Wie trocknet man Textilfasern richtig?

Die Dissipation der Energie des elektromagnetischen HF-Feldes findet fast ausschließlich in der Einweichflotte statt; das Textilprodukt ist an den Phänomenen nicht beteiligt.

Der Leser ist sicherlich mit den technologischen Problemen im Zusammenhang mit der Trocknung von Textilfasern nach dem Färben (oder jeder anderen Nassbehandlung) vertraut - d.h. mit den Problemen, die mit dem Übergang des Materials vom nassen in den trockenen Zustand verbunden sind - und ist sich aller Schwierigkeiten bewusst, die das Erreichen eines gut stabilisierten Produkts behindern, in dem die Gleichgewichtsfeuchtigkeit gleichmäßig in der gesamten Masse verteilt ist.

Der Leser ist auch mit den Schwierigkeiten vertraut, die bei dem Versuch auftreten, einen zufriedenstellenden "Griff" des getrockneten Produkts zu erhalten und die Spannungen zu verringern, die bei der Wärmebehandlung, vor allem bei gewickelten Garnen, entstehen.

Vor diesem Hintergrund möchten wir klarstellen, was wir mit "konditioniertem Gewicht" meinen. Wir meinen damit, dass das Material nach dem Trocknen nach dem Färben das gleiche Gewicht hat wie vor dem Färben, d.h. das gefärbte Produkt wird auf sein früheres Gewicht gebracht, ohne dass es an Nährflotten verarmt ist, wobei alle diese Flotten gleichmäßig in der Produktmasse im richtigen Verhältnis verteilt sind.

Mit anderen Worten: Nach dem Trocknen wird erwartet, dass das Material das gleiche Gewicht und die gleichen Gleichgewichtsbedingungen aufweist wie vor dem Färben. Eine gewisse Menge an Weichflotte am Ende des Färbeprozesses kann - wenn auch je nach Beschaffenheit der Fasern in unterschiedlichem Maße - mit geringem Aufwand durch mechanische Hydroextraktionsverfahren wie z. B. Absaugen, Auspressen oder Zentrifugieren entfernt werden. In allen diesen Fällen wird ein höherer Feuchtigkeitsgehalt in den Fasern festgestellt, die sich näher an der Oberfläche befinden, aus der das Wasser ausgetrieben wird. Natürlich kann nicht das gesamte Wasser mechanisch entfernt werden - der Rest könnte nur durch die Veränderung des Wasserzustands, d. h. durch die Umwandlung von Wasser in Dampf, entfernt werden.

Um Wasser in Dampf zu verwandeln, muss dem in der nassen Produktmasse enthaltenen Wasser die für die Zustandsänderung erforderliche Energie zugeführt werden.

Da sich das Wasser, wie bereits erwähnt, aufgrund der mechanischen Beanspruchung durch die anfänglichen Hydroextraktionsprozesse ungleichmäßig in der Masse befindet, wäre es ebenfalls erforderlich, dass diese Energie in Mengen zugeführt wird, die proportional zum spezifischen Wassergehalt in jedem einzelnen Teil der Masse sind.

Es wäre auch wünschenswert, dass das Verdampfungsphänomen ohne Spannungen auf der Faser abläuft, sondern dass im Gegenteil eine Dampffunktion innerhalb des Produkts auftritt, die ein Aufquellen der Fasern bewirkt, wodurch der "Farbeffekt" hervorgehoben und der Griff allgemein verbessert wird.

Die Erwärmung durch RF entspricht diesen Erfordernissen

Wie bereits bekannt ist, ermöglicht der Einsatz von elektromagnetischen RF-Feldern die endogene Erwärmung vieler Produkte dank des Phänomens der elektromagnetischen Energiedissipation.

Es ist auch bekannt, dass, sobald die Eigenschaften des oszillierenden Feldes festgelegt sind, die Einheit der endogenen Erwärmung hauptsächlich von einer Größe abhängt, die für die Materialien charakteristisch ist und "Verlustfaktor" genannt wird.

Vor allem bei geringen Mengen an im Wasser gelösten Elektrolyten ist der Verlustfaktor hoch, so dass, wenn ein feuchtes Produkt der Einwirkung eines elektromagnetischen HF-Feldes ausgesetzt wird, eine schnelle Erwärmung desselben und damit seine Entnahme aus dem Produkt in Form von Dampf erreicht wird.

Im Vergleich zu den klassischen Lösungen hat die Trocknung von Textilfasern mittels RF eine Reihe von spezifischen Vorteilen, die zusammen mit den bereits erwähnten und hervorgehobenen Vorteilen der RF-Behandlungen im Allgemeinen dieser Art von Verfahren sowohl in qualitativer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht eine absolute Überlegenheit verleihen.

Wir werden in Kürze erläutern, welche diese Vorteile sind.

Die Dissipation der Energie des elektromagnetischen HF-Feldes findet fast ausschließlich in der Tränkflotte statt; das Textilprodukt ist an diesen Vorgängen nicht beteiligt.

Die Weichflotte hat nämlich einen sehr hohen Verlustfaktor in Bezug auf die Stoffe, aus denen alle Arten von Fasern bestehen, unabhängig davon, ob sie natürlichen, künstlichen oder synthetischen Ursprungs sind. Die Fasern sind also nur geringfügig von der endogenen Erwärmung betroffen, was offensichtliche Vorteile sowohl für die Qualität des Produkts als auch für die energetische Effizienz des Prozesses mit sich bringt: Die Fasern werden keiner schädlichen und nutzlosen Überhitzung ausgesetzt und die Energie des HF-Feldes wird selektiv für die Verdampfung des Einweichwassers genutzt.

Die hohe energetische Ausbeute wird in unmittelbare wirtschaftliche Vorteile umgesetzt, die sich noch deutlicher in Situationen ergeben, in denen die konventionellen Trocknungstechniken kaum effizient erscheinen, nämlich dann, wenn das Wasser aus Materialien mit einem sehr niedrigen Feuchtigkeitsgehalt entfernt werden muss. Die wichtigste Eigenschaft von RF ist die Fähigkeit, selektiv auf den Feuchtigkeitsgehalt einzuwirken, ohne dass es zu nutzlosen Verlusten in der Umgebung kommt.

Die Energiedissipation des elektromagnetischen Feldes pro Volumeneinheit des behandelten Materials ist höher, wenn mehr Tränkflüssigkeit vorhanden ist.

In der Tat ist in den Teilen des Produkts, die mehr Wasser enthalten, der lokale Verlustfaktor entsprechend höher und damit auch die Fähigkeit, elektromagnetische Energie in Form von Wärme abzuführen.

Das bedeutet, dass, wenn eine bestimmte Produktmenge mit ungleichmäßigem Feuchtigkeitsgehalt (zwischen den Stücken oder in den Stücken selbst) einer HF-Behandlung unterzogen wird (z. B. Garne in Spulen, Strähnen oder andere), die Bereiche mit höherem Feuchtigkeitsgehalt zum Zentrum einer höheren endogenen Wärmeerzeugung und damit der Flottenverdampfung werden, so dass die Behandlung einen nivellierenden Effekt auf den Feuchtigkeitsgehalt hat.

Am Ende des Vorgangs, nachdem den verschiedenen Teilen des Materials selektiv die richtige Energiemenge zugeführt wurde, wird die überschüssige Flotte entfernt, so dass sich das Material selbst in einem perfekt konditionierten Zustand befindet.