DE102004053531B4

DE102004053531B4 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Färben von textilen Materialien in Schlauchform

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Publication number: DE102004053531B4
Application number: DE200410053531
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. Hellwich (FH); Joachim Dr.-Ing. Labude
Original assignee: Suchy Textilmaschinenbau GmbH
Current assignee: Suchy Textilmaschinenbau GmbH
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2024-11-06
Also published as: DE102004053531A1

Abstract

Vorrichtung zum kontinuierlichen Färben von textilen Materialien in Schlauchform, insbesondere Rundgestricke, wobei das textile Material in ein Färbechassis mit minimiertem Flotteninhalt gelangt und anschließend einer Entwässerung und Nachbehandlung unterzogen wird, das Färbechassis eine Walzenanordnung aufweist sowie ein Leitantrieb mit Leitwalzen und eine Färbebadansatz- und Aufbereitungsanlage vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Färbechassis (3) eine erste Leitwalze (4) vollständig in der Färbeflotte (8) befindlich und eine zweite Leitwalze (5) teilweise in der Färbeflotte (8) befindlich angeordnet ist, wobei die textile Warenbahn (1) unterhalb der ersten und zweiten Leitwalze (4; 5) geführt wird,
oberhalb des Färbechassis (3) ein hinsichtlich seiner Spaltbreite einstellbares Zugwerk-Walzenpaar (12.1; 12.2) vorgesehen ist, wobei der die Materialbahn (1) aufnehmende Spalt sich über der zweiten Leitwalze (5), versetzt oberhalb eines Leitblechs (6) zum gezielten Zurückführen von Färbeflotte in das Färbechassis (3) befindet sowie die Flottenzuführung (7) einen Flüssigkeitsaustritt aufweist, welcher zum Leitblech (6) gerichtet ist, um...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Färben von textilen Materialien in Schlauchform, insbesondere Rundgestricke, wobei das textile Material in ein Färbechassis mit minimiertem Flotteninhalt gelangt und anschließend einer, gegebenenfalls mehrstufigen Entwässerung und Nachbehandlung unterzogen wird, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Kontinuierlich arbeitende Verfahren zum Färben von textilen Materialien gehören zum bekannten Stand der Technik.

Beispielsweise ist in der EP 0 797 698 B1 eine Vorrichtung zum Farbfixieren beim Reaktivfärben offenbart, wobei dort Rundgestricke im aufgeschnittenen Zustand behandelt werden.

Gemäß EP 0 087 740 A1 gehört ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben von textilen Warenbahnen zum Stand der Technik, wobei dort auf ein Klotzen mit anschließendem Fixieren in einem Luft-Dampf-Medium hingewiesen wird.

E. Rothweiler; Melliand Textilberichte 4/1979, Seite 341 bis 345, beschreibt eine Vakuumimprägnierung, wobei in dem zitierten Artikel im einzelnen auf die notwendige Warenvorbehandlung und den Färbeprozeß eingegangen wird. Speziell wird auf das kontinuierliche Färben von Maschenware im Schlauch verwiesen. Die dortige Vakuumimprägnierung erfolgt so, daß die Ware zur Luftentfernung abgesaugt wird und sofort danach die Flotte durch ein Sieb läuft, unter dem die Rundgestricke mittels eines umlaufenden Endlosbands vorbeigeführt werden. Mit dieser Methodik kann einseitig auf die doppelte Warenbahn des durchlaufenden Rundgestricks Flotte aufgetragen werden. Dies führt jedoch zwangsläufig zu Ungleichmäßigkeiten zwischen den beiden Seiten der Warenbahn.

Beim Tubetex Padrol-Foulard sind in einem V-Chassis sechs Walzen in einem Winkel von 45° zueinander, hiervon drei Walzen nach rechts unten, eine unten zentral und zwei Walzen nach rechts oben angeordnet, wobei letztere als Unterflottenquetsche wirken. Nachgeschaltet wird bei diesem Foulard mit zwei weichen Walzen abgequetscht. Ein Verdrängungskörper minimiert den Flotteninhalt. Ein bei dieser Ausführungsform nach unten schwenkbares Chassis erleichtert den Wareneinzug. Der Warenlauf über insgesamt sieben Walzen bei einer solchen Ausführungsform mit Umschlingungswinkeln von 50 % und mehr ist für einen großen Anteil an Rundgestricken nicht geeignet und kann daher nicht oder nur beschränkt Anwendung finden.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 36 00 559 A1 ist ein Horizontalchassis bestehend aus drei Walzen beschrieben, wobei eine spezielle Konstruktion des ersten Walzenpaars, welches als Unterflottenquetschwerk ausgebildet ist, eine Vermeidung von Bugfalten bewirken soll.

Die vorstehend erwähnten technischen Lösungen zum Färben von Rundgestricken in Schlauchform konnten sich nicht durchsetzen, da grundsätzlich von einer gedoppelten Warenbahn ausgegangen wurde und somit Bugfalten bei vertretbarem wirtschaftlichen Aufwand nicht vermeidbar sind.

Grundsätzlich ist die Veredelung von Rundgestricken in Schlauchform von vielen qualitativen und wirtschaftlichen Vorteilen begleitet. Besonders hohe wirtschaftliche und qualitative Vorteile ermöglicht das Färben von Rundgestricken in Schlauchform. Bislang wurde überwiegend diskontinuierlich, vorwiegend auf sogenannten Jet-Färbemaschinen, gefärbt. Nachteilig hier sind jedoch relativ lange Behandlungszeiten sowie ein großer Wasser- und Energieverbrauch einschließlich einer erschwerten Reproduzierbarkeit aufgrund der diskontinuierlichen Arbeitsweise. Außerdem hat es sich bei diesem Verfahren gezeigt, daß je nach Garnqualität die Ware flusig oder haarig werden kann und eine Maschenverformung auftritt.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren sowie eine zugehörige Vorrichtung zum kontinuierlichen Färben von textilen Materialien in Schlauchform, insbesondere Rundgestricken anzugeben, wobei das Verfahren für ganz unterschiedliche Färbemethoden nutzbar sein soll und es grundsätzlich gilt, Dehnungsbeanspruchungen in Längsrichtung der Warenbahn zu minimieren und Bugfalten zu verhindern. Das Verfahren soll darüber hinaus für eine Trocken-in-Nass- oder Nass-in-Nass-Behandlung geeignet sein, wobei die Durchdringung der Faser mit Färbeflotte in ausreichender und zufriedenstellender Weise zu erfolgen hat.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Vorrichtung nach der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kontinuierlichen Färben von textilen Materialien in Schlauchform, insbesondere Rundgestricken, wird von einem Färbechassis ausgegangen, welches eine Walzenanordnung aufweist. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin einen Leitantrieb mit Leitwalzen und eine Färbebadansatz- und Aufbereitungsanlage.

