Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmebe¬ handlung, insbesondere zum Konditionieren, insbesondere zum Trocknen und/oder Auffeuchten, von Leder, Fellen, Pelzen und dergl.. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Ein¬ richtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wobei gewisse Ausgestaltungen auch für die Verwendung zur Behand¬ lung von anderen weichflexiblen Flachmaterialien geeignet sind.

Unter "Konditionieren" wird in der Gerberei und Lederverar¬ beitung generell die Einstellung bestimmter erwünschter Eigenschaften von Leder bzw. Häuten, Fellen und Pelzen durch gezielte Einwirkung von Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchte und Druck der mit dem Behandlungsgut in Berührung stehenden Luft-, Gas- oder Dampfatmosphäre sowie auch durch Beaufschlagung mit Energiestrahlung verstanden. So sind insbesondere die Verformungseigenschaften (Flexi¬ bilität, Dehnbarkeit und dergl.) und Oberflächeneigen¬ schaften des Materials sowie weitere, für die Verarbei¬ tung wichtige Materialeigenschaften vom Feuchtigkeits¬ gehalt abhängig..Wechsel im Feuchtigkeitsgehalt und raschere Verdampfungsvorgänge innerhalb des porösen Materials können aber auch unmittelbar erwünschte Einflüsse auf die genannten Materialeigenschaften haben. Dies trifft auch für die Wärme¬ behandlung des Materials als solche neben der indirekten Wirkung zur Trocknung zu. Die Beaufschlagung mit Energie¬ strahlen, bekanntermassen Infrarotstrahlung, dient im all¬ gemeinen als Mittel zur Erwärmung, kann jedoch u.U. daneben ebenfalls unmittelbaren Einfluss auf gewisse Materialeigen¬ schaften haben.

Die bekannten Verfahrensweisen zum Konditionieren der genannten Materialien beschränken sich im wesentlichen auf Trocknung durch Erwärmung mittels Wärmeleitung oder Infra-

rotbestrahlung, gegebenenfalls mit forcierter Bewegung der Umgebungsluft zwecks Abfuhr der durch Verdampfung oder Ver¬ dunstung aus dem Material entstandenen Luftfeuchtigkeit. Diese Verfahrensweise ist hinsichtlich Wirksamkeit, genauer Einstellbarkeit der erwünschten Materialeigenschaften und Durchsatzleistung verbesserungsbedürftig. Entsprechende gilt für die entsprechenden Einrichtungen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Verfahren und Einrichtungen, die hinsichtlich Wirksamkeit, reprodu¬ zierbarer Eigenschaftseinstellung im Behandlungsgut bzw. Leistungsfähigkeit einen Fortschritt gegenüber dem Bekannten ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich hinsichtlich des Verfahrens und der Einrichtung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Merkmale dieser Ansprüche sind mit besonderem Vorteil in gegenseitiger Kombination, gegebenenfalls aber auch für sich fortschritt¬ lich anwendbar.

Die Erfindung wird weiter anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, aus denen weitere wesentliche Wirkungen und Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes hervorgehen. In den Zeichnungen zeigt:

Fig.l einen schematischen Vertikalschnitt mit Block¬ schaltung einer ersten Ausführung einer Trock¬ nungseinrichtung für eine erfindungsgemässe Verfah¬ rensweise,

Fig.2 eine Darstellung entsprechend Fig.l für eine zweite Ausführung einer erfindungsgemässen Trocknungsein¬ richtung mit Veranschaulichung einer weiteren erfindungsgemässen Verfahrensweise zum Konditio¬ nieren von Leder und dergl.,

Fig.3 einen schematischen Horizontalschnitt mit Block¬ schaltung einer dritten Ausführung einer erfin- dungsgemässen Einrichtung zum Konditionieren von Leder und dergl. ,

Fig. einen schematischen Vertikalschnitt einer erfin¬ dungsgemässen Behandlungseinrichtung mit verfahr¬ barer Behandlungsgut-Aufnahmevorrichtung,

