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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens für
das kontinuierliche Druckdekatieren einer Stoffbahn. Die Erfindung
erstreckt sich auch auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Fixieren von Stapelfasern, wobei die Stapelfasern in einer Faseranordnung
wie einem Faserband, Vorgarn, Strang, Garn oder dergleichen enthalten
sind. Die Erfindung ist besonders für das Fixieren von Wollfaseranordnungen
und das Dekatieren von wollenen und Wolle enthaltenden Stoffbahnen
(nachstehend ist der Begriff Wollbahn oder dergleichen so zu verstehen,
daß er
Stoffbahnen umfaßt,
die eine Mischung von Wolle und einer weiteren oder weiteren Fasern
enthält)
geeignet und wird nachstehend unter Bezugnahme auf solche Fasern
und Stoffbahnen beschrieben, es ist jedoch ersichtlich, daß die Erfindung
auch bei anderen Stapelfasern und anderen Stoffbahnen wie z. B. Baumwolle
und Reyon Anwendung finden kann, die im allgemeinen dekatiert werden,
um das Material zu fixieren, den Glanz zu erhöhen oder eine gewisse Formbeständigkeit
zu verleihen.
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Hintergrund
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Druckdekatieren ist eine Ausrüstungsbehandlung,
durch die die physische und Dimensionsform verbessert und dann durch
die Anwendung von Hitze, Feuchtigkeit, Druck und Zeit stabilisiert
wird. Im allgemeinen erzeugt ein Druckdekatierungsverfahren durch
die Wirkung von Hitze und unter Druck gesetztem Dampf mit einem
Druck von mehr als 10 kPa (1 Atm.) auf eine mechanisch zusammengedrängte Stoffbahn
eine permanente Änderung
der Eigenschaften der Stoffbahn, und wird im üblicherweise während der
abschließenden
Phasen der Stoffbahnherstellung aus mehreren Gründen durchgeführt:
- (a) um gewünschte ästhetische
Eigenschaften bei der Stoffbahn wie Griffigkeit, Glanz und Glätte zu entwickeln;
- (b) um die Formbeständigkeit
der Stoffbahn, insbesondere für
die Zwecke der Kleidungsstückzusammensetzung
zu verbessern, und
- (c) um diese Eigenschaften während
des Gebrauchs der Stoffbahn permanent zu fixieren oder zu bewahren.
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Ein kontinuierliches Druckdekatierungsverfahren
verleiht einer Stoffbahn eine Permanentausrüstung in zwei unterschiedlichen
Arbeitsgängen, Entspannung/Fixierung,
gefolgt von Stoffbahnstabilisierung. Für die Stoffbahnentspannung/fixierung
wird die Stoffbahn beispielsweise einer mechanischen Kompression
in einer Umgebung von Dampf unter hohen Druck und mit hoher Temperatur
unterzogen, die es den Fasern gestattet, sich zu entspannen und eine
neue Formgebung anzunehmen. Für
die Stoffbahnstabilisierung wird die Stoffbahn Kühlungs- und Trocknungsverfahren
unterzogen, die die Stoffbahn in ihrer neuen Formgebung fixieren
und sie auch zurück
auf Raumumgebung bringen. In ähnlicher
Weise können
einzelne Fasern in einer Anordnung von Stapelfasern durch Hitze
und unter Druck gesetzten Dampf behandelt werden, während sie
mechanisch zusammengedrängt
sind, und dann zu ihrer Fixierung gekühlt und getrocknet werden.
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Ein bekannter Typ einer kontinuierlichen
Dekatierungsvorrichtung umfaßt
eine perforierte, erhitzte Trommel mit einem unter Spannung gehaltenen Endlosband,
das um den größten Teil
des Trommelumfangs gewickelt ist. Die Stoffbahn, die zwischen der
Trommeloberfläche
und dem Band bei Drehung der Trommel gefördert wird, wird so zwischen
der Trommel und der Bandoberfläche
gepreßt.
Abgesehen davon, daß die
Stoffbahn von der Trommel erhitzt wird, wird sie auch dem Dampf
ausgesetzt, der durch die Trommelperforationen eingeführt wird.
Alternativ kann eine lamellenförmige
Umhüllung
zwischen einem undurchlässigen
Druckband und einer nichtperforierten Trommel ausgebildet werden.
Unter Druck gesetzter Dampf wird in dieser Umhüllung durch die Verdampfung
der Feuchtigkeit, die durch die Sandwichanordnung von Band und Stoffbahn
erhalten wird, erzeugt. Die von Menschner (jetzt MTECH) hergestellte "Super finish-GFP"-Maschine ist ein
Beispiel für
die letztere Vorrichtung.
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Das Druckband komprimiert die Stoffbahn und
dichtet sie gleichzeitig gegen die umlaufende Trommel bei diesem
bekannten Vorrichtungstyp ab. Jedoch ist der Grad an Permanentfixierung,
die der Stoffbahn verliehen werden kann, durch die Zugfestigkeit
des Druckbands begrenzt, weil es die Spannung in diesem Band ist,
die für
die Abdichtung sorgt, um innerhalb der Stoffbahn zum Fixieren der
Fasern eine gesättigte
Atmosphäre
aufrechtzuerhalten. Des weiteren verschleißen die Bänder bei dieser Vorrichtung
schnell und erfordern eine häufige
periodische und somit kostspielige Wartung aufgrund ihrer Arbeitsbedingungen
einer kontinuierlich hohen Dehnungsbeanspruchung und hohen Temperatur.
