DE2655972A1

DE2655972A1 - Verfahren zum gleichmaessigen faerben von textilen warenbahnen mit hilfe einer gleichmaessigen vortrocknung

Info

Publication number: DE2655972A1
Application number: DE19762655972
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Von Der Dipl Eltz; Siegfried Dipl Phys Dr Glander
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1976-12-10
Publication date: 1978-06-22
Also published as: GB1592464A; DE2655972B2; IT1088419B; ATA880077A; BE861768A; CA1108722A; US4202112A; MX147767A; AT371847B; CH618064B; FR2373762B1; DE2655972C3; CH618064GA3; JPS5374185A; FR2373762A1; ES464731A1; JPS6211108B2

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT . .„.-„.

Ib b οy Il

Aktenzeichen: 0 ^H0E 76/P 3oo

Datum: 9« Dezember 1976 Dr.CZ/St

Verfahren zum gleichmäßigen Färben von textlien

Warenbahnen mit Hilfe einer gleichmäßigen Vortrocknung

Die nach Einführung der Synthesefasern entwickelten kontinuierlichen Färbeverfahren, bei denen vor der Fixierung eine Zwischentrocknung des mit den Farbstoffen imprägnierten Textilgutes erforderlich ist, haben zur Entwicklung von Vortrockenaggregaten geführt, und deren Hilfe das feuchte Textilgut möglichst berührungsfrei so weit getrocknet werden soll, daß sich bei der nachfolgenden Fertigtrocknung der Ware keine Migrationserscheinungen der Farbstoffe mehr zeigen können. Das für diesen Zweck in der Praxis am meisten gebrauchte Vortrocknungsaggregat ist der Infrarot-Vortrockenschacht.

Die Kontrolle einer Vortrocknung im Infrarot-Schacht hat jedoch bislang immer Anlaß zu großen Schwierigkeiten gegeben. Diese rühren besonders von daher, daß sich die Überprüfung der Gleichmäßigkeit der Trocknung über die Gewebebahn im Augenblick noch nicht realisieren läßt. Durch eine Ungleichmäßigkeit aber leidet wiederum die Ware; so kann es passieren, daß synthetisches Material durch lokale Überhitzung eine teilweise Fixierung, Veränderungen der Faser usw. durchmacht. Dies alles führt zu ungleichmäßigem Farbausfall. Die Dochtwirkung einer unterschiedlich feuchten Ware darf ebenfalls nicht außer acht gelassen werden, denn bei einer Ware aus 100 % Polyesterfasern ist eine Migration sogar noch unter 5 % Restfeuchte möglich

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Die Arbeitsweise mit dem Vortrockenschacht bereitet auch heute in der Textilpraxis noch große Schwierigkeiten, wobei die durch mangelhafte Trocknungsresultate verursachten Fehler der so erzeugten Färbungen nur durch teuere Reparatur- und ümfärbeprozesse teilweise behoben bzw. verbessert werden können. So ist es bisher nicht gelungen, exakte Feuchtigkeitswerte über die ganze Warenbreite zu messen. Auch kann die Vortrocknung nicht über die Breite gesteuert werden. Eine Berührung der noch feuchten Ware mit Schleifkontakten verbietet sich aber aus Egalitätsgründen. Außerdem ist die Messung der Restfeuchtigkeit an einer einzigen Stelle zum Zwecke einer gesteuerten Vortrocknung nicht ausreichend.

Andererseits läßt sich das Aussehen von einmal ungleichmäßig im Vortrockenschacht getrockneter Ware durch den nachfolgenden Trocknungs- und Fixierprozeß aber nicht mehr korrigieren. Es bleiben allemal Farbabweichungen oder Markierungen in dem Färbegut mehr oder weniger sichtbar. Dadurch, daß man dem Endtrockner oder der Thermosolanlage zu feuchte oder zu trockene Ware zuführt, wird entweder der angestrebte Trocknungseffekt nicht erreicht, im anderen Fall ist die erzielte Farbtiefe, wegen unterschiedlicher Fixierbedingungen, nicht ausreichend, oder es v/erden in beiden Fällen unnötige Energien verbraucht.

