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Verfahren und Vorrichtung zum Färben, Bleichen oder einer anderen
Naßbehandlung von Geweben Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Färben, Bleichen oder einer anderen Nahbehandlung von Geweben, bei
denen das Gewebe abwärts und aufwärts durch eine lZeihe von Kanälen gezogen wird,
welch letztere <las Gewebe umfassen und in sich eine Bewegung der Bearbeitungsflüssigkeit
in derselben Richtung wie die Ware zusammen mit dieser bewirken.
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.,\ufgabe der Erfindung ist, die Naßbearbeitung der Faser und der
Textilware zu erleichtern und r;leichzeitig eine wesentliche Einsparung an flüssil;en
Bearbeitungsmitteln und an Bearbeitungszeit herbeizuführen.
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Dementsprechend besteht die Erfindung in erster Linie darin, daß die
Textilware eine Laufgescliw-iridigkeit aufweist, die Wirbel in der Flüssigkeit erzeugt,
wodurch diese durch Druck in die Ware hineingedrängt wird.
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Die Erfindung umfaßt ebenso die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Nach dieser Kennzeichnung des Hauptmerkmales der Erfindung wird diese
an Hand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen unter Angabe weiterer
Erfindungsmerkmale noch klarer beschrieben. Die Beschreibungshinweise beziehen sich
auf die entsprechenden Teile in den Zeichnungen. In der Zeichnung zeigt Fig. i einen
vertikalen Längsschnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung,
Fig.3 einen senkrechten Schnitt, der den Lauf des Gewebes zwischen den Wänden des
Schachtes
und die Bewegung der Flüssigkeit veranschaulicht, wie
sie zusammen mit niedriger Geschwindigkeit durch die Vorrichtung laufen, Fig.4 eine
Ansicht ähnlich der Fig.3, wobei dargestellt ist, wie die Flüssigkeit und das Gewebe
mit hoher Geschwindigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Vorrichtung
laufen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren und
eine Vorrichtung für die chemische Bearbeitung von Textilerzeugnissen, ohne daß
deren Zusammensetzung im einzelnen eine Rolle spielt. Auch ist sie anwendbar für
viele Bearbeitungsvorgänge, wie das Färben einfarbiger Töne, Entwicklung bedruckter
Ware, entwickeln Lind färben bedruckter Ware in einem Arbeitsgang und chemische
Bearbeitung von Ware zum Zwecke des Bleichens oder Waschens oder der Behandlung
mit Chemikalien, um der Ware bzw. dem Gewebe eine Appretur zu verleihen.
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Die vorliegende Erfindung ist auf alle Faserarbeiten anwendbar, z.
B. pflanzliche Fasern, wie Baumwolle, Leinen u. dgl.; tierische Fasern, wie \Volle,
Seide u. dgl.; mineralische Fasern, wie Glaswolle, Asbest u. dgl.; synthetische
wie Polyamidfasern u. dgl. Sie ist auch anwendbar auf diese Fasern in irgendeiner
Verarbeitung, wie z. B. als Garngruppen, bekannt als Kette, Stückware, gestrickte
oder schlauchförmige Ware oder in einer beliebigen anderen körperlichen Form.
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Die vorliegende Erfindung schließt weiter die Verwendung jedes bekannten
Farbmittels ein. An Hand von Beispielen wird der Gebrauch und die Entwicklung einiger
größerer Klassen oder Gruppen von Farbmitteln, wie sie heute Verwendung finden,
gezeigt, wie Anthrachinon-, Indigo- (Indigoid-), Bromindigo-, Thioindigo-, Carbazol-
und Schwefelfarben, Farben mit unlöslicher Azogruppe, im Handel bekannt als Naphtholfarben,
basische, substantive und Diazofarben, Acetatfärbemittel, bekannt als Celliton;
alle sauren und Chromfarbstoffe, wie sie für tierische Fasern verwendet werden;
organische und anorganische Pigmente, die eine Fixierung mit Harz, Stärke oder anderen
Chemikalien erfordern, die bekanntlich auf die Fasern aufgedruckt und an sie gebunden
werden müssen. -?s werden Beispiele gegeben für ihre Verwendung in besonderen Gruppen
und auch in Mischung miteinander.
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Bei diesem Entwicklungsprozeß wird als Behandlungsfluidum eines der
bekannten Mittel angewendet. In einigen Fällen kann dies Fluidum klares, siedendes
Wasser sein, und für eine Reihe von Farben würde gewöhnliches Salz die Chemikalie
in der Flüssigkeit zum Fixieren eines substantiven und direkt aufziehenden Farbstoffes
sein. Bei Verwendung von Schwefelfarben kann die Behandlungsflüssigkeit Natriumsulfid,
Alkali, gewöhnliches Salz usw. enthalten. Für alle Farben aus der Klasse der Küpenfarben
sollen die Behandlungslösungen irgendein reduzierendes Mittel enthalten, wie z.
B. Natriumhydrosulfit, Alkalien, gewöhnliches Salz usw. Das Farbmittel kann aufgedruckt
oder eingefärbt werden zusammen mit einem Harz. Diese harzige, gedruckte oder gefärbte
Ware würde eine weitere chemische Fixierung notwenäig machen, um die letzte Festigkeit
zu erreichen. Die Behandlungsfluida könnten in diesem Falle entweder Laugen oder
Säuren enthalten oder neutral sein. Eine hohe Temperatur des Behandlungsfluidums
bringt die chemische Fixierung zustande. Das Behandlungsfluidum kann auch ein gasförmiges
Medium sein, z. B. Dampf, welcher zusammen mit der Ware eintritt, in den Schächten
kondensiert und auf der Ware genügend Feuchtigkeit oder Flüssigkeit bildet, damit
der chemische Prozeß sich vollzieht.
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Das vorliegende Verfahren erschließt eine Methode, Farben und Chemikalien
auf das Material aufzubringen, die entweder aufgedruckt sind oder es vollständig
überziehen, wie bei einfarbigen Tönen, wobei die Wirkung in einer kürzeren Zeitspanne
herbeigeführt wird, als es bisher möglich war, und beträchtliche l#arbstotte und
Chemikalien eingespart werden.
