DE4300047C1 - Verfahren und Anlage zur Hochveredlung von textilen Warenbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anlage der dem Ober­ begridd des Anspruchs 10 entsprechenden Art.

Als Hochveredlung werden Ausrüstungen zur permanenten Verbesserung der Gebrauchstüchtigkeit von aus Zellulose bestehenden oder Zellulose enthaltenden und auch anderen, jedoch sich ähnlich verhaltenden textilen Materialien be­ zeichnet. Die Verbesserung der Eigenschaften der textilen Warenbahnen geschieht durch Einlagerung von Hochveredlungs­ mitteln in die Fasern oder durch Modifizierung der Faser mit Hilfe der Hochveredlungsmittel. Verbessert werden die Knitterfestigkeit, die Krumpfstabilität, das Wash-and-Wear- Verhalten, das wasserabweisende Verhalten, die Permanenz von Pliss´ und Kalanderausrüstungen (Präge/Chintz/Riffel- Effekte).

Ein Nachteil der Hochveredlung ist, daß sie mit einer merklichen Verminderung der mechanischen Eigenschaften der textilen Warenbahnen wie Scheuer- und Reißfestigkeit einhergeht. Es kommt also darauf an, die Hochveredlungs­ effekte bei möglichst geringen Einbußen der mechanischen Eigenschaften zu erzielen.

Die Hochveredlungsmittel sind meistens wasserlösliche niedermolekulare polyfunktionelle Produkte, die in Gegen­ wart von sauer oder alkalisch wirksamen Hochveredlungs­ katalysatoren wasser- und lösungsmittelunlösliche und damit wasch- und chemisch reinigungsbeständige hochmolekulare Verbindungen überführt werden und/oder mit der Zellulosefaser vernetzen. Wichtige Beispiele von Hochveredlungsmitteln sind sauer vernetzte N-Methylol-Verbindungen, insbesondere Dimethyloldihydrogenethylharnstoff (DMDHEU), aber auch viele andere Verbindungen.

Zur Herbeiführung der Vernetzung der Hochveredlungsmittel auf der Warenbahn sind im wesentlichen die Trocken-, Feucht- und Naßvernetzung bekannt. Bei der Trockenvernetzung erfolgt die Vernetzung der Zellulose in trockenem, also entquollenem Zustand bei erhöhten Temperaturen. Beim Feuchtvernetzen ist die Zellulose in teilgequollenem Zustand, beim Naßver­ netzen in vollständig gequollenem Zustand (C.-H. Fischer- Bobsien "Internationales Lexikon Textilveredlung+Grenz­ gebiete" A. Laumann'sche Verlagsbuchhandlung D-4408 Dülmen, 4. Auflage (1975), Seite 771; M. Peter und H. K. Rouette "Grundlagen der Textilveredlung" Deutscher Fachverlag Frank­ furt/Main, 13. Auflage (1989), Seiten 720 bis 735); BASF-Tat­ geber "Textilveredlung").

Die verschiedenen Vernetzungsverfahren liefern charak­ teristische Unterschiede der Eigenschaften der fertigen Warenbahn (Gewebe), die in der nachfolgenden Tabelle quali­ tativ im Vergleich zueinander wiedergegeben sind.

Die Trockenvernetzung ist am billigsten, ist gut zu kontrollieren und ergibt für die meisten Ansprüche ausrei­ chende Resultate.

Die Feuchtvernetzung erlaubt, bei noch brauchbaren Wash-and-Wear-Verhalten die Festigkeitsverluste in Grenzen zu halten, dies allerdings bei hohen Kosten und schlechter Prozeßsicherheit.

Die Naßvernetzung wird nur bei Artikeln eingesetzt, die nicht auf Trockenknitterung beansprucht werden, wie zum Beispiel Bettwäsche, Tischdecken und Dekostoffe aus Baumwolle und Leinen.

Obwohl die äußerst geringen Festigkeitsverluste, die gute Naßentknitterung und die große Prozeßsicherheit für das Naßvernetzungsverfahren sprechen, wird auch in den für dieses Eigenschaftsspektrum prädestinierten Anwendungsbereichen - hochwertige Hemden- und Blusenstoffe oder Ähnliches - vermehrt mit dem Feuchtvernetzungsverfahren gearbeitet.

Der Grund für die schlechten Trockenknitterwinkel bei der Naßvernetzung liegt im folgenden: wird gequollene Zel­ lulose vernetzt, so sind die zwischen den Fibrillen der Zellulosefaser liegenden, weniger dichten Bereiche so stark aufgeweitet, daß die Abstände zwischen den benachbarten Fibrillen von den Molekülen des Hochveredlungsmittels nicht mehr überbrückt werden können. Deshalb kommt es im wesent­ lichen nur zu einer Vernetzung innerhalb der dichteren Bereiche der Fibrillen, so daß die naßvernetzte Faser auch nach einer Zwischentrocknung erneut quellen kann. Die Fi­ brillen bleiben bei der Naßvernetzung durch flexible Ketten­ moleküle getrennt, wogegen sie bei der Trockenvernetzung unter erheblicher Herabsetzung der Quellbarkeit der Faser unlösbar miteinander verbunden sind.

