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Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren und Trocknen von Textilmaterial
(2. Zusatz zu Patentanmeldung P 22 14 714.4-26) Textilmaterial der verschiedensten
Faserarten kann aus Wasser oder organischen Lösungsmitteln nach bekannten Verfahren
imprägniert werden. Solche Imprägnierprozesse bestehen darin, daß man die Textilien
mit einer Lösung oder Dispersion des auf das Gewebe aufzubringenden Stoffs pflatscht,
klotzt oder besprüht. Nach dem Imprägnieren wird die Ware im allgemeinen getrocknet
und in Abhängigkeit von dem aufgebrachten Stoff weiterbehandelt. Bei all diesen
Verfahren ist es notwendig, daß die von der Imprägnierflotte her auf den Textilien
verbliebene Plüssigkeit beim Trocknen durch Zuführen von Energie entfernt wird.
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Gegenstand der Patentanmeldung P 22 14 714.4-26 ist ein Verfahren
zum Imprägnieren und Trocknen von Textilmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man
das Material mit einer solchen Imprägnierflotte behandelt, die eine brennbare organische
Flüssigkeit
enthält, die Ware durch Abbrennen dieser Flüssigkeit trochlet und in üblicher Weise
fertigetellt.
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In Weiterentwicklung dieser Erfindungsidee wurde nun gefunden, daß
sich vorteilhaftere Ergebnisse bei einem Verfahren entsprechend Hauptpatent erzielen
lassen, wenn der Abbrennvorgang der Flüssigkeit auf der Ware in Verbindung mit bereits
bekannten Trocknungssystemen vorgenommen wird.
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Als brennbare organische Plüssigkeiten für das erfindungsgemäße Verfahren
kommen alle brennbaren wasserlöslichen bzw.
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wassermischbaren und - in Verbindung mit Emulgatoreff - wasserunlöslichen
Flüssigkeiten in Frage, jedoch sind solche aus Sicherheitsgründen nicht geeignet,
die zu niedrige Flammpunkte, eine zu hohe Wärme entwicklung bei der Verbrennung
und zu niedrige Verdunstungszahlen besitzen. Besonders geeignet sind niedere aliphatische
Alkohole, vorzugsweise mit 1 bis 3 C-Atomen, insbesondere Methanol. Die genannten
Lösungsmittel werden allein oder im Gemisch mit Wasser eingesetzt. Es ist jedoch
auch möglich, geringe Mengen solcher organischer Lösungsmittel zuzusetzen, die bei
der Verbrennung eine große Wärme entwickeln, besonders wenn man mit Imprägnierflotten
arbeitet, die hohe Anteile von Wasser enthalten. Besonders geeignet sind solche
Imprägnierflotten, die zwischen 10 und 90 Vol.-% Methanol und 90 bis 10 Vol.-% Wasser,
vorzugsweise 30 bis 80 Vol.-% Methanol enthalten. Durch Zugabe von Wasser läßt sich
auch die Geschwindigkeit des Verbrennungsprozesses steuern.
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Auf diese Weise kann für jedes Fasermaterial eine optimale Mischung
gefunden werden, die ein Entzünden des Fasermaterials während des Abbrennprozesses
verhindert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Weise ausgeführt, daß man
die Ware in üblicher Weise mit einer Imprägnierflotte klotzt, besprüht oder pflatscht,
wobei diese Imprägnierflotte außer den auf das Gewebe aufzubringenden Substanzen
unterschiedliche Mengen einer oder mehrerer brennbarer organischer Flüssigkeiten
enthält. Die Imprägnierflotte kann außerdem Chemikalien
und Hilfsmittel,
wie Dispergiermittel, Emulgatoren, -Farbstofflösungsmittel, Netzmittel, Verdickungsmittel,
Faserquellungsmittel, Färbebeschleuniger und andere enthalten. Die Menge an zugesetzter
brennbarer organischer Flüssigkeit kann in weiten Grenzen schwanken und hängt von
dem zu behandelndem Textilmaterial und der Art der auf die Faser aufzubringenden
Substanz ab.