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Die Erfindung gibt -Mittel an die Hand für die Fixierung von Farbstoffen
und Chemikalien auf dem Material auf engem Raum, so daß die Behandlungsfluida gezwungen
sind, zusammen mit. dem Material von einem Schacht in den anderen zu wandern, und
die Flüssigkeit eine gleichmäßige Höhe über jeder der abgestuft vom Eintritt bis
zum höchsten Punkt des Auslasses aufeinanderfolgenden Walzen beibehält. Die dargestellte
Vorrichtung wurde so konstruiert, daß diese Funktion eintritt. Die geschlossenen,
engen Räume, durch welche das Material und die Bearbeitungsflüssigkeiten zusammen
laufen müssen, üben einen Einfluß zwischen beiden aus, der Grund für die Schnelligkeit
der chemischen Reaktion zwischen der Bearbeitungsflüssigkeit und der zu bearbeitenden
Ware ist.
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Eine Lenkung der zugeführten Menge, die der Geschwindigkeit des Materials
angepaßt sein muß, ist notwendig. Durch die Verwendung einer geringen Menge an Bearbeitungsflüssigkeit
im engen Raum, wobei diese Flüssigkeit dein -Material folgt, findet keine Verschmutzung
des Bearbeitungsbades statt, da die Flüssigkeit in einem Maße zu- und abgeführt
wird, welches sich nach der Vorschubgeschwindigkeit der Ware richtet. Bei diesem
Verfahren kann keines der Partikel der Farben oder der Chemikalien, die eine Fixierung
erfordern, in die Bearbeitungsflüssigkeit ausbluten, sondern sie bleiben in den
Schächten und färben oder beizen den unbedruckten Teil der Ware, ebenso wie farbige
Gegenstände entwickelt werden können auf hellem Untergrund.
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Da die Temperatur wichtig ist für die Durchführung jeder chemischen
Reaktion (die Fixierung von Farbstoffen oder Chemikalien gehört dazu), ist die Vorrichtung
nach der Urfindung so gebaut, daß die Schächte, durch die Material und Flüssigkeit
laufen, in einen größeren Behälter eingehängt sind. Der Behälter umgibt diese Schächte
vollständig mit einem großen Wasserbad, @i-elclies durch Dampfrohre beheizt wird.
Da die Menge der Bearbeitungsflüssigkeit
in der Maschine sehr klein
ist (sie füllt nur die engen Kanäle), ist die Übertragung der Wärme von dem Heizraum
in die Schächte sehr wirkungsvoll und erlaubt eine gleichmäßigere Temperatureinhaltung,
als sie möglich wäre, wenn man eine große Menge Behandlungsflüssigkeit zu erwärmen
hätte. Auch Dampf kann in diesem inneren Dlantel Verwendung finden, um hohe Temperaturen
zu erhalten. Bei Füllung dieser großen Kammer mit einer kalten Salzlösung und Verbindung
mit einer Kühlanlage kann man auch sehr wirkungsvoll tiefe Temperaturen in den Bearbeitungsschächten
erhalten, wenn diese in die kalte Lösung tauchen. Wärme und Kälte werden also wirkungsvoll
durch die Schächte übertragen dank der großen Berührungsfläche zwischen der Heiz-
oder Kühlflüssigkeit und den Schächten, durch welche die Bearbeitungsflüssigkeit
und das Material laufen müssen.
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Bei dem vorliegenden Verfahren läuft ein ununterbrochener Strom von
Flüssigkeit zusammen mit der Ware, welche entwickelt werden soll, durch einen engen
Raum, und durch fortlaufende Zuführung frischer Bearbeitungsflüssigkeit werden die
Farbmittel in einem kurzen Zeitabschnitt fixiert. Sie lösen sich auch nicht auf
in den hellen oder unbedruckten 'feil der Ware, und die Bearbeitungslösung, welche
der Ware folgt, wird durch den ganzen Prozeß hindurch frei von Verschmutzung gehalten.
Bis zur Entwicklung dieses Verfahrens müßten solche bedruckten Stoffe besser durch
Dampf als durch eine Flüssigkeit laufen, um zu vermeiden, daß das Gedruckte (die
Farbe) ausblutet in den unbedruckten Teil. Da das Dämpfen und Altern gesondert vorgenommen
werden müssen und entsprechend viel Zeit benötigen, um die Fixierung von Farbstoffen
auf dem üblichen Wege zu entwickeln, erlaubte dieses Verfahren nicht einen Übergang
zu einem fortlaufenden Seifen und Entwickeln. welche mit viel größeren Geschwindigkeiten
ausgeführt werden. Die vorliegende Erfindung jedoch erlaubt entsprechend der hohen
Geschwindigkeit der Fixierung der Farbmittel oder Chemikalien auf dem Textilerzeugnis
einen unmittelbaren Übergang zu den anderen Operationen wie Oxydieren, Seifen und
Appretieren. Dadurch fällt ein ganzer ,Xrlteitsgatrg bei der Bearbeitung von gedruckten
und von gedruckten und gefärbten Waren aus.
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Im vorliegenden Falle ist ein fortlaufendes Verfahren offenbart, durch
das Textilwaren vorbehandelt werden können, durch Einschlagen oder Aufdrucken auf
Farben, Chemikalien oder andere Stoffe, oder durch Bedrucken mit gegenständlichen
Effekten, wobei die Ware direkt in einer fortlaufenden Operation von der Einschlagmaschine
oder der Druckmaschine in die fortlaufend arbeitende Entwicklungsapparatur geführt
wird.
