BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Färben von Kettgarnen mit solchen Farbstoffen, die nach dem Imprägnieren und Abquetschen zur Fixierung einen Luftgang und/oder eine Therrnobehandlung erfordern, nach dem Prinzip des Flachfärbens, bei dem eine Schar parallel geführter, ungebündelter Kettgarne durch ein mit Färbeflotte gefülltes Färbebad geleitet, überschüssige Färbeflotte von den Garnen entfernt und das Garn einem Luftgang und/oder einer Ihermobehandlung ausgesetzt wird, wobei diese Serie von Arbeitsgängen mehrmals wiederholt und das Garn nach einem Waschund einem Trockenvorgang auf einen Kettbaum aufgespult wird.
Nach dem klassischen Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Baumwollkettgarn mit Indigo (vgl. P. Richter in Textilveredlung 10 [1975], Seite 313-317), das heute grösstenteils noch angewendet wird, werden die zu färbenden BaumwollkefflÅaden in einem Zettelgatter zu Garnbündeln oder Garnkabeln aus je 300-400 Fäden vereinigt, die ihrerseits zu Kabelwickeln (ballwarps) aufgespult werden, die bis zu 15 000 m Kabel enthalten können.
In der Färbeanlage werden mehrere dieser Garnkabel zugleich, in der Regel nicht mehr als 24, zunächst in einer 30-50 C warmen (oder auch heisseren) Flotte mit Hilfe von Spritarohren benetzt, in einem Quetschwerk abgequetscht und danach in kaltem Wasser gespült sowie nach erneutem Abquetschen für den eigentlichen Färbevorgang nacheinander in 4 bis 6 Färbebäder getaucht, wobei nach jedem Färbebad wieder eine Abquetschvorrichtung und ein Luftgang zu durchlaufen ist. In den einzelnen Färbebädern befindet sich der Küpenfarbstoff, im vorliegenden Fall (synthetisches) Indigo, in seinem chemisch reduzierten, d.h. wasserlöslichen Zustand in einer bestimmten, konstant zu haltenden Konzentration.
Wenn nach dem Austritt aus einem jeden Färbebad die überschüssige Küpe abgequetscht ist, findet im Luftgang eine Oxydation des an die Baumwollkettfä- den angelagerten Küpenfarbstoffs statt, wodurch dieser wieder wasserunlöslich wird und es zu einer Pigmentierung kommt. Um den gewünschten Farbton zu erreichen, müssen die Vorgänge Färben, d.h. Eintauchen in die Farbküpe, und anschliessendes Oxy- dieren mehrmals, in der Regel 4 bis 6 mal, wiederholt werden, was die entsprechende Anzahl von Färbebädern mit Abquetschvorrichtung erforderlich macht Der einmal am Garn oxydierte und damit wasserunlösliche Farbstoff wird beim nächsten Tauchvorgang in der kalten Küpe praktisch nicht wieder reduziert und bleibt daher vollständig im Garn, so dass nach jedem Tauchvorgang und anschliessendem Luftgang die Färbung tatsächlich intensiver wird.
Der nach dem letzten Tauchvorgang und dem anschliessenden Abquetschen der überschüssigen Küpe folgende letzte Luftgang kann zur vollständigen Durchoxydation der Färbung und damit der Fixierung des Farbstoffs im Garn für eine längere Oxydationszeit vorgesehen sein. Nach dem letzten Luftgang werden die gefärbten Garnbündel mehrfach gespült und jeweils abgequetscht, eventuell aviviert und schliesslich getrocknet. Für die Weiterverarbeitung der Baumwollkettfäden müssen nun die Garnbündel wieder auseinander genommen, d.h. in ihre einzelnen Kettfäden zerlegt und auf Kettbäume wiederaufgebäumt werden (rebeaming), bevor sie der Garnschlichtemaschine zugeführt und dort für den Webvorgang vorbereitet werden können.
Natürlich werden bei diesem Verfahren die einzelnen Kettfä- den der Garnbündel nicht gleichmässig durchgefärbt; das Zerlegen der Gambündel in einzelne Kettfäden, deren Aufbäumen auf Zettelbäume und weitere Verarbeitung in der Garnschlichtemaschine mit Aufwickeln zum Kettbaum ergibt eine gleichmässig ungleichmässige Verteilung, welche die unterschiedliche Farbintensität einzelner Kettfäden im Gesamteindruck zurücktreten lässt oder auch einen besonderen gewünschten Farbeffekt bewirkt.
Nachteilig bei diesem herkömmlichen Färbeverfahren ist die Notwendigkeit, eigens für dieses Färbeverfahren eine Spezialmaschine sowie besondere Arbeitsgänge für die Bildung und das Wiederauftrennen der Garnkabel vorzusehen und diese Einrichtungen auszulasten. Gerade das Wiederauftrennen der Garnkabel ist ein sehr delikater und arbeitsintensiver Arbeitsgang. Ausserdem weist dieses Verfahren mehrere Stellen erhöhter Störanfälligkeit auf. Bei der Bildung der Garnkabel ist auf eine ganz gleichmässige Spannung aller Fäden nach dem Auslauf aus dem Zettelgatter zu achten.
Die gleiche Einstellung oder Belastung der Fadenbremsen beim Abzug der Garne von den Kreuzspulen reicht dafür nicht aus; denn das Garn von den Spulen im am weitesten von der Wickelmaschine entfernten Teil des Gatters wird durch eine grössere Zahl von Fadenleitelementen abgebremst als das Garn von den Spulen unmittelbar am Ausgang des Zettelgatters. Die Kabel müssen stets mit konstanter Geschwindigkeit gewickelt werden, um gleiche Spannung bei allen gleichzeitig in die Färbemaschine eingeführten Kabeln zu gewährleisten. Ungleiche Fadenspannung innerhalb eines Kabels führt erfahrungsgemäss häufig zu Fadenbrüchen und als Folge davon zu Wickelbildung an den Leitwalzen der Färbemaschine. Während des Laufs der Maschine besteht stets die Gefahr, dass lose Fadenenden von den Leitwalzen erfasst werden oder besonders lockere Einzelfäden sich um die Leitwalzen wickeln und reissen.
Deshalb muss der Lauf der Kabel in den Luftgängen und in den Färbebehältern, in denen die einzelnen Kabel zur Erreichung eines ausreichenden Durchlaufweges mehrfach über Leitwalzen umgelenkt sind, ständig beobachtet werden. Wenn ein sich bildender Fadenwickel nicht bald entdeckt und abgeschnitten wird, hat dies häufig zur Folge, dass der nächste quer durch das Kabelband laufende Trennfaden, der das spätere Wiederauflösen der Kabel erleichtern soll, mit aufgewickelt wird, und dies führt meist zum Abreissen des ganzen Kabels. Für die Reparatur eines solchen Kabelbruchs muss die Maschine abgestellt und ein Stück eines ungefärbten Kabels eingeflochten werden, damit das Baumwollmaterial wieder vollständig und gut gespannt weiterläuft. Solche Reparaturen sind zeitraubend und mindern den Nutzeffekt der Maschine.
Um nun insbesondere das kosten- und arbeitsintensive Bilden und Wiederauftrennen der Garnkabel und die durch die Verwendung der Garnkabel an sich bedingten Nachteile zu umgehen, wurde ein Verfahren vorgeschlagen und auch angewendet, das als Flachfärben oder sheet dyeing bezeichnet wird. Dabei werden die Garne als solche als parallele Fadenschar vorzugsweise in der Breite des zukünftigen Gewebes von den Zettel- oder Teilkettbäumen kommend nach einem Waschvorgang durch die Tauchküpe geleitet, die überschüssige Tauchküpe wiederum abgequetscht und die parallele Kettfadenschar durch einen Luftgang geführt. Um die gewünschte Farbintensität zu erreichen, werden diese drei Operationen wiederum genügend oft in hintereinandergeschalteten Maschineneinheiten, bestehend aus dem Färbebad, der Abquetschvorrichtung und dem Luftgang, wiederholt.
Anschliessend wird das Garn gewaschen, gegebenenfalls aviviert, getrocknet und nach einem gleichzeitigen Schlichten auf einer nachgeschalteten Schlichtemaschine auf einen Kettbaum aufgespult.
