DE69315573T2

DE69315573T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beurteilung der Klebefähigkeit von faserartigen pflanzlichen Materialien wie Baumwolle

Info

Publication number: DE69315573T2
Application number: DE69315573T
Authority: DE
Inventors: Richard Frydrych
Original assignee: RECH AGRONIMIQUE POUR LE DEV C
Current assignee: RECH AGRONIMIQUE POUR LE DEV C
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-05-12
Also published as: ATE160874T1; AU4075193A; WO1993023752A1; US5636546A; CN1080052A; EP0641436A1; DE69315573D1; FR2691545B1; EP0641436B1; CA2123453A1; FR2691545A1; JPH07506672A

Description

Die Erfindung hat ein Verfahren und eine Einrichtung zur Beurteilung der Klebeeigenschaften von pflanzlichen Fasermaterialien so wie Baumwolle zum Gegenstand; die Erfindung zielt auperdem auf die Verwendung dieses Verfahrens sowie dieser Einrichtung zur Durchführung sukzessiver Arbeitsgänge bei der Behandlung derart verschmutzter Fasermaterialien unter besten Bedingungen.
Seit einigen Jahren rufen die pflanzlichen Fasermaterialien und insbesondere Baumwolle von verschiedener Herkunft ein Klebephänomen beim Spinnen hervor, das zu starken Produktivitätsverlusten führt.
Das Kleben ist insbesondere mit den Absonderungen von Insekten, genannt "miellats" (honigartiges Sekret bzw. Honigsekret), verbunden, die im wesentlichen aus Zucker bestehen und der Baumwolle ein Klebevermögen verleihen.
Um dieses Problem zu lösen, sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um die honigartigen Sekrete oder ihre Klebewirkung zu bestimmen und zu beseitigen.
Insbesondere hat die Anmelderin eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die es ermöglicht, durch Untersuchung einer Probe, die auf einem genauen Feuchtigkeitsgrad gehalten wird und die zwischen zwei angemessen erwärmten Aluminiumplatten gepreßt wird, das Klebevermögen der untersuchten Probe zu bestimmen (siehe Coton et Fibres Tropicales, 1986, Vol XLI, fasc. 3, 211-3).
Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß das Verfahren relativ schwierig umzusetzen ist, lange dauert, teuer ist, während im übrigen die Bestimmung des Klebegrades schließlich sehr subjektiv bleibt und stark von einem Anwender zum anderen variieren kann.
Die Erfindung hat zum Ziel, diese Schwierigkeiten zu beseitigen, indem sie eine genaue, schnelle und wirtschaftliche Bewertung der Klebeeigenschaften des Fasermaterials durch bemerkenswerte Verbesserung des Verfahrens und der Einrichtung, die gerade besprochen wurden, ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Erfahren ist durch die folgenden, sukzessiven Schritte gekennzeichnet:
- man bereitet eine Probe des Fasermaterials derart vor, daß sie eine große Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Gewicht aufweist, d.h. in Bereich von 100 cm² bei einem Gewicht im Bereich zwischen 0,5 und 5 g,
- man trägt die mittels einer Preß- und Heizeinrichtung ausgebreitete Probe so auf eine Metallplatte, zum Beispiel aus Aluminium, für einige Sekungen auf,
- danach übt man für einige Sekunden einen Kaltdruck auf dieselbe Probe auf derselben Platte aus,
- man bewirkt, wenn nötig, eine Oberflächentrocknung 1 mittels der Warmluft der Platte,
- man beseitigt die Fasern der Probe, die an der Platte haften,
- und man zählt die Zahl der Punkte von an der Platte klebendem honigartigem Sekret, wobei diese die Klebeeigenschaften der Probe, bezogen auf ihre ausgebreitete Oberfläche, bestimmt.
