Färbeeinrichtung und -verfahren

Die Erfindung betrifft eine neuartige Färbeeinrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Maschenware .

Es sind verschiedene Färbeverfahren bekannt und in Gebrauch. Lediglich beispielhaft wird dazu auf die DE 2 231 767 verwiesen. Diese Druckschrift offenbart ein Verfahren zum Kontinuefärben von bahnförmiger Ware. Die bahnförmige Ware wird dabei offen, d.h. in breit ausgelegter Form, durch den Färbeprozess geführt. Aufgrund der auf die Ware einwirkenden Zugspannungen neigen deren Ränder deshalb zum Einrollen. Die genannte Druckschrift schlägt zur Abhilfe vor, die Ware ganzflächig mit einem Hilfsmittel zu behandeln, dass das Einrollen der Ränder verhindert.

Diese Vorgehensweise lässt sich nicht in jedem Fall anwenden. Nicht nur dass ein zusätzliches Hilfsmittel erforder-

lieh ist, das auf die Ware aufgetragen werden muss und somit einen zusätzlichen Prozessschritt sowie Kosten verursacht, sondern auch dass das Hilfsmittel unter Umständen den Färbe- prozess beeinflusst.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung ein Färbeverfahren sowie eine Färbeeinrichtung anzugeben, das bzw. die sich zum kontinuierlichen Färben bahnförmiger Ware eignet.

Diese Aufgabe wird mit der Färbeeinrichtung nach Anspruch 1 und dem Verfahren nach Anspruch 14 gelöst:

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Färbeeinrichtung eignen sich zum Kontinuefärben von bahnförmiger Ware wie beispielsweise Maschenware oder auch dünner, filzartiger Ware im ausgebreiteten Zustand. Die Ware wird durch ein Färbebad geführt, das in einem so genannten Foulard bereit gehalten wird. Hier wird die Ware mit einem flüssigen Färbemittel getränkt. Vorzugsweise durchläuft die Ware den Foulard mit gleichmäßiger Geschwindigkeit kontinuierlich. Nach dem Verlassen des Foulards gelangt die Warenbahn in breit ausgelegter Form in eine Fixiereinrichtung, in der sie einer Behandlungsatmosphäre ausgesetzt wird. Diese Behandlungsatmosphäre kann dazu dienen, die zuvor auf die Ware aufgebrachte Farbe zu fixieren der auch dazu, mit der aufgebrachten Farbe oder einem sonstigen Behandlungsmittel chemisch zu reagieren. Die Einrichtung eignet sich somit beispielsweise auch zum Reaktionsfärben.

In der Fixiereinrichtung kommt es darauf an, dass sich der Rand der Ware trotz gegebenenfalls vorhandenen Axialzugs nicht einrollt. Dies wird erreicht, indem die Ware im Zickzack über eine Anzahl von vorzugsweise zylindrisch ausgebil-

deten Rollen geführt wird. Die Durchmesser der Rollen sind vorzugsweise so groß und deren Abstände sind vorzugsweise so gering, dass die bahnförmige Ware in dem Innenraum der Fixiereinrichtung, solange sie der Behandlungsatmosphäre ausgesetzt ist, über den größeren Teil ihrer Länge an Rollen anliegt und nur über den geringeren Teil ihrer in der Fixiereinrichtung befindlichen Länge zwischen den Rollen frei durch die Behandlungsatmosphäre läuft. Mit anderen Worten: Die Länge des Abschnitts einer Warenbahn vom Verlassen einer Rolle bis zum Auftreffen auf die nächste Rolle ist geringer als die Länge des Umfangs der einen oder anderen Rolle, um die die Warenbahn herumläuft. Vorzugsweise ist die Länge des Abschnitts der freien Warenbahn kleiner als der Umfang einer Rolle. Weiter vorzugsweise ist er kleiner als Dreiviertel des Umfangs einer Rolle. Noch mehr wird bevorzugt, wenn die freie Wegstrecke der Warenbahn kleiner als der Durchmesser oder gar kleiner als der Radius einer Rolle ist. Damit wird Randeinrolltendenzen der Warenbahn wirksam vorgebeugt. Dennoch kann die Behandlungsatmosphäre auf beide Seiten der Warenbahn gleichmäßig einwirken. Dies wird erreicht, indem die Ware im Zick-Zack über die verschiedenen Rollen läuft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird in der Fixiereinrichtung eine Sattdampfatmosphäre (Nassdampf) aufrecht erhalten. Diese Sattdampfatmosphäre steht mit einer Wasseroberfläche im Wesentlichen im thermischen Gleichgewicht. Die Ware wird nass durch die Fixiereinrichtung geführt. Das Verfahren eignet sich zur Färbung von Gestricken. Diese sind besonders zugempfindlich. Deshalb wird bevorzugt, die auf das Gestrick einwirkende Zugspannung zu kontrollieren. Dies erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform durch Erfassung der an zumindest einer Rolle herrschenden bzw. auftretenden Kräfte. Vorzugsweise sind die Rollen in zwei Reihen angeord-

