który, jak się wydaje, będzie miał najwyższą graniczną temperaturę farbowania. Zazwyczaj będzie to ten sam barwnik, który jest najbardziej wrażliwy na strukturę.) pH nastawia się na 5,0 za pomocąjednozasadowego fosforanu sodowego i kwasu octowego. Wprowadza się wyrób i temperaturę kąpieli podwyższa się do 95°C z szybkością 3°C/minutę.

Po wzroście temperatury kąpieli o każde 5°C z kąpieli farbiarskiej pobiera się próbkę ~ 25 ml. Próbkę chłodzi się do temperatury pokojowej i absorbancję każdej próbki przy długości fali odpowiedniej dla danego barwnika oznacza się za pomocą spektrofotometru takiego jak UV-widzialny spektrofotometr Perkin-Elmer C552-000 (Perkin-Elmer Instruments, Norwalk, CT 06856), stosując wodę jako wzorzec.

Wylicza się procent wyczerpania barwnika i wykonuje się jej wykres w funkcji temperatury kąpieli farbiarskiej.

Procentowe przenoszenie można wyznaczyć metodą AATCC Test Method 159-1989 (AATCC Technical Manual/1991, str. 285-289), z tym że stosuje się kąpiel wzorcową o pH i temperaturze badanego konkretnego procesu, a okres czasu wynosi 30 minut. Procentowe przenoszenie wylicza się w tej metodzie mierząc względną moc barwnika oryginalnej próbki barwnika przed (próba kontrolna, 100% względnej mocy barwnika) oraz po próbie przenoszenia. Różnicę stanowi procentowe przenoszenie.

Względna moc barwnika jest miarą względnej mocy barwnika na tkaninie określonej fotometrycznie dla szeregu tkanin farbowanych tym samym barwnikiem, przy czym arbitralnie przyjmuje się, że próbka farbowana zgodnie z porównawczą lub kontrolną procedurą wykazuje względną moc barwnika równą 100%.

Względną moc barwnika dla próbki tkaniny oznacza się przy długości fali odpowiadającej minimum współczynnika odbicia za pomocą spektrofotometru MACBETH COLOR EYE 1500 PLUS SYSTEM, dostępnego z Macbeth Division of Kollmorgen Instrument Corp., Newburg, N.Y. Wykonać można przeszukanie w zakresie od 750 do 350 nm w celu ustalenia długości fali odpowiadającej minimum współczynnika odbicia dla danego barwnika. Wszystkie kolejne próbki w serii dla tego samego barwnika oznacza się przy tej samej długości fali. Tak np. długość fali odpowiadającej minimum współczynnika odbicia dla C.I. Acid Blue 122 wynosi 640 nm.

Próbkę wykonaną zgodnie z porównawczą lub kontrolną procedurą przyjmuje się jako wzorzec i przypisuje się jej względną moc barwnika równą 100%. Względną moc barwnika dla pozostałych próbek wylicza się w sposób następujący:

Względna moc barwnika (%) = oraz

K/S

K / S próbki K/S wzorca (i - R)²

2R x 100 gdzie R = współczynnik odbicia

168 681

Względna zawartość barwnika jest miarą zawartości barwnika określanej fotometrycznie dla szeregu tkanin ufarbowanych tym samym bart^wikiem w stosunku do próbki farbowanej zgodnie z porównawczą lub kontrolną procedurą, dla której przyjmuje się arbitralnie względną zawartość barwnika 100%.

Względną zawartość barwnika wyznacza się w następujący sposób. Najpierw próbkę tnie się na małe kawałki o wadze około 0,1 g z dokładnością ±0,1 mg. Zazwyczaj serię próbek z farbowanego wyrobu do badań przygotowuje się tak, aby wszystkie próbki miały w przybliżeniu taką samą wagę. Próbki rozpuszcza się w 30 ml kwasu mrówkowego w temperaturze otoczenia. Po całkowitym rozpuszczeniu próbek roztwór odwirowuje się przez 20 minut w celu usunięcia dwutlenku tytanu stanowiącego środek matujący, jeśli środek taki jest obecny.

UV-widzialny spektrofotometr Perkin-Elmer C552-000 (Perkin-Elmer Instruments, Norwalk, CT 06856) stosuje się do wyznaczenia absorbancji próbek. Wykonuje się przeszukiwanie w zakresie 750 - 350 nm i wybiera się większe piki jako analityczne długości fali dla badanego barwnika. Wszystkie kolejne próbki z serii dla danego barwnika analizuje się przy tych samych długościach fali. Zazwyczaj w przypadku próbek o wadze około 0,1 g uzyskuje się dla osiągniętych poziomów barwnika odczyty absorbancji w zakresie 0,3 - 0,8 AU (jednostek absorbancji).

Skorygowaną absorbancję wylicza się dla każdej zmierzonej długości fali w przypadku każdej próbki w serii. Skorygowana absorbancja określona jest wzorem:

A (skorygowana) = (S x 0,1 g)/W gdzie S = absorbancja dla danej długości fali,a W = waga próbki w gramach.

Próbce farbowanej zgodnie z porównawczą lub kontrolowaną procedurą przypisuje się względną zawartość barwnika 100%. Względną zawartość barwnika w pozostałych próbkach wylicza się następnie w sposób następujący:

Względna zawartość barwnika (%) = (A_s x 100)/A· gdzie A_s = średnia absorbancja próbki; a A, = średnia absorbancja próbki wzorcowej.

Mikrofotografie przekroju przędzy

Skrawki tkaniny lub wiązki przędzy osadza się w żywicy Marglas lub podobnej żywicy epoksydowej przeznaczonej do wykonywania mikrotomów. Wycina się sekcje o grubości około 10μ za pomocą stalowego noża do mikrotomii. Sekcje te wycina się w takim kierunku, aby można było badać przekrój włókien na różnych grubościach tkaniny. Sekcje umieszcza się na szkiełku mikroskopowym i zanurza w cieczy o współczynniku załamania odpowiadającym współczynnikowi materiału epoksydowego, zapewniając w ten sposób jego niewidzialność. Powiększenia 100x - 500x przy stosowaniu obiektywów o powiększeniu 10x - 40x są wygodne i przydatne do oceny rozkładu barwnika we włóknach, w wiązkach przędzy oraz w przekroju tkaniny.

Względną wydajność farbowania określa się jako stosunek względnej mocy barwnika do względnej zawartości barwnika;

w , , ,· -o, w względna moc barwnika

Względna wydajność barwnika = ---względna zawartość barwnika

Stężenia kąpieli farbiarskich oznaczano za pomocą spektrofotometru Perkin-Elmer Lambda 2 (Perkin-Elemer Instruments, Norwalk, CT 06856) przy długości fali odpowiadających wysokiej absorbancji dla oznaczanego barwnika łub barwników.

Oceny jednorodoności tkaniny dokonywano zgodnie z następującą procedurą;

Skrawki tkaniny umieszcza się na dużym stole w pomieszczeniu z rozproszonym światłem fluorescencyjnym. Tkaniny oceniała w skali od 1 do 10 grupa specjalistów, z wykorzystaniem komputerowej symulacji smug na tkaninie, która ma być uznana jako wzorzec przez AATCC (Committee RA97, Assessment of Barre'). Kopie komputerowych symulacji załączono na fig. 8-17.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady, które nie ograniczają zakresu wynalazku. Procenty są wagowe, o ile nie zaznaczono tego inaczej.

168 681

Przykład I.

g tkaniny z dzianą osnową (10 x 72 cale) z 45-den trójpłatowego włókna z nylonu 66 o 4,5 dpf (den/stopę) zszywa się w rękaw na szerokość. Tkaninę wprowadza się następnie do urządzenia Werner-Mathis Laboratory Jet Dyeing Apparatus, Type JF, produkowanego przez Wemer-Mathis, Concord, N.C., USA. Tkaninę przeciąga się przez dyszę strumieniową po czym zszywa się jej końce uzyskując pas bez końca. Drzwiczki przelotowe zamyka się i tkaninę pierze się w konwencjonalnych warunkach w 160°F (71,1°C) przez 15 minut, stosując 0,1 g/litr środka MERPOL LFH® (ciekły niejonowy detergent dostępny z E.I. du Pont de Nemours & Company) oraz 0,1 g/litr wodorotlenku amonowego. Tkaninę przepłukuje się do bezbarwnego przelewu w celu usunięcia całości środków piorących, po czym kąpiel spuszcza się.

Następnie nastawia się kąpiel farbiarską z 2500 ml wody destylowanej przy krotności kąpieli 50:1 (stosunek wagi kąpieli do wagi tkaniny), w 80°F (26,7°C), po czym pH doprowadza się do 5,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. W tych warunkach tkanina jest całkowicie zalana kąpielą farbiarską. Tkaniną, wprawia się w szybki ruch pompując kąpiel farbiarską. przez dyszę strumieniową. Temperaturę kąpieli podnosi się gwałtownie z szybkością 5^uF/minutę (2,8°C/minutę) lub szybciej do temperatury farbowania. W tym przykładzie temperatura farbowania utrzymywania jest prawie na stałym poziomie około 200°F (93,3°C) w czasie okresu dodawania barwnika, gdy barwnik dodaje się w sposób opisany poniżej. (Faza szybkiej absorpcji barwnika w tym przykładzie rozpoczyna się wraz z dodaniem barwnika w fazie szybkiej absorpcji, co oznacza, że 100% barwnika dodaje się w fazie szybkiej absorpcji barwnika).