Bei diesem Verfahren beobachtet man nun eine Ungleichmässigkeit in der Färbung, die sich durch heller und dunkler gefärbte Streifen in der parallelen Kettfadenschar bemerkbar macht Während beim Färben von Garnbündeln oder -kabeln unter den einzelnen Kettfäden auftretende Unregelmässigkeiten, wie oben bereits ausgeführt, durch das Auftrennen der Garnbündel und das Mischen der Fäden beim Aufspulen auf den Kettbaum sich im fertigen Gewebe gemischt regelmässig abwechseln und sich so letztenendes ein nahezu gleichförmiges Gewebebild ergibt, bleiben bei dem zuletzt beschriebenen Verfahren die streifenförmigen Ungleichmässigkeiten, da die bereits wie für den Webvorgang arrangierten Kettfäden direkt gefärbt werden, auch im fertigen Gewebe erhalten und wirken dort unecht und fehlerhaft.
Ausserdem reduziert sich die Produktion an Kette in Metern pro Maschine und Jahr erheblich, weil in einem Arbeitsgang immer nur die für eine StoffbreiteXerforderliche Kettfadenzahl eingefärbt wird. Die Ursache für diese Unregelmässigkeiten in der Färbung wurde im Quetschvorgang nach jedem Tauchgang gefunden.
Während z.B. ein fertiges Gewebe sich in nassem Zustand zwischen den mit hohem Druck gegeneinander arbeitenden Walzen eines Quetschwerks ähnlich wie ein Schwamm verhält und sich gut ausquetschen lässt, bleiben die in einfacher Lage parallel durch das Quetschwerk laufenden Einzelkettfäden verhältnismässig und ungleichmässig nass, und dies führt dann zu den beschriebenen streifenförmigen Ungleichmässigkeiten.
Um diesen Nachteil auszuräumen, wurde in Fortentwicklung des oben beschriebenen Verfahrens die lineare Fadendichte zwischen den Quetschwalzen erhöht, indem man mehrere, aber mindestens zwei Lagen von parallel laufenden Kettfadenscharen übereinander gleichzeitig durch die Anlage und damit auch durch die einzelnen Quetschwerke schickte. Das Abquetschen der überschüssigen Küpe von den Kettfäden - beim Färben mit Indigo nach jedem Tauchgang wurde damit ähnlich wirksam wie bei einem fertigen Gewebe, so dass die Färbung in zufriedenstellender Weise gleichmässig ausfiel. Ausserdem konnte gleichzeitig die Produktion gesteigert werden.
Geht man davon aus, dass zwei Lagen von Kettfadenscharen gleichzeitig in der Färbemaschine verarbeitet werden, so erhöht sich die Produktion unter Berücksichtigung einiger zusätzlicher Massnahmen und Vorrichtungen auf das 1,8fache gegenüber dem nur eine Kettfadenschar verarbeitenden Verfahren. Auch gegenüber dem eingangs geschilderten Färbeverfahren von Gambündeln ist die Produktivität beachtlich erhöht, weil das Bilden und Wiederauftrennen der Garnbündel und das Wiederaufbäumen der Kettfäden aus den Gambündeln auf Teilkettbäume und die dafür erforderlichen Vorrichtungen wegfallen.
Bei diesem zuletzt beschriebenen, verbesserten Verfahren des Flachfärbens oder sheet dyeing ist eine Kombination der Färbeanlage mit der Garnschlichtemaschine derart, dass die Färbeanlage im Anschluss an den Spül- und Trockenvorgang der gefärbten Ware direkt auf die Kettbäume einer Garnschlichtemaschine arbeitet, nicht sinnvoll, weil das Aufbäumen, bei dem es zu Fadenbrüchen kommen kann, auf mehr als einen Kettbaum die durch Fadenbrüche bedingten Stillstände der Anlage erhöht. Deshalb werden nach dem Trockenvorgang auch die einzelnen die Färbeanlage gleichzeitig durchlaufenden Kettfädenlagen auf eine entsprechende Anzahl (also mindestens zwei) Kettbäume aufgespult, bevor sie nacheinander zur weiteren Verarbeitung der Garnschlichtemaschine zugeführt werden können.
Für dieses Verfahren ist ein ebenso grosses Färbebadvolumen erforderlich wie beim zuvor beschriebenen klassischen Verfahren. Um die gewünschte Farbintensität zu erreichen, sind auch bei dem Flachfärbeverfahren vier bis sechs hintereinandergeschaltete Einheiten, bestehend aus Färbebad, Quetschwerk und Luftgang, erforderlich. Ein Färbebad hat ein Volumen von ca. 1000 1, so dass sich ein Gesamtvolumen allein der Färbebäder von 4000 bis 6000 1 ergibt. Ein solches Färbebadvolumen muss mit einem grossen Aufwand geschaffen, aufbereitet und kontrolliert werden.
In den einzelnen Färbebädern müssen beim Färben mit Indigo die Konzentrationen des Küpenfarbstoffs, hier synthetisches Indigo, und der Chemikalien, d.h. des als Reduktionsmittel dienenden und unter Zusatz von Natronlauge den an sich unlöslichen Farbstoff in seine lösliche, d.h. reduzierte Phase bringenden Hydrosulfits, der das Penetrieren des Farbstoffs fördernden Netzmittel und der Ausfäl- lung in der Flotte verhindernden Dispersionsmittel konstant und unter einzelnen Färbebädern gleich gehalten werden.
Auch ist beim Färben mit Indigo in jedem einzelnen Färbebad für Temperaturkonstanz, und zwar möglichst bei Zimmertemperatur > 200 C zu sorgen, weil sich bei höheren Temperaturen der Farbstoff, der auf der Faser fixiert ist, durch Wiederreduktion im nachfolgenden Färbebad wieder ablösen kann. Temperaturschwankungen führen unweigerlich zu Ungleichmässigkeiten in der Färbung. Der Färbevorgang ist exotherm, und somit neigen die Bäder zu langsamem Aufwärmen, was einen Farbablauf Kopf-Schwanz ergeben kann.
Um nun eine Homogenität des
Farbstoffs, der Chemikalien und der Temperatur erreichen und aufrechterhalten zu können, wird die Färbeflotte mit Hilfe eines komplizierten Systems aus Pumpen, Rohren, Zu- und Ableitungen und Überlaufgefässen ständig umgepumpt; dabei kommt es unvermeidbar zu Luftbeimischungen, die eine Voroxydation in der Färbeflotte zur Folge haben, so dass, um Ungleichmässigkeiten in der Färbung zu vermeiden, Reduktionsmittel (Hydrosulfit) und Natronlauge nachdosiert werden müssen. Auch verbrauchter
Farbstoff muss dosiert nachgefüllt werden.
Insbesondere wenn auf Rohbaumwolle gefärbt wird und diese starke Verunreinigungen aufweist, ist ferner ein Vorwaschen der von den Teilkett- oder Zettelbäumen abnehmbaren Rohbaumwolle vor dem Färben unerlässlich, weil die Verunreinigung das Gleichgewicht in den
Färbebädern und damit die Gleichmässigkeiten und Konstanz der
Farbe beeinträchtigen würden. Dennoch stellen sich bei einem
Durchlaufvon 20 m Kette/Minute durch die Färbeanlage nach dem Stand der Technik in den einzelnen Färbebädern unterschiedliche Gleichgewichte ein; selbst auf Klimaveränderungen und Luftbewegungen reagieren die Gleichgewichte in den einzelnen Bädern sehr empfindlich.
Hinzu kommt, dass erfahrungsgemäss bei Vorhandensein mehrerer gleicher Quetschwerke ein gleichmässiger Abquetscheffekt aller Quetschwerke nicht erzielbar ist, so dass bei Verwendung zumal von sechs Quetschwerken auch hierdurch die Unterschiedlichkeit der Gleichgewichte in den einzelnen Bädern begünstigt wird. Das sogenannte Kopf-Schwanz Gleichgewicht, d.h., dass sich in allen Färbebädern dasselbe Gleichgewicht eingestellt hat und sich das vordere Ende einer
Kettfadenschar nach abgeschlossenem Färbungsvorgang im Farbton nicht von ihrem hinteren Ende unterscheidet, würde sich nicht oder erst nach mehreren Betriebstagen einstellen. Deshalb muss die oben bereits erwähnte Nachdosierung von Farbstoff Natronlauge, Reduktionsmittel usw. für jedes einzelne Färbebad vorgenommen werden.
