DE102011005101A1

DE102011005101A1 - Textilbehandlungsmaschine und Verfahren zum Trocknen textiler Strukturen

Info

Publication number: DE102011005101A1
Application number: DE201110005101
Authority: DE
Inventors: Marco Popp; Manfred Kugenbuch; Reinhold Pscherer; Hans Gerhard Wroblowski
Original assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH; Voith Patent GmbH
Current assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH; Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2012-09-06
Also published as: WO2012119850A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Textilbehandlungsmaschine (1), insbesondere zur kontinuierlichen Behandlung von textilen Strukturen in Form von linienförmigen oder flächigen textilen Gebilden (3, 4), umfassend mindestens eine Trocknungsvorrichtung (2) zum Trocknen der textilen Struktur mit zumindest einer Kontakttrockeneinrichtung und/oder einer Impingementtrockeneinrichtung. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorrichtung (2) zumindest einen drehbaren beheizbaren Zylinder (5, 6) mit einer die textile Struktur direkt kontaktierenden Oberfläche (12, 13) und eine diesem zugeordnete Haube (7, 8) umfasst, die derart ausgeführt und angeordnet ist, geeignet zu sein ein Trockenmedium auf die textile Struktur zu blasen, wobei die zumindest eine Haube (7, 8) den zumindest einen Zylinder (5, 6) in Umfangsrichtung in einem Abstand (a) zur Oberfläche (12, 13) in einem Winkel (α) unter Ausbildung eines Trocknungsabschnittes (I, II) umschlingt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Trocknen von textilen Strukturen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Textilbehandlungsmaschine, insbesondere zur kontinuierlichen Behandlung von textilen Strukturen in Form von linienförmigen oder flächigen textilen Gebilden, umfassend mindestens eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen der textilen Struktur mit zumindest einer Kontakttrockeneinrichtung und/oder einer Impingementtrockeneinrichtung.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Trocknen textiler Strukturen.
Bei der Herstellung textiler Strukturen und/oder bei der Veredlung werden unterschiedliche Verfahren eingesetzt, bei welchen diese mit Fluiden benetzt oder getränkt werden und im Anschluss daran zum Zwecke der Trocknung und zum Fixieren einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden. Alois Kießling, Max Matthes: „Textil-Fachwörterbuch”, Fachverlag Schiele & Schön GmbH, 1992 beschreibt das Schlichten zur Behandlung von linienförmigen textilen Gebilden in Form von Kettfäden vor der Weiterverarbeitung zu flächigen Gebilden durch Weben oder Wirken als Vorbereitungsverfahren, bei welchem das textile Gebilde mit Schlichtemittel behandelt wird, um abstehende Faserenden anzukleben und die Kettfäden widerstandsfähiger zu gestalten. Dabei schließt sich an das Schlichten die Trocknung mit Walzentrocknern oder heißer Luft an. Zur Trocknung textiler linienförmiger Strukturen selbst ist eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren bekannt. Dabei kommen sowohl Kontakttrockenverfahren als auch Impingementverfahren zum Einsatz. In der Regel schließt sich ein Haupttrockenverfahrensschritt an einen Vortrockenschritt an.
Aus der Druckschrift DE 1 914 231 A ist ein Trommeltrockner für linienförmige textile Gebilde in Form von Kettfäden bekannt, welchem eine Vorrichtung zum Vortrocknen mit einem über die gesamte Breite der Kette gerichteten Auslass-Schlitz und einem gegenüber angeordneten Ansaugschlitz vorgeschaltet ist. Dabei wird ein senkrecht zu den linienförmigen textilen Gebilden aus dem Auslass-Schlitz ausgeblasener Heißluftstrom nach Durchströmen der Kette durch den Ansaugschlitz abgeleitet. Ein Nachteil dieser bekannten Vortrocknung ist, dass durch die kurze Aufenthaltszeit nur wenig Wasser verdampft werden kann.
EP 0 237 033 B1 offenbart eine Vorrichtung zum Schlichten und Trocknen von Kettfäden, bei der die von einer Vielzahl Kettbäumen kommenden Fäden zusammengeführt und geschlichtet werden und anschließend vertikal geteilt, in einer Vortrockenstrecke mit Heißluft vorgetrocknet, wieder zusammengeführt, in einer Endrockenstrecke endgetrocknet und auf einem Kettbaum aufgewickelt werden. Die Vortrockenstrecke wird von einer Trocknungskammer gebildet, durch welche die geschlichteten linienförmigen textilen Gebilde einzeln und getrennt voneinander hindurchgeführt und Heißluft ausgesetzt werden. Die Endtrockenstrecke wird von einem Zylindertrockner gebildet.
Aus CH 363 958 A ist eine Vorrichtung zur Behandlung von linienförmigen textilen Gebilden, insbesondere Fadenscharen bekannt, in welcher diese planförmig durch einen Behandlungskanal geführt und mit einem gas- oder dampfartigen Behandlungsmedium beaufschlagt werden.
US 4,025,993 beschreibt demgegenüber eine Vorrichtung zum Schlichten und anschließenden Trocknen einer Fadenschar, bei der die Trocknung in einem Kontakttrockner erfolgt.
Die Druckschrift DE 10100330 B4 offenbart ein Verfahren, bei welchem linienförmige textile Gebilde in Fadenlaufrichtung zuerst über einen Kontakttrockner und im Anschluss einen Konvektionstrockner geführt werden.