net, nämlich einer oberen Reihe und einer unteren Reihe. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die an den Lagern wenigstens einer unteren Rolle auftretende Lagerreaktionskraft er- fasst und auf einen gewünschten Wert reguliert. Zur Regulierung wird bei einer Ausführungsform der Erfindung das Antriebsdrehmoment wenigstens einer, vorzugsweise aber mehrerer oder aller Rollen, so reguliert, dass die zu färbende Ware lediglich einer geringen Zugspannung unterliegt. Die Regeleinrichtung kann dabei bewirken, dass eine MaximalZugspannung nicht überschritten wird.

Es ergibt sich insgesamt ein besonders prozesssicheres Sattdampffärbeverfahren mit einer breiten Palette von Färbemöglichkeiten. Das Verfahren eignet sich für alle Farbstoffklassen, z.B. Küpenfarbstoffe, Schwefelfarbstoffe, Reaktivfarbstoffe, Substantivfarbstoffe, Direktfarbstoffe und dergleichen.

Sollte bahnförmige Ware mit offener Kante zu verarbeiten sein, die zum Ausfransen neigt, kann diese Kante durch Aufbringen von Leim stabilisiert werden. Jedenfalls aber ist eine ganzflächige Behandlung der Ware mit irgendeinem Stabilisierungsmittel nicht erforderlich.

Weitere Details von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen. Die Beschreibung beschränkt sich dabei auf wesentliche Aspekte der Erfindung, so wie sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

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Fig. 1 die erfindungsgemäße Färbeeinrichtung in einer sehr vereinfachten schematisierten Darstellung.

Fig. 2 drei Rollen, der zu der Fixiereinrichtung der Färbeeinrichtung nach Fig. 1 gehörige Rollen in geometrischer Beziehung zueinander und

Fig. 3 eine Rolle der Fixiereinrichtung in schematisierter perspektivischer Darstellung.

In Fig. 1 ist eine Färbeeinrichtung 1 veranschaulicht, die zum Färben bahnförmiger Ware 2 dient. Die Ware 2 kann Webware, Wirkware, Strickware, beispielsweise ein aufgeschnittener Rundstrickschlauch, ein dünner Filz oder eine sonstige Ware sein. Diese liegt in einem Vorratsbehälter 3, von dem aus sie einem Foulard 4 zugeführt wird. Der Foulard 4 wird durch einen Trog gebildet, der eine Färbeflotte 5 oder einen sonstigen flüssigen Behandlungsstoff enthält. Die Ware 2 wird auf ihrem Weg durch den Foulard 4 durch ein oder mehrere Rollen 6 geführt. Sie läuft dabei im Wesentlichen zugspannungsfrei, wodurch eine Reckung oder Dehnung der Ware vermieden wird. Die Färbeflotte 5 benetzt die Ware 2, die den Foulard 4 nass verlässt. Im unmittelbaren Anschluss an den Foulard 4 erreicht die Ware 2 eine Fixiereinrichtung 7, die ebenfalls zu der Färbeeinrichtung 1 gehört. An die Fixiereinrichtung 7 schließen sich weitere Behandlungseinrichtungen, wie beispielsweise eine Wascheinrichtung 8, Trocknungseinrichtungen oder dergleichen, an. Diese können ebenfalls zu der Färbeeinrichtung 1 gehören.

Die Fixiereinrichtung 7 weist ein vorzugsweise gegen die Umgebung abgeschlossenes Gehäuse 9 auf. Das Gehäuse 9 kann hermetisch geschlossen sein und somit den Austritt der von ihm eingeschlossenen Behandlungsatmosphäre verhindern. Es ist jedoch auch möglich, wenigstens eine Druckausgleichöffnung vorzusehen, wodurch zwar übermäßiger Luftzutritt verhindert und ein Entweichen der Behandlungsatmosphäre unterbunden wird, ohne jedoch eine Druckdifferenz zwischen Umgebung und Behandlungsatmosphäre aufzubauen .