Das erfordert eine regelrechte Farbstoffund Chemikalienküche mit zwei Behältern, in denen der Farbstoff angesetzt bzw. nachgesetzt wird, einen Überlaufbehälter, zwei
Behälter mit sogenannter blinder Küpe, d.h. Natronlauge mit Reduktionsmittel ohne Farbstoff aus dem Reduktionsmittel nachdosiert bzw. angesetzt werden kann, und einen Behälter mit Dispergier- und Netzmittel, also insgesamt mindestens sechs Behälter, wenn man von einer Anlage mit sechs Färbebadeinheiten ausgeht.
Ein Umstellen der Anlage auf hellere oder dunklere Farbnuancen ist nach dem Stand der Technik durch Konzentrationsänderung in den Färbebädern praktisch undurchführbar wegen des grossen Färbebadvolumens und des Erfordernisses der Homogenität unter den einzelnen Färbebädern. Um eine andere Farbnuance zu erzielen, werden in der Praxis völlig neue Bäder angesetzt, die chemisch komplett aufbereitet werden müssen.
Das Gesamtfärbebadvolumen von 4000-6000 1 der bekannten Anlage bildet nicht zuletzt auch einen Faktor im Umweltschutz.
Da sich in den einzelnen Färbebädern unterschiedliche Schlammabsetzungen bilden, die das Gleichgewicht unter den Färbebädern beeinträchtigen können, müssen Anteile der Färbebäder immer wieder rechtzeitig abgelassen und, bevor sie in die Abwasserkanalisation geleitet werden, aufbereitet werden. Die Flottenaufbereitungsanlagen sind dementsprechend gross und teuer.
Um den erforderlichen Durchlaufweg der Kettfadenschar durch das einzelne Färbebad einerseits und durch den nachfolgenden Luftgang andererseits, oder, anders ausgedrückt, um die jeweils erforderliche Tauchzeit und Oxydationszeit zu erreichen, wird die Kettfadenschar sowohl innerhalb jedes einzelnen Färbebades als auch in dem räumlich jeweils darüber angeordneten Luftgang durch Rollen, die teilweise als Kompensationsrollen für den Spannungsausgleich ausgebildet sind, mehrfach um 1800 umgelenkt; dies fördert und potenziert beim Reissen eines Fadens die Wickelbildung, was insbesondere, wenn es in einem Färbebad vorkommt, das Abstellen der Maschine erforderlich machen kann; z.B. braucht man für sechs mal dreissig Meter Luftgang ca.
72 Umlenkrollen mit 1800 -Umschlingung, welche nicht nur das
Reissen von Einzelfäden fördern, sondern auch Ablagerungen von Farbstoffresten und Badrückständen aufweisen, die zu unre gelmässigem Lauf des Faservlieses führen.
Für jedes der insgesamt sechs Quetschwerke, die von der
Kettfadenschar zwischen Färbebad und Luftgang zum Abquet schen der überschüssigen Küpe durchlaufen werden müssen, ist ein Motor mit einer Leistung von ca. 5 kW erforderlich.
Die gesamte sogenannte Kontinue-Strasse der bekannten Anlage ist etwa 40 m lang.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Flachfärben (sheet dyeing) von Kettgarn, insbesondere
Baumwollkettgarn mit Küpenfarbstoff vorzugsweise Indigo, zu schaffen, die mit einem geringeren Färbebadgesamtvolumen auskommt und dennoch eine gleichmässige und gleichbleibende intensive Färbung der Kettfadenschar gegebenenfalls mit einstellbaren Farbnuancen gewährleistet. Die Vorrichtung soll einfacher und kompakter in ihrem Aufbau als bisherige Anlagen sein. Es soll eine leichte Kontrolle des chemischen Gleichgewichts und der
Konzentration des Färbebades und auch eine leichte Steuerung der Konzentration zur eventuellen Einstellung von Farbnuancen möglich sein. Die Störanfälligkeit der Vorrichtung infolge von Wickelbildungen soll gemindert werden.
Dies wird erfindungsgemäss erreicht durch ein Färbebad, zumindest ein Quetschwerk, einen Luftgang oder Dämpfer und Umlenkrollen, durch welche die Kettfadenschar in mehrfacher Schleifenform in unmittelbar übereinander liegenden Schleifenbahnen durch das Färbebad, das oder die Quetschwerk(e) und den Luftgang und/oder Dämpfer führbar ist.
Die einlagige Kettfadenschar kann somit mehrfach schleifenförmig durch einunddasselbe Färbebad mit einem oder mit zwei Quetschwerken und einen Luftgang geführt werden. Indem sich die einlagige Kettfadenschar zu mehreren Lagen insbesondere im Quetschwerk addiert, wird ein sehr guter Abquetscheffekt erzielt.
Sollte sich die entstehende Lagenzahl für ein Quetschwerk als zuviel erweisen, können dann die sich ergebenden Fadenlagen in Gruppen geteilt durch zwei parallel arbeitende Quetschwerke geführt und danach im Luftgang wieder unmittelbar übereinander liegend zusammengeführt werden.
Erfindungsgemäss wird die einlagige Kettfadenschar mindestens zweimal und maximal zehnmal schleifenförmig durch das Färbebad mit mindestens einem Quetschwerk und einen Luftgang und danach in die Wasch- und Spülmaschine geführt.
Vorzugsweise aber wird die einlagige Kettfadenschar viermal schleifenförmig durch das Färbebad, das Quetschwerk und den Luftgang und danach in die Wasch- und Spülmaschine geführt.
Durch die Führung einer einlagigen Kettfadenschar in einer mehrfach, vorzugsweise vierfach, in sich zurückkehrenden Schleife sind bei der Vorrichtung nur noch ein Färbebad, in der Regel ein Quetschwerk zum Abquetschen überschüssiger Küpe und ein Luftgang erforderlich. Das eine Färbebad braucht dabei nicht grösser zu sein als ein einzelnes der in bekannten Anlagen aufeinanderfolgenden Färbebäder, so dass sich das Färbebadvolumen nach der Erfindung beispielsweise auf 1/6 des bisher benötigten Färbebadvolumens reduziert. Infolge der dadurch bedingten geringeren Oberfläche der Küpe vermindert sich die Voroxydation des Küpenfarbstoffs durch Lufteinwirkung noch im Färbebad, so dass teures Reduktionsmittel (mehr als 20%) gespart werden kann.
Indem die einzelnen Schleifenbahnen der erfindungsgemässen Führung aufeinander zurückkehren bzw. unmittelbar übereinander liegen, addiert sich nach einer Anlaufzeit einer entsprechenden Anlage die zunächst einlagige Kettfadenschar zu einer mehrfachen, vorzugsweise vierfachen Lage, woraus sich insbesondere ein guter Abquetscheffekt der überschüssigen Küpe in dem Quetschwerk nach jedem Durchgang und damit eine hervorragend gleichmässige Färbung des Baumwollgarns ergibt. Der gute Abquetscheffekt hat ausserdem zur Folge, dass für eine gute Durchfärbung ein viermaliger Tauchgang gegenüber dem sechsmaligen Tauchgang nach dem Stand der Technik ausreichend ist.
Da nach der Erfindung nur noch ein Färbebad nötig ist, wird die Kontrolle des chemischen Gleichgewichts, der Homogenität, der Farbstoffkonzentration und der Temperatur im Färbebad erheblich erleichtert. Farbstoff und Chemikalien müssen nicht mehr in mehrere Färbebäder nachdosiert werden, sondern die Nachdosierung kann aus einem Sammeltank erfolgen, so dass auch der Aufwand in der Farbstoff- und Chemikalienküche erheblich verringert wird. Da sich in dem einen Färbebad von verhältnismässig kleinem Volumen das chemische Gleichgewicht erheblich schneller einstellt, ergibt sich auch die Möglichkeit, durch gezielte Änderung der Farbstoffkonzentration im Färbebad bestimmte Farbnuancen für die Färbung problemlos einzustellen.
