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Verfahren zum Färben von Textilstoffbahnen od. dgl. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Färben von Textilien oder ähnlichen Stoffen,
z. B. Tuch, Garn, Filz oder sonstigen Waren aus Baumwolle, Wolle, Kunstseide, Polyamidfasern
oder anderen natürlichen oder synthetischen Stoffen, bei dem die zu färbende Stoffbahn
durch ein beheiztes Farbbad geleitet wird.
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Es ist an sich bekannt, eine Filz;ba'hn mit heißer Flüssigkeit zu
imprägnieren und den Filz vor dem Imprägnieren auf die Badtemperatur vorzuwärmen,
um das Abkühlen des Bades durch den Filz zu verhindern und einschnelles Eindringen
der Flüssigkeit in den Filz zu erreichen.
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Die Erfindung macht von einer solchen Vorwärmung .der Stoffbahn beim
Färben von Textilien in heißer Farbflotte Gebrauch, um die elektrochemische Affinität
zwischen dem zu färbenden Stoff und der Farbflüssigkeit zu erhöhen und auf diese
Weise ein schnelleres und gleichmäßigeres Färben des Stoffes zu erzielen. Sie kennzeichnet
sich dä:durch, daß die Stoffbahn unmittelbar vor dem Eintritt in das Farbbad erhitzt,
das Farbbad durch Nachliefern von Farbflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter im Maße
der Farbenaufnahme durch die Stoffbahn nachgefüllt und die Farbflüssigkeit bei ihrer
Überleitung vom Vorratsbehälter in das Farbbad unmittelbar vor dem Eintritt in das
Bad erhitzt wird.
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Vorzugsweise wird .die Stoffbahn nachdem Verlassen des Farbbades einer
Behandlung unterworfen, um die über einen erwünschten Feuchtigkeitsgrad hinausgehende
überschüssige Farbflüssigkeit aus. dem Stoff zu entfernen. Dies kann beispielsweise
durch Vibrieren oder Auspressen, der
Stoffbahn geschehen. Hierdurch
wird vermieden, daß -die überschüssige Flüssigkeit bei der Weiterförderung der Stoffbahn
über .den. Stoff zurückläuft und eine Streifenbildung verursacht. Die Überschüssige
Farbflüssigkeit 'kann in .die Farbflotte zurückgeleitet werden, womit sieh zugleich
der Verbrauch an Farbflüssigkeit vermindert.
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Vorzugsweise wird die Stoffbahn nach dem Färben weiterhin einer Dampfbehandlung
unterworfen, die das Eindringen .der Farbe in die Fasern der Stoffbahn begünstigt
und es .ermöglicht, unter Luftabschluß die hierfür erwünschten Hitze- und Feuchtigkeitsverhältnisse
für ausreichende Zeit aufrechtzuerhalten. Diese Dampfbehandlung empfiehlt sich besonders,
wenn gedeckte Farbtöne erzielt werden sollen.
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Das Färben wird vorzugsweise in einem Behälter von sehr geringem Rauminhalt
mit engem Durchlauf für die zu färbende StoffJxihn durchgeführt, wobei dem Behälter
erhitzte frische Farbe im Maße der Farbenaufnahme durch die Stoffbahn zugeführt
wird, so daß einerseits' keine Veränderung des Farbtons durch Entfärben des Farbbades
und andererseits auch keine Veränderung der Färbe .durch eine länger andauernde
Erhitzung der Farbflüssigkeit eintreten, kann. Es sei bemerkt, ,daß innerhalb gewisser
Grenzen die ele'ktroc'hemische Affinität der Farbe für Textilstoffe um so größer
ist, je höher die Temperatur des Farbb2des liegt, so daß innerhalb eines gewissen
Temperaturbereiches auch das. Färben besonders schnell vor sich geht. Temperaturen,
die unterhalb von etwa 8o° C liegen, sind in diesem Zusammenhang weniger günstig,
während oberhalb von etwa 95° C bei wäßrigen Farbflotten eine Neigung zum Sieden
besteht, die ebenfalls unvorteilhaft ist. Für das Färben ist es am günstigsten,
wenn die Temperatur des mit der Farbe getränkten Stoffes etwa zwischen 8o und 95°
C liegt, wenn ferner der Textilstoff mit einer gerade ausreichenden Flüssigkeitsmenge
gefärbt wird, die etwa zwischen 'roo und Zoo °/o ,des Trockengewichtes des Textilstoffes,
liegt, und wenn schließlich das Färben unter Luftabschluß vor sich geht. Diese günstigsten
Voraussetzungen werden mit einer verhältnismäßig einfachen Einrichtung erzielt,
die ein besonders schnelles Durchführen des Färbens, z. B. in 1/2 oder r Sekunde,
ermöglicht, d. h. in einer Zeit, die sonst allein für den Durchgang des. Stoffes
durch die Farbflotte aufzuwenden ist.