Fig.5 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig.4 der Behandlungsgut-Aufnahmevorrichtung,

Fig.6 einen bezüglich Fig.l rechtwinklig verdrehten

Vertikalschnitt der dortigen Aufnahmevorrichtung,

Fig.7 eine Schnittdarstellung entsprechend Fig.5 für eine weitere Ausführung einer Behandlungsgut- Aufnahmevorrichtung und

Fig.8 einen rechtwinklig verdrehten Vertikalschnitt der Aufnahmevorrichtung nach Fig.7,

Fig.9 eine Horizontalschnitt-Draufsicht einer weiteren

Ausführung einer Behandlungskammer mit Mikrowellen¬ heizung,

F.ig.10 einen Ausschnitt einer Seitenwand der Behandlungskammer nach Fig.9 mit einer dreieckförmigen Mikrowellen-Sender¬ nnordnung und

Fig.11 einen Teil-Vertikalschnitt einer Behandlungsgut- Halterung mit Feuchte-Messfühler.

Bei der Einrichtung nach Fig.l ist eine unterdruckfeste und unterdruckdichte Behandlungskammer BKl mit Anschluss an eine Unterdruckanlage UA vorgesehen. In der Kammer befindet sich eine als umlaufendes Transportband ausgebildete Aufnahme¬ vorrichtung AVI für Leder, Felle, Pelze oder dergl. als Behandlungsgut BG, das auf dem Obertrum des Transportbandes liegt und dabei in einem elektromagnetischen Wechselfeld zwischen grossflächigen Plattenelektroden EL angeordnet ist. Die Elektroden EL sind an einen Hochfrequenz-Leistungsgene¬ rator HFG angeschlossen, der in einem Freqenzbereich zwi¬ schen etwa 10 und 300 MHz arbeitet. Beim TrocknungsVorgang,

d.h. während der Erwärmung des Behandlungsgutes durch die dielektrischen Verluste im Hochfrequenzfeld oder vorteil¬ haft auch im Wechsel mit aufeinanderfolgenden Einschalt¬ perioden des Feldes, wird in der Kammer BKl ein relativ starker Unterdruck erzeugt, der nicht nur zum Absaugen des entstehenden Wasserdampfes ausreicht, sondern auch die Verdampfungstemperatur des im Leder oder dergl. ent¬ haltenen Wassers wesentlich herabsetzt, vorzugsweise auf höchstens etwa 700c, mit besonderer Wirksamkeit hin¬ sichtlich einer zusätzlichen Flexibilisierung des Leders durch zellulare Sprengwirkung bei der Wasserverdampfung jedoch noch weiter, insbesondere bis auf etwa 50oc und darunter. Insbesondere hat sich zum Konditionieren von Leder ein Kammerdruck von 0,7 bar bis etwa 0,6 bar für leichtere und porösere Ledersorten sowie Felle und Pelze mit grosser spezifischer Oberfläche, für schwerere Ledersorten jedoch ein Kammerdruck von etwa 0,6 bar bis etwa 0,5 bar und darunter als vorteilhaft erwiesen. Die niedrigeren Drucke begünstigen erfahrungsgemäss die Flexibilisierung in hohem Masse. Die relativ niedrige Behandlungstemperatur wirkt auch verbessernd für die Gleichmässigkeit des Trocknungsvorganges und begünstigt eine genaue Verfah¬ rensführung mit reproduzierbarer Beendigung des Trock¬ nungsvorganges, wobei Versprödung durch Unterschrei¬ tung der optimalen Feuchtigkeitswerte des Leders sicher vermieden werden kann.

Eine weitere wesentlich Eigenschaft der Einrichtung nach Fig.l ist die Möglichkeit, durch periodische Richtungs- u schaltung gemäss Pfeil Pl des (nicht dargestellten)

Behandlungsgutes innerhalb des Hochfrequenzfeldes zu erzielen. Dadurch ergibt sich ein vorteilhafter Aus¬ gleich von in der Praxis nie ganz zu vermeidenden Inhomogenitäten des Hochfrequenzfeldes, d.h. ein im wesentlichen gleichmässige Erwärmung aller Bereiche des Behandlungsgutes.

