DE2508475C3

DE2508475C3 - Verfahren zum Färben von textlien Wickelkörpern

Info

Publication number: DE2508475C3
Application number: DE2508475A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Von Der Dipl.- Chem. Dr. 6000 Frankfurt Eltz; Albert 6230 Schwalbach Reuther
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1975-02-27
Filing date: 1975-02-27
Publication date: 1979-09-06
Also published as: ES445413A1; DE2508475A1; CH610476GA3; DD123619A5; GB1535569A; SE7602636L; AT360471B; CS192556B2; FR2302376A1; CH610476B; AU1144176A; DE2508475B2; ZA761114B; JPS5953390B2; CA1087806A; BE839028A; FR2302376B1; DK82376A; ATA141276A; IT1055904B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Färben von natürliche oder synthetische Fasern enthaltenden textlien Wickelkörpern mit für den jeweiligen Fasertyp geeigneten Farbstoffen nach der Ausziehmethode bei Temperaturen über 100⁰C, bei welchem die Wickelkörper in einem Färbebehälter vor dem Färben durch Behandeln mit etwa Färbetemperatur aufweisendem Heißdampf erhitzt und entlüftet und unmittelbar im Anschluß daran mit der in einem Ansatzbehälter separat auf etwa Färbetemperatur erhitzten und unter Überdruck gegenüber dem Heißdampf gesetzten Färbeflotte in Kontakt gebracht werden, wobei die Färbeflotte aus dem Ansatzbehälter in den Färbebehälter gegen den Druck der luftfreien Heißdampfatmosphäre bei gleichzeitigem Einleiten von innen und außen in die Wickelkörper übergeführt wird, worauf die Färbcbehandlung durch Zirkulation der Färbeflotte zu Ende gebracht wird. Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DEOS 23 3! 669 bekannt. Dieses Tärbcprinzip, welches in der Literatur unter dem Begriff »Rapidcolor-Technik« beschrieben ist, wird bereits in verschiedenen Färbereien mit gutem Erfolg und deutlicher Zeitersparnis gegenüber den konventionellen Methoden einge- wi setzt.

Das zuvor erläuterte Schnellfärbeverfahren ist jedoch an bestimmte maschinentechnische Voraussetzungen wie Pumpenleistung und Größe der Färbebehälter gebunden. Um auch in extrem ungünstigen hellen · < Farbtönen optimale Gleichmäßigkeit einer Färbung zu erreichen, sind Pumpen mit einer Förderleistung von mindestens 60 l/kg ■ min erforderlich. Wegen des daraus resultierenden relativ hohen hydraulischen Druckes ist aber eine besondere Füllweise des Färbekessels, nämlich zu gleicher Zeit von innen durch die Wickelkörper, wie auch von außen nach innen geboten, um eine nachteilige Deformation des beispielsweise texturierten Fasermateriales zu vermeiden. Die Zirkulationspumpe wird schon während des Füllvorganges in Tätigkeit gesetzt und das Färbebad wird während des Färbeprozesses abwechselnd von innen nach außen und von außen nach innen durch den Materialwickel gepumpt Während dieser Operation ist der Färbekessel voll mit der Färbeflotte geflutet. Die in diesem Falle erforderliche Pumpenleistung limitiert somit die Größe eines Färbeapparates, da nach der Zeitschrift CHEMIEFASERN 24 (1974), S. 747 aus Dimensionsgründen dem Pumpenbau Schranken gesetzt sind.

Aufgrund der Tatsache, daß beim Arbeite., mit der Schnellfärbe-Anlage bekannter Art die gesamte Färbeflotte auf einmal in das eigentliche Behandlungsgefäß eingeschossen wird, benötigt man also ein Druckansatzgefäß von mindestens der gleichen Größe wie der Färbeautoklav selbst. Hierdurch wird gegenüber einer konventionellen Färbeanlage ein apparatetechnischer Mehraufwand unvermeidlich, der sich durch Zusammenkoppeln von mehreren Färbekesseln an entsprechend größere Ansatzbehälter wohl etwas verringern läßt.

