-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben eines
textilen Substrates mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 13.
-
Um
textile Substrate zu färben,
und insbesondere um solche textilen Substrate zu färben, bei denen
man als Farbstoff Reaktivfarbstoffe einsetzt, ist es bekannt, daß hierfür das textile
Substrat mit einer den Farbstoff oder die Farbstoffe enthaltenden Färbeflotte
in Kontakt gebracht wird, wobei nach Ablauf einer vorgegebenen Färbezeit
das gefärbte
textile Substrat gespült
wird.
-
Abhängig von
dem jeweils ausgewählten Verfahren
und der je weils zur Verfügung
stehenden Vorrichtung unterscheidet man dabei zwischen einem Klotz-Verweil-Verfahren,
einem Klotz-Dämpf-Verfahren
und einem Auszieh-Färbe-Verfahren,
wobei jedoch allen Verfahren gemeinsam ist, daß nach Beendigung des eigentlichen
Färbeprozesses
ein Spülen
erforderlich wird, um den nicht fixierten Farbstoff von dem dann
gefärbten
textilen Substrat zu entfernen.
-
Dieser,
bei jedem konventionellen Färbeverfahren
erforderliche Spülprozeß, der auch
im Bereich der Reaktivfärbung
als Seifprozeß bezeichnet
wird, stellt im Prinzip ein vielfach sich wiederholender Verdünnungsprozeß dar, so
daß hierfür ein erheblicher Wasserbedarf
besteht. So ist es beispielsweise möglich, im Rahmen des Ausziehfärbens eines
Stranges einer textilen Warenbahn in einem Flottenverhältnis von
1:4 bis 1:6 zu arbeiten, d. h. man benötigt für ein Kilo zu färbendes
textiles Substrat zwischen etwa 4 l und 6 l Wasser, während für den eigentlichen
Spülprozeß insgesamt
durchaus Flottenverhältnisse
erforderlich sind, die zwischen 1:80 und 1:200 variieren, wobei
sich dieses Gesamtflottenverhältnis
daraus ergibt, daß der
Spülprozeß mehrfach,
so beispielsweise zwischen vier- und achtmal, wiederholt werden
muß. Mit
anderen Worten stellt dieser Spülprozeß insgesamt
gesehen einerseits ein sehr zeitintensiver Verarbeitungsschritt
und andererseits ein sehr wasserintensiver Verarbeitungsschritt
dar.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der angegebenen Art zur Verfügung
zu stellen, mit dem es möglich
ist, das Färben
eines textilen Substrates, insbesondere das Färben eines textilen Substrates
mit Reaktivfarbstoffen, besonders wirtschaftlich zu gestalten.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Färben
eines textilen Substrates, insbesondere zum Färben eines textilen Substrates
mit Reaktivfarbstoffen, sieht vor, daß das textile Substrat mit
einer mindestens einen Farbstoff enthaltenden Färbeflotte in Kontakt gebracht
wird und nach Ablauf einer vorgegebenen Färbezeit, während der in der Regel das Substrat
bei einer erhöhten
Temperatur behandelt wird, das gefärbte textile Substrat gespült wird.
Im Unterschied zu den bekannten und eingangs beschriebenen Färbeverfahren
wird jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren am Ende der Färbung der
durch das textile Substrat nicht fixierte und in der Färbeflotte
noch vorhandene mindestens eine Farbstoff durch eine chemische und/oder
physikalische Behandlung soweit zerstört, daß die Färbeflotte hiernach weitestgehend
farblos ist, so daß mit
der derartig entfärbten,
ursprünglichen
Färbeflotte
das textile Substrat dann gespült
wird.
-
Konkret
bedeutet die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf ein Ausziehfärbeverfahren,
daß hier
bei dem Ausziehfärbeverfahren
am Ende der Färbung
die Färbeflotte
nicht in den Kanal abgelassen wird sondern die Färbeflotte derart einer chemischen
und/oder physikalischen Behandlung unterworfen wird, so daß hierdurch
die ursprünglich farbige
Färbeflotte
weitestgehend entfärbt
wird und hiernach zum Spülen
des gefärbten
textilen Substrates weiter verwendet werden kann. Dieser Entfärbungsprozeß kann dann
kontinuierlich oder chargenweise so oft wiederholt werden, bis der
auf dem textilen Substrat noch vorhandene, nicht fixierte Farbstoff
restlos entfernt ist, so daß insgesamt
gesehen im günstigsten
Fall bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
sowohl für
die Färbung
als auch für
das Spülen
nur eine einzige Flotte erforderlich ist. Hierdurch wird es durch
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
möglich,
textile Substrate und insbesondere mit Reaktivfarbstoffen zu färbende textile
Substrate bei einem Flottenverhältnis
von 1:4 bis 1:6 zu färben
und zu spülen,
so daß im
Vergleich zu dem eingangs geschilderten Stand der Technik für ein Kilo textiles
Substrat bei Färben
und Spülen
vier bis sechs Liter Wasser benötigt
werden.
