Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Fasermaterial Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Fasermaterial, wo bei das Fasermaterial zur Behandlung kontinuierlich durch einen Behandlungsraum durchgeführt wird.
Zur Behandlung von Fasermaterial haben sich ver schiedene kontinuierliche Behandlungsverfahren, spe ziell die kontinuierliche Behandlung unter erhöhtem Druck, als sehr wirksam erwiesen. Es wurden entspre chend verschiedene Apparaturen zur Durchführung sol cher kontinuierlicher Behandlungen vorgeschlagen. Die Schwierigkeit liegt bei solchen Vorrichtungen im Ab dichten der Stellen an welchen das zu behandelnde Ma terial in den Behandlungsraum eintritt und aus demsel ben austritt.
Es wurden beispielsweise zur Erzielung die ser Dichtung langgestreckte enge Mündungen, Düsen mit enger Mündung variabler Weite oder als flexible Membran ausgebildete Taschen mit lippenförmigen, schmalen Öffnungen verwendet und vorgeschlagen. Bei diesen herkömmlichen Einrichtungen erfährt jedoch das Fasermaterial infolge der Reibung an der Eintritts- und Austrittsstelle eine unzulässige Abnützung oder Zugbe anspruchung. Es wurden daher auch verschiedene Vor schläge bekannt, zur Vermeidung der Abnützung des zu behandelnden Materials das Dichtungsorgan als Druck walze auszubilden.
Wenn jedoch in der üblichen Weise die Walzen aus hartem Material, beispielsweise Metall bestehen, so ist bei der Behandlung von Materialien wie Werg oder Streckbändern, die sich leicht verdrehen und folglich zur Bildung ungleich dicker Stellen neigen, eine Dichtung durch Gegeneinanderdrücken von Walzen nicht möglich, ohne dass ein derart hoher Druck angewendet wird, .dass das Material beschädigt wird.
In anderen Worten, wenn die Walzen genügend fest gegeneinander gepresst werden, um den erforderlichen Behandlungs- druck abzudichten, so wird das zwischen den Walzen eingeführte und abgeführte Material beschädigt. Wird Material mit losem Zusammenhang, beispielsweise Werg oder Streckbänder, in einer solchen Vorrichtung behan delt, so bleiben oft einzelne Fasern an den Walzen haf ten und werden aufgewickelt, was das Arbeiten mit sol- chen Vorrichtungen praktisch verunmöglicht.
Dieses Anhaften von Fasermaterial tritt ganz besonders bei Verwendung von Walzen aus elastischem Material, beispielsweise Gummi in Erscheinung. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung mit Förderwal- zen besteht darin, dass infolge des umständlichen Ein ziehens des Materials in den und durch den Behand lungsraum bei Betriebsaufnahme, speziell bei unterbro chener Kontinuität des Materials oder wenn dasselbe Knoten aufweist, die Bedienung der Vorrichtung stark- erschwert wird.
Die Erfinder haben nun verschiedene Studien und Versuche zur Lösung der oben erwähnten technischen Probleme, die bei herkömmlichen Verfahren auftreten, dürchgefüh.rt und sind dabei schliesslich zur vorliegen den Erfindung gelangt.
Ziel und Zweck dieser Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Mate rialien wie Werg und Streckbänder mit geringerem Zu sammenhang des Fasermaterials kontinuierlich zu be handeln, und zwar erstens mit tadelloser Abdichtung, zweitens ohne Beschädigung des Materials infolge über- mässiger Reibung oder übermässiger Pressung, drittens ohne übermässige Zugbeanspruchung im Material, vier tens ohne Anhaftung dies Materials an die Behandlungs- apparatur, insbesondere an deren Walzen,
fünftens ohne Verstopfung von Düsen der Vorrichtung und sech stens mit einfacher Behandlung des Materials unter über atmosphärischem Druck liegendem Druck (im folgenden als Überdruck bezeichnet), unter atmosphärischem Druck (im folgenden als Normaldruck bezeichnet) und mit unterhalb des atmosphärischen Drucks liegendem Druck (im folgenden als Unterdruck bezeichnet).