Bei den vorgenannten Systemen weisen die fertigen linienförmigen textilen Gebilde, insbesondere Fäden häufig noch eine relativ große Haarigkeit auf, die zum Fadenbruch führen kann. Die Trocknung in mehreren hintereinandergeschalteten unterschiedlichen Trocknungsschritten ist aufwendig und bauraumintensiv. Die beschriebenen Ausführungen sind ferner konstruktiv und hinsichtlich der erforderlichen Steuerung relativ aufwendig. Die Trocknungsvorrichtung selbst benötigt sehr viel Bauraum und die Energiebilanz ist relativ unbefriedigend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Textilbehandlungsmaschine mit einer Trocknungsvorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von textilen Strukturen in Form von linienförmigen oder flächigen textilen Gebilden derart weiterzuentwickeln, dass mit dieser eine energieeffiziente Trocknung von textilen Strukturen mit relativ geringem konstruktivem Aufwand frei von einer negativen Beeinflussung der Eigenschaften derart getrockneter textiler Strukturen realisiert werden kann. Ferner soll die Trocknungsvorrichtung selbst besonders Platz sparend ausgeführt sein und eine einfache Möglichkeit zur Einstellung eines Trocknungsprofils gegeben sein.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Eine Textilbehandlungsmaschine, insbesondere zur kontinuierlichen Behandlung von textilen Strukturen in Form von linienförmigen oder flächigen textilen Gebilden, umfassend mindestens eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen der textilen Struktur mit zumindest einer Kontakttrockeneinrichtung und/oder einer Impingementtrockeneinrichtung, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorrichtung zumindest einen drehbaren beheizbaren Zylinder mit einer die textile Struktur direkt kontaktierenden Oberfläche und eine diesem zugeordnete Haube umfasst, die derart ausgeführt und angeordnet ist, geeignet zu sein, ein Trockenmedium auf die textile Struktur zu blasen, wobei die zumindest eine Haube den zumindest einen Zylinder in Umfangsrichtung in einem Abstand zur Oberfläche unter Ausbildung eines Trocknungsabschnittes umschlingt.
Unter einer textilen Struktur im Sinne der Erfindung wird ein flexibles Material, das aus einem Verbund von Fasern besteht, verstanden. Diese kann in unterschiedlichen Formen vorliegen, insbesondere als linienförmiges textiles Gebilde oder flächiges textiles Gebilde.
Unter linienförmigen textilen Gebilden werden Filamente, Garne, Zwirne oder andere derartige Gebilde aus einer oder mehreren Fasern verstanden. Bei diesem handelt es sich in der Regel um ein Zwischen- oder Vorprodukt, das zu flächigen textilen Gebilden weiterverarbeitbar ist.
Flächige textile Gebilde, auch textile Flächen genannt, können in Form von Geweben, Gewirken oder Gestricken vorliegen. Bei Geweben handelt es sich um textile Flächengebilde aus mindestens zwei nahezu rechtwinklig miteinander verkreuzten Fadensystemen, in der Regel Kett- und Schussfäden. Bei Gewirken handelt es sich um Gebilde aus Fadensystemen, die durch Maschenbildung industriell hergestellt werden. Gestricke sind textile Gebilde, die bei Herstellung von Maschen mittels eines Fadens sowie zwei oder mehreren Nadeln gebildet werden.
Bezüglich der einzelnen Definitionen der unterschiedlichen Begriffe wird auf DIN 60000 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt bezüglich dieser Begrifflichkeiten hierfür voll umfänglich miteinbezogen wird.
Textile Gebilde bestehen aus Baumwolle, Baumwollmischungen mit synthetischen Fasern, Kunststoff, Glasfasern oder Kohlefasern. Als Kunststoffe finden alle möglichen Kunststoffe, beispielsweise Polyamide Anwendung.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil einer Kombination aus einer Kontakttrocknung und einer so genannten Impingementtrocknung, das heißt berührungslosen Trocknung, gleichzeitig in ein und dem selben Trocknungsabschnitt einer Vorrichtung durch die Kombination eines beheizbaren, insbesondere mit Dampf beheizbaren Zylinders mit einer Prallströmtrocknung in Form einer Haube. Aufgrund eines relativ großen Umschlingungswinkels der Haube mit dem Zylinder gestaltet sich der Trocknungsabschnitt sehr lang. Durch die Kontakttrocknung wird ein Bügeleffekt an der textilen Struktur erzielt, welcher der Herabsetzung der Haarigkeit dient. Ferner kann dadurch die gleichzeitige Konvektionstrocknung gegenüber Ausführungen aus dem Stand der Technik mit geringeren Temperaturen erfolgen. Durch gleichzeitige Kombination von Kontakt- und Konvektionstrocknung in einem Trocknungsabschnitt durch die Zylinder/Haubenanordnung entsteht eine gegenseitige Unterstützung der jeweiligen Trocknungsprozesse. Die Trocknung kann mit einer hohen Trocknungsrate auf geringstem Bauraum realisiert werden, wodurch ein besonders energieeffizientes Trocknungsverfahren geschaffen wird.
Zur Realisierung besonders hoher Trocknungsraten umschlingt die Haube den zumindest einen Zylinder in einem Winkel von mindestens 180°, vorzugsweise ≥ 220°, besonders bevorzugt ≥ 265°. Durch den erfindungsgemäß gewählten Umschlingungswinkel kann eine gewünschte Trocknungsrate der textilen Struktur über einen geringen Führungsweg dieser einfach eingestellt werden. Die kombinierte Anordnung von Kontakt- und Impingementtrocknung im gleichen Führungsabschnitt ist durch einen konstruktiv besonders einfachen Aufbau und Platz sparende Ausführung charakterisiert.
