DE102021201876A1 - Textile treatment apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur Dosierung einer schüttfähigen Substanz zu einer wässrigen Behandlungsflotte für die Behandlung eines textilen Substrats. Die Vorrichtung umfasst einen Vorratsbehälter (102) für die Substanz, eine Mischeinheit (104), die einen Zulauf (106) und einen Ablauf (108) für die Behandlungsflotte und eine Einstreuöffnung (188) für die Substanz aufweist, wobei der Zulauf (106) und der Ablauf (108) der Mischeinheit (104) mit einem Nassbehandlungsbehälter einer Textilbehandlungsanlage verbindbar sind, ein mit dem Vorratsbehälter (102) verbundenes, geregeltes Fördersystem (114) zum Transportieren der Substanz von dem Vorratsbehälter (102) zur Einstreuöffnung (188), und eine mit dem Fördersystem (114) verbundene Steuereinheit, die eingerichtet ist ein Steuersignal an das Fördersystem (114) auszugeben. Die Erfindung betrifft ferner eine Textilbehandlungsanlage mit einer solchen Vorrichtung (100), die Verwendung der Vorrichtung (100) und ein Textilbehandlungsverfahren, bei dem wenigstens eine schüttfähige Substanz zu einer in einem Kreislauf einer Textilbehandlungsanlage zirkulierenden wässrigen Behandlungsflotte für die Behandlung eines textilen Substrats geregelt hinzudosiert wird.The invention relates to a device (100) for dosing a pourable substance into an aqueous treatment liquor for treating a textile substrate. The device comprises a storage container (102) for the substance, a mixing unit (104) which has an inlet (106) and an outlet (108) for the treatment liquor and a sprinkling opening (188) for the substance, the inlet (106) and the outlet (108) of the mixing unit (104) can be connected to a wet treatment tank of a textile treatment plant, a regulated conveyor system (114) connected to the storage tank (102) for transporting the substance from the storage tank (102) to the litter opening (188), and a control unit which is connected to the conveyor system (114) and is set up to output a control signal to the conveyor system (114). The invention also relates to a textile treatment plant with such a device (100), the use of the device (100) and a textile treatment method in which at least one pourable substance is metered in a controlled manner into an aqueous treatment liquor circulating in a circuit of a textile treatment plant for the treatment of a textile substrate .
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dosierung einer Substanz zu einer wässrigen Behandlungsflotte für die Behandlung, insbesondere Färbung, eines textilen Substrats.The invention relates to a device for metering a substance into an aqueous treatment liquor for the treatment, in particular dyeing, of a textile substrate.
Zum Färben von cellulosischen Textilien werden bekanntlich verschiedene Farbstoffsysteme verwendet, wie beispielsweise Reaktivfarbstoff, Direktfarbstoff oder Küpenfarbstoff. Cellulose existiert in Textilien in unterschiedlicher Form. Beispielhaft sei an dieser Stelle Baumwolle, Leinen, Jute, Viskose, Cupro oder dergleichen genannt.It is known that various dye systems are used for dyeing cellulosic textiles, such as reactive dyes, direct dyes or vat dyes. Cellulose exists in textiles in different forms. Cotton, linen, jute, viscose, cupro or the like may be mentioned here as an example.
Bei allen herkömmlichen Färbeprozessen, mit welchen cellulosische Textilien und deren Mischungen veredelt werden, wird Salz, insbesondere in Form von Natriumchlorid oder Natriumsulfat, zugegeben, um das Konzentrationsverhältnis in der Färbeflotte gezielt zu verschieben und dadurch die Auszugsrate des Farbstoffes auf das Textil zu erhöhen und kontrolliert zu steuern. Die gängigste Farbstoffklasse für cellulosische Textilien ist heutzutage Reaktivfarbstoff.Salt, especially in the form of sodium chloride or sodium sulphate, is added to all conventional dyeing processes used to finish cellulosic textiles and mixtures thereof in order to shift the concentration ratio in the dye liquor in a targeted manner and thereby increase and control the extraction rate of the dye onto the textile to control. The most common class of dyes for cellulosic textiles today is reactive dyes.
Farbstoffe dieser Farbstoffklasse benötigen nach dem Auszug aus dem Färbebad auf das Textil eine durch Temperatur und pH-Wert-Änderung kontrollierbare Fixierung auf dem bzw. chemische Reaktion mit dem Textilgut. Die pH-Wertverändernden Chemikalien sind in der Regel Natriumcarbonat und Natriumhydroxid. Oft werden diese Chemikalien nur zum Einstellen des entsprechenden pH-Wertes verwendet. Manche Färberezepturen beinhalten pH-Puffer, welche dafür sorgen, dass der gewünschte pH-Wert auch stabil aufrecht gehalten wird. After leaving the dyebath on the textile, dyes in this class of dyes need to be fixed on the textile or chemically react with the textile, which can be controlled by changing the temperature and pH value. The pH changing chemicals are typically sodium carbonate and sodium hydroxide. Often these chemicals are only used to adjust the appropriate pH. Some dyeing recipes contain pH buffers, which ensure that the desired pH value is maintained in a stable manner.
Als Behandlungsflotte wird hierin die zum jeweiligen Zeitpunkt in der Färbeanlage befindliche Flüssigkeit zur Behandlung des textilen Substrats bezeichnet. Der Begriff schließt folglich zu Beginn der Behandlung Reinwasser und nach dem Zudosieren und Lösen aller Bestandteile die fertige Färbelösung ein.The liquid for treating the textile substrate that is present in the dyeing installation at the respective point in time is referred to here as the treatment liquor. The term therefore includes pure water at the beginning of the treatment and the finished dyeing solution after all components have been added and dissolved.
Als textiles Substrat kommen insbesondere fadenförmige, bandförmige oder flächige Substrate endlicher Länge und in Form eines „endlosen“ Warenbandstranges oder eines Warenbandwicklels in Betracht. Dazu gehören lose Fasern, Textilien auf Garnspulen, Hanks und sonstige textile Produkte jeglicher Aufmachungsform, in denen cellulosische Textilien vorhanden sein können.In particular, thread-like, tape-like or flat substrates of finite length and in the form of an "endless" strand of tape or a coil of tape come into consideration as a textile substrate. This includes loose fibres, textiles on spools, hanks and other textile products of any presentation in which cellulosic textiles may be present.
Im Folgenden wird der an sich bekannte Färbeprozess, beginnend mit der textilen Rohware beschrieben. Der gesamte Färbeprozess teilt sich im Wesentlichen in drei Schritte ein: Vorbehandlung, die eigentliche Färbung und die Nachbehandlung. Insbesondere die Vorbehandlung kann auch völlig losgelöst von der eigentlichen Färbung, zum Beispiel in einer anderen Anlage, ausgeführt werden.The dyeing process, which is known per se, is described below, beginning with the textile raw material. The entire dyeing process is essentially divided into three steps: pre-treatment, the actual dyeing and post-treatment. In particular, the pre-treatment can also be carried out completely separately from the actual coloring, for example in a different system.
Vorbehandlungpretreatment
Die cellulosische textile Rohware ist mit natürlichen Wachsen überzogen. Diese müssen in einem ersten alkalischen Vorbehandlungsschritt entfernt werden, um die Ware in die Lage zu versetzen, Wasser und dadurch Farbstoff aufzunehmen. Neben der optimierten Benetzbarkeit der Ware wird durch den Vorbehandlungsschritt die Cellulose angequollen, wodurch sie noch mehr Wasser aufnehmen kann. Die Vorbehandlung findet bei relativ hohen Temperaturen (85°C - 110°C) statt. Der alkalische pH-Wert wird durch die Zugabe von Natronlauge eingestellt. Die Wachse und Öle auf der Baumwoll-Rohware werden so verseift und als Tenside genutzt. Diese wirken im entstanden Seifbad emulgierend gegenüber den groben Verunreinigungen der Ware und ermöglichen einen verbesserten Reinigungseffekt. Mit Hilfe der Vorbehandlung werden die Nuancen in der Eigenfarbe und physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Chargen an Baumwolle so gut wie möglich vergleichmäßigt um reproduzierbare Färbeergebnisse zu ermöglichen. Zusätzlich wird die Ware vor allem zum Erzielen von hellen Farbtönen mit Hilfe von Wasserstoffperoxid gebleicht. Dadurch werden die natürlichen Farbstoffe der Baumwolle zerstört und die Ware erscheint dann weißer. Am Ende der Vorbehandlung muss der pH-Wert mit Hilfe einer Säure, meistens hochkonzentrierte, zum Beispiel 66%-ige Essigsäure, wieder neutralisiert werden. Außerdem muss das Bleichmittel entfernt werden. Diese ausgiebigen Spülprozesse sind notwendig, damit keine Chemikalien in den anschließenden Färbeprozess verschleppt werden.The cellulosic textile raw material is coated with natural wax. These have to be removed in a first alkaline pre-treatment step in order to enable the goods to absorb water and thus dyes. In addition to the optimized wettability of the goods, the pre-treatment step swells the cellulose, which means that it can absorb even more water. The pre-treatment takes place at relatively high temperatures (85°C - 110°C). The alkaline pH is adjusted by adding caustic soda. The waxes and oils on the cotton raw material are saponified and used as surfactants. In the resulting soap bath, these have an emulsifying effect on the coarse contamination of the goods and enable an improved cleaning effect. With the help of the pre-treatment, the nuances in the inherent color and physical properties of the different batches of cotton are evened out as much as possible in order to enable reproducible dyeing results. In addition, the goods are bleached with the help of hydrogen peroxide, primarily to achieve light shades of colour. This destroys the natural dyes in the cotton and the goods then appear whiter. At the end of the pre-treatment, the pH value must be neutralized again with the help of an acid, usually highly concentrated, for example 66% acetic acid. In addition, the bleach must be removed. These extensive rinsing processes are necessary so that no chemicals are carried over into the subsequent dyeing process.
