DE4342313A1

DE4342313A1 - Vorrichtung zum Applizieren von Indigo-Farbstoff

Info

Publication number: DE4342313A1
Application number: DE4342313A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Voswinckel
Original assignee: Gebr Sucker and Franz Mueller & Co 41063 Moenchengladbach De GmbH; Sucker & Franz Mueller GmbH
Current assignee: Moenus Textilmaschinen 07552 Gera De GmbH
Priority date: 1993-12-11
Filing date: 1993-12-11
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2013-12-12
Also published as: DE4342313C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Applizieren von Indigo-Farb stoff auf eine textile Kettfadenschar mit einem Farbstofftauchbad für die Kette, dem ein Einlaufquetschwerk vor- und ein Auslaufquetschwerk nachgeschaltet ist, und mit einer in den Transportweg der Kette inte grierten Verweilstrecke zum Aufziehen der Flotte in die Einzelfäden bzw. -fasern der Kette.

Der Indigo-Farbstoff gehört zur Gruppe der Küpenfarbstoffe; er ist un löslich in Wasser und muß zum Zweck des Färbens unter Zuhilfenahme von Alkali und Reduktionsmitteln in eine faseraffine wasserlösliche Form ge bracht werden, die bei der Oxidation durch Luftsauerstoff Indigo bzw. Indigoblau liefert. Die Erfindung gilt auch für andere Küpenfarbstoffe als Indigo.

Ein wichtiger Teil des Küpen- bzw. Indigo-Färbens besteht darin, dem Farbstoff ausreichend Zeit bzw. Gelegenheit zu geben, jede einzelne Faser der Kette voll zu benetzen bzw. auf die Faser aufzuziehen. Da die Küpen farbstoffe faseraffin, also nicht oxidiert sein sollen, bevor sie überall in die Kette hinein diffundiert sind, arbeitete man bisher entweder in soge nannten "langen" Bädern mit ca. 10 Sekunden Tauchzeit der Kette im Bad oder man führte die Kette in mehreren, z. B. drei bis sechs, Passagen durch mehrere Tauchbäder bzw. wiederholt durch ein Tauchbad, wobei zwischendurch die jeweils bereits aufgebrachte Flotte in sogenannten Vergrünungsstrecken oxidiert wurde. In all diesen Fällen wird eine insge samt relativ große Flottenmenge benötigt. Bei langen Bädern oder bei mehreren Einzelbädern ergeben sich hohe Laufwiderstände, die leicht Fa denbrüche zur Folge haben können. Auch der Hilfsmittelbedarf zur Re duktion des Farbstoffbads zum Kompensieren unerwünschter Oxidation bereits im Trog oder zwischen diesem und dem Quetschwerk erhöht den Aufwand bisheriger Verfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung ein gangs genannter Art den Verbrauch an Farbflotte gegenüber dem Stand der Technik weiter zu verringern. Zugleich sollen der Hilfsmittelbedarf zur Reduktion des Farbstoffbads vermindert und die Arbeitsgeschwindig keit, das heißt, die zulässige Transportgeschwindigkeit der Kettfadenschar erhöht werden.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht für die eingangs genannte Vorrich tung zum Applizieren von Indigo-Farbstoff darin, daß zwischen Tauchbad und Auslaufquetschwerk eine Naßverweilstrecke in einem mit Hilfe von Einlaß- und Auslaßschleusen für die Kettfadenschar gegen Luftzutritt ge kapselten und mit sauerstoffarmem bzw. -freiem Gas beaufschlagten Ge häuse, das das Tauchbad am Boden bzw. als Sumpf umfaßt, vorgesehen ist.

Die Atmosphäre in dem Gehäuse soll erfindungsgemäß derart sauerstoff frei bzw. sauerstoffarm sein, daß weder die am Gehäusesumpf im Tauchbad befindliche Flotte noch die im Gehäuse triefend naß an der Kettbahn an haftende oder von der Kettbahn ablaufende bzw. vom Auslaufquetschwerk abgequetschte Flotte nennenswert oxidiert.