Die Haube weist zur Realisierung einer derart hohen Trocknungskapazität vorzugsweise einen durchgehenden, zur Oberfläche des Zylinders gerichteten und eine Perforation aufweisenden Innenmantel, insbesondere Lochblechinnenmantel auf. Die Haube mit Ausblasöffnungen tragendem Innenmantel kann verfahrensmäßig einfach und kostengünstig hergestellt werden, wobei hier auch komplexere Anordnungen und Ausführungen der Ausblasöffnungen mit geringem Aufwand realisierbar sind.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann ein gewünschtes oder vordefiniertes Soll-Trocknungsprofil innerhalb des Trocknungsabschnittes in Durchführungsrichtung entlang des Führungsweges und/oder quer zu diesem durch die Anordnung, Geometrie und/oder Auslegung der Perforation des Innenmantels der Haube festgelegt werden. Dabei kann beispielsweise die Größe der Ausblasöffnungen und/oder deren Abstand zueinander in den genannten Richtungen variieren.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erlaubt die Ausbildung der Ausblasöffnungen über Perforationen im Innenmantel auch eine einfach realisierbare Möglichkeit zur aktiven Einstellung eines Trocknungsprofils in unterschiedlichen Richtungen, beispielsweise über Schiebeplatten, die je nach Stellung gegenüber dem Innenmantel die Ausblasöffnungen vergrößern oder verkleinern.
Zur Gewährleistung einer optimalen Wirkungsweise beträgt der Abstand des Innenmantels von der Oberfläche des Zylinders im Umschlingungsbereich vorzugsweise im Bereich von einschließlich 15 mm bis 25 mm, besonders bevorzugt 20 mm.
Zur Erhöhung der Funktionskonzentration und zur Realisierung besonders Platz sparender Anordnungen umschlingt die Haube in Führungsrichtung der textilen Struktur zumindest zwei oder mehrere Zylinder. Diese Lösung bietet ferner den Vorteil einer einfacheren Anbindung an ein gemeinsames Trockenmedium-Versorgungssystem und Abluft-Abzugssystem.
Als über die Haube auszutragendes Trockenmedium findet Luft oder Trocknungsgas Verwendung. Der Haube ist dazu jeweils ein oder einer Mehrzahl von Hauben ist gemeinsam ein Trockenmedium-Versorgungssystem zugeordnet, umfassend zumindest eine mit einer Trockenmediumquelle koppelbare Zufuhrleitung, in welcher vorzugsweise eine Heizeinrichtung oder zumindest ein Wärmetauscher angeordnet ist. Der einen Haube oder einer Mehrzahl von Hauben gemeinsam ist ferner ein Abluft-Abzugssystem, beispielsweise ein Absaugsystem zur Kopplung mit der Umgebung oder einer Abluft verwertenden Einrichtung zugeordnet. Die Integration eines Wärmetauschers in der Zufuhrleitung bietet den Vorteil einer möglichen wärmetechnischen Kopplung mit dem Abluft-Abzugssystem oder einem anderen System und damit einer besonders energieeffizienten Betriebsweise der Haube.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung ist das einzelne Trockenmedium-Versorgungssystem mit dem Abluft-Abzugssystem unter Ausbildung eines Kreislaufes koppelbar, wobei optional Mittel zur zumindest teilweisen oder vollständigen Entkopplung der Trockenmediumsquelle und/oder der Umgebung oder einer Abluft verwertenden Einrichtung von diesem vorgesehen sind. Dadurch kann die Trockenvorrichtung auch als geschlossenes System betrieben werden.
Die Haube und das dieser zugeordnete Trockenmedium-Versorgungssystem sind vorzugsweise derart ausgelegt, dass diese mit einem Trockenmedium mit Temperaturen im Bereich von jeweils einschließlich 100°C bis 200°C, vorzugsweise jeweils einschließlich 150°C bis 200°C betreibbar sind. Die Haube kann dadurch energieeffizient betrieben werden. Ketten oder Gewebe haben unterschiedliche Flächengewichte und dadurch Wassergehalte. Darauf wird beispielsweise bei niedriger Wasserverdampfung mit niedriger Temperatur der Zuluft oder kleinerer Luft- oder Trockengasmenge Einfluss genommen. Dies bringt Einsparungen im Primärenergieverbrauch mit sich. Darüber hinaus reduziert sich die Abstrahlung in den Raum, also ist durch flexible Fahrweise eine wesentliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit gegeben.
In einer vorteilhaften Ausführung weist der beheizbare Zylinder einen Durchmesser im Bereich von einschließlich 0,8 m bis 2,5 m, besonders bevorzugt 1 m bis 2 m auf. Dieser ist ferner mit Dampf beheizbar und derart aufgebaut und ausgelegt, dass der diesen beaufschlagende Dampf mit einem Druck im Bereich von 3,5 bar bis 5 bar anlegbar ist. Die Maschinenparameter der Zylinder sind somit viel kleiner als gegenüber den Ausführungen aus dem Stand der Technik gewählt. Dies ermöglicht eine einfachere Konstruktion der diese über einen Teilbereich des Außenumfangs umschlingenden und Trockenmedium aufbringenden Haube und damit des Gesamtsystems selbst. Der Lochblechinnenmantel kann hinsichtlich der Verteilung und Absaugung besser modifiziert werden und der Anteil an Luftleit-, Verteiler- und Ansaugelementen erheblich reduziert werden.