Färbungcoloring
Die Färbung besteht ihrerseits aus zwei funktionalen Schritten, dem Farbstoffauszug oder auch Migration und der Fixierung. In konventionellen Prozessen in sogenannten Jet-Färbeanlagen findet die Färbung bei einem Flottenverhältnis von wenigstens 1:4, eher 1:5 bis 1:6 oder mehr statt, wobei als Flottenverhältnis das Verhältnis aus der Masse des zu behandelnden textilen Substrats in kg und dem Volumen der dafür benötigten Behandlungsflotte in L bezeichnet wird. Wie konventionell wird auch hierein ein Flottenverhältnis mit vergleichweise höherem Volumen der Behandlungsflotte, also Beispielsweise ein Flottenverhältnis von 1:6 im Vergleich zu einem Flottenverhältnis von 1:5, entgegen der nummerischen Notation, als das „höhere Flottenverhältnis“ bezeichnet. Abhängig von dem gewünschten Farbton und dessen Sättigung werden geeignete Mengen an Salzen (Natriumchlorid oder Natriumsulfat) in Gefäßen an der Anlage vorgehalten, und von dort in die Färbeanlage geführt. Das Salz wird dazu trocken oder angelöst zugeführt, um es besser transportfähig zu machen. Bei neueren Anlagen mit einer Trockenzuführung von Salz wird die benötigte Salzmenge in einem trichterförmigen Behälter vorgehalten, der, durch eine Rüttelbewegung angetrieben, vollständig in den Kreislauf der Behandlungsflotte entleert wird. Je höher die Sättigung des Farbtons sein soll, umso höher muss bei den konventionellen Färbeprozessen die Salzkonzentration während der Färbung sein. Das wird darauf zurückgeführt, dass eine Erhöhung der Konzentration der in Lösung befindlichen Elektrolyte in Form von Natriumionen zu einer Verbesserung des Farbstoffauszugs bei der Reaktivfärbung von cellulosischen Textilien führt. Nachdem die gewünschte Salzkonzentration erreicht ist, wird der vorgelöste Farbstoff über einen bestimmten ausgedehnten Zeitraum der Färbeflotte hinzudosiert. Alternativ zu dem vorstehend beschriebenen Prozess kann die Behandlungsflotte mit Salz und Farbstoff auch in einem Ansatzgefäß fertig vorgehalten und in der Färbeanlage zugeführt werden. Nachdem der Farbstoff dosiert bzw. die Behandlungsflotte als Ganzes zugeführt wurde, wird die Ware noch für einen bestimmten Zeitraum, der sogenannten Farbstoff-Migrationsphase, in der Färbeanlage rotiert, damit sich das Farbstoff-Salz-Gemisch gleichmäßig in der Ware verteilen kann.The coloring itself consists of two functional steps, the dye extraction or migration and the fixation. In conventional processes in so-called jet dyeing plants, the dyeing takes place at a liquor ratio of at least 1:4, rather 1:5 to 1:6 or more, the liquor ratio being the ratio of the mass of the textile substrate to be treated in kg and the volume of the treatment liquor required for this is denoted in L. As is conventional, a liquor ratio with a comparatively higher volume of treatment liquor, for example a liquor ratio of 1:6 compared to a liquor ratio of 1:5, is also referred to here, contrary to the numerical notation, as the "higher liquor ratio". Depending on the desired shade and its saturation, appropriate amounts of salts (sodium chloride or sodium sulfate) are kept in vessels at the plant, and from there into run the dyeing plant. The salt is added dry or dissolved to make it easier to transport. In newer plants with a dry supply of salt, the required amount of salt is kept in a funnel-shaped container which, driven by a shaking movement, is completely emptied into the circulation of the treatment liquor. The higher the saturation of the hue, the higher the salt concentration must be during dyeing in conventional dyeing processes. This is attributed to the fact that an increase in the concentration of the electrolytes in the form of sodium ions in the solution leads to an improvement in the dye extraction during the reactive dyeing of cellulosic textiles. After the desired salt concentration has been reached, the pre-dissolved dye is metered into the dye liquor over a certain extended period of time. As an alternative to the process described above, the treatment liquor with salt and dye can also be kept ready in a preparation vessel and fed into the dyeing plant. After the dye has been dosed or the treatment liquor has been fed in as a whole, the goods are rotated in the dyeing plant for a certain period of time, the so-called dye migration phase, so that the dye-salt mixture can be evenly distributed in the goods.
Nachdem der Farbstoff gleichmäßig an der Ware angelagert, die Migrationsphase also beendet ist, muss er dort fixiert werden. Bei Reaktivfarbstoffen geschieht dies durch eine chemische Reaktion des Farbstoffes mit den funktionellen Gruppen des cellulosischen Textils. Die Intensität bzw. Geschwindigkeit dieser chemischen Reaktion ist abhängig von dem Reaktiv-Farbstoff, den funktionellen Gruppen (Hydroxyl-Gruppen) des cellulosischen Textils, der Temperatur und dem alkalischen pH-Wert (pH-Wert > 7). Für die meisten Reaktivfärbesysteme wird während der Migrations- und Fixierphase ein isothermaler Temperaturverlauf gewählt. Die Alkalität der Färbeflotte wird durch das Dosieren von vorgelöstem Natriumkarbonat langsam von Neutral auf einen pH-Wert von ungefähr 11 eingestellt. Anschließend wird der Färbeflotte meist über eine zeitlich ausgedehnte Dosierphase flüssiges (33%-iges) Natriumhydroxid zugeführt. Hierdurch wird der pH-Wert langsam auf ungefähr 12,5 bis 13 erhöht. In diesem pH-Bereich liegt das Reaktionsoptimum der meisten Reaktivfarbstoffe. Das vorsichtige Erhöhen des pH-Wertes regelt die chemische Reaktion zwischen Farbstoff und funktioneller Gruppe des cellulosischen Textils, um eine gleichmäßig verteilte chemische Reaktion auf dem textilen Substrat und somit ein gleichmäßiges Färbebild sicherzustellen. Ein weiterer Grund für die Regelung der Reaktivität des Farbstoffs ist, dass Reaktivfarbstoff bei optimalen Rahmenbedingungen (Temperatur & pH-Wert) für die Fixierung zugleich mit den Löslichkeitsprodukten von Wasser reagiert (Wasser → Hydronium-Ionen + Hydroxyl-Ionen). Diesen Prozess nennt man Hydrolisierung des Farbstoffes. Die hydrolisierten Farbstoffmoleküle stehen nicht mehr für eine Reaktion mit den funktionellen Gruppen des cellulosischen Textils und damit für den Färbeprozess des Textils zur Verfügung. Die Hydrolyse-Reaktion kann durch langsames Steigern der pH-Wertes und kontrollierte Temperaturführung weitgehend minimiert werden.After the dye has settled evenly on the goods, i.e. the migration phase is over, it must be fixed there. With reactive dyes, this occurs through a chemical reaction of the dye with the functional groups of the cellulosic textile. The intensity and speed of this chemical reaction depends on the reactive dye, the functional groups (hydroxyl groups) of the cellulosic textile, the temperature and the alkaline pH value (pH value > 7). For most reactive dyeing systems, an isothermal temperature profile is chosen during the migration and fixation phase. The alkalinity of the dye liquor is slowly adjusted from neutral to a pH value of around 11 by metering in pre-dissolved sodium carbonate. Liquid (33%) sodium hydroxide is then added to the dyeing liquor, usually over an extended dosing phase. This slowly raises the pH to around 12.5 to 13. The reaction optimum of most reactive dyes lies in this pH range. The careful raising of the pH regulates the chemical reaction between the dye and the functional group of the cellulosic textile in order to ensure an evenly distributed chemical reaction on the textile substrate and thus an even dyeing pattern. Another reason for regulating the reactivity of the dye is that under optimal conditions (temperature & pH value) for the fixation, the reactive dye also reacts with the solubility products of water (water → hydronium ions + hydroxyl ions). This process is called hydrolyzation of the dye. The hydrolyzed dye molecules are no longer available for a reaction with the functional groups of the cellulosic textile and thus for the dyeing process of the textile. The hydrolysis reaction can be largely minimized by slowly increasing the pH value and controlling the temperature.