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeich net durch: a) einen Behandlungsraum mit mindestens einem Einlass und mindestens einem Auslass für das Behand lungsmedium, b) mindestens eine Einrichtung zum Einführen und mindestens eine Einrichtung zum Abführen des Faser materials in den, bzw.
aus dem Behandlungsraum, c) mindestens ein Walzenpaar in der Einführeinrich- tung, über welches mindestens ein Paar endloser Bänder geführt ist, zwischen welchen das Material zur Einfüh rung in den Behandlungsraum gehalten ist, d) mindestens ein Walzenpaar in der Abführein- richtung über welches mindestens ein Paar endloser Bänder geführt ist, zwischen welchen das Material zum Abführen aus dem Behandlungsraum gehalten ist, e)
mindestens eines der erwähnten Bänder und/oder mindestens eine Walze der Einrichtung zum Einführen und zum Abführen des Materials weist an mindestens einer Oberfläche elastisches Material auf.
Diese Vorrichtung kann zur Behandlung verschiede ner Fasermaterialien, beispielsweise Werg, verschiedene Fäden, Konglomerationen von Fäden, Stapel, Streck bänder, Kammzüge, Garnbündel, ähnliche Materialien in Strahnform, Gewebe undloder Gewebebänder, Bän der von nicht gewobenem Stoff und anderer ähnlicher Materialien verwendet werden.
Als Behandlungsmittel oder Behandlungsmedium kommen Dampf, Wasser, Farblösung, Farbsuspension, Bleichmittel, Lösungen oder gasförmige Mittel mit Kunststoffbehandlungsmit- teln, Stabilisatoren, Weichmacher, Härtemittel, Glanz stoffe und dgl. in Frage, und der Behandlungsraum kann in einem Gefäss gebildet sein, das zur Kontaktbe handlung des Materials mit dem Behandlungsmittel ge eignet ist. Dieses Gefäss kann aus Metall, Glas oder anderen Mineralstoffen, Holz oder Kunststoff bestehen.
Die Behandlung kann physikalisch und/oder che misch auf das Fasermaterial einwirken, wobei dasselbe beispielsweise gewaschen, gebleicht, gefärbt, mit Kunst stoff behandelt, mit Wärme behandelt, getrocknet, sta bilisiert wird oder eine Anti-Statik-Behandlung,erfährt.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeich nung beispielsweise erläutert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen hierbei zwei Ausführungs beispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird als Be handlungsmittel gesättigter Dampf verwendet, wobei der Innenraum des Behandlungsgefässes 1 auf einer Tempe ratur von beispielsweise 130 C und einem Druck von 1,72 kg/cm= gehalten wird. Das Kondenswasser wird aus dem Behandlungsraum durch eine Dampfsperre 3 abge führt. Ausser dem gesättigten Dampf können irgend welche andere Behandlungsmittel, beispielsweise Farb- lösung, Bleichlösung, je nach der gewünschten Behand lung verwendet werden.
Ferner können eine Umwälz- pumpe, ein Rührwerk und ein Erhitzer innerhalb oder ausserhalb des Behandlungsgefässes vorgesehen sein. Das der Wärme und Druckbehandlung zu unterwerfende Material 4 wird zwischen zwei endlosen Bändern 5 und 6 gehalten kontinuierlich durch den Behandlungsraum des Gefässes 1 bewegt.
Je nach dem Ziel der Behandlung können weitere Massnahmen getroffen werden, indem beispielsweise die Dauer des Durchlaufes des Materials durch den Behandlungsraum erhöht wird, indem die Bänder 5 und 6 mehrmals zwischen dem Eingang und Ausgang des Behandlungsraumes hin- und her oder auf und ab bewegt werden, indem das Behandlungsmittel in intensive Berührung mit dem Material gebracht wird, indem die Bänder 5 und 6 im Behandlungsraum vonein ander gespreizt werden, oder dgl. Wie oben erwähnt, können in dieser Vorrichtung Werg, Streckbänder, Garne, Stoffe und vorbehandelte Stoffe behandelt wer- den, wobei die Vorteile der Vorrichtung sich speziell bei Materialien wie Werg und Streckbändern zeigen, welche beschränkten Zusammenhang aufweisen.