-
Wird
hingegen das textile Substrat nach einem Klotz-Verweilverfahren
oder einem Klotz-Dämpfverfahren
gefärbt,
so ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
erforderlich, abhängig
von dem Abquetschgrad des Klotzens zunächst die Färbeflotte auf das textile Substrat
aufzubringen. Hierfür benötigt man
etwa pro Kilo textiles Substrat sechshundert bis neunhundert Gramm
Färbeflotte.
Nach Ablauf einer vorgegebenen Verweilzeit bzw. Dämpfzeit
wird dann das so gefärbte
textile Substrat vorzugsweise in einem Flottenverhältnis von
1:4 bis 1:6 gespült,
wobei dann bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens im günstigsten
Fall die erste und einzige Spülflotte
dann den durch das textile Substrat nicht fixierte und in der Spülflotte
enthaltene Farbstoff aufweist, der hiernach durch eine chemische
und/oder physikalische Behandlung so weit zerstört wird, daß die Spülflotte hiernach weitestgehend
farblos ist, so daß dementsprechend
das textile Substrat mit der weitestgehend entfärbten Flotte erneut gespült wird.
Diese Zerstörung
des Farbstoffes und das erneute Spülen mit der dann entfärbten Spülflotte
kann, sofern erforderlich, mehrfach wiederholt werden. Somit ist
auch diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich
zu dem herkömmlichen
Klotz-Verweil- oder Klotz-Dämpf-Verfahren bezüglich des
Wasserverbrauchs beim Spülen deutlich
vorteilhafter, zumal bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Flottenverhältnissen
von 1:4,6 bis 1:6,9 gearbeitet werden kann.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
weist zusätzlich
zu den zuvor beschriebenen Vorteilen noch weitere Vorteile auf.
So ist zunächst
festzuhalten, daß bedingt
durch den erheblich reduzierten Wasserbedarf, der das erfindungsgemäße Verfahren
im Vergleich zu einem konventionellen Verfahren besitzt, dementsprechend
auch die Abwassermengen erheblich reduziert sind, was sich sowohl
in einer reduzierten Umweltbelastung als auch in einer erheblich günstigeren
Kostenstruktur ausdrückt.
Bedingt dadurch, daß beim
erfindungsgemäßen Verfahren
im günstigsten
Fall nur mit einem einzigen Spülbad
gearbeitet wird, ist es hierbei lediglich nur einmal erforderlich,
dieses einzige Spülbad
aufzuheizen, während
beim Stand der Technik, der mit vier bis acht Spülbädern arbeitet, hier immer wieder
diese Spülbäder von
Raumtemperatur auf beispielsweise 80°C aufgeheizt werden müssen. Insbesondere
dadurch, daß das
erfindungsgemäße Verfahren
auf einen Flottenwechsel beim Spülen
(Seifen) verzichtet, erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren desweiteren noch eine
erhebliche Zeitersparnis, so daß der
Durchsatz an zu färbenden
Substrat pro vorgegebener Zeiteinheit erheblich durch Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erhöht
wird. Dies wiederum führt zu
einer deutlichen Einsparung an Personalkapazität, wodurch die Wirtschaftlichkeit
des erfindungsgemäßen Verfahrens
prägend
positiv beeinflußt
wird. Überraschend
für die
Fachwelt konnte zudem festgestellt werden, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gefärbten
und insbesondere gespülten textilen
Substrate ein Echtheitsniveau, vorzugsweise ein Echtheitsniveau
in bezug auf Naßreibechtheiten, Trockenreibechtheiten,
Waschechtheiten sowie Wasserechtheiten und Schweißechtheiten,
aufwiesen, die sich nicht von den nach herkömmlichen Verfahren gefärbten textilen
Substraten unterscheiden.
-
Bei
einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das textile
Substrat nach Ablauf der vorgegebenen Färbezeit aus der Färbeflotte
und damit aus dem für
die Färbung
verwendeten Apparat entnommen und in einen anderen Apparat zum Spülen überführt. In
diesem anderen Apparat wird dann der eigentliche Spülprozeß derart durchgeführt, daß der an
dem textilen Substrat anhaftende und nicht fixierte Farbstoff zunächst in
die Spülflotte überführt wird,
wobei die so mit nicht fixiertem Farbstoff beladene Spülflotte
dann der chemischen und/oder physikalischen Behandlung unterworfen
wird, so daß nach
der Behandlung die Spülflotte
weitestgehend farblos ist und – falls
erforderlich – zum
erneuten Spülen
verwendet werden kann. Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
weist den Vorteil auf, daß der
Spülprozeß in dem anderen
Apparat, der im Vergleich zum eigentlichen Färbeapparat technisch weniger
aufwendig konstruiert ist, durchgeführt wird, wodurch ein derartiger
Arbeitsablauf besonders kostensparend ablaufen kann.
