EP0087391A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen eines Chemikals auf eine Materialbahn - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen eines Chemikals auf eine Materialbahn Download PDF

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EP0087391A1
EP0087391A1 EP83810066A EP83810066A EP0087391A1 EP 0087391 A1 EP0087391 A1 EP 0087391A1 EP 83810066 A EP83810066 A EP 83810066A EP 83810066 A EP83810066 A EP 83810066A EP 0087391 A1 EP0087391 A1 EP 0087391A1
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EP
European Patent Office
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bath
chemical
concentration
material web
baths
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83810066A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Oxé
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy AG filed Critical Ciba Geigy AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B23/00—Component parts, details, or accessories of apparatus or machines, specially adapted for the treating of textile materials, not restricted to a particular kind of apparatus, provided for in groups D06B1/00 - D06B21/00
    • D06B23/24—Means for regulating the amount of treating material picked up by the textile material during its treatment
    • D06B23/28—Means for regulating the amount of treating material picked up by the textile material during its treatment in response to a test conducted on the treating material

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for applying a chemical to a material web in accordance with the upper handles of the independent claims.
  • Impregnation or padding processes serve the purpose of applying chemical compounds or products to the textile material.
  • Chemical compounds or products include acids, bases, salts, oxidizing agents, reducing agents etc. as well as special compounds such as surfactants, complexing agents, dyes, finishing agents, etc. Roger that. Woven and knitted fabrics, sometimes also strand yarn, made of so-called natural and synthetic fibers or mixtures thereof are available as textile material.
  • the padding and impregnation skids are mainly known as the impregnation device.
  • Both dry and wet material are usually present for the impregnation, the uniform and defined application of quantity to dry material being less difficult than to wet material.
  • one of the textile to be impregnated finds between the impregnation liquor F and the initial moisture R Fleet exchange F a taking place depending on the material and the type and size of the impregnation device.
  • the impregnation liquor F contains the chemical concentration C O , this concentration being such that the desired chemical concentration C kg is on the goods after padding.
  • the chemicals and water can also be fed in separately, which is increasingly encountered today.
  • a constant bath concentration C ensures a constant chemical concentration C k g on the goods
  • a constant bath concentration C L does not indicate the effective amount of chemicals in g or ml per kg of goods to as the Chem i kal i enkonzen t ra ti on on the product C k g not only the liquor concentration CL but also of an unknown, fixture and material-dependent factor F R depends on the n individual factors R, F and F a includes.
  • an automatic device in which not a constant chemical concentration in the impregnation bath is maintained, but rather the exact amount of chemicals C kg which the padded material is supposed to have is metered in depending on the production output K t .
  • the chemical concentration C L (t) changes over time from an initial concentration C o until a stable equilibrium is reached.
  • this compensation process takes a relatively long time (a few hours), so that a relatively large amount of textile material (e.g. 5000 kg and more) has to be treated until the correct chemical application is achieved.
  • the present invention is intended to remedy these deficiencies and to improve an impregnation process and a suitable device of the type defined at the outset in such a way that a uniform, constant, quantity-predictable chemical application is achieved within a very short start-up time.
  • the impregnation device shown comprises a runner 1 with two chambers 1 a and 1 b, in which two impregnation baths F1 and F2 are located.
  • Two level probes 2a and 2b each control a level controller 3a or 3b, which keep the bath level in the chambers la and lb constant by appropriately supplying liquor from reservoirs 4a and 4b.
  • Each chamber is connected to a circulation circuit 5a or 5b, which contain a circulation pump 6a or 6b and a filter 7a or 7b.
  • Two drain valves 8a and 8b are also provided for draining liquor.
  • the chemicals which are to be applied to the material web M to be treated are metered in from a storage container 9 via two metering valves 10a and 10b, the metering valve 10a being connected to the circulation circuit 5a of the first runner chamber 1a and the metering valve 10b directly into the second Skid chamber lb opens out.
  • the material web M which, as mentioned at the beginning, can also be extruded material, reaches the first impregnation bath F1 via an inlet squeeze unit 11, is deflected there on a roller 12 and leaves the first bath via a center squeeze unit 13, from where it is is introduced into the second impregnation bath F2. In the second bath, the web is deflected several times on rollers 14-18 and finally exits the impregnation skid via an exit crushing device 19.
