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BREVET D'INVENTION "Procédé de teinture d'étoffes comprenant des fibres de polyesters"
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La présente Invention concerne un procédé pour'effectuer la teinture de fibres synthétiques et de feuilles ou pellicules synthétiques, en particulier quand elles sont incorporées dans une étoffe qui est constituée par exemple soit entièrement, soit en partie par des fibres de polyesters, par exemple de "Dacron, "Kode", "Vycron", etc. ou dans une feuille se composant d'une substance synthétique comme une feuille de "Milar".
Jusqu'ici la teinture des matières synthétiques du type ci-dessus à la pression atmosphérique et à des températures infé- rieures à 100 C nécessitait un cycle de teinture de l'ordre de
25 heures, dont 6 heures étaient utilisées pour le traitement chimique destiné à enlever les cires et les huiles d'apprêt ajou- tées pendant le processus de tissage des fibres sous forme d'étoffe.
Toutefois, la durée de la teinture peut être réduite d'une façon appréciable dans une proportion de- 35 % ou- plus en ajoutant des véhicules chimiques au bain de teinture. Ces véhicules semblent entraîner-le colorant à partir d'une dispersion aqueuse pour¯¯ - - - - l'appliquer'aux fibres et¯semblent ainsi déranger l'équilibre entre le bain de teinture -et les fibres en faveur--de 1'absortpion du colorant par les fibres synthétiques. En outre, même en uit- lisant de tels véhicules¯qui sont coûteux, la teinture se poursuit d'une façon extrêmement lente, le cycle de teinture étant de l'ordre de 8 à 16 heures par charge de colorante- En outre, 1'uti- lisation de tels véhicules pose de nombreux problèmes en ce qui concerne leur manipulation et leur élimination.
Il est géné- ralement très désagréable de travailler avec ces véhicules, étant donné qu'ils dégagent une odeur désagréable qui nécessite l'utili- sation de moyens spéciaux pour la ventilation de l'immeuble dans -lequel ils sont utilisés.. Egalement, ces véhicules sont toxi- ques et inflammables. En outre, un traitement coûteux est néces- saire pour pouvoir les jeter comme déchets. Après leur-utilisation, on ne peut pas simplement verser ces véhicules dans les voie? naturelles sans les traiter, -étant donné qu'ils rendraient ces voies, comme des rivières, insalubres.
On sait qu'à des températures sensiblement supérieures à 100 C on peut considérablement réduire la durée du cycle de tein- ture et qu'on peut opérer sans ajouter de véhicules chimiques Par conséquent, dans le domaine de la teinture des substances
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chimiques, on sait depuis longtemps qu'un procédé de teinture à des températures relativement élevées est souhaitable, dans lequel,.- l'un des avantages est, entre autres, que les substances synthé-.: tiques ont une plus grande affinité pour le colorant à ces tem- pératures élevées.
Jusque ici, on a essayé souvent de mettre au point un tel prccédé à température élevée et un appareil approprié pour le mettre en oeuvre. Le procédé connu, qui a eu le plus grand- succès jusqu'ici, consiste à enrouler l'étoffé sur elle-même autour '- d'un cylindre perforé en la soumenttant à une tension et à soumettre la matière tendue aux colorants dans des conditions de* température et de pression élevées, tout en faisant couler la liqueur de- teinture à travers l'étoffe- -Au cours d'une telle opération iLétait courant en pratique de faire alterner l'écoulement de la liqueur de teinture à travers l'étoffé,
c'est-à-dire de faire couler la liqueur dans un réservoir à travers l'étoffé du coté interne vers le côté externe, puis d'inverser le sens d'écoulement
Ce processus n'a eu qu'un succès limité et cecr pour plusieurs raisons. 1-tune de ces raisons est-que l'étoffe doit rester à l'état tendu pendant tout le processus de teinture. Ainsi, -on doit prendre des précautions supplémentaires pour s'assurer que- l'étoffe enroulée-autour du cylindre ne soit pas froissée car ¯ sinon les plis seraient fixés définitivement pendant la teinture.
En outre, la tension- de 1'enroulemetn a une- importance primor- diale, en ce sens qu'un-enroulement trop serré se traduit par une surcharge de la source d'énergie et inversement un enroulement trop peu serré se traduit par un endommagement de la... matière.
Egalement, l'étoffe a tendance à être teinte d'une facon irrégulière sur sa longueur et sa largeur ? cet état est connu sur le marché sous le nom de manque d'unisson du colorant. Cet état est dû en partie à l'action de filtration des diverses cou- ches de l'étoffe (ainsi seule une étoffe tissée à texture lâche peut être teinte par ce procédé et une étoffe tissée à texture serrée ne peut pas être teinte de cette façon) et en partie à la pénétration irrégulière du. colorant dans et autour -des- fibres provoquée par les caractéristiques-de pression-de l'écou- lement du fluide à travers les couches d'une étoffe de grande largeur.
Finalement, -un phénomène appelé "Moiré" se manifeste parfois pendant la teinture et par suite toute l'étoffe teinte doit être jetée ou teinte à nouveau. Egalement, le chargement
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de ces machines est compliqué et long. En outre, la dimension . du lot est limitécpar les facteurs ci-dessus et par le poids et le tissage de l'étoffe, Dans une machine d'un autre type connu, l'étoffé est enroulée en une ou plusieurs épaisseurs et en grande largeur autour d'un croisillon supportant des tiges qui supportent à leur tour 1'-étoffe. En conséquence, le croisillon est mis en¯ rotation en déplaçant l'étoffe lentement à travers la liqueur de teinture. Sous cette forme également l'étoffe doit être tendue en grande largeur.