An den Stellen wo die endlosen Bänder 5 und 6 in den Behandlungs raum eintreten und aus demselben austreten, sind je ein Paar von Eingangswalzen 7 und 8, bzw. Ausgangswal zen 7' und 8' vorgesehen, die in nicht dargestellter Weise angetrieben werden und das Material 4 und die endlo sen Bänder 5 und 6 antreiben und den Austritt von unter Druck stehenden Behandlungsmitteln aus dem Be handlungsraum verhindern. Wenn die Eingangswalzen 7 und 8 und die Ausgangswalzen 7' und 8' aus hartem Material, beispielsweise Metall bestehen, sollten die end losen Bänder 5 und 6 aus genügend elastischem Mate rial bestehen, um sich der Dicke des zu behandelnden Materials anzupassen. Als elastisches Material für diese Bänder eignen sich Naturgummi, Kunstgummi, Kunst stoffe und Schaumstoffe.
Vorzugsweise werden Bänder verwendet, deren Oberflächen mit glattem, zähem Mate rial, beispielsweise Stoff, dünnen Metallschichten, Kunst stoffschichten oder dergleichen verkleidet sind. Nötigen falls kann eines der Bänder aus elastischem Material und das andere Band aus weniger elastischem Material, bei spielsweise Stoff bestehen. Das Spiel zwischen den Wal zen 7 und 8, bzw. den Walzen 7' und 8' wird auf einen geeigneten Wert eingestellt, unter Berücksichtigung der Dicke der Bänder und des zu behandelnden Materials.
Die Walzen können gleich breit oder breiter als die Bän der 5 und 6 ausgeführt sein und im letztgenannten Falle können die Walzen auf einer der Bandbreite entspre chenden axialen Länge etwas geringeren Durchmesser aufweisen. Wenn die Oberflächen eines oder beider Wal zenpaare 7, 8 bzw. T, 8' mit weichem und elastischem Material bedeckt sind, so können die Bänder 5 und 6 aus Stoff, dünnem Metallband, Gummi oder Kunststoff bestehen, doch ist ein poröses und widerstandsfähiges Material mit weicher Oberfläche, beispielsweise ein Ge webe aus Polyesterfasern vorzuziehen.
Wenn es die Art des Materials und/oder die Art der Behandlung erforder lich erscheinen lässt, können sowohl die Walzen als auch die Bänder aus elastischem Material bestehen. In allen oben erwähnten Fällen können zum Andrücken der Walzen und zur Abdichtung an den Seiten der Walzen verschiedene an sich bekannte Mittel angewendet wer den.
Wie oben bereits erwähnt, besteht das wesentlichste Merkmal der Erfindung darin, dass an den Stellen wo das Material zwischen den Bändern gehalten durch die Wandungen des Behandlungsgefässes durchtritt, Paare von Eintritts- und Austrittswalzen vorgesehen sind, wo bei entweder die Oberflächen dieser Druckwalzen oder der Bänder oder beider Teile aus elastischem Material, beispielsweise Gummi bestehen, wodurch ungleichmäs- sige Dicke des zu behandelnden Materials durch Defor mation dieses elastischen Materials absorbiert wird,
wo bei eine vollkommene Abdichtung des Behandlungsrau mes erzielt wird und wobei das zu behandelnde Material nicht durch übermässigen Druck beschädigt werden kann. Da ausserdem das zu behandelnde Material zwi schen den beiden Bändern gehalten ist, was als Sand wich-System bezeichnet werden kann, ist es selbst bei der Behandlung sehr losen Materials mit geringem Zu sammenhang der Fasern, beispielsweise Werg und Streckbänder, unmöglich, dass Fasern auf Walzen aufge wickelt werden können.
Da die Bänder als Transport mittel arbeiten, kann die Geschwindigkeit des zur Be handlung zugeführten Materials bezogen auf die Ge- schwindigkeit der Bänder beliebig erhöht werden, so dass dieses Material ahne Zug behandelt werden kann und eine Längsschrumpfung erfahren kann.
