DE4131616A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen messen von ionischen und nicht-ionischen stoffen in laufendem textilgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Messen von ionischen und nicht-ionischen Stoffen in laufendem Textilgut nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens.

Ein wesentliches Problem bei Naßprozessen an laufendem Tex­ tilgut, z. B. beim Farben oder Hochveredeln, besteht darin, daß nach den vorausgehenden Prozessen Waschen, ggf. auch Ab­ säuern, Abquetschen, Trocknen Fremdstoffe zurückbleiben kön­ nen, die nachfolgende Behandlungsprozesse störend beeinflus­ sen. Dies geschieht z. B. dann, wenn nicht genügend gewaschen bzw. nicht richtig in Kombination gewaschen und abgesäuert (bei vorausgehenden NaOH-Prozessen) wird. Andererseits will man den Waschvorgang aus Kostengründen minimieren. Nur als Beispiel sei hier angeführt, daß bei einer sauer geführten Hochveredelung (Vernetzung) im Textilgut verbleibende Rest­ säure überhöhte Effekte mit nicht tragbaren Festigkeitsver­ minderungen mit sich bringt, die Warenbahn wird also geschä­ digt. Ein zu hoher Gehalt an Elektrolyt oder Puffer bzw. eine ungünstige Kombination des Verhältnisses von Elektrolyt und Puffer führt zu einer Störung (bis zur völligen Inaktivie­ rung) beim Färben, Bedrucken oder der Hochveredelung.

Aus der DD 2 23 535 A1 ist es bekannt, daß man die elektrische Leitfähigkeit einer Stoffbahn zwischen zwei Rollenelektroden messen kann, wobei die Leitfähigkeit ein Maß für die "Rest­ chemikalien" in der Stoffbahn sein soll. Dies Verfahren ist aber nur bedingt anwendbar. Denn: trotz Waschens bestimmen nur einige der im Textilgut verbleibenden Begleitstoffe tat­ sächlich die Leitfähigkeit. Außerdem konnen selbst an und für sich leitende Substanzen an den Faseroberflächen adsorbiert und so für die Leitfähigkeitsmessung unzugänglich sein.

Gemäß der DD 2 49 930 B1 wird nicht die Leitfähigkeit an der Oberfläche der Stoffbahn, sondern vielmehr die Leitfähigkeit der (zuletzt) benutzten Behandlungsflüssigkeit, die ein Ge­ misch aus Behandlungsflüssigkeit und den aus der Stoffbahn ausgewaschenen Substanzen darstellt, gemessen. Auch hier wer­ den somit nicht zur Leitfähigkeit beitragende Begleitstoffe nicht erfaßt.

In der DD-PS 68 888 wird vorgeschlagen, man solle eine chemi­ sche Analyse nicht der Wasch-Flüssigkeit durchführen, die beim "normalen" Abquetschen gewonnen werden kann, man solle vielmehr in einem gesonderten Probe-Abquetschvorgang nach dem (quantitativen) Abquetschen der Warenbahn abnehmbare Flüssig­ keit analysieren, da deren Inhaltsstoffe denen im Inneren der Warenbahn genauer entsprechen. Dieses bekannte Verfahren ist insofern nachteilig, als bei starkem Abquetschen auf einen geringen Restfeuchtegehalt nur sehr schwer Proben durch ein weiteres, noch stärkeres Abquetschen entnehmbar sind, ggf. sogar das Textilgut geschädigt wird. Auch wird trotzdem nicht der innere ("Chemikalien-") Warenzustand erfaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vor­ richtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß in einfacher Weise in der abgequetschten Warenbahn enthaltene Begleitstoffe feststellbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 bzw. 12 oder 16 gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß nicht die an der Oberflache des Textilgutes, sondern vielmehr die in seinem Inneren, zwischen den Oberflächen oder adsorbiert enthaltene Begleitfracht untersucht wird. Dies kann nun ent­ weder dadurch erfolgen, daß man - nach dem Abquetschen - aus dem Textilgut abschnittsweise Probemengen der Begleitfracht durch Aufbringen und Absammeln von (frischem) Lösungsmittel entnimmt und die im Lösungsmittel enthaltene Begleitfracht quantitativ und/oder qualitativ bestimmt. Wichtig ist hier­ bei, daß das Lösungsmittel insbesondere das Innere der Waren­ bahn "durchspült" und die dort im Rest-Wasser (bzw. einem anderen Lösungsmittel) gelösten, an das Textilmaterial gebun­ denen oder auch dispergierte Begleitstoffe zumindest in einem exakt reproduzierbaren Maß mitnimmt. Dadurch, daß frisches Lösungsmittel verwendet wird, kann man den "Mitnahmegrad" wesentlich erhöhen. Gleichermaßen ist es möglich, durch die Art bzw. die Mischung des Lösungsmittels eine gegenüber dem herkömmlichen Lösungsmittel in der Waschflotte erheblich gesteigerte Mitnahmewirkung zu erzielen.