Die Einrichtung nach Fig.2 zeichnet sich durch die neu¬ artige Kombination der Anwendung von Mikrowellenfeldern mit Unterdruckbeaufschlagurig von Leder und dergl.. zur Trocknung bzw. Konditionierung und Flexibilisierung aus. Hierzu sind an der Behandlungskammer BK2 verteilt ange¬ ordnete Mikrowellengeneratoren MWG vorgesehen, die mit ihren sich überlagernden Feldern das in einer Platten- Aufnahmevorrichtung AV2 befindliche Behandlungsgut BG beaufschlagen. Die Erwärmung erfolgt im wesentlichen durch Absorption der Mikrowellen in den wasserhaltigen Mikro- bereichen (Poren, Zellen) des Gutes, wobei die fort¬ schreitende Trocknung mit abnehmendem Wassergehalt die Geschwindigkeit des Trocknungsvorganges selbsttätig abbremst. Dies vermindert vorteilhaft die Gefahr einer Übertrocknung und Überhitzung des Leders, vor allem in Verbindung mit den bereits erläuterten Effekten der Unterdruckbeaufschlagung des Behandlungsgutes. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass die Zusammenwirkung

von Mikrowellenheizung und relativ starkem Unterdruck im Vergleich zur Hochfrequenzheizung wesentlich bessere Resultate ergibt. Für die bevorzugten Unter- druckwerte gelten die bereits angegebenen Bereiche.

Grundsätzlich kommt für die Trocknung und Konditionierung von Leder, Fellen und Pelzen mit Mikrowellen ein Frequenz¬ bereich von etwa 0,3 bis etwa 30 GHz in Betracht. Es haben sich jedoch für leichtere Ledersorten und Pelze Frequenzen zwischen etwa 1,2 und etwa 2,8 GHz, für schwerere Materia¬ lien jedoch solche zwischen etwa 18 und 30 GHz als beson¬ ders vorteilhaft erwiesen.

Die Mikrowellenfelder und ihre Reflexionen überlagern sich innerhalb des Behandlungsraumes im allgemeinen zu einem resultierenden Energiefeld von noch beträchtlicher Inhomo¬ genität. Zum Ausgleich ist die Behandlungsgut-Aufnahmevor¬ richtung AV2 um eine Vertikalachse X drehbar ausgebildet und mit einem entsprechenden Drehantrieb DA versehen, so dass die Bewegungsbahn des Behandlungsgutes die inhomogenen Teile des Energiefeldes durchläuft.

Bei der Ausführung nach Fig.3 sind an einer Behandlungskam¬ mer BK3 Mikrowellen-Einkoppelvorrichtungen bzw. -Einstrahier STR verteilt angeordnet, die über einen periodisch wirkenden

Umschalter SV in vorgegebener Aufeinanderfolge an einen Mikrowellen-Leistungsgenerator MWG angeschlossen und damit aktiviert werden. Gegebenenfalls ist eine ent¬ sprechende mechanische Koppelventilumschaltung in Ver¬ bindung mit Wellenleitern bzw. an den Einstrahlern selbst in Analogie zu der als Beispiel schematisch an¬ gedeuteten Umschaltung, ebenso auch eine aufeinander¬ folgende Einschaltung bzw. Aktivierung einer Mehrzahl von Generatoren anwendbar, was keiner besonderen Dar¬ stellung bedarf.

Ausser einer Unterdruckanlage UA sind gemäss Fig.3 noch Zuführungen WDS mit Verteildüsen DS für feiverteiltes Wasser oder Dampf an der Behandlungskammer verteilt angeordnet. Damit lässt sich ein Auffeuchten oder Rückfeuchten des Behandlungsgutes im Anschluss oder im Wechsel mit der Trocknung durchführen. Dies ist nicht nur für die Einstellung genauer Feuchtewerte, sondern auch für spezielle Wechseleffekte von Vorteil.