Erfindungsgemäß ist im Färbechassis eine erste Leitwalze vollständig in der Färbeflotte befindlich und eine zweite Leitwalze ist teilweise in der Färbeflotte angeordnet. Die textile Warenbahn wird unterhalb der ersten und der zweiten Leitwalze unter einem bestimmten Umschlingungswinkel geführt.

Oberhalb des Färbechassis ist ein hinsichtlich seiner Spaltbreite einstellbares Zugwerk-Walzenpaar vorgesehen, wobei der die Materialbahn aufnehmende Spalt sich über der zweiten Leitwalze versetzt, oberhalb eines Leitblechs zum gezielten Zurückführen von Färbeflotte in das Färbechassis befindet.

Die Flottenzuführung weist einen Flüssigkeitsaustritt auf, welcher ebenfalls zum Leitblech hin gerichtet ist, um ein Vermischen der rückströmenden Flotte vom Walzenpaar mit dem Badnachsatz, mindestens teilweise, bereits auf dem Leitblech zu bewirken, dessen Ablaufende in die Färbeflotte eintaucht.

Oberhalb des Walzenpaars ist ein Ringausbreiter mit Rundsaugdüse angeordnet, wobei die Materialbahn durch einen Leitantrieb mit definierter Warenbahnspannung, die zwischen dem Zugwerk-Walzenpaar und dem Leitantrieb einstellbar ist, am Düsenspalt der Rundsaugdüse vorbeigeführt und nachentwässert wird.

Letztendlich enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Separator, welcher mit der Rundsaugdüse in Verbindung steht, um aus dem Flotte-Luft-Gemisch Färbeflotte zu gewinnen, welche in die Färbebadansatz- und Aufbereitungsanlage gelangt bzw. dorthin zurückgeführt wird.

Der Umschlingungswinkel der Warenbahn um die erste und die zweite Leitwalze beträgt bevorzugt > 90°.

Der Walzenspalt des Zugwerk-Walzenpaars ist stufenlos oder in kleinen Schritten einstellbar, d.h. es ist eine sehr feine Regelung möglich.

Weiterhin kann der Anstellwinkel des Leitblechs verändert werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Leitblech einen Verdrängungskörper auf, der bevorzugt an der Unterseite des Leitblechs angeordnet oder mit diesem integral ausgeführt wird.

Behandlungsausgangsseitig kann eine Feuchtemeßeinrichtung und/oder eine Farbmeßeinrichtung vorgesehen sein.

Zum Optimieren des Reinigens der gesamten Anlage im Sinne kurzer Prozeßumstellungszeiten führt zur Rundsaugdüse mindestens ein Spritzrohr mit zugehörigem Spülwasseranschluß.

Das Zugwerk-Walzenpaar besteht ausgestaltend aus einer angetriebenen Walze und einer zu dieser verschiebbaren Walze unter Beachtung der gewünschten Feinheit beim Einstellen des Walzenspalts.

Die laufende Warenbahn wird, wie vorstehend erläutert, kontinuierlich durch eine Farbstoff-Flotte geführt, zwischenentwässert und dann definiert nachent wässert und kann mit Chemikalien analog eines Zwei-Phasen-Verfahrens imprägniert und direkt oder nach einem Aufschneiden einer Farbstoff-Fixierung zugeführt werden. Durch die Umlenkung der Warenbahn an den Leitwalzen innerhalb des Färbechassis erfolgt eine intensive Beaufschlagung des textilen Materials mit Färbeflotte. Das Zugwerk-Walzenpaar bewirkt einen Entwässerungseffekt im Bereich von > 150 %, wobei durch Einsatz der Rundsaugdüse eine definierte gaskinetische Nachentwässerung erfolgen kann.

Das plane, unter einem Anstellwinkel im Färbechassis befindliche Leitblech, welches einseitig in die Flotte eintaucht, verbessert die Mischung zwischen der aus der Ware entfernten Färbeflotte mit der erforderlichen Nachfüllmenge an Färbeflotte in Badnachsatz-Konzentration. Das Füllvolumen im Färbechassis ist grundsätzlich minimiert und die Verweilzeit der Ware im Chassis ist so gering, daß Affinitätsunterschiede kaum auftreten. Durch die Anordnung der Leitwalzen und der Flottenführung im Färbechassis wird eine unerwünschte Schaumbildung auf der Flotte vermieden.

Das Flottendosiersystem der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die abgesaugte und zurückgewonnene Färbeflotte und die Färbeflotte in Badnachsatz-Konzentration beide mit separaten Dosierpumpen in einem berechneten Verhältnis, welches die Bedingungen des Materials und der Anlage berücksichtigt, über einen stationären Mischer dem Färbechassis zugeführt werden, wobei nur ein Teil der Färbeflotte durch das Zugwerk sofort ins Färbechassis zurückgelangt.