Nachbehandlungpost-treatment
Nach der Fixierung des Reaktivfarbstoffes müssen überschüssige und hydrolisierte Farbstoffreste, sowie das gelöste Salz entfernt werden. Die SalzKonzentration im Textil wird durch mehrfaches warmes Spülen des gefärbten Textils verringert. Die Menge an eingesetztem Salz bestimmt die Anzahl dieser Bäder und die dabei verwendeten Volumina an Wasser. Der Wasserverbrauch kann bei der nachfolgend erwähnten salzfreien Färbung reduziert werden. Sobald das Salz entfernt ist, wird die durch die Behandlung mit Natronlauge aus dem Färbeprozess alkalische textile Ware mit Hilfe einer Säure, meistens hochkonzentrierte, z.B. 66%-ige Essigsäure, wieder neutralisiert. Andernfalls würden die sich anschließenden heißen Seifbäder den vorher fixierten Farbstoff teilweise wieder entfernen und den Farbton verändern. Durch das heiße Seifen in pHneutralem Medium werden so nur nicht fixierte Farbstoff-Reste auf der Ware emulgiert und können abgelassen werden. Dieser Prozess ist hauptsächlich notwendig um anspruchsvolle Echtheiten (Waschechtheit, Schweißechtheit, Reibechtheit) zu erzielen und findet vor allem bei dunklen Farbtönen in mehrfacher Anwendung statt. Danach folgen noch mehrere, typischerweise 2 bis 3, warme Spülbäder um jeglichen emulgierten Farbstoffrest zu entfernen. Das letzte Spülbad der Nachbehandlung kann eine geringe Konzentration an Essigsäure und gegebenenfalls Weichmacher für einen angenehmen Griff des gefärbten Textils beinhalten.After the reactive dye has been fixed, excess and hydrolyzed dye residues and the dissolved salt must be removed. The salt concentration in the textile is reduced by repeatedly rinsing the dyed textile in warm water. The amount of salt used determines the number of these baths and the volumes of water used. Water consumption can be reduced with the salt-free dyeing mentioned below. As soon as the salt has been removed, the textile goods, which are alkaline from the treatment with caustic soda from the dyeing process, are neutralized again with the help of an acid, usually highly concentrated, e.g. 66% acetic acid. Otherwise, the subsequent hot soapy baths would partially remove the previously fixed dye and change the color tone. Due to the hot soaping in a pH-neutral medium, only unfixed dye residues are emulsified on the goods and can be drained off. This process is mainly necessary to achieve demanding fastnesses (fastness to washing, perspiration, rubbing) and takes place in multiple applications, especially with dark shades. This is followed by several, typically 2 to 3, warm rinsing baths to remove any emulsified dye residue. The last rinsing bath of the post-treatment can contain a low concentration of acetic acid and optionally softeners for a pleasant hand of the dyed textile.
Jüngere Entwicklungsarbeiten haben sich zum Ziel gesetzt, bei besonders geringem Flottenverhältnis, also mehr textilem Substrat im Verhältnis zur Behandlungsflotte als bisher, auf den Zusatz von Salz komplett zu verzichten. Beispielhaft wird auf die internationale Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, vor diesem Hintergrund eine Grundlage für eine umweltschonende und zugleich ökonomische Färbung im industriellen Maßstab zu schaffen.The object of the invention is against this background, a basis for an environmentally friendly and at the same time to create economic coloring on an industrial scale.
Die Aufgabe wird unter anderem gelöst durch eine Vorrichtung zur Dosierung einer schüttfähigen Substanz zu einer wässrigen Behandlungsflotte für die Behandlung, insbesondere Färbung, eines textilen Substrats, welche Vorrichtung einen Vorratsbehälter für die schüttfähige Substanz, eine Mischeinheit, die einen Zulauf und einen Ablauf für die wässrige Behandlungsflotte und eine Einstreuöffnung für die schüttfähige Substanz aufweist, wobei der Zulauf und der Ablauf der Mischeinheit mittelbar oder unmittelbar mit einem Nassbehandlungsbehälter einer Textilbehandlungsanlage verbindbar sind, ein mit dem Vorratsbehälter verbundenes, geregeltes Fördersystem zum Transportieren der schüttfähigen Substanz von dem Vorratsbehälter zur Einstreuöffnung und eine mit dem geregelten Fördersystem verbundene Steuereinheit, die eingerichtet ist ein Steuersignal an das regelbare Fördersystem auszugeben, aufweist.The object is achieved, among other things, by a device for metering a pourable substance into an aqueous treatment liquor for the treatment, in particular dyeing, of a textile substrate, which device has a storage container for the pourable substance, a mixing unit that has an inlet and an outlet for the aqueous treatment liquor and a sprinkling opening for the pourable substance, wherein the inlet and outlet of the mixing unit can be connected directly or indirectly to a wet treatment tank of a textile treatment plant, a regulated conveyor system connected to the storage tank for transporting the pourable substance from the storage tank to the sprinkling opening, and a the control unit which is connected to the regulated conveying system and which is set up to output a control signal to the regulatable conveying system.
Als „Nassbehandlungsbehälter“ wird im weitesten Sinne der Teil einer Textilbehandlungsanlage bezeichnet, in dem die Behandlungsflotte und das zu behandelnde textile Substrat zum Zweck der Behandlung zusammengebracht werden. Bei einer Färbebehandlung wird der Nassbehandlungsbehälter auch als „Färbekessel“ bezeichnet. Solche Behälter sind bekannt. Deren mechanische Einzelheiten werden daher hierin nicht erläutert.In the broadest sense, the “wet treatment tank” is the part of a textile treatment plant in which the treatment liquor and the textile substrate to be treated are brought together for the purpose of treatment. In a dyeing treatment, the wet treatment tank is also referred to as a "dyeing kettle". Such containers are known. Their mechanical details are therefore not explained here.
Während bei herkömmlichen Verfahren zwecks Fixierung des Farbstoffes auf dem Textil beispielsweise Natriumcarbonat in flüssiger Form, also vorgelöst zudosiert wurde, ermöglicht es die Erfindung das Natriumcarbonat mittels der mit dem Nassbehandlungsbehälter einer Textilbehandlungsanlage verbindbaren, also in den Kreislauf der Behandlungsflotte innerhalb der Färbemaschine eingebundenen, erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dosierung in schüttfähiger, beispielsweise granulärer oder pulveriger Form unmittelbar in die Behandlungs- oder Färbeflotte einzustreuen. Bei dieser hierin auch als „Trockendosierung“ bezeichneten Vorgehensweise ist ein Vorlösen außerhalb der Färbeflotte nicht mehr nötig, wodurch der Wasserverbrauch bei zumindest gleichbleibend genauer Dosierung reduziert werden kann.While in conventional methods sodium carbonate in liquid form, i.e. pre-dissolved, was metered in for the purpose of fixing the dye on the textile, the invention enables the sodium carbonate to be added by means of the device according to the invention which can be connected to the wet treatment tank of a textile treatment plant, i.e. is integrated into the circuit of the treatment liquor within the dyeing machine sprinkle directly into the treatment or dyeing liquor for dosing in pourable, for example granular or powder form. With this procedure, also referred to herein as “dry dosing”, pre-dissolving outside of the dye liquor is no longer necessary, which means that water consumption can be reduced while the exact dosing at least remains the same.
Es ist bekannt, dass gerade Natriumcarbonat hygroskopisch ist. Natriumkarbonat und hygroskopische Substanzen im Allgemeinen neigen daher bei Kontakt mit Feuchtigkeit zur Verklumpung. Da sie in diesem Zustand bereits Wasser enthalten, kann es auch sein, dass ein geringer Teil der Substanz an der Oberfläche angelöst ist. Weit überwiegend aber ist die Substanz noch im festen Aggregatszustand. Auch in diesem Zustand ist die Substanz im Sinne der Erfindung „schüttfähig“. Unter „schüttfähig“ werden allgemein also sowohl kohäsionslose als auch kohäsive Schüttgüter verstanden. Neben weitgehend ungelösten Substanzen schließt der Begriff „schüttfähig“ insbesondere auch pulverförmige oder granulare Substanzen ein. Hierin synonym verwendete Begriffe sind „fest“, „trocken“ und „in festem Aggregatszustand“. Man kann die Substanz in dieser Form auch als Schüttgut bezeichnen.It is well known that sodium carbonate is hygroscopic. Sodium carbonate and hygroscopic substances in general therefore tend to form lumps when in contact with moisture. Since they already contain water in this state, it is also possible that a small part of the substance is dissolved on the surface. However, for the most part, the substance is still in the solid state of aggregation. In this state, too, the substance is “pourable” within the meaning of the invention. “Pourable” is generally understood to mean both non-cohesive and cohesive bulk materials. In addition to largely undissolved substances, the term “pourable” also includes, in particular, powdery or granular substances. Terms used synonymously herein are "solid", "dry" and "in the solid state of aggregation". In this form, the substance can also be referred to as bulk material.
