Verfahren zur Vorbehandlung eines textilen Substrates sowie Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlung eines textilen Substrates mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie eine Anlage zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Um textile Substrate und insbesondere cellulosenhaltige tex- tile Substrate für die Veredelung, so insbesondere für das Färben, Drucken und/oder das Ausrüsten, vorzubereiten, ist es bekannt, diese textilen Substrate, abhängig von der jeweiligen Aufmachungsform, nach unterschiedlichen Techniken vorzubehan- deln. Im einfachsten Fall besteht eine derartige Vorbehandlung aus einem Wasch- und Spülprozess, um so Faserbegleitstoffe zu entfernen, die ansonsten die zuvor genannte weitere Veredelung stören oder sogar verhindern würde. Ein derartiger Wasch- bzw. Spülprozess wird in der Regel bei solchen Flächengebilden und Garnen angewendet, die aus Synthesefasern bestehen, da hierbei üblicherweise die Faserbegleitstoffe wasserlöslich sind und durch eine Waschbehandlung mit einer wäßrigen Flotte relativ einfach entfernt werden können. Weisen hingegen die vorzubehandelnden textilen Substrate solche Faserbegleitstoffe auf, deren Wasserlöslichkeit ohne zusätzliche chemische Behandlung eingeschränkt oder nicht vorhanden ist, so sind zusätzliche Vorbehandlungsprozesse erforderlich, die auch im üblichen textilen Sprachgebrauch als Abkoch- , Beuch-, Entschlichtungs- und/oder Bleichverfahren bezeichnet werden und die in der Re-

gel dann angewendet werden müssen, wenn das zugrundeliegende textile Substrat aus Naturfasern oder aus einem Mischgespinst aus Synthesefasern mit Naturfasern, so insbesondere mit CeIIu- losefasern, Wollfasern, Leinenfasern, Hanffasern oder Sisal- fasern, besteht. Hierbei werden dann bei der Vorbehandlung eines derartigen textilen Substrates die als Faserbegleitstoffe vorkommenden Fette und Wachse verseift, Proteine und Pektine gespalten, Mineralstoffe, insbesondere Calcium, Magnesium, Eisen und Kupfer komplexiert, um sie entsprechend einfacher entfernen zu können, Samenschalen oder sonstige Gilbene zerstört und/oder in wasserlösliche Substanzen umgewandelt, und/oder natürliche Schlichten abgebaut, so daß nach Ablauf einer entsprechender Vorhandlung dann ein textiles Substrat vorliegt, das für die darauf folgenden Veredelungsschritte keine störenden Konzentrationen mehr an Faserbegleitstoffen besitzt und somit einen ausreichenden Weißgrad und/oder eine hinreichende Saugfähigkeit aufweist.

Abhängig von der jeweiligen Aufmachung des textilen Substrates, d.h. ob beispielsweise das vorzubehandelnde textile Substrat als Faserhaufwerk, gesponnene Faser, Garnwickel oder als gewirktes oder gewebtes Flächengebilde vorliegt, und den erwünschten Vorbehandlungseffekt kann eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Vorbehandlung durchgeführt wird. So sind beispielsweise zahlreiche Klotz-Verweil-Verfahren oder Klotz- Dämpfverfahren bekannt, bei denen insbesondere bahnförmige textile Substrate und vorzugsweise cellulosehaltige Substrate mit einer entsprechenden Vorbehandlungsflotte, die beispielsweise Alkalien, Netzmittel, Tenside und/oder entsprechende Bleichmittel, insbesondere Wasserstoffperoxid, Natriumchlorit oder organische Persäuren, enthalten, getränkt werden, um nach Ablauf einer vorgegebenen Verweilzeit, die in der Regel einige Stunden beträgt, einen Wasch- und Spülprozess durchzuführen, um so die aufgeschlossenen Faserbegleitstoffe zu entfernen. Bei der diskontinuierlichen Vorbehandlung werden entsprechende

Chargen von textilen Substraten in Apparaten, bei denen es sich üblicherweise um herkömmlich ausgebildete Färbeapparate handelt, angeordnet und dort mit einer Vorbehandlungsflotte, wie sie vorstehend beispielhaft genannt ist, an- bzw. durchströmt. Hierbei gelangen Behandlungszeiten zwischen etwa zwei Stunden und etwa vier Stunden sowie Behandlungstemperaturen, die üblicherweise unterhalb des Siedepunktes des Wassers liegen, zur Anwendung, um die eingangs genannten natürlichen oder die für die für die Verarbeitung applizierten Faserbegleitstoffe aufzuschließen und dann durch einen Wasch- und Spülprozeß zu entfernen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung eines textilen Substrates, insbesondere zum Bleichen eines cellulosehaltigen textilen Substrates, zur Verfügung zu stellen, durch das unerwünschte, im textilen Substrat vorhandene Faserbegleitstoffe besonders schnell und wirksam entfernt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vorhandlung eines textilen Substrates, insbesondere zum Bleichen eines cellulosehaltigen textilen Substrates, sieht vor, daß hierbei das zu behandelnde textile Substrat mit einem Oxidationsmittel in Kontakt gebracht wird, wie dies auch bei den eingangs kurz erläuterten bekannten Bleichprozessen der Fall ist. Abweichend von diesem Stand der Technik wird jedoch das erfindungsgemäße Vorhandlungsverfahren unabhängig von der jeweiligen Aufmachung des zu behandelnden textilen Substrates stets in einer allseitig geschlossenen Anlage durchgeführt, wobei erfindungsgemäß als Oxidationsmittel Ozon eingesetzt wird, dessen Zerfall über den pH-Wert, die Behandlungstemperatur und/oder die Behandlungs- zeit gesteuert wird. Hierbei bewirkt bei dem erfindungsgemäßen