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Der zu färbende Stoff kann je nach Art und Beschaffenheit bis zu z
2o° C vorerhitzt werden, sofern dies nicht zu Schwierigkeiten führt"wenn die Farbflotte
eine so hohe Temperatur, z. B. von 95 bis 99° C nät, daß die Flüssigkeit ,durch
(die darüber hinaus erhitzte Stofthähn zum Sieden kommt.
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Zweckmäßig wird die Farbfiotte in dem sie aufnehmenden Behälter von
geringem Rauminhalt ständig in Umlauf gehalten, um unabhängig von dem ständigen
Nachfüllen der Farbe eine gleichmäßige Konzentration und Verteilung des Farbstoffes
indem Farbbad aufrechtzuerhalten.
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Die Erfindung kann auch bei trockenen Textilstoffen Anwendung finden,
die zuvor beispielsweise mit Farbstoffen unlöslicher Art imprägniert worden sind.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen einer zur Ausführung des Verfahrens
nach,der Erfindung geeigneten Vorrichtung beispielsweise dargestellt.
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Fig. z zeigt in einer eine Anlage zum Erhitzen und Färben einer Stoffbahn;
Fig. 2 und 3 zeigen Stofferhitzer anderer Ausführung im Schnitt.
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Gemäß Fig. r läuft .der Stoff rin ununterbrochener Länge in Richtung
der Pfeile über Dampfzylinder 2, die d en schwersten .und mit der höchsten Geschwindigkeit
laufenden: Stoff auf eine Temperatur von vorzugsweise bis etwa 95° C zu erhitzen
vermögen. Die Vorrichtung kann auch für leichtere Stoffe bei ageringeren Geschwindigkeiten
benutzt werden.
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An Stelle der beheizten Zylinder :2 kann gemäß Fig. 2 zur Stofferhitzung
ein Gehäuse 3 benutzt werden, durch das der Stoff hindurchläuft und in welches .durch
ein. Gebläse 4 Heißluft geblasen wird. Die Lufttemperatur ist so zu bemessen, daß
auch für leichtere Stoffe bei geringeren Geschwindigkeiten- keine schädliche Überhitzung
eintreten kann.
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Nach Fig. 3 sind zur Stofferhitzung sich paarweise gegenüberliegende
elektrische @Strahlungserhitzer 5 vorgesehen, zwischen denen die Stoffbahn hindurchläuft.
Eine Regelung der Stofftemperatur wird durch wahlweises Ein- und Ausschalten einzelner
Erhitzer erreicht.
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Der erhitzte Stoff tr läuft durch einen. U-förmigen Behälter 7, in
dem sich ein Farbbad 8 und eine Umlenkrolle 9 befinden. Der das Farbbad aufnehmende
Raum ist so schmal und flach wie möglich gehalten, und- zwar durch Verwendung einer
Trennwand 28 von solcher Stärke, d'aß die Durchgangsweite für den Stoff nur wenig
größer ist -als die Stoffdicke und beispielsweise nur 2,5 cm beträgt. Das Bad ist
ausreichend breit, um Stoffe der geforderten größten Breite aufnehmen zu können.