Im Interesse einer hohen Trockenknitterfestigkeit ist demnach auch die Vernetzung der zugänglichen Bereiche zwischen den Fibrillen notwendig, während die Naßknitterfestig­ keit nur eine Vernetzung der Fibrillen selbst voraussetzt. Dies hat bei der Baumwolle zur Folge, daß eine Ausrüstung für eine hohe Trockenknitterfestigkeit gleichzeitig von einer guten Naßknitterfestigkeit begleitet ist, während dies umgekehrt nicht der Fall zu sein braucht.

Der regelmäßige Wechsel zwischen starren und weniger starren Zonen ist auch einer der Gründe dafür, daß eine hohe Naßknitterfestigkeit nur von einem geringen Reißfestig­ keitsverlust begleitet ist.

Ein weiterer Grund ist die viel niedrigere Vernetzungs­ temperatur. Bei der klassischen Trockenvernetzung - bei Kon­ densationstemperaturen über 140 bis 150°C - wird die Faser in dem unnatürlichen Zustand weitgehender Trockenheit zur Reaktion gebracht. Dabei unterliegt die Baumwollfaser gewissen strukturellen und wahrscheinlich auch dimensionalen Ver­ änderungen. Im Normalklima strebt die Baumwollfaser wieder die ursprüngliche Form an, wird aber durch die Quervernetzung daran gehindert. Diese innere Spannung, zu der sich äußere Spannungen addieren, hat eine im Vergleich zu anderen Verfahren stärkere Herabsetzung der Festigkeit gegen äußere Kräfte zu Folge.

Bei der Feuchtvernetzung reagiert die Faser in ihrem quasi natürlichen Zustand bei einem etwa der Gleichgewichts­ feuchtigkeit entsprechenden Wassergehalt von etwa 7%. Da die Reißfestigkeit davon abhängt, inwieweit sich die vernetzten Zelluloseketten bei Zugbelastung noch verschieben können, nimmt sie bei der Feuchtvernetzung, bei der die interfibrillen Bereiche durch die Quellung aufgeweitet sind, weniger stark ab als bei der Trockenvernetzung. Bei dem für die Feuchtvernetzung noch geeigneten Feuchtegehalt der Faser kann nur ein schmaler Toleranzbereich zugelassen werden, nämlich ca. ±1%. Bei zu großer Austrocknung der Fasern nähern sich die Ausrüsteffekte der Trockenvernetzung, wobei der stark saure Katalysator durch hydrolytischen Abbau der Zellulose die Ware zerstören kann. Bei zu hohem Feuchtigkeitsgehalt dagegen wird der Ausrüsteffekt zu einer Naßvernetzung tendieren, allerdings wegen der hier zu schwachen Katalyse mit unzureichendem Veredlungseffekt. In der Praxis ist es verfahrenstechnisch gesehen schwierig, den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt gleichmäßig über längere Zeit in der textilen Warenbahn zu erhalten, zumal andere Rahmenbedingungen wie Gewebetemperatur oder Spannrahmentempe­ ratur ebenfalls eingehalten werden müssen. Dies führt immer wieder zu großen Schwankungen des Hochveredlungsaus­ falls, obwohl mit der Feuchtvernetzung im Prinzip auch hervorragende Resultate erzielt werden können.

Außer den vorerwähnten Trocken-, Feucht- und Naßver­ netzungsverfahren sind auch schon Dampfvernetzungsverfahren bekanntgeworden, bei denen also die Vernetzung in einer Dampfatmosphäre vor sich geht. Eines dieser Verfahren ist das sogenannte HM-Verfahren (Habis-Monforts-Verfahren), welches in der Zeitschrift "Textilveredlung" 8 (1973) Nr. 3, Seiten 166 bis 172 beschrieben ist und den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 21 zugrundeliegt. Hierbei werden durch Kombination einer Schnellaufheizung in Luft und einer Kurz­ verweilzeit in einer Atmosphäre überhitzten Dampfes bei der Kondensation von thermohärtbaren N-Methylol-Verbindungen bessere Knitterwinkel mit höherer Scheuerfestigkeit erreicht. Öl- und wasserabweisende Ausrüstungen können ebenfalls durchgeführt werden. Voraussetzung zur Erzielung reproduzier­ barer Effekte bei dem HM-Verfahren ist aber, daß die Waren­ bahn in praktisch wasserfreiem, vorgewärmtem Zustand in die Reaktionskammer, d. h. den Dämpfer, gelangt. Der einge­ stellte Feuchtegehalt, mit dem die Warenbahn in die Dampf­ atmosphäre einläuft, ist in diesem Fall also praktisch gleich null. Dies verhindert weitgehend die in Gegenwart von latent und potentiell sauren Katalysatoren mögliche Rückhydrolyse.