  • an automatic analysis device 21 For automatic control of the impregnation device, an automatic analysis device 21, possibly a second such device 22, a process computer 23 with input 24 and a display and registration device 25 are provided.
  • the analyzers 21 and 22 are connected to the circulation circuits 5a and 5b of the two runner chambers la and lb and determine the concentration of the chemical or chemicals to be applied in the impregnation baths F1 and F2.
  • the process computer 23 controls the metering valves 10a and 10b and the drain valves 8a and 9b on the one hand as a function of certain input parameters and on the production speed (connection with, for example, crushing unit 19) and on the other hand according to the chemical concentration determined by the analysis device (s).
  • the display and registration device 25 displays all relevant data and also records them as required.
  • the optional analyzer 22 is intended for the detection of substantive chemicals. It must react selectively to the chemical in question. For example, it can be a spectrophotometer or the like.
  • the moisture usually increases in the direction of movement of the material web.
  • the process computer 23 now feeds the first F1 via the metering valve 10a continuously or intermittently precisely that amount C kg ⁇ k t of chemicals which is to be applied to the material web M.
  • the second bath F2 remains unaffected except for maintaining the level.
  • the chemical concentration C L (t) in the first bath Fl will change over time and, just like the device mentioned at the beginning, will strive for an equilibrium value C L ( ⁇ ) at which the desired application of chemicals C k g then occurs the material web M is reached when leaving the first bath FI or the center crushing unit 13.
  • This change in the chemical concentration C L (t) is continuously monitored by the analyzer 21 from the start time over a certain period of time, for example about a few minutes.
  • the chemical concentration in the bath is known to follow an exponential curve, the beginning of which is practically linear.
  • the computer 23 now uses suitable mathematical methods, for example linear regression, to determine the practically constant speed Q of the concentration change during the observation period and then uses this to calculate the characteristic value linking the chemical concentration C L ( ⁇ ) in the bath mi L to the chemical application C kg on the material web F R , which includes practically all material-specific factors that cannot be measured on the running device, according to the relationship: where C O , C kg , K t and Q have the meaning already mentioned and F is the volume of the impregnating bath Fl.
  • the value F R is now in the computer according to the relationship calculates that equilibrium value C L (see) for the chemical concentration in the bath Fl, which guarantees the desired application of chemicals C k g, and this equilibrium value is now set by metered addition of chemicals via the computer 23 and metering valve 10a in the impregnation bath F.
  • the value F R 'and from this according to the relationship calculates the equilibrium concentration C L '( ⁇ ) in the second bath F2 that leads to the desired application of chemicals C kg .
  • This concentration value C L '( ⁇ ) is then also set via computer 23 and metering valve 10b.
  • the deleted sizes in the two formulas above mean the same thing as the corresponding uncoated sizes in the formulas for the first bath; the factor S is a system constant which, although not exactly known, can be assumed to be about 0.8 under normal impregnation conditions with sufficient accuracy for practical use.
  • the first, smaller bath Fl thus serves to achieve the desired chemical application in terms of quantity, while in the second bath the necessary penetration and uniform distribution of the chemicals on and in the material web is achieved.
  • the equilibrium achieved can be established relatively quickly, although the chemical is generally not sufficiently uniformly distributed; the latter is only effected in the second bath.
  • the device according to the invention just described is not only suitable for treatment with non-substantive, but also particularly for substantive chemicals, that is to say those with a certain chemical affinity for the material web.
  • the concentration correction of the impregnation baths is carried out in the manner described on the basis of the measured concentration values of a non-substantive indicator substance, for example H 2 0 2 , but the equilibrium value C L (o °) according to the substantivity of the Chemicals is modified.
  • the additional analysis device 22 selectively determines the concentration of the substantive chemical in the baths.
  • the computer 23 compares this with the concentration of the non-substantive indi determined by the analysis device 21 kator substance and uses this comparison to determine the substantivity of the chemical in question.