Bei der Ausführung nach Fig.4 ist eine Behandlungskammer BK4 mit ein- und ausfahrbarer Aufnahmevorrichtung AV4 vorgesehen, die mit einem Forntwandabschnitt FA und einem Bodenabschnitt BA der Kammer als Tragelemenmte zu einer Baueinheit ausgebildet ist. Fig.4 zeigt die mit einem

Fahrwerk FW versehene und in ausgefahrenem Zustand unabhängig von der Kammer verfahrbare Baueinheit der Aufnahmevorrichtung im Betriebszustand innerhalb der Kammer, wobei eine lückenlose Abdichtung 2 die Unterdruckbeaufschlagung der Kammer ermöglicht. Hierfür ist eine Unterdruckanlage mit Pumpe 7 und Kessel 6 vorgese¬ hen. Anschlüsse 8 bzw. 9 sind für die Auffeuchtung mittels Wasser bzw. Dampf vorgesehen. Zusätzlich kann Heiz- oder Trocknungsluft über einen Anschlusskasten 3 und die z.B. als Rohre mit Austrittsöffnüngen 11 ausgebildeten Tragelemente 10 der Aufnahmevorrichtung AV4 zugeführt werden, auf denen das Behandlungsgut BG hängt (s. Fig.6).

Ein beim Einfahren der Aufnahmevorrichtung in die Kammer selbsttätig aktivierter Schalter S4 besorgt die Einschal¬ tung der hier (in nicht näher dargestellter Weise) als Heizenergie vorgesehenen Mikrowellen. Dies ist für den Arbeitsschutz wesentlich.

Fig. 8 und 7 zeigen eine ähnliche Behandlungsgut-Aufnahme¬ vorrichtung AV5 mit horizontalen Plattenelementen 12 als Auflage für Leder und dergl..

Verfahrbare Aufnahmevorrichtungen der gezeigten Art lassen sich infolge der Einbeziehung von Kammer-Wandelementen '

einfach mit grosser Robustheit gestalten und leicht pass¬ gerecht in die Kammer einfahren. Vor allem ermöglicht eine geeignete Anzahl von jeweils einer Kammer zugeordneten, verfahrbaren Aufnahmevorrichtungen einen rationellen Batteriebetrieb.

Die in Fig.9 gezeigte Behandlungskammer 100 ist mit einer sich im wesentlichen über die gesamte Frontseite erstreckenden Beschickungsöffnung 101 versehen, die durch eine zweiflügelige Tür 102 verschliessbar ist.. Die Beschickung, d.h. Beladen und Entladen von auf stabför igen Halterungen 104 hängenden Leder¬ stücken 105, erfolgt in Richtung des Pfeils 106. Die Halterungen 104 sind dazu - wie beispielsweise in den vorangehend beschrie¬ benen Ausführungen dargestellt - mit hier nicht näher gezeigten Trag- und Führungselementen zu einer verfahrbaren Aufnahmevorrich¬ tung vereinigt. Mit einer Haupt-Einstrahlrichtung quer zur Be¬ schickungsrichtung gemäss Pfeil 106 sind an beiden Seitenwänden der Kammer Mehrfach-Mikrowellensenderanordnungen 107 vorgesehen. Diese diametrale Senderanordnung begünstigt die angestrebte, annähernd homogene Verteilung des Energiefeldes bzw. des durch Absorption entstehenden Temperaturfeldes in der Kammer. Die Abstrahlglieder 108 der Mikrowellensender münden unmittelbar in den Behandlungsraum, d.h. ohne zwischengeschaltete Koppel¬ glieder, was nicht nur zu einer vergleichsweise einfachen und herstellungsgünstigen Konstruktion führt, sondern insbesondere auch die Einstellung vorgegebener Feldverteilungen in der Kammer erleichtert.