-
Eine
besonders geeignete Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, daß hierbei der
durch das textile Substrat nicht fixierte und in der Färbeflotte
bzw. Spülflotte
vorhandene mindestens eine Farbstoff durch eine chemische Behandlung zerstört wird,
wobei insbesondere diese chemische Behandlung eine oxidative Behandlung
ist.
-
Grundsätzlich kommen
für diese
chemische und vorzugsweise oxidative Behandlung alle Chemikalien
in Frage, die es erlauben, den Farbstoff so weit zu zerstören, daß hierbei
farblose Abbauprodukte resultieren, wobei hierfür vorzugsweise Wasserstoffperoxid
oder Peressigsäure
oder Natriumhypochlorit eingesetzt wird.
-
Besonders
geeignet ist es jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn die zuvor
beschriebene oxidative Behandlung der Färbeflotte am Ende der eigentlichen
Färbung
eine Behandlung mit Ozon umfaßt
oder ausschließlich
durch eine Behandlung mit Ozon herbeigeführt wird, wobei festgestellt wurde,
daß gerade
Ozon eine Vielzahl von unterschiedlichen Farbstoffen und Farbstoffgruppen
innerhalb von kürzester
Zeit, d. h. innerhalb von wenigen Sekunden bis zu einigen Minuten,
so weit zerstört, daß farblose
Farbstoffabbauprodukte resultieren, die keine oder nur eine geringe
Substantivität
zum textilen Substrat besitzen.
-
Grundsätzlich besteht
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die
Möglichkeit,
die Färbeflotte
am Ende der eigentlichen Färbung
einbadig so weit zu behandeln, daß der nicht fixierte Farbstoff,
der sich noch in der Färbeflotte
und auf der Oberfläche
des textilen Substrates befindet, durch die chemische und/oder physikalische
Behandlung entfärbt
wird. Besonders geeignet ist es jedoch, wenn das erfindungsgemäße Verfahren
so variiert wird, daß die
Färbeflotte
von dem gefärbten
textilen Substrat abgetrennt wird und hiernach die chemische und/oder physikalische
Behandlung der Färbeflotte
erfolgt, so daß dementsprechend
vorzugsweise die Färbeflotte über einen Bypass zum eigentlichen Färbeapparat geführt wird,
und in diesem Bypass die in der Färbeflotte enthaltenen Farbstoffe
soweit durch eine geeignete chemische und/oder physikalische Behandlung verändert werden,
daß durch
diese Behandlung farblose Abbauprodukte der Farbstoffe entstehen.
Dementsprechend ist dann die Färbeflotte
entfärbt,
daß sie
hiernach als farblose Spülflotte
verwendet wird, um erneut nicht fixierten Farbstoff von dem gefärbten textilen
Substrat abzuspülen.
Die dabei anfallende, farbige Spülflotte
wird anschließend
so behandelt, wie dies zuvor für
die ursprüngliche
Färbeflotte
beschrieben ist, so daß sie
dementsprechend nach der chemischen und/oder physikalischen Behandlung
erneut als farblose Spülflotte
zum weiteren Spülen
verwendet werden kann.
-
Klarstellend
sei angemerkt, daß der
in dem vorliegenden Text verwendete Begriff "und/oder" bedeutet, daß die einzelnen Elemente bei
der entsprechenden Aufzählung
sowohl additiv oder alternativ zu sehen sind, wobei bei der additiven
Benennung dann mindestens zwei Elemente der Aufzählung miteinander kombiniert
sind, während
der im Singular verwendete Begriff Farbstoff selbstverständlich nicht
nur einen einzigen Farbstoff sondern auch eine Mischung von verschiedenen
Farbstoffen abdecken soll.
-
Unter
physikalischer Behandlung im Rahmen der vorliegenden Anmeldung sind
alle Behandlungen zu verstehen, die geeignet sind, den Farbstoff so
weit zu zerstören,
daß hierdurch
farblose Abbauprodukte entstehen. Dementsprechend kann dann die
so entfärbte
Flotte für
den eigentlichen Spülprozeß verwendet
werden.
-
Besonders
geeignet ist es, wenn diese physikalische Behandlung dadurch erfolgt,
daß die
jeweils zu behandelnde farbige Flotte mit UV-Licht bestrahlt wird
und/oder daß hierbei
ein elektro-chemisches Verfahren angewendet wird, bei dem mit speziellen
diamantbeschichteten Elektroden, die auch in der Fachterminologie
als CVD-Elektroden bezeichnet werden, gearbeitet wird.