Durch das schnelle Einstellen des Gleichgewichts im Färbebad können die an der Rohbaumwolle haftenden Verunreinigungen keinen nennenswerten Kopf-Schwanz-Farbablauf bewirken, so dass auf ein Vorwaschen der Rohbaumwolle sogar verzichtet werden kann.
Indem die Anzahl der Einzelkettfäden der einlagigen Kettfadenschar der Breite des später herzustellenden Gewebes entsprechend gewählt wird, kann die Kettfadenschar nach Vollendung des Färbevorgangs und nach durchlaufen einer Wasch- und Spülmaschine und einer Trockenvorrichtung direkt auf den Kettbaum einer Garnschlichtemaschine aufgespult und schliesslich dem Webstuhl zugeführt werden, ohne dass eine Unterbrechung im Gesamtablauf erforderlich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dem Färbebad ein einziges Quetschwerk nachgeordnet.
Sollten die sich ergebenden Fadenlagen für ein Quetschwerk zuviel sein, so können dem Färbebad zwei Quetschwerke funktionsmässig parallel nachgeordnet sein, durch die die Schleifenbahnen in Gruppen geteilt unmittelbar übereinander liegend geführt werden.
Vorzugsweise sind vier Schleifenbahnen durch das Färbebad, ein oder zwei parallel arbeitende Quetschwerk(e) und den Luftgang führbar, so dass sich ein viermaliger Tauch- und Luftgang für das Färben ergibt.
In vorteilhafter Weise ermöglichen alle ausserhalb des Farbe- bades befindlichen und damit den Verlauf der Schleifenbahnen im Luftgang bestimmenden Umlenkrollen eine Umlenkung von um 90"; damit wird die Gefahr der Wickelbildung im Luftgang vermindert. Aber auch unterhalb der Färbeflotte, in der die Umlenkrollen eine 180 -Umlenkung aufweisen, ist auf Grund des geringeren Badvolumens die Gefahr der Wickelbildung gegenüber dem Stand der Technik auf etwa % reduziert.
Der horizontale Abstand zwischen der ersten und zweiten, nach dem oder den Quetschwerk(en) angeordneten Umlenkrollen beträgt vorzugsweise etwa 10 bis 20 m und ihr Abstand vom Boden etwa 2 bis 4 m, also über Mannshöhe. Durch diese Anordnung nimmt der Luftgang der Anlage nur etwa 10 bis 20 m der gesamten Kontinue-Färbestrasse ein, kann selbst aber eine Gesamtlänge von ca. 30 m haben, so dass eine ausreichende Oxydation und Fixierung des Küpenfarbstoffs auf dem Baumwollgarn nach jedem Tauchgang gewährleistet ist.
Die einzelnen Schleifenbahnen sind vorzugsweise auf ihrer gesamten Länge zwei- oder mehrfach übereinander liegend führbar.
Auf den Schleifenbahnabschnitten zwischen den Umlenkrollen, die eine Umlenkung der Schleifenbahnen um ca. 90" ermöglichen, können Führungsrollen für die Kettfadenschar angeordnet sein, die in vorteilhafter Weise zumindest teilweise als Kompensationsrollen ausgebildet sein können, um für einen Spannungsausgleich an den Kettfäden zu sorgen.
Wird an einer oder mehreren der die Schleifenbahn bestimmenden Umlenkrollen ein sich über die gesamte Warenbreite erstreckender Rakel angeordnet, der eventuell gerissene Fäden von den Umlenkrollen abrakelt, so kann eine Garnwickelbildung an denselben verhindert werden.
Die einlagige Kettfadenschar ist nach dem Durchlaufen der letzten Schleifenbahn vor dem Wiedereintritt in das Färbebad aus der erfindungsgemässen Schleife herausführbar und kann dann über Umlenkrollen einer Wasch- und Spülmaschine und der möglich nachfolgenden Schlichtemaschine zugeführt werden.
Durch die Erfindung verkürzt sich die Gesamtlänge der Kontinue-Färbestrasse auf etwa 20 m gegenüber 40 m bei Anlagen nach dem Stand der Technik.
Während bei einer Anlage für das bekannte Verfahren mit sechs Einzelfärbebädern und jeweils zugehörigem Luftgang 72 Umlenkrollen mit meist 180 -Umschlingung erforderlich sind, sind bei einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit nur einem Färbebad und nur einem Luftgang, die mehrfach durchlaufen werden, nur 16-18 Umlenkrollen nötig, die ausserdem, zumindest soweit sie sich im Luftgang befinden, 90"-Umschlingung aufweisen. Die Gefahr der Wickelbildung ist somit insgesamt herabgesetzt. Indem die wenigen Umlenkrollen ausserdem mit Rakeln versehen werden, die gerissene Fäden abrakeln, kann die Wickelbildung praktisch ganz verhindert werden.
Maschinen- und Energiekosten sowie der Personalbedarf können drastisch gesenkt werden bei gleichzeitig guter Produktion und hohem Nutzeffekt der Anlage und einem sehr guten Qualitätsausfall der Färbung.
Das kleinere Färbebadvolumen macht auch die zum Umweltschutz notwendige Aufbereitung der verbrauchten Färbeflotte weniger schwierig und aufwendig. Die Aufbereitungsanlagen können kleiner sein.
Die konstruktive und aufbaumässige Vereinfachung der erfindungsgemässen Vorrichtung gegenüber den bekannten Anlagen für das klassische Strangtirben oder Flachfärben (sheet dyeing) führt auch zu einer erhöhten Arbeits- oder Verfahrensgeschwindigkeit und damit zu besserer Produktivität. Während eine bekannte Anlage mit 20 bis max. 30 m/min durchlaufen werden konnte (die Grenze wird durch die Chemie gesetzt), kann die erfindungsgemässe Vorrichtung mit 35-45 m/min laufen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist besonders geeignet, zum Färben von Baumwollkettgarnen mit Küpenfarbstoff, insbesondere Indigo. Sie können jedoch auch zum Färben von Kettgarnen aus anderem Material wie beispielsweise regenerierter Zellulosefaser, u.U. synthetischer Faser oder Wolle oder aber aus Mischungen dieser Fasern angewendet werden. Auch sind sie nicht auf das Färben mit Küpenfarbstoffbeschränkt, vielmehr können sie auch zum Färben mit anderen Farbstoffgruppen eingesetzt werden, die nach dem Imprägnieren und Abquetschen zur Fixierung eine'Thermobe- handlung (Verweilzeit) benötigen, wie beispielsweise Direktfarbstoffe, Reaktivfarbstoffe, Säurefarbstoffe oder Farbstoffgruppen für Synthesefasern.
Es versteht sich, dass bei Einsatz dieser anderen Farbstoffgruppen eine solche Tliermobehandlung wie mittels Dampf, Infrarot, Heissluft oder eine Trocknung mit anschliessender Thenmoisolierung zweckmässigerweise in den Luftgang zwischengeschaltet erfolgt.
Der Anmelder hat zur Lösung der oben gestellten Aufgabe in einer vorausgegangenen (nicht vorveröffentlichten) Patentanmeldung bereits einen Vorschlag gemacht, nach dem eine einlagige Kettfadenschar ebenfalls mehrfach schleifenförmig durch einunddasselbe Färbebad, ein Quetschwerk und einen Luftgang geführt wird; jedoch sollen nach diesem älteren Vorschlag die Schleifenbahnen zumindest innerhalb eines Teils des Luftgangs im Abstand zueinander verlaufen und vor dem Färbebad aufeinander zurückkehren. Durch diese Massnahme sollte eine gute Durchoxydation und Fixierung des nach jedem Tauchgang an den Kettfaden angelagerten Farbstoffs gewährleistet werden.
Zur teilweisen Auseinanderspreizung der Schleifenbahnen sind aber besondere Massnahmen und Vorrichtungen notwendig; es müssen die einzelnen Schleifenbahnen zumindest innerhalb eines Teils des Luftgangs über getrennte, im Abstand zueinander angeordnete Umlenk- und Führungsrollen (Rollengruppen) geführt werden und vor dem Färbebad wieder zusammengeführt werden, so dass sich letzten Endes ein spiralförmiger Weg für die
Kettfadenschar ergibt. Wegen der unterschiedlichen Länge der einzelnen Schleifenbahnen können besondere Massnahme für einen Spannungsausgleich an der Kettfadenschar erforderlich werden.
