DE2700541A1 - Verfahren zum faerben von textil- und kunststoffen - Google Patents

Verfahren zum faerben von textil- und kunststoffen

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Description

Verfahren zum Färben von Textil- und Kunststoffen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Färben von Textil- und Kunststoffen mit einem in einer hochsiedenden, ±m wesentlichen wasserfreien, organischen Flüssigkeit gelösten, suspendierten oder dispergierten Farbstoff bei erhöhter Temperatur, wobei der Textil- bzw. Kunststoff nach dem Färben abgekühlt, mit einer niedrig siedenden, im wesentlichen wasserfreien, organischen Flüssigkeit gewaschen und anschließend getrocknet wird.
Das Färben von Textilstoffen in einer nicht wäßrigen Farbflotte, die beispielsweise ein Glykol oder einen Glykoläther enthält, ist aus der FR-PS 955 260 bekannt, und zwar für das Färben von Nylon, ebenso aus der CH-PS 230 891. Aus der FR-PS 955 260 geht auch hervor, daß zum Waschen des gefärbten Textilstoffes Wasser oder ein niedrigsiedender Alkohol verwendet werden kann. Ferner ist es aus der US-PS 2 882 119 und aus der US-PS 2 461 612 bekannt, Polyester in einer nicht wäßrigen Farbflotte, die verschiedene Glykole enthält, zu färben.
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H.
Auf die Kontrolle der Umweltverschmutzung wird
gegenwärtig großer Wert gelegt. Es ist offenbar, daß wirksamere Maßnahmen zur Kontrolle der Umweltverschmutzung zunehmend notwendiger werden, wenn man die Verschärfung dieser Kontrollen berücksichtigt, von den Kosten ganz abgesehen. Bei Einfärbungsanlagen ist die Behandlung der Abwasser dieser Anlagen mit erheblichen Kosten verbunden und in manchen Fällen ist eine Behandlung, die ausreichend ist, um die Genehmigung der Umweltschutzbehörden für die Abgabe der Abwässer von der Einfärbungsanlage in das Grundwasser, also beispielsweise in Flüsse oder Gruben, zu erhalten, mit nicht hinnehmbaren Kosten verbunden. Es gibt Gebietskörperschaften in zahlreichen Teilen der Erde, die Einfärbungs- und Nachbehandlungsanlagen innerhalb ihrer Grenzen verbieten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem keine umweltschädlichen Abwasser oder Abgase auftreten.
Dies wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den restlichen Ansprüchen zu entnehmen.
Nachdem die Investitionskosten für eine Betriebsanlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich ist, aufgebracht worden sind, ist das erfindungsgemäße Verfahren mit verhältnismäßig geringen Kosten verbunden. Auch ist zu seiner Durchführung bedeutend weniger Energie erforderlich. Zu einer Zeit der Energieknappheit ist dieser Umstand als solcher ein weiterer, sehr vorteilhafter Gesichtspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die Textil- bzw. Kunststoffe mit dem in einer verhältnismäßig hochsiedenden orgarischen Flüssigkeit, wie Glykol oder Glykoläther, gelösten, suspendierten oder dispergierten Farbstoff gefärbt. Nach dem Färben wird der gefärbte Stoff mit einer verhältnismäßig niedrig siedenden Flüssigkeit, wie Methanol, Äthanol oder einer verhältnismäßig niedrig siedenden Flüssigkeit aus einem chlorierten Kohlenwasserstoff, wie Methylenchlorid (CH2Cl2), Tetrachlorkohlenstoff (CCI4) oder Chloroform (CHCl5), gewaschen. Die Waschflüssigkeit wird dann einer geeigneten Behandlung unterworfen, um ihre Bestandteile wiederzugewinnen und/oder voneinander abzutrennen, beispielsweise durch Destillation bei verhältnismäßig niedriger Temperatur, wodurch die niedrig siedende Flüssigkeit in Dampf übergeht, der dann ohne Schwierigkeiten kondensiert wird, während die hochsiedende Flüssigkeit und der restliche Farbstoff zurück bleiben.
