AT402076B - METHOD AND DEVICE FOR THE ULTRASONIC TREATMENT OF TEXTILE MATERIAL - Google Patents
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Description
ΑΤ 402 076 ΒΑΤ 402 076 Β
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ultraschallbehandlung von breit geführtem Textilgut, insbesondere einer gewebten oder gewirkten Textilbahn, durch direkte Ultraschallbestrahlung des Textilguts in einem flüssigen Medium, bei welchem das Textilgut an der eben ausgebildeten Abstrahlfläche mindestens eines Ultraschallgebers vorbeigeführt wird. Eine derartige Ultraschallbehandlung dient vor allem dazu, den Effekt der jeweiligen Behandlung des Textilguts in dem flüssigen Medium, das je nach Behandlungsart Wasser, eine Bleichflotte, eine Färbeflotte, eine Appreturflotte usw. sein kann, zu steigern.The invention relates to a method for ultrasound treatment of broadly guided textile material, in particular a woven or knitted textile web, by direct ultrasound irradiation of the textile material in a liquid medium, in which the textile material is guided past the radiation surface which has just been formed, at least one ultrasound generator. Such an ultrasound treatment serves primarily to increase the effect of the respective treatment of the textile goods in the liquid medium, which, depending on the type of treatment, can be water, a bleaching liquor, a dyeing liquor, a finishing liquor, etc.
Aus der DE-C-36 38 140 ist ein Verfahren der oben genannten Art bekannt, bei dem das zu behandelnde Textilgut, eine Textilbahn, in einem Abstand von der (den) ebenen Abstrahlfläche(n) an letztere(r)(n) vorbeigeführt, wobei es während der Ultraschallbestrahlung auf seiner von der (den) Abstrahlfläche(n) abgewandten Seite unter Druck auf einer konvex gekrümmten Fläche aus festem Material, insbesondere auf der Oberfläche einer drehbaren, zylindrischen Walze aufliegt. Nachteilig hiebei ist, daß einerseits die erzielte Ultraschallwirksamkeit nicht optimal ist, weil ja bekanntlich die Intensität der Energieeinwirkung der Ultraschallwellen auf ein Objekt mit zunehmendem Abstand zwischen der Abstrahlfläche eines Ultraschallgebers und dem Objekt abnimmt. Andererseits hat es sich herausgestellt, daß dadurch, daß die Textilbahn während der Ultraschallbestrahlung auf ihrer von der (den) Abstrahlfläche(n) abgewandten Seite unter Druck auf einer konvexen Fläche aufliegt, auf dieser Seite die Fähigkeit der Textilbahn flüssiges Medium aufzunehmen (Flottenaufnahmevermögen) herabgesetzt ist, was zu einer ungleichen Behandlung der beiden Seiten der Textilbahn und damit zu einer sogenannten Zweiseitigkeit des Produkts führt.From DE-C-36 38 140 a method of the above-mentioned type is known, in which the textile material to be treated, a textile web, passes the latter at a distance from the flat radiation surface (s) , wherein during the ultrasound irradiation it rests on its side facing away from the radiation surface (s) under pressure on a convexly curved surface made of solid material, in particular on the surface of a rotatable, cylindrical roller. The disadvantage here is that, on the one hand, the ultrasound effectiveness achieved is not optimal, because it is known that the intensity of the energy effect of the ultrasound waves on an object decreases with increasing distance between the radiation surface of an ultrasound transmitter and the object. On the other hand, it has been found that the fact that the textile web rests under pressure on a convex surface on its side facing away from the radiation surface (s) during the ultrasound irradiation reduces the ability of the textile web to absorb liquid medium (fleet absorption capacity) on this side is what leads to an unequal treatment of the two sides of the textile web and thus to a so-called two-sidedness of the product.
Aufgabe der Erfindung ist, ein besonders wirksames und vielseitig anwendbares Ultraschallbehandlungsverfahren anzugeben, bei dem die obigen Nachteile behoben sind.The object of the invention is to provide a particularly effective and versatile ultrasound treatment method in which the above disadvantages are eliminated.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art vor, daß die Ultraschallbestrahlung des Textilguts im wesentlichen in Flächenkontakt mit der (den) ebenen Abstrahlfläche(n) und auf der von der (den) Abstrahlfläche(n) abgewandten Seite des Textilguts abstützungsfrei erfolgt. Dadurch, daß das Textilgut bei der Ultraschallbehandlung mit der (den) eben ausgebildeten Abstrahlflächen im wesentlichen in Flächenkontakt steht, ist die erzielte Ultraschallwirkung optimal. Das Textilgut liegt dabei nirgends unter Druck auf, sodaß eine gleichmäßige Behandlung des Textilguts auf beiden Seiten sichergestellt ist.To achieve this object, the invention proposes, starting from the method of the type mentioned at the outset, that the ultrasound radiation of the textile material is essentially in surface contact with the flat radiation surface (s) and on the side facing away from the radiation surface (s) of the textile goods is carried out without support. Because the textile material is essentially in surface contact with the ultrasound treatment with the radiation surface (s) just formed, the ultrasound effect achieved is optimal. The textile material is nowhere under pressure, so that a uniform treatment of the textile material is ensured on both sides.
