EP0799924A2 - Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Kettgarn und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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EP0799924A2
EP0799924A2 EP97105573A EP97105573A EP0799924A2 EP 0799924 A2 EP0799924 A2 EP 0799924A2 EP 97105573 A EP97105573 A EP 97105573A EP 97105573 A EP97105573 A EP 97105573A EP 0799924 A2 EP0799924 A2 EP 0799924A2
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reactor
dyeing
liquor
warp
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    • D06B3/18—Passing of textile materials through liquids, gases or vapours to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing, impregnating of fabrics combined with squeezing, e.g. in padding machines

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous dyeing of warp yarn, in particular cotton warp yarn with indigo or other dye groups which, after impregnation and squeezing, require oxidation or heat treatment for development and fixing.
  • Continuous warp yarn dyeing machines for dyeing with indigo for blue denim consist of connected dye containers with a squeeze mechanism one behind the other or dyeing foulards with a relatively large bath volume. These dye containers or foulards are also used for dyeing with sulfur or vat dyes for black and color denim.
  • additional units in warp yarn dyeing machines consisting of a dyeing pad with a saving trough and a subsequent damper, units that cannot be used for the main production of indigo dyeing.
  • the known dyeing containers with squeezing mechanism or dyeing foulard consist of simple roller skids, in which the chain to be colored is impregnated by being guided and deflected over several cylinders or rollers and / or deflecting rollers, which are located under the fleet, and then squeezed off.
  • the route of the chain under the fleet and thus the dwell time in the ink liquor is determined by the number of sub-liquor rollers and deflection rollers and their distance from one another.
  • Different depths of nuance for example in conventional indigo dyeing systems with lighter shades, require the use of a few dye containers. In the case of dark shades, several dye containers connected in series are required. In the case of a dark shade, six dye containers, each with up to 2500 l of dye liquor, are used. This means that conventional indigo dyeing systems have to be converted to produce different depths of shade. Depending on the desired color shade, more dye containers have to be inserted or removed, and liquors have to be pumped in or out. The paint fleet, which is temporarily not required, has several thousand liters can make out, must be drained or temporarily stored.
  • shades other than indigo blue are colored with other dye groups, usually sulfur or vat dyes.
  • these and also the other cotton dye groups such as reactive and direct dyes, have different affinities for cotton, mostly higher than indigo.
  • the affinities are also largely influenced by the dyeing temperature, which can be far apart for the different dye groups. For example, the affinity and the dye yield of indigo increase with falling temperature, whereas it usually increases with increasing temperature with other dye groups.
  • Another problem that occurs with conventional dyeing machines is that the dye is pulled out of the dye bath by the affinity.
  • the required amount of liquor should be significantly reduced, and economically favorable conditions for cooling or heating the paint liquor should be made possible.
  • the residence time of the warp yarn coulter in the dyeing system should also be variable, using simple constructional means, and the fixing temperature should be selectable from below room temperature to over 100 ° C.
  • the object of the invention is to provide a process for the continuous dyeing of warp yarn, in particular cotton warp yarn with indigo or other dye groups, which enables a high degree of variability in the dyeing of warp yarns with different shades of color, but also with different dye groups, and a device which can optionally be used for Use of Indigo, sulfur or vat dye colors under the optimal conditions.
  • this object is achieved in that a warp yarn group is passed through an airtight, closed dyeing reactor which can itself be adapted to the optimum technological conditions for the respective dye groups.
  • the warp yarn coulter is impregnated in fresh dye liquor and then squeezed off in an intermediate crushing unit located in the reactor.
  • the dwell fixation is then carried out via guide and deflection rollers with the exclusion of oxygen without or optionally with repeated dipping in fresh dye liquor, the dwell time of the warp threads in the dyeing reactor being variable, according to the desired shade and the technological requirements placed on the respective dye group.
  • the dyeing reactor according to the invention is a container which is closed at the top and has openings at its lower end for the entry and exit of the warp yarn coulter.
  • Containers for the dye liquor, into which the lower reactor opening is immersed, are arranged below the dyeing reactor.
  • These containers each form a water castle with guide and deflection rollers, which seal the dyeing reactor from the environment and through which the warp yarn sheet is fed in and out.
  • another can be in the inlet trough Squeezing mechanism can be arranged, which squeezes out air that is still contained in the incoming warp yarn coulter.
  • These containers are equipped with raised floors, through which the indigo dye liquor can be cooled, but other dye baths, for example sulfur dye, can be heated.
  • An intermediate crushing unit is arranged in the dyeing reactor, the squeezing pressure of which can be set to variable or unpressurized.
  • pairs of rollers can be used, which strip off the excess ink liquor when the squeezing unit is open and thus prevent the ink liquor from dripping down.
  • the pairs of rollers are adjustable and arranged so that the warp yarn share must make a more or less pronounced S curve or a Z curve.
  • the dwell time of the warp yarn coulter can be shortened or lengthened, depending on the technological requirements, by means of guide and deflection rollers which are arranged in the interior of the dyeing reactor and can be displaced vertically in the interior.
