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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von aus Fasern gefertigten Textilien nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie aus Fasern hergestellte Textilien nach dem Oberbegriff von Anspruch 11.
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Als Textilien werden allgemein linienförmige Textilien, wie beispielsweise Garne, als auch flächenförmige und räumliche Textilien, beispielsweise aus Geweben, Vliesen, Gewirken, Gestricken, Geflechten, Filzen usw. bezeichnet. Die flächenförmigen Textilien werden dabei hauptsächlich als Tücher oder Bahnen verarbeitet, während zu den räumlichen Textilien insbesondere Schläuche und Strümpfe zählen. Textilien können aus Naturfasern oder aus Kunstfasern hergestellt werden.
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Textilien unterliegen einem Alterungsprozess, der von sehr unterschiedlichen Faktoren abhängt. So kann beispielsweise sehr häufiges Waschen zu einem Ausbleichen der Farbe, aber auch - abhängig von der verwendeten Faser - zu einer Formveränderung, wie Einlaufen oder auch dem Gegenteil davon führen.
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Auch Sonnenlicht, insbesondere starke UV-Strahlung kann sich im Laufe der Zeit sehr negativ auf die Eigenschaften der Textilien auswirken. So können insbesondere aus Kunstfasern hergestellte Textilien auf diese Weise spröde werden und vergilben. Durch häufiges Tragen von Kleidung und die Einwirkung von Schweiß kann es zu nicht mehr entfernbaren Gerüchen, zu Verfärbungen und zu Versprödungen kommen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Behandeln von aus Fasern gefertigten Textilien nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 so auszugestalten, dass solche Alterungsprozesse reduziert werden können. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, aus Fasern hergestellte Textilien nach dem Oberbegriff von Anspruch 11 zu verbessern.
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Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch ein Vorrichtung zum Behandeln von aus Fasern gefertigten Textilien mit den Merkmalen von Anspruch 1. Dadurch, dass in Förderrichtung vor der Veredelungseinrichtung eine Stabilisierungseinrichtung vorgesehen ist, die ein wässriges Tauchbad aufweist, in dem fein gemahlenes Keramikpulver homogen suspendiert ist und durch das die Textilien gefördert werden, wobei die Stabilisierungseinrichtung weiterhin hinter dem wässrigen Tauchbad Quetschwalzen aufweist, durch die das an den Textilien nach dem Verlassen des wässrigen Tauchbads anhaftende fein gemahlene Keramikpulver eingearbeitet wird, ergibt sich eine Stabilisierung der verwendeten Fasern gegen solche Alterungseffekte.
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Es hat sich herausgestellt dass die Eigenschaften des Silikons durch das Keramikpulver nicht verändert werden, da eine intensive Vermischung des Keramikpulvers mit dem Silikon durch die unterschiedlichen Prozessstufen verhindert wird. Es bildet sich lediglich eine Grenzschicht im äußeren Bereich der Faser aus, in der das Silikon mit den Keramikpartikeln reagieren kann. Nur in dieser Grenzschicht kann es zu einer geringfügigen Veränderung der Eigenschaften des Silikons kommen. Der Großteil des Keramikpulvers wird jedoch in die Faser eingearbeitet und durch die entstehende Grenzschicht in der Faser gehalten, ohne dabei mit dem Silikon zu reagieren. Die durch das Silikon bestimmten Eigenschaften der Textilien, wie beispielsweise der weiche Griff der Textilien, werden folglich durch den Einsatz des Keramikpulvers nicht verändert. Trotzdem bewirkt das Keramikpulver die zuvor beschriebene Reduzierung der Alterungseffekte der behandelten Textilien.
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Das Einarbeiten des Keramikpulvers in die Textilien kann mit Hilfe von Quetschwalzen erfolgen. Solche Einrichtungen sind in der Textilbearbeitung üblich und werden hauptsächlich dazu benutzt, Behandlungsflüssigkeit nach einem Baddurchlauf abzustreifen, die verbleibende Behandlungsflüssigkeit aber tief in die Fasern einzuarbeiten.
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Das Keramikpulver stammt von gebrannter, fein vermahlener Keramik. Die sehr kleinen Partikel dringen durch die Walkarbeit der Quetschwalzen in die Fasern ein und entwickeln dort eine stabilisierende Wirkung. Durch das Aufbringen des Silikons auf die Fasern werden die Keramikpartikel fixiert und verlieren auch nach einer Vielzahl von Waschvorgängen ihre Wirkung nicht.
