Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Färben von organischem Textilmaterial unter Anwendung eines kurzen Flottenverhältnisses.
Die Vorteile des Färbens mit kurzem Flottenverhältnis (worunter ein Gewichtsverhältnis zwischen der zu färbenden Ware und der Flotte in der Grössenordnung von etwa 1:1 bis
1:5 verstanden wird) sind der Fachwelt wohlbekannt. Sie bestehen in erster Linie im geringen Wasser- und Energiebedarf sowie in den minimalen Abwassermengen, welche Faktoren heute erstrangige Forderungen in den meisten Industrieländern darstellen.
Anderseits treten beim Färben von organischem Textilmaterial mit kurzer Flotte verschiedene Probleme auf, deren wichtigstes in der Schwierigkeit einer gleichmässigen Durchdringung des Materials mit der kleinen Flottenmenge und folglich in der Erzielung völlig egaler Färbungen, insbesondere von Konfektionswaren, Geweben aus voluminösen Fasern usw. besteht.
Es wurde schon vorgeschlagen, Fasermaterial in kurzen Flotten in Gegenwart eines stabilen Mikroschaumes zu färben. Bei diesem Verfahren wird die Färbeflotte, enthaltend mindestens eine schaumbildende Verbindung, auf das zu färbende, trockene, in einer sich drehenden Färbetrommel befindliche Färbegut bei Raumtemperatur durch eine Düse mit Pressluft gesprüht. Nach dem Aufbringen der gesamten Flottenmenge wird die Trommel mit dem Färbegut eine gewisse Zeit lang weiter gedreht, wobei sich zufolge der Bewegung undReibung des benetzten Materials eine zusätzliche Schaumbildung einstellt. Durch diesen stabilen Mikroschaum soll eine vollständige Durchdringung des Materials mit der Färbeflotte und deren gleichmässige Verteilung erzielt werden.
Anschliessend wird das Färbegut mit Sattdampf und/oder Heissluft erwärmt, der Farbstoff durch eine Hitzebehandlung fixiert und schliesslich das gefärbte Material je nach Bedarf wiederholt mit Wasser ausgewaschen.
Das gleichmässige Durchdringen der Ware mit Flotte ist ausschliesslich an die Ausbildung eines stabilen Mikroschaumes gebunden, denn ein einfaches Aufsprühen der Färbeflotte bringt eine ungleichmässige Verteilung auf der Ware und somit die Gefahr der Fleckenbildung mit sich.
Die Anwesenheit eines Schaumes in der Färbeapparatur ist äusserst lästig, da der Schaum unter Mitnahme von Farbstoff in alle, auch schwer zugängliche Apparateteile eindringt und dort Farbstoff absetzt, der nur schwer wieder entfernbar ist, so dass bei der Durchführung des folgenden Färbevorganges die Gefahr einer Befleckung der Ware mit aus dem vorhergehenden Färbevorgang stammenden Farbstoff besteht.
Nicht zuletzt ist noch darauf hinzuweisen, dass der zu entfernende Schaum auch gewisse Abwasserprobleme mit sich bringt.
Es wurde nun eine Vorrichtung gefunden, welche erlaubt, auf einfache und völlig zufriedenstellende Art und Weise und unter Beibehaltung der Vorteile des Färbens mit kurzem Flottenverhältnis, unter Verzicht auf die Bildung von stabilem Schaum zur gleichmässigen Verteilung der Färbeflotte und unter Vermeidung der damit verbundenen Schwierigkeiten und Nachteile, organisches Material zu färben. Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, dass eine vollständig gleichmässige Durchdringung der Ware mit der kurzen Färbeflotte erzielt wird, wenn man die kurze Färbeflotte auf die Ware im Behandlungsraum in Nebelform, d. h. in Form einer feinverteilten Dispersion der Flotte in Luft, aufbringt und gleichzeitig die Ware während der Zeit des Aufbringens der gesamten Flottenmenge in diesern Raum bewegt.
Es konnte festgestellt werden, dass die als Nebel aufgebrachte Flotte im Unterschied zu einer mittels Pressluft aufgesprühten Flotte die Fähigkeit besitzt, die Ware, auch wenn es sich um schwer zu behandelnde Artikel, wie Konfektionsware, bauschige bzw. voluminöse Gebilde u. dgl. handelt, völlig gleichförmig und in gleichmässiger Verteilung zu durchdringen.
