DE4422075C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schlichten von Webketten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schlichten von Webketten unter besonderer Berücksichtigung der Schlichteflottenviskosität.

Textile Garne müssen vor dem Webprozeß beschlichtet werden, um in der nachfolgenden Prozeßstufe, der Weberei, befriedigende Laufeigenschaften zu erhalten. Bei diesem Schlichtevorgang werden verschiedene, bekannte Schlichtemittel in wäßriger Lösung (auch als schlichteflotte oder einfach Schlichte bzw. Flotte bezeichnet) bei Konzentrationen von 0,5-50 Gew.-% und bei Temperaturen von 20-95°C mittels einer Schlichteauf­ bringvorrichtung bzw. Schlichtemaschine (Trog, Walzenauftrags­ werk, Schaumauftragswerk, Rakel, Foulard usw.) aufgetragen.

Um den Webprozeß optimal durchführen zu können, ist es not­ wendig, den sogenannten Beschlichtungsgrad über die gesamte Lauflänge einer Webkette, aber auch auf verschiedenen Partien, die hintereinander produziert werden, konstant zu halten.

Unter dem Beschlichtungsgrad versteht man die Gewichtszunahme des textilen Fadens durch das Schlichtemittel, die er durch das Schlichten nach dem Trockenvorgang erhalten hat.

Der Beschlichtungsgrad ist von folgenden Parametern abhängig:

• 1. der Schlichteflottenkonzentration
• 2. der Temperatur der Schlichteflotte
• 3. der Viskosität der Schlichteflotte
• 4. dem Quetschdruck bzw. der Einstellung der Rakeln im Schlichteauftragswerk bzw. im Schaumauftragswerk
• 5. der Geschwindigkeit der textilen Fäden in der Schlichte­ maschine.

Die Parameter 1, 2, 4 und 5 werden im Stand der Technik in den Schlichtemaschinen geregelt.

Beim Schlichten von Webketten aus textilen Garnen oder beim Be­ schichten anderer bewegter Flächen ist man bestrebt, die Visko­ sität der aufgebrachten Schlichteflotte durch Visko­ sitätsmessung zu erfassen. Dazu wird die Viskosität von Hand oder elektronisch gemessen. Diese Messungen werden jedoch nicht dazu verwendet, um beim Abweichen der Ist-Viskosität von einer vorgegebenen Soll-Viskosität regulierend einzugreifen und die auf dem Markt befindlichen Schlichtemaschinen sind in den meisten Fällen ohne eine Einrichtung zur kontinuierlichen Vis­ kositätsmessung ausgestattet.

Die mangelnde Regulierung der Viskosität der Schlichteflotte führt zu erheblichen Schwankungen des Beschlichtungsgrades. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Laufverhältnisse in der Webmaschine nicht optimal sind. Bei den Verfahren des Standes der Technik wird diese Unzulänglichkeit häufig dadurch ausge­ glichen, daß die Beschlichtungsgrade um 0,5-10% höher einge­ stellt werden, als dies für optimale Laufverhältnisse bei kon­ stanten Beschlichtungsgraden notwendig wäre.

In dem Aufsatz von Trauter, Ruess und Armbruster in Textil­ betrieb, 8/1979, S. 42-47 wird allgemein der Abbau von Stärkeflotten in Schlichtekochern beschrieben und erläutert, welche Parameter die Flottenviskosität beeinflussen und welchen Problemen sich die Betriebe bei der Erfassung der Flottenvisko­ sität gegenübersehen. Shelton beschreibt in Melliand Textil­ berichte 12/1990, S. 959-961 Einrichtungen für die Prozeßkon­ trolle in der Schlichterei. Der Autor weist auf neue Sensoren zur Ermittlung von Konzentration und Viskosität der Schlichte­ flotte hin, die sich zur Verwendung in einem geschlossenen Regelkreis eignen. Aus der Offenlegungsschrift DE 41 18 076 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schlichten von Webketten aus textilen Garnen bekannt, bei dem viskositäts­ steuernde Zusätze verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schlichtevorgang ohne die oben erwähnten Schwankungen des Beschlichtungsgrades durchzuführen.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die in Anspruch 1 an­ gegebenen Merkmale gelöst.

