Ultraschall-Waschen

Mit dem neuartigen Verfahren können in der Textilveredelung Schmalgewebe sowie Breitware energieeffizient gewaschen werden. Das Prinzip basiert auf der Erzeugung von Kavitäten und der direkten mechanischen Einwirkung des Ultraschalls.

Beim Ultraschall-Waschen wirkt der Ultraschall mit 20 kHz direkt in das Gewebe ein und schlägt die zu lösenden Stoffe sozusagen mechanisch aus dem Gewebe. Das besonders Raffinierte am Ultraschall-Waschen ist, dass die überschüssigen Stoffe nicht nur rein mechanisch, sondern zusätzlich auch durch Kavitation aus dem Gewebe gelöst werden. Der auf das Gewebe einwirkende Ultraschall erzeugt eine periodische Kompression und Dehnung der vom Gewebe aufgenommenen Flotte. Aufgrund dieser Druckschwankungen bilden sich mikroskopisch kleine Hohlräume in der Flüssigkeit. Die nachfolgende Implosion dieser gas- und wasserdampfgefüllten Kavitationsblasen führt lokal zu extremen Bedingungen, so dass durch die in sich zusammenstürzenden Blasen Scherkräfte entstehen, welche die überschüssigen Stoffe mit hoher Geschwindigkeit aus dem Gewebe lösen.

Schematischer Aufbau eins Ultraschall-Waschmoduls

Schematischer Aufbau eins Ultraschall-Waschmoduls

Über den Einzug (1) wird das Gewebe in das Becken (2) geführt, das mit leicht erwärmtem und gegebenenfalls mit Waschmittel angereichertem Wasser gefüllt ist. Hier nimmt das Gewebe Flüssigkeit in Form des Wassers auf. Durch die von der Ultraschall-Einheit (3) übertragenen Schwingungen werden die Schlichte oder Spinnöle bzw. die überschüssigen Farbpartikel mit dem Wasser aus dem Material ausgewaschen. Dabei wird das Gewebe kontinuierlich zwischen einer Walze, die als Amboss dient, und der Sonotrode, dem Werkzeug, das den Ultraschall mechanisch überträgt, geführt. Durch anschließendes erneutes Lenken des Gewebes in das Wasserbad werden die gelösten Stoffe ausgespült. Die Quetschwalze am Abzug (4) sorgt dafür, die aufgenommene Waschflotte im Gewebe auszupressen und transportiert das Gewebe zum nächsten Prozessschritt.

Je nach Gewebeart oder Verschmutzungsgrad kann der Vorgang in einem direkt an das erste Modul angeschlossenen zweiten Ultraschall-Waschmodul wiederholt werden. Bereits das einfache Durchlaufen eines Ultraschall-Waschmoduls kann mehrere Becken von konventionellen, hoch temperierten Anlagen ersetzen.

Im Vergleich mit konventionellen Anlagen beträgt die Baugröße einer Ultraschall-Waschanlage lediglich noch ein Viertel. Dadurch befindet sich während des Prozesses automatisch weniger Material in der Anlage. Statt bisher bis zu 4-8 Durchläufen genügt es beim Ultraschall-Waschen, wenn das Material nur 1-3 mal durch die Anlage läuft, was sich äußerst positiv auf die Prozesszeiten auswirkt und den Wasserverbrauch um etwa die Hälfte mindert. Ein weiterer Vorteil des Ultraschall-Waschens gegenüber konventionellen Verfahren ist, dass nahezu keine Aufwärmzeiten für die Waschflotte oder das Werkzeug notwendig sind. Dies verkürzt nicht nur zusätzlich den Prozess, sondern trägt auch wesentlich zur Reduktion des Energieverbrauches bei. Um vergleichbare Ergebnisse beim Waschen zu erzielen (Waschwirkungsgrad), braucht die Ultraschall-Anlage nur etwa ein Drittel der Energie einer konventionellen Anlage.

Dass das Verfahren an sich sehr effizient und umweltfreundlich ist, zeigt sich auch darin, dass durch den Einsatz der Ultraschall-Technologie deutlich weniger bzw. materialabhängig sogar keine Chemikalien in der Flotte benötigt werden. Die geringe Baugröße, der reduzierte Materialeinsatz und die verkürzten Prozesszeiten steigern die Flexibilität einer Waschanlage erheblich, so dass sie sich auch bei kleineren Produktionsmengen effizient nutzen lässt.

Das Ultraschall-Waschen soll insbesondere das konventionelle Waschen von Schmalgeweben aber auch von Breitgeweben mit langen, temperierten Wasserbädern durch den Einsatz von energiesparenden Ultraschall-Einheiten ergänzen.