Man geht vorteilhafterweise von einer Probe von einigen Gramm aus, zum Beispiel mit einem Gewicht von 2 bis 5 g, die man auf einer Oberfläche von einigen 100 cm², zum Beispiel in der Gröpenordnung von 200 cm², ausbreitet. Wenn man auf diese Weise vorgeht, stellt man fest, daß, wenn im übrigen alle Parameter gleich bleiben, die Anzahl der gezählten Punkte des honigartigen Sekrets von dem Gewicht der Probe unabhängig ist, die daher nicht genau gewogen werden muß, solange es ohne Schwierigkeit möglich ist, sie auf einer Oberfläche von beispielsweise 17 x 12 cm, das sind ungefähr 200 cm², auszubreiten.
Vorteilhafterweise erfolgt die Erwärmung bei einer Temperatur zwischen 33 und 140ºC, bevorzugt zwischen 50 und 90ºC.
Der Warmdruck kann für einige Sekunden ausgeübt werden und sich in der Größenordnung von wenigstens 40 g/cm² bewegen, wobei sehr zufriedenstellende Ergebnisse bei einem Druck zwischen 80 g/cm² und 500 g/cm² erzielt werden.
Je niedriger die Temperatur ist, umso höher sollten der Druck und die Dauer der Aufrechterhaltung dieses Druckes sein.
Hervorragende Ergebnisse werden beispielsweise mit den folgenden Parametern erhalten:
a) Temperatur : 53ºC, Druck : 500 g/cm², Preßdauer : 30 Sekunden
b) Temperatur : 85ºC, Druck : 80 g/cm², Preßdauer : 5 Sekunden.
Der Kaltdruck kann für eine Dauer von ungefähr 15 bis 30 Sekunden aufrechterhalten werden, wobei der Druck in der gleichen Größenordnung liegt wie der, der für den Wärmedruck angewandt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet so in einer sehr kurzen Zeitspanne, und zwar kleiner als 2 Minuten, auf präzise Weise die Klebeeigenschaften einer mit honigartigem Sekret belasteten Baumwolle zu bestimmen; die quasi sofortige Kenntnis der Klebekraft der Baumwolle erlaubt daher ohne Verzögerung, die für diese Baumwolle am besten geeigneten Behandlungsmethoden zu bestimmen und anzuwenden.
Insbesondere ist es, abgesehen von der Kenntnis dieser Klebkraft der Baumwolle, möglich, eine Behandlungsvorrichtung zur Reinigung der gleichen Baumwolle zu steuern.
Auf die gleiche Weise ist es, abgesehen von der Kenntnis der Klebkraft der Baumwolle, möglich, zu bestimmen, welche Spinnart ggf. ohne größere Umstände umgesetzt werden kann.
Die Erfindung betrifft im übrigen Einrichtungen, die die Automatisierung oder die Halb-Automatisierung des Verfahrens ermöglichen, wie deutlicher aus der mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen abgefaßten Beschreibung hervorgeht, in der
die Figur 1 schematisch eine Einrichtung zur Umsetzung des Verfahrens der Erfindung in einer ersten Ausführungsweise zeigt,
die Figur 2 in ähnlicher Weise wie die Figur 1 eine Variante dieses Verfahrens zeigt, und
die Figur 3 ein Schema bezüglich einer dritten Variante ist.
Zunächst unter Bezugnahme auf die Figur 1 ist mit 1 eine Anlage zur Erkennung von Proben bezeichnet, die zum Beispiel den bestimmten Baumwollkugeln entsprechen, wobei diese Proben zum Beispiel mit einem Strichcode-Lesegerät markiert werden können.
Mit 2 ist schematisch eine Anlage zur Vorbereitung der Probe bezeichnet, zum Beispiel vom Typ mit Rotor, der es ermöglicht, eine Baumwollprobe zu öffnen, die zwischen 1 und 5 Gramm, und im allgemeinen zwischen 2 und 3 Gramm wiegen kann und die, einmal geöffnet, eine Fläche von ungefähr 17 x 12 Zentimetern (in der Größenordnung von 200 cm²) bedeckt.
Die Probe wird dann, wie bei 3 angedeutet, auf einer/m metallische Bahn/Band 4, vorteilhafterweise aus Aluminium, angeordnet, die/das von einer Zuführwalze 5 abgerollt und am Ende der Maschine auf eine Aufnahmewalze 6 aufgerollt wird.
