ES2929386T3 - Proceso y aparato de teñido con índigo e hilos y tejidos teñidos con índigo elaborados de este modo - Google Patents

Abstract

Se describen procesos y aparatos que eliminan sustancialmente la formación de tinte índigo oxidado antes y durante la aplicación del tinte sobre un hilo o tela de fibra natural mientras permiten que la molécula de tinte leuco-índigo se difunda completamente en las fibras naturales del hilo donde puede fijarse al hilo. fibras antes de la oxidación (es decir, exposición de los hilos teñidos con leuco al oxígeno). Los productos textiles teñidos con índigo (p. ej., hilos de algodón teñidos que se pueden tejer en sarga para formar una tela de mezclilla) exhiben una solidez del color excepcionalmente alta según lo determinado por la prueba de crock de la AATCC. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Proceso y aparato de teñido con índigo e hilos y tejidos teñidos con índigo elaborados de este modo

Campo

Las realizaciones divulgadas en el presente documento se refieren, generalmente, a un proceso de teñido con índigo y un aparato adecuado para el teñido con índigo de fibras naturales y regeneradas de forma natural (por ejemplo, algodón, lana, rayón y otros biopolímeros) usando una aplicación de baja absorción en húmedo, tal como espuma. También se proporcionan hilos teñidos con índigo y tejidos formados a partir de tales hilos teñidos con índigo (por ejemplo, tejidos vaqueros) elaborados mediante tales procesos que presentan una solidez del color excepcionalmente alta (tanto en húmedo como en seco).

Antecedentes

Se conoce bien el teñido con índigo comercial convencional. De acuerdo con un método de teñido con índigo convencional, se tiñe una lámina de hilos mediante la inmersión secuencial (con una absorción en húmedo alta de aproximadamente el 65 %-75 %) en leucoíndigo en varias cubas de tinte índigo, lo que permite que el aire oxide el tinte en los hilos después de cada inmersión. Otro método de teñido con índigo convencional implica una serie de cuerdas de hilos, conteniendo cada una aproximadamente 400 hilos individuales que se tiñen en una serie de cubas de tinte índigo de una manera similar. El método de teñido en láminas, generalmente, también incluye una etapa de aplicación de apresto en los hilos en preparación para el tejido. El método de teñido en cuerdas tiene la desventaja de que las cuerdas teñidas individuales se deben abrir (volver a plegar) para que los hilos de la cuerda se puedan combinar en el apresto para elaborar el número necesario de cabos para una urdimbre de ancho completo. Estas etapas adicionales son evidentemente laboriosas y problemáticas debido a las roturas del hilo.

El método de teñido en cuerdas convencional permite una operación continua, ya que una cuerda se puede atar al cabo de otra. El método de teñido en láminas, por otro lado, se debe detener y restablecerse con plegadores de entrada completos, lo que da como resultado un desperdicio sustancial y posibles cambios de color de un lote de hilos a otro.

Los métodos de teñido con índigo convencionales emplean grandes cantidades (por ejemplo, del orden de varios miles de litros) de baño de tinte que, debido al coste y las preocupaciones medioambientales, se deben almacenar para el próximo uso. A modo de ejemplo, una tintorería de índigo comercial podría tener varios baños almacenados en preparación para su uso futuro. Cuando sea necesario, se debe vaciar toda la gama de tintes y rellenarse con el baño adecuado o se debe ajustar la concentración del baño existente. Este tiempo de cambio reduce, de este modo, la eficacia de las gamas y reduce la calidad porque el tinte leucoíndigo tiende a oxidarse con el tiempo en el almacenamiento.

Los métodos de teñido con índigo convencionales también son relativamente lentos, por ejemplo, operando, generalmente, en el intervalo de 20 a 35 metros por minuto, y usan volúmenes excesivos de agua y aditivos químicos. A modo de ejemplo, con el fin de mantener las condiciones del tinte leuco, se añaden, típicamente, reductores y aditivos cáusticos a la cuba de tinte para evitar la acumulación de tinte índigo oxidado que contaminará el sistema y el hilo que se está tiñendo. El desbordamiento, con frecuencia, resulta de los volúmenes de aditivos químicos. La maquinaria necesaria para los sistemas de tinte índigo convencionales también consume mucha energía debido al secado del hilo requerido y la potencia en caballos de vapor necesaria para extraer grandes cantidades de hilo en húmedo.