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Von besonderem Effekt ist die hier angewendete, flächenhaft rasterförmige Verteilung der Abstrahlglieder 108 innerhalb der Kammerseitenwände. Hierdurch ergibt sich, wie eingehende Messungen und Untersuchungen unterschiedlicher Anordnungen und Verteilungen erwiesen haben, die Möglichkeit einer optimalen Annäherung an die erstrebte homogene Feldverteilung.

Fig.10 zeigt als Ausschnitt einer solchen Mehrfach-Mikrowellen- senderanordnung ein Raster-Flächenelement mit dreieckförmig angeordneten Abstrahlgliedern 108. Infolge der Überlagerung der elektrischen und magnetischen Feldkomponenten ergibt sich gemäss einer besonderen Weiterbildung der Erfindung, derzufolge die über den Umfang eines Rasterelementes verteilt angeordneten Sender bzw. Abstraglglieder mit einer ihrer Winkelversetzung am Rasterelementumfang entsprechenden - im Beispiel also gleichförmig verteilten - Phasenverschiebung angesteuert oder synchronisiert werden, die Bildung eines resultierenden Feld¬ vektors 109, der als Drehfeldvektor z.B. in Richtung des Pfeiles 110 umläuft. Insbesondere kommt auch eine niederfrequente Modu¬ lation oder Tastung der Sender mit entsprechender Phasenver¬ schiebung in Betracht. Jedenfalls ist für Synchronisierung der Sender zu sorgen. Der umlaufende Feldvektor bewirkt eine Ver- gleichmässigung der Absorption und Wärmeentwicklung, insbeson¬ dere auch unter Ausgleich vorhandener Inhomogenitäten in der Verteilung der Absorptionsfähigkeit des Behandlungsgutes.

Die Einrichtung nach Fig.9 ist für einen Trocknungsbetrieb mit

laufender Feuchtemessung an den Lederstücken 105 vorgesehen. Hierzu dienen in der Kammerrückwand angeordnete Feuchte-Mess¬ fühler 111, die mittels doppeltwirkenden und in vorgegebenen Intervallen umsteuerbaren Stellzylindern 112 zwischen einer Messlage mit Berührung des jeweils hintersten Lederstückes sowie und einer Ruhelage ohne Berührung des Leders verstell¬ bar sind. Diese Verfahrensweise und die entsprechende Messanord¬ nung hat den Vorteil, dass die elektrisch leitfähigen und daher Wellenabsorbierenden Messfühlerspitzen jeweils nur kurzzeitig mit dem Leder in Berührung treten und daher eine die Feuchte¬ messung beeinflussende, örtlich konzentrierte Erwärmung des Leders mit entsprechend verstärkter Trocknung gering gehalten wird. Gleichwohl erlaubt die Anordnung eine laufende Verfolgung, des Feuchtezustandes im Leder und damit eine Beendigung der Trocknung bei Erreichen der gewünschten Restfeuchte, d.h. des Feuchte-Sollwertes. Eine solche Verfahrensweise war bisher nicht möglich, weshalb mit aufwendiger Rückfeuchtung des Leders nach der Trocknung gearbeitet werden musste. Ausserdem erlaubt die Anordnung mehrerer über die Lederfläche verteilter Messfüh¬ ler auch eine Kontrolle der räumlichen Gleichmässigkeit der Lederfeuchte. Hierzu kann die Anzahl der Messfühler mit zuge¬ hörigen Stell- und Steuereinrichtungen an sich bekannter Art gegebenenfalls ^' gegenüber dem gezeigten"Beispiel wesentlich erhöht werden. Zur Auswertung der Mehrfachmessung kommt mit Vorteil eine Mittelwertbildung zur Darstellung äes Gesamt- Trocknungsvorganges, gegebenenfalls auch eine Extremwerter¬ mittlung zur Kontrolle auf zu starke Ungleichförmigkeit in Betracht.