Aus allen diesen Gründen war es ein dringendes Bedürfnis, die Restfeuchtigkeit von vor- bzw. zwischengetrockneten Warenbahnen exakt zu bestimmen können, um auf diese Weise eine Kontrolle für das Geschehen auf dem Textilgut zu erhalten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr darin, ein Verfahren zum gleichmäßigen Vortrocknen von feuchten, tex-

an

tilen Warenbahnen im Anschluß«eine kontinuierliche Naßbehandlungsoperation beim Färben oder Ausrüsten von Fasermaterialien unter Zuhilfenahme einer Messung des auf dem Textilgut verbleibenden Feuchtigkeitsgehalts zu konzipieren, mit dem die vorstehend diskutierte.,, vom Stand der Technik her auf diesem Arbeitsgebiet bekannten Schwierigkeiten ausgeräumt werden.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Zuge des Warenlaufs unmittelbar hinter einem Infrarot-Vortrockenschacht für die kontinuierlich geführte Ware an mehreren, quer zu deren Transportrichtung angeordneten Meßstellen mittels einer berührungslosen Methode die Restfeuchtigkeit an diesen Stellen des Textilgutes gemessen wird, die so ermittelten Meßimpulse trägheitsarm auf die Steuerungsorgane des vorgeschalteten Vortrockners übertragen werden und dort die Heizleistung von mehreren über die Breite des zuvor erwähnten Trockenschachtes verteilten, separat regelbaren Heizfeldern im Einklang mit den erhaltenen Feuchtxgkeitsmeßwerten an den korrespondierenden Meßstellen reguliert wird.

Nach der vorliegenden Erfindung ist der von der Meßstelle ermittelte Feuchtigkeitswert die Grundlage für die Regulierung der Heizleistung des Vortrockners. Um eine brauchbare Regulierung des Trocknungsvorganges zu gewährleisten, ist der IR-Vortrockenschacht in mindestens zwei, vorteilhafter aber in drei oder noch besser vier Felder unterteilt, denen ihrerseits mindestens zwei bis vier Meßstellen über die Breite der Warenbahn nach dem Vortrockner gegenüberstehen. Am sichersten ist es, mindestens ebensoviele Meßstellen über die Warenbreite unterzubringen, wie Steuerungsmöglichkeiten am Trockenschacht vorhanden sind.

Zweckmäßig wird beim beanspruchten Verfahren die angestrebte Restfeuchtigkeit des Gewebes (Feuchtigkeits-Sollwert) dadurch vorgegeben, daß man dieselbe in eine Grenzwertschaltung einprogrammiert und auf diese Weise ein Bezugssystem für die Restfeuchtigkeit einrichtet. Entsprechend dieser neuartigen Technik erhöht sich von ersten Augenblick des Anfahrens des Trocknungsprozesses an die Heizleistung des Vortrockenschachtes über die ganze Breite so lange, bis die durch ihn erzeugte und die sodann gemessene Restfeuchtigkeit (Feuchtigkeits-Istwert) mit diesem Grenzwert korrespondiert. Während des Laufes der Trocknungsoperation wird kontinuierlich die augenblicklich vorhandene Feuchtigkeitsmenge über die Breite der Warenbahn gemessen sowie ebenfalls kontinuierlich, und dabei fast verzögerungsfrei, auf den

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eingestellten Peuchtigkeitsgrenzwert derart eingeregelt/ daß über die ganze Warenbreite ein gleicher Restfeuchtigkeitswert zustande kommt.

Verfahrensgemäß erfolgt die Regulierung der Heizleistung mehrerer Heizfelder über die Breite der Ware automatisch durch elektronische Steuerung. Beim Vortrockner mit seinen vielen Meßstellen wird eine manuelle Regulierung bei mindestens vier regelbaren Heizfeldern kaum mehr möglich sein; beim Vorliegen von weniger als vier regulierbaren Heizfeldern kann aber die Vortrocknung nicht individuell und exakt genug eingestellt werden. Außerdem muß beim Vortrockner die Verzögerung so gering wie möglich gehalten werden. Mit dem Einstellen einer angestrebten Temperatur- und Belüftungsgrenze wird nach dem beanspruchten Verfahren ein weiteres Bezugssystem geschaffen, nach welchem die Heizleistung des Vortrockenschachtes ausgerichtet wird. Je nach Warengeschwindigkeit wird die Heizleistung vergrößert oder verringert.

Das erfindungsgemäß eingesetzte Trocknungsaggregat ist so konstruiert, daß es regelbare und nicht-regelbare Heizfeider enthält. Die an- und abschaltbaren Heizfelder, die geregelt werden können, erstrecken sich aber nicht über die gesamte Warenbreite· Sie sind dermaßen angeordnet, daß mehrere Heizfelder dieses Typs über die Breite das Material an den Kanten und in der Mitte getrennt beheizen können. Damit wird erreicht, daß ein Gewebe, je nachdem die linke oder die rechte Kante stärker trocknet bzw. der Farbstoff auf dieser Seite stärker migriert, so vorgetrocknet, wird, daß es überall die gleiche Restfeuchtigkeits aufweist. Generell wird man davon ausgehen, daß die Grundlast des IR-Vortrockenschachtes ungeregelt bleibt und die Steuerlast mit Hilfe der Feuchtigkeitsraessung auf dem Textilgut reguliert wird.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung besteht im unmittelbaren, d.h. trägheitslosen bzw. nicht verzögerten übertragen von gemessenen Feuchtigkeitswerten auf die Steuerung der Heizleistung des Vortrockenschachtes. Dabei können die Heizfelder für sich,