-
Wie
bereits vorstehend bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dargelegt worden
ist, wird das gefärbte
textile Substrat am Ende der Färbung
im günstigen
Fall ausschließlich
mit der entfärbten
Färbeflotte
gespült,
wobei jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht auszuschließen ist,
daß am Ende
der Färbung,
bei der es sich vorzugsweise um eine Ausziehfärbung handelt, die Färbeflotte
abgelassen und durch eine einzige Spülflotte ersetzt wird, die dann
nach Kontakt mit dem gefärbten
textilen Substrat der chemischen und/oder physikalischen Behandlung
unterzogen wird, um so die darin enthaltenen nicht fixierten Farbstoffe
so weit zu zerstören, daß farblose
Abbauprodukte und somit eine farblose Flotte entstehen. Diese Alternative
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird immer dann angewandt, wenn in der Färbeflotte die Restfarbstoffkonzentration
so hoch ist, daß der
Aufwand zur Entfärbung
mittels der chemischen und/oder physikalischen Behandlung zu hoch
und somit aus wirtschaftlichen Erwägungen ein einmaliger Flottenwechsel
günstiger ist.
-
Besonders
geeignet und wirtschaftlich günstig
ist es jedoch bei einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei der das textile Substrat in einem ersten Schritt mit der entfärbten Flotte gespült wird,
hiernach in einem zweiten Schritt die mit nicht fixiertem Farbstoff
beladene Spülflotte
abgetrennt wird, in einem dritten Schritt der in der Spülflotte
befindliche nicht fixierte Farbstoff durch die chemische und/oder
physikalische Behandlung so weit zerstört wird, daß die Spülflotte weitestgehend farblos ist,
und in einem vierten Schritt das textile Substrat mit der weitgehend
farblosen Spülflotte
gespült
wird.
-
Abhängig davon,
welches textile Substrat nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit welchen Farbstoffen
und in welcher Farbtiefe gefärbt wird,
sieht eine Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß hierbei
der erste bis vierte Schritt mehrfach, insbesondere zwei- bis fünfzehnfach,
wiederholt wird.
-
Wie
bereits zuvor als besonders vorteilhaft herausgestellt wurde, sieht
eine Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
vor, daß hierbei als
chemische Behandlung der Färbeflotte
und/oder als chemische Behandlung der Spülflotte eine Behandlung mit
Ozon ausgeführt
wird, wobei die Behandlung mit Ozon den entscheidenden Vorteil hat, daß das Ozon
innerhalb von kürzester
Zeit, d. h. von einigen wenigen Sekunden, wieder zerfällt. Um
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
den Steuer- und Regelaufwand sowie den Sicherheitsaufwand zu reduzieren,
bietet es sich an, die Behandlung mit Ozon in einem dem jeweiligen
Färbeapparat
oder dem Spülaggregat
zugeordneten Reaktor durchzuführen, wobei
dieser Reaktor kontinuierlich von der zu entfärbenden Färbeflotte und/oder der zu entfärbenden Spülflotte
durchströmt
wird. Mit anderen Worten trennt man bei dieser Ausführungsform
des erfindungs gemäßen Verfahrens
das gefärbte
textile Substrat von der Behandlungsstufe der Färbeflotte mit Ozon und/oder
von der Behandlungsstufe der Spülflotte
mit Ozon ab, so daß dementsprechend
sichergestellt ist, daß das
Ozon nicht auch auf solche Farbstoffe einwirkt, die bereits an dem
textilen Substrat fixiert sind.
-
Um
bei der zuvor beschriebenen besonders vorteilhaften Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sicherzustellen, daß keine
noch mit Restozon beladene entfärbte
Flotte (Färbeflotte
oder Spülflotte)
in Kontakt mit dem gefärbten
textilen Substrat gelangt, hat es sich als besonders vorteilhaft
gezeigt, wenn am Auslauf des Reaktors eine Redoxpotentialmessung,
eine Ozonmessung und/oder eine pH-Messung der mit Ozon behandelten
Flotte durchgeführt
wird. Sollten die entsprechenden Meßwerte dann die Anwesenheit
von Restozon in der entsprechend behandelten Flotte aufweisen, kann
dieses Restozon durch eine kurzfristige Temperaturerhöhung aus
der Flotte entfernt werden, was vorrichtungsmäßig beispielsweise dadurch
gelöst
werden kann, daß hier
ein weiterer Bypass vorgesehen ist, der dann mit einer derartigen,
Restozon aufweisenden Flotte über
entsprechende Ventileinstellungen angesteuert wird.
