EP0799924B1 - Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Kettgarn und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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EP0799924B1
EP0799924B1 EP97105573A EP97105573A EP0799924B1 EP 0799924 B1 EP0799924 B1 EP 0799924B1 EP 97105573 A EP97105573 A EP 97105573A EP 97105573 A EP97105573 A EP 97105573A EP 0799924 B1 EP0799924 B1 EP 0799924B1
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EP
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dyeing
reactor
dye liquor
liquor
dyestuff
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Eckhardt Ing. Godau
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Gullshield Ltd
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Definitions

  • the invention relates to a method for continuous Dyeing warp yarn, especially cotton warp yarn with indigo or with other dye groups, after impregnation and squeezing for development and fixation an oxidation or Require heat treatment.
  • Continuous warp yarn dyeing machines are known for dyeing with indigo for blue denim made from connected, consecutive dye tanks with squeeze mechanism or dyeing foulards with relative large bath volume exist.
  • This dye container or Foulards are also used for dyeing with sulfur or Vat dyes for black and color denim used.
  • warp dyeing machines additional units consisting of a dyeing pad with economy trough and a subsequent damper to integrate, units that are for the main production indigo coloring are not used can.
  • Dye groups mostly sulfur or vat dyes colored.
  • This and 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 dependent on the dyeing temperature influences the different dye groups can be far apart. So take z. B. the affinity and the dye yield of Indigo with falling temperature while at other dye groups mostly with increasing Temperature also rises.
  • the amount of fleet required significantly reduced, economically favorable Requirements for cooling or one Heating of the paint fleet are made possible.
  • the dwell time of the warp yarn share in the Dyeing plant with simple constructive means can be designed variably and the fixing temperature from below room temperature to over 100 ° C be selectable.
  • the object of the invention is to provide a method for continuous dyeing of warp yarn, in particular Cotton warp yarns with indigo or other dye groups to create a high variability the dyeing of warp yarns with different Color shades, but also with different dye groups enables as well as a device that optionally when using indigo dye, sulfur or Vat dye among the optimal ones technological conditions colors.
  • this object is achieved in that a warp yarn share by an airtight one Dyeing reactor is led, which is on the for the respective dye groups optimal technological Conditions can be adjusted.
  • the warp yarn coulter after an initial dive in fresh Color liquor impregnated and then in one Squeezed in the reactor located squeezed. This is followed by guide and deflection rollers the retention fixation in the absence of oxygen without or optionally with repeated diving in fresh dye liquor, the dwell time of the warp threads variable in the dyeing reactor, according to the desired Color shade and that of the respective dye group technological requirements can be designed.
  • the dyeing reactor according to the invention is a closed one at the top Container that has openings at its lower end for the entry and exit of the warp yarn share.
  • Containers for are located below the dyeing reactor the liquor arranged, in which the lower reactor opening dips.
  • These containers form at the same time one water lock each with guide and deflection rollers, which the dyeing reactor towards the environment seal and through which the warp yarn coulters close and is dissipated.
  • another can be in the inlet trough Squeezing mechanism arranged, which air that is still contained in the incoming warp yarn coulter, squeezing out.
  • These containers are equipped with raised floors, by which the indigo color fleet is cooled, others But dye baths, for example sulfur dye, can be heated.
  • the squeeze pressure can be set variably to unpressurized.
  • pairs of rollers which with open Squeeze off the excess paint liquor and thus prevent dripping of the paint liquor.
  • the pairs of rollers are adjustable and arranged so that the warp yarn share a more or less pronounced S curve or a Z curve must make.
  • a hydraulic pipe system is located below the dyeing reactor for charging the reactor with liquors arranged. This consists of supply pipes with arranged therein Pumps and multiple valves existing circulation system serves the circulation of impregnation or. Paint liquor and, if required, the addition of a more concentrated after-batch.
  • the dyeing reactor 1 shown by way of example in FIG. 1 is a closed container. At its bottom Side it has three dye containers 2a, 2b, 2c, which are filled with liquor.
  • the containers 2a and 2c are also water castles, i.e. the lower part the side walls of the dyeing reactor 1 protrude after filling the containers 2a and 2c with liquor in them into it so that the entry of ambient air, in particular Atmospheric oxygen, prevented in the dyeing reactor 1 becomes.
  • another can be in the inlet trough 2a Squeeze mechanism 3c can be arranged, which air that is still contained in the incoming warp yarn coulter, squeezing out.
  • Containers 2a and 2b also contain Raised floors 7a and 7b, through which the paint liquors cooled (with indigo) or heated (e.g. with sulfur dye) can be.
  • An intermediate crushing unit is located in the dyeing reactor 1 3a, which can squeeze the warp yarn so far, that no "fleet noses" when the warp threads continue to run arise. With this intermediate crusher 3a the pinch pressure on the adjustable pressure rollers the warp yarn coulter can be varied until depressurized.
  • 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.
  • the reactor ceiling 8 is heatable and sloping arranged to avoid dropping. Farther the dyeing reactor 1 through an annular steam tube 9 be heated with steam.
  • the chimney 10 has an overpressure control, i.e. it opens at a certain predetermined Vapor pressure.
