Способ управления процессом непрерывной обработки ткани, преимущественно микроотжатой

 

Изобретение относится к отделке текстильных материалов и позволяет улучшить качество продукции за счет достижения равномерности пропитки ткани по их длине, повысить экономичность и экологичность обработки. Сущность изобретения состоит в том, что способ обработки заключается в пропитке, отжиме ткани, стабилизации пропитывающего раствора по концентрации путем добавления на унос тканью и стаби2 г лизации по температуре. Стабилизацию раствора по концентрации проводят дополнительно путем его регенерации с помощью мембранных разделительных элементов. Количество отводимого пермеата устанавливают в соответствии с выражением q V(1- - Ср/Сн)/ f , где q - количество отводимого пермеата, г/ч; V-объем материального пропитывающего раствора, л; Сн начальная концентрация компонентов в растворе, г/л; Ср.- концентрация компонентов в растворе через промежуток времени г (ч), в течение которого произошло разбавление. Устройство содержит пропиточную ванну 1, отжимные валы 2, направляющие ролики 3, трубопровод подпитки 4, циркуляционный контур рабочего раствора с насосом 7 и систему автоматического регулирования концентрации раствора с датчиком концентрации 5, В контуре циркуляции после насоса 7 включена разделительная мембраннэя установка 8, на отводящем штуцере 12 которой установлен регулирующий клапан 10. 3 ил. (Л С х| О 01 О Ч О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (I I)(sI)s D 06 В 23/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Hg-KEK Å

ЯЯЯОТЕЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ (21) 4927073/12 (22) 17.04.91 (46) 15,02.93. Бюл. ¹ 6 (71) Ивановский научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности (72) Т.С.Пудышева, В,M.Õîõëîâ, В.В.Козлов, Т,Д.Захарова и B.À;Õàðûáèíà (73) Ивановский научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промышленности (56) Патент ФРГ ¹ 3216731, кл. 0 06 В

23/18, 1983. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

НЕПРЕРЫВНОЙ ОБРАБОТКИ ТКАНИ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО. МОКРООТЖАТОЙ (57) Изобретение относится к отделке текстильных материалов и позволяет улучшить качество продукции за счет достижения равномерности пропитки ткани IlO их длине, повысить экономичность и экологичность обработки. Сущность изобретения состоит в том, что способ обработки заключается в пропитке, отжиме ткани, стабилизации пропитывающего раствора по концентрации путем добавления на унос тканью и стаби2. лизации по температуре. Стабилизацию раствора по концентрации проводят дополнительно путем его регенерации с помощью мембранных разделительных элементов.

Количество отводимого пермеата устанавливают в соответствии с выражением q = V(1— Ср/Сн)/ r, где q — количество отводимого пермеата, г/ч; V-объем материального пропитывающего раствора, л; С вЂ” начальная концентрация компонентов в растворе, г/л;

Ср — концентрация компонентов в растворе через промежуток времени t (ч), в течение которого произошло разбавление. Устройство содержит пропиточную ванну 1, отжимные валы 2, направляющие ролики 3, трубопровод подпитки 4, циркуляционный а контур раоочего раствора с насосом 7 и систему автоматического регулирования концентрации раствора с датчиком концентрации 5, В контуре циркуляции после насоса 7 включена разделительная мем- Я бранная установка 8, на отводящем штуцере 12 которой установлен регулирующий клапан 10. 3 ил. ° юФ

1795990 питывающем растворе через определенный промежуток времени.

Для этого определяют концентрацию пропитывающего материального раствора (начальную) и в данный момент, т,е, спустя какое-то вполне определенное время (обычно 0,5-1,0-2,0 ч) — в зависимости от быстроты разбавления или истощения раствора.

Истощение, выбираемость ванны, а также разбавление пропитывающего раствора, особенно сильное при обработке мокроотжатый полотен, устраняют путем непрерывного его концентрирования на мембранных элементах, Стабильность раствора по кон5 центрации обеспечивается при непрерывном отведении пермеата в количестве, определяемом по выражению (— — )

Сн

q где q — количество пермеата (л/ч) отводимое из пропитывающего раствора, подвергаемого мембранному разделению;

Ч вЂ” объем пропитывающего раствора;

Ср — концентрация компонентов разбавленного пропитывающего раствора;

Сн — начальная концентрация компонентов пропитывающего раствора; . — время, в течение которого произошло разбавление (изменение концентрации от С до Ср).

Стабильность концентрации пропитывающего раствора достигается не только путем его доукрепления внесением свежего раствора, как это обычно практикуется в расчете на унос раствора тканью, но также и его концентрированием. При этом при мембранном разделении в виде пермеата отводится излишнее количество растворителя (воды), образующееся в результате истощения или разбавления раствора, при обработке мокроотжатых полотен, Регулирование выделения определ"..нного количества пермеата в процессе мембранного разделения возможно осуществлять, исходя из зависимостей: 1) q = f(P) при Q = const или

2) q = f(Q) при Р = const, где Р— избыточное давление раствора над мембраной, Q — количество раствора, подаваемое в мембранные элементы на разделение(см. фиг, 3).

