Durch Anwendung hoher Temperaturen (über 100 °C) und hohen Drucks wird der Farbstoff in synthetische Fasern wie Nylon und Polyester eingepresst. Mit diesem Verfahren lassen sich hervorragende Ergebnisse erzielen.
Sie erzielen eine überragende Farbechtheit, Farbtiefe und Farbgleichmäßigkeit. Diese Eigenschaften übertreffen die des Färbens mit atmosphärischen Verfahren.
An HTHP-Nylongarnfärbemaschineist aufgrund seiner Effizienz der Branchenstandard.
Wichtigste Erkenntnisse
Beim HTHP-Färbeverfahren werden synthetische Fasern wie Polyester und Nylon unter hohem Druck und hoher Hitze gefärbt. Dieses Verfahren garantiert eine intensive und dauerhafte Farbe.
Das HTHP-Färbeverfahren umfasst sechs Schritte. Diese Schritte beinhalten die Garnvorbereitung, das korrekte Beladen, das Ansetzen des Färbebads, das Durchführen des Färbevorgangs, das Spülen und das Trocknen.
Ordnungsgemäße Wartung und Sicherheit sind bei HTHP-Maschinen von größter Wichtigkeit. Dies trägt zu einem einwandfreien Betrieb der Maschine bei und gewährleistet die Sicherheit der Anwender.
Modell und Kapazität
| Modell | Konuskapazität (basierend auf 1 kg/Konus) Mittenabstand des Garnstabs O/D 165 × H 165 mm | Kapazität von hochelastischem Polyester-Brotgarn | Kapazität von hochelastischem Nylon-Brotgarn | Hauptpumpenleistung |
| QD-20 | 1 Rohr * 2 Schichten = 2 Kegel | 1 kg | 1,2 kg | 0,75 kW |
| QD-20 | 1 Rohr * 4 Schichten = 4 Kegel | 1,44 kg | 1,8 kg | 1,5 kW |
| QD-25 | 1 Rohr * 5 Schichten = 5 Kegel | 3 kg | 4 kg | 2,2 kW |
| QD-40 | 3 Rohre * 4 Schichten = 12 Kegel | 9,72 kg | 12,15 kg | 3 kW |
| QD-45 | 4 Rohre * 5 Schichten = 20 Kegel | 13,2 kg | 16,5 kg | 4 kW |
| QD-50 | 5 Rohre * 7 Schichten = 35 Kegel | 20 kg | 25 kg | 5,5 kW |
| QD-60 | 7 Rohre * 7 Schichten = 49 Kegel | 30 kg | 36,5 kg | 7,5 kW |
| QD-75 | 12 Rohre * 7 Schichten = 84 Kegel | 42,8 kg | 53,5 kg | 11 kW |
| QD-90 | 19 Rohre * 7 Schichten = 133 Kegel | 61,6 kg | 77,3 kg | 15 kW |
| QD-105 | 28 Rohre * 7 Schichten = 196 Kegel | 86,5 kg | 108,1 kg | 22 kW |
| QD-120 | 37 Rohre * 7 Schichten = 259 Kegel | 121,1 kg | 154,4 kg | 22 kW |
| QD-120 | 54 Rohre * 7 Schichten = 378 Kegel | 171,2 kg | 214,1 kg | 37 kW |
| QD-140 | 54 Rohre * 10 Schichten = 540 Kegel | 240 kg | 300 kg | 45 kW |
| QD-152 | 61 Rohre * 10 Schichten = 610 Kegel | 290 kg | 361,6 kg | 55 kW |
| QD-170 | 77 Rohre * 10 Schichten = 770 Kegel | 340,2 kg | 425,4 kg | 75 kW |
| QD-186 | 92 Rohre * 10 Schichten = 920 Kegel | 417,5 kg | 522,0 kg | 90 kW |
| QD-200 | 108 Rohre * 12 Schichten = 1296 Kegel | 609,2 kg | 761,6 kg | 110 kW |
Was ist HTHP-Färben?