Die Bahn 4 wird oberhalb eines neutralen Trägers 7, zum Beispiel aus Kunststoffmaterial oder aus Holz, abgerollt.
Eine Wärmplatte 8 wird auf die gewählte Temperatur zwischen 33ºC und 140ºC erwärmt, vorzugsweise zwischen 50ºC und 90ºC.
Wenn sich die Probe 3 and Ort und Stelle, und zwar unter der Wärmplatte 8 befindet, wird diese durch Herablassen betätigt und preßt die Probe gegen die Aluminiumbahn 4.
Der Druck wird während einer je nach gewählter Temperatur mehr oder weniger langen Zeitdauer aufrechterhalten, die zum Beispiel bei einer Temperatur in der Größenordnung von 85ºC bis 53ºC in einer Größenordnung von 5 bis 30 Sekunden liegen kann.
Der Druck beträgt vorteilhafterweise zwischen 40 g/cm² und 1 000 g/cm², wobei besonders zufriedenstellende Ergebnisse in einem Bereich zwischen 80 g/cm² und 500 g/cm² erreicht werden und wobei höhere Drücke vorteilhafterweise in Verbindung mit niedrigeren Temperaturen verwendet werden.
Das auf die Probe ausgeübte Zusammenwirken von Druck und Wärme bewirkt, daß ein Teil der in der Baumwolle enthaltenen Feuchtigkeit verdunstet, was einen feinen Dampfüberzug auf dem Aluminiumträger schafft und auf dieser Stufe die Erweichung der Zucker- oder Honigsekretkugeln, die in der Baumwolle enthalten sind und die sich auf dem Aluminiumträger ablagern, zuläßt. Diesbezüglich ist festzustellen, daß das bezeichnete Vorgehen das Vorhandensein einer gewissen Feuchtigkeit in der Baumwolle voraussetzt; in dem Fall gestattet ein Feuchtigkeitsgrad der Baumwolle zwischen 40 % und 85 %, ohne Probleme das gesuchte Ergebnis zu erhalten, wobei die Messung in der Praxis im allgemeinen für einen Feuchtigkeitsgrad nahe 60-65 % durchgeführt wird. Man stellt fest, daß es der kombinierte Effekt einer gewissen Stärke der Probe, und zwar weder zu gering noch zu stark, und des Durchtritts des Dampfes durch die Baumwollprobe ist, der der Messung der Klebeeigenschaften der Baumwolle ihre Unabhängigkeit in bezug auf das Testgewicht der Probe zu verleihen scheint.
Nach beendetem Warmdruckvorgang, zum Beispiel nach 5 Sekunden, wird die Platte 8 wieder angehoben, die Bahn 4 wird einen Schritt weitergeführt und erscheint unter der Platte 9, die daraufhin abgesenkt wird und die einen Kaltdruck der Probe 3, die nach 3' versetzt ist, sicherstellt.
Der Kaltdruck kann für ungefähr 15 bis 30 Sekunden aufrechterhalten werden; er hat die Aufgabe, eine bessere Fixierung der klebenden Punkte auf dem Aluminiumträger 4 sicherzustellen.
Der Druck der kalten Platte 9 ist vorteilhafterweise von der gleichen Größenordnung wie der, der von der Wärmplatte 8 ausgeübt wird.
Am Ende dieses Vorgangs wird die Platte 9 angehoben, und eine nach der Station 9 angeordnete Bürste oder ein dort angeordneter Besen 10 beseitigt den Hauptteil der Fasern der Probe 3', wenn das Band 4 einen Schritt bis zur mit 11 bezeichneten Station weitergeführt wird, die eine Trockenstation ist.
An dieser Stelle wird die Probe, wenn nötig, durch warme Luft derart getrocknet, daß die Restfeuchtigkeit beseitigt wird und die Zucker- und Honigsekretpunkte, die auf der Aluminiumbahn 4 abgelagert sind, darauf ordentlich befestigt werden. Es wurde festgestellt, daß die Trocknung im allgemeinen nicht erforderlich ist, wenn man eine relativ niedrige Warmdrucktemperatur, beispielsweise zwischen 50ºC und 55ºC, und eine ausreichend lange Druckdauer, beispielsweise im Bereich von 30 Sekunden, verwendet.
Die Probe wird anschließend bis zu einer Bürste 12, eventuell kombiniert mit einem Reinigungs-Saugsystem 13, das die verbleibenden an der Platte klebenden Fasern beseitigt, vorgeschoben.