Ein weiteres Problem bei dieser Vorrichtung ergibt sich aus der
Doppelrolle des Druckbands, d. h. es muß gleichzeitig eine hohe Druckabdichtung
mit der Trommel bilden und auch einen mechanischen Druck auf die
Stoffbahn ausüben.
Um eine leckdichte Abdichtung mit der Trommel zu bewirken, muß der Abdichtdruck,
der von dem Band ausgeübt
wird, den Druck des eingeschlossenen Dampfs übersteigen, jedoch wird der
tatsächlich
auf die Stoffbahn aufgebrachte, mechanische Druck durch die "Dämpfungs"-Wirkung dieses Dampfs verringert. Folglich
ist es schwierig, die Kompression der Stoffbahn zu steuern, da diese von
dem Dampfdruck innerhalb der Umhüllung
abhängt.
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Ein weiterer bekannter Typ der kontinuierlichen
Druckdekatierungsvorrichtung, für
die die von WIRR (Wool Industries Research Association) und Mather & Platt entwickelte "Ekofast"-Maschine ein Beispiel
ist, umfaßt
das Transportieren der Stoffbahn zwischen zwei Endlosbandförderern
durch einen Autoklaven hindurch, der gesättigten Dampf enthält. Mindestens
einer der Förderer
ist durchlässig
und die Stoffbahn wird einer stoßartigen Kompression durch Quetschwalzen
unterzogen. Die Bandförderer
bei dieser Vorrichtung sind unter Zugspannung gesetzt, um ein gewünschte Stoffbahnausrüstung aufrechtzuerhalten.
Obgleich dieses Unterzugspannungssetzen nicht so hoch ist wie bei
der ersten beschriebenen bekannten Vorrichtung, müssen die
Bänder
durchlässig
sein und der Bandverschleiß ist
noch ein Problem. Diese Vorrichtung kann der Wollstoffbahn eine angemessene
Permanentausrüstung
verleihen, die erforderliche Behandlungszeit ist jedoch viel länger als
bei der ersten beschriebenen bekannten Vorrichtung.
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Im allgemeinen erfordern bekannte
kontinuierliche Druckdekatierungsvorrichtungen komplexe Abdichtungsanordnungen
aufgrund des Erfordernisses, eine Umhüllung von gesättigtem
Dampf unter einem hohen Druck abzudichten und es dennoch einer Stoffbahn
zu gestatten, in die Umhüllung
einzutreten, flach fixiert zu werden und die Vorrichtung kontinuierlich
zu verlassen. Beispielhafte Offenbarungen, die dieses Abdichtungsproblem
für kontinuierliche
Dekatiervorrichtungen behandeln, sind von dem europäischen Patent
0 533 295 und der internationalen Anmeldung Nr. PCT/IT92/00114 (WO94/10367)
gegeben. Ein weiteres Problem ist das Erfordernis, eine angemessene
Isolierung der Umhüllungen
von gesättigtem
Dampf sicherzustellen.
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Zusammengefaßt bestehen bei bekannten kontinuierlichen
Druckdekatierungsverfahren und -vorrichtungen Probleme mit dem Bandverschleiß, dem Abdichten
der Umhüllungen
für gesättigten Dampf
und dem Isolieren dieser Umhüllungen.
Die Lösungen
dieser Probleme, die bis jetzt angeboten wurden, neigen dazu komplex
und damit kostspielig zu sein. Des weiteren war es bis jetzt schwierig,
die Dampfbedingungen eng zu steuern und leicht einzustellen, nämlich die
Temperatur des gesättigten
oder überhitzten
Dampfs, dem eine Stoffbahn während
eines kontinuierlichen Dekatierungsverfahrens ausgesetzt ist.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung beruht
auf der Erkenntnis, daß die
Dampfbedingungen bei einem kontinuierlichen Druckdekatierungsverfahren
unter Verwendung einer unter Druck gesetzten Umgebungsatmosphäre, vorzugsweise
aus Luft und vorzugsweise mit Umgebungstemperatur, und Steuern des
Drucks dieser Atmosphäre
gesteuert werden können
und daß eine
solche Umgebungsatmosphäre
den Bandverschleiß,
die Abdichtungs- und Isolierungsprobleme des Stands der Technik
auch verringern könnte. Es
wurde auch erkannt, daß dieses
Prinzip der Verwendung eines umhüllenden,
komprimierten Gases zur Steuerung von Dampfbedingungen allgemeiner für das Fixieren
von textilen Stapelfasern als solchen angewandt werden könnte.
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Entsprechend wird unter einem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen
Druckdekatieren einer Stoffbahn geschaffen, mit den Schritten:
- (i) Einrichten einer Zone komprimierten Gases, das
einen vorbestimmten Druck hat,
- (ii) kontinuierliches Fördern
einer Stoffbahn durch die Zone komprimierten Gases mit und zwischen zwei
Fördergliedern,
- (iii) Aufbringen von gesättigtem
oder überhitzten Dampf
bei einer hohen Temperatur auf die Stoffbahn in der Zone komprimierten
Gases und gleichzeitiges Zusammenpressen der Stoffbahn zwischen
den beiden Fördergliedern,
wobei
die hohe Temperatur des gesättigten
oder überhitzten
Dampfs im wesentlichen durch den vorbestimmten Druck der Zone komprimierten
Gases bestimmt wird.
