Verfahren zum Trocknen wasserfeuchter Textilien

Beschreibung

[0001] Insbesondere Bekleidungstextilien werden seit langem üblicher­weise mit Hilfe von Perchlorethylen chemisch gereinigt. Seit jedoch der Verdacht besteht, daß Perchlorethylen krebserregend sein kann, gewinnen Waschverfahren ohne Verwendung organischer Lösungsmittel, wie Perchlorethylen, erhöhte Bedeutung.

[0002] Beim gewerblichen Waschen von Textilien, wie insbesondere Be­kleidungstextilien, stellt die Trocknung ein besonderes Pro­blem dar, da sie einerseits möglichst schnell verlaufen soll, andererseits die getrockneten Textilien nicht beeinträchtigen darf.

[0003] Das Trocknen insbesondere wollehaltiger Textilien bei höheren Temperaturen, bei denen das Wasser verdampft, führt zu einer Krumpfung, bei der das Gewebe verfilzt und einläuft.

[0004] Verwendet man geringere Trockentemperaturen, beispielsweise 70°C, in Trockenkammern, die von Luft durchströmt sind und in denen die Textilien in ruhendem Zustand angeordnet sind, so wird die Krumpfung stark vermindert, doch dauert die Trock­nung im Regelfall über eine Stunde, teils vier bis fünf Stun­den, je nach der Art der zu trocknenden Bekleidungstextilien. Die Trocknungszeit kann durch rotierende Trommeltrockner nach Art eines Wäschetrockners mit Schonprogramm verkürzt werden, doch wird in solchen rotierenden Trocknern, in denen die Tex­tilien ständig ihre Lage verändern, die Krumpfung erheblich verstärkt.

[0005] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand daher darin, ein Verfahren zum Trocknen wasserfeuchter Textilien, insbe­sondere Bekleidungstextilien, zu erhalten, das zu einer mög­lichst geringen Veränderung des Gewebes, wie beispielsweise möglichst geringer Krumpfung, führt, andererseits aber mit möglichst kurzen Trocknungszeiten arbeitet.

[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen wasserfeuchter Textilien durch Erwärmen der Textilien in ruhendem Zustand in einer von Luft durchströmten Trockenkammer ist dadurch ge­kennzeichnet, daß man das in den Textilien vorhandene Wasser durch Mikrowellenbestrahlung verdampft und dabei die Mikro­wellenbestrahlung im Bereich des Abfallens der relativen Luft­feuchtigkeit der Abluft der Trockenkammer und vor Erreichen einer Restfeuchte der Textilien von 7 %, bezogen auf das Tex­tilientrockengewicht, beendet und gegebenenfalls anschlie­ßend ohne Mikrowellenbestrahlung, aber unter weiterem Hin­durchführen von Luft durch die Trockenkammer bis zu einer Rest­feuchte von mindestens 2 %, bezogen auf das Textilientrocken­gewicht, zu Ende trocknet.

[0007] Es ist überraschend, daß Textilien, insbesondere Bekleidungs­textilien, die im Regelfall mehrlagig verarbeitet sind (Ober­stoff, Einlage, Futter) und häufig Wolle und/oder relativ nie­drig schmelzende Kunstfasern enthalten und Metallteile auf­weisen, mit Hilfe von Mikrowellen getrocknet werden können, ohne daß das Gewebe angegriffen wird. Wenn man nicht die oben bezeichneten speziellen Bedingungen der Mikrowellenbehandlung beachtet, bekommt man bei Anwendung von Mikrowellen eine rasche vollkommene Durchtrocknung, was dazu führt, daß in der Endpha­se des Trocknungsprozesses, in welcher nur noch sehr geringe oder keine Wassermengen mehr im Gewebe vorhanden sind, eine schnelle, hochintensive Aufheizung erfolgt, so daß Wolle ver­sengt wird und sich verfärbt, bestimmte synthetische Fasern, wie Polyamidfasern, schmelzen können und gebildete Falten im Gewebe fixiert werden. Wenn die Textilien Metall- oder auch Kunststoffteile, wie Reißverschlüsse, Metallknöpfe, Ösen oder Schnallen, aufweisen, so werden diese in der letzten Phase der Trocknung bei Nichtbeachtung der beanspruchten Spezial­maßnahmen durch Mikrowellenbestrahlung derart aufgeheizt, daß das benachbarte Gewebe verkohlt und die Textilien völlig un­brauchbar werden. Daher wurde bislang für Textilien eine Trock­nung mit Hilfe von Mikrowellen noch nie angewendet.