Indem mit der Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung die Kettfadenschar auf Schleifenbahnen geführt wird, die auf der gesamten Umlauflänge unmittelbar übereinander liegen, konnte die Vorrichtung oder Anlage unter Beibehaltung aller einmal erzielten Vorteile wie des guten Abquetscheffekts an der ein
Quetschwerk in mehreren Lagen passierenden Kettfadenschar, der erheblichen Verkürzung der gesamten Kontinue-Färbestrasse gegenüber vorbekannten Anlagen und der raschen Stabilisierung des Färbebades, noch wesentlich vereinfacht werden. Es sind im
Luftgang keine Gruppen von Umlenkrollen und Führungsrollen für die einzelnen Schleifenbahnen erforderlich, sondern die Kettfadenschar wird auch im Luftgang mehrfach über dieselben Rollen geführt.
Durch unterschiedliche Länge der einzelnen Schleifenbahnen evtl. bedingte Spannungen an der Kettfadenschar werden vermieden; auf besondere Ausgleichsvorrichtungen kann verzichtet werden. Eine gute Durchoxydation ist trotzdem gewährleistet, wenn der umgebende Raum ausreichend durchlüftet ist.
Weitere Aufgabenstellungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der anhängenden Zeichnung.
Die Beschreibung erfolgt beispielhaft unter Bezug auf ein Far- beverfahren mit Küpenfarbstoff insbesondere Indigo, auf Rohbaumwolle, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt wäre.
Fig. la zeigt das Schema eines ersten, die eigentliche Erfindung enthaltenden Abschnitts einer erfmdungsgemässen Vorrichtung.
Fig. lb zeigt das Schema des zweiten, rechts (gemäss Zeichnung) unmittelbar an Fig. la anschliessenden Abschnitts der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt (C2) aus dem entsprechenden Schema einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung in den Fig. la und 1b ist in Abschnitte A bis F unterteilt, die Verfahrensschritten des erfindungsgemässen Verfahrens folgendermassen zugeordnet sind: Abschnitt A: Zettelbäume Abschnitt B: Vorwäsche Abschnitt C1: Färben Abschnitt D: Nachwaschen und Spülen Abschnitt E: Schlichten Abschnitt F: Kettbäumen
Auf den sechs Teilkett- oder Zettelbäumen 1 sind jeweils 660 bis 680 Kettfäden Rohbaumwolle von ca. 12 000 m Länge nebeneinander aufgespult. In vorteilhafter Weise kann, wie in Fig. la angedeutet, stets eine zweite Gruppe von ebenfalls sechs Teilkettoder Zettelbäumen 1 in Bereitschaft gehalten werden. Die KettIä- den einer Gruppe von Teilkett- oder Zettelbäumen 1 werden gemäss Fig.
Ia gemeinsam und parallel zueinander über eine erste Führung und Umlenkrolle 3 geführt und dabei zu einer Kettfadenschar von ca. 4000 Einzelfäden vereinigt, wie sie für die Breite des später herzustellenden Gewebes erforderlich ist. Die so einlagig und parallel zueinander verlaufende Kettfadenschar wird von der Umlenkrolle 3 aus in einen Waschturm 4 eingeleitet, der, wie später noch genauer ausgeführt wird, u.U. auch wegfallen oder durch einen einfachen Vometztrog ersetzt werden kann. In dem Waschturm 4 befinden sich übereinander mehrere Sprüh- und Quetschvorrichtungen. Die durch den Waschturm 4 laufende Kettfadenschar wird so mehrmals nacheinander eingesprüht, und danach wird das Wasser jeweils wieder abgequetscht, um Roh baumwolle von Schmutz und Verunreinigungen zu säubern.
Selbstverständlich kann auch eine andere Waschvorrichtung ein gesetzt werden, wie z.B. die Einheit 24 zum Nachwaschen, wenn es erwünscht ist und auf das Vorwaschen nicht verzichtet werden soll. Nach dem Austritt aus dem Waschturm 4 wird die Kettfa denschar über eine Umlenkrolle 5, eventuell eine Kompensator rolle 6 zum Spannungs ausgleich an den Kettfäden und weitere
Umlenkrollen 7, 8, 9, 10, 11 um jeweils 90" umgelenkt und in ein
Färbebad 12 geleitet (siehe auch Fig. lb). In dem Färbebad (Far- bebehälter, auch als Tauchtrog bezeichnet) 12 befindet sich die
Farbflotte aus dem durch Reduktionsmittel (Hydrosulfit) unter
Zusatz von Natronlauge in seinen chemisch reduzierten, d.h.
was serlöslichen Zustand gebrachten Küpenfarbstoff, im vorliegenden
Fall Indigo, und aus Dispergier- und Netzmittel. Innerhalb des
Färbebades 12 wird die Kettfadenschar mehrmals mit einer 180 -Umschlingung über Rollen 13 geführt und entsprechend umgelenkt, um die nötige Verweilzeit der Kettfadenschar in dem
Färbebad 12 und somit eine gute Anlagerung des Farbstoffs an die Baumwolle zu erreichen. Von der letzten Umlenkrolle 13' innerhalb des Färbebades 12 aus wird die Kettfadenschar einem anschliessend an das Färbebad 12 angeordneten Quetschwerk 14 aus zwei gegeneinander arbeitenden Walzen zugeführt, durch das überschüssige Küpe von der Baumwolle abgequetscht wird.
An das Quetschwerk 14 schliesst sich der Luftgang 15 an, in dem der an die Baumwolle angelagerte Farbstoff oxydiert, damit an der
Baumwolle fixiert und wieder in seine wasserunlösliche Phase gebracht wird. Im Falle von Indigo geht dabei der bei Austritt aus dem Färbebad 12 noch gelbe Farbstoff in Blau über. Erfindungsgemäss führt der Luftgang 15 vom Quetschwerk 14 aus in Form einer Schleife von insgesamt ca. 30 m zunächst nach oben, dann über eine Umlenkrolle 16 nahezu horizontal zurück, über eine Umlenkrolle 17 nach unten und neuerlich um 90" umkehrend in Bodennähe über eine Umlenkrolle 21 horizontal wieder in der ursprünglichen Förderrichtung der Kettfadenschar und über die bereits genannten Umlenkrollen 9, 10, 11 wieder in das Färbebad
12.
Die genannten Umlenkrollen 9, 10, 11, 16, 17, 21, die den Verlauf der Schleife bestimmen, haben in der in den Fig. la und 1b dargestellten Ausführungsform der Erfindung alle die vorteilhafte Umschlingung von ca. 90". Vorzugsweise können der Waschturm 4 und die Teilkettbäume 1, wie in Fig. la dargestellt, vom Luftgang 15 überspannt und unterlaufen werden. Die Teilkettbäume 1 müssen aber nicht innerhalb der Schleife des Luftgangs 15 angeordnet sein. Wenn es zweckmässig erscheint, können sie auch seitlich ausserhalb stehen. Die Kettfadenschar wird dann über ein sogenanntes Schwert zum Waschturm 4 oder dem Färbebad 12 um 90" umgelenkt.
Es versteht sich, dass die hier beschriebene Umschlingung von grundsätzlich 90 , so dass die Schleifenbahnen im Luftgang in der Ansicht gemäss Zeichnung im Prinzip den Umrissen eines Rechtecks folgen, zwar zweckmässig und raumsparend ist und zusätzliche Gruppen von Umlenkrollen erspart, dass es aber aus räumlichen und anderen Gründen angezeigt erscheinen kann, die Schleifenbahnen bei entsprechender Ansicht den Umrissen beispielsweise eines Trapezes oder Vielecks folgen zu lassen bei entsprechender Anordnung der Umlenkrollen bzw. Gruppen von Umlenkrollen.
Im in den Fig. la und 1b der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel können zwischen den Umlenkrollen Führungsrollen 18, 19, 20, 18', 19', 20' für die Kettfadenschar angeordnet sein.