  • the equilibrium concentration to be regulated must then be reduced accordingly by this substantivity.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Die zu behandelnde Materialbahn (M) wird nacheinander durch ein erstes Imprägnierbad (F1) mit relativ kleinem Flottenvolumen und ein zweites Imprägnierbad (F2) mit relativ grossem Flottenvolumen geführt. Eine von einem Prozessrechner (23) gesteuerte Dosiereinrichtung (10a, 10b) ergänzt einerseits im ersten Bad (F1) den vom Materialdurchsatz abhängigen Chemikalienverbrauch und stellt anderseits die Chemikalienkonzentrationen in den beiden Bädern nach kurzer Anlaufzeit auf diejenigen Gleichgewichtswerte ein, die zum gewünschten Chemikalienauftrag führen. Die Gleichgewichtswerte werden aus der Aenderungsgeschwindigkeit der Badkonzentrationen während der Anlaufzeit berechnet. Das Verfahren ist so geführt, dass der gewünschte Chemikalienauftrag quantitativ im wesentlichen bereits im ersten Bad erreicht wird, im zweiten Bad erfolgt dann im wesentlichen nur noch eine gleichmässige Verteilung Chemikalien. Das Verfahren erlaubt bei kürzesten Anlaufzeiten einen gleichmässigen, mengenmässig definierten und vorhersagbaren Chemikalienauftrag auch für substantive Chemikalien.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen eines Chemikals auf eine Materialbahn gemäss den Obergriffen der unabhängigen Ansprüche.
  • Imprägnier- bzw. Klotzprozesse dienen dem Zweck, chemische Verbindungen bzw. Produkte auf das Textilmaterial aufzubringen. Unter chemischen Verbindungen bzw. Produkten werden Säuren, Basen, Salze, Oxidations-, Reduktionsmittel usw. als auch spezielle Verbindungen wie Tenside, Komplexbildner, Farbstoffe, Appreturmittel u.a. verstanden. Als Textilmaterial liegen Gewebe und Gewirke, manchmal auch Stranggarn, aus sogenannten Natur- und Synthesefasern bzw. deren Mischungen vor. Als Imprägniervorrichtung sind hauptsächlich der Foulard und die Imprägnierkufe bekannt.
  • Zur Imprägnierung liegt üblicherweise sowohl trockenes als auch nasses Material vor, wobei der gleichmässige und definierte Mengenauftrag auf trockenes Material weniger schwierig ist als auf nasses Material. Zum Imprägnieren wird das Textilgut mit einer bestimmten Produktionsgeschwindigkeit K durch die Imprägniervorrichtung geführt. Nasses Material läuft mit der Restfeuchtigkeit R (bei trockenem Material ist R = 0) ein und nach dem Imprägnieren mit der Ausgangsfeuchtigkeit F n aus.
  • Während des Imprägnierens findet zwischen der Imprägnierflotte F und der Eingangsfeuchtigkeit R ein von dem zu imprägnierenden Textilmaterial und der Art und Grösse der Imprägniervorrichtung abhängiger Flottenaustausch Fa statt. Die Imprägnierflotte F enthält die Chemi- kalienkonzentration CO, wobei diese Konzentration so zu bemessen ist, dass sich nach dem Foulardieren die gewünschte Chemikalienkonzentration Ckg auf der Ware befindet. Zur Konstanthaltung der Imprägnierflotte F müssen pro Zeiteinheit x Liter Nachsatzflotte N entsprechend dem Ausdruck Kt•(Fn-R) dem Imprägnierbad zufliessen, wobei die Chemikalienkonzentration im Nachsatzbad N um einen Faktor höher ist als im Imprägnierbad. Anstelle einer einheitlichen Nachsatzflotte lassen sich die Chemikalien und Wasser auch getrennt zuführen, was auch heute immer mehr angetroffen wird.
  • Da die Faktoren R, Fn und Fa unter anderem von der Art und Beschaffen- heit des Textilmaterials abhängig sind und sich bis jetzt trotz grossen Anstrengungen an der laufenden Anlage nicht bestimmen lassen, ändert sich während des Imprägniervorganges die Chemikalienkonzentration C0 nach CL(t) in Abhängigkeit zur Zeit t. Ausgehend von der zweifellos richtigen Annahme, dass die Chemikalienkonzentration C kg solange konstant ist, solange sich die Badkonzentration C L nicht ändert, regelt man bis heute den Zulauf des Chemikaliennachsatzes N vorwiegend manuell, um die üblicherweise auftretenden Abweichungen auszugleichen.