Bei 14 muß nur noch die Anzahl der von der Probe auf der Bahn 4 hinterlassenen Punkte, zum Beispiel mittels einer geeigneten Kamera, erfaßt werden.
Diese Anzahl an Punkten, bezogen auf die Fläche der vorbereiteten Probe, erlaubt in genauer Weise den Klebegrad oder die Klebekraft der so behandelten Baumwolle zu bestimmen.
Wohlverstanden können zahlreiche Varianten auf die beschriebene Ausführungsform angewandt werden.
So ist in der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform, in der gleiche Bezugszeichen vergleichbare Elemente bezeichnen, die sich in den beiden Ausführungsformen wiederfinden und die nicht wieder beschrieben sind, die Aluminiumbahn 4 durch ein kontinuierliches/endloses Metallband 15 ersetzt, zum Beispiel aus Aluminium geeigneter Stärke, das, kontinuierlich angetrieben, unter Spannung zwischen den zwei Walzen 16, 17, von denen wenigstens eine angetrieben ist, umläuft.
Das Band 15 wird am Ende der Station 14, wie bei 18 angedeutet, zum Beispiel durch einen Abstreifer, vom Großteil der daran haftenden Materialien befreit, wonach es in angemessener Weise von einer Walze oder einer Bürste 19, ggf. mit eineiü Lösungsmittel getränkt, gereinigt und danach bei 20 vor der Wiederverwendung an der Anfangsstation 8 getrocknet wird.
In der in der Figur 3 veranschaulichten Variante findet man anstelle des metallischen Bandes, das sich unter verschiedenen aufeinander folgenden Stationen bewegt, einzelne Platten, die sich schrittweise unter folgenden Stationen bewegen : 22 für die Aufbringung des Honigsekrets auf die Platte 21 ; 23 für die Reinigung/Erwärmung der Probe, um sie von den Fasern zu befreien ; 24 für die Zählung der Honigsekret punkte ; und 25 für die Reinigung vor der Wiederverwendung bei Position 22.
Die Station 22 kann eine Warmdruckplatte 26 und eine Kaltdruckplatte 27 umfassen, die nacheinander in Betrieb treten (nach Drehung der Einheit um 180º) und die durch eine Isolierung 28 voneinander getrennt sind.
Die Faser-Reinigungs-/-Entfernungsstation kann eine Saug-/Bürststation 29 und eine Trockenzone 30 wie auch eine Bürste 31 zur Beseitigung der letzten Fasern umfassen.
Die Reinigungsstation 25 kann einen Abstreifer 32 mit Entfernung des Abfalls bei 33 und einer Reinigungs-/Trockenbürste 34 umfassen.
Wohlverstanden kann man sich zahlreiche Varianten der schematischen Verwirklichungsformen, die nur zur Veranschaulichung beschrieben sind, vorstellen. Insbesondere kann man, wohlverstanden, mit mehr oder weniger gewichtigen Proben arbeiten, md dem es wesentlich ist, daß man ein Verhältnis einhält, bei dem das Gewicht der Probe im Verhältnis zu ihrer Oberfläche gering bleibt, bei den angeführten Beispielen vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5 g auf 200 cm², wobei eine zufriedenstellende Bandbreite beispielsweise 0,5 bis 5 g pro 100 cm² sein können.
Aus der vorstehenden Beschreibung versteht sich, daß das Verfahren und die Einrichtung zur Bestimmung entsprechend der Erfindung vollständig automatisiert werden können und daß die durch diese Einrichtung ermittelten Parameter verwendet werden können, um in geeigneter Weise eine gesamte, im Anschluß vorgesehene Bearbeitungs- bzw. Behandlungsanlage zu steuern.
Insbesondere kann eine Anlage des vorstehend beschriebenen Typs verwendet werden, um eine Einrichtung zur wesentlichen Beseitigung von Honigsekret durch Auflösung/Veränderung durch erwärmten Wasserdampf zu steuern, indem der Behandlungsgrad dem Verschmutzungsgrad der Baumwolle angepaßt wird.