  • a hydraulic pipe system for charging the reactor with liquors is arranged below the dyeing reactor.
  • This circulation system consisting of supply pipes with pumps arranged therein and a plurality of valves, serves to circulate the impregnation or paint liquor and, if necessary, to meter in a more concentrated additive.
  • the dyeing reactor 1 shown by way of example in FIG. 1 is a container closed at the top. On its lower side it has three dye containers 2a, 2b, 2c, which are filled with liquor.
  • the containers 2a and 2c are also water locks, ie the lower part of the side walls of the dyeing reactor 1 protrudes into the dyeing reactor 1 after filling the containers 2a and 2c, so that the entry of ambient air, in particular atmospheric oxygen, into the dyeing reactor 1 is prevented.
  • a further crushing mechanism 3c can be arranged in the inlet trough 2a, which air is still contained in the entering warp yarn coulter.
  • the containers 2a and 2b contain double bottoms 7a and 7b, through which the dye liquors can be cooled (in the case of indigo) or heated (for example in the case of sulfur dye).
  • an intermediate squeezing unit 3a which can squeeze the warp yarn to such an extent that no "liquor noses" arise as the warp threads continue to run.
  • the pinch pressure on the warp yarn coulter can be varied to zero pressure by means of adjustable pressure rollers.
  • pairs of rollers A 1 , A 2 can be used, which strip off the excess ink liquor when the squeezing unit is open and thus prevent the ink liquor from dripping down.
  • the roller pairs A 1 and A 2 are adjustable and arranged so that the warp yarn share must make a more or less pronounced S curve or a Z curve.
  • Guide and deflecting rollers 4a, 4b, 4c are located in the dyeing reactor 1 directly above the containers 2a and 2c. These are so-called sub-fleet rollers of the water castles.
  • the warp yarn sheet is guided through the dyeing reactor 1 by further guide and deflecting rollers 5a to 5g provided in the dyeing reactor 1.
  • These guide and deflecting rollers 5a to 5g are so-called ribbed rollers.
  • the ribs 11 of these rollers prevent possible crossing of the threads.
  • the finned rollers remain free of fibers and dirt, which prevents thread breaks.
  • these guide and deflection rollers 5a, 5b, 5c and 5g are vertically adjustable in the reactor, whereby the warp thread length can be varied.
  • the draw-in length K1 is 16 m.
  • the shortened indentation K2 is shown in the example according to FIG. 2, it is 7 m long.
  • the reactor ceiling 8 is heatable and sloping so that dropping is avoided. Furthermore, the dyeing reactor 1 can be heated with steam through an annular steam tube 9.
  • the chimney 10 has overpressure control, i.e. it opens at a certain predetermined vapor pressure.
  • the ink liquor is fed through an inlet 11a.
  • the uniformity of the feed liquor which is higher in concentration than the impregnation liquor, is ensured by the fact that it flows evenly over the entire width of the reactor into the first paint container 2a via a horizontal weir.
  • the volume the color liquor in this first container 2a is, for example, 150 l.
  • the process of the dye liquor can optionally take place via an overflow 11b or an overflow 11c, depending on which dye containers each contain liquor.
  • the weir is ensured across the entire width of the reactor by horizontal weirs.
  • the circulation of the impregnation or dye liquor is ensured in the case of the choice of the small bath volume of 150 l via a circulation line system 12a and 12b with a circulation pump 14 which has a variable pumping capacity between 600 and 6,000 l / h . If the impregnation is selected in the two dyeing tanks 2a and 2b, with a liquor volume of 150 l in the first tank and 80 l in the second tank, the liquor circulation is also carried out via a second circulation system 12a and 12c by means of the circulation pump 14.
  • valves 13a, 13b and 13c The selection of the small or large circulation of the paint liquors is controlled via valves 13a, 13b and 13c.
  • the valve 13f on the drain pipe prevents accumulation the fleet in the event that an empty container is chosen.
  • the depleted liquor of the main squeeze unit 3b is fed into the dyeing reactor 1 via a further circulation system 12d and can be regulated via a valve 13d.
  • a dye liquor with a total volume of 320 l is used for indigo dyeing in a standard navy blue shade.
  • An indigo dip bath with 3 g / l indigo and the necessary amount of sodium hydroxide solution and hydrosulfite are used as reducing agents in order to reduce the dye.
  • the dye liquor is circulated via the circulation system 12c, 12a and the pump 14.
  • valve position is as follows: valves 13a, 13c, 13d and 13e are open, the valve 13b is closed.
  • the dyeing speed can be up to 50 m / min and must be adjusted accordingly.
  • the impregnation liquor is expediently cooled to 15 ° C., which significantly increases the affinity of indigo for the cotton yarn.
  • environmental temperature changes are kept away from the inside of the dyeing reactor.
  • the preparation of the prepared make-up of 80 g / l indigo with the required chemicals is proportional to the warp thread weight.
  • the control of the dosing is carried out by a PC, which measures the incoming warp thread transfer, converts it to the weight per unit of time (e.g. 18 kg / min) and then doses the batch quantity proportionally.
