DE3111664A1 - "verfahren zum kontinuierlichen drucken einer stoffbahn" - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Farbdrucken einer Stoffbahn, d.h. insbesondere zum Fixieren aufgedruckter Farbe, bei dem die Stoffbahn nach dem Bedrucken mit einem Farbstoff durch einen Sattdampf hoher Temperatur und hohen Drucks enthaltenden Dämpfer geführt wird. Das Behandeln mit Sattdampf dient insbesondere dazu, die Fixiergeschwindigkeit der aufgedruckten Farbe zu erhöhen.

Zum Fixieren einer auf eine Stoffbahn in einem vorgegebenen Muster aufgedruckten Farbe wurde die Stoffbahn schon kontinuierlich durch einen Hochtemperatur-Sattdampf enthaltenden Hochdruckdämpfer geführt. In herkömmlichen Hochdruckdämpfern kann Jedoch trotz beträchtlich hoher Temperatur eine ausreichende Luftfeuchtigkeit kaum erreicht werden. Wegen des Feuchtigkeitsmangels werden daher - namentlich beim Farbfixieren - relativ lange Zeitabschnitte, z.B. 2 bis 3 Minuten, benötigt. Ein schnelles und gleichzeitig brillantes Färbeergebnis läßt sich daher nur schwierig bzw. aufwendig erzielen.

Um dem Feuchtigkeitsmangel bei der Sattdampfbehandlung einer Stoffbahn in einem Hochdruckdämpfer zu begegnen, wurde schon ins Auge gefaßt, eine größere Menge Wasser auf die bedruckte und in den Hochdruckdämpfer einzuführende Stoffbahn aufzubringen. Hierbei wird jedoch die Stoffbahn in der Einlaßschleuse des Dämpfers mit Hilfe eines Paars gegeneinander gepreßter Walzen zum Entfernen überschüssiger Farbstofflösung abgequetscht. Ein Teil der abgequetschten Farbstofflösung bleibt dabei an den Walzenoberflächen haften. Dadurch werden Schwierigkeiten nicht nur durch Beflecken der Stoffbahnrü-.kseite son-

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dem auch dadurch hervorgerufen, daß die Farbstofflösung zur bedruckten Oberfläche durchsickert und, namentlich an den nicht bedruckten Teilen, Flecken hervorruft. Da ferner eine gewisse Zeit erforderlich ist, die bedruckte Stoffbahn von der Normaltemperatur außerhalb des Dämpfers auf die Temperatur des Sattdampfes im Dämpfer aufzuheizen - vor allem, wenn die Stoffbahn durchnäßt ist - läßt sich auf diese Weise ein schnelles Farbfixieren kaum erreichen.

Beim Unifärben der Rückseite einer bedruckten Stoffbahn wird diese herkömmlich in einem ersten Verfahrensschritt bedruckt oder unigefärbt, während in einem zweiten Verfahrensschritt die Stoffbahnrückseite unigefärbt bzw. bedruckt wird. Es sind also immer zwei Verfahrensschritte mit dem entsprechenden Doppelaufwand an Wärmeenergie, Wasser und Arbeit erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen Farbfixieren einer, insbesondere jeweils einseitig bedruckten und/oder unigefärbten Stoffbahn zu schaffen, bei dem die Farbe in kürzerer Zeit als bisher dicht und dauerhaft so zu fixieren ist, daß ein einwandfreies Produkt entsteht. Die Lösung besteht darin, daß sofort nach dem Eintritt der Stoffbahn in den Dämpfer auf eine der Dämpferinnentemperatur nahezu gleiche Temperatur erhitztes Wasser auf die nicht bedruckte Stoffbahnfläche in einer gerade zum (Durch-)Fließen bzw. geschlossenen Benetzen ausreichenden Menge aufgespritzt wird und daß die Stoffbahn dann durch die Wirkung des aufgebrachten heißen Wassers und des Sattdampfes hoher Temperatur so behandelt wird, daß die aufgedruckte Farbe bis in den Kern der Stoffbahn bzw. deren Fasern oder Einzelfäden eindringt und fixiert wird. Bei einer weite-

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ren Ausgestaltung der Erfindung wird anstelle von heißem Wasser heißer Farbstoff auf die nicht "bedruckte Stoffbahnfläche zwecks gleichzeitigen Unifärbens dieser Fläche aufgesprüht.

Durch das Aufsprühen ausreichend heißen Wassers bzw. einer ausreichend heißen Farbstofflösung auf die Rückseite der bereits innerhalb des Dämpfers befindlichen, bedruckten Stoffbahn wird also der bisher für die lange Dauer der Behandlungszeit verantwortliche Feuchtigkeitsmangel überwunden. Wenn man dabei anstelle heißen Wassers heiße Farbstofflösung auf die nicht bedruckte Rückseite der Stoffbahn aufsprüht, erreicht man unerwartet in einem einzigen Verfahrensschritt zugleich mit dem Fixieren der aufgedruckten Farbe eine fixierte Unifärbung der Stoffbahnrückseite.