Bezüglich des Reinigens werden die Arbeitsschritte Entleeren, Spülen und Entleeren und Entfeuchten realisiert, wobei, wie bereits erwähnt, Wasser und strömende Luft Verwendung finden und die strömende Luft durch die anlageneigene Vakuumeinrichtung bereitgestellt wird. Ein Spülen kann entweder durch ein innenliegendes Spritzrohr direkt vorgenommen werden oder durch ein unteres Spritzrohr erfolgen, wobei über den Strickschlauch das Wasser über den Saugspalt zunächst in die Rundsaugdüse, weiter zur Verbindungsleitung zum Separator, vom Separator und über die Farbflotten-Rückführpumpe zum ersten Aufbereitungsbehälter gelangt und diesen Anlagenteil spült. Zeitgleich können Spritzrohre, die unterhalb eines Deckels der Anlagenbehälter angeordnet sind, aktiviert werden. Dieses Spülwasser wird dann zusammen mit dem Spülwasser von der Rundsaugdüse über ein vorhandenes Leitungssystem, eine vorhandene Dosierpumpe, dem Mischer, dem Leitblech und dem Färbechassis der betrieblichen Abwasseraufbereitung zugeführt. Die Aufbereitungsbehälter weisen mindestens je eine tangential angeordnete Düse auf, die einen Lufteintritt bewirkt und Restwasser zum Behälterboden treibt.