Oddzielnie 0,5 g barwnika Antraquinone Milling Blue BL (C.I. Acid Blue 122) rozpuszcza się w 200 ml wody destylowanej uzyskując koncentrat barwnika. Ilość stosowanego barwnika jest tak wyliczona, aby uzyskać 1% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika.. Stosując precyzyjną (-1% dokładności) pompę dozującą do cieczy MANOSTAT COMPULAB, dostępną z Manostat Corporation, New York, N.Y., oddzielnie przygotowany roztwór barwnika dozuje się pod powierzchnię kąpieli farbiarskiej zdała od przesuwającej się tkaniny, z szybkością 5 ml/minutę, co odpowiada prędkości 0,025% barwnika/minutę w stosunku do wagi tkaniny. W czasie jednego obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje się 0,08% całości barwnika. W tych warunkach nie obserwuje się widocznego nagromadzenia się barwnika w kąpieli farbiarskiej przez cały okres dodawania barwnika, który kończy się po 40 minutach. Kąpiel farbiarską chłodzi się następnie z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 170°F (76,7°C), po czym tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

W efekcie uzyskuje się równomiernie błękitne zabarwienie nylonowej tkaniny z dzianą osnową oraz bezbarwną kąpiel farbiarską.

Przykład II.

Ilość i rodzaj tkaniny oraz urządzenie farbiarskie i sposób postępowania wykorzystany w przykładzie I stosuje się również w tym przykładzie, z tym że następujące barwniki rozpuszcza się w 200 ml wody destylowanej w celu uzyskania koncentratu barwników:

0,247 g C.I. Acid Yellow 185

0,008 g Nylanthrene Pink BLRF*

0,200 g C.I. Direct Blue 86 * Crompton & Knowles Corp., P.O. Box 33188, Charlotte, N.C 28233

Ilości wyliczono, aby uzyskać 0,9% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Roztwór barwnika dozuje się z szybkością 5 ml/minutę, co odpowiada 0,023% barwnika/minutę w stosunku do wagi tkaniny. W ciągu obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje 0,08% całkowitej ilości barwnika. W tych warunkach można zaobserwować nieznaczne nagromadzenie się barwnika pod koniec okresu dodawania barwnika, który kończy się po 40 minutach. Kąpiel farbiarską. chłodzi się z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę do 170°F (76,7°C), przy czym w tym momencie kąpiel jest bezbarwna i wygląda na wyczerpaną.

168 681

Tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

W efekcie uzyskuje się nylonową tkaninę z dzianą osnową o równomiernej barwie zieleni lipowej oraz bezbarwną kąpiel.

Przykład III.

Ilość i rodzaj tkaniny oraz urządzenie farbiarskie i sposób postępowania wykorzystany w przykładzie I stosuje się również w tym przykładzie, z tym że kąpiel farbiarską nastawia się na pH 4,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym, a jako barwnik stosuje się 2,00 g C.I. Acid Black rozpuszczonego w 400 ml wody destylowanej. Ilość taką wyliczono, aby zapewnić 4,0% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika.

Roztwór barwnika dozuje się z szybkością 20 ml/minutę, co odpowiada 0,2% barwnika/minutę w stosunku do wagi tkaniny. W ciągu obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje 0,17% całkowitej ilości barwnika. W tych warunkach nigdy nie obserwuje się jakiegokolwiek nagromadzania się barwnika w kąpieli farbiarskiej w całym okresie dodawania barwnika, który kończy się po 20 minutach. Kąpiel farbiarską chłodzi się z szybkością 5°F/rninutę (2,8°C/minutę) do 170°F (76,7^0). Tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

W efekcie uzyskuje się nylonową tkaninę z dzianą osnową o równomiernym czarnym zabarwieniu oraz bezbarwną kąpiel farbiarską.

Przykład IV.

Urządzenie farbiarskie opisane w przykładzie I stosuje się w tym przykładzie do farbowania tkaniny z dzianą osnową, z 80% wag. 45-den t^^^_jp^^1^<^^wego włókna z nylonu 66 o 4,5 dpf oraz 20% wag. 40-den włókna spandex LYCRA® (E.I. du Pont de Nemours and Company). W części A wykorzystano konwencjonalną procedurę farbowania. Części B i C ilustrują sposób według wynalazku w różnych temperaturach kąpieli farbiarskiej. W tabeli I zestawiono uzyskane wyniki.

CZĘŚĆ A (porównawcza) g tkaniny opisanej powyżej pierze się w konwencjonalnych warunkach w 160°F (71,1°C) przez 15 minut, stosując 0,1 g/litr środka MERPOL LFH® (ciekły niejonowy detergent dostępny z E.I. du Pont de Nemours & Company) oraz 0,1 g/litr wodorotlenku amonowego. Tkaninę przepłukuje się do bezbarwnego przelewu w celu usunięcia całości środków piorących, po czym kąpiel spuszcza się. Nastawia się kąpiel farbiarską z 2500 ml wody destylowanej w 80°F (26,7°C), po czym pH doprowadza się do 5,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Tkaninę wprawia się w szybki ruch za pomocą dyszy strumieniowej.

Oddzielnie 0,5 g barwnika C.I. Acid Blue 122 rozpuszcza się w 200 ml wody destylowanej uzyskując koncentrat barwnika, aby uzyskać 1% barwnika na włóknie (1,25% w stosunku do wagi włókna nylonowego) przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Roztwór barwnika dodaje się do kąpieli farbiarskiej. W tych warunkach tkanina jest całkowicie zalana kąpielą farbiarską. Temperaturę kąpieli podnosi się z szybkością 2°F/minutę (1,1°C/minutę) do 200°F (93,3°C) na 30 minut. Kąpiel farbiarską chłodzi się z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 170°F (76,7°C). Tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

Uzyskuje się tkaninę z dzianą osnową nylon/LYCRA® typu spandex o równomiernie błękitnym zabarwieniu oraz całkowicie bezbarwną kąpiel farbiarską. Całkowity czas cyklu wynosi około 100 minut. Względną moc barwnika mierzy się na spodniej stronie wysuszonej tkaniny. Przyjmuje się, ze względna moc barwnika dla tej tkaniny wynosi 100%.

CZĘŚĆ B

Ilość i typ tkaniny, urządzenie farbiarskie oraz warunki prania stosowane w części A wykorzystuje się również w tym przykładzie.

168 681

W tym przykładzie nastawia się kąpiel farbiarską z 2500 ml wody destylowanej w 80°F (26,7°C), po czym pH doprowadza się do 5,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. W tych warunkach tkanina jest całkowicie zalana kąpielą farbiarską. Tkaninę wprawia się w szybki ruch pompując kąpiel farbiarską przez dyszę strumieniową. Temperaturę kąpieli podnosi się gwałtownie z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do temperatury farbowania. W tym przykład.zie temperatura farbowania utrzymywana jest prawie na stałym poziomie około 180°F (82,2°C) w czasie okresu dodawania barwnika.

Oddzielnie 0,5 g barwnika C.I. Acid Blue 122 rozpuszcza się w 200 ml wody destylowanej uzyskując koncentrat barwnika. Ilość stosowanego barwnika jest tak wyliczona, aby uzyskać 1% barwnika na włóknie (1,25% w stosunku do wagi włókna nylonowego) przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Stosując urządzenie opisane w przykładzie I oddzielnie przygotowany roztwór barwnika dozuje się do kąpieli farbiarskiej z szybkością 5 ml/minutę, co odpowiada prędkości 0,025% barwnika/minutę w stosunku do wagi tkaniny. W czasie jednego obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje się 0,08% całości barwnika. W tych warunkach nie obserwuje się widocznego nagromadzania się barwnika w kąpieli farbiarkiej przez cały okres dodawania barwnika, który kończy się po 40 minutach. Kąpiel farbiarską chłodzi się następnie z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 170°F (76,7°C), po czym tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

Uzyskuje się tkaninę z dzianą osnową nylon/LYCRA® typu spandex o równomiernie błękitnym zabarwieniu oraz całkowicie bezbarwną kąpiel farbiarską. Całkowity czas cyklu wynosi około 66 minut, o 33% mniej niż w części A. Na dodatek względna moc barwnika mierzona dla barwy niebieskiej na tkaninie (640 nm) jest o 36% wyższa niż w przypadku tkaniny uzyskanej w części A. Barwę tkaniny mierzy się w spodniej stronie.

CZĘŚĆ C

Ilość i typ tkaniny, urządzenie farbiarskie oraz warunki stosowane w części B wykorzystuje się również w tym przykładzie, z tym że temperatura farbowania utrzymywania jest prawie na stałym poziomie około 200°F (93,3°C) w czasie okresu dodawania barwnika, gdy barwnik dozuje się do kąpieli.

Uzyskuje się tkaninę z dzianą osnową nylon/LYCRA® typu spandex o równomiernie błękitnym zabarwieniu oraz całkowicie bezbarwną kąpiel farbiarską. Całkowity czas cyklu wynosi około 66 minut, o 33% mniej niż w części A. Na dodatek względna moc barwnika mierzona dla barwy niebieskiej na tkaninie (640 nm) jest o 65% wyższa niż w przypadku tkaniny uzyskanej w części A. Barwę tkaniny mierzy się na spodniej stronie.