  • 4.5 l / min of make-up solution is metered in for a 2% staining at a make-up concentration of 80 g / l indigo.
  • the dye yield will be the highest possible and the fastness to washing as well.
  • the dye liquor is heated to at least 90 ° C and the interior of the reactor by steam to 100 ° - 102 ° C.
  • the warp threading is expediently 16 m, since the long residence time ensures the best dye yield.

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Abstract

Das Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Kettgarn, insbesondere Baumwollkettgarn mit Indigo oder anderen Farbstoffgruppen, die nach dem Imprägnieren und Abquetschen zur Fixierung eine Oxidation oder eine Wärmebehandlung erfordern, beseitigt die Nachteile herkömmlicher Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Kettgarn. Insbesondere wird durch das Verfahren die benötigte Flottenmenge entscheidend gesenkt. Durch einen neuen Färbereaktor kann die Verweilzeit der Kettgarnschar in der Färbeanlage variabel gestaltet werden, ohne daß das Flottenvolumen erhöht werden muß. Durch die Möglichkeit einer Beheizung oder einer Kühlung der Farbflotte kann eine Fixiertemperatur von unter Raumtemperatur bis über 100° C gewählt werden und damit für alle für Kettgarne üblichen Färbeverfahren optimale Bedingungen geschaffen werden. Dadurch kann die Anzahl der Tauch-Oxidationsgänge in der Indigofärberei reduziert werden, und somit der wachsenden Nachfrage nach indigoblauen Jeansstoffen mit verschiedenen Waschechtheiten und Nuancentiefen und bei Black- und Colour-Denim mit hoher Flexibilität Rechnung getragen werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Kettgarn, insbesondere Baumwollkettgarn mit Indigo oder anderen Farbstoffgruppen, die nach dem Imprägnieren und Abquetschen zur Entwicklung und Fixierung eine Oxidation oder eine Wärmebehandlung erfordern.
  • Bekannt sind kontinuierliche Kettgarnfärbemaschinen für das Färben mit Indigo für Blue Denim, die aus verbundenen, hintereinander stehenden Färbebehältern mit Quetschwerk oder aus Färbefoulards mit relativ großem Badvolumen bestehen. Diese Färbebehälter bzw. Foulards werden auch für das Färben mit Schwefel- oder Küpenfarbstoffen für Black- und Colour-Denim eingesetzt. Um Farblaufprobleme zu lösen und zur Erreichung einer besseren Farbstoffausbeute ist es bekannt, in Kettgarnfärbemaschinen zusätzliche Einheiten, bestehend aus einem Färbefoulard mit Spartrog und einem nachfolgenden Dämpfer zu integrieren, Einheiten also, die für die Hauptproduktion der Indigofärbung nicht eingesetzt werden können.
  • Die bekannten Färbebehälter mit Quetschwerk oder der Färbefoulard bestehen aus einfachen Rollenkufen, in denen die zu färbende Kette dadurch imprägniert wird, daß sie über mehrere Zylinder oder Walzen und/oder Umlenkrollen, die sich unter der Flotte befinden, geführt und umgelenkt und danach abgequetscht wird. Die Strecke der Kette unter der Flotte und damit die Verweilzeit in der Farbflotte wird durch die Zahl der Unterflottenwalzen und Umlenkrollen und deren Abstand zueinander bestimmt.
  • Da die Kettgeschwindigkeit beim Färben mit Indigo vorgegeben ist und praktisch nicht verändert wird, sind hier die Tauchzeit und das Flottenvolumen konstant und somit nur von der Konstruktionsausführung des Färbebehälters abhängig.
  • Durch die wachsende Nachfrage nach indigoblauen Jeansstoffen mit verschiedenen Waschechtheiten und verschiedenen Nuancentiefen, bei Indigofärbung von hellblau bis superblau sowie die steigenden Marktanteile bei Black- und Colour-Denim ist eine größere Flexibilität gefordert.
  • Verschiedene Nuancentiefen erfordern beispielsweise bei konventionellen Indigofärbeanlagen bei helleren Farbtönen den Einsatz von wenigen Färbebehältern. Bei dunklen Farbtönen sind mehrere hintereinander geschaltete Färbebehälter erforderlich. Bei einer dunklen Nuance werden meist sechs Färbebehälter mit jeweils bis zu 2500 l Farbflotte eingesetzt. Das bedeutet, daß für die Herstellung unterschiedlicher Nuancentiefen konventionelle Indigofärbeanlagen umgerüstet werden müssen. Je nach gewünschter Farbnuance müssen mehr Färbebehälter eingesetzt bzw. herausgenommen werden, und Farbflotten zu- bzw. abgepumpt werden. Die zeitweilig nicht benötigte Farbflotte, die mehrere tausend Liter ausmachen kann, muß abgelassen oder zwischengelagert werden.
  • Bei der bekannten Loopdye-Anlage ist nur ein Farbbad nötig, durch welches die Kettfadenschar mehrmals übereinanderliegend geführt wird, für dunkle Indigonuancen vier- oder fünfmal.