Die HTHP-Färbung (Hochtemperatur-Hochdruck-Färbung) ist ein Spezialverfahren für synthetische Fasern. Dabei werden in einem geschlossenen Druckbehälter Färbetemperaturen erreicht, die über dem normalen Siedepunkt von Wasser (100 °C) liegen. Dieses Verfahren ist besonders geeignet für Fasern wie Polyester und Nylon. Deren kompakte Molekularstruktur verhindert unter normalen atmosphärischen Bedingungen das Eindringen von Farbstoffen. Eine HTHP-Nylongarnfärbemaschine schafft die idealen Bedingungen, um den Farbstoff tief in die Fasern einzuschleusen und so für leuchtende und dauerhafte Farben zu sorgen.
Warum hohe Temperaturen und Drücke entscheidend sind
Für optimale Färbeergebnisse sind sowohl hohe Temperatur als auch hoher Druck erforderlich. Beide spielen dabei eine wichtige Rolle. Der hohe Druck presst die Farbflotte durch die Garnspulen und sorgt so für eine gleichmäßige Färbung jeder einzelnen Faser. Zudem erhöht er den Siedepunkt des Wassers, wodurch das System bei erhöhten Temperaturen ohne Dampfblasenbildung betrieben werden kann.
Hinweis: Die Kombination aus Hitze und Druck macht das HTHP-Färben bei synthetischen Materialien so effektiv.
Hohe Temperaturen sind aus mehreren Gründen gleichermaßen wichtig:
● Faserquellung: Temperaturen zwischen 120 und 130 °C führen dazu, dass sich die Molekularstruktur synthetischer Fasern öffnet oder „aufquillt“. Dadurch entstehen Wege, über die Farbstoffmoleküle eindringen können.
●Farbstoffdispersion:Das Färbebad enthält spezielle Chemikalien wie Dispergiermittel und Egalisierungsmittel. Die Wärme trägt dazu bei, dass sich die Farbstoffpartikel gleichmäßig im Wasser verteilen.
●Farbstoffpenetration:Der erhöhte Druck, oft bis zu 300 kPa, wirkt zusammen mit der Wärme, um die dispergierten Farbstoffmoleküle tief in die geöffnete Faserstruktur zu drücken.
Hauptkomponenten einer HTHP-Färbemaschine
Sie bedienen eine komplexe Anlage beim Färben von Nylongarn mit HTHP-Verfahren. Das Hauptgefäß ist ein Kier, ein robuster, abgedichteter Behälter, der extremer Hitze und hohem Druck standhält. Darin befinden sich die Garnspulen auf einem Träger. Eine leistungsstarke Umwälzpumpe befördert die Farbflotte durch das Garn, während ein Wärmetauscher die Temperatur präzise regelt. Eine Druckeinheit hält den erforderlichen Druck während des gesamten Färbevorgangs aufrecht.
Für einen erfolgreichen HTHP-Färbeprozess sind Präzision und ein tiefes Verständnis jedes einzelnen Schrittes unerlässlich. Mit diesem sechsstufigen Verfahren erzielen Sie gleichbleibend hochwertige Ergebnisse. Jeder Schritt baut auf dem vorherigen auf und gewährleistet so, dass das Endprodukt die exakten Farb- und Echtheitsvorgaben erfüllt.
Schritt 1: Garnvorbereitung und Vorbehandlung
Der Weg zu einem perfekt gefärbten Garn beginnt lange bevor es in die Färbemaschine kommt. Die richtige Vorbereitung ist die Grundlage für den Erfolg. Das Polyestergarn muss absolut sauber sein. Öle, Staub oder Schlichtemittel aus dem Herstellungsprozess wirken als Barriere und verhindern ein gleichmäßiges Eindringen der Farbe.
Das Material sollte gründlich gewaschen werden, um diese Verunreinigungen zu entfernen. Diese Vorbehandlung ist entscheidend für eine optimale Farbstoffaufnahme des Garns. Bei den meisten Polyestergarnen genügt ein Waschgang mit einem milden Waschmittel in warmem Wasser, um die Fasern auf die intensiven Bedingungen des HTHP-Verfahrens vorzubereiten. Wird dieser Schritt ausgelassen, kann dies zu fleckiger, ungleichmäßiger Färbung und schlechter Farbechtheit führen.
