DE8015549U1

DE8015549U1 - Vorrichtung zum faerben von stoff

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Publication number: DE8015549U1
Application number: DE19808015549
Authority: DE
Original assignee: Sando Iron Works Co Ltd
Current assignee: Sando Iron Works Co Ltd
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1980-06-12
Publication date: 1983-12-22
Also published as: MX153681A; DE3021954A1; GB2051899A

Description

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Färben eines Stoffs, insbesondere von Tuch oder einer Stoffbahn, in feuchter Hitze in einem Dämpfer.

Herkömmliche, industriell anzuwendende Stoffbahn-Färbe-Einrichtungen können im wesentlichen in zwei Klassen eingeteilt werden; in dem einen System wird ein mit einer gewünschten Farbstofflösung getränkter Stoff einer Feuchtheiß-Behandlung unterzogen, um den Farbstoff auf dem Stoff zu fixieren; in dem anderen System wird ein Stoff ^ wiederholt in einem mit der Farbstofflösung gefüllten Flüssigkeitstank getaucht. Das erstgenannte Färbesystem ist beispielsweise vorteilhaft anzuwenden beim Farbstoffdrucken; wegen ungenügender oder ungleichmäßiger Aufnahme von Farbstofflösung beim Unifärben ergeben sich hierbei aber häufig ungleichmäßige Färbungen. Bei dem anderen System treten diese Schwierigkeiten zwar im wesentlichen nicht auf, das Färbesystem ist aber wegen großen Farbstoffverbrauchs unwirtschaftlich und es ergeben sich Probleme daraus, daß jedesmal beim Färben große Mengen an Farbstoff abzulassen sind.

/ Die beiden vorgenannten Färbevorrichtungen haben den weiteren Nachteil, daß der jeweils zu behandelnde Stoff beim Färben unter mechanischer Spannung zu transportieren ist, wodurch der Griff, das Volumen, die Dehnbarkeit und f Schrumpffähigkeit des Materials beeinträchtigt werden. Insbesondere beim Hochtemperatur-Färben mit Aktiv-Farbstoffen ergeben sich Schwierigkeiten bei der Temperatur-Steuerung des Färbeprozesses. Ein befriedigendes Färbeergebnis läßt sich daher bei Anwendung der bisherigen Methoden in vielen Fällen nicht erreichen.

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Färbevorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, einen Stoff ohne die vorgenannten Schwierigkeiten in ausgezeichneter Weise zu färben. Die Vorrichtung soll insbesondere so auszubilden sein, daß ein Stoff spannungsfrei unter sparsamer Verwendung der Farbstofflösung und der übrigen benutzten Rohstoffe sowie niedrigem Energieverbrauch und ferner in kürzerer Zeit als bisher so zu färben ist, daß sich gleichzeitig ausgezeichnete Werte für den Griff, das Volumen, die Dehnfähigkeit und die Schrumpffähigkeit des gefärbten Stoffes ergeben. Die Vorrichtung soll schließlich so ausgebildet werden, daß mit ihrer Hilfe bei möglichst, einfacher Bedienung und Konstruktion sowie relativ hoher Arbeitsgeschwindigkeit ausgezeichnete Färbeergebnisse zu erzielen sind. Die neue Lösung wird im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 angegeben. Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Da der Stoff in dem Stofftransportkanal an abwechselnd oberhalb und unterhalb des Stoffbahnweges angebrachten Strahldüsen zum Aufbringen der heißen Farbstofflösung r } vorbeigeführt wird, läßt sich der Transport des Stoffs ohne weiteres derart in Schlangenlinien zwischen den beiden Förderbändern hindurchführen, daß keine Spannung auf den Stoff ausgeübt wird. Wegen der mit starkem Druck auf den Stoff gespritzten heißen Farbstofflösung wird dieser bis in sein Inneres mit der Farbstofflösung getränkt, und es ergibt sich in kurzer Zeit eine gleichmäßige Färbung. Der in der neuen Vorrichtung behandelte Stoff erhält wegen des Zusammenwirkens der verschiedenen Einflußgrößen zugleich ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Griff, Dehnfähigkeit und Schrumpffähigkeit sowie Volumen bzw. Bauschigkeit.