  • Der Chemikaliennachsatz liesse sich im Prinzip zwar auch automatisch regeln, jedoch haben automatische Regelkreise in der Praxis bisher nur sehr beschränkten Eingang gefunden. Diese Tatsache ist im ersten Moment überraschend, bei genauer Betrachtung des Problems war der Misserfolg bei den bis jetzt bekannten Vorrichtungen jedoch vorauszusehen. Eine konstante Badkonzentration C gewährleistet zwar einerseits eine konstante Chemikalienkonzentration C kg auf der Ware, andererseits lässt eine konstante Badkonzentration C L jedoch keinen Schluss auf die effektive Chemikalien-Menge in g oder ml pro kg Ware zu da die Chemikalienkonzentration auf der Ware C kg nicht nur von der Flottenkonzentration C L sondern auch von einem nicht bekannten, vorrichtungs- und materialbedingten Faktor FR abhängt, der die Einzelfaktoren R, Fn und Fa beinhaltet.
  • Für unter anderem Bleichprozesse ist weiters auch schon eine automatische Vorrichtung bekannt, bei welcher nicht eine konstante Chemikalienkonzentration im Imprägnierbad eingehalten, sondern in Abhängigkeit von der Produktionsleistung Kt genau diejenige Chemikalienmenge Ckg zudosiert wird, welche das foulardierte Material aufweisen soll. Bei dieser Vorrichtung ändert sich die Chemikalienkonzentration CL(t) mit der Zeit ausgehend von einer Anfangskonzentration Co solange, bis ein stabiler Gleichgewichtszustand erreicht ist. Unter den üblichen praxisnahen Bedingungen dauert dieser Ausgleichsvorgang jedoch relativ lang (einige Stunden), sodass eine relativ grosse Menge von Textilmaterial (z.B. 5000 kg und mehr) behandelt werden muss, bis der richtige Chemikalienauftrag erreicht ist.
  • Durch die vorliegende Erfindung sollen nun diese Mängel behoben und ein Imprägnierverfahren und eine dazu geeignete Vorrichtung der eingangs definierten Art dahingehend verbessert werden, dass innert kürzester Anlaufzeit ein gleichmässiger, konstanter, mengenmässig vorausbestimmbarer Chemikalienauftrag erreicht wird.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren und die zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung sind in den unabhängigen Patentansprüchen beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die Verwendung von zwei hintereinandergehaltenen Bädern ist zwar an sich bei einem allgemein als "Unterflottenbleiche" benannten Bleichverfahren bekannt. Bei diesem Verfahren findet jedoch der eigentliche Imprägniervorgang, also die Beaufschlagung der Bahn mit dem Bleichmittel, ausschliesslich im ersten Bad statt, während im zweiten Bad dann nur mehr der längerzeitige Bleichprozess selbst durchgeführt wird. Beim Verlassen des Bleichbads ist die Chemikalienkonzentration bedeutungslos, sodass nicht von einem zweistufigen Imprägnierprozess gesprochen werden kann.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung näher erläutert.
  • Die dargestellte Imprägniervorrichtung umfasst eine Kufe 1 mit zwei Kammern la und lb, in denen sich zwei Imprägnierbäder Fl und F2 befinden. Zwei Pegelsonden 2a und 2b steuern je einen Niveauregler 3a bzw. 3b an, die das Badniveau in den Kammern la und lb durch entsprechende Zufuhr von Flotte aus Reservoirs 4a und 4b konstant halten. Jede Kammer ist an einen Umwälzkreislauf 5a bzw. 5b angeschlossen, die eine Umwälzpumpe 6a bzw. 6b und einen Filter 7a bzw. 7b enthalten. Zum Ablassen von Flotte sind ferner zwei Ablassventile 8a bzw. 8b vorgesehen. Die Zudosierung der Chemikalien, welche auf die zu behandelnde Materialbahn M aufgetragen werden sollen, erfolgt aus einem Vorratsbehälter 9 über zwei Dosierventile 10a und lOb, wobei das Dosierventil 10a an den Umwälzkreislauf 5a der ersten Kufenkammer la angeschlossen ist und das Dosierventil 10b direkt in die zweite Kufenkammer lb ausmündet.