Im Vergleich zu einer Behandlung im Trockenvernetzungs­ verfahren (Heißluft-Kondensationsverfahren) ergaben sich folgende qualitative Vergleichsergebnisse:

Dämpfbedingungen
180°C/30 bis 90 Sekunden
Griffausfall	weicher, geschmeidiger, dünner
Reiß- und Scheuerfestigkeit	deutlich besser
Weiterreißfestigkeit	etwas besser
Naßknitterwinkel	gleich gut
Trockenknitterwinkel	etwas schlechter
Wash-and-Wear-Verhalten	gleich gut
Chlorechtheit und Weißgrad	gleich gut

Aus diesen Resultaten kann darauf geschlossen werden, daß der Vernetzungsverlauf ein anderer ist als beim Heiß­ luft-Kondensationsverfahren. Die Vernetzungsart liegt an­ hand der technologischen Daten zwischen einer Trockenkon­ densation und der Feuchtvernetzungsmethode, da die Reaktion Harz/Zellulose in teilgequollenem Zustand erfolgt.

Auch ähnliche Verfahren benutzen zur Vernetzung von Baumwolle mit DMDHEU überhitzten Dampf, wie sich zum Bei­ spiel aus der Arbeit von Cheng-Chi-Chen "Cross Linking of Cotton Fabric treated with DMDHEU using the High Temp­ erature Steam Process" in der Zeitschrift "Textile Research Journal" Februar 1990, Seiten 118 bis 122 ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungs­ gemäße Verfahren so weiterzuentwickeln, daß die Ergebnisse wirtschaftlich und technisch verbessert sind.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die in An­ spruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Wichtig hierbei ist die Integration der Breitdehnung in das Hochveredlungsverfahren an einer Stelle, an der die Imprägnierung mit dem Hochveredlungsmittel bereits erfolgt ist, und die aus dem nassen Zustand unmittelbar anschließende Vernetzungsbehandlung in einer Dampfatmosphäre, in der die Ware aber nicht vollständig austrocknen soll, sondern nach kurzer Zeit einen Gleichgewichtswert erreicht, der von der Art der Ware und dem Sättigungsgrad des Dampfes abhängt. Bei Baumwolle und bei fast gesättigtem Dampf und Temperaturen um oder wenig über 100°C liegt der erreichte Gleichgewichtswert bei etwa 14% Feuchtegehalt. Die Ware soll jedenfalls während des gesamten Prozesses und insbe­ sondere während der Vernetzung des Hochveredlungsmittels nie ganz trocken werden.

Der eingestellte Wert der Feuchte, mit dem die Waren­ bahn die Breitdehnung durchläuft und in die Dampfatmo­ sphäre einläuft, ist produkt- und veredelungsabhängig und liegt im Bereich von 30-120% des Gewichts der trockenen Ware. Es kommen in Betracht:
30-70% für Baumwolle
40-120% für andere cellulosische Fasern wie Viskose, Cupro, Leinen
30-120% für andere vernetzungsfähige Fasern wie Triazetat, 2 1/2-Azetat.

Es ergibt sich eine Zunahme der Reißfestigkeit der Warenbahn in der Breitdehnrichtung, also bei Geweben in der Schußrichtung. Ein wichtiger wirtschaftlicher Ge­ sichtspunkt der Breitdehnung ist der dauerhafte Breiten­ gewinn von einigen Prozent, der dazu führen kann, daß keine Breitenverluste gegenüber der Ausgangsbreite oder sogar geringfügige Breitengewinne gegenüber der Ausgangsbreite zu verzeichnen sind.

Breitdehnvorrichtungen der in Betracht kommenden Art sind aus der DE-PS 30 067, der DE-OS 26 43 069, der US-PS 41 16 892 und der nicht vorveröffentlichten DE-Patentan­ meldung P 41 22 121.4-27 zu entnehmen.

Daß eine Breitdehnung im Zusammenhang mit der Hochver­ edlung einen vorteilhaften Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften der Warenbahn hat, ergibt sich für sich ge­ nommen bereits aus dem schon erwähnten Buch von M. Peter und H. K. Rouette "Grundlagen der Textilforschung" S. 732. Allerdings soll danach die Breitdehnung vor der Hochver­ edlung stattfinden, während sie bei der Erfindung nach dem Auftrag des Hochveredlungsmittels, also gewissermaßen während der Hochveredlung eingesetzt wird.