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Die bei der Behandlung des Textilmaterials mit der Imprägnierflotte
angewandte Temperatur -hat praktisch keinen Einfluß auf das Ergebnis. Im allgemeinen
arbeitet man jedoch bei Temperaturen zwischen ca. 10 und 600C, vorugsweise bei Raumtemperatur.
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Aus Sicherheitsgründen werden die Imprägnierflotte und die zu behandelnde
Ware während der Applikationsoperation durch Kühlen auf'solche Temperaturen gebracht,
daß die imprägnierte Ware eine Temperatur unterhalb des Flammpunktbs der verwendeten
Plüssigkeit aufweist. Je nach der gewählten Maschinengeschwindigkeit genügen Warentemperaturen
von etwa 1 bis 40°C, bevorzugt 10 bis 1500, unterhalb des jeweiligen Plammpunktes
der Imprägni erflotte. Beispeziellen Ausrüstungsprozessen, die es erforderlich machen,
daß die Imprägnierflüssigkeit längere Zeit mit der Ware in Kontakt bleibt, werden
die Versuchsbedingungen so gewählt, daß nach dem Verweilen die im Hinblick auf den
Flammpunkt nötige Temperatur noch gegeben ist.
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Nach dem Imprägnieren bzw. Verweilen wird die Ware in der Weise getrocknet,
daß man das brennbare organische Lösungsmittel durch eine geeignete Zündvorricbtung
entflammt und vollständig abbrennt. Es empfiehlt sich aus Sicherheitsgründen solche
Mischungen aus Wasser und brennbaren organischen Mösungsmitteln zu verwenden, deren
Flammpunkte über der Raumtemperatur liegen.
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Auf alle Fälle ist es erforderli-ch, daß die Zündvorrichtung so ausgelegt
ist, daß sie anfangs die zum Aufheizen der Tosungsmitteldämpfe über den Flammpunkt
erforderliche Energie liefert.
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Wird die auf der Ware befindliche Imprägnierflotte, z*B.
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durch infrarotheizstäbe über den Flammpunkt aufgeheizt, so genügt
in der Regel ein einmaliges Zünden. Zweckmäßigerweise erfolgt das Zünden in unmittelbarer
Nähe der Aufheizvorrichtung.
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Zusätzliche Aufheizvorrichtungen entlang der Verbrennungsstrecke sind
weiterhin von Vorteil, wenn mit:Imprägnierflotten gearbeitet wird, die einen hohen
Anteil an Wasser enthalten. Dadurch ist es möglich, die Wasser,dämpfe auf solche
Temperaturen zu bringen, daß diese Dämpfe direkt oder indirekt für nach dem Trocknen
folgende Fixierprozesse verwendet werden können.
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Die getrocknete Ware wird in Abhängigkeit von dem speziellen Imprägnierprozeß
weiterbehandelt. So wird beispielsweise bei einem Färbeprozeß der Farbstoff in üblicher
Weise fixiert, entweder durch Kontakthitze, durch eine Heißluftbehandlung, durch
einen Verweilprozeß, durch Dämpfen oder andere Verfahren.
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Bei solchen Prozessen, bei denen diese Farbstoff-Fixierung durch eine
Hitzebehandlung erfolgt, kann die bei der Verbrennung freiwerdende und die zugeführte
Wärme bzw. der Wasserdampf in der Verbrennungsanlage selbst oder in einer anschließenden
Fixieranlage dafür ausgenutzt werden. Ähnliches gilt für solche Imprägnierprozesse
wie beispielsweise Verfahren zum Flammfestausrüsten oder Hochveredeln, wo die bei
der Verbrennung entstehende Wärme und der Wasserdampf zum Aushärten der auf das
Gewebe aufgebrachten Vorkondensate dient.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für solche Imprägnierprozesse,
bei denen eine oder mehrere Substanzen auf das Gewebe aufgebracht werden. Solche
Substanzen sind beispielsweise die in der Textilindustrie üblichen Farbstoffe, Schlichtemittel,
optische Aufheller, Appreturmittel und weitere. Als Farbstoffe kommen für das erfindungsgemäße
Verfahren praktisch Vertreter aller Farbstoffklassen und Handelsformen in Frage,
unabhängig davon, ob die Farbstoffe in der verwendeten brennbaren Flüssigkeit löslich
sind oder nicht, so daß man das Textilmaterial mit einer Farbstofflösung oder -dispersion
behandelt. Falls mit Farbstofflösungen gearbeitet wird, brauchen
die
verwendeten Farbstoffe nicht in handelsüblicher Form zubereitet sein, sondern können
auch ohne vorherigen Farbstoffe Finish angewendet werden.