Außer der Forderung an eine besondere Maschinenausstattung werden beim eingangs erwähnten Schnellfärbe-Verfahren infolge der hier vorherrschenden Druck- und Temperaturverhältnisse auch an die für diese Arbeitsweise geeigneten Farbstoffe im Hinblick auf Gleichmäßigkeit der Färbung und Beständigkeit des Farbstoffindividuums und seiner Formierungsart hohe Anforderungen gestellt, wodurch die Zahl solcher brauchbaren Farbstoffe begrenzt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr darin, die zuvor geschilderten Einschränkungen bezüglich der praktischen Durchführbarkeit der in Rede stehenden bekannten Färbemethode auszuräumen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Rahmen des oben beschriebenen Färbeverfahrens für textile Wickelkörper während der gesamten Färbeoperation unter Teilflutung des Färbebehälters gearbeitet wird, und daß die Zirkulation der Färbeflotte durch die Wickelkörper während der Färbebehandlung ausschließlich von innen nach außen erfolgt. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß es im Verlauf der eiger.:lichen Färbeoperation aufgrund des geringeren Flottenvolumens zu einer höheren Badumwälzung als bei vollgefluteten Färbekesseln kommt. Im allgemeinen wird bis etwa zur Hälfte des Gesamtflottenvolumens in den Färbebehälter eingeleitet.

Durch die vorstehend genannten Maßnahmen wird das Schnellfärbe-Verfahren an Färbeanlagen mit einer konventionellen apparativen Ausstattung angepaßt und es kann sowohl mit kleineren Druckansatzbehältern für die Flotte als auch mit Zirkulationspumpen von üblicher Pumpenleistung gearbeitet werden.

Unter Berücksichtigung der niedrigeren Füllhöhe des Färbekessels ergibt sich beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Flottenverhältnis von I :4 bis maximal 1:10 (gegenüber Apparaten mit normalem Flottenverhältnis von 1 : 12 bis 1 : 18). Durch die entsprechend geringere Flottenmenge gelingt es auch, mit einer Pumpenleislung von 20 bis 50 l/kg · min auszukommen

und Flottenumwälzraten pro Minute von 6 bis 10 zu erzielen.

Wie nun jedem Praktiker verständlich ist, kann bei einem nur teilgefüllten Färbebehälter das Färbebad nur von innen nach außen durch den Materialwickel s zirkulieren. Trotz der einseitigen Strömungsrichtung während des eigentlichen Färbevorganges ist aber erfindungsgemäß wegen der niedrigeren Pumpenleistung eine Deformation des Textilmaterial nicht zu befürchten, auch nicht an den Stellen, wo die Wickel von ι ο außen keinen Gegendruck der Färbeflotte erfahren. Es war nun in dieser Hinsicht überraschend und keinesfalls zu erwarten, daß es nach dem beanspruchten Verfahren gelingt, auch beim Einbringen eines auf HT-Temperatur (HO—145°C) vorgeheizten Färbebades nur von innen nach außen durch den Wickel gleichmäßige Färbungen zu erzielen. Dieses Ergebnis ist insbesondere dadurch realisierbar, indem vorzugsweise beim Einleiten der Färbeflotte in den Färbebehälter den Wickelkörpern von innen nur soviei Färbeflotte zugeführt wird, daß die die Wickelkörper tragenden Innenrohre gefüllt sind, während die übrige Färbeflotte von außen den Wickelkörpern zugeführt wird.

Überraschenderweise verlängert sich durch diese Maßnahme die für den. Füllvorgang erforderliche Zeitdauer nur unwesentlich.

Nach der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, auch beim Einsatz von Pumpen mit im Vergleich zu den üblichen Schnellfärbeverfahren niedrigerer Pumpenleistung gleichmäßige und egale Färbungen zu erzeugen. ω

Den Bedürfnissen der Praxis kommt man insofern entgegen, als aufgrund der venuinderttw Förderleistung der Zirkulationspumpen keine Cberdurchschnittlichen Kosten für entsprechend großdimensio ierte Rohrleitungen und Ventile entstehen und somit auch ein J5 günstigerer Energieaufwand gegeben ist. Aus dieser Tatsache heraus werden wiederum der Apparategröße nicht mehr so enge Grenzen gesetzt, so daß jetzt auch Großfärbeanlagen vom erfindungsgemäß benutzten Typ herstellbar sind.