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Die \aßentwicklung von bedruckter Ware und ihr gleichzeitiges Färben
Beim Bedrucken von Stoffen oder einem anderen Aufbringen von Farben oder färbenden
`iitteln fand man gewöhnlich nach dem Bedrucken, daß die Farben auf der Faser noch
nicht genügend befestigt bzw. mit der Faser verbunden sind, um eine gründliche Echtheit
und den vollständigen Farbwert zu sichern. Um diese Farbmittel gründlich mit der
Faser zu verbinden, war eine weitere Bearbeitung durch Altern, Dämpfen oder Trocknen
notwendig. In einigen Fällen muß das Dämpfen unter Druck in längeren Zeiträumen
erfolgen. Allgemein gebräuchlich bei der Entwicklung von Drucken ist der schnelle
Dampfalterungsprozeß. Für die Dampfbearbeitung und Fixierung von Küpenfarben wird
die Ware in eine Dampfkammer gebracht, in der sie langsam in Zeiten von 5 bis io
Minuten durch die Dampfatmosphäre geht, bevor der Farbstoff gründlich mit der Faser
sich verbunden hat. Für die Fixierung gewisser Farben, wie der Chromfarben und anderer
Farbmittel, ist ein saures Dämpfen notwendig. Dieses Verfahren ist dem Dämpfen der
Küpenfarben ähnlich mit der Ausnahme, daß Säuren in die Alterungsanlage gebracht
werden, da die Farbmittel eine saure Atmosphäre für ihre Befestigung auf der Faser
benötigen. Säurebehandlung erfordert vergleichsweise die gleiche Zeit für die vollständige
Entwicklung der Farben wie bei Küpenfarbstoffen. Bei der vorliegenden Erfindung
handelt es sich um ein Verfahren, welches den Alterungsprozeß ersetzt und gedruckte
Ware zu dem vollständigen Farbwert entwickelt und die ganze Fixierung in der verblüffend
kurzen Zeit von 5 bis io Sekunden geschehen läßt. Durch Fortfall der langsamen Alterungsprozesse
ist die dargestellte Vorrichtung direkt mit der Wasch- und den anderen der Endbearbeitung
dienenden Anlagen verbunden, wodurch nicht nur die Fixierung der Farbmittel vollendet
wird, sondern auch das Seifen der Ware kann nach der Endbehandlung in einem fortlaufenden
Verfahren erfolgen.
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Beispiele von dem Gebrauch der gegenwärtigen Entwicklung können unvollständig
wie folgt gegeben werden: i. Küpenfarben, im Handel bekannt als Indanthren, Algol,
Hydron usw., werden auf die Ware gedruckt mit einem passenden Träger, getrocknet
und zu der Naßentwicklungsmaschine gebracht. Das Material wird gleichzeitig mit
der Bearbeitungsflüssigkeit eingelassen, welch letztere Natriumhydrosulfit, kaustisches
Soda und gewöhnliches Salz enthält. Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit etwa
92° C. Entwicklungszeit io Sekunden.
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Der fertige Druck zeigt ebenso eine vollständige Fixierung mit der
richtigen Festigkeit wie derselbe Druck durch eine schnelle Alterung in einer Zeit
von 5 Minuten altert. Die Vollendung dieser Fixierung ist durchgeführt in einem
Dreißigstel der Zeit, wie sie in der normalen Praxis benötigt wird. Dieselbe bedruckte
Ware umfaßt: 2. was entwickelt und fixiert worden ist in dein gleichen Zeitabstand.
In diesem Falle wurden zu der Rearbeitungsflüssigkeit andere Küpenfarben hinzugefügt,
welche während des Prozesses der Fixierung des gedruckten Gegenstandes umgekehrt
gleichmäßig
auf beiden Seiten den bekannten Grundton färbten. Um Küpenfarbendrucke dieser Art
zu erzeugen, mußte in der normalen Praxis dieser Grundton entweder zuerst in das
Material gefärbt werden oder er wurde nach dem Bedrucken und dem normalen Dämpfen
eingefärbt. Die vorliegende Erfindung zeigt die Färboperation und die Entwicklung
der Drucke von allen haltbaren Farben gleichzeitig in einem Abstand von io Sekunden,
wobei ein ganzer, besonderer Arbeitsgang für die Hervorbringung dieser und ähnlicher
Effekte wegfällt.
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3. Die Farben, die unter der Handelsmarke Rapidogen, Algosol bekannt
sind, und Chrom und andere Farbmittel werden gedruckt und getrocknet und laufen
dann durch die Vorrichtung nach der Erfindung. Die Bearbeitungsflüssigkeit bei der
Verwendung dieser Arten von Farben weist i g je o,i 5941 essigsaure Säure 56% und
4536g gewöhnliches Salz auf. Die Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit ist 93,3°
C. Beim Durchlauf der bedruckten Ware durch den Apparat in vollständiger Verbindung
mit der Bearbeitungsflüssigkeit in einer Zeit von io Sekunden wird eine vollständige
Entwicklung dieser Farbklasse erzielt.
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4. Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist die Erzeugung einer
gedruckten und gefärbten Ware in einem Arbeitsgang, wobei als Beispiel die Entwicklung
von gedruckten Gegenständen auf der Ware angeführt ist, welche eine oder mehrere
Gruppen von Farben, z. B. Küpenfarben, enthalten möge. Der Bearbeitungsflüssigkeit
ist eine der verschiedenen Arten von Farbmitteln hinzugefügt, welche zu der Bearbeitungsflüssigkeit
passen, wie Schwefelfarben, zerstreute Pigmente usw., so daß ein vielfarbiger Effekt
erzielt wird mit chemisch unterschiedlichen Arten von Farbstoffen in einem Arbeitsgang.
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Aus diesen Beispielen ergibt sich die Möglichkeit für die Hervorbringung
vieler vielfarbiger und einfarbiger Grundtöne, das Mischen unterschiedlicher Gruppen
von Farbstoffen in einem kürzeren Prozeß, als er jemals vorher in Anwendung gekommen
ist mit beherrschbaren charakteristischen Merkmalen, wobei eine Vorrichtung benutzt
wird, welche die Ausführung dieser Methoden mit einem zufriedenstellenden Ergebnis
erlaubt.