Vorzugsweise wird eine definierte Menge Lösungsmittel auf eine definierte Menge des Textilgutes aufgebracht und von diesem abgesammelt. Entsprechend der Geschwindigkeit der zu untersuchenden Warenbahn werden also das Aufbringen ebenso wie das Absammeln des Lösungsmittels geregelt. Dadurch wird auch gleichzeitig die mittlere Zeitdauer geregelt bzw. kon­ stant gehalten, während derer das Lösungsmittel im Textilgut verbleibt. Die Aufbringung erfolgt also im wesentlichen punkt- bzw. linienförmig, während das Absammeln über eine langere Transport-Wegstrecke erfolgt.

Je nach Art der zu untersuchenden Begleitfrachten kann es von Vorteil sein, wenn das Lösungsmittel dampfförmig aufgebracht wird. Die Aufbringung erfolgt hierbei (wie auch bei flüssiger Aufbringung) mehr oder weniger senkrecht zur Flächenebene des Textilgutes, so daß das Lösungsmittel durch dieses hindurch­ gefördert wird. Dadurch ist sichergestellt, daß die im Inne­ ren des Textilgutes enthaltenen Begleitfrachten bzw. Teilmen­ gen hiervon mitgenommen werden. Die Mitnahmewirkung kann wei­ terhin uber die Temperatur des Lösungsmittels, den verwende­ ten Volumenstrom und den Absaug-Unterdruck eingestellt wer­ den.

Alternativ ist es möglich, die Leitfahigkeit im Inneren des Textilgutes, also nicht an seinen Oberflächen, sondern zwi­ schen diesen zu bestimmen. Hierzu eignen sich in das Textil­ gut eingestochene Elektroden, z. B. Nadelelektroden, die von der Oberfläche von Walzen oder Rädern hervorstehen.

Um nun auch die Begleitfrachten zu bestimmen, welche keinen (wesentlichen) Einfluß auf die Leitfähigkeit des Gewebes aus­ üben, gewinnt man vorteilhafterweise fur diese Begleitfrach­ ten experimentelle Werte und speichert sie in Abhängigkeit von der dazu gemessenen Leitfähigkeit. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß dann, wenn bei ein und dem­ selben Prozeß sowohl die Leitfähigkeit beeinflussende (insbe­ sondere ionische) Begleitfrachten, als auch die Leitfähigkeit nicht beeinflussende Begleitfrachten (z. B. nicht-ionische oder solche mit ans Textilgut gebundenen Ionen) vorliegen, zwischen diesen beiden an sich meßtechnisch nicht gleichzei­ tig erfaßbaren Stoffen eine experimentell bestimmbare Konzen­ trations-Beziehung besteht. Diese Beziehung kann derart sein, daß äußerst geringe Leitwerte, die z. B. gemäß der Lehre der DD 2 23 535 A1 gar nicht mehr beachtet wurden, dennoch in signifikanter Weise auf untolerierbar hohe, nicht-ionische Begleitfrachten schließen lassen können.

Vorrichtungsmäßig wird die eingangs genannte Aufgabe nach ei­ ner Alternative der Erfindung dadurch gelöst, daß eine erste Einrichtung dicht beim Textilgut angebracht ist, über welche Lösungsmittel auf das Textilgut (bzw. auf die laufende Waren­ bahn) aufbringbar ist. Eine zweite Einrichtung ist vorgese­ hen, welche ebenfalls dicht beim Textilgut sitzt und das Lö­ sungsmittel aus dem Textilgut wieder absammelt und der Analy­ seeinrichtung zuführt.