Das Verfahren nach Anspruch 1 zeichnet sich in erster Linie da­ durch aus, daß man bei konstanter Temperatur und im wesentli­ chen konstanter Konzentration der Schlichteflotte, die sich in einem Zwischentank zwischen Schlichtekocher und Schlichtetrog befindet, die Viskosität der Schlichteflotte mittels viskosi­ tätsbeeinflussender Zusätze auf eine vorgegebene Soll-Viskosi­ tät einstellt und durch die Zugabe von Verdickungs­ mitteln durch Regelung aufrechterhält. Anschließend wird mit dieser Schlichteflotte die Webkette geschlichtet.

Dies bringt folgende Vorteile:

• 1. Es werden die Kosten für erhebliche Mengen an Schlichte­ mitteln eingespart, weil nicht vorsorglich mit einem höheren als dem erforderlichen Beschlichtungsgrad ge­ arbeitet werden muß.
• 2. Schlichtemittel werden in den meisten Fällen nur für Web­ zwecke (zum Schutz vor mechanischer Belastung und zur Glättung) aufgebracht und müssen vor der Weiterverarbei­ tung des Gewebes ausgewaschen oder entschlichtet werden, was bekanntlicherweise dazu führt, daß 70% der Abwasser­ fracht in textilen Abwässern aus Schlichtemitteln besteht. Da erhebliche Mengen an schlichtemitteln eingespart wer­ den, wird dadurch die Abwasserbelastung deutlich verrin­ gert.

Das Verfahren ist in weiterer Ausbildung so angelegt, daß die verbrauchte schlichteflotte chargenweise oder kontinuierlich ersetzt werden kann, ohne das sich Viskositätsschwankungen störend auf den eingestellten Beschlichtungsgrad auswirken.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, für die in analoger Weise die vorstehenden, sich auf das Verfahren be­ ziehenden Ausführungen Gültigkeit haben, ist Gegenstand des Anspruchs 7.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung näher erläutert.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren gelangt die Schlichteflotte aus einem Schlichtekocher mit vorbestimmter Zusammensetzung und Konzentration, z. B. 1 bis 30 Gew.-%, in einen Zwischentank. Die Schlichteflotte wird aus den üblichen Ausgangssubstanzen bzw. schlichtemitteln und unter Verwendung der üblichen Be­ triebsbedingungen für den Schlichtekocher hergestellt. Diese sind dem Fachmann wohlbekannt. Das verwendete Schlichtemittel oder eine Mischung aus verschiedenen Schlichtemitteln wählt man dabei vorzugsweise so aus, daß erfahrungsgemäß die Viskosität der erhaltenen Schlichteflotte im wesentlichen dem vorgegebenen soll-Wert entspricht, beispielsweise etwa 150 mPa s (150 cP) bei 80°C, oder aber darunter liegt, z. B. bei etwa 100 mPa s (100 cP) bei 80°C.

In dem Zwischentank stellt man die Temperatur auf den vorbe­ stimmten Wert ein, beispielsweise auf 80°C, und hält ihn kon­ stant. Dies erfolgt mit Hilfe handelsüblicher Thermostaten.

Anschließend stellt man in dem Zwischentank mittels einer Vis­ kositätsregelungseinrichtung den vorgegebenen Soll-Viskositäts­ wert genau ein, beispielsweise auf 150 mPa s (150 cP) bei 80°C. Dabei mißt man zunächst die Viskosität der Schlichteflotte in dem Zwischentank mit einem handelsüblichen Viskosimeter, beispielsweise einem Rotationsviskosimeter. Dieser Meßwert, d. h. das der gemessenen Viskosität entsprechende Ausgangssignal des Viskosimeters wird von einem Meßwandler in ein für einen Regler geeignetes Signal umwandelt. Der Regler vergleicht diesen gemessenen Ist-Viskositätswert mit dem vorgegebenen soll-Viskositätswert und erzeugt in Abhängigkeit von der Abweichung (der sog. Regelabweichung) ein Signal für eine Stelleinrichtung. Diese Stelleinrichtung dosiert dann im Falle einer Abweichung nach unten dem Ausgangssignal des Reglers ent­ sprechend so lange ein Verdickungsmittel in den Zwischentank, bis die vorgegebene Soll-Viskosität erreicht und die Regelab­ weichung somit Null ist. Entsprechende Meßwandler, Regler und Stelleinrichtungen sind ebenfalls im Handel erhältlich.