Schritt 2: Garnpakete korrekt laden
Die Art und Weise, wie Sie das Garn in den Maschinenträger einlegen, hat direkten Einfluss auf die Endqualität. Ihr Ziel ist eine gleichmäßige Dichte, damit die Farbflotte gleichmäßig durch jede einzelne Faser fließen kann. Falsches Einlegen ist eine Hauptursache für Färbefehler.
Achtung: Eine ungeeignete Packungsdichte ist eine häufige Ursache für fehlerhafte Farbchargen. Achten Sie sorgfältig auf das Aufwickeln und Beladen, um kostspielige Fehler zu vermeiden.
Diese häufigen Fehler beim Beladen müssen Sie unbedingt vermeiden:
● Die Verpackungen sind zu weich:Wenn man das Garn zu locker aufwickelt, sucht sich die Farbflüssigkeit den Weg des geringsten Widerstands. Dies führt zu „Kanalbildung“, bei der die Farbe durch die leichteren Wege fließt und andere Bereiche heller oder ungefärbt lässt.
●Pakete sind zu schwierig:Wird das Garn zu fest aufgewickelt, wird der Flüssigkeitsfluss behindert. Dadurch werden die inneren Schichten der Spule nicht ausreichend mit Farbstoff versorgt, was zu einem hellen oder gar ungefärbten Kern führt.
●Unzureichender Abstand:Die Verwendung von Abstandshaltern bei Kegeln kann dazu führen, dass die Farbflotte an den Verbindungsstellen austritt und den für ein gleichmäßiges Färben notwendigen gleichmäßigen Fluss stört.
●Freigelegte Perforationen:Bei perforierten Käsesorten muss darauf geachtet werden, dass das Garn alle Löcher gleichmäßig bedeckt. Nicht bedeckte Löcher bieten einen weiteren Weg für die Kanalbildung.
Schritt 3: Vorbereitung der Färbelösung
Das Färbebad ist eine komplexe chemische Lösung, die präzise zubereitet werden muss. Es enthält mehr als nur Wasser und Farbstoff. Sie fügen verschiedene Hilfsstoffe hinzu, um sicherzustellen, dass sich der Farbstoff richtig verteilt und gleichmäßig in die Faser eindringt. Zu den wichtigsten Bestandteilen gehören:
1. Dispersionsfarbstoffe:Hierbei handelt es sich um Farbstoffe, die speziell für hydrophobe Fasern wie Polyester entwickelt wurden.
2. Dispergiermittel:Diese Chemikalien verhindern, dass die feinen Farbstoffpartikel im Wasser verklumpen (agglomerieren). Eine effektive Dispersion ist entscheidend, um Flecken zu vermeiden und einen gleichmäßigen Farbton zu gewährleisten.
3. Nivellierungsmittel:Diese Faktoren helfen dabei, dass der Farbstoff von Bereichen hoher Konzentration zu Bereichen niedriger Konzentration wandert und so eine gleichmäßige Färbung des gesamten Garnpakets erzielt wird.
4. pH-Puffer:Für eine optimale Farbstoffaufnahme muss das Färbebad einen bestimmten sauren pH-Wert (typischerweise 4,5-5,5) aufweisen.
Bei Dispersionsfarbstoffen werden spezielle Dispergiermittel verwendet, um eine ausgezeichnete kolloidale Stabilität unter den hohen Temperaturen und Scherkräften im Inneren der Maschine zu gewährleisten. Gängige Typen sind:
●Anionische Tenside:Produkte wie Sulfonate werden aufgrund ihrer Wirksamkeit beim Färben von Polyester häufig eingesetzt.
●Nichtionische Tenside:Diese werden wegen ihrer Verträglichkeit mit anderen Chemikalien im Bad geschätzt.
