DE19514723A1 - Färbemaschine für textile Fasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Färbemaschine für textile Fasern, mit zumindest einer Farbauftragsstation, an der eine Mehrzahl von tex­ tilen Fasern kontinuierlich vorbeizieht, wobei diese Farbauftrags­ station ein Farbspritzmittel aufweist, das dazu eingerichtet ist, einen Farbstrahl rechtwinklig zur Vorschubrichtung der Fasern in einem Bereich des Verfahrensweges dieser Fasern auszustoßen.

Färbemaschinen zum kontinuierlichen Färben von Textilfasern ermög­ lichen es, verschiedene Farben auf kontinuierlich vorbeiziehende Textilfasern aufzubringen.

Diese Textilfasern werden insbesondere für die Herstellung von Teppichen oder Teppichböden verwendet.

Eine solche Maschine ist im französischen Patent 89 10 277 vom 26. Juli 1989 der Anmelderin beschrieben.

Diese Maschine hat ein Gehäuse, in deren Inneren eine Farbauf­ tragsstation zum Aufbringen von einer einheitlichen Farbe angeord­ net ist, die sich einer feststehenden Spritzdüse bedient. Es sind drei Farbauftragsstationen vorgesehen, die jeweils Farbzentrifugen aufweisen, die verschiedene unterbrochene Farbschichten auf die Fasern aufbringen sollen.

Jede Zentrifuge weist an ihrem Umfang mehrere Öffnungen für den Durchtritt von Farbe auf. Auf diese Weise werden verschiedene Farbschichten in verschiedenen Farben auf den Textilfasern reali­ siert.

Die aufeinanderfolgende Anordnung der Farbauftragsstationen ermög­ licht es, auf einer bestimmten Länge der Faser ein sich kontinu­ ierlich wiederholendes Motiv herzustellen, das sich aus einer Rei­ he von Farbaufträgen verschiedener Farbe in einer vorgegebenen Farbabfolge zusammensetzt.

Indem die Position der Löcher auf dem Umfang einer jeden Zentrifu­ ge verändert wird, lassen sich verschiedene Motive herstellen. Auch lassen sich die Durchmesser der Löcher, die Drehgeschwindig­ keit der Zentrifugen und die Vorschubgeschwindigkeit der Fasern verändern, um die Motive zu variieren.

Man erhält mit solchen Maschinen zufriedenstellende Resultate, solange die Motive aus relativ kurzen Farbabschnitten zusammenge­ setzt sind, etwa in der Größenordnung von 5 cm Länge.

Andererseits lassen sich Motive, die aus längeren Farbabschnitten, beispielsweise 20 bis 30 cm, bestehen, nicht einfach herstellen. Um dies zu bewerkstelligen ist es notwendig, Zentrifugen mit gro­ ßen Löchern vorzusehen und die Zentrifugen langsam umlaufen zu lassen. Diese Betriebsbedingungen führen dazu, daß die Textilfa­ sern zu sehr eingeweicht werden, was den nachfolgenden Behand­ lungsschritt der Farbfixierung mittels Dampfbehandlung deutlich erschwert.

Im übrigen werden die Textilfasern nach Verlassen der ver­ schiedenen Farbauftragsstationen im allgemeinen auf eine Trommel aufgewickelt, wobei sie aufeinanderzuliegen kommen. Wenn die Tex­ tilfasern zu sehr mit Farbe beladen oder getränkt sind, kommt es dazu, daß sich verschiedene Farbbereiche, die aufeinanderzuliegen kommen, unerwünschterweise miteinander vermischen oder daß be­ druckte Bereiche auf unbedruckte Bereiche abfärben.