  • Andere Farbtöne als Indigoblau werden mit anderen Farbstoffgruppen, meist Schwefel- oder Küpenfarbstoffen, gefärbt. Diese und auch die übrigen Baumwollfarbstoffgruppen, wie Reaktiv- und Direktfarbstoffe haben zur Baumwolle unterschiedliche Affinitäten, meistens höhere als Indigo. Die Affinitäten werden zudem weitgehend von der Färbetemperatur beeinflußt, die bei den verschiedenen Farbstoffgruppen weit auseinanderliegen können. So nimmt z.B. die Affinität und die Farbstoffausbeute von Indigo mit fallender Temperatur zu, während sie bei anderen Farbstoffgruppen meistens mit steigender Temperatur auch steigt.
  • Durch Kühlung der Indigofarbbäder bei herkömmlichen Färbemaschinen wäre eine größere Affinität und Farbstoffausbeute erreichbar, sie ist aber aufgrund der Vielzahl an Färbebehältern und der großen Menge an Farbflotte ökonomisch unvorteilhaft.
  • Ein weiteres Problem, das bei herkömmlichen Färbemaschinen auftritt, besteht darin, daß durch die Affinität der Farbstoff aus dem Farbbad herausgezogen wird.
  • Das führt dazu, daß der Partieanfang dunkler gefärbt ist als das Ende der Kettgarnschar, daß sich also der sogenannte Kopf-Schwanzablauf einstellt. Diese gefürchtete Erscheinung, die sich über mehrere tausend Meter der zu färbenden Kette zeigen kann, tritt besonders bei großen Anlagen mit großem Farbbadvolumen auf, die zu langen Farbabläufen führen.
  • Es ist deshalb Ziel der Erfindung, die Nachteile herkömmlicher Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Kettgarn, insbesondere Baumwollkettgarn mit Indigo oder anderen Farbstoffgruppen, die nach dem Imprägnieren und Abquetschen zur Fixierung eine Oxidation oder eine Wärmebehandlung erfordern, zu beseitigen. Insbesondere sollen die benötigte Flottenmenge entscheidend gesenkt, ökonomisch günstige Voraussetzungen für eine Kühlung oder aber eine Beheizung der Farbflotte ermöglicht werden. Dabei soll auch die Verweilzeit der Kettgarnschar in der Färbeanlage mit einfachen konstruktiven Mitteln variabel gestaltet werden können und die Fixiertemperatur von unter Raumtemperatur bis über 100°C wählbar sein.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Kettgarn, insbesondere Baumwollkettgarn mit Indigo oder anderen Farbstoffgruppen zu schaffen, das eine hohe Variabilität bei der Färbung von Kettgarnen mit unterschiedlichen Farbnuancen, aber auch mit verschiedenen Farbstoffgruppen ermöglicht sowie eine Vorrichtung, die wahlweise bei Einsatz von Indigofarbstoff, Schwefel- oder Küpenfarbstoff unter den jeweils optimalen Bedingungen färbt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Kettgarnschar durch einen luftdicht geschlossenen Färbereaktor geführt wird, der selbst auf die für die jeweiligen Farbstoffgruppen optimalen technologischen Bedingungen angepaßt werden kann. Dazu wird die Kettgarnschar nach einer anfänglichen Tauchung in frischer Farbflotte imprägniert und anschließend in einem sich im Reaktor befindlichen Zwischenquetschwerk abgequetscht. Über Führungs- und Umlenkwalzen erfolgt danach die Verweilfixierung unter Ausschluß von Sauerstoff ohne oder wahlweise mit wiederholter Tauchung in frischer Farbflotte, wobei die Verweilzeit der Kettfäden im Färbereaktor variabel, entsprechend der gewünschten Farbnuance und den an die jeweilige Farbstoffgruppe gestellten technologischen Anforderungen gestaltet werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Färbereaktor ist ein oben geschlossener Behälter, der an seinem unteren Ende Öffnungen für den Ein- und Auslauf der Kettgarnschar aufweist. Unterhalb des Färbereaktors sind Behälter für die Farbflotte angeordnet, in welche die untere Reaktoröffnung eintaucht. Diese Behälter bilden zugleich je ein Wasserschloß mit Führungs- und Umlenkwalzen, die den Färbereaktor gegenüber der Umgebung abdichten und durch welche die Kettgarnschar zu- und abgeführt wird. Zusätzlich kann im Einlaßtrog ein weiteres Quetschwerk angeordnet sein, welches Luft, die noch in der eintretenden Kettgarnschar enthalten ist, ausqnetscht. Diese Behälter sind mit Doppelböden ausgerüstet, durch welche die Indigofarbflotte gekühlt, andere Farbbäder aber, beispielsweise Schwefelfarbstoff, beheizt werden können. Im Färbereaktor ist ein Zwischenquetschwerk angeordnet, dessen Quetschdruck variabel bis drucklos eingestellt werden kann. Anstelle des Zwischenquetschwerks oder zusätzlich zu diesem können Rollenpaare eingesetzt werden, die bei geöffnetem Quetschwerk die überschüssige Farbflotte abstreifen und somit ein Herabtropfen von Farbflotte verhindern. Die Rollenpaare sind verstellbar und so angeordnet, daß die Kettgarnschar eine mehr oder weniger ausgeprägte S-Kurve oder eine Z-Kurve machen muß. Durch im Inneren des Färbereaktors angeordnete Führungs- und Umlenkwalzen, die im Innenraum vertikal verschiebbar sind, kann die Verweilzeit der Kettgarnschar je nach technologischem Erfordernis verkürzt oder verlängert werden.