Les inconvénients d'une teinture de cette façon sont analogues à ceux sus-mentionnés. Des marques d'adhérence sont également produites dans l'étoffe.
Avant la présente invention, on pensait également qu'un appareil de teinture d'une étoffe synthétique à une tempé- rature élevée et sous pression sous forme de torons en boyaux à fêtât détendu serait prohibitif, non seulement du point de vue du prix, mais également du point de vue de l'application pratique.
Les spécialistes pensaient généralement qu'une étoffe teinte dans ces conditions sous forme de torons en boyaux à l'état détendu présenterait des plis et des cassures qu'il serait impossible d'éliminer au cours des opérations de traitement ultérieures.
Par conséquent, la présente invention a notamment pour but de fournir : - Un procédé de teinture à haute température d'une étoffe synthétique dans lequel on fait passer l'étoffe traves son bain de teinture sous forme de torons en boyaux à l'état détendu - un procédé pour la teinture à hautetempérature d'étoffes synthétiques dans lequel le temps nécessaire pour l'exécuter est fortement réduit par rapport au temps nécessaire avec les procédés connus ;
un procédé perfectionné de teinture d'étoffes synthétiques dans lequel l'application de véhicules est supprimée ; - un procédé perfectionné de teinture à haute tempé- rature d'une étoffe qui n'est constituée qu'en partie par une fibre synthétique,
Egalement , suivant le nouveau procédé de teinture de la présente'invention, dans la cas d'étoffesqui sont cons- tituées en totalité ou en partie parles fibres synthétiques, ainsi
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que des feuilles ou pellicules d'une matière synthétique comme le "Dacron", "Kodel", "Vycron", "Milar", etc.,il est possible d'éliminer le stade précédant la teinture appelée "dégommage", opération qui consiste à enlever les huiles et cires,
ainsi que d'autres substances nuisibles, ajoutées pendant le processus de tissage, afin de le faciliter, excepté dans le cas des étoffes qui nécessitent un traitement supplémentaire après la teinture pour les rendre imperméables.
-La Demanderesse a trouvé qu'au cours de la teinture à haute température,-suivant la présente invention, en ajoutant un détergent non ionique au bain de teinture, et dans des conditions de températures élevées, les huiles et cires sont émulsionnées et sont maintenues en émulsion, ce qui limite la quantité qui peut rester sur l'étoffe , mais elles sont réparties d'une manière si régulière qu'elles n'affectent par la vitesse d'absorption du colorant de chaque fibre due à des concentrations localisées de ces huiles et de ces cires.
En outre, les plis et cassures, qui. se produisent souvent dans les matières qui sont teintes conformément aux procédés actuels sont éliminés par le passage rapide de cette-matière à travers le bain de teinture , lorsqu'il est maintenu à des températures sensiblement supérieures à 100 C
La présente invention a encore-pour but:
- non seulement d'éviter la possibilit鯯d'une formation de plis défintifs dans l'étoffé, mais de réduire sensiblement le temps- nécessaire pour effectuer la--teinture, ainsi que son--- --- prix, en éliminant l'addition de véhicules chimiques et Ies frais occasionnés parla manipulation et l'élimination ¯de ces véhicules ; de fournir un moyen de tenture à haute température qui perme (avec certaines modifications) d'utiliser un appareil de teinture classique et qui permet d'effectuer avec ce dernier la teinture de toute matière synthétique , sans qu'elle soit limitée par la texture serrée du tissage ou par la qualité d'ab- sorption du colorant, et de fournir une "égalisation" uniforme du colorant.
On atteint les buts,caractéristiques et avantages-- ci-dessus en colorant à haute température une étoffe se composant entièrement ou en partie-d'une manière synthétique par exemple
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de "Decron", "Kodel", Vycro"n "milar",etc contrairement au pro- cédé connu, en faisant passer l'étoffe sous forme de torons en boyaux détend-as à travers un bain de teinture maintenu à une---¯ température sensiblement supérieure à 100 C On le réalise en maintenant le bain de teinture sous pressin dans une chambre étanche à la pression.
pour accélérer le processus, on.peut préalablement chauffer le bain de teinture à la pression atmos- phérique jusqu'à vne température comprise entre 38 C et-10000 et on peut faire circuler la boucle formée par le orou en boyau détendu de l'étoffe à travers le bain de teinture pendantqu'il est porté â température. Ensuite, le bain de teinture préalable- ment chauffé dans lequel se trouve l'étoffe sous forme de torons en boyaux détendus est placé dans une chambre sous pression dans laquelle la température du bain de teinture est portée à un degré sensiblement supérieur à 100 C, par exemple à une température comprise entre 116 C et 124 C.
Par conséquent, 1'in térieur de 1'enceinte sous pression est maintenu sous une pres- sion suffisante pour assurer le maintien de la température élevée nécessaire du bain pendant la période de teinture. Lorsque la température est atteinte, on fait passer alors'l'étoffé sous forme de torons en boyaux détendus à travers le bai de teinture jusqu'à ce que la teinture soit achevée. Au cas où l'étoffe se compose en partie d'une substance non synthétique, la partie formée par la subsance non synthétique est soumise à une tein- ture ultérieure à la pression atmosphérique et à une tempéra- ture élevée dans le même bain de teinture ou appareil de char- gement.
Selon une caractéristique de la présente invention, on peut teindre 1'étofe synthétique en la faisant passer sous forme de torons en boyaux détendus à travers un bain de teinture ¯maintenu à une température élevée et sous une pression supérieure à la pression atmosphérique sans, .froissement, ni cassure.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention- ressortiront de la- description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif , mais nulle- ment limitatif, plusieurs formesde réalisation de l'invention.