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Die Fixierung von Farben und anderen Farbmitteln für die Hervorbringung
von einfarbigen Tönen Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das
Verfärben von Küpenfarben aus dem Farbindex, wie z. B. Anthragelb GC, Colorindex
N r. i o95, Indanthren oliv R, Colorindex N r. 1150, Bromindigo MLB/4 B, Colorindex
Nr. 1184, und Helindon rosa BN, Colorindex Nr. 1211. Dazu gehören auch die Anthrachinon
(Indigoiden), Brom-und Thioindigo-Farbstoffe, einschließlich des synthetischen Indigo,
Colorindex Nr. 1177, oder des Hydron blau, Colorindex Nr.969 und 971, die Carbazole
und wasserlöslichen Küpenfarben oder die Weißküpen, wie sie im Handel bekannt sind
als Algosol oder Indigosol (Caledon Jadegrün, Colorindex Nr. iioi). Alle diese Gruppen
können mit Erfolg mit dem vorgeschlagenen Verfahren verfärbt werden, indem das zu
färbende Material mit diesen Farben in Pigment oder in löslicher Form behandelt
wird und in den fortlaufend arbeitenden Entwicklungs- und Färbapparat eintritt,
entweder naß oder trocken. In diesen werden gleichzeitig die notwendigen Reduzierungs-
und Färbchemikalien eingelassen, wie Natriumhydrosulfit, kaustische Soda und gewöhnliches
Salz. Alle zusammen, das Material, die Farben und die Lösung, laufen durch enge
Kanäle oder Öffnungen, bis der Färbvorgang vollendet ist. Beim Färben dieser Farben
in solch einem begrenzten flüssigen Medium, welches in enger Verbindung mit den
anderen Bestandteilen und dem Material durch die Maschine läuft, ist letzteres von
einer dünnen Schicht der Lösung umgeben. Die Reduzierung und der Färbvorgang finden
in einem derartig begrenzten Raume statt, daß ein vollständiger Verbrauch der Farben
in kürzester Zeit erzielt wird und Ergebnisse erreicht werden, die bisher in der
Praxis bei der Verarbeitung der Farbstoffe nicht erreicht wurden. Dies ist besonders
der Fall beim Färben der bekannten schweren und dunklen Töne von Küpenfarben. Diese
wurden noch am besten mittels der bekannten Jigg- oder Pad-Jigg-Methode verfärbt.
Bei diesem Pad-Jigg-Prozeß ist es notwendig, das Material eine Zeitlang in der Lösung
hin und her zu bewegen, um den richtigen Farbton und die Festigkeit zu erzielen;
während dieser Bewegung konnten Teile der verschiedenen Farbkombinationen ausfallen
oder auftreten und zu einem ungleichmäßigen und vorher nicht zu bestimmenden Ergebnis
führen. Bei der Erzeugung dieser selben tiefen Töne mit der Erfindung wird die Pigmentfarbe
entweder in aufgeschweiiunter oder löslicher Form zuerst auf das Gewebe aufgebracht
durch Andrücken (Padding) oder in anderer Weise und dann durch die Maschine geschickt,
entweder im selben Arbeitsgang oder in einer gesonderten Behandlungsstufe. Da das
Material den unfixierten Farbstoff enthält, müssen die Farben jetzt durch Reduzierung
in lösliche Form gebracht werden, um sie auf der Faser richtig zu befestigen. Die
Farben dieser Farbgruppe werden löslich gemacht, indem sie in eine reduzierende
Lösung gebracht werden. Sie haben eine natürliche Neigung, in die Flüssigkeit auszubluten,
in welche sie eingetaucht sind. Bei der vorliegenden Erfindung werden sie in eine
derartig dünne Schicht von Flüssigkeit gebracht, daß die Farben gezwungen sind,
mit dem Material in Berührung zu bleiben, und daran gehindert werden, in eine größere
Menge der Lösung auszubluten. Dies ist ein bedeutender Faktor bei Gier Erzeugung
echter Töne, indem der Farbstoff auf dem Material gehalten wird, während es durch
die engen Kanäle läuft. Die Farben werden so daran gehindert, in dem Augenblick,
wo sie löslich werden, das Material zu verlassen und in eine größere Menge der Flüssigkeit
auszubluten.
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Ebenso kann das Färben und Entwickeln der
Naphtholfarben
oder der Farben mit unlöslicher Azogruppe durchgeführt werden, welche sich darstellen
als eine Gruppe durch Naphthol AS (ß-Hydroxynaphtholsäureanilid), entwickelt mit
Scharlachechtsalz GGN (stabilisiertes Diazosalz voll a, 5-Dichloranilin) und Naphthol
AS-G-diacetessigsaures Tolidin (Diacetoacetictolid), entwickelt mit Echtrot-B-base
(5-Nitro-4-aminotoluol). Dasselbe Prinzip zeigt seine Vorteile auf diesem Gebiet,
wo das Material mit den Chemikalien in Berührung gebracht werden muß oder Entwickler
eine chemische Reaktion oder eine Vollendung des Prozesses herbeiführen müssen.
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Schwefelfarbstoffe, wie z. B. Immedialgrün, Colorindex Nr. i io6,
und Immedialorange C, Colorindex Nr. 1949, werden in derselben Weise verwandt, d.
h. entweder durch Bearbeitung der Ware zuerst mit dem unfixierten Farbstoff, entweder
naß oder trocken, oder durch Einsetzen des Farbstoffes mit der Ware in einem bestimmten
Verhältnis in den Apparat unter Hinzufügung der erforderlichen Chemikalien zu der
Bearbeitungslösung, wie Natriumsulfit und gewöhnliches Salz. Die Ware und die. Flüssigkeit
laufen in vollständiger Verbindung zusammen durch den Apparat. Auch hier wiederum
ist der Farbvorgang in einer kürzeren Zeit mit einem vollständiger gelenkten Endton
und mit geringerer Oxydation des Farbstoffes durchgeführt.
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Ein weiteres Beispiel eines fortlaufenden Färbvorganges mit direkten
oder selbständigen Farben wird durchgeführt mit Diamin Himmelblau FF, Colorindex
N r. 518, und Chrysophenin, Colorindex Nr.365, wobei jede gewünschte Farbtontiefe
erhalten wird. Das Material wurde zuerst mit einer direkten Farbe bearbeitet, indem
es durch ein Bad läuft, welches die Farbe in Wasser gelöst enthält. Die Ware wurde
dann entweder trocken oder naß in den dargestellten Apparat gebracht, wo das Färben
und Entwickeln durch weitere Bearbeitung des Materials mit der Lösung aus gewöhnlichem
Salz vollendet wurde. Diese Lösung läuft zusammen mit dem Material in einer dünnen
Schicht durch den Apparat bei etwa 93° C und zwingt so die Farbstoffe zur richtigen
Befestigung auf der Faser, bis die Reaktion vollendet ist. Das Aufbringen dieser
Farbgruppe ist hinsichtlich Zeitbedarf und Beherrschung des Vorganges den üblichen
Methoden, wie sie für diese Farbstoffe in Gebrauch sind, überlegen.