-
Als
weitere Möglichkeit
oder zusätzlich
zu der zuvor angesprochenen Variante wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren derartig
gearbeitet, daß abhängig von
dem gemessenen Redoxpotential, der gemessenen Ozonkonzentration
und/oder von dem gemessenen pH-Wert die Menge an in den Reaktor eingespeistem
Ozon gesteuert wird, so daß bei
Feststellung eines Restozons in der entfärbten Flotte entsprechend die
Menge an in den Reaktor eingespeisten Ozon reduziert wird.
-
Grundsätzlich läßt sich
das erfindungsgemäße Verfahren
bei jedem Färbeverfahren
anwenden, so insbesondere bei den eingangs kurz beschriebenen Klotz-Verweil-Verfahren
oder Klotz-Dämpf-Verfahren.
Hierbei wird in der Regel nach Applikation und Fixierung des Farbstoffes
das so gefärbte
textile Substrat auf einer geeigneten Anlage, sei es kontinuierlich
oder diskontinuierlich, gespült,
wobei bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dann die Spülflotte
der zuvor beschriebenen chemischen und/oder physikalischen Behandlung
unterzogen wird, um so den in der Spülflotte enthaltenen Farbstoff
so weit zu zerstören,
daß die
Spülflotte
weitestgehend farblos ist. Ebensosehr ist das erfindungsgemäße Verfahren
auf solche Färbungen
anzuwenden, die auf einem Jigger im Normal- oder Hochtemperaturbereich
ausgeführt
werden. Besonders geeignet ist es jedoch, wenn das erfindungsgemäße Verfahren
bei Auszieh-Färbeverfahren
verwendet wird, da hierbei, wie eingangs beschrieben, eine Färbeflotte
zur Verfügung
steht, die entsprechend zur Entfärbung
physikalisch und/oder chemisch behandelt werden kann. Ebenso be stehen
keinerlei Begrenzungen dahingehend, in welcher Aufmachungsform des
textilen Substrates das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird.
So kann das erfindungsgemäße Verfahren
ebenso bei Garnfärbungen,
sei es bei Kreuzspul- oder Strangfärbungen, eingesetzt werden,
wobei es jedoch auch dann geeignet ist, wenn das textile Substrat
als Flächengebilde
und vorzugsweise als endloser Warenbahnstrang nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefärbt wird,
da sich hierbei die zuvor angesprochenen Wasserersparnisse besonders
deutlich darstellen.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft desweiteren eine Vorrichtung zur
Durchführung
des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, mit der es
möglich
ist, das erfindungsgemäße Verfahren
besonders wirtschaftlich durchzuführen.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Durchführung
des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens weist insbesondere
einen Kessel zur Aufnahme des zu färbenden textilen Substrates
und ein Zirkulationssystem für
die Färbeflotte
auf, wobei dem Kessel und/oder dem Zirkulationssystem ein von der
Färbeflotte
durchströmter
Reaktor zur Durchführung
der chemischen und/oder physikalischen Behandlung der zu entfärbenden
Flotte (Färbeflotte
am Ende des Färbeprozesses
und/oder Spülflotte),
zugeordnet ist.
-
Die
zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung
weist sinngemäß alle die
Vorteile auf, wie diese zuvor bereits für das erfindungsgemäße Verfahren
beschrieben sind. Insbesondere erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine rationelle Anwendung eines nach einem Auszieh-Färbeverfahren zu
färbenden
textilen Substrat, wobei Störungen
und insbesondere eine unerwünschte
Beschädigung
des gefärbten
textilen Substrates dadurch vermieden werden, daß die eigentliche physikalische
und/oder chemische Behandlung zur Entfärbung der Flotte in einem separaten
Reaktor durchgeführt
wird.
-
Ebenso
ist eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
möglich,
bei der der Kessel zur Aufnahme des zu färbenden oder des zu spülenden textilen
Substrates den Reaktor zur Durchführung der chemischen und/oder
physikalischen Behandlung ausbildet. Mit anderen Worten bildet bei
dieser Ausführungsform
der Färbekessel selbst
oder der zuvor beim erfindungsgemäßen Verfahren beschriebene,
separat hiervon angeordnete andere Apparat, in den das gefärbte aber
noch nicht gespülte
textile Substrat zum Spülen überführt wird, den
eigentlichen Reaktor aus, so daß im
Färbekessel im
Anschluß an
die Färbung
oder im anderen Apparat die chemische und/oder physikalische Behandlung
ausgeführt
wird.