Die Druckschrift EP 0 26 843 beschreibt eine Farbauftragsstation, die rechtwinklig zu einer vorbeiziehenden Textilfaser angeordnet ist. Aus einer Spritzdüse wird ein rechtwinklig zur Vorschubrich­ tung verlaufender Farbstrahl ausgestoßen, der auf die Textilfasern auftrifft. Zwischen der Spritzdüse und der Faser ist eine perfo­ rierte Scheibe angeordnet, die Löcher oder Schlitze aufweist, die konzentrisch in einem Kreis angeordnet sind. Es trifft jedesmal dann ein Farbstrahl auf die Faser auf, wenn sich ein Schlitz oder ein Loch im Bereich der Spritzdüse befindet; es trifft hingegen kein Farbstrahl auf die Faser auf, wenn sich ein geschlossener Bereich der Scheibe gegenüber der Spritzdüse befindet. Die Schei­ ben- oder Blendenvorrichtung, wie sie in der EP 0 26 843 beschrie­ ben ist, erlaubt es lediglich, eine einzelne Faser auf einmal zu behandeln. In dieser Vorrichtung durchläuft die Faser die Färbe­ kammer ohne im Bereich des Inneren der Kammer geschützt zu sein. Da diese Kammer ständig einem Farbnebel ausgesetzt ist, erhalten die Fasern Farbe in Form der Farbschichten nicht nur ausschließ­ lich jedesmal dann, wenn eine Öffnung der rotierenden Blende in den Bereich der Farbdüse gelangt, sondern sie werden durch den Farbnebel kontinuierlich gefärbt, solange sie die Kammer durchlau­ fen. Die Faser erhält daher nicht - wie gewünscht - lediglich von­ einander abgesetzte Farbschichten oder -ringe, sondern eine gleichmäßige Grundfärbung. Wenn mehrere Färbekammern dieses Typs hintereinandergeschaltet sind, erhält die Faser eine Grundfärbung, die eine Mischung der verschiedenen aufeinanderfolgenden Farbstof­ fe darstellt und die Farbtönung der tatsächlich hergestellten Farbringe in jeder Kammer wird durch die Grundfärbung beeinflußt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Unzulänglichkeiten abzustellen und eine Maschine zu schaffen, die es ermöglicht, jede beliebige Art von Motiven auf textilen Fasern zu realisieren.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Maschine dadurch ge­ löst, daß diese Farbauftragsstation Mittel aufweist, die eine Schutzhülle bilden, in der sich die textilen Fasern erstrecken, wobei dieses eine Schutzhülle bildende Mittel einen Öffnungsbe­ reich aufweist, der im Bereich der Farbspritzmittel angeordnet ist und im Bereich dessen die Textilfasern den Farbspritzmitteln ge­ genüberstehen, und daß die Farbauftragsstation eine Blende aufwei­ sen, die zwischen den textilen Fasern und den Farbspritzmitteln angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, den auf die Textilfasern gespritzten Farbstrahl entweder zu unterbrechen oder passieren zu lassen, wobei die Blende eine drehende Scheibe aufweist, die zu­ mindest eine Öffnung hat, die sich im wesentlichen in Richtung eines Radius der Scheibe erstreckt, und wobei sich die Mündungen der Farbspritzmittel im wesentlichen in Richtung eines Radius der Scheibe erstrecken.

Auf diese Weise kann man dank der Blende die auf den textilen Fa­ sern erzeugte Motive unabhängig von den Farbspritzmitteln variie­ ren, daß heißt, insbesondere die Länge der aufgebrachten Farbrin­ ge.

Auf der anderen Seite kann man ebenso den Ausstoß der Farbspritz­ düsen verändern, ohne daß diese Maßnahme irgend einen Einfluß auf das erhaltene Motiv hätte.

Dank der Erfindung ist es ebenso möglich, große Farbringe auf den Textilfasern zu erzeugen und dabei den Farbausstoß der Düsen der Farbspritzmittel auf einem niedrigen Niveau zu halten.

Die Textilfasern sind dementsprechend nach der Färbung nicht zu sehr eingeweicht, was die Probleme des Verfärbens und Abfärbens beim Aufwickeln der Textilfasern eliminiert und die Fixierung der Farben durch Dampfbehandlung vereinfacht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dreht sich die rotierende Scheibe um eine Achse, die im wesentlichen parallel zur Richtung des ausgespritzten Farbstrahles ist.

Wegen der Drehbewegung der mit einer Öffnung versehenden Scheibe erzeugt man periodisch einen Farbauftrag auf den Textilfasern, und zwar in einer sehr viel regelmäßigeren Weise, als es mit Blenden­ mitteln möglich wäre, die durch eine hin- und hergehende Bewegung angetrieben werden.

In Abhängigkeit von der Anordnung der Öffnungen auf der Scheibe, ihren Abmessungen und der Drehgeschwindigkeit der Scheibe ist es möglich, den Abstand zwischen jedem Farbauftrag und die Länge ei­ nes jeden Farbauftrags oder Farbrings so zu verändern, daß alle verschiedenen denkbaren Motive auf den textilen Fasern realisiert werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Öffnung in der Scheibe aus einem aus der Scheibe ausgeklinkten Kreissektor.