Verfahren der Zerfall des Oxidationsmittels Ozon, daß die eingangs beispielhaft aufgeführten Paserbegleitstoffe sehr schnell und wirksam verseift, aufgespalten, komplexiert oder in ihrer chemischen Zusammensetzung so verändert werden, daß sie nach Durchführung des erfindungsgemäßen VorhandlungsVerfahrens gründlich und einfach ausgespült und somit von dem derartig vorhandelten textilen Substrat einfach mit einer wäßrigen Flotte ausgespült werden können. Dies wiederum führt dazu, daß die erfindungsgemäß vorhandelten textilen Substrate eine hohe Netz- und Saugfähigkeit, einen guten Weißgrad, einen hohen Entschlichtungsgrad und eine extrem niedrige Restkonzentration an Faserbegleitstoffen aufweisen, so daß sie einwandfrei und ohne Störungen weiter veredelt, so beispielsweise gefärbt, gedruckt, ausgerüstet, beschichtet und/oder hochveredelt werden können, ohne daß dabei eine unerwünschte Faserschädigung oder eine sonstige negative Beeinträchtigung der Eigenschaften der so vorhandelten textilen Substrate auftritt. Abhängig von den jeweiligen Bedingungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren während der Vorhandlung des textilen Substrates angewendet werden, lassen sich die mechanisch-technologischen Eigenschaften des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbehandelten textilen Substrates positiv verändern, so beispielsweise die Flottenaufnahme bei Folgeprozessen, das Schrumpfverhalten, der Glanz, der Griff und/oder die Saufähigkeit, so daß durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens neuartige oder modifizierte Eigenschaften des so behandelten textilen Substrates ermöglicht werden.

Insbesondere wird das erfindungsgemäße Vorbehandlungsverfahren auch zum Bleichen von cellulosehaltigen textilen Substraten angewendet, wobei hierbei überraschend festgestellt werden konnte, daß innerhalb von relativ kurzen Zeiten bei diesen Substraten Bleicheffekte erzielbar sind, die sich durch einen besonders hohen Weißgrad, einer extrem niedrigen Schalenkonzentration und der Entfernung von unerwünschten sonstigen far-

bigen Verunreinigungen und/oder von Metallen sowie Metallionen bei einer guten Saugfähigkeit der so gebleichten textilen Substrate ausdrückt. Ein nennenswerter Festigkeitsverlust, d.h. ein Festigkeitsverlust, der über 5 bis 8 % der Festigkeit, bezogen auf die Ausgangsfestigkeit, liegt, konnte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei diesen cellulosehaltigen textilen Substraten nicht festgestellt werden, so daß das erfindungsgemäße Verfahren als ein besonders schonendes Bleichverfahren zu bezeichnen ist. Diese Aussagen gelten auch analog, wenn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wollhaltige textile Substrate vorbehandelt werden.

Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff cellu- losehaltige oder wollhaltige textile Substrate deckt alle textilen Substrate ab, die aus Cellulosefasern bzw. Wollfasern bestehen oder diese in Mischung mit Synthesefasern, unabhängig von jeweiligen Mischungsverhältnis, aufweisen. Cellulosefasern umfassen insbesondere Baumwollfasern, Celluloseacetatfasern, Viskosefasern, Hanffasern, Sisalfasern und/oder Leinenfasern.

Desweiteren bedeutet der im vorliegenden Text wiederholt verwendete Begriff "und/oder", daß die einzelnen Elemente bei der entsprechenden Aufzählung sowohl additiv als auch alternativ zu verstehen sind, wobei bei der additiven Benennung dann mindestens zwei Elemente der Aufzählung miteinander kombiniert sind.

Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, umfaßt der Begriff textiles Substrat alle Textilien, unabhängig von ihrer jeweiligen Aufmachungsform. So deckt dieser Begriff textiles Substrat Faserhaufwerke, Garne jeglicher Konstruktion und textile Flächengebilde sowie vorzugsweise gewirkte und gewebte textile Flächengebilde ab, wobei diese textilen Substrate dann alle nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbehandelt werden.

Grundsätzlich bestehen mehrere Möglichkeiten, wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Ozon zur Vorbehandlung des tex- tilen Substrates mit dem textilen Substrat in Kontakt gebracht wird.

So sieht eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß hierbei die Vorbehandlung in einer Ozon-Gas- Atmosphäre durchgeführt wird, wobei wahlweise mit reinem Ozon oder einem ozonhaltigen Gasgemisch gearbeitet werden kann. Setzt man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren reines gasförmiges Ozon ein und läßt dieses Ozon auf ein trockenes textiles Substrat einwirken, so laufen die entsprechenden, vorstehend beschriebenen Veränderungen der zu entfernenden Faserbegleit- stoffe entsprechend schnell ab, was darauf zurückgeführt wird, daß Ozon eines der stärksten Oxidationsmitteln ist. Insbesondere dann, wenn das hiernach vorzubehandelnde textile Substrat Spuren von Metallen oder Metallionen aufweist, besteht dabei die Gefahr, daß örtlich eine katalytische Schädigung des textilen Substrates stattfindet, die darauf zurückzuführen ist, daß immer dann eine verstärkte und spontane Oxidation dort stattfindet, wo die zuvor angesprochenen Metalle bzw. Metall- ionen vorhanden sind.