Unter der Angabe, daß die Ultraschallbestrahlung des Textilguts "im wesentlichen in Flächenkontakt" des Textilguts mit der (den) Abstrahlfläche(n) erfolgt, ist zu verstehen, daß das Textilgut während der Ultraschallbestrahlung die Abstrahlfläche(n) flächig berührt oder nahezu berührt, wobei im Rahmen der Erfindung auch ein gegenseitiger Parallelabstand von einigen Zehntelmillimetern tolerierbar ist, wenn auch damit u.U. eine gewisse Abnahme der angestrebten Ultraschallwirkung einhergeht.Providing that the ultrasonic radiation of the textile material " essentially in surface contact " of the textile material with the radiation surface (s), it should be understood that the textile material touches or almost touches the radiation surface (s) during the ultrasound irradiation, a mutual parallel spacing of a few tenths of a millimeter being tolerable within the scope of the invention if possibly also with it there is a certain decrease in the desired ultrasound effect.
In den meisten Fällen übersteigt die Arbeitsbreite, z.B. die Breite einer Textilbahn, die Breite der Abstrahlfläche eines üblichen Rechteck-Abstrahlhorns, sodaß die Arbeitsbreite mit mehreren Ultraschallgebern abgedeckt werden muß.In most cases the working width exceeds e.g. the width of a textile web, the width of the radiation area of a conventional rectangular radiation horn, so that the working width must be covered with several ultrasound transmitters.
Nach dem aus der obengenannten DE-C-36 38 140 bekannten Stand der Technik sind hiezu mehrere Reihen von in Bahnquerrichtung in gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneten Ultraschallgebern vorgesehen, wobei die Ultraschallgeber benachbarter Reihen jeweils auf Lücke gesetzt sind. Dies hat vor allem den Nachteil einer ungleichmäßigen Behandlung der Textilbahn über ihre Breite.According to the prior art known from the above-mentioned DE-C-36 38 140, several rows of ultrasound transmitters arranged next to one another in the transverse direction of the web are provided for this purpose, the ultrasound transmitters of adjacent rows each being set to a gap. The main disadvantage of this is that the textile web is treated unevenly across its width.
Dieser Nachteil kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch behoben werden, daß die Ultraschallbestrahlung des Textilguts mit mindestens einer quer zu seiner Transportrichtung angeordneten Reihe von Ultraschallgebern erfolgt, deren Abstrahlflächen in einer gemeinsamen, vorzugsweise horizontalen Ebene liegen und aneinander angrenzen. Durch die aneinander angrenzenden Abstrahlflächen der Ultraschallgeber wird eine im wesentlichen durchgehende Ultraschallabgabefläche gebildet und damit eine über die gesamte Breite des Textilguts im wesentlichen gleichmäßige Behandlung erzielt. Unter aneinander angrenzende Abstrahlflächen ist selbstverständlich eine Anordnung zu verstehen, bei der die Abstrahlhörner und damit die Abstrahlflächen zweier benachbarter Ultraschallgeber unter Bildung eines Luftspalts einer geringen Breite, bei der im Betrieb der Ultraschallgeber noch keine gegenseitige Beeinflussung oder Berührung der einzelnen Abstrahlhörner erfolgt, aneinander angrenzen. Um auch die aufgrund des Vorhandenseins dieser Luftspalte zwischen den einzelnen Abstrahlhörnern möglicherweise noch auftretenden geringfügigen Behandlungsunterschiede zu vermeiden, empfiehlt es sich, die aneinander angrenzenden Stirnflächen benachbarter Abstrahlhörner so auszubilden, daß die Abstrahlflächen derselben einander, in zu den Abstrahlflächen paralleler und zur Längserstreckung der Ultraschallgeberreihe senkrechter Richtung gesehen, teilweise überlappen. Eine derartige Ultraschallgeberanordnung ist bereits Gegenstand der AT-PS (A 1227/94).According to a further feature of the invention, this disadvantage can be remedied in that the ultrasound radiation of the textile material takes place with at least one row of ultrasound transmitters arranged transversely to its transport direction, the radiation surfaces of which lie in a common, preferably horizontal plane and adjoin one another. The adjoining radiation surfaces of the ultrasound transmitters form an essentially continuous ultrasound delivery surface and thus achieve an essentially uniform treatment over the entire width of the textile material. Adjacent radiating surfaces are of course to be understood as an arrangement in which the radiating horns and thus the radiating surfaces of two adjacent ultrasound transmitters adjoin one another to form an air gap of a small width, in which, during operation of the ultrasound transmitters, there is still no mutual influence or contact of the individual radiation horns. In order to avoid the slight differences in treatment that may still occur due to the presence of these air gaps between the individual radiation horns, it is advisable to design the adjoining end faces of adjacent radiation horns so that their radiation surfaces are mutually parallel, perpendicular to the radiation surfaces and perpendicular to the longitudinal extent of the series of ultrasound transmitters Seen in direction, partially overlap. Such an ultrasonic transmitter arrangement is already the subject of AT-PS (A 1227/94).