[0008] Überraschenderweise lassen sich jedoch erfindungsgemäß Mikro­ wellen zur Trocknung von wasserfeuchten Textilien anwenden, auch wenn sie Metallteile enthalten, wenn man die oben ge­nannten zusätzlichen Bedingungen einhält, d.h. erstens einen Luftstrom durch die Trockenkammer führt, zweitens die Mikro­wellenbestrahlung beim Abfallen der relativen Luftfeuchtig­keit der Abluft beendet und drittens die Mikrowellenbestrah­lung bei einer gewissen Restfeuchte beendet, die jedoch so gewählt ist, daß die Textilien sich bereits trocken anfühlen. Die genannte Restfeuchte ist geeignet für ein anschließendes Bügeln der Textilien, verdampft aber auch schnell beim Hän­gen in normaler Umgebungsluft.

[0009] Die Verwendung der Mikrowellen zum Trocknen von Textilien führt zu sehr kurzen Trocknungszeiten und intensiver Durch­trocknung auch dicker Gewebelagen oder mehrlagiger Stoffe, was das Verfahren zur Trocknung gewaschener Bekleidungstex­tilien besonders geeignet macht. Durch die Einhaltung der auf­gezeigten Randbedingungen bleibt das Gewebe unversehrt, und es tritt nur eine sehr geringe und daher praktisch unbeacht­liche Krumpfung von Wolle ein.

[0010] Wenn im vorliegenden Kontext davon die Rede ist, daß die Tex­tilien in ruhendem Zustand erwärmt werden sollen, so meint dies, daß keine heftige und dauernde Lageveränderung vorge­nommen werden soll, wie dies bei Drehtrommeltrocknern der Fall ist. Die Textilien werden beim vorliegenden Verfahren zweckmä­ßig entweder in der Trockenkammer flachliegend oder hängend getrocknet. Geringe Bewegungen etwa infolge der durchströmen­den Luft, sind für das Verfahren nicht schädlich. Wenn man die Textilien in der Trockenkammer flachliegend anordnet, kön­nen sie zu Stapeln angeordnet werden, da auch dann eine aus­reichende Trocknung der innen liegenden Teile bis zu der er­wünschten Restfeuchte eintritt.

[0011] Die relative Luftfeuchtigkeit kann durch Feuchtesensoren am Luftausgang der Trockenkammer gemessen werden. Die Restfeuch­te der Textilien kann gravimetrisch durch Gewichtsvergleich der feuchten Textilien und der vollständig nachgetrockneten Textilien bestimmt werden. Sie ist eine durchschnittliche Restfeuchte der gesamten Trockenkammerfüllung, da an unter­schiedlichen Stellen unterschiedliche Feuchtegehalte auftre­ten können und unterschiedliche Materialien die Feuchte unter­schiedlich halten können. Je nach der Größe der Trockenkammer kann ein Mikrowellensender oder können mehrere Mikrowellen­sender benutzt werden. Bei größeren Anlagen mit relativ gro­ßen Trockenkammern ist es zeckmäßig, statt eines Mikrowellen­senders mehrere in der Trockenkammer anzuordnen. Zweckmäßig beendet man die Mikrowellenbestrahlung bereits bei 10 bis 15 % Restfeuchte der Textilien und stellt die erwünschte Restfeuch­te dann mit Hilfe der weiterströmenden Luft ein.