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Vorzugsweise wird die Farbstofflösung im Kreislauf geführt, um Farbstoff zu sparen. In der neuen Vorrichtung

kann der Stoff entweder durch wiederholtas Durchführen durch den Stofftransportkanal innerhalb des Dämpfers im Kreislauf oder aber fortlaufend - bei entsprechend langem Stofftransportkanal - durch den Dämpfer hindurchgeleitet werden. Im letztgenannten Fall wird eine besonders hohe Produktivität erreicht. Bei Anwendung eines Hochtemperatur-Aktivfarbstoffs kann es besonders günstig sein, wenn η in den durch den Stofftransportkanal führenden Kreislauf-

! ν-* weg innerhalb des Dämpfers eine Feuchtheiß-Behandlungsstation mit Hochtemperatur-Behandlung eingeschaltet wird.

Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen wird die Neuerung nachfolgend näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Prinzip-Darstellung einer Vorrichtung mit Stoff-Führung im Kreislauf, parallel zur Förder- | band-Längsrichtung geschnitten;

Fig. 2 eine Vorrichtung zum fortlaufenden Behandeln einer / \ Stoffbahn, parallel zur Förderband-Längsrichtung

geschnitten;

Fig. 3 eine Vorrichtung ähnlich Fig. 1 mit integrierter, zwischengeschalteter Feuchtheiß-Behandlungsstation; und

Fig. 4 einen Schnitt senkrecht zur Förderband-Längsrichtung durch die Vorrichtung nach Fig. 3.

In den Figuren bedeuten: 1, 1' und I¹¹ einen Dämpfer; 2 und 2' endlose, netzförmige Förderbänder; 3 Strahldüsen; 4 einen Behälter für eine Farbstofflösung; 5 eine

Farbstofflösung; 6 ein Dampfrohr; 7 einen Temperaturregler; 8, 8' und 8¹¹ jeweils einen zu behandelnden Stoff;

* 9 einen Stoffeinlaß, 10 einen Stoffauslaß; 11 eine Pumpe;

■ 12 mehrere Führungsrollen; 13 ein Heißluftrohr; und 14

;' Strahldüsen. Mit dem Buchstaben a wird der Spalt zwischen

« den Förderbändern 2 und 2' bezeichnet. Die Bedeutung von

; --ν b wird weiter unten erläutert.

Beispiel 1:

if Das Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung gemäß Fig.

', 1 dient dazu, einen Stoff bzw. eine Stoffbahn vorgegebe-

\ ner Länge unter Führung im Kreislauf in einem Dämpfer

\ oder in einer Feuchtheiß-Behandlungskammer bei normalem

■■ Luftdruck zu färben.

·; In dem bei feuchter Hitze und normalem Luftdruck arbeitenden Dämpfer 1 befindet sich ein Paar umlaufender, netzförmiger, endloser Förderbänder 2, 2' ausreichender Luft-) durchlässigkeit. Die Förderbänder 2, 2' laufen parallel zueinander und schließen zwischen ihren horizontalen, einander zugewandten Trums einen Spalt a ein, der als Stofftransportkanal dient. Aus mehreren Strahldüsen 3 kann heiße Farbstofflösung unter hohem Druck auf den Stoff 8 gespritzt werden. Die Strahldüsen 3 sind vorzugsweise in Reihen quer zur Fortbewegungsrichtung der Stoffbahn 8 abwechselnd oberhalb und unterhalb des Stofftransportkanals - jeweils außerhalb der angrenzenden Förderband-Trums - angeordnet. Der zur Aufnahme der Farbstofflösung vorgesehene Behälter 4 wird mit einem Dampfrohr 6 ausgestattet, das zum Aufheizen der im Behälter 4 enthaltenen Farbstofflösung 5 dient. Zum Steuern der Temperatur der Farbstofflösung 5 ist ein Temperaturregler 7

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vorgesehen. Die heiße Farbstofflösung aus dem Behälter 4 wird mit Hilfe einer nicht gezeichneten Pumpe im Kreislauf zu den Strahldüsen 3 transportiert und von diesen auf den Stoff 8 gespritzt.