Mit Hilfe der Einlaufschleuse wird erfindungsgemäß nicht nur eine Ab dichtung des Gehäuses erreicht, sondern es werden auch erhebliche Teile der mit der Kettfadenschar mitgeführten Luft zurückgehalten, so daß schon die entsprechend entlüftet einlaufende Kettfadenschar relativ wenig Sauerstoff in die Flotte einbringt. Die erforderliche Kontakt- und Diffusi onszeit zwischen Kettfadenschar und Flotte wird erfindungsgemäß schon mit einem "kurzen" Bad, z. B. mit nur einer Sekunde Tauchzeit, und der nachfolgenden Naßverweilstrecke erreicht, da die triefend mit Flotte ge tränkte Kette auf der vorgegebenen Verweilstrecke in der sauerstofffreien Atmosphäre - gegebenenfalls geführt über Leitwalzen - ausreichend Zeit zum Nachdiffundieren hat. In diesem Teil der Vorrichtung wird nämlich erfindungsgemäß dem Farbstoff noch unter Luftabschluß Gelegenheit ge geben, annähernd wie im Bad selbst die Kette zu benetzen, in die Kette einzudiffundieren und allmählich auf jede einzelne Faser aufzuziehen.

Erfindungsgemäß ist es damit möglich, in dem gekapselten Gehäuse mit Hilfe eines kurzen (wenig Volumen an Farbflotte enthaltenden) Bades den Effekt früher üblicher "langer" Bäder - mit ca. 10 Sekunden Bad-Tauch zeit - zu erreichen und zugleich die bei herkömmlichen langen Bädern in Kauf zu nehmende vorzeitige Oxidation bereits des Farbstoffbads und des von der Kette ablaufenden Farbstoffs auf ein vernachlässigbares Maß zu vermindern. Letztlich kann man nämlich die Erfindung so verstehen, daß das kurze Bad, mit z. B. einer Sekunde Tauchzeit, durch die sich anschlie ßende Naßverweilstrecke in sauerstofffreier bzw. sauerstoffarmer Atmo sphäre scheinbar so verlängert wird, daß es betreffend Benetzung, Trän kung, Diffusion etc. die Wirkung wie das frühere lange Bad hat.

Gemäß weiterer Erfindung soll die Länge des Kettbahninhalts der Naßver weilstrecke verstellbar sein. Hierzu kann die Kettbahn innerhalb des Ge häuses der Naßverweilstrecke über ein oder mehrere Leit- oder Umlenk walzen geführt werden, wobei mindestens eine der Walzen relativ zur an deren verschiebbar sein soll.

Erfindungsgemäß schließt das die Naßverweilstrecke kapselnde Gehäuse den Farbstofftrog - gewissermaßen als Gehäusesumpf - ein. Die Naßver weilstrecke kann also vorzugsweise oberhalb des Farbstofftrogs angeord net werden, so daß ablaufender Farbstoff unmittelbar in den Trog zu rückfließt. Im übrigen soll das Gehäuse bis auf einen schleusenartig dich ten Kettbahneingang und einen -ausgang geschlossen sein. Bevorzugt dient das Einlaufquetschwerk als Kettbahneingang des Gehäuses, während das Auslaufquetschwerk als Kettbahnausgang des Gehäuses vorgesehen wird. Die Kettbahn gelangt dann durch den Druck im Walzenspalt des Einlaßquetschwerks bereits im wesentlichen entlüftet in das Gehäuse, wird dort in dem im Trog befindlichen Farbstoff, z. B. mit Hilfe einer Tauchwal ze, getaucht und dann nach oben, zweckmäßig vorbei an Abstreifwalzen, aber noch im wesentlichen triefend naß, z. B. auf und ab über ein oder mehrere Leitwalzen, zum Auslaufquetschwerk transportiert. Die Länge des Wegs zwischen der Auftauchstelle aus der Flotte und der Einlauflinie der Kettbahn in das Auslaufquetschwerk soll so groß sein, daß der Farbstoff auf dieser Naßverweilstrecke ausreichend Zeit hat, sich an jedes einzelne Kettbahnelement bzw. jede Faser der Kettbahn deckend anzulagern.