Beim chargenweisen Betrieb wird die Viskosität der Schlichte­ flotte in dem Zwischentank nur einmal eingestellt. Eine erneute Einstellung ist bis zur Beschickung mit einer neuen Charge nicht erforderlich, weil die Viskosität der schlichteflotte sich nicht von selbst verändern kann. In der Praxis wird jedoch in der Regel die verbrauchte Schlichteflotte in dem Zwischen­ tank kontinuierlich durch frische, im Schlichtekocher herge­ stellte Schlichteflotte ersetzt. Dabei kann es dann aber zu erheblichen Schwankungen der Viskosität und somit zu Schwankun­ gen des später erhaltenen Beschlichtungsgrades kommen. Folglich ist eine kontinuierliche Messung der Ist-Viskosität und, nämlich bei einer Abweichung vom Sollwert nach unten, eine kontinuierliche Nachdosierung von Verdickungsmittel erforder­ lich. Diese erfolgt dadurch, daß das Viskosimeter und der Regler über eine Rückführung zu einem Steuerungssystem mit Kreisstruktur verbunden sind, d. h. einen Regelkreis bilden. Entsprechende Viskositätsregelsysteme sind im Handel erhältlich.

Es sei darauf hingewiesen, daß hier mit der Bezeichnung Ver­ dickungsmittel sowohl feste als auch flüssige Substanzen oder Substanzgemische gemeint sind, die beim Zumischen die Viskosi­ tät einer Flüssigkeit erhöhen können. Ein festes Verdickungs­ mittel muß sich natürlich nach der Zugabe in der Schlichteflot­ te lösen. Bei dem flüssigen Verdickungsmittel kann es sich auch um eine Lösung eines festen Verdickungsmittels in einem geeig­ neten Lösungsmittel, insbesondere Wasser, handeln.

Das Verdickungsmittel muß die Eigenschaft haben, daß mit sehr geringen Mengen ausreichende Verdickungswirkungen erzielt wer­ den können, damit die Konzentration der Schlichteflotte nicht oder nur unwesentlich verändert wird. Außerdem sollte es gut förderbar sein, d. h. im Falle eines flüssigen Verdickungs­ mittels gut pumpbar sein, so das, wie im folgenden erläutert, mittels einer Dosierpumpe genau zudosiert werden kann. Selbst­ verständlich muß das Verdickungsmittel auch mit den üblichen Schlichtemitteln verträglich sein und darf weder die Beschlich­ tungseigenschaften noch die Folgeprozesse beeinträchtigen.

Bei dem hier verwendeten handelsüblichen Verdickungsmittel handelt es sich um eine Lösung von substituierten Polyvinylal­ koholen oder Acrylaten oder Cellulose-Derivaten oder Polysac­ chariden oder Alginaten in Wasser. Diese Verdickungsmittel können sowohl einzeln als auch in Kombination verwendet werden. Die Verdickerlösung kann eine Konzentration von 0,2 bis 10 Gew.-% haben. Vorzugsweise wird die Verdickerlösung in einer Konzentration von 3 bis 5 Gew.-% verwendet.

Wenn eine Verdickerlösung verwendet wird, handelt es sich bei der Stelleinrichtung vorzugsweise um eine Dosierpumpe, die nach entsprechender Ansteuerung durch den Regler aus einem Vorrats­ tank das Verdickungsmittel in den Zwischentank mit der Schlich­ teflotte dosiert bis die Viskosität der Schlichteflotte auf die Soll-Viskosität angehoben ist. Geeignete Dosierpumpen sind im Handel erhältlich.