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Es hat sich herausgestellt, dass Textilien aus Kunstfasern beispielsweise weniger schnell vergilben, wenn Sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurden. Ebenso konnte eine verbesserte Beständigkeit gegen Schweiß festgestellt werden. Unabhängig von der verwendeten Faser konnte die Formbeständigkeit von behandelten Textilien verbessert werden. Auch die Durchlässigkeit von Stoffen gegen UV-Strahlung konnte verringert werden. Entsprechend behandelte Textilien eignen sich daher besonders gut für die Herstellung von Babykleidung.
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Um das Keramikpulver in dem wässrigen Tauchbad homogen zu suspendieren können verschiedene Techniken verwendet werden. So ist beispielsweise der Einsatz eines Rührwerks möglich. Ebenso hat sich eine Stabilisierung der Suspension über eingeleitete Luftbläschen bewährt. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch der Einsatz von Ultraschall in dem Tauchbecken erwiesen, da hierdurch zusätzlich die Eindringtiefe der Keramikpartikel in die Fasern erhöht werden konnte.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Eine Verbesserung der Eigenschaften der behandelten Textilien konnte bereits bei einem Anteil von 0,6 Gewichtsprozent des Keramikpulvers in dem wässrigen Tauchbad festgestellt werden. Bis zu einem Anteil von 2,4 Gewichtsprozent war - je nach Faserart - eine Verbesserung der Eigenschaften bemerkbar. Bei einem höheren Anteil des Keramikpulvers scheinen sich jedoch die Silikoneigenschaften zu verändern, so dass eine weitere Erhöhung nicht mehr sinnvoll erscheint. Insbesondere bei aus Baumwollfasern hergestellten Textilien konnte ein Optimum bei einem Gewichtsanteil von 0,8 Gewichtsprozent erreicht werden. Der Anteil an fein gemahlenem Keramikpulver in dem wässrigen Tauchbad beträgt daher vorteilhaft zwischen 0,6 und 2,4, insbesondere 0,8 Gewichtsprozent.
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Das wässrige Tauchbad soll eine Temperatur aufweisen, bei der gewährleistet ist, dass die Fasern aufquellen können, so dass das Keramikpulver tief in die Fasern eindringen kann. Vorteilhaft weist das wässrige Tauchbad deshalb eine Temperatur zwischen 40 und 55°C, insbesondere 50°C aufweist.
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Besonders vorteilhaft enthält das Tauchbad in der Veredelungseinrichtung hochtemperaturvernetzendes Silikon (HTV-Silikon-Kautschuk). Hier sind unterschiedliche Arten einsetzbar: Es kann ein HTV-Silikon-Kautschuk eingesetzt werden, der bei Zugabe eines Additivs (Härter) bei entsprechender Temperatur vernetzt oder aber ein HTV-Silikon-Kautschuk, der ausschließlich durch Hitze vernetzt.
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Die Temperatur, mit der der Fixierschritt durchgeführt wird ist abhängig davon, ob als HTV-Silikon-Kautschuk ein Ein- oder ein Zweikomponenten-System verwendet wird. Sie hängt aber ebenso von der Zeit ab, die für den Durchlauf durch den Hitzetunnel zur Verfügung steht. Im Normalfall wird hier von einer Verweilzeit zwischen einer und drei Minuten ausgegangen. Die Textilien werden deshalb vorteilhaft in der Fixiereinrichtung auf 120 bis 200°C, insbesondere auf 180 bis 200°C erhitzt.
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Um Einzelstücke oder bereits fertige Konfektionsstücke zu behandeln, können die Prozessschritte manuell vollzogen werden. Dabei sollte das Keramikpulver durch Kneten, Walken oder Stampfen gut in die Fasern eingearbeitet werden. Bei der industriellen Behandlung sind dagegen Führungswalzen vorgesehen, über die die Führungswalzen in einem kontinuierlichen Prozess durch die einzelnen Prozessschritte gefördert werden. Dieser kontinuierliche Prozess kann so eingestellt werden, dass sich eine immer gleichbleibende Qualität der Textilien ergibt.
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Sollen farbige Textilien entsprechend behandelt werden, ist es vorteilhaft eine Färbeeinrichtung direkt vor den erfindungsgemäßen Behandlungsprozess zu schalten. Besonders vorteilhaft werden dafür Reaktivfarbstoffe verwendet, die eine direkte Verbindung mit den Fasern der Textilien eingehen. Bei der Herstellung farbiger Textilien werden daher besonders vorteilhaft die Textilien vor der Stabilisierungseinrichtung in einer Färbeeinrichtung mit Reaktivfarbstoffen gefärbt.