  • Unterhalb des Färbereaktors ist ein hydraulisches Rohrsystem zur Beschickung des Reaktors mit Farbflotten angeordnet. Dieses aus Zuleitungsrohren mit darin angeordneten Pumpen sowie mehreren Ventilen bestehende Zirkulationssystem dient der Zirkulation der Imprägnier- bzw. Farbflotte und, bei entsprechendem Erfordernis, der Zudosierung eines höher konzentrierten Nachsatzes.
  • Weitere Aufgabenstellungen, Merkmale, Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu dessen Durchführung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der anhängenden Zeichnung.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Färbereaktor im Schnitt in Seitenansicht,
    Fig. 2
    den Färbereaktor gemäß Fig. 1 mit verkürztem Kettfadeneinzug,
    Fig. 3
    den Färbereaktor nach Fig. 1 beim Färben mit kleinster Flottenmenge,
    Fig. 4
    den Färbereaktor nach Fig. 1 beim Färben mit größter Flottenmenge.
  • Der in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Färbereaktor 1 ist ein oben geschlossener Behälter. An seiner unteren Seite weist er drei Farbstoffbehälter 2a, 2b, 2c auf, die mit Farbflotte gefüllt werden. Die Behälter 2a und 2c sind zugleich Wasserschlösser, d.h. der untere Teil der Seitenwände des Färbereaktors 1 ragt nach Befüllung der Behälter 2a und 2c mit Farbflotte in diese hinein, so daß der Eintritt von Umgebungsluft, insbesondere Luftsauerstoff, in den Färbereaktor 1 verhindert wird. Zusätzlich kann im Einlaßtrog 2a ein weiteres Quetschwerk 3c angeordnet sein, welches Luft, die noch in der eintretenden Kettgarnschar enthalten ist, ausquetscht. Außerdem enthalten die Behälter 2a und 2b Doppelböden 7a und 7b, durch welche die Farbflotten gekühlt (bei Indigo) bzw. beheizt (z.B. bei Schwefelfarbstoff) werden können.
  • Im Färbereaktor 1 befindet sich ein Zwischenquetschwerk 3a, welches das Kettgarn soweit abquetschen kann, daß keine "Flottennasen" beim Weiterlauf der Kettfäden entstehen. Mit diesem Zwischenquetschwerk 3a kann durch verstellbare Andruckrollen der Quetschdruck auf die Kettgarnschar bis drucklos variiert werden.
  • Anstelle des Zwischenquetschwerks 3a oder zusätzlich zu diesem können Rollenpaare A1, A2 eingesetzt werden, die bei geöffnetem Quetschwerk die überschüssige Farbflotte abstreifen und somit ein Herabtropfen von Farbflotte verhindern. Die Rollenpaare A1 und A2 sind verstellbar und so angeordnet, daß die Kettgarnschar eine mehr oder weniger ausgeprägte S-Kurve oder eine Z-Kurve machen muß.
  • Im Färbereaktor 1 unmittelbar über den Behältern 2a und 2c befinden sich Führungs- und Umlenkwalzen 4a, 4b, 4c. Diese sind sogenannte Unterflottenwalzen der Wasserschlösser. Durch weitere im Färbereaktor 1 vorgesehene Führungs- und Umlenkwalzen 5a bis 5g erfolgt die Führung der Kettgarnschar durch den Färbereaktor 1. Diese Führungs- und Umlenkwalzen 5a bis 5g sind sogenannte Rippenwalzen. Die Rippen 11 dieser Walzen verhindern das eventuelle Verkreuzen der Fäden. Die Rippenwalzen bleiben faser- und schmutzfrei, wodurch Fadenbrüche vermieden werden. Weiterhin sind diese Führungs- und Umlenkwalzen 5a, 5b, 5c und 5g vertikal im Reaktor verstellbar, wodurch die Kettfadenlänge variiert werden kann. Im Beispiel gemäß Fig. 1 beträgt die Einzugslänge K1 16 m. Im Beispiel nach Fig. 2 wird der verkürzte Einzug K2 gezeigt, er ist 7 m lang.
  • Die Reaktordecke 8 ist beheizbar und schräg abfallend angeordnet, damit Tropfenfall vermieden wird. Weiterhin kann der Färbereaktor 1 durch ein Ringdampfrohr 9 mit Dampf aufgeheizt werden.
  • Im Falle der Heißfixierung mit Dampf, z.B. bei Schwefelfarbstoffen, wird überschüssiger Dampf durch einen Kamin 10 abgeleitet. Der Kamin 10 hat eine Überdruckregelung, d.h. er öffnet sich bei einem bestimmten vorgegebenen Dampfdruck.
  • In den Fig. 3 und 4 werden das hydraulische Rohrsystem und die Reaktorbeschickung mit Farbflotten dargestellt.
  • Die Farbflottenzuführung erfolgt durch einen Zulauf 11a. Die Gleichmäßigkeit der Zulaufflotte, die in der Konzentration höher liegt als die Imprägnierflotte, ist dadurch gewährleistet, daß diese über ein horizontales Wehr gleichmäßig über die gesamte Reaktorbreite in den ersten Farbbehälter 2a fließt. Das Volumen der Farbflotte in diesem ersten Behälter 2a beträgt beispielsweise 150 l.
  • Der Ablauf der Farbflotte kann wahlweise über einen Überlauf 11b oder einen Überlauf 11c erfolgen in Abhängigkeit davon, welche Färbebehälter jeweils Farbflotte enthalten. Auch hier ist die Gleichmäßigkeit des Ablaufs über die gesamte Reaktorbreite durch horizontale Wehre gewährleistet.
  • Der Überlauf der abgequetschten und verarmten Farbflotte eines außerhalb des Färbereaktors 1 befindlichen Hauptquetschwerkes 3b erfolgt über einen Auslauf 11d.
  • Die für eine gleichmäßige Färbung sehr wichtige Zirkulation der Imprägnier- bzw. Farbflotte wird im Falle der Wahl des kleinen Badvolumens von 150 l über ein Zirkulationsleitungssystem 12a und 12b mit einer Zirkulationspumpe 14, die eine variable Pumpleistung zwischen 600 und 6.000 l/h hat, gewährleistet. Im Falle der Wahl der Imprägnierung in den beiden Färbebehältern 2a und 2b, mit einem Farbflottenvolumen von 150 l im ersten Behälter und 80 l im zweiten Behälter, erfolgt die Flottenzirkulation über ein zweites Zirkulationssystem 12a und 12c ebenfalls mittels der Zirkulationspumpe 14.
  • Gesteuert wird die Auswahl des kleinen oder großen Kreislaufes der Farbflotten über Ventile 13a, 13b und 13c. Das Ventil 13f am Abflußrohr verhindert die Anreicherung der Flotte in dem Falle, daß ein leerer Behälter gewählt wird.
  • Die Zuspeisung der verarmten Farbflotte des Hauptquetschwerkes 3b in den Färbereaktor 1 erfolgt über ein weiteres Zirkulationssystem 12d und kann über ein Ventil 13d geregelt werden.
  • Die laufend notwendige Aufkonzentrierung der Farbflotte mit der jeweils erforderlichen Farbstoff- und Chemikalienmenge, die von den austretenden Kettfäden mitgenommen wird, erfolgt durch Zudosierung eines höher konzentrierten Nachsatzes über einen Zulauf 16 mit einer Dosierpumpe 17, der über das Ventil 13e geregelt werden kann. Diese Zumischung des Nachsatzes zu den beiden im Kreislauf befindlichen Farbflotten, der Zirkulationsflotte und der abgequetschten verarmten Flotte des Hauptquetschwerkes 3b, erfolgt über einen Mischbehälter 15 mit einem Flottenvolumen von 30 l, die Rohrleitungen eingeschlossen.
  • Damit beträgt das Gesamtvolumen der am Färbeprozeß beteiligten Farbflotte in einem bevorzugten Beispiel beim Einsatz nur des ersten Färbebehälters 2a 150 + 60 + 30 = 240 l.
    Figure imgb0001
  • Bei der Beschickung beider Färbebehälter 2a und 2b beträgt das Gesamtvolumen 150 + 80 + 60 + 30 = 320 l.
    Figure imgb0002
  • Selbstverständlich sind auch andere Gesamtvolumen an einzusetzender Farbflotte möglich. So kann beispielsweise eine Verringerung durch den Einsatz von Verdrängungskörpern in den Färbebehältern bzw. eine Vergrößerung durch das Heraufsetzen der Ein- und Abläufe und Erhöhung des Flottenniveaus erfolgen.
  • Nachfolgend werden anhand von Ausführungsbeispielen zwei bevorzugte Färbeverfahren näher beschrieben:
    • Beispiel 1:
  • Bei einer Indigo-Färbung in einer Standard-Navy-Blue-Nuance wird eine Farbflotte mit einem Gesamtvolumen von 320 l eingesetzt. Es wird ein Indigotauchbad mit 3 g/l Indigo und die notwendige Menge an Natronlauge und Hydrosulfit als Reduktionsmittel angesetzt, um den Farbstoff zu reduzieren.
  • Nach Füllen der beiden Färbebehälter 2a und 2b und des Behälters 2c des Hauptquetschwerkes 3b, letzterer in einer Verdünnung 1:1, wird über das Zirkulationssystem 12c, 12a und die Pumpe 14 die Farbflotte in Umlauf gesetzt.
