DE3521061A1

DE3521061A1 - Verfahren und einrichtung zum konditionieren von leder, fellen, pelzen und dergl.

Info

Publication number: DE3521061A1
Application number: DE19853521061
Authority: DE
Inventors: Jiri Dipl.-Ing. 6251 Gückingen Dokoupil; Thaddäus Dr.-Ing. 6251 Flacht Kuzorra
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1985-06-12
Publication date: 1986-12-18
Also published as: FI870563A0; JPS62503104A; EP0225355A1; KR880700083A; ES555993A0; BR8606726A; CS432786A2; ES8800991A1; ES557704A0; WO1986007389A1; ES8800990A1; FI870563A; DD246122A5; SU1588267A3; US4856201A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Konditionieren, insbesondere zum Trocknen und/oder Auffeuchten, von Leder, Fellen, Pelzen und dergl. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wobei gewisse Ausgestaltungen auch für die Verwendung zur Behandlung von anderen weichflexiblen Flachmaterialien geeignet sind.

Unter "Konditionieren" wird in der Gerberei und Lederverarbeitung generell die Einstellung bestimmter erwünschter Eigenschaften von Leder bzw. Häuten, Fellen und Pelzen durch gezielte Einwirkung von Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchte und Druck der mit dem Behandlungsgut in Berührung stehenden Luft-, Gas- oder Dampfatmosphäre sowie auch durch Beaufschlagung mit Energiestrahlung verstanden. So sind insbesondere die Verformungseigenschaften (Flexibilität, Dehnbarkeit und dergl.) und Oberflächeneigenschaften des Materials sowie weitere, für die Verarbeitung wichtige Materialeigenschaften vom Feuchtigkeitsgehalt abhängig. Wechsel im Feuchtigkeitsgehalt und raschere Verdampfungsvorgänge innerhalb des porösen Materials können aber auch unmittelbar erwünschte Einflüsse auf die genannten Materialeigenschaften haben. Dies trifft auch für die Wärmebehandlung des Materials als solche neben der indirekten Wirkung zur Trocknung zu. Die Beaufschlagung mit Energiestrahlen, bekanntermassen Infrarotstrahlung, dient im allgemeinen als Mittel zur Erwärmung, kann jedoch u.U. daneben ebenfalls unmittelbaren Einfluss auf gewisse Materialeigenschaften haben.

Die bekannten Verfahrensweisen zum Konditionieren der genannten Materialien beschränken sich im wesentlichen auf Trocknung durch Erwärmung mittels Wärmeleitung oder Infrarotbestrahlung, gegebenenfalls mit forcierter Bewegung der Umgebungsluft zwecks Abfuhr der durch Verdampfung oder Verdunstung aus dem Material entstandenen Luftfeuchtigkeit. Diese Verfahrensweise ist hinsichtlich Wirksamkeit, genauer Einstellbarkeit der erwünschten Materialeigenschaften und Durchsatzleistung verbesserungsbedürftig. Entsprechende gilt für die entsprechenden Einrichtungen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Verfahren und Einrichtungen, die hinsichtlich Wirksamkeit, reproduzierbarer Eigenschaftseinstellung im Behandlungsgut bzw. Leistungsfähigkeit einen Fortschritt gegenüber dem Bekannten ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2 bzw. 7 und hinsichtlich der Einrichtung durch die Merkmale der Ansprüche 8, 9 bzw. 11. Die Merkmale dieser Ansprüche sind mit besonderem Vorteil in gegenseitiger Kombination, gegebenenfalls aber auch für sich fortschrittlich anwendbar.

