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Die
Erfindung betrifft eine neuartige Färbeeinrichtung und
ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Maschenware.
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Es
sind verschiedene Färbeverfahren bekannt und in Gebrauch.
Lediglich beispielhaft wird dazu auf die
DE 2 231 767 verwiesen. Diese Druckschrift
offenbart ein Verfahren zum Kontinuefärben von bahnförmiger
Ware. Die bahnförmige Ware wird dabei offen, d. h. in breit
ausgelegter Form, durch den Färbeprozess geführt.
Aufgrund der auf die Ware einwirkenden Zugspannungen neigen deren
Ränder deshalb zum Einrollen. Die genannte Druckschrift schlägt
zur Abhilfe vor, die Ware ganzflächig mit einem Hilfsmittel
zu behandeln, dass das Einrollen der Ränder verhindert.
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Diese
Vorgehensweise lässt sich nicht in jedem Fall anwenden.
Nicht nur dass ein zusätzliches Hilfsmittel erforder lich
ist, das auf die Ware aufgetragen werden muss und somit einen zusätzlichen
Prozessschritt sowie Kosten verursacht, sondern auch dass das Hilfsmittel
unter Umständen den Färbeprozess beeinflusst.
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Davon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung ein Färbeverfahren
sowie eine Färbeeinrichtung anzugeben, das bzw. die sich
zum kontinuierlichen Färben bahnförmiger Ware
eignet.
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Diese
Aufgabe wird mit der Färbeeinrichtung nach Anspruch 1 und
dem Verfahren nach Anspruch 14 gelöst:
Das erfindungsgemäße
Verfahren und die erfindungsgemäße Färbeeinrichtung
eignen sich zum Kontinuefärben von bahnförmiger
Ware wie beispielsweise Maschenware oder auch dünner, filzartiger
Ware im ausgebreiteten Zustand. Die Ware wird durch ein Färbebad
geführt, das in einem so genannten Foulard bereit gehalten
wird. Hier wird die Ware mit einem flüssigen Färbemittel
getränkt. Vorzugsweise durchläuft die Ware den
Foulard mit gleichmäßiger Geschwindigkeit kontinuierlich.
Nach dem Verlassen des Foulards gelangt die Warenbahn in breit ausgelegter
Form in eine Fixiereinrichtung, in der sie einer Behandlungsatmosphäre
ausgesetzt wird. Diese Behandlungsatmosphäre kann dazu
dienen, die zuvor auf die Ware aufgebrachte Farbe zu fixieren der
auch dazu, mit der aufgebrachten Farbe oder einem sonstigen Behandlungsmittel
chemisch zu reagieren. Die Einrichtung eignet sich somit beispielsweise
auch zum Reaktionsfärben.
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In
der Fixiereinrichtung kommt es darauf an, dass sich der Rand der
Ware trotz gegebenenfalls vorhandenen Axialzugs nicht einrollt.
Dies wird erreicht, indem die Ware im Zick-Zack über eine
Anzahl von vorzugsweise zylindrisch ausgebil deten Rollen geführt
wird. Die Durchmesser der Rollen sind vorzugsweise so groß und
deren Abstände sind vorzugsweise so gering, dass die bahnförmige
Ware in dem Innenraum der Fixiereinrichtung, solange sie der Behandlungsatmosphäre
ausgesetzt ist, über den größeren Teil
ihrer Länge an Rollen anliegt und nur über den
geringeren Teil ihrer in der Fixiereinrichtung befindlichen Länge
zwischen den Rollen frei durch die Behandlungsatmosphäre
läuft. Mit anderen Worten: Die Länge des Abschnitts
einer Warenbahn vom Verlassen einer Rolle bis zum Auftreffen auf
die nächste Rolle ist geringer als die Länge des
Umfangs der einen oder anderen Rolle, um die die Warenbahn herumläuft.
Vorzugsweise ist die Länge des Abschnitts der freien Warenbahn
kleiner als der Umfang einer Rolle. Weiter vorzugsweise ist er kleiner
als Dreiviertel des Umfangs einer Rolle. Noch mehr wird bevorzugt,
wenn die freie Wegstrecke der Warenbahn kleiner als der Durchmesser
oder gar kleiner als der Radius einer Rolle ist. Damit wird Randeinrolltendenzen
der Warenbahn wirksam vorgebeugt. Dennoch kann die Behandlungsatmosphäre
auf beide Seiten der Warenbahn gleichmäßig einwirken.
Dies wird erreicht, indem die Ware im Zick-Zack über die verschiedenen
Rollen läuft.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform wird in der Fixiereinrichtung
eine Sattdampfatmosphäre (Nassdampf) aufrecht erhalten.
Diese Sattdampfatmosphäre steht mit einer Wasseroberfläche
im Wesentlichen im thermischen Gleichgewicht. Die Ware wird nass
durch die Fixiereinrichtung geführt. Das Verfahren eignet
sich zur Färbung von Gestricken. Diese sind besonders zugempfindlich.