  • Die Ventilstellung ist wie folgt: Ventile 13a, 13c, 13d und 13e sind geöffnet, das Ventil 13b ist geschlossen.
  • Die Färbegeschwindigkeit kann dank des großen Ketteneinzuges (16 m) bis zu 50 m/min betragen und ist entsprechend einzustellen.
  • Die Imprägnierflotte wird bei diesem Beispiel zweckmässigerweise auf 15°C gekühlt, wodurch die Affinität von Indigo zum Baumwollgarn wesentlich erhöht wird. Außerdem werden dadurch umweltbedingte Temperaturveränderungen vom Inneren des Färbereaktors ferngehalten.
  • Die Zuspeisung des vorbereiteten Nachsatzes von 80 g/l Indigo mit den erforderlichen Chemikalien erfolgt proportional zum durchgesetzten Kettfadengewicht. Die Steuerung der Dosierung übernimmt ein PC, der die einlaufende Kettfadenmetrage mißt, auf das Gewicht pro Zeiteinheit umrechnet (z.B. 18 kg/min) und dann die Nachsatzmenge proportional dosiert. In diesem Beispiel wird für eine 2 %ige Färbung bei einer Nachsatzkonzentration von 80 g/l Indigo 4,5 l/min Nachsatzlösung dosiert.
  • Bei Wahl des längsten Einzuges von 16 m wird die Farbstoffausbeute die höchst mögliche sein und die Waschechtheit ebenfalls.
  • Bei Wahl eines kleineren Einzugs fällt die Waschechtheit geringer aus, was durchaus vom STONE-Washer verlangt werden kann.
    • Beispiel 2:
  • Bei der Schwefelfarbstoff-Färbung für Black-Denim oder Colour-Denim wird im Prinzip gleich verfahren wie im Beispiel 1 beschrieben, mit den Ausnahmen, daß hierbei nur mit dem ersten Färbebehälter 2a gearbeitet wird und damit das Gesamtvolumen auf 150 + 60 + 30 = 240 l reduziert wird.
  • Weiterhin wird die Farbflotte auf mindestens 90° C und der Reaktorinnenraum durch Dampf auf 100° - 102° C erhitzt.
  • Der Kettfadeneinzug beträgt zweckmäßigerweise 16 m, da die lange Verweilzeit die beste Farbstoffausbeute gewährleistet.

Claims (21)

  1. Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Kettgarn, insbesondere Baumwollkettgarn, mit Indigo oder mit anderen Farbstoffgruppen, vornehmlich Schwefelfarben und Küpenfarben, bei dem eine parallel geführte Schar ungebündelter Kettfäden dadurch imprägniert wird, daß sie durch einen oder mehrere mit einer Farbflotte gefüllte Färbebehälter über Rollenkufen oder ein Färbefoulard sowie zur Verlängerung der Verweilzeit über mehrere Zylinder oder Walzen und/oder Umlenkrollen, die sich in der Farbflotte befinden, geführt, danach über ein Quetschwerk abgequetscht, gespült, geschlichtet und auf einen Kettbaum aufgespult wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kettgarnschar durch einen luftdicht geschlossenen Färbereaktor (1), der auf die für die jeweiligen Farbstoffgruppen optimalen technologischen Bedingungen angepaßt werden kann, so geführt wird, daß die Kettgarnschar nach einer anfänglichen Tauchung in frischer Farbflotte imprägniert, anschließend in einem sich im Färbereaktor (1) befindlichen Zwischenquetschwerk (3a) abgequetscht wird und danach die Fixierverweilung unter Ausschluß von Sauerstoff über Führungs- und Umlenkwalzen (5a bis 5g) ohne wiederholte Tauchung in frischer Farbflotte erfolgt, wobei die Verweilzeit der Kettfäden im Färbereaktor (1) variabel, entsprechend der gewünschten Farbnuance und den an die jeweilige Farbstoffgruppe gestellten technologischen Anforderungen anpaßbar ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettgarnschar nach Einlauf in den Färbereaktor (1) in einer Indigofarbflotte mit einem Flotteninhalt von weniger als 300 l und mit einer Konzentration von 3 g/l getaucht wird, nach dem Abquetschen im Zwischenquetschwerk (3a) die Konzentration in der Kette sich auf etwa die Hälfte verringert, so daß in der nachfolgenden Verweilzeit der Kettgarnschar im Reaktor die noch vorhandene hohe Konzentration von 3 g/l auf die Baumwollfäden aufziehen kann.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Indigofärben die Kühlung der Farbflotte und die Verweildauer der Kettgarnschar im Färbereaktor (1) derart einstellbar sind, daß eine maximale Farbstoffausbeute erreicht und die Anzahl der Färbebehälter bzw. der zu wiederholenden Tauch-Oxidations-Gänge minimiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Farbstoffeinsparung die Badkonzentration im Austrittsbehälter (2c) so gering eingestellt wird, daß sich nach dem Abquetschen nur wenig unfixierter, im nachfolgenden Spülbad auszuwaschender Farbstoff auf der Kette befindet.