Der Stoff 8 liegt gemäß Fig. 1 in Form einer zu färbenden Stoffbahn vorgegebener Länge vor, deren Enden derart zusammengenäht sind, daß sich eine endlose Bahn ergibt. Bei dem Stoff kann es sich um sehr verschiedene Typen, z.B. Gewebe oder Maschenware, wie Georgette, handeln, insbesondere können in der neuen Vorrichtung Stoffe aus stark gezwirnten Garnen aus 100 % Polyester oder Mehrzweck-Stoffe mit z.B. 65 % Polyester und 35 % Baumwolle behandelt werden.

Von besonderer Bedeutung für die Neuerung ist die Höhe des Stofftransportkanals bzw. die Breite des Spaltes a zwischen den beiden netzförmigen Förderbändern 2 und 2¹. Die durch den Abstand der an den Kanal angrenzenden, parallelen Trums der Förderbänder 2 und 2' definierte Spaltbreite sollte so eingestellt werden, daß der Stoff 8 durch das zickzackförmig abwechselnd von beiden Seiten her mit hohem Druck erfolgende Auftreffen der heißen Farbstoff lösung stark vibriert, geschlagen und geknüllt sowie für die Farbstofflösung ausreichend durchlässig wird und sich auf Schlangenlinien durch den Kanal weiterbewegt.

Die Breite des Spalts a hängt zwar von der Art, insbesondere von der Dicke der jeweils zu behandelnden Stoffbahn und dem Strahldruck der heißen Farbstofflösung ab; grundsätzlich soll die Höhe bzw. Amplitude des durch den Strahldruck der Farbstofflösung erzeugten schlangenlinienförmigen Weges des Stoffes zwischen den beiden Förder-

bändern so groß wie möglich gemacht werden. Das gilt deshalb, weil der Stoff dann bei dem schlangenlinienförmigen Auf- und Ablaufen starken Erschütterungen unterliegt und für die Farbstofflösung durchlässig gemacht und gleichzeitig vom auftreffenden Flüssigkeitsstrahl geschlagen und geknüllt wird. Wenn der Spalt zwischen den Förderbändern schmal ist, wird die Länge der Auf- und Abbewegung auf dem schlangenlinienförmigen Weg kurz und es ergibt sich kein wirkungsvolles Vibrieren. Wenn der Spalt dagegen zu breit ist, wird der Stoff nicht mehr in ausreichen-V-/ dem Maße gegen die Förderbänder geschlagen, so daß sich nicht nur die Schlangenlinien nicht einstellen, sondern die Stoffbahn im Spalt nur aufschwimmt und daher nicht gleichmäßig entsprechend der Vorwärtsbewegung der Förderbänder mitgenommen wird.

Zum Ermitteln einer geeigneten Spaltbreite a wurde das Verhältnis zwischen dieser und der als Längenmaß definierten Kontaktfläche bzw. Kontaktlänge b zwischen Stoffbahn und Förderband im Bereich einer Welle der schlangenlinienförmigen Bewegung experimentell für verschiedene zu behandelnde Stoffarten bestimmt. Der Strahldruck der Farbstoff-/-, lösung und die Teilung bzw. der gegenseitige Abstand der Strahldüsen 3 wurden konstant gehalten. Das Ergebnis zeigt Tabelle 1.