-ij.

^: ig.1.1 ist die Ausbildung des Lederauflagebereiches einer ;erung 10:4 in grösserem Massstab gezeigt. Der stangenför ige _ageteil 113- besteht hier wegen seiner dauernden Berührung einem Lederstück 105 mit Vorteil aus einem relativ absorp- isarmem Material, wozu an sich bekannte Kunststoffe in grosser ...ahl zur Verfügung stehen. Mit besonderem Vorteil wird die orptionsfähigkeit weiterhin so gewählt, dass sie im Bereich angestrebten Lederbeschaffenheit unter Berücksichtigung der chte liegt. Da also eine gewisse elektrische Leitfähigkeit Bereich der Lederauflage zulässig oder sogar erwünscht sein n, kommt auch die Anordnung von dauernd mit dem Leder in ^• ührung stehenden Feuchte-Messfühlern im Bereich der Lederauf- ;e in Betracht, sofern die Messelektroden 114 aus geeignetem -tkunststoff oder dergl. bestehen. In diesem Zusammenhang ist ngemäss eine Feuchteermittlung nach dem an sich bekannten rfahren.der Leitfähigkeitsmessung des Trocknungsgutes vor- sgesetzt. Die damit auch für Mikrowellenheizung ermöglichte, atige Feuchtemessung bietet ersichtlich mess- und regelungs- ^hnisch grosse Vorteile und auch eine Vereinfachung der Mess¬ ordnung in konstruktiver Hinsicht. t

i mit Mikrowellen beaufschlagten Behandlungsräumen kommt der ichtung bzw. Abschirmung von nach aussen dringenden Leck- ldern grosse Bedeutung zu. Gemäss Fig.9 ist dazu die Beschik- ngsöffnung 101 mit einer geschlossenen, sich längs des öff- gsrandes erstreckenden Schlauchdichtung 115 versehen, deren -\ nenraum mit einem hochabsorbierenden Medium, vorteilhaft einer üssigkeit entsprechender Leitfähigkeit, gefüllt ist. Eine solche

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Wellenabdichtung zeichnet sich durch hohe Wirksamkeit bei ein¬ fachem und robustem Aufbau aus, ferner durch hohe Verformbar- kei und somit Anpassungsfähigkeit gegenüber grossen Massabwei¬ chungen zwischen den gegeneinander abzudichtenden Teilen. Eine weitere wichtige Eigenschaft dieser erfindungsgemässen Mikrowellenabdichtungen ist die Erwärmung und Ausdehnung des Mediums bzw. der Flüssigkeit im Falle grober auftretender Un- dichtheiten in den üblicherweise zum Mikrowellenraum hin vorge¬ schalteten mechanischen Abschirmelementen, wie Türfalze und dergl.. Die Ausdehnung und Druckzunahme im Dichtungsschlauch bewirkt nämlich eine erhöhte Anpressung und ein Eindringen in den anormal vergrösserten Vordichtungsspalt, was eine sehr erwünschte Not-Abdichteigenschaft darstellt.

Weiterhin kann die Ausdehnung des Absorptionsmediums im Hüll¬ element, insbesondere im Schlauch, der Abdichtung auch zur Detektion eines anormalen Anstieges der anfallenden Mikrowellen¬ energie ausgenutzt werden, wobei das Dichtelement eine Sensor¬ funktion übernimmt. Die Inhaltsausdehnung kann bequem über einen an sich üblichen Drucksensor zur Umsetzung in ein passen¬ des Mess- oder Überwachungssignal gebracht werden.

In konsequenter Weiterbildung dieser Massnah e ist im Beispiel ein gleichartig wirkender Mikrowellen-Leckdetektor 116 mit flüssigkeitsgefülltem Schlauch vorgesehen, der sich rahmenförmig über beide Flügel 103 der Tür 102 erstreckt und mit zwei Ausdeh¬ nungsdetektoren 117 - je einer für einen Türflügel - verbunden ist.