Verfahren für das semi-kontinuierliche Färben von Gewebe- und Maschenware sowie Anlage zur Anwendung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft das Klotz-Kaltverweil-Verfahren (kurz KKV-Verfahren) für das semi-kontinuierliche Färben von Gewebe- und Maschenware aus cellulosi- schen Fasern mit Reaktivfarbstoffen, mit den folgenden Schritten:

- Auftrag von Färbeflotte auf die Ware; Aufwickeln der Ware; Verweilen der Ware; Abwickeln der Ware; Waschen der Ware; - Trocknen der Ware.

Das KKV-Verfahren ist eine weit verbreitete Technik. Die Farbstofflösung und das für die Fixierung benötigte Alkali werden einem Behälter zugeführt (Färbetrog oder Färbechassis), in dem die Ware imprägniert (geklotzt) wird.

Nach dem Klotzen wird die Ware zu einem Warenwickel aufgewickelt und üblicherweise in Folie eingepackt um ein Austrocknen der Warenränder und der oberen Lagen des Wickels während der Verweilzeit zu verhindern, da es sonst zu einer Migration des Farbstoffes kommt.

Der Warenwickel verweilt in diesem Zustand je nach Farbstoffzusammensetzung für eine Dauer von vier bis zwölf Stunden, bis die Reaktion der Reaktivfarbstoffe abgeschlossen ist. Anschließend wird die Ware von dem Warenwickel erneut abgewickelt und einer üblicherweise kontinuierlich arbeitenden Waschvorrichtung zum Auswaschen von nicht fixierten Farbstoffen, Alkali etc. zugeführt. Nach der Waschvorrichtung durchläuft die Ware eine ebenfalls meist kontinuierlich arbeitende Trocknungsvorrichtung, um schließlich wiederum zu einem Warenwickel aufgewickelt zu werden.

Zwar hat das KKV-Verfahren weite Verbreitung gefunden, nachteilig ist jedoch, dass zwischen dem Farbauftrag und dem finalen Aufwickeln nach dem Trockenen eine erhebliche Zeitdauer liegt. Diese Zeitdauer schränkt die Produktionsflexibilität ein, was die Produktionsplanung erschwert.

Darüber hinaus erschwert der große zeitliche Abstand zwischen dem Farbauftrag und dem Endergebnis, das erst nach dem Trocknen überprüft werden kann, das Ergreifen von Korrekturmaßnahmen, sollte der Farbausfall an dem Endprodukt nicht wunschgemäß sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte KKV-Verfahren derart weiter zu entwickeln, dass die Produktionsplanung erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren gelöst.

überraschenderweise hat sich gezeigt, dass eine Erwärmung der Ware nach dem Auftrag der Färbeflotte auf die Ware auf eine erhöhte Temperatur zu einer derartigen Beschleunigung der Färbereaktion führt, dass die Verweildauer wesentlich reduziert werden kann, ohne dass dies zu einer Verschlechterung der Qualität des Farbausfalls führt.

Das Verfahren setzt voraus, dass die Färbeflotte bis zu dieser erhöhten Temperatur zumindest im wesentlichen thermisch stabil ist, d.h. auch bei dieser Temperatur über einen längeren Zeitraum nicht zur Hydrolysebildung neigt. Denn

nach dem Flottenauftrag auf die Ware wird auch bei Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit des Farbstoffes mit der Ware, bedingt durch die erhöhte Temperatur, noch eine erhebliche Zeit benötigt, bis die Reaktion der Färbeflotte mit der Ware zumindest weitgehend abgeschlossen und die Bindung erfolgt ist. Farbstoff, der sich auf der Ware befindet und noch nicht mit der Warenbahn reagiert hat, neigt genauso zur Hydrolyse, wie derselbe Farbstoff bei gleicher Temperatur im Flottenbecken. Da die Flottenaustauschzeiten bei Färbebecken mit minimierten Flottenvolumina im Bereich von maximal zwei bis drei Minuten liegen, besteht der Vorteil einer vorzugsweise gekühlten Flotte im Färbebecken weitgehend darin, dass bei niedrigerer Flottentemperatur das Aufzugsverhalten der einzelnen Farbstoffkomponenten aus den Substantivitätsunterschieden üblicherweise weniger unterschiedlich ist, als bei höheren Temperaturen. Eine niedrigere Temperatur im Färbebad führt daher zu geringeren Farbverschiebungen auf der Ware bis zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes im Fär- bebad, d.h. der Längenablauf aus Farbverschiebungen wird deutlich reduziert. Wegen der niedrigen Flottenaustauschzeiten (Zeit der Erneuerung des Färbebades) von wenigen Minuten und den im Vergleich zu den deutlich höheren mittleren Reaktionszeiten der Farbe auf der Warenbahn hat die, durch die reduzierte Badtemperatur verlangsamte Hydrolyse im Färbebad auf die Gesamthyd- rolyse (Färbebad und Ware) einen eher untergeordneten Einfluss.