Tabela 1

Część	Czas cyklu (minuty)	Temperatura	Względna wydajność barwnika (%)
°F	°C
A (porównawcza)	100	200	(93,3*)	100
B	66	180	(82,2)	136
C	66	200	(93,3)	165

* Temperatura maksymalna

Przykład V.

Urządzenie farbiarskie opisane w przykładzie I stosuje się również w tym przykładzie do farbowania kołowo dzianej rękawowej tkaniny (4,5 cała średnica rękawa, 8,5 cała szerokość po rozcięciu x 62 cale) z 40-den trójpłatk owych. włókien o dpf 3,8 z nylonu 66, za pomocą Antraąuinone Blue B (C.I. Acid Blue 45), stosowanego w takich warunkach, że przenoszenie barwnika wynosi poniżej 10%. W części A zastosowano procedurę w której cały barwnik znajduje się na początku w kąpieli w niskiej temperaturze, po czym temperaturę podwyższa się w celu dokończenia farbowania. Część B ilustruje sposób według wynalazku. W czasie

168 681 farbowania mierzono stężenie barwnika w kąpieli, a w tabelach 2 i 3 zestawiono stężenia odpowiednio w części A i B.

CZĘŚĆ A (porównawcza) g tkaniny opisanej powyżej pierze się i płucze jak w przykładzie T Następnie nastawia się kąpiel farbiarską jak w przykładzie I (krotność kąpieli, to znaczy stosunek wagi kąpieli do wagi tkaniny 70:1) w 80°F (26,7°C), po czym pH nastawia się na 4,5 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Tkaninę wprawia.się w szybki ruch w wyniku działania dyszy strumieniowej.

Oddzielnie 0,175 g barwnika C.I. Acid Blue 45 rozpuszcza się w 200 ml wody destylowanej tak, aby uzyskać 0,5% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpywania. Całość roztworu barwnika dodaje się do kąpieli farbiarskiej w 80°F (26,7°C). W tych warunkach tkanina jest całkowicie zalana kąpielą farbiarską. Temperaturę kąpieli farbiarskiej podwyższa się z szybkością2°F/minutę (1,1ⁱ’C/minutę) do 140°F (60°C) i utrzymuje się kąpiel w tej temperaturze przez 30 minut. Próbki kąpieli pobiera się przy temperaturach różniących się o 10°F (5,6°C) w zakresie od 80°F (26,7°C) do 140°F (60°C). W czasie okresu przetrzymywania w 140°F (60°C) próbki kąpieli pobiera się co 5 minut. stężenie C.I. Acid Blue 45 w kąpieli w czasie takiej próby kontrolnej podano w tabeli 2.

Tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu. Uzyskuje się równomiernie zabarwioną na niebiesko kołowo dzianą tkaninę oraz bezbarwną kąpiel farbiarską. Względną moc barwnika mierzy się na wierzchniej stronie wysuszonej tkaniny. Przyjmuje się, że względna moc barwnika, dla tej tkaniny wynosi 100%.

Tabela 2

Próbka	Temperatura °F / °C	Czas po osiągnięciu 140°F/60°C (minuty)	Stężenie w kąpieli części na milion
1	80 (26,7)		42
2	86 (30)		50
3	95 (35)		47
4	104 (40)		44
5	113 (45)		41
6	122 (50)		36
7	131 (55)		32
8	140 (60)		29
9		5	16
10		10	13
11		15	7
12		20	3
13		25	O z.
14		30	1

CZĘŚĆ B.

W tym przykładzie zastosowano taką, samą ilość i rodzaj tkaniny, warunki prania i urządzenie farbiarskie.

W tym przykładzie według wynalazku kąpiel farbiarską nastawia się jak w części A. Tkaninę wprawia się w szybki ruch pompując kąpiel farbiarską przez dyszę strumieniową,

168 681 szybko podnosząc temperaturę, o 5°F/minutę (2,8°C/minutę). W tym przykładzie temperaturę farbowania utrzymuje się na poziomie 140°F (60°C) w czasie etapu dodawania barwnika.

Oddzielnie 0,175 g barwnika Antraquinone Blue B (C.I. Acid Blue 45) rozpuszcza się w 100 ml wody destylowanej. Ilość stosowanego barwnika jest tak wyliczona, aby uzyskać 0,5% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Stosując urządzenie opisane w przykładzie I oddzielnie przygotowany roztwór barwnika dozuje się pod powierzchnię kąpieli farbiarskiej utrzymywanej w temperaturze 140°F (60°C) z szybkością 5 ml/minutę, w ciągu okresu dodawania barwnika trwającego 20 minut, co odpowiada prędkości 0,025% barwnika/minutę w stosunku do wagi tkaniny. Próbki kąpieli pobiera się po dodaniu 25 ml, 50 ml, 75 ml i 100 ml barwnika. Ponadto próbki kąpieli pobiera się po upływie 5, 10, 15, 20, 25 i 30 minut po zakończeniu dozowania całego barwnika. W próbkach tych oznacza się stężenie barwnika, przy czym uzyskane wyniki podano w tabeli 3. Następnie tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

Uzyskuje się równomiernie zabarwioną na niebiesko kołowo dzianą tkaninę oraz bezbarwną kąpiel farbiarską. Względna wydajność farbowania zmierzona na stronie wierzchniej wysuszonej tkaniny jest o 12-15% większa niż w przypadku porównawczego farbowania opisanego w części A powyżej.

Tabela 3

Próbka kąpieli	Ilość ml dodanego koncentratu barwnika	Czas po dodaniu całości barwnika (minuty)	Stężenie w kąpieli (ppm)
1	25		0,40
2	50		1,08
3	75		1,6
4	100		2,1
5	125		1,9
6	150		3,1
7	175		4,3
8	200		4,1
9		5	2,9
10		10	1,6
11		15	1,1
12		20	0,7
13		25	0,5
14		30	0,4

Przykład VI.

Urządzenie rarbiarskie z przykładu I zastosowano również w tym przykładzie do farbowania tkaniny z dzianą osnową (8 cali po rozcięciu x 70 cali) z 50-den okrągłego włókna z nylonu 66 o dpf 2,9, za pomocą czteroskładnikowej mieszaniny barwników wstępnie metalizowanych. W części A zastosowano konwencjonalną procedurę farbowania, a w części B zastosowano sposób według wynalazku. Porównano ocenę równomierności zabarwienia z dwóch farbowań.

CZĘŚĆ A (porównawcza) g tkaniny opisanej powyżej pierze się, po czym nastawia się kąpiel farbiarską o krotności (stosunku wagi kąpieli do wagi tkaniny) 45:1. pH nastawia się na 4,5 fosforanem jedno168 681 sodowym (MSP) i kwasem fosforowym, po czym tkaninę wprawia się w szybki ruch w wyniku działania dyszy strumieniowej.

Oddzielnie 0,028 g barwnika Intralan Yellow 2BRL S (Crompton and Knowles Corp.) (100%) i 0,0084 g barwnika Intralan Bordeaux RLB (Crompton and Knowles Corp.) (100%), a także 0,06 g C.I. Acid Black 107 i 0,18 g C.I. Acid Black 132, wszystkie barwniki wstępnie metalizowane, rozpuszcza się w 200 ml wody destylowanej. Wyliczono, że uzyska się w ten sposób 0,0518%, 0,0156%, 0,11% i 0,33% każdego z odpowiednich barwników na włóknie, przyjmując całkowite wyczerpanie barwnika. Roztwór barwników dodaje się następnie do kąpieli farbiarskiej w zwykły sposób, w 80°F (26,7°C). W tych warunkach tkanina jest całkowicie zalana kąpielą farbiarską. Temperaturę kąpieli farbiarskiej podwyższa się z szybkością 2°F/minutę (1,1°C/minutę) do 205°F (96,1°C) i utrzymuje się kąpiel w tej temperaturze przez 30 minut. Tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy się na powietrzu.

Uzyskuje się bezbarwną kąpiel farbiarską oraz równomierne (to znaczy bez plam) szare zabarwienie tkaniny z dzianą osnową, na której występują jednak liczne jasne i ciemne smugi i pasma. Ocena równomierności dla tej tkaniny wynosi 2,0. Względną moc barwnika mierzy się na wierzchniej stronie wysuszonej tkaniny. Przyjmuje się, że względna moc barwnika dla tej tkaniny wynosi 100%.

CZĘŚC B.

W przykładzie tym stosuje się tą samą ilość i rodzaj tkaniny, urządzenie farbiarskie i warunki prania jak w przykładzie A.

Następnie kąpiel farbiarską nastawia się jak w przykładzie I, a pH nastawia się na 5,0 fosforanem jednosodowym (MSF) i kwasem fosforowym. W tych warunkach tkanina jest całkowicie zalana kąpielą farbiarską. Tkaninę wprawia się w szybki ruch w wyniku działania dyszy strumieniowej. Temperaturę kąpieli farbiarskiej podwyższa się gwałtownie z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 20ó°F (96,1°C).