Will man eine derartige Schädigung vermeiden oder zumindest reduzieren, bietet es sich an, anstelle des Ozongases ein ozonhaltiges Gasgemisch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anzuwenden, wobei vorzugsweise hierfür dann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein solches Gemisch ausgewählt wird, das aus Ozon und Luft besteht. Selbstverständlich kann jedoch auch hier anstelle von Luft ein anderes Gas oder Gasgemisch ausgewählt werden, um die zuvor beschriebene, örtlich begrenzte spontane Oxidation des Ozons zu verhindern, wobei insbesondere Gasgemische die aus Ozon und einem Inertgas bestehen, so vorzugsweise Stickstoff, Kohlendioxid und/oder Edelgase, besonders bevorzugt sind.

Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß hierbei die Ozonkonzentration im Gasgemisch entsprechend eingestellt wird, um so den Grad des Abbaus der Faserbegleitstoffe einerseits und den erwünschten Weißgrad des vorzubehandelnden textilen Substrates andererseits zu beeinflussen. Wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein ozonhaltiges Gas angewendet, das neben dem Ozon noch desweiteren mindestens ein zweites Gas, vorzugsweise eines der vorstehend genannten Gase oder Gasgemische, enthält, so bietet es sich an, die Ozonkonzentration in diesem ozonhaltigen Gas zwischen 0,01 Vol.% und 30 Vol.%, vorzugsweise zwischen 1 VoI .% und 7 Vol.%, zu variieren.

Alternativ zu dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Vorbehandlung des textilen Substrates mit einer Ozon-Gasphase, die, wie bereits vorstehend beschrieben, entweder reines Ozon oder eine Mischung von Ozon mit mindestens einem zweiten Gas enthält, sieht eine andere, ebenfalls geeignete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß hierbei die Vorbehandlung mit einer wäßrigen, ozonhaltigen Flotte durchgeführt wird. Mit anderen Worten erfolgt somit bei dieser Alternative die Vorbehandlung des textilen Substrates in einer wäßrigen Flotte, die mit Ozon angereichert ist und in der insbesondere das Ozon gelöst wird. Vorzugsweise wird eine solche ozonhaltige Flotte verwendet, deren Ozonkonzentration zwischen 0,01 g/l und 1 g/l variiert, wobei sich diese bevorzugte Konzentration danach richtet, welches textile Substrat nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden soll und welche Behandlungseffekte, wie diese vorstehend beim erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, erreicht werden müssen.

Zusätzlich zu diesen beiden, zuvor beschriebenen Alternativen, d.h. der erfindungsgemäßen Vorbehandlung in einer Ozon-Gas-Atmosphäre oder der erfindungsgemäßen Vorbehandlung des textilen

Substrates mit einer ozonhaltigen Flotte, besteht noch eine dritte, grundsätzliche Möglichkeit, die darin zu sehen ist, daß hierbei das jeweilige textile Substrat in einem gemeinsamen Behandlungsschritt oder in getrennt nacheinander ablaufenden Behandlungsschritten sowohl mit Ozon in der Gasatmosphäre als auch mit einer ozonhaltigen Flotte in Kontakt gebracht wird. Durch Variation der Ozonkonzentration in der Gasatmosphäre und durch Variation der Ozonkonzentration in der ozonhaltigen Flotte, der Temperatur, der Behandlungszeit und des pH-Wertes läßt sich somit das erfindungsgemäße Verfahren ideal auf die jeweils erwünschten Vorbehandlungseffekte und das jeweils vorzubehandelnde textile Substrat anpassen, wodurch die Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens vervielfältigt werden.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß hierbei das textile Substrat zunächst mit einer Flotte genetzt wird und hiernach das genetzte textile Substrat mit dem ozonhaltigen Gas und/oder der ozonhaltigen Flotte in Kontakt gebracht wird. Hierdurch wird erreicht, daß ein bereits genetztes textiles Substrat dann der eigentlichen Ozonbehandlung mit dem ozonhaltigen Gas bzw. der ozonhaltigen Flotte unterworfen wird, was zu einer entsprechenden Beschleunigung des erfindungsgemäßen Verfahrens selbst dann führt, wenn das jeweils zu behandelnde textile Substrat eine hohe Konzentration an unerwünschten und somit zu entfernenden Faserbegleitstoffe aufweist. Außerdem erlaubt diese Verfahrensführung, daß hierbei eine besonders schonende Vorbehandlung des jeweiligen tex- tilen Substrates stattfindet, so daß diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens immer dann angewendet wird, wenn das jeweils zu behandelnde textile Substrat eine relativ hohe, ungleichmäßig verteilte Konzentration an Metallen bzw. Metall- ionen aufweist, was vielfach auch bei Baumwollfasern unterschiedlicher Provinencen der Fall ist.

Eine besonders geeignete, auf viele Anwendungsfälle anzuwendende Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schlägt vor, daß hierbei das textile Substrat mit einer solchen wäßrigen Flotte genetzt wird, die neben Wasser eine Säure oder eine Lauge, mindestens ein Tensid, vorzugsweise ein säurestabiles bzw. alkalistabiles anionisches und/oder nicht-ionogenes Tensid, einen Komplexbildner und/oder einen optischen Aufheller enthält. Als Komplexbildner kommen alle solche Substanzen in Frage, die in der Lage sind, die in vielen textilen Substraten vorhandenen Metalle bzw. Metallionen zu komplexieren, so daß diese Metalle bzw. Metallionen darin gehindert werden, die zuvor beschriebene, örtlich begrenzte spontane Oxidation des Ozons zu verhindern. Damit trägt die Anwesenheit eines derartigen Komplexbildners in der wäßrigen Flotte wesentlich dazu bei, daß eine unerwünschte, örtlich lokalisierte Schädigung des zu behandelnden textilen Substrates bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auftritt .