●Polymere Dispergiermittel:Hierbei handelt es sich um hochmolekulare Verbindungen, die komplexe Farbstoffsysteme stabilisieren und die Aggregation von Partikeln hemmen.
Schritt 4: Durchführung des Färbezyklus
Nachdem das Garn eingelegt und das Färbebad vorbereitet ist, kann der eigentliche Färbevorgang beginnen. Der Färbeprozess ist eine sorgfältig gesteuerte Abfolge von Temperatur, Druck und Zeit. Ein typischer Zyklus umfasst einen allmählichen Temperaturanstieg, eine Haltephase bei der Höchsttemperatur und eine kontrollierte Abkühlphase.
Um eine gleichmäßige Färbung zu gewährleisten, muss die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit sorgfältig gesteuert werden. Die optimale Geschwindigkeit hängt von mehreren Faktoren ab:
●Farbtiefe:Bei dunklen Farbtönen kann die Aufheizrate erhöht werden, bei helleren Farbtönen muss sie jedoch verringert werden, um eine zu schnelle und ungleichmäßige Farbaufnahme zu verhindern.
●Farbstoffeigenschaften:Farbstoffe mit guten Verlaufseigenschaften ermöglichen einen schnelleren Anlauf.
●Alkoholumlauf:Eine effiziente Pumpenzirkulation ermöglicht eine schnellere Aufheizrate.
Eine gängige Strategie ist die Variation der Aufheizrate. Beispielsweise kann man schnell auf 85 °C erhitzen, die Aufheizrate zwischen 85 °C und 110 °C, wo die Farbstoffaufnahme zunimmt, auf 1–1,5 °C/min verlangsamen und sie dann wieder bis zur endgültigen Färbetemperatur erhöhen.
Ein typisches Färbeprofil für Polyester könnte folgendermaßen aussehen:
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Endtemperatur | 130–135 °C |
| Druck | Bis zu 3,0 kg/cm² |
| Färbezeit | 30–60 Minuten |
Während der Haltezeit bei der Höchsttemperatur (z. B. 130 °C) dringen die Farbstoffmoleküle in die gequollenen Polyesterfasern ein und fixieren sich dort.
Schritt 5: Nach dem Färben Spülen und Neutralisieren
Nach Abschluss des Färbevorgangs ist die Arbeit noch nicht beendet. Nicht fixierte Farbstoffreste müssen von der Faseroberfläche entfernt werden. Dieser Schritt, die sogenannte Reduktionsreinigung, ist unerlässlich für eine gute Farbechtheit und einen leuchtenden, reinen Farbton.
Der Hauptzweck der Reduktionsreinigung besteht darin, Farbreste an der Oberfläche zu entfernen, die sonst später ausbluten oder abfärben könnten. Dazu wird das Garn in einem starken Reduktionsbad behandelt. Dieses Bad wird mit Chemikalien wie Natriumdithionit und Natronlauge hergestellt und etwa 20 Minuten lang bei 70–80 °C gehalten. Durch diese chemische Behandlung werden die losen Farbstoffpartikel zerstört oder gelöst, sodass sie sich leicht auswaschen lassen. Nach der Reduktionsreinigung werden mehrere Spülgänge durchgeführt, darunter ein abschließender Neutralisationsspülgang, um alle Chemikalien zu entfernen und den pH-Wert des Garns wieder zu neutralisieren.
Schritt 6: Entladen und Endtrocknen
Im letzten Schritt wird das Garn aus der HTHP-Nylon-Garnfärbemaschine entnommen und für die weitere Verwendung vorbereitet. Nach dem Entladen des Trägers sind die Garnspulen mit Wasser gesättigt. Dieses überschüssige Wasser muss effizient entfernt werden, um Trocknungszeit und Energieverbrauch zu reduzieren.