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Ein weiteres Beispiel ist das Färben synthetischer, wie Polyamidfasern,
Aralac usw., tierischer Fasern, wie Wolle, Seide u. dgl. Eine Reihe dieser Faserarten
haben geringe Affinität für manche der bekannten Farbstoff klassen, und zum Absorbieren
der Farbmittel aus dem Farbbade auf bekannte Weise benötigen sie lange Zeit. Im
vorliegenden Falle wird eine Art von saurem Farbstoff verwendet, bekannt als Palatin,
welcher einer der hartnäckigsten aus den Farbgruppen ist, was seine erschöpfende
Aufnahme aus dem Farbbad anbetrifft. Die Ware wird mit dem Farbstoff in einer Andruckkissen-
(Padding-), Walzen- oder ähnlichen Maschine behandelt. Nach diesem Arbeitsvorgang
ist das Farbmittel lose befestigt und noch nicht fest. In einem getrennten Arbeitsgang
oder fortlaufend aufschließend an die genannte Andruckbehandlung läuft das Material
entweder naß, trocken oder teilweise getrocknet in die Apparatur nach der Erfindung,
in der sich als Fixiermittel die zum richtigen Aufziehen der Woll- oder sauren Farben
auf die tierischen Fasern erforderlichen Mengen von Schwefelsäure befinden. Diese
chemische Fixierung ist ausgeführt in i Minute gegenüber i1/2 Stunden Normalfärbezeit
für das Verfärben derselben Farbklasse auf derselben Ware in dem üblichen Verfahren.
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Noch ein anderes Beispiel zeigt, daß synthetische Fasern, wie Acetate,
eine sehr geringe Affinität für die Acetatfarbgruppen haben, wie sie für das Färben
dieses Materials gebräuchlich sind. Auch hier wieder ist mit den üblichen Methoden
ein lang andauerndes Durchlaufen des Materials durch die Farblösung notwendig, um
die erforderlichen Farbmittel aufzunehmen. Bei der Andruckbehandlung dieser synthetischen
Ware mit ihren zugehörigen Farbgruppen, und wenn sie dann getrocknet und mit dem
hier gezeigten Apparat mit einer Bearbeitungsflüssigkeit in engem Raum mit der angemessenen
Temperatur bearbeitet werden, können die Farbstoffe befriedigend befestigt werden
in der Zeit von i Minute.
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Bei der Verwendung von Diazo- oder entwickelten Farben, wie Primulin,
Colorindex Nr. 812, oder Diamin Schwarz BH, Farbindex Nr. 4oi, wird der erste Schritt
in der gleichen Weise durchgeführt wie mit direkten oder selbständigen Farbstoffen.
Aber da diese Farben eine weitere Behandlung erfordern, um die gewünschte Festigkeit
und den richtigen Ton zu erhalten, werden sie noch chemisch weiterbehandelt. So
muß die Ware, welche den Farbstoff bereits trägt, durch den Apparat nach der Erfindung
laufen, welcher eine Lösung mit N atriumnitrit und Salz- oder Schwefelsäure enthält.
Für die Erzeugung des Endtones muß die Ware nach dem Auswringen in demselben Apparat
weiterverarbeitet werden unter Verwendung solcher Entwickler, wie ,B-Naphthol oder
anderer passender Chemikalien. Das Waschen und Reinigen der Ware Entsprechend dem
vorliegenden Verfahren ist es dadurch möglich, daß eine Webware zusammen mit der
Bearbeitungsflüssigkeit wandert, unbefestigte Farbmittel auf dem Material so lange
festzuhalten, bis die eigentliche Fixierung stattfindet und die Bearbeitungsflüssigkeit
auf dem Material wirksam wird. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin,
den Fluß der Bearbeitungsflüssigkeit umzukehren, und zwar dadurch, daß Bearbeitungsflüssigkeit
in den letzten Schacht oder am Ausgang der Maschine eintritt und dadurch ein Gegenstrom
zu der Ware entsteht, wobei in dem Bereich der engen Kanäle eine pumpende Wirkung
auftritt, welche die in der Ware befindlichen unbefestigten Materialien mit hoher
Geschwindigkeit
auswäscht. Solch eine Operation kann mit Vorteil
angewandt werden für das Waschen der Ware. Der weitere Vorteil besteht in der Möglichkeit,
die Reinigungsflüssigkeit auf hohe Temperaturen aufzuheizen, und die geringe Menge
der in dem Apparat verwendeten Flüssigkeit kann schnell und vollständig erneuert
werden, wobei die Ware während der ganzen Zeitdauer der Operation durch die Reinigungsflüssigkeit
läuft. Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung veranschaulicht
in drei Schnitten, welche einander ähnlich sind und ein Bild eines ununterbrochenen
Arbeitsganges oder eine Reihe von Bearbeitungsgängen der fortlaufend bewegten Ware
geben. Die drei Abteilungen des Apparates können in Reihe miteinander gebraucht
werden, indem eine oder mehrere Abteilungen für dieselbe Operation benutzt werden,
oder die erste Abteilung wird für die Entwicklung oder das Färben, die zweite zum
Oxydieren oder zu einer weiteren Reduzierung und die dritte zum Seifen und Reinigen
benutzt. Weiter können mehrfache verschiedene Operationen mit den drei Abteilungen
des Apparates durchgeführt werden, wobei grundsätzlich in jedem Falle dasselbe Prinzip
zur Anwendung gelangt. Durch eine Regulierung und/oder Steuerung der Bearbeitungsflüssigkeit
und des Laufes der Ware ist die Durchführung verwickelter Verfahren in einem fortlaufenden
Arbeitsgang möglich.