Die Erfindung wird weiter anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, aus denen weitere wesentliche Wirkungen und Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes hervorgehen. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt mit Blockschaltung einer ersten Ausführung einer Trocknungseinrichtung für eine erfindungsgemässe Verfahrensweise,

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 für eine zweite Ausführung einer erfindungsgemässen Trocknungseinrichtung mit Veranschaulichung einer weiteren erfindungsgemässen Verfahrensweise zum Konditionieren von Leder und dergl.,

Fig. 3 einen schematischen Horizontalschnitt mit Blockschaltung einer dritten Ausführung einer erfindungsgemässen Einrichtung zum Konditionieren von Leder und dergl.,

Fig. 4 einen schematischen Vertikalschnitt einer erfindungsgemässen Behandlungseinrichtung mit verfahrbarer Behandlungsgut-Aufnahmevorrichtung,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig. 4 der Behandlungsgut-Aufnahmevorrichtung,

Fig. 6 einen bezüglich Fig. 1 rechtwinklig verdrehten Vertikalschnitt der dortigen Aufnahmevorrichtung,

Fig. 7 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig. 5 für eine weitere Ausführung einer Behandlungsgut-Aufnahmevorrichtung und

Fig. 8 einen rechtwinklig verdrehten Vertikalschnitt der Aufnahmevorrichtung nach Fig. 7.

Bei der Einrichtung nach Fig. 1 ist eine unterdruckfeste und unterdruckdichte Behandlungskammer BK1 mit Anschluss an eine Unterdruckanlage UA vorgesehen. In der Kammer befindet sich eine als umlaufendes Transportband ausgebildete Aufnahmevorrichtung /4Vl für Leder, Felle, Pelze oder dergl. als Behandlungsgut BG, das auf dem Obertrum des Transportbandes liegt und dabei in einem elektromagnetischen Wechselfeld zwischen grossflächigen Plattenelektroden EL angeordnet ist. Die Elektroden EL sind an einen Hochfrequenz-Leistungsgenerator HFG angeschlossen, der in einem Freqenzbereich zwischen etwa 10 und 300 MHz arbeitet. Beim Trocknungsvorgang, d.h. während der Erwärmung des Behandlungsgutes durch die dielektrischen Verluste im Hochfrequenzfeld oder vorteilhaft auch im Wechsel mit aufeinanderfolgenden Einschaltperioden des Feldes, wird in der Kammer BK1 ein relativ starker Unterdruck erzeugt, der nicht nur zum Absaugen des entstehenden Wasserdampfes ausreicht, sondern auch die Verdampfungstemperatur des im Leder oder dergl. enthaltenen Wassers wesentlich herabsetzt, vorzugsweise auf höchstens etwa 70° C, mit besonderer Wirksamkeit hinsichtlich einer zusätzlichen Flexibilisierung des Leders durch zellulare Sprengwirkung bei der Wasserverdampfung jedoch noch weiter, insbesondere bis auf etwa 50° C und darunter. Insbesondere hat sich zum Konditionieren von Leder ein Kammerdruck von 0,7 bar bis etwa 0,6 bar für leichtere und porösere Ledersorten sowie Felle und Pelze mit grosser spezifischer Oberfläche, für schwerere Ledersorten jedoch ein Kammerdruck von etwa 0,6 bar bis etwa 0,5 bar und darunter als vorteilhaft erwiesen. Die niedrigeren Drucke begünstigen erfahrungsgemäss die Flexibilisierung in hohem Masse. Die relativ niedrige Behandlungstemperatur wirkt auch verbessernd für die Gleichmässigkeit des Trocknungsvorganges und begünstigt eine genaue Verfahrensführung mit reproduzierbarer Beendigung des

I luckiiijngsvurgauges, wobei Versprödung durch 1¹H terschreitung der optimalen Feuchtigkeitswerte des Leders sicher vermieden werden kann.

Eine weitere wesentlich Eigenschaft der Einrichtung nach Fig. 1 ist die Möglichkeit, durch periodische Riehtungsumschaitung gemäss Pfeil P1 des (nicht dargestellten) Transportbandantriebs eine oszillierende Bewegung des Behandlungsgutes innerhalb des Hochfrequenzfeldes zu erzielen. Dadurch ergibt sich ein vorteilhafter Ausgleich von in der Praxis nie ganz zu vermeidenden Inhomogenitäten des Hochfrequenzfeldes, d.h. ein im wesentlichen gleichmässige Erwärmung aller Bereiche des Behandlungsgutes.

