DE4223556A1 - Oxidationsstrecke beim Indigofärben und Verfahren zum Betrieb der Strecke - Google Patents
Oxidationsstrecke beim Indigofärben und Verfahren zum Betrieb der StreckeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Oxidationsstrecke beim Indigofärben
einer zuvor in Farbstoff getauchten und abgequetschten
Fadenschar, in der die getränkte Fadenschar zwecks Oxidation
beidseitig mit Luft zu beblasen ist. Sie betrifft
ferner ein Verfahren zum Betrieb der Oxidationsstrecke.
Der Indigofarbstoff gehört zur Gruppe der Küperfarbstoffe;
er ist unlöslich in Wasser und muß zum Zweck des Färbens
unter Zuhilfenahme von Alkali und Reduktionsmittel in eine
faseraffine wasserlösliche Form gebracht werden, die bei der
Oxidation durch Luftsauerstoff Indigo bzw. Indigoblau liefert.
Die mit der Flotte imprägnierte und gegebenenfalls abgequetschte
Fadenschar bzw. Kettbahn muß für eine gute Oxidation
des Farbstoffs meist etwa 1 Minute lang dem Luftsauerstoff
ausgesetzt werden. Bei Transportgeschwindigkeiten
zwischen 20 und 30 m pro Minute sind die Oxidationsstrecken
also 20 bis 30 m lang, wenn für den Luftaustausch allein die
Relativbewegung Kettbahn/Luft ausgenutzt wird. Da in der
Oxidationsstrecke auch die Feuchtigkeit der Farbflotte
verdunstet, tritt bei Betrieb relativ schnell eine Sättigung
an Feuchtigkeit ein, die den weiteren Sauerstoffzutritt behindert.
Eine gewisse Verkürzung der Oxidationsstrecke konnte in der
Praxis erreicht werden durch beidseitige Beblasung der Kettbahn,
symmetrisch von oben und unten, mit Umgebungsluft. Das
Beblasen mit Luft fördert jedoch die Verdunstung, so daß die
Luftfeuchtigkeit in der Nähe der Kettbahn entsprechend anstieg
und wiederum die Sauerstoffzufuhr behinderte. Eine
verstärkte Beblasung konnte hinsichtlich der
Feuchtigkeitsabfuhr und Sauerstoffzufuhr eine Verbesserung
bringen; Fadenscharen dürfen aber nicht so stark angeblasen
werden, weil sich die einzelnen Fäden bei hoher Luftgeschwindigkeit
und entsprechendem Wirbeln bündeln und miteinander
verdrehen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorbestimmte
und kontrollierte Sauerstoffzufuhr beim Beblasen der Fadenschar
mit Luft zu erreichen und die einwirkende Luftmenge zu
erhöhen, ohne den gleichmäßigen Lauf der Fadenschar durch
hohe Luftgeschwindigkeiten zu beeinträchtigen. Mit anderen
Worten, die Oxidation soll bei im übrigen höchstens gleicher
mechanischer Belastung der Fadenschar im Sinne einer Verkürzung
der Oxidationsstrecke verstärkt und zugleich über eine
definierte Temperatur- und Luftmengenregelung bzw.
-steuerung steuerbar werden.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht für die eingangs genannte
Oxidationsstrecke darin, daß in Transportrichtung der getränkten
Fadenschar eine erste Düsenanordnung zum einseitigen
Durchströmen der Fadenschar in einer ersten Richtung mit
auf einen bestimmten Temperaturbereich erhitzter Luft und
eine zweite Düsenanordnung zum Durchströmen der Fadenschar
in der Gegenrichtung zur ersten Richtung mit Luft im wesentlichen
derselben Temperatur hintereinander geschaltet sind.
Für das Verfahren eingangs genannter Art besteht die Lösung
darin, daß eine Fadenschar in ihrer Transportrichtung nacheinander
erst von der einen Seite und dann von der anderen
Seite her mit auf einen bestimmten Temperaturbereich temperierter
Luft durchströmt wird.