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung der Oxidation des Farbstoffes im hermetisch abgeschlossenen Färbereaktor (1) ein inertes Gas, beispielsweise Stickstoff eingeleitet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung der Oxidation des Farbstoffes im hermetisch abgeschlossenen Färbereaktor (1), die sich in der eintretenden Kettgarnschar befindliche Luft durch ein am Eingang in den Färbereaktor (1) befindliches Quetschwerk (3c), unter Flotte, herausgequetscht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Färbebehältern (2a, 2b, 2c) befindlichen Indigofarbflotten zur Erhöhung der Affinität kühlbar sind.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Färbebehältern (2a, 2b, 2c) befindlichen Schwefelfarbstoffe oder Küpenfarbstoffe beheizbar und der Reaktorinnenraum mittels Wasserdampf aufheizbar sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschung der Kettgarnfäden im Zwischenquetschwerk (3a) zur Beeinflussung der Durchfärbung und der Waschechtheit variabel einstellbar oder aussetzbar ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichmäßigkeit der Färbeflottenzuführung, die über der Konzentration der Imprägnierflotte liegt, zum Färbereaktor (1) über den Zulauf (11a) mit einem Wehr gewährleistet wird, während der Ablauf der Farbflotte wahlweise über das Austrittswehr (11b) oder über das Austrittswehr (11c), je nach Wahl des oder der Farbflottenbehälter, welcher die Imprägnierflotten enthält, erfolgen kann und daß der Überlauf der abgequetschten und verarmten Farbflotte über das außerhalb des Färbereaktors (1) befindliche Hauptquetschwerk (3b) und das Wehr (11d) erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulation der Imprägnier- bzw. Farbflotte über ein Zirkulationssystem (12a, 12b, 12c) mit der Zirkulationspumpe (14) dadurch erfolgt, daß über Ventile (13a, 13b, 13c) eine Auswahl für ein kleineres bzw. ein größeres Flottenvolumen bestimmbar ist und die Zuspeisung der verarmten Farbflotte des Hauptquetschwerkes (3b) über das Rohrsystem (12d) mit einem regelbaren Ventil (13d) erfolgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die laufend notwendige Aufkonzentrierung der Farbflotte mit der jeweils erforderlichen Farbstoff- und Chemikalienmenge, die der Farbflotte durch die Färbung der Kettfäden entzogen wird, durch Zudosierung eines höher konzentrierten Nachsatzes über einen Zulauf (16) mit einer Dosierpumpe (17), der über ein Ventil (13e) geregelt wird, erfolgt.
  13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Färbereaktor (1) ein oben geschlossener Behälter ist, an dessen unterem Ende, den Reaktorboden bildend, Behälter (2a, 2b, 2c) für die Farbflotte angeordnet sind, wobei die über die Seitenwände hinausragenden Behälter (2a und 2c) zugleich je ein Wasserschloß mit Führungs- und Umlenkwalzen (4a, 4b, 4c) bilden, die gegenüber der Umgebung abdichtend für die Zuführung und Abführung der Kettgarnschar dienen und daß im Färbereaktor (1) ein Zwischenquetschwerk (3a), dessen Quetschdruck variabel bis drucklos einstellbar ist, sowie Führungs- und Umlenkwalzen (5a bis 5g) und unterhalb des Färbereaktors (1) ein hydraulisches Rohrsystem zur Beschickung des Reaktors mit Farbflotten angeordnet sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- und Umlenkwalzen (5a bis 5g) zur Verlängerung oder Verkürzung der Kettfadenschar im Färbereaktor (1) vertikal verschiebbar angeordnet sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- und Umlenkwalzen (5a bis 5g) als Rippenwalzen ausgebildet sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß für das Abstreifen überschüssiger Farbflotte einstellbare Rollenpaare (A1, A2), vorzugsweise aus teflonisierten Stäben im Färbereaktor (1) angeordnet sind.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (7a, 7b) der Behälter (2a, 2b) für die Farbflotte beheizbar und kühlbar ausgestaltet sind.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschluß (8) des Färbereaktors (1) schräg abfallend ausgebildet und beheizbar ist und daß zur Beheizung des Innenraumes des Färbereaktors (1) ein Ringdampfrohr (9) angeordnet ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Färbereaktor (1) mit einem Kamin (10) mit einer Überdruckregelung ausgerüstet ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Rohrsystem zur Reaktorbeschickung und zur Zirkulation der Imprägnier- bzw. Farbflotte aus den Zuleitungsrohren (12a bis 12d) mit einer darin angeordneten Pumpe (14) sowie den Ventilen (13a bis 13d) besteht und für eine Zudosierung eines höher konzentrierten Nachsatzes eine Dosierpumpe (17) in einem Zulauf (16) mit Ventil (13e) angeordnet ist.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewährleistung einer Gleichmäßigkeit der Farbflotte über die gesamte Reaktorbreite im Zulauf (11a) und den Abläufen (11b, 11c) horizontale Wehre angeordnet sind.
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