Zur Vorbehandlung textiler Strukturen, insbesondere linienförmiger textiler Gebilde in Form von Ketten oder anderen Fäden für einen nachgeordneten Verarbeitungsprozess, beispielsweise Verweben, weist die Textilbehandlungsmaschine eine der Trocknungsvorrichtung vorgeordnete Schlichteeinrichtung, auf. Bei dieser handelt es sich um eine Behandlungseinrichtung, mittels welcher eine Behandlungsflüssigkeit, beispielsweise eine Imprägnierflüssigkeit auf die. linienförmigen textilen Gebilde durch Sprühen oder Tauchen vor der Weiterverarbeitung aufgebraucht wird, um bestimmte vordefinierte Eigenschaften dieser zu erzielen. Die erfindungsgemäße Textilbehandlungsmaschine ist gemäß einer ersten Ausführung in besonders vorteilhafter Weise für die Behandlung linienförmiger textiler Gebilde durch Schlichten mit anschließender Trocknung modifiziert.
Um nach einem erfolgten Verarbeitungsprozess, beispielsweise Verweben, das Schlichtemittel aus dem dann vorliegenden flächigen textilen Gebilde herauszulösen, ist gemäß einem zweiten Lösungsansatz die erfindungsgemäße Textilbehandlungsmaschine zur Behandlung flächiger textiler Gebilde modifiziert. Der Trocknungsvorrichtung ist eine entsprechende Einrichtung zum Entfernen, insbesondere des Schlichtemittels beispielsweise eine Waschanlage vorgeordnet. Die Waschanlage kann auch zu anderen Zwecken zum Einsatz gelangen.
Beiden Lösungsansätzen – dem Schlichten mit anschließender Trocknung und dem Waschen mit anschließender Trocknung – ist gemeinsam, dass die textilen Gebilde mit einem Fluid behandelt, benetzt oder durchtränkt werden und nach diesem Verfahrensschritt einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden. Dementsprechend ist die Trocknungsvorrichtung diesen Vorbehandlungseinrichtungen vorzugsweise unmittelbar nachgeordnet und ermöglicht aufgrund ihrer Ausführung eine energieeffiziente schnelle Trocknung der entsprechenden Textile.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen von textilen Strukturen in einer Textilbehandlungsmaschine mit einer Trocknungsvorrichtung, bei welchem die textile Struktur nach einer Vorbehandlung kontakt- und/oder einer impingementgetrocknet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die textile Struktur gleichzeitig im gleichen Führungsabschnitt kontakt- und impingementgetrocknet wird, wobei diese über einen beheizbaren Zylinder geführt wird und mit Trocknungsmedium aus einer diese in einem Winkel, vorzugsweise von ≥ 180°, besonders bevorzugt ≥ 220°, ganz besonders bevorzugt ≥ 265° umschließenden Haube beaufschlagt wird. Unter einer Vorbehandlung kann die Behandlung mit einem Fluid, insbesondere Schlichtemittel, Imprägniermittel, Farbe oder einem Reinigungsfluid verstanden werden. Bezüglich der Vorteile kann auf die Ausführungen zum Anspruch 1 verwiesen werden. Durch gleichzeitige Kombination von Kontakt und Konvektionstrocknung in einem Trocknungsabschnitt durch die Zylinder-/Haubenanordnung können die Oberflächengrenzwerttemperaturen genau abgestimmt werden, wodurch eine gegenseitige Unterstützung der jeweiligen Trocknungsprozesse entsteht. Temperaturgefälle zwischen Zylinder und Haube werden vermieden. Dies führt zur erhöhter spezifischer Wasserverdampfung. Die zu trocknende textile Struktur wird somit nicht über weite Strecken stark differierenden Temperaturen ausgesetzt, sondern über eine relativ kurze Strecke beidseitig nahezu gleichen Temperaturen. Das gleichzeitige beidseitige Aussetzen der textilen Struktur mit gleichen Temperaturen oder Temperaturen mit geringer Differenz beeinflusst die Qualität positiv und verbessert die Betriebssicherheit.
Das Trocknungsmedium wird mit Temperaturen im Bereich von jeweils einschließlich 100°C bis 200°C, vorzugsweise 150°C bis 200°C auf die textile Struktur geblasen. Der Energieaufwand kann dadurch gering gehalten werden.
In besonders vorteilhafter Weise wird die Abluft der Haube in einem Umluftsystem mit optionaler Kopplung an eine externe Trockenmediumquelle geführt, wobei vor dem Eintritt in die Haube die Abluft als Trockenmedium direkt oder indirekt erwärmt wird. Durch die Nutzung der Abluftwärme kann die Energiebilanz der gesamten Maschine erheblich verbessert werden.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung beispielhaft eine Textilbehandlungsmaschine mit einer Trocknungsvorrichtung für linienförmige textile Gebilde;
2 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung beispielhaft eine Textilbehandlungsmaschine mit einer Trocknungsvorrichtung für flächige textile Gebilde;
3a bis 3c verdeutlichen mögliche funktionale und räumliche Anordnungen einer Textilbehandlungsmaschine gegenüber einer Textilherstellungsmaschine;
4 verdeutlicht beispielhaft eine Trocknungsvorrichtung mit einem Trockenmedium-Versorgungssystem;
5 verdeutlicht eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Trocknungsvorrichtung mit einem Trockenmedium-Versorgungssystem.
1 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäß ausgeführten Textilbehandlungsmaschine 1, umfassend zumindest eine Trocknungsvorrichtung 2. Die Textilbehandlungsmaschine 1 ist derart angeordnet und aufgebaut, geeignet zu sein, textile Strukturen, insbesondere linienförmige textile Gebilde 3, vorzugsweise Kettfäden oder flächige textile Gebilde 4, beispielsweise Gewebe oder Gewirke beim Durchlaufen durch diese zu behandeln. Im dargestellten Fall ist beispielhaft eine Textilbehandlungsmaschine 1 zur Behandlung von linienförmigen textilen Gebilden 3 in Form von Kettfäden wiedergegeben. Zur Verdeutlichung der einzelnen Richtungen ist ein Koordinatensystem an die Textilbehandlungsmaschine 1 angelegt. Die X-Richtung beschreibt die Längsrichtung der Textilbehandlungsmaschine 1 und fällt mit der grundlegenden Durchführungsrichtung der Kettfäden durch diese zusammen. Daher kann die X Richtung auch als Maschinenrichtung MD bezeichnet werden. Die Y-Richtung beschreibt die Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung. MD, d. h. Breitenrichtung und wird daher auch als Maschinenquerrichtung CD bezeichnet. Die Z-Richtung gibt die Höhenrichtung wieder.