Versuche haben gezeigt, dass zur Reduzierung der Verweildauer bei nahezu uneingeschränkter Färbequalität ein Aufheizen der Ware nach dem Auftrag der Färbeflotte auf eine Temperatur von etwa 45°C besonders geeignet ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Ware nach dem Aufwickeln mit einer Hülle versehen, beispielsweise durch Umwickeln des Warenwickels mit einer luftundurchlässigen Folie, um ein Antrocknen der Ränder der Ware und der oberen Lagen des Warenwickels zu verhindern.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ware nach dem Aufwickeln einem Raum zugeführt. Diese Ausgestaltung des Verfahrens weist den besondern Vorteil auf, dass die Ware - wie zur Erhöhung der

Reaktionsgeschwindigkeit und damit Reduzierung der für die vollständige Reaktion benötigten Verweildauer besonders von Vorteil ist - auf der erhöhten Temperatur gehalten werden kann, indem die in dem Raum befindliche Atmosphäre auf die erhöhte Temperatur aufgeheizt wird.

Die Temperierung des Warenwickels kann auch mit einer Heiz- oder auch nur Isoliermanschette zur Reduzierung der Abkühlraten erfolgen.

Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Färbeflotte über den gesamten Warenwickel während der Verweildauer aufrechtzuerhalten, ist es von Vorteil, wenn der Warenwickel während des Verweilens um die Wickelachse gedreht wird. Hierdurch wird verhindert, dass sich Färbeflotte im unteren Bereich des Warenwickels ansammelt, was zu einer Verungleichmäßigung des Farbausfalls führen würde.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbare Produktivität kann weiter gesteigert werden, wenn die Warenwickel kontinuierlich durch den beheizten Raum verlagert werden. In Abhängigkeit der Raumgröße und der Verweildauer können dann mehrere Warenwickel gleichzeitig durch den Raum bewegt wer- den.

Versuche haben gezeigt, dass sich bei einer Erwärmung der Ware und Halten derselben während der Verweildauer auf ca. 45 ⁰ C die für den Reaktionsablauf benötigte Verweildauer von typischerweise 8 Stunden auf etwa 1 ,5 Stunden reduziert.

Eine zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anlage umfasst eine Auftragseinrichtung zum Auftrag der Färbeflotte auf die Ware, eine Wickelvorrichtung zum Aufwickeln der Warenbahn nach dem Auftrag der Färbe- flotte zu einem Warenwickel und erfindungsgemäß eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der Ware auf eine erhöhte Temperatur vor dem Aufwickeln der Ware zu dem Warenwickel. Die Heizeinrichtung kann als Wärmestrahler oder Dampfejektor ausgestaltet sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst des weiteren vorzugsweise einen Raum, in den der Warenwickel einbringbar ist.

Dieser Raum ist - besonders bevorzugt - mit einer Beheizungseinrichtung ausgestattet, mittels welcher der Warenwickel auf der erhöhten Temperatur gehalten werden kann. Aufgrund dieser Maßnahme erübrigt es sich, den Warenwickel zwecks Halten auf der erhöhten Temperatur mit Heiz- oder Isoliermanschetten zu versehen.