Vorteilhaft ist, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das Textilgut in im wesentlichen horizontaler Richtung durch einen sich über die gesamte Breite des Textilguts erstreckenden Spalt hindurchgeführt wird, der einerseits von der (den) im wesentlichen in einer horizontalen Ebene liegenden 2It is advantageous if, according to a further feature of the invention, the textile material is passed in a substantially horizontal direction through a gap which extends over the entire width of the textile material and which is on the one hand from the second (s) lying essentially in a horizontal plane
AT 402 076 BAT 402 076 B
Abstrahlfläche(n) des (der) Ultraschallgeber(s) und andererseits von einer sich parallel zu den Abstrahlflächen erstreckenden ebenen Begrenzungsfläche begrenzt ist und dessen Breite größer ist als die Dicke des Textilguts. Es hat sich herausgestellt, daß eine solche Begrenzungsfläche die bereits hervorragende Ultraschallwirkung auf das Textilgut noch erhöht, u. zw. offenbar deshalb, weil die durch das Textilgut hindurchdringenden Ultraschallwellen von dieser Begrenzungsfläche in das Textilgut reflektiert werden.Radiation area (s) of the ultrasonic transducer (s) and, on the other hand, is delimited by a flat boundary surface extending parallel to the radiation areas and whose width is greater than the thickness of the textile material. It has been found that such a boundary surface increases the already excellent ultrasound effect on the textile material, u. apparently because the ultrasonic waves penetrating through the textile material are reflected from this boundary surface into the textile material.
Im allgemeinen wird das Textilgut mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 100 m/min, insbesondere von 10 bis 50 m/min, an der (den) Abstrahlfläche(n) des (der) Ultraschallgeber(s) vorbeigeführt. Diese Transportgeschwindigkeit ist abhängig von der Ultraschallgeberleistung, der Art des Textilguts und dem gewünschten Effekt.In general, the textile material is guided past the radiation surface (s) of the ultrasonic transducer (s) at a speed of 5 to 100 m / min, in particular 10 to 50 m / min. This transport speed depends on the ultrasound generator output, the type of textile material and the desired effect.
Geeignet sind alle Ultraschallgeber, die im technisch üblichen Schallbereich von 18 bis 60 kHz arbeiten. Die Schalldruckabstrahlung pro Ultraschallgeber erfolgt zwischen 500 und 5000 Watt, wobei die Abstrahlfläche des Ultraschallgebers so gewählt ist, daß die erzeugte Ultraschallenergie im Bereich von 10 bis 1000 W/cm2, insbesondere von 50 bis 200 W/cm2, liegt. Der zweckmäßige Amplitudenbereich der Ultraschallwellen erstreckt sich von 20 bis 150 um.All ultrasonic transmitters that work in the technically usual sound range of 18 to 60 kHz are suitable. The sound pressure radiation per ultrasound transmitter is between 500 and 5000 watts, the radiation area of the ultrasound transmitter being selected so that the ultrasound energy generated is in the range from 10 to 1000 W / cm 2, in particular from 50 to 200 W / cm 2. The appropriate amplitude range of the ultrasonic waves extends from 20 to 150 µm.
Das erfindungsgemäße Ultraschallbehandlungsverfahren ist für die Behandlung jeglichen "breit geführten Textilguts” geeignet. Unter dem Begriff "breit geführtes Textilgut" sind vor allem gewebte oder gewirkte Textilbahnen und Vliesstoffbahnen aber auch nebeneinander geführte Textilfäden zu verstehen. Was letztere betrifft, kommt insbesondere das Einfärben von Kettfäden für Jeansstoffe in Frage.The ultrasound treatment method according to the invention is suitable for the treatment of any “broad textile goods”. Under the term " broadly managed textile " are primarily woven or knitted textile webs and nonwoven webs, but also textile threads run next to each other. As far as the latter is concerned, the dyeing of warp threads for jeans is particularly suitable.
Das erfindungsgemäße Ultraschallbehandlungsverfahren kann sowohl zur Vorbehandlung und Veredelungsbehandlung als auch zum Färben, Appretieren und Bleichen herangezogen werden.The ultrasonic treatment method according to the invention can be used both for pretreatment and finishing treatment as well as for dyeing, finishing and bleaching.
Als Vorbehandlung kommen insbesondere das Aufschließen des Gewebes im Hinblick auf ein besseres Durchfärben und einen gleichmäßigeren Farbausfall, das Entfernen bzw. Geschmeidigmachen von Holzrückständen in Leinengeweben, das teilweise oder gänzliche Lösen und Abspalten von Baumwollschalen, das Aufschließen von toter Baumwolle zur besseren Farbstoffaufnahme, die Gewebeentschlichtung und die Reinigung und als Veredelungsbehandlung insbesondere die Weichgriffgebung und die Verbesserung der Optik durch Erhaltung der Rundfädigkeit in Frage.The pretreatment includes, in particular, the opening of the fabric with a view to better dyeing and more uniform color loss, the removal or softening of wood residues in linen fabrics, the partial or total loosening and splitting off of cotton shells, the opening of dead cotton for better dye absorption, the desizing of fabrics and the cleaning and as a finishing treatment in particular the soft touch and the improvement of the appearance by maintaining the roundness in question.
Bei der Vor- oder Veredelungsbehandlung dient in der Regel Wasser als flüssiges Medium.As a rule, water serves as the liquid medium during the pre-treatment or finishing treatment.