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Unter einem zweiten Aspekt schafft
die Erfindung ein Verfahren zum Fixieren von Stapelfasern, bei dem
die Fasern in einer Faseranordnung wie einem Faserband, Vorgarn,
Strang, Garn oder dergleichen enthalten sind, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfaßt:
- (i) Einrichten einer Zone komprimierten Gases, das
einen vorbestimmten Druck hat,
- (ii) kontinuierliches Fördern
der Faseranordnung durch die Zone komprimierten Gases hindurch,
- (iii) Aufbringen von gesättigtem
oder überhitzten Dampf
bei einer hohen Temperatur auf die Faseranordnung in der Zone komprimierten
Gases und gleichzeitiges Zusammendrängen der Fasern in der Faseranordnung,
wobei
die hohe Temperatur des gesättigten
oder überhitzten
Dampfs im wesentlichen durch den vorbestimmten Druck der Zone komprimierten
Gases bestimmt wird.
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Das Verfahren des ersten und des
zweiten Aspekts der Erfindung kann zusätzlich einen Schritt des Durchleitens
von kühlem
Gas durch die Stoffbahn oder die Faseranordnung umfassen, um sie
zu kühlen
und ihre Reprise zu verringern, während die Stoffbahn zwischen
den beiden Fördergliedern
zusammengepreßt
wird, oder während
die Faseranordnung zusammengedrängt
ist, um die Stoffbahn oder die Fasern zu stabilisieren. Dieser zusätzliche
Schritt wird vorzugsweise auch innerhalb der Zone des komprimierten
Gases durchgeführt.
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Unter einem dritten Aspekt der Erfindung
ist eine Vorrich tung zum kontinuierlichen Dekatieren einer Stoffbahn
mit einem ersten und einem zweiten Förderglied zum kontinuierlichen
Transportieren einer Stoffbahn entlang einer vorbestimmten Bahn
vorgesehen, wobei jedes Förderglied
eine äußere Oberfläche aufweist
und die Stoffbahn zwischen den äußeren Oberflächen zusammengepreßt wird,
während sie
von dem ersten und zweiten Förderglied
entlang der vorbestimmen Bahn transportiert wird, wobei eine Behandlungszone
für die
Stoffbahn im wesentlichen von den äußeren Oberflächen des
ersten und zweiten Förderglieds
und einem Abschnitt der Länge der
vorbestimmten Bahn gebildet wird; einer Antriebseinrichtung, die
mit dem ersten und dem zweiten Förderglied
verbunden ist, um das erste oder zweite Förderglied zu bewegen, um die
Stoffbahn zu transportieren; einer Einrichtung zum Bereitstellen
einer gesättigten
oder überhitzten
Dampfatmosphäre in
der Behandlungszone; und einem Druckbehälter zum Einschließen eines
komprimierten Gases, wobei die Behandlungszone in dem Druckbehälter enthalten
ist und wobei der Druck des komprimierten Gases steuerbar ist, um
dadurch eine hohe Temperatur für die
gesättigte
oder überhitzte
Dampfatmosphäre
in der Behandlungszone steuerbar festzulegen.
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Unter einem vierten Aspekt der Erfindung
ist eine Vorrichtung zum Fixieren von Stapelfasern geschaffen, bei
der die Fasern in einer Faseranordnung wie einem Faserband, Vorgarn,
Strang oder Garn oder dergleichen enthalten sind, wobei die Vorrichtung
eine Einrichtung zum Fördern
der Faseranordnung durch eine Behandlungszone, eine Einrichtung zum
Zusammendrücken
der Fasern, während
sie durch die Behandlungszone hindurchgehen, eine Einrichtung zum
Bereitstellen einer gesättigten
oder überhitzten
Dampfatmosphäre
bei einer hohen Temperatur in der Behandlungszone und einen Druckbehälter zur
Aufnahme eines Druckgases aufweist, wobei die Behandlungszone in
dem Druckbehälter
enthalten ist, und wobei der Druck des komprimierten Gases steuerbar
ist, um dadurch eine hohe Temperatur für die gesättigte oder überhitzte
Dampfat mosphäre
in der Behandlungszone steuerbar festzulegen.
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Vorzugsweise ist das komprimierte
Gas Luft bei Umgebungstemperatur. So ist es erfindungsgemäß möglich, die
Temperatur des gesättigten Dampfs
zu ändern,
indem der Druck der komprimierten Umgebungsluft eingestellt wird.
Die Temperatur des gesättigten
Dampfs bei einem gegebenen Druck ist aus Dampftabellen bei dem äquivalenten
Dampfdruck erhältlich.
Bei einer solchen unter Druck gesetzten Atmosphäre ist die Abdichtung der Behandlungszone
aufgrund des hohen Umgebungsluftdrucks auch nicht kritisch. Das
heißt
aufgrund des hohen Umgebungsluftdrucks, wird der lokalisierte gesättigte (oder überhitzte)
Dampf wirksam in der Behandlungszone aufrechterhalten (der Grad
der Leckage des Dampfs, die aus der Behandlungszone auftreten kann
ist für
die Arbeitsweise des Dekatierungsverfahrens insignifikant). So kann
das erste und das zweite Förderglied
durchlässig
oder undurchlässig
sein.
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Die Behandlungszone für die Stoffbahn
ist im allgemeinen der Raum zwischen den äußeren Oberflächen der
beiden (oder des ersten und des zweiten Förderglieds) Förderglieder über eine
Länge der Bahn
der Stoffbahn durch die Vorrichtung hindurch, und es gibt mehrere
Optionen für
die Bereitstellung einer gesättigten
oder überhitzten
Dampfatmosphäre innerhalb
dieser Zone. Mindestens eines der Förderglieder sollte für das Dekatieren
erhitzt werden (und so weist es eine damit verbundene eine Heizanordnung
auf), und dieses Erhitzen kann für
die Erzeugung des Dampfs verwendet werden.