Oddzielnie ten sam cztero składnikowy układ barwników, którego szczegóły podano w części A, przyrządza się w 200 ml wody destylowanej uzyskując to samo stężenie barwników i ilość barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego ich wyczerpania. Wykorzystując to samo urządzenie co w przykładzie I odrębnie przygotowany roztwór barwników dozuje się pod powierzchnię kąpieli farbiarskiej utrzymywanej w 205°F (96,1°C), z szybkością 5 ml/minutę, w ciągu okresu dodawania barwnika trwającego 40 minut. Ilość barwnika dodawanego w jednym obiegu tkaniny (cyklu maszyny) stanowi 0,08% całkowitej ilości barwnika. Następnie tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

Uzyskuje się równomierne (to znaczy bez plam) szare zabarwienie, bez widocznych smug oraz bezbarwną kąpiel farbiarską. Stwierdzono, że w porównaniu z farbowaniem opisanym powyżej w części A uzyskano wzrost względnej wydajności farbowania mierzonej na spodniej części tkaniny o 34%. Ocena równomierności dla tej tkaniny wynosi 7,5.

Przykład VII.

Urządzenie farbiarskie z przykładu I zastosowano również w tym przykładzie do farbowania kołowo dzianej rękawowej tkaniny (4,5 cala średnica rękawa, 8,5 cala szerokość po rozcięciu x 62 cala) z 40-den trójpiatk owych włókien o dpf 3,8 z nylonu 66, za pomocą Antraąuinone Milling Blue B (C.I. Acid Blue 122). W części A zastosowano konwencjonalną procedurę farbowania, a w częściach B, C i D zilustrowano proces prowadzony sposobem według wynalazku, przy czym część barwnika dodawano do kąpieli przed dojściem jej do odpowiedniej temperatury, co oznacza, że mniej niż 100% barwnika dodawano do kąpieli w fazie szybkiej absorpcji barwnika.

CZĘŚĆ A (porównawcza).

g tkaniny opisanej powyżej pierze się i płucze do bezbarwnego przelewu jak w przykładzie I. Kąpiel farbiarską nastawia się również tak jak w przykładzie I (krotność kąpieli

168 681

50:1), a pH nastawia się na 5,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Tkaninę wprawia się w szybki ruch w wyniku działania dyszy strumieniowej.

Oddzielnie 0,5 g barwnika C.I. Acid Blue 122 rozpuszcza się w 200 ml wody destylowanej uzyskując koncentrat barwnika, aby osiągnąć 1% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Roztwór barwnika dodaje się do kąpieli farbiarskiej w zwykły sposób w 80°F (26,7°C). W tych warunkach tkanina jest całkowicie zalana kąpielą farbiarską. Temperaturę kąpieli podnosi się z szybkością 2°F/minutę (1,1°C/minutę) do 200°F (93,3°C), a następnie kąpiel utrzymuje się w 200°F (93,3°C) przez 30 minut. Kąpiel farbiarską chłodzi się z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 170°F (76,7°C). Tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

Uzyskuje się kołowo dzianą tkaninę o równomiernie błękitnym zabarwieniu oraz bezbarwną kąpiel farbiarską. Całkowity czas cyklu wynosi około 100 minut. Względną moc barwnika mierzy się na spodniej stronie wysuszonej tkaniny. Przyjmuje się, że względna moc barwnika dla tej tkaniny wynosi 100%.

CZĘŚĆ B.

W przykładzie tym stosuje się ten sam rodzaj tkaniny i warunki prania jak w przykładzie A, z tym że ilość tkaniny wynosi 35 g.

Kąpiel farbiarską nastawia się w 80°F (26,7°C0, a pH nastawia się na 5,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Tkaninę wprawia się w szybki ruch w wyniku działania dyszy strumieniowej.

Oddzielnie 0,35 g barwnika Antraquinone Milling Blue B (C.I. Acid Blue 122) rozpuszcza się w 200 ml wody destylowanej, tak aby uzyskać 1% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. 40 ml spośród 200 ml odrębnie przygotowanego roztworu barwnika (20% całości) rozcieńcza się do 125 ml i dozuje się pod powierzchnię kąpieli farbiarskiej utrzymywanej w 80°F (26,7°C) jak w przykładzie I, z szybkością 5 ml/minutę w ciągu 25 minut, przy równoczesnym podwyższaniu temperatury kąpieli farbiarskiej z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 205°F (96,1°C). W tym przykładzie początek okresu dodawania barwnika nie jest równoznaczny z początkiem fazy szybkiej absorpcji barwnika, która rozpoczyna się po dojściu kąpieli do granicznej temperatury farbowania. Obserwuje się znaczne nagromadzenie barwnika w kąpieli w tych warunkach.

Po dojściu kąpieli do temperatury 205°F (96,1°C), znacznie powyżej granicznej temperatury farbowania pozostałe 160 ml wyjściowego roztworu barwnika (80% całości), rozcieńczone do 200 ml dozuje się do kąpieli farbiarskiej z szybkością 5 ml/minutę w ciągu 40 minut. W związku z tym co najmniej 80% barwnika dodaje się w czasie fazy szybkiej absorpcji barwnika, gdy kąpiel znajduje się w temperaturze wyższej od granicznej temperatury farbowania. Ilość barwnika dodawanego w jednym obiegu tkaniny (cyklu maszyny) w czasie tego okresu, w którym dozuje się drugą objętość barwnika, stanowi 0,067% całkowitej ilości barwnika. Następnie kąpiel farbiarską chłodzi się, ufarbowaną tkaninę płucze się do bezbarwnego przelew, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu jak w przykładzie I.

Uzyskuje się równomierne błękitne zabarwienie tkaniny nylonowej z dzianą osnową oraz bezbarwną kąpiel farbiarską. Całkowity czas cyklu wynosi około 72 minuty. Stwierdzono, że w porównaniu z farbowaniem opisanym powyżej w części A uzyskano wzrost względnej wydajności farbowania mierzonej na wierzchniej części wysuszonej tkaniny o 27%.

CZĘŚĆ C.

Zastosowano ilość i rodzaj tkaniny oraz urządzenie iarbiarskie i procedurę taką jak w części B, z tym że 70 ml spośród 200 ml wyjściowego roztworu barwnika (35%) rozcieńcza się do 125 ml. Ten rozcieńczony roztwór dozuje się z szybkością 5 ml/minutę jak w części B, wychodząc z kąpieli o temperaturze 80°F (26,7°C) przy równoczesnym podwyższaniu temperatury kąpieli farbiarskiej z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 205°F (96,1°C). Obserwuje się znaczne nagromadzenie barwnika w kąpieli w tych warunkach.

Po dojściu kąpieli do temperatury 205°F (96,1°C), pozostałe 130 ml wyjściowego roztworu barwnika (65% całości), rozcieńczone do 200 ml dozuje się do kąpieli farbiarskiej

168 681 z szybkością. 5 mł/minutę w ciągu 40 minut. W związku z tym co najmniej 65% barwnika dodaje się w czasie fazy szybkiej absorpcji barwnika. Ilość barwnika dodawanego w jednym obiegu tkaniny (cyklu maszyny) w czasie tego okresu, w którym dozuje się drugą objętość barwnika, stanowi 0,054% całkowitej ilości barwnika.

Następnie kąpiel farbiarską chłodzi się, ufarbowaną tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu jak w części B, uzyskując porównywalne wyniki, z tym że wzrost wydajności w porównaniu z farbowaniem kontrolnym wynosi 21%. Całkowity czas cyklu wynosi około 72 minuty.

CZĘŚĆ D.

Zastosowano ilość i rodzaj tkaniny oraz urządzenie farbiarskie i procedurę taką jak w części B, z tym że 100 ml spośród 200 ml wyjściowego roztworu barwnika (50%) rozcieńcza się do 125 ml. Ten rozcieńczony roztwór dozuje się z szybkością 5 ml/minutę jak w części B, wychodząc z kąpieli o temperaturze 80°F (26,7°C) przy równoczesnym podwyższaniu temperatury kąpieli farbiarskiej z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 205°F (96,1°C). Obserwuje się znaczne nagromadzenie barwnika w kąpieli w tych warunkach.

Po dojściu kąpieli do temperatury 205°F (96,1°C), pozostałe 130 mi wyjściowego roztworu barwnika (50% całości), rozcieńczone do 200 ml dozuje się do kąpieli farbiarskiej z szybkością 5 ml/minutę w ciągu 40 minut. W związku z tym co najmniej 50% barwnika dodaje się w czasie fazy szybkiej absorpcji barwnika. Ilość barwnika dodawanego w jednym obiegu tkaniny (cyklu maszyny) w czasie tego okresu, w którym dozuje się drugą objętość barwnika, stanowi 0,042% całkowitej ilości barwnika. Następnie kąpiel farbiarską chłodzi się, ufarbowaną tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu jak w części B, uzyskując porównywalne wyniki, z tym że wzrost wydajności w porównaniu z farbowaniem kontrolnym wynosi 11%. Całkowity czas cyklu wynosi około 72 minuty.

Przykład VIII.