-
Eine
besonders geeignete und platzsparende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
schlägt
vor, daß hierbei im
Bodenbereich des Kessels, in dem die eigentliche Färbung und
das Spülen
stattfindet, ein erstes Rohrsystem für die Färbeflotte angeordnet ist, das
den Reaktor über
ein erstes Ventil und über
eine Flottenpumpe mit dem Bodenbereich des Kessels verbindet, wobei
der Reaktor über
ein zweites Rohrsystem und ein zweites Ventil mit dem Kessel zur
Zufuhr der nach der Behandlung weitestgehend farblosen Färbeflotte
oder Spülflotte
verbunden ist. Allgemein gesprochen ist somit der Bodenbereich des
Kessels über
ein Ventil und eine Flottenpumpe mit dem Reaktor und der Reaktor selbst über ein
Ventil mit dem Kessel wieder verbunden, so daß der eigentliche Behandlungsschritt
zur chemischen und/oder physikalischen Entfärbung der Flotte in diesem
als Bypass geschalteten Reaktor erfolgt. Die jeweilige Färbeflotte
wird somit am Ende der eigentlichen Färbung mit Hilfe der Flottenpumpe und
einem entsprechend geöffneten
ersten Ventil dem Reaktor zugeführt,
dort wird die chemische und/oder physikalische Behandlung der Flotte
zum Zerstören
des Farbstoffes und somit zur Entfärbung desselben durchgeführt, so
daß dann über das
zweite Ventil die so entfärbte
Flotte dem Kessel wieder zugeführt
wird, um den eigentlichen Spülprozeß zu initiieren.
-
Um
bei der zuvor beschriebenen Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die erforderlichen Temperaturkonstanz sicherzustellen und um desweiteren,
sollte es notwendig werden, unerwünschte Rückstände an Ozon und/oder anderen Oxida tionsmitteln
aus der entfärbten,
zum Kessel zurückströmenden Flotte
zu entfernen, sieht eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vor, daß hierbei
dem zweiten Rohrsystem ein Wärmetauscher
zugeordnet ist.
-
Desweiteren
kann bei einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dem zweiten Rohrsystem mindestens ein Sensor zur Erfassung des Redoxpotentials,
der Ozonkonzentration und/oder des pH-Wertes zugeordnet sein, so
daß über den
mindestens einen Sensor unerwünschte Rückstände an Oxidationsmitteln
und insbesondere unerwünschte
Rückstände an Ozon
zu einem Zeitpunkt erfaßt
werden, bevor eine derartig mit Restoxidationsmitteln bzw. mit restlichen
Ozon beladene Flotte in Kontakt mit dem gefärbten textilen Substrat gelangt,
was möglicherweise
zu Fehlern führen
kann. Um eine derartige Fehlerquelle auszuschließen, ist der mindestens eine
Sensor in Strömungsrichtung der
Flotte gesehen vor dem zweiten Ventil angeordnet, wobei vorzugsweise
dieses zweite Ventil dann derart ausgestaltet ist, daß beim Feststellen
einer unerwünschten
Restkonzentration an Oxidationsmitteln und insbesondere an Ozon über das
zweite Ventil der jeweilige Flottenstrom beispielsweise über einen Wärmetauscher
geleitet wird, um diese unerwünschten
Rückstände auszutreiben
und dann erst die rückstandsfreie
Flotte dem Kessel zugeleitet wird.
-
Bei
den Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei denen der nicht fixierte Farbstoff aus der Färbeflotte oder aus der Spülflotte mittels
einer Behandlung mit Ozon so weit zerstört wird, daß hieraus farblose Bestandteile
entstehen, bietet es sich an, dem Reaktor eine Einrichtung zur Erzeugung
von Ozon zuzuordnen, wobei derartige Einrichtungen an sich im Stand
der Technik bekannt sind. Selbstverständlich besteht jedoch auch
die Möglichkeit,
den Reaktor dadurch mit Ozon zu beaufschlagen, daß hier entsprechende
Ozon-Vorratstanks vorgesehen sind. Diese Variante bietet sich insbesondere
dann an, wenn die Färbeflotte
am Ende des eigentlichen Färbeverfahrens
noch eine hohe Konzentration an nicht fixierten Farbstoff aufweist,
so daß dementsprechend
eine erhöhte
Ozonmenge im Reaktor gebraucht wird, um dieses restlichen, nicht
fixierten Farbstoff durch die Ozonbehandlung so weit zu zerstören, daß farblose
Bestandteile hieraus entstehen.
-
Aus
Sicherheitsgründen
empfiehlt es sich, daß bei
einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dem Reaktor
ein drittes Rohrsystem zugeordnet ist, das den Luftraum im Reaktor über einen
Restozonvernichter und einem dritten Ventil mit einem Abluftgebläse verbindet.
Hierbei ist es desweiteren besonders vorteilhaft, wenn ein Sensor
zur Erfassung der Ozonkonzentration in der Abluft vorgesehen ist,
so daß ggf.
ein entsprechendes akustische oder opti sches Alarmsignal erzeugt
wird, bevor entsprechend mit Ozon angereicherte Abluft in die Atmosphäre gelangen
kann.