Die Einrichtung nach Fig. 2 zeichnet sich durch die neuartige Kombination der Anwendung von Mikrowellenfeldern mit Unterdruckbeaufschlagung von Leder und dergl. zur Trocknung bzw. Konditionierung und Flexibilisierung aus. Hierzu sind an der Behandlungskammer BK 2 verteilt angeordnete Mikrowellengeneratoren MWG vorgesehen, die mit ihren sich überlagernden Feldern das in einer Platten-Aufnahmevorrichtung AV2 befindliche Behandlungsgut BG beaufschlagen. Die Erwärmung erfolgt im wesentlichen durch Absorption der Mikrowellen in den wasserhaltigen Mikrobereichen (Poren, Zellen) des Gutes, wobei die fortschreitende Trocknung mit abnehmendem Wassergehalt die Geschwindigkeit des Trocknungsvorganges selbsttätig abbremst. Dies vermindert vorteilhaft die Gefahr einer Übertrocknung und Überhitzung des Leders, vor allem in Verbindung mit den bereits erläuterten Effekten der Unterdruckbeaufschlagung des Behandlungsgutes. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass die Zusammenwirkung von Mikrowellenheizung und relativ starkem Unterdruck im Vergleich zur Hochfrequenzheizung wesentlich bessere Resultate ergibt. Für die bevorzugten Unterdruckwerte gelten die bereits angegebenen Bereiche.

Grundsätzlich kommt für die Trocknung und Konditionierung von Leder, Fellen und Pelzen mit Mikrowellen ein Frequenzbereich von etwa 0,3 bis etwa 30 GHz in Betracht. Es haben sich jedoch für leichtere Ledersorten und Pelze Frequenzen zwischen etwa 1,2 und etwa 2,8 GHz, für schwerere Materialien jedoch solche zwischen etwa 18 und 30 GHz als besonders vorteilhaft Aussei einer Unlci'druck.aiiliigr IJA sind gciiiii.v« Fig. 3 noch Zuführungen WDS mit Verteildüsen DS für feiverteiltes Wasser oder Dampf an der Behandlungskammer verteilt angeordnet. Damit lässt sich ein Auffeuchten oder Rückfeuchten des Behandlungsgutes im Anschluss oder im Wechsel mit der Trocknung durchführen. Dies ist nicht nur für die Einstellung genauer Feuchtewerte, sondern auch für spezielle Wechseleffekte von Vorteil.

ίο Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist eine Behandlungskammer BK 4 mit ein- und ausfahrbarer Aufnahmevorrichtung A V4 vorgesehen, die mit einem Forntwandabschnitt FA und einem Bodenabschnitt JSA der Kammer als Tragelemenmte zu einer Baueinheit ausgebildet ist.

Fig. 4 zeigt die mit einem Fahrwerk FW versehene und in ausgefahrenem Zustand unabhängig von der Kammer verfahrbare Baueinheit der Aufnahmevorrichtung im Betriebszustand innerhalb der Kammer, wobei eine lückenlose Abdichtung 2 die Unterdruckbeaufschlagung der Kammer ermöglicht. Hierfür ist eine Unterdruckanlage mit Pumpe 7 und Kessel 6 vorgesehen. Anschlüsse 8 bzw. 9 sind für die Auffeuchtung mittels Wasser bzw. Dampf vorgesehen. Zusätzlich kann Heiz- oder Trocknungsluft über einen Anschlusskasten 3 und die z.B. als Rohre mit Austrittsöffnungen 11 ausgebildeten Tragelemente 10 der Aufnahmevorrichtung A V4 zugeführt werden, auf denen das Behandlungsgut BG hängt (s.Fig.6).
Ein beim Einfahren der Aufnahmevorrichtung in die Kammer selbsttätig aktivierter Schalter 54 besorgt die Einschaltung der hier (in nicht näher dargestellter Weise) als Heizenergie vorgesehenen Mikrowellen. Dies ist für den Arbeitsschutz wesentlich.
Fig. 8 und 7 zeigen eine ähnliche Behandlungsgut-Aufnahmevorrichtung AV5 mit horizontalen Plattenelementen 12 als Auflage für Leder und dergl.

Verfahrbare Aufnahmevorrichtungen der gezeigten Art lassen sich infolge der Einbeziehung von Kammer-Wandelementen einfach mit grosser Robustheit gestalten und leicht passgerecht in die Kammer einfahren. Vor allem ermöglicht eine geeignete Anzahl von jeweils einer Kammer zugeordneten, verfahrbaren Aufnahmevorrichtungen einen rationellen Batteriebetrieb.

erwiesen.

Die Mikrowellenfelder und ihre Reflexionen überlagern sich innerhalb des Behandlungsraumes im allgemeinen zu einem resultierenden Energiefeld von noch beträchtlicher Inhomogenität. Zum Ausgleich ist die Behandlungsgut-Aufnahmevorrichtung A V2 um eine Vertikalachse X drehbar ausgebildet und mit einem entsprechenden Drehantrieb DA versehen, so dass die Bewegungsbahn des Behandlungsgutes die inhomogenen Teile des Energiefeldes durchläuft.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 sind an einer Behändlungskammer BK 3 Mikrowellen-Einkoppelvorrichtungen bzw. -Einstrahler 577? verteilt angeordnet, die über einen periodisch wirkenden Umschalter 5Vin vorgegebener Aufeinanderfolge an einen Mikrowellen-Leistungsgenerator MM? angeschlossen und damit aktiviert werden. Gegebenenfalls ist eine entsprechende mechanische Koppelventilumschaltung in Verbindung mit Wellenleitern bzw. an den Einstrahlern selbst in Analogie zu der als Beispiel schematisch angedeuteten Umschaltung, ebenso auch eine aufeinanderfolgende Einschaltung bzw. Aktivierung einer Mehrzahl von Generatoren anwendbar, was keiner besonderen Darstellung bedarf.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Konditionieren, insbesondere zum Trocknen und/oder Auffeuchten, von Leder, Fellen, Pelzen und dergl., dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut zur dielektrischen Erwärmung mit mindestens einem elektrischen Wechselfeld in einem Frequenzbereich zwischen etwa 10 MHz und etwa 300 MHz beaufschlagt und während bzw. im Wechsel mit dieser Beaufschlagung einem gegenüber dem Atmosphärendruck verminderten Behandlungsdruck ausgesetzt wird.

2. Verfahren zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Konditionieren, insbesondere zum Trocknen und/oder Auffeuchten, von Leder, Fellen, Pelzen und dergl., dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut zur Absorptionserwärmung mit mindestens einem elektromagnetischen Wellenfeld in einem Frequenzbereich zwischen etwa 0,3 GHz und etwa 30 GHz beaufschlagt und während bzw. im Wechsel mit dieser Beaufschlagung einem gegen über dem Atmosphärendruck verminderten Behandlungsdruck ausgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut während bzw. im Wechsel mit der Wärmebehandlung einem Behandlungsdruck von 0,7 bar oder darunter, insbesondere einem solchen von 0,6 bar oder darunter, vorzugsweise jedoch von 0,5 bar oder darunter, ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut während bzw. im Wechsel mit der Wärmebehandlung einem Behandlungsdruck entsprechend einer Verdampfungstemperatur des im Behandlungsgut enthaltenen Wassers von höchstens etwa 70° C, vorzugsweise von höchstens etwa 5O⁰C, ausgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgut mit elektromagnetischen Wellen in einem Frequenzbereich zwischen etwa 1,2 GHz und etwa 2,8 GHz beaufschlagt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass das Behandlungsgut mit elektromagnetischen Wellen in einem Frequenzbereich zwischen etwa 18 GHz und etwa 30 GHz beaufschlagt wird.

7. Verfahren zum Konditionieren von Leder, Fellen, Pelzen und dergl., mit einer Wärmebehandlung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Beaufschlagung des Behandlungsgutes mit Wasserdampf und/oder Wasser, vorzugsweise in feinverteilter Form, während bzw. im Wechsel mit der Wärmebehandlung.

8. Einrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Konditionieren, insbesondere zum Trocknen und/oder Auffeuchten, von Leder, Fellen, Pelzen und dergl., mit mindestens einem Behandlungsraum zur Aufnahme des Behandlungsgutes und mit mindestens einer elektrischen Heizeinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Hochfrequenz- oder vorzugsweise eine Mikrowellen-Heizeinrichtung vorgesehen ist, die im Behandlungsraum ein inhomogenes, insbesondere wenigstens annähernd räumlich periodisch verteiltes Temperaturfeld erzeugt, und dass eine beweglich gelagerte und mit einem vorzugsweise umlaufend wirkenden Bewegungsantrieb verbundene Behandlungsgut-Aufnahmeeinrichtung mit einer wenigstens einen Teil des inhomogenen Temperaturfeldes durchlaufenden Behandlungsgut-Bewegungsbahn Vorgesehen ist.

9. Einrichtung zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Konditionieren, insbesondere zum Trocknen und/oder Auffeuchten, von Leder, Fellen, Pelzen und dergl., mit mindestens einem Behandlungsraum zur Aufnahme des Behandlungsgutes und mit mindestens einer elektrischen Heizeinrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Mikrowellen-Heizeinrichtung vorgesehen ist, die im Behandlungsraum ein inhomogenes, insbesondere wenigstens annähernd räumlich periodisch verteiltes Energiefeld erzeugt, und dass eine mit der Heizeinrichtung in Wirkverbindung stehende Steuereinrichtung vorgesehen ist, die verschiedene Mikrowellen-Feldbereiche in vorgegebener Reihenfolge, vorzugsweise periodisch, aktiviert.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellen-Heizeinrichtung eine Mehrzahl von mit dem Behandlungsraum in Wirkverbindung stehenden und räumlich verteilt angeordneten Mikrowellen-Generatoren und/oder von Steuer- oder schaltbaren Mikrowellen-Einkoppelvorrichtungen aufweist und dass die Generatoren bzw. Einkoppelvorrichtungen mittels der Steuereinrichtung in vorgegebener Reihenfolge aktiviert werden.

11. Einrichtung zur Behandlung, insbesondere zum Konditionieren, wie zum Trocknen und/oder Auffeuchten, von weichflexiblem Flachmaterial, insbesondere von Leder, Fellen, Pelzen und dergl., mit einem Behandlungsraum sowie mit mindestens einer bezüglich des Behandlungsraumes ein- und ausfahrbaren Aufnahmevorrichtung für das Behandlungsgut, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsraum durch wenigstens eine in einem Arbeitszustand im wesentlichen geschlossene Kammer gebildet ist und dass die Aufnahmevorrichtung mit wenigstens einem Abschnitt der Kammerwandung zu einer Baueinheit ausgebildet ist, die aus einer innerhalb der Kammer liegenden Arbeitsstellung ausfahrbar ausgebildet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung wenigstens einen Front- und/oder Seitenwandabschnitt sowie mindestens einen als Tragelement der Aufnahmevorrichtung ausgebildeten Bodenabschnitt der Kammerwandung umfasst.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung an dem Front- bzw. Seitenwandabschnitt angebrachte Halterungsmittel, insbesondere in Form von im wesentlichen horizontal angeordneten Stangen- oder Plattenelementen, für das Behandlungsgut aufweist.

14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung ein an dem Bodenabschnitt angeordnetes Fahrwerk

aufweist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

14, dadurch gekennzeichnet, dass für den durch die Aufnahmevorrichtung gebildeten Teil der Kammerwandung eine im wesentlichen lückenlose, an der Aufnahmevorrichtung selbst und/oder an der Behandlungskammer angeordnete Abdichtung vorgesehen ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung als im bezüglich der Behandlungskammer ausgefahrenem Zustand unabhängig von dieser verfahrbare Baueinheit ausgebildet ist.