Bedingungen:

Strahlgeschwindigkeit 48 m/s

Temperatur 98⁰C

Düsenteilung 350 mm
Düsendurchmesser 8 mm

Untersuchte Stoffe: Breite Länge

Nr. 1 T/C Gabardine 91,8 cm χ 103,9 cm

Nr. 2 T/C Weather 90,6 cm χ 104,0 cm

Nr. 3 Baumwoll-Gabardine 92,6 cm χ 104,6 cm

Nr. 4 T/C Mischgewebe 107,8 cm χ 100,7 cm

Tabelle 1
Versuche zum Bilden der Schlangenlinienbewegung

Stofftyp Spaltbreite a in mm

20 50 100 150 200 250

Nr.	1	b in	130	120	112	110	88	50
Nr.	2	mm	143	115	110	110	95	60

Nr.	3	140	120	115	115	95	55
Nr.	4	140	120	110	110	85	65

I ( ) Es hat sich herausgestellt, daß zum einwandfreien Trans-ί port eines Stoffes durch den Spalt - unter starker Ετι schütterung des Stoffs zum Bilden schlangenlinienförmiger ! Wellen ohne Ausüben einer Spannung und im entspannten I Zustand - die Kontaktlänge b zwischen Stoffbahn und Föri derband in der Größenordnung von etwa 120 und 85 mm pro I Einzelwelle liegen sollte. Aus den Meßergebnissen von \ Tabelle 1 ergibt sich, daß der der Kontaktlänge b von j 120 bis 85 mm entsprechende Betrag der Spaltbreite a für I sehr viele zu behandelnde Stoffe in der Größenordnung 1 zwischen etwa 50 und 200 mm liegt.

Ein Stoff kann mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 1 beispielsweise folgendermaßen gefärbt werden: Eine aufgrund zusammengenähter Enden endlose Stoffbahn 8 läuft gemäß Fig. 1 im Dämpfer 1 um. Eine beispielsweise eine Dispersionsfarbe enthaltende Farbstoff lösung 5 wird in den Behälter 4 gegeben und auf etwa 98⁰C erhitzt. Der Stoff wird dann durch Umlauf der beiden netzförmigen Förderbänder 2 und 2' im Kreislauf bewegt, und erhitzte Farbstofflösung wird im Kreislauf mit Hilfe einer Pumpe zu den Strahldüsen 3 gefördert. Durch den Strahldruck der abwechselnd von oben und unten etwa quer zur Längsrichtung der Stoffbahn 8 auf den Stoff aufgespritzten heißen Farbstofflösung wird der Stoff im Bereich des Transportkanals in Schlangenlinien gezwungen und abwechselnd und wiederholt zwischen den Förderbändern 2, 2' geschlagen und geknüllt sowie bei der Auf- und Abbewegung im Verlauf der Wellenlinienbewegung vibriert und dadurch bis ins Innere mit der Farbstofflösung getränkt. Der Stoff wird also wirkungsvoll und gleichmäßig gefärbt und gleichzeitig gekräuselt, so daß sich eine Stoffbahn mit ausgezeichneten Eigenschaften hinsichtlich Dehnfähigkeit, Schrumpffähigkeit, Volumen sowie Griff ergibt.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 ist vor allem dazu geeignet, einen Stoff sehr gleichmäßig zu färben.

Beispiel 2:

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung wird in Fig. 2 dargestellt. Wegen ihres zwischen den Förderbändern gebildeten langen Stofftransportkanals ist diese Vorrichtung zum kontinuierlichen Färben einer Stoffbahn 8¹ geeignet. Der in Fig. 2 mit I¹ bezeichnete Dämp-

-lifer besitzt einen Stoffeinlaß 9 und einen Stoffauslaß 10 für den Stoff 8'. Die Einzelheiten der Konstruktion ergeben sich ohne weiteres aus der Zeichnung sowie unter Berücksichtigung der Beschreibung der Vorrichtung nach Fig. 1. Die Breite des Spaltes a zwischen den beiden endlosen, netzförmigen Förderbändern 2, 2' bzw. die Größe des Stofftransportkanals beträgt ebenso wie beim Beispiel nach Fig. 1 etwa 50 bis 200 mm.