Die Textilbehandlungsmaschine 1 umfasst eine Behandlungseinrichtung 9 in Form einer Schlichteeinrichtung, in welcher die linienförmigen textilen Gebilde 3, insbesondere Kettfäden zumindest einem Fluid ausgesetzt werden und zumindest eine dieser Einrichtung 9 in Durchführungsrichtung durch die Textilbehandlungsmaschine 1 nachgeordnete Trocknungsvorrichtung 2. Die Trocknungsvorrichtung 2 ist erfindungsgemäß als kombinierte Kontakt/Impingementtrocknungsvorrichtung ausgeführt, wobei Kontakt- und Impingementtrocknung an den Kettfäden im gleichen Führungsabschnitt durch die Textilbearbeitungsmaschine 1 wirksam werden. Die Trocknungsvorrichtung 2 umfasst dazu zumindest einen drehbaren beheizbaren Zylinder, hier zwei mit Dampf beheizbare Zylinder 5, 6, welche über einen Teilbereich ihres Außenumfanges unter Ausbildung eines Abstandes a von einer ein Trocknungsmedium ausgebenden Haube 7 und 8 umschlungen werden. Der Umschlingungswinkel α ist vorzugsweise derart gewählt, dass dieser ≥ 180°, vorzugsweise ≥ 220°, besonders bevorzugt ≥ 265° beträgt.
Die Textilbehandlungsmaschine 1 kann Bestandteil einer Textilherstellungsanlage sein oder aber als separate Einrichtung offline zur Behandlung von textilen Strukturen zum Einsatz gelangen. Im dargestellten Fall ist die Textilbehandlungsmaschine 1 beispielhaft als Webereivorbereitungsmaschine ausgeführt und einer nicht dargestellten Webvorrichtung vorgeordnet. Die linienförmigen textilen Gebilde 3 in Form von Kettfäden werden dazu von einem. Zettelwalzen- oder Kettbaumablaufgestell 11 abgenommen und der Schlichteeinrichtung, welche in Durchlaufrichtung durch die Textilbehandlungsmaschine 1 der Trocknungsvorrichtung 2 vorgeordnet ist. Die einzelnen Kettfäden sind dazu über die Maschinenbreite aufgefächert. In Abhängigkeit der Ausbildung der Schlichteeinrichtung erfolgt die Beaufschlagung beziehungsweise Behandlung der Kettfäden mit Schlichte durch Sprühen oder Tauchen. Im dargestellten Fall erfolgt die Behandlung der Kettfäden durch Tauchen in einem Schlichtebad 10. Dabei werden die Kettfäden über Tauchwalzen ein- oder mehrmalig aufwärts und abwärts geführt und dadurch mit Schlichte benetzt und anschließend abgequetscht. Ausführungen für Schlichteeinrichtungen, insbesondere Schlichtebäder sind hinlänglich aus dem Stand der Technik vorbekannt, weshalb nicht weiter im Detail darauf eingegangen wird. Als Schlichtemittel zum Einsatz gelangen beispielsweise:

– Stärke, wie Kartoffel-, Weizen-, Reis- und/oder Maisstärke
– modifizierte Stärkeschlichten
– Eiweiss-Schlichten
– natürliche Schlichtemittel
– synthetische Schlichten

Um das Schlichtemittel relativ schnell und wirtschaftlich zu trocknen, werden nach Durchlaufen des Schlichtebades 10 die Kettfäden der Trocknungsvorrichtung 2 zugeführt und am Außenumfang des ersten Zylinders 5 in direktem Kontakt mit diesem im Abstand a zur Haube 7 geführt. Die Führung der Kettfäden erfolgt hier im direkten Kontakt mit der vom Außenumfang beschreibbaren Oberfläche 12 des Zylinders 5. Dabei werden die Kettfäden gleichzeitig über den beheizbaren Zylinder 5 direkt und mittels über die Haube 7 ausgebrachten Trockenmediums getrocknet. Die Anordnung Zylinder 5 und Haube 7 beschreibt dabei einen ersten Trocknungsabschnitt I. Nach Durchlaufen dessen schließt sich hier ein zweiter Trocknungsabschnitt II an, in welchem die Kettfäden im Anschluss gleichzeitig über den beheizbaren Zylinder 6 direkt und mittels über die Haube 8 ausgebrachten Trockenmediums getrocknet werden. Dazu werden die Kettfäden im direkten Kontakt mit der vom Außenumfang des Zylinders 6 gebildeten Oberfläche 13 im Abstand a zur Haube 8 geführt.
Die einzelne Haube 7, 8 weist dazu jeweils einen um den Umfang des jeweiligen Zylinders 5 und 6 und damit die Oberflächen 12 und 13 beabstandet geführten und entsprechend gewölbten perforierten Innenmantel, vorzugsweise Lochblechinnenmantel 14 und 15 auf. Während der Führung um die Oberfläche der mit Dampf beheizbaren Zylinder 5 und 6 wird bzw. werden die Kettfäden über die Breitenrichtung der Textilbehandlungsmaschine 1 mit Trocknungsmedium, vorzugsweise Trocknungsgas beaufschlagt.