Sur ces dessins :
La figure 1 est une coupe transversale à plus grande
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échelle d'un récipient éta e à la pression dans le-quel est
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installée une cuve de teir 'e la coupe étant faite immédiatement en dedans de la porte da cigieyt, et une partie de 3a cuve étant en arrachement ;, la figure 2 e une coupe longitudinale à pins-petite#### échelle suivant la 1j'ie 2-2 de la figure 1 ; -- la figure 7 est -un schéma d'un. système-d-e. r-aile mtil:t- ples permettant 1' mission du support du tissu dans -la cuve
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de teinture à l'e-,érieur du récipient résistant à la pression, et le déchargeJ::l6';; de- la cuve de teinture à 1 'l-eXtérieur du récipient après la teinture ;
la firue 4 estune vue en bout à plus petite échelle- montrant le de d'introduction de la cuve de teinture dans le récipient r' distant à la pression. rivant la présente invention, on prépare- tout d'abord- les étoff s synthétiques, par exemple des étoffes du type polyeste , comme le "Dacron", "Kodel", "Vycron", etc. à 1'état grège, -=..eu pour u traitement classique . On fixe ensuite
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l' "'.' -fe à cLaud sur n'importe quel type classique de machine si thennofixage soit à 14-état grège, scit après dégommage.
On charge ensuite 1-r-é tof f e dans une cuve-de teinture de préférence à un poste de travail qui se trouve à l'extérieur de la chambre sous pression, qui doit être utilisée pour la ' teinture conformément, à la présenta invention. Suivant la présente invention, l'étoffe est chargée sous la forme de torous en boyaux détendus, soit sous forme de torons individuels,soit
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sous forme de taro!':..; cousus bout-à-bout pour forcer un toron sans fin qui Pei=± être'chargé sur des dispositifs 3 ítroduction appropriés s3 : îorne hélicoïdale ou. sous forme de boucle sans fin.
De préférence, la température de -la solution du bain
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le teinture est portée- entre 38 C et 82 C à la pression ¯ - - - -atmosphérique à un endroit situé à 1extérieur ¯du récipient
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sous pression. Lorsque le colorant est dissous dans la dolut2-6îi-- du bain, on peut faire circuler l'étoffe chargée sous forme
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-de torons en boyaux détendus à travers le bain de teinture,-à .
mesure que ce dernier-est porté à la température comprise entre 3800 et 82 C Au. cours de ce stade, l'étoffé est partiellement
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teinte, en sséliorsnt ou réduisant ainsi la dorée de teinture nécessaire par ailleurs en ut-4.lisant de tels bains de teinture, dont un pourrait être utilisé dans le récipient sous pression
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pour effectuer la teinture à haute température, tandis que l'autre est chargé et préalablement chauffe pour effectuer la tein- ture initiale ou partielle du cycle de teinture.
De cette façon, on obtient un procédé de teinture presque en contins, en ce sens
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que pendant aucune ère ; toffe est teinte dans le récipient sous pression, .une autre charge est préparée pour l'introduire dans le récipient sous pression.
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Avec le bain de teinture préG.¯î.4$ïe:e chauffé et l'étoffe chargée dans ce dernier sous une torse de torons en boyaux, et lorsque l'étoffé est partiellement .teinte, la cuve est introduite dans la chambre sous pression et cette dernière est fermée d'une façon étanche à la pression.- - 'On introduit ensuite de la vapeur d'eau. dans la chambre hermétiquement fermée pour porter la température du bain de teinture à plus de 100 C et la. pression au-dessus de la pression atmosphérique pendant que la cuve de teinture est en fonction-
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nement. On a découvert qu'une température optim.-ile pour effectuer une teinture optimale est comprise entre 115 (} et 124 C à une pression d'environ 1,2 bar.
Dans ces conditions de température et de pression, le cycle de teinture commence pendant que l'étoffe, sous forme de torons en boyaux à l'état détendu passe à travers le bain de teinture. La température et la pression régnant dans- la chambre sont maintenues en réglant des vannes appropriées de commande de la vapeur d'eau, et le cycle de teinture est poursuivi pendant le temps nécessaire pour atteindre la nuance voulue, d'une façon générale pendant 1 heure et dénie. Si on le désire, on peut utiliser un bâtonnet d'échantillonnage auquel un échan-
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..t:i.1:];en-de l'étoffe est fixé pour déterminer le moment ou la nuance voulue est obtenue et le degré d'épuisment de la liqueur de teinture.
. Lorsque le cycle de teinture est achevé, on interrompt
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3cdmissioa de la vapeur d'eau et on admet de l'eau froide dans le bain pour le refroidir< Au cours du refroidissement du bain, il est indispensable de maintenir la température du bain
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au-dessous du- point d'éclair afin d'empêcher le bain de bouillir et de provoquer un emmêlement On y parvient en réglant la pres- sion régnant dans la chambre sous pression- la pression est ensuite progressivement réduite en fermant la vanne de commande de la vapeur d'eau, et en ouvrant finalement la vanne d' éva- cuation de la chambre sous pression, après avoir refroidi le bain de teinture à 100 C. La cuve de teinture est continuellement en fonctionnement pendant le procédé.
L'additio de l'eau. pour le refroidissement provoque une élévation du niveau de la liqueur deteinture dans la cuve, mais ceci est réglé par un tube de déversement et la quantité en excès est évacuée par des purgeurs de vapeur d'eau.
Si nécessaire, on peut ajouter du colorant pendant la teinture au moyen d'un petit récipient auxiliaire équipé de vannes appropriées pour régler la pression et le débit du colorant ajouté.
