Procédé de teinture d'étoffes comprenant en partie des fibres synthétiques
La présente invention concerne un procédé pour effectuer la teinture d'étoffes constituées en partie de fibres synthétiques, par exemple en partie par des fibres de polyesters, par exemple de Dacron , Kodel , Vycron , etc.
On sait que, à des températures sensiblement supérieures à 100oC, on peut considérablement réduire la durée du cycle de teinture et qu'on peut opérer sans ajouter de véhicules 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 synthétiques ont une plus grande affinité pour le colorant à ces températures élevées.
Jusqu'ici, on a essayé souvent de mettre au point un tel procédé 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'étoffe sur elle-même autour d'un cylindre perforé en la soumettant 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, il etait courant en pratique de faire alterner l'écoulement de la liqueur de teinture à travers l'étoffe, c'est-à-dire de faire couler la liqueur dans un réservoir à travers l'étoffe du côté interne vers le côté externe, puis d'inverser le sens d'écoulement. Ce processus n'a eu qu'un succès limité et ceci pour plusieurs raisons.
L'une 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 l'enroulement a une importance primordiale, 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 façon 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 couches de l'étoffe (ainsi seule une étoffe tissée à texture lâche peut être avantageusement teinte par ce procédé) et en partie à la pénétration irrégulière du colorant dans et autour des fibres provoquée par les caractéristiques de pression de l'écoulement du fluide à travers les couches d'une étoffe de grande largeur. Finalement, un phénomène appele Moiré se manifeste parfois pendant la teinture et par suite toute l'étoffe teinte doit être jetée ou teinte à nouveau.
Egalement, le chargement de ces machines est compliqué et long. En outre, la dimension du lot est limitée par les facteurs ci-dessus et par le poids et le tissage de l'étoffe. Dans une machine d'un autre type connu, l'étoffe est enroulée en une ou plusieurs épaisseurs et en grande largeur autour d'un croisillon supportant des tiges qui supportent à leur tour l'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 (voir
Bernard Praxis des Bleichens und Färbens von Textilien (Springer 1966) pages 92, 96, 97). Les inconvénients d'une teinture de cette façon sont analogues à ceux susmentionnés. Des marques d'adhérence sont éga- lement produites dans l'étoffe.
Une amélioration du résultat de la teinture d'étoffes, en particulier d'étoffes constituées en partie de fibres synthétiques, a été réalisée par un procédé dans lequel l'étoffe à teindre est mise sous forme de torons en boyaux détendus dans une cuve avec un bain de teinture, dont la température est élevée à une valeur entre 800 et 1000 C à la pression atmosphérique, le bain et l'étoffe en boyaux étant placés dans une chambre étanche à la pression, la température du bain de teinture dans ladite chambre étant élevée jusqu'à une valeur suprieure à 1000 C et l'étoffe en boyaux détendus étant alors seulement transportée à travers le bain de teinture à ladite température élevée,
la pression dans la chambre étanche à la pression étant ensuite réduite jusqu'à la pression atmosphérique de façon que la ternpé- rature du bain reste au-dessous de son point d'ébullition et l'étoffe étant enlevée de la chambre (voir brevet suisse No 393237).
Par conséquent, la présente invention a notamment pour but de fournir un procédé de teinture à haute température du type qui vient d'être décrit, mais dans lequel le temps pendant lequel l'étoffe doit rester à l'intérieur de la chambre étanche à la pression est fortement réduit par rapport au temps nécessaire avec les procédés connus, tout en fournissant des étoffes teintes uniformément.
Le procédé selon l'invention, dans lequel l'étoffe à teindre est mise sous forme de torons en boyaux détendus, dans une cuve avec un bain de teinture, dont la température est élevée à une valeur entre 380 et 1000 C à la pression atmosphérique, le bain et l'étoffe en boyaux étant placés dans une chambre étanche à la pression, la température du bain de teinture dans ladite chambre étant élevée jusqu'à une valeur supérieure à 1000 C et l'étoffe en boyaux détendus étant transportée à travers le bain de teinture à ladite température élevée, la pression dans la chambre étanche à la pression étant ensuite réduite jusqu'à la pression atmosphérique de façon que la température du bain reste au-dessous de son point d'ébullition et l'étoffe étant enlevée de la chambre,
est caractérisé en ce que l'on fait circuler l'étoffe mise sous forme de torons en boyaux détendus à travers le bain de teinture pendant que ce dernier est porté à ladite température entre 380 et 1000 C à la pression atmosphérique en dehors de la chambre étanche à la pression.
Le préchauffage de l'étoffe en la faisant circuler à travers le bain lorsque le bain est porté à une température entre 380 et 1000 C à l'extérieur de la chambre étanche à la pression offre l'avantage de permettre de réduire considérablement le temps de traitement à l'intérieur de la chambre. L'expérience a montré que la durée du traitement à l'intérieur de la chambre, c'està-dire à l'intérieur de la partie de l'installation la plus coûteuse, peut être réduite de plus de la moitié.
Le procédé selon l'invention réduit par conséquent considérablement les frais de teinture d'étoffes.
D'autres avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif plusieurs formes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins:
La fig. 1 est une coupe transversale à plus grande échelle d'un récipient étanche à la pression dans lequel est installée une cuve de teinture, la coupe étant faite immédiatement en dedans de la porte du récipient, et une partie de la cuve étant en arrachement;
la fig. 2 est une coupe longitudinale à plus petite échelle suivant la ligne 2-2 de la fig. 1
la fig. 3 est un schéma d'un système de rails multiples permettant l'admission du support du tissu dans la cuve de teinture à l'extérieur du récipient résistant à la pression, et le déchargement de la cuve de teinture à l'extérieur du récipient après la teinture;
la fig. 4 est une vue en bout à plus petite échelle montrant le mode d'introduction de la cuve de teinture dans le récipient résistant à la pression.
On peut préparer tout d'abord les étoffes partiellement synthétiques contenant, par exemple, du polyester, comme le Dacron , Kodel , Vycron , etc., à l'état grège, comme pour un traitement classique. On fixe ensuite l'étoffe à chaud sur n'importe quel type classique de machine de thermofixage.
On- charge ensuite l'étoffe dans une cuve de teinture à un poste de travail qui se trouve à l'extérieur de la chambre sous pression. L'étoffe est chargée sous la forme de torons en boyaux détendus, soit sous forme de torons individuels, soit sous forme de torons cousus bout à bout pour former un toron sans fin qui peut être chargé sur des dispositifs d'introduction appropriés sous forme hélicoidale ou sous forme de boucle sans fin.
De préférence, la température de la solution du bain de teinture est portée entre 380 C et 820 C à la pression atmosphérique à un endroit situé à l'extérieur du récipient sous pression. On fait circuler l'étoffe chargée sous forme de torons en boyaux détendus à travers le bain de teinture, à mesure que ce dernier est porté à la température comprise entre 380C et 820C. Au cours de ce stade, l'étoffe est partiellement teinte, en réduisant ainsi la durée de teinture nécessaire par ailleurs en utilisant de tels bains de teinture, dont un pourrait être utilisé dans le récipient sous pression pour effectuer la teinture à haute température, tandis que l'autre est chargé et préalablement chauffé pour effectuer la teinture initiale ou partielle du cycle de teinture.
De cette façon, on obtient un procédé de teinture presque en continu, en ce sens que pendant qu'une charge d'étoffe est teinte dans le récipient sous pression, une autre charge est préparée pour l'introduire dans le récipient sous pression.
Le bain de teinture préalablement chauffé et l'étoffe chargée dans ce dernier sous une forme de torons en boyaux sont introduits 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 1000 C et la pres sion au-dessus de la pression atmosphérique pendant que la cuve de teinture est en fonctionnement. On a découverte qu'une température optimale pour effectuer une teinture optimale est comprise entre 1160 C et 12lao C à une pression d'environ 1,2 bar. 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 demie.
Si on le désire, on peut utiliser un bâtonnet d'échantillonnage auquel un échantillon de l'étoffe est fixé pour déterminer le moment où la nuance voulue est obtenue et le degré d'épuisement de la liqueur de teinture.
Lorsque la nuance est atteinte, on interrompt l'admission 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 au-dessous d'une température empe- chant le bain de bouillir et de provoquer un emmêlement. On y parvient en réglant la pression 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'évacuation de la chambre sous pression, après avoir refroidi le bain de teinture à 1000 C. La cuve de teinture est continuellement en fonctionnement pendant le procédé.
L'addition de l'eau pour le refroidissement provoque une élévation du niveau de la liqueur de teinture 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.