Gerade bei neuartigen oder zukünftigen Färbeverfahren von rein cellulosischen Textilien oder von textilen Fasermischungen mit einem cellulosischen Anteil, welche die Zugabe von Salz zu reduzieren helfen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in der beschriebenen Weise zur Trockendosierung des Natriumcarbonats eingesetzt werden, um den Wasserbedarf auf praktikable Weise zusätzlich zu reduzieren und zu einem geringeren Flottenverhältnis zu gelangen. Bei abnehmendem Wasseranteil, d. h. steigender Farbstoffkonzentration ist generell auf eine exakte Dosierbarkeit zu achten, welche gerade durch die Trockendosierung gewährleistet wird.Especially with new or future dyeing processes of purely cellulosic textiles or textile fiber mixtures with a cellulosic content, which help to reduce the addition of salt, the device according to the invention can be used in the manner described for dry dosing of the sodium carbonate in order to additionally reduce the water requirement in a practicable manner to reduce and to arrive at a lower liquor ratio. With decreasing water content, i. H. As the concentration of dye increases, care must generally be taken to ensure precise dosing, which is precisely ensured by the dry dosing.
Dies ist nur ein mögliches Anwendungsbeispiel, bei dem durch die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung Wasser eingespart werden kann. Die Vorrichtung kann insbesondere auch zur Nachrüstung herkömmlicher bzw. bestehender Färbemaschinen, also auch bei solchen, bei denen der Farbauszug unter Zugabe von Salz stattfindet, zur Wassereinsparung eingesetzt werden. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung auch für die Zugabe des Salzes selbst zur Behandlungsflotte verwendet werden, wodurch dann in diesem Prozessschritt auf ein Vorlösen verzichtet und damit der Wasserverbrauch gesenkt werden kann. Weiterhin ermöglicht die Vorrichtung auch Mischungen von Salz und Natriumcarbonat trocken zu dosieren.This is just one possible application example in which water can be saved by the dosing device according to the invention. The device can also be used in particular for retrofitting conventional or existing dyeing machines, ie also for those in which the dye extract takes place with the addition of salt, in order to save water. In particular, the dosing device according to the invention can also be used for adding the salt itself to the treatment liquor, as a result of which pre-dissolving can then be dispensed with in this process step and the water consumption can thus be reduced. Furthermore, the device also enables mixtures of salt and sodium carbonate to be dosed dry.
Auch wenn die Färbung vorstehend und in der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ein Hauptanwendungsfall der vorliegenden Erfindung darstellt, so ist deren Anwendung nicht darauf beschränkt. Die Erfindung kann in vielen anderen Bereichen der Textilveredelung zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann die Vorrichtung dazu genutzt werden, bei der Vorbehandlung Natronlauge in Form von Flakes als schüttfähige Substanz geregelt zudosiert werden.Even if coloring represents a main application of the present invention above and in the following description of preferred embodiments, its application is not limited thereto. The invention can be used in many other areas of textile finishing. For example, the device can be used for the controlled metering in of caustic soda in the form of flakes as a pourable substance during the pretreatment.
Ganz allgemein ist die erfindungsgemäße Vorrichtung daher nicht auf das Färben beschränkt, sondern kann zur Zuführung jeglicher schüttfähiger Chemikalien für die Behandlung oder Veredelung eines textilen Substrats genutzt werden, um Wasser einzusparen. Dabei stellt die erfindungsgemäße Trockendosierung aufgrund des kontrollierten Transports schüttfähiger Chemikalien reproduzierbare Dosierkurven sicher und ermöglicht hochqualitative, gleichmäßige und reproduzierbare Färbeergebnisse.In general, the device according to the invention is therefore not limited to dyeing, but can be used to supply any free-flowing chemicals for the treatment or finishing of a textile substrate in order to save water. The dry dosing according to the invention is reproducible due to the controlled transport of chemicals that can be poured dosing curves safely and enables high-quality, uniform and reproducible staining results.
Als regelbares Fördersystem kommen verschiedene mechanische oder pneumatische Zuführorgane, wie beispielsweise Unterdruckfördersysteme wie Venturi-Rohre in Betracht. In letzteren wird die flüssige Behandlungsflotte zur Erzeugung eines Unterdruckes durch eine Düsenanordnung geführt, wobei über ein Regelventil der Volumenstrom der Behandlungsflotte gesteuert wird. Der Volumenstrom der Behandlungsflotte beeinflusst den Druck in einem die Düsenanordnung umgebenden Volumen. Die trocken hinzudosierte Substanz wird dadurch in Abhängigkeit von der Einstellung des Regelventils mehr oder weniger stark aus einem mit dem Volumen in Verbindung stehenden Vorratsbehälter abgezogen, also geregelt hinzudosiert.Various mechanical or pneumatic feed elements, such as vacuum conveying systems such as venturi tubes, can be considered as the controllable conveying system. In the latter, the liquid treatment liquor is guided through a nozzle arrangement to generate a negative pressure, with the volume flow of the treatment liquor being controlled via a control valve. The volume flow of the treatment liquor influences the pressure in a volume surrounding the nozzle arrangement. Depending on the setting of the control valve, the substance that is added dry is drawn off to a greater or lesser extent from a storage container that is connected to the volume, ie it is added in a controlled manner.
Bevorzugt umfasst das Fördersystem eine Förderschnecke, die eingerichtet ist, die schüttfähige Substanz von dem Vorratsbehälter zur Einstreuöffnung zu transportieren. Die Förderschnecke ist Bestandteil eines mechanischen Fördersystems, welches besonders einfach und genau regelbar ist.The conveying system preferably comprises a conveying screw which is set up to transport the pourable substance from the storage container to the litter opening. The screw conveyor is part of a mechanical conveyor system, which is particularly easy and precisely controllable.
Das Fördersystem weist vorteilhafter Weise einen regelbaren, mit der Steuereinheit verbundenen Antrieb (beispielsweise für die Förderschnecke) auf. The conveying system advantageously has an adjustable drive (for example for the conveying screw) which is connected to the control unit.
Vorzugsweise umfasst der Vorratsbehälter oder das Fördersystem eine Messeinheit zur Bestimmung der in dem Vorratsbehälter enthaltenen oder aus diesem entnommenen Menge der schüttfähigen Substanz. In beiden Fällen lässt sich direkt oder indirekt die zudosierte Menge der schüttfähigen Substanz ermitteln. Insbesondere kann dies eine gravimetrische Messeinheit zur Erfassung der Masse oder eine volumetrische Messeinheit zur Erfassung des Volumens der entnommenen oder der in dem Vorratsbehälter enthaltenen Substanz sein. Eine volumetrische Messeinheit kann beispielsweise durch eine Ultraschall- oder Lasermesseinrichtung zur Bestimmung des Füllstands der Substanz in dem Vorratsbehälter oder des Durchflusses der Substanz durch das Fördersystem oder ein zugehöriges Verbindungsstück an einer dazu geeigneten Messstelle bereitgestellt werden.The storage container or the conveying system preferably comprises a measuring unit for determining the quantity of the pourable substance contained in the storage container or removed from it. In both cases, the metered quantity of the pourable substance can be determined directly or indirectly. In particular, this can be a gravimetric measuring unit for detecting the mass or a volumetric measuring unit for detecting the volume of the substance removed or contained in the storage container. A volumetric measuring unit can be provided, for example, by an ultrasonic or laser measuring device for determining the fill level of the substance in the reservoir or the flow of the substance through the conveyor system or an associated connector at a suitable measuring point.
Vorzugsweise ist die Messeinheit eine Wiegeeinheit, die eingerichtet ist, die Masse der in dem Vorratsbehälter enthaltenen schüttfähigen Substanz zu bestimmen. Hierbei handelt es sich um eine gravimetrische Messeinheit. Die Wiegeeinheit kann durch an dem Vorratsbehälter angeordnete Wiegezellen realisiert werden, die in Echtzeit die Gesamtmasse des Vorratsbehälters und daraus ableitbar die in einer bestimmten Zeiteinheit zur Mischeinheit geförderte Masse der schüttfähigen Substanz überwachen.The measuring unit is preferably a weighing unit which is set up to determine the mass of the pourable substance contained in the storage container. This is a gravimetric unit of measurement. The weighing unit can be implemented by weighing cells arranged on the storage container, which monitor the total mass of the storage container in real time and, derived from this, the mass of the pourable substance conveyed to the mixing unit in a specific unit of time.