-
Um
stets eine genügende
Menge an für
die Behandlung der Färbeflotte
oder der Spülflotte
erforderliches Ozon zur Verfügung
zu haben, sieht eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vor, daß der
Ozonerzeuger mit einer Quelle für
mit Sauerstoff angereicherter Luft verbunden ist, so daß dementsprechend
die eigentliche Ozonerzeugung unmittelbar vor seiner Anwendung hieraus
besonders schnellt erfolgt.
-
Wie
bereits vorstehend ausgeführt,
wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
insbesondere für
solche Färbeverfahren
angewendet, die nach dem Auszieh-Verfahren arbeiten, wobei dementsprechend dann
die erfindungsgemäße Vorrichtung
entsprechend an die Aufmachung des zu färbenden Gutes angepaßt ist.
-
So
sieht die erste Möglichkeit
vor, daß hierbei
der Kessel zur Aufnahme des zu färbenden
textilen Substrates einen dem Bodenbereich zugeordneten Speicher
aufweist, wobei oberhalb des Kessels eine Umlenkeinrichtung für einen
Warenbahnstrang des textilen Substrates vorgesehen ist. Desweiteren umfaßt die Umlenkeinrichtung
für den
Warenbahnstrang eine angetriebene Haspel und/oder einen Düsenkanal,
so daß dementsprechend
während der
Färbung
und auch während
des Spülens
der Warenbahnstrang kontinuierlich verlegt wird.
-
Eine
zweite Möglichkeit,
die insbesondere zur Färbung
einer Warenbahn im breiten und gebundenen Zustand dient, sieht vor,
daß hierbei
ein zylindrischer Kessel vorgesehen ist, der mit einem Färbebaum
zur Aufnahme eines Warenbahnwickels bestückt wird.
-
Die
dritte Möglichkeit
bildet die erfindungsgemäßen Vorrichtung
derart weiter, daß hierbei
der Kessel mindestens eine Halterung zur Aufnahme von mindestens
einer Spule, insbesondere mindestens einer Kreuzspule, aufweist,
so daß dementsprechend
diese Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
für die
Spulenfärberei
angepaßt
ist.
-
Um
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren oder
bei der Behandlung des zu färbenden
textilen Substrates in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verhindern,
daß hierbei
unerwünscht
eine Störung des
Verfahrensablaufs eintritt, ist dem Zirkulationssystem, durch die
die Färbeflotte
während
des eigentlichen Färbeprozesses,
die zum Ende des Färbeprozesses
entfärbte
Färbeflotte
oder die entfärbte Spülflotte
strömt,
eine Flottenumwälzpumpe,
ein Wärmetauscher,
ein Farbansatzbehälter
und/oder ein Flusenfilter zugeordnet.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfah rens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung
näher erläutert. Hierbei
zeigt die einzige Figur eine schematische Abbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
Die
in der einzigen Figur abgebildete Ausführungsform der insgesamt mit 11 bezeichneten
Vorrichtung weist zunächst
eine herkömmliche
Färbeanlage 10 auf,
die mit einem Kessel 12 zur Aufnahme eines zu färbenden
Warenbahnstranges 13 versehen ist. Während der Färbung und des Spülens wird
der Warenbahnstrang 13 kontinuierlich durch den Kessel 12 transportiert,
wobei für
den Transport dieses Warenbahnstranges 13 bei der gezeigten
Ausführungsform
eine angetriebene Haspel 14 dient.
-
Dem
Bodenbereich 15 des Kessels 12 ist ein Flottenzirkulationssystem 16 zugeordnet,
wobei über dieses
Flottenzirkulationssystem 16 die jeweilige Behandlungsflotte
mittels einer Flottenumwälzpumpe 17 und
einem Wärmetauscher 18 aus
dem Kessel 12 abgezogen und erneut nach Aufheizung der
Flotte in den Kessel 12 eingespeist wird. Der Warenbahnstrang 13 wird
während
der Behandlung mittels der Haspel 14 mit einer vor gegebenen
Geschwindigkeit in Pfeilrichtung 19a transportiert, wobei
die Transportgeschwindigkeit üblicherweise
zwischen 200 m/min und 800 m/min variiert. Desweiteren ist dem Flottenzirkulationssystem 16 ein
nicht abgebildetes Flusenfilter und ein Farbansatzbehälter zugeordnet.
-
In
einem Bypass zur Färbeanlage 10 ist
ein Reaktor 6 vorgesehen, in dem die eigentliche chemische
und/oder physikalische Behandlung der Färbeflotte bzw. der Spülflotte
erfolgt, wobei bei der gezeigten Ausführungsform der nicht fixierte
Farbstoff einer chemischen Behandlung mit Ozon unterworfen wird, um
so den Farbstoff so weit zu zerstören, daß farblose Bestandteile entstehen.