Es ist klar, das der Zwischentank zum Erhalt einer homogenen Schlichteflotte mit einer geeigneten Rühr- und Thermostatisier­ einrichtung ausgestattet ist. Geeignete Rührer und Thermostaten sind im Handel erhältlich. Homogenität bedeutet die Gleichför­ migkeit der chemischen und physikalischen Eigenschaften überall in der Schlichteflotte, insbesondere bezüglich der Konzentra­ tion, der Temperatur und der Viskosität. Da die Viskosität sel­ ber stark temperatur- und konzentrationsabhängig ist, käme es anderenfalls möglicherweise schon wegen Temperaturschwankungen, insbesondere aber beim Zudosieren des Verdickungsmittels, zu lokalen Viskositätschwankungen. Folglich würden die Viskosi­ tätsmeßwerte in Abhängigkeit des Meßortes schwanken, was dazu führt, daß auch der Regelvorgang entsprechend stark schwankt.

Wie bereits oben ausgeführt, wird das verwendete Schlichte­ mittel in der Regel so ausgewählt, daß die Viskosität der erhaltenen Schlichteflotte im wesentlichen dem vorgegebenen Soll-Wert entspricht oder aber darunter liegt. Dies ist jedoch kein zwingendes Erfordernis zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens, sondern es handelt sich lediglich um eine bevorzugte Ausführungsform. Sollte in bestimmten Fällen die Viskosität der schlichteflotte höher sein als die vorgegebene Soll-Viskosität, so ist das Viskosimeter in dem Regelkreis in der Lage, über akustische oder optische Signale das Bedienungs­ personal auf diesen Umstand aufmerksam zu machen. Es werden dann geringe Mengen Verdünnungsmittel, beispielsweise Harn­ stoff, Natriumperjodat oder ähnliche Depolymerisationsprodukte, die in der Literatur vielfach beschrieben und dem Fachmann ge­ läufig sind, in den Zwischentank hinzugefügt.

Die Schlichteflotte mit konstanter Konzentration, Temperatur und Viskosität wird dann dem Schlichtetrog einer Schlichtema­ schine zugeführt. Im Schlichtetrog wird die Temperatur der Schlichteflotte ebenfalls konstant gehalten, und zwar vorzugs­ weise entsprechend der Temperatur der Schlichteflotte im Zwischentank, zum Beispiel bei 80°C. Aus dem Schlichtetrog wird die Schlichteflotte auf die Webketten aufgetragen. Dies erfolgt beispielsweise mit einem Schlichteauftragswerk mit Hilfe von Quetschwalzen, zwischen denen die mit der Schlichteflotte getränkten Webketten hindurchgeführt werden. Der Quetschdruck der Quetschwalzen wird konstant gehalten. Die Schlichte- bzw. Maschinengeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit der textilen Fäden in der Schlichtemaschine, wird in der Regel ebenfalls konstant gehalten, kann aber auch variiert werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein konstanter Be­ schlichtungsgrad erzielt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels er­ läutert.

Als Schlichtemittel wurde ein praxisübliches Gemisch aus vier Teilen Polyvinylalkohol und sechs Teilen Carboxymethylstärke verwendet. Die daraus hergestellte Schlichteflotte hatte eine Konzentration von 10 Gew.-%. Bei einer Temperatur im Zwischen­ tank von 80°C hatte diese Schlichteflotte eine Viskosität von etwa 100 mPa s (100 cP). Als Soll-Viskosität wurden 150 mPa s (150 cP) vorgegeben. Diese konnte durch Zudosieren von ledig­ lich 1,9 Vol.-% der handelsüblichen Verdickerlösung (Eigen­ konzentration 5 Gew.-%) eingestellt werden. Wegen des geringen Anteils der Verdickerlösung wurde die Konzentration der schlichteflotte nur unwesentlich verändert.