  • Die Materialbahn M, bei der es sich,wie eingangs erwähnt, auch um Strangmaterial handeln kann, gelangt über ein Eingangsquetschwerk 11 in das erste Imprägnierbad Fl, wird dort an einer Walze 12 umgelenkt und verlässt das erste Bad über ein Mittelquetschwerk 13, von wo sie in das zweite Imprägnierbad F2 eingeführt wird. Im zweiten Bad wird die Bahn an Walzen 14-18 mehrfach umgelenkt und tritt schliesslich via ein Ausgangsquetschwerk 19 wieder aus der Imprägnierkufe aus.
  • Zur automatischen Steuerung der Imprägniervorrichtung sind eine automatische Analysiereinrichtung 21, eventuell eine zweite solche Einrichtung 22, ein Prozessrechner 23 mit Eingabe 24 und eine Anzeige-und Registriervorrichtung 25 vorgesehen. Die Analysiereinrichtungen 21 und 22 sind an die Umwälzkreisläufe 5a und 5b der beiden Kufenkammern la und lb angeschlossen und ermitteln die Konzentration des bzw. der zu applizierenden Chemikalien in den Imprägnierbädern Fl und F2. Der Prozessrechner 23 steuert die Dosierventile 10a und 10b und die Ablassventile 8a und 9b einerseits in Abhängigkeit von gewissen Eingabeparametern und von der Produktionsgeschwindigkeit (Verbindung mit z.B. Ausgangsquetschwerk 19) und anderseits nach Massgabe der von der bzw. den Analyseeinrichtungen ermittelten Chemikalienkonzentration. Die Anzeige- und Registriervorrichtung 25 zeigt alle relevanten Daten an und zeichnet sie nach Bedarf auch auf. Die fakultative Analysiereinrichtung 22 ist für die Erfassung von substantiven Chemikalien bestimmt. Sie muss auf das betreffende Chemikal selektiv reagieren. Beispielsweise kann es sich dabei um ein Spektralphotometer oder dergleichen handeln.
  • Die Funktions- bzw. Betriebsweise der beschriebenen Klotzvorrichtung ist wie folgt:
    • In den beiden Kufenkammern la und lb befindet sich jeweils ein Imprägnierbad Fl bzw. F2 mit einer Anfangschemikalienkonzentration C0 bzw. CO'. Das Volumen des ersten Bads Fl ist vorzugsweise kleiner als das des zweiten Bads F2. Praktische Werte bei mittleren Materialbreiten (90-120 cm) sind etwa 100 bis 500 Liter für das erste Bad und 300 bis 1000 Liter für das zweite Bad.
  • Die Materialbahn M wird mit der Produktionsgeschwindigkeit K t (kg/min) durch die Kufe geführt, sie tritt in das erste Bad Fl mit der Anfangsfeuchte R ein und verlässt dieses durch das Mittelquetschwerk 13 mit der Ausgangsfeuchte Fn. Entsprechend tritt sie in das zweite Bad F2 mit der Anfangsfeuchte R' = Fn ein und mit der Endfeuchte Fn' wieder aus. Die Feuchten nehmen üblicherweise in Bewegungsrichtung der Materialbahn zu.
  • Der Prozessrechner 23 führt nun dem ersten Fl über das Dosierventil 10a kontinuierlich oder intervallweise laufend genau diejenige Menge Ckg·kt an Chemikalien zu, welche auf die Materialbahn M aufgebracht werden soll. Das zweite Bad F2 bleibt bis auf die Niveaukonstanthaltung vorerst unbeeinflusst. Unter diesen Bedingungen wird sich die Chemikalienkonzentration CL(t) im ersten Bad Fl mit der Zeit ändern und, genau wie bei der schon eingangs erwähnten Vorrichtung, einem Gleichgewichtswert CL(∞) zustreben, bei dem dann der angestrebte Chemikalienauftrag C kg auf der Materialbahn M beim Verlassen des ersten Bads FI bzw. des Mittelquetschwerks 13 erreicht wird.