Arès le relâchement de toute la pression depuis la cham- bre sous pression¯,onouvre son élément de fermeture et on retire la cuve de teinture et la place à un poste situé à l'extérieur de la chambre.
Si on le désire, la cuve peut continuer à fonctionner au poste extérieur, soit pour achever la teinture des fibres non synthétiques ou autres fibres de l'étoffé, soit pour effec- tuer un lavage et un déchargement.
On peut alors répéter le processus de chargement initial, ainsi que le cycle de fonctionnement.
Dans un processus préféré, il est souhaitable de prévoir plusieurs cuves de teinture de façon à pouvoir charger une cuve et la faire fonctionner à l'extérieur de la chambre sous pression pendant qu'une autre cuve fonctionne à l'intérieur de la chambre. Ainsi, le chargement, le déchargement et la tein- ture peuvent être exécutés simulanément de manière à accélérer l'opération de teinture globale.
Une forme de réalisation préférée d'un appareil permettant de mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus pour une application industrielle est représentée sur les dessins annexés.
En se référant plus partcuclièrement à la.figure 1, un cylindre étanche à la pression 10, reposait par exemple sur un berceau de support 10', joue le rôle du récipient ou chambre sous pression dans lequel est placée une cuve de teinture semi
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cylindrique'11 de construction nouvelle. A ce propos, il y a lieu de roter qu'il est particulièrement commode de monter cette cuve-sur des roues 12 qui sont destinées à rouler sur des rails 13 prévus au fond du récipient 10 pour permettre 1'in- troduction et 1'enlèvement faciles de la cuve dans et hors du cylindre, en faisant tout simplement rouler cette cuve sur les rails.
Le récipient résistant à la pression 10 comprend en outre des conduites d'alimentation 14, 15 et 16 assurant respectivement l'arrivée de la teinture, de 1'eau et de la va- peur d'eau. Une plaque perforée 17 peut également être placée dans le sens de la longueur de la cuve pour empêcher la matière de flotter contre les canalisations de distribution et surtout de venirau contact de la teinture concentrée.
Une bobine 18 du type à fentes réservée à 1'étoffe- et de ¯préférence de tonne elliptique est montée sur un axe rotatif 19 au-dessus de la cuve 11, cet axe étant supporté à cet effet pour tourner sur une plate-:forme 20 et s'étendant -suivant une -ligne -excentrée immaginaire dans le sens de la longueur de la cuve. En outre, l'axe 19 est relié à une source d'énergie, telle qu'un moteur électrique 21 (figure 2) pour le faire tourner, cette source ou moteur se trouvant en général à l'extérieur de la cuve, comme représenté.
Le terme "étoffe", tel qu'on l'utilise dans la pré- sente demande, désigne une pièce d'étoffé ou des torons en 'boyaux constitués entièrement ou en partie par des matières syn- thétiques. Il convient de noter que l'étoffé est placée sur la bobine à fentes sous la forme de torons 22 en boyau= détendus.
Au cours de la teinture, une-pièce d'étoff est introduite dans le bain de teintue 30 -sous la tonne d'une boucle sans fin 22 se déplaçant dans une direction.
Un cylindre fou 23 du type à fentes est porté- par un autre axe rotatif 24 qui est monté sur une plat(--forme 25 fixée à la cuve et il est disposé transversalement à. la bobine 18 au-dessus de la cuve 11 Le cylindre 23 ¯peut être mis en rotation par la'boucle formée par les torons 22 de 1'é- toffe proprement dite ;
mais il est de préférence entraîné. mécaniquement, en étant par exemple relié à l'axe 19 par ]... inter- médiarie d'une chaise de transmission 26 située à l'extérieur
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'de la cuve 11 Un pliage intermédiaire des torons ou boucles 22, commereprésenté sur la figure 1, est alors effectué à mesure que l'étoffe passe de la bobine 18 vers le fond de la cuve dans la liqueur de teinture. comme représenté, la cylindre 10 présente un orifice
27 et un ou plusieurs détendeurs 28, ainsi qu'une soupape casse-vide 28'.'En outre, il est également prévu u tube exté- rieur 29 de prélèvement d'échantillons qui débouche dans le bain de teinture 30.
La cuve 11comporta également un ouplusieurs con- duits de vidange, comme celui désigné par 32, dont-une extrémité est située au-dessous d'un double fond 33 de la cuve ; son autre extrémité étant reliée à une gouttière 34 de déversement de trop- plein par exemple par une conduite 35 servant à acheminer le trop-plein de la liqueur dans cette gouttière.
D'autre part, le récipient sous pression 10 comprend une porte étanche à l'air 36 (figures 2 et 3) qui est montée de façon appropriée à une extrémité du récipient, et qui est fermée hermétiquement pendant le fonctionnement.
Sur la figure 2, l'étoffé est représentée comme étant - divisée en plusieurs toron---sans fin 22 en boyaux 13 '-une- ou plusieurs pièces, les- torons 22 étant montés sur la bobine 18 etsur le cylindre fou 23 et disposée de façon à plonger dans le bain de teinture 30. Cependant, les torons de l'étoffe peuvent être tonnés par une seule pièce ou par plusieurs pièces.
Après avoir fermé hermétiquement la porte 36 du récipient sous pression, on élève la température du bain 11 jusqu'au degré voulu, par exemple 121 C dans le cas du "Dacron", en introduisant la vapeur d'au par la--conduite d'addition 16 dans le récipient hermétiquement fermé.