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wie auch bei entsprechender Schaltung jeder Strahler einzeln reguliert werden, so daß eine einwandfreie Anpassung der Heizleistung an die Gewebeoberfläche bzw. an die Gewebestruktur erfolgt. Wie schon erwähnt, erfolgt die übertragung der Meßwerte trägheitslos. Das bedeutet, daß z.B. wegen unterschiedlichen Farbauftrags auftretende Fehlpartien nicht mehr vorkommen können.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können zur Regelung der Vortrocknung nicht nur Heizfelder flächenmäßig über die Warenbreite verteilt werden. Es können vielmehr auch einzelne Strahlerstäbe mit verkürzter Länge Verwendung finden, die über die Warenbreite angeordnet sind. Diese lassen sich einzeln oder in jeweiligen Serien dazu- oder abschalten. Als besonders vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang allerdings erwiesen, daß man eine Ein- und Ausschaltung der Heizquellen dann nicht bedienen muß, wenn die jeweilige Leistung der Strahler durch Steuerung der Stromzufuhr angepaßt wird. Um die Einflüsse der Temperaturstrahlung aber nicht "stufenweise" wirksam werden zu lassen, ist es besonders bei geringeren Warengeschwindigkeiten vorteilhaft, durch eine Umwälzvorrichtung eine Konvektionsverteilung zu bewirken. Auf diese Weise ist es nun auch möglich die Windverhältnisse innerhalb des Schachtes zu steuern, indem auch die Leistung der Umwälzvorrichtung von der Feuchtigkeitsmessung geregelt wird. Eine weitere Beeinflussungsmöglichkeit ist die Menge der eingesaugten Frischluft.

Entsprechend der beanspruchten Arbeitsweise kann die berührungslose Feuchtigkeitsmessung des Textilguts und die trägheitsarme Steuerung der regelbaren Heizfelder mit Hilfe eines Meßprinzips auf Basis der Mikrowellenabsorption oder -reflektion, oder auf der Grundlage der Ultrarotabsorption oder -reflektion erfolgen. In diesem Zusammenhang wird erfindungsgemäß mit Vorteil vom Gegenstand der DT-Gbm (HOE 16/F 296G) Nutzen gezogen.

Hierbei handelt es sich um eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Feststellen des Feuchtigkeitsgehaltes an den Seiten und in der Mitte von Textilbahnen, mit der die Menge von auf flächenartige Gebilde aufgetragener Flotte auch im Bereich hoher Feuchte ge-

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messen werden kann und die aus an einen Mikrowellenoszillator angeschlossenen, über die Breite der Warenbahn hinweg verteilten Mikrowellensendestrahlern (Hornsendestrahlern) und entsprechend angeordneten Mikrowellenerapfängern besteht. Das Meßprinzip der auf Mikrowellenabsorption arbeitenden Anlage/ welches die Bestimmung der Beeinflussung der von den Sendestrahlern durch die Warenbahn zu den Empfängern gelangenden Mikrowellenenergie zum Inhalt hat, wird zum Steuern des Vortrockners herangezogen. Die Meßanlage kann mit so vielen Hornsendestrahlern und Empfängern ausgestattet werden, wie am Vortrockner Steuerungsmöglichkeiten existieren. Die Messung der Restfeuchtigkeit wird über die Breite der Warenbahn unmittelbar hinter dem Vortrockenschacht vorgenommen. Die Meßwertanzeige erfolgt ohne Verzögerung und gibt einen Steuerimpuls im mV-Bereich, der zum Einstellen der Heizleistung des Vortrockners eingesetzt wird. Die Genauigkeit der Messung liegt bei 0,5 bis 3 %. Durch Modulation der Mikrowellenfrequenz des Oszillators*fällt eine zeitraubende Justierung der Anlage weg und die Lage der Warenbahn sowie das Flattern derselben während der Messung spielen keine Rolle mehr. *) (z. B. 2,4 bis 3,7 cm ¥ellenlänge) Gegenüber einer bereits in der Praxis eingeführten Meßmethode, die mit Hilfe einer reflektierten Mikrowellenstrahlung arbeitet und die nur eine einzige Meßstelle besitzt, welche im Zick-Zack-Verfahren über die Ware hin und her traversiert, hat die hier beschriebene Vorrichtung den Vorteil, daß sie über die Breite der Warenbahn hinweg mindestens drei Hornsendestrahler mit entsprechend angeordneten Empfängern besitzt. Bei einer traversierenden Führung des Meßkopfes ergibt sich nicht nur eine große Störanfälligkeit der Anlage, die Korrekturen sind außerdem viel zu zeitraubend. Weiterhin wirkt sich bei dieser traversierenden Messung der Warenlauf nachteilig auf das Meßergebnis aus.