Zumindest ein Teil dieser Führungsrollen 18, 19, 20, 18', 19', 20' können für den Bedarfsfall als Kompensationsrollen ausgebildet sein, um Spannungen an den Kettfäden auszugleichen.
Über der Umlenkrolle 9 und neben und/oder oberhalb der Umlenkrolle 10 befindet sich gemäss Fig. lb eine Umlenkrolle 22 und waagerecht zu dieser eine weitere Umlenkrolle 23 jeweils mit grundsätzlich 90"-Umschlingung; jedoch kann, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, die Führung auch über eine zwischen den Umlenkrollen 22, 23 angeordnete weitere Umlenkrolle oberhalb der durch die Umlenkrollen 22, 23 bestimmten Ebene erfolgen.
Nachdem die Kettfadenschar den gesamten Färbevorgang, der unten noch im einzelnen erläutert wird, durchlaufen hat, gelangt sie von der letzten Bahn des Luftgangs 15 über diese Umlenkrollen 22 und 23 in eine an sich bekannte Wasch- und Spülmaschine 24, die aus mehreren Einheiten aus Wasch- und Spülbehälter mit anschliessendem Quetschwerk besteht, in denen die gefärbte Kette fadenschar mehrfach gewaschen und gespült und das Wasser jeweils abgequetscht wird. Nach Durchlaufen des letzten Quetschwerks 25 der Wasch- und Spülmaschine 24 wird die Kettdenschar zum Trocknen beispielsweise einem nicht mehr dargestellten Trommeltrockner und von dort einer Grossdocke oder direkt einer Garnschlichtemaschine und dem nachfolgenden Kettbaum zugeführt.
An einer oder mehreren der Umlenkrollen kann in vorteilhafter Weise je eine sich über die gesamte Warenbreite erstreckender Rakel 26 vorgesehen sein, die eventuell gerissene Fäden von den Umlenkrollen abrakelt und somit die Bildung von Garnwickel an den Umlenkrollen verhindert.
Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann wie folgt gearbeitet werden:
Die von den Teilkettbäumen 1 auf der Führungs- und Umlenkrolle 3 einlagig, der Breite des später herzustellenden Gewebes entsprechend zusammengeführte Kettfadenschar (ca.
4000 Einzelkettfäden) wird, wenn es für notwendig erachtet wird, in dem Waschturm 4 in an sich bekannter Weise in mehreren Stufen vorgewaschen, und das Wasser wird durch Quetschwerke jeweils abgequetscht. Danach wird die Kettfadenschar über Umlenkrollen 5, 7, 8, 9, 10, 11 mit im Prinzip jeweils 90 -Umschlingung ein erstes Mal dem oben beschriebenen Färbebad 12 zugeführt. Die Kettfadenschar durchläuft über mehrere Umlenkrollen 13 mit 1800 -Umschlingung, wodurch die erforderliche Tauchzeit in der Küpe erreicht wird, das Färbebad 12 und verlässt nach der letzten Umlenkrolle 13' das Färbebad 12, um in das Quetschwerk 14 zu gelangen, in dem der überschüssige Küpenfarbstoff aus dem ersten Tauchgang abgequetscht wird.
Danach durchläuft die Kettfadenschar die erste Bahn des Luftgangs 15, währenddessen der im Färbebad 12 an die Baumwolle angelagerte Küpenfarbstoff oxydiert, dadurch in seine wasserunlösliche Phase gebracht wird und im Falle von Indigo in Blau übergeht. Die Kettfadenschar gelangt über die Umlenkrollen 16, 17 und 21 in einer Art Rundlauf bzw. Umlauf oder Schleife zurück auf die Umlenkrollen 9, 10 und 11, über die sie ein zweites Mal in das Färbebad 12 geführt wird. Nach erneutem Verlassen des Färbebades 12 und erneutem Abquetschen der überschüssigen Küpe im Quetschwerk 14 durchläuft die Kettfadenschar nun die zweite Bahn des Luftgangs 15 zur Oxydation und Fixierung des während des zweiten Tauchgangs an die Baumwolle angelagerten Farbstoffs.
Wiederum über die Umlenkrollen 16, 17, 21, 9, 10 und 11 gelangt die Kettfadenschar wiederum zum Färbebad 12 und durchläuft auf die oben beschriebene Weise auch zum dritten und vierten Mal das eine Färbebad 12, das Quetschwerk 14 und eine dritte und vierte Bahn des Luftgangs 15. Die dabei sich ergebenden, im beschriebenen Beispiel vier Schleifenbahnen der Kettfadenschar liegen unmittelbar übereinander.
Nach dem letzten, im beschriebenen Ausführungsbeispiel vierten Durchlaufen des Färbebades 12, des Quetschwerks 14 und des Luftgangs 15 ist der Färbevorgang abgeschlossen und die Kettfadenschar wird, wenn sie über die Umlenkrollen 16, 17 und 21 wieder zur Umlenkrolle 9 gelangt, an der nächsten Umlenkrolle 10 vorbei und auf die Umlenkrollen 22 und 23 geführt, über die sie in die Wasch- und Spülmaschine 24 gelangt, wo sie in an sich bekannter Weise gewaschen und gespült wird, um nach Durchlaufen des letzten Quetschwerks 25 dem Trockner und schliesslich einer Grossdocke oder direkt dem Kettbaum einer Schlichtemaschine zugeführt zu werden. Dieses Herausführen der Kettfadenschar aus dem Rundlauf oder der Schleife des Färbevorgangs braucht nur einmal an dem mit einer Rispe zusammengehaltenen vorderen Ende der Kettfadenschar vorgenommen zu werden, der weitere Lauf ist dann vorgesehen.
Wie der obigen Beschreibung zu entnehmen ist, ergibt es sich, dass nach einer gewissen Anlaufzeit, die mindestens einem Durchlauf der gesamten, das Färbebad 12, das Quetschwerk 14 und den Luftgang 15 umfassenden Schleife ab dem Quetschwerk
14 entspricht, zwangsläufig die Kettfadenschar den gesamten Umlauf und insbesondere das Quetschwerk 14 in mehreren Lagen, zunächst in zwei und schliesslich bei voll eingelaufener Maschine in vier Lagen, passiert. Dabei ist in Rechnung zu stellen, dass das auf den Teilkettbäumen 1 aufgespulte Kettfadenmaterial (ca. 12 000 m) für einen Betrieb der Anlage von 10 Stunden ausreicht, so dass diese sogenannte Anlaufzeit nicht nachteilig ins Gewicht fällt. Im übrigen haben alle vorhandenen Maschinen eine solche Anlaufzeit bzw.
Anlaufstrecke, die aber, da nach dem Stand der Technik sechs hintereinandergeschaltete Färbebäder mit Luftgang eingesetzt werden, länger ist als bei der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Dadurch, dass die eine Kettfadenschar bei eingelaufener Anlage das auf das Färbebad 12 folgende Quetschwerk 14 in mehreren Lagen durchläuft, ergibt sich ein besserer Abquetscheffekt der überschüssigen Küpe, weil sich die übereinanderlaufenden Lagen der einen Kettfadenschar ähnlich einem fertigen Gewebe wie ein Schwamm verhalten, sich die überschüssige Küpe also gleichmässig und gut abquetschen lässt. Dadurch wird eine sehr gute Gleichmässigkeit der Färbung nach jedem Färbegang erreicht und auch eine intensivere Einzelfärbung bei jedem Durchgang, die dadurch noch unterstützt werden kann, dass das eine Färbebad 12 der Erfindung gegenüber den sechs hintereinandergeschalteten Färbebäder der Anlage nach dem Stande der Technik, z.B. im Verhältnis 6:4, konzentrierter angesetzt wird.
Infolge des hohen Abquetscheffektes und des konzentrierteren Färbebades und der schnelleren und besseren Oxydation ist nach der Erfindung nur noch eine viermalige Färbung zur Erreichung des gewünschten Farbtons erforderlich gegenüber der sechsmaligen Färbung nach dem bekannten Verfahren.