Ensuite, on excite le moteur 21 pour faire avancer rapidement (50 mètres-par minute) la matière à travers ledit bain sous forme de torons en boyaux détendus jusqu'à ce qu'on obtienne la nuance voulue. la source d'énergie 21, comme sus-metionné, peut être supportée par le récipient sous pression, de préférence à l'extérieur comme représenté et elle est reliée à l'axe 19 par u presse-étoupe et un embrayage à griffes 38 pour assurer ¯¯¯¯¯ la transmission de force,
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Des tiges ou 'barres 39 montées en forme de peigne sont également prévues, de façon que chaque toron passe entre
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une série de ces tiges, afin d'éviter ainsi 'Wl e#ltl.ent pen- dant le passage dans le bain de teinture.
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Les extrémités des torons respectifo de l'étoffé sont rattachées pour former une boucle continue sans fin, -qui--:pssse-ensu;1:te-m la bobine rotative 18 et sur le cylindre fou 23 comme représenté. Cependant, 1s forme de -la bobine n'a pas une importance primordiale ; mais il est préférable qu'elle soit à même d'empêcher un glissement de 3' étoffe et d'assurer ainsi l'uniformité des plis.
En pratique, 1'étoffe est montée sur la bobine et sur le cylindre fou et la cuve est remplie avec la liqueur de teinture. La température du bain de teinture est alors portée entre 82 et 100 C par exemple à un poste situé à l'extérieur- du récipient sous pression. Bégaiement, en se référant aux fi- gares 3 et 4, l'étoffe est montée sur la cuve par exemple au
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poste âr comme sus-mentionné, pour passer ultéri-eurement à travers la cuve 11 ¯La cure est supportée par ses roues 12 et roule sur les pistes 40 qui s'étendent au voisinage des pistes 13 et
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parallèlement à ces r.1erzrrères (non représentées} situées dans le cylindre 10.
Un chariot 41 est destiné à se déplacer sur des pistes 42, grâce à des roues de support 43 (après avoir reçu la cuve de teinture 11) pour introduire ladite cuve à l'in- térieur du récipient sous pression 10. Les rails 42 s'étendent dans ce but perpendiculairement aux rails 40 et une piste
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interaediairs 44 eat prévue szx le r2!::.ipient sons pression 10 et est alignée avec les pistes 13 (non représentées) situées dans ce dernier. il est bien entendu qu'on peut -avoir ;
recours à d'au- tres moyens (non représentés) pour transférer les dispositifs
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de teinture dans l'appareàl de teinture et hors ce ce dernier, par exemple des ;:ono:ral1s des roulettes pivotantes, etc. à la place dez--V*14..e *p""l1tées.¯- Lorsque la teinture effectuée à haute testpérature dans le r6cipient ou chambre eous pression est achevée et que la cuve de tainture doit être -retirée, cette dernière est déplacée
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au-delà du récipient sous pression sur la voie 44, ce au chariot 41 après avoir'réduit la'pression et la température et elle peut/ ensuite déplacée latéralement par le chariot pour 1'amoener sur une autre voie 40' -(qui se trouve sur le côté opposé du récipient sous pression),
en déplaçant le chariot en conséquence pour déposer la cuve. Naturellement, on peut introduire d'une façon analogue d'autres types de cuves de teinture. -
Au cas où l'étoffé , qui vient de subir . le cycle de teinture dans le récipient sous pression, contient également des fibres non synthétiques ou des fibres différentes d'un poly- ester, ces fibres peuvent être teintes au cours d'un cycle de teinture ultérieur à u poste extérieur enfaisant passer les fi- bres à travers le bain de teinture maintenu à une température élevée et à la pression atmosphérique. De cette façon, on peut teindre une étoffe contenant des fibres distinctes au cours d'une opération a deux stades dans le même appareil.
Naturellement l'invention n'est pas limitée aux tonne-; de réalisations décrites et représentées et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention.
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PATENT OF INVENTION "Process for dyeing fabrics comprising polyester fibers"
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The present invention relates to a process for carrying out the dyeing of synthetic fibers and synthetic sheets or films, in particular when they are incorporated into a fabric which is made, for example, either entirely or in part, of polyester fibers, for example of polyester fibers. "Dacron," Kode "," Vycron ", etc. or in a sheet consisting of a synthetic substance such as a" Milar "sheet.
Hitherto, the dyeing of plastics of the above type at atmospheric pressure and at temperatures below 100 ° C. required a dyeing cycle of the order of.
25 hours, of which 6 hours was used for the chemical treatment to remove waxes and finishing oils added during the process of weaving the fibers into fabric.
However, the dyeing time can be reduced appreciably by an amount of 35% or more by adding chemical vehicles to the dye bath. These vehicles seem to entrain the dye from an aqueous dispersion to ¯¯ - - - - apply it to the fibers and thus appear to upset the balance between the dye bath -and the fibers in favor of - 1 absorption of the dye by synthetic fibers. Further, even using such expensive vehicles, the dyeing proceeds extremely slowly, the dye cycle being in the order of 8 to 16 hours per dye charge. The use of such vehicles poses many problems with regard to their handling and disposal.
It is generally very unpleasant to work with these vehicles, since they give off an unpleasant odor which necessitates the use of special means for the ventilation of the building in which they are used. Also, these vehicles vehicles are poisonous and flammable. In addition, expensive treatment is required to be able to dispose of them as waste. After their use, we can not simply pour these vehicles into the tracks? natural without treating them, -as they would make these routes, like rivers, unhealthy.
It is known that at temperatures appreciably above 100 ° C. the duration of the dyeing cycle can be considerably reduced and that it is possible to operate without adding chemical vehicles. Therefore, in the field of dyeing substances
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Chemicals, it has long been known that a relatively high temperature dyeing process is desirable, in which one of the advantages is, inter alia, that synthetic substances have a greater affinity for the chemical. dye at these elevated temperatures.