Optische Aufheller werden immer dann bei dieser Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet, wenn ein besonders hoher Weißgrad erwünscht ist, während die Auswahl einer Säure oder Lauge davon abhängt, welche zu entfernenden Faserbegleitstoffe durch das erfindungsgemäße Verfahren entfernt werden sollen oder ob diese besser in einer sauren Flotte oder in einer alkalischen Flotte in Lösung gebracht werden können.

Bei einer Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Vorbehandlungsverfahrens wird das genetzte textile Substrat nach Ablauf einer vorgegebenen Behandlungszeit, die insbesondere zwischen einer Minute und vierzig Minuten und vorzugsweise zwischen zehn Minuten und 25 Minuten liegt, neutralisiert, um so zu Beginn der Ozonbehandlung ein solches Substrat vorliegen zu haben, das einen definierten Ausgangs-pH-Wert besitzt. Hat man hingegen das textile

Substrat mit einer solchen Flotte genetzt, deren pH-Wert nur schwach alkalisch oder schwach saurer ist, so kann auch der zuvor beschriebene Neutralisationsschritt entfallen, so daß sich hiernach vorzugsweise eine teilweise Entwässerung des genetzten textilen Substrates anschließt. Anschließend wird dann das neutralisierte und/oder zumindest teilweise entwässerte textile Substrat mit dem ozonhaltigen Gas und/oder der ozonhaltigen Flotte in Kontakt gebracht .

Zuvor sind Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, bei denen das textile Substrat vor der eigentlichen Ozonbehandlung mit einer wäßrigen Flotte genetzt wird, wobei die Temperatur einer derartigen Behandlung insbesondere zwischen 20 ⁰ C und 80 ⁰ C, vorzugsweise zwischen 20 ⁰ C und 60 ⁰ C, variiert.

Um bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine gezielte Kontrolle des Zerfalls des Ozons zu erreichen und damit insbesondere gleichmäßige Behandlungseffekte sicherzustellen, ist es sehr vorteilhaft, wenn das genetzte textile Substrat auf einen pH- Wert zwischen 6 und 8, vorzugsweise auf einen pH-Wert zwischen 6,5 und 7,5, neutralisiert wird.

Besonders gleichmäßige Vorbehandlungseffekte lassen sich bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erzielen, daß der pH-Wert des textilen Substrates während der Vorbehandlung mit dem ozonhaltigen Gas und/oder während der Vorbehandlung mit der ozonhaltigen Flotte schrittweise oder kontinuierlich erhöht wird. Hierdurch wird insbesondere auch erreicht, daß durch den, von der pH-Wert-Erhöhung ausgelösten Zerfall des Ozons stets eine gewisse, gleichmäßige Konzentration an Oxidationsmittel angeboten wird, wobei es sich als besonders vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt einer schnellen und gleichmäßigen Entfernung von Faserbegleitstoffen, einer optimierten Bleiche und/oder einer Verbesserung des Netzvermö-

gens erwiesen hat, wenn während der Vorbehandlung des textilen Substrates mit dem ozonhaltigen Gas und/oder der ozonhaltigen Flotte der pH-Wert von 6,2 auf 10,4 erhöht wird.

Wie bereits vorstehend dargelegt, kann diese pH-Wert-Erhöhung kontinuierlich oder stufenweise erfolgen. Bei einer stufenweisen Verfahrensführung ist es dann besonders vorteilhaft, wenn zu Beginn der Vorbehandlung mit dem ozonhaltigen Gas und/oder der ozonhaltigen Flotte der pH-Wert des textilen Substrates auf einen Wert zwischen 6,2 und 8,6 eingestellt wird, so daß bei diesem pH-Wert das textile Substrat mit dem ozonhaltigen Gas und/oder der ozonhaltigen Flotte insbesondere während einer Minute bis zu 90 Minuten in Kontakt gebracht wird.

Um besonders sicher den zuvor genannten pH-Wert einzustellen, bietet es sich an, diese Einstellung des pH-Wertes mit einem geeigneten PufferSystem, insbesondere einem anorganischen Puffersystem, vorzunehmen.

Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß hierbei der pH-Wert zwischen 6,2 und 8,6 durch eine Behandlung des textilen Substrates mit einer wäßrigen Ozon-Stabilisatorflotte, insbesondere einer wäßrigen Natrium- hydrogencarbonat-Flotte, eingestellt wird, so daß sich hieran dann die eigentliche Vorbehandlung mit dem ozonhaltigen Gas und/oder der ozonhaltigen Flotte anschließt. Hierbei bewirkt der in der Ozon-Stabilisatorflotte vorhandene Stabilisator und insbesondere das Natriumhydrogencarbonat, daß die Geschwindigkeit des Zerfalls des Ozons abhängig von dem jeweils ausgewählten Stabilisator und dessen Konzentration verlangsamt und vergleichmäßigt wird, wodurch insbesondere bei empfindlichen Artikeln die Gefahr einer Faserschädigung erheblich reduziert und insbesondere auch ausgeschlossen wird. Selbstverständlich kann man die zuvor beschriebene pH-Wert-Einstellung auch einstufig mit der Ozonbehandlung durchführen.

