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DISPOSITIF POUR SOUMETTRE EN CONTINU DES FIBRES EN FORME DE
FIL A UN TRAITEMENT THERMIQUE PAR VOIE HUMIDE
FONDEMENT DE L'INVENTION Domaine de l'invention
La présente invention concerne un dispositif pour soumettre en continu des fibres en forme de fil à un traitement thermique par voie humide, qui a été mis au point pour mettre en oeuvre en continu un traitement thermique par voie humide sur une fibre en forme de fil, telle qu'un fil continu, une tresse, un tissu étroit ou analogues, ou pour lui procurer une teinture de manière irrégulière en même temps que le traitement thermique par voie humide.
Description de la technique antérieure
Les inventeurs de la présente invention ont mis au point un vaporisateur haute pression sous la forme d'un dispositif pour mettre en oeuvre de manière efficace pendant un bref moment les procédés préparatoires tels que le dégraissage, le blanchiment ou analogues, pour procurer à l'échelle industrielle une fibre en forme de fil, telle qu'un fil continu, une tresse, un tissu étroit ou analogues.
Un tel vaporisateur haute pression est révélé dans la demande de brevet japonais 53-30830 et les inventeurs de la présente invention en ont obtenu les droits. Un tel dispositif est construit de telle sorte qu'une fibre en forme de fil est guidée en ligne droite de façon à passer par l'intérieur du vaporisateur dans lequel on maintient une température élevée et une haute pression. Ainsi, afin de
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garantir le fait que la fibre en forme de fil reste dans le vaporisateur pendant un temps suffisamment long (le temps du traitement thermique par voie humide), on peut utiliser les procédés ci-après. On ralentit la vitesse de déplacement de la fibre en forme de fil dans le vaporisateur ou bien on allonge le vaporisateur. Toutefois, le procédé mentionné en premier peut donner lieu à une productivité médiocre.
Par ailleurs, le procédé mentionné en dernier n'est pas pratique, étant donné que le dispositif doit être agrandi.
Afin de résoudre les problèmes susmentionnés, comme révélé par exemple dans la demande de modèle d'utilité 53- 14787, on dispose un tambour (cylindre de guidage) à l'intérieur du vaporisateur haute pression pour enrouler une fibre en forme de fil, qui alimente l'intérieur du vaporisateur. Ainsi, les inventeurs de la présente invention ont obtenu les droits concernant un dispositif par lequel la fibre en forme de fil, qui alimente en continu le vaporisateur haute pression, est enroulée autour du tambour pour passer à travers le vaporisateur, permettant ainsi à la fibre en forme de fil de rester dans le vaporisateur haute pression pendant un laps de temps suffisamment long.
En outre, comme révélé par exemple dans la publication du brevet japonais 58-18463, les inventeurs de la présente invention ont suggéré un dispositif pour mettre en oeuvre en continu la teinture inégale régulière ou irrégulière d'un fil continu, d'une tresse, d'un tissu étroit, d'une nappe, d'une corde ou analogues (que l'on désigne ci-après comme étant une fibre en forme de fil) pour une production à l'échelle industrielle. Comme illustré en figure 6, un tel dispositif est construit comme suit pour garantir le fait que la fibre teinte en forme de fil reste dans le tambour de vaporisateur haute pression pendant un temps réactionnel suffisamment long pour le chauffage par voie humide ou
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encore pour améliorer l'effet de la teinture inégale.
On donne à la fibre 32 en forme de fil, qui est déplacée par un transporteur 31, la forme d'une spirale (forme frisée).
Ensuite, tandis que la fibre 32 en spirale en forme de fil se déplace à l'état serré à l'intervention d'une paire de transporteurs à filets supérieur et inférieur 33 et 34, la teinture provenant de réservoirs de teinture 351'352'353 est procurée de manière sélective à la fibre 32 en forme de fil. Par la suite, après avoir séché la fibre résultante 32 en forme de fil lors d'une étape intermédiaire dans un sécheur intermédiaire 36, elle est teinte à l'intervention de chaleur humide à l'intérieur d'un tambour de vaporisateur haute pression 37.
Toutefois, comme décrit ci-dessus, le procédé conventionnel destiné à garantir le fait que la fibre en forme de fil reste dans le vaporisateur haute pression pendant un laps de temps suffisamment long en enroulant la fibre continue en forme de fil autour de tambours, de cylindres de guidage ou analogues, qui sont disposés dans le vaporisateur haute pression, pose les problèmes suivants. Le diamètre externe des tambours ou des cylindres de guidage, qui guident la fibre en forme de fil, ainsi que l'écartement ménagé entre plusieurs des cylindres de guidage sont essentiellement égaux ; ce qui restreint la force de contraction de la fibre en forme de fil qui est soumise à un traitement thermique par voie humide à l'intérieur du vaporisateur haute pression.