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Bei einer ersten Variante des Färbeverfahrens werden die Textilien in der Färbeeinrichtung durch ein Tauchbad mit Reaktivfarbstoffen gefördert. Sollten Reaktivfarbstoffe zum Einsatz kommen, die mit dem Keramikpulver reagieren und eine Verbindung eingehen, ist darauf zu achten, dass überflüssige Farbstoffe nach dem Durchlaufen des Färbebads ausgewaschen werden, da ansonsten die Konzentration der zur Verfügung stehenden Keramikpartikel in dem wässrigen Stabilisierungsbad abnimmt.
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In einer weiteren Variante des Färbeverfahrens werden die Textilien in der Färbeeinrichtung bedruckt. Dabei kann es sich um einen Motiv-Druck oder auch um einen Allover-Druck handeln. In beiden Fällen wird üblicherweise nur der tatsächlich benötigte Farbstoff aufgebracht, so dass ein Auswaschvorgang nach dem Bedrucken entfallen kann.
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Besonders vorteilhaft sind die Textilien aus Baumwollfasern hergestellt. Hier machen sich die oben beschriebenen Vorteile des Verfahrens besonders bemerkbar.
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Bei aus Fasern gefertigten und in der oben beschriebenen Vorrichtung behandelten Textilien ist erfindungsgemäß in die äußere Schicht der Fasern fein gemahlenes Keramikpulver eingearbeitet, wobei die äußere Schicht der Fasern mit dem eingearbeiteten, fein gemahlenen Keramikpulver von einer Silikonschicht eingehüllt ist. Dabei befindet sich zwischen der Faser und der Silikonschicht eine dünne Grenzschicht, in die Keramikpartikel aus der Faser noch vor der Vernetzung des Silikons eingedrungen sind. In dieser Grenzschicht kann das Silikon leicht veränderte Eigenschaften aufweisen. Die Eigenschaften des die Grenzschicht umgebenden Silikons werden dadurch jedoch nicht beeinflusst.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnung eingehend erläutert wird.
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Es zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
- 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Faser einer erfindungsgemäßen Textilie.
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Die in 1 gezeigte Vorrichtung weist ein erstes Tauchbad 3 auf. Das Tauchbad 3 enthält Wasser, in dem ca. 0,8 Gewichtsprozent fein gemahlenes Keramikpulver suspendiert sind. Das Keramikpulver wird hergestellt, in dem gebrannte Keramik fein vermahlen wird. Eine homogene Suspension kann erreicht werden, wenn beispielsweise auf dem Boden des Behälters ein hier nicht gezeigter Ultraschallgeber angebracht wird. Es ist aber ebenso möglich ein Rührwerk oder einen Luftsprudler einzusetzen. Die Nachdosierung des Keramikpulvers kann entweder über eine Konzentrationsmessung automatisch, oder aber nach Erfahrungswerten erfolgen, wobei die Erfahrungswerte selbstverständlich vor Aufnahme der Produktion über eine Verbrauchsmessung gebildet werden müssen. Idealerweise sollte sich durch die Verbrauchsmessung ergeben, wie viel Keramikpulver dem Bad durch eine bestimmte Menge an Textilien entzogen wird.
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In dem zweiten Tauchbad 4 befindet sich in Wasser dispergierter HTV-Silikon-Kautschuk. Auch hier kann die Nachdosierung wie oben beschrieben durchgeführt werden.
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Über jedem der beiden Tauchbäder 3 und 4 sind Quetschwalzen 5 vorgesehen. Diese Quetschwalzen 5 haben insbesondere die Aufgabe, sowohl das Keramikpulver als auch das Silikon in die Fasern der Textilien einzuarbeiten. Weiterhin sollen die Quetschwalzen 5 aber ebenso überschüssige Flüssigkeit abpressen und in das Tauchbad zurückführen.