Anhand der schematischen Darstellung in der Zeichnung werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Dämpfer mit Einlaß- und Auslaßschleuse; und

Fig. 2 ein Diagramm zum Färbegrad in Abhängigkeit von der Behandlungszeit.

Fig. 1 zeigt einen Dämpfkessel bzw. Dämpfer 1 mit Stoffeinlaß 2 und Stoffauslaß 3. Die mit jeweils einer elastischen Dichtung 4 mit dem Dämpfer 1 verbundenen Stoffein- und -auslasse 2 und 3 besitzen eine Einlaßschleuse bzw. eine Auslaßschleuse 6. Die elastische Dichtung 4 dient dazu, durch die Erhitzung des Dämpfers 1 bedingte Wärmespannungen aufzunehmen. Die Schleusen 5 und 6 wer-

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den so ausgebildet, daß sie einen kontinuierlichen Durchgang der zu behandelnden Stoffbahn 10 durch den Stoffeinlaß 2 bzw. den Stoffauslaß 3 zulassen und dabei ein unerwünschtes Leck des Sattdampfes verhindern. Zur Einlaßschleuse 5 gehören ein Paar gegeneinander gepreßter Dichtwalzen 5^ aus Gummi, eine auf der Innenseite des Dichtwalzenpaars 5^ angeordnete Druckreduzierkammer 5₂, ein sich von der Druckreduzierkammer 5₂ zum Stoffeinlaß erstreckender Stoffbahnkanal 5·*, eine zum Zuführen von Druckluft zur Druckreduzierkammer 5₂ dienende Lufteinlaßleitung 5^ und eine Führungsfläche bzw. -wand 5a, die dazu dient, von der Lufteinlaßleitung 5 λ kommende Druckluft zunächst auf das Dichtwalzenpaar 5^ zu lenken und dadurch die Dichtwalzen abzukühlen, worauf die Druckluft in die Druckreduzierkammer 5₂ fließen kann. Die Auslaßschleuse 6 besitzt ähnlich wie die Einlaßschleuse 5 ein Paar gegeneinander gepreßter Dichtwalzen 6. aus Gummi, einen annähernd J-förmigen Behälter 6₂ zum langsamen Abkühlen, eine zum Zuführen der zum langsamen Abkühlen dienenden Flüssigkeit vorgesehene Flüssigkeits-Versorgungsleitung 6~ und eine Führungsfläche bzw. -wand 6^, die dazu dient, die aus der Flüssigkeits-Versorgungsleitung 6, kommende, auch als Waschflüssigkeit dienende Kühlflüssigkeit zunächst auf das Dichtwalzenpaar 6,, zu richten, worauf die zum langsamen Abkühlen bzw. zum Waschen dienende Flüssigkeit in den Behälter 6₂ fließen kann.

Zum Transportieren der Stoffbahn 10 auf einem kontinuierlichen, schlangenförmigen Auf- und Abweg durch den Dämpfer 1 werden in diesem in Zick-Zack-Weise in Reihen abwechselnd oben und unten im Dämpfer angeordnete Leitwalzen 7 verwendet. Zu den Leitwalzen 7 gehören auch zum Steuern der Warenspannung dienende Spannwalzen 8. Mit

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9 werden Strahldüsen zum Aufsprühen heißer Flüssigkeit, d.h. heißen Wassers oder heißer Farbstofflösung, auf die Rückseite der bedruckten Stoffbahn 10 bezeichnet. Die Strahldüsen 9 werden der Stoffbahn 10 unmittelbar im Anschluß an den Eingang des Dämpfers 1 zugeordnet. Das Besprühen der Stoffbahn 10 innerhalb des Dämpfers 1 erfolgt bis zu einem ausreichenden Tränken des Stoffes mit der jeweiligen Flüssigkeit. Zum Auffangen eventuell überschüssiger Sprühflüssigkeit - heißes Wasser oder heiße Farbstofflösung - dient eine Auffangschale 11.