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So kann eine gesättigte oder überhitzte Dampfatmosphäre innerhalb
der Behandlungszone gleichzeitig mit dem Pressen und Fördern einer
Stoffbahn dort hindurch errichtet werden, indem eines der Förderglieder
in geeigneter Weise derart erhitzt wird, daß die Feuchtigkeit auf oder
in der Stoffbahn schnell verdampft wird. Vorzugsweise wird der Stoffbahn
vor ihrem Durchlauf durch die Behandlungszone Feuchtigkeit zugeführt. Dies
kann erfolgen, indem eine Oberfläche
der Stoffbahn mit Feuchtigkeit besprüht wird, wobei diese Oberfläche diejenige
sein sollte, die der äußeren Oberfläche des
erhitzten Förderglieds zugewandt
ist. Alternativ kann ein Feuchtigkeit enthaltendes, textiles Material
angeordnet werden, um durch die Behandlungszone, sandwichartig zwischen der
zu behandelnden Stoffbahn und der äußeren Oberfläche eines
der Förderglieder
angeordnet, bewegt zu werden, wobei die äußere Oberfläche in geeigneter Weise erhitzt
wird, um die Feuchtigkeit, die in die Behandlungszone durch das
textile Material gefördert
wird, schnell zu verdampfen. In dieser Situation kann ein durchlässiges Bandförderglied
verwendet werden, um überschüssige Feuchtigkeit
aus der Stoffbahn während
der Behandlung freizusetzen.
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Unter einem alternativen Aspekt umfaßt ein Verfahren
und eine Vorrichtung gemäß der Erfindung das
Einleiten von Dampf in die Behandlungszone über das erste Förderglied
oder das zweite Förderglied
oder beide, was erfordert, daß das
bzw. die betreffende(n) Förderglied
er) durchlässig
ist bzw. sind. Beispielsweise kann eines der Förderglieder eine drehbare Trommel
sein und Dampf kann aus dem Inneren der Trommel über geeignete Perforationen durch
ihre Oberfläche
hindurch in die Behandlungszone eingeleitet werden. Bei einem anderen
Beispiel, bei dem das erste und das zweite Förderglied ein durchlässiges Band
aufweisen, das sich über
eine Trommel bewegt, kann eine Dampfkammer oder dergleichen über einem
Abschnitt des Bands über
der Trommel vorgesehen sein (wirksamerweise schafft die Grenzfläche zwischen
Band und Trommel eine Wand für
die Kammer). So wird bei diesem Beispiel unter Druck gesetzter Dampf
in die Behandlungszone durch das Band hindurch eingeleitet. Die
Umhüllung
einer solchen Dampfkammer in einer unter Druck gesetzten Atmosphäre, wie
erfindungsgemäß komprimierter
Luft, hilft dabei, den gesättigten
Dampf bei einer Temperatur zu halten, die diesem Druck entspricht
und verringert die Abdichtungserfordernisse für die Kammer mit Bezug auf
das Band, wodurch das Problem verringert wird, das bei Anordnungen des
Stands der Technik besteht, die ähnliche
Dampfkammern verwenden.
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Das erste und das zweite Förderglied
könnten
durch Endlosbandförderer
gebildet sein., Vorzugsweise ist das erste Förderglied jedoch eine erhitzte
zylindrische Trommel, deren Außenfläche eine der äußeren Oberflächen bildet,
und das zweite Förderglied
ist ein Endlosband, das sich um die Trommel herum bewegt, wodurch
eine Stoffbahn, die sandwichartig zwischen der Trommel und dem Band
angeordnet ist, kontinuierlich durch die Vorrichtung mittels der
Drehung der Trommel gefördert
werden kann. So kann die Antriebsanordnung, die mit dem ersten oder
zweiten Förderglied
verbunden ist, eine Antriebsanordnung zum Drehen der Trommel sein.
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Bei dieser bevorzugten Anordnung
von Trommel und Band für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
muß die äußere Oberfläche des
Bands keine Abdichtung gegenüber
der äußeren Oberfläche der Trommel
entlang der Längsränder einer
Stoffbahn bilden. Es ist nur erforderlich, daß das Band unter Zugspannung
setzbar ist, um einen ausreichenden seitlichen Druck auszuüben, um
eine gewünschte Ausrüstung der
Stoffbahn aufrechtzuerhalten.
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Bei der vorstehend beschriebenen
bevorzugten Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Trommel
zur Drehung innerhalb einer Druckkammer angebracht werden, wobei
das Band so angeordnet ist, daß es über geeignete
Abdichtungsanordnungen in die Kammer eintritt und aus dieser austritt.
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Komprimierte Luft bei Raumtemperatur
kann der Kammer zugeführt
werden, um darin einen geeigneten Druck aufrechtzuerhalten, während die
Stoffbahn dort hindurch bewegt wird. Diese Anordnung gestattet eine
leichte Abänderung
des Drucks innerhalb der Kammer.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen werden jetzt als
nichteinschränkendes
Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegen den Zeichnungen beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Es zeigt:
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1 eine
vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäße Vorrichtung
für das kontinuierliches
Dekatieren einer Stoffbahn;
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2 eine
schematische Darstellung zur Erklärung der erfindungsgemäßen Arbeitsweise
gemäß einer
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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3 eine 2 ähnliche Darstellung, die eine
zweite erfindungsgemäße Ausführungsform
betrifft;
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4 auch
eine 2 ähnliche
Darstellung, die eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft;
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5 eine
weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
und
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6 eine
modifizierte Form der Vorrichtung von 5.