Ebenso wie vorstehend für den pH-Wert beschrieben ist, läßt sich auch die Geschwindigkeit des Ozonzerfalls und damit auch die Konzentration an Oxidationsmitteln dadurch steuern, daß während der Vorbehandlung des textilen Substrates mit dem ozonhaltigen Gas und/oder der ozonhaltigen Flotte die Behandlungstemperatur schrittweise oder kontinuierlich verändert und insbesondere erhöht wird.

Grundsätzlich wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Behandlungstemperatur derart ausgewählt wird, daß sie zwischen 15 ⁰ C und 140 ⁰ C variiert.

Eine besonders schonende Vorbehandlung läßt sich bei dem er- findungsgemäßen Verfahren dadurch erreichen, daß das textile Substrat während der Vorbehandlung mit dem ozonhaltigen Gas und/oder der ozonhaltigen Flotte in einem ersten Behandlungs- schritt auf eine Behandlungstemperatur zwischen 15 ⁰ C und 30 ⁰ C erwärmt wird.

Während dieses ersten Behandlungsschrittes wird dann abhängig von den erwünschten Behandlungseffekten insbesondere eine Behandlungszeit ausgewählt, die zwischen 1 Minute und 90 Minuten variiert .

Liegt ein solches textiles Substrat vor, dessen Konzentration an unerwünschten Faserbegleitstoffen besonders hoch ist und das eine besonders intensive Vorbehandlung benötigt, um beispielsweise Schalen, Gilbene oder Fette und Wachse restlos zu entfernen, so sieht eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß hierbei während der Vorbehandlung mit dem ozonhaltigen Gas und/oder der ozonhaltigen Flotte und nach Ablauf des zuvor beschriebenen ersten Behandlungsschrit- ^■ tes ein zweiter Behandlungsschritt durchgeführt wird, dessen Länge insbesondere zwischen einer Minute und 90 Minuten und vorzugsweise zwischen 10 Minuten und 30 Minuten variiert und

die bei einer Behandlungstemperatur durchgeführt wird, die zwischen 31 ⁰ C und 80 ⁰ C liegt.

Um noch eine weitere Verbesserung der Entfernbarkeit der unerwünschten Faserbegleitstoffe aus dem textilen Substrat bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erreichen, sieht eine andere Variante des Verfahrens vor, daß hierbei nicht nur die zuvor beschriebenen ersten und zweiten Behandlungsschritte durchgeführt werden sondern daß zusätzlich noch ein dritter Behandlungsschritt angewendet wird, der vorzugsweise bei einer Behandlungstemperatur zwischen 81 ⁰ C und 140 ⁰ C ausgeführt wird.

Wird zudem noch bei dieser weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens im dritten Behandlungsschritt der pH-Wert des textilen Substrates auf einen Wert zwischen 10,4 und 13 eingestellt, so wird die Entfernbarkeit der unerwünschten Faserbegleitstoffe noch weiter verbessert, wobei zusätzlich dieser dritte Behandlungsschritt, der vorzugsweise zwischen 2 Minuten und 15 Minuten durchgeführt wird, sicherstellt, daß nach Ablauf des dritten Behandlungsschrittes nur noch eine recht geringe Ozonrestkonzentration in der Anlage und/oder dem textilen Substrat vorhanden ist.

Diese noch vorhandene Restkonzentration an Ozon kann insbesondere dadurch weiter gesenkt werden, daß am Ende des dritten Behandlungsschrittes die Temperatur innerhalb des zuvor offenbarten Bereiches auf einen recht hohen Wert, so vorzugsweise auf einen Temperaturwert zwischen 120 ⁰ C und 140 ⁰ C, der pH- Wert des textilen Substrates insbesondere auf einen Wert zwischen 11 und 13 und die Behandlungszeit insbesondere zwischen 12 Minuten und 15 Minuten eingestellt wird.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Entfernung des Restozons insbesondere während des dritten Behandlungsschrittes die in der Anlage befindliche

Gasphase kontinuierlich ausgetauscht, wobei die aus der Anlage abgezogene Gasphase einem Ozonvernichter zugeführt wird. Erst nachdem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren am Ende der Vorbehandlung sichergestellt ist, daß innerhalb der Anlage und/oder des textilen Substrates kein Restozon mehr nachweisbar ist, wird das so vorbehandelte textile Substrat dann der allseitig geschlossenen Anlage entnommen.

Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von der Aufmachung des jeweiligen textilen Substrates zur Vorbehandlung eingesetzt werden, sofern die Vorbehandlung in einer allseitig geschlossenen Anlage durchgeführt wird. Diese Voraussetzung trifft insbesondere auf die Vorbehandlung von textilen Fasern, Garnen und Flächengebilden zu, wobei bei Flächengebilden sowohl eine Vorbehandlung im breiten Zustand, so beispielsweise als Baumwickelkörper oder auf einem Jigger oder als endloser Warenbahnstrang durchgeführt ist. Besonders wirtschaftlich läßt sich jedoch das erfindungsgemäße Verfahren dann anwenden, wenn das textile Substrat als kontinuierlich transportierter, endloser Warenbahnstrang der Vorbehandlung unterworfen wird. Der besondere Vorteil einer derartigen Warenbahnstrang-Vorbehandlung liegt darin, daß einerseits diese Art der Behandlung innerhalb relativ kurzer Behandlungszeiten zu hervorragenden Effekten führt und andererseits bedingt durch die hohe Verlegegeschwindigkeit des Warenbahnstränges besonders gleichmäßige Effekte in bezug auf den Abbau und die Entfernung der Faserbegleitstoffe erzielt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft desweiteren eine Anlage zur Durchführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, mit der es möglich ist, das erfindungsgemäße Verfahren besonders wirtschaftlich durchzuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens weist einen verschließbaren Kessel zur Aufnahme des vorzubehandelnden endlosen textilen Warenbahn- stranges auf, der bodenseitig mit einem Speicher zur Aufnahme der Vorbehandlungsflotte und mit einer im oberen Bereich des Kessels angeordneten Umlenkeinrichtung für den endlosen Waren- bahnstrang versehen ist. Die Umlenkeinrichtung für den endlosen Warenbahnstrang wird bei der erfindungsgemäßen Anlage durch eine angetriebene Haspel und/oder eine Düse ausgebildet, wobei der Kessel desweiteren mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Ozon verbunden ist .