Urządzenie farbiarskie opisane w przykładzie I stosuje się do farbowania tkaniny dżersejowej w postaci dzianego rękawa z trójlistnej przędzy z nylonu 66 o 2,25 dpf, wykonanej na laboratoryjnej maszynie dziewiarskiej Lawson-Hemphill. W części A zastosowano konwencjonalną procedurę farbowania. Część B ilustruje zastosowanie sposobu według wynalazku do uzyskiwania względnej mocy barwnika w przybliżeniu takiej samej jak w przypadku tkaniny farbowanej w przykładzie A, ale przy stosowaniu w procesie mniejszej ilości barwnika. (Obserwuje się również mniejszą względną zawartość barwnika w uzyskanej tkaninie). Wykonano mikrofotografię przekrojów ufarbowanych tkanin. Na fig. 5 i 7 przedstawiono tkaninę farbowaną w konwencjonalny sposób (część A), a na fig. 4 i 6 przedstawiono tkaninę farbowaną sposobem według wynalazku.

CZĘŚĆ A (porównawcza).

Próbkę 50 g tkaniny opisanej powyżej pierze się, płucze i utrwala 2500 ml wody destylowanej, po czym pH nastawia się na 5,0 jak w przykładzie I. Tkaninę wprawia się w szybki ruch w wyniku działania dyszy strumieniowej i przepuszcza się przez 5 minut.

Odrębnie 1,5 g barwnika C.I. Acid Blue 335 rozpuszcza się w wodzie uzyskując ciekły koncentrat. Wyliczono, że zapewni to 3,0% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania. Stężony roztwór barwnika dodaje się do kąpieli. W tych warunkach tkanina jest całkowicie zalana kąpielą farbiarską. Temperaturę kąpieli podnosi się z szybkością 2°F/minutę (1,1°C/minutę) do 200°F (93,3°C), a następnie kąpiel utrzymuje się w 200°F (93,3°C) przez 30 minut. Kąpiel chłodzi się, a tkaninę płucze się i suszy na powietrzu.

Uzyskuje się bezbarwną kąpiel farbiarską oraz tkaninę o równomiernym granatowym zabarwieniu. Względną moc barwnika przyjmuje się jako wielkość średnią dla wierzchu i spodu rękawa, a względną zawartość barwnika w obydwu przypadkach przyjmuje się za 100%. Na fig. 5 i 7 przedstawiono mikrofotografię przekroju tkaniny.

168 681

CZĘŚĆ B.

Stosując 50 g tkaniny opisanej powyżej kąpiel farbiamski^. nastawia się stosując 2500 g wody destylowanej i pH' nastawia się na 5,0 jak w przykładzie I. Tkaninę wprawia się w szybki ruch pompując kąpiel farbiarską przez dyszę strumieniow-ą.-Temperaturę kąpieli farbiarskiej podwyższa się następnie z szybkością 6°F/minutę (3,3°C/minutę) do temperatury farbowania. W tym-.przykładzie temperaturę utrzymuje się na poziomie 207°F (97,2°C) w czasie okresu dodawania barwnika.

Odrębnie 1,05 g barwnika C.I. Acid Blue 335 rozpuszcza się w 200 ml wody destylowanej. Wyliczono, że zapewni to 2,1% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania. Stosując urządzenie opisane w przykładzie I odrębnie przygotowany roztwór barwnika dozuje się pod powierzchnię kąpieli- farbiarskiej, z daleka od przesuwającej się tkaniny, z szybkością 5 ml/minutę, co odpowiada prędkości 0,05% barwnika/minutę w stosunku do wagi tkaniny. W czasie jednego obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje się 0,08% całości barwnika. W tych warunkach nie obserwuje się widocznego nagromadzania się barwnika w kąpieli farbiarskiej przez cały okres dodawania barwnika, który kończy się po 42 minutach. Kąpiel zawierającą ufarbowaną tkaninę chłodzi się następnie, po czym tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu jak w przykładzie I.

Uzyskuje się bezbarwną kąpiel farbiarską. oraz tkaninę o równomiernym granatowym zabarwieniu. Względną moc barwnika przyjętą jako, 'wielkość średnią dla wierzchu i spodu wynosi 99,8% i jest wielkością równoważną uzyskanej dla tkaniny w części A, podczas gdy względna zawartość barwnika w tkaninie wynosi 73%. Odpowiada to wzrostowi względnej wydajności farbowania o 36,7%. Na fig. 4 i 6 przedstawiono mikrofotografię przekroju tkaniny.

Przykład IX.

Urządzenie farbiarskie i procedury opisane w przykładzie I stosuje się również w tym przykładzie do farbowania okrągło dzianej tkaniny dzianowej z ciętej przędzy nylonowej o miarze bawełnianej 20/2, 3 dpf, o długości 1,5 cala, trwale karbikowanej w autoklawie, za pomocą następujących barwników, wraz ze wskazanym inhibitorem UV:

0,0275% C.I, Acid Red 316

0,2145% C.I , Acid Blue 239

0,1045% Avilon Blue RW*

0,066% C.I, Acid Black 132

1,100% CIBAFAST N® (inhibitor UVO * Ciba Geigy Corp.

W efekcie uzyskuje się tkaninę o barwie błękitu kobaltowego, przy czym część zewnętrzna jest głębiej zabarwione niż wnętrze oraz bezbarwną kąpiel farbiarską. Względna wydajność farbowania wyliczona na podstawie średnich wielkości K/S (średnia dla wierzchu i spodu dla dzianego rękawa) zwiększa się o 76% w porównaniu z tkaniną kontrolną farbowaną za pomocą tych samych barwników z wykorzystaniem konwencjonalnej procedury w farbiarce kadziowej. Względna zawartość barwnika w tkaninach jest w przybliżeniu podobna i wynosi 100% (według wynalazku) oraz 100,5% (w tkaninie kontrolnej).

Przykład X.

W tym przykładzie dywan igłowy z dwuwarstwowej 1150-den trójpiatkowej przędzy o 17 dpf, z ciągłych włókien nylonowych farbuje się z 8-calowym urządzeniu Saucier Beckdyeing Machine, wytwarzanym przez Saucier Stainless Steel Products, Minneapolis, MN. Część A ilustruje procedurę konwencjonalną, a część B ilustruje proces według wynalazku.

CZĘŚĆ A (porównawcza).

450 g dywanu (8 x 75 cali), opisanego powyżej umieszcza się na krążaku tej farbiarki i zszywa się na końcach uzyskując pas bez końca. Drzwi zamyka się i dywan pierze się w 160°F (71,1°C) przez 15 minut stosując 0,1 g/litr środka MERPOL LFH® (ciekły niejonowy detergent dostępny z E.I. du Pont de Nemours & Company) oraz 0,1 g/litr wodorotlenku amo168 681 nowego. Tkaninę przepłukuje się do bezbarwnego przelewu w celu usunięcia całości środków piorących, po czym kąpiel spuszcza się.

Następnie nastawia się kąpiel farbiarską z 25 litrów wody destylowanej przy krotności kąpieli 55:1 (stosunek wagi kąpieli do wagi tkaniny), w 80°F (26,7°C), po czym pH doprowadza się do 5,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Tkaninę wprawia się w ruch obracając wał krążaka.

Oddzielnie 4,5 g barwnika Antraąuinone Milling Blue BL (C.I. Acid Blue 122) rozpuszcza się w 1000 ml wody destylowanej, tak, aby uzyskać 1% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Roztwór barwnika dodaje się do kąpieli farbiarskiej. Temperaturę kąpieli podnosi się z szybkością 2°F/minutę (l,l°C/minutę) do 200°F (93,3°C), a następnie kąpiel utrzymuje się w 200°F (93,3°C) przez 30 minut. Kąpiel farbiamsk^ą chłodzi się następnie z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 170°F (76,7°C), po czym tkaniną płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

W efekcie uzyskuje się równomiernie błękitne zabarwienie nylonowego dywanu oraz bezbarwną kąpiel farbiarską. Względną moc barwnika mierzy się na wierzchu dywanu igłowego przyjmując, że dywan ten wykazuje 100% względnej mocy barwnika.

CZĘŚĆ B.

W przykładzie tym stosuje się ilość i rodzaj barwnika, urządzenie farbiarskie i warunki prania takie jak w części A.

W tym przykładzie kąpiel farbiarską również nastawia się na krotność 55:1 w 80°F (26,7°C) i pH nastawia się na 5,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Tkaninę wprawia się w ruch obracając wał krążaka. Temperaturę kąpieli farbiarskiej podwyższa się następnie z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do temperatury farbowania. W tym przykładzie temperaturę utrzymuje się na poziomie 200°F (93,3°C) w czasie okresu dodawania barwnika.

Oddzielnie 4,5 g barwnika Antraąuinone Milling Blue BL (C.I. Acid Blue 122) rozpuszcza się w 1000 ml wody destylowanej uzyskując koncentrat barwnika. Ilość stosowanego barwnika jest tak wyliczona, aby uzyskać ~1% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Stosując precyzyjną (~1% dokładności) pompę dozującą do cieczy MANOSTAT COMPULAB, dostępną z Manostat Corporation, New York, N.Y., oddzielnie przygotowany roztwór barwnika dozuje się pod powierzchnię kąpieli farbiarskiej zdala od przesuwającej się tkaniny, z szybkością 25 ml/minutę, co odpowiada prędkości 0,025% barwnika/minutę w stosunku do wagi tkaniny. W czasie jednego obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje się 0,08% całości barwnika. W tych warunkach nie obserwuje się widocznego nagromadzania się barwnika w kąpieli farbiarskiej przez cały okres dodawania barwnika, który kończy się po 40 minutach.