Hitherto, attempts have often been made to develop such a high temperature process and a suitable apparatus for carrying it out. The known process, which has had the greatest success so far, consists in winding the fabric on itself around a perforated cylinder under tension and subjecting the tensioned material to the dyes in dyes. conditions of elevated temperature and pressure while flowing the dye liquor through the fabric - In such an operation it was practically common to alternate the flow of the dye liquor through the fabric. 'fabric,
i.e. to run the liquor in a tank through the fabric from the inner side to the outer side, then reverse the direction of flow
This process has had only limited success and failed for several reasons. 1-One of these reasons is that the fabric must remain in a stretched state throughout the dyeing process. Thus, extra care must be taken to ensure that the fabric wrapped around the cylinder is not wrinkled as otherwise the pleats would be set permanently during dyeing.
In addition, the tension of the winding is of primary importance, in the sense that too tight a winding results in an overload of the power source and conversely a too loose winding results in a too tight winding. damage to the material.
Also, the fabric tends to be dyed irregularly along its length and width? this condition is known in the market as lack of dye unison. This condition is due in part to the filtering action of the various layers of the fabric (thus only a loosely textured woven fabric can be dyed by this process, and a tightly woven fabric cannot be dyed this way. way) and partly to the irregular penetration of the. dye in and around the fibers caused by the pressure characteristics of the fluid flow through the layers of a wide fabric.
Finally, a phenomenon called "Moiré" sometimes occurs during dyeing and therefore all the dyed fabric has to be discarded or dyed again. Also, loading
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of these machines is complicated and time consuming. In addition, the dimension. of the lot is limited by the above factors and by the weight and weaving of the fabric, In a machine of another known type, the fabric is wound in one or more layers and in great width around a spider supporting rods which in turn support the fabric. As a result, the spider is rotated by moving the fabric slowly through the dye liquor. In this form, too, the fabric must be stretched very wide.
The disadvantages of dyeing in this way are similar to those mentioned above. Traction marks are also produced in the fabric.
Prior to the present invention, it was also believed that an apparatus for dyeing a synthetic fabric at an elevated temperature and under pressure in the form of strands in slack guts would be prohibitive, not only from the point of view of price, but. also from the point of view of practical application.
It was generally believed that a fabric dyed under these conditions as gut strands in a relaxed state would exhibit folds and breaks which would be impossible to remove in subsequent processing operations.
Consequently, the object of the present invention is in particular to provide: A process for dyeing at high temperature a synthetic fabric in which the fabric is passed through its dye bath in the form of strands in guts in the relaxed state. - a process for the high temperature dyeing of synthetic fabrics in which the time required to perform it is greatly reduced compared to the time required with the known processes;
an improved process for dyeing synthetic fabrics in which the application of vehicles is eliminated; - an improved process for dyeing at high temperature a fabric which consists only in part of a synthetic fiber,
Also, according to the new dyeing process of the present invention, in the case of fabrics which are made wholly or in part by synthetic fibers, thus
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than sheets or films of a synthetic material such as "Dacron", "Kodel", "Vycron", "Milar", etc., it is possible to eliminate the stage preceding the dyeing called "degumming", an operation which consists to remove oils and waxes,
as well as other harmful substances added during the weaving process in order to facilitate it, except in the case of fabrics which require additional treatment after dyeing to make them waterproof.
The Applicant has found that during high temperature dyeing, following the present invention, by adding a nonionic detergent to the dye bath, and under conditions of high temperatures, the oils and waxes are emulsified and are maintained in an emulsion, which limits the amount that can remain on the fabric, but they are distributed in such a regular way that they do not affect the rate of absorption of the dye of each fiber due to localized concentrations of these oils and such waxes.
In addition, the folds and breaks, which. often occur in materials which are dyed in accordance with current methods are removed by the rapid passage of this material through the dye bath, when maintained at temperatures substantially above 100 C
The present invention also aims:
- not only to avoid the possibility of the formation of definitive folds in the fabric, but to significantly reduce the time required for - dyeing, as well as its --- --- price, by eliminating the addition of chemical vehicles and the expense of handling and disposal of these vehicles; to provide a means of hanging at high temperature which allows (with certain modifications) the use of a conventional dyeing apparatus and which makes it possible to dye any synthetic material with the latter, without being limited by the tight texture of the weave or by the absorbent quality of the dye, and to provide a uniform "equalization" of the dye.
The above objects, characteristics and advantages are achieved by dyeing at high temperature a fabric consisting wholly or in part synthetically for example
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of "Decron", "Kodel", Vycro "n" milar ", etc. contrary to the known process, by passing the fabric in the form of strands in gut slack through a dye bath maintained at a-- -¯ temperature appreciably higher than 100 C. It is carried out by maintaining the dye bath under a pressin in a pressure-tight chamber.
to speed up the process, the dye bath can be heated beforehand at atmospheric pressure to a temperature of between 38 C and -10 000 and the loop formed by the oror a relaxed gut of the fabric can be circulated through the dye bath while it is heated to temperature. Next, the previously heated dye bath in which the fabric is located in the form of relaxed gut strands is placed in a pressure chamber in which the temperature of the dye bath is raised to a degree substantially greater than 100 ° C. for example at a temperature between 116 C and 124 C.
Therefore, the interior of the pressure vessel is maintained under sufficient pressure to maintain the necessary high bath temperature during the dyeing period. When the temperature is reached, the fabric is then passed in the form of relaxed gut strands through the dye bay until the dyeing is complete. In the event that the fabric consists partly of a non-synthetic substance, the part formed by the non-synthetic substance is subjected to a subsequent dyeing at atmospheric pressure and at an elevated temperature in the same dye bath. or charging device.