Das beschriebene Verfahren wird normalerweise in wäßrigem Medium vorgenommen; es kann jedoch auch ohne weiteres für das Färben aus organischen Lösemitteln Anwendung finden, wenn der für das betreffende Lösemittel typische Siedepunkt sowie ■»"· Dampfdruck berücksichtigt wird.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die Erhöhung der Badumwälzungsrate erreicht werden. Dies hat man entsprechend dem Stand der Technik bisher durch eine hohe Pumpenleistung erzielt. Beim '> <> Gegenstand der vorliegenden Erfindung dagegen wird das Flottenverhältnis verkürzt und damit die Umwälzungsrate erhöht.

Nun wird aber in der nicht vorveröffentlichten DE-OS 23 59 974 bereits ein Verfahren erläutert, das auf einer Teilfüllung des Färbeapparates basiert. Dieses Verfahren beruht indessen auf einer modifizierten Ausziehfärbetechnik unter normalen Bedingungen, d. h. Flotte und Textilmaterial stehen in ständigem Kontakt miteinander und werden zusammen auf Färbetempefa- ■ ■ tür erhitzt. Dabei treten keine Probleme auf, welche von dem teilgefluteten Apparat herrühren, da die Flotte aus dem Ansatzgefäß einfach angesaugt und dem Inneren der Materialträger unter Pumpendruck zugeführt wird. Nach dem Passieren des Färbegutes sammelt die Flotte ■ < sich in einem Sumpf und wird zu neuem Kreislauf wieder angesaugt.

Zum Unterschied von diskutierten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung ein andersartiges Prinzip zugrunde, dann, daß das sogenannte Einschießverfahren zwingend mit einer Teilfüllung des Färbeapparates kombiniert ist. Bei der Einschieß-Technik besteht die Forderung, daß die Flotte gleichzeitig von innen und von außen her in den Wickelkörper eindringen kann. Dies geschieht im Moment des Einschießens der heißen Flofte dadurch, daß die W^re einmal von innen durch den Materialträger, das andere Mal durch im Färbegefäß hochschießende Flotte von außen durchdrungen wird. Es war aber nicht vorauszusehen, ob diese Forderung bei einer Teilfüllung des Apparates zu verwirklichen sei. Unter den Voraussetzungen der Teilfüllung ist nämlich nur eine einseitige Flottenzirkulation von innen nach außen möglich. Das Einbringen der Flotte in den Wickelkörper von beiden Seiten her würde aber in den Augen eines Fachmannes einen Widerspruch zu diesem Prinzip darstellen.

Nach der vorliegenden Erfindung ist es aber gelungen, diese im neuen Verfahren auftauchende Schwierigkeit zu überwinden. Beim Einschießen der heißen Flotte in das Färbegefäß wird diese so stark verwirbelt, daß zunächst der ganze zur Verfügung stehende Raum von ihr gefüllt wird. Durch die Kondensation des (von der Entlüftungs- und Aufheizphase her) im FärbegefäP» vorhandenen Dampfes wird das Eindringen der Flotte von außen in den Wickelkörper ermöglicht. Gleichzeitig wird die Flotte auch von innen »auf dem normalen Weg« in die Materialpackung eingedrückt. Erst nach erfolgtem Druckausgleich (d. h. wenn die Atmosphäre aus verwirbelter Flotte und kondensierendem Dampf zusammenbricht) sinkt die Färbeflüssigkeit zum Boden des Färbegefäßes zurück, um die normale nur von innen nach außen verlaufende Zirkulation aufzunehmen. Es kommt auch innerhalb des Färbegutes zum Druckausgleich. Dieses wird in der Einleitungsphase sehr rasch gleichmäßig, da es von beiden Seiten her von der Flotte durchdringen wird und Deformationen werden mit Sicherheit vermieden.

Beispiel 1

Wickelkörper aus linearen, texturierten Polyesterfäden werden in einen Färbebehälter, geeignet für Hochtemperaturfärbungen, eingebracht; dieser Behälter wird daraufhin durch Sattdampf von 2.25 kp/cm² entlüftet und mit der Ware vorgewärmt. Gleichzeitig wird in einem Druckansatzbehälter die gesamte für die Färbung notwendige Flottenmenge vorbereitet, welche das; öfache des Warengewichts beträgt und einen Dispersionsfarbstoff, pH-regulierende Substanzen sowie Dispergiermittel enthält. Über dem Flottenniveau wird ein Preßluftdruck von 6 kp/cm² eingestellt.