Deshalb wird bevorzugt, die auf das Gestrick einwirkende Zugspannung
zu kontrollieren. Dies erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform
durch Erfassung der an zumindest einer Rolle herrschenden bzw. auftretenden
Kräfte. Vorzugsweise sind die Rollen in zwei Reihen angeord net,
nämlich einer oberen Reihe und einer unteren Reihe. Bei
bevorzugten Ausführungsformen wird die an den Lagern wenigstens
einer unteren Rolle auftretende Lagerreaktionskraft erfasst und auf
einen gewünschten Wert reguliert. Zur Regulierung wird
bei einer Ausführungsform der Erfindung das Antriebsdrehmoment
wenigstens einer, vorzugsweise aber mehrerer oder aller Rollen,
so reguliert, dass die zu färbende Ware lediglich einer
geringen Zugspannung unterliegt. Die Regeleinrichtung kann dabei
bewirken, dass eine Maximalzugspannung nicht überschritten
wird.
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Es
ergibt sich insgesamt ein besonders prozesssicheres Sattdampffärbeverfahren
mit einer breiten Palette von Färbemöglichkeiten.
Das Verfahren eignet sich für alle Farbstoffklassen, z.
B. Küpenfarbstoffe, Schwefelfarbstoffe, Reaktivfarbstoffe,
Substantivfarbstoffe, Direktfarbstoffe und dergleichen.
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Sollte
bahnförmige Ware mit offener Kante zu verarbeiten sein,
die zum Ausfransen neigt, kann diese Kante durch Aufbringen von
Leim stabilisiert werden. Jedenfalls aber ist eine ganzflächige
Behandlung der Ware mit irgendeinem Stabilisierungsmittel nicht
erforderlich.
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Weitere
Details von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich
aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen.
Die Beschreibung beschränkt sich dabei auf wesentliche
Aspekte der Erfindung, so wie sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung
ist ergänzend heranzuziehen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 die
erfindungsgemäße Färbeeinrichtung in
einer sehr vereinfachten schematisierten Darstellung.
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2 drei
Rollen, der zu der Fixiereinrichtung der Färbeeinrichtung
nach 1 gehörige Rollen in geometrischer Beziehung
zueinander und
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3 eine
Rolle der Fixiereinrichtung in schematisierter perspektivischer
Darstellung.
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In 1 ist
eine Färbeeinrichtung 1 veranschaulicht, die zum
Färben bahnförmiger Ware 2 dient. Die
Ware 2 kann Webware, Wirkware, Strickware, beispielsweise
ein aufgeschnittener Rundstrickschlauch, ein dünner Filz
oder eine sonstige Ware sein. Diese liegt in einem Vorratsbehälter 3,
von dem aus sie einem Foulard 4 zugeführt wird.
Der Foulard 4 wird durch einen Trog gebildet, der eine Färbeflotte 5 oder
einen sonstigen flüssigen Behandlungsstoff enthält.
Die Ware 2 wird auf ihrem Weg durch den Foulard 4 durch
ein oder mehrere Rollen 6 geführt. Sie läuft
dabei im Wesentlichen zugspannungsfrei, wodurch eine Reckung oder
Dehnung der Ware vermieden wird. Die Färbeflotte 5 benetzt
die Ware 2, die den Foulard 4 nass verlässt.
Im unmittelbaren Anschluss an den Foulard 4 erreicht die
Ware 2 eine Fixiereinrichtung 7, die ebenfalls
zu der Färbeeinrichtung 1 gehört. An
die Fixiereinrichtung 7 schließen sich weitere
Behandlungseinrichtungen, wie beispielsweise eine Wascheinrichtung 8,
Trocknungseinrichtungen oder dergleichen, an. Diese können
ebenfalls zu der Färbeeinrichtung 1 gehören.
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Die
Fixiereinrichtung 7 weist ein vorzugsweise gegen die Umgebung
abgeschlossenes Gehäuse 9 auf. Das Gehäuse 9 kann
hermetisch geschlossen sein und somit den Austritt der von ihm eingeschlossenen
Behandlungsatmosphäre verhindern. Es ist jedoch auch möglich,
wenigstens eine Druckausgleichöffnung vorzusehen, wodurch
zwar übermäßiger Luftzutritt verhindert
und ein Entweichen der Behandlungsatmosphäre unterbunden
wird, ohne jedoch eine Druckdifferenz zwischen Umgebung und Behandlungsatmosphäre
aufzubauen.