Die Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem einzigen Behandlungsraum besteht, der einen Behälter aufweist, in dem eine zur Aufnahme des zu färbenden organischen Textilmaterials geeignete gelochte Trommel drehbar gelagert ist und der in seiner oberen Hälfte mindestens eine, vorteilhaft nach unten weisende Vernebelungsdüse für die unter Druck zugeführte Färbeflotte enthält, und dass Mittel zur Bewegung des zu färbenden organischen Textilmaterials, zur Speisung der Vernebelungsdüse unter Druck mit abgemessenen Mengen an Färbeflotte und zur Erzeugung einer Sattdampfatmosphäre in dem Behälter vorhanden sind.
Als Düsen zur Vernebelung der Färbeflotte können an sich bekannte, handelsübliche Düsen angewandt werden.
Es versteht sich, dass der Druck, unter welchem die Färbeflotte beispielsweise mit Hilfe einer volumetrischen, z. B. Zahnradpumpe der Düse zugeführt wird, derart auf die jeweils verwendete Düsentype abzustellen ist, dass eine sichere Vernebelung der Flotte stattfindet.
Die Erwärmung kann wahlweise durch Einleiten von Heissluft, Sattdampf oder überhitztem Dampf oder indirekt durch Aussenbeheizung des Behandlungsraumes oder vorteilhaft durch kombinierte Anwendung dieser Wärmezufuhrsysteme erfolgen.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung.
Fig. 2 zeigt zur Hälfte im Schnitt eine zur Vernebelung geeignete Düse.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfasst einen zylindrischen Behälter 1, in dem eine perforierte Trommel 2 drehbar gelagert ist, die seitens eines Motors 3 über einen Riementrieb 4 mit veränderlicher Drehzahl antreibbar ist. Der Behälter 1 ist mit einem, durch ein Elektroventil 5 kontrollierten Bodenablass 6, sowie mit einer, durch ein Elektroventil 7 kontrollierten Zuleitung 8 versehen. In einer Bodenvertiefung 9 des Behälters 1 ist ein Heizwiderstand 10 angeordnet. Oben ist an den Behälter 1 ein Heizregister 11 angeschlossen, welches auch auf ein Kühlregister umschaltbar ist und welches ein Motorgebläse 12 und einen Saug- sowie einen Druckkanal 13 bzw. 14 umfasst, in denen Rohrsysteme angeordnet sind, durch welche wahlweise ein Heiz- oder ein Kühlmittel durchgeleitet werden kann.
Die beiden Kanäle 13 und 14 stehen mit dem Inneren des Behälters 1 in Verbindung und mittels des Gebläses 12 lässt sich eine geschlossene Zirkulation eines Luft- und Dampfgemisches einstellen.
Stirnseitig ist innerhalb des Behälters 1 in dessen oberer Hälfte eine etwas abwärts in das Trommelinnere gerichtete Vernebelungsdüse 15 angeordnet, die über eine Leitung 16 mit dem Druckstutzen einer Zahnradpumpe 17 in Verbindung steht, deren Saugstutzen über eine, durch ein Elektroventil 18 kontrollierbare Leitung 19 mit dem Boden eines gegebenenfalls heizbaren Ansatzgefässes 20 für die Färbeflotte verbunden ist. Dieses Ansatzgefäss ist mit einem durch einen Motor 21 antreibbaren Rührwerk, mit einem Einlassstutzen 22 für die Flotte, mit einer, durch ein Elektroventil 23 kontrollierten Wasserzuleitung 24 und mit einem Flüssigkeitsstandanzeiger 25 ausgestattet.
Die perforierte Trommel 2 weist an ihrer Innenseite vorzugsweise höckerförmige Vorsprünge 26 auf und ist mit einer Beschickungsöffnung 27 für das zu färbende Material versehen, welches bei der Drehung der Trommel kontinuierlich an der Trommelinnenwand anliegend nach oben befördert wird und dann frei herabfällt, wobei es mit der vernebelten, durch die Düse 15 eingebrachten Färbeflotte beaufschlagt wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vernebelungsdüse ist in Fig. 2 gezeigt.
Der Düsenkörper 28 ist geeignet, mit seinem hinteren, mit Gewinde versehenen Ende 29 in die Flüssigkeitszuleitung (in Fig. 2 nicht dargestellt) eingeschraubt zu werden und in seinen Hohlraum ist axial ein einseitig geschlossener und gegen die Düsenöffnung 30 offener Rohrkörper 31 eingeschraubt, der vom hinteren Ende des Düsenkörpers 28 vorsteht und mit seinem vorderen Ende einen hohlen Einsatzkörper 32 gegen das Austrittsende des Düsenkörpers festhält. Der Einsatzkörper 32 bildet eine axiale Verlängerung das Rohrkörpers 32, welcher in dem, über das hintere Ende des Düsenkörpers 28 vorstehenden Abschnitt von einem zylindrischen Filter 33 umgeben ist und in diesem Abschnitt radiale Bohrungen 34 aufweist.