Diese schlichteflotte wurde über eine Leitung dem Schlichtetrog der Schlichtemaschine zugeführt. Die Temperatur im Schlichte­ trog betrug ebenfalls 80°C. Im Schlichtetrog wurde die Web­ kette dann mit der Schlichteflotte getränkt und bei einem konstanten Quetschdruck von 1500 kg (bezogen auf die gesamte Breite (1800 mm) des Druckzylinders) und mit einer Geschwin­ digkeit von 80 m/min zwischen den Quetschwalzen des Schlichte­ auftragswerks hindurchgeführt.

Bei sonst gleichen Bedingungen wurden verschiedene Viskositäten eingestellt und der Einfluß der Viskosität der Schlichteflotte auf den erhaltenen Beschlichtungsgrad untersucht. Die verschie­ denen Viskositäten wurden dadurch eingestellt, daß die Moleku­ largewichte des Polyvinylalkohols in der Schlichteflotte ver­ schieden ausgewählt wurden, d. h. um höhere Viskositäten zu er­ halten, wurden Polyvinylalkohole mit höherem Molekulargewicht verwendet.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Viskosität bei 80°C
Beschlichtungsgrad
100 mPa s (100 cP)|9%
150 mPa s (150 cP)	10,3%
200 mPa s (200 cP)	11%

Aus Tabelle 1 kann der Schluß gezogen werden, daß bei einer konstant eingestellten Viskosität von 100 mPa s (100 cP) mit einem Beschlichtungsgrad von 9% gearbeitet werden kann, weil dieser Beschlichtungsgrad bei Garnen im Vergleich mit einem Be­ schlichtungsgrad von 11% keine unterschiedlichen Laufverhält­ nisse ergibt. Es sei angemerkt, daß Viskositätsschwankungen von 100 mPa s (100 cP) im Produktionsbetrieb häufig anzutreffen sind.

Claims (9)

1. Verfahren zum Schlichten von Webketten, bei dem bei kon­ stanter Temperatur und im wesentlichen konstanter Konzen­ tration der Schlichteflotte die Viskosität der Schlichte­ flotte mittels viskositätsbeeinflussender Zusätze einge­ stellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Viskositäts­ regelung in einen Zwischentank zwischen Schlichtekocher und Schlichtetrog durch die Zugabe von Verdickungs­ mitteln erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man als Verdickungs­ mittel eine Lösung von substituierten Polyvinylalkoholen oder Acrylaten oder Cellulose-Derivaten oder Polysacchari­ den oder Alginaten, die einzeln oder in Kombination ver­ wendet werden können, in Wasser verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem man die Verdickerlösung in einer Konzentration von 3 bis 5 Gew.-% verwendet.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man eine Soll-Viskosität von 150 mPa s (150 cP) bei 80°C einstellt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man eine Schlichteflotte verwendet, die Polyvinylalkohol und Carboxymethylstärke enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem man die Schlichteflotte in einer Konzentration von 10 Gew.-% verwendet.

7. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Schlichtekocher und einer Schlichteaufbringvorrichtung mit Schlichtetrog, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schlichtekocher und dem Schlichtetrog ein Zwischentank für die Schlichte­ flotte angeordnet ist, der mit einer Viskositätsregelungs­ einrichtung versehen ist, die ein Viskosimeter, einen Regler und eine Stelleinrichtung aufweist, wobei das Viskosimeter mit dem Zwischentank verbunden ist und mit dem Regler über eine Rückführung zu einem Regelkreis verbunden ist, die Stelleinrichtung mit einem Vorratstank für das Verdickungsmittel verbunden ist und der Zwischentank für die Schlichteflotte mit dem Schlichte­ trog der Schlichteaufbringvorrichtung und außerdem mit dem Schlichtekocher verbunden ist, aus dem die verbrauchte Schlichteflotte kontinuierlich ersetzt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der es sich bei dem Viskosimeter um ein Rotationsviskosimeter handelt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei der es sich bei der Stelleinrichtung um eine Dosierpumpe handelt.