  • the ink liquor is supplied by a Inlet 11a.
  • the uniformity of the feed fleet, the the concentration is higher than the impregnation liquor, is ensured that this over a horizontal weir evenly across the entire reactor width flows into the first ink tank 2a.
  • the volume the liquor in this first container is 2a for example 150 l.
  • the process of the color fleet can optionally be via a Overflow 11b or an overflow 11c take place depending of which dye tanks each dye liquor contain.
  • a Overflow 11b or an overflow 11c take place depending of which dye tanks each dye liquor contain.
  • the overflow of the squeezed and impoverished liquor one located outside the dyeing reactor 1 The main crushing mechanism 3b takes place via an outlet 11d.
  • the very important circulation for a uniform coloring the impregnation or paint liquor is in the case the choice of the small bath volume of 150 l over a Circulation line system 12a and 12b with a circulation pump 14, which has a variable pumping power between 600 and 6,000 l / h guaranteed.
  • a circulation pump 14th In the event of the choice of impregnation in the two dye tanks 2a and 2b, with a liquor volume of 150 l in the first container and 80 l in the second container fleet circulation via a second circulation system 12a and 12c also by means of the circulation pump 14th
  • valve 13f on the drain pipe prevents accumulation the fleet in the event that an empty container is chosen.
  • the feeding of the impoverished liquor of the main crushing unit 3b in the dyeing reactor 1 takes place via another circulation system 12d and can via a Valve 13d can be regulated.
  • the constantly necessary concentration of the paint fleet with the required amount of dye and chemicals, taken away by the emerging warp threads is done by dosing a more concentrated Addition via an inlet 16 with a Metering pump 17, which are controlled via the valve 13e can.
  • This admixture of the addition to the two circulating paint liquors, the circulation liquor and the squeezed impoverished fleet of the main crushing mechanism 3b takes place via a mixing container 15 with a fleet volume of 30 l, the pipes locked in.
  • indigo dye With an indigo dye in a standard navy blue shade becomes a fleet of colors with a total volume of 320 l. It becomes an indigo bath with 3 g / l indigo and the necessary amount of sodium hydroxide solution and hydrosulfite as a reducing agent to the Reduce dye.
  • valve position is as follows: valves 13a, 13c, 13d and 13e are open, the valve 13b is closed.
  • the dyeing speed can be thanks to the large chain feed (16 m) up to 50 m / min and is corresponding adjust.
  • the impregnation liquor is expedient in this example Chilled to 15 ° C, reducing affinity from indigo to cotton yarn is significantly increased. It also causes environmental temperature changes kept away from the inside of the dyeing reactor.
  • the feed of the prepared additive of 80 g / l Indigo with the required chemicals is proportional to the established warp thread weight.
  • the The dosage is controlled by a PC, which receives the incoming Warp thread measurement measures on the weight per Unit of time converted (e.g. 18 kg / min) and then the Addition quantity proportioned.
  • the Addition quantity proportioned is for a 2% staining at a post-concentration of 80 g / l indigo 4.5 l / min make-up solution.
  • the dye yield be the highest possible and wash fastness Likewise.
  • the dye liquor is at least 90 ° C and the interior of the reactor is heated to 100 ° - 102 ° C by steam.
  • the warp threading is expediently 16 m because the long residence time ensures the best dye yield.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Kettgarn, insbesondere Baumwollkettgarne mit Indigo oder mit anderen Farbstoffgruppen, die nach dem Imprägnieren und Abquetschen zur Entwicklung und Fixierung eine Oxidation oder Wärmebehandlung erfordern.
Bekannt sind kontinuierliche Kettgarnfärbemaschinen für das Färben mit Indigo für Blue Denim, die aus verbundenen, hintereinander stehenden Färbebehältern mit Quetschwerk oder Färbefoulards mit relativ großem Badvolumen bestehen. Diese Färbebehälter bzw. Foulards werden auch für das Färben mit Schwefeloder Küpenfarbstoffen für Black- und Colour-Denim eingesetzt. Um dabei auftretende 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.
Bekannte Färbereaktoren mit Quetschwerk oder der Färbefoulard, wie sie u. a. in der DE AS 43 42 313 (Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 12) und der US 3 981 680 beschrieben sind, 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 wird. Nach dem Verlassen des Färbefoulards wird die Kettgarnschar in einem Auslaufquetschwerk abgequetscht. 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, ist die Tauchzeit und das Flottenvolumen konstant und somit nur von der Konstruktionsausführung des jeweiligen Färbebehälters abhängig.
Durch die wachsende Nachfrage nach indigoblauen Jeansstoffen mit verschiedenen Waschechtheiten und verschiedenen Nuancentiefen, bei Indigofärbungen 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 Farbbehälter 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 Farbbehälter 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 unvorteihaft.
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 Baumwollkettgarne 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, Schwefeloder Küpenfarbstoff unter den jeweils optimalen technologischen 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, ausquetscht. 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 Imprägnierbzw. 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.
Bei der Beschickung beider Färbebehälter 2a und 2b beträgt das Gesamtvolumen 150 + 80 + 60 + 30 = 320 l.