20 ром из комплекта трубопроводов, подающих доукрепляющий раствор различной концентрации в зависимости от влажности текстильного материала, поступающего на пропитку, Этим достигается равномер- 25 ность нанесения и обработки по ширине полотна и улучшение внешнего вида текстильного материала, Наиболее совершенного из известных способов обработки мокроотжатых полотен З0 — при пропитке ткаги добиваются равно- . мерности нанесения раствора только по ширине полотна, так как равномерность обработки по длине полотна лишь относительна. Она достигается на расстоянии, со- З5 измеримом с шириной текстильного материала, Если >ке сравнить количество отделочного вещества, нанесенного на ткань в первый момент работы и спустя 0,5, 1, 2 ч и т,д„то окажется очевидной неоднород- 4о ность обработки, ввиду отсутствия постоянства концентрации компонентов плюсовочного раствора во времени.

Цель изобретения — повышение качества ткани путем обеспечейия постоянства на- 45 несения отделочных препаратов или красителей на длине ткани.

Поставленная цель в способе обработки. достигается тем, что мокроотжатую ткань,. преимущественно, пропитывают, отжимают 50 при стабилизации пропитывающего материального раствора путем добавления раствора на унос с тканью и при стабилизации

его по температуре, причем проводят дополнительную стабилизацию пропитываю- 55 щего раствора яо концентрации, для чего направляюТ раствор на обработку в мембранные разделительные элементы для отделения в виде пермеата, излишка растворителя, который образовался в проИзобретение относится к отделке тек стильных материалов, а именно к способам равномерной пропитки ткани.

Известны способ и устройство для непрерывного крашения и/или отделки мокрых полотен текстильного материала.

В соответствии с этим изобретением обработку мокроотжатого полотна реализуют посредством просасывания или продавливания, а также циркуляции раствора при одновременной его стабилизации по температуре и концентрации, Применение автоматического управления процессом позволяет устанавливать характер разбавления плюсовочного раствора, наносимого на текстильный материал, и частично устранить это явленйе.

Стабилизацию концентрации раствора осуществляют путем доукрепления конечных стоков свежим материальным раствоСуществующий ассортимент мембранных элементов отечественного производства, выпускаемый объединением

"Полимерсинтез" и др., позволяет выбрать для каждой конкретной разделяемой среды мембраны достаточно высокой селективности по задерживаемому веществу (например, мембранные ультрафильтры типа

БТУ-0,5/2 марки ПСА или Ф-1).

1795990

На фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 — параметрическая зависимость: q

=f(P) (при Q = const); на фиг, 3 — параметрическая зависимость: q = f(Q) (при P = const).

Устройство содержит пропиточную ванну 1 с материальным раствором, отжимные валы 2, направляющие ролики 3, трубопровод подпитки свежим плюсовочным раствором 4, средство контроля концентрации раствора 5, связанное через исполнительный механизм 6 с насосом 7. В контуре циркуляции после насоса 7 включена разделительная мембранная установка 8; на отводящем патрубке которой установлен регулирующий клапан 9, связанный через регулирующее устройство 6 с датчиком концентрации раствора 5. Ванна 1 имеет патрубки возврата концентрированного раствора 10 и отбора истощенного раствора

11.

Устройство работает следующим обра-, зом (фиг. 2).

Ткань через направляющие ролики 3 поступает в пропиточную ванну 1, содер>кащую материальный раствор и отжимается на отжимных валах 2, Подпитка свежим плюсовочным раствором осуществляется через трубопровод 4 и уровнемер (на черте>ке не показано), По дости>кении менее, чем заданная и контролируемая автоматически концентрация пропитывающего раствора в ванне 1, средство контроля концентрации 5 подает сигнал на исполнительный механизм 6, включает насос 7, Через отводящий патрубок 11 материальный раствор подается насосом 7 на мембранную установку 8.

Работа мембранной установки настраивается на такой режим, при котором производительность установки по пермеату поддерживается в соответствии с выражением

V(1 )

Ц =

Соблюдение этого условия обеспечивает поддержание стабильности концентрации материального раствора в ванне во времени. Образующийся в результате мембранного разделения материального раствора пермеат отводится и удаляется через патрубок 9, сконцентрированный раствор через патрубок 10 возвращается в ванну 1, При достижении начальной концентрации пропитывающего раствора в ванне исполнительный механизм 6 отключает подачу материального раствора на мембранную установку 8.

Пример 1. Известный способ.