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Die besten
Arten der Durchführung
der Erfindung
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Die in der Darstellung von 1 gezeigte Vorrichtung 10 weist
eine Stahltrommel 12 auf, die zur Drehung um eine Welle 13 innerhalb
eines Druckbehälters 14 angeordnet
ist. Vorzugsweise ist der Druckbehälter 14 zylindrisch
(wie gezeigt), obgleich er eine andere geeignete Form aufweisen
kann. Ein Endlosband 15 ist um eine Reihe von acht Rollen 16 derart
angeordnet, daß es
sich in den Behälter 14 durch
eine Eintrittsöffnung 17 hindurch,
um etwa 80% der Umfangsfläche
der Trommel 12 herum und dann aus einer Austrittsöffnung 18 heraus
bewegt. Eine der Rollen 16 ist auf bekannte Weise zur Einstellung der
Spannung des Bands 15 einstellbar, die Welle 13 oder
eine der Rollen 16 wird auch angetrieben. Eine Stoffbahn 19 wird
der Vorrichtung 10 derart zugeführt, daß sie sandwichartig zwischen
dem Endlosband 15 und der Trommel 12 angeordnet
ist. Ein textiles Material 20 (oder Hülle) beispielsweise aus Baumwolle,
das naß gemacht
wird, kann auch der Vorrichtung 10 derart zugeführt werden,
daß es
zwischen der Stoffbahn 19 und der Oberfläche der
Trommel 12 sandwichartig angeordnet ist. Die Eintritts- und
Austrittsöffnungen 17 und 18 für den Behälter 14 umfassen
jeweils eine Abdichtungsanordnung 24 (die Rollen aufweisen
kann), um die Leckage der komprimierten Luft aus dem Behälter 14 auf
ein Minimum herabzusetzen. Geeignete Dichtungen sind in der Technik
bekannt und werden somit hier nicht weiter beschrieben.
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Die Trommel 12 weist eine
geeigneten Anordnung (im wesentlichen durch den Block 22 gezeigt)
zum Erhitzen ihrer Oberfläche
auf eine Temperatur von beispielsweise 180°C auf. Es ist aus 1 ersichtlich, daß eine Drehung
der Trommel 12 im Uhrzeigersinn die Stoffbahn 19 und
die nasse Baumwollhülle 20 durch
eine Behandlungszone zwischen der erhitzten, nach außen gerichteten
Oberfläche
der Trommel 12 und der nach innen gerichteten Oberfläche des
Bands 15 fördert,
wobei sich die Zone um die Trommel herum erstreckt, wobei sie etwa
dort beginnt, wo das Band 15 die Oberfläche der Trommel 12 nach
Eintritt in den Behälter 14 berührt, und
etwa dort endet, wo es die Trommel genau vor seinem Austritt aus
dem Behälter 14 verläßt.
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Das Band 15 kann aus einem
undurchlässigen
Silikonmaterial hergestellt sein. Wenn die Stoffbahn 19 durch
den Behälter
hindurch 14 transportiert wird, wird sie zwischen dem Band 15 und
der Trommel ausreichend zusammengepreßt, um sicherzustellen, daß die Stoffbahn
ihre Flachheit beibehält,
d. h. um sicherzustellen, daß eine
gewünschte
Ausrüstung
der Stoffbahn aufrechterhalten wird. Dieses Zusammenpressen wird durch
die Spannung im Band 15, unterstützt von der Kraft, die die
unter Druck gesetzte Atmosphäre
innerhalb des Behälters 14 auf das
Band ausübt,
geschaffen. D. h. es ist ersichtlich, daß das Band 15 unter
Zugspannung gesetzt wird, aber daß dieses Unterzugspannungssetzen
und der daraus folgende seitliche Druck, den das Band auf die Stoffbahn 19 ausübt, relativ
niedrig sind, da die Spannung des Bands nur erforderlich ist, um
einen angemessenen seitlichen Druck auszuüben, um die Flachheit der Stoffbahn
aufrechtzuerhalten.
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Gleichzeitig verursacht die Wechselwirkung zwischen
der erhitzten Oberfläche
der Trommel 12 und der nassen Oberfläche der Hülle 20, daß ein schneller
Verdampfungs/Kondensations-Wärmeübertragungsvorgang
stattfindet, der eine gesättigte (oder überhitzte,
in Abhängigkeit
von der Temperatur und der Menge an Feuchtigkeit) Dampfatmosphäre innerhalb
der Behandlungszone einrichtet.
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Die Verwendung einer nassen Baumwollhülle 20,
die der Stoffbahn eine gesättigte
Reprise verleiht, ist nicht wesentlich, und als Alternative kann
die Hülle
weggelassen werden und die Oberfläche der Stoffbahn 19,
die die erhitzte Oberfläche
der Trommel 12 berührt,
kann vor ihrem Eintreten in die Vorrichtung 10 angefeuchtet
werden. Beispielsweise kann freies Wasser mittels einer Sprüheinrichtung (nicht
gezeigt) auf die Oberfläche
der Stoffbahn 19 aufgebracht werden. Alternativ kann Dampf über Perforationen
in der Trommel 12 oder aus einer Dampfkammeranordnung,
die innerhalb des Druckbehälters 14 vorgesehen
ist, über
ein durchlässiges Band
in die Behandlungszone eingeleitet werden.