[0012] Eine Verkürzung der Trockenzeit bekommt man, wenn man mit einer höheren Leistung der Mikrowellensender arbeitet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man entweder so vorgehen, daß man mit im wesentlichen konstanter Mikrowellensenderlei­stung bis zu ihrem Abschalten arbeitet oder daß man zunächst bei höherer Mikrowellensenderleistung bis zu einer Restfeuch­te der Textilien im Bereich von 10 bsi 15 % arbeitet und dann die Leistung, z.B. auf die Hälfte, reduziert, bevor man nach weiterem Verdampfen von Wasser ganz abschaltet. So kann man beispielsweise bei Beginn des Trocknungsprozesses mit einer Leistung der Mikrowellensender von 650 bis 1000 Watt arbeiten und diese Leistung in einer zweiten Stufe bei Erreichen einer Restfeuchte der Textilien von 10 bis 15 % auf 30 bis 50 % der Anfangsleistung erniedrigen. Dies kann entweder durch Program­mierung des Verfahrens oder über Feuchtesensoren in der Abluft der Trockenkammer gesteuert werden.

[0013] Die im Verfahren angewendete Luftdurchströmung der Trocken­kammer ist wesentlich, um die aus den Textilien verdampfte Wassermenge abzuführen und so relativ kurze Trocknungszeiten zu ermöglichen. Hierzu kann ein konstanter Luftstrom einma­lig durch die Trockenkammer hindurchgeführt werden. Wenn er­wünscht, kann der Luftstrom aber auch wenigstens teilweise umgewälzt, d.h. mehrfach durch die Trockenkammer hindurch führt werden, was aber erfordert, daß die rückgeführte Luft vor ihrer erneuten Einführung in die Trockenkammer getrocknet wird, was das Verfahren aufwendiger macht, als wenn die Ab­luft der Trockenkammer direkt in die Atmosphäre abgeblasen wird. Da die Abluft nur Wasserdampf enthält, ist dies für die Umwelt unproblematisch.

[0014] In der Trockenkammer wird keine sehr erhebliche Strömungsge­schwindigkeit der Luft benötigt. Vorzugsweise wird die Strö­mungsgeschwindigkeit der Luft beim Durchgang durch die Trok­kenkammer so eingestellt, daß das Luftvolumen der Trockenkam­mer pro Minute mindestens 10 mal, vorzugsweise 25 bis 50 mal ausgetauscht wird.

[0015] Durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele wird der Erfindungsgegenstand weiter erläutert.

Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5

1. Testgewebe

[0016] Gewebestücke 30 x 30 cm aus Baumwolle, Wolle, Polyester, Po­lyamid und Acryl wurden mit Metallklammern 5-lagig aneinander geheftet. Das Einzelgewicht dieser aneinander gehefteten Test­gewebe betrug 32 g.

2. Vorbehandlung

[0017] 12 dieser Testgewebe wurden zu 4 Stapeln aus je 3 Gewebeserien zusammengelegt und 5 Minuten in Wasser von 30°C benetzt und anschließend auf eine Feuchtigkeitsaufnahme von 80 bis 85 % abgequetscht.

[0018] Pro Versuch kamen somit insgesamt 384 g Textiltrockengewicht, die nach dem Benetzen und Abquetschen ca. 310 bis 320 g Was­ser enthielten.

3. Versuchsanordnung

[0019] Die Testgewebe-Serien wurden mittig gefaltet und über ein Drahtgestellt gehängt, mit dem sie vertikal in einen Umluft-­Trockenschrank mit 37 l Trockenkammerinhalt gegeben wurden.

[0020] Versuchsziel: Ermittlung von

a) Trocknungsgeschwindigkeit

b) Gleichmäßigkeit der Trocknung, vor allem in den inneren Ge­webelagen

c) Verbrennungsgefahr an Textil-­Kontaktstellen mit Metall.

[0021] Der Trockenschrank war zusätzlich zur Umluftheizung mit einem Mikrowellensender mit einer max. Leistung von 650 Watt aus­gestattet.