Der Einsatzkörper 32 besitzt seinerseits einen Endabschnitt mit verkleinertem Aussendurchmesser, so dass ein Zwischenraum 35 zwischen der Aussenwand des Einsatzkörpers und der Innenwand des Düsenkörpers 28 ausgebildet ist, welcher über radiale Bohrungen 36 mit dem Inneren des Einsatzkörpers 32 und über stirnseitige Schlitze 37 desselben mit der Düsenöffnung 30 in Verbindung steht.
Die unter Druck durch die Leitung, an welche der Düsenkörper 28 angeschlossen ist, zugeführte Flüssigkeit tritt somit durch das Filter 33 und die radialen Bohrungen 34 in das Innere des Rohrkörpers 31 ein, durchströmt denselben und den anschliessenden Einsatzkörper 32 in axialer Richtung, gelangt dann durch die radialen Bohrungen 36 des letzteren in den Zwischenraum 35 und ist gezwungen, durch die Schlitze 37 zur Düsenöffnung 30 zu gelangen, aus welcher sie in Form eines Nebels austritt.
Es versteht sich, dass der Druck, unter welchem die Flüssigkeit der Düse zugeleitet wird, der Düsentype, dem Durchmesser der Düsenöffnung usw. angepasst werden muss, damit auf jeden Fall eine einwandfreie Nebelbildung sichergestellt ist. Die Art der verwendeten Düse ist jedoch nicht als kritisch anzusehen und die beschriebene Type ist rein beispielsweise aufzufassen.
Auch die Anzahl der Düsen kann verschieden je nach den jeweiligen Umständen gewählt werden.
Was die Anordnung der Düsen anbelangt, ist zu beachten, dass der durch sie erzeugte Nebel vorzugsweise seitens des bei der Umdrehung der Trommel in deren Innerem kontinuierlich frei herabfallenden Materials durchquert werden soll, damit eine einwandfreie Durchdringung des Materials mit der vernebelten Flüssigkeit gewährleistet wird. Aus diesem Grund werden die Düsen in der oberen Hälfte des Behälterinnenraumes, vorzugsweise mit nach unten in das Trommelinnere gerichteter Düsenöffnung, angeordnet.
Mit der vorliegenden Vorrichtung werden mit äusserst geringen Wassermengen und somit praktisch ohne Anfall von Schmutzwasser farbstarke Färbungen erhalten, die vorwiegend frei von Grauschleier sind.
Die folgenden Beispiele dienen zu näheren Erläuterung von Verwendungsmöglichkeiten und der Funktionsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Beispiel 1
6,6 g des Farbstoffes der Formel
EMI2.1
werden in 1500 ml heissem Wasser gelöst. Die erhaltene Lösung versetzt man mit 5 g Natriumdioctylsulfosuccinat und 2 ml Essigsäure 80% und stellt hierauf die Lösung durch Zugabe von kaltem Wasser auf 1000 ml.
Das Ansatzgefäss 20 in Fig. 1 wird mit der beschriebenen Farbstofflösung versehen. Durch Öffnen des Elektroventils 18 wird mittels einer volumetrischen Zahnradpumpe 17 die Farbstofflösung mit einem Druck von 25 atü durch die Nebeldüse 15, deren Öffnung 0,7 mm beträgt, auf die trocken in der Trommel 2 rotierenden Pullover aus Polyacrylnitril von einem Totalgewicht von 660 g vemebelt. Der Vernebelungsvorgang wird während 7 Minuten bis zum Aufbrauch der Farbstofflösung durchgeführt. In dieser Zeit bewirkt die Vernebelung eine vollständige Netzung des bei Raumtemperatur ständig mit einer Drehzahl von 40 U./min rotierenden Textilgutes mit Färbeflotte.
Nach erfolgter Vernebelung wird unter Weiterdrehung der Trommel sofort die indirekte Heizung 10 eingeschaltet und durch Zufügen von 1000 ml Wasser durch die Leitung 8 und Verdampfen des Wassers eine sofortige Bildung von Sattdampf in der Trommel 2 erreicht, während man die Temperatur im Behandlungsbehälter 1 auf 100 C ansteigen lässt. Die Temperaturerhöhung erfolgt zudem mittels Heissluftzirkulation, die im Heizregister 11 auf eine Temperatur von 1200 C erhitzt wird.