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Jede Abteilu g bzw. jeder Teilabschnitt der Vorrichtung ist gleich
in der Konstruktion und umfaßt die Außenseiten und die Endwände i von genauer Abmessung
und aus solchem Material, das durch den Gebrauch von Chemikalien, welche bei den
verschiedenen Prozessen in den Lösungen sind, nicht korrodiert. Der Boden jedes
Teilbehälters ist mit 2 bezeichnet. Ein inneres Wandgefüge bzw. eine Abfütterung
ist vorgesehen, und die inneren Wände 3 sind im passenden Abstand von den äußeren
Wänden und dem Boden des Behälters angeordnet, und durch sie erfolgt die richtige
Temperaturgebung, wie es nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Diese innere
Wand oder Abfütterung 3 ist zu Schächten ¢ gestaltet, welche auseinandergerückt
sind und zu vier an der Zahl in jeder Abteilung dargestellt sind. Die Zahl der Schächte
richtet sich jedoch nach den Erfordernissen. Diese Schächte umfassen die gewölbten
Böden 5, deren Wölbung der Kontur der Führungswalzen 6 entspricht, welche in den
Schächten hängen. Das vollständige Schachtgefüge wird durch die parallel angeordneten
Wände 7 vollendet, wobei diese Wände 7 die in der Mitte liegenden Schächte vollenden,
während die beiden äußeren Schächte durch die äußeren Wände 7 und die angrenzenden
Wände 3 vervollständigt werden. Jeder der Schächte ist auf der gemeinsamen Zeichnung
mit einem Abstand zwischen den Schächten dargestellt, der ausreicht, daß der richtige
Wärmeaustausch mit der Heiz- oder Kühlflüssigkeit, die durch das Rohr 8 eingelassen
wird, stattfinden kann. Dieses Rohr ist nach der Abbildung am Boden jeder Abteilung
angeordnet. Es kann aber auch an jeder passenden anderen Stelle
| angeordnet sein und Auslaßabzweigungen enthal- |
| ten, um schnell eine Verbindung zwischen der Heiz- |
| und der Kühlflüssigkeit mit den Wänden der |
| Schächte zu schaffen. Die Hohlräume zwischen den |
| Schächten werden abgeschlossen durch Kopf- |
| platten g. Die Reihe der Schächte ist von stufen- |
| artig wachsender Höhe, und zu ar wachsend vom |
| Einlaßende jeder Abteilung zum Auslaßende der- |
| selben, um die gleiche Hölle an Flüssigkeit zu er- |
| halten über jeder der hintereinander angeordneten |
| Walzen, welche sich treppeilartig abwärts abstufen. |
| Diese abwärts gestufte _\nordnung der Platten g |
| ist vorgesehen, uni eine Kontrolle des Flusses bei |
| hoher Arbeitsgeschwindigkeit zu erleichtern. Jede |
| Abteilung des Apparates uinfaßt ein Einlaßrohr io |
| und Auslaßrohr i i, wobei das erstere in einer ab- |
| gesetzten Kammer 12 angeordnet ist, die von der |
| Wand 3 gebildet wird, und das letztere in einer |
| entsprechend auf dem oberen Ende der gegenüber- |
| liegenden Wand 3 gebildeten Kaininer 14 liegt. Das |
| Einlaß- und Auslaßrohr, welche gelegentlich in |
| ihrer Funktion auch umgekehrt sein können, sind |
| parallel zu den die Schächte begrenzenden Wänden |
| angeordnet. Auf dem Boden jedes Schachtes ist ein |
| Auslaßrohr 14, gesteuert durch ein Ventil 15, vor- |
| gesehen, wobei diese Auslaßrohre dazu dienen, |
| Konzentrate und Sedimente abzuführen, welche bei |
| bestimmten Prozessen finit bestimmten Lösungen |
| angefallen sind. |
| Eine Mehrzahl von 7wisclietitvätideti ist an |
| Trägern 17 aufgehängt und hängt in die Schächte 4 |
| hinein. Die unteren Enden der Zwischenwände 16 |
| sind wie bei 18 geformt und Träger 19 tragen die |
| Führungswalzen 6, die zwischen dem hohlen Ende |
| der Zwischenwandung und dem ebenso geformten |
| Boden des Schachtes sich befinden. Die Zwischen- |
| wände sind von einer Dicke, welche auf beiden |
| Seiten einen verhältnismäßig engen Durchgang |
| läßt, wobei dieser Durchgang lebenswichtig ist für |
| die erfolgreiche Durchführung des durchzuführen- |
| den Prozesses. Die Walzen 6 haben einen Durch- |
| messer, der etwas größer ist als die Stärke der |
| Zwischenwände 16, und zwar so, daß die Ware in |
| der Mitte zwischen den die Schächte bildenden |
| Wänden 3, 7 und der seitlichen Fläche der Zwischen- |
| wände hindurchläuft. Auf diese Weise wird die |
| laufende Ware frei gehalten Ami der Berührung mit |
| den Wänden des _\liparates, tind gleichzeitig steht |
| am Einlauf der Ware eine gleichbleibende 1\Ienge |
| von Flüssigkeit zur Verfügung, wenn diese durch |
| den Apparat läuft. |
| 20 sind in der |
| Mitte der Zwischenwände 16 an der oberen Seite |
| angeordnet, und diese Walzen 20 weisen einen |
| solchen Durchmesser auf, daß der richtige Zwischen- |
| raum zwischen der über die Walzen 20 und die |
| Walzen 6 laufenden \Vare und den angrenzenden |
| Wänden vorhanden ist. |
| Passende Mittel, mit 21 bezeichnet, sind vor- |
| gesehen, um die Zwischenwände herauszuziehen, |
| wenn die Schächte gereinigt werden oder sie mit |
| dem in sie hineinhängenden Material in Benutzung |
| genommen werden sollen, um beim Durchwinden |
| des Materials zu helfen. In gestrichelten Linien ist |
mit 22 eine der Zwischenwände in herausgehobener Stellung gezeigt.
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Um eine Bewegung der Ware durch jede Abteilung des Apparates herbeizuführen,
sind Quetschwalzen 23, welche durch passende Mittel angetrieben werden, vorgesehen.
Ein Trog 24 ist unter den Quetschwalzen angeordnet, um jede Flüssigkeit zum Anfangsteil
des :11)parates zurückzuführen. Diese "Tröge münden in den Kanal, der für das Abführungsrohr
i i vorgesehen ist. Zu beachten ist an der Einlaßseite jeder Abteilung, daß die
Wand 3 oben nach innen zugespitzt ist wie bei 25 gezeigt, um genügend Freiheit für
das Anlaufen der Operation zur Verfügung zu haben.