Weiteres über die Breitdehnung mit konstanter Klein­ bereichsdehnung ergibt sich aus einem Sonderdruck der Zeit­ schrift "Textilbetrieb" Vogel-Verlag Würzburg, 95. Jahrgang, Heft 1/2 (1977) mit dem Titel "Das ML-(Mikrolängungs-)Ver­ fahren".

Die Flotte des Hochveredlungs­ mittels kann kalt aufgetragen werden, wobei sich gegebenenfalls eine Aufheizung der Warenbahn anschließt, weil die Breit­ dehnung mit konstanter Kleinbereichsdehnung die besten Effekte im Temperaturbereich von 60 bis 90°C ergibt. Alter­ nativ kann gemäß Anspruch 3 die Flotte des Hochveredlungs­ mittels auch erwärmt aufgetragen werden, wobei dieser Er­ wärmung allerdings Grenzen gesetzt sind, damit die Vernetzung nicht zu früh, d. h. vor der Breitdehnung, schon einsetzt.

Die Warenbahn kann bei einer ersten Alternative nach dem Auftrag des Hochveredlungsmittels auf den definierten Feuchtegehalt entfeuchtet werden, zum Beispiel durch das Quetschwerk eines Foulards oder durch eine Saugvorrichtung.

Alternativ kann jedoch die Flotte mit dem Hochveredlungsmittel von vornherein in der dem gewünschten Feuchtegehalt entsprechenden Menge dosiert aufgetragen werden, wofür es geeignete Verfahren im Stand der Technik gibt, zum Beispiel die diversen MA(Minimal­ auftrags)-Verfahren etwa nach der DE-PS 21 14 517, die Schaum­ auftragsmethode oder der Auftrag mit einer Einrichtung nach der DE-PS 37 33 996.

Das Verweilen in der Dampfatmosphäre erfolgt abhängig von der Art der Ware und der jeweiligen Hochveredlungsmittel über eine Zeit von 0,5 bis 5,0 Minuten erfolgen.

Solche Verweilzeiten lassen sich mit normalen Dämpfer­ inhalten erzielen.

Durch die Vernetzung im Dämpfer ergeben sich gegenüber der vielfach praktizierten Vernetzung im Spannrahmen we­ sentliche Erleichterungen im Hinblick auf den Umweltschutz. Beim Spannrahmen fallen große Mengen belasteter Abluft an, beim Dämpfer eine geringere Menge belasteten Dampfs, der leicht kondensiert werden kann, z. B. durch Einleiten in ein nachgeschaltetes Waschbad. Die entweichenden gas­ förmigen Vernetzungsprodukte können auf diese Weise leichter im Griff behalten werden.

Als Hochveredlungsmittel kommt ein für Cellulose reak­ tives Veredlungsmittel in Betracht (Anspruch 2),

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Knitterfestausrüstung, insbesondere mit DMDHEU, wobei dann die Flotte des Hoch­ veredlungsmittels neutral bis stark sauer ist.

Wie bereits erwähnt, kann es sich empfehlen, die Breitdehnung bei erhöhten Temperaturen von 60 bis 90°C, die für die optimalen Ergebnisse der Breitdehnung geeignet sind, vorzunehmen (Anspruch 3).

Dies kann dadurch verwirklicht werden, daß nach der Einstellung des definierten Feuchtegehalts vor der Breitdehnung eine Aufheizung der Warenbahn erfolgt (An­ spruch 4), zum Beispiel in einem kleinen, eigens zu die­ sem Zweck vorgesehenen Dämpfer (Anspruch 5).

Gemäß Anspruch 6 sind die für die Breitdehnung in Betracht kommenden Werte im Bereich von 1 bis 10% gelegen. Welche Werte im einzelnen in Betracht kommen, hängt von der Art der Ware und der Vorbehandlung ab.

Gemäß Anspruch 7 kann die Breitdehnung auf konstante Warenbahnbreite gesteuert werden.

Dadurch ist zwar möglicherweise die jeweils vorgenommene Breitdehnung über die Länge der Warenbahn etwas unterschied­ lich, doch wird dies durch die erzielte konstante Breite und damit die größere Ausnutzbarkeit der Warenbahnfläche aufgewogen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform er­ folgt das Verweilen in der Dampfatmosphäre in einer Satt­ dampfatmosphäre bei Temperaturen bis 130°C (Anspruch 8).

Solche Temperaturen einer Sattdampfatmosphäre bedingen einen Überdruck in der Größenordnung von 1 bar, was kon­ struktiv noch ohne zu großen Aufwand zu beherrschen ist. Wenn hierbei von Sattdampf die Rede ist, so ist die in der Praxis sich einstellende Annäherung an diesen Idealfall gemeint. Tatsächlich ist der Dampf immer nur fast gesättigt und kann noch geringe Wassermengen aufnehmen, was zunächst zu einem Absinken des Feuchtegehalts der Warenbahn führt, jedoch nur bis zu dem erwähnten Gleichgewichtswert. Jeden­ falls wirken die erhöhte Temperatur und die in der Warenbahn stets verbleibende Feuchtigkeit im Sinne einer Beschleunigung und Optimierung der Vernetzungsreaktion zusammen.