  • Diese Aenderung der Chemikalienkonzentration CL(t) wird nun vom Startzeitpunkt an von der Analysiereinrichtung 21 über eine gewisse Zeitspanne, beispielsweise etwa einige Minuten, laufend überwacht. Die Chemikalienkonzentration im Bad folgt bekanntlich einer Exponentialkurve, deren Anfangsstück praktisch linear verläuft. Der Rechner 23 bestimmt nun durch geeignete mathematische Methoden, z.B. lineare Regression, die praktisch konstante Geschwindigkeit Q der Konzentrationsänderung während der Beobachtungszeitspanne und berechnet dann daraus den die Chemikalienkonzentration CL(∞) im Bad miL dem Chemikalienauftrag Ckg auf der Materialbahn verknüpfenden charakteristischen Wert FR, welcher praktisch alle materialspezifischen und an der laufenden Vorrichtung nicht zu messenden Faktoren einschliesst, gemäss der Beziehung:
    Figure imgb0001
    worin CO, Ckg, Kt und Q die schon erwähnte Bedeutung haben und F das Volumen des Imprägnierbads Fl ist. Aus dem Wert FR wird nun im Rechner gemäss der Beziehung
    Figure imgb0002
    derjenigen Gleichgewichtswert CL(∞) für die Chemikalienkonzentration im Bad Fl errechnet, welcher den gewünschten Chemikalienauftrag Ckg gewährleistet, und dieser Gleichgewichtswert wird nun durch dosierte Zugabe von Chemikalien via Rechner 23 und Dosierventil 10a im Imprägnierbad F eingestellt.
  • Analoges erfolgt auch im zweiten Bad F2. Auch hier wird der Konzentrationsverlauf über eine gewisse Zeitspanne erfasst und dann daraus nach einer analogen Formel
    Figure imgb0003
  • der Wert FR' und aus diesem gemäss der Beziehung
    Figure imgb0004
    diejenige Gleichgewichtskonzentration CL'(∞) im zweiten Bad F2 errechnet, die zum gewünschten Chemikalienauftrag Ckg führt. Dieser Konzentrationswert CL'(∞) wird dann ebenso via Rechner 23 und Dosierventil 10b eingestellt. Die gestrichenen Grössen in den beiden vorstehenden Formeln bedeuten dasselbe wie die entsprechenden ungestrichenen Grössen in den Formeln für das erste Bad; der Faktor S ist eine Systemkonstante, die zwar nicht exakt bekannt ist, jedoch unter den üblichen Imprägnierbedingungen mit für die Praxis hinreichender Genauigkeit zu etwa 0,8 angenommen werden kann.
  • Nachdem auf diese Weise die Chemikalienkonzentrationen in den beiden Bädern Fl und F2 innerhalb weniger Minuten aktiv auf ihre Gleichgewichtswerte CL(∞) bzw. CL'(∞) eingeregelt worden sind, erfolgt nur noch der durchsatzabhängige Ersatz der auf die Materialbahn aufgebrachten Chemikalienmenge im ersten Bad. Das zweite Bad bleibt unverändert, da die Materialbahn ja bereits nach dem ersten Bad die gewünschte Chemikalienmenge Ckg aufweist.
  • Das erste, kleinere Bad Fl dient somit zur mengenmässigen Erzielung des gewünschten Chemikalienauftrags, während im zweiten Bad die notwendige Durchdringung und Gleichverteilung der Chemikalien auf und in der Materialbahn erreicht wird.
  • Aufgrund der relativen Kleinheit (= geringes Flottenvolumen) des ersten Imprägnierbads Fl kann sich das erzielte Gleichgewicht relativ rasch einstellen, allerdings ist dabei das Chemikal in der Regel nicht ausreichend gleichmässig verteilt; letzteres wird erst im zweiten Bad bewirkt.