Wenn eine Lage von Fasern unter der Scheibe hindurchzieht, werden alle Fasern in gleicher Weise gefärbt, unabhängig von ihrer Posi­ tion in bezug auf die Drehachse der Scheibe.

Da die Relativgeschwindigkeit der Scheibe in bezug auf die Faser­ lage in einem Punkt nahe der Drehachse der Scheibe kleiner ist als in einem weiter entfernten Umfangspunkt, ermöglicht es die Form der Öffnung, die gleiche Länge von Fasern jeweils dem Farbstrahl auszusetzen. Andere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung erge­ ben sich aus der anschließenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Färbemaschine,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Farbauftragsstation einer erfindungsgemäßen Maschine,

Fig. 3 eine Seitenansicht gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht gemäß Fig. 2, und

Fig. 5 ein Beispiel einer mit einer erfindungsgemäßen Fär­ bemaschine gefärbte Textilfaser.

Fig. 1 zeigt eine Färbemaschine bei der Textilfasern 20 an Farb­ auftragsstationen 15A, 15B, 15C vorbeiwandern. Weitere Einzelhei­ ten lassen sich dem französischen Patent 89 10 277 entnehmen.

Die Textilfasern 20 sind parallel zueinander im wesentlichen in einer horizontalen Lage angeordnet. Vorzugsweise durchlaufen sie zunächst ein erstes Farbbad 13, in dem sie eine einheitliche Grundfärbung erhalten.

Jede Farbauftragsstation 15A, 15B, 15C ermöglicht den Auftrag von vorzugsweise unterschiedlichen Farben auf die Textilfasern 20. Farbspritzmittel 14 sind so angeordnet, daß Farbe auf die Fasern 20 gespritzt werden kann. Die Farbspritzmittel 14 bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer feststehenden Flachdüse 14.

Regelmittel ermöglichen es, den Farbausstoß einzustellen, um Ihr der Vorschubgeschwindigkeit und der Beschaffenheit der Fasern 20 anzupassen.

Zu jeder Farbauftragsstation 15A, 15B, 15C gehört eine Auffang- und Wiederverwertungseinheit 15′A, 15′B, 15′C für die herabtrop­ fende Farbe, die nicht von den Textilfasern 20 absorbiert worden ist.

Wie sich besser den Fig. 2 und 3 entnehmen läßt, sind Schutzhüllen 21 vorgesehen, die die vorbeiziehenden Textilfasern 20 abschirmen. Sie weisen jeweils einen Öffnungsbereich 21a auf, der im Bereich der Düse 14 angeordnet ist, so daß die Fasern 20 der Düse 14 gegenüberliegen und in den Bereich des Farbstrahls 17 gelangen.

Diese Schutzhülle gewährleistet, daß Farbe nur im Bereich der Öff­ nung 21a auf die Fasern gelangt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß jede Farbauftragsstation 15A, 15B, 15C eine Blende in Form einer Scheibe 16 aufweist, die sich jeweils um eine Drehachse 16a dreht, die im wesentlichen parallel zur Strahlrichtung 17 der ausgestoßenen Farbe verläuft. Die Schei­ be 16 weist, wie insbesondere Fig. 4 zeigt, zwei Öffnungen 18a und 18b auf, die sich im wesentlichen in Richtung eines Radius der Scheibe 16 erstrecken. Die Düse 14 ist ebenfalls im wesentlichen in Richtung eines Radius der Scheibe 16 ausgerichtet.

Jede Öffnung 18a und 18b besteht aus einem aus der Scheibe 16 aus­ geklinkten Kreissektor, so daß Farbauftragsringe gleicher Länge auf jeder Faser 20 der Lage erzeugt werden, unabhängig davon, ob die Faser 20 näher am Mittelpunkt der Scheibe 16 oder näher an ihrem Umfang vorbeiläuft.

Fig. 1 zeigt, daß eine Färbemaschine gemäß der Erfindung Synchro­ nisationsmittel 11 und 12 aufweist, um die Drehung der Scheiben 16 einer jeden Farbauftragsstation 15A, 15B, 15C untereinander zu synchronisieren. Diese Synchronisationsmittel können in bekannter Weise aus einem Motor und einem Untersetzungsgetriebe 11 bestehen, das über einen schlupffreien Riementrieb Winkelsynchronisations­ einheiten 12 antreibt, auf denen die entsprechenden Drehachsen 16a der Scheiben 16 angeordnet sind. Die Synchronisationsmittel 11, 12 sind vorzugsweise oberhalb einer Deckplatte 10 angeordnet, so daß Verschmutzung durch Farbe und Textilfasern ferngehalten wird.