Vorteilhafterweise weist die erste Einrichtung zum Aufbringen des Lösungsmittels eine Heizeinrichtung auf, um das Lösungs­ mittel auf eine definierte Temperatur zu bringen bzw. um es zu verdampfen und es als Dampf dem Textilgut zuzuführen. Das Lösungsmittel wird vorteilhafterweise hinsichtlich seiner Pa­ rameter, insbesondere hinsichtlich des Aufbringungsdruckes, des Volumenstroms und/oder der Temperatur geregelt, und zwar vorzugsweise in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit welcher das Textilgut an den Einrichtungen vorbeigefördert wird.

Das Absammeln erfolgt vorzugsweise über eine längere Weg­ strecke (in Förderrichtung des Textilgutes gesehen) als das Aufbringen, damit das zusätzlich aufgebrachte Lösungsmittel im wesentlichen vollständig entfernt wird und eine nicht vollständig zu vernachlassigende mittlere Verweildauer des Lösungsmittels im Textilgut gewährleistet ist.

Alternativ wird die eingangs genannte Aufgabe durch eine Vor­ richtung gelöst, bei welcher zwei Elektrodeneinrichtungen vorgesehen sind, die mit dem Inneren des Textilgutes, also nicht nur mit seiner Oberfläche in elektrisch leitende Ver­ bindung bringbar sind. Zwischen den Elektrodeneinrichtungen kann man nun den Widerstand messen und daraus den Leitwert des Textilgutes in seinem Inneren herleiten. Die Elektroden können z. B. Nadeln umfassen, die in das Textilgut eingesto­ chen werden. Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich sind nadelförmige Elektroden vorgesehen, mittels derer das Redox- Potential, die Konzentration von H-Ionen (pH-Wert) oder von anderen Ionen (ionen-sensitive Elektroden) oder ähnlichem gemessen werden.

Die hierbei verwendete Analyseeinrichtung umfaßt vorzugsweise Speichereinrichtungen, mittels welcher Beladungswerte (als Speicherinhalte) in Abhängigkeit von gemessenen Leitwerten (als Adressen) speicherbar und auslesbar sind.

Weitere wesentliche Merkmale ergeben sich aus den Unteansprü­ chen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh­ rungsformen, die anhand von Abbildungen näher erläutert wer­ den. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Alternative zur Verwendung in der Anordnung nach Fig. 2.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung handelt es sich um eine solche, bei welcher Begleitfrachten durch Zugabe von Lösungs­ mittel aus dem Textilgut abgesammelt werden.

Das Textilgut 1 wird hierbei - kommend aus der Abquetschein­ richtung - einer Lösungsmittel-Zuführungseinrichtung 10 und einer dazugehörigen Lösungsmittel-Absammeleinrichtung 20 zu­ geführt.

Die Lösungsmittel-Zuführungseinrichtüng 10 umfaßt einen Lö­ sungsmittelbehälter 11, aus welchem Lösungsmittel, z. B. Was­ ser, mittels einer Lösungsmittelpumpe 15 abgepumpt, über eine Heizeinrichtung 13 erwärmt, durch ein einstellbares Ventil 16 hinsichtlich des Volumenstroms eingestellt und schließlich über eine Düse 12 in das Textilgut gedruckt wird. Die Düse 12 weist eine Breite von 0,5 mm-10 mm, vorzugsweise 2 mm und eine Länge von 20 mm bis 300 mm, vorzugsweise 150 mm auf, welche vorzugsweise in horizontaler Richtung so angebracht wird, daß ein faltenfreier Gewebelauf garantiert ist.

Weiterhin ist ein Regler 14 vorgesehen, welcher die Pumpe 15, die Heizeinrichtung 13 und das Ventil 16 steuert. Die Steue­ rung erfolgt hierbei in Abhängigkeit der Geschwindigkeit v des Textilgutes 1, die beispielsweise mittels eines entspre­ chenden Drehmelders 14 abgetastet werden kann.