  • Die Anfangschemikalienkonzentrationen C0 und CO' in den beiden Bädern sind aufgrund der Selbstregelung nicht kritisch. Zwecks Vermeidung allzu grosser Abweichungen von den Gleichgewichtswerten CL(∞) und CL'(∞) ist es jedoch günstig, diese Werte in Abhängigkeit von den Ausgangsfeuchten F bzw. F ' gemäss der folgenden Tabelle zu wählen:
    Figure imgb0005
  • Die vorstehend beschriebene via Rechner geführte Korrektur der Badkonzentrationen erlaubt es, den angestrebten Gleichgewichtszustand in kürzester Zeit zu erreichen. Selbstverständlich würden sich die Bäder Fl und F2 auch ohne diese rechnergestützte Korrektur selbsttätig auf den Gleichgewichtszustand einstellen, allerdings erst nach einer etwas längeren Zeitspanne. Die dafür benötigte Zeit wäre dann aber aufgrund der erfindungsgemässen Zweiteilung und volumetrischen Bemessung der Bäder immer noch wesentlich kürzer als bei der eingangs diskutierten Bleichvorrichtung.
  • Vorstehend wurde lediglich von zwei aufeinanderfolgenden Imprägnierbädern gesprochen. Es versteht sich, dass selbstverständlich auch mehrere Imprägnierbäder vorgesehen sein können. Wesentlich ist lediglich, dass das Imprägnierbad überhaupt in kleinere Teilbäder mit Zwischenquetschwerken unterteilt ist und der Imprägnierprozess so geführt wird, dass die Materialbahn den angestrebten Chemikalienauftrag im wesentlichen bereits nach dem ersten Teilbad aufweist. Die weiteren Bäder würden dann lediglich noch zur Verbesserung der Gleichverteilung dienen.
  • Ferner ist klar, dass eine wesentliche Verbesserung insbesondere punkto Anlaufzeit auch schon aufgrund der elektronisch gesteuerten Konzentrationskorrektur der Bäder erreicht wird, und zwar auch dann, wenn nur ein einziges Imprägnierbad üblicher Grösse verwendet wird. Optimale Ergebnisse resultieren jedoch aus der gleichzeitigen Anwendung beider Massnahmen, also der elektronisch gesteuerten Konzentrationskorrektur und der Badaufteilung, und zwar in ganz besonderem Masse dann, wenn das erste Bad möglichst klein gehalten wird.
  • Die eben beschriebene erfindungsgemässe Vorrichtung ist nicht nur zur Behandlung mit nicht-substantiven, sondern ganz besonders auch für substantive Chemikalien, also solchen mit einer gewissen chemischen Affinität zur Materialbahn, geeignet. Im Falle solcher substantiver Chemikalien oder substantive Bestandteile aufweisender Chemikalienzusammensetzungen erfolgt die Konzentrationskorrektur der Imprägnierbäder aufgrund der gemessenen Konzentrationswerte einer nicht substantiven Indikatorsubstanz, z.B. H202, in der beschriebenen Weise, wobei aber der Gleichgewichtswert CL(o°) nach Massgabe der Substantivität der Chemikalien modifiziert wird. Die zusätzliche Analyseeinrichtung 22 bestimmt selektiv die Konzentration des substantiven Chemikals in den Bädern. Der Rechner 23 vergleicht diese mit der von der Analyseneinrichtung 21.bestimmten Konzentration der nicht substantiven Indikatorsubstanz und bestimmt anhand dieses Vergleichs die Substantivität des betreffenden Chemikals. Die einzuregelnde Gleichgewichtskonzentration muss dann um diese Substantivität entsprechend verringert werden.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren und die entsprechende Vorrichtung weisen u.a. die folgenden wesentlichen Vorteile auf:
    • - Keine der für viele Praktiker relativ schwierigen und teilweise überhaupt exakt nicht durchführbaren Badansatz- und -Nachsatz-Berechnungen notwendig
    • - Die bis anhin-nicht realisierbare Möglichkeit, an der laufenden Anlage die Chemikalienmenge zu bestimmen und die gewünschte Konzentration exakt auf das Imprägniergut aufzutragen
    • - Das sich selbst regelnde Imprägnierbad gleicht automatisch die bis jetzt den Imprägnierprozess beeinflussenden, materialbedingten Imponderabilien aus
    • - Die Rezeptierung wird ganz wesentlich vereinfacht und erleichtert
    • - Möglichkeit an der laufenden Anlage ständig über den Verlauf des Imprägnierprozesses, über Chemikalienkonzentrationen und über den effektiven Chemikalienverbrauch pro kg Material orientiert zu sein und diese Daten zu registrieren.