Besonders bevorzugt ist die Messeinheit mit der Steuereinheit verbunden und eingerichtet, eine Messgröße, also die erfasste Menge (Masse oder Volumen) der entnommenen oder der enthaltenen schüttfähigen Substanz, als Regelgröße an die Steuereinheit auszugeben, und die Steuereinheit ist eingerichtet, das Steuersignal an das Fördersystem, insbesondere an den regelbaren Antrieb, in Abhängigkeit von der Messgröße zu variieren, beispielsweise um den Förderstrom im Bedarfsfall zu steigern oder zu drosseln.Particularly preferably, the measuring unit is connected to the control unit and set up to output a measured variable, i.e. the detected quantity (mass or volume) of the removed or pourable substance contained, as a control variable to the control unit, and the control unit is set up to transmit the control signal to the conveyor system , in particular to the controllable drive, to vary depending on the measured variable, for example to increase or throttle the flow rate if necessary.
Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit mit einer internen oder externen Speichereinrichtung und/oder mit einem Eingabeterminal vor Ort oder remote verbindbar oder verbunden und eingerichtet sein, von der Speichereinheit und/oder dem Eingabeterminal Parameter abzufragen, die beispielsweise in Form eines vorprogrammierten Dosierprofils (Mengen-Zeit-Diagramm) hinterlegt sind. Diese Parameter dienen als Sollwerte und können zusammen mit der von der Messeinheit ausgegebenen Mess- oder Regelgröße zu Steuersignalen für den regelbaren Antrieb verarbeitet werden.For this purpose, the control unit can be connected to an internal or external memory device and/or to an input terminal on site or remotely, or it can be connected and set up to request parameters from the memory unit and/or the input terminal, which can, for example, be in the form of a preprogrammed dosing profile (quantity Time diagram) are stored. These parameters serve as setpoints and can be processed together with the measured or controlled variable output by the measuring unit to form control signals for the controllable drive.
Wenn in dem vorstehend geschilderten Beispiel die Messung oder Überwachung durch die Wiegezellen ergibt, dass die Förderraten von einem Sollwert abweichen, kann die Steuereinheit die Frequenz der Förderschnecke während der Dosierung anpassen, bis die Dosierung wieder im Soll liegt.If, in the example described above, the measurement or monitoring by the weighing cells shows that the feed rates deviate from a target value, the control unit can adjust the frequency of the feed screw during dosing until the dosing is back to target.
Die angestrebte geringe Wassermenge führt zu einer höheren Konzentration der Zusätze (Farbstoffe, Salze, Natriumcarbonat, Natriumhydroxid) in der Behandlungsflotte. Die Erfindung trägt der Feststellung Rechnung, dass bereits geringfügige Schwankungen der Konzentration der Zusätze sich im Färbeergebnis stärker bemerkbar machen als bei einem höheren Flottenverhältnis. Deshalb ist es gerade bei der Trockendosierung erforderlich die zudosierten Mengen in engen Grenzen zu halten, wofür die Messeinheit in Verbindung mit der Steuerung und dem Fördersystem die Grundlage schafft.The desired small amount of water leads to a higher concentration of additives (dyes, salts, sodium carbonate, sodium hydroxide) in the treatment liquor. The invention takes account of the finding that even slight fluctuations in the concentration of the additives are more noticeable in the dyeing result than with a higher liquor ratio. It is therefore necessary, especially with dry dosing, to keep the dosed quantities within narrow limits, for which the measuring unit in connection with the control and the conveyor system creates the basis.
Alternative oder zusätzliche Parameter bzw. Regelgrößen neben der entnommenen Menge der pulverförmigen oder granulären Substanz und einem Dosierprofil können beispielweise Füllstände der Behandlungsflotte oder die Leitfähigkeit der Behandlungsflotte sein, die innerhalb der Vorrichtung oder an anderer Stelle in der Textilbehandlungsanlage, d. h. außerhalb der Vorrichtung ermittelt und von dort der Steuereinheit zugeführt werden. Beispielsweise kann der Füllstand der Behandlungsflotte unmittelbar im Nassbehandlungsbehälter der Textilbehandlungsanlage gemessen werden oder die Leitfähigkeit der Behandlungsflotte im Hauptkreislauf des Nassbehandlungsbehälters. Auch in Betracht kommen die Dosierdauer, die Gesamtdosiermenge, physikalische oder chemische Eigenschaften der Behandlungsflotte (z. B. Leitfähigkeit) und die jeweiligen Sollwerte und dergleichen.Alternative or additional parameters or control variables in addition to the amount of powdered or granular substance removed and a metering profile can be, for example, fill levels of the treatment liquor or the conductivity of the treatment liquor, which is determined inside the device or elsewhere in the textile treatment system, i.e. outside the device, and by there to be fed to the control unit. For example, the level of the treatment liquor directly in the wet treatment tank Textile treatment plant are measured or the conductivity of the treatment liquor in the main circuit of the wet treatment tank. The dosing duration, the total dosing quantity, physical or chemical properties of the treatment liquor (e.g. conductivity) and the respective target values and the like also come into consideration.
Ebenfalls zur kontrollierten Dosierung trägt vorteilhaft bei, wenn der Vorratsbehälter ein Rührorgan umfasst, das eingerichtet ist, die in dem Vorratsbehälter enthaltene schüttfähige Substanz in Bewegung zu halten. Ein solches Rührorgan sorgt so dafür, dass sich gerade bei zur Verklumpung neigenden Substanzen keine Hohlräume in dem Vorratsbehälter ausbilden und die Füllstandshöhe in dem Vorratsbehälter vergleichmäßt wird und das Füllgut den Boden des Vorratsbehälters vollständig bedeckt. Zudem weist das Rührorgan vorzugsweise eine Geometrie auf, die einen Transport der Substanz innerhalb des Vorratsbehälters hin zu einer mit dem Fördersystem verbundenen Auslassöffnung begünstigt. Das Rührorgan stellt durch diese Maßnahmen insgesamt auch bei wenig rieselfähigem Füllgut einen kontinuierlichen Austrag aus dem Vorratsbehälter sicher.Another advantageous contribution to controlled dosing is if the storage container comprises a stirring element which is set up to keep the pourable substance contained in the storage container in motion. Such a stirring element ensures that no cavities form in the storage container, especially with substances that tend to clump together, and that the fill level in the storage container is equalized and the filling material completely covers the bottom of the storage container. In addition, the stirring element preferably has a geometry that promotes transport of the substance within the storage container to an outlet opening connected to the conveyor system. As a result of these measures, the stirring element ensures a continuous discharge from the reservoir overall, even when the filling material is not very free-flowing.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Mischeinheit einen Vorlösebehälter mit einem Einlass für die Behandlungsflotte, wobei der Einlass mit dem Zulauf fluidisch verbindbar ist und derart in den Vorlösebehälter mündet, dass die über den Einlass eingebrachte Behandlungsflotte in dem Vorlösebehälter zirkuliert. Dies lässt sich beispielsweise durch einen Vorlösebehälter mit runder Innenkontur realisieren, wobei der Einlass möglichst tangential zu der Innenkontur mündet. Alternativ zu einem Vorlösebehälter mit tangentialem Einlass kann auch ein Vorlösebehälter mit Magnetrührer vorgesehen sein, um ein Zirkulieren der Behandlungsflotte zu erzeugen.According to an advantageous development of the invention, the mixing unit comprises a pre-dissolving tank with an inlet for the treatment liquor, the inlet being fluidically connectable to the inlet and opening into the pre-dissolving tank in such a way that the treatment liquor introduced via the inlet circulates in the pre-dissolving tank. This can be achieved, for example, by a pre-dissolving tank with a round inner contour, with the inlet opening out as tangentially as possible to the inner contour. As an alternative to a pre-dissolving tank with a tangential inlet, a pre-dissolving tank with a magnetic stirrer can also be provided in order to circulate the treatment liquor.
Bevorzugt ist die Einstreuöffnung über einem Abschnitt der in dem Vorlösebehälter zirkulierenden Behandlungsflotte angeordnet. Die zu dosierende schüttfähige Substanz wird mit Hilfe des Fördersystems aus dem Vorratsbehälter zur Einstreuöffnung transportiert und fällt von dieser schwerkraftgetrieben in die im Vorlösebehälter zirkulierende Färbeflotte. Aufgrund der Bewegung der Färbeflotte wirken Scherkräfte, die schnell für eine homogene Verteilung der festen Substanz sorgen. Vorzugsweise befinden sich in der Einstreuöffnung ein oder mehrere Siebe, die insbesondere bei pulverförmigen Substanzen einer durch die Förderung begünstigten Agglomeratbildung oder Verklumpung entgegenwirken.The sprinkling opening is preferably arranged above a section of the treatment liquor circulating in the pre-dissolving tank. The pourable substance to be dosed is transported with the help of the conveyor system from the storage container to the sprinkling opening and, driven by gravity, falls from there into the dye liquor circulating in the pre-dissolving container. Due to the movement of the dye liquor, shearing forces act, which quickly ensure a homogeneous distribution of the solid substance. There are preferably one or more sieves in the sprinkling opening, which, particularly in the case of powdered substances, counteract the formation of agglomerates or clumping that is favored by the conveyance.