Zwischen dem ersten Separator und der Vakuumerzeugungseinrichtung befindet sich ein Dreiwegeventil, welches eine Verbindung zwischen der Vakuumerzeugungseinrichtung und einem zweiten Separator, der an der tiefsten Stelle angeordnet ist, realisiert. Durch Öffnen entsprechender Ventile werden Rohrleitungsabschnitte geschaffen, die nacheinander, durch Unterdruck und strömende Luft entfeuchtet werden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels einer realisierten Anlage sowie weiteren beispielhaft erläuterten Färbeprozessen näher erläutert werden.
Die 1 zeigt hierbei eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß realisierten Vorrichtung zum kontinuierlichen Färben von textilen Materialien in Schlauchform, insbesondere Rundgestricken.
Gemäß der Darstellung nach 1 wird die Schlauchware 1 über die Leitwalze 2 in das Färbechassis 3 transportiert und dort unter die Leitwalzen 4 und 5 geführt. Diese Leitwalzen 4 und 5 sind leichtgängig drehbar gelagert. Der Umschlingungswinkel der nassen Warenbahn um die Walzen 4 und 5 beträgt bevorzugt > 90°.
Im Färbechassis 3 befindet sich die Farbflotte 8. Die erste Leitwalze 4 ist vollständig und die zweite Leitwalze 5 teilweise innerhalb der Farbflotte 8 befindlich. Im Färbechassis 3 mit minimalem Flotteninhalt befinden sich weiter eine Flottenzuführung 7 über die Breite erstreckt, ein Flottenüberlauf 9, Flottenablauf 11 und eine Flottenniveaukontrolle 10.
Die Breite des Färbechassis 3 ist in Abhängigkeit von der Breite der doppelten Warenbahn 1 festgelegt.
Über dem Chassis 3 ist ein Zugwerk 12 mit einer angetriebenen Walze 12.1 und einer verstellbaren bzw. verschiebbaren Walze 12.2 befindlich, die bei Druckerzeugung durch die Ware entsprechend des eingestellten wählbaren Druckes auf die Walzenzapfen durch Längenänderung in sehr kleinen Bereichen elastisch reagieren kann. Die Spaltbreite am Zugwerk 12 ist generell einstellbar. Der Walzenspalt am Zugwerk 12 befindet sich senkrecht nach vorn verschoben (im Bild nach links) über der zweiten Leitwalze 5, damit die rückströmende Flotte aus dem Zugwerk 12 auf die Oberfläche des Leitblechs 6 auftrifft und sich dort mit der Flotte in Badnachsatz-Konzentration, also der Flottenzuführung 7 intensiv auf dem Leitblech 6 vermischt und dann schaumfrei in das Färbechassis 3 zurückfließen kann.
Das Leitblech 6 taucht beim Färben generell in die Flotte 8 ein. Wahlweise kann das Leitblech 6 einen Verdrängungskörper aufweisen, der das Flottenvolumen im Färbechassis 3 weiter minimiert. Auch besteht die Möglichkeit, in Abhängigkeit von der Flottenmenge und/oder der Arbeitsbreite den Anstellwinkel des Leitblechs 6 zu variieren.
Oberhalb des Zugwerks 12 befindet sich ein Ringausbreiter und eine Rundsaugdüse 13. Der Durchmesser der Rundsaugdüse 13 kann in festgelegten Bereichen durch Wechsel des gesamten Ringsaugpakets in einfacher Weise schnell und manuell geändert werden.
Die gefärbte Schlauchware wird durch den Leitantrieb 14 unter einer definierten Warenspannung, die zwischen Leitantrieb 14 und Zugwerk 12 einstellbar ist, am Düsenspalt der Rundsaugdüse 13 vorbei geführt und durch den wirkenden Unterdruck nachentwässert.
Nach dem Leitantrieb 14 wird die Warenbahn über weitere angetriebene Leitwalzen 15 geführt. Die Feuchtigkeit der Schlauchware 1 wird mittels einer Feuchtigkeitsmeßeinrichtung 16 und die Farbe mittels Farbmeßeinrichtung 17 bestimmt.
Nach einer Pendelwalze 18 ist eine Besprüheinrichtung 19 und eine Zugwalze 20 angeordnet.
Durch leichte Austauschbarkeit der Einsätze der Rundsaugdüse und durch Austauschbarkeit des Färbechassis ist die bearbeitbare Warenbreite variabel. Die Saugleistung der Vakuumpumpe ist einstellbar, so daß eine Anpassung an verschiedene Rundgestrick-Qualitäten möglich wird. Im Anschluß an die vorbeschriebene Behandlung wird die Schlauchware unterschiedlichen Fixieraggregaten zugeführt.
Die vorstehend erläuterte Anlage ist zum Färben von Schlauchwaren aller Faserstoffe und für den Einsatz nahezu aller Farbstoffklassen geeignet. Besondere Vorteile ergeben sich beim Färben mit Reaktivfarbstoffen, da durch die Anwendung des Zwei-Phasen-Verfahrens die Farbstoffklotzflotten praktisch nahezu unbegrenzt haltbar sind, erhebliche Mengen ansonsten erforderlichen Chemikalien und Textilhilfsmittel eingespart werden können und eine sehr gute Endengleichheit erzielbar ist.
Der Einsatz von Dispersions- und Direktfarbstoffen sowie Säure- und Metallkomplexfarbstoffen sowie kationischen Farbstoffen ist nach dem Ein-Phasen-Verfahren problemlos möglich.
Ebenso können Schwefel-, Küpen- und Leukoküpenesterfarbstoffe nach dem Zwei-Phasen-Verfahren genutzt werden. Nach der Farbstoffapplikation wird die Ware in einem bekannten Chemikalienklotzfoulard mit den erforderlichen Behandlungsstoffen imprägniert und leicht entwässert.
Die Färbeanlage ist mit Geschwindigkeiten bis zu 80 m/min, vornehmlich bis 40 m/min betreibbar.
Die Warenvorlage kann sowohl trocken als auch nass erfolgen. In beiden Fällen sollte der Feuchtegehalt der Ware gleichmäßig und bekannt sein. Bevorzugt ist bei nasser Vorlage die Ware maximal vorzuentwässern, und sie sollte glatt vorliegen.
Die Leitwalzen im Färbechassis bewirken eine bevorzugte Durchdringung der Oberseite der Ware. Das Zugwerk fördert vornehmlich die Durchdringung der Hinterseite der Ware mit Färbeflotte.
Durch das Färbechassis und seine integrierten Bauteile sowie durch das Zugwerk erfolgt ein Austausch des durch die Ware eingeschleppten Wassers mit der Färbeflotte, die Flottenzuführung in Badnachsatz-Konzentration, deren Mischung mit der vom Zugwerk zurückfließenden Flotte, ihre gemeinsame Zuführung ins Chassis und deren endgültige Vermischung mit der Farbflotte im Chassis zur Sollkonzentration.
Diese Sollkonzentration ist nach dem Zugwerk auf der Ware erreicht. Hier wird die Ware auf > 150 % zwischenentwässert und damit eine gleichmäßige Penetration der Schlauchware gefördert. Überschüssige Flotte wird direkt dem Chassis zugeführt.