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In
dem Gehäuse 9 sind mehrere Rollen 10 angeordnet,
die für die Ware 2 einen Zick-Zack-förmigen
Weg festlegen. Die Rollen 10 sind dazu drehbar gelagert
und parallel zueinander angeordnet. Die Drehachsen sind vorzugsweise
horizontal orientiert. Die Rollen 10 sind in zwei Gruppen
aufgeteilt. Eine erste Gruppe von Rollen 11 ist oberhalb
einer zweiten Gruppe von Rollen 12 angeordnet. Die Drehachsen der
Rollen 11 liegen dabei in einer horizontalen Ebene. Die
Drehachsen der Rollen 12 liegen dabei in einer anderen
horizontalen Ebene, die parallel zu der erstgenannten Ebene und
unterhalb derselben angeordnet ist. Die Rollen 10 weisen
vorzugsweise gleiche Durchmesser auf. Wenigstens einige von ihnen, vorzugsweise
Rollen der ersten Gruppe 11 sind motorisch angetrieben.
Der Antrieb kann von einem einzigen Servomotor erbracht werden,
der durch ein geeignetes Getriebemittel mit den anzutreibenden Rollen
der oberen Rollengruppe 11 verbunden ist. Es ist auch möglich,
jede der anzutreibenden Rollen mit einem Servomotor zu versehen,
die synchron gesteuert sind. Die Rollen 10 der unteren
Rollengruppe 12 können ebenfalls angetrieben sein,
sie können jedoch auch frei drehbar gelagert sein und ohne
Antrieb auskommen. Wenigstens eine der Rollen, vorzugsweise der
unteren Rollengruppe 12 ist mit einer Lagereinrichtung 13 versehen,
wie sie in 3 schematisch veranschaulicht
ist. Die Lagereinrichtung 13 stützt das Eigengewicht
der Rolle 10 ab. Außerdem enthält die
Lagereinrichtung 13 vorzugsweise eine Kraftmesseinrichtung
mittels derer dass an der Lagereinrichtung 13 angreifende
Gewicht der Rolle 10 erfasst wird. Die dort erfasste Gewichtskraft
vermindert sich um den Betrag, der von der Warenbahn auf die Rolle 10 ausgeübten
Zugkraft. Auf diese Weise kann mit der an der Lagereinrichtung 13 vorgesehenen Sensoreinrichtung
die Zugkraft erfasst werden, die als längsdehnende Kraft
auf die Ware 2 wirkt.
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Eine
nicht weiter veranschaulichte Steuereinrichtung erhält
das von der Sensoreinrichtung erfasste Signal und steu ert anhand
dessen die wenigstens eine Antriebseinrichtung der Rollen 10 so
an, dass die auf die Ware wirkende Zugkraft gering bleibt, jedenfalls
aber einen oberen Grenzwert nicht überschreitet.
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Die
Rollen 10, sind, wie die 1 und 2 veranschaulichen,
in geringen Abständen zueinander angeordnet. Insbesondere
ist der Abstand a1 zwischen der Ebene 14, die die Drehachsen
der Rollen 10 der oberen Rollengruppe 11 enthält,
und der Ebene 15, die die Drehachsen der Rollen 10 der
unteren Rollengruppe 12 enthält, vorzugsweise
geringer als der Umfang einer Rolle 10. Die Ware 2 schlängelt
sich um die Rollen 10, wobei sie von einer Rolle 10 der
unteren Rollengruppe 12 abläuft und auf einer
Rolle der oberen Rollengruppe 11 gelangt. Dabei legt sie
einen Ablaufpunkt 16 und einen Auflaufpunkt 17 fest.
Der Ablaufpunkt 16 markiert eine parallel zur Drehachse
der Rolle 10 verlaufende Linie auf, der Mantelfläche
der Rolle 10. Ebenso markiert der Auflaufpunkt 17 eine
parallel zur Drehachse der Rolle 10 verlaufende Linie auf
der Mantelfläche der Rolle 10. Der Abstand zwischen
dem Ablaufpunkt 16 und dem Auflaufpunkt 17 ist
vorzugsweise geringer als der Umfang einer Rolle 10. Vorzugsweise
ist dieser Abstand sogar geringer als der Durchmesser der Rolle 10.
Zumindest die erstgenannte vorzugsweise aber auch die zweitgenannte
Bedingung gilt für den Übergang der Warenbahn
von jeder Rolle 10 der Rollengruppe 11 auf jede
Rolle 10 der Rollengruppe 12 und umgekehrt. Dies
betrifft alle Rollen 10 mit Ausnahme endständiger
Rollen, die zum ein- und ausleiten der Warenbahn in den von den
Rollen 10 festgelegten Zick-Zack-Weg dienen.