Weiterhin bevorzugt weist der Vorlösebehälter einen bodenseitigen Ablauf und die Mischeinheit unterhalb des Vorlösebehälters eine Injektionseinheit auf, die mit dem Ablauf des Vorlösebehälters fluidisch verbunden ist. Besonders bevorzugt ist der Boden des Vorlösebehälters zum Ablauf hin trichterförmig verjüngt ausgestaltet. Dies stellt sicher, dass die Behandlungsflotte mit der zudosierten festen Substanz weitgehend rückstandsfrei aus dem Vorlösebehälter in die Injektionseinheit abläuft. Da die in Frage kommenden festen Substanzen sich in der vergleichsweise kurzen Verweildauer in dem Vorlösebehälter meist nicht vollständig in der Behandlungsflotte auflösen, tritt durch den Ablauf eine Stoffmischung mit fester und flüssiger Phase aus.Furthermore, the pre-dissolving container preferably has a bottom outlet and the mixing unit below the pre-dissolving container has an injection unit which is fluidically connected to the outlet of the pre-dissolving container. Particularly preferably, the bottom of the pre-dissolving tank is designed to taper in a funnel shape towards the outlet. This ensures that the treatment liquor with the dosed solid substance drains from the pre-dissolving tank into the injection unit largely without residue. Since the solid substances in question usually do not dissolve completely in the treatment liquor during the comparatively short residence time in the pre-dissolving tank, a mixture of substances with a solid and liquid phase emerges through the outlet.
Vorteilhafter Weise weist die Injektionseinheit ein Abnahmevolumen auf, das mit dem Ablauf des Vorlösebehälters fluidisch verbunden ist, und in dem Abnahmevolumen ist eine mit dem Zulauf der Mischeinheit fluidisch verbindbare Injektordüse angeordnet, die eingerichtet ist, einen gerichteten Strom der Behandlungsflotte innerhalb des Abnahmevolumens zu erzeugen. Hierdurch wird nach dem Prinzip des Venturi-Rohres an der Austrittsöffnung der Injektordüse ein gegenüber dem Umgebungsdruck reduzierter hydrostatischer Druck erzeugt, durch den das aus dem Vorlösebehälter ablaufende Stoffgemisch angesaugt und mit dem Strom mitgerissen wird. Hierbei treten erneut Scherkräfte auf, die die Mischung weiter homogenisieren. Es handelt sich dadurch also um einen zweistufigen Mischvorgang.Advantageously, the injection unit has a draw-off volume that is fluidically connected to the outlet of the pre-dissolving tank, and in the draw-off volume is arranged an injector nozzle that can be fluidly connected to the inlet of the mixing unit and is set up to generate a directed flow of the treatment liquor within the draw-off volume. As a result, based on the principle of the Venturi tube, a hydrostatic pressure that is reduced compared to the ambient pressure is generated at the outlet opening of the injector nozzle. Shear forces occur again here, which further homogenize the mixture. It is therefore a two-stage mixing process.
Das Abnahmevolumen ist austrittsseitig mit dem Ablauf der Mischeinheit verbunden. Auf diese Weise kann die Behandlungsflotte nach der Dosierung in den Kreislauf der Textilbehandlungsanlage zurückgeführt werden.The outlet volume is connected to the outlet of the mixing unit. In this way, the treatment liquor can be fed back into the cycle of the textile treatment plant after dosing.
Zur Erzeugung des gerichteten Stroms der Behandlungsflotte weist die Vorrichtung zwischen dem Zulauf der Mischeinheit und der Injektordüse vorzugsweise eine Druckpumpe auf. Die Druckpumpe ist wiederum bevorzugt mit der Steuereinheit verbunden.To generate the directed flow of the treatment liquor, the device preferably has a pressure pump between the inlet of the mixing unit and the injector nozzle. The pressure pump is in turn preferably connected to the control unit.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung einen Flüssigkeitsbehälter für eine der Färbeflotte hinzuzudosierende Flüssigkeit und eine den Flüssigkeitsbehälter mit der Mischeinheit, in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit dem Vorlösebehälter, fluidisch verbindende Zuleitung auf, in die eine Flüssigkeitsdosiereinrichtung eingeschaltet ist. Diese Vorkehrung kann beispielweise zur Zudosierung von vorgelöstem Natriumhydroxid genutzt werden. Die Flüssigkeit wird in den Vorlösebehälter eingeleitet und gravitationsgetrieben in die zirkulierende Behandlungsflotte eingebracht. Vorteilhafter Weise mündet die Zuleitung über einem Abschnitt der in dem Vorlösebehälter zirkulierenden Behandlungsflotte. Die Flüssigkeit wird auf diese Weise ebenfalls durch den zweistufigen Mischvorgang homogen in der Behandlungsflotte verteilt. Auf diese Weise lässt sich die Vorrichtung mit Flüssigkeitsdosiersystemen ohne zusätzliches Druckpumpen zu einem kostenbewussten Dosiersystem kombinieren. Auch hier muss die Dosierung exakt verlaufen, wobei geeignete Dosiervorrichtungen für Flüssigkeiten in der Färbetechnik bekannt sind. Die Flüssigkeitsdosiereinrichtung wird durch ein Dosierventil gebildet. Das Dosierventil kann seinerseits regelbar und mit der Steuereinheit verbunden oder verbindbar sein. According to an advantageous development, the device has a liquid container for a liquid to be added to the dye liquor and a supply line fluidically connecting the liquid container with the mixing unit, in the embodiment described above with the pre-dissolving container, in which a liquid dosing device is switched on. This precaution can be used, for example, to add pre-dissolved sodium hydroxide. The liquid is fed into the predissolving tank and fed into the circulating treatment liquor by gravity. The supply line advantageously opens out over a section of the treatment liquor circulating in the pre-dissolving tank. The liquid will in this way also distributed homogeneously in the treatment liquor by the two-stage mixing process. In this way, the device can be combined with liquid metering systems without additional pressure pumps to form a cost-conscious metering system. Here, too, the dosing must be exact, with suitable dosing devices for liquids being known in dyeing technology. The liquid metering device is formed by a metering valve. The metering valve can itself be regulated and connected or can be connected to the control unit.
Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch eine Textilbehandlungsanlage zur Behandlung, insbesondere Färbung, textiler Substrate, welche Textilbehandlungsanlage eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art und einen Nassbehandlungsbehälter zur Aufnahme und Behandlung des textilen Substrates umfasst, wobei der Nassbehandlungsbehälter unmittelbar oder mittelbar mit dem Zulauf und dem Ablauf des Lösebehälters verbindbar ist, um die Behandlungsflotte bezogen auf die Strömungsrichtung vor der Dosierung in den Nassbehandlungsbehälter zu übertragen.The object is also achieved by a textile treatment plant for the treatment, in particular dyeing, of textile substrates, which textile treatment plant comprises a device of the type described above and a wet treatment tank for receiving and treating the textile substrate, the wet treatment tank being directly or indirectly connected to the inlet and outlet of the dissolving tank can be connected in order to transfer the treatment liquor, based on the direction of flow, into the wet treatment tank before dosing.
Auf diese Weise wird die Vorrichtung in den Kreislauf der Behandlungsflotte eingebunden. Unmittelbar oder mittelbar verbindbar bedeutet in diesen Zusammenhang, dass eine Rohrleitungsverbindung, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer Elemente der Textilbehandlungsanlage wie beispielsweise Förderpumpen, Heizeinrichtungen oder dergleichen, zwischen dem Nassbehandlungsbehälter und der Vorrichtung besteht, die wahlweise mittels Ventilen geöffnet oder geschlossen werden kann.In this way, the device is integrated into the circuit of the treatment liquor. In this context, directly or indirectly connectable means that there is a pipeline connection, possibly with the interposition of other elements of the textile treatment system such as feed pumps, heating devices or the like, between the wet treatment tank and the device, which can be opened or closed by means of valves.