Ha habido una tendencia en el mercado a que los plegadores del sistema de cuerdas (después de abrirlas o volver a plegarlas) se enhebren en diversos mecanismos de recogida para enrollar cada hilo nuevamente en conos. Tales hilos se usan en detalles de franjas, en la trama de diversos tejidos o en tejidos de punto. La demanda de tales hilos teñidos con índigo recuperados en conos está aumentando. Ambos sistemas de teñido con índigo convencionales se orientan a un gran volumen y, de este modo, no se adaptan a la rápida evolución de las demandas de los clientes de la moda, especialmente de los hilos elásticos en la dirección de la urdimbre, que son más difíciles de procesar en cualquiera de los sistemas convencionales.

También se ha sugerido que los procesos de teñido con índigo convencionales no son sostenibles desde el punto de vista medioambiental debido a las grandes cantidades de agua y energía que se consumen, además del uso de aditivos químicos, tales como reductores y agentes cáusticos, que generan sales y una alta alcalinidad en las aguas residuales. Tales aguas residuales, típicamente, se pueden neutralizar usando ácido sulfúrico en instalaciones de tratamiento de residuos convencionales. No obstante, en muchos países subdesarrollados, se dispone de pocos o ningún tratamiento de aguas residuales, lo que da como resultado la contaminación medioambiental.

También se conocen métodos de teñido con índigo que implican técnicas de baja absorción en húmedo; por ejemplo, el uso de espuma de tinte índigo y pulverizadores en aerosol. Sin embargo, estas técnicas se enfrentan al problema adicional de una alta exposición al oxígeno debido al área superficial de la burbuja (interior y exterior) o al área superficial de las gotitas de aerosol. Por esta razón, se usa nitrógeno para crear una atmósfera inerte.

Por ejemplo, la patente estadounidense n.° 8.215.138 describe los beneficios del uso de una atmósfera inerte en un dispositivo herméticamente sellado para el teñido continuo que comprende un compartimiento de teñido y un compartimiento aguas abajo para la difusión y la fijación conectados mediante un túnel en medio de los mismos. Las patentes estadounidenses n.° 8.167.958 y 7.913.524 proponen métodos de baja absorción en húmedo y requieren una reducción del oxígeno presente, sugiriendo, además, un medio de nitrógeno, sin embargo, ninguna de las dos patentes especifica qué nivel de contaminación de oxígeno requieren en cada elemento del sistema, ni proponen la medición del contenido real de oxígeno en el sistema. Ninguno de estos sistemas conocidos ha demostrado el éxito requerido para reemplazar el teñido con índigo en láminas o cuerdas convencional. Se puede encontrar una descripción general del teñido con índigo convencional en la bibliografía, por ejemplo, en Vuorema, Anne, Reduction and Analysis Methods of Indigo, ISBN978-951-29-3781-3, Turun Ylioopiston Julkaisuja Annales Universitatis Turkuensis (2008).

Un proceso y aparato de teñido con índigo para hilos y tejidos naturales que pudieran resolver las deficiencias en los sistemas de teñido con índigo convencionales, tal como se ha analizado anteriormente, así como los procesos de baja absorción en húmedo propuestos anteriormente, resultarían de gran utilidad, especialmente en países donde el agua escasea y/o la energía es costosa. Las realizaciones de la invención divulgadas en el presente documento se orientan a la provisión de tales soluciones.

Sumario

En general, las realizaciones divulgadas en el presente documento se orientan a procesos y aparatos que reducen sustancialmente el índigo oxidado superficial en el hilo o tejido al permitir que la molécula de tinte leuco se difunda más completamente en el hilo o tejido donde se puede fijar dentro de las fibras después de la oxidación (es decir, la exposición de los hilos teñidos con leuco al oxígeno).

De acuerdo con determinadas realizaciones, se divulgan un proceso y un aparato mediante los que se introduce un producto textil sin teñir (por ejemplo, una lámina de hilos formados a partir de fibras hiladas naturales) en una cámara de purga de oxígeno que tiene una atmósfera inerte. El producto textil sin teñir desaireado se transfiere, a continuación, desde la cámara de purga hasta una cámara de aplicación de tinte que tiene una atmósfera anaeróbica donde se pone en contacto una solución de tinte índigo reducido con el producto textil. El producto textil teñido con índigo reducido se puede descargar, a continuación, de la cámara de aplicación de tinte en una cámara de permanencia y, a continuación, a una atmósfera que contenga oxígeno para oxidar el tinte índigo reducido aplicado al producto textil y formar, de este modo, un producto textil teñido con índigo.