Um das erfindungsgemäße Gehäuse möglichst gut gegen eindringenden Luftsauerstoff zu schützen, können gemäß weiterer Erfindung am Einlauf- und Auslaufquetschwerk, wenn diese als Schleusen dienen, jeweils Rakel dichtungen vorgesehen werden. Auf die Art der Dichtung kommt es aller dings nicht so sehr an, wie auf deren Wirkung. Je besser das Gehäusein nere gegen das Eindringen von Luftsauerstoff geschützt wird, umso wir kungsvoller ist naturgemäß die erfindungsgemäße Vorrichtung und umso besser wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst.

Die im Gehäuse einzustellende sauerstoffarme bzw. sauerstofffreie Atmo sphäre kann durch Einblasen von Inertgas oder Wasserdampf in das Ge häuseinnere erreicht werden. Hierbei wird die abdichtende Wirkung der Schleuse des Gehäuses verbessert, wenn innerhalb des Gehäuses ein Überdruck aufrechterhalten werden kann. Der Überdruck braucht nur ei ne geringe in diesem Zusammenhang technisch übliche Größe - z. B. nur 0,1 bar - zu haben. Insbesondere bei Ausbildung zur Beaufschlagung mit Dampf kann es schließlich aus naheliegenden Gründen günstig sein, das Gehäuse mit einer wärmeisolierten Wandung auszustatten.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Begriff "sauerstofffrei" oder "sauer stoffarm" im Zusammenhang mit der Atmosphäre innerhalb des Gehäuses nicht unbedingt absolute Sauerstofffreiheit meint und daß auch die Dich tungswirkung an den Einlauf- und Auslaufschleusen technisch übliche Qualität haben kann. Wesentlich ist lediglich, daß der triefend auf der Kettfadenbahn befindliche reaktionsfähige Farbstoff innerhalb des Gehäu ses langsam, das heißt, mit ausreichend Zeit, auf jede einzelne Faser der behandelten Kette aufziehen kann, ohne daß die Flotte in dieser Zeit dem vollen Sauerstoffgehalt der Umgebungsatmosphäre ausgesetzt wäre und vorzeitig oxidierte. Durch die Verwendung von Dampf in der Gehäuseatmo sphäre wird die Temperatur der nassen textilen Kette erhöht, wodurch wiederum die Farbstoffdiffusion beschleunigt wird.

Durch die Erfindung wird es ermöglicht, mit dem minimalen Volumen eines kurzen Bades bereits eine gezielte Netzung der Faserkette zu erreichen (man kommt also mit einem minimalen Flottenvolumen aus), wobei die Flotte durch exakt berechnete, geschwindigkeitsproportionale Dosierung und Kontrollmessung auf einem optimalen Verknüpfungs- und Farbstoffkonzen trationsgrad gehalten werden kann, ohne daß bereits im Bad oder Gehäu se eine nennenswerte Oxidation berücksichtigt werden müßte. Der Vorteil eines Bades mit entsprechend kleinem Volumen besteht auch darin, daß sich die Temperatur einer kleinen Flüssigkeitsmenge besser bzw. einfa cher steuern läßt als diejenige einer größeren Flüssigkeitsmenge.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Oberfläche der textilen Kette durch den hohen Flottenüberschuß gering, da die relativ riesige Faseroberfläche mit Flotte zugesetzt ist und die triefende Kettfa denschar - im Gehäuse oberhalb des Bades - wie eine aus Flotte beste hende Platte glatt und geschlossen erscheint. Auch auf diese Weise wird die Reaktionsmöglichkeit der Flotte mit der Umgebungsatmosphäre redu ziert, weil nur die beiden Außenflächen der "Flüssigkeitsplatte" der Ge häuseatmosphäre zugänglich sind. Selbst wenn also geringe Sauerstoff mengen innerhalb des Gehäuses verblieben sind oder in das Gehäuse ein dringen, ist der durch diese Sauerstoffmengen zu befürchtende Schaden aus vorzeitiger Oxidierung gering.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Kettfadenschar, da sie nur ein kurzes Tauchbad durchlaufen muß, mit höheren Geschwindigkeiten oder niedrigeren Zugkräften zu transportieren ist. Trotzdem wird der einzelne Faden wegen des relativ geringen mechanischen Widerstandes des kurzen gegenüber dem langen Flottenbad weniger gedehnt, so daß ein geringeres Fadenbruchrisiko be steht. Man kann das auch so ausdrücken: Beim erfindungsgemäßen Ver fahren kann die Kettgeschwindigkeit bei bisheriger Badlänge erhöht wer den oder die Badlänge kann bei bisheriger Kettgeschwindigkeit verklei nert werden.