Bevorzugt ist die Steuereinheit Teil einer programmierbaren Steuerung, insbesondere einer speicherprogrammierbaren Steuerung, der Textilbehandlungsanlage. Dies vereinfacht die steuerungstechnische Anbindung der Vorrichtung an die Textilbehandlungsanlage. Insbesondere können auf diese Weise weitere Parameter innerhalb der Textilbehandlungsanlage, wie beispielsweise Füllstandsmesswerte oder Leitfähigkeitsmesswerte zur Steuerung oder Regelung der Vorrichtung herangezogen werden. Beispielsweise kann der Füllstand der Behandlungsflotte in dem Nassbehandlungsbehälter als Steuer- oder Regelgröße für das Ein- und/oder Ausschalten der Druckpumpe zur Erzeugung des gerichteten Stroms der Behandlungsflotte dienen, um Schaden von der Anlage abzuwenden.The control unit is preferably part of a programmable controller, in particular a programmable logic controller, of the textile treatment plant. This simplifies the technical control connection of the device to the textile treatment plant. In this way, in particular, other parameters within the textile treatment system, such as measured filling level values or measured conductivity values, can be used to control or regulate the device. For example, the fill level of the treatment liquor in the wet treatment tank can serve as a control or regulation variable for switching the pressure pump on and/or off to generate the directed flow of the treatment liquor in order to avert damage to the system.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch die Verwendung einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art in einer Textilbehandlungsanlage zum Hinzudosieren einer oder mehrerer schüttfähiger Substanzen zu einer wässrigen Behandlungsflotte für die Behandlung eines textilen Substrats.The object is also achieved through the use of a device of the type described above in a textile treatment plant for metering in one or more pourable substances into an aqueous treatment liquor for the treatment of a textile substrate.
Bevorzugt ist die schüttfähige Substanz ausgewählt aus der Gruppe der organischen und anorganischen Salze. Insbesondere kommen also organische Natriumsalze, wie Natriumchlorid, Natriumsulfat, sowie anorganische Salze wie Natriumkarbonat in Betracht. Prinzipell sind jegliche förderfähige Feststoffe zur Erzeugung von Flüssigkeitslösungen oder Dispersionen in Wasser auf die erfindungsgemäße Weise dosierbar.The pourable substance is preferably selected from the group of organic and inorganic salts. Organic sodium salts, such as sodium chloride, sodium sulfate, and inorganic salts, such as sodium carbonate, are particularly suitable. In principle, any conveyable solids for the production of liquid solutions or dispersions in water can be metered in the manner according to the invention.
Die Aufgabe wird schließlich gelöst durch ein Textilbehandlungsverfahren, bei dem wenigstens eine schüttfähige Substanz zu einer in einem Kreislauf einer Textilbehandlungsanlage zirkulierenden wässrigen Behandlungsflotte für die Behandlung, insbesondere Färbung, eines textilen Substrats, geregelt hinzudosiert wird. Die schüttfähige, hinzuzudosierende Substanz ist bevorzugt eine Substanz der vorstehend genannten Auswahl. Das geregelte Hinzudosieren erfolgt vorzugsweise mittels eines mit dem Vorratsbehälter verbundenen, geregelten Fördersystems zum Transportieren der schüttfähigen Substanz von einem Vorratsbehälter zur Einstreuöffnung einer Mischeinheit und mittels einer mit dem geregelten Fördersystem verbundenen Steuereinheit, die in Abhängigkeit von einer Messgröße ein Steuersignal an das regelbare Fördersystem ausgibt. Die Messgröße ist vorzugsweise die in dem Vorratsbehälter enthaltene oder aus diesem entnommene Menge der schüttfähigen Substanz.The object is finally achieved by a textile treatment process in which at least one pourable substance is metered in a controlled manner into an aqueous treatment liquor circulating in a circuit of a textile treatment plant for the treatment, in particular dyeing, of a textile substrate. The pourable substance to be added is preferably a substance from the selection mentioned above. The regulated dosing is preferably carried out by means of a regulated conveyor system connected to the storage container for transporting the pourable substance from a storage container to the litter opening of a mixing unit and by means of a control unit connected to the regulated conveyor system, which outputs a control signal to the controllable conveyor system depending on a measured variable. The measured variable is preferably the quantity of the pourable substance contained in the storage container or removed from it.
Je nach zu dosierender Substanz wird die Transportgeschwindigkeit der Behandlungsflotte in dem Kreislauf der Textilbehandlungsanlage vorzugsweise mittels einer programmierbaren Steuerung der Textilbehandlungsanlage eingestellt. Beispielweise kann die Dosierung von festem Natriumkarbonat auf diese Weise über 20 - 30 min erfolgen.Depending on the substance to be dosed, the transport speed of the treatment liquor in the cycle of the textile treatment plant is preferably adjusted by means of a programmable controller of the textile treatment plant. For example, solid sodium carbonate can be dosed in this way over 20 - 30 minutes.
Insbesondere umfasst das erfindungsgemäße Textilbehandlungsverfahren das Färben von Cellulose mit Reaktivfarbstoff unter Verwendung von Salz (Natriumchlorid oder Natriumsulfat) zur Verbesserung des Farbstoffauszugs wie auch ohne Verwendung von Salz, wie jeweils eingangs beschrieben. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Textilbehandlungsverfahren vorzugsweise eine Vorbehandlung und/oder eine Nachbehandlung wie eingangs beschrieben.In particular, the textile treatment process according to the invention comprises the dyeing of cellulose with reactive dye using salt (sodium chloride or sodium sulphate) to improve dye exhaustion and also without the use of salt, as described above in each case. Furthermore, the textile treatment method according to the invention preferably comprises a pre-treatment and/or an after-treatment as described above.
Bevorzugt umfasst das Verfahren die pulverförmige Dosierung von festem Natriumkarbonat zur Behandlungsflotte, wodurch die Konzentration an NatriumIonen (Elektrolyt) und der pH-Wert langsam und gleichmäßig vorzugsweise bis auf einen pH-Wert von ungefähr 11 erhöht werden.The method preferably includes dosing solid sodium carbonate in powder form into the treatment liquor, as a result of which the concentration of sodium ions (electrolyte) and the pH value are increased slowly and uniformly, preferably to a pH value of approximately 11.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figurenzeichnungen erläutert. Darin zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Trockendosierung; -
2 eine Unteransicht der Ausführungsform; -
3 eine zweite, gegenüber der ersten gedrehte perspektivische Ansicht der Ausführungsform; -
4 eine dritte weiter gedrehte perspektivische Ansicht der Ausführungsform; -
5 eine perspektivische und teiltransparente Ansicht des Vorratsbehälters der Ausführungsform; -
6 eine perspektivische und teiltransparente Ansicht des Fördersystems der Ausführungsform; -
7 eine perspektivische und teiltransparente Ansicht der Mischeinheit der Ausführungsform und -
8 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Trockendosierung.
-
1 a side view of an embodiment of the device according to the invention for dry dosing; -
2 a bottom view of the embodiment; -
3 a second perspective view of the embodiment rotated with respect to the first; -
4 a third further rotated perspective view of the embodiment; -
5 a perspective and partially transparent view of the storage container of the embodiment; -
6 a perspective and partially transparent view of the conveyor system of the embodiment; -
7 a perspective and partially transparent view of the mixing unit of the embodiment and -
8th a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention for dry dosing.