Die Warenbahn kann nach dem Verlassen der Dampfatmo­ sphäre in üblicher Weise nachbehandelt werden, wobei insbesondere eine Abkühlung und ein Waschvorgang in Frage kommen. Statt des Wa­ schens kann auch eine Neutralisation nachgeschaltet werden, die z. B. hauptbedenkliche saure Katalysatoren unschädlich macht. Es kommen aber auch weitere Behand­ lungsschritte wie eine Nachavivage in Betracht.

Ein wichtiger Punkt ist Gegenstand des Anspruchs 9. Die Warenbahn soll die Verfahrensschritte in einem Zuge und insbesondere ohne Zwischentrocknung durchlaufen, wo­ durch unnötige Wärmeverluste vermieden und eine entspre­ chende Wirtschaftlichkeit erzielt werden. Auch ist natür­ lich auf diese Weise eine platzsparende Anordnung der Aggre­ gate möglich.

Apparativ verwirklicht sich die Erfindung in den Merk­ malen der Ansprüche 10 bis 16.

Alle Merkmale sind sowohl für sich genommen als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele erfindungs­ gemäßer Anlagen und ein beispielsweiser Reaktionsverlauf schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer solchen Anlage, bei der das Grundprinzip verwirklicht ist;

Fig. 2 zeigt einen durch die Verbindungsebene der Achsen der beiden Walzen der Breitdehnvorrichtung gehenden Teilquerschnitt des Walzspaltbereichs;

Fig. 3 zeigt eine Fig. 1 entsprechende Ansicht einer erweiterten Ausführungsform;

Fig. 4 zeigt ein qualitatives Diagramm eines typischen Reaktionsablaufs in der Dampfatmosphäre.

Bei der Anlage 100 gemäß Fig. 1 wird eine zellulose­ haltige oder aus Zellulose bestehende Warenbahn 1, also zum Beispiel eine gefärbte Baumwollbahn, im Kontinuever­ fahren hochveredelt. Sie wird von einer Docke 2 im Sinne des Pfeiles 3 abgezogen und passiert eine als Ganzes mit 4 bezeichnete Auftragsvorrichtung. Die Auftragsvorrichtung 4 besteht in dem Ausführungsbeispiel aus einem Foulard, dessen Becken 5 eine Flotte 6 mit einem Hochveredlungs­ mittel für die Knitterfestausrüstung enthält. In dem Aus­ führungsbeispiel handelt es sich um DMDHEU in einer stark salzsauren Lösung. Zwischen dem Walzenpaar 7 wird die Wa­ renbahn 1 auf einen Feuchtegehalt von etwa 50% abgequetscht.

Mit dieser Restfeuchte gelangt die Warenbahn 1 zwischen die zusammenwirkenden Walzen 8, 9 einer als Ganzes mit 10 bezeichneten Breitdehnvorrichtung, die auf die Warenbahn 1 eine über deren Breite konstante Kleinbereichsdehnung in der Größenordnung von einigen Prozent ausübt. Die Walzen 8, 9 besitzen einander mit Abständen von 10 bis 30 mm in Längsrichtung der Walzen 8, 9 gesehen, aufeinanderfolgende Umfangsstege 31, 32 (Fig. 2), sei es als in zur Achse der jeweiligen Walze 8, 9 senkrechten Ebenen verlaufende Umfangsrippen, sei es als von der Mitte aus nach beiden Seiten schraubenförmig verlaufende Umfangsstege. Die Um­ fangsstege 31, 32 haben eine Höhe von etwa 10 bis 20 mm über der zylindrischen Oberfläche 33 des inneren Teils 34 der Walzen 8, 9. Die Umfangsstege 31, 32 sind einander komplementär, und es greift jeweils ein Umfangssteg 31, 32 der einen Walze zwischen zwei benachbarte Umfangsstege 32, 31 der anderen Walze, ohne diese zu berühren. Die Waren­ bahn 1 läuft zwischen den Walzen 8, 9 hindurch und im Walz­ spalt, in der Verbindungsebene der Achsen der beiden Walzen 8, 9 gesehen, etwa zickzackförmig, woraus sich unter Mit­ wirkung der Reibung der Warenbahn 1 an den Umfangsstegen 31, 32 die Dehnung ergibt. Das Maß der Dehnung wird durch die Eingriffstiege der Walzen 8, 9 bestimmt, die mittels einer geeigneten Steuervorrichtung, die in Fig. 1 durch den Pfeil 9 angedeutet sein soll, einstellbar ist.