Im Endbereich des Stoffbahnweges innerhalb des Dämpfers wird ein heißes Waschwasser aufnehmender Trog 12 so angeordnet, daß die unteren Leitwalzen 7 in die Waschflüssigkeit eintauchen. Beim Durchgang durch die Waschflüssigkeit wird die gefärbte Stoffbahn 10 gewaschen bzw. vorgewaschen. Jedesmal nach dem Auftauchen aus der Waschflüssigkeit läuft die Stoffbahn 10 zwischen Abstreifstangen 13 hindurch, die dazu dienen, den Stoff abzuquetschen. Mit Hilfe eines DampfStrahlrohrs 14 wird das Innere des Dämpfers 1 mit feuchter Hitze vorgegebener Temperatur versorgt. Um zu verhindern, daß Tropfen kondensierter Flüssigkeit von der Decke des Dämpfers 1 auf die Stoffbahn 10 fallen, werden oberhalb des Stoffbahnwegs TropfSchutzbleche 15 angeordnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Farbdrucken bzw. Farbfixieren von auf eine langgestreckte Stoffbahn aufgedruckter Farbe erfolgt in der vorbeschriebenen Vorrichtung beispielsweise folgendermaßen:

Zunächst wird überhitzter Dampf über das Dampfstrahlrohr 14 in das Innere des Dämpfers 1 eingeblasen, dann wird Hochdruckluft über die Lufteinlaßleitung 5^ in die

Druckreduzierkammer 5₂ eingelassen, schließlich wird aus der Flüssigkeits-Versorgungsleitung 6, Kühlwasser in den zum langsamen Abkühlen dienenden Behälter 6₂ eingebracht. Alsdann sind die Schleusen 5 und 6 betriebsbereit, und das Innere des Dämpfers 1 enthält feuchte Hitze bzw. Sattdampf einer Temperatür in der Größenordnung von 100 bis 16O°C.

Eine auf einer Seite mit einer Farbstofflösung bedruckte Stoffbahn 10 wird über die Einlaßschleuse 5 in den Dämpfer 1 geleitet. Sofort nach dem Eintritt der Stoffbahn 10 in den Dämpfer 1 wird heißes Wasser einer Temperatur von nahezu der Innentemperatur des Dämpfers 1 aus den Flüssigkeitsstrahldüsen 9 auf die Rückseite der bedruckten Stoffbahn 10 in einer solchen Menge aufgesprüht, daß das Wasser gerade zum Fließen bzw. Durchfließen kommt, d.h. daß die Stoffbahnfläche gerade vollständig getränkt wird. Die auf diese Weise mit der aufgedruckten Farbstofflösung und dem heißen Wasser ausreichend benetzte Stoffbahn 10 wird über die Leitwalzen 7 und die Spannwalzen 8 im Zick-Zack auf und ab durch den Dämpfer geleitet und dabei wirksam gedämpft.

Der Kern der Erfindung liegt darin, auf die Rückseite der bedruckten Stoffbahn innerhalb des Dämpfers bei der Feuchtheißbehandlung des Stoffs heißes Wasser aufzubringen, so daß die Stoffbahn bei einer vorgegebenen Temperatur schnell und wirksam mit feuchter Wärme gesättigt wird. Die aufgedruckte Farbe dringt bis in den Kern des Stoffs bzw, dessen Fasern ein und wird schnell fixiert, wobei sich ein ausgezeichnetes Produkt mit kräftiger und dichter Farbe ergibt. Das Fixieren der aufgedruckten Farbe kann beispielsweise in etwa 5 Sekunden durch die Feuchtheißbehandlung ausgeführt werden.

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Wenn die Menge des auf die Rückseite des Stoffes aufgesprühten heißen Wassers zu gering ist, wird der Stoff nicht ausreichend "befeuchtet; wenn demgegenüber zu viel heißes Wasser aufgesprüht wird, beginnt das Wasser auf dem Stoff zu fließen und die aufgedruckte Farbe zu verteilen, so daß das gedruckte Muster 2erstört wird. Die Menge des aufgesprühten heißen Wassers ist daher in den Bereich einzustellen, in dem das Wasser gerade zu fließen beginnt bzw. die besprühte Fläche gerade bedeckt wird, ohne daß Flüssigkeit nennenswert abfließt.

Nachdem die Farbe der wie beschrieben mit Sattdampf bzw. mit feuchter Hitze behandelten Stoffbahn in ausreichend kurzer Zeit fixiert ist, wird die Stoffbahn wiederholt in dem mit heißem Wasser gefüllten Flüssigkeitstank 12 zum Vorwaschen untergetaucht. Da auf jedes Untertauchen ein Abquetschen mit Hilfe der Abstreifstangen 13 folgt, wird die gefärbte Stoffbahn wirksam gewaschen. Die vorgewaschene Stoffbahn wird dann beim Passieren des Kühlbehälters 6g langsam abgekühlt und weiter gewaschen sowie schließlich für das anschließende Behandeln aus dem Dämpfer 1 herausgeführt.