Durch erfindungsgemäße Durchströmung wird die Sauerstoff-Zufuhr
intensiviert und vom umgebenden Raumklima unabhängig
gemacht, da die angesaugte Luft, bevorzugt Frisch- bzw. Umgebungsluft,
vor der Anwendung auf eine Temperatur in einem
bestimmten Bereich zu temperieren ist. Die Temperatur der
ausströmenden Luft soll so hoch sein, daß die Luftfeuchte in
der Umgebung der durchströmten Fadenschar unter einem die
Oxidation störend beeinträchtigenden Wert gehalten wird. -
Im allgemeinen wird es bevorzugt, mit reiner Frischluft, die
- wie angegeben - bestimmt temperiert werden kann -, zu arbeiten,
obwohl man ebenso im Kreislauf geförderte Umluft
verwenden könnte; letzere muß allerdings laufend gereinigt
werden, während die Frischluft meist sauber genug
ist.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Durchströmung kann bevorzugt
mit Anströmgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 1 m/sec
arbeiten, während das beidseitig symmetrische Beblasen
nach der bisherigen Praxis Luftgeschwindigkeiten von etwa 15 m/sec
erfordert. Die Durchströmung bzw. -lüftung der Fadenschar
führt trotz dieser relativ niedrigen Anströmgeschwindigkeiten
der Luft, zu einer erhöhten Oxidation des Farbstoffs
und zugleich wegen der konstant temperierten Luft zu
einer kontrollierten Trocknung von Fadenschar und Luft, so
daß der Luftaustauschfaktor und damit auch die Sauerstoffzufuhr
gegenüber dem Stand der Technik um größenordnungsmäßig
den Faktor 20 erhöht werden. Wegen der Durchlüftung mit den
niedrigen Anströmgeschwindigkeiten wird der Lauf der Kettfadenschar
nicht beeinträchtigt, das heißt, die Einzelfäden
bündeln sich nicht, sondern behalten den praktisch in einer
ebenen Flächenbahn geschlossenen Charakter.
Durch die bevorzugte Frischluftansaugung von außen sowie eine
bevorzugte Regelung der Luft auf einen bestimmten Temperaturbereich
und das Absaugen der Luft nach einmaligem
Durchströmen der Fadenschar wird ein stabiles Raumklima im
Bereich der Fadenschar geschaffen. Das glatte Durchströmen
der Fadenschar ermöglicht es vor allem, die an die Fadenschar
herangebrachte Luftmenge auf einen gegenüber dem Stand
der Technik vielfachen Wert zu erhöhen, ohne durch Wirbelbildung
ein Bündeln oder Verdrehen der Einzelfäden zu begünstigen.
Die Luftmenge läßt sich neben der Temperatur
steuern, um die Oxidation und die Verdunstung des mit der
Farbflotte auf die Kettbahn aufgebrachten Wassers dem Bedarf
anzupassen.
Gemäß weiterer Erfindung werden mindestens zwei, vorzugsweise
vier bis sechs, Oxidationsstrecken vorgenannter Art mit
jeweils hintereinander geschalteten ersten und zweiten Düsenanordnungen
im Anschluß an vorgeschaltete Tauch- und
Quetschwerke vorgesehen. Jede einzelne Oxidationsstrecke
soll eine Länge von etwa 1 bis 2 m - gegenüber 20 bis 40 m
nach dem Stand der Technik - haben. Da die erfindungsgemäße
Durchlüftung mit gleichmäßig temperierter Luft die Oxidation
des Farbstoffs ergiebiger macht, können alternativ geringere
Farbstoffkonzentrationen für höhere Farbechtheiten und/oder
tiefere Farbtöne als bisher erreicht werden.
Zum Versorgen der ersten und zweiten Düsenanordnungen einer
einzigen Oxidationsstrecke oder zwei oder mehrerer hintereinander
geschalteter Oxidationsstrecken wird gemäß noch
weiterer Erfindung ein zentraler Ventilator mit
Wärmetauscher installiert, der jede einzelne Düsenanordnung
mit auf einen bestimmten Temperaturbereich, vorzugsweise eine
Temperatur in der Größenordnung von 20 bis 60°C, originär
erhitzter Luft beaufschlagt. In ähnlicher Weise kann zum
Abtransport der in den ersten und zweiten Düsenanordnungen
durch die Fadenschar geströmte Luft ein zentrales Absaugsystem,
vorzugsweise oberhalb der Oxidationsstrecke bzw.
-strecken, vorgesehen werden.
Bei Anwendung der Erfindung kann der Inhalt der gesamten
Färbeanlage um einen Betrag von ca. 6 × 30 m = 180 m
laufender Fadenschar verkürzt werden, das ist weniger als
ein Drittel des Inhalts herkömmlicher Färbeanlagen. Das hat,
abgesehen von dem verminderten Investitionsaufwand an der
Färbeanlage selbst, auch bei der Anwendung den entscheidenden
Vorteil, daß bei Stillstand eine entsprechend geringere
Menge an Fadenschar zweiter Wahl oder Abfall in Kauf zu nehmen
ist. Schließlich wird die mechanische Beanspruchung der
Fadenschar geringer, wenn in jeder einzelnen Oxidationsstrecke
viele Transportmeter und Umlenkungen entfallen. Der
kürzere Weg innerhalb der Färbeanlage erfordert eine geringere
Längsspannung der Fadenschar und hat damit einen entsprechend
geringeren Dehnverlust zur Folge.