Dies geschieht durch Hydroextraktion. Die Garnspulen werden in einem Hochgeschwindigkeits-Zentrifugalextraktor auf Spindeln geladen. Die Maschine rotiert die Spulen mit sehr hohen Drehzahlen (bis zu 1500 U/min) und presst so das Wasser heraus, ohne die Spule zu verformen oder das Garn zu beschädigen. Moderne Hydroextraktoren mit SPS-Steuerung ermöglichen die Auswahl der optimalen Drehzahl und Zykluszeit je nach Garnart. Eine geringe und gleichmäßige Restfeuchte ist entscheidend für eine kosteneffiziente Trocknung und ein hochwertiges Endprodukt. Nach der Hydroextraktion durchlaufen die Garnspulen eine abschließende Trocknungsphase, typischerweise in einem Hochfrequenztrockner.
Sie können die Qualität Ihrer Färbeprozesse steigern, indem Sie die Bedienungsdetails einer HTHP-Nylongarnfärbemaschine beherrschen. Das Verständnis ihrer Vorteile, häufig auftretenden Probleme und wichtigsten Parameter hilft Ihnen, gleichbleibend hochwertige Ergebnisse zu erzielen.
Durch den Einsatz des HTHP-Verfahrens erzielen Sie deutliche Effizienzgewinne. Moderne Maschinen sind mit niedrigen Badverhältnissen ausgestattet, wodurch sie weniger Wasser und Energie verbrauchen als herkömmliche Geräte. Diese Effizienzsteigerung führt direkt zu erheblichen Kostensenkungen.
Eine Wirtschaftlichkeitsanalyse zeigt, dass HTHP-Systeme im Vergleich zu herkömmlichen Dampfheizverfahren Betriebskosteneinsparungen von rund 47 % erzielen können. Dadurch ist die Technologie sowohl qualitativ hochwertig als auch kosteneffizient.
Sie werden wahrscheinlich auf einige häufig auftretende Herausforderungen stoßen. Ein Hauptproblem ist die Oligomerbildung. Dabei handelt es sich um Nebenprodukte der Polyesterherstellung, die bei hohen Temperaturen an die Garnoberfläche wandern und dort pulverförmige, weiße Ablagerungen bilden.
Um dies zu verhindern, können Sie Folgendes tun:
● Verwenden Sie geeignete Oligomer-Dispersionsmittel in Ihrem Färbebad.
●Die Färbezeiten sollten so kurz wie möglich sein.
●Nach dem Färben eine alkalische Reduktionsreinigung durchführen.
Eine weitere Herausforderung sind Farbunterschiede zwischen den Chargen. Diese lassen sich durch strikte Konsistenz beheben. Achten Sie stets darauf, dass alle Chargen das gleiche Gewicht haben, verwenden Sie die gleichen Programmabläufe und stellen Sie sicher, dass die Wasserqualität (pH-Wert, Härte) bei jedem Durchlauf identisch ist.
Das Flottenverhältnis, also das Verhältnis von Farbstoffflottenvolumen zu Garngewicht, muss sorgfältig kontrolliert werden. Ein niedrigeres Flottenverhältnis ist im Allgemeinen besser. Es verbessert die Farbstoffausnutzung und spart Wasser, Chemikalien und Energie. Für ein gleichmäßiges Färben ist jedoch ein ausreichender Flottendurchfluss erforderlich.
Das ideale Verhältnis hängt von der Färbemethode ab:
| Färbemethode | Typisches Alkoholverhältnis | Wichtigste Auswirkungen |
|---|---|---|
| Verpackungsfärbung | Untere | Erhöht den Produktionsdurchsatz |
| Strangfärben | Hoch (z. B. 30:1) | Höhere Kosten, aber dadurch entsteht mehr Platz. |
Ihr Ziel ist es, die optimale Durchflussrate zu finden. Dies gewährleistet ein gleichmäßiges Färben ohne übermäßige Turbulenzen, die das Garn beschädigen könnten. Die korrekte Steuerung des Flottenverhältnisses in Ihrer HTHP-Nylongarnfärbemaschine ist grundlegend für ein ausgewogenes Verhältnis von Qualität und Effizienz.
Um den zuverlässigen und sicheren Betrieb Ihrer HTHP-Maschine zu gewährleisten, müssen Sie regelmäßige Wartung und strenge Sicherheitsmaßnahmen priorisieren. Kontinuierliche Instandhaltung beugt kostspieligen Ausfallzeiten vor und schützt die Bediener vor den Gefahren von hohem Druck und hoher Temperatur.