Neben der zumindest teilweisen Vermeidung des sonst üblichen Einsatzes großer Mengen an umweltschädlichen Chemikalien hat die Vorbehandlung mittels Ultraschall den weiteren Vorteil, daß die Behandlungsdauer weit unter der bisher erforderlichen liegt und überdies eine beträchtliche Energieeinsparung erzielt wird.In addition to the at least partial avoidance of the otherwise usual use of large amounts of environmentally harmful chemicals, pretreatment by means of ultrasound has the further advantage that the treatment time is far less than previously required and, moreover, considerable energy savings are achieved.
Beim Färben ist das flüssige Medium von der Färbeflotte gebildet, wobei sämtliche üblichen Farbstoffe, insbesondere Reaktiv- oder Indanthrenfarbstoffe, eingesetzt werden können. Hier wird vor allem ein geringerer Farbstoffbedarf durch höhere Ausbeute und eine Verkürzung der Färbezeit erzielt. Außerdem entfällt die Notwendigkeit eines Einsatzes von Netzmitteln oder Penetrationsbeschleunigern, was eine geringere Abwasserbelastung zur Folge hat.During dyeing, the liquid medium is formed by the dye liquor, it being possible to use all customary dyes, in particular reactive or indanthrene dyes. Above all, a lower dye requirement is achieved through a higher yield and a shortening of the dyeing time. In addition, there is no need to use wetting agents or penetration accelerators, which means less wastewater pollution.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Ultraschallbehandlungsverfahrens auf das Appretieren dient als flüssiges Medium die jeweilige Appreturflotte. Auch hier entfällt vor allem der sonst erforderliche lange Tauchweg. Durch eine bessere Wirksamkeit der eingebrachten Produkte kann die Einsatzmenge erheblich gesenkt werden. Insgesamt ergibt sich eine deutlich herabgesetzte Abwasserbelastung durch eine geringere Restflottenmenge. Für das Appretieren kommen sämtliche bekannten Ausrüstungen, insbesondere die Hydrophobierung, die griffgebende Ausrüstung, die Pflegeleicht-Ausrüstung, die öl- und schmutzabweisende Ausrüstung und die Flammschutzausrüstung in Frage.When the ultrasonic treatment method according to the invention is applied to the finishing, the respective finishing liquor serves as the liquid medium. Here, too, the long dive path that is otherwise required is eliminated. The quantity used can be significantly reduced by making the introduced products more effective. Overall, there is a significantly reduced wastewater pollution due to a smaller amount of remaining liquor. All known equipment can be used for the finishing, in particular the water repellent treatment, the handle equipment, the easy care equipment, the oil and dirt repellent equipment and the flame retardant equipment.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Ultraschallbehandlungsverfahrens auf das Bleichen entfällt durch eine wirksamere Chemikalieneinbringung und eine Erhöhung des Flottenaufnahmevermögens des behandelten Textilguts der sonst notwendige lange Tauchweg, sodaß die Behandlung in einem Minitauchtrog erfolgen kann. Neben einem höheren Weißgrad des Textilguts wird eine deutliche Verminderung des Chemikalienbedarfs und eine erhebliche Herabsetzung der Abwasserbelastung erreicht.When the ultrasonic treatment method according to the invention is applied to bleaching, the more effective introduction of chemicals and an increase in the liquor absorption capacity of the treated textile goods eliminate the long immersion path that is otherwise necessary, so that the treatment can take place in a mini diving trough. In addition to a higher degree of whiteness of the textile goods, a significant reduction in the need for chemicals and a significant reduction in wastewater pollution is achieved.
Bei gewissen Materialien, insbesondere bei Leinen und Hanf, ist aufgrund der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren hohen Ultraschallwirkung ein Aufhellen bzw. Bleichen auch ohne jeglichen Einsatz von Chemikalien mit reinem Wasser als flüssiges Medium möglich. Dabei kann rohes, vorbehandeltes oder auch fertig ausgerüstetes oder gefärbtes Textilgut zum Einsatz kommen.With certain materials, especially linen and hemp, due to the high ultrasound effect that can be achieved with the method according to the invention, lightening or bleaching is possible even without any use of chemicals with pure water as the liquid medium. Raw, pre-treated or even finished or dyed textile goods can be used.