Resulta importante destacar que, antes de la descarga del producto textil teñido con índigo reducido en el entorno que contiene oxígeno, este se transfiere desde la cámara de aplicación de tinte hasta una cámara de permanencia que tiene una atmósfera anaeróbica donde se deja que el índigo reducido penetre en el producto. Esta atmósfera también está controlada por la temperatura/humedad.

Se pueden proporcionar conjuntos de sellado de rodadura en cada entrada y salida de las cámaras para sellar las atmósferas de los mismos contra la entrada de oxígeno. En este sentido, la cámara de purga y la cámara de aplicación de tinte se operan a una presión atmosférica mayor que la presión atmosférica ambiental y la presión dentro de la cámara de aplicación de tinte es mayor que la presión dentro de la cámara de purga.

La cámara de purga puede comprender un sistema de purificación en comunicación fluida con la atmósfera inerte de la cámara de purga. La cámara de aplicación de tinte puede comprender una unidad de control de purificación para controlar el contenido de oxígeno de la atmósfera anaeróbica dentro de la cámara de aplicación de tinte. En caso de que esté presente, la cámara de permanencia puede comprender un generador de humedad para controlar la humedad relativa de la atmósfera anaeróbica dentro de la cámara de permanencia.

El producto textil teñido con índigo producido de acuerdo con las realizaciones divulgadas en el presente documento presentará una solidez del color excepcionalmente alta según lo determinado por el ensayo de solidez del color al frote de la AATCC (American Association of Textile Chemists and Colorists). Específicamente, se logran valores de solidez al frote en húmedo y seco significativamente más altos en comparación con los productos teñidos con índigo convencionales.

Estos y otros aspectos y ventajas de la presente invención resultarán más evidentes después de considerar detenidamente la siguiente descripción detallada de las realizaciones de ejemplo preferidas de la misma.

Breve descripción de los dibujos adjuntos

Las realizaciones divulgadas de la presente invención se entenderán mejor y más completamente con referencia a la siguiente descripción detallada de realizaciones ilustrativas no limitantes de ejemplo, junto con los dibujos en los que: la FIG. 1 es un diagrama esquemático de un aparato de teñido con índigo de baja absorción en húmedo de conformidad con una realización de la invención descrita en el presente documento;

la FIG. 2 es una representación esquemática detallada ampliada de un conjunto de sellado de rodadura empleado en el aparato de teñido de la FIG. 1 que ayuda a mantener una atmósfera anaeróbica dentro del mismo; y la FIG. 3 es un diagrama esquemático de un sistema de teñido de ejemplo que puede incluir al menos un aparato tal como se representa en la FIG. 1.

Descripción detallada

A. Definiciones

Tal como se usa en el presente documento y en las reivindicaciones adjuntas, los siguientes términos y expresiones están destinadas a tener las siguientes definiciones:

el término "filamento" significa una hebra fibrosa de longitud extrema o indefinida.

El término "fibra" significa una hebra fibrosa de longitud definida o corta, tal como una fibra cortada.

El término "hilo" significa un conjunto de numerosos filamentos o fibras que pueden o no estar texturizados, hilados, retorcidos o tendidos unos sobre otros.

La expresión "tejido tejido" significa un tejido compuesto de dos conjuntos de hilos, de urdimbre y trama, y formado mediante el ligamento (tejido) de dos o más hilos de urdimbre e hilos de trama en un patrón de tejido particular (por ejemplo, tejido tafetán, tejido de sarga y tejido satinado). Por tanto, durante el tejido, se ligarán los hilos de urdimbre y trama para que se crucen entre sí en ángulo recto para producir el tejido tejido que tiene el patrón de tejido deseado. La expresión "tejido vaquero" es un tejido con cara de urdimbre tejido formado a partir de hilos de algodón en los que los hilos de trama se hacen pasar por debajo de dos o más hilos de urdimbre para formar un tejido de sarga que produce una nervadura diagonal, de modo que los hilos de urdimbre se tiñen con índigo y los hilos de trama no se tiñen.

El término "anaeróbico" se refiere a una cámara o un espacio que está desprovisto (cero ppm) de oxígeno libre. Las "fibras naturales" son fibras que se forman en la naturaleza, por ejemplo, fibras celulósicas, fibras de algodón, fibras de lana y similares.