Um Ihre Maschine in optimalem Zustand zu halten, sollten Sie täglich Kontrollen durchführen. Besonders wichtig ist der Hauptdichtungsring. Er muss absolut dicht sein, um Luftlecks zu vermeiden.
Eine fehlerhafte Abdichtung kann zu Farbunterschieden zwischen den Färbepartien, verschwendeter Wärmeenergie und ernsthaften Sicherheitsrisiken führen.
Ihre tägliche Checkliste sollte folgende Hauptaufgaben enthalten:
● Reinigen oder ersetzen Sie den Filter der Hauptumwälzpumpe.
●Überprüfen und reinigen Sie die Dichtung des Filtergehäuses.
●Spülen Sie die Chemikaliendosierpumpe nach dem letzten Gebrauch mit sauberem Wasser durch.
Um Verschleißerscheinungen vorzubeugen, ist eine regelmäßige vorbeugende Wartung erforderlich. Die Sensorkalibrierung ist ein wichtiger Bestandteil dieser Wartung. Sensoren können mit der Zeit durch Alterung und Umwelteinflüsse an Genauigkeit verlieren, was zu falschen Temperatur- und Druckmesswerten führt.
Um einen Drucksensor zu kalibrieren, vergleichen Sie dessen digitalen Messwert mit einer manuellen Messung. Anschließend berechnen Sie die Differenz, den sogenannten „Offset“, und geben diesen Wert in die Maschinensoftware ein. Diese einfache Justierung korrigiert die Messwerte des Sensors und gewährleistet so präzise und reproduzierbare Färbeparameter.
Sie arbeiten mit Geräten, die unter extremen Bedingungen betrieben werden. Die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften ist daher unerlässlich. Glücklicherweise verfügen moderne HTHP-Maschinen über fortschrittliche Sicherheitsfunktionen.
Diese Maschinen überwachen den Druck mithilfe von Sensoren in Echtzeit. Erkennt das System einen Druckverlust oder einen Überdruck, schaltet es die Maschine automatisch ab. Das Steuerungssystem stoppt den Maschinenbetrieb innerhalb von Sekunden. Diese schnelle und zuverlässige Reaktion dient dazu, Geräteschäden zu vermeiden und das Risiko für Sie und Ihr Team zu minimieren.
Sie beherrschen das HTHP-Verfahren durch präzise Kontrolle jedes einzelnen Schrittes. Ihr tiefes Verständnis der Maschinenparameter und der Farbstoffchemie gewährleistet gleichbleibende Qualität, optimiert die Farbstoffausbeute und sorgt für gleichmäßige Farbergebnisse. Sorgfältige Wartung ist unerlässlich. Sie sichert die Langlebigkeit, Sicherheit und zuverlässige Färbeergebnisse Ihrer Maschine für jede Charge.
Welche Fasern lassen sich mit einer HTHP-Maschine färben?
HTHP-Maschinen werden für synthetische Fasern eingesetzt. Polyester, Nylon und Acryl benötigen hohe Temperaturen für eine optimale Farbstoffpenetration. Dieses Verfahren gewährleistet leuchtende und dauerhafte Farben bei diesen Materialien.
Warum ist das Alkoholverhältnis so wichtig?
Das Flottenverhältnis muss für Qualität und Kostenkontrolle kontrolliert werden. Es beeinflusst direkt die Farbstoffausbeute, den Wasserverbrauch und den Energieverbrauch und ist somit ein entscheidender Parameter für eine effiziente Produktion.
Kann man Baumwolle mit der HTHP-Methode färben?
Baumwolle sollte nicht mit dieser Methode gefärbt werden. Das Verfahren ist zu aggressiv für Naturfasern. Hohe Temperaturen können die Baumwolle schädigen, weshalb andere Färbebedingungen erforderlich sind.
Veröffentlichungsdatum: 28. Oktober 2025