Ein derartiges Aufhellen oder Bleichen von Textilgut ohne jeglichen Einsatz von Chemikalien eröffnet auch die Möglichkeit eines Aufbringens von Dessins auf eine Textilbahn auf voll ökologischer Basis, indem gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine lediglich bereichsweise Ultraschallbestrahlung der Textilbahn durch Verwendung eines oder mehrerer Ultraschallgeber mit entsprechend den aufzubringenden Dessins geformter Abstrahlfläche vorgenommen und als flüssiges Medium Wasser verwendet wird. 3Such lightening or bleaching of textile material without any use of chemicals also opens up the possibility of applying designs to a textile web on a fully ecological basis, in that, according to a further development of the invention, ultrasound radiation of the textile web only in some areas by using one or more ultrasound transmitters with those to be applied Design shaped radiating surface made and water is used as a liquid medium. 3rd
AT 402 076 BAT 402 076 B
Dabei kann es erforderlich sein, den(die) Ultraschallgeber bei laufender Textilbahn quer zur Transportrichtung der Textilbahn hin- und herzubewegen oder auch die Textilbahn schrittweise an der (den) Abstrahlfläche(n) vorbeizuführen und die Ultraschallbestrahlung in den Phasen des Stillstandes der Textilbahn vorzunehmen.It may be necessary to move the ultrasound generator (s) back and forth transversely to the direction of transport of the textile web while the textile web is running, or to move the textile web step by step past the radiation surface (s) and carry out the ultrasound radiation in the phases of the textile web's standstill.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ultraschallbehandlung von breit geführtem Textilgut. Eine solche Vorrichtung umfaßt eine ein flüssiges Medium enthaltende Wanne, eine Transporteinrichtung zum Hindurchführen des zu behandelnden Textilguts durch das flüssige Medium und mindestens einen Ultraschallgeber mit eben ausgebildeter, in dem flüssigen Medium angeordneter und gegen eine Seite der zu behandelnden Textilbahn gerichteter Abstrahlfläche und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß durch die Transporteinrichtung das Textilgut an der (den) Abstrahlfläche(n) im wesentlichen in Flächenkontakt mit der (den) Abstrahlfläche(n) und auf seiner von der (den) Abstrahlfläche(n) abgewandten Seite abstützungsfrei vorbeiführbar ist. Für den Fall, wo aufgrund einer zu großen Breite des zu behandelnden Textilguts mit einem einzigen Ultraschallgeber nicht das Auslangen gefunden werden kann, wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch mindestens eine quer zur Transportrichtung des Textilguts angeordnete Reihe von Ultraschallgebern, deren Abstrahlflächen in einer gemeinsamen, vorzugsweise horizontalen Ebene liegen und aneinander angrenzen, wobei vorzugsweise die Abstützflächen benachbarter Ultraschallgeber einander, in zu den Abstrahlflächen paralleler und zur Längserstreckung der Ultraschallgeberreihe senkrechter Richtung gesehen, teilweise überlappen.The invention also relates to a device for the ultrasonic treatment of broadly guided textile goods. Such a device comprises a trough containing a liquid medium, a transport device for passing the textile material to be treated through the liquid medium and at least one ultrasound transmitter with a radiation surface which has just been formed and is arranged in the liquid medium and directed towards one side of the textile web to be treated, and is thereby according to the invention characterized in that the transport device allows the textile material to be passed past the support surface (s) essentially in surface contact with the radiation surface (s) and on its side facing away from the radiation surface (s). In the event that it is not possible to find sufficient length with a single ultrasonic transducer due to the width of the textile material to be treated, a device is proposed according to the invention which is characterized by at least one row of ultrasonic transducers arranged transversely to the transport direction of the textile material, the radiation surfaces of which in lie on a common, preferably horizontal plane and adjoin one another, the support surfaces of adjacent ultrasound transmitters preferably partially overlapping one another in the direction parallel to the radiation surfaces and perpendicular to the longitudinal extension of the row of ultrasound transmitters.
In der bevorzugten Ausführungsform lieg(t)(en) die Abstrahlfläche(n) des (der) Ultraschallgeber(s) in einer im wesentlichen horizontalen Ebene und begrenzen mit einer sich parallel zu der (den) Abstrahlfläche-(n) erstreckenden Begrenzungsfläche einen sich über die gesamte Breite des zu behandelnden Textilguts erstreckenden Spalt, dessen Breite größer ist als die Dicke des Textilguts und durch den das Textilgut von der Transporteinrichtung in im wesentlichen horizontaler Richtung hindurchführbar ist.In the preferred embodiment, the radiation surface (s) of the ultrasonic transmitter (s) lie in a substantially horizontal plane and delimit one another with a boundary surface extending parallel to the radiation surface (s) across the entire width of the textile material to be treated, the width of which is greater than the thickness of the textile material and through which the textile material can be guided in a substantially horizontal direction by the transport device.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung können die Breite des Spalts zwischen der (den) Abstrahlfläche(n) des (der) Ultraschallgeber(s) und der Begrenzungsfläche, die Leistung des (der) Ultraschallgeber(s) und die Transportgeschwindigkeit des Textilguts einstellbar sein.According to further features of the invention, the width of the gap between the radiation surface (s) of the ultrasonic transmitter (s) and the boundary surface, the power of the ultrasonic transmitter (s) and the transport speed of the textile material can be adjusted.
Im Hinblick auf ein Aufbringen von Dessins auf eine rohe, vorbehandelte, fertig ausgerüstete oder gefärbte Textilbahn kann die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, daß der bzw. jeder Ultraschallgeber eine entsprechend den aufzubringenden Dessins geformte Abstrahlfläche aufweist und das flüssige Medium Wasser ist. Je nach Art der aufzubringenden Dessins kann es dabei erforderlich sein, daß der (die) Ultraschallgeber quer zur Transportrichtung der Textilbahn hin- und herbewegbar ist (sind), oder daß die Textilbahn von der Transporteinrichtung schrittweise weitertransportierbar ist und der (die) Ultraschallgeber in den Phasen des Stillstandes der Textilbahn betreibbar ist (sind).With regard to the application of designs to a raw, pretreated, finished or dyed textile web, the device can be characterized in that the or each ultrasound transmitter has a radiation surface shaped in accordance with the designs to be applied and the liquid medium is water. Depending on the type of design to be applied, it may be necessary that the ultrasonic transducer (s) can be moved back and forth transversely to the transport direction of the textile web, or that the textile web can be transported in stages by the transport device and the ultrasonic transducer (s) can be moved into the Stages of the textile web can be operated.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ultraschallbehandlungsvorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie ll-ll in Fig. 1, Fig. 3 in größerem Maßstab einen Schnitt nach der Linie lll-lll in Fig. 2, Fig. 4 einen Ultraschallgeber mit einem für das Aufbringen eines Längsstreifendessins bestimmten Abstrahlhorn, die Fig. 5 und 6 das Abstrahlhorn des Ultraschallgebers nach Fig. 4 in Seitenansicht bzw. Unteransicht, und Fig. 7 eine Unteransicht eines Abstrahlhorns zum Aufbringen eines aus Kreisen und Dreiecken zusammengesetzten Dessins.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. 1 shows a schematic illustration of an ultrasound treatment device according to the invention, FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows, on a larger scale, a section along the line III-III in FIG. 2, FIG. 4 shows an ultrasound transmitter with a radiation horn intended for the application of a longitudinal strip design, FIGS. 5 and 6 show the radiation horn of the ultrasound transmitter according to FIG. 4 in side view and bottom view, and FIG. 7 shows a bottom view of a radiation horn for applying a design composed of circles and triangles .