Die Beaufschlagung mit Trocknungsmedium erfolgt als Funktion der Geometrie, Auslegung und/oder Anordnung der durch die Perforierung des Innenmantels der einzelnen Haube 7, 8 beschreibbaren Auslassöffnungen für das Trocknungsmedium und der Betriebsparameter des Trocknungsmediums.
Um eine schonende Trocknung zu gewährleisten, wird die Trocknungsvorrichtung 2 der Textilbehandlungsmaschine 1 mit den nachfolgend genannten Parametern ausgelegt und Betriebsparametern betrieben:
Der Durchmesser der Zylinder 5, 6 beträgt im Bereich von jeweils einschließlich 0,8 m bis 2,5 m, bevorzugt jeweils einschließlich 1 m bis 2 m.
Die Beheizung der Zylinder 5, 6 erfolgt durch Dampf, wobei dieser vorzugsweise mit einem Druck unter 5 bar in die Zylinder 5, 6 einbringbar ist.
Der Abstand des Lochblechinnenmantels 14 zur Oberfläche 12 bzw. 15 zur Oberfläche 13 ist mit a bezeichnet und beträgt im Bereich von 15 mm bis 25 mm.
Das durch die Perforierung der Hauben 7, 8 im Umschlingungsbereich wirkende Trocknungsmedium wird mit Temperaturen im Bereich von jeweils einschließlich 100°C bis 200°C, vorzugsweise jeweils einschließlich 150°C bis 200°C, aufgebracht. Dazu ist der einzelnen Haube 7 bzw. 8 ein Trockenmedium-Versorgungssystem zugeordnet, welches hier nur schematisiert vereinfacht als Box dargestellt ist und mit 16 bezeichnet ist. Dabei ist vorzugsweise beiden Hauben 7 und 8 ein gemeinsames Trockenmedium-Versorgungssystem 16 zugeordnet. Andere Ausführungen, d. h. mit eigenem Versorgungssystem sind ebenfalls denkbar.
Die Hauben 7 und 8 sind im dargestellten Fall als integrale Baueinheit ausgeführt. Jede der Hauben weist zumindest einen Abluftkanal 17, 18 auf und beide Hauben 7, 8 weisen im dargestellten Fall einen gemeinsamen Zufuhrkanal 19 auf, welcher über das gemeinsame Trockenmedium-Versorgungssystem 16 mit Trocknungsmedium versorgt wird.
Nach Durchlaufen der Trocknungsvorrichtung 2 können innerhalb der Textilbehandlungsmaschine 1 weitere, die Kettfäden oder textilen Gewebe behandelnde und/oder ordnende Einrichtungen 20 vorgesehen sein, beispielsweise eine Baumeinrichtung zum genauen Richten der geschlichteten Kettfäden vor dem eigentlichen Webvorgang.
Die Ausführung in 1 ist ein Beispiel für linienförmige textile Gebilde 3. Derartige Ausführungen sind in der Regel einer Textilherstellungsmaschine 22, insbesondere Web- oder Wirkmaschine unmittelbar vorgeordnet. Diese Anordnung ist schematisiert vereinfacht in 3a wiedergegeben. Die Anordnung erfolgt vorzugsweise online.
Gemäß einem zweiten Lösungsansatz ist es jedoch auch denkbar, die Textilbehandlungsmaschine 1 für die Behandlung flächiger textiler Gebilde 4 auszuführen. Dies betrifft insbesondere das Entfernen der Schlichte nach dem Herstellungsprozess eines flächigen Gebildes 4, insbesondere nach dem Weben. Die Ausführung der Trocknungsvorrichtung 1 mit kombinierter Kontakt- und Impingementtrocknung im gleichen Führungsabschnitt kann beispielhaft wie in 1 dargestellt erfolgen. Anstatt des Schlichtebades 10 ist jedoch der Trocknungsvorrichtung 2 beispielsweise eine Waschanlage 21 für flächige textile Gebilde, wie Gewebe, Gewirke oder Gelege vorgeordnet. Eine derartige Ausführung ist beispielhaft in 2 wiedergegeben. Dabei kann das flächige Gebilde 4 beispielsweise nach vorheriger Lagerung von einer Rolle abgewickelt und der Textilbehandlungsmaschine 1 zugeführt werden. In diesem Fall ist die Textilbehandlungsmaschine 1 einer Textilherstellungsmaschine 22 wie in 3b dargestellt, offline, d. h. räumlich getrennt nachgeordnet. Denkbar ist es auch, die Schlichte unmittelbar im Anschluss an den Herstellungsprozess des flächigen Gebildes 4 zu entfernen. In diesem Fall erfolgt die Anordnung der Textilbehandlungsmaschine 1 vorzugsweise unmittelbar der Textilherstellungsmaschine 22 nachgeordnet, d. h. online, wie in 3c wiedergegeben.
Die 4 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine mögliche Ausführung einer Trocknungsvorrichtung 2 in einer Textilbehandlungsmaschine 1. Die Trocknungsvorrichtung 2 weist hier beispielhaft nur einen mit Dampf beheizbaren Zylinder 5 auf, der von einer Haube 7 umschlossen wird. Dargestellt ist hier das Trockenmedium-Versorgungssystem 16, welches an die Haube angekoppelt ist. Dieses umfasst beispielsweise ein Gebläse 24 sowie einen diesem nachgeordneten Wärmetauscher 23 zur Erwärmung des Trocknungsmediums. Der Wärmetauscher 23 ist dazu beispielsweise als Luft-/Abwärmetauscher ausgeführt, wodurch insbesondere Frischluft effizient erwärmt werden kann. Ferner dargestellt sind hier die textile Struktur, insbesondere das flächige textile Gebilde 4 oder die linienförmigen textilen Gebilde 3, die um den Zylinder 5 zwischen der Oberfläche 12 und der Haube 7 geführt werden. Der Abluftabzug erfolgt über Abluftkanäle 17, die mit einem hier nicht dargestellten Abluft-Abzugssystem, insbesondere einer die Abluft verwertenden Einrichtung oder der Umgebung koppelbar sind.