Es ist auch mögich, die Lage der Warenbahnränder und damit die augenblickliche Warenbahnbreite durch eine ent­ sprechende Meßeinrichtung 12 zu erfassen und deren Werte einer Regeleinrichtung 13 einzugeben, die die Eingriffs­ tiefe der Walzen 8, 9 im Sinne der Erzielung einer kon­ stanten Warenbahnbreite steuert.

Die Warenbahn 1 gelangt sodann auf kurzem Wege in einen als Ganzes mit 20 bezeichneten Dämpfer, der einen mittels Heizregistern 14 beheizten Wassersumpf 15 enthält und in welchem eine Sattdampfatmosphäre bei etwa 105°C und ent­ sprechendem Überdruck vorliegt.

Die Temperatur der Dampfatmosphäre in dem Dämpfer 20 kann in dem Bereich von 98° bis 180° gewählt werden. Eine Temperatur von 98° entspricht einem etwa atmosphärischen Druck in dem Dämpfer 20. Für höhere Temperaturen muß der Druck in dem Dämpfer 20 erhöht werden, wozu er mit einer druckdichten Einlaßschleuse 16 und einer ebensolchen Aus­ laßschleuse 17 versehen wird. Das Arbeiten mit Sattdampf bzw. besser weitgehend gesättigtem Dampf erfolgt bei Tem­ peraturen in der Nähe von 100°C. Bei höheren Temperaturen ist der Dampf überhitzt, wofür dann dem Dämpfer 20 in der Zeichnung nicht dargestellte Überhitzungseinrichtungen zugeordnet sind.

Die Vernetzungsreaktion des in der Auftragsvorrichtung 4 auf die Warenbahn 1 aufgetragenen Hochveredlungsmittels läuft in dem Dämpfer 20 ab, und zwar um so durchgreifender und schneller, je höher die Temperatur ist. Ein prakti­ kabler Arbeitstemperaturbereich liegt zwischen 120 und 130°C.

Um bei niedrigen Temperaturen wie 98° die Reaktion durchzuführen, werden erhebliche Mengen an saurem Kataly­ sator benötigt. Die Wirkung des Katalysators kann teil­ weise durch den erhöhten Energieeintrag bei höheren Tem­ peraturen ersetzt werden. Unter diesem Aspekt können bei der Wahl höherer Temperaturen erhebliche Katalysatormengen eingespart werden, was so weit gehen kann, daß die sonst aus Gründen der Hautverträglichkeit des hochver­ edelten Produkts meist notwendige nachgeschaltete Wasch­ stufe entfallen kann, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wo die Warenbahn nach dem Verlassen des Dämpfers 20 so­ gleich auf eine Docke 18 aufgewickelt wird und dann so­ gleich weiterverarbeitungsbereit ist.

Auch die Verweilzeit in dem Dämpfer 20 zur Durchfüh­ rung der Reaktion hängt von der Temperatur, im übrigen aber auch von der Art der Warenbahn 1 und des Hochver­ edlungsmittels 6 ab. In der Praxis wird mit Verweilzeiten zwischen 0,5 und 5,0 Minuten zu rechnen sein.

In Fig. 3 ist eine als Ganzes mit 200 bezeichnete ab­ gewandelte Anlage wiedergegeben, die in den wesentlichen Teilen jedoch mit der Anlage 100 übereinstimmt und inso­ weit die gleichen Bezugszahlen aufweist.

Die Auftragsvorrichtung 4 besteht bei der Anlage 200 aus einem sogenannten "FLEXNIP" (eingetragenes Warenzeichen), wie er in der DE-PS 37 33 996 beschrieben ist. Die Waren­ bahn 1 läuft vertikal von oben nach unten durch einen schma­ len, sich über die Breite der Bahn erstreckenden horizon­ talen Trog 22, der bis zu einer geringen Füllstandshöhe mit Hochveredlungsmittel 6 gefüllt ist. Die Wandungen des Troges 22 nähern sich nach unten einander an und sind dort flexibel. Sie bilden einen Spalt, durch den die Warenbahn von oben nach unten hindurchgezogen wird. Außerhalb der Wandungen des Troges sind aufblasbare nach außen abgestützte Schläuche 23 vorgesehen, die die Wandungen mit einer vorbe­ stimmbaren Kraft über die Breite der Warenbahn 1 gleichmäßig zusammendrücken, so daß die in dem Trog 22 aufgetragene Flotte bis auf einen definierten Wert abgestreift wird.

Die geringe Menge an Hochveredlungsflotte 6 wird fort­ laufend verbraucht und über ein Zuführrohr 24 ständig nach­ geliefert, aus dem sie über eine Vielzahl von über die Warenbahnbreite gleichmäßig verteilten Bogenröhrchen 25 in den Trog 22 nachgeliefert wird.