Der Reaktor 6 ist über eine
Leitung 3 mit einem Ozonerzeuger 2 verbunden, wobei
in dem Ozonerzeuger 2 über
die Leitung 1 mit Sauerstoff angereicherte Luft eingespeist
wird. Desweiteren ist der Reaktor 6 eingangseitig über ein
erstes Rohrsystem 19 mit dem Bodenbereich 15 des Kessels 12 verbunden,
wobei in Strömungsrichtung der
Flotte vom Kessel 12 zum Reaktor 6 gesehen ein Ventil 20,
eine Flottenpumpe 4 und ein Wärmetauscher 5 vorgesehen
sind.
-
Desweiteren
ist der Reaktor 6 über
ein zweites Rohrsystem 21, wieder in Strömungsrichtung
der Flotte gesehen, über
einen Sensor 7 und ein zweites Ventil 22 mit dem
Bodenbereich 15 des Kessels 12 verbunden.
-
Schließlich mündet vom
Reaktor 6 ein drittes Rohrsystem 23 zu einem Abluftgebläse 9,
das den im Reaktor 6 vorhandenen Luftraum über einen
Restozonvernichter 8 mit dem Abluftgebläse 9 verbindet, wobei
das Abluftgebläse 9 zur
Atmosphäre
hin offen ist.
-
Die
in der Figur abgebildete Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Zunächst wird
die Färbeanlage 10 mit
dem textilen Warenbahnstrang 13 versehen, wobei zu diesem Zweck
der Warenbahnstrang 13 als endloser Warenbahnstrang aufgemacht
und innerhalb des Kessels 12 positioniert wird. Hiernach
wird der Kessel im unteren Bereich mit Färbeflotte gefüllt, wobei
die Flotte über
das Flottenzirkulationssystem 16 ständig während der eigentlichen Färbung umgepumpt
und der Warenbahnstrang 13 ständig transportiert wird. Eine derartige
Färbeanlage 10 und
ihre Betriebsweise gehören
schon seit langem zum Stand der Technik.
-
Nachdem
die Färbung
nunmehr in der Färbeanlage 10 abgeschlossen
ist, wird die in dem Kessel 12 befindliche Färbeflotte
durch Öffnen
des Ventiles 20 und mit Hilfe der Flottenpumpe 4 und über den
Wärmetauscher 5 über das
erste Rohrsystem 19 kontinuierlich zum Reaktor 6 gefördert, wobei
im Reaktor 6 die Flotte, die noch restlichen, nicht aufge zogenen
und fixierten Farbstoff enthält,
im Reaktor 6 mit Ozon beaufschlagt wird. Hierbei wird das
Ozon kontinuierlich aus der mit Sauerstoff angereicherten Luft,
die über
die Leitung 1 zugeführt
wird, im Ozonerzeuger 2 erstellt und mittels der Leitung 3 dem
Reaktor in einer vorgegebenen Menge zudosiert. Die Mengensteuerung
des Ozons erfolgt dahingehend, daß einerseits die den Reaktor 6 verlassene
Flotte farblos ist und andererseits an dem im zweiten Rohrsystem 21 vorgesehenen
Sensor kein Restozon mehr anzeigt wird. Sollte hier jedoch noch
Restozon festgestellt werden, werden die Ventile 20 und 22,
die in den Rohrsystemen 19 und 21 vorgesehen sind
und während
der Behandlung geöffnet
sind, automatisch geschlossen. Gleichzeitig wird die Pumpe 4 abgestellt,
so daß augenblicklich
der Prozeß im
Reaktor unterbrochen wird.
-
Die
so mit Hilfe der Ozonbehandlung entfärbte Flotte gelangt über das
zweite Rohrsystem 21 und das geöffnete Ventil 22 in
den Bodenbereich 15 des Kessels und bewirkt ein Spülen des
gefärbten
Warenbahnstranges 13, der mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
in Pfeilrichtung 19a ständig
transportiert wird.
-
Nach
Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die abhängig ist von dem zu färbenden
Substrat, dem ausgewählten
Farbstoff, der Farbtiefe, dem Flottenverhältnis und/oder der Beladungsmenge des
Kessels 12 sowie der Transportgeschwindigkeit wird dieser
Spülprozeß nunmehr
beendet, wobei das im System verbleibende Restozon, insbesondere
das im Reaktor befindliche Restozon, über den Restozonvernichter 8 zerstört wird,
so daß über das
Abluftgebläse 9 ozonfreie
Abluft aus dem System abgeführt werden
kann.
-
Hiernach
kann der Kessel 12 belüftet
und ein gefärbter
und einwandfrei gespülter
Warenbahnstrang dem Kessel 12 entnommen werden, so daß der zuvor
beschriebene Färbe-
und Spülvorgang insbesondere
bei einem Gesamtflottenverhältnis
von insgesamt 1:4 bis 1:6 durchgeführt werden kann.