4. Versuchsalternativen

[0022] 

Tabelle I

Nr.	Temperaturbegrenzung bei Umluftheizung	Mikrowellenleistung
Vergleichsbeispiel 1	90°C	0
Vergleichsbeispiel 2	90°C	215 Watt
Vergleichsbeispiel 3	90°C	325 Watt
Vergleichsbeispiel 4	90°C	650 Watt
Vergleichsbeispiel 5	20°C	650 Watt
Beispiel 1	90°C	650 Watt
Feuchtemessung in Abluft
Unterbrechung der Mikrowellenbestrahlung, sobald Verminderung der relativen Feuchtigkeit in der Abluft eintritt

5. Ergebnisse

[0023] 

Tabelle II

Nr.	Trocknungsdauer	Restfeuchte der Textilien	Zustand
Vergleichsbeispiel 1	60 Min.	12 %	Außengewebe trocken
			Innenlagen feucht
Vergleichsbeispiel 2	50 Min.	9 %	Außengewebe trocken
			Innenlagen feucht
Vergleichsbeispiel 3	40 Min.	7 %	Außengewebe trocken
			Innenlagen klamm. Bei Nachtrocknung mit 5 Min. = Verkokung des Gewebes an Metallkontaktstellen.
Vergleichsbeispiel 4	20 Min.	2 %	Gewebe außen und innen trocken, großflächige Verkokung, die während der letzten Trockungsminute eintrat.
Vergleichsbeispiel 5	20 Min.	4 %	Gewebe außen und innen trocken, Verkokung an Metallkontaktstellen, die während der letzten Trockungsminute eintrat.

[0024] Bei dem Beispiel 1 wurdenzunächst in Abhängigkeit von der Trocknungstemperatur der Abluft, die relative Luftfeuchtig­keit der Abluft und die Restfeuchte der Gewebeproben bestimt.

Tabelle III

Trocknungsablauf	Ablufttemperatur	r. Feuchte	Restfeuchte im Gewebe
0	42 °C	55 %	100 %
1 Min.	48 °C	60 %
3 Min.	50 °C	82 %
5 Min.	54 °C	88 %	75 %
7 Min.	59 °C	91 %
10 Min.	60 °C	91 %	46 %
12 Min.	60 °C	91 %
15 Min.	60 °C	91 %	23 %
16 Min.	60 °C	90 %
17 Min.	60 °C	89 %
18 Min.	59 °C	87 %	12 %
19 Min.	59 °C	82 %
20 Min.	58 °C	74 %	3 % Brandgeruch in Abluft

[0025] Bei einer Wiederholung des Versuches wurde der Trocknungsver­lauf so gesteuert, daß bei Beginn des Abfallens der Werte für die relative Feuchtigkeit in der Abluft der Mikrowellensender abgeschaltet wurde und der Trocknungsprozeß weitere 3 Min. bei Umluft ohne Mikrowellenbestrahlung fortgeführt wurde.

[0026] Bei einem Trocknungsverlauf analog Tabelle III wurde die Mi­krowellenbestrahlung in der 18. Minute nach Trocknungsbeginn bei Abfall der relativen Luftfeuchtigkeit von 91 auf 87 % unter­brocken. Nach 22 Minuten Gesamttrocknunsgzeit betrug die Ab­lufttemperatur 55 °C, die relative Luftfeuchtigkeit 62 %, die Restfeuchte 7 %. Die Gewebelagen waren außen und innen gleich­mäßig getrocknet, sie fühlten sich aufgrund der Restfeuchte nicht mehr klamm, jedoch etwas kühl an. Verbrennungserschei­nungen waren an keiner Stelle gegeben.

Beispiel 2 und Vergleichsbeispiele 6 und 8

[0027] In dieser Versuchsanordnung wurde der Einfluß des Trocknungs­verfahrens auf die Krumpfung von Wollgewebe untersucht.