Um den Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens noch eingehender zu erläutern, wird die Beziehung zwischen der Sattdampf-Behandlungszeit (in Sekunden) und dem Färbegrad (in Prozent) für den Fall des herkömmlichen Verfahrens, bei dem kein heißes Wasser auf die tedruckte Stoffbahn im Dämpfer aufgebracht wurde, mit dem Fall verglichen, bei dem erfindungsgemäß sofort nach dem Einlauf in den Dämpfer und vor der Feuchtheiß-Behandlung heißes Wasser auf die bedruckte Stoffbahn aufgebracht wird. Für diesen Versuch wurde ein zu 100 % aus Polyestergarnen bestehender Stoff verwendet. Es wurde eine 7^1ge, unter dem

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Warenzeichen "Kayolon Polyester-black G-SF Paste" vertriebene Dispersionsfarbe benutzt. Die Feuchtheiß- bzw. Sattdampfbehandlungstemperatur betrug 155⁰C. Das Versuchsergebnis wird in Fig. 2 dargestellt. Aus der Zeichnung ergibt sich eindeutig, daß bei Anwendung der Erfindung ein schnelleres und vollständigeres Färben als nach der herkömmlichen Methode möglich ist.

Für verschiedene Fasern von erfindungsgemäß zu behandelnden Stoffen sind folgende Bedingungen wünschenswert:

Fasern	Farbstoffe	Sattdampf- behandlungstem- peratur (°C)
Zellulose	Direkt-, Reaktiv-,	110 ■
	Küpen
Wolle	Säure-, Reaktiv-,	115 ■
	metallhaltige
Nylon	Säure-, metall	110 -
	haltige
Acryl	basische	110 -
Polyester	Dispersions-	140 -
	Farbstoffe
- 120
- 117
■ 120
- 120
■ 160

Gemäß weiterer Erfindung kann eine heiße Färbstofflösung geeigneter Konzentration mit Hilfe der Flüssigkeitsstrahldüsen 9 anstelle heißen Wassers auf die Rückseite

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der bedruckten Stoffbahn 10 aufgesprüht werden. Die Rückseite der Stoffbahn wird dann zugleich mit dem Fixieren der Druckfarbe auf der Stoffbahnvorderseite wirksam unigefärbt. Auch in diesem Fall wird die Flüssigkeit, d.h. die Farbstofflösung in solcher Menge auf die StoffbahnrUckseite aufgesprüht, daß die Farbstofflösung ge» rade in der vorbeschriebenen Weise zu fließen beginnt. Namentlich, wenn die Menge der aufgesprühten Flüssigkeit zu groß ist, beginnt die Farbstofflösung längs der Stoffbahnfläche zu fließen und die bedruckte Fläche zu beflecken.

Durch das gleichzeitige Fixieren der Druckfarbe auf der Stoffbahnvorderseite und das Aufbringen und Fixieren der Unifarbe auf der Stoffbahnrückseite wird der Aufwand an Wärmeenergie, Wasser und Arbeit im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren erheblich vermindert.

Da das auf die bedruckte Stoffbahn aufgesprühte heiße Wasser bzw. die heiße Farbstofflösung konstant auf der Temperatur des Sattdampfes im Dämpferinnern gehalten werden kann, läßt sich ein gleichmäßiges und stabiles Färben kontinuierlich, schnell und wirksam erreichen.

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Claims (2)

Dr.-lng. Reimar König · Dipl.- ing. Klaus Bergen Cecilienallee 76 A Düsseldorf 3O Telefon 452OG8 Patentanwälte 24. März 1981 33 955 B SANDO IRON WORKS CO., LTD., No. 4-5, Usu 4-chome, Wakayama-shi, Wakayama-ken, Japan "Verfahren zum kontinuierlichen Drucken einer Stoffbahn" Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Farbdrucken einer Stoffbahn (10), bei dem diese nach dem Bedrucken mit einem Farbstoff durch einen Sattdampf hoher Temperatur und höhen Drucks enthaltenden Dämpfer (1) geführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß sofort nach dem Eintritt der Stoffbahn (10) in den Dämpfer (1) auf eine der Dämpferinnentemperatur nahezu gleiche Temperatur erhitztes Wasser auf die nicht bedruckte Stoffbahnfläche in einer gerade zum (Durch-) Fließen ausreichenden Menge aufgespritzt (9) wird und daß die Stoffbahn (10) dann durch die Wirkung des aufgebrachten heißen Wassers und des Sattdampfes hoher Temperatur so behandelt wird, daß die aufgedruckte Farbe bis in den Kern der Stoffbahn bzw. deren Faser oder Einzelfaden eindringt und fixiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -

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kennzeichnet , daß anstelle von heißem Wasser heiße Farbstofflösung auf die nicht bedruckte Stoffbahnfläche zwecks gleichzeitigen Unifärbens dieser Fläche aufgesprüht wird.