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, umfaßt die dargestellte erfindungsgemäße Ultraschallbehandlungsvorrichtung eine Wanne 1, die zum Teil mit einem flüssigen Medium 2, das je nach der vorzunehmenden Behandlungsart Wasser, eine Bleichflotte, eine Färbeflotte, eine Appreturflotte usw. sein kann, gefüllt ist. Innerhalb der Wanne 1 ist an einem Träger 3 eine Reihe nebeneinander angeordneter Ultraschallgeber 4 montiert. Die Abstrahlhörner 4a dieser Ultraschallgeber 4 weisen ebene Abstrahlflächen 5 auf, die alle in einer einzigen horizontalen Ebene liegen. Diese Abstrahlflächen 5 begrenzen mit einer in einigem Abstand unterhalb der Abstrahlflächen 5 angeordneten, sich parallel zu den Abstrahlflächen erstreckenden und von der Oberseite eines Formrohres 7 aus Edelstahl, z.B. des Typs V4A, gebildeten ebenen Begrenzungsfläche 7a einen sich über die gesamte Breite einer zu behandelnden Textilbahn 6 erstreckenden Spalt 12, durch den die Textilbahn von einer von Antriebswalzen 8 und 9 und Umlenkwalzen 10 und 11 gebildeten Transporteinrichtung so hindurchführbar ist, daß die Textilbahn 6 im wesentlichen in Flächenkontakt mit den Abstrahlflächen 5 steht. Der Abstand zwischen der Unterseite der Textilbahn 6 und der Begrenzungsfläche 7a ist so gewählt, daß einerseits die Textilbahn 6 durch die Begrenzungsfläche keinerlei Abstützung erfährt und andererseits die von den Abstrahlflächen 5 abgegebenen und die Textilbahn 6 durchdringenden Ultraschallwellen von der Begrenzungsfläche 7a wirksam in die Textilbahn reflektiert werden. Die Breite des Spalts 12 kann, falls gewünscht, einstellbar gemacht werden, indem z.B. für eine Höhenverstellbarkeit des Formrohres 7 gesorgt wird. Auf diese Weise ist dann der Abstand zwischen der Unterseite der jeweils zu 4As can be seen from FIGS. 1 and 2, the ultrasonic treatment device according to the invention comprises a trough 1, which is partially filled with a liquid medium 2, which depending on the type of treatment to be carried out, can be water, a bleaching liquor, a dyeing liquor, a finishing liquor, etc. is filled. A row of ultrasound transmitters 4 arranged next to one another is mounted on the carrier 3 within the trough 1. The radiation horns 4a of these ultrasound transmitters 4 have flat radiation surfaces 5, all of which lie in a single horizontal plane. These radiating surfaces 5 delimit with a spacing below the radiating surfaces 5, extending parallel to the radiating surfaces and extending from the top of a shaped tube 7 made of stainless steel, e.g. of the type V4A, flat boundary surface 7a formed a gap 12 extending over the entire width of a textile web 6 to be treated, through which the textile web can be passed by a transport device formed by drive rollers 8 and 9 and deflection rollers 10 and 11 such that the textile web 6 in the is substantially in surface contact with the radiation surfaces 5. The distance between the underside of the textile web 6 and the boundary surface 7a is selected so that on the one hand the textile web 6 is not supported by the boundary surface and on the other hand the ultrasonic waves emitted by the radiation surfaces 5 and penetrating the textile web 6 are effectively reflected by the boundary surface 7a into the textile web will. The width of the gap 12 can be made adjustable, if desired, e.g. is provided for a height adjustment of the molded tube 7. In this way, the distance between the underside is 4 each
AT 402 076 B behandelnden Textilbahn 6 und der Begrenzungsfläche 7a optimal einstellbar.AT 402 076 B treating textile web 6 and the boundary surface 7a optimally adjustable.
Es versteht sich, daß man eine solche Begrenzungsfläche 7a zweckmäßig auch in dem Fall einsetzen wird, wo dank einer geringeren Breite der Textilbahn anstelle der dargestellten Ultraschallgeberreihe ein einziger Ultraschallgeber zum Einsatz kommen kann.It goes without saying that such a boundary surface 7a will also be expediently used in the case where, thanks to a smaller width of the textile web, a single ultrasonic transmitter can be used instead of the illustrated ultrasonic transmitter series.