Die Tiefe .des Bades ist so zu bemessen, daß eine vollständige Tränkung der Stoffbahn
mit der Farbflüssigkeit sichergestellt ist. Bei einer Stoffbreite von beispielsweise
130 cm brauchen nur etwa 2 bis 5 1 Farbflüssigkeit benutzt zu werden gegenüber 135
bis 27o.1, die bisher gewöhnlich für einen Farbbottich benötigt werden. Beim Verlassen
des Farbbades läuft der Stoff zwischen Abstreichmesserwzo 'hindurch und an esnem
umlaufenden Schläger oder Vibrator z r vorbei, durch den der Stoff zum Abschleudern
Überschüssiger Farbflüssigkeit geschüttelt wird. Anschließend läuft der Stoff .dann
durch einen Dämpfer 2b und durch eine Spül- und Seifvorrichtung 27.
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Die Farbflotte 8 wird ununterbrochen durch frische Flüssigkeit ergänzt,
um die Beschaffenheit der Flüssigkeit in dem Bad derart aufrechtzuerhalten, daß
Schwankungen der Temperatur, des Rauminhaltes und der Stärke von solcher Größe,
daß sie die Bethandlung umgünstig beeinflussen könnten, vermieden werden. Die Ergänzungsflüssigkeit
wird während ihrer Zufuhr zu dein Biad erhitzt.
Die erhitzte Flüssigkeit
wird sehr schnell von der zu färbenden Stoffbahn aufgesaugt, so daß eine länger
dauernde Erhitzung der Flüssigkeit vermieden wird. Die Temperatur -der Flüssigkeit
wird im wesentlichen gleichbleibend gehalten und ein unerwünschtes Absinken der
Temperatur verhindert.
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Bei dem dargestellten Beispiel wird die Farbflüssigkeit von einer
Pumpe 12 aus einem Vorratsbehälter i3 :durch eine LeitungU4 in einen Heizbehälter
15 von geringem Fassungsvermögen gefördert. Ein Speiseventil 16 in der Leitung 1q.
wird durch den Flüssigkeitsstand' 8 im Farbbiad elektrisch geschaltet. Wenn -derFlüssiigkeitstspiegel
fällt, wird .das Speiseventil geöffnet, so daß mehr Flüssigkeit in den Heizbehälter
15- einströmt, während die bereits erhitzte Flüssigkeit aus dem Behälter
durch eine Leitung 14.A in das Farbbad überströmt, dessen Spiegel wieder ansteigt.
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Im Heizbehälter 15 wird die Farbflotte durch eine Rohrschlange 17
'erhitzt, die von einem thermostatisch geschalteten Dampfventil 18 mit Dampf gespeist
wird. Der Thermostat besitzt Wärmefühler i9, die in den Heizbehälter 15 ragen.
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Die in dem Vorratsbehälter 13 befindliche Farbflüssigkeit wird auf
einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur von etwa 25 bis 30° C gehalten und während
ihres Durchganges durch den Heivbehälter 15 beispielsweise auf eine Temperatur zwischen
8o und 95° C erhitzt. Sie hat demnach ,diese verhältnismäßig hohe Temperatur nur
fürkurze Zeit bevor sie von dem durch das Farbbad laufenden Stoff i absorbiert wird:.
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Zum Schalten des Speiseventils 16 durch den Spiegel ,des Farbbades
ist in dem Farbbu-dbehälter 7 ein nicht dargestelltes senkrechtes Rohr angeordnet,
das am oberen Ende mit einem nicht dargestellten isolierenden Stopfen versehen ist,
durch den eine einstellbare Metallstange 2o nach unten ragt. Die Stange 2o ist über
ein Relais 21 an eine elektrische Batterie 22 angeschlossen, welche andererseits
mit dem Farbbad in Verbindung steht. Dtie Auslösung des Relais 211 betätigt das
Flüssigkeitsventil 16, welches durch Leitungen 23 an das Relais. angeschlossen ist.
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Wenn der Flüs.si.gkeitsspiegel im Farbbad ansteigt und die Metallstange
2o berührt, wird das Speiseventil 16 geschlossen. Sinkt die Flüssigkeit bis unter
die Metallstange 2o, so wird das Speiseventil 16 geöffnet.