Durch die anschließende Behandlung auf der Rundsaugdüse erfolgt das bereits erwähnte gaskinetische Entwässern der Ware. Die Luft strömt hier senkrecht durch die Ware und bewirkt, daß die Färbeflotte durch die Ware ins Innere der Rundsaugdüse gelangt. Hierbei wird die Ware über ihren gesamten Umfang gleichmäßig überdehnt. Durch die Düsengeometrie wird eine bekannte und abschätzbare Reibungskraft erzeugt und es werden im Saugspalt absolut gleichmäßige Entwässerungsbedingungen geschaffen. Der Farbstoff ist im Ergebnis gleichmäßig im Textilsubstrat verteilt. Die Warenqualität ist durch die kurzzeitige, intensive Überdehnung durch Richten der Maschen über den gesamten Umfang in ihrem Aussehen und ihrer Maßhaltigkeit deutlich verbessert.
Zur Überprüfung eventuell auftretender subjektiver Fehler ist nach dem Hauptantrieb ausgestaltend die Anordnung einer Feuchte- und/oder Farbmeßeinrichtung möglich.
In dem Fall, wenn mit Reaktivfarbstoffen gearbeitet wird, ist ein Auftrag von Alkali erforderlich. Dieser kann erfindungsgemäß durch ein Minimalauftragsverfahren realisiert werden. Dieses Verfahren trägt beidseitig auf den Gestrickschlauch, welcher wahlweise durch einen innenliegenden Breithalter (figürlich nicht dargestellt) leicht geöffnet werden kann, Alkali auf. Durch dieses Auftragsverfahren wird Alkali im leichten Überschuß verbracht, um geringfügige Auftragsdifferenzen im Bugbereich zu vermeiden. Überschüssige Alkaliflotte wird zurückgeführt und ist wieder verwendbar. Bei längeren Stillstandszeiten kann die Vorrichtung separat und selbständig gespült werden.
Es hat sich herausgestellt, daß die Sicherstellung konstanter Spannungsverhältnisse in der gesamten Anlage für das Färbeergebnis von großer Bedeutung ist. Deshalb wird die Ware der Anlage warenspannungsgeregelt zugeführt und es besitzt das Zugwerk einen einstellbaren, zum Hauptantrieb geregelten Antrieb. Weiterhin bewirkt in diesem Sinne die Düsengeometrie im Zusammenwirken mit dem Unterdruck am Saugspalt eine Reibungskraft und es verfügt die Anlage über einen Hauptantrieb und eine vom Hauptantrieb abhängige Zugwalze. Zum Farbstoff-Fixieren können alle bekannten Verfahren, wie z.B. Entfeuchten, Dämpfen, Thermosolieren, Verweilen, Salzbadfixierung und Kombinationen dieser eingesetzt werden.
Aus den Material- bzw. Gestrick-Kenngrößen Breite, Flächenmasse, Partiemasse, gewünschtem Produktauftrag, Warengeschwindigkeit, Wareneingangsfeuchte X₁ und Feuchte nach der Rundsaugdüse X₄ werden die erforderlichen Konzentrationen für Badansatz und Badnachsatz und die Flottennachfüllmenge für das Färbechassis berechnet. Die vorbereitete Flotte mit Badansatz-Konzentration wird über die Zuführung 34 in den ersten Behälter 24 und die Flotte mit Badnachsatz-Konzentration über die Zuführung 35 in den zweiten Behälter 25 gepumpt.
Zum Füllen des Färbechassis 3 wird Farbflotte in Badansatz-Konzentration aus dem Behälter 24 über diverse Rohrleitungen, die Dosierpumpe 27 und den Mischer 29 geführt. Eine Restmenge von maximal 20 % des Färbechassisinhalts verbleibt im ersten Behälter 24, und zwar für die Startphase des eigentlichen Färbeprozesses.
Das Dosieren wird wie nachstehend vorgenommen. Durch den Unterdruck, der in der Rundsaugdüse 13 durch den Vakuumerzeuger 21 erzeugt wird, erfolgt eine Entwässerung der Schlauchware 1. Aus dem Flotte-Luft-Gemisch wird im Separator 22 Flotte abgeschieden.
Diese Farbflotte wird mit Hilfe der Pumpe 23 in den ersten Behälter 24 gefördert. Hier befindet sich zunächst noch eine geringe Menge Farbflotte in Badansatz-Konzentration, mit der diese vermischt wird. Von hier aus gelangt die Flotte zur Dosierpumpe 27 und weiter zum Mischer 29. Ebenfalls zum Mischer 29 wird aus dem zweiten Behälter 25 über die Dosierpumpe 28 Farbflotte in Badnachsatz-Konzentration geführt. Die dann gemischte Flotte wird über die Flottenzuführung 7 auf das Leitblech 6 verbracht. Dort erfolgt eine intensive Durchmischung dieser Flotte mit der vom Zugwerk 12 zurückfließenden Flotte. Diese gelangt dann in einer bevorzugt laminaren Strömung in das Färbechassis 3 zurück, wo sie sich mit der Farbflotte im Chassis zur notwendigen Konzentration der Behandlungs-Farbflotte mischt.
Im ersten Behälter 24 befindet sich eine Niveauregelung, die die erforderliche Flotte für die Flottendosierung zwischen zwei Grenzwerten regelt. Bei Grenzwertüberschreitung wird der Flüssigkeitsstand durch Änderung des Spaltabstands im Zugwerk korrigiert und damit eine gleichmäßige Feuchte der Ware nach dem Zugwerk 12 sichergestellt. Im Färbechassis 3 befindet sich ebenfalls eine Niveaukontrolle. Diese signalisiert, wenn insbesondere bei der Nass-in-Nass-Applikation der Entwässerungseffekt der Warenvorlage vom Sollwert abweicht. Alle mit Farbflotte in Berührung kommenden Teile sind derart zugänglich ausgeführt, daß eine leichte Reinigung möglich ist.
Für das Reinigen wird zunächst ein Entleeren der Anlage, ein Spülen und ein nochmaliges Entleeren sowie ein Entfeuchtungsschritt vorgenommen.
Beim Entleeren der Anlage fließt Farbflotte 8 aus dem Färbechassis 3 über den Flottenablauf 11 in ein betriebliches Abwasser-Aufbereitungsnetz. Der Inhalt vom Separator 22 wird mittels der Pumpe 23 in den ersten Behälter 24 gepumpt. Das Leerpumpen der Behälter 24 und 25 erfolgt mit den Dosierpumpen 27 und 28 über das Färbechassis 3 in das erwähnte Abwassernetz.
Beim Spülvorgang bei Warenlauf mit Läufer in der Anlage werden Rundsaugdüse 13, Rohrleitung und Separator 22 dadurch gereinigt, daß das Spülwasser über ein Ventil 31 und ein unteres Spritzrohr 30.1 auf die Schlauchware 1 gelangt und im Anschluß durch Unterdruck vom Vakuumerzeuger 21 über die Rundsaugdüse 13 absaugbar ist.
Beim Spülvorgang ohne Läufer wird Spülwasser über ein inneres Spritzrohr 30.2 auf die Rundsaugdüse 13 aufgebracht und dann abgesaugt. Das Spül wasser reinigt die Rundsaugdüse 13, die zugehörige Rohrleitung und den Separator 22. Der Wasseranschluß für das obere bzw. das innere Spritzrohr erfolgt über eine entsprechende Kupplung. Das im Separator 22 befindliche, dort abgeschiedene Spülwasser wird durch die Pumpe 23 in den ersten Behälter 24 gepumpt. Das Spülen der Wände der Behälter 24 und 25 erfolgt mittels Spülwasser über das Ventil 33 und das Spülrohr 32. Das Entleeren der Behälter 24 und 25 wird mittels der Dosierpumpen 27, 28 und dem Mischer 29 über das Färbechassis 3 ins betriebliche Abwassernetz realisiert. Beim Entleeren der Behälter 24 und 25 werden die Rohrleitungen, Dosierpumpen und Mischer ebenfalls gereinigt.