Der unter Druck stehende Flottenansatz wird jetzt auf 135°C erhitzt. Durch Öffnen eines Sperrventils in einer Verteilerleitung läßt man die erhitzte Flotte in den Färbebehälter innerhalb von 7—10 Sekunden eintreten, wobei das Druckgefäß annähernd zu 50% seines Volumens gefüllt wird. Dabei soll ein Einströmen der Farbstoffzubereitung in den Wickelkörper sowohl von innen als auch von außen erfolgen. Es stellt sieh dann nach dem Beginn der Flottenzirkulation eine Mischtemperatur um 125°C ein. Bei einseitiger Flottenzirkulation Richtung Innen-Außen wird nunmehr die im Färbekessel befindliche Flottenmenge auf 135° C erwärmt und die Ware wird 30 Minuten bei dieser Temperatur gefärbt. Abschließend wird das gefärbte Material auf übliche Weise reduktiv nachbehandelt und getrocknet. Man erhält eine gleichmäßige Färbung.

Beispiel 2

Wickelkörper aus Kräuselpolyamid werden in einen Färbebehälter eingebracht, der für Hochtemperaturfärbungen geeignet ist.

Dieser Behälter wird daraufhin durch Sattdampf von 1,5 kp/cm² entiüftet und so die Ware vorgewärmt.

Gleichzeitig wird in einem druckdichten Ansatzbehälter die für die Färbung notwendige wäßrige Flottenmenge im Verhältnis 1 :6 zum Warengewicht vorbereitet, die einen anionischen Farbstoff, Säure sowie eine Egalisiermittel-Kombination enthält. Über dem Flottenniveau im Ansatzbehälter wird ein Freßiuftdruck von 6 kp/cm² eingestellt

Der unter Druck stehende Flottenansatz wird nun auf

115° C erhitzt. Wie in Beispiel 1 wird die Flotte sodann aus dem Ansatzbehälter in den Färbebehälter gedrückt, wobei sich zu Beginn der Flottenzirkulation eine Mischtemperatur von UO⁰C einstellt Man erhöht nunmehr die Badtemperatur wieder auf 115°C und die Ware wird 20 Minuten bei dieser Temperatur gefärbt

ίο Abschließend wird das gefärbte Material auf übliche Weise mit Wasser heiß und kalt gespült sowie getrocknet

Man erhält eine gleichmäßige Färbung.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben von natürliche ader synthetische Fasern enthaltenden textlien Wickelkörpern mit für den jeweiligen Fasertyp geeigneten Farbstoffen nach der Ausziehmethode bei Temperaturen über 100⁰C, bei welchem die Wickelkörper in einem Färbebehälter vor dem Färben durch Behandeln mit etwa Färbetemperatur aufweisendem Heißdampf erhitzt und entlüftet und unmittelbar im Anschluß daran mit der in einem Ansatzbehälter separat auf etwa Färbetemperatur erhitzten und unter Überdruck gegenüber dem Heißdampf gesetzten Färbeflotte in Kontakt gebracht werden, wobei die Färbeflotte aus dem Ansatzbehälter in den Färbebehälter gegen den Druck der luftfreien Heißdampfatmosphäre bei gleichzeitigem Einleiten von innen und außen in die Wickelkörper übergeführt wird, worauf die Färbebehandiung durch Zirkulation der Färbeflotte zu Ende gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der gesamten Färbeoperation unter Teilflutung des Färbebehälters gearbeitet wird, und daß die Zirkulation der Färbeflotte durch die Wickelkörper während der Färbebehandlung ausschließlich von innen nach außen erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einleiten der Färbeflotte in den Färbebehäller den Wickelkörpern von innen nur soviel Färbeflotte zugeführt wird, daß die die Wickelkörper tragenden Innenrohre gefüllt sind, während die übrige Färbeflotte von außen den Wxkelkörpern zugeführt wird.