Wie Fig. 3 zeigt, weisen die Abstrahlhörner 4a im Querschnitt die Form eines Parallelogramms auf, wobei die kurzen Seiten des Paralellogramms die Stirnseiten 4b,4c der Abstrahlhörner 4a bilden, mit denen jeweils benachbarte Abstrahlhörner unter Bildung eines Luftspalts 4d geringer Breite aneinandergrenzen. Durch die somit schräg verlaufenden Stirnseiten 4b,4c der Abstrahlhörner 4a ergibt sich, in zur Schnittebene der Fig. 3 paralleler und zur Längserstreckung der Ultraschallgeberreihe senkrechter Richtung, nämlich der Transportrichtung 13 der Textilbahn 6, gesehen, eine teilweise Überlappung benachbarter Abstrahlhörner 4a und damit auch benachbarter Abstrahlflächen 5. Auf diese Weise wird von den Abstrahlflächen 5 eine über die gesamte Breite der Textilbahn 6 quasi durchgehende Ultraschallabgabefläche gebildet, bei der es keine in Transportrichtung 13 der Textilbahn 6 durchgehenden Unterbrechungen gibt.As shown in FIG. 3, the radiating horns 4a have the shape of a parallelogram in cross section, the short sides of the parallelogram forming the end faces 4b, 4c of the radiating horns 4a, with which adjacent radiating horns adjoin each other to form an air gap 4d of narrow width. The thus obliquely running end faces 4b, 4c of the radiation horns 4a result in a partial overlap of adjacent radiation horns 4a in the direction parallel to the section plane of FIG. 3 and perpendicular to the longitudinal extension of the ultrasound transmitter row, namely the transport direction 13 of the textile web 6, and thus also Adjacent radiation surfaces 5. In this way, the radiation surfaces 5 form a quasi-continuous ultrasound delivery surface over the entire width of the textile web 6, in which there are no interruptions in the transport direction 13 of the textile web 6.
Die Breite des Luftspalts 4d zwischen benachbarten Abstrahlhörnern 4a wird man im Hinblick darauf, im Bereich des Luftspalts nicht allzuviel wirksame Ultraschallabgabefläche zu verlieren, möglichst gering wählen. Auf der anderen Seite muß die Spaltbreite mindestens so groß sein, daß sichergestellt ist, daß im Betrieb der Ultraschallgeber 4 keine Gefahr einer gegenseitigen Beeinflussung bzw. Berührung einander benachbarter Abstrahlhörner 5 besteht.The width of the air gap 4d between adjacent radiation horns 4a will be chosen to be as small as possible with a view to not losing too much effective ultrasound delivery area in the area of the air gap. On the other hand, the gap width must be at least so large that it is ensured that there is no risk of mutual interference or contact between adjacent radiation horns 5 during operation of the ultrasound transmitter 4.
Es gibt auch noch weitere Möglichkeiten der Ausbildung der Stirnflächen 4b,4c der Abstrahlhörner 4a im Hinblick auf eine Überlappung benachbarter Abstrahlflächen 5. So könnten z.B. die einzelnen Abstrahlhörner 4a im Querschnitt auch die Form eines gleichschenkeligen Trapezes aufweisen, wobei dann die Trapeze benachbarter Abstrahlhörner jeweils um 180* zueinander verdreht sind und die Schenke der Trapeze die Stirnseiten 4b,4c der Abstrahlhörner bilden.There are also further possibilities for the formation of the end faces 4b, 4c of the radiation horns 4a with regard to an overlap of adjacent radiation surfaces 5. For example, in cross section, the individual radiation horns 4a also have the shape of an isosceles trapezoid, the trapezoids of adjacent radiation horns then each being rotated by 180 * relative to one another and the legs of the trapezoids forming the end faces 4b, 4c of the radiation horns.
Schließlich könnten die Stirnseiten 4b,4c der Abstrahlhörner 4a auch stufenförmig, wellenförmig oder bogenförmig ausgebildet sein, um den angestrebten Zweck zu erfüllen. Alle diese Möglichkeiten sind in der bereits erwähnten AT-PS (A 1227/94) näher beschrieben.Finally, the end faces 4b, 4c of the radiation horns 4a could also have a step-shaped, wave-shaped or arc-shaped design in order to fulfill the intended purpose. All of these possibilities are described in more detail in the previously mentioned AT-PS (A 1227/94).
Die Ultraschallgeber 4 sind, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, so angeordnet, daß sich ihr elektrischer Teil (Wandler) außerhalb des flüssigen Mediums 2, d.h. über dem Niveau des flüssigen Mediums, befindet, sodaß sich keine besonderen Isolierungs- und Abdichtungsprobleme ergeben.1 and 2, the ultrasound transmitters 4 are arranged such that their electrical part (transducer) is outside the liquid medium 2, i.e. above the level of the liquid medium, so that there are no special insulation and sealing problems.