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(ietniil:i Fig. 2 werden die Rohre 8 auch für das Einführen
anderer 1-leizmittel oder für die Einführung eines Kühlmittels zur Kühlung der Wände
der Schächte verwendet. Wenn es notwendig ist, kiiiuien auch andere -Mittel vorgesehen
werden zum Einführen des Kühlmittels. -n Fig. 2 ist eine Verbindung 20 zwischen
dem Einlaßrohr io und dem Auslaßrohr i t gezeichnet, und diese Verbindung wird gesteuert
durch ein Ventil 27. Auf diese Weise kann die auslaufende Flüssigkeit von dem Auslaßrohr
i i ganz oder teilweise zu dem Einlaß io zurückgeführt werden. Eine weitere RohrverbindUng
28 ist vorgesehen zwischen (lein Auslaßrohr i i der ersten Abteilung und dem Einlaßrohr
io der nächstfolgenden Abteilung. Diese Rohrverbindung 28 ist gesteuert durch ein
Ventil 29 und gibt eine Verbindung von (lern _luslaßrohr der ersten Abteilung zu
dem Einlallrohr der zweiten Abteilung.
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Die Walzen 20 in Fig. 2 sind in Lagern 30 gelagert, deren Bauart
im einzelnen jedoch nicht zu der Erfindung gehört. Ähnliche Lager 31 sind für jede
der angetriebenen Walzen 23 vorgesehen.
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In den Zeichnungen, welche ein Teil dieser Erfindung bilden. ist die
Ware mit 32 gekennzeichnet, und der Lauf dieser Ware um die Zwischenwände in und
aus jedem Schacht und von einer Abteilung in die andere Abteilung des Apparates
über die Quetschwalzen 23 kann erkannt werden.
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Bei der beschriebenen Bauart ist dafür gesorgt, daß die Beliaiidlungsflüssigkeit
und die M'are nicht unnötig der Lutt ausgesetzt sind. Dementsprechend ist die Ware
gleichmäßig der Bearbeitung durchdie Behandlungsflüssigkeit ausgesetzt, und diese
gleichmäßige Bearbeitung hat ihren Grund in dem vollständigen Kontakt, bedingt durch
die enge Bauart der Kanäle und die Bewegung von Flüssigkeit und Ware zusammen durch
die Kanäle. Durch diesen geschlossenen oder innigen Kontakt der Ware und der Behandlungsflüssigkeit
wird das gewünschte Ergebnis erzielt und werden außergewöhnlich schnelle physikalische
und chemische Vorgänge erreicht. Die verstärkten chemischen und physikalischen Vorgänge
zwischen der Ware und der Behandlungsflüssigkeit bei Benutzung des Apparates nach
der Erfindung beruhen nicht auf einer vergröl:ierten -Menge der Behandlungsflüssigkeit,
sondern ergeben vielmehr eine wirkliche Einsparung an Flüssigkeitsmenge. Bei dem
üblichen Verfahren werden für jeden laufenden Meter der Ware angenähert 143,31 an
Lösung benötigt in normalen besonderen Behältern für ähnliche Operationen. Bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren werden für den laufenden Meter nur i8,21 Bearbeitungsflüssigkeit
benötigt. Wenn die Ware alle Prozesse dieser Art durchlaufen hat, ist zum Vergleich
für jedes Pfund hereingegebenes und durchgearbeitetes Material i Pfund Bearbeitungsflüssigkeit
verbraucht. Diese Bedingung ist dieselbe bei den jetzt verwendeten Prozessen und
üblichen Methoden. Die Vorteile des vorliegenden Verfahrens sind die, daß nur ein
Achtel soviel Flüssigkeit erneuert werden muß wie bei den üblichen Methoden, die
Bearbeitungsflüssigkeit läuft achtmal schneller und mit dem Ergebnis, daß solche
Flüssigkeiten und Lösungen bei diesem schnellen Umlauf in den Kanälen des Apparates
frei von Verunreinigungen bleiben. Da Chemikalien und Farbstoffe in einem festen
direkten Mengenverhältnis zu der für die Bearbeitung einer Ware notwendigen Flüssigkeit
stehen, ist bei der Anwendung dieses Verfahrens unter Zugrundelegung eines Verhältnisses
von Behandlungsflüssigkeit : Ware von i : 8 vom Volumen gerechnet, wie es für die
übliche Behandlung gefordert wird, es möglich gewesen, bis zu 8o% der in der Bearbeitungsflüssigkeit
befindlichen aktiven Chemikalien einzusparen.
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Bemerkenswert ist auch, daß bei dem Arbeitsvorgang in dem Apparat
die Flüssigkeit von einem Schacht in den anderen letzten Endes in der Hauptsache
durch die Bewegung Oer Ware bewegt wird. Der Lauf der Flüssigkeit durch die Bewegung
der Ware wird dementsprechend proportional der Ge-, schwindigkeit der Ware sein,
die Arbeitsgeschwindigkeit der Lösung, d. h. die zugeführte Menge der Natur der
`rare und dem spezifischen Gewicht der Lösung entsprechen. Angesichts der Wirksamkeit
der engen Kanäle, durch welche die Ware läuft, ist eine außergewöhnlich geringe
Menge Bearbeitungsflüssigkeit im Vergleich zu der Menge des Materials für die Durchführung
der verschiedenen Prozesse notwendig. Natürlich stellt die den getrennten Kanälen
zu- und aus diesen fortgeführte Flüssigkeit eine Menge dar, die direkt proportional
der Geschwin(iigkeit der Ware und bis zu einem gewissen Grade zu der Art der bearbeiteten
Ware ist. Schließlich tragen die Anordnung der abgestuften Schächte, die Höhe der
Flüssigkeit in den gestuften Schächten und der höchste Punkt des Überganges der
Flüssigkeit zur Erleichterung der Operation bei. Wie vorher erwähnt, ist die Temperaturregelung
wichtig für die Ausführung bestimmter Bearbeitungsprozesse. Bei der gezeigten Konstruktion
ist eine geringe .Menge an Bearbeitungsflüssigkeit in den engen Schächten und die
Temperatur dieser Bearbeitungsflüssigkeit durch Wärmeaustausch außergewöhnlich leicht
zu beherrschen und ganz schnell herbeizuführen. Dasselbe ist der Fall, wenn kalte
Lösungen vorgesehen sind für das Erniedrigen der Temperatur der Bearbeitungsflüssigkeit.