Kąpiel farbiarską chłodzi się następnie z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do 170°F (76,7°C), po czym tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

W efekcie uzyskuje się równomiernie błękitne zabarwienie dywanu oraz bezbarwną kąpiel farbiarską. Wydajność farbowania zwiększyła się o 98% w stosunku do próbki porównawczej wytworzonej w części A powyżej.

Przykład XI.

W tym przykładzie dywan igłowy z trójpłatkowej puszystej, ciętej przędzy o miarze bawełnianej 3,75, 18 dpf, z włókien nylonowych farbuje się w tym samym urządzeniu co w przykładzie 10. Część A ilustruje procedurę konwencjonalną, a część B ilustruje proces według wynalazku.

CZĘŚĆ A (porównawcza).

560 g dywanu (9 cali x 60 cali) opisanego powyżej pierze się i płucze jak w przykładzie 10.

Kąpiel farbiarską z 11 000 ml wody nastawia się na krotność (stosunek wagi kąpieli do wagi dywanu) 20:1 w 80°F (26,7°C) i pH nastawia się na 6,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Tkaninę wprawia się w ruch obracając wał krążaka.

168 681

Oddzielnie po 0,84 g barwników C.I. Acid Orange 156, C.I. Acid Red 361 i C.I. Acid Blue 277 rozpuszcza się w 100 ml wody destylowanej tak, aby uzyskać 0,45% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Roztwór barwnika dodaje się do kąpieli farbiarskiej. Temperaturę kąpieli podnosi się z szybkością 3°F/minutę (1,7°C/minutę) do 212°F (100°C), a następnie kąpiel utrzymuje się w 212°F (100°C) przez 1 godzinę. Kąpiel farbiarską spuszcza się w 212°F (100°C) i dywan płucze się do bezbarwnego przelewu zimną wodą po czym kąpiel farbiarską spuszcza się ponownie. Dywan wyjmuje z maszyny farbiarskiej, ekstrahuje się wodą i suszy na powietrzu.

Uzyskuje się równomierne średnio brunatne zabarwienie dywanu nylonowego oraz bezbarwną kąpiel farbiarską.

CZĘŚĆ B.

W przykładzie tym stosuje się ilość i rodzaj barwnika, urządzenie Tarbiar^ikie i warunki prania takie jak w części A.

W tym przykładzie również kąpiel farbiarską. z 11 000 ml wody nastawia się na krotność (stosunek wagi kąpieli do wagi dywanu) 20:1 w 80°F (26,7°C) i pH nastawia się na 6,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Tkaninę wprawia się w ruch obracając wał krążaka, podwyższając równocześnie temperaturę kąpieli farbiarskiej z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę) do temperatury farbowania, 212°F (100°C).

Oddzielnie po 0,84 g barwników C.I. Acid Orange 156, C.I. Acid Red 361 i C.I. Acid Blue 277 rozpuszcza się w 100 ml wody destylowanej, a następnie rozcieńcza się do ostatecznej objętości tak, że uzyskuje się 0,45% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika.

Stosując precyzyjną (~1% dokładności) pompę dozującą do cieczy MANOSTAT COMPULAB, dostępną z Manostat Corporation, New York, N.Y., oddzielnie przygotowany roztwór barwnika dozuje się pod powierzchnię kąpieli farbiarskiej zdala od przesuwającego się dywanu, z szybkością 5 ml/minutę, co odpowiada prędkości 0,011% barwnika/minutę w stosunku do wagi tkaniny. W czasie jednego obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje się 0,08% całości barwnika. W tych warunkach nie obserwuje się widocznego nagromadzania się barwnika w kąpieli farbiarskiej przez cały okres dodawania barwnika, który kończy się po 40 minutach. Po zakończeniu dodawania barwnika kąpiel utrzymuje się jeszcze przez 15 minut w 212°F (100°C). Gorącą kąpiel farbiarską spuszcza się, po czym dywan płucze się do bezbarwnego przelewu zimną wodą i czym kąpiel farbiarską spuszcza się ponownie. Dywan wyjmuje z maszyny farbiarskiej, ekstrahuje się wodą i suszy na powietrzu.

Uzyskuje się równomierne średnio brunatne zabarwienie dywanu nylonowego oraz bezbarwną kąpiel farbiarską.

P r z y k ł a d XII.

g tkaniny (długość 64 cale x szerokość 8,5 cala) z przędzonych 40-den, okrągłych półmatowych włókien z nylonu 66 o 1,18 dpf, z wypełnieniem z 50-den półmatowej przędzy skręconej z dwóch nici, o 0,76 dpf, z nylonu 66 teksturowanego metodą Air-Jet, zszywa się uzyskując rękaw, który pierze się i farbuje barwnikiem Antraquinone Milling Blue BL (C.I. Acid Blue 122) jak w przykładzie 4, część A (porównawcza), uzyskując próbkę kontrolną. Dodatkowo tą samą tkaninę pierze się i farbuje tym samym barwnikiem zgodnie z procedurą z przykładu 4, część B, uzyskując próbkę farbowaną, sposobem według wynalazku.

Uzyskuje się równomierne błękitne zabarwienie na tkaninie nylonowej farbowanej sposobem według wynalazku, przy czym stwierdzono wzrost wydajności farbowania o 12 - 15% na stronie wierzchniej tkaniny w porównaniu z próbą, kontrolną. Mikrofotografie wykazały, ze włókno z farbowanej tkaniny jest asymetrycznie pierścieniowo zabarwione, co jest typowe dla korzystnego wariantu według wynalazku przy stosowaniu barwników, których przenoszenie wynosi poniżej 10%.

Przykład XIII.

W przykładzie tym zmienia się warunki, aby wykazać wpływ absorpcji barwnika w czasie procesu na wydajność farbowania tkaniny. Zmieniano następujące parametry: pH (4 i 6),

168 681 temperaturę (180 i 205°F; 82,2 i 96,1°C) oraz czas w podanej temperaturze pod dodaniu barwnika (15 i 45 minut). Szczegóły podano w tabeli 4.

W punktach 1-7 zastosowano ilość i typ tkaniny, urządzenie farbiarskie i procedurę szczegółowo podaną w przykładzie 5, część B. najpierw piorąc tkaninę, a następnie nanosząc na nią 2% wag. barwnika C.I. Acid Violet 48. pH nastawia się na 4 lub 6, jak to podano w tabeli 4, fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Przygotowany uprzednio roztwór 0,70 g barwnika C.I. Acid Violet 48 w 200 ml wody destylowanej dodaje się do kąpieli farbiarskiej z szybkością 5 ml/minutę, a próbki kąpieli farbiarskiej pobiera się w różnych temperaturach/odstępach czasu podczas procesu. Wprowadza się 0,05% całości barwnika/minutę, a w ciągu obiegu tkaniny (cykl maszyny) dodaje 0,08% całkowitej ilości barwnika. Stężenie barwnika C.I. Acid Violet 48 oznacza się spektrofotometrycznie, a uzyskane wyniki przedstawiono na fig. 1 dla punktu 1 (pH 4) i 5 (pH 6) dla czasu 15 minut w danej temperaturze.

porównawczn próby lc.2c, 3c i 4 3 przygotowano stosuj ąctensam typm ilyść tkanina) w punktach 1-7. Takie same procedury zastosowano przy praniu i przygotowaniu próbek do farbowania. Wykononu 4 kontrolne farbowania, po jednym dla każdej pary parametrów pH i temperatury z punktów 1-7, a konkretnie:

1c	pH 4;	180°F	(82,2°C)
2c	pH 4;	205°F	(96,1°C)
3c	pH 6;	180°F	(82,2°C)
4c	pH 4;	205°F	(96,1°C)

Zastosowano te same stężenia barwnika co w punktach 1-8, z tym że w każdym z punktów 1c-4c barwnik dodawano i kąpiel farbiarską ogrzewano z szybkością 2°F/minutę (l,l°C/minutę) do określonej temperatury, po czym utrzymywano w tej temperaturze przez 30 minut.

W punktach 2c i 4c próbki kąpieli pobierano w różnych temperaturach/okresach czasu podczas farbowania. Stężenie barwnika C.I. Acid Violet 48 oznacza się soektrofotomelrycznie, a uzyskane wyniki przedstawiono na fig. 2. Kąpiel schłodzono z szybkością 5°F (2,8°C) do 170°F (76,7°C), po czym ufarbowane tkaniny przemyło do bezbarwnego przelewu dodając zimną wodę, wyjęto z maszyny farbtarskiej i wysuszono na powietrzu.

Moc barwnika w każdym z punktów 1-7 mierzy się na wierzchu tkaniny względem odpowiedniej próby kontrolnej. Wyniki podano w tabeli 4.

Tabela 4

Punkt	Porówn.	PH	Temperatura °F (°C)	Czas w temperaturze	% wzrostu wydajności farbowania
1	1c	4	180 (82,2)	15	41
2	1c	4	180 (82,2)	45	34
3	2c	4	205 (96,1)	15	49
4	2c	4	205 (96,1)	45	46
5	3c	6	180 (82,2)	15	4
6	4c	6	205 (96,1)	15	13
7	4c	6	205 (96,1)	45	9

Przykład XIV.