In den
Die Vorrichtung 100 umfasst im oberen Bereich einen Vorratsbehälter 102 für die schüttfähige Substanz und im unteren Bereich eine verbundene Mischeinheit 104. Die Mischeinheit 104 weist einen Zulauf 106 und einen Ablauf 108 für die wässrige Behandlungsflotte auf. Der Zulauf 106 und der Ablauf 108 der Mischeinheit 104 sind mit einem Nassbehandlungsbehälter einer Textilbehandlungsanlage (nicht dargestellt) verbindbar. Die Strömungsrichtung der Behandlungsflotte ist durch die Pfeile 110 und 112 gekennzeichnet.The
Die Vorrichtung 100 umfasst unterhalb des Vorratsbehälters 102 ferner ein mit dem Vorratsbehälter 102 verbundenes, geregeltes Fördersystem 114 zum kontrollierten Transportieren der schüttfähigen Substanz von dem Vorratsbehälter 102 zur Mischeinheit 104.Below the
Zur Illustration der inneren Elemente ist die Umfangswandung des Vorratsbehälters 102 in
Der Vorratsbehälter 102 ist auf drei Ständern 140 gelagert. An jedem Ständer 140 sowie an der Außenseite der Zylinderwand 120 befinden sich paarweise gegenüberliegende Flansche 142 und 144. Genauer gesagt sind die paarweise gegenüberliegenden Flansche 142 und 144 in Umfangsrichtung etwas gegeneinander versetzt. Zwischen jedem Flanschpaar 142, 144 befindet sich jeweils eine Wiegezelle 146. Die Gewichtskraft des Vorratsbehälters 102 mit Inhalt wird somit über die drei Wiegezellen 146 in die Ständer 140 abgeleitet. Die Gesamtheit der drei Wiegezellen 146 bildet in diesem Ausführungsbeispiel daher die Messeinheit in Form einer Wiegeeinheit. Die Wiegeeinheit ist somit eingerichtet, die Masse der in dem Vorratsbehälter 102 enthaltenen und damit indirekt die Masse der aus dem Vorratsbehälter 102 entnommenen pulverförmigen oder granulären Substanz zu bestimmen.The
In
Die Mischeinheit 104 ist in
Der Vorlösebehälter 180 ist in diesem Beispiel mit drei Einlässen 190 für die Behandlungsflotte versehen. Jeder Einlass 190 ist mit einem Ringkanal 192 zur gleichmäßigen Verteilung des Flüssigkeitsstromes auf die Einlässe 190 verbunden. Der Ringkanal 192 steht seinerseits über ein Verbindungsrohr 194 mit dem Zulauf 106 in fluidischer Verbindung. Der Zustrom kann durch ein in das Verbindungsrohr 194 eingebautes Ventil 196 gesteuert werden. Die drei Einlässe 190 münden jeweils derart in den Vorlösebehälter 180, dass die darüber eingebrachte Behandlungsflotte in dem Vorlösebehälter 180 zirkuliert, vorliegend näherungsweise tangential. Je nach Geometrie und Anordnung des Vorlösebehälters 180 und der Einlässe 190, kann auch bereits ein Einlass 190 zur Erzeugung einer Zirkulation genügen. Es können sich aber auch zwei, vier oder mehr Einlasse 190 als geeignet erweisen. Die Einstreuöffnung 188 ist folglich über einem Abschnitt der in dem Vorlösebehälter 180 zirkulierenden Behandlungsflotte angeordnet. Der Vorlösebehälter 180 weist am Grund der trichterförmigen Bodenwand 184 einen bodenseitigen Ablauf 198 auf, durch den die zirkulierende, vorgelöste Behandlungsflotte, d. h. die Behandlungsflotte mit der noch nicht vollständig gelösten, homogen verteilten festen Substanz, strudelartig turbulent abfließt.In this example, the
Unterhalb des Vorlösebehälters 180 weist die Mischeinheit 104 eine Injektionseinheit 200 auf. Diese ist fluidisch mit dem Ablauf 198 des Vorlösebehälters 180 verbunden. Die Injektionseinheit 200 umfasst ein Abnahmevolumen 202, in das ein mit dem Ablauf 198 des Vorlösebehälters 180 verbundener Rohrstutzen 203 mündet. In dem Abnahmevolumen 202 ist eine mit dem Zulauf 106 der Mischeinheit 104 über ein Verbindungsrohr 204 fluidisch verbundene Injektordüse 206 angeordnet. Diese weist an ihrer engsten Stelle eine Austrittsmündung auf. Der Zustrom der Behandlungsflotte kann auch hier durch ein in das Verbindungsrohr 204 eingebautes Ventil 208 gesteuert werden. Weiterhin ist in das Verbindungsrohr 204 eine Druckpumpe 210 eingebaut, wie in
Stromabwärts der Austrittsöffnung befindet sich ein Diffusor 212, in den der Strom mündet. Zwischen der Austrittsöffnung der Düse 206 und der Mündung des Diffusors 212 ist ein Ringspalt ausgebildet, in dem der Strom einen der Austrittsöffnung entsprechend verengten Querschnitt aufweist. Durch den verengten Strom wird nach dem Prinzip des Venturi-Rohres ein gegenüber dem Umgebungsdruck reduzierter hydrostatischer Druck erzeugt, durch den das aus dem Vorlösebehälter 180 ablaufende Stoffgemisch angesaugt und mit dem Strom mitgerissen wird. Hierbei treten erneut Scherkräfte auf, die die Mischung weiter homogenisieren.Downstream of the outlet opening there is a
An den Diffusor 212 schließt sich austrittsseitig, also stromabwärts, ein Verbindungsrohr 214 an, das mit dem Ablauf 108 der Mischeinheit 104 verbunden ist. Auf diesem Weg wird die Behandlungsflotte nach der Dosierung in den Kreislauf der Textilbehandlungsanlage zurückgeführt.A connecting
Des Weiteren weist die Vorrichtung 100 in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Flüssigkeitsbehälter 220 für eine der Färbeflotte hinzuzudosierende Flüssigkeit auf. Der Flüssigkeitsbehälter 220 ist zu diesem Zweck über eine Verbindungsleitung 222 mit dem Vorlösebehälter 180 verbunden. In Fortsetzung der Verbindungsleitung 222 schließt sich an diese eine Spülleitung 224 an. Ferner gehen von der Verbindungsleitung 222 eine erste Abzweigung 226, eine zweite Abzweigung 228 und eine dritte Abzweigung 230 ab. Die dritte Abzweigung 230 dient ebenfalls als Spülleitung. Beide Spülleitungen 224, 230 sind im Betrieb der Anlage mittels jeweils eines Absperrventils 232 abtrennbar.Furthermore, the
Über die erste Abzweigung 226 und die zweite Abzweigung 228 ist der Flüssigkeitsbehälter 220 mit dem Vorlösebehälter 180 fluidisch verbindbar. In Strömungsrichtung hinter den Abzweigstellen befinden sich in der ersten und der zweiten Abzweigung 226, 228 jeweils eine Flüssigkeitsdosiereinrichtung in Form eines ersten Dosierventils 234 bzw. eines zweiten Dosierventils 236. Diese dienen im Einzelnen der kontrollierten Flüssigkeitszuführung in den Vorlösebehälter 180 in verschiedenen Geschwindigkeiten und Mengen. In Strömungsrichtung hinter den Flüssigkeitsdosiereinrichtungen werden die Abzweigungen 226, 228 und 230 wieder in einem Zuführrohr 240 zusammengeführt, welches von oben durch den Deckel 186 in den Vorlösebehälter 180 mündet. Die Verbindungsleitung 222 zusammen mit den zwei Abzweigungen 226 und 228 und dem Zuführrohr 240 bilden somit im Sinne der Ansprüche eine den Flüssigkeitsbehälter 220 mit dem Vorlösebehälter 180 fluidisch verbindende Zuleitung, in die eine Flüssigkeitsdosiereinrichtung eingeschaltet ist.The
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Vorrichtung zur DosierungDevice for dosing
- 102102
- Vorratsbehälterreservoir
- 104104
- Mischeinheitmixing unit
- 106106
- ZulaufIntake
- 108108
- Ablaufprocess
- 110110
- Strömungsrichtungspfeil, zulaufseitigFlow direction arrow, upstream
- 112112
- Strömungsrichtungspfeil, ablaufseitigFlow direction arrow, downstream
- 114114
- Fördersystem conveyor system
- 120120
- zylindrische Umfangswandcylindrical peripheral wall
- 122122
- ebene Bodenwandflat bottom wall
- 124124
- Deckellid
- 126126
- Auslassöffnungexhaust port
- 128128
- Rührorganagitator
- 130130
- Antriebsmotordrive motor
- 140140
- Ständerstand
- 142142
- Flanschflange
- 144144
- Flanschflange
- 146146
- Wiegezelle load cell
- 150150
- GehäuseHousing
- 152152
- Einfüllstutzenfiller neck
- 154154
- Flanschflange
- 156156
- FörderschneckeAuger
- 158158
- Förderrichtungspfeilflow direction arrow
- 160160
- Antriebdrive
- 162162
- Antriebsmotordrive motor
- 164164
- Getriebetransmission
- 166166
- Einhausungenclosure
- 168168
- Austrittsöffnungexit port
- 170170
- Stellantriebactuator
- 172172
- Verschlusselement closure element
- 180180
- Vorlösebehälterpre-dissolving tank
- 182182
- zylindrische Umfangswandcylindrical peripheral wall
- 184184
- trichterförmige Bodenwandfunnel-shaped bottom wall
- 186186
- Deckellid
- 188188
- Einstreuöffnunglitter opening
- 190190
- Einlassinlet
- 192192
- Ringkanalring canal
- 194194
- Verbindungsrohrconnecting tube
- 196196
- VentilValve
- 198198
- Ablaufprocess
- 200200
- Injektionseinheitinjection unit
- 202202
- Abnahmevolumenpurchase volume
- 204204
- Verbindungsrohrconnecting pipe
- 206206
- Injektordüseinjector nozzle
- 208208
- VentilValve
- 210210
- Druckpumpepressure pump
- 212212
- Diffusordiffuser
- 214214
- Verbindungsrohr connecting pipe
- 220220
- Flüssigkeitsbehälterliquid container
- 222222
- Verbindungsleitungconnection line
- 224224
- Spülleitungpurge line
- 226226
- erste Abzweigungfirst turn
- 228228
- zweite Abzweigungsecond turn
- 230230
- dritte Abzweigungthird turn
- 232232
- Absperrventilshut-off valve
- 234234
- erstes Dosierventilfirst dosing valve
- 236236
- zweites Dosierventilsecond dosing valve
- 240240
- Zuführrohrfeed tube
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- WO 2014/155101 A1 [0012]WO 2014/155101 A1 [0012]
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DE102021201876.9A DE102021201876A1 (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Textile treatment apparatus and method |
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DE102021201876.9A DE102021201876A1 (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Textile treatment apparatus and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=82799389
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DE102021201876.9A Pending DE102021201876A1 (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Textile treatment apparatus and method |
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DE (1) | DE102021201876A1 (en) |
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-
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- 2021-02-26 DE DE102021201876.9A patent/DE102021201876A1/en active Pending
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