Es ist klar, daß die große Wärmeaustauschfläche und die verhältnismäßig kleine Aufnahmefähigkeit
der Schächte die Grundlage bilden für die schnelle und sichere Steuerung der Temperatur.
Bei
der dargestellten Apparatur und durch die schnelle Bewegung der Ware im Zusammenhang
mit dem engen Raum, durch den die Ware läuft, ist nicht nur eine Zuführung der Behandlungsflüssigkeit
möglich, sondern auch eine vollständige Verteilung derselben über die ganze Oberfläche
auf beiden Seiten der Ware. Hinzu kommt, daß durch die schnelle Bewegung der Ware
durch die engen oder begrenzten Räume eine gewisse Flüssigkeitspressung entsteht,
welche eine sichere Durchdringung der Ware mit der Behandlungsflüssigkeit bewirkt.
So steht also, wie vorher festgestellt, das Element der Laufgeschwindigkeit der
Ware in einem bestimmten Verhältnis zu dem engen Raum, durch welchen sie läuft.
Die Natur der Ware und die Behandlungsflüssigkeit beeinflussen die Zeit, die für
die Durchführung einer Mehrzahl von Prozessen mit besseren Resultaten notwendig
ist und den Gebrauch einer wesentlich geringeren Menge an Behandlungsflüssigkeit.
Dieses Verhältnis zwischen der Laufgeschwindigkeit und der Behandlungsflüssigkeit
ist für jede Operation bestimmt, damit beste Ergebnisse erzielt werden bei richtiger
Verteilung der Flüssigkeitsmenge mit ihren wirksamen Bestandteilen über die gewünschte
Fläche der Ware. Weiter hält die abgezogene Flüssigkeitsmenge einen Flüssigkeitsspiegel
über der bewegten Ware aufrecht, der einen Herantritt der Atmosphäre an die Ware
verhindert.
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Fig.3 läßt erkennen, daß die Bewegung der Flüssigkeit grundsätzlich
parallel zur Laufrichtung der Webware ist, wenn die Ware 32 zwischen den Wänden
3 bis 16 der Schächte in einer langsamen Geschwindigkeit bewegt wird. Die Richtung
des Laufes der Webware ist parallel zu der Wandfläche des Schachtes, so daß das
einzige Ergebnis der Flüssigkeitsbearbeitung eine Durchdringung der Ware durch die
Flüssigkeit ist in einem verhältnismäßig langsamen Saturierungsprozeß. Die Pfeile
A zeigen die Flüssigkeitsbewegung an. In Fig. 4 ist die Bewegung der Webware bei
hoher Geschwindigkeit dargestellt, z. B. mit einer Geschwindigkeit von 91,4 m/Min.,
welches die Geschwindigkeit der Prüfung war, aus der Fig. 4 abgeleitet worden ist.
Die Bewegurig der Flüssigkeit ist ganz verschieden, so daß dieselbe in kleinen kreisförmigen
Umläufen zu Wirbeln gezwungen ist, welche auf beiden Seiten der Webware in großer
Zahl entstehen. Die Bewegung der Flüssigkeit in dieser Art, welche das Ergebnis
von Faktoren, wie Reibung und Pressung, ist, führt dazu, daß dieselbe gegen das
Gewebe mit großer Heftigkeit geschleudert wird, wodurch eine unmittelbare Durchdringung
des Gewebes verursacht wird bis zu einer mittleren Linie. Diese Durchdringung kann
auch größer sein entsprechend wachsenden Geschwindigkeiten und Drücken und vielleicht
entsprechend einer anderen chemischen Formel bei Änderung der physikalischen ',\lerkmale
der Flüssigkeit. Das Ergebnis dieser Geschwindigkeit ist daher, daß das Gewebe mit
großer Heftigkeit die Flüssigkeit streift und eine Flüssigkeitsdurchdringung erreicht
wird, die wieder der Flüssigkeit eine Wirbelbewegung erteilt, die entsprechend dem
engen Raum zwischen den Wänden und dem Gewebe weiter eindringt, wenn sie ihren Kreislauf
vollendet. Die 'litte der beiden Durchdringungen mag verschieden liegen, aber dieWirbel
ziehen sich entsprechend der gleichmäßigen Weite der engen Räume mehr oder weniger
parallel hin, so daß die Durchdringung; von jeder Seite gleichmäßig ist und die
Flüssigkeit von jeder Seite auf das Gewebe und in das Gewebe gedrängt wird und ihren
Druck fortsetzt bis in <las Innere des Gewebes. Diese Vielzahl der Wirbel und
Flüssigkeitsdrücke sind die hauptsächlichen Augenblicksergebnisse, welche erhalten
werden durch die vorliegende Vorrichtung. Nach Fig. 3 und 4 ergeben sich in der
Hauptsache folgende l#.rfol"e: In Fig. 3 wurde die Ware durch die \lorrichtung tnit
einer niederen Geschwindigkeit bewegt, nämlich o,gt4m/Miit. Die Ware enthielt Küpenfarben
in 1'iginentforni, und sie blieb einschließlich aller anderen Faktoren konstant.
Die notwendige Zeit für die vollständige Fixierung bei dieser Geschwindigkeit und
unter diesen Bedingungen war angett;iltert 5 Minuten. Mit demselben Apparat wurde
gemäß Fig..4 der Lauf der Ware gesteigert auf eine Geschwindigkeit von 9 1,4 m/Min.
Dieses Steigern der Geschwindigkeit ergab eine vollständige Reduzierung und mithin
eine vollständige Fixierung in To Sekunden. Die Wirbel haben in der Tat eine hohe
Umlaufgeschwindigkeit und sie kann leicht verändert werden, wenn die Ware durch
die Flüssigkeit mit einer etwas größeren Geschwindigkeit bewegt wird oder durch
Vergrößerung der Geschwindigkeit der Ware mit Beziehung auf die Geschwindigkeit
des Flüssigkeitslaufes selbst.