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Das Verfahren läßt sich praktisch für alle Faserarten natürlichen
oder synthetischen Ursprungs sowie für alle Pasermischwlgen anwenden. Die Textilien
können in allen für eine kontinuierliche Arbeitsweise geeigneten Verarbeitungszuständen
vorliegen, wie beispielsweise als Kabel, Kammzug, Fäden, Garne, Gewirke oder non-wovens'
6der Gewebe Beim Abbrennen tritt auf der Ware ein mehr oder weniger starker Sengeffekt
auf, der von dem brennbaren Lösungsmittel sowie von dem Wassergehalt der Behandlungsflotten
abhängig ist und in vielen Fällen eine übliche Sengbehandlung erspart.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß man
das Textilmaterial nach Imprägnierprozessen auf einfache Weise trocknen kann, wobei
die aufgebrachten Produkte wesentlich gleichmäßiger als bei herkömmlichen Verfahren
auf dem Textilmateriål verteilt sind. Dies gilt besonders für stark migrierende
Farbstoffe, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich egalere Färbungen
liefert. Es war überraschend, daß die Paser bei dieser Behandlung keine Schädigung
erleidet und der textiltechnologische Charakter der Ware, z.B. der Warengriff, voll
erhalten bleibt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin,
daß besonderswbei der Verwendung von Methanol durch den Abbrennvorgang keine Stoffe
entstehen, die die Luft oder das Wasser verunreinigen.
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Die Verwendung von Methanol/Wassergemischen und die Energiezuführung
bieten darüber hinaus' den Vorteil, die Geschwindigkeit des Abbrennvorgangs in einfacher
Weise zu steuern und daß man zum anderen auf diese Weise die natürliche Feuchtigkeit
der Paser besser regulieren kann.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Trocknungsvorrichtung,
auf die sich die vorliegende Erfindung ebenfalls 1£
bezieht, besteht
im allgemeinen aus einer Abbrennkammer (1) mit Ein- und Ausgang sowie Transportmitteln
für die Ware beim Durchgang durch die Anlage, einem Zündelement (2) und Mitteln
für die Zuführung von Luft (3) und zum Abführen der Verbrennungsgase und des Wasserdampfes
(4), wie in der schematischen Zeichnung Fig. I dargestellt. Die Ware (5) kann dabei
entweder von oben her oder von unten in die Abbrennkammer eintreten. Außerdem müssen
bestimmte Sicherheitsvorrichtungen vorhanden sein. Um eine gleichmäßige Trocknung
der Warenbahn zu erhalten, muß je eine Zündvorrichtung auf jeder Seite der Warenbahn
oder an den beiden Rändern vorhanden sein. Als Zündvorrichtungen kommenbeispielsweise
Gasflammen oder elektrische Zündelemente in Frage.
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Die Abbrennkammer ist nach oben aus Sicherheitsgründen zweckmäßigerweise
durch ein Metallwalzenpaar (6) abgedichtet. Am unteren Teil der Kammer genügt im
allgemeinen ein Ein- bzw.
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Austrittsschlitz (7). Sowohl die Metallwalzen als auch der Ein- bzw.
Austrittsschlitz können mit Schleifbändern (8) oder anderen nicht brennbaren Abdichtungen
versehen sein. Die Höhe der Kammer hängt von der Durchlaufgeschwindigkeit der Ware
und von der Art und Menge der verwendeten brennbaren Flüssigkeit ab. Für praktische
Zwecke beträgt die Länge der Abbrennkammer 0,5 bis 10 m, vorzugsweise 1 bis 5 m.