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Da eine alkalische Farblösung dazu neigt, an ihrer Oberfläche Schaum
zu bilden und da Schaumblasen als Leiter in der gleichen Weise wie die Flüssigkeit
wirken und somit eine falsche Anzeige ergeben würden, kann auf die Oberfläche des
Farbbades eine geringe Menge Terpentin oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit
aufgebracht werden, die den Kontakt mit dem unteren Endeder Meballstange 2o schließt
oder unterbricht.
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Da der Wirkungsgrad des Erhitzers und die Vermeidung jeder örtlichen
Überhitzung der Flüssigkeit von der Gesdhwindi@gkeit der Flüssigkeitsströmung abhängen
und es erforderlich sein kann, die Flüssigkeitsströmung zeitweise zu unterbrechen,
ist eine Leitung 24 vorgesehen, die das Farbbad mit der Leitung 14 so verbindet,
daß die Pumpe i Flüssigkeit aus dem Farbbad absaugen und in die das Speiseventil
16 mit dem Erhitzer 15 verbindende Leitung 14 fördern. kann. Ein Kreislaufventil
25 in der Leitung 2,4 wird elelctri.sch durch ein Relais 2.1 geschaltet, das das.
Ventil 25 öffnet, wenn das Ventil 116 geschlossen wird, und umgekehrt. Auf diese
Weise wird die Flüssigkeitsströmung durch den Erhitzer 15 beständig aufrechterhalten.
Die Dampfzufuhr zu dem Erhitzer 15 wird durch den an der Auslaßseite des Erhitzers
liegenden Thermostaten iig geregelt.
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In gewissen Fällen kann es erwünscht sein, ein die Dampfzufuhr rebelndes
Ventil 18 einzubauen, das gleichzeitig mit dem Speiseventil 16 und in Beziehung
zu diesem geschaltet wird. In diesem Falle betätigt der Thermostat i9 ein Ventil
oder einen Widerstand, der die verfügbareDampfmenge regelt, wenn das Regelventil
18 geöffnet wird.
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Es wurde gefunden, daß ein Farbbad mit einer gesamten Weglänge in
der Farbflüssigkeit von etwa 2o cm und einer Schichtdicke von 2,5 cm zufriedenstellend
ist. Dieses Bad kann so angeordnet sein, daß der Textilstoff unmittelbar aus der
Farbe in die Dämpfkammer übertritt. Bei einem U-förmig ausgebildeten Bad, wie .es
in der Zeichnung -dargestellt ist, kann der Flüssigkeitsweg in jedem Schenkel .des
U-förmigen Kanals beispielsweise io cm im ruhenden Zustand betragen, während der
Flüssigkeitsweg bei Betrieb indem Auslaßschenkel auf Kosten des Einlaßschenkels
tiefer oder länger sein wird.
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Da die Bedingungen für das Färben besonders günstig sind, findet das
Färben fast augenblicklich statt und fällt zeitlich mit dem Eindringen der Flüssigkeit
in den Stoff annähernd zusammen. Infolgedessen würde jeder Flüssigkeitsüberschuß,
der von dem Stoff mitgeführt wird, das Bestreben haben, den Färbvorgang langsam
fortzusetzen. Da außerdem die überschüssig ,aufgenommene Farbflüssigkeit sonst verlorengehen
würde, ist es- vorzuziehen, :sie aus dem Stoff zu entfernen, sobald die Absorption
stattgefunden 'hat und der Stoff das Bad verläßt. Die überschüssige Flüssigkeit
ist dann noch unverbraucht und kann dem Farbbad ohne Nachteil wieder zugeführt werden.
Zur Entfernung der überschüssigen Farbflüssigkeit können statt der Abstreichmesser
io und des Vibrators ii auch Saugvorrichtungen, Preßwalzen oder Druckstrahlen, z.
B. Dampfstrahlen, vorgesehen sein, die auf gegenüberliegende Seiten des Textilstoffes
auftreffen. Ein Auspressen .der Flüssigkeit bis unter den günstigsten Feuchtigkeitswert
für den Textilstoff ist aber sehr unerwünscht.
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Findet das Färben sehr schnell statt, so kann ein Dämpfen hinter dem
Farbbad unnötig sein.