En conséquence, lorsqu'on met en oeuvre un procédé pour procurer une contraction appropriée à la fibre en forme de fil, qui alimente l'intérieur du vaporisateur haute pression, ou encore lorsqu'on met en oeuvre un procédé pour procurer un toucher approprié à la fibre en forme de fil, on ne peut obtenir un processus de contraction ou analogues désiré.
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Par ailleurs, le dispositif de teinture conventionnel pour une fibre en forme de fil, tel qu'énoncé ci-dessus, pose les problèmes suivants. Lorsque la fibre 32 en forme de fil en spirale, qui reçoit la teinture, alimente l'intérieur du tambour du vaporisateur haute pression 37, elle est soumise à une force de serrage provenant des cylindres d'étanchéification 38 disposés à une entrée du vaporisateur haute pression 37 et, par conséquent, une forte pression s'exerce sur les portions superposées de la fibre en forme de fil et sur les portions superposées entre la fibre en forme de fil et les transporteurs à filets 33 et 34, ce qui provoque, en outre, le nuançage de la couleur, le nuançage de l'ensemble des couleurs, la pénétration de la couleur, un fixage inégal ou analogues,
étant donné que la teinture qui a déjà été procurée a tendance à s'échapper du fait de la pression partielle. En conséquence, il est difficile de teindre une fibre en forme de fil de façon à procurer une fibre en forme de fil de bonne qualité.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
Au vu des problèmes susmentionnés liés au traitement thermique par voie humide, un objet de la présente invention est de procurer un dispositif pour soumettre en continu une fibre en forme de fil'à un traitement thermique par voie humide, dans lequel un cadre d'enroulement formé de plusieurs câbles flexibles destinés à une fibre en forme de fil est arrangé dans un vaporisateur et la fibre en forme de fil qui alimente l'intérieur du vaporisateur est enroulée autour du cadre d'enroulement, garantissant ainsi le fait que la fibre en forme de fil reste dans le vaporisateur pendant un laps de temps suffisamment long et favorisant, en outre, la contraction de la fibre en forme de fil sans lui procurer une influence défavorable grâce à la flexibilité des câbles,
et établissant ainsi un processus de fixage pour
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obtenir une fibre en forme de fil ayant l'aptitude à la contraction désirée.
En outre, au vu des problèmes susmentionnés liés à la teinture, un autre objet de la présente invention est de procurer un dispositif de teinture pour une fibre en forme de fil, dans lequel des tuyères sont disposées à l'intérieur d'un tambour de vaporisateur dans lequel on maintient une atmosphère de chaleur humide sous haute pression, procurant ainsi une teinture à une fibre en forme de fil qui alimente l'intérieur du tambour de vaporisateur, un cadre d'enroulement destiné à la fibre étant également disposé pour garantir de manière suffisante un long temps de réaction thermique par voie humide pour la fibre teinte en forme de fil dans le tambour de vaporisateur, en garantissant ainsi une teinture excellente de la fibre en forme de fil, ainsi que la réaction thermique par voie humide, une teinture aléatoire désirée pouvant être ainsi obtenue,
ce qui permet d'obtenir, par la suite, une fibre en forme de fil de grande qualité.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est une vue frontale en coupe représentant une construction d'un dispositif de traitement thermique par voie humide en continu d'une forme de réalisation selon la présente invention ; la figure 2 est une vue frontale en coupe représentant une construction d'un dispositif de teinture dans lequel des tuyères à jets d'encre par bulles sont disposées dans le dispositif de traitement thermique par voie humide en continu représenté en figure 1 ;
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la figure 3 est une vue en coupe transversale représentant une construction du dispositif de traitement thermique par voie humide en continu d'une forme de réalisation selon la présente invention ; la figure 4 est une vue schématique agrandie du dispositif de traitement thermique par voie humide en continu représenté en figure 3 ;
la figure 5 est une vue schématique agrandie représentant une autre forme de réalisation selon la présente invention ; et la figure 6 est une vue représentant une construction d'un exemple conventionnel.
DESCRIPTION DES FORMES DE REALISATION PREFEREES
Ci-après, on décrira en détail une forme de réalisation de la présente invention en se référant aux dessins annexés.
En figure 1, un dispositif de traitement thermique par voie humide en continu englobe un tambour cylindrique de vaporisateur 1, des ouvertures 2 et 3 pratiquées aux deux extrémités du tambour'de vaporisateur 1, ainsi que des mécanismes d'étanchéification 5 et 6. Les mécanismes d'étanchéification 5 et 6 sont disposés contre les ouvertures 2 et 3 de telle sorte qu'ils permettent à une fibre 4 en forme de fil de passer à travers eux, tout en empêchant la chaleur humide sous haute pression présente dans le tambour de vaporisateur de s'échapper. Etant donné que divers types et divers modes de construction des mécanismes d'étanchéification 5 et 6 sont déjà connus du public, il est possible d'utiliser de tels mécanismes
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d'étanchéification de manière sélective. Ainsi, on omettra une explication de telles constructions.
Le dispositif de traitement thermique par voie humide en continu englobe également un arbre rotatif 7, un palier 8, une poulie à courroie 9, une courroie 10, un moteur 11 et une poulie d'entraînement 12. L'arbre rotatif 7 est positionné sur un axe central à l'intérieur du tambour de vaporisateur 1 et est supporté en rotation par les paliers 8 fixés au tambour de vaporisateur 1. La poulie à courroie 9 fixée à l'arbre rotatif 7 est interconnectée à la poulie d'entraînement 12 du moteur 11 via la courroie 10. Ainsi, on fait tourner l'arbre rotatif 7 en entraînant le moteur 11.
Le dispositif de traitement thermique par voie humide en continu englobe, en outre, des tiges de guidage 13 et 14 pour guider la fibre 4 en forme de fil, un tube de support 15, un palier 16, quatre bras 17, une poulie 18 et un câble sans fin 19. La tige de guidage 13 pour la fibre 4 en forme de fil est fixée à proximité d'une extrémité de l'arbre rotatif 7 du côté de l'ouverture 2. Par ailleurs, la tige de guidage 14 pour la fibre 4 en forme de fil est fixée à proximité de l'autre extrémité de l'arbre rotatif 7 du côté de l'ouverture 3. Ces tiges de guidage 13 et 14 sont conçues pour tourner conformement à la rotation de l'arbre rotatif 7. Les arbres de support 15 sont supportés aux surfaces externes des deux extrémités de l'arbre rotatif 7, via les paliers 16.
Chaque extrémité des quatre bras 17 fait saillie en direction radiale avec un écartement essentiellement égal (un écartement de 90'). La poulie 18 est tourillonnée sur l'extrémité supérieure de chaque bras 17. Les câbles sans fin 19 sont tendus entre les poulies 18 positionnées aux deux extrémités du tambour de vaporisateur 1. Plus spécifiquement, comme représenté en figure 4, les câbles sans fin 19 positionnes sur l'extrémité supérieure de chaque
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bras 17 faisant saillie dans quatre directions sont supportés par les poulies 18 de façon à défiler autour des poulies 18. On notera que le tube de support 15 et les bras 17 sont supportés par l'arbre rotatif 17 de façon à ne pas tourner.
Le dispositif de traitement thermique par voie humide en continu englobe encore un arbre d'entraînement 20 que l'on fait tourner à l'intervention d'un moteur d'entraînement (non représenté), un cylindre trapézoïdal 21 qui est fixé à l'arbre d'entraînement 20 et qui vient buter contre le câble sans fin 19 guidé par la poulie 18, une plaque 22 étanche aux gouttes et un trou de guidage 23 pour la fibre 4 en forme de fil, qui est pratiqué aux deux extrémités de l'arbre rotatif 7.
Lorsqu'on met en oeuvre un traitement de teinture en plus du traitement thermique par voie humide susmentionné, on décrit la construction d'un tel dispositif comme suit.
En figure 2, un dispositif de teinture englobe des tuyères 24 à jets d'encre par bulles pour procurer une teinture à la fibre en forme de fil immédiatement après l'alimentation de la fibre à l'intérieur du tambour de vaporisateur 1, ainsi que des dispositifs de réglage 25 qui sont arrangés face aux tuyères 24 respectives à jets d'encre par bulles pour permettre à chaque tuyère 25 d'évacuer la teinture. Plusieurs tuyères à jets d'encre par bulles sont arrangées dans la direction de déplacement de la fibre 4 en forme de fil de telle sorte qu'elles puissent évacuer plusieurs couleurs.
Lorsque la teinture est évacuée des tuyères 24, les types de couleurs de la teinture, ainsi que le temps d'évacuation sont réglés par la mise en service de chaque
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dispositif de réglage 25. Par exemple, on peut procurer la teinture pour produire un dessin désiré tel qu'une teinture aléatoire et une teinture épaisse en utilisant une seule couleur ou des couleurs multiples ou analogues.
On décrira maintenant la mise en oeuvre. D'abord, on maintient le tambour de vaporisateur 1 à une température désirée pour le chauffage par voie humide. La fibre 4 en forme de fil alimente le tambour de vaporisateur 1 via le mécanisme d'étanchéification 5 et est ensuite guidée en direction de la tige de guidage 13 via le trou de guidage 23. Etant donné que la tige de guidage 13 tourne à l'intervention de la force d'entraînement procurée par le moteur 11 conjointement avec l'arbre rotatif 7, la fibre 4 en forme de fil alimentée par l'extrémité supérieure de la tige de guidage 13 est enroulée entre les câbles sans fin 19 positionnés à quatre endroits (voir les figures 1 et 3).
Chaque câble sans fin 19 autour duquel est enroulée la fibre 4 en forme de fil, tourne lentement par l'effet de rotation du cylindre trapézoïdal 21 que l'on fait tourner par la rotation de l'arbre d'entraînement 20, ce qui permet d'enrouler la fibre 4 en forme de fil sur la longueur totale de chaque câble sans fin 19. Lorsque la fibre 4 en forme de fil est enroulée et atteint l'extrémité des câbles sans fin 19, elle est déroulée par la tige de guidage 14 qui tourne, comme c'est le cas pour la tige de guidage 13, et elle est évacuée à l'extérieur du tambour de vaporisateur 1, via le trou de guidage 23, une sortie 3 et le mécanisme d'étanchéification 6.
Plus spécifiquement, étant donné que la fibre 4 en forme de fil, qui alimente le tambour de vaporisateur 1, se déplace tout en étant enroulée à l'intervention d'un cadre d'enroulement formé par les quatre câbles sans fin 19, la fibre 4 en forme de fil peut être maintenue dans le tambour
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de vaporisateur 1 pendant un laps de temps suffisamment long, procurant ainsi un chauffage adéquat par voie humide à la fibre 4 en forme de fil. Ainsi, on peut réaliser efficacement le traitement thermique visé par voie humide. De même, le cadre d'enroulement qui enroule la fibre 4 en forme de fil dans le tambour de vaporisateur 1 est formé par les câbles flexibles 19.
En conséquence, le cadre d'enroulement est rendu flexible conformément à la force de contraction à la chaleur manifestée par la fibre 4 en forme de fil et il absorbe la force de contraction manifestée par la fibre 4 en forme de fil. Ainsi, on peut réaliser le traitement de fixation de façon à obtenir la fibre 4 en forme de fil manifestant une bonne aptitude à la contraction et un bon toucher sans avoir un effet défavorable sur la force de contraction à la chaleur manifestée par la fibre 4 en forme de fil. En outre, une contrainte déraisonnable à la contraction ne s'exerce pas sur la fibre 4 en forme de fil, qui est contractée à la chaleur, et ainsi on peut obtenir un fil ayant subi un traitement thermique par voie humide de grande qualité sans rupture terminale et sans modification du denier que l'on obtient.
En outre, lorsqu'on désire une fibre 4 en forme de fil manifestant une bonne aptitude à la contraction à la chaleur, on peut mettre en oeuvre le traitement ci-après.
Par exemple, comme représenté en figure 5, un anneau conique 24 dont le diamètre externe est plus grand que celui du cadre d'enroulement peut être fixé à l'extérieur de l'extrémité du tube de support 15 du côté de l'entrée destinée à la fibre 4 en forme de fil pour enrouler ainsi provisoirement la fibre 4 en forme de fil alimentée par la tige de guidage 13, autour de la surface périphérique de l'anneau conique 24. De là, la fibre 4 en forme de fil se déplace sur le cadre d'enroulement formé par les quatre câbles sans fin par l'effet de rotation des poulies à
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courroie 18, ce qui permet d'enrouler lentement la fibre 4 en forme de fil. Ainsi, on peut améliorer l'aptitude à la contraction de la fibre 4 en forme de fil.
Conformément à la description ci-dessus, la présente invention procure un dispositif pour soumettre en continu à un traitement thermique par voie humide une fibre en forme de fil, comprenant un cadre d'enroulement à l'intérieur d'un tambour de vaporisateur 1 dans lequel on maintient une chaleur humide sous pression élevée et à température élevée, et à travers lequel on fait passer une fibre en forme de fil ; le cadre d'enroulement englobant : plusieurs paires de bras 17 faisant saillie en direction radiale à écartement égal par rapport à la périphérie d'un tube de support 15 fixé à l'intérieur du tambour de vaporisateur et disposées de manière séparée le long de l'axe du tube de support 15 ;
une poulie 18 tourillonnée à une extrémité de sommet de chaque bras 17 ; plusieurs câbles sans fin 19 tendus entre les poulies 18 disposées mutuellement face à face le long de l'axe du tube de support 15 et les câbles sans fin 19 étant façonnés en une matière flexible ; et des moyens d'entraînement 20 et 21 pour déplacer les câbles sans fin 19 lentement le long de l'axe du tube de support 15 ; le dispositif pour soumettre en continu une fibre en forme de fil à un traitement thermique par voie humide, comprenant, en outre :
une tige de guidage 13 pour enrouler la fibre en forme de fil qui alimente l'intérieur du tambour de vaporisateur, autour du cadre d'enroulement ; une tige de guidage 14 pour dérouler la fibre en forme de fil enroulée sur le cadre d'enroulement et pour guider la fibre en forme de fil à l'extérieur du tambour de vaporisateur ; et des moyens d'entraînement 9,10, 11 et 12 pour faire tourner la tige de guidage 13 et la tige de guidage 14 à vitesse égale.
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Ainsi, la présente invention offre les avantages ciaprès.
Etant donné que la fibre 4 en forme de fil, qui alimente le tambour de vaporisateur 1, se déplace tout en étant enroulée à l'intervention d'un cadre d'enroulement formé par plusieurs câbles sans fin 19, la fibre 4 en forme de fil peut être maintenue dans le tambour de vaporisateur 1 pendant un laps de temps suffisamment long, procurant ainsi une chaleur adéquate par voie humide à la fibre 4 en forme de fil. Ainsi, on peut réaliser efficacement le traitement thermique visé par voie humide. De même, le cadre d'enroulement sur lequel s'enroule la fibre 4 en forme de fil dans le tambour de vaporisateur 1 est formé des câbles flexibles 19.
En conséquence, le cadre d'enroulement est rendu flexible en fonction de la force de contraction à la chaleur manifestée par la fibre 4 en forme de fil et il absorbe la force de contraction manifestée par la fibre 4 en forme de fil. Ainsi, on peut réaliser le traitement de fixation de façon à obtenir le fait que la fibre 4 en forme de fil présente une bonne aptitude à la contraction et un bon toucher sans avoir d'influence défavorable sur la force de contraction à la chaleur manifestée par la fibre 4 en forme de fil. En outre, une contrainte de contraction déraisonnable ne s'exerce pas sur la fibre 4 en forme de fil qui est contractée à la chaleur et ainsi, on peut obtenir un fil de bonne qualité ayant subi un traitement thermique par voie humide sans rupture terminale et sans modifier le denier obtenu.
De même, lorsqu'on arrange un groupe de tuyères à jets d'encre par bulles pour la teinture dans le dispositif de traitement thermique par voie humide en continu, la présente invention procure un dispositif de teinture pour une fibre en forme de fil, comprenant, entre une entrée de la fibre en
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forme de fil et une sortie de cette dernière à l'intérieur d'un tambour de vaporisateur 1 dans lequel on maintient une chaleur humide sous haute pression et à température élevée, et à travers lequel on fait passer une fibre en forme de fil : un groupe de plusieurs tuyères 24 à jets d'encre par bulles pour procurer une teinture à la fibre en forme de fil ; un dispositif de réglage 25 pour régler un volume d'évacuation et un intervalle d'évacuation de la teinture évacuée du groupe de tuyères ;
ainsi qu'un cadre d'enroulement pour enrouler la fibre en forme de fil pour laquelle on procure la teinture par l'intermédiaire des tuyères et pour le déplacement de la fibre.
Ainsi, le dispositif de teinture de la présente invention offre les avantages ci-après.
De manière conventionnelle, la teinture est procurée à l'extérieur du tambour de vaporisateur. Ainsi, le risque existe que la teinture qui a déjà été procurée à la fibre en forme de fil s'élimine de manière inadéquate lorsque la fibre passe à travers le mécanisme d'étanchéification dans le tambour de vaporisateur 1. Dans la présente invention, étant donné que la teinture est appliquée sur le tissu en forme de fil dans le tambour de vaporisateur 1, un tel problème a peu de chance de se présenter. De même, dans la présente invention, étant donné que le moyen de teinture destiné à la fibre en forme de fil consiste en tuyères à jets d'encre par bulles, on peut régler librement la teinture de la fibre en forme de fil et ainsi permettre, sans contraintes, divers modèles de teinture tels que la teinture de fond ou analogues.