Die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Anlage weist den Vorteil auf, daß sie eine besonders schonende Vorbehandlung des endlosen textilen Warenbahnstränges mit Ozon im Sinne der vorstehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren erlaubt. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Anlage, daß hierin sowohl der vorzubehandelnde endlose textile Warenbahnstrang (= textiles Substrat) mit gasförmigem Ozon oder dem ozonhaltigen Gas als auch mit der ozonhaltigen Vorbehandlungs- flotte oder mit beiden gemeinsam behandelt werden kann, wobei der Transport des endlosen textilen Warenbahnstränges durch die Haspel und/oder die Düse erfolgt. Für den Fall, daß bei der erfindungsgemäßen Anlage ein nachfolgend noch beschriebener Gaszirkulationskreislauf vorgesehen ist, besteht bei dieser Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage die Möglichkeit, daß hierbei dieser Gaszirkulationskreislauf mit der Düse verbunden ist, so daß hierdurch zusätzlich noch der Transport des endlosen Warenbahnstränges bewirkt wird. Desweiteren ist festzuhalten, daß die erfindungsgemäße Anlage alle die Vorteile analog oder identisch aufweist, wie diese zuvor bei dem erfindungsgemäßen Verfahren herausgestellt sind, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf verwiesen wird.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage sieht vor, daß hierbei der Kessel einen Flottenzirkulationskreislauf aufweist, der mit einem Flusenfilter, einem Wärmetauscher und/oder einer Einrichtung zur Messung des pH-Wertes versehen ist, und daß dem Kessel desweiteren eine Einrichtung zur Messung des Redoxpotentials und/oder ein Restozonvernichter zugeordnet ist bzw. sind. Hierbei dient die Einrichtung zur Messung des pH-Wertes zur Steuerung des Ozonzerfalls, der für die oxidative Zerstörung bzw. Modifizierung der Faserbegleitstoffe besonders vorteilhaft ist, wie dies bei der entsprechenden Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorstehend erläutert wurde . Im gleichen Sinne kann auch die Einrichtung zur Messung des Redoxpotentials herangezogen werden, während der Restozonvernichter, der vorzugsweise getrennt von dem Kessel angeordnet ist, sicherstellt, daß am Ende der Vorbehandlung in dem Kessel oder in dem vorbehandelten Warenbahn- strang kein Ozon mehr verbleibt .

Um eine besonders gleichmäßige und gute Verteilung des ozonhaltigen Gases, bei dem es sich einerseits um reines Ozon oder andererseits um das zuvor beschriebene Gemisch von Ozon mit mindestens einem weiteren Gas handelt, zu erreichen, schlägt eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage vor, daß hierbei innerhalb des Kessels eine Einspeisung für das ozonhaltige Gas vorgesehen ist, wobei diese Einspeisung mit der Einrichtung zur Erzeugung von Ozon verbunden ist. Diese Einspeisung kann insbesondere durch ein entsprechendes Verteilungselement, das insbesondere im Gasraum des Kessels positioniert ist, ausgebildet sein oder diese Einspeisung ist Bestandteil der Düse, die den Transport des Warenbahnstränges zusätzlich zur angetriebenen Haspel oder anstelle dieser Haspel bewirkt.

Soll mit der erfindungsgemäßen Anlage eine Vorbehandlung mit der ozonhaltigen Flotte durchgeführt werden, so ist die Einspeisung für das Ozon dem Flottenzirkulationskreislauf

und/oder der Düse und/oder dem bodenseitig am Kessel vorgesehenen Speicher zur Aufnahme der Vorbehandlungsflotte zugeordnet .

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage ist die Einspeisung für das ozonhaltige Gas innerhalb eines Gaszirkulationskreislaufes angeordnet, der ein Gebläse, die Einrichtung zur Erzeugung des Ozons und den Restozonvernichter umfaßt . Hierbei bewirkt das Gebläse eine ständige Zirkulation des ozonhaltigen Gases, wobei, wie bereits zuvor angesprochen, dieser Gaszirkulationskreislauf dann vorteilhafterweise zusätzlich noch mit der Düse verbunden ist, um so mittels der Düse nicht nur den Warenbahnstrang zu transportieren, sondern auch gleichzeitig eine gleichmäßige Beaufschlagung des transportierten Warenbahnstränges mit dem ozonhaltigen Gas sicherzustellen.

Insbesondere ist bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung der Gaszirkulationskreislauf mit einem Wärmetauscher, einem FIu- senfilter und/oder mit der Einrichtung zur Erfassung des Redoxpotentials versehen, so daß mittels dieses GasZirkulations- kreislaufes die zuvor beim erfindungsgemäßen Verfahren beschriebene Temperaturänderung und/oder die pH-Wert-änderung herbeigeführt werden kann, wodurch in einer derartigen Anlage das erfindungsgemäße Verfahren besonders reproduzierbar ausgeführt werden kann.