Bei der Anlage 100 wird die aufgetragene Menge der Hochveredlungsflotte 6 durch das Quetschwalzenpaar 7 des Foulards auf einen definierten Feuchtegehalt abgequetscht.

Bei dem "FLEXNIP" der Anlage 200 bedarf es keiner nach­ träglichen Abquetschung, sondern wird von vornherein die gewünschte Menge zugemessen.

Bei dem Foulard der Anlage 100 kann die Hochveredlungs­ flotte 6 erwärmt sein, damit die Warenbahn 1 mit einer erhöhten Temperatur der Breitdehnvorrichtung 10 einläuft, was die mit der Breitdehnung angestrebten Effekte fördert. Die Temperatur der Hochveredlungsflotte 6 darf aber nicht zu hoch gewählt werden, weil sonst die Vernetzung schon vorzeitig einsetzt. Es kommt eine obere Temperaturgrenze von etwa 60°C in Betracht.

Anstatt die Hochveredlungsflotte 6 in der Auftragsvor­ richtung 4 bereits erwärmt aufzutragen, wird in der Anlage 200 die Hochveredlungsflotte 6 kalt aufgetragen und die Warenbahn mit der aufgetragenen Flotte in einem der Auf­ tragsvorrichtung 4 nachgeschalteten kleinen Dämpfer 26 durch Kondensationsaufheizung aufgewärmt, und zwar bis auf ähnliche Temperaturen, wie sie in der Hochveredlungs­ flotte 6 in der Auftragsvorrichtung 4 der Anlage 100 vor­ liegen. Der Dämpfer 26 hat nur die Aufgabe der Aufheizung und könnte auch durch eine andere Aufheizvorrichtung, zum Beispiel mit Infrarot-Leuchten, ersetzt werden.

Auf möglichst kurzem Wege nach dem Verlassen des Auf­ heizdämpfers 26 passiert die Warenbahn 1 die Breitdehnvor­ richtung 10 mit den in Eingriff befindlichen Walzen 8, 9 und tritt dann in den Dämpfer 20 über, in welchem in einer Dampfatmosphäre die Vernetzungsreaktion durchgeführt wird. Nach dem Verlassen des Dämpfers an der Auslaufschleuse 17 passiert die Warenbahn 1 eine Kühlstrecke 28, in der kalte Luft gegen die Warenbahn 1 geblasen wird, um sie von der hohen Temperatur des Dämpfers 20 herunterzubringen.

An die Kühlstrecke 28 schließt sich in dem Ausführungs­ beispiel eine Waschvorrichtung 30 an, in welcher uner­ wünschte Stoffe wie zum Beispiel restlicher Säurekataly­ sator ausgewaschen werden, worauf die Warenbahn 1 auf die Docke 18 aufgewickelt wird und weiterverarbeitungsbereit ist. Anstelle der Waschvorrichtung 30 kann auch eine nicht dargestellte Neutralisationseinrichtung vorgesehen sein, in der geeignete Neutralisationsmittel auf die Warenbahn 1 z. B. aufgesprüht werden, um darauf verbliebene saure oder alkalische Behandlungsmittelreste, z. B. die erwähn­ ten Säurekatalysatoren, unschädlich zu machen.

Mit der gestrichelten Linie 29 ist eine Verbindung zwischen dem Dämpfer 20 und der Waschvorrichtung 30 sym­ bolisiert, durch die mit gasförmigen Reaktionsprodukten der Vernetzung aus dem Dämpfer abgezogen und in die Wasch­ flüssigkeit eingeleitet werden können, um von dort aus entsorgt zu werden.

In Fig. 4 ist ein typischer Reaktionsablauf über der Zeit in Minuten aufgetragen. Die Ordinate trägt einen re­ lativen Maßstab für die vier unter dem Diagramm angege­ benen Größen.

Es ist ein Versuch bei einer oberhalb 100° gelegenen Temperatur wiedergegeben, bei der der Dampf nicht voll­ ständig gesättigt ist und somit noch Feuchte von der Bahn aufnehmen kann. Dementsprechend fällt die Feuchte der Bahn in den ersten drei Minuten deutlich ab, bis sie einen in dem Ausführungsbeispiel bei etwa 14% gelegenen Gleich­ gewichtswert erreicht.

Naturgemäß nimmt mit dem Wasserverlust der auf der Warenbahn befindlichen Flotte deren Konzentration und Azi­ dität gleichlaufend zu.

Der Vernetzungseffekt beginnt mit einer langsamen Stei­ gerung, die sich zwischen zwei und drei Minuten beschleunigt, worauf etwa nach vier Minuten eine Konstanz erreicht und die Vernetzung somit abgeschlossen ist.

Die Vernetzerreaktivität bleibt zeitlich konstant.