(j Während der Stoff 8' fortlaufend durch den Kanal transportiert wird, wirkt auf ihn die Strahlkraft einer heißen Farbstofflösung in ähnlicher Geometrie wie in Fig. 1 dargestellt. Im Ausführungsbeispiel wird dabei die Länge der den Spalt begrenzenden horizontalen Trums der Förderbänder 2, 2' so groß gewählt, daß sich nicht nur eine einwandfreie Färbung des Stoffs ergibt, sondern dieser auch in vorteilhaft gekräuselter Weise aus dem Dämpfer 1' austritt. Die Vorrichtung nach Fig. 2 arbeitet mit hoher Produktivität und ist daher besonders für die Massenproduktion geeignet.

Beispiel 3:

Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung ist besonders dazu geeignet, den im Dämpfer I¹¹ im Kreislauf bewegten Stoff 8¹¹ ■< in einer Zwischenstation einer Dämpf- oder Feuchtheiß-Be- \- handlung bei hoher Temperatur zu unterwerfen. Das Ausführungsbeispiel ist mit besonderem Vorteil dann anzuwenden, wenn mit Hochtemperatur-Aktivfarbstoffen zu arbeiten ist.

I I I I ■ ■ I

Eine Reihe von Konstruktionsmerkmalen des Dämpfers l'¹ nach Fig. 3 und 4, z.B. die endlosen, netzförmigen Förderbänder 2 und 2', die Vielzahl von Strahldüsen 3 und der Aufnahmebehälter 4 für die Farbstofflösung stimmen mit denjenigen der beschriebenen Ausführungsbeispiele im wesentlichen überein. Ein Teil des Weges der Stoffbahn 8¹¹ in dem Dämpfer I¹¹ führt in Zickzacklinien über mehrere in zwei Reihen oberhalb der Förderbänder 2, 2' von - wie in Fig. 3 angegeben - angeordnete Führungsrollen 12. Die zu färbende Stoffbahn 8¹¹ wird dabei vorzugsweise endlos zusammengenäht. Im übrigen unterscheiden sich Weg und Führung der Stoffbahn 8'¹ nicht wesentlich von Weg und Führung der Stoffbahn 8 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Oberhalb der Führungsrollen 12 nach Fig. 3 und 4 befindet sich ein Heißluftrohr 13, das mit einer Reihe von Strahldüsen 14 ausgestattet ist, mittels derer heiße Luft, z.B. von etwa 150 bis 180⁰C, so in den Dämpfer l^l! zu blasen ist, daß mindestens dessen obere Hälfte in diesem Temperaturbereich verbleibt.

Aus der auf den Stoff gestrahlten Farbstofflösung herrührender Wasserdampf diffundiert zusammen mit etwas Dampf r , der Farbstofflösung durch das ganze Innere des Dämpfers I¹'. Im oberen Teil des Dämpfers werden der Wasserdampf und der Farbstoffdunst bzw. -dampf so ausreichend durch die aus den Strahldüsen 14 austretende heiße Luft erhitzt, so daß der Raum (die obere Hälfte des Dämpfers) als Feuchtheiß-Behandlungskammer wirkt bzw. dient.

Beim Passieren des Stofftransportkanals zwischen den beiden endlosen, netzförmigen Förderbändern wird das Material der endlos zusammengenähten Stoffbahn 8¹¹ gequollen und bis in das Innerste mit heißer Farbstofflösung ge-