Darüber hinaus weist jede Farbauftragsstation 15A, 15B, 15C einen Schieber 22 auf, der zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition hin- und hergeschoben werden kann. In der Schließ­ position verschließt er den Öffnungsbereich 21a der Schutzhülle 21. Auf diese Weise kann der Schieber 22 zwischen dem Farbstrahl 17 und der Faserlage 20 so angeordnet werden, daß er letztere ab­ schirmt.

Die Schieber 22 können entweder für alle Farbauftragsstationen 15A, 15B, 15C gemeinsam betätigt werden, beispielsweise in dem Fall, daß die Maschine vollständig angehalten wird oder die Tex­ tilfasern 20 abgelaufen sind, oder aber sie können einzeln betä­ tigt werden, wenn man beispielsweise den Farbfluß einer bestimmten Farbe momentan unterbrechen will.

Die Scheiben 16 sind vorzugsweise aus einem dünnen Plastikmaterial gefertigt, das es auf einfache Weise ermöglicht, Öffnungen 18a und 18b für den Durchtritt der Farbe auszuschneiden. Die Scheibe 16 muß zugleich leicht und starr sein. Vorzugsweise kann ein Umfangs­ ring 16b vorgesehen sein, der die durch die Öffnungen 18a und 18b geschwächte Scheibenstruktur 16 verstärkt.

Die Öffnungen 18a und 18b setzen sich nicht bis zum Zentrum der Scheibe 16 fort, um die Montage eines Befestigungselements 16c um die Drehachse 16a zu ermöglichen und so ein Taumeln der Scheibe in der Horizontalebene zu verhindern.

Die Drehachse 16a der Scheibe 16 ist in bezug auf die Achse der Düse 14 so versetzt, daß der Farbstrahl 17 durch die Gesamtheit der Öffnungen 18a und 18b der Scheibe 16 durchtritt.

Die Erfindung ist in Fig. 5 anhand einer gefärbten Faser erläu­ tert. Bei diesem Beispiel weist die Färbemaschine drei Farbauf­ tragsstationen A, B und C auf, die jeweils eine andere Farbe A, B oder C versprühen.

Jede Farbauftragsstation weist eine Scheibe oder Blende 16 auf, von denen eine einen Ausschnitt mit einem Zentriwinkel von 30° (Farbe A), eine zwei kreissektorförmige Öffnungen mit einem Zen­ triwinkel von jeweils 10° (Farbe B) aufweist, und eine eine Öff­ nung mit einem Zentriwinkel von 5° (Farbe C).

Die Drehung dieser Scheiben 16 wird so synchronisiert, daß die ringförmigen Farbaufträge T_A, T_B und T_C, die auf der Faser 20 auf­ gebracht werden, voneinander abgesetzt sind.

Die Länge eines Zyklus L_C auf der Faser, d. h. die Länge des Motivs, bis es sich wiederholt, ist eine Funktion der Rotationsgeschwin­ digkeit V₀ der Scheiben 16 und der Vorschubgeschwindigkeit V_f der Fasern 20, gemäß der folgenden Gleichung:

Wenn die Faser beispielsweise mit einer Vorschubgeschwindigkeit V_f von 300 m/min bewegt wird und jede Scheibe eine Umdrehungsge­ schwindigkeit V₀ von 100 U/min aufweist, beträgt die Länge eines Zyklus L_C auf der Faser 20 3 Meter.

Die Geschwindigkeit der Fasern 20 wird im allgemeinen durch Pro­ duktionskapazität der Färbemaschine vorgegeben und durch die Ab­ messungen der Faser 20. Für eine bestimmte Faser kann man daher die Länge L_C des Motivs variieren, indem man die Drehgeschwindig­ keit der Scheiben 16 verändert.

Die Länge L_T der Farbaufträge T_A, T_B und T_C hängt vom Winkel α der Öffnungen in der jeweiligen Scheibe 16 und der Geschwindigkeit der Scheiben 16 relativ zu derjenigen der Fasern 20 ab, nach der fol­ gende Beziehung:

Dabei wird der Winkel α in Grad gemessen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel beträgt die Länge des Farbauftrags T_A der Farbe A daher 0,25 m, die Länge des Farbauf­ trags T_B der Farbe B beträgt 0,08 m und die Länge des Farbauftrags T_C der Farbe C beträgt 0,04 m.

Wenn die Länge L_C des Zyklus festgelegt ist, läßt sich die Länge der Farbaufträge T_A, T_B und T_C verändern, indem der Winkel α der in den Scheiben 16 ausgeschnittenen kreissektorförmigen Öffnungen verändert wird.

Man kann daher dank der Blenden 16 die Farbmotive auf den Textil­ fasern leicht verändern und insbesondere lange Farbaufträge reali­ sieren, ohne den Farbausstoß verändern zu müssen.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind zahlreiche Modifikationen denkbar.

So können beispielsweise die Farbspritzmittel Zentrifugen sein, die sich um eine zur Vorschubrichtung der Fasern 20 parallele Ach­ se drehen. Jede Zentrifuge kann an ihrem Umfang Öffnungen für den Farbaustritt aufweisen. Die Abmessung und Verteilung dieser Öff­ nungen kann dazu verwendet werden, den Farbausstoß zu regulieren, ohne daß damit - wie bei den bisher bekannten Maschinen - auf die Motive Einfluß genommen würde. Als Beispiel können die Öffnungen am Umfang der Zentrifuge einen Durchmesser von 0,5 mm aufweisen und die Zentrifuge wird mit einer Drehgeschwindigkeit von 15 000 U/min angetrieben.

Die Blende 16 kann ebenfalls anders ausgestaltet sein. Beispiels­ weise müssen die Öffnungen nicht ausschneidbar sein, sondern es ist denkbar, veränderliche Öffnungen vorzusehen, beispielsweise indem zwei oder mehrere Scheiben relativ verdrehbar zueinander auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und jede Öffnungen auf­ weist, die miteinander mehr oder weniger zur Deckung gebracht wer­ den können.

Claims (7)

1. Färbemaschine für textile Fasern (20), mit zumindest einer Farbauftragsstation (15A, 15B, 15C), an der eine Mehrzahl von textilen Fasern (20) kontinuierlich vorbeizieht, wobei die Farbauftragsstation (15A, 15B, 15C) ein Farbspritzmittel (14) aufweist, das dazu eingerichtet ist, einen Farbstrahl (17) rechtwinklig zur Vorschubrichtung der Fasern (20) in einem Bereich des Verfahrensweges dieser Fasern auszustoßen, da­ durch gekennzeichnet, daß die Farbauftragsstation (15A, 15B, 15C) Mittel aufweist, die eine Schutzhülle (21) bilden, in der sich die textilen Fasern (20) erstrecken, wobei dieses eine Schutzhülle (21) bildende Mittel einen Öffnungsbereich (21a) aufweist, der im Bereich der Farbspritzmittel (14) an­ geordnet ist und im Bereich dessen die Textilfasern (20) den Farbspritzmitteln (14) gegenüberstehen, und daß die Farbauf­ tragsstation (15A, 15B, 15C) eine Blende (16) aufweist, die zwischen den textilen Fasern (20) und dem Farbspritzmittel (14) angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, den auf die Tex­ tilfasern (20) gespritzten Farbstrahl (17) entweder zu unter­ brechen oder passieren zu lassen, wobei die Blende eine dre­ hende Scheibe (16) aufweist, die zumindest eine Öffnung (18a, 18b) hat, die sich im wesentlichen in Richtung eines Radius der Scheibe (16) erstreckt, und wobei sich die Mündungen der Farbspritzmittel (14) im wesentlichen in Richtung eines Radi­ us der Scheibe (16) erstrecken.

2. Färbemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die drehende Scheibe (16) um eine Achse (16a) dreht, die sich im wesentlichen parallel zur Strahlrichtung (17) der ausgespritzten Farbe erstreckt.

3. Färbemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (18a, 18b) aus einem ausgeschnittenen Kreis­ sektor der Scheibe (16) besteht.

4. Färbemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Synchronisationsmittel (11, 12) zum Synchronisieren der Scheiben (16) einer jeden Farbauftragsstation (15A, 15B, 15C) untereinander aufweist.

5. Färbemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, die Farbauftragsmittel (14) aus einer festste­ henden Flachdüse bestehen.

6. Färbemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Farbspritzmittel (14) aus einer an ih­ rem Umfang Löcher aufweisenden Zentrifuge bestehen.

7. Färbemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Farbauftragsstation (15A, 15B, 15C) darüber hinaus einen Schieber (22) aufweist, der zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition verschoben werden kann, wobei er in letzterer den Öffnungsbereich (21a) der Schutzhülle (21) abdeckt.