191748. lajstromszámú szabadalom • Eljárás akril-nitril-alapú szálak folyamatos festésére
1 191.748 2 A színezékeket adagolhatjuk közvetlenül vagy oldat formájában a fürdőbe. Annak érdekében, hogy a fürdő felhígulását megakadályozzuk, a fürdő belépő és kilépő nyílásait célszerűen egy facsaró szerkezettel látjuk el, így biztosítva, hogy a szálköteg nedvességtartalma nagyobb legyen a kilépésnél, mint a belépésnél. A színezékfelvétel mértéke többek között a tápoldat szlnezékkoncentrációjától is függ. A találmány szerinti eljárásnál a nagy finomságú és nagy sűrűségű szálkötegen Q áramlási sebességgel áramoltatjuk keresztül a színezék-oldatot és Q értéke nagyobb mint 4 mc3/sec/cmJ, előnyösen 4—10 cm3/ sec/cm2 a szálköteg felületére vonatkoztatva. Ezt az áramlási sebességet úgy biztosítjuk, hogy a szálkötegen keresztül, annak haladási irányára merőlegesen a színezék-oldatot oda-vissza „f"-szer áramoltatjuk („f" értéke 10—100 ciklus másodpercenként). Ez azt jelenti, hogy minden másodpercben Q/f cm3 színezék-oldat áramlik keresztül „f'-szer mindkét irányban minden cm2 felületen. A találmány szerinti festési eljárást bármilyen alkalmas berendezésben végezhetjük. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös foganatosítási módjánál a szálkötegen való keresztáramot a színezékfürdőbe épített váltakozó irányban keringető rendszerrel biztosítjuk. Ez a rendszer lehet például egy olyan berendezés, amely egy, a fürdőbe merített üresen járó hengeres dobból áll, amelynek belső felén egy perforált hengeres forgórész (rotor) van elhelyezve, amely a kívánt mértékben, szabályozott fordulatszámmal forgatható. A szálköteget az üresen járó hengeren vezetjük, így az mozgásba hozza a hengert. A rotor részekre van osztva, amely részek váltakozva vannak csatlakoztatva a keringető szivatytyúkhoz. Az egyik keringető szivattyú a folyadékot átpumpálja a rotor közepén elhelyezkedett csatlakozón keresztül, átáramoltatva a szálkötegen alulról felfelé a rotoron, míg a másik szivattyú egy másik csatlakozón keresztül — amely az előzővel koncentrikusan van elhelyezve — kiszívja a folyadékot és ellenkező irányú áramba kényszeríti, azaz a fürdőből a rotorba, így biztosítva az ellentétes irányú keresztáramot. A keresztirányú áramlások irányváltoztatásainak száma a rotor fordulatszámával és/vagy a rotorrészek számának változtatásával szabályozható. A berendezést sematikusan az 1. és 2. ábrán mutatjuk be. A találmány szerinti eljárás egy másik, még előnyösebb foganatos!tási módja szerint a színezék-oldatnak a szálkötegen való keresztüláramoltatását a fürdő vibrációs vagy mikro-pulzáló mozgatásával biztosítjuk, oly módon, hogy a mozgatást csak a szálköteg közvetlen közelében végezzük. Ily módon maga a fürdő lényegében áll, és mozgás csak a szálköteg közvetlen közelében történik, biztosítva annak a szálkötegen való átáramlását. Ezt a vibrációs mozgást például a 3 129 577 számú amerikai szabadalmi leírásban ismertetett berendezéssel végezhetjük. A berendezés perspektivikus rajzát a 3. ábrán mutatjuk be. Az ábrán levő jelölések a következők: 1 üresen járó henger, fém szitaszövetből, 2 szálköteg, 3 mozgási irány, 4 dob, 5 folyadékáramlást lehetővé tevő nyílások, 6 rotor. 7 hasas kiképzés, amely a fürdő pulzáló mozgását biztosítja. A fentiek szerint leírt módon a találmány szerinti eljárásnál biztosíthatjuk a szálköteg felületén a színezékoldat kifogástalan keverését, továbbá még nagy sűrűségű szálkötegek esetén is a folyadéknak a szálkötegen való nagy sebességű átáramoltatását, a gélállapotú szálak bárminemű károsodása nélkül. Ez azáltal érhető el, hogy a folyadékáramlás által a szálkötegben bekövetkező feszültség igen gyors váltakozással mindkét irányból hat, és így kiegyenlíti egymást. A találmány szerinti eljárásnál a szálkötegeknek a fürdőben való tartózkodási ideje igen rövid, ténylegesen nem haladja meg az 5 másodpercet, értéke előnyösen 1—3 másodperc között van. Az impregnálási művelet alatt a szálnak annak érdekében, hogy az egyes szálak minél jobban érintkezhessenek a színező folyadékkal, bizonyos mozgási lehetőséget kell biztosítani. Ezt úgy érhetjük el, hogy a szálakat előnyösen kissé laza — ernyedt — állapotban tartjuk, de csak annyira, hogy az egyes szálak összekuszálódását elkerülhessük. Ezt a szálköteg belépési és kilépési sebességével szabályozhatjuk, oly módon hogy biztosítjuk, hogy a belépésnél a szálköteg sebessége 0,2-2%-kal nagyobb legyen, mint a kilépésnél. A gélállapotban elvégzett festési művelet után a következő lépés a színezék rögzítése a polimerszál savcsoportjaihoz, amelyet ismert módon megfelelő hőkezeléssel, például 3—15 másodperces telített gőzzel történő hőkezeléssel végzünk. A jelenlegi gyakorlat szerint a rögzítés ideje arányos a kívánt szín mélységével. A rögzítési műveletet általában nyomás alatt végezzük, biztosítva a szálak csak egyszeri áthaladását (a végtermék megfelelő fényének biztosítása érdekében). A találmány szerinti eljárás kövekező lépése a vizes mosás, amelyet előnyösen 30—90 °C hőmérsékleten végzünk. Ennek célja, hogy a színezék-felesleget vagy esetlegesen egyéb adalékanyagok maradékát eltávolítsuk, amelyek a későbbiekben esetleg kellemetlen szagot okozva jelenthetnek problémát. A szálak kikészítésére általában különböző kenő-, lágyító és antisztatizáló a színezékkel kompatibilis anyagokat -alkalmazunk. Ezek az anyagok megvédik a szálat a szárítási művelet alatt és biztosítják a kívánt tulajdonságokat a további feldolgozási lépésekben. A következő példákban részletesen bemutatjuk a találmány szerinti eljárást. Bár a példák mindegyike akril-nitril szálak festési eljárására vonatkozik, az elrájás azonban bármely más, nedves-fonásra alkalmas szálak festésére alkalmazható. /. példa 21% dimetil-formamidban oldott, következő összetételű szálképző folyadékot extrudálunk: 91,3% akril-nitril (MA),8% metil-akrilát (MA),0,7% nátrium-allil-szulfonát (SAS). A szálképző fej kapillárisainak mérete 65pm, a koaguláló fürdő összetétele 50% dimetil-formamid és 50% víz. A kapott szálakat 10m/perc sebességgel fogjuk össze, 5,5-szörösre nyújtjuk, majd vízzel 50 °C hőmérsékleten mossuk. A kapott szálköteget — amely 13 000 egyedi szálat tartalmaz centiméterenként és lényegében fátyolszerű — ezután gélállapotban 15 g/liter színezéket tartalmazó fürdőbep festjük. A színezék-5 10 15 20 25 30 35 ! 40 45 50 55 60 3