Stosuje się rodzaj i ilość tkaniny oraz urządzenie farbiorskie i procedurę opisaną szczegółowo w przykładzie 13, punkty 1-7, najpierw piorąc tkaninę, a następnie nanosząc na nią 2% wag. barwnika C.I. Acid v1o1c1 48. Szybkość dodawania barwnika zmniejsza się, aby ziIusItowpć jego wpływ na absorpcję barwnika w czasie procesu oraz na wydajność farbowania

168 681 tkaniny w porównaniu z szybkością w przykładzie 13. Przykładowo wzięto pod uwagę punkty 1 i 2 w różnych temperaturach (180 i 205°F; 82,2 i 96,1°C) przy pH 6.

W tym przykładzie kąpiele farbiarskie nastawia się i doprowadza się do pH 6 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Taką samą ilość barwnika, 0,70 g C.I. Acid Violet 48, rozpuszcza się w 400 ml wody destylowanej i dodaje do kąpieli z szybkością 5 ml/mim^tę.. W związku z tym. ze ilość barwnika jest ta sama, ale objętość roztworu jest dwukrotnie większa, szybkość dodawania jest 2 razy mniejsza niż w przykładzie 13, czyli wynosi 0,025% barwnika/minutę i 0,04% całości barwnika w jednym przebiegu. Próbki kąpieli farbiarskiej pobiera się w różnych odstępach czasu podczas procesu aż do 15 minut po zakończeniu dodawania barwnika do kąpieli; stężenie C.I. Acid Violet 48 oznacza się spektrofotometrycznie. Wyniki oznaczeń podano na fig. 3.

Przykład XV.

Stosując przemysłowe urządzenie farbiarskie elastyczną i nieelastyczną tkaninę trykotową z dzianą osnową, o pełnej szerokości (60 cali) oraz elastyczną tkaninę raszelową z dzianą osnową, o połówkowej szerokości (63 cale) farbuje się sposobem według wynalazku. W części I przedstawiono sposób przygotowania tkanin przed farbowaniem, a części II, III i IV iiustniją farbowane tego ty^u tkiaiin.

CZĘŚĆ I.

Tkaniny z dzianą osnową opisane w tym przykładzie przygotowuje się do farbowania na stanowisku do prania z otwartymi bokami, dostępnym z Jawetex Ag, Rorschasch, Szwajcaria. Tkaniny przepuszcza się z szybkością 10 jardów/minutę przez zbiornik do prania zawierający 2000 litrów wody o temperaturze 180°F (82,2°C), do której dodano 0,5 g/litr środka MERpOL LFH^r'’(ciekłego, niejonowego detergentu sprzedawanego przez E.I. du Pont de Nemours & Company), a następnie przez zbiornik płukania zawierający 540 litrów wody ogrzanej do tej samej temperatury. Wypraną tkaninę suszy się i utrwala cieplnie przepuszczając ją jeden raz w 385°F (196,1°C) przez 30 s, za pomocą rozszerzarki o 4 skrzynkach (każda po 10 stóp), dostępnej z Bruckner Machinery Corp., Spartanburg, SC. Krawędzie wyrównuje się podczas utrwalania cieplnego, aby zmniejszyć do minimum zawijanie się boków podczas farbowania.

CZĘŚĆ II.

9000 g tkaniny z dzianą osnową (75 jardów liniowych, szerokość 60 cali) z 40-den, trójpłatkowego włókna z nylony 66 o 3,1 dpf, po obróbce w sposób opisany w części I wprowadza się całkowicie zalanego urządzenia Hisaka Jet Dyer, Model V-L, dostępnego z Masoe Systems Corp., Maudin, SE. Tkaninę przekłada się przez strumiemową (70 mm), po czym zszywa się ostrożnie jej końce, aby uniknąć naprężeń w zakładce. Tkaninę pierze się. w konwencjonalnych warunkach w'180°F (82,2°C) prze 20 minut, stosując 400 litrów wody zawierającej 0,5 g/litr’ środka MERPOL. LFH®. Tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu w celu usunięcia wszystkich chemikaliów piorących.

Następnie nastawia się kąpiel farbiarską z 400 litrów wody przy krotności 44:1 (stosunku wagi kąpieli do wagi tkaniny) w 80°F (26,7°C) i nastawia się ją na pH 5,2 dodając 0,4 g/litr fosforanu jednosodowego (MSP). W tych warunkach tkanina jest całkowicie zalana kąpielą farbiarską. Tkaninę wprawia się w ruch (1 obrót/minutę) pompując kąpiel farbiarską przez dyszę strumiemową (ciśnienie 9 funtów). Temperaturę kąpieli farbiarskiej podwyższa się z szybkością 7°F/minutę (3,9°C/minutę) do temperatury farbowania. W tym przykładzie utrzymuje się temperaturę farbowania prawie na stałym poziomie około 180°F (82,2°C) podczas okresu dodawania barwnika, jak to opisano poniżej.

Odrębnie 90,0 g barwnika Antraquinone Milling Blue BI (C.I. Acid Blue 122) rozpuszcza się w 9 litrach ciepłej ’ wody. Wyliczono, że zapewni to 1% barwnika na włóknie przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Stosując pompę dozującą (~1% dokładności) do cieczy MANOSTAT COMPULAB, dostępną z Manostat Corporation, New York, N.Y., oddzielnie przygotowany roztwór barwnika (10 g/litr) dozuje się do maszyny farbiarskiej przy wlocie pompy cyrkulacyjnej. Wykorzystuje się wydajność pompy 225 ml/minutę, co odpowiada 0,025% barwnika/minutę w stosunku do wagi tkaniny. W czasie jednego obiegu tkani168 681 ny (cyklu maszyny) dodaje się 1,67% całości barwnika. W tych warunkach obserwuje się jedynie nieznaczne nagromadzenie się barwnika w kąpieli farbiarskiej przez cały okres dodawania barwnika, który kończy się po 40 minutach. Po dodatkowych 10 minutach kąpiel farbiarska jest bezbarwna, a jej pH wynosi 5,5. Kąpiel farbiarską chłodzi się następnie z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę), przepłukuje do bezbarwnego przelewu, po czym tkaninę wyjmuje się z maszyny farbiarskiej i suszy się rozpinając ją na mokro na szerokość na rozszerzarce szpilkowej w 250°F (121,1°C). Oględziny farbowanej tkaniny wykazały, że jest ona równomiernie zabarwiona.

CZĘŚĆ III.

Sposób przygotowania tkaniny opisany w części I oraz sposób farbowania opisany w części II w tym przykładzie stosuje się do farbowania 12 600 g (51 liniowych jardów; szerokość 60 cali) tkaniny trykotowej z dzianą osnową, z mieszanki 80% wag. 40-den trójpłatkowego włókna z nylonu 66 o 3,1 dpf oraz 20% wag. 40-den włókna spandex LYCRA® (E.I. du Pont de Nemours and Company).

Oddzielnie 126,0 g barwnika Antraquinone Milling Blue BL (C.I Acid Blue 122) rozpuszcza się w 12,6 litrach ciepłej wody, aby uzyskać 1% barwnika na włóknie (1,25% w stosunku do wagi włókna nylonowego) przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Oddzielnie przygotowany roztwór barwnika (10g/litr) dozuje się z szybkością 315 ml/minutę, co odpowiada 0,025% barwnika/minutę. W czasie jednego obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje się 1,67% całości barwnika. Oględziny farbowanej tkaniny wykazały, że jest ona równomiernie zabarwiona.

CZĘŚĆ IV.

Sposób przygotowania tkaniny opisany w części I oraz sposób farbowania opisany w części II w tym przykładzie stosuje się do farbowania 11 200 g (44 liniowe jardy; szerokość 63 cali) tkaniny raszelowej z dzianą osnową, z mieszanki 87% wag. 40-den trój płatkowego włókna z nylonu 66 o 3,1 dpf oraz 13% wag. 140-den włókna spandex LYCRA® (E.I. du Pont de Nemours and Company).

Oddzielnie 112,0 g barwnika Antraquinone Milling Blue BL (C.I. Acid Blue 122) rozpuszcza się w 11,2 litrach ciepłej wody, aby uzyskać 1% barwnika na włóknie (1,15% w stosunku do wagi włókna nylonowego) przy założeniu całkowitego wyczerpania barwnika. Oddzielnie przygotowany roztwór barwnika (10g/litr) dozuje się z szybkością 235 ml/minutę, co odpowiada 0,021% barwnika/minutę. W czasie jednego obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje się 1,67% całości barwnika. Oględziny farbowanej tkaniny wykazały, że jest ona równomiernie zabarwiona.

Przykład XVI.