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2, 3 und 4 sind schematische Schnittdarstellungen
einer Vorrichtung (um die Arbeitsweise der Erfindung zu erläutern),
die ähnlich
derjenigen ist, die in 1 gezeigt
ist, d. h. bei diesen Ansichten findet die Bewegung der Förderglieder
in der Richtung statt, die senkrecht zu dem Zeichnungsblatt ist.
Merkmale in diesen Ansichten, die den vorstehend beschriebenen Merkmalen
in 1 entsprechen, wurden
mit den gleichen Bezugszeichen versehen. So zeigt 2 eine erhitzte Trommel 12,
um die herum sich ein Endlosband 15 bewegt, wobei eine
Stoffbahn 19 sandwichartig zwischen der nach außen gerichteten
Oberfläche
der Trommel 12 und der nach innen gerichteten Oberfläche des
Bands 15 angeordnet ist. Der Druckbehälter 14 ist schematisch
durch eine umschließende
strichpunktierte Linie dargestellt. Er enthält komprimierte Luft bei Raumtemperatur.
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Die Ausführungsform von 2 ist ähnlich der Ausführungsform
von 1 mit der Ausnahme, daß keine
Feuchtigkeit enthaltene Baumwollhülle 20 verwendet wird.
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Das Endlosband 15 von 2 ist undurchlässig und
preßt
die Stoffbahn 19 gegen die nach außen gerichtete Oberfläche der
erhitzten Trommel 12. Bei dieser Ausführungsform wird Dampf durch
das Verdampfen vom Feuchtigkeit in oder auf der Stoffbahn 19 erzeugt.
Die unter Druck gesetzte Umgebung innerhalb des Behälters 14 bedeutet,
daß das Band 15 kein
hochdehnbares Band sein muß,
um die Behandlungszone abzudichten, wobei die Zone zwischen den äußeren Oberflächen des
Bands 15 und der Trommel 12 gebildet ist. So ist
es nicht kritisch, daß das
Band 15 seitlich der Ränder
der Stoffbahn 19 (siehe Bezugszeichen 26) gegen
die äußere Oberfläche der
Trommel 12 abdichtet. Wenn der Luftdruck innerhalb des
Behälters 14 beispielsweise
300 kPa (3 Atm.) (Manometer) beträgt, muß das Band 15 nur
einen zusätzlichen
Druck von beispielsweise 50 kPa (0,5 Atm.) ausüben, um eine unter Druck gesetzte
Umhüllung
für das
Abdichten der Stoffbahn und dessen flaches Fixieren zu bilden. Der
in dieser Umhüllung
erzeugte Dampf wird tatsächlich
einem Manometerdruck von 350 kPa (3,5 Atm.) ausgesetzt und deshalb
beträgt
die entsprechende Temperatur des gesättigten Dampfs darin 148°C (aus den
Dampftabellen), vorausgesetzt, daß die Temperatur der erhitzten
Trommel 12 oberhalb dieser Temperatur liegt. Für eine Wollstoffbahn 19 kann,
vorausgesetzt, daß anfänglich genug
Feuchtigkeit in der Stoffbahn ist, vorzugsweise eine 25%ige Reprise
oder mehr, der Wollstoffbahn ein hoher Grad an Permanentfixierung in
weniger als 30 Sekunden verliehen werden. Die Stoffbahn 19 kann
auch benetzt werden, bevor sie in den Druckbehälter 14 eintritt,
um den Grad der verliehenen Permanentfixierung zu verbessern, jedoch kann
ein Trocknungszyklus unmittelbar danach erforderlich sein, um die
Oberflächenausrüstung zu
stabilisieren.
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Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist das Band 15 durchlässig und
eine Feuchtigkeit enthaltende Baumwollhülle 20 (wie in 1) ist zwischen der nach
außen
gerichteten Oberfläche
der erhitzten Trommel 12 und der Stoffbahn 19 sandwichartig
angeordnet. Ein Mikroklima von gesättigtem Dampf bei hoher Temperatur,
wie es zur Fixierung der Wollfasern der Stoffbahn 19 erforderlich
ist, kann noch in der Behandlungszone trotz der Durchlässigkeit
des Bands 15 aufgrund der umgebenden Zone von komprimierter
Luft in dem Behälter 14 bestehen.
Dampf, der durch das durchlässige
Band 15 leckt, mischt sich mit der komprimierten Luft und
kondensiert schließlich
auf der kalten Oberfläche
des Druckbehälters 14 und
kann abgeführt
werden. Da das Band 15 durchlässig ist, gibt es eine insignifikante "Dämpfungswirkung" aufgrund der gesättigten Dampfatmosphäre innerhalb
der Behandlungszone, so muß das
Band 15 nur einen ausreichenden mechanischen Druck ausüben, um
die Stoffbahn 19 flach zu fixieren. Die Verdampfung des
von der Baumwollhülle 20 gehaltenen
Wassers wird durch die Temperatur der Trommel 12 gesteuert,
während die
Temperatur des gesättigten
Dampfs durch Steuern des Drucks der komprimierten Luft innerhalb
des Behälters 14 gesteuert
werden kann. Wenn beispielsweise der Luftdruck der komprimierten
Luft in dem Behälter 14 300
kPa (3 atm. Manometerdruck) beträgt,
beträgt
die Temperatur des gesättigten Dampfs
in der Behandlungszone etwa 144°C
(aus den Dampftabellen), vorausgesetzt, daß die Temperatur der erhitzten
Trommel auf etwa 10°C
höher eingestellt
ist, um die hohe Verdampfungsrate zu erleichtern. Die Menge des
erforderlichen Dampfs wird durch die Nässe der Baumwollhülle 20 gesteuert. Wenn
das gesamte Wasser verdampft ist, kann die erhitzte Trommel 12 als
Medium zum Trocknen der behandelten Stoffbahn 19 wirken,
wobei sie ihr eine stabile Oberflächenausrüstung verleiht, während sie aus
dem Druckbehälter 14 austritt.