Vorstehend wurde bereits beim erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt, daß das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von der Aufmachung des jeweiligen textilen Substrates ist, sofern die Vorbehandlung in einer allseitig geschlossenen Anlage durchgeführt wird. Dementsprechend kann die erfindungsgemäße Anlage alle die Modifikationen insbesondere bezüglich der Erzeugung, Zuführung, Messung und/oder Steuerung des gasförmigen Ozons, des ozonhaltiges Gases und/oder der ozonhaltigen Flotte sowie

eine Restozonvernichtung aufweisen, wie diese vorstehend für eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage, die auf eine Warenbahnstrang-Vorbehandlung ausgerichtet ist, beschrieben ist. Von dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage unterscheiden sich dann die weiteren Anlagen insbesondere dadurch, daß hier, abhängig von der Aufmachung des jeweils vorzubehandelnden textilen Substrates, spezielle Halterungselemente für das textile Substrat vorgesehen sind, so zum Beispiel für die Behandlung von Fasern entsprechend perforierte Körbe, die zur Aufnahme der Fasern während der Behandlung dienen, für die Behandlung von Garnen entsprechend Garnträger mit daran anzuordnenden Schwertern, die ihrerseits eine Säule von Garnspulen haltern oder für die Behandlung von Flächengebilden in breitem Zustand die bereits vorstehend erwähnten Baumwickelkörper oder Jigger. Allgemein läßt sich hierzu ausführen, daß jede, auf eine entsprechende Aufmachung des textilen Substrates angepaßte Färbeanlage auch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt, sofern es sich hierbei um eine allseitig geschlossene Anlage handelt und mindestens die zuvor aufgeführten Komponenten (Erzeugung, Zuführung, Messung und/oder Steuerung des gasförmigen Ozons, des ozonhaltiges Gases und/oder der ozonhaltigen Flotte sowie eine Restozonvernichtung) aufweist .

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Anlage sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Anlage wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert .

Die in der einzigen Figur abgebildete Ausführungsform der insgesamt mit 11 bezeichneten Anlage weist zunächst eine herkömmliche Färbeanlage 10 auf, die mit einem Kessel 12 zur Aufnahme

eines zu färbenden Warenbahnstränges 13 versehen ist. Während der Vorbehandlung wird der Warenbahnstrang 13 kontinuierlich durch den Kessel 12 transportiert, wobei für den Transport dieses Warenbahnstränges 13 bei der gezeigten Ausführungsform eine angetriebene Haspel 14 und eine nachgeschaltete Düse 14a dient .

Dem Bodenbereich 15 des Kessels 12 ist ein Flottenzirkulationssystem 16 zugeordnet, wobei über dieses Flottenzirkulationssystem 16 die jeweilige Vorbehandlungsflotte mittels einer Flottenumwälzpumpe 17 und einem Wärmetauscher 18 aus dem Kessel 12 abgezogen und erneut nach Aufheizung der Flotte in den Kessel 12 im Bereich der Düse 14a eingespeist wird. Der Warenbahnstrang 13 wird während der Vorbehandlung mittels der Haspel 14 und der Düse 14a mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Pfeilrichtung 19a transportiert, wobei die Transportgeschwindigkeit üblicherweise zwischen 200 m/min und 800 m/min variiert. Desweiteren sind dem Flottenzirkulationssystem 16 ein nicht abgebildetes Flusenfilter und ggf. ein Farbansatzbehälter zugeordnet.

In einem Bypass zur Färbeanlage 10 ist eine Mischkammer 6 vorgesehen. Die Mischkammer 6 ist über eine Leitung 3 mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Ozon 2 verbunden, wobei in der Einrichtung zur Erzeugung von Ozon 2 über die Leitung 1 mit Sauerstoff angereicherte Luft eingespeist wird. Desweiteren ist die Mischkammer 6 eingangseitig über ein erstes Rohrsystem 19 mit dem Bodenbereich 15 des Kessels 12 verbunden, wobei in Strömungsrichtung der Flotte vom Kessel 12 zur Mischkammer 6 gesehen ein Ventil 20, eine Flottenpumpe 4 und ein Wärmetauscher 5 vorgesehen sind.

Desweiteren ist die Mischkammer 6 über ein zweites Rohrsystem 21, wieder in Strömungsrichtung der Flotte gesehen, über einen pH-Wertsensor 7 und ein zweites Ventil 22 mit dem Bodenbereich

15 des Kessels 12 verbunden. Hierbei bilden die Rohrsysteme 19 und 21 sowie die Flottenpumpe 4 und der Wärmetauscher 5 zusammen mit der Mischkammer 6 und den Ventilen 20 und 22 einen weiteren Flottenzirkulationskreislauf der Anlage 11 aus, wobei dieser weitere Flottenzirkulationskreislauf der Anlage 11 dazu dient, die Flotte abhängig vom Verbrauch an Ozon ständig erneut mit Ozon anzureichern, das durch die Einrichtung zur Erzeugung von Ozon 2 und die Leitung 3 der Mischkammer 6 zugeführt wird.

Schließlich mündet von dem Kessel 12 ein drittes Rohrsystem 23 zu einem Abluftgebläse 9, das den in dem Kessel vorhandenen Luftraum über einen Restozonvernichter 8 mit dem Abluftgebläse 9 verbindet, wobei das Abluftgebläse 9 zur Atmosphäre hin offen ist.

