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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE TRAITEMENT DE MATIERES TEXTILES ET
SIMILAIRES
L'invention concerne le traitement de matières textiles et simi- laires, dans lequel la matière est imprégnée d'une liqueur de traitement avec application de chaleur. Des exemples de pareils traitements sont la teintu- re, le développement, le blanchiment et le dégraissage, et la présente inven- tion est applicable plus spécialement, mais non exclusivement, à la teinture.
Par "matières textiles!! il faut comprendre les différentes matières employées dans l'industrie textile, par exemple-le coton, la laine, la rayonne, le ny- lon et d'autres matières naturelles ou artificielles, et les tissus feutre, draps feuilles ou fils de verre ou autres matières plastiques synthéthiques.
Le terme "textile" ne tend pas à restreindre l'étendue de l'invention à la matière tissée., Ces matières sont comprises ci-après dans le terme "matières".
La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de traitement continu tel que décrit dans le brevet anglais noe 620 584, dans lequel la matière traverse un bain de métal en fusion qui peut avoir ùn point de fusion inférieur à 100 Co et de préférence inférieur à approximativement 80 C, la matière étant, avant son entrée dans le bain, continuellement im- prégnée d'une liqueur de traitement, laquelle est alimentée à la matière en force et quantité uniformes, sur toute sa longueur. L'alimentation de la li- queur peut s'effectuer avantageusement en faisant flotter la liqueur de trai- tement comme une couche au sommet du bain de métal, là où la matière entre dans ce bain.
L'invention est toutefois applicable à tout traitement dans lequel la matière est passée à travers un bain de métal en fusion.
Le traitement dans le bain de métal en fusion comprend à la fois l'application de chaleur et de pression, et des'mesures doivent être prises pour que la température appliquée soit aussi uniforme que possible. Des ex- périences ont été faites pour établir la forme la plus avantageuse du bain de métal en fusion, et il a été constaté que le passage de la matière à tra- vers le métal provoque là génération de courants de Foucault dans le métal en fusion. On arrive à une disposition satisfaisante en plaçant les éléments de chauffe, par exemple les tubes à vapeur, tout près de -mais pas en contact
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avec - la matière en mouvement.
Si les éléments de chauffe sont éloignés de la matière et si par conséquent le bain de métal présente un grand volume, il se produit des courants de convection, ce dont il résulte des tâches iné- gales de température. En outre, toute chaleur soustraite du métal par la ma- tière, à l'écart de tout élément de chauffe, est capable de provoquer un re- froidissement local. Il est évident que la largeur du bain de métal doit être suffisante pour permettre que le processus se fasse sur l'épaisseur de la ma- tière.
On a également constaté que le contact de la matière avec un élé- ' ment de chauffe est défavorable au résultat.
Selon la présente invention, on applique un dispositif pour le traitement continu de matière en longueur continue, comportant un récipient de traitement présentant un passage étroit s'étendant de part en part pour le passage de la matière, les parois de ce passage portant les éléments de chauffage principaux et étant espacées en porte que la distance de la matiè- re à la surface de tout élément de chauffe principal n'est pas inférieur à 3 mm. et pas plus que 25 mm. Les parois peuvent comporter une chemise d'eau et former par elles-mêmes les éléments de chauffe principaux.
Le dispositif comprend en outre des tubes à vapeur, tubes de che- minée ou des éléments de chauffe électriques tubulaires, disposés parallèle- ment au plan de passage de la matière et à un angle substantiel en travers de la direction de passage de la matière, de façon à recevoir les courants de Foucault en travers de leurs surfaces extérieures, et espacés de façon que la distance de la matière à la surface chauffée la plus proche n'est pas moins que 3 mm. et pas plus que 25 mm.
Les parois formant le côté du passage peuvent être appropriées à supporter les éléments de chauffe ou elles peuvent faire partie d'un compar- timent à vapeur ou à liquide et comprendre ainsi par elles-mêmes les élé- ments de chauffe.
Le contact de la matière avec la paroi stationnaire est, comme dit ci-devant, défavorable pour le résultat, et la conformation de la paroi peut être un compromis entre ceci et le désir d'économiser autant que possi- ble en volume de métal nécessaire au remplissage du bain. Quand les côtés de la paroi comportent des évidements pour recevoir les éléments de chauffe, l'évidement est formé de façon à faciliter l'entrée des.courants de Foucault aux éléments de chauffe. Bien entendu, les parois du passage peuvent être distancées aussi loin qu'on le désire, mais ces parties de la paroi qui four- nissent de la chaleur doivent se conformer aux limitations citées ci-devant.
On peut monter des éléments de chauffe auxiliaires à plus grande distance de ce passage dans le but de décongeler le métal du bain en son en- tier.
De.s formes de réalisation de l'invention sont décrites ci-après uniquement à titre d'exemple, avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation avec coupes partielles d'une installation pour le traitement continu d'une longueur d'étoffe et une forme de l'appareil de chauffe pour l'étoffe.
La figure 2 est une vue de détail montrant l'étoffe passant à travers une autre forme d'appareil de chauffe pour étoffe,' et la figure 3 est une vue de détail montrant l'étoffe passant à tra- vers un autre appareil encore pour la chauffe de l'étoffe.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1.
La figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne V-V de la figure 1.
La figure 6 schématise une variante de réalisation du bain de mé- tal.
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La figure 7 schématise en cre une autre variante d'exécution du bain de métal.
Suivant la figure 1, l'étoffe l en longueur continue, montrée en traits mixtes, passe en direction des flèches sur les cylindres à vapeur 2 capables de chauffer l'étoffe la plus lourde à là plus grande vitesse, à une température légèrement supérieure à 70 C. L'appareil peut également ser- vir pour des étoffes plus légères à des vitesses moindres, la surchauffe de 1'étoffe n'étant pas sérieuse, car la température de la vapeur n'est pas é- levée (7 kg. de-pression).
Selon la figure 2 un dispositif modifié pour le chauffage de l'é- toffe consiste en une enveloppe 3 traversée par l'étoffe 1. et dans laquelle on chasse de ¯l'air chaud à l'aide d'un ventilateur 4, la température de l'air telle que le dispositif peut servir pour des étoffes plus légères à des vi- tesses moindres sans risque de surchauffe sérieuse.
Suivant la figure 3 un autre appareil pour le chauffage de l'étof- fe comporte des paires d'unités électriques de chauffage par radiation dis- posées en opposition à distances le long de l'étoffe, celle-ci passant entre les unités de chaque paire. La température de l'étoffe est contrôlée en met- tant à volonté des unités en ou hors circuit. L'étoffe chauffée 1 en vue de la teinture, passe sur des rouleaux 6,directement vers le bas dans le réci- pient 1. contenant le bain de métal fondu; ce récipient possède un passage d'entrée unique en 7A et un passage de sortie unique en 7B, l'étoffe contour- nant le rouleau de fond 8. L'étoffe se dirige ensuite vers le rouleau.9.
La partie supérieure du récipient .2 est élargie; la surface du mé- tal en fusion étant indiquée par 10. Le colorant est contenu dans un boîtier en métal 11A à fond ouvert et s'étendant jusque dans le bain de métal, et il flotte comme une couche 11 à la surface du métal en fusion:
La couche de liqueur 11 au sommet du bain de métal '1. est mainte- nue à un volume relativement réduit et au fur et à mesure qu'elle est absor- bée par la matière, on y ajoute en continu de la liqueur fraîche afin de main- tenir un tel conditionnement de la liqueur dans ladite couche qu'on évite des variations en température, volume et force qui pourraient affecter défavora- blement le traitement, et la liqueur de réalimentation est chauffée au fur et à mesure qu'elle est suppléée à cette couche.
De préférence le volume et la force de la liqueur dans cette couche seront maintenus pratiquement constants.
De cette façon, la liqueur est chauffée et ensuite absorbée très rapidement par la matière. On évite ainsi un chauffage prolongé et par consé- quent la formation de boue, comme expliqué ci-après. En outre, la température de la liqueur est maintenue pratiquement constante et elles est empêchée de tomber indésirablement basse.
Dans l'exemple, le colorant est alimenté par une pompe 12 à partir alun réservoir 13 à travers une conduite 14 vers un réservoir de chauffe 15 de petite capacité. Une soupape d'alimentation 16 disposée dans la conduite est contrôlée électriquement (comme décrit ci-après) par le niveau de la liqueur dans la couche 11 à la surface du bain de métal 7. Quand le niveau de cette couche 11 baisse, la soupape d'alimentation est ouverte afin de per- mettre 1'entrée de plus de liqueur dans le réservoir de chauffe 15, ce qui force la liqueur déjà chauffée qui s'y trouve d'en déborder à travers une con- duite 14A vers le boîtier 11A, faisant ainsi monter à nouveau le niveau dans cette couche 11.
La liqueur dans le réservoir de chauffe 15 est chauffée par un ser- pentin 17 alimenté de.vapeur à partir d'une vanne à vapeur 18 contrôlée par un thermostat, dont les bornes 19 sont situées dans ce réservoir de chauffe 15.
La liqueur du réservoir d'alimentation 13 est maintenue à une tem- pérature relativement basse d'environ 25 C à 30 C et elle est chauffée à ap- proximativement 80 C pendant son passage à travers le réservoir de chauffe 15. Ainsi elle n'a cette température relativement élevée que pendant une pé-
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riode réduite avant d'être absorbée par l'étoffe 1 traversant le bain de mé- tal .
Le réservoir d'alimentation 13 peut être remplacé par l'appareil décrit dans le brevet belge n . P.V. 32604.
La soupape d'alimentation 16 est contrôlée par le niveau de la couche de liqueur 11, et ce par la disposition suivante :
Un tube vertical (non illustré) est introduit dans le boîtier à fond ouvert 11A contenant la couche de colorant au-dessus de la surface de métal 10. Les boîtiers à liqueur 11 peuvent être maintenus à une profondeur moyenne de, par exemple, 30 cm. Avec une étoffe d'une largeur soit de 125 cm. on utilise la quantité relativement réduite de 2,25 à 4,50 litres de co- lorant, en comparaison avec les 135 à 270 litres normalement en usage, par exemple dans une cuve de teinture.
Le tube susdit est pourvu à son extrémité supérieure d'un bou- chon isolant (non illustré) traversé vers le bas par une tige métallique réglable 20, reliée via un relais 21 à une batterie 22, laquelle est connec- tée au boîtier 11A. Le relais 21 actionne ladite soupape d'alimentation 16 qui est connectée au relais par les conducteurs 23.
Quand la couche de liqueur 11 monte et vient en contact avec la tige métallique 20, le courant ferme la soupape d'alimentation 16, et quand la liqueur baisse en-dessous de la tige métallique 20 la soupape d'alimen- tation 16 est ouverte.
Il a été constaté- que la solution caustique d'un colorant 11 est capable de former une mousse superficielle; les bulles de mousse agissant comme conducteurs de la même manière que le liquide, on fait flotter à la surface de la liqueur 11 une petite quantité de térébenthine,établissant et coupant le contact avec l'extrémité inférieure de la tige de métal 2.
Dans un autre exemple la liqueur est alimentée par gravité ou à l'aide de l'appareil décrit dans le brevet belge n ; P.V. 32604 via une sou- pape d'alimentation contrôlée par le niveau de la couche de liqueur 11. El- le passe ensuite à travers un appareil de chauffe de tout genre convenable et de là dans la couche de liqueur 11.
Comme l'efficacité de l'appareil de chauffe et l'absence de tou- te surchauffe locale de la liqueur dépendent du degré de l'écoulement de liqueur, et que le flux de liqueur peut être requis à cesser temporairement, il est prévu une conduite 24 qui relie le boîtier 11A à la conduite 14. de sorte que la pompe 12 puisse soutirer de la liqueur de la couche 11 et dé- charger cette liqueur dans la conduite 14 qui relie la soupape d'alimenta- tion 16 à l'appareil de chauffe 15. Une soupape de circulation 25 prévue dans la conduite 24 est contrôlée électriquement par le relais 21 qui ou- vre la soupape 25 quand la soupape 16 est fermée, et vice-versa. De cette manière on maintient constamment l'écoulement de liqueur à travers l'appa- reil de chauffe 15.
L'alimentation en vapeur de l'appareil de chauffe 15 est contrôlée par le thermostat 19 disposé du côté de décharge de l'appa- reil de chauffe.
Dans certains cas, il peut être désirable de monter une vanne 18 contrôlant l'alimentation de la vapeur, actionnée simultanément et en rapport avec la soupape d'alimentation 16. Dans ce cas, le thermostat fera fonctionner une soupape ou résistance réglant la quantité de vapeur dispo- nible quand la vanne de contrôle 18 est ouverte.
. Comme le montrent les figures 1, 4 et 5, le récipient de bain 7 comporte des plaques latérales 26, 27 disposées très-près l'une en face de l'autre.Il est également prévu une cloison centrale 28, et le bain propre est aménagé entre les éléments 26. 27 et 28; il est évident que le bain propre a ainsi un volume minimum, ce qui requiert une quantité mini- mum, duemétalrrelabrevement coûteurx, et unminimum de chauffe. @ et @ @ chaufie.
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Le trajet de l'étoffe à travers le bain est indiqué par les traits mixtes :lA et 7B et la chaleur est communiquée au métal à interval- les sur tout l'ensemble de ce bain par une série de tubes à vapeur comme indiqué en ±± de part et d'autre de l'étoffe,entre son passage d'entrée unique 7A et son passage de sortie unique 7B. La vapeur pour les tubes 29 est suppléée à travers une vanne 30 contrôlée par un thermostat dont les bornes ± sont situées dans le métal en fusion du bain 7. Le métal commu- nique intimement la chaleur à l'étoffe .1 sans coopération chimique avec la matière ou le colorant et il n'absorbe pas le colorant, alors que le métal n'est pas absorbé par l'étoffe l.
Il est également évident que de cette façon, on peut non seulement contrôler facilement la température du pro- cessus, mais aussi la pression appliquée à l'étoffe en dépendance de la ' profondeur et du poids spécifique du bain de métal.
Dans cet exemple, la largeur A du passage est d'environ 12,5 mm., ce qui permet un fpnctionnement efficace tout en exigeant seulement une quantité de métal relativement réduite. Le passage a une conformation générale en U, comportant un passage vertical descendant, un contourne- ment du rouleau de fond.6 et un passage de retour vertical vers le haut, avant de quitter le métal. En gardant les passages pratiquement verticaux, on évite la tendance à la matière de flotter transversalement à sa longueur, ce qui pourrait en provoquer le collage ou le frottement sur les parois des passages, la tendance à flottement étant en direction''verticale et lôngitu- dinalement à la matière. La matière peut être centrée dans le passage par des rouleaux de guidage externes.
Les tubes 29 s'étendent transversalement le long des faces des parois, y étant encastrés à fleur à intervalles espacés et de côtés oppo- sés du passage. Les distances B et C entre la matière 7B et les faces des tubes 29 sont approximativement de 6,5 mm.
Selon une variante d'exécution on peut appliquer quatre passages en forme de double -U au-dessus des rouleaux, les passages étant tous pra- tiquement verticaux.
Suivant une autre variante encore le centrage de la matière à l'entrée et à la sortie du bain peut se faire en passant la matière entre deux guides espacés verticalement qui se recouvrent en direction vertica- le, la matière étant ainsi appliquée contre le guide inférieur par le gui- de supérieur et par conséquent mise automatiquement en position.
Suivant la figure 6, un passage en forme d'U est établi en lo- geant une série de rouleaux horizontaux superposés 40 entre les parois op- posées d'une auge verticale un peu plus large 41. les rouleaux 40 étant re- lativement rapprochés l'un de l'autre, mais l'espace concave entre chaque rouleau et celui immédiatement adjacent étant rempli par un boîtier 42 qui contient des moyens de chauffe 43, ce dont résulte un passage allongé en forme de U.
Dans cet exemple, le rouleau 40 le plus bas est de moindre dia- mètre que le rouleau supérieur 40 la matière étant ainsi obligée de dé- vier d'un angle réduit de la verticale au passage d'entrée 7A, et, au pas- sage de sortie 7B, également d'un angle réduit de la verticale, les dévia- tions se faisant aux côtés opposés en directions opposées. De cette façon, il y a un léger refoulement de composante de flottement qui oblige la ma- tière de rester en contact avec les rouleaux 40. Les rouleaux peuvent tour- ner librement ou ils peuvent être positivement commandés et des rouleaux de guidage externes peuvent être ajoutés, si on désire obtenir un contact con- tinu et substantiel avec les rouleaux.
Dans l'exemple de la figure 7, le récipient de traitement compor- te'un rouleau 44 de diamètre relativement grand, entouré d'un boîtier ou ré- cipient 45 dont les parois internes 45a viennent tout près du rouleau 44, laissant ainsi un espace D d'environ 12,5 mm. pour le métal en fusion et dé- terminant un passage pour la matière. La matière entre-et sort près du som- met du rouleau 44. Il a été constaté que la température du rouleau 44 doit
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être approximativement la même que la température du métal en fusion, s'il s'agit d'obtenir des résultats uniformes. Par conséquent, le rouleau peut être chauffé, soit en permettant à une partie de sa surface de venir en con- tact avec le métal en fusion,.ou en faisant circuler du métal en fusion à travers un espace annulaire dans le rouleau.
Le chauffage du métal en fusion est effectué de façon la plus satisfaisante comme décrit ci-devant, en fai- sant usage de tubes encastrés dans les parois du récipient 45. Les liqueurs de traitement peuvent flotter à la surface du métal à l'entrée et pour la sortie.
On peut faire traverser deux ou plusieurs tissus ou des forma- tions équivalentes, le bain de métal, parallèlement. Si un bain de colorant est prévu à l'entrée, il peut être commun pour les tissus ou similaires mais quand on veut préchauffer les tissus ou similaires, ce préchauffage est ap- pliqué à chaque tissu individuellement. On peut prévoir également un bain de sortie commun. Indépendamment de cette disposition il est cependant désira- ble que chaque tissu ou similaire soit traité individuellement.
On remarquera que le boîtier 11A a, à sa partie inférieure où el- le entre dans le métal, une largeur de l'ordre de la largeur A du passage de métal en fusion à travers le bain, soit 12,5 mm.
Comme indiqué en traits pointillés 32, l'étoffe 1 peut être pas- sée, complémentairement ou alternativement à son passage à travers la couche 11, à travers une auge 33 afin d'y collecter de la liqueur de traitement.
Dans ce cas, le niveau de la liqueur dans l'auge 33 est maintenu constant et la liqueur est réalimentée à partir d'un réservoir principal (non illus- tré). L'auge 33 peut être disposée pour recevoir l'étoffe avant le chauffa- ge de celle-ci par les cylindres 2.
Dans l'exemple, avec le métal de bain à 90 C à 95 C ayant un point de fusion d'approximativement 70 C et avec une liqueur de traitement 11 flot- tant sur le métal à approximativement 80 C à 85 C, l'étoffe 1 sera préchauf- fée en sorte qu'à l'entrée dans la liqueur de traitement, sa température est telle,que tenant compte des chaleurs spécifiques du tissu 1 et de la li- queur de traitement 11 et de tout effet thermique résultant de leur mélange, la température combinée de l'étoffe .1 et de la liqueur 11 ne soit pas moin- dre que 75 C.
A titre d'exemple, une matière textile 1 ayant une chaleur spéci- fique de 0.3 absorbe 130% en poids de liqueur de traitement 11 de chaleur' spécifique 1.0 à 80 C et devra pénétrer la liqueur de traitement à 72 C si la température combinée doit être 78.5 C Il est désirable de maintenir la température du bain de métal à maximum approximativement 90 C à 100 C, car à des températures plus élevées, avec une imprégnation aqueuse, il peut se former de la vapeur en-dessous de la surface du métal et celle-ci peut re- monter à travers le bain de métal et entraver l'application uniforme du co- lorant, produisant ainsi une teinture striée.
La température à laquelle l'étoffe .1 peut être chauffée en toute sécurité dépend des circonstances, et dans le cas de matières imprégnées initialement de liqueurs aqueuses la limite sera environ 100 C, mais dans le cas d'étoffes sèches, par exemple, la limite sera déterminée par la ré- sistance des fibres à la détérioration. Généralement une température de 120 C peut être considérée comme une limite extrême.
En sortant du bain 7, l'étoffe traverse un boîtier 34 pénétrant dans le bain de métal et contenant une solution saline 35 qui flotte à la surface 10 du métal en fusion. La solution saline est alimentée au boîtier 34 par gravité, à partir d'un réservoir 36 chauffé par des tubes à vapeur 37, 'cette -vapeur arrivant par la vanne 38, contrôlée par un thermostat dont les bornes 39 pénètrent dans le réservoir 36. La .solution saline dans le * boîtier 24 est maintenue à niveau-constant.par-débordement sur la surface 10 du métal en fusion.
Dans un procédé de teinture du genre susdit, avec des colorants de cuve ou de soufre, où il est fait usage d'hydroulphite, il peut y avoir
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le cas que les produits de décomposition d'hydrosulphite attaquent le mé- tal en fusion du bain 1 et forment une boue superficielle 10 du bain de mé- tal, cette boue et un peu de métal pouvant adhérer à l'étoffe et entraver l'opération de teinture.
Selon l'invention, on ajoute au colorant de cuve ou de soufre, un agent antioxydant, tel que par exemple un sucre réducteur, spécialement la glucose, ou un aldéhyde organique supérieur, par exemple lebenzaldéhyde, ou de l'acide tannique. On a constaté que l'addition de ces substances em- pêche la formation de boue
Toute matière traversant un bain de métal tend à se revêtir de métal, à moins que la matière contienne suffisamment d'humidité. Dans les cas où la température du métal est 100 C ou moins, il faut au moins appro- ximativement 80% en poids d'humidité sur la matière pour prévenir l'adhé- sion de métal. Ce pourcentage variera cependant de matière à matière.
Dans le cas où la température du métal est au-delà de 100 C, soit 120 C, il faut moins d'humidité comme minimum pour empêcher l'adhésion de métal, du fait de l'ébullition qui se produit et la résistance à l'absorption de métal qui en résulte. Dans ces conditions des résultats satisfaisants ont été atteints avec 60% en poids d'humidité.
REVENDICATIONS. l.- Dispositif pour le traitement continu de matières en longueur continue, caractérisé en ce qu'il comporte un récipient de traitement pré- sentant un passage étroit allongé qui le traverse et qui sert au passage de la matière, les parois de ce passage portant les éléments de chauffe princi- paux encastrés ou incorporés et ces parois étant espacées en sorte que la distance entre la matière et la surface de tout élément de chauffe princi- pal n'est pas inférieure à 3 mm. et pas plus que 25 mm.
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METHOD AND DEVICE FOR TREATING TEXTILE MATERIALS AND
SIMILAR
The invention relates to the treatment of textiles and the like, wherein the material is impregnated with a treatment liquor with the application of heat. Examples of such treatments are tinting, developing, bleaching and degreasing, and the present invention is applicable more especially, but not exclusively, to dyeing.
By "textile materials !!" it is necessary to understand the different materials used in the textile industry, for example - cotton, wool, rayon, nylon and other natural or artificial materials, and felt fabrics, sheets sheets or strands of glass or other synthetic plastics.
The term "textile" is not intended to limit the scope of the invention to woven material. These materials are hereinafter included within the term "materials".
The present invention relates more particularly to a continuous treatment process as described in UK Patent No. 620,584, wherein the material passes through a bath of molten metal which may have a melting point of less than 100 Co and preferably less than approximately. 80 ° C., the material being, before entering the bath, continuously impregnated with a process liquor, which is supplied to the material in uniform force and quantity over its entire length. The liquor feed can advantageously be effected by floating the process liquor as a layer on top of the metal bath where the material enters that bath.
The invention is however applicable to any treatment in which the material is passed through a bath of molten metal.
Treatment in the molten metal bath includes both the application of heat and pressure, and measures should be taken to keep the temperature applied as uniform as possible. Experiments have been made to establish the most advantageous shape of the molten metal bath, and it has been found that the passage of material through the metal causes the generation of eddy currents in the molten metal. . A satisfactory arrangement is obtained by placing the heating elements, for example the steam tubes, very close to - but not in contact.
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with - matter in motion.
If the heating elements are far from the material and therefore the metal bath has a large volume, convection currents occur, resulting in unequal temperature spots. In addition, any heat withdrawn from the metal by the material, away from any heating element, is capable of causing local cooling. Obviously, the width of the metal bath must be sufficient to allow the process to take place across the thickness of the material.
It has also been found that contact of the material with a heating element is unfavorable to the result.
According to the present invention, a device is applied for the continuous treatment of material in continuous length, comprising a treatment container having a narrow passage extending right through for the passage of the material, the walls of this passage carrying the elements. main heating elements and being spaced apart so that the distance from the material to the surface of any main heating element is not less than 3 mm. and no more than 25 mm. The walls may include a water jacket and form the main heating elements by themselves.
The device further comprises steam tubes, chimney tubes or tubular electric heating elements, arranged parallel to the plane of passage of the material and at a substantial angle across the direction of passage of the material, so as to receive eddy currents across their outer surfaces, and spaced so that the distance from the material to the nearest heated surface is not less than 3mm. and no more than 25 mm.
The walls forming the side of the passage may be suitable for supporting the heating elements or they may form part of a steam or liquid compartment and thus comprise the heating elements by themselves.
The contact of the material with the stationary wall is, as stated above, unfavorable for the result, and the conformation of the wall can be a compromise between this and the desire to save as much as possible in the volume of metal required. when filling the bath. When the sides of the wall have recesses for receiving the heating elements, the recess is formed to facilitate the entry of eddy currents to the heating elements. Of course, the walls of the passage can be spaced as far apart as desired, but those parts of the wall which provide heat must comply with the limitations cited above.
Auxiliary heating elements can be mounted further away from this passage for the purpose of thawing the entire bath metal.
De.s embodiments of the invention are described below purely by way of example, with reference to the accompanying schematic drawings, in which: Figure 1 is an elevational view with partial sections of a plant for treatment continuous length of fabric and a form of the heater for the fabric.
Figure 2 is a detail view showing the fabric passing through another form of fabric heater, and Figure 3 is a detail view showing the fabric passing through yet another apparatus for heating. the heating of the fabric.
Figure 4 is a section taken along line IV-IV of Figure 1.
Figure 5 is a partial section taken on the line V-V of Figure 1.
FIG. 6 shows schematically an alternative embodiment of the metal bath.
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FIG. 7 is a schematic of another embodiment of the metal bath.
According to Fig. 1, the continuous length fabric 1, shown in phantom, passes in the direction of the arrows on the steam cylinders 2 capable of heating the heavier fabric at the highest speed, to a temperature slightly above 70 C. The apparatus can also be used for lighter fabrics at slower speeds, overheating of the fabric not being serious because the temperature of the steam is not high (7 kg. depression).
According to FIG. 2 a modified device for heating the fabric consists of an envelope 3 through which the fabric 1 passes and in which hot air is expelled using a fan 4, the air temperature such that the device can be used for lighter fabrics at lower speeds without the risk of serious overheating.
According to Fig. 3 another apparatus for heating the fabric comprises pairs of electric radiant heating units arranged in opposition at distances along the fabric, the latter passing between the units of each. pair. The temperature of the fabric is controlled by switching units on and off as desired. The heated fabric 1 for dyeing passes over rollers 6 directly down into the vessel 1. containing the bath of molten metal; this container has a single entry passage at 7A and a single exit passage at 7B, the fabric bypassing the ground roll 8. The fabric then flows to the roll.9.
The upper part of the container .2 is widened; the surface of the molten metal being indicated by 10. The colorant is contained in an open-bottomed metal case 11A extending into the metal bath, and it floats as a layer 11 on the surface of the metal. fusion:
The liquor layer 11 at the top of the metal bath '1. is kept at a relatively small volume and as it is absorbed by the material, fresh liquor is continuously added thereto in order to maintain such conditioning of the liquor in said layer as Changes in temperature, volume and force which could adversely affect the process are avoided, and the make-up liquor is heated as it is supplemented with this layer.
Preferably the volume and strength of the liquor in this layer will be kept substantially constant.
In this way, the liquor is heated and then absorbed very quickly by the material. In this way, prolonged heating and therefore the formation of sludge are avoided, as explained below. Further, the temperature of the liquor is kept substantially constant and it is prevented from falling undesirably low.
In the example, the dye is supplied by a pump 12 from alum reservoir 13 through a pipe 14 to a heating reservoir 15 of small capacity. A supply valve 16 disposed in the pipe is electrically controlled (as described below) by the level of the liquor in the layer 11 on the surface of the metal bath 7. When the level of this layer 11 drops, the valve supply is opened to allow entry of more liquor into the heating tank 15, which forces the already heated liquor therein to overflow through a duct 14A to the housing. 11A, thus raising the level again in this layer 11.
The liquor in the heating tank 15 is heated by a coil 17 supplied with steam from a steam valve 18 controlled by a thermostat, the terminals 19 of which are located in this heating tank 15.
The liquor from the feed tank 13 is maintained at a relatively low temperature of about 25 ° C to 30 ° C and is heated to approximately 80 ° C as it passes through the heating tank 15. Thus it is not. at this relatively high temperature than during a
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period reduced before being absorbed by the fabric 1 passing through the metal bath.
The supply tank 13 can be replaced by the apparatus described in Belgian patent no. P.V. 32604.
The supply valve 16 is controlled by the level of the liquor layer 11, and this by the following arrangement:
A vertical tube (not shown) is introduced into the open-bottomed case 11A containing the layer of colorant above the metal surface 10. The liquor cases 11 can be held to an average depth of, for example, 30 cm. . With a fabric with a width of 125 cm. the relatively small amount of 2.25 to 4.50 liters of dye is used, compared to the 135 to 270 liters normally in use, for example in a dye tank.
The aforesaid tube is provided at its upper end with an insulating plug (not illustrated) traversed downwards by an adjustable metal rod 20, connected via a relay 21 to a battery 22, which is connected to the housing 11A. The relay 21 actuates said supply valve 16 which is connected to the relay by the conductors 23.
When the liquor layer 11 rises and comes into contact with the metal rod 20, the current closes the supply valve 16, and when the liquor drops below the metal rod 20 the supply valve 16 is opened. .
It has been found that the caustic solution of a dye 11 is capable of forming a surface foam; Since the foam bubbles act as conductors in the same way as the liquid, a small amount of turpentine is floated on the surface of the liquor 11, making and breaking contact with the lower end of the metal rod 2.
In another example, the liquor is fed by gravity or with the aid of the apparatus described in Belgian patent n; P.V. 32604 via a supply valve controlled by the level of the liquor layer 11. It then passes through a heater of any suitable kind and from there into the liquor layer 11.
As the efficiency of the heater and the absence of any local superheating of the liquor depend on the degree of liquor flow, and the flow of liquor may be required to be temporarily ceased, provision is made for a line 24 which connects housing 11A to line 14. so that pump 12 can draw liquor from layer 11 and discharge this liquor into line 14 which connects supply valve 16 to tank. heater 15. A circulation valve 25 provided in line 24 is electrically controlled by relay 21 which opens valve 25 when valve 16 is closed, and vice versa. In this way the flow of liquor is constantly maintained through the heater 15.
The steam supply to the heater 15 is controlled by the thermostat 19 located on the discharge side of the heater.
In some cases, it may be desirable to mount a valve 18 controlling the supply of steam, operated simultaneously and in connection with the supply valve 16. In this case, the thermostat will operate a valve or resistor adjusting the amount of steam. steam available when control valve 18 is open.
. As shown in Figures 1, 4 and 5, the bath container 7 has side plates 26, 27 arranged very close to one another. There is also a central partition 28, and the clean bath. is arranged between the elements 26. 27 and 28; it is obvious that the clean bath thus has a minimum volume, which requires a minimum quantity, of the metal at low cost, and a minimum of heating. @ and @ @ chaufie.
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The path of the fabric through the bath is indicated by the chain lines: 1A and 7B and heat is imparted to the metal at intervals throughout this bath by a series of steam tubes as shown in ± ± on either side of the fabric, between its single entry passage 7A and its single exit passage 7B. The steam for the tubes 29 is supplemented through a valve 30 controlled by a thermostat, the ± terminals of which are located in the molten metal of the bath 7. The metal intimately communicates heat to the fabric .1 without chemical cooperation with it. the material or the dye and it does not absorb the dye, while the metal is not absorbed by the fabric l.
It is also evident that in this way one can not only easily control the temperature of the process, but also the pressure applied to the fabric depending on the depth and specific gravity of the metal bath.
In this example, the width A of the passage is about 12.5mm, which allows efficient operation while requiring only a relatively small amount of metal. The passage has a general U-shape, with a vertical downward passage, a bottom roll bypass, and a vertical upward return passage, before leaving the metal. By keeping the passages practically vertical, one avoids the tendency for the material to float transversely to its length, which could cause it to stick or rub against the walls of the passages, the tendency to float being in the vertical and longitu- direction. ultimately to matter. The material can be centered in the passage by external guide rollers.
The tubes 29 extend transversely along the faces of the walls, being embedded therein flush with spaced intervals and on opposite sides of the passage. The distances B and C between the material 7B and the faces of the tubes 29 are approximately 6.5 mm.
According to an alternative embodiment, four passages in the form of a double -U can be applied above the rollers, the passages all being practically vertical.
According to yet another variant the centering of the material at the inlet and at the outlet of the bath can be done by passing the material between two vertically spaced guides which overlap in the vertical direction, the material thus being applied against the lower guide. by the upper guide and consequently automatically put in position.
According to Figure 6, a U-shaped passage is established by accommodating a series of superimposed horizontal rollers 40 between the opposing walls of a somewhat wider vertical trough 41. the rollers 40 being relatively close together. one from the other, but the concave space between each roller and the immediately adjacent one being filled by a housing 42 which contains heating means 43, resulting in an elongated U-shaped passage.
In this example, the lower roll 40 is smaller in diameter than the upper roll 40, the material thus being forced to deviate a reduced angle from the vertical at the inlet passage 7A, and, at the pitch. outlet 7B, also at a reduced angle from the vertical, the deflections being on opposite sides in opposite directions. In this way, there is a slight backflow of the floating component which forces the material to remain in contact with the rollers 40. The rollers can rotate freely or they can be positively driven and external guide rollers can be. added, if continuous and substantial contact with the rollers is desired.
In the example of FIG. 7, the treatment vessel comprises a roller 44 of relatively large diameter, surrounded by a housing or vessel 45 whose internal walls 45a come in close proximity to the roller 44, thus leaving a space D of about 12.5 mm. for the molten metal and determining a passage for the material. Material enters and exits near the top of roll 44. It has been found that the temperature of roll 44 should
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be approximately the same as the temperature of the molten metal, if it is to obtain uniform results. Therefore, the roll can be heated, either by allowing a portion of its surface to come into contact with molten metal, or by circulating molten metal through an annulus in the roll.
The heating of the molten metal is most satisfactorily carried out as described above, by making use of tubes embedded in the walls of vessel 45. Process liquors can float on the surface of the metal at the inlet and. for the output.
Two or more tissues or equivalent formations can be passed through the metal bath in parallel. If a dye bath is provided at the inlet, it may be common for fabrics or the like, but when it is desired to preheat fabrics or the like, this preheating is applied to each fabric individually. A common outlet bath can also be provided. Irrespective of this arrangement, however, it is desirable that each fabric or the like be treated individually.
It will be noted that the housing 11A has, at its lower part where it enters the metal, a width of the order of the width A of the passage of molten metal through the bath, ie 12.5 mm.
As indicated by dotted lines 32, the fabric 1 can be passed, in addition or alternatively to its passage through the layer 11, through a trough 33 in order to collect therein treatment liquor.
In this case, the level of the liquor in the trough 33 is kept constant and the liquor is replenished from a main tank (not shown). The trough 33 can be arranged to receive the fabric before it is heated by the rolls 2.
In the example, with the bath metal at 90 C to 95 C having a melting point of approximately 70 C and with a process liquor 11 floating on the metal at approximately 80 C to 85 C, the fabric 1 will be preheated so that on entering the treatment liquor, its temperature is such that taking into account the specific heat of the fabric 1 and the treatment liquor 11 and any thermal effect resulting from their mixture, the combined temperature of fabric .1 and liquor 11 will not be less than 75 C.
For example, a textile material 1 having a specific heat of 0.3 will absorb 130% by weight of 1.0 specific heat treatment liquor 11 at 80 ° C and will have to penetrate the 72 ° C treatment liquor if the combined temperature should be 78.5 C It is desirable to maintain the temperature of the metal bath at a maximum of approximately 90 C to 100 C, since at higher temperatures, with aqueous impregnation, vapor may form below the surface of the metal. metal and this can rise up through the metal bath and interfere with the uniform application of the dye, thus producing a streaky dye.
The temperature to which the fabric .1 can be safely heated depends on the circumstances, and in the case of materials initially impregnated with aqueous liquors the limit will be about 100 ° C, but in the case of dry fabrics, for example, the limit will be determined by the resistance of the fibers to deterioration. Usually a temperature of 120 C can be considered an extreme limit.
On leaving the bath 7, the fabric passes through a housing 34 entering the metal bath and containing a saline solution 35 which floats on the surface 10 of the molten metal. The saline solution is fed to the housing 34 by gravity, from a tank 36 heated by steam tubes 37, this -vapor arriving through the valve 38, controlled by a thermostat whose terminals 39 enter the tank 36. The saline solution in housing 24 is maintained at a constant level by overflow onto the surface 10 of the molten metal.
In a dyeing process of the aforementioned type, with vat or sulfur dyes, where hydroulphite is used, there may be
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the case that the hydrosulphite decomposition products attack the molten metal of the bath 1 and form a surface slurry 10 of the metal bath, which sludge and some metal may adhere to the fabric and hinder the dyeing operation.
According to the invention, an antioxidant, such as for example a reducing sugar, especially glucose, or a higher organic aldehyde, for example benzaldehyde, or tannic acid, is added to the vat or sulfur dye. It has been found that the addition of these substances prevents the formation of sludge
Any material passing through a metal bath tends to become coated with metal, unless the material contains sufficient moisture. In cases where the temperature of the metal is 100 ° C or less, at least approximately 80% by weight of moisture is required on the material to prevent metal adhesion. This percentage will however vary from material to material.
In the case where the temperature of the metal is above 100 C, i.e. 120 C, less humidity is required as a minimum to prevent metal adhesion, due to the boiling that occurs and the resistance to leaching. resulting metal absorption. Under these conditions satisfactory results were achieved with 60% by weight of humidity.
CLAIMS. l.- Device for the continuous treatment of materials in continuous length, characterized in that it comprises a treatment receptacle having an elongated narrow passage which passes through it and which serves for the passage of the material, the walls of this passage bearing the recessed or built-in main heating elements and these walls being spaced so that the distance between the material and the surface of any main heating element is not less than 3 mm. and no more than 25 mm.