Innerhalb von 10 Minuten erreicht man auf diese Weise eine Sattdampfatmosphäre von 100" C, die während 15 Minuten aufrechterhalten wird. Dann wird das gefärbte Material innerhalb von 10 Minuten auf eine Temperatur von 600 C abgekühlt. Die Kühlung erreicht man durch Einschalten des in ein Kühlaggregat umschaltbaren Heizregisters 11.
Nach erfolgter Abkühlung wird das Kühlaggregat abgestellt und die gefärbte Ware während 5 Minuten in der Färbetrommel geschleudert, bis eine Restfeuchte von etwa 50% auf der Faser erreicht ist. Hierauf werden wie beim Färbevorgang beschrieben auf das rotierende gefärbte Textilmaterial 1000 ml Wasser von 60 C vernebelt, die vorgängig in das Ansatzstück 20 eingefüllt wurden. Nach erfolgter Vernebelung wird während 5 Minuten geschleudert und anschliessend mit heisser Luft von etwa 100" C getrocknet.
Man erhält egale und bis in alle Nähte durchgefärbte blaue Pullover aus Polyacrylnitril, die gute Nass- und Lichtechtheiten aufweisen.
Beispiel 2 4,4 g des Farbstoffes der Formel
EMI3.1
und 1 g des Farbstoffes der Formel
EMI3.2
und 0,75 g des Farbstoffes der Formel
EMI3.3
werden in 1500 ml heissem Wasser gelöst. Die erhaltene Lösung versetzt man mit 10 g Nonylphenoldexaglykoläther und 2 ml Essigsäure 80% und stellt hierauf die Lösung durch Zugabe von kaltem Wasser auf 2000 ml.
Das Ansatzgefäss 20 in Fig. 1 wird mit der beschriebenen Farbstofflösung versehen. Durch Öffnen des Elektroventils 18 wird mittels einer volumetrischen Zahnradpumpe 17 die Farbstofflösung mit einem Druck von 25 atü durch die Nebeldüse 15, deren Öffnung 0,7 mm beträgt, auf die trocken in der Trommel 2 rotierenden Pullover aus Polyamid-6.6 von einem Totalgewicht von 1000 g vernebelt. Der Vernebelungsvorgang wird während 7 Minuten bis zum Aufbrauch der Farbstofflösung durchgeführt. In dieser Zeit bewirkt die Vernebelung eine vollständige Netzung des bei Raumtemperatur ständig mit einer Drehzahl von 40 U./min rotierenden Textilgutes mit Färbeflotte.
Nach erfolgter Vernebelung wird unter Weiterdrehung der Trommel sofort die indirekte Heizung 10 eingeschaltet und durch Zufügen von 1000 ml Wasser durch die Leitung 8 und Verdampfen des Wassers eine sofortige Bildung von Sattdampf in der Trommel 2 erreicht, während man die Temperatur im Behandlungsbehälter 1 auf 100" C ansteigen lässt. Die Temperaturerhöhung erfolgt zudem mittels Heissluftzirkulation, die im Heizregister 11 auf eine Temperatur von 1200 C erhitzt wird.
Innerhalb von 10 Minuten erreicht man auf diese Weise eine Sattdampfatmosphäre von 100" C, die während 15 Minuten aufrechterhalten wird. Dann wird das gefärbte Material innerhalb von 7 Minuten auf eine Temperatur von 700 C abgekühlt. Die Kühlung erreicht man durch Einschalten des in ein Kühlaggregat umschaltbaren Heizregisters 11. Nach erfolgter Abkühlung wird das Kühlaggregat abgestellt und die gefärbte Ware während 5 Minuten geschleudert, bis eine Restfeuchtigkeit von etwa 50% auf der Faser erreicht ist.
Hierauf wird wie beim Färbevorgang beschrieben, auf das rotierende gefärbte Material 2000 ml Wasser von 60" C vernebelt, die vorgängig in das Ansatzgefäss 20 eingefüllt wurden. Nach erfolgter Vernebelung wird während 5 Minuten geschleudert und anschliessend mit heisser Luft von etwa 1000 C getrocknet.
Man erhält egale und bis in alle Nähte durchgefärbte beigefarbige Pullover aus Polyamid-6.6, die gute Nass- und Lichtechtheiten aufweisen.