Durch die Temperierung der Luft und durch die Vorgabe der
Luftmenge läßt sich gemäß weiterer Erfindung auch die Verdunstung
des Wassers der mit dem Farbstoff getränkten Fadenschar
beeinflussen, das heißt steuern, so daß die Mengenströme
der der zum Tränken verwendeten Flotte zu dosierenden
Farbstoffe und Chemikalien geändert werden können bei
konstantem Flottenniveau in den Tauchbädern der Fadenschar.
Das Flottenniveau kann daher bevorzugt durch die Differenz
der Abquetscheffekte zwischen Ein- und Auslauf und durch die
direkt oder indirekt gemessene Verdunstungsrate der Oxidationsstrecke
beeinflußt werden.
Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels
werden Einzelheiten der Erfindung erläutert.
Die beigefügte Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine
erfindungsgemäße Färbeanlage. Die beispielsweise Anlage umfaßt
drei einzelne Oxidationsstrecken, die im wesentlichen
identisch sind und jeweils insgesamt mit 1 bezeichnet werden.
Jeder Oxidationsstrecke 1 ist eine einen Tauchtrog enthaltende
Tauchstrecke 2 mit anschließendem Quetschwerk 3 für
die in Pfeilrichtung laufende Fadenschar 4 vorgeschaltet. In
der Tauchstrecke 2 wird die Fadenschar 4 über mehrere Walzen
5 in der in einem Trog enthaltenen Farbflotte 6 so hin und
her geführt, daß sich eine möglichst gute Imprägnierung ergibt,
die im Quetschwerk 3 noch verbessert wird.
Nach Verlassen des Quetschwerks 3 läuft die Fadenschar 4 in
Transportrichtung 7 jeweils in eine Oxidationsstrecke 1.
Diese besteht im Ausführungsbeispiel aus einer ersten
Düsenanordnung 11 und einer zweiten Düsenanordnung 12, die
in der Transportrichtung 7 hintereinander geschaltet sind.
Die erste Düsenanordnung 11 bläst Luft in einer ersten Richtung
13 auf die eine Seite der Fadenschar 7 auf und durchströmt
die Fadenschar 7 in der ersten Richtung 13. Die zweite
Düsenanordnung 12 bläst Luft in einer zweiten Richtung 14
(= Gegenrichtung von 13) auf die andere Seite der Fadenschar
7 auf und durchströmt die Fadenschar in der zweiten Richtung.
Die beiden Düsenanordnungen 11, 12 werden über eine
gemeinsame Zuleitung 15 jeweils mit Anschlußstutzen 16 und
17 über ein gemeinsamer Gebläse 8 mit Außenluft 19, die in
einem Wärmetauscher 20 auf eine Temperatur in einem bestimmten
vorgegebenen Bereich, z. B. 20 bis 60°C, erhitzt wird.
Die in jeder der Oxidationsstrecken 1 bzw. von jeder der Düsenanordnungen
11, 12 zur Fadenschar 7 hinströmende und
durch die Fadenschar hindurchgeströmte Luft wird über eine
gemeinsame Absaughaube 21 mit zentralem Absaugventilator 22
abgezogen. Sie kann gegebenenfalls nach Reinigung und Abkühlung
- bevorzugt in einem Wärmetauscher zum Vorwärmen der
Frischluft 19 - als Abluft 23 über Dach abgeblasen werden.
Das Niveau der Farbflotte 6 in jeder Tauchstrecke - die zugehörigen
Flottentröge können kommunizierend gekoppelt werden -
kann durch die Differenz der Abquetscheffekte von Einlauf-
und Auslaufquetschwerken 24 bzw. 25 und durch die Verdunstungsrate
der Oxidationsstrecke beeinflußt werden.