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Um die Vernetzung des HTV-Slikon-Kautschuks zu initiieren werden die Textilien in dem letzten Prozessschritt durch den Hitzetunnel 6 geführt. Dieser ist so eingestellt und ausgeführt, dass die hindurch geführten Textilien auf eine Temperatur von 180 bis 200°C aufgeheizt werden können.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird Band aus gewebtem Stoff mit Hilfe der Führungsrollen 2 durch die einzelnen Stationen gefördert. Es ist folglich ein kontinuierlicher Prozess gezeigt. Üblicherweise wird dabei von einer Rolle gearbeitet und das Band nach dem Prozess wieder auf eine Rolle aufgewickelt. Direkt auf dem Kern einer Rolle befindet sich ein Zwischenband, welches dann in der Prozessstrecke verbleibt bis das Band der der nächsten Rolle fertig positioniert und mit dem Zwischenband verbunden ist. Auf diese Weise verbleibt das zu behandelnde Stoffband in jeder Station für die dafür vorgesehene Zeit und muss zum Wechseln der Rollen nicht angehalten werden.
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Vor dem ersten Tauchbad kann sich noch ein weiteres Tauchbad für das Einfärben des Stoffbandes befinden. Zum Einfärben werden insbesondere Reaktivfarbstoffe verwendet, die mit den Fasern des Stoffbandes eine Reaktion eingehen. Als Reaktivfarbstoffe wird allgemein eine Farbstoffgruppe verstanden, die außer der eigentlichen Farbstoffkomponente spezielle reaktionsfähige Reste enthalten, über die die Farbstoffe kovalent an Faserstoffe gebunden werden können. Auf diese Weise kann praktisch kein Ausbleichen stattfindet wenn die fertigen Kleidungsstücke oft gewaschen werden. Es kann aber auf diese Weise auch in einer Prozesslinie mit der Stabilisierung und der Veredelung gearbeitet werden, ohne dass eine Fixierung nach der Färbung zwischengeschaltet werden müsste.
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In 2 ist eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Faser schematisch im Querschnitt dargestellt. Durch die Figur soll nur den Aufbau der Faser verdeutlicht werden, keinesfalls lassen sich aber daraus tatsächliche Maße oder Formen ableiten.
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Der Außenumfang der Faser ist hier durch die durchgezogene Kreislinie 7 dargestellt. Selbstverständlich wird der Außenumfang tatsächlich nicht durch eine Kreislinie gebildet, sondern es kommen im Außenumfang unregelmäßig Erhöhungen und Vertiefungen vor.
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Die Keramikpartikel 11 werden über die Quetschwalzen 5 in die Faser eingearbeitet, wobei die Konzentration an Keramikpartikeln von außen nach innen abnimmt. Die Eindringtiefe hängt von der Faser selbst und von der Verarbeitung der Fasern, beispielsweise der Spannung beim Spinnen und/oder beim Weben ab. Bei einem sehr lockeren Verbund ist die Eindringtiefe meist größer als bei einem festen Verbund.
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Auch das Silikon dringt ein Stück weit in die Faser ein, bevor es vernetzt wird. Die Eindringtiefe des Silikons ist hier schematisch durch die gestrichelte Kreislinie 10 dargestellt, der Außenumfang durch die geschlossene Kreislinie 8. Auch hier bildet insbesondere die Eindringtiefe sicher wieder nicht eine Kreislinie sonder ist unregelmäßig und hängt von vielen unterschiedlichen Faktoren ab.
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Zwischen den beiden gestrichelten Kreislinien 9 und 10 bildet sich eine dünne Grenzschicht aus, in der alle drei gezeigten Bestandteile vertreten sind: Silikon, welches in die Faser eingearbeitet wurde, dementsprechend Fasermaterial und Keramikpartikel, die sich im äußeren Bereich der Faser befinden. Da die Keramikpartikel die Eigenschaften des Silikons beeinflussen können, kann die Grenzschicht etwas veränderte Eigenschaften aufweisen. Die Grenzschicht ist jedoch umgeben von einer relativ reinen Silikonschicht, die genau die gewollten Eigenschaften aufweist.
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Die neuen Textilien weisen folglich die Vorteile auf, die durch die Keramikpartikel bewirkt werden. Gleichzeitig werden aber die durch die Silikonierung gewollten Eigenschaften nicht verändert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stoffbahn
- 2
- Führungsrollen
- 3
- erstes Tauchbad (wässrige Suspension mit fein gemahlenem Keramikpulver)
- 4
- zweites Tauchbad (Veredelung mit Silikon)
- 5
- Quetschwalzen
- 6
- Hitzetunnel
- 7
- Außenumfang der Faser
- 8
- Außenumfang der Beschichtung
- 9
- Außengrenze der Grenzschicht
- 10
- Innengrenze der Grenzschicht
- 11
- Keramikpartikel