Die destillierte, niedrig siedende Flüssigkeit wird wiedergewonnen und kontinuierlich der Wascheinrichtung im Kreislauf wieder zugeführt, während die hochsiedende Flüssigkeit, die den restlichen Farbstoff enthält, im Kreislauf der Färbemaschine oder dem Färbeapparat zugeführt wird, nachdem im erforderlichen Ausmaß Farbstoff zugegeben worden ist, der von dem Textilstoff, der das Verfahren durchläuft, aufgenommen worden ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zum Färben von Textilstoff en aus Polyester geeignet, worunter ein Textilstoff zu verstehen ist, der aus Polyethylenterephthalat oder dergleichen hervorgeht. Es ist jedoch nicht auf das Färben dieser Stoffe beschränkt. Es kann zum Färben von Nylon-, Acryl- oder anderen bekannten,
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handelsüblichen Textilstoffen angewendet werden. Der Textilstoff, der dem Färbevorgang unterworfen wird, kann in irgend einer herkömmlichen Form vorliegen, beispielsweise als endloser Einzelfaden, Stapelfaser, Werkgarn oder Gewebe, ebenso als Garn mit einer Wicklung von Dutzenden oder sogar Hunderten von Einzelfäden.
Zwar hat das Färben von Polyesterstoffen in den letzten Jahren beträchtliche Fortschritte gemacht, dennoch ist es in den meisten Fällen noch notwendig, Färbereihilfsmittel einzusetzen, wie Phenolderivate. Die Phenolderivate können nur unter großen Schwierigkeiten aus den Abwässern, die beim Färben auftreten, entfernt werden. Infolgedessen bietet das erfindungsgemäße Verfahren eine ausgezeichnete Möglichkeit, Schwierigkeiten, die auf diese Ursache zurückgehen, zu vermeiden. Außerdem ist das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Textilbetrieb, insbesondere mit einem Färbereigebäude, der bzw. das sich in einer wasserarmen Gegend befindet, durchführbar.
Nachdem der Textilstoff in der niedrig siedenden Flüssigkeit, wie Methanol, gewaschen worden ist, wird er in einen Trockner mit niedriger Temperatur bewegt, um Spuren an Methanol zu entfernen und wiederzugewinnen. Zwar kann das Färben als solches in irgendeiner Art und Weise durchgeführt werden, besonders wirksam ist es aber, so vorzugehen, wie im Zusammenhang mit der Vorrichtung nach der US-PS 3 558 260 beschrieben.
Wenn der Textilstoff den Färbeapparat oder die Färbemaschine verläßt, wird er vorteilhaft erweise durch eine Kühlzone bewegt, in der seine Temperatur von einer erhöhten auf eine gerade unterhalb des Siedepunktes der niedrig sie-
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denden Flüssigkeit liegende Temperatur, beispielsweise von 60 C, abfällt, worauf er durch eine Wascheinrichtung bewegt wird, in der er mit der niedrig siedenden Flüssigkeit, wie vorzugsweise Methanol, gewaschen wird.
Das Waschen kann auf herkömmliche Art und Weise erfolgen, jedoch ist es vorteilhaft, eine Kaskadenwascheinrichtung zu verwenden, in der eine Folge von Waschschritten durchgeführt wird, wobei das Methanol kurz vor der Stelle zugegeben wird, an der der Textil- bzw. Kunststoff die Wascheinrichtung verläßt und dann gleichzeitig in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Textilstoffes durch eine Reihe von Kaskadenbereichen zurück zu einer Stelle kurz vor dem Eintritt des Textilstoffes in die Wascheinrichtung bewegt wird, wo die Konzentration an hochsiedender Flüssigkeit und nicht fixiertem, restlichem Farbstoff am höchsten ist.