Auf der zur Düse 12 gegenüberliegenden Seite der Warenbahn 1 ist eine Ansaugdüse 21 angebracht, mittels derer das in das Textilgut 1 eingebrachte Lösungsmittel durch eine Pumpe 22 abgesammelt (ggf. dabei gleichzeitig kondensiert) und einer Analyseeinrichtung 23 zugeführt wird.

Die Absaugdüse hat eine wesentlich vergrößerte Öffnung (ca. 10-30%) und arbeitet bei einem Unterdruck von ca. 0-200 mbar, vorzugsweise bei 80 mbar. Wenn man dampfförmiges Lösungsmittel verwendet, so sind (in den Abbildungen nicht gezeigte) Kondensationseinrichtungen vorgesehen.

Die Analyseeinrichtung 23 enthält die gewünschten Sensoren, z. B. pH- oder ionensensitive Elektroden, Leitfähigkeits- Sensoren, Flammen-Photometer, Gaschromatographen u. a.

Das Lösungsmittel, das eine Mischung aus verschiedenen Lö­ sungsmitteln und im allgemeinen auch Wasser enthält, wird bei Temperaturen von 25°C bis 170°C, vorzugsweise bei 120°C sowie mit Volumenströmen zugeführt, welche das 2-50-fache, vorzugsweise das 5-10-fache der Gewebemasse beträgt, aus wel­ cher die Begleitfrachten extrahiert werden.

Diese in Fig. 1 gezeigte Kombination aus Zuführungs- und Ab­ sammeleinrichtung fur das Lösungsmittel kann nun fest relativ zum kontinuierlich geförderten Textilgut 1 oder aber in einer changierenden Bewegung quer zur Gewebelaufrichtung (siehe Pfeil in Fig. 1) bewegbar angeordnet sein. Durch eine solche Bewegbarkeit kann auch bei kleinbauender Ausführung eine Ana­ lyse über die gesamte Warenbahnbreite erfolgen.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung werden Nadelelektroden 30, 30′ in das Textilgut 1 eingesto­ chen, die sich an einer umlaufenden Walze 110, über welche das Textilgut 1 geführt ist, befinden. Zwischen disen Nadeln 30, 30′ wird nun mittels des Analysegerätes 123 der Wider­ stand und damit die Leitfähigkeit des Gewebes gemessen. An­ hand dieser Leitfähigkeitswerte lassen sich bereits einige Begleitfrachten quantitativ bestimmen. Für solche Begleit­ frachten, die keinen oder nur einen geringen Einfluß auf die Leitfahigkeit ausüben, wird zur Analyse ein Speicher 124 vor­ gesehen, in welchem experimentell gewonnene und anhand der Leitfähigkeit als Parameter gespeicherte Werte für diese an­ deren Begleitfrachten gespeichert sind.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die Elektroden 30, 30′ zur Messung der Leitfähigkeit in einer einzigen Nadel unter Zwischenschaltung eines Dielektrikums 31 im Mantel 111 der Walze 110 untergebracht. Mit dieser Anordnung läßt sich somit bei entsprechender Dimensionierung auch die Leitfähigkeit im Inneren einer einzelnen Faser messen. Zusätzlich sind bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform nadelförmige ionensensitive Elektroden 220 im Mantel III der Walze 110 angebracht, so daß dadurch im Inneren des Textilgutes Konzentrationen von H- Ionen bzw. entsprechender anderer Ionen meßbar und mittels der Analyse-Einrichtung 123 analysierbar sind.

Vorzugsweise werden die beiden Verfahren bzw. die in den Fig. 1 und 2/3 gezeigten Vorrichtungen gleichzeitig verwendet, da die elektrische Leitfähigkeit im allgemeinen ohnehin gemessen werden muß.

Die nach dem erfindungsgemaßen Verfahren gewonnenen Meßwerte werden insbesondere zur Regelung der Waschprozesse oder zur Regelung von Neutralisationsprozessen in an sich bekannter Weise verwendet.