Zweckmäßig ist weiters, wie an sich bekannt, die Leistung der verwendeten Ultraschallgeber 4 sowie die Transportgeschwindigket der Textilbahn 6 einstellbar, da damit je nach Art der zu behandelnden Textilbahn und dem gewünschten Ergebnis die optimalen Behandlungsbedingungen realisiert werden können.It is furthermore expedient, as is known per se, to adjust the power of the ultrasound transmitters 4 used and the transport speed of the textile web 6, since the optimum treatment conditions can thus be achieved depending on the type of textile web to be treated and the desired result.
Wie bereits erwähnt, arbeiten die Ultraschallgeber 4 im technisch üblichen Schallbereich von 18 bis 60 kHz. Die Schalldruckabstrahlung pro Ultraschallgeber erfolgt zweckmäßig zwischen 500 und 5000 Watt, wobei die Abstrahlfläche 5 des Ultraschallgebers so gewählt ist, daß die erzeugte Ultraschallenergie im Bereich von 10 bis 1000 W/cm2, insbesondere von 50 bis 200 W/cm2, liegt. Der zweckmäßige Amplitudenbereich der Ultraschallwellen erstreckt sich von 20 bis 150 um.As already mentioned, the ultrasonic transmitters 4 operate in the technically customary sound range from 18 to 60 kHz. The sound pressure radiation per ultrasound transmitter is expediently between 500 and 5000 watts, the radiation surface 5 of the ultrasound transmitter being selected such that the ultrasound energy generated is in the range from 10 to 1000 W / cm 2, in particular from 50 to 200 W / cm 2. The appropriate amplitude range of the ultrasonic waves extends from 20 to 150 µm.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die einzelnen Ultraschallgeber 4 der erfindungsgemäßen Ultraschallgeberanordnung an dem Träger 3 höhen- und seitenverstellbar und um ihre Mittelachse ver-schwenkbar montiert, um optimal in bezug aufeinander ausgerichtet werden zu können.In a preferred embodiment, the individual ultrasound transmitters 4 of the ultrasound transmitter arrangement according to the invention can be adjusted in height and on the side of the support 3 and can be pivoted about their central axis in order to be able to be optimally aligned with respect to one another.
Die Transportgeschwindigkeit der Textilbahn beträgt im allgemeinen 5 bis 100 m/min, insbesondere 10 bis 50 m/min. Sie hängt im wesentlichen von drei Faktoren ab, nämlich der installierten Ultraschallgeberleistung, der Gewebeart und dem gewünschten Gewebeausfall.The transport speed of the textile web is generally 5 to 100 m / min, in particular 10 to 50 m / min. It essentially depends on three factors, namely the installed ultrasound transducer output, the type of tissue and the desired tissue loss.
Je nach Behandlungsart und dem gewünschten Gewebeausfall wird mit einem oder mehreren Durchläufen der Textilbahn 6 durch die erfindungsgemäße Ultraschallbehandlungsvorrichtung gearbeitet. Eine Erhöhung der Wirksamkeit der Ultraschallbehandlung kann entweder durch eine Verbreiterung der Abstrahlflächen 5 der Ultraschallgeber 4 in Transportrichtung der Bahn oder durch Einbau mehrerer erfindungsgemäßer Ultraschallgeberreihen hintereinander erzielt werden. In letzterem Fall kann bei gewissen Textilmaterialien und bei gewissen Behandlungen eine Anordnung von Vorteil sein, bei der die Ultraschallbestrahlung der Textilbahn 6 in in Transportrichtung letzterer aufeinanderfolgenden Ultraschallgeberreihen abwechselnd von oben und unten erfolgt, d.h. eine Anordnung, bei der jede zweite Ultraschallgeberreihe auf den Kopf gestellt und unterhalb der Textilbahn 6 angeordnet ist und die Begrenzungsfläche 7a von der Unterseite eines oberhalb der Textilbahn 6 vorgesehenen Formrohres 7 gebildet wird.Depending on the type of treatment and the desired tissue loss, one or more passes of the textile web 6 through the ultrasonic treatment device according to the invention are used. An increase in the effectiveness of the ultrasound treatment can be achieved either by widening the radiation surfaces 5 of the ultrasound transmitters 4 in the direction of transport of the web or by installing several rows of ultrasound transmitters according to the invention one after the other. In the latter case, with certain textile materials and with certain treatments, an arrangement can be advantageous in which the ultrasound radiation of the textile web 6 takes place alternately from above and below in the transport direction of the latter ultrasonic sensor rows, i.e. an arrangement in which every second row of ultrasound transmitters is turned upside down and arranged below the textile web 6 and the boundary surface 7a is formed by the underside of a molded tube 7 provided above the textile web 6.
In dem Fall, wo mit einem einzigen Durchlauf das Auslangen gefunden werden kann, ist die Antriebswalze 9 nicht erforderlich und kann z.B. durch eine Anordnung aus Umlenkwalze und Quetschwalze ersetzt sein. Weiters kann, wo man im Hinblick auf einen minimalen Chemikalieneinsatz mit sehr flachen Wannen, sogenannten Minitauchtrögen, arbeitet, die untere Begrenzungsfläche 7a des Spalts 12 vom Boden der 5In the case where sufficiency can be found with a single pass, the drive roller 9 is not required and can e.g. be replaced by an arrangement of deflection roller and squeeze roller. Furthermore, where one works with very shallow tubs, so-called mini diving troughs, with a view to minimal use of chemicals, the lower boundary surface 7a of the gap 12 can be seen from the bottom of FIG
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