Die 5 verdeutlicht eine vorteilhafte Weiterentwicklung einer Trocknungsvorrichtung 2 einer Textilbehandlungsmaschine 1. Bei dieser Ausführung erfolgt die Führung der zu trocknenden textilen Strukturen, insbesondere der linienförmigen Gebilde 3 oder flächigen Gebilde 4 über eine Mehrzahl, vorzugsweise zumindest zwei dampfbeheizbare Zylinder 5, 6, die jeweils von einer diese in Umfangsrichtung, vorzugsweise in einem Winkel ≥ 180° umschließenden Haube 7, 8 mit Trocknungsmedium beaufschlagt werden. Dargestellt sind hier in besonders vorteilhafter Ausbildung das Trockenmedium-Versorgungssystem 16, welches mit dem Abluft-Abzugssystem 25 unter Ausbildung eines Kreislaufes 26 und damit eines Umluftsystems koppelbar ist, wobei optional Mittel 27 zur zumindest teilweisen oder vollständigen Entkopplung. einer Trockenmediumquelle 28 und/oder der Umgebung oder einer Abluft verwertenden Einrichtung von diesem vorgesehen sind.
Dabei ist auch hier in besonders vorteilhafter Weise beiden Hauben 7 und 8 ein gemeinsames Trockenmedium-Versorgungssystem 16 zugeordnet. Als Trockenmediumquelle 28 fungiert neben der Abluft hier eine Einrichtung zur Frischluftansaugung, die mit den einzelnen Hauben 7 und 8 über entsprechende Einrichtungen verbunden sind. Im dargestellten Fall ist hier ein Klappensystem 29 vorgesehen, welches die Frischluftzufuhr optional mit dem Kreislauf 26 verbindet und damit die Kopplung mit den einzelnen Zufuhrkanälen 19.1, 19.2 zu den einzelnen Hauben 7, 8 teilweise oder vollständig ermöglicht. Das Klappensystem 29 dient dabei in Abhängigkeit des genutzten Trockenmediums beziehungsweise der anteilsmäßigen Zusammensetzung aus Ab- und Frischluft der teilweisen Freigabe für Frischluft. Das den Hauben 7, 8 zuzuführende Trocknungsmedium wird über ein Gebläse 24 angesaugt und ausgeblasen und zumindest einem Wärmetauscher 23 den entsprechenden Zufuhrkanälen 19.1, 19.2 zugeführt.
Zur Kopplung des Abluft-Abzugssystems 25 mit dem Trockenmedium-Versorgungssystem 16 wird das die Haube beaufschlagende Trockenmedium über entsprechende Abluftkanäle 17, 18 abgezogen und im Kreislauf 26 den Zuführkanälen 19.1, 19.2 wieder zugeführt. Dazu ist das Abluft-Abzugssystem 25 mit den Zufuhrkanälen 19.1, 19.2 wenigstens mittelbar gekoppelt und über entsprechende Steuer- und Regeleinrichtungen, hier in Form eines Klappensystems 30 steuer- und/oder regelbar.
Anstatt der Frischluftzufuhr kann auch eine andere Einrichtung zur Zufuhr von anderem Trocknungsgas vorgesehen sein.
Der Anteil nicht im Kreislauf 26 verbleibender Abluft wird über ein Gebläse 31 ausgeblasen.
Wie bereits ausgeführt, kann die Textilbehandlungsmaschine in einer Textilherstellungsmaschine online – ja nach Anwendungsfall vor oder nachgeordnet sein oder offline als separate Maschine räumlich und funktional getrennt von dieser.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die Ausführung in den 1 bis 5 beschränkt. Vorteilhafte Weiterentwicklungen, die gleiche Erfindung, insbesondere die vereinfachte Ausführung der Trocknungsvorrichtung im Hochleistungsbereich betreffend, sind beinhaltet.