Eine weitgehende Automatisierung der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bewirkt werden, wenn eine Fördereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der Warenwickel kontinuierlich oder diskontinuierlich durch den Raum förderbar und um die Wickelachse rotierbar ist. Die Fördereinrichtung kann dann mit einer Geschwindigkeit betrieben werden, die zu einem Verweilen des Warenwickels für die gewünschte Verweildauer auf der erhöhten Temperatur und unter Drehung des Warenwickels zur Vermeidung der Anreicherung von Färbeflüssigkeit in einzelnen Bereichen des Warenwickels führt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Anwendung des Verfahrens geeignete Anlage soll nun anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 - schematisch - den zum Farbauftrag und Verweilen der Warenwickel benötigten Anlagenteil in einer Seitenansicht sowie

Fig. 2 - ebenfalls schematisch - den zum Waschen und Trocknen benötigten weiteren Anlagenteil.

Die in der Zeichnung als Ganzes mit 100 bezeichnete Anlage umfasst eine Abwickelstation 1 , in der eine bahnförmige, farbfertige Ware 2 von einem Warenwickel 3 abgewickelt wird.

Die Ware 2 wird kontinuierlich einer in der Zeichnung als Foulard ausgebildeten Auftragseinrichtung 4 zum Auftrag von Färbeflotte auf die Ware 2 zugeführt. Die Auftragseinrichtung kann mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kühleinrichtung zum Kühlen der Flotte ausgestattet sein.

Nach dem Auftrag der Färbeflüssigkeit wird die nun geklotzte Ware 5 mittels einer Heizeinrichtung 6, die als Infrarotstrahler ausgebildet ist, gleichmäßig über die gesamte Breite der Ware auf eine Temperatur von etwa 45°C aufgeheizt. Die eingestrahlte Heizenergie ist in Fig. 1 mit dem Pfeil P symbolisiert. Die auf- geheizte, geklotzte Ware 5 wird einer Aufwickelstation 7 zugeführt, in welcher sie zu einem Warenwickel 8 aufgewickelt wird.

An der Aufwickelstation 7 ist eine nur schematisch dargestellte Einrichtung zur Folienabwicklung 9 vorgesehen, mittels welcher der Warenwickel 8 mit einer Folie umhüllt werden kann, um Antrocknen der Warenränder und der oberen Lagen des Wickels zu unterbinden.

Anschließend wird mittels einer durch die Pfeile Q und T symbolisierten, nicht im Einzelnen dargestellten Fördereinrichtung der Warenwickel 8 einem Raum 10 zugeführt. Er umfasst eine Beheizungseinrichtung 12, mittels welcher die in ihm befindliche Atmosphäre 11 auf eine Temperatur aufgeheizt werden kann, die ein Halten des Warenwickels 8 auf der erhöhten Temperatur von etwa 45°C bewirkt.

Der Warenwickel 8 wird unter Drehung um die Wickelachse, wie durch die Pfeile R und S symbolisiert werden soll, durch den Raum 10 hindurchgeleitet, wobei die Geschwindigkeit derart gewählt ist, dass sich der Warenwickel 8 für die benötigte Verweildauer in dem Raum 10 befindet.

Nach dem Ablauf der Verweildauer, die typischerweise etwa 1 ,5 Stunden beträgt, wird der Warenwickel 8 an eine weitere Abwickelstation 13 übergeben, in welcher die Warenbahn abgewickelt und nachgeschalteten, kontinuierlich arbeiten Wasch- und Trocknungseinrichtungen 15, 16 zugeführt wird. In der Wasch-

einrichtung 15 werden nicht fixierte Farbstoff- und andere Rückstände aus der Warenbahn in bekannter Weise ausgewaschen und in der Trocknungseinrichtung 16 die Ware von der Waschflüssigkeit getrocknet.

Nach dem Trocknungsvorgang wird die Ware hinsichtlich des Farbausfalls ü- berprüft und einer Aufwickelstation 14 zugeführt. Die gefärbte, getrocknete Ware wird hier zu Warenwickeln aufgewickelt.

Bezugszeichenliste:

100 Anlage

2 farbfertige Ware

3 Warenwickel

4 Auftragseinrichtung

5 geklotzte Ware

6 Heizeinrichtung

7 Aufwickelstation

8 Warenwickel

9 Einrichtung

10 Raum

11 Atmosphäre

12 Beheizungseinrichtung

13 Abwickelstation

14 Aufwickelstation

15 Wascheinrichtung

16 Trocknungseinrichtung

P Pfeil

Q Pfeil

R Pfeil

S Pfeil

T Pfeil