Отбеленную, промытую мокроотжатую (остаточная влажность W1) ткань арт. 266 пропитывают в течение 4 с аппретирующим составом с концентрацией С, г/л:

Карбомол ЦЭМ 200

Полиэтиленовая эмульсия 25

5 Мочевина 6

Хлористый магний (гексагидрат) . 20

Отжим до остаточной влажности ткани Wz.

Уровень раствора в ванне и время пропитки поддерживаются постоянными с по10 мощью регулятора уровня, установленного на ванне, 1,1, При условии Wt = 80, Иг = 80, объем ванны 400 л. Через г — — 2,5 ч работы концентрация компонентов в аппретирую15 щей ванне снижается приблизительно в 2 раза и составляет Ср (r/n):

Карбомол ЦЭМ 101

Полиэтиленовая эмульсия 12

Мочевина 3,5

20 Хлористый магний 10

Равномерности в пропитке, постоянства нанесения аппретирующего состава по длине полотна ткани не наблюдается, 1,2, При условии Wt = 100, Wz = 80/

25 происходит еще более быстрое разбавление аппретирующего раствора — через 2 часа содержание карбомола ЦЭМ с 200 г/л снизилось до 80 г/л, у других компонентов аналогично;

30 Для поддержания равномерности в пропитке мокроотжатой ткани и выпуске ее должного качества появляется необходимость в . замене разбавленного раствора на свежий, что приводит к значительным потерям хим35 материалов и отделочных препаратов.

1.3, При условии W = 80, Wg = 110 .

Скорость сушки ткани снижается с 90 м/мин до 70 м/мин. Равномерность пропитки по длине полотна ткани удовлетворительная, 40 но наблюдаются сильные налипы отделочного препарата нэ тканепроводящие ролики.

Пример 2. Предлагаемый способ, Отбеленную, промытую мокроотжатую

45 ткань арт, 266 (остаточная влажность W>) пропитывают в течение 4 с аппретирующим составом концентрацией С (см. пример

1.1,), Уровень раствора в ванне и время пропитки поддерживаются постоянными с по50 мощью регулятора уровня, установленного на ванне, Для поддержания содержания компонентов материального пропитывающего раствора на постоянном уровне проводим его дополнительную стабилизацию по

55 концентрации с помощью элементов мембранного разделения (например, ультрафильтров БТУ вЂ” 0,5/2 марки ПСА или Ф вЂ” 1).

С этой целью пропитывающий разбавленный раствор noäàþò на мембранные ультрафильтры и, установив необходимый

1795990 (- С режим мембранного разделения, проводят его регенерацию до контролируемого концентратомером содержания материальных компонентов в аппретирующем растворе путем отведения воды {или другого раство- 5 рителя) в виде пермеата в количестве, определяемом по формуле: (1 — - )

С

Сн

2.1. См. условия примера 1.1. Количество отводимого пермеата

400 (1 — — )

200 ц — 2 r 80 л/ч.

2.2. См. условия примера 1;2. Количество отводимого пермеата

400 (1 20 .Ц =

2 — 120 л/ч.

Формула изобретения

Способ управления процессом непрерывной обработки ткани", преимущественно мокроотжатой, включающий пропитку ткани, ее отжим, регулирование уровня раствора в ванне и концентрации компонентов в пропитывающем растворе путем его цирку .г:àöèè, о тл.и ч а ю шийся тем, что, с целью павышения качества ткани путем обеспечения постоянства нанесения отделочных препаратов или красителей по длине ткани, осуществляют регенерацию циркулирующеm раствора по заданной концентрации компонентов в ванне путем отвода растворителя

"из мембранного разделителя пропитывающего раствора в количестве, определяемом по формуле

Мокроотжатая ткань, обработанная стабилизированным по концентрации материальным раствором, характеризуется равномерностью технологических показателей, соответствует требованиям ГОСТов и

ТУ.

Предлагаемый способ позволяет расширить технологические возможности обработки тканей.

Изобретение открывает возможность к исключению промежуточной сушки и обработке мокроотжатых тканей при нанесении постоянного количества отделочных препаратов или красителей.

Способ открывает перспективы внедрения ресурсосберегающей, экологически чистой технологии обработки тканей без сбросов разбавленных материальных ванн. где q — количество отводимого растворителя, л/ч;

V — обьем материального пропитывающего раствора, л;

Сн — начальная концентрация компонентов в растворе, г/л;

Ср — концентрация компонентов в растворе, через промежуток времени, втечение которого произошло разбавление, г/л;

à — время работы, в течение которого произошло изменение концентрации от С„ до С, ч.

1795990

$s Ж

Of 02 дЗ P hfPa = (Р) npu P = ennst фиг. 2 ф, Я(ф

fá

Редактор В.Трубченко

Заказ 442 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

f_#_

f00

f20

f00

88

60 ф д5 stg 8.15 Я M /vie у ° f(Q) npu Pconst

©ltd. 5

Составитель Т.Пудышева

Техред М.Моргентал Корректор ТЯалий