Bezugszeichenliste

1: Textilbehandlungsmaschine
2: Trocknungsvorrichtung
3: linienförmiges textiles Gebilde, beispielsweise Kettfaden
4: flächiges textiles Gebilde, beispielsweise Gewebe
5: Zylinder
6: Zylinder
7: Haube
8: Haube
9: Einrichtung
10: Schlichtebad
11: Kettbaumablaufgestell
12: Oberfläche
13: Oberfläche
14: Lochblechinnenmantel
15: Lochblechinnenmantel
16: Trockenmedium-Versorgungssystem
17: Abluftkanal
18: Abluftkanal
19, 19.1, 19.2: Zufuhrkanal
20: Einrichtung
21: Waschanlage
22: Textilherstellungsmaschine, Webmaschine
23: Wärmetauscher
24: Gebläse
25: Abluft-Abzugssystem
26: Kreislauf
27: Mittel
28: Trockenmediumquelle
29: Klappensystem
30: Klappensystem
31: Gebläse
I, II: Trocknungsabschnitt
a: Abstand
α: Winkel
MD: Maschinenrichtung
CD: Maschinenquerrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1914231 A [0004]
EP 0237033 B1 [0005]
CH 363958 A [0006]
US 4025993 [0007]
DE 10100330 B4 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 60000 [0016]

Claims

Textilbehandlungsmaschine (1), insbesondere zur kontinuierlichen Behandlung von textilen Strukturen in Form von linienförmigen oder flächigen textilen Gebilden (3, 4), umfassend mindestens eine Trocknungsvorrichtung (2) zum Trocknen der textilen Struktur mit zumindest einer Kontakttrockeneinrichtung und/oder einer Impingementtrockeneinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorrichtung (2) zumindest einen drehbaren beheizbaren Zylinder (5, 6) mit einer die textile Struktur direkt kontaktierenden Oberfläche (12, 13) und eine diesem zugeordnete Haube (7, 8) umfasst, die derart ausgeführt und angeordnet ist, geeignet zu sein, ein Trockenmedium auf die textile Struktur zu blasen, wobei die zumindest eine Haube (7, 8) den zumindest einen Zylinder (5, 6) in Umfangsrichtung in einem Abstand (a) zur Oberfläche (12, 13) in einem Winkel (α) unter Ausbildung eines Trocknungsabschnittes (I, II) umschlingt.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (7, 8) den zumindest einen Zylinder (5, 6) in einem Winkel (α) von mindestens 180°, vorzugsweise ≥ 220°, besonders bevorzugt ≥ 265° umschlingt.
Textilbehandlungsmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (7, 8) einen durchgehenden zur Oberfläche (12, 13) des Zylinders (5, 6) gerichteten und eine Perforation aufweisenden Innenmantel (14, 15), insbesondere Lochblechinnenmantel aufweist.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung, Geometrie und Auslegung der Perforation des Innenmantels (14, 15) der Haube (7, 8) als Funktion eines Soll-Trocknungsprofils innerhalb des Trocknungsabschnittes (I, II) festgelegt ist.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) des Innenmantels (14, 15) von der Oberfläche (12, 13) des Zylinders (5, 6) im Umschlingungsbereich im Bereich von einschließlich 15 mm bis 25 mm beträgt.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (7, 8) in Führungsrichtung der textilen Struktur zumindest zwei oder mehrere Zylinder (5, 6) umschlingt.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haube (7, 8) jeweils ein oder einer Mehrzahl von Hauben (7, 8) gemeinsam ein Trockenmedium-Versorgungssystem (16) zugeordnet ist, umfassend zumindest eine mit einer Trockenmediumquelle (28) koppelbaren Zufuhrleitung (19, 19.1, 19.2), in welcher zumindest eine Heizeinrichtung oder ein Wärmetauscher (23) angeordnet ist.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Haube (7, 8) ein oder einer Mehrzahl von Hauben (7, 8) gemeinsam ein Abluft-Abzugssystem (25) zur Kopplung mit der Umgebung oder einer Abluft verwertenden Einrichtung zugeordnet ist und dass das einzelne Trockenmedium-Versorgungssystem (16) mit dem Abluft-Abzugssystem (25) unter Ausbildung eines Kreislaufes (26) koppelbar ist, wobei optional Mittel (27) zur zumindest teilweisen oder vollständigen Entkopplung der Trockenmediumquelle (28) und/oder der Umgebung oder einer Abluft verwertenden Einrichtung von diesem vorgesehen sind.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (7, 8) mit einem Trockenmedium mit Temperaturen im Bereich von jeweils einschließlich 100°C bis 200°C, vorzugsweise jeweils einschließlich 150°C bis 200°C betreibbar ist.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der beheizbare Zylinder (5, 6) einen Durchmesser im Bereich von einschließlich 0,8 m bis 2,5 m, besonders bevorzugt 1 m bis 2 m aufweist.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (5, 6) mit Dampf beheizbar ist und derart aufgebaut und ausgelegt ist, dass der diesen beaufschlagende Dampf mit einem Druck im Bereich von einschließlich 3,5 bar bis 5 bar anlegbar ist.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Behandlung linienförmiger textiler Gebilde (3), insbesondere Kettfäden ausgebildet ist und der Trocknungsvorrichtung (2) im Führungsweg der textilen Struktur eine Schlichteeinrichtung (9, 10) für die linienförmigen textilen Gebilde (3) vorgeordnet ist.
Textilbehandlungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Behandlung flächiger textiler Gebilde (4), insbesondere Gewebe, Gewirke oder Gestricke ausgebildet ist und der Trocknungsvorrichtung (2) im Führungsweg der textilen Struktur eine Wascheinrichtung (21) für das flächige textile Gebilde (4) vorgeordnet ist.
Verfahren zum Trocknen textiler Strukturen in einer Textilbehandlungsmaschine (1) mit einer Trocknungsvorrichtung (2), bei welchem die textile Struktur nach einer Vorbehandlung, insbesondere einer Vorbehandlung mit zumindest einem Fluid kontakt- und/oder einer impingementgetrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Struktur gleichzeitig kontakt- und impingementgetrocknet wird, wobei diese über einen beheizbaren Zylinder geführt wird und mit Trockenmedium aus einer diese in einem Winkel (α), insbesondere von mindestens 180°, vorzugsweise ≥ 220°, besonders bevorzugt ≥ 265 umschließenden Haube (7, 8) beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Trockenmedium mit Temperaturen im Bereich von jeweils einschließlich 100°C bis 200°C, vorzugsweise 150°C bis 200°C auf die textile Struktur geblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft der Haube (7, 8) in einem Kreislauf (26), insbesondere Umluftsystem mit optionaler Kopplung an eine externe Trockenmediumquelle (18) geführt wird, wobei vor dem Eintritt in die Haube (7, 8) die Abluft als Trockenmedium direkt oder indirekt erwärmt wird.