Desweiteren ist dem Kessel 12 ein insgesamt mit 24 bezeichneter Gaskreislauf, der ein Gebläse 25, eine innerhalb des Kessels angeordnete Absaugstelle 26 und eine der Düse 14a zugeordnete Einspeisung 27 in den Kessel 12 aufweist. Dieser Gaskreislauf 24 ist mittels einer Leitung 28 und ein innerhalb der Leitung 28 angeordnetes Ventil 29 mit der Einrichtung zur Erzeugung des Ozons verbunden.

Die in der Figur abgebildete Anlage arbeitet wie folgt:

Zunächst wird die Anlage 11 mit dem textilen Warenbahnstrang 13 versehen, wobei zu diesem Zweck der Warenbahnstrang 13 als endloser Warenbahnstrang aufgemacht und innerhalb des Kessels 12 positioniert wird. Nach Verschließen des Kessels 12 wird dieser im unteren Bereich mit Vorbehandlungsflotte gefüllt, wobei diese Flotte über das Flottenzirkulationssystem 16 ständig während der eigentlichen Vorbehandlung umgepumpt und der Warenbahnstrang 13 ständig transportiert wird. Eine derartige Anlage 11 und ihre Betriebsweise gehören schon lange auf dem

Gebiet der Färberei zum Stand der Technik.

Die Vorbehandlungsflotte wird dadurch mit Ozon angereichert, daß das Ventil 20 und das Ventil 22 geöffnet wird, so daß gleichzeitig oder aber nur zeitweise Flotte aus dem Kessel 12 abgezogen und über die Pumpe 4 und den Wärmetauscher 5 der Mischkammer 6 zugeführt wird. In der Mischkammer 6 wird die Flotte mit Ozon beaufschlagt, wobei dieses Ozon von der Einrichtung zur Erzeugung von Ozon über die Leitung 3 der Vorbehandlungsflotte zugeführt wird. Mittels des Sensors 7, der nicht nur den pH-Wert der Flotte erfaßt, sondern auch gleichzeitig eine Redoxpotentialmessung ermöglicht, wird die Ozonkonzentration stromab der Mischkammer innerhalb der Flotte bestimmt. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Warenbahnstrang 13 stets mit einer solchen Vorbehandlungsflotte in Kontakt gebracht wird, deren Ozonkonzentration auf einen vorgegebenen Wert eingestellt ist.

Soll zusätzlich oder alternativ hierzu der Warenbahnstrang 13 noch mit gasförmigem Ozon behandelt werden, so wird hierfür der Gaszirkulationskreislauf 24 aktiviert. Dieser Gaszirkulationskreislauf zieht an der Absaugstelle 26 die im Kessel 12 vorhandene Gasatmosphäre aus dem Kessel 12 ab und fördert diese Gasatmosphäre mittels des Gebläses 25 zur Einspeisung 27, die im Bereich der Düse 14a angeordnet ist, so daß durch diesen Gaskreislauf der Warenbahnstrang 13 zusätzlich oder alternativ zur Haspel 14 transportiert wird. Der Gaszirkulationskreislauf 24 ist desweiteren über die Leitung 28 und das Ventil 29 mit der Einrichtung zur Erzeugung von Ozon verbunden, wobei ein dem Gaszirkulationskreislauf 24 zugeordneter Sensor 30, der die Ozonkonzentration im Gasstrom mißt, sicherstellt, daß das durch den Gaszirkulationskreislauf 24 umgewälzte Gas eine vorgegebene Ozonkonzentration aufweist. Aufgrund dieses Gaszirkulationskreislaufes ist es möglich, den Warenbahnstrang 12 ausschließlich mit gasförmigem Ozon oder

einem ozonhaltigen Gas zu behandeln, wobei in letztern Fall dann vorzugsweise der Leitung 28 eine nicht abgebildete Mischkammer zugeordnet ist, in der das gasförmige Ozon mit dem weiteren Gas, z.B. Stickstoff, Kohlendioxid und/oder einem Edelgas, vermischt wird.

Soll in der Anlage 11 der Warenbahnstrang sowohl mit dem gasförmigen Ozon oder dem ozonhaltigen Gas als auch der ozonhaltigen Flotte behandelt werden, sind alle drei zuvor beschriebenen Zirkulationskreisläufe (Flottenzirkulationskreislauf, weiterer Flottenzirkulationskreislauf und Gaszirkulations- kreislauf) erforderlich.

Nach erfolgter Vorbehandlung des Warenbahnstränges wird das im Gasraum des Kessels 12 und in dem Warenbahnstrang 13 befindliche Restozon dadurch entfernt, daß der Gasraum des Kessels 12 vorzugsweise an der Einspeisung 27 mit Außenluft belüftet wird und das hierbei anfallende Restozon über die Leitung 23 und den Restozonvernichter 8 mittels des Abluftgebläses 9 geführt wird.

Nachdem über einen geeigneten Ozonsensor festgestellt worden ist, daß das so aus dem Kessel 12 abgezogene Gas ozonfrei ist, kann der Kessel geöffnet und der entsprechend vorbehandelte und von Faserbegleitstoffen befreite Warenbahnstrang entnommen werden.

Die zuvor beschriebene Vorbehandlung in der ozonhaltigen Vorbehandlungsflotte wird insbesondere bei einem Gesamtflotten- verhältnis von insgesamt 1:3 bis 1:5 durchgeführt, während sich für die Vorbehandlung mit gasförmigem Ozon oder ozonhaltigem Gas kein Gesamtflottenverhältnis definieren läßt, da diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vollständig auf eine wäßrige Flotte verzichten kann.