Gegenüber den bisher üblichen Methoden zur Regulierung des Restfeuchtigkeitsgehalts können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine ganze Reihe von Vorteilen erzielt werden, welche die neue Technik auszeichnen:

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Wie schon oben erwähnt, resultiert nach der neuen Arbeitweise ein viel geringerer Warenverlust als Folge von unegaler Trocknung im Gegensatz zu den bisherigen empirischen Einstellungen auf die gewünschte Restfeuchtigkeit und auf einer gleichmäßigen Feuchtigkeit über die Warenbreite.

Während des Warenlaufs kann ohne besondere Umstände auf die Vortrocknung einer anderen Textilqualität umgestellt werden, was die Verwendung auch von kleineren Metragen ermöglicht. Die Disposition in einem Betrieb wird dadurch viel beweglicher. Die Färbung erhält über die Warenbahnbreite eine viel höhere Egalität.

Die Restfeuchtigkeit über die Textilbahn kann einwandfrei reproduzierbar eingestellt werden. Auch wenn gleiche Qualitäten der Ware im Abstand von Wochen oder gar Monaten gefahren werden, ist dies jederzeit möglich. Die trägheitslose Feuchtigkeitsmessung ermöglicht selbstverständlich die sofortige Einstellung der Warengeschwindigkeit z.B. auf eine andere Warenqualität.

Auch bei Textilbahnen, die durch die Vorbehandlung über die Breite ein unterschiedliches Netzvermögen erhalten haben, kann erfindungsgemäß ein gleichmäßiges Vortrocknen auf den gewünschten Restfeuchtewert erfolgen.

Unterschiedliche Fixierbedingungen für uneinheitliche Warenoberflächen entfallen.

Es ist nach dem neuen Verfahren ohne weitere auch möglich, im Vortrockenschacht installierte Gasbrenner in ihrer Heizleistung, beispielsweise durch Drosseln der Gaszufuhr auf dem Weg über die Resultate von Feuchtigkeitsmessungen zu beeinflussen.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE:

Verfahren zum gleichmäßigen Vortrocknen von feuchten, textlien Warenbahnen im Anschluß an eine kontinuierliche Naßbehandlungsoperation beim Färben oder Ausrüsten von Fasermaterialien unter Zuhilfenahme einer Messung des auf dem Textilgut verbleibenden Feuchtigkeitsgehalts, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge des Warenlaufs unmittelbar hinter einem Infrarot-Vortrockenschacht für die kontinuierlich geführte Ware an mehreren, quer zu deren Transportrichtung angeordneten Meßstellen mittels einer berührungslosen Methode die Restfeuchtigkeit an diesen Stellen des Textilgutes gemessen wird, die so ermittelten Meßimpulse trägheitsarm auf die Steuerungsorgane des vorgeschalteten Vortrockners übertragen werden und dort die Heizleistung von mehreren, über die Breite des zuvor erwähnten Trockenschachtes verteilten, separat regelbaren Heizfeldern im Einklang mit den erhaltenen Feuchtigkeitsmeßwerten an den korrespondierenden Meßstellen reguliert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Warenbreite mindestens vier Meßstellen hinter dem Infrarot-Vortrockenschacht vorhanden sind.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Warenbreite ebensoviele Meßstellen verteilt sind wie Steuerungsmöglichkeiten am Infrarot-Vortrockenschacht vorhanden sind.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der angestrebte Restfeuchtigkeitsgehalt in eine Grenzwertschaltung einprogrammiert und dadurch ein Bezugssystem für .die Restfeuchtigkeit geschaffen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarot-Vortrockenschacht regelbare und nicht-regelbare Heizfelder enthält.

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ORIGINAL JNSPECTED

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6. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundlast des Infrarot-Vortrockenschachtes ungeregelt bleibt und die Steuerlast mit Hilfe der Feuchtigkeitsmessung auf dem Textilgut reguliert wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarot-Vortrockenschacht mit mindestens einem Umwälzsystem zur konvektiven Vergleichmäßigung der TemperaturStrahlung verbunden ist, dessen Leistung über die Feuchtigkeitsmessung ebenfalls reguliert wird.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die angestrebte Temperatur- und Belüftungsgrenze für den Infrarot-Vortrockenschacht in eine Grenzwertschaltung einprogrammiert und dadurch ein Bezugssystem für die Heizleistung geschaffen wird.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Feuchtigkeitsmessung des Textilgutes und die Steuerung der regelbaren Heizfelder mit Hilfe eines Meßprinzips auf Basis der Mikrowellenabsorption oder -reflexion erfolgt.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeitsmessung des Textilgutes und die Steuerung der regelbaren Heizfelder mit Hilfe eines Meßprinzips auf der Grundlage der Ultrarotabsorption oder -reflexion erfolgt.

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