So ist der Bedarf eines zusätzlichen
Trocknungszyklus, wie er bei anderen Verfahren erforderlich ist,
eliminiert.
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Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform ist das Band 15 durchlässig und
die zylindrische Oberfläche
der Trommel 12 weist Perforationen 28 auf. Gesättigter
Dampf von einer Versorgungsquelle 30 wird einer Kammer 32 innerhalb
der Trommel 12 zugeführt
und von dort durch die Perforationen 28, die Stoffbahn 19 und
das durchlässige
Band 15 zwangsgeführt.
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Bei den Ausführungsformen von 3 und 4 kann der auf die Stoffbahn 19 ausgeübte, seitliche Druck
aufgrund der Durchlässigkeit
des Bands 15 genauer als bei der Ausführungsform von 2 gesteuert werden, so wird erwartet,
daß diese
Ausführungsformen
zu einer gleichmäßigeren
Behandlung führen würden.
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Bei Experimenten, die die Anmelderin
mit zwei Stoffbahnen durchgeführt
hat, einer Tuchbindungs- und einer Twillstoffbahn, die beide mit
25% anfänglicher
Reprise präkonditioniert
waren, wurden Permanentfixierungswerte von bis zu 71% erzielt.
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Im allgemeinen wird angenommen, daß der Grad
an Permanentfixierung mit zunehmendem Luftdruck innerhalb des Behälters 14,
einer höheren Temperatur
der Trommel 12 und längeren
Behandlungs-/Verweilzeiten zunimmt. Jedoch können hohe Trommeltemperaturen
und längere
Behandlungszeiten zu einem Vergilben der Wollstoffbahnen führen. Die
Anmelderin führt weiterhin
Experimente durch, um alle einstellbaren Variablen, einschließlich der
anfänglichen
Reprise der Stoffbahn, zu optimieren, die bei den vorstehend erwähnten Experimenten
nicht geändert
worden sind. Im allgemeinen haben die Experimente der Anmelderin
gezeigt, daß der
absolute Druck des gesättigten
Dampfs 450–600
kPa (4,5–6 Atm.)
betragen muß,
um Permanentfixierungswerte von 60–85% innerhalb einer Behandlungszeit
von etwa 15 Sekunden bei Stoffbahnen mit einer Reprise von 18–25% zu
erhalten.
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Die Erfindung umfaßt auch
die Option des Vorerhitzens des Bands 15, bevor es um eine
Stoffbahn 19 auf der Trommel 12 gewickelt wird,
um die Ausrüstung
an der benachbarten Oberfläche
der Stoffbahn 19 zu modifizieren. Es liegt auch innerhalb des
Umfangs der Erfindung, daß die
Spannung des Bands 15 zwischen Partien von Stoffbahnen
variiert werden kann, um das Fixierungsverfahren zu beeinflussen
und somit die Eigenschaften der Stoffbahn wie Griffigkeit, Glätte und
Feuchtigkeitsausdehnung zu modifizieren.
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Es ist ersichtlich, daß die in 1 gezeigte Vorrichtung für die Stoffbahnentspannungs-/-fixierungsphase
eines Druckdekatierungsverfahrens sorgt und daß die Stoffbahn 19 dann
einer Stoffbahnstabilisierungsphase unterzogen werden kann. Geeignete
Stoffbahnstabilisierungsverfahren sind in der Technik bekannt. Es
ist jedoch möglich,
in der einen Vorrichtung sowohl eine Entspannung/Fixierung als auch
eine Stabilisierungsphase wie bei der in 5 und 6 gezeigten
Vorrichtung aufzunehmen.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform, bei
der eine erhitzte, perforierte Trommel 40 zur Drehung über eine
Welle 42 innerhalb eines Druckbehälters 44 angebracht
ist. Die äußere Oberfläche der Trommel 40 kann
mit einem durchlässigen
textilen Material 41 bedeckt sein. Ein durchlässiges Endlosband 46 ist
um eine Reihe von Rollen 48 derart angeordnet, daß es sich
in den Behälter 44 durch
eine Eintritts öffnung 50 hindurch,
um 80–90%
der Umfangsfläche
der Trommel 40 herum und dann durch eine Austrittsöffnung 52 heraus
bewegt. Abdichtungsanordnungen sind für die Eintritts- und Austrittsöffnungen
wie dies bekannt ist vorgesehen. Eine Stoffbahn 54 wird
durch den Behälter
hindurch, sandwichartig zwischen dem Material 41 auf der
Trommel 40 und dem Endlosband 46 angeordnet, gefördert. Eine
Unterzugspannungssetzungsanordnung 56 für das Endlosband 46 befindet
sich innerhalb des Druckbehälters 44 statt
außerhalb
des Behälters,
da dies eine bessere Steuerung der Bandspannung gestattet.
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Eine Dampfkammer 58 ist
oberhalb eines Abschnitts der Umfangsfläche der Trommel 40 innerhalb
des Behälters 44 angeordnet
und kann eine Abdichtungsanordnung 60 an der Grenzfläche zwischen
ihren sich in Längs-
und Umfangsrichtung erstreckenden Wänden und dem Band 46 aufweisen. Die
Grenzfläche
zwischen Band 46, Stoffbahn 54, Material 41 und
Trommel 40 komplettiert die Dampfkammer. Die Grenzfläche Band 46,
Stoffbahn 54, Material 41 und Trommel 40 ist
durchlässig,
so daß gesättigter
Dampf hindurchtreten kann. Die Dampfkammer 58 ist relativ
zu der Trommel 40 derart angeordnet, daß die Stoffbahn 54 dem
gesättigten
Dampf kurz nach ihrer Berührung
der Trommel 40 ausgesetzt wird und daß die Dampfbehandlung beendet wird,
während
die Stoffbahn sich noch eine Strecke auf der Trommel fortbewegt,
die für
ihr Abkühlen
und Trocknen ausreicht. So eliminiert diese Vorrichtung den Bedarf
an einem zusätzlichen
Trocknungs- (Stabilisierungs-) Zyklus.
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Beim Betrieb der in 5 gezeigten Vorrichtung wird komprimierte
Luft mit etwa 450 kPa (4,5 Atm.) Manometerdruck in dem Druckbehälter 44 aufrechterhalten,
und eine Atmosphäre
von komprimierter Luft von etwa 400 kPa (4 Atm.) Manometerdruck wird
innerhalb der Trommel 40 aufrechterhalten, wobei der Druck
innerhalb der Dampfkammer 58 etwa 450 kPa (4,5 Atm.) Manometerdruck
beträgt.
Die Abdichtungen 60 sind nicht kritisch, weil die komprimierte
Umgebungsluft 450 kPa auf weist. Luft muß kontinuierlich in den Behälter 44 eingepumpt
werden, um den Druck in diesem in Abhängigkeit von der Strömungsrate
durch die Grenzfläche
von Band 46, Stoffbahn 54, Material 41 und
Trommel 40 und Verlusten durch Öffnungen 50 und 52 hindurch
aufrechtzuerhalten.
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6 zeigt
eine Modifikation der Vorrichtung von 5 (gleiche
Merkmale in den beiden Figuren erhielten die gleichen Bezugszeichen),
bei der eine zylindrische Kammer innerhalb der Trommel 40 vorgesehen
ist. Die Kammer 62 ist ortsfest, d. h. stationär und die
Trommel 40 rotiert um sie. Die zylindrische Wand der Trommel 40 ist
der zylindrischen Wand der Kammer 62 eng benachbart. Die
Kammer 62 weist innere Trennwände 64 auf, um mindestens zwei
Abteile 66 und 68 in ihr vorzusehen und die äußere Umfangsfläche der
Kammer 62 ist perforiert. Ein Kälteschirm 70 (statt
der Dampfkammer 58) ist über der Grenzfläche von
Band 46, Stoffbahn 54, Material 41 und
Trommel 40 entgegengesetzt zu und in Fluchtung mit dem
Abteil 66 der Kammer 62 vorgesehen. Beim Betrieb
dieser Vorrichtung wird komprimierte Luft mit etwa 400 kPa (Manometerdruck)
im Behälter 44 aufrechterhalten,
während
komprimierte Luft mit etwa 450 kPa (Manometerdruck) in dem Abteil 68 aufrechterhalten
wird und gesättigter
Dampf mit etwa 450 kPa (Manometer) in der Abteilung 66 aufrechterhalten
wird. So wird die Stoffbahn 54 einer Entspannungs/Fixierungsphase,
während
sie sich entlang des Abteils 66 bewegt, und einer Stabilisierungsphase
(Kühlen
und Trocknen) unterzogen, während
sie sich entlang des Abteils 68 bewegt. Der Kälteschirm 70,
der wassergekühlt
sein kann, dient dazu, Feuchtigkeit in dem Dampf durch Kondensierung
einzufangen, wobei das Kondensaat abgeführt werden kann.
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Was die Anmeldung der Erfindung zum
kontinuierlichen Fixieren von Stapelfasern betrifft, bei dem die
Stapelfasern in einer Faseranordnung wie einem Faserband, Vorgarn,
Strang oder Garn oder dergleichen enthalten sind, kann eine Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens ähnlich
derjenigen sein, die in dem australischen Patent Nr. 645026 (61669/90)
offenbart ist, die international als WO 91/02835 veröffentlicht
wurde, mit der Hinzufügung eines
umgebenden Druckbehälters
zur Aufnahme von komprimierter Luft zum Steuern der Temperatur der
Dampfbehandlung. Bei dieser Vorrichtung werden die Fasern in einer
Faseranordnung durch Verleihen eines Falschdralls an die Anordnung
zusammengedrängt.
Jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen von 1 bis 6 kann für die Handhabung einer Faseranordnung
statt einer Stoffbahn 19 verwendet werden.
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Die hier beschriebene Erfindung ist
für andere Änderungen,
Modifikationen und/oder Hinzufügungen
als denjenigen, die spezifisch beschrieben sind, zugänglich,
und es ist ersichtlich, daß die
Erfindung solche Änderungen,
Modifikationen und/oder Hinzufügungen
umfaßt,
die unter den Umfang der nachfolgenden Ansprüche fallen.