Las "fibras sintéticas" son fibras que están elaboradas por el hombre, por ejemplo, fibras de nilón, fibras de poliéster, fibras de poliolefina y fibras celulósicas regeneradas, tales como el rayón.

La "solidez en húmedo" y la "solidez en seco" son mediciones de la solidez del color de un producto textil teñido según lo determinado de acuerdo con los métodos de ensayo de la American Association of Textile Chemists and Colorists (AATCC), el método de ensayo AATCC 8-2016, de la solidez del color al frote: método de solidez al frote, al que algunas veces se puede hacer referencia en el presente documento como "Ensayo de solidez al frote de la AATCC". La "absorción en húmedo" es el porcentaje en peso de tinte índigo líquido sobre el sustrato de fibra, por ejemplo, el hilo o tejido, en el momento de la oxidación del tinte índigo.

B. Descripción de las realizaciones preferidas

Tal como se representa esquemáticamente, a continuación, en la Fórmula (I), una molécula de tinte índigo se puede reducir a su forma leuco mediante el contacto con, por ejemplo, ditionito de sodio, que a su vez se puede reconvertir en una molécula de tinte índigo a través de la oxidación (por ejemplo, la exposición a un entorno que contiene oxígeno, típicamente, aire atmosférico).

La molécula de tinte índigo es de color azul intenso, mientras que la forma leuco de la molécula es de color amarillento. La forma leuco de la molécula de tinte índigo (algunas veces, en lo sucesivo en el presente documento, más simplemente denominada "leucoíndigo") es la que se emplea en la práctica de las realizaciones descritas en el presente documento. El leucoíndigo (a veces denominado en la técnica "índigo prerreducido") se puede obtener a partir de diversas fuentes comerciales, por ejemplo, a través de DyStar Textilfarben GmbH & Co., que se fabrican de acuerdo con la patente estadounidense n.° 6.428.581.

Una realización de ejemplo de un aparato de teñido con índigo 10 de conformidad con la invención descrita en el presente documento se muestra en la FIG. 1 adjunta. Tal como se representa, el aparato 10 está especialmente adaptado para el teñido de una lámina de hilos no teñidos adyacentes, representada esquemáticamente mediante el número de referencia 12, que se posicionan en una relación de lado a lado estrechamente empaquetada (densa). El aparato 10 incluye, generalmente, tres zonas anaeróbicas distintas identificadas mediante la Zona 1, Zona 2 y Zona 3. Las entradas y salidas de cada una de las Zonas 1-3 están provistas de conjuntos de sellado de rodadura 14a-14d que se describirán con mayor detalle a continuación. Cabe señalar que el fin de los conjuntos de sellado de rodadura 14a-14b consiste en permitir la exclusión de oxígeno después de que se haya retirado sustancialmente de la atmósfera y de los intersticios de fibra de los hilos 12 y evitar la entrada de oxígeno ambiental en las cámaras del aparato 10.

La lámina de hilos 12 introducida en el aparato 10 tendrá una densidad de menos de aproximadamente 2,0 hilos por milímetro, típicamente de menos de aproximadamente 1,5 hilos por milímetro. El ancho de la lámina de hilos 12 variará, por tanto, en función de la densidad máxima permitida por el tamaño de hilo individual. Una lámina de hilos 12 que tenga menos cabos de hilo puede tener varias ventajas con respecto a los sistemas de teñido en cuerdas empleados convencionalmente. Por ejemplo, los hilos dentro de la lámina se deben encontrar uno al lado del otro y no cruzarse entre sí, dado que los hilos que se cruzan harán que algunos de los hilos queden físicamente enmascarados del aplicador de tinte y, de este modo, resulta posible que no reciban color. El número de hilos 12 en la lámina puede variar ampliamente dependiendo de diversas condiciones. Por ejemplo, las series pequeñas de muestreo, ensayos y microproducción pueden tener al menos aproximadamente 40 cabos de hilo en la lámina, mientras que las series de producción comercial pueden tener entre 400 y 480 cabos de hilo o más en la lámina.

La lámina de hilos 12 se introduce, por tanto, en el aparato 10 a través de un primer conjunto de sellado de rodadura 14a para guiarse a través de una cámara de purga 16 sustancialmente anaeróbica presurizada alimentada con un entorno de nitrógeