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La présente invention concerne un appareil servant à griller des tie- sus et en particulier un procédé perfectionné pour griller des tissus en fibres synthétiques.
Différents appareils à griller ont été utilisés autrefois principale- ment-pour le finissage de tissus de coton. La plupart de ces appareils à griller présentent certains inconvénients , en particulier en ce qui concerne le maintien de températuresuniformes sur la surface du tissu. Avec l'apparition des tissus en fibres synthétiques, les difficultés du grillage se sont multipliées. Il faut non seulement atteindre des températures uniformes sur la surface du tissu syn- thétique,mais, et c'est là le point le plus important, il faut prendre des mesu- res pour empêcher le polymère fondu de se rassembler en perles sur la surface du tissu.
La présente invention a pour but de procurer un procédé de finissage de tissus et en particulier de tissus en fibres synthétiques présentant une pro- pension élevée à la formation de bouloches. L'invention a aussi pour but de pro- curer un appareil servant à griller uniformément la surface de tissus synthétiques sans permettre une accumulation de perles de polymère fondu. D'autres buts ressor- tiront d'une description plus détaillée de l'invention donnée ci-après.
On atteint les buts précités en prévoyant un nouvel appareil pour le finissage des tissus qui comprend en combinaison un cylindre métallique creux dont la partie inférieure est suspendue dans une chambre de chauffage et est en- traînée par friction par un dispositif d'entraînement placé à l'intérieur de cette chambre de chauffage, ce dispositif d'entraînement étant à son tour touril- lonné dans des paliers placés à l'extérieur de la chambre de chauffage, cette chambre comportant des dispositifs de chauffage montés de préférence uniquement dans les parois latérales parallèles au cylindre et dirigées vers ce dernier ainsi qu'un intervalle d'air qui séparer le cylindre de la chambre aux côtés,
aux extrémités et au fond de la chambre et un dispositif pour faire passer le tissu dans le sens inverse de l'avancement du cylindre en contact de frottement instan- tané avec la surface supérieure de ce cylindre. L'invention comprend également un procédé de finissage des tissus suivant lequel on amène un tissu en contact de frottement instantané avec la surface supérieure d'un cylindre métallique creux chauffé de façon uniforme qui tourne dans-le sens inverse de l'avancement du tis- su, et on règle la vitesse du tissu en fonction de la température de la surface du cylindre et l'angle de contact du tissu avec le cylindre de façon que seules les fibres de surface du tissu soient énlevées par un traitement de choc thermi- que sans destruction des fibres contenues dans la masse du tissu.
L'invention sera plus facilement comprise si on se réfère aux figures 1 et 2 des dessins annexés qui sont des vues en plan représentant respectivement un dispositif approprié pour griller un tissu en contact avec -Lui cylindre rotatif chauffé, et le détail d'un mécanisme servant à supporter et à faire tourner le cylindre chauffé pour obtenir une uniformité de température maximum.
La figure 1 représente un tissu passant sous des barres de tension 2 qui le tendent dans la mesure désirée. Ensuite, il passe sur un rouleau éta- leur 3 ainsi que sur le cylindre en acier chaud 4. La grandeur de l'angle de con- tact sur le cylindre chaud est déterminée par la position du rouleau fou 5 qui peut être réglé verticalement. On utilise également le rouleau 5 pour faciliter la mise sous tension du tissu lors du démarrage du dispositif, du fait qu'il est monté sur un bras de levier, commandé par de l'air comprimé et qu'il peut être facilement ramené de façon quels tissu ne soit pas en contact avec le cylindre chauffé. Des rouleaux de pinçage entraînés 6 commandent la vitesse de passage du tissu à travers la machine. Le four 7 débite une flamme de gaz uniforme 8 pour chauffer le cylindre qui est monté dans l'ouverture du four.
On obtient cet effet en faisant brûler le gaz sur les surfaces des deux parois latérales intérieures de la garniture en céramique poreuse 9 du four ,dans lesquelles, il est introduit par une tubulure non représentée.
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La figure 2 représente la combinaison spéciale d'éléments servant à supporter et à faire tourner le cylindre chaud pour obtenir une uniformité de température maximum. Le cylindre chaud 4 est supporté par deux rouleaux en acier inoxydable résistant à la chaleur 10, Ces rouleaux sont à leur tour supportés à l'extérieur de chaque extrémité du four entre un disque monté sur roulements 11 et deux roulements de support 12. Les arbres des rouleaux sont prolongés à une extrémité et comportent des pignons qui y sont fixés 13. Un pignon monté sépa- rément 14 engrène les pignons 13 pour faire tourner les rouleaux fous 10 et ainsi le cylindre chaud 4. Une roue à chaîne 15 est directement reliée au pignon 14 et transmet l'énergie motrice afin de faire tourner le dispositif au moyen d'une chaîne 16.
Un des avantages de la présente invention réside dans l'agencement de l'appareil suivant lequel le contact de frottement direct du tissu avec la surface du cylindre et la vitesse d'avancement du tissu sur le cylindre chaud en sens inverse permettent au polymère qui s'accumule sur le cylindre par suite du finissage de tissus synthétiques d'être complètement calciné pendant le proces- sus de grillage. Un autre avantage réside dans le fait que cet agencement de l'appareil permet de griller des tissus à des vitesses beaucoup supérieures à cel- les utilisées jusqu'à présent. Ces vitesses supérieures diminuent le risque d'une sublimation de la teinture lorsqu'on grille des tissus teints.
Un autre avantage est basé sur le fait que le choc thermique que le tissu subit au contact du cylin- dre chaud favorise la rentrée ou l'enroulement en queue-de-cochon des fibres lâches dans les interstices du tissu.
On atteint l'uniformité de température supérieure du cylindre chauffé suivant le procédé de la présente invention en partie en limitant les pertes de chaleur par la ligne de contact sur les surfaces de support des rouleaux. On éli- mine ainsi une perte de chaleur qui se produit à travers un arbre et des roulements refroidis à l'eau classiques, on contribue à l'obtention d'une température uniforme en utilisant un tube en acier inoxydable creux et en évitant des mandrins en étoi- le. On élimine les effets de formation de cannelures et de rides qui se présenteni souvent avec des grilleurs à flamme nue, dans la présente invention, en amenant le tissu directement en contact avec le cylindre, chaud.
Pour obtenir des résultats optimum, le tissu doit être en contact avec la surface supérieure exposée du cylindre métallique chauffé sur un arc d'au moins 10 , la longueur de l'arc, en augmentant, rendant plus uniforme la comman- de du grillage et améliorant de façon générale la quantité du tissu grillé. L'arc de contact peut être modifié conjointement avec la température de surface du cy- lindre chaud et avec la vitesse d'avancement du tissu sur le cylindre suivant le tissu particulier en cours de finissage. Un arc particulier approprié pour gril- ler des tissus synthétiques à l'aide du dispositif de chauffage préféré à pa- rois en céramique poreuse chauffées au gaz représenté sur la figure 1, va de 15 à 20 .
Toutes les températures citées dans cette description pour le cylindre chaud sont celles mesurées à l'aide d'un thermocouple à la surface extérieure du oy lindre. On a découvert qu'il faut régler la température du cylindre suivant la vi- tesse d'avancement du tissu ainsi que suivant la composition et la texture du tissi de façon à obtenir des résultats de grillage optimum.Ainsi par exemple,un tissu en téréphtalate de polyéthylène mélangé de coton ou de laine dans la proportion 65/35 peut être grillé de façon satisfaisante sur un cylindre dont la surface est à 1200 (649 C),tandis qu'un tissu en téréphtalate de polyéthylène à 100% de texture identj que doit être grillé à une température du cylindre de 600 à 700 F (316 à 371 C) pour empêcher une destruction du tissu.
On croit que cette différence est due à une teneur en humidité différente dans les deux tissus. Des tissus en adipamide de po- lyhexaméthylène à 100% peuvent être grillés à des températures du cylindre de 800 à 1200 F (427 à 649 C). Des tissus de coton et de laine sont généralement grillés à des températures comprises entre 800 et 1400 F (427 à 760 C). Les exigences de température de la surface du cylindre sont telles que les extrémités des fi-
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bres synthétiques et le duvet présent sur le tissu doivent être enlevés par frot- tement sur la surface du cylindre, et comme le cylindre tourne en regard des parois latérales de la chambre de chauffage,
la température doit être suffisamment élevée pour être supérieure au point de fusion des fibres de polymère synthétique de façon à amener l'accumulation de polymère fondu sur le cylindre à fondre et à s'écouler complètement vers le fond. de la chambre, en laissant la surface du cylindre entièrement exempte de polymère lorsqu'elle revient à nouveau dans sa position supérieure prête à entrer en contact avec une nouvelle zone de tissu en mouvement. Toutes les fibres composées de polymères qui ne fondent pas ou les fibres naturelles viennent en contact avec le cylindre à une température suffisamment élevée pour carboniser les extrémités des fibres et le duvet de façon que de petits morceaux des fibres carbonisées tombent du cylindre dans la chambre presqu'aussi rapidement que le tissu vient en contact avec la surface du cylindre chaud.
La différence de,température maximum mesurée transversalement par rapport à la longueur du cylindre chaud de la figure 1, lorsque la surface supérieure est à 1200 F (649 C) n'est que 40 F (22 C), ce qui constitue une amélioration substantielle de l'uniformité de température comparée avec les procédés connus et les appareils disponibles pour griller des tissus. Lorsqu'on utilise des roulements refroidis à l'eau, la différence de température à la par- tie supérieure du cylindre à la même température de 1200 F (649 C) atteint 200 à 300 F (111 à 167 C) ce qui aboutit à des variations plus importantes dans le fini et l'aspect extérieur des tissus grillés traités sur un appareil de ce gen- re.
La vitesse du cylindre chaud est avantageusement comprise entre 5 et 25 tours par minute, tandis que la plupart des tissus peuvent se déplacer en con- tact avec le cylindre à une vitesse de 100 à 300 yards par minute (91 à 274 m) pour des températures et les tissus particuliers décrits plus haut. Le cylindre métallique creux chauffé peut être fait d'un tube en acier inoxydable ou en tout autre type d'acier, en alliage d'acier ou. en fer pourvu qu'il résiste au chauffa- ge et au rechauffage aux températures spécifiées et qu'il conserve sa, surface lisse à ces températures pendant de longues périodes de temps.
Les deux rouleaux d'entraînement (les rouleaux fous 10) sur la figure 2 doivent de préférence être faits en un alliage d'acier résistant à la chaleur (tel qu'un acier au chrome- nickel du type 309-C) afin de résister à des températures même supérieures à celles du cylindre de grillage chaud, parce que ces rouleaux se dilatent de deux pouces (5 cm) en longueur pendant le chauffage du cylindre de grillage jusqu'à des températures d'environ 1200 F (649 C)
En plus de la chambre de chauffage en céramique poreuse chauffée au gaz représentéesur la figure 1, qui est mise dans le commerce par la Société "Holden Metallurgical Products Company",
On peut utiliser'd'autres dispositifs de chauffage pourv-u que la source de chauffage dirigée vers le cylindre de grillage creux ne soit pas appliquée sous forme de jets et ne soit pas concentrée ou appliquée à des zones limitées. La source de chauffage doit être appliquée de façon à élever et à maintenir la température du cylindre de grillage creux de façon uniforme D'autres dispositifs de chauffage utilisables comprennent un four chauffé par un foyer cyclone ou un four du type à impact.
On réalise l'uniformité de température obtenue sur la face du tissu dans la pratique de la présente invention en amenant le tissu en contact direct d'effleurement supporté avec la surface lisse en mouvement du cylindre chaud, qui maintient le tissu aplati pendant le grillage et pendant qu'il se trouve à sa température maximum, à l'encontre des appareils à griller connus à flamme ouverte qui chauffent le tissu non supporté et produisent des rides, et des sur- faces chaudes fixes connues qui amènent le tissu à être surchauffé dans certaines zones et à ne pas être grillé dans d'autres.
La présente invention peut être utilisée pour griller n'importe quel type de tissu composé de fibres naturelles ou synthétiques ou de mélanges de ces
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deux genres de fibres. Des exemples de tissus de ce genre comprennent les tissus en coton, lainerayonne, acétate de cellulose polyamides, téréphtalate de polyé- thylène, polymères et copolymères d'acrylonitrile, polymères et copolymères de chlorure de vinyle et de chlorure de vinylidène, et matières analogues. Le tissu peut être teint ou non teint avant le grillage.
La présente invention peut être appliquée à des tissus présentant une large variété de textures, telles que des shirtings, des tissus pour vêtements de femmes et enfants, pour vêtements d'hom- mes, pour vêtements de travail, etc., en particulier des tissus de fibres coupées ainsi que ceux ayant tendance à former des boulcohes et du duvet.
Les exemples suivants ne sont pas limitatifs mais illustrent des for- mes d'exécution spécifiques de la présente invention. Toutes les proportions sont exprimées en poids à moins d'autre indication. Les résultats apparaissant dans les exemples en ce qui concerne le numéro (count) de boulochage ont été détermi- nés sur des échantillons d'essai de tissu standard qui ont été soumis à un essai de formation de bouloches pendant 60 minutes dans l'appareil d'essai décrit par Baird, Legere and Stanley, Textile Research Journal ,26, 731 (Sept. 1956).
EXEMPLE Io-
On grille un shirting batiste composé de fils retors 65/35 téréphtalate de polyéthylène et coton sur le gril-leur à cylindre chaud des figures 1 et 2, la surface du cylindre chaud étant à 1200 F (649 C) et la vitesse d'avancement du tissu étant de 200 yards (183 m) par minute, et on le compare ensuite à des tis- sus commercialement achevés, grillés à 100 yards, (91,5 m) par minute à l'aide d'un grilleur à flamme nue Cet essai donne les résultats suivants :
EMI4.1
<tb> Grillage <SEP> au <SEP> Grillage
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<tb> cylindre <SEP> chaud <SEP> ordinaire
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<tb> Numéro <SEP> de <SEP> boulochage <SEP> 1,2 <SEP> 1,4
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<tb> Nombre <SEP> de <SEP> perles <SEP> fondues
<tb>
<tb>
<tb> (par <SEP> cm2 <SEP> de <SEP> surface <SEP> supé-
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<tb> rieure <SEP> du <SEP> tissu) <SEP> 62 <SEP> 372
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<tb>
<tb> Aspect <SEP> extérieur <SEP> très <SEP> lisse <SEP> lisse
<tb>
EXEMPLE II.-
On fait passer un shi=+ing madras composé de fils retors 100% polyca- proamide sur le même grilleur à cylindre ehaud à 1200 F (649 C) et on obtient une amélioration remarquable dE l'aspect extérieur par rapport aux échantillons gri lés à flamme nue.
On attribue cette amélioration à la remarquable réduction de la quantité habituelle de par les fondues à la surface du tissu.
EXEMPLE III.¯
On grille un shirting oxford composé de fils :retors 65/35 téréphtalate de polyéthylène et coton sur le même cylindre chaud à 1200 F (649 C) à une vitesse du tissu de 250 yards (2285 m) par minute et en le compare au tissu achevé com- mercialement grillé à raison de 75 à 100 yards (705 à 91,4 m) par minute sur un grilleur à flamme nue classique.
Cet essai donne les résultats suivants :
EMI4.2
<tb> Grillé <SEP> sur <SEP> un <SEP> Grillé
<tb>
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<tb> cylindre <SEP> chaud <SEP> commercialement
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<tb> Numéro <SEP> de <SEP> boulochage <SEP> 1,3 <SEP> 2,2
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<tb> Nombre <SEP> de <SEP> perles <SEP> fondues
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<tb>
<tb> (par <SEP> cm2 <SEP> de <SEP> surface <SEP> supé-
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<tb> rieure <SEP> du <SEP> tissu) <SEP> 76 <SEP> 380
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aspect <SEP> extérieur <SEP> lisse <SEP> légèrement <SEP> rugueux
<tb>
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EXEMPLE IV.-
On teint un tissu batiste composé de fils retors 60/40 téréphtalate de pôlyéthylène et coton avec une teinture dont la formule est propice à la sublimation.
On grille ce tissu sur le même cylindre chaud que dans l'exemple I. Une comparaison d'uniformité d'une lisière à l'autre et d'une extrémité à 1' autre n e montre aucune sublimation de la teinture ou autre changement de nuance résultant du processus de grillage.
EXEMPLE V. -
Des échantillons du même tissu que dans l'exemple IV sont soumis à un essai de boulochage et les résultats des échantillons traités sur le cylindre chaud d'une extrémité à l'autre et d'une lisière à l'autre montrent une uniformité' parfaite d'un taux de 1,0 cloque. Des échantillons du même tissu grillés sur un grilleur ordinaire standard à la flamme nue donnent des numéros de boulochage variables de 1,5 à 2,0
La présente invention présente beaucoup d'avantage vis-à-vis de la technique connue. On a découvert que des tissus qui ont tendance à boulocher peuvent être chauffés superficiellement à certaines températures critiques pcur éliminer ou réduire fortement le boulochage. Il est cependant nécessaire de ne chauffer que la surface du tissu et non la masse principale des fibres.
La pré- sente invention apporte un procédé simple, économique, et très efficace pour atteindre ce but.
Il est clair que la présente invention n'est pas limitée à la descrip- tion qui précède mais que de nombreux changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS.
1.- Appareil à griller caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre métallique creux, dont la partie inférieure seulement est suspendue dans une chambre de chauffage, un dispositif de friction dans la chambre ;le chauffage pour faire tourner le cylindre creux, un dispositif pour entraîner le cylindre creux comprenant une paire de rouleaux supportés sur des roulements qui sont placés à l'extérieur de la chambre de chauffage, des dispositifs de chauffage dans la chambre de chauffage le long des côtés de cette chambre parallèles au cylindre métallique creux et dirigés vers celui-ci, un intervalle d'air étroit séparant lé cylindre des côtés de la chambre, et un dispositif pour faire passer un tissu en contact de frottement avec la surface supérieure uniquement du cylindre métal- lique creux.