Claims (17)

1. Verfahren zur Hochveredlung von textilen Waren­ bahnen, bei welchem

• a) auf die Warenbahn ein vernetzungsfähiges Hochver­ edlungsmittel in einer mäßigen Flotte aufgetragen,
• b) der Feuchtegehalt der Warenbahn danach auf einen definierten Wert eingestellt und
• c) die Warenbahn mit diesem Feuchtegehalt in einer Dampfatmosphäre eine vorbestimmte Zeit verweilen und das Hochveredlungsmittel dabei vernetzen gelassen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

• d) die Flotte des Hochveredlungsmittels kalt oder auf eine Temperatur von bis zu 60°C erwärmt aufgetragen wird,
• e) der Feuchtegehalt nach der Einstellung des defi­ nierten Wertes im Bereich von 30 bis 120% des Gewichts der trockenen Ware liegt, wobei die Warenbahn nach dem Auftrag des Hochveredlungsmittels auf den definierten Feuchtegehalt entfeuchtet oder die Flotte mit dem Hochver­ edlungsmittel von vornherein in einer dem definierten Feuchtegehalt entsprechenden Menge dosiert aufgetragen wird,
• f) mit diesem Feuchtegehalt die Warenbahn eine Breit­ dehnung mit über die Warenbahnbreite konstanter Kleinbe­ reichsdehnung erfährt,
• g) mit dem Feuchtegehalt und in breitgedehntem Zu­ stand die Warenbahn über eine Zeit von 0,5 bis 5,0 Minuten eine Dampfatmosphäre von 98°C bis 180°C derart durch­ läuft, daß ihr Feuchtegehalt nicht unter einen mit Abstand oberhalb null gelegenen Gleichgewichtsgrenzwert absinkt, und
• h) die Warenbahn nach dem Verlassen der Dampfatmo­ sphäre in üblicher Weise nachbehandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochveredlungsmittel ein für Cellulose reak­ tives Veredlungsmittel ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Breitdehnung im Temperaturbereich von 60 bis 90°C erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Einstellung des defi­ nierten Feuchtegehalts und vor der Breitdehnung eine Auf­ heizung der Warenbahn auf 60°C bis 90°C erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufheizung in einer Sattdampfatmosphäre durch Kondensationsaufheizung erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitdehnung um 1 bis 10% erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Breitdehnung auf konstante Warenbahnbreite geregelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Breitdehnen das Ver­ weilen in der Dampfatmosphäre in einer Sattdampfatmosphäre bei Temperaturen bis 130°C erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Warenbahn die Verfahrens­ schritte in einem Zuge und ohne Zwischentrocknung durch­ läuft.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

• a′) mit einer Auftragsvorrichtung (4) für ein vernet­ zungsfähiges Hochveredlungsmittel,
• b′) mit einer Einrichtung zur Einstellung eines defi­ nierten Feuchtegehalts nach dem Auftrag des Hochvered­ lungsmittels,
• c′) mit einem Dämpfer (20), in welchem die Warenbahn (1) eine vorbestimmte Zeit verweilt und in welchem das Hochveredlungsmittel zur Vernetzung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• f′) zwischen der Auftragsvorrichtung (4) und dem Dämpfer (20) eine Breitdehnvorrichtung (10) mit über die Warenbahnbreite konstanter Kleinbereichsdehnung einge­ schaltet ist, wobei die Breitdehnvorrichtung (10) eine solche mit zwei zusammenwirkenden drehbaren Walzen (8, 9) ist, die komplementäre berührungslos ineinandergreifende schraubenförmig oder in einer zur Achse senkrechten Ebene verlaufende Umfangsstege aufweisen,
• g′) der Dämpfer (20) zur Aufrechterhaltung einer Dampfatmosphäre von 98°C bis 180°C eingerichtet ist und
• h′) dem Dämpfer (20) übliche Nachbehandlungsstationen nachgeschaltet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Auftragsvorrichtung (4; 5) eine Entfeuch­ tungsvorrichtung (7) unmittelbar nachgeschaltet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auftragseinrichtung (4; 22, 23, 24) eine solche zum dosierten Auftrag des Hochveredlungsmittels pro Flächeneinheit der Warenbahn (1) ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Entfeuchtungsvor­ richtung (7) bzw. die Auftragsvorrichtung (4; 22, 23, 24) und die Breitdehnvorrichtung (10) eine Aufheizvorrichtung für die Warenbahn (1) eingeschaltet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufheizvorrichtung als Dämpfer (26) mit geringer Verweilzeit für die Kondensationsaufheizung aus­ gebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (12) zur Erfassung der momentanen Warenbahnbreite, eine Einrichtung (11) zur Steuerung der Eingriffstiefe der Walzen (8, 9) und eine Regeleinrichtung (13) zur Erzielung einer konstanten Warenbahnbreite vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aggregate (4, 10, 20) der Anlage (100, 200) so dicht wie möglich aufeinanderfolgen.