Das Entfeuchten der Anlagenteile erfolgt gemäß einem ersten Entfeuchtungsschritt dadurch, daß durch die Rundsaugdüse 13, Rohrleitung und Separator 22 Luft vom Vakuumerzeuger 21 gesaugt wird. Hierdurch werden die an den Wänden anhaftenden Flüssigkeitsreste entfernt. Die im Separator 22 abgeschiedene Entfeuchtungsflüssigkeit wird von der Pumpe 23 über das kurzzeitig geöffnete Ventil 44 in die Rohrleitung zum Färbechassis transportiert. Während des ersten Entfeuchtungsschritts fördert die Pumpe 23 Luft durch die Rohrleitung zum Behälter 24 und trocknet diese. Im zweiten Entfeuchtungsschritt werden zuerst die Ventile 40, 41 und 42 geöffnet. Das Drei-Wege-Ventil 38 wird umgeschaltet. Hierdurch wird der Separator 39, der an der tiefsten Stelle des Systems liegt, mit dem Vakuumerzeuger 21 verbunden. Damit werden in den Rohrleitungsabschnitten A, Behälter 24 bis Separator 39, B, Behälter 25 bis Separator 39 und C, Flottenzuführung 7 bis Separator 39 Unterdrücke aufgebaut.
Durch den Unterdruck in den Behältern 24 und 25 schließen mit Gummidichtung versehene Deckel 37 die Behälter 24 und 25 ab.
An jedem Behälter 24 und 25 ist mindestens je eine tangential angeordnete Lufteintrittsöffnung vorhanden, durch die Raumluft ansaugbar wird. Durch diesen Luftstrom wird das Restwasser an den Behälterwänden bis zum Behälterboden transportiert und über die Rohrleitungen zum Separator 39 geführt und dort abgeschieden. Das Restwasser wird über das Ventil 43 entleert, wenn über das Ventil 38 keine Verbindung zum Vakuumerzeuger 21 besteht.
Durch den Unterdruck in den Rohrleitungsabschnitten A, B und C entstehen Luftströmungen, die die Leitungen Entfeuchten. Gleichzeitig ist die Reinigung und Entfeuchtung des Färbechassis komplett mit Zugwerk, des Leitantriebs und der Leitwalzen manuell durchzuführen.
Beim kontinuierlichen Färben ist beim Wechsel von Farbpartien unterschiedlicher Reinigungsbedarf erforderlich. Im allgemeinen wird mit Farbpartien in hellen Farbtönen begonnen und bis zu Schwarztönen gewechselt. Je nach Farbton- und Farbtiefendifferenzen der nachfolgenden Färbung ist die Reinigung mehr oder weniger zu intensivieren. Wird die Anlage im kontinuierlichen Betrieb mit der Farbstoff-Fixierung betrieben und sind die Farbänderungen von Partie zu Partie gering, dann können Reinigungszeiten < 5 min erreicht werden, wobei über eine übergeordnete Programmsteuerung die Arbeitsschritte Entleeren, Spülen und Entleeren, Entfeuchten automatisch ablaufen können. In dieser Zeit ist es auch möglich, einen manuellen Wechsel der Rundsaugdüse bei unterschiedlichen Durchmessern der Schlauchware und eine manuelle Reinigung der restlichen Baugruppen durch den Bediener vorzunehmen.
Beispielhafte Färbeverfahren sollen nachstehend näher beschrieben werden, ohne jedoch mögliche Applikationen der Erfindung einzuschränken.
Beispiel 1: Färben mittels Nass-in-Nass-Applikation mit Reaktivfarbstoffen.
Die der Anlage vorgelegte Schlauchware 1, z.B. Rundgestricke aus Baumwolle/Elastan wird auf einer Rundsaugdüse vom Typ SUVAC der Suchy Textilmaschinenbau GmbH vorentwässert und liegt mit einer gleichmäßigen Feuchte (X₁) vor. Die Feuchtedifferenzen betragen maximal +/– 2 %.
Das Rundgestrick wird aus einem Warenspeicher direkt der Färbeanlage zugeführt. Es gelangt über Leitwalzen zum und durch das Färbechassis 3 und wird dort mit Färbeflotte intensiv durchdrängt, wobei die zwei in der Flotte befindlichen Leitwalzen nur sehr geringe Schaumbildung bewirken und das Flottenvolumen so stark minimiert wird, daß trotz ausreichenden Tauchweges für einen guten Flottenaustausch kaum Affinität zwischen Farbstoff und Faserstoff auftritt.
Das Zugwerk 12 bewirkt durch seine Anordnung, daß die abtropfende Farbflotte sich entgegen des Warenlaufes bewegt und auf das Flottenleitblech gelangt, dort zusammen mit Flotte aus der Flottenzuführung vermischt und im laminaren Fluß in die Farbflotte des Chassis fließt. Eine weitere Funktion des Zugwerkes bewirkt, daß die Farbflotte gleichmäßig in der Schlauchware verteilt wird und eine genau definierte Menge an Farbflotte in der Ware verbleibt (X₃). Die Feuchte nach dem Zugwerk der Schlauchware ist > 150 %, um Bugfaltenbildung generell auszuschließen. Diese Flottenmenge sichert gleichzeitig die erforderliche Flottenmenge für das Dosiersystem.
Die Schlauchware wird weiter zur Rundsaugdüse geführt, dort kreisrund geöffnet und auf (X₄) nachentwässert und damit die erforderliche Produktauflage festgelegt. Durch die gaskinetische Entwässerung wird das Rundgestrick senkrecht zum Warenlauf mit Luft und mit Farbflotte durchströmt und dadurch die Farbflotte im Textilsubstrat über Länge, Breite und Dicke gleichmäßig verteilt.
Das Rundgestrick wird über den Leitantrieb der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung, welche die Restfeuchte mittels Mikrowellen und damit indirekt die Farbe bestimmt, da bei gleicher Farbflottenzusammensetzung und gleicher Feuchtigkeitsaufnahme auch die gleiche Farbe entsteht, und dann der Farbmeßeinrichtung, welche Farbton und Farbtiefe mittels CCD – Kamera mißt und mit dem tatsächlich gewünschten Endfarbton vergleicht, zugeführt. Diese Meßdaten beeinflussen den Unterdruck in der Saugdüse, welcher im Bereich von 0,4 bis 0,5 bar schwanken kann. Wird dieser Bbereich überschritten, erfolgt eine akustische Meldung, die zur Prüfung der Farbflotte auffordert. Diese Meßvorrichtungen können wahlweise betrieben werden.
Danach wird das Rundgestrick durch ein Düsensystem geführt, welches beidseitig die Ware mit Chemikalienflotte beaufschlagt. Dabei kann eine Feuchteaufnahme bis zu 30 % erfolgen. Da im Beispiel der Farbstoff auf der Ware mittels Econtrol-Verfahren fixiert wird, ein Verfahren, das mittels Luft, welche mindestens 25 % Dampf enthält, arbeitet, wird maximal Feuchtigkeit angetragen (X₅).
Für das Färben wird z.B. mit folgendem Badansatz gearbeitet:

20 g/l Reaktivfarbstoff, zum Beispiel Remazolfarbstoff

2 g/l Netzmittel

5 g/l mildes Oxydationsmittel

2 g/l Migrationsinhibitor
Der Einsatz von Entschäumern ist im Allgemeinen nicht erforderlich. Alkali wird der Färbeflotte nicht zugesetzt, so daß diese praktisch unbegrenzt haltbar ist.
Da sie keinerlei Elektrolyt enthält, ist die Substantivität der Farbstoffe extrem gering.

Die berechneten 20 g/l Farbstoff beziehen sich auf eine geforderte Produktauflage von 14 g Farbstoff/kg Ware. Diese wird wie folgt erreicht:

Feuchte der Warenvorlage X₁	60 %
Feuchte der Ware im Färbechassis X₂	300 bis 600 %
Feuchte der Ware nach dem Zugwerk X₃	200 %
Feuchte nach der Rundsaugdüse X₄	70 %
Feuchte nach den Sprühdüsen X₅	100 %

Bei einer Badansatzkonzentration von 20 g/l ergibt sich bei einem Feuchtegehalt von 70 % ein Produktauftrag von 14 g/kg. Die Flottenaddition von 10 % ergibt eine Nachfüllmenge 1 von 0,1 l/kg und unter Berücksichtigung des eingeschleppten Wassers eine Badnachsatz-Konzentration 1 von 140 g/l. Diese Nachfüllmenge aus dem Behälter 2 wird mit der im Separator zurückgewonnenen Farbflotte von 1,3 l/kg aus Behälter 1 gemischt. Damit ergibt sich eine Nachfüllmenge 2 von 1,4 l/kg mit einer Badnachsatz-Konzentration 2 von 28,6 g/l, die über die Flottenzuführung in das Färbechassis gelangt.
Angemerkt werden muß, daß beim Färben mit hohen Farbstoffkonzentrationen auch sehr hohe Flottenkonzentrationen im Behälter 2 auftreten können, die die Löslichkeitsgrenzen des Farbstoffes übersteigen. In diesen Fällen sind entsprechende Maßnahmen zu treffen:

– Erhöhung der Feuchtedifferenz von X₁ zu X₄. Im Beispiel würde die Erhöhung der Feuchtedifferenz auf 20 % die Farbstoffkonzentration auf 70 g/l senken.
– Ständiges Umpumpen der konzentrierten Farbflotten im Behälter 2.

Über ein Düsensystem wird das erforderliche Alkali auf das Rundgestrick übertragen. Das Düsensystem arbeitet nach folgendem Prinzip:
Tropfen der Chemikalienflotte gelangen auf einen rotierenden Teller und werden in ein Aerosol umgewandelt, welches senkrecht auf die vorbeilaufende Warenbahn gerichtet ist. Damit können Chemikalien und Textilhilfsmittel auf das gut netzende Textilsubstrat gleichmäßig aufgebracht werden.
Dabei werden im Beispiel 30 % Feuchtigkeit angetragen. Demgemäß muß in etwa mit der 3-fachen Menge der üblichen Alkalikonzentration besprüht werden. Im Beispiel, etwa 15 g/l Natronlauge und 60 g/l Soda. Wird die Ware mittels Econtrol – Verfahren fixiert, das heißt, mittels Umluft bei 120 bis 130 °C und einem Dampfgehalt von mindestens 25 %, während 2–4 min, dann ist eine maximale Menge an Feuchtigkeit durch das Düsensystem aufzubringen.
Beispiel 2: Färben von Rundgestricken aus Baumwolle, Trocken-in-Nass-Applikation, mit Reaktivfarbstoffen, Farbfixierung nach dem Kalt-Verweil-Verfahren
Hier wird trockenes Rundgestrick in Schlauchform vorgelegt und dem Färbechassis zugeführt. Der weitere Warenlauf entspricht Beispiel 1.
Ergänzend dazu kann das Rundgestrick nach der Rundsaugdüse, bzw. nach der Farbmeßvorrichtung, in Längsrichtung aufgeschnitten werden, mittels eines Minimalauftragssystems das Alkali angetragen und breit auf eine Docke gerollt werden und auf dieser zur Farbstoff-Fixierung verbleiben.
Folgende Feuchteverhältnisse wirken:

Warenvorlage X₁ Trocken, bis 8 % Feuchte

Färbechassis X₂ 300 bis 600 %

Zugwerk X₃ 200 %

Rundsaugdüse X₄ 60 %

Minimalauftragssystem X₅ 75 %
Auf Grund des eingeschleppten Wassers durch die Ware, möglichen Affinitätsproblemen und anderen Faktoren ist das Arbeiten mit verstärkten Nachsatzflotten notwendig.
Analog Beispiel 1 wird bei Beispiel 2 um 14 g Farbstoff/kg Ware zu applizieren eine Farbflottenkonzentration von 23,33 g/l benötigt. Wenn etwa 5 % Feuchte eingeschleppt wird, dann ist demgemäß eine Nachsatzkonzentration 1 von 25,45 g/l zu verwenden. Badansatz:

23,33 g/l Reaktivfarbstoff, zum Beispiel Levafixfarbstoff

2 g/l Netzmittel

x g/l Harnstoff, falls erforderlich

Badnachsatz:

25,45 g/l Reaktivfarbstoff, zum Beispiel 2 Levafixfarbstoff

2 g/l Netzmittel

x g/l Harnstoff, falls erforderlich
Durch die Mischung der Flotten aus Behälter 24 und 25 wird über die Flottenzuführung eine Nachfüllmenge 2 von 1,95 l/kg Ware mit einer Badnachsatz-Konzentration 2 von 23,93 g/l zugeführt.
Das erforderliche Alkali wird auf das Rundgestrick mittels eines Minimalauftragverfahrens übertragen. Dabei werden im Beispiel 15 % Feuchtigkeit angetragen. Demgemäß muß in etwa mit der 6-fachen Menge an Alkalikonzentration aufgetragen werden. Im Beispiel, etwa 40 g/l Natronlauge und 100 g/l Soda. Wird das Rundgestrick dann nach dem Kaltverweilverfahren fixiert, das heißt, mindestens 16 h rotierend verweilen, dann sollte, wie im Beispiel 2 dargestellt, mit maximaler Entwässerung gearbeitet werden, um Farbabläufe zu verhindern.
Beispiel 3: Färben von Rundgestricken aus Polyester, mittels Nass-in-Nass- Applikation, mit Dispersionsfarbstoffen
Die Warenführung erfolgt analog Beispiel 1, jedoch ohne Besprühvorrichtung. Für das Färben wird mit folgendem Badansatz gearbeitet:

46,67 g/l Dispersionsfarbstoff

3 g/l Dispergiermittel

10 g/l Migrationsinhibitor
Folgende Feuchteverhältnisse wirken:

Warenvorlage X₁ 15 %

Färbechassis X₂ 300 bis 600 %

Zugwerk X₃ 200 %

Rundsaugdüse X₄ 30 %
Durch die 46,67 g/l Farbstoff werden auf dem Rundgestrick die im Beispiel 1 genannten 14 g Farbstoff/kg Ware appliziert.
Wenn 15 % Feuchte mit dem Rundgestrick eingeschleppt werden, dann beträgt die Badnachsatz-Konzentration 1 93,34 g/l.
Durch die Mischung der Flotten aus Behälter 24 und 25 wird über die Flottenzuführung eine Nachfüllmenge 2 von 1,85 l/kg Ware mit einer Badnachsatz-Konzentration 2 von 50,45 g/l zugeführt.
Das Rundgestrick aus 100 % Polyester wird in Schlauchform entfeuchtet und auf einer Schlauchfixieranlage thermosoliert.

1: Schlauchware
2: Leitwalze
3: Färbechassis
4: Leitwalze
5: Leitwalze
6: Leitblech
7: Flottenzuführung
8: Farbflotte
9: Flottenüberlauf
10: Flottenniveaukontrolle
11: Flottenablauf
12: Zugwerk mit Walzenpaar
12.1: angetriebene Walze
12.2: verschiebbare Walze
13: Rundsaugdüse
14: Leitantrieb
15: angetriebene Leitwalzen
16: Feuchtigkeitsmesseinrichtung
17: Farbmesseinrichtung
18: Pendelwalze
19: Besprüheinrichtung
20: Zugwalze
21: Vakuumerzeuger
22: Separator 1
23: Pumpe
24: erster Behälter
25: zweiter Behälter
26: Niveauregelung erster Behälter
27: erste Dosierpumpe
28: zweite Dosierpumpe
29: Mischer
30: Spülwasseranschluss Rundsaugdüse
30.1: unteres Spritzrohr
30.2: inneres Spritzrohr
31: Ventil für Spülwasser
32: Spülwasserrohr für ersten und zweiten Behälter
33: Ventil für Spülwasser
34: Zuführung für Farbflotte mit Badansatzkonzentration
35: Zuführung für Farbflotte mit Badnachsatzkonzentration
36: tangentialer Lufteintritt für Behälter
37: Deckel für Behälter1 und Behälter2
38: Dreiwegeventil
39: Separator 2
40: Ventil für Entfeuchtungsstrecke A
41: Ventil für Entfeuchtungsstrecke B
42: Ventil für Entfeuchtungsstrecke C
43: Ventil Abfluss Separator
44: Ventil

Claims

Vorrichtung zum kontinuierlichen Färben von textilen Materialien in Schlauchform, insbesondere Rundgestricke, wobei das textile Material in ein Färbechassis mit minimiertem Flotteninhalt gelangt und anschließend einer Entwässerung und Nachbehandlung unterzogen wird, das Färbechassis eine Walzenanordnung aufweist sowie ein Leitantrieb mit Leitwalzen und eine Färbebadansatz- und Aufbereitungsanlage vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Färbechassis (3) eine erste Leitwalze (4) vollständig in der Färbeflotte (8) befindlich und eine zweite Leitwalze (5) teilweise in der Färbeflotte (8) befindlich angeordnet ist, wobei die textile Warenbahn (1) unterhalb der ersten und zweiten Leitwalze (4; 5) geführt wird, oberhalb des Färbechassis (3) ein hinsichtlich seiner Spaltbreite einstellbares Zugwerk-Walzenpaar (12.1; 12.2) vorgesehen ist, wobei der die Materialbahn (1) aufnehmende Spalt sich über der zweiten Leitwalze (5), versetzt oberhalb eines Leitblechs (6) zum gezielten Zurückführen von Färbeflotte in das Färbechassis (3) befindet sowie die Flottenzuführung (7) einen Flüssigkeitsaustritt aufweist, welcher zum Leitblech (6) gerichtet ist, um ein Vermischen der rückströmenden Flotte vom Walzenpaar (12.1; 12.2) mit dem Badnachsatz mindestens teilweise bereits auf dem Leitblech (6) zu bewirken, dessen Ablaufende in die Färbeflotte (8) eintaucht, oberhalb des Walzenpaars (12.1; 12.2) ein Ringausbreiter und eine Rundsaugdüse (13) angeordnet sind, wobei die Materialbahn durch einen Leitantrieb (14) mit definierter Warenbahnspannung, die zwischen dem Zugwerk-Walzenpaar (12.1; 12.2) und dem Leitantrieb (14) einstellbar ist, am Düsenspalt der Rundsaugdüse (13) vorbeigeführt und nachentwässert wird, und einem Separator (22), welcher mit der Rundsaugdüse (13) in Verbindung steht, um aus dem Flotte-Luft-Gemisch Färbeflotte rückzugewinnen, welche in die Färbebadansatz- und Aufbereitungsanlage (23, 24, 25, 27, 28, 29) gelangt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel der Warenbahn (1) um die erste und zweite Leitwalze (4; 5) > 90° beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenspalt des Zugwerk-Walzenpaars (12.1; 12.2) stufenlos oder in kleinen Schritten einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel des Leitblechs (6) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Leitblechs (6) ein Verdrängungskörper vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß behandlungsausgangsseitig eine Feuchtemeßeinrichtung (16) und/oder eine Farbmeßeinrichtung (17) vorgesehen ist/sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rundsaugdüse (13) mindestens ein Spülwasseranschluß (30) und mindestens ein Spritzrohr (30.1; 30.2) führt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Zwei-Phasen-Färbung der Rundsaugdüse nachgeordnet eine Einrichtung zum Auftragen von Stoffen zur Farbstoff-Fixierung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Reinigung der Vorrichtung einschließlich Entfeuchtungsvorgang der Vakuumerzeuger für die Rundsaugdüse aktiviert ist.