In dem Gehäuse 9 sind mehrere Rollen 10 angeordnet, die für die Ware 2 einen Zick-Zack-förmigen Weg festlegen. Die Rollen 10 sind dazu drehbar gelagert und parallel zueinander

angeordnet. Die Drehachsen sind vorzugsweise horizontal orientiert. Die Rollen 10 sind in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine erste Gruppe von Rollen 11 ist oberhalb einer zweiten Gruppe von Rollen 12 angeordnet. Die Drehachsen der Rollen 11 liegen dabei in einer horizontalen Ebene. Die Drehachsen der Rollen 12 liegen dabei in einer anderen horizontalen Ebene, die parallel zu der erstgenannten Ebene und unterhalb derselben angeordnet ist. Die Rollen 10 weisen vorzugsweise gleiche Durchmesser auf. Wenigstens einige von ihnen, vorzugsweise Rollen der ersten Gruppe 11 sind motorisch angetrieben. Der Antrieb kann von einem einzigen Servomotor erbracht werden, der durch ein geeignetes Getriebemittel mit den anzutreibenden Rollen der oberen Rollengruppe 11 verbunden ist. Es ist auch möglich, jede der anzutreibenden Rollen mit einem Servomotor zu versehen, die synchron gesteuert sind. Die Rollen 10 der unteren Rollengruppe 12 können ebenfalls angetrieben sein, sie können jedoch auch frei drehbar gelagert sein und ohne Antrieb auskommen. Wenigstens eine der Rollen, vorzugsweise der unteren Rollengruppe 12 ist mit einer Lagereinrichtung 13 versehen, wie sie in Fig. 3 schematisch veranschaulicht ist. Die Lagereinrichtung 13 stützt das Eigengewicht der Rolle 10 ab. Außerdem enthält die Lagereinrichtung 13 vorzugsweise eine Kraftmesseinrichtung mittels derer dass an der Lagereinrichtung 13 angreifende Gewicht der Rolle 10 er- fasst wird. Die dort erfasste Gewichtskraft vermindert sich um den Betrag, der von der Warenbahn auf die Rolle 10 ausgeübten Zugkraft. Auf diese Weise kann mit der an der Lagereinrichtung 13 vorgesehenen Sensoreinrichtung die Zugkraft er- fasst werden, die als längsdehnende Kraft auf die Ware 2 wirkt.

Eine nicht weiter veranschaulichte Steuereinrichtung erhält das von der Sensoreinrichtung erfasste Signal und steu-

ert anhand dessen die wenigstens eine Antriebseinrichtung der Rollen 10 so an, dass die auf die Ware wirkende Zugkraft gering bleibt, jedenfalls aber einen oberen Grenzwert nicht ü- berschreitet .

Die Rollen 10, sind, wie die Fig. 1 und 2 veranschaulichen, in geringen Abständen zueinander angeordnet. Insbesondere ist der Abstand al zwischen der Ebene 14, die die Drehachsen der Rollen 10 der oberen Rollengruppe 11 enthält, und der Ebene 15, die die Drehachsen der Rollen 10 der unteren Rollengruppe 12 enthält, vorzugsweise geringer als der Umfang einer Rolle 10. Die Ware 2 schlängelt sich um die Rollen 10, wobei sie von einer Rolle 10 der unteren Rollengruppe 12 abläuft und auf einer Rolle der oberen Rollengruppe 11 gelangt. Dabei legt sie einen Ablaufpunkt 16 und einen Auflaufpunkt 17 fest. Der Ablaufpunkt 16 markiert eine parallel zur Drehachse der Rolle 10 verlaufende Linie auf, der Mantelfläche der Rolle 10. Ebenso markiert der Auflaufpunkt 17 eine parallel zur Drehachse der Rolle 10 verlaufende Linie auf der Mantelfläche der Rolle 10. Der Abstand zwischen dem Ablaufpunkt 16 und dem Auflaufpunkt 17 ist vorzugsweise geringer als der Umfang einer Rolle 10. Vorzugsweise ist dieser Abstand sogar geringer als der Durchmesser der Rolle 10. Zumindest die erstgenannte vorzugsweise aber auch die zweitgenannte Bedingung gilt für den übergang der Warenbahn von jeder Rolle 10 der Rollengruppe 11 auf jede Rolle 10 der Rollengruppe 12 und umgekehrt. Dies betrifft alle Rollen 10 mit Ausnahme endständiger Rollen, die zum ein- und ausleiten der Warenbahn in den von den Rollen 10 festgelegten Zick-Zack-Weg dienen.