Um in einer Vorrichtung zum Applizieren von Indigo-Farbstoff auf eine Kettfadenschar die Menge der eingesetzten Farbflotte zu reduzieren und vor unnötiger/vorzeitiger Oxidation zu schützen, wird erfindungsgemäß oberhalb des Tauchbads eine mit Hilfe eines Gehäuses gegen Luftzutritt gekapselte und mit sauerstofffreiem Gas zu beaufschlagende Naßverweil strecke zwischen Tauchbad und dem diesem nachgeschalteten Quetschwerk vorgesehen.

Anhand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert.

Laut beiliegender Zeichnung läuft eine mit 1 bezeichnete Kettfadenschar über ein Einlaufquetschwerk 2 - durch den Quetschspalt 3 eines Quet schwalzenpaars 4 - in das Innere 5 eines gekapselten Gehäuses 6. Das Gehäuse 6 wird an der Kettfadeneinlaufseite durch ein Einlaufquetschwerk 2 abgedichtet, dem in technisch üblicher Weise beidseitig Rakeldichtungen 7 zugeordnet werden können. Das Gehäuse 6 wird an der Seite, an der die Kettfadenschar wieder aus dem Gehäuse herausläuft, mit einem Aus laufquetschwerk 8 abgedichtet, das einen Walzenspalt 9 zum Hindurch transport der Fadenschar 1 besitzt und dessen Quetschwalzenpaar Rakel dichtungen 9 (entsprechend 7) zugeordnet werden können.

Im Ausführungsbeispiel bilden die beiden Quetschwerke 2, 8 die schleuse nartig dichten Ein- und Ausgänge des Gehäuses 6. Dieses wird gewisser maßen wie ein geschlossener Topf (mit der offenen Seite nach unten) auf einen ein Farbstofftauchbad 11 enthaltenden Farbstofftrog 12 gesetzt. Das Farbstofftauchbad 11 bildet einen Sumpf des Gehäuses 6.

In üblicher Weise können dem Farbstofftauchbad 11 ein Niveaumeßgerät 13 und ein Konzentrationsmeßgerät 14 zugeordnet werden, deren Meßergeb nisse einem Regler 15 zuzuführen sind. Der Regler 15 soll gegebenenfalls eine Pumpe 16 zum Nachliefern von Tauchbadsubstanz in der jeweils er forderlichen Konzentration (längs der Leitung 17) steuern.