Claims

1 - Verfahren zur Beurteilung der Klebeeigenschaften von pflanzenlichen Fasermaterialien so wie Baumwolle, dadurch gekennzeichnet, daß

- man eine Probe (3) des Fasermaterials derart vorbereitet, daß sie eine große Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Gewicht aufweist, d.h. in Bereich von 100 cm² bei einem Gewicht im Bereich zwischen 0,5 und 5 g,

- man die mittels einer Preß- und Heizeinrichtung (8) ausgebreitete Probe so auf eine Metallplatte, zum Beispiel aus Aluminium (4, 15, 21), fur einige Sekunden aufträgt,

- man danach für einige Sekunden einen Kaltdruck auf dieselbe Probe auf derselben Platte ausübt,

- man gegebenenfalls eine Oberflächentrocknung mittels der Warmluft der Platte bewirkt,

- man die Fasern der Probe, die an der Platte haften, beseitigt,

- und man die Zahl der Punkte von an der Platte klebendem honigartigem Sekret zählt, die die Klebeeigenschaften der Probe, bezogen auf ihre ausgebreitete Oberfläche, bestimmt.

2 - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Probe eine Menge Baumwolle von einigen Gramm, vorteilhafterweise 2 bis 5 g, verwendet, die man auf einer Oberfläche von einigen 100 cm², vorteilhafterweise in der Größenordnung von 200 cm², ausbreitet.

3 - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erwärmung zwischen 33 und 140ºC, bevorzugt zwischen 50ºC und 90ºC, bewirkt.

4 - Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Warmdruck während einer Dauer von ungefähr 5 bis 30 Sekunden ausübt.

5 - Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmdruck größer als 40 g/cm² und vorzugsweise im Bereich zwischen 80 g/cm² und 500 g/cm² ist.

6 - Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Drucks, der für den Warmdruck angewandt wird, und die Dauer der Aufrechterhaltung dieses Drucks in den angegebenen Bereichen umso höher sind, wie die Temperatur niedriger ist.

7 - Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kaltdruck für eine Dauer von ungefähr 15 bis 30 Sekunden auf rechterhält.

8 - Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

- mindestens eine Walze (5) zum Zuführen einer fortlaufenden Aluminiumfolienbahn (4),

- mindestens eine Walze (6) zum Wiederaufnehmen der Bahn,

- die Bahn (4), die zwischen den beiden Walzen (5) und (6) gehalten wird und die Platte darstellt, auf der auf die Probe Druck ausgeübt wird.

9 - Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Platte, auf der auf die Probe Druck ausgeübt wird, ein fortlaufendes Band (15) verwendet, das nach dem Verfahren der Beurteilung des Klebens gereinigt wird.

10 - Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Platte, auf der auf die Probe Druck ausgeübt wird, eine Platte (21) verwendet, die vor bwz. gegenüber den aufeinanderfolgenden Stationen der Warm- und Kaltdruckausübung (22) auf die Probe, des Bürsten-Trocknens (23), des Zählens (24) und schließlich der Reinigung (25) verlagert wird.

11 - Verfahren zum Steuern einer Einrichtung zur Behandlung von Fasermaterialien wie Baumwolle unter Verwendung eines Verfahrens zur Bestimmung des Klebegrads von Fasermaterialien, durchgeführt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungseinrichtung in Abhängigkeit von den Parametern der Analyse, die von Proben aufgenommen wurden, deren Klebeeigenschaften vorher ausgewertet wurden, gesteuert wird.