Des Weiteren ist bei der Fixiereinrichtung 7 der Abstand a2 zwischen den Drehachsen benachbarter Rollen 10 ein und derselben Rollengruppe 11 oder 12 kleiner als der doppelte

Durchmesser jeder Rolle 10. Dadurch ist der Umschlingungswin- kel der Warenbahn an jeder Rolle 10 deutlich größer als 180°. Vorzugsweise ist der Umschlingungswinkel größer als 200°, vorzugsweise größer als 250° und im am meisten bevorzugten Falle etwa 270°. Auf diese Weise liegt die Ware 2 beim Durchlaufen der Fixiereinrichtung 7 über den größten Teil ihrer Wegstrecke an den Rollen 10 an, während sie über lediglich kurze Abstände frei durch die Behandlungsatmosphäre läuft. Einerseits bewirken die Rollen somit eine gute Abstützung der Warenbahn und verhindern ein Einrollen von deren Rändern. Andererseits gerät die Warenbahn in intensiven Kontakt mit der Behandlungsatmosphäre. Diese ist beispielsweise eine Nassdampfatmosphäre, die durch einen in oder an der Färbeeinrichtung 7 ausgebildeten Dampferzeuger 18 bereit gestellt werden kann. Vorzugsweise steht die Behandlungsatmosphäre in dauerndem Kontakt mit in dem Dampferzeuger 18 vorhandenem Wasser.

Die insoweit beschriebene Färbeeinrichtung Ia arbeitet wie folgt:

In der Fixiereinrichtung 7 ist eine Nassdampfatmosphäre aufgebaut. In dem Foulard 4 befindet sich Färbeflotte 5. Der Vorratsbehälter 3 enthält zusammengelegte Ware, die breit und vorzugsweise einfach (nicht doppelt liegend) ausgelegt ist. Die Ware 2 läuft über die Rollen 6 durch die Färbeflotte 5 und wird von dieser benetzt. überschüssige Färbeflotte wird von den Rollen 6 abgedrückt. Die Ware 2 läuft dann in die Fixiereinrichtung 7 und dort im Zick-Zack um die Rollen 10 der oberen Rollengruppe 11 und der unteren Rollengruppe 12. Sie wird dabei durch einen oder mehrere Servomotoren gefördert, die die jeweils angeschlossenen Rollen 10, vorzugsweise der oberen Rollengruppe 11 antreiben. Der Antrieb erfolgt dabei drehmomentkontrolliert. Das Drehmoment wird anhand der vor-

zugsweise an Rollen 10 der unteren Rollengruppe 12 gemessenen Warenspannung so reguliert, dass die Warenspannung an keiner Stelle auf dem Weg durch die Fixiereinrichtung 7 einen Grenzwert übersteigt. Die Rollen 10 halten die Ware 2 auf ihrem gesamten Weg in breit ausgelegtem Zustand. Ein Einrollen der Ränder der Ware wird wirksam verhindert. Die freie Wegstrecke, die die Ware 2 von Rolle zu Rolle durchläuft entspricht dem Abstand zwischen dem Ablaufpunkt 16 und dem Auflaufpunkt 17. Dieser Abstand ist vorzugsweise gering. Beispielsweise ist er geringer als 500 mm, vorzugsweise geringer als 350 mm. Die Rollen 10 haben einen Durchmesser von vorzugsweise größer als 500 mm. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser wenigstens 600 mm oder mehr.

In der Fixiereinrichtung 7 wirkt die Behandlungsatmosphäre beidseitig auf die Ware 2 ein. Dennoch ist die Maschenware auf den Rollen 10 jeweils abgestützt. Sie läuft nur über kurze Wegstrecken offen und breit. Das Sattdampf- Färbeverfahren hat sich als besonders Prozesssicher herausgestellt, wobei vielfältigste Färbemöglichkeiten vorhanden sind.

Bei einem erfindungsgemäßen Färbeverfahren wird zum Färben breit ausgelegter Maschenware im Nasszustand eine Sattdampf-Fixierung vorgeschlagen, die einen Innenraum mit Rollen 10 zur Führung der Maschenware aufweist. Die Maschenware wird um die Rollen 10 im Zick-Zack herum geführt, wobei sie über den größeren Teil ihrer Länge an den Rollen 10 anliegt und lediglich zum kleineren Teil ihrer Länge frei die Sattdampfatmosphäre durchquert. Das Verfahren ist äußerst Prozesssicher und vielseitig einzusetzen.

Bezugs zeichenliste

1 Färbeeinrichtung

2 Ware

3 Vorratsbehälter

4 Foulard

5 Färbeflotte

6 Rollen

7 Fixiereinrichtung

8 Wascheinrichtung

9 Gehäuse

10 Rollen

11 Rollengruppe

12 Rollengruppe

13 Lagereinrichtung

14 Ebene

15 Ebene

16 Ablaufpunkt

17 Auflaufpunkt

18 Dampferzeuger