Da nur noch ein Färbebad 12, ein Quetschwerk 14 und ein Luftgang 15 erforderlich sind, nimmt die entsprechende Vorrichtung oder Anlage einen wesentlich geringeren Raum ein als bekannte Anlagen. Der Luftgang 15 umfasst zwar etwa 30 m, so dass auch eine ausreichende Durchoxydation des Farbstoffs nach jedem Tauchgang gewährleistet ist; durch die schleifenförmige Führung des Luftgangs 15 erstreckt er sich jedoch in Längsrich- tung der Anlage, z.B. nur auf ca. 10-12 m, und die gesamte Kontinue-Strasse der erfindungsgemässen Anlage ist nur etwa 20 m lang gegenüber 40 m bei bekannten Anlagen.
Da in der Schleifenführung ausserhalb des Färbebades 12 selbst ausschliesslich Umlenkrollen mit ca. 900-Umschlingung vorgesehen sind, wird die Gefahr der Wickelbildung erheblich reduziert. Die Tatsache, dass nur ein Färbebad 12 erforderlich ist, in dem die Kettfadenschar mehrmals um 1800 umgelenkt wird, vermindert auch die Gefahr der Wickelbildung unter der Färbeflotte, die unweigerlich ein Abstellen der Maschine erforderlich macht, gegenüber dem Stand der Technik auf 1/6. Dabei muss das eine Färbebad 12 mit der zugehörigen einen mechanischen Einrichtung, wie dem Quetschwerk 14, nicht grösser sein als eines von sechs Färbebädern nach dem Stand der Technik.
Durch die geringere Gesamtoberfläche des einen Färbebades 12 kommt es zu weniger Voroxydation des Küpenfarbstoffs im Färbebad durch Einwirkung der Luft, so dass ein nicht unwesentlicher Teil des teuren Reduktionsmittels (schätzungsweise 20% und mehr) eingespart werden können.
Auch die bei bekannten Anlagen durch das Umpumpen zur Aufrechterhaltung der Homogenität unter den Färbebädern entstehenden Luftbeimengungen, die Voroxydation bewirken, entfallen, was den Verbrauch an Reduktionsmittel ebenfalls reduziert.
Die Kontrolle des chemischen Gleichgewichts, der Konzen tration und der Homogenität ist bei nur einem Färbebad mit l/6 des Gesamtbadvolumens der bekannten Anlagen naturgemäss erheblich einfacher. Eine separate Nachdosierung von Farbstoff Natronlauge, Reduktionsmittel, Dispergier- und Netzmittel erübrigt sich, vielmehr kann in das eine Färbebad insgesamt aus einem Nachsatztank nachdosiert werden. Damit vermindert sich auch der Aufwand in der Farbstoff- und Chemikalienküche etwa auf die Hälfte. Es erübrigen sich die Behälter für die blinde Küpe (Natronlauge plus Reduktionsmittel ohne Farbstoff) und für die Dispergier- und Netznlittel, weil die chemische Kontrolle mit normalem Zusatz aus einem Nachsatztank möglich ist.
Erforderlich ist neben dem Nachsatztank im allgemeinen nur noch ein Behälter, in dem der Farbstoff angesetzt wird.
Das eine Färbebad 12 nach der Erfindung ermöglicht auch eine problemlose Umstellung der Farbnuancen, indem gezielt die Farbstoffkonzentration in dem einen Färbebad 12 erhöht oder herabgesetzt wird. Bei den bekannten Anlagen mit sechs Färbebädem ist dies wegen des Erfordernisses der Homogenität der Farbbäder untereinander und des grossen Färbebadvolumens praktisch nicht durchführbar, vielmehr muss zur Änderung der Farbnuance das gesamte Färbebadvolumen neu angesetzt werden.
In dem verhältnismässig kleinen Farbebadvolumen der erfindungsgemässen Anlage (ca. 1200 1) stellen sich die Gleichgewichtsreaktionen und auch das sogenannte Kopf-Schwanz Gleichgewicht recht schnell ein, so dass von der Rohbaumwolle mitgeführter Schmutz und Verunreinigungen, die in herkömmlichen Anlagen das Gleichgewicht stark beeinträchtigen können, vernachlässigbar sind und auf das Vorwaschen der Rohbaumwolle in einem Waschturm 4 oder einer sonstigen Waschanlage gegebenenfalls sogar verzichtet werden kann.
In einer Anlage gemäss den Fig. la und lb könnten die von den Teilkettbäumen 1 abgenommenen und zu einer einlagigen Kettfadenschar vereinigten Kettfäden dann von der Führungsrolle 2 direkt auf die Umlenkrolle 9 gelegt und in das Färbebad 12 eingeführt werden, so dass sich eine weitere Vereinfachung, Verkleinerung und Verbilligung der Anlage ergibt.
Auch die Schlammabsetzung in dem einen Färbebad 12 kann infolge des sich schnell einstellenden Gleichgewichts im Gegensatz zu den unterschiedlichen Schlammabsetzungen in sechs Färbebädern bekannter Anlagen zum Teil vernachlässigt werden, so dass die Anlage gewünschtenfalls ununterbrochen in Betrieb sein kann. Da beim evtl. Abstellen der Maschine nicht wie bei bekannten Anlagen 4000 bis 60001, sondern nur ca. 1200 1 verschmutzte Flotte abgelassen werden müssen, stellt auch die zum Umweltschutz notwendige Aufbereitung der abgelassenen Flotte ein geringeres Problem dar, und die Flottenaufbereitungsanlagen können kleiner sein, die Maschinenkosten sind geringer.
Da nach der Erfmdung nur noch ein Farbebad 12 mit Quetschwerk 14 vorzusehen ist, entfallen die bei herkömmlichen Anlagen zwischen den Quetschwerken und dem nächsten Färbebad zum Spannungs ausgleich für die Kettfäden nötigen Kompensatorrollen.
Für das eine Quetschwerk 14 der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss den Fig. la und 1b ist nur noch ein Motor mit einer Leistung von ca. 10 kW erforderlich, so dass sich gegenüber dem Stand der Technik, nach dem sechs Motoren von je ca. 5 kW erforderlich sind, auch eine beträchtliche Energieeinsparung ergibt.
In dem in den Fig. la und 1b dargestellten Schema einer erfindungsgemässen Vorrichtung wird eine zunächst einlagige Kettfadenschar in vier Lagen durch das Färbebad 12 und das Quetschwerk 14 geschickt. Wie bereits erwähnt sind nach der Erfindung aber alle Variationen von zwei bis zehn Lagen möglich.
Dabei kann es sich ergeben, dass die sich einstellende Lagenzahl für nur ein Quetschwerk 14 zu viel ist. In einem solchen Fall können dem Färbebad 12 zwei Quetschwerke funktionsmässig parallel nachgeordnet werden, durch welche die Kettfadenlagen dann in Gruppen geteilt, aber innerhalb der Gruppen wiederum unmittelbar aufeinanderliegend geführt werden. Eine solche abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt.
Fig. 2 zeigt den Abschnitt C2 - Färben - einer derart abgewandelten Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung. Es soll dabei wiederum beispielhaft von einem viermaligen Durchlaufen der erfindungsgemässen Schleife aus Färbebad, Quetschwerk und Luftgang, also von vier Kettfadenlagen ausgegangen werden.
Dargestellt ist das Färbebad 12a, in das die Kettfadenschar bei eingelaufener Anlage in vier Lagen über die Umlenkrollen 9,
10, 11 geführt wird. Dem Färbebad 12a nachgeordnet sind hier zwei parallel arbeitende Quetschwerke 14a und 14b. Die aus dem Färbebad 12a austretenden Keufadenlagen werden in zwei Gruppen, im Falle von insgesamt vier Kettfadenlagen zuje zwei Lagen, geteilt und so nach Gruppen getrennt eventuell über Umlenkrollen durch je ein Quetschwerk 14a und 14b geführt und treten danach in den Luftgang 15, wo sie auf der Umlenkrolle 16 wieder in vier Lagen unmittelbar übereinander liegend zusammengeführt werden.
Gemäss Fig. 2 ist die Anordnung der Umlenkrolle 16 mit ca.