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tränkt. Die Stoffbahn passiert dann die zr'ckzackförmige Anordnung von Führungsrollen 12 im oberen Teil des Dämpfers 1 ■ ■ und wird dort der Feuchtheiß-Behandlung bei einer hohen Temperatur unterzogen, um im Kreislauf wieder in den Stofftransportkanal mit der unmittelbaren Farbstoff behandlung usw. transportiert zu werden. Selbst wenn also ein Hochtemperatur-Aktivfarbstoff verwendet wird, kann sehr wirkungsvoll gefärbt werden. Wenn auch der ^J Stoff bei dem Transport über die Führungsrollen 12 eine geringe mechanische Längsspannung erfährt, wird er doch beim Durchgang durch den zwischen den Förderbändern 2, 2' aufgespannten Kanal ohne Spannung mit Hilfe der hart auftreffenden Farbstofflösung geschlagen und geknüllt. Der Stoff wird also bei Anwendung der neuen Vorrichtung nach Fig. 3 und 4 ausreichend gekräuselt, so daß sich gute Werte für das Volumen, die Dehnbarkeit und Schrumpffähigkeit ergeben.

Wie vorstehend erläutert, kann ein Stoff in einer neuen Vorrichtung in kurzer Zeit und auf einfache Weise unter /\ Einsparung von Farbstoff und anderer Behandlungsmittel sowie Energie auf wirtschaftliche Werte gleichmäßig gefärbt werden. Der gefärbte Stoff wird außerdem so ausreichend gekräuselt, daß ein ausgezeichneter Griff sowie beste Eigenschaften hinsichtlich Volumen, Dehnfähigkeit und Schrumpffähigkeit erzielt werden.

9 br

Claims

Dr.-lng. Reimar König .'·'·'. . Of|ii:-lng!i<laus Bergen CJeoillanalles 76 4 C _ ."""*" 15ΞΟΟΒ Patentanwälte Postfach 260162 . Wilhelm-Te!l-Str.l4 G 80 15 549.3 4000 Düsseldorf 1 24. Juni 1983 Telefon 397026 35 Q2Qß Sando Iron Works Co., Ltd., No. 4-4-5, Usu, Wakayama-shi, Wakayama-ken, Japan 1'Vorrichtung zum Färben von Stoff" Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zum Färben eines Stoffes in feuchter Hitze in einem Dämpfer, gekennzeichnet durch einen in dem Dämpfer (1, 1', I¹¹) zwischen horizontalen, parallel zueinander verlaufenden Trums eines Paars endloser, netzförmiger Förderbänder (2, 2') als Spalt (a) begrenzten Stofftransportkanal; quer zum Spalt bzw. zur Kanallängsrichtung abwechselnd zickzackförmig oberhalb und unterhalb des Spaltes bzw. außerhalb der den Spalt be-

[ grenzenden Förderband-Trums angeordnete Strahldüsen

(3) zum beim Färben vorgesehenen Sprühen heißer Farb- ^-' stoff lösung durch die Förderbänder (2, 2') hindurch in den Kanal; und einen unterhalb der Förderbänder (2, 2') angeordneten Auffangbehälter (4) zur Aufnahme der überschüssig versprühten Farbstofflösung (5).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auffangbehälter (4) eine Pumpe o.dgl. zum Rückführen der Farbstoff lösung (5) zu den Strahldüsen (3) zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer (1) einen durch den Kanal führenden Umlauf für den im Kreislauf geführten Stoff (8) enthält (Fig. 1).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Dämpfer (l¹) zum fortlaufenden Hindurchbewegen des Stoffs (8¹) ausgebildet ist (Fig. 2).

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlauf für den Stoff (8¹¹) im Dämpfer (I¹¹) außer durch den Stofftrans-

I portkanal über mehrere oberhalb der endlosen Fö'rderbän-

i der (2, 2') angeordnete Führungsrollen (12) führt und

i daß oberhalb der Führungsrollen (12) eine Vielzahl von

I Strahldüsen (14) zum Blasen heißer Luft auf den Stoff

1 bei der Feuchtheiß-Behandlung vorgesehen ist.

I

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite (a)

I bzw. der Abstand der den Spalt definierenden Förderband-

S Trums ungefähr 50 bis 200 mm beträgt.