According to a characteristic of the present invention, the synthetic cloth can be dyed by passing it in the form of strands in relaxed guts through a dye bath ¯ maintained at an elevated temperature and under a pressure above atmospheric pressure without,. wrinkling or breaking.
Other advantages and characteristics of the invention will emerge from the description which will follow, given with reference to the appended drawings and giving, by way of explanation, but in no way limiting, several embodiments of the invention.
On these drawings:
Figure 1 is a cross section at larger
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scale of a vessel at the pressure in which is
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installed a dyeing tank, the cut being made immediately inside the door of the cigieyt, and a part of the tank being torn away;, figure 2 e a longitudinal section with pins-small #### scale following the 1j 'ie 2-2 of Figure 1; - Figure 7 is a diagram of a. system of. r-wing mtil: t- plates allowing the mission of the support of the tissue in the tank
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dye inside the pressure-resistant container, and the dischargeJ :: l6 ';; from the dyeing tank to the outside of the container after dyeing;
Figure 4 is a smaller scale end view showing the introduction of the dye vat into the remote pressure vessel r '. In accordance with the present invention, synthetic fabrics are first prepared, for example polyester-type fabrics, such as "Dacron", "Kodel", "Vycron", etc. in the raw state, - = .. had for u conventional treatment. We then fix
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the "'.' -fe to cLaud on any conventional type of machine if thermofixing is in 14-raw state, scit after degumming.
1-r-tof fe is then loaded into a dyeing tank preferably at a workstation which is outside the pressure chamber, which is to be used for dyeing in accordance with the present invention. . According to the present invention, the fabric is loaded in the form of relaxed gut strands, either as individual strands or
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in the form of taro! ': ..; stitched end-to-end to force an endless strand which can be loaded onto suitable introductory devices s3: helical horn or. as an endless loop.
Preferably, the temperature of the bath solution
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the dye is brought to between 38 C and 82 C at atmospheric pressure ¯ - - - -atmospheric pressure at a place outside ¯ the container
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under pressure. When the dye is dissolved in the dolut2-6îi-- of the bath, the charged fabric can be circulated as
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-of strands in guts relaxed through the dye bath, -à.
measure that the latter is brought to the temperature between 3800 and 82 C Au. during this stage, the material is partially
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tinting, selecting or reducing the tinting color otherwise required by using such dye baths, one of which could be used in the pressure vessel
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to perform the dyeing at high temperature, while the other is charged and preheated to perform the initial or partial dyeing of the dye cycle.
In this way, we obtain an almost continuous dyeing process, in that sense
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that during no era; The fabric is dyed in the pressure vessel, another charge is prepared for introduction into the pressure vessel.
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With the preG.¯î.4 $ ïe: e dye bath heated and the fabric loaded in the latter under a torso of strands in gut, and when the fabric is partially extinguished, the tank is introduced into the chamber under pressure and the latter is closed in a pressure-tight manner. Water vapor is then introduced. in the hermetically sealed chamber to bring the temperature of the dye bath to over 100 C and the. pressure above atmospheric pressure while the dye tank is in operation -
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nement. It has been found that an optimum temperature for effecting optimum dyeing is between 115 (} and 124 ° C at a pressure of about 1.2 bar.
Under these conditions of temperature and pressure, the dyeing cycle begins as the fabric, in the form of relaxed gut strands, passes through the dye bath. The temperature and pressure in the chamber are maintained by adjusting appropriate steam control valves, and the dye cycle is continued for the time necessary to achieve the desired shade, generally for 1 hour. hour and deny. If desired, a sampling stick can be used to which a sample
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..t: i.1:]; the end of the cloth is fixed to determine when the desired shade is achieved and the degree of exhaustion of the dye liquor.
. When the dyeing cycle is completed, we interrupt
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3cdmissioa of water vapor and cold water is admitted to the bath to cool it <During the cooling of the bath, it is essential to maintain the temperature of the bath
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below the flash point in order to prevent the bath from boiling and causing tangling This is achieved by adjusting the pressure in the pressure chamber - the pressure is then gradually reduced by closing the control valve steam, and finally opening the pressure chamber exhaust valve, after cooling the dye bath to 100 C. The dye tank is continuously in operation during the process.
The addition of water. for cooling causes the level of the dye liquor in the tank to rise, but this is regulated by a discharge tube and the excess quantity is discharged by steam traps.
If necessary, colorant can be added during dyeing by means of a small auxiliary vessel fitted with suitable valves to control the pressure and flow rate of the added colorant.
After releasing all of the pressure from the pressure chamber, open its closure and remove the dye tank and place it at a station outside the chamber.
If desired, the tub can continue to operate at the outdoor station, either to complete the dyeing of the non-synthetic fibers or other fibers of the fabric, or to perform washing and unloading.
The initial loading process can then be repeated, as well as the operating cycle.
In a preferred process, it is desirable to provide several dye tanks so that one tank can be loaded and operated outside the pressure chamber while another tank is operating inside the chamber. Thus, loading, unloading and dyeing can be performed simultaneously so as to speed up the overall dyeing operation.
A preferred embodiment of an apparatus for carrying out the method described above for an industrial application is shown in the accompanying drawings.
Referring more particularly to Figure 1, a pressure-tight cylinder 10, for example resting on a support cradle 10 ', acts as the pressure vessel or chamber in which a semi-dyeing tank is placed.
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cylindrical'11 of new construction. In this connection, it should be noted that it is particularly convenient to mount this tank on wheels 12 which are intended to run on rails 13 provided at the bottom of the container 10 to allow the introduction and easy removal of the tub in and out of the cylinder by simply rolling the tub on the rails.