Claims (8)

1. Klotzverfahren zum Auftragen eines Chemikals auf eine Materialbahn, bei welchem Verfahren die Materialbahn durch ein das Chemikal enthaltendes Bad geführt und dabei dem Bad unter Aufrechterhaltung seines Volumens jeweils soviel an Chemikal zugeführt wird, wie auf die Materialbahn aufgetragen werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad in wenigstens zwei Teilbäder (Fl, F2) kleineren Volumens je mit zugeordnetem Ausgangsquetschwerk (13, 19) unterteilt wird, dass die Materialbahn (M) nacheinander durch diese wenigstens zwei Teilbäder (Fl, F2) geführt wird und dass das Chemikal im wesentlichen nur dem zuerst durchlaufenen Teilbad (Fl) zugeführt wird, sodass die Materialbahn (M) beim Verlassen des ersten Teilbads (Fl) im wesentlichen bereits die gewünschte Menge (C ) des Chemikals enthält; und/oder dass die Konzentration (CL (t)) des Chemikals im Bad ausgehend von einer Anfangskonzentration (CO) über einen Zeitraum beobachtet, dann aus der Geschwindigkeit (Q) der Konzentrationsänderung die für den gewünschten Chemikalienauftrag (Ckg) erforderliche Konzentration (CL (∞) ermittelt und schliesslich die Konzentration des Chemikals im Bad entsprechend eingestellt bzw. korrigiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erforderliche Konzentration (CL (∞) des Chemikals im Bad bzw. in den Teilbädern gemäss der Beziehung
Figure imgb0006
bestimmt wird, worin
CO die Anfangskonzentration des Chemikals im Bad,
Ckg die gewünschte Konzentration des Chemikals auf der Materialbahn pro Gewichtseinheit derselben,
S eine badabhängige Systemkonstante,
F das Badvolumen,
K die pro Zeiteinheit durch das Bad geführte Materialbahnmenge und
Q die im Beobachtungszeitraum ermittelte und näherungsweise als konstant angenommene Aenderungsgeschwindigkeit der Badkonzentration
bedeuten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines substantiven Chemikals oder substantive Bestandteile enthaltenden Chemikalgemischs zusätzlich dessen Substantivität bestimmt und die erforderliche Chemikalienkonzentration (CL (∞) entsprechend vermindert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des ersten Bads (Fl) etwa 10 bis 100 % des Volumens des wenigstens einen folgenden Bads (F2) gewählt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Behandlungsbad (F1) und automatischen Dosiermitteln (10a) zum dosierten Zuführen wenigstens eines Chemikals in Abhängigkeit vom Materialbahndurchsatz sowie mit automatischen Mitteln (2a, 3a) zur Regelung des Badniveaus, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein weiteres Behandlungsbad (F2) mit zugeordneten Niveauregelmitteln (2b, 3b) aufweist, wobei jedem Bad ein Ausgangsquetschwerk (13, 19) zugeordnet ist, und dass ferner Mittel (11-19) vorgesehen sind, um die Materialbahn (M) nacheinander durch die Behandlungsbäder (F1, F2) zu führen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (21) zur automatischen Analyse der Konzentration (CL (t)) des Chemikals wenigstens im ersten Bad (Fl) sowie ein Rechner (23) vorgesehen sind, der aufgrund des Konzentrationsverlaufs des Chemikals über einen vorgegebenen Zeitraum die für die Erzielung des gewünschten Chemikalienauftrags (Ckg) notwendige Konzentration (CL (∞)) des Chemikals im Bad ermittelt und die Dosiermittel (10a) und gegebenenfalls die Niveauregelmittel (2a, 3a) zur Einstellung dieser Konzentration steuert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Bäder (Fl, F2) mit separaten oder gemeinsamen Analysemitteln (21) und einem ebensolchen Rechner (23) zur Steuerung der Dosier- und Niveauregelmittel (10a, 10b, 2a, 2b, 3a, 3b) ausgestattet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher selektiver Analysator (22) für substantive Chemikalien vorgesehen und an den Rechner (23a) angeschlossen ist.
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