Après le relâchement de toute la pression depuis la chambre sous pression, on ouvre 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'étoffe, soit pour effectuer 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 teinture peuvent être exécutés simultanément 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 particulièrement à la fig. 1, un cylindre étanche à la pression 10, reposant 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-cylindrique 11. A ce propos, il y a lieu de noter 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 l'introduction et l'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 l'eau et de la vapeur 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 venir au contact de la teinture concentrée.
Une bobine 18 du type à fentes réservée à l'étoffe et de préférence de forme 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 imaginaire dans le sens de la longueur de la cuve. En outre, I'axe 19 est relié à une source d'énergie, telle qu'un moteur électrique 21 (fig. 2) pour le faire tourner, cette source ou moteur se trouvant en général à l'extérieur de la cuve, comme représenté. La boucle sans fin 22 peut se déplacer dans une direction.
Un cylindre fou 23 du type à fentes est porté par un autre axe rotatif 24 qui est monté sur une plateforme 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 l'étoffe proprement dite; mais il est de préférence entraîné mécaniquement, en étant, par exemple, relié à l'axe 19 par l'intermédiaire d'une chaîne de transmission 26 située à l'extérieur de la cuve 11. Un pliage intermédiaire des torons ou boucles 22, comme représenté sur la fig. 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, le 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 un tube extérieur 29 de prélèvement d'échantillons qui débouche dans le bain de teinture 30.
La cuve 1 1 comporte également un ou plusieurs conduits 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 (fig. 2 et 3) qui est montée de façon appropriée à une extrémité du récipient et qui est fermée hermétiquement pendant le fonctionnement.
Sur la fig. 2, L'étoffe est représentée comme étant divisée en plusieurs torons sans fin 22 en boyaux détendus d'une ou plusieurs pièces, les torons 22 étant montés sur la bobine 18 et sur le cylindre fou 23 et disposés de façon à plonger dans le bain de teinture 30.
Cependant, les térons de l'étoffe peuvent être formés 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 1210 C dans le cas du Dacron , en introduisant la vapeur d'eau 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 susmentionné, peut être supportée par le récipient sous pression, de préférence à l'extérieur, comme représenté, et elle est reliée à l'axe 19 par un presse-étoupe et un embrayage à griffes 38 pour assurer la transmission de force.
Des tiges ou barres 39 montées en forme de peigne sont également prévues, de façon que chaque toron passe entre une série de ces tiges, afin d'éviter ainsi un emmêlement pendant le passage dans le bain de teinture.
Les extrémités des torons respectifs de l'étoffe sont rattachées pour former une boucle continue sans fin, qui passe ensuite sur la bobine rotative 18 et sur le cylindre fou 23 comme représenté. Cependant, la forme de la bobine n'a pas une importance primordiale; mais il est préférable qu'elle soit à même d'empêcher un glissement de l'étoffe et d'assurer ainsi l'uniformité des plis.
En pratique, L'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 820 et 1000 C à un poste situé à l'extérieur du récipient sous pression. Egalement, en se référant aux fig. 3 et 4, l'étoffe est montée sur la cuve, par exemple au poste A, comme susmentionné, pour passer ultérieurement à travers la cuve 11.
La cuve est supportée par ses roues 12 et roule sur les pistes 40 qui s'étendent au voisinage des pistes 13 et parallèlement à ces dernières (non représentées) si tuées 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'intérieur du récipient sous pression 10. Les rails 42 s'étendent dans ce but perpendiculairement aux rails 40 et une piste intermédiaire 44 est prévue sur le récipient sous pression 10 et est alignée avec les pistes 13 (non représentées) situées dans ce dernier.
n est bien entendu qu'on peut avoir recours à d'autres moyens (non représentés) pour transférer les dispositifs de teinture dans l'appareil de teinture et hors de ce dernier, par exemple des monorails, des roulettes pivotantes, etc., à la place des voies représentées.
Lorsque la teinture effectuée à haute température dans le récipient ou chambre sous pression est achevée et que la cuve de teinture doit être retirée, cette dernière est déplacée au-delà du récipient sous pression sur la voie 44, grâce au chariot 41, après avoir réduit la pression et la température et elle peut être ensuite déplacée latéralement par le chariot pour l'amener 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.
Les fibres non synthétiques peuvent être teintes au cours d'un cycle de teinture ultérieur à un poste extérieur en faisant passer l'étoffe 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 à deux stades dans le même appareil.