Das Methanol oder eine andere niedrig siedende Waschflüssigkeit wird zu einem geeigneten Separator geleitet, beispielsweise eine Destillationsvorrichtung, wo das Methanol bei verhältnismäßig niedriger Temperatur abdestilliert, kondensiert und anschließend der mit Methanol beschickten Wascheinrichtung wieder zugeführt wird.
Der Textilstoff wird, nachdem er durch die Wascheinrichtung mit der niedrig siedenden Flüssigkeit bewegt worden ist, in einen bei niedriger Temperatur arbeitenden Trockner gegeben, um Reste der niedrig siedenden Flüssigkeit, beispielsweise Methanol, welche an dem Textilstoff haften, zu verdampfen. Das auf diese Weise verdampfte Methanol wird über Kopf einem Kühler zugeführt, wo es kondensiert und dem Waschschritt wiederzugeführt wird.
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Der Textilstoff verläßt dann den Trockner im fertigen Zustand, im danach weiteren Behandlungen, wie jeder andere gefärbte Textilstoff in herkömmlicher Weise, unterworfen werden zu können.
Wie vorstehend ausgeführt, wird die teilweise erschöpfte Farbflotte, die nach dem Färben zurück bleibt, im Kreislauf dem Färbeschritt wiederzugeführt, und zwar nach der Zugabe des erforderlichen frischen Farbstoffes und/oder des erforderlichen frischen Glykols oder Glykoläthers, oder in gleicher Weise durch Zugabe von Glykol oder Glykoläther, der von der Destillationsvorrichtung erhalten wird.
Nachdem der betreffende Vorgang des Färbens des Textilstoffes beendet ist, kann das Glykol oder der Glykoläther, der den Farbstoff enthält, getrennt gelagert und wiederverwendet werden, wenn ein Färben mit einem ähnlichen Farbton wieder durchgeführt werden soll. In der Zwischenzeit kann der Färbeapparat oder die Färbemaschine ohne Schwierigkeiten mit der niedrig siedenden Flüssigkeit, beispielsweise Methanol, gereinigt werden. Das dafür verwendete Methanol kann zu der Destillationsanlage für die Reinigung und Abtrennung zurückgegeben und im Kreislauf dem Waschmethanol des nächsten Färbevor ganges zugeführt werden.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben, deren einzige Figur das erfindungsgemäße Verfahren schematisch wiedergibt.
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Danach wird die eintretende, zu färbende Textilware 1 in eine Färbemaschine 2 bewegt, wo sie der Wirkung eines geeigneten Farbstoffes ausgesetzt wird, der in einer geeigneten hochsiedenden Flüssigkeit, wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Propylenglykol oder dem Methyl- oder Monoäthyl- oder Diäther dieser Glykole, gelöst, suspendiert oder dispergiert vorliegt. Die teilweise erschöpfte Farbflotte wird über eine Leitung 3 aus der Färbemaschine 2 entfernt und gelangt in einen Vorratsbehälter oder Sumpf 4- für das Gemisch aus verbleibendem Farbstoff und hochsiedender Flüssigkeit. Vom Vorratsbehälter 4- wird das Gemisch aus dem Farbstoff und der hochsiedenden Flüssigkeit im Kreislauf über eine Leitung 5 der Färbemaschine 2 wiederzugeführt .
Frischer Farbstoff kann, falls erforderlich, über eine Leitung 6 und frische hochsiedende Flüssigkeit kann, falls erforderlich, über eine Leitung 7 zugegeben werden. Die gefärbte, textile Ware verläßt die Färbemaschine 2, nachdem der größte Teil des restlichen oder nicht fixierten Farbstoffes sowie der restlichen hochsiedenden Flüssigkeit von ihr durch an sich bekannte Maßnahmen (nicht dargestellt) durch Passage der textlien Ware zwischen Quetschwalzen nahe des Ausganges der Färbemaschine 2 entfernt worden ist.
Die mit 8 bezeichnete textile Ware wird zu einer Kühlkammer 9 bewegt, wo die gefärbte textile Ware von einer Temperatur, die gerade unterhalb des normalen Siedepunktes der niedrig siedenden Flüssigkeit liegt, auf eine Temperatur von etwa 60° C durch Durchblasen von Kaltluft durch die Kühlkammer 9 abgekühlt wird, die über eine Leitung 10 zugeführt und über eine Leitung 11 abgeführt wird.
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' 40'
Die mit 12 bezeichnete, gefärbte, abgekühlte Ware wird in eine Waschvorrichtung 13 mit einer niedrig siedenden Flüssigkeit bewegt, wo sie einem Waschvorgang unterworfen wird, um die restliche hochsiedende Flüssigkeit und den restlichen, nicht fixierten Farbstoff zu entfernen. Die Waschflüssigkeit ist zweckmäßigerweise Methanol oder ein anderer niedrig siedender aliphatischer Alkohol oder ein chlorierter Kohlenwasserstoff der vorstehend angegebenen Art.
Die Waschflüssigkeit wird aus der Waschvorrichtung 13 über eine Leitung 14 abgelassen und einer Vorrichtung 15 zur Wiederaufbereitung zugeführt, welche durch eine Destillationsvorrichtung gebildet ist. Die verhältnismäßig flüchtige, niedrig siedende Flüssigkeit, wie Methanol, wird darin verdampft und über eine Leitung 16 und über einen nicht dargestellten Kühler der Waschvorrichtung 13 wiederzugeführt. Frisches Methanol kann, falls erforderlich, über eine Leitung 17 zugegeben werden.
Die wiedergewonnene hochsiedende Flüssigkeit mit dem restlichen Farbstoff, die nach dem Verdampfen des Methanols in dem Separator oder in der Destillationsvorrichtung bzw. der Vorrichtung zur Wiederaufbereitung 15 verbleibt, ttfird über eine Leitung 18 der teilweise erschöpften Farbflotte im Vorratsbehälter 4 im Kreislauf zugeführt, von wo sie der Färbemaschine 2 wiederzugeführt wird, in der der Färbevorgang stattfindet. Aus der Waschvorrichtung 13 werden die Dämpfe der verhältnismäßig niedrig siedenden Waschflüssigkeit, wie Methanol, über eine Leitung 19 entfernt, durch die sie einem Kühler 20 zugeführt werden. Die Dampfe werden dabei durch Kondensieren in flüssige Form gebracht und die Flüssigkeit wird der Waschvorrichtung 13 über eine
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Leitung 21 im Kreislauf wieder zugeführt.
Nach dem Waschen wird die mit 22 bezeichnete, textile Ware in einen Trockner 23 bewegt, in dem sie mit Luft, die über eine Leitung 24 eingespeist wird, in Berührung gebracht wird. Diese von einem nicht dargestellten Erhitzer erhaltene Luft kann warm oder auch heiß sein. Die Luft wird durch die gewaschene textile Ware geleitet und/oder mit ihr in Berührung gebracht, um die restliche niedrig siedende Flüssigkeit, die noch an der textlien Ware haftet, auf zunehmen, und verläßt den Trockner 23 über eine Leitung 25. Die über die Leitung 25 abgeführte Luft, die Dämpfe der niedrig siedenden Flüssigkeit mich sich führt, wird dann in einen Kühler 20 geleitet, wo die niedrig siedende Flüssigkeit wiedergewonnen und im Kreislauf über die Leitung 21 dem Waschgang mit Methanol zugeführt wird. Die Luft wird aus dem Kühler durch eine übliche, nicht dargestellte, Entlüftungsvorrichtung abgeführt.
Die auf diese Weise gefärbte, gegebenenfalls gekühlte, gewaschene und getrocknete, mit 26 bezeichnete textile oder aus Kunststoff bestehende Ware verläßt den Trockner 23 als fertige gefärbte, textile oder aus plastischem Material bestehende Ware, so daß sie weiteren Verfahren der Textilbehandlung zugeführt werden kann.