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 (20)

  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 durch einen luftdicht geschlossenen Färbereaktor (1), der einen oder mehrere mit einer Farbflotte gefüllte Färbebehälter (2a, 2b, 2c) umfaßt, nach einer anfänglichen Tauchung in frischer Farbflotte imprägniert wird und zur Verlängerung der Verweilzeit über mehrere Zylinder oder Walzen (4a bis 4c) und/oder Umlenkrollen (5a bis 5g), die sich im Färbereaktor (1) befinden, variabel, entsprechend der gewünschten Farbnuance geführt, danach über ein Quetschwerk (3b) abgequetscht, gespült, geschlichtet und auf einen Kettbaum aufgespult wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kettgarnschar nach ihrer anfänglichen Tauchung in frischer Farbflotte, die angepaßt an die für die jeweiligen Farbstoffgruppen optimalen technologischen Bedingungen kühl- oder heizbar ist, in einem sich im Färbereaktor (1) befindlichen Zwischenquetschwerk (3a) abgequetscht wird und danach die Fixierverweilung im Färbereaktor (1), in wahlweise gekühlter oder beheizter Atmosphäre, abgestimmt auf die für die jeweilige Farbstoffgruppe erforderliche günstigste Temperatur, unter Ausschluß von Sauerstoff, über die Führungs- und Umlenkwalzen (4a bis 4c und 5a bis 5g) ohne wiederholte Tauchung in frischer Farbflotte erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettgarnschar nach Einlauf in den Färbereaktor (1) zur Erhöhung der Affinität in einer gekühlten 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, die Verweildauer der Kettgarnschar und die Kühlung der Atmosphäre im Reaktorinnenraum derart einstellbar sind, so daß eine maximale Farbstoffausbeute erreichbar ist und die Anzahl der Färbebehälter bzw. der zu wiederholenden Tauch-Oxidations-Gänge minimierbar sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Farbstoffeinsparung die Badkonzentration im Austrittsbehälter (2c) so gering einstellbar ist, 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 einleitbar ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung der Oxidation des Farbstoffes im hermetisch abgeschlossenen Färbereaktor (1) die sich in der eintretenden Kettfadenschar befindliche Luft durch ein am Eingang in den Färbereaktor (1) befindliches Quetschwerk (3c), unter Flotte, herausquetschbar ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flotte in den Färbebehältern (2a, 2b, 2c) im Falle der Färbung mit Schwefelfarbstoffen oder Küpenfarbstoffen beheizbar und der Reaktorinnenraum mittels Wasserdampf aufheizbar sind.
  8. 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.
  9. 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.
  10. Verfahren nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulation der Imprägnierbzw. 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.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, 9 und 10, 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.
  12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Färben von Baumwollkettgarn mit Indigo oder mit anderen Farbstoffgruppen, vornehmlich Schwefelfarben und Küpenfarben, in einem luftdicht geschlossenen Färbereaktor (1), der einen oder mehrere mit einer Farbflotte gefüllte Färbebehälter (2a, 2b, 2c) umfaßt, sowie mehrere Zylinder oder Walzen (4a bis 4c) und/oder Führungs- und Umlenkwalzen (5a bis 5g), nach den Ansprüchen 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß die am unteren Ende des Färbereaktors (1) angeordneten, den Reaktorboden bildenden Färbebehälter (2a, 2b, 2c) doppelbödig ausgebildet sind, und daß diese mit Einrichtungen versehen sind, um die Farbflotte wahlweise, entsprechend den an die jeweilige Farbstoffgruppe gestellten technologischen Bedingungen zu kühlen oder zu beheizen, daß im Färbereaktor (1) ein Zwischenquetschwerk (3a), dessen Quetschdruck variabel bis drucklos einstellbar ist, angeordnet ist,
    daß sich unterhalb des Färbereaktors (1) ein hydraulisches Rohrsystem zur Beschickung des Reaktors mit Farbflotte befindet, über welches die je nach der gewünschten Farbnuance dosierte Farbflotte zuführbar ist,
    und daß der Färbereaktor (1) über Kühl- und Heizeinrichtungen verfügt, mittels welchen die Atmosphäre im Reaktor für die Fixierung des Farbstoffs auf der Kettgarnschar unter Ausschluß von Sauerstoff anpaßbar einstellbar ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- und Umlenkwalzen (5a bis 5g) zur Verlängerung oder Verkürzung der Verweildauer der Kettfadenschar im Färberaktor (1) vertikal verschiebbar angeordnet sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- und Umlenkwalzen (5a bis 5g) als Rippenwalzen ausgebildet sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für das Abstreifen überschüssiger Farbflotte einstellbare Rollenpaare (A1, A2), vorzugsweise aus teflonisierten Stäben im Färbereaktor (1) angeordnet sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (7a, 7b) der Behälter (2a, 2b) für die Farbflotte mit Heiz- und Kühleinrichtungen versehen sind.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 12, 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.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Färbereaktor (1) mit einem Kamin (10) mit einer Überdruckregelung ausgerüstet ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 2, 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.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 12, 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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