DE2437708C3 - Vorrichtung zum Färben oder Bedrucken von Warenbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Färben oder Bedrucken Von Warenbahnen mittels eines sublimierbaren Farbstoffes mit einer vor der Warenbahn angeordneten Druckschablone, einer Zuführeinrichtung für den Farbstoff Und mit Heizeinrichlungen,

Aus der GB-PS 3 49 683 ist es bereits bekannt, Farbstoffe durch Anwendung von Wärme in den gasförmigen Zustand überzuführen, vorzugsweise durch Zuleiten eines heißen Gases oder von Dampf, und die gasförmigen Farbstoffe mittels einer Sprüheinrichtung über Schablonen auf ein Textilmaterial aufzubringen. Die Anwendung ist jedoch auf Flachschablonen beschränkt, und auch hier können nur grobe Muster hergestellt werden, da bei anderen Mustern der Druckausfall zu ungleichmäßig wird. Nachteilig ist auch, daß die Eindringtiefe der Farbstoffe in dem Textilmaterial verschieden groß ist, insbesondere wenn großflächige Warenbahnen gefärbt werden sollen. Bei anderen Druckverfahren, bei denen Schablonen verwendet wi.rden, wurde ein flüssiger Farbstoff mittels Rakeleinrichtungen durch die perforierten Wandungsbereiche der Schablone gepreßt und so entsprechend dem Muster auf die darunter befindliche Warenbahn aufgetragen. Dies erlaubt zwar ein großflächiges Färben, bei dem letzteren Druckverfahren konnte jedoch bisher kein subümierter Farbstoff verwendet werden.

Es besteht daher die Aufgabe, die Vorteile des Sublimationsfärbens bei großflächigen Warenbahnen nutzbar zu machen, ohne auf scharfe Konturen und feingliedrige Musterungen verzichten zu müssen.

Als Lösung dieser Aufgabe wird erfindur.gsgemäß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, daß für den sublimierten Farbstoff auf der der Warenbahn abgewandten Seite der Druckschablone ein als Spaltrakel wirkender Hohlkörper vorgesehen ist, der einen gegen die Warenbahn gerichteten Austrutsspalt aufweist, daß Heizeinrichtungen im Inneren des Hohlkörpers über dem Austrittsspalt über dessen ganzer Länge angeordnet sind und daß der Hohlkörper mit Einrichtungen zur Aufrechterhaltung einer Temperatur seiner Innenwände, die mindestens der Sublimationstemperalur des verwendeten Farbstoffes entspricht, versehen ist.

Durch die Ausgestaltung der Führungsorgane für den sublimierten Farbstoff als Hohlkörper, der über die gesamte Warenbahnbreite reicht und dessen Austrittsspalt als Rakel mit einer Musterungsschablone zusammenarbeitet, wird eine bisher nicht mögliche Konturen-

■•5 schärfe erreicht; durch die Heizeinrichtungen im Inneren und an den Wandungen wird ein Niederschlagen des Farbstoffes und ein Verschmutzen der Anlage vermieden.

Der Gegenstand der Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen in mehreren Ausführungsformen beispielsweise beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durrh eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 ist eine Längsansicht einer Druckmaschine, die Fi g. 3 und 4 zeigen im Längs- und Querschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die F i g. 5 und 6 sowie 7 und 8 stellen jeweils andere Ausführungsformen dar, F i g. 9 zeigt den Querschnitt einer Schablonendruckstation welche nach dem Prinzip der Frfindung arbeitet, die Fig. 10 veranschaulicht wiederum ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 befindet sich innerhalb einer Sieb* druckschablone 1 ein Hohlkörper 2, der gleichzeitig eine Rakel darstellt. Dieser Hohlkörper Weist eine spaltförmige Öffnung 3 gegen die Warenbahn 4 auf. Befindet sich im Inneren der Rakel ein gasförmiger Farbstoff, so kann dieser über die Öffnung 3 in die Warenbahn 4 eindringen. Die Warenbahn kann z. B. hochflorig sein Und z. B. für Teppiche Verwendung finden; es lassen sich

aber auch andere Warenbahnen, z. B. aus Papier oder Kunststoff, verwenden. Die Schablone 1 ist an ihren beiden Enden 5, 6 mit Schablonenköpfen 7, 8 ausgerüstet, welche mit ihren Außenverzahnungen in Zahnrädern 10 eingreifen Die Rakeleinrichtung 2 wird an ihren beiden Enden durch Halter 11,12 in ihrer Lage justierbar festgehalten, d. h. durch die beiden Halter U₁ 12 kann die Rakeleinrichtung stets in die richtige Lage zur Schablonenvandung gebracht werden. Die Halter 11, 12 sind auf den Getriebekasten 13, 14 befestigt, die sich über breitflanschige I-Profile 15 am Fundament abstützen.