Claims (22)

1. Verfahren zur Messung organischer und anorganischer Be­ gleitfrachten von Textilgut bei Naßprozessen zur Behand­ lung des Textilguts, wobei die Messung mittels einer Analyseeinrichtung nach einem Abquetschen des Textilguts erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladung mit Begleitfracht im Inneren des Textilguts zwischen dessen Oberflächen bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Textilgut abschnittsweise Probemengen der Begleit­ fracht durch Aufbringen und Absammeln von (frischem) Lö­ sungsmittel entnommen und die im Lösungsmittel enthal­ tene Begleitfracht quantitativ und/oder qualitativ be­ stimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine definierte Menge an Lösungsmittel auf eine definierte Menge des Textilguts aufgebracht und von diesem abgesam­ melt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel über eine definierte Zeitdauer im Textil­ gut belassen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel dampfförmig aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser (mit-) umfaßt und mit einer Temperatur von 25°C-170°C (vorzugsweise 115°C -125°C) aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel in einem Volumenstrom aufgebracht wird, der das 2-50-fache, vorzugsweise das 5-10-fache der Ge­ webemasse beträgt, aus welcher extrahiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel quer zur Flächenebene des Textilguts durch dieses hindurchgefördert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit im Inneren des Textilguts zwischen dessen Oberflächen bestimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit mittels in das Textilgut eingestochener Elektroden bestimmt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Leitfähigkeitswert als Parameter Befrachtungswerte für solche Begleitfrachten (experimentell) gewonnen, ge­ speichert und wieder ausgelesen werden, die keine maß­ gebliche Rolle beim Zustandekommen der elektrischen Leitfähigkeit spielen, insbesondere fur nicht-ionische Begleitfrachten oder solche mit an das Textilgut gebun­ denen oder inaktivierten Ionen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Redox-Potential im Inneren des Textilgutes zwischen des­ sen Oberflächen bestimmt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration von H-Ionen und/oder von anderen Ionen im Inneren des Textilgutes zwischen dessen Oberflächen bestimmt wird.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (10), die derart ausgebildet und dicht beim Textilgut (1) angebracht ist, daß Lösungsmit­ tel auf das Textilgut (1) aufbringbar ist, und durch eine zweite Einrichtung (20), die derart ausgebildet und dicht beim Textilgut (1) angebracht ist, daß das Lö­ sungsmittel aus dem Textilgut abgesammelt und der Analy­ seeinrichtung (23) zuführbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (10) eine Heizeinrichtung (13) zum Er­ wärmen und/oder Verdampfen des Lösungsmittels aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (10) Regeleinrichtungen (14) zum Re­ geln von Lösungsmittelparametern, insbesondere des Drucks und/oder Volumenstroms und/oder der Temperatur umfaßt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (20) eine derart ausgestaltete und relativ zu einer Zuführungsdüse (12) der ersten Einrich­ tung (10) angeordnete Absaugeinrichtung (21, 22) umfaßt, daß bei kontinuierlich gefördertem Textilgut (1) eine definierte mittlere Verweildauer des Lösungsmittels im Textilgut einstellbar ist.

18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Elektrodeneinrichtung (110, 111) und eine zweite Elektrodeneinrichtung (120, 121), die derart aus­ gebildet und mit dem Inneren des Textilguts (1) in elek­ trisch leitende Verbindung bringbar sind, daß aus einem zwischen ihnen gemessenen elektrischen Widerstand der Leitwert des Textilguts in seinem Inneren zwischen des­ sen Oberflächen mittels der Analyseeinrichtung (123) be­ stimmbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodeneinrichtung Nadeln (13) umfaßt, die in das Textilgut (1) einstechbar angeordnet sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyseeinrichtung (123) Speichereinrichtungen (124) um­ faßt, mittels welcher Beladungswerte in Abhängigkeit von gemessenen Leitwerten speicherbar und auslesbar sind.

21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch nadelförmige Elektroden (210, 220), die zwischen die Faseroberflächen einbringbar und derart ausgebildet sind, daß der pH-Wert oder die Konzentration eines ande­ ren bestimmten Ions im Inneren des Textilguts (1) meßbar und mittels der angeschlossenen Analyse-Einrichtung (123) bestimmbar sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyse-Einrichtung (123) Speichereinrichtungen (124) umfaßt, mittels welcher Beladungswerte in Abhängigkeit vom gemessenen Konzentrationswerten speicherbar und aus­ lesbar sind.