900 -Umschlingung so getroffen, dass die aus den Quetschwerken 14a und 14b kommenden Lagen der Kettfadenschar in ihrem Verlauf entgegengesetzt geneigt einem Trapez folgen. Die Erfindung erlaubt diesbezüglich jede Anpassung an bestehende Gegebenheiten oder Erfordernisse. Während des gesamten Färbevorgangs durchläuft bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die einlagige Kettfadenschar nacheinander zweimal jedes der beiden Quetschwerke 14a und 14b, so dass sich in jedem Quetschwerk 14a, 14b eine doppelte Fadenlage einstellt.
Auf diese Weise kann unter Beibehaltung des erfindungsgemässen Pnnzips, nämlich mehrmaliges Durchlaufen einer Schleife aus einem Färbebad, einem Quetschwerk und einem Luftgang zum Durchfärben einer Kettfadenschar mit den sich ergebenden, oben ausführlich dargelegten Vorteilen, die sich einstellende Anzahl der Kettfadenlagen in der Schleife bis auf zehn erhöht werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass, indem immer nur eine Kettfadenschar in der für das zukünftige Gewebe erforderlichen Breite durch die Färbeanlage läuft, diese Kettfadenschar nach dem Austritt aus dem Trommeltrockner direkt auf die Schlichtemaschine und von dort auf den Webstuhl laufen kann.
Wie in der beispielhaften Beschreibung anhand der Fig. la, 1b und 2 zum Ausdruck kommt, ist die erfindungsgemässe Vorrichtung besonders geeignet zum Färben von Baumwollkettgarnen mit Küpenfarbstoff, insbesondere Indigo. Sie kann jedoch auch zum Färben von Kettgarnen aus anderem Material wie beispielsweise regenerierter Zellulosefaser, u.U. synthetischer Faser oder Wolle oder aber aus Mischungen dieser Fasern angewendet werden. Auch ist sie nicht auf das Färben mit Küpenfarbstoff beschränkt, vielmehr kann sie auch zum Färben mit anderen Farbstoffgruppen eingesetzt werden, die nach dem Imprägnieren und Abquetschen zur Fixierung eine Thermobehandlung (Verweilzeit) benötigen, wie beispielsweise Direktfarbstoffe, Reaktivfarbstoffe, Säurefarbstoffe oder Farbstoffgruppen für Synthesefasern.
Es versteht sich, dass bei Einsatz dieser anderen Farbstoffgruppen die zusätzliche Thermobehandlung wie Dampf, Infrarot, Heissluft oder Trocknung mit anschliessender Thermoisolierung zweckmässigerweise in den Verfahrensabschnitt des Luftgangs eingeschaltet ist.
Im übrigen erfolgt die allgemeine Durchführung des Färbens nach an sich bekannten Techniken, und die erfindungsgemässe Vorrichtung macht weitestgehend von an sich bekannten Mitteln Gebrauch, so dass sich eine ins einzelne gehende Beschreibunginsoweit erübrigt.
Nachfolgend werden drei praktische Beispiele gegeben, die sich u.a. für einen Färbevorgang in einer erfindungsgemässen Vorrichtung besonders eignen. Das erste Beispiel betrifft das Fär ben von Rohbaumwolle mit dem Küpenfarbstoff Indigo, das zweite Beispiel das Färben von Rohbaumwolle mit einem Direktfarbstoffund das dritte Beispiel das Färben einer Mischung aus Rohbaumwolle und regenerierter Zellulosefaser mit einem Reaktivfarbstoff. Sämtliche angegebenen Arbeitsgänge laufen kontinuierlich ab.
Beispiel 1 Baumwollgarn der Garnnummer Ne 6 wird mit folgender Färbeflotte imprägniert:
6 g/l Indigo-Farbstoff(BASF 98%ig) 15 ml/l Natronlauge 50%ig
5 g/l Natriumhydrosulfit
2 g/l Primasol FP (Netzmittel, BASF)
Das Garn wird hierbei von 6 Zettelbäumen zu je 632 Fäden abgezogen und als parallele Fadenschar von 160 cm Breite mit ca.
40 m/min durch das Färbebad geführt und durch das anschliessende Abquetschen mit dem Quetschwerk von Floffenüberschuss befreit. Die Temperatur der Färbeflotte kann bei 20 "C konstant gehalten werden, indem der Färbebehälter durch einen doppelten Boden mit einem Kühlsystem verbunden ist.
Nach dem Abquetschen passiert die Fadenschar zum Oxydieren für ca. 60 Sekunden den Luftgang (ca. 40 m), um in Schleifenform nach Überfahren und danach Unterfahren der Zettelbäume wieder zum Färbebad zurück zu gelangen, neu imprägniert, abgequetscht und wieder in den schleifenförmigen Luftgang geführt zu werden.
Der Vorgang Imprägnieren, Abquetschen, Oxydieren (Luftgang) wird viermal wiederholt. Nach der vierten und letzten Luftgangpassage wird die äusserste parallele Fadenschar durch die Spülbäder geführt, danach über einen Trommeltrockner (Zylindertrockner) getrocknet und nachfolgend in einer Schlichtemaschine geschlichtet und zum Kettbaum aufgespult.
Beispiel 2 (Klotz-Dämpf-Verfahren mit Direktfarbstoff)
Die im Beispiel 1 definierte Fadenschar durchläuft die Färbeflotte eines Direktfarbstoffes von nachfolgender Zusammensetzung: 10 g/l Siriuslichtrot F 3 B 200 (Bayer)
0,5 g/l Soda calc.
2 g/l Erkantol PAD (Netzmittel, Bayer)
Nach dem Imprägnieren und Abquetschen wird die Fadenschar zum Fixieren des Farbstoffes durch einen Bogendämpfer (Dampfkanal) mit Sattdampf (ca. 102 "C, je nach örtlichen und Witterungsverhältnissen) geführt.
Hierbei wird die Fadenschar wiederholt, und zwar in diesem Falle sechsmal, schleifenförmig durch das Färbebad, die Abquetschwalzen und den Dämpfer geführt. Der substantive Direktfarbstoffwird dabei in gewünschter Tiefe durch Addition aufgebaut.
Im Gegensatz zur einmaligen Imprägnierung resultieren hierbei gute Echtheiten, weil durch das wechselweise Imprägnieren und Fixieren die Teilkonzentrationen der Farbstoffe besser fixiert werden. Die Summe der Fixierzeiten beträgt 120 sec.
Nach der sechsten Dampfpassage wird die äusserste Fadenschar zum Nachwaschbad, zum Trocknen und Schlichten mit Aufbäumen abgeleitet. Vorteilhaft enthält das erste Nachwaschbad eine heisse, konzentrierte Salzlösung. Auch hier können alle Arbeitsgänge kontinuierlich ablaufen.
Beispiel 3 (Klotz-Dämpf-Verfahren mit Reaktivfarbstoff)
Eine parallele Fadenschar einer Mischung aus Rohbaumwolle und regenerierter Zellulosefaser (50:50) der Gamnummer Ne 9 durchläuft die bei 15 "C gehaltene Färbeflotte, welche folgende Zusammensetzung hat:
10 g/l Levafixbrillantblau PRL (Bayer)
150 g/l Harnstoff
5 g/l Soda calc.
10 g/l Ludigol (Redukionsverhinderer, BASF)
Das Garn kommt hierbei ebenfalls von 6 Zettelbäumen, wovon jeder 690 Einzelfäden trägt. Die Breite der Fadenschar liegt bei 160 cm.
Auch hier wird nach dem Imprägnieren abgequetscht und anschliessend im Bogendämpfer zur Fixierung des Farbstoffes mit Sattdampf (ca. 102 " je nach örtlichen und Witterungsverhältnissen) gedämpft. Nach in diesem Fall dreimaligem Imprägnieren, Abquetschen und Dämpfen, welches durch das erfindungsgemässe schleifenförmige Umfahren der Zettelbäume geschieht, wird die äusserste Fadenlage zum Nachspülen, Trocknen und Schlichten weitergelenkt. Die Summe der Fixierzeiten beträgt dabei 60 sec.
Das dreimalige Imprägnieren mit dem nachfolgenden Dämpfen lässt eine tiefe Farbnuance und gute Echtheiten entstehen.
Die Farbstoffausbeute übertrifft die einer einmaligen Passage mit 3facher Farbstofikonzentration in der Färbeflotte.