Die Abbrennkammer kann auch in ganz oder teilweise offener Form ausgeführt werden,
wobei die Seitenwände ganz oder teilweise entfallen. Am oberen Ende der Kammer befinden
sich Austrittsöffnungen (4) für die heißen Abgase und den Wasserdampf, die direkt
in eine neben der Abbrennkammer liegende Fixierkammer geleitet werden können.
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Die zur Verbrennung erforderliche Luft wird durch entsprechende Rohre
(3) von außen zugeführt. Aus Sicherheitsgründen kann der Abbrennkammer eine Absaugvorrichtung
(9) vorgeschaltet sein, die dafür sorgt, daß solche Lösungsmitteldämpfe abgesaugt
werden, die von der feuchten Ware vor Eintritt in die Kammer abgegehen werden.
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Eine weitere Sicherheitsvorrichtung bzw. auch Vorrichtung zum Anhalten
der Maschine besteht aus Düsen (10), welche bei offener bzw. halboffener Ausführung
auf die Verbrennungsstrecke gerichtet.
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sind und sich bei geschlossener Ausführung innerhalb der Verbrennungskammer
bzw. vor der Eintrittsöffnung und gegebenenfalls noch vor der Austrittsöffnung derselben
befinden und durch welche Stickstoff oder ein anderes nicht brennbares bzw. die
Verbrennung nicht unterhaltendes Gas geleitet werden kann.
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Mit dem Öffnen dieser Düsen ist zweckmäßigerweise ein gleichzeitiges
Abschalten der Sauerstoff- bzw. Luftzufuhr verbunden.
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Die Elemente zur Warenführung werden zweckmåßigerweise vor zu starker
Erwärmung durch einen Hitzeschild (11) geschützt.
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Ferner sind sie in der Höhe verstellbar, wodurch die Trocknungsstrecke
in ihrer Länge verändert werden kann. Entlang der in der Trocknungskammer laufenden
Warenbahn befinden sich beidseitig Aufheizvorrichtungen (12), die die einerseits
auf der Ware befindliche brennbare Flüssigkeit über deren Flammpunkt erwärmen und
andererseits die Verdampfung der brennbaren Flüssigkeit bzw. des Wassers fördern.
Darüber hinaus unterstützensie die Aufheizung der Verbrennungsgase und des Wasserdampfes,
so daß diese indirekt oder direkt unmittelbar für Fixierprozesse verwendet werden
können. Entlang der Trocknungsstrecke sind Kontrollgeräte (14) für die Trocknung,
die Regelung der Warengeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Bremlstrecke und für
die Funktion der Sicherheitsvorrichtungen angebracht. Die Steuerung der Flamme geschieht
beispielsweise durch beidseitige l,u£tdüsen (1,3), die ebenfalls entlang der -Verbrennungsstrecke
angeordnet und schwenkbar sind.
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Die Kombination der erfindungsgemäßen Maschine mit bekannten Ausrüstungsmas
chinen verdeutlichen folgende Schemazeichnungen.
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Die hierin verwendeten Bezugszeichen haben folgende Bedeutung,: Fig.
I 1 Abbrennkammer 2 Zündvorrichtung 3 Luftzufuhr
4 Abführen der
Verbrennungsgase und des Wasserdampfes 5 Warenbahn 6 Metallwalzenpaar 7 Eintrittschlitz
8 Schleifbänder 9 Absaugvorrichtung 10 Sicherheitsdüsen 11 Hitzeschild 12 Aufheizvorrichtung
13 Luftdüscn 14 Kontrollgeräte Fig. II 5 Warenbahn 16 Foulard, Chassis, Flotte 2
Zündvorrichtung 17 Infrarotschacht, -strahler, (Abbrennkammer) 18 Saugtrommel 19
Ablegevorrichtung 20 Siebband, endlos umlaufend 21 Dämpfer Pig. III 5 Warenbahn
22 Küiiltrommel 23 Kühlchas.sis 24 Foulardquetschwerk 25 Klotzraum unter schwachem
Unterdruck (311 bis 911 mbar) 2 Zündvorrichtung 17 Infrarotschacht mit Infrarotstrahlern
26 Siebtrommeln, zugleich Thermosol 15 Heißluftverteilerkammer