Das rechtsseitige Ende der Rakeleinrichtung ist an einen Ventilator 16 angeschlossen, welcher ein Trägergas, z. B. Stickstoff oder Luft, ansaugt und unter geringfügigem Überdruck gegenüber der Außenatmosphäre in das Innere der Rakeleinrichtung fließt. An der Leitung 17 erfolgt die Zugabe von pulverförmigem sublimierbarem Farbstoff, welcher aus dem Vorratsgefäß 18 mittels der Dosierschnecke 19 zugesetzt wird.

!m inneren der Rakeleinrichtung 2 befindet sich ein Gemisch von zwei heißen Gasen und es is: daher erforderlich, die Rakeleinrichtung nach außen zu isolieren, so daß sich der Farbstoff nicht an kalten Teilen der Rakeieinrichtung niederschlagen kann. Es kann auch günstig sein, den Mantel der Rakeleinrichtung zu erwärmen. Es ist dabei möglich, das im Inneren der Rakeleinrichtung angeordnete Heizelement durch außen anliegende Heizelemente zu unterstützen. Aus F i g. 2 kann man ersehen, daß die Warenbahn an der Stelle 21 der Druckmaschine zugeführt und an der Stelle 22 von der Druckmaschine wieder abgehoben wird.

In F i g. 3 und 4 ist eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Rakeleinrichtung dargestellt. Insbesondere bei breiten Farbstoffaustrittsbereichen 23 können die Gasströmungen im Inneren der Rakeleinrichtung so hohe Geschwindigkeiten annehmen, daß der statische Druck im Inneren der Rakeleinrichtung gegen ihr Ende 24 hin ansteigt. Aus diesem Grunde wird der Strömungsque. schnitt über die Länge 25 des Austrittsspaltes 23 gleichmäßig verringert. Im Inneren der Rakeleinrichtung 2 befinden sich Heizschlangen 26, welche für eine kontinuierliche Zufuhr von Wärme in den Trägerstrom sorgen und gleichzeitig die Rakelwandung 27 erwärmen. Im Austrittsspalt 23 befinden sich Gleichrichteriamellen 28, die bewi/ken, daß der Gasstrom senkrecht in die Warenbahn 4 eintritt; hierdurch ergibt sich ein besonders guter Konturenstand. Der besondere Vorteil dieser mit einem Trägergasstrom arbeitenden Rakeleinrichtung liegt darin, daß auch die Schablonenwandung sehr rasch auf die erforderlichen Temperaturen aufgeheizt werden kann, so daß es dort nicht zu unerwünschten Sublimationserscheinungen des gasförmigen Farbstoffes kommen kann. Es ist vorteilhaft, wenn mit relativ dünnwandigen Schablonen gearbeitet wird, zumindest aber mit Srhabi-menwandungen, die nut ein geringes Wärmespeichervermögen haben, damit die erforderliche Aufheizung der Schablonenwandung rasch erfolgt. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Schablonenwandung knapp vor Erreichen des spaltförmigen Austrittsbereiches durch eine außerhalb der Rakeleinrichlung gelegene Heizeinrichtung Vorzuwärmen; dies kann sowohl eine Heißluft- oder Heißgaseinrichtung wie auch eine reine Strahlungswärmequelle sein.