200 jardów (100 funtów) tkaniny z dzianą osnową o szerokości 93 cale, z 50-den okrągłych włókien z nylonu 66 o 2,9 dpf, wprowadza się do urządzenia Hisaka Jet Dyer, Model V-L, dostępnego z Masoe Systems Corp., Maudin, SC., zawierającego 325 litrów wody, tak że stosunek kąpieli do tkaniny wynosi około 7:1. W tych warunkach tkanina jest jedynie częściowo zanurzona. Kąpiel nastawia się dodając 0,5%, w stosunku do wagi tkaniny, pirofosforanu trójsodowego oraz 0,5%, w stosunku do wagi tkaniny, detergentu POLYSCOUR LF® wytwarzanego przez Apollo Chemical Co., Burlington, NC. Temperaturę kąpieli podwyższa się do 180°F (82,2°C) z szybkością 5°F/minutę (2,8°C/minutę). Tkaninę pierze się przez 10 minut w 180°F (82,2°C), a następnie płucze się. Nastawia się świeżą kąpiel w 80°F (26,7°C) i dodaje się 0,2%, w stosunku do wagi tkaniny, środka wyrównującego ALBEGAL® produkowanego przez Ciba Geigy Corp., Greensboro, NC, oraz 0,349%, w stosunku do wagi tkaniny, monofosforanu sodowego. Temperaturę podwyższa się do 200°F (93,3°C) z szybkością od 5°F (2,8°C) do 7°F (3,9°C) na minutę. Obieg tkaniny trwa. 30 s przez cały czas procesu.

Odrębnie następujące barwniki oraz 1,5% środka CIBAFAST®, absorbera światła nadfioletowego produkowanego przez Ciba Geigy Corp., miesza się z 19 litrami wody, przy czym procenty odnoszą się do wagi tkaniny:

1,05119% Intralon Yellow 3RL*

168 681

0,00664% Intralon Bordeaux EL’

0,01892% C.I , Acćd Bkek 171

0,09220% Cd , Acid Bkek 1352 * Ciba Geigy Corp.

Roztwór barwników z CIBAFAST® dozuje się po stronie wlotu pompy cyrkulacyjnej urządzenia f'arbia^s^l^i<ego Hisaka Jet Dyer w ciągu 80 minut, co odpowiada 0,013% barwnika/minutę, w stosunku do wagi tkaniny. W czasie jednego obiegu tkaniny (cyklu maszyny) dodaje się 0,63% całości barwnika.

Kąpiel chłodzi się następnie do 160°F (71,1°C) i pobiera się próbkę w celu sprawdzenia czy uzyskane zostało właściwe zabarwienie (odcień). Tkaninę płucze się następnie i suszy w zwykły sposób.

Oględziny wykazały, że tkanina wykazuje z obydwu stron dopuszczalną do sprzedaży równomierność zabarwienia oraz dopuszczalną do sprzedaży' jednorodność.

Ufarbowaną i wysuszoną tkaninę poddaje się następnie drapaniu i postrzyganiu w zwykły sposób tak, aby uzyskać wykończoną tkaninę nadającą się do stosowania jako tkanina do wykonywania zagłówków w samochodach. Wykończona tkanina nadaje się do sprzedaży z uwagi na jednorodność i równomierne zabarwienie z obydwu stron.

Przykład XVII.

40-den tkaninę z dzianą osnową z trójlistnej, błyszczącej przędzy z nylonu 66 o 2 dpf stosuje się w tym przykładzie w celu zilustrowania możliwości farbowania belkowego z wykorzystaniem sposobu według wynalazku. Około 20 jardów (950 g) przeznaczonej do farbowania tkaniny o szerokości 17 cali ściśle nawija się na belkę farbiarską o średnicy 4 cale i długości 18 cali, na którą uprzednio nawinięto 3 warstwy gazy. Tkaninę nawija się wierzchem na zewnątrz i mocuje na obydwu końcach belki. Rękaw i nawiniętą tkaninę mocuje się w laboratoryjnej farbiarce skonstruowanej przez Burlington Engineering Company. Tkaninę pierze się w zwykły sposób w 185°F (85°C) przez 20 minut stosując 38 litrów wody zawierającej 0,5 g/litr środka MERPOL LFH®. Tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu w celu usunięcia całości środków piorących, po czym kąpiel spuszcza się.

Następnie nastawia się kąpiel farbiarską o krotności 40:1 (stosunek wagi kąpieli do wagi tkaniny) z 38 litrów wody w temperaturze 80°F (26,7%% po czym pH nastawia się na 5,0 fosforanem jednosodowym (MSP) i kwasem fosforowym. Kąpiel pompuje się przy pełnym ciśnieniu pompy przez belkę farbiarską i tkaninę. Temperaturę kąpieli farbiarskiej podwyższa się z szybkością 7°F (3,9°C) na minutę do 180°F (82,2°C).

Oddzielnie 9,5 g barwnika Antraquinone Milling Blue BL (C.I. Acid Blue 122) rozpuszcza się w 3800 wody uzyskując koncentrat barwnika. Stosując precyzyjną pompę dozującą z przykładu 1 oddzielnie przygotowany roztwór barwnika dozuje się do zbiornika rozprężania farbiarki belkowej z szybkością 95 ml/minutę przez 40 minut. W tych warunkach prawie nie obserwuje się nagromadzania się barwnika w kąpieli farbiarskiej w czasie okresu dodawania barwnika. Kąpiel farbiarską chłodzi się i odciąga. Tkaninę płucze się do bezbarwnego przelewu, wyjmuje z maszyny farbiarskiej i suszy na powietrzu.

W efekcie uzyskuje się równomiernie błękitne zabarwienie nydonowej tkaniny z dzianą osnową oraz bezbarwną kąpiel farbiarską.

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób farbowania poliamidu zawierającego włókna z polimeru poliamidowego za pomocą co najmniej jednego barwnika anionowego, znamienny tym, że zanurza się wymieniony wyrób do kąpieli farbiarskiej ciekłego rozpuszczalnika dla barwnika anionowego; ogrzewa się w tej kąpieli farbiarskiej wymieniony ciekły rozpuszczalnik i wymieniony wyrób do temperatury co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania wymienionego włókna z polimeru poliamidowego; dodaje się wymieniony barwnik anionowy do wymienionej kąpieli farbiarskiej w postaci mieszalnika ciekłego koncentratu z szybkością dodawania barwnika w czasie tego etapu dodawania barwnika, przy czym co najmniej część barwnika dodaje się wtedy, gdy wymieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób są w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania oraz miesza się wymienioną kąpiel w czasie etapu dodawania barwnika i w czasie gdy wymieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania, w celu zmieszania tego koncentratu barwnika z wymienionym rozpuszczalnikiem w wymienionej kąpieli z wytworzeniem rozcieńczonego roztworu barwnika i wytworzeniem przepływu wymienionego rozcieńczonego roztworu barwnika względem wymienionego wyrobu, co powoduje przenoszenie wymienionego barwnika na wymieniony wyrób, a ponadto wymienione mieszanie zapewnia średnio zasadmczo równomierny transport wymienionego anionowego barwnika do wyrobu; przy czym szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, aby stanowiła ona podstawowy parametr regulujący szybkość absorpcji wymienionego barwnika przez wymieniony wyrób co najmniej wtedy, gdy wymieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymieniony ciekły rozpuszczalnik utrzymuje się w takich warunkach, że przenoszenie wymienionego barwnika anionowego wynosi mniej niż około 10%.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces przeprowadza się w maszynie farbiarskiej, w której mieszanie zapewniają powtarzalne cykle maszyny, a wymienioną szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, że w cyklu maszyny barwnik dodaje się do wymienionej kąpieli farbiarskiej w ilości stanowiącej około 0,5 - 7% całości barwnika.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że wymienioną szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, że w cyklu maszyny barwnik dodaje się do wymienionej kąpieli farbiarskiej w ilości stanowiącej około 0,5 - 3% całości barwnika.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej około 33% wymienionego barwnika dodaje się. gdy wymieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymienioną szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, że stężenie barwnika mierzone w miejscu o najniższym stężeniu w wymienionej kąpieli jest nie bardziej niż około 100 razy większe od ostatecznego stężenia równowagowego w jakimkolwiek znaczącym okresie czasu, gdy wymieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się takie stężenie barwnika aby było nie bardziej niż około 50 razy większe od ostatecznego stężenia równowagowego w jakimkolwiek znaczącym okresie czasu, gdy wymieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania.
8. 8. Sposób według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że wymienioną szybkość dodawania barwnika nastawia się tak, że stężenie barwnika w wymienionym rozpuszczalniku, mierzone w miejscu o napiiższym stężeniu w wymienionej kąpieli jest co najmniej około 2,5 razy większe od ostatecznego stężenia równowagowego w ciągu dłuższego okresu czasu, gdy wy168 681 mieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że stosuje się takie stężenie barwnika w wymienionym rozpuszczalniku aby było co najmniej około 3,5 razy większe od ostatecznego stężenia równowagowego w ciągu dłuższego okresu czasu, gdy wymieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania.
10. 10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, ze stosuje się tak dłuższy okres czasu aby stanowił co najmniej około 10% czasu, w którym wymieniony rozpuszczalnik i wymieniony wyrób znajdują się w temperaturze co najmniej równej granicznej temperaturze farbowania.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako ciekły rozpuszczalnik stosuje się wodną ciecz.
12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się polimer poliamidowy wybrany z grupy obejmującej alifatyczne homopolimery i kopolimery poliamidowe.
13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako barwnik stosuje się barwnik anionowy wrażliwy na strukturę.
14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tkaninę poddaje się hydroutrwalaniu przed farbowaniem.
15. 15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że barwnik dodaje się z szybkością od około 0,0005 do około 0,5% barwnika/minutę w przeliczeniu na ciężar wspomnianego wyrobu.