Es ist ersichtlich, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die Stoffe in einem vollkommen geschlossenen Kreislauf geführt werden, wobei keine oder nahezu keine Flüssigkeit aus der Einrichtung abgelassen wird. Infolgedessen treten bei einer derartigen Einrichtung nicht diejenigen Probleme auf, die im allgemeinen mit Einfär-
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bungsanlagen verbunden sind, bei denen wäßrige oder weitgehend wäßrige Systeme zur Anwendung kommen und bei denen das wäßrige System an der einen oder anderen Stelle der Anlage in Flüsse oder Gruben oder in ein anderes Oberflächenwasser abgelassen werden muß, wobei im Hinblick auf ihre umweitschädliche Natur Abwasserprobleme auftreten. Darüberhinaus erfordert die Verwendung einer niedrig siedenden Flüssigkeit zum Waschen eine beträchtlich niedrigere Energiezufuhr zu der Einrichtung, was einen zusätzlichen, überaus wünschenswerten Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
Die nachstehenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Ein Nylongewebe, Typ 66, wird in Äthylenglykol, das 1 bis 2 % "Acid Blue Nr. 25", einen Säurefarbstoff, enthält, gefärbt. Das Färben der Probe erfolgt innerhalb von 12 Sekunden bei 149° C. Nach dem Abkühlen wird die Probe mit Methanol gewaschen und dann bei niedriger Temperatur getrocknet. Durch diesen Färbevorgang wird ein tiefblauer Farbton erzielt, der eine weit bessere Farbbeständigkeit aufweist, als sie beim Färben nach den herkömmlichen Verfahren erreicht wird. Die teilweise erschöpfte Farbflotte wird nach der Zugabe von frischem Äthylenglykol wieder für den Färbevorgang eingesetzt. Das zum Waschen verwendete Methanol wird zur Wiederverwendung destilliert. Das wiederaufbereitete Methanol wird im Kreislauf zurückgeführt.
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Beispiel 2
Ein Gextfebe aus Polyester wird in einer Farbflotte, die Ithylenglykol und 1 bis 2 % "Disperse Blue Nr. 56" enthält, gefärbt. Das Färben des Polyestermaterials erfolgt inn erhalb von 30 Sekunden bei 160° C. Nach dem Abkühlen wird die Probe mit Methanol gewaschen und bei niedriger Temperatur getrocknet. Durch das Färben wird ein sattes Blau erzielt, welches eine ausgezeichnete Farbbeständigkeit aufweist. Die Abtrennung und die Wiederaufbereitung des Äthylenglykols wie des Methanols kann wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden.
Beispiel 3
Ein Wollgewebe wird in A'thylenglykol, das 1 bis 2 9 "Acid Blue Nr. 25" enthält, gefärbt. Das Färben der Probe erfolgt innerhalb von 12 Sekunden bei 149° C. Nach dem Abkühlen wird die Probe mit Methanol gewaschen und anschließend bei niedriger Temperatur getrocknet. Durch das Färben wird ein tiefblauer Farbton erhalten, der eine erheblich bessere Farbbeständigkeit aufweist, als sie durch die herkömmlichen Färbeverfahren erzielt wird. Die teilweise erschöpfte Farbflotte wird darüber hinaus nach der Zugabe von frischem A'thylenglykol wieder für den Färbevorgang verwendet. Das für das Waschen verwendete Methanol wird zur Wiederaufbereitung destilliert und das wiederaufbereitete Material in der vorstehend beschriebenen Weise im Kreislauf zurückgeführt.
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Beispiel 4
Ein Acrylgewebe wird in einer Farbflotte, die Ä'thylenglykol und 1 bis 2 % "Disperse Blue Nr. 56" enthält, gefärbt. Das Färben der Acrylware erfolgt innerhalb von 30 Sekunden bei 160° C. Nach dem Färben wird die Probe mit Methanol gewaschen und bei niedriger Temperatur getrocknet. Das Färben führt zu einem satten Blau mit hervorragender Farbbeständigkeit. Die Trennung und die Wiederaufbereitung des ÄthylenglykoIs wie des Methanols kann wie vorstehend beschrieben erfolgen.
Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß die verschiedenen Stoffe, die beim Färben und Waschen zur Anwendung kommen, in einem vollständig geschlossenen Kreislauf geführt werden und daß ein völlig oder im wesentlichen wasserfreies, nicht wäßriges System verwendet wird, und zwar im Hinblick auf geringere Kosten und vor allem unter Berücksichtigung von umweit- und energieeinsparenden Gesichtspunkten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einem nicht wäßrigen oder im wesentlichen nicht wäßrigen, geschlossenen oder im wesentlichen geschlossenen System durchgeführt, so daß die Abgabe von umweltbelastenden Abwässern an das Grundwasser entfällt. Für den Fall, daß als Ergebnis bei langandauernder Inbetriebnahme eine merkliche, aber doch noch verhältnismäßig geringe Wassermenge auftritt, beispielsweise durch Verwendung von konzentrierten, wäßrigen Farbstofflösungen zum Auffrischen der verdünnten, zum Einsatz kommenden Lösung mit der hochsiedenden organischen Flüssigkeit und dem Farbstoff und/oder durch Feuchtigkeit, deren Gegenwart in der Luft, die für
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die Kühl- -und Trocknungsschritte eingesetzt wird, unvermeidbar ist, so kann dieses Wasser auf einfache Weise aus den zum Einsatz kommenden Flüssigkeiten mit herkömmlichen, nicht dargestellten Maßnahmen entfernt werden, beispielsweise durch Durchleiten derselben durch ein einen handelsüblichen dehydratisierenden Stoff, wie Drierite, enthaltendes Bett.
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Leer

Claims (8)

Pat ent ansprüche
1. Verfahren zum Färben von Textil- und Kunststoffen mit einem in einer hochsiedenden, im wesentlichen wasserfreien, organischen Flüssigkeit gelösten, suspendierten oder dispergierten Farbstoff bei erhöhter Temperatur, wobei der Textil- bzw. Kunststoff nach dem Färben abgekühlt, mit einer niedrig siedenden, im wesentlichen wasserfreien, organischen Flüssigkeit gewaschen und anschließend getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Färben teilweise erschöpfte Farbflotte zur Behandlung weiterer zu färbender Textil- bzw. Kunststoffe im Kreislauf geführt wird, daß eine Abtrennung und Wiederaufbereitung der Waschflüssigkeit erfolgt, wobei die wiederaufbereitete, niedrig siedende organische Flüssigkeit zum Waschen und die übrig bleibende, hochsiedende organische Flüssigkeit mit dem darin enthaltenen Farbstoff zum Färben im Kreislauf geführt wird, und daß die beim Trocknen des Textil- bzw. Kunststoffs verdampfende, niedrig siedende organische Flüssigkeit zurückgewonnen und zum Waschen zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochsiedende organische Flüssigkeit ein GIykol eines niedrigen Alkens ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochsiedende organische Flüssigkeit ein niedriger Alkylather eines Glykols eines niedrigen Alkens ist.
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ORIGINAL INSPECTED
4·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die hochsiedende organische Flüssigkeit wahlweise Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Propylenglykol sowie ein Methyl- "und Äthyl-, Mono- oder Di-Äther dieser Glykole ist.
5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrig siedende organische Flüssigkeit ein niedriger Alkohol ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die niedrig siedende organische Flüssigkeit Metha nol ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrig siedende organische Flüssigkeit ein chlorierter Kohlenwasserstoff ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die niedrig siedende organische Flüssigkeit wahlweise Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff und Chloroform ist.
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DE2700541A 1976-01-09 1977-01-07 Verfahren zur Rückgewinnung und Wiederverwendung der Behandlungsmittel beim kontinuierlichen Färben von Textilgut Expired DE2700541C2 (de)

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