Bezugszeichenliste
1 Oxidationsstrecke
2 Tauchstrecke
3 Quetschwerk
4 Fadenschar
5 Walze
6 Farbflotte
7 Transportrichtung
11 erste Düsenanordnung
12 zweite Düsenanordnung
13 erste Richtung
14 zweite Richtung (Gegenrichtung)
15 Zuleitung
16 Stutzen
17 Stutzen
18 Gebläse
19 Außenluft
20 Wärmetauscher
21 Absaughaube
22 Absaugventilator
23 Abluft
24 Einlaufquetschwerk
25 Auslaufquetschwerk
2 Tauchstrecke
3 Quetschwerk
4 Fadenschar
5 Walze
6 Farbflotte
7 Transportrichtung
11 erste Düsenanordnung
12 zweite Düsenanordnung
13 erste Richtung
14 zweite Richtung (Gegenrichtung)
15 Zuleitung
16 Stutzen
17 Stutzen
18 Gebläse
19 Außenluft
20 Wärmetauscher
21 Absaughaube
22 Absaugventilator
23 Abluft
24 Einlaufquetschwerk
25 Auslaufquetschwerk
Claims (12)
1. Oxidationsstrecke beim Indigofärben einer zuvor in Farbstoff
(6) getauchten und abgequetschten Fadenschar (4), in
der die getränkte Fadenschar zwecks Oxidation beidseitig mit
Luft zu beblasen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Transportrichtung (7) der getränkten Fadenschar (4)
eine erste Düsenanordnung (11) zum einseitigen Durchströmen
der Fadenschar in einer ersten Richtung (13) mit auf einen
bestimmten Temperaturbereich erhitzter Luft und eine zweite
Düsenanordnung (12) zum Durchströmen der Fadenschar (4) in
der Gegenrichtung (14) zur ersten Richtung mit Luft im wesentlichen
derselben Temperatur hintereinander geschaltet
sind.
2. Oxidationsstrecke nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei, vorzugsweise vier bis sechs, Oxidationsstrecken
(1) mit den hintereinander geschalteten ersten
und zweiten Düsenanordnungen (11, 12) im Anschluß an jeweils
vorgeschaltete Tauch- und Quetschwerke (2, 3) vorgesehen
sind.
3. Oxidationsstrecke nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Versorgen der ersten und zweiten Düsenanordnungen
(11, 12) ein zentraler Ventilator (18) mit Wärmetauscher
(20) vorgesehen ist.
4. Oxidationsstrecke nach mindestens einem der Ansprüche 1
bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Abtransport der in den ersten und zweiten Düsenanordnungen
(11, 12) durch die Fadenschar (4) geströmten Luft
ein zentrales Absaugsystem (21, 22), vorzugsweise oberhalb
der Oxidationsstrecke bzw. der -strecken (1), vorgesehen
ist.
5. Oxidationsstrecke nach mindestens einem der Ansprüche 2
bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein die auf die Fadenschar (4) zu blasende Luft auf eine
Temperatur in der Größenordnung von 20 bis 60°C erhitzender
Wärmetauscher (4) vorgesehen ist.
6. Verfahren zum Betrieb einer Oxidationsstrecke (1) beim
Indigofärben einer zuvor in Farbstoff (6) getauchten und abgequetschten
Fadenschar (4), wobei die getränkte Fadenschar
zwecks Oxidation beidseitig mit Luft zu beblasen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Fadenschar (4) in ihrer Transportrichtung (7) nacheinander
erst von der einen Seite und dann von der anderen
Seite her mit auf einen bestimmten Temperaturbereich temperierter
Luft durchströmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf eine Temperatur in der Größenordnung von 20 bis 60°C
aufgewärmte Frischluft, vorzugsweise mit einer
Anströmgeschwindigkeit in der Größenordnung von 1 m/sec, auf
die Fadenschar gerichtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Hintereinanderschaltung von zwei oder mehr, vorzugsweise
vier bis sechs, Oxidationsstrecken (1) die in allen
Oxidationsstrecken verwendete Luft (19) von einem zentralen
Ventilator (18) mit Wärmetauscher (20) beschleunigt und temperiert
wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Hintereinanderschaltung von zwei oder mehr, insbesondere
vier bis sechs, Oxidationsstrecken (1), die in jeder
der Oxidationsstrecken einmal von der einen Seite und einmal
von der anderen Seite der Fadenschar (4) in in Transportrichtung
(7) aufeinanderfolgenden Bereichen durch die Fadenschar
hindurchgeblasen Luft von einem zentralen Absaugsystem
(21, 22) abgezogen wird.
10.Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lufttemperatur und/oder die Luftmenge entsprechend
dem Oxidationsbedarf eingestellt bzw. gesteuert werden.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis
10,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch Vorgabe bzw. Regelung von Lufttemperatur und/oder
Luftmenge die Verdunstung des Wassers der getränkten Fadenschar
gesteuert bzw. geregelt wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Niveau des zum Tränken der Fadenschar verwendeten
Tauchbades durch die Differenz der Abquetscheffekte am Ein-
und Auslauf der genannten Oxidationsstrecke und durch die
Verdunstungsrate der Oxidationsstrecke gesteuert bzw. geregelt
wird.
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