Innerhalb des Gehäuses 6 läuft die Kettfadenschar 1 im Ausführungsbei spiel zunächst über eine Tauchwalze 18, daraufhin gelangt die Kettfaden schar (vorzugsweise vorbei an Abstreifwalzen 19) zu einer Leitwalze 20 im oberen Teil 21 des Gehäuses. Von dort aus kann die Kettfadenschar zu rück auf eine vorzugsweise in Pfeilrichtung 22 auf und ab, bevorzugt steuerbar oder regelbar, bewegliche Tänzerwalze 23, weiter zu einer zweiten Leitwalze 24 sowie im Ausführungsbeispiel zurück nach unten zum Auslaufquetschwerk 8 bzw. deren Walzenspalt 9 laufen. Der Kettbahninhalt bzw. der Wareninhalt des Gehäuses 6 läßt sich durch Auf- und Abbewegen der Tänzerwalze 23 in Pfeilrichtung 22 so einstellen, daß sich im Zusam menspiel mit den übrigen Parametern die jeweils erforderliche Intensität der Farbstoffverteilung bzw. -benetzung auf jeder Faser der Kettbahn einstellt.

Das erfindungsgemäß erwünschte Einstellen bzw. Aufrechterhalten einer sauerstofffreien oder wenigstens sauerstoffarmen Atmosphäre im Innern 5 des Gehäuses 6 wird mit Hilfe einer Gas- bzw. Dampfzuleitung 25 erreicht bzw. unterstützt. Die Zuleitung kann beispielsweise zwei Auslaßdüsen 26 besitzen. Das über die Zuleitung 25 in das Gehäuseinnere 5 eingebrachte Gas soll möglichst wenig Sauerstoff enthalten, beispielsweise sind Inertga se, wie Stickstoff, aber auch Wasserdampf geeignet. Wenn Wasserdampf benutzt wird, kann es sich empfehlen, die Wandung des Gehäuses mit ei ner Wärmeisolation 27 auszustatten, um eine unerwünschte Kondensation an den Innenwänden und ein Abfließen des kondensierten Wassers in den Farbstofftrog 12 zu vermeiden.

Am abgedichteten Gehäuseeingang, also im Ausführungsbeispiel am Walzen spalt 3 des Einlaufquetschwerks 2, werden in der Kettfadenschar 1 einge schlossene Luftteile zum Teil abgequetscht. Die Kettfadenschar gelangt daher bereits im wesentlichen entlüftet in das Tauchbad 11 und verläßt dieses nach Umlauf um die Tauchwalze 18 triefend naß und läuft, nur leicht abgestreift an den Walzen 19, so lange im Innern 5 des Gehäuses 6, bis der die Kettfadenschar fließend überdeckende Farbstoff Gelegenheit hatte, auch die letzte Faser der Kettfadenschar voll zu umhüllen.

In diesem Stadium der Behandlung der Kettfadenschar wird - darauf sei ausdrücklich hingewiesen - an sich keinerlei Luft oder Gaszutritt unmit telbar (molekular nahe) zu den Einzelfasern der Kettfadenschar ge wünscht, vielmehr wird angestrebt, jede Faser möglichst vollständig mit dem flüssigen noch nicht oxidierten Farbstoff zu benetzen. Dadurch, daß die Fadenschar innerhalb des Gehäuses 6 vom Zeitpunkt des Eintauchens in das Farbstofftauchbad 11 bis zum Moment des Verlassens des Gehäuses 6 durch den Walzenspalt 9 der Auslaufquetschwalzen 8 ständig triefend naß mit Farbstoffflotte umhüllt ist, wirkt das Gehäuse 6 wie eine "Verlän gerung" des Tauchbads, das heißt, betreffend die Benetzung liegen annä hernd gleich günstige Verhältnisse vor, wie bei entsprechend langer Tauchzeit in einem sogenannten "langen" Bad.