[0028] IWS-Filzkrumpf-Testgewebe wurden mit einer Feinwaschmittel-­Flotte von 1 g/l kalt drei Minuten benetzt, sodann auf eine Restfeuchte von 120 % abgequetscht und nach einem der folgen­den Verfahren getrocknet. Sodann wurde durch Ausmessung des Testgewebes der Flächenverlust bestimmt.

[0029] Im Vergleichsbeispiel 6 erfolgte die Trocknung flachliegend bei Raumtemperatur während 24 Stunden. Der Flächenverlust lag bei 2,4 %. Im Hinblick auf die lange Trocknungszeit ist je­doch eine gewerbliche Anwendung nicht möglich.

[0030] Im Vergleichsbeispiel 7 erfolgte die Trocknung flachliegend bei 80 °C in dem in den Beispielen 1 und 2 verwendeten Umluft­trockenschrank ohne Mikrowellenbestrahlung während 2 Stunden. Der Flächenverlust lag bei 3,0 %. Auch eine solche Trocknungs­zeit ist für gewerbliche Anwendung nicht brauchbar.

[0031] Im Vergleichsbeispiel 8 erfolgte die Trocknung in einem Haus­haltswäschetrockner mit rotierender Trommel bei Schonprogramm während 45 Minuten. Der Flächenverlust lag bei 18,2 % und ist in dieser Höhe nicht akzeptabel.

[0032] Im erfindungsgemäßen Beispiel 2 wurde in dem im Beispiel 1 verwendeten Trockenschrank mit Mikrowellenbestrahlung unter Anwendung der Trocknungsbedingungen des Beispiels 1 während 20 Minuten getrocknet. Der Flächenverlust lag in diesem Fall bei nur 1,8 %. Trotz der geringen Krumpfung kommt man erfin­dungsgemäß in diesem Beispiel mit einer sehr kurzen Trock­nungszeit aus, was das Verfahren für gewerbliche Anwendung äußerst geeignet macht.

Ansprüche

1. Verfahren zum Trocknen wasserfeuchter Textilien durch Er­wärmen der Textilien in ruhendem Zustand in einer von Luft durchströmten Trockenkammer, dadurch gekennzeichnet, daß man das in den Textilien vorhandene Wasser durch Mikrowel­lenbestrahlung verdampft und dabei die Mikrowellenbestrah­lung im Bereich des Abfallens der relativen Luftfeuchtig­keit der Abluft der Trockenkammer und vor Erreichen einer Restfeuchte der Textilien von 7 %, bezogen auf das Texti­lientrockengewicht, beendet und gegebenenfalls anschlie­ßend ohne Mikrowellenbestrahlung, aber unter weiterem Hin­durchführen von Luft durch die Trockenkammer bis zu einer Restfeuchte von mindestens 2 %, bezogen auf das Textilien­trockengewicht, zu Ende trocknet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mikrowellenbestrahlung im Bereich einer Restfeuchte der Textilien von 10 bis 15 %, bezogen auf das Textilien­trockengewicht, beendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Leistung der Mikrowellensender bei Erreichen einer Rest­feuchte der Textilien von 10 bis 15 %, bezogen auf das Tex­tilientrockengewicht, reduziert und die Mikrowellenbestrah­lung vor Erreichen der Restfeuchte der Textilien von 7 % beendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ohne Mikrowellenbestrahlung bis zu einer Restfeuch­te der Textilien von 4 bis 6 % zu Ende trocknet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß man die Mikrowellenbestrahlung beendet, wenn die relative Luftfeuchtigkeit der Abluft der Trocken­kammer um 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 % gegenüber dem maximal erreichten Wert abgefallen ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß man mit einer Mikrowellensender-Leistung ober­halb 400 Watt den Trocknungsprozeß beginnt und bis zur End­phase erniedrigt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß man die Luft mit solcher Strömungsgeschwin­digkeit durch die Trockenkammer gehen läßt, daß das Luft­volumen der Trockenkammer pro Minute mindestens 10 mal, vorzugsweise 20 bis 50 mal ausgetauscht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß man die Textilien in der Trockenkammer flach­liegend oder hängend trocknet.