Speziell Fa sern mit latenter und natürlicher Tendenz zur Kräuse lung oder mechanisch gekräuselte Fasern, wie Werg und Streckbänder, können behandelt werden, wobei nicht nur keine Gefahr besteht, dass die Kräuselung zerstört oder herabgesetzt wird, weil die Fasern ohne Zug be handelt werden können, sondern die Fasern können so gar in Längsrichtung geschrumpft werden oder die latent vorhandene Kräuselung kann .im Erscheinung treten, wenn das zu behandelnde Material mit genügend über der Bandgeschwindigkeit liegender Geschwindigkeit zu- geführt wird,
wobei solche Fasern nach der Behandlung in der erfindungsgemässen Vorrichtung eine ebenso gute Kräuselung aufweisen können wie bei der büschelweisen Behandlung. Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäs- sen Vorrichtung liegt darin, dass nicht kontinuierliches Material, beispielsweise strahnförmiges Garn, Kleidungs stücke aus gestricktem Gewebe und dgl. leicht und wirk sam behandelt werden können.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird das einer Wärmebehandlung zu unterwerfende Material ohne Zug und in einer bestimmten Länge zwischen den Bändern durchgeführt. Bei speziellen Behandlungen ist es jedoch ohne weiteres möglich eine Streckung oder Schrumpfung zu erzielen, indem gemäss Fig.2 die Bänder in zwei Teile 1.5 und 16, bzw. 15' und 16' unterteilt werden, die über mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrie bene Eintrittswalzen 17 und 18, bzw. Austrittswalzen 17' und 18' geführt sind. Die Dichtung an den Durch trittsstellen 10 der Bänder durch die Wand des Behand lungsraumes kann nach verschiedenen bekannten Me thoden erfolgen.
Die Walzen und Bänder gemäss Fig. 2 können aus den in Zusammenhang mit Fig. 1 erwähn ten Materialien bestehen. Da das zu behandelnde Mate rial bei seinem Durchgang zwischen den Walzen zwi schen den Bänderpaaren 15 und 16, bzw. 15' und 16' gehalten ist, besteht keine Gefahr des Anhaftens und Aufwickelns des Materials auf diese Walzen.
Während bisher im Zusammenhang mit den Aus führungsbeispielen nur eine Dampfbehandlung bei hoher Temperatur und hohem Druck erwähnt wurde, kann das Fasermaterial auch einem anderen Behandlungsmit tel, beispielsweise einer Farblösung, einer Bleichlösung, einem Stabilisator oder einem anderen Behandlungsmit tel unterworfen werden, das die oben erwähnten Stoffe enthält und unter normalem Druck und hoher Tempera tur oder normaler Temperatur angewendet werden kann. Auch in diesem Falle ist selbstverständlich eine kontinuierliche Behandlung unter hohem Druck und hoher Temperatur oder bei normaler Temperatur mög lich.
Es ist ausserdem möglich, im Behandlungsraum Unterdruck zu erzeugen, indem ein nicht dargestellter Auslass des Behandlungsraumes mit einer Absaugvor- richtung verbunden wird. In diesem Falle kann die Vor richtung zur kontinuierlichen Behandlung von Material bei Unterdruck verwendet werden. Auch in diesem Falle können natürlich die oben erwähnten Behand lungsmittel verwendet werden, aber die Behandlung bei Unterdruck ist besonders dann vorteilhaft, wenn ent zündbares Material oder bei Wärme unstabiles Material einer kontinuierlichen Trockenbehandlung unterworfen werden muss.
Die Vorrichtung ermöglicht weitere Be handlungen bei Unterdruck und niedriger Temperatur, z. B. die Behandlung von Materialien mit flüchtigen Sub stanzen oder schaurnbildenden Zusätzen, Behandlungen zur Entfernung von Luftblasen in geschäumten Stoffen oder hohlen Stoffen und zum kontinuierlichen Tauch verfahren bei Unterdruck usw.
Zusammenfassend kann die erfindungsgemässe Vor richtung zur kontinuierlichen Behandlung von Faser material verwendet werden, wobei das dem zu behan delnden Material .und dem Behandlungszweck entspre chende Behandlungsmittel gewählt und unter geeignetem Druck und geeigneter Temperatur angewendet werden kann.
Der Antrieb der Bänder der erfindungsgemässen Vorrichtung erfolgt normalerweise zusammen mit dem Antrieb der Walzen, aber nötigenfalls können besondere Antriebswalzen 19 und 19', bzw. 20 und 20' gemäss Fig. 1 für die Bänder vorgesehen werden. Der Antrieb der Walzen erfolgt mittels allgemein bekannter Antriebs mittel.