In dem Auslaufquetschwerk 8 kann die Kettfadenschar vom Feuchtegehalt der Naßverweilstrecke, z. B. 200 bis 300%, auf eine Restfeuchte von beispielsweise 80% gebracht werden. Sie ist dann im Sinne des Zustands innerhalb des Gehäuses 6 nicht mehr als naß, sondern eher als feucht zu bezeichnen. In der abgequetschten, feuchten Kettfa denschar (nach dem Quetschwerk 8) sind auch die einzelnen Fäden ge trennt, so daß an die Kettfadenschar herandringende Luft den einzelnen Faden umspülen kann (vgl. die triefend naß wie ein geschlossenes Brett über Walzen in das Gehäuse laufende Bahn). Wenn also die Kettfadenschar 1 das Auslaufquetschwerk 8 verlassen hat, kann mit ihr in einer Feucht verweilstrecke (beim Vergrünen) gerade das geschehen, was innerhalb des Gehäuses vermieden werden sollte, nämlich, sie kann, da die Fäden einem Luftstrom von allen Seiten gut zugänglich sind, oxidiert werden, so daß sich die gewünschte Farbe entwickelt.

Bezugszeichenliste

1 = Kettfadenschar
2 = Einlaufquetschwerk
3 = Quetschspalt
4 = Quetschwalzenpaar
5 = Inneres (6)
6 = Gehäuse
7 = Rakeldichtung
8 = Auslaufquetschwerk
9 = Walzenspalt
10 = Rakeldichtung
11 = Farbstofftauchbad
12 = Farbstofftrog
13 = Niveaumeßgerät
14 = Konzentrationsmeßgerät
15 = Regler
16 = Pumpe
17 = Leitung
18 = Tauchwalze
19 = Abstreifwalze
20 = erste feste Leitwalze
21 = oberer Gehäuseteil
22 = Pfeil
23 = Tänzerwalze
24 = zweite feste Leitwalze
25 = Zuleitung
26 = Auslaßdüse
27 = Wärmeisolation

Claims

1. Vorrichtung zum Applizieren von Indigo-Farbstoff auf eine textile Kett fadenschar (1) mit einem Farbstofftauchbad (11) für die Kette, dem ein Einlaufquetschwerk (2) vor- und ein Auslaufquetschwerk (8) nachgeschal tet ist, und mit einer in den Transportweg der Kette integrierten Ver weilstrecke zum Aufziehen der Flotte in die Einzelfäden bzw. -fasern der Kette, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Tauchbad (11) und Auslaufquetschwerk (8) eine Naßverweil strecke in einem mit Hilfe von Einlaß- und Auslaßschleusen (2, 8) für die Kettfadenschar gegen Luftzutritt gekapselten und mit sauerstoffarmem bis -freiem Gas zu beaufschlagendes Gehäuse (6), das das Tauchbad als Sumpf umfaßt, vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufquetschwerk (2) als Einlaßschleuse des Gehäuses (6) aus gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaufquetschwerk (8) als Auslaßschleuse des Gehäuses (6) aus bildet ist.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kettbahninhalts der Naßverweilstrecke verstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Quetschwerken Rakeldichtungen (10) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (6) Zuführmittel (25) mit mindestens einer Ausblasöffnung (26) für im wesentlichen sauerstofffreies Gas, wie Inertgas oder Wasser dampf, vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überdruckgehäuse, das heißt, ein auf erhöhten Innendruck aus gelegtes Gehäuse, vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6), insbesondere bei Ausbildung zur Beaufschlagung mit Dampf, eine Wärmeisolierung (27) in den Wänden besitzt.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Verweilstrecke zwischen Flottentrog (12) bzw. Farbflotte (11) einerseits und Auslaufquetschwerk (8) andererseits der Kettfadenschar (1) Abstreifwalzen (19) sowie Leitwalzen (20, 24) zugeordnet sind.

10. Verfahren zum Applizieren von Indigo-Farbstoff auf eine Kettfaden schar mit einem Farbflotte enthaltenden Tauchbad für die Kette und mit einer in den Transportweg der Kette (1) integrierten Verweilstrecke zum Aufziehen der Flotte in die Einzelfäden bzw. -fasern der Kette, insbeson dere zum Betrieb der Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Farbflotte getränkte Kettbahn (1) im wesentlichen so triefend naß wie sie aus dem Tauchbad (11) kommt, durch eine im wesentlichen sauerstofffrei gehaltene Naßverweilstrecke geleitet und erst dann abge quetscht wird.