The pressure-resistant vessel 10 further comprises supply lines 14, 15 and 16 for supplying the dye, water and water vapor, respectively. A perforated plate 17 can also be placed in the direction of the length of the tank to prevent the material from floating against the distribution pipes and especially from coming into contact with the concentrated dye.
A reel 18 of the slotted type reserved for the fabric and preferably elliptical ton is mounted on a rotary axis 19 above the tank 11, this axis being supported for this purpose to rotate on a platform. 20 and extending-following an imaginary -excentred-line in the direction of the length of the tank. In addition, the axis 19 is connected to a source of energy, such as an electric motor 21 (FIG. 2) to make it turn, this source or motor generally located outside the tank, as shown. .
The term "fabric" as used in the present application denotes a piece of fabric or gut strands made wholly or in part from synthetic materials. It should be noted that the fabric is placed on the slotted spool in the form of strands 22 in gut = relaxed.
During dyeing, a piece of fabric is introduced into the dye bath 30 - under a ton of an endless loop 22 moving in one direction.
A slotted type idle cylinder 23 is carried by another rotary axis 24 which is mounted on a plate (- form 25 attached to the vessel and is disposed transversely to the coil 18 above the vessel 11. cylinder 23 ¯ can be rotated by the loop formed by the strands 22 of the fabric itself;
but he is preferably trained. mechanically, by being for example connected to the axis 19 by] ... the intermediary of a transmission chair 26 located outside
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'of the tank 11 Intermediate folding of the strands or loops 22, as shown in FIG. 1, is then effected as the fabric passes from the spool 18 towards the bottom of the tank in the dye liquor. as shown, the cylinder 10 has an orifice
27 and one or more pressure regulators 28, as well as a vacuum breaker valve 28 '. In addition, there is also provided an outer sample collection tube 29 which opens into the dye bath 30.
The tank 11 also has one or more drain pipes, such as that designated by 32, one end of which is located below a double bottom 33 of the tank; its other end being connected to an overflow discharge gutter 34, for example by a pipe 35 serving to convey the overflow of the liquor into this gutter.
On the other hand, the pressure vessel 10 includes an airtight door 36 (Figs. 2 and 3) which is suitably mounted at one end of the vessel, and which is sealed during operation.
In Fig. 2, the fabric is shown as being - divided into several strands --- endless 22 into casings 13 '- one or more pieces, the strands 22 being mounted on the spool 18 and on the idle roll 23 and arranged so as to immerse in the dye bath 30. However, the strands of the fabric can be thinned by one piece or by several pieces.
After having hermetically closed the door 36 of the pressure vessel, the temperature of the bath 11 is raised to the desired degree, for example 121 ° C. in the case of the "Dacron", by introducing the steam from through the pipe d addition 16 into the tightly closed container.
Then, the motor 21 is energized to rapidly advance (50 meters per minute) the material through said bath in the form of strands in relaxed guts until the desired shade is obtained. the energy source 21, as mentioned above, can be supported by the pressure vessel, preferably outside as shown and it is connected to the axis 19 by a stuffing box and a claw clutch 38 for ensure ¯¯¯¯¯ the transmission of force,
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Rods or bars 39 mounted in the form of a comb are also provided, so that each strand passes between
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a series of these rods, so as to avoid 'Wl e # ltl.ent during the passage in the dye bath.
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The ends of the respective strands of the fabric are attached to form an endless continuous loop, -which -: pssse-ensu; 1: te-m the rotating spool 18 and on the idle cylinder 23 as shown. However, the shape of the coil is not of primary importance; but it is preferable that it is able to prevent slippage of the fabric and thereby ensure uniformity of the pleats.
In practice, the fabric is mounted on the spool and on the idle cylinder and the tank is filled with the dye liquor. The temperature of the dye bath is then brought to between 82 and 100 ° C., for example at a station located outside the pressure vessel. Stuttering, referring to figures 3 and 4, the fabric is mounted on the tank for example at
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post as mentioned above, to pass subsequently through the tank 11 ¯ The cure is supported by its wheels 12 and rolls on the tracks 40 which extend in the vicinity of the tracks 13 and
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parallel to these r.1erzrrères (not shown} located in cylinder 10.
A carriage 41 is intended to move on tracks 42, thanks to support wheels 43 (after having received the dye tank 11) to introduce said tank inside the pressure vessel 10. The rails 42 s 'extend for this purpose perpendicular to the rails 40 and a track
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interaediairs 44 is provided szx the r2! ::. pressure vessel 10 and is aligned with the tracks 13 (not shown) located in the latter. it is understood that one can -have;
use of other means (not shown) to transfer the devices
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of dyeing in and out of the dyeing apparatus, for example;: ono: ral1s swivel castors, etc. instead of - V * 14..e * p "" l1tées.¯- When the dyeing carried out at high temperature in the vessel or pressure chamber is completed and the tainting vessel must be removed, the latter is moved
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beyond the pressure vessel on the track 44, this to the carriage 41 after having reduced the pressure and the temperature and it can / then moved laterally by the carriage to take it on another track 40 '- (which is located on the opposite side of the pressure vessel),
moving the cart accordingly to deposit the tank. Of course, other types of dye tanks can be introduced in a similar fashion. -
In case the stuffed, which just suffered. the dyeing cycle in the pressure vessel also contains non-synthetic fibers or fibers other than a polyester, these fibers can be dyed in a subsequent dyeing cycle at an outside station passing the fibers through. bres through the dye bath maintained at elevated temperature and atmospheric pressure. In this way, a fabric containing distinct fibers can be dyed in a two-stage operation in the same apparatus.
Of course, the invention is not limited to tonnes; of embodiments described and shown and is capable of receiving various variants within the scope and spirit of the invention.