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Des
Weiteren ist bei der Fixiereinrichtung 7 der Abstand a2
zwischen den Drehachsen benachbarter Rollen 10 ein und
derselben Rollengruppe 11 oder 12 kleiner als
der doppelte Durchmesser jeder Rolle 10. Dadurch ist der
Umschlingungswinkel der Warenbahn an jeder Rolle 10 deutlich
größer als 180°. Vorzugsweise ist der
Umschlingungswinkel größer als 200°,
vorzugsweise größer als 250° und im am
meisten bevorzugten Falle etwa 270°. Auf diese Weise liegt
die Ware 2 beim Durchlaufen der Fixiereinrichtung 7 über
den größten Teil ihrer Wegstrecke an den Rollen 10 an,
während sie über lediglich kurze Abstände
frei durch die Behandlungsatmosphäre läuft. Einerseits
bewirken die Rollen somit eine gute Abstützung der Warenbahn
und verhindern ein Einrollen von deren Rändern. Andererseits
gerät die Warenbahn in intensiven Kontakt mit der Behandlungsatmosphäre.
Diese ist beispielsweise eine Nassdampfatmosphäre, die
durch einen in oder an der Färbeeinrichtung 7 ausgebildeten
Dampferzeuger 18 bereit gestellt werden kann. Vorzugsweise steht
die Behandlungsatmosphäre in dauerndem Kontakt mit in dem
Dampferzeuger 18 vorhandenem Wasser.
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Die
insoweit beschriebene Färbeeinrichtung 1a arbeitet
wie folgt:
In der Fixiereinrichtung 7 ist eine Nassdampfatmosphäre
aufgebaut. In dem Foulard 4 befindet sich Färbeflotte 5.
Der Vorratsbehälter 3 enthält zusammengelegte
Ware, die breit und vorzugsweise einfach (nicht doppelt liegend)
ausgelegt ist. Die Ware 2 läuft über
die Rollen 6 durch die Färbeflotte 5 und
wird von dieser benetzt. Überschüssige Färbeflotte
wird von den Rollen 6 abgedrückt. Die Ware 2 läuft
dann in die Fixiereinrichtung 7 und dort im Zick-Zack um
die Rollen 10 der oberen Rollengruppe 11 und der
unteren Rollengruppe 12. Sie wird dabei durch einen oder mehrere
Servomotoren gefördert, die die jeweils angeschlossenen
Rollen 10, vorzugsweise der oberen Rollengruppe 11 antreiben.
Der Antrieb erfolgt dabei drehmomentkontrolliert. Das Drehmoment
wird anhand der vor zugsweise an Rollen 10 der unteren Rollengruppe 12 gemessenen
Warenspannung so reguliert, dass die Warenspannung an keiner Stelle
auf dem Weg durch die Fixiereinrichtung 7 einen Grenzwert übersteigt.
Die Rollen 10 halten die Ware 2 auf ihrem gesamten
Weg in breit ausgelegtem Zustand. Ein Einrollen der Ränder
der Ware wird wirksam verhindert. Die freie Wegstrecke, die die
Ware 2 von Rolle zu Rolle durchläuft entspricht
dem Abstand zwischen dem Ablaufpunkt 16 und dem Auflaufpunkt 17. Dieser
Abstand ist vorzugsweise gering. Beispielsweise ist er geringer
als 500 mm, vorzugsweise geringer als 350 mm. Die Rollen 10 haben
einen Durchmesser von vorzugsweise größer als
500 mm. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser wenigstens
600 mm oder mehr.
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In
der Fixiereinrichtung 7 wirkt die Behandlungsatmosphäre
beidseitig auf die Ware 2 ein. Dennoch ist die Maschenware
auf den Rollen 10 jeweils abgestützt. Sie läuft
nur über kurze Wegstrecken offen und breit. Das Sattdampf-Färbeverfahren
hat sich als besonders Prozesssicher herausgestellt, wobei vielfältigste
Färbemöglichkeiten vorhanden sind.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Färbeverfahren
wird zum Färben breit ausgelegter Maschenware im Nasszustand
eine Sattdampf-Fixierung vorgeschlagen, die einen Innenraum mit
Rollen 10 zur Führung der Maschenware aufweist.
Die Maschenware wird um die Rollen 10 im Zick-Zack herum
geführt, wobei sie über den größeren
Teil ihrer Länge an den Rollen 10 anliegt und
lediglich zum kleineren Teil ihrer Länge frei die Sattdampfatmosphäre
durchquert. Das Verfahren ist äußerst Prozesssicher
und vielseitig einzusetzen.
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- 1
- Färbeeinrichtung
- 2
- Ware
- 3
- Vorratsbehälter
- 4
- Foulard
- 5
- Färbeflotte
- 6
- Rollen
- 7
- Fixiereinrichtung
- 8
- Wascheinrichtung
- 9
- Gehäuse
- 10
- Rollen
- 11
- Rollengruppe
- 12
- Rollengruppe
- 13
- Lagereinrichtung
- 14
- Ebene
- 15
- Ebene
- 16
- Ablaufpunkt
- 17
- Auflaufpunkt
- 18
- Dampferzeuger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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