Gemäß den Fig.5 Und 6 ist wiederum eine Rakeleinrichtung 2 vorges>i!,ien, die durch einen äußeren Isolierrnantel 29 gegen Wärmeverlüste geschützt ist. Im Inneren der Rakeleinrichtung 2 befindet sich eine Farbstoffrinne 30, in welcher eine Förderschnecke 31 für die Einbringung und die gleichmäßige Verteilung des pulverförmigen sublimierbaren Farbstoffes 32 sorgt Ein stabförmiger Elektroheizkörper 33 gibt Strahlungswärme an die Wandung der Rakeleinrichtung ab, die zu diesem Zweck mit einem gut reflektierenden Material, z. B. Aluminium, überzogen ist. Von hier wird die Wärmestrahlung auf die Pulveroberfläche 35 in der

ίο Rinne 30 reflektiert Es ist äußerst zweckmäßig, den inneren Querschnitt der Rakeleinrichtung elliptisch auszubilden und den Heizstab 33 in den einen Brennpunkt der Ellipse zu legen sowie die Oberfläche 35 der Rinne 30 etwa durch den anderen Brennpunkt der Ellipse laufen zu lassen.

Der Farbstoff in der Rinne 30 wird jeweils an der Oberfläche 35 sublimiert und befindet sich dann im gasförmigen Zustand im Inneren der Rakeleinrichtung. Auch ohne Trägergas entsteht dadurch ein geringfügiger Gasüberdruck im Inneren der Rp¹ ileinrichtung 3 und das Gas entweicht über den sⁿaitfc^r*m^liTsn Ssrsich 23 durch die Wandung der Schablone 1 in die Warenbahn 4. Damit der spahförmige Austritisbereich 23 ebenso wie die elliptische Wandung 34 ausreichend erwärmt bleibt, sind bandförmige Heizkörper 33a auf beiden Seiten des Spaltes vorgesehen. Vor der Rakeleinrichtung befindet sich ein weiterer Elektroheizkörper 36a, der Strahlungswärme an die Schablone 1 abgibt, und zwar teilweise durch direiur Einstrahlung und teilweise durch Reflexion am Reflektor 36. Grundsätzlich kann auch hier in das Innere der Rakeleinrichtung 2 Trägergas über ein Gaszuführungsrohr 37 zugeführt werden. Dieses wird zweckmäßigerweise bereits im heißen Zustand eingeleitet; dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Im Zuleitungsrohr 37 befinden sich Düsen 38, aus denen das Gas austritt. In das Rohr 37 wird das Trägergas mittels eines nicht dargestellten Gebläses durch den Stutzen 39 zugeführt. Das sublimierbare Farbstoffpulver wird aus einem Behälter 40 mittels der Förderschnecke 31 in die Rake'sinrichtung 2 eingebracht. Das im rohrförmigen Ansatzstutzen 41 befindliche Farbstoffpulver verhindert hinreichend den Austritt von Farbstoffgas bzw. Trägergas aus der Rdkeleinrichtung 2 über den Vorratsbehälter 40. Die Rinne 30 kann in ihrer Wandung zusätzliche Heizelemente aufweisen, welche den zugeführten Farbstoff bereits auf eine Temperatur knapp unterhalb der Sublimationstemperatur bringen. Die Temperatur des Farbstoffpulvers im Inneren der Rinne 30 kann vorzugsweise durch Thermostate geregelt werden. Der Antrieb der Schnecke 41 erfolgt über einen Wellenstummei durch einen nicht dargestellten Antriebsmootor.
Auch bei der Ausführungsform gemäß den F ι g. 7 und 8 wird das sublimiprbare Farbstoffpulver über eine Förderschnecke 31 in einer Rinne 30 weiterbewegt Die Rakeleinrichtung 2 hat zum Zwecke der Vermeidung von Wärmeverlusien einen Isoliermantel 29 an ihrer Außenseite. Unterl· alb der Rinne 30 befinden sich Elektroheizstlbe 33, die den Inhalt der Rinne 30 und gleichzeitig auch die Innenseite 34 der Rakeieinrichtung 2 durch Konvektion erwärmen.

Der sublimierbare Farbstoff kann grundsätzlich auch als Lösung zugeführt werden, wobei jedoch darauf zu

6J achten ist, daß die SieüeSemperatur des lösenden Mittels mit der Sublimationstemperatur des Farbstoffpulvers übereinstimmt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.7 und 8 ist ein sehr breiter Austrittsbereich 23

vorgesehen. Dies ist erforderlich, wenn mit hoher Geschwindigkeit des Warenbahnantriebes gedruckt werden soll, oder wenn sehr intensive Färbungen der Warenbahn erzielt werden müssen. Es ist selbstverständlich möglich, auch hier mit einem Trägergas oder Trägerdampf zu arbeiten.

Bei allen dargestellten Ausführungsformen kann die Einleitung von Wasserdampf anstelle von Luft insofern vorteilhaft sein, als die Warenbahn durch die Einwirkung von Wasserdampf neben der Färbung einer Dämpfung unterworfen wird. Die Vorheizung der Schablone kann außer durch elektrische Strahler auch durch Anblasen mit heißer Luft oder heißem Dampf erfolgen. Die Beheizung des Farbstoffpulvers kann auch dadurch erfolgen, daß man die Farbstoffrinne 30 zwischen zwei Elektroden setzt, die an ein hochfrequentes elektrodynamisches Wechselfeld angelegt werden, welches das Farbstoffpulver erwärmt und zur Sublimation bringt. Eine weitere Möglichkeit der Sublimation des Farbstoffpulvers ist die Beheizung mit überhitztem Wasserdampf. Dieser strömt mit der Sublimationstemperatur aus Heizrohren aus, die anstelle der Heizkörper 33 vorgesehen und deren Düsen gegen die Wandung der Rinne 30 gerichtet sind. Die Überhitzungstemperatur des Wasserdampfes entspricht mindestens der Sublimationstemperatur. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß eine eigene Beheizungsquelle entfällt und der sublimierte Farbstoff gemeinsam mit dem Wasserdampf die Warenbahn durchsetzt.

In Fig.9 ist die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung über einer Flachschablone 42 dargestellt. Unterhalb der Flachschablone befindet sich die Warenbahn 4, welche auf der Druckdecke 43 nach Abheben der Flachschablone 42 in Richtung des Pfeiles 44 bewegt wird. Die Rakeleinrichtung 2 führt eine hin- und hergehende Bewegung in Richtung des Pfeiles 45 aus, wenn die Schablone 42 in Kontakt mit der Warenbahn 4 steht.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 sind drei Kammern 51, 52 und 53 vorgesehen. Die mittlere Kammer 52 enthält den sublimierten Farbstoff, der über den Austrittsbereich 23 in die Warenbahn 4 eintreten kann. In der Kammer 51 ist ein Vorheizmedium enthalten, das aus dem Austrittsbereich 56 austritt und nicht nur dazu dient, die Schablonenwandung zu erhitzen, sondern auch dazu, die Warenbahn auf eine geeignete Temperatur zu bringen. Die so erwärmte Schablonenwandung und die ebenfalls erwärmte Warenbahn gelangen durch ihre Weiterbewegung in Richtung 55 unter den Austrittsbereich 23, wo subhmierter Farbstoff durch die Schablonenwandung in die Warenbahn eintreten kann. Eine Abkühlung des sublimierten Farbstoffes und ein damit verbundenes Niederschlagen des Farbstoffes an der Schablonenwandung kann nicht auftreten, da sich diese auf Sublimalionstemperatur befindet. In der letzten Kammer 53 befindet sich Kaltluft, die über den Austritt 54 durch die Schablone in die Warenbahn 4 eintritt. Mit einer solchen Einrichtung ist es möglich, den Sublimationsfärbeprozeß einwandfrei ablaufen zu lassen und ihn nach dem Druck rasch zu beenden; dies führt zu einem besonders brillanten Kontürensländ.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf die dargeslelften Ausführungsformen nicht beschränkt. Es ist in ailen Fällen möglich, die gezeigten Rakeleinrichlungen auch für den Flachschablonendruck zu verwenden. Dies kann von besonderem Vorteil sein, wenn bei Farbstoffen, bei welchen der Sublimationsvorgang nur träge abläuft,

eine längere Einwirkungszeit des sublimierten Farbstoffes erforderlich ist, oder wenn aus Gründen der Konturenschärfe zwischen den einzelnen Sublimations· färbevorgängen Kühlphasen geschaltet werden müssen. Bei allen dargestellten Vorrichtungen ist es möglich, durch Abschalten der Wärmezufuhr momentan eine Stillsetzung der Sublimation zu erreichen und dadurch ein Bedrucken der Warenbahn zu verhindern. Dieser Effekt kann vorzugsweise dazu verwendet werden, bei Stillstand der Anlage eine übermäßige Verschmutzung der Warenbahn durch zu großes Farbstoffangebot zu vermeiden oder die .Schablonen über an sich bekannte Einrichtungen zusammen mit der Rakeleinrichtung von der Warenbahn abzuheben und im abgehobenen Zustand einen Farbaustritt zu unterbinden. Dies kann

z. B. zum Zweck der Addition der Mustergravuren verschiedener, hintereinander gescnaltpier Schablonen auf der Warenbahn dienen. Die Heizleistungen können durch entsprechende Versorgung mit elektrischer Energie variierbar gestaltet werden. Bei schnellerem Druck der Warenbahn kann händisch oder automatisch die Heizleistung der Heizkörper so erhöht werden, daß eine im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Warenbahn erhöhte Sublimationsleistung auftritt. Insbesondere bei einer automatischen Regelung der Wärmezufuhr in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Warenbahn ist es möglich, die gleiche Druckintensität zu erreichen. Es ist hierbei gleichgültig, ob die Heizleistung durch Erhöhung der elektrischen Heizung gesteigert wird oder so erfolgt, daß eine größere Menge eines Wärmeträgermediums (Heißluft, Heißdampf) in das Rakelinnere eingebracht wird.

Verwendbare, sublimierbare Farbstoffe sind im Handel erhältlich, wie z. B. 1 -Methylamino-antraquinon; l-Amino-4-hydroxi-antraquinon und l,4-bis(dimethylamino)-antraquinon.

Soll der sublimierbare Farbstoff als Lösung zugeführt werden, so kommen als Lösungsmittel z. B. Glykole oder Glycerin-Wasser-Gemische in Frage.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Vorrichtung zum Färben oder Bedrucken von Warenbahnen mittels eines sublimierbaren Farbstoffes mit einer vor der Warenbahn angeordneten Druckschablone, einer Zufuhreinrichtung für den Farbstoff und mit Heizeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß für den sublimierten Farbstoff auf der der Warenbahn (4) abgewandten Seite der Druckschablone (1, 42) ein als Spaltrakel wirkender Hohlkörper (2, 52) vorgesehen ist, der einen gegen die Warenbahn (4) gerichteten Austrittsspalt (3,23) aufweist, daß Heizeinrichtungen im Inneren des Hohlkörpers (2, 52) über dem Austrittsspalt über dessen ganzer Länge angeordnet sind, und daß der Hohlkörper mit Einrichtungen zur Aufrechterhaltung einer Temperatur seiner Innenwände, die mindestens der Sublimationstemperatur des verwendeten Farbstoffes entspricht, versehen ist

   ο v/vrri^dinnfr n°ch Anspruch 1 cisciurch gekennzeichnet, daß an der Außenwand des Hohlkörpers (2) eine Heizeinrichtung (51) anliegt

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) durch einen Wärmeisoliermantei (29) nach außen gegen Wärmeverluste geschützt ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) mit einer Zuführung (17) für ein Trägergas verbunden ist, und daß im Innenr.vini des Hohlkörpers (2) Heizschlangen (26) vorgesehen sind.

   5. Vorrichtung nach Anspruch (, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren aes. Hohlkörpers (2) eine Rinne (30) für den Farbstoff vorgesehen ist, der ein sich parallel zu ihr erstreckender Heizkörper (33) gegenüberliegt

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Hohlkörpers (2) im wesentlichen elliptisch ist und daß der Heizkörper (33) und die Rinne (30) jeweils etwa in den Brennpunkten der Ellipse angeordnet sind, wobei die Wandung des Hohlkörpers (2) mit einer Reflexionsschicht (34) belegt ist.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich am Austrittsspalt (23) des Hohlkörpers (2) sich in seiner Längsrichtung erstreckende Heizkörper {33a) vorgesehen sind.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung der Druckschablone gesehen vor und hinter dem Hohlkörper (52) jeweils eine an ihm anliegende Kammer (51, 53) angeordnet ist, welche jede einen gegen die Schablonenwandung (1) gerichteten spaltförmigen Austrittsbereich (54, 56) aufweist, wobei die eine Kammer (51) eine Zuführung für Heißgas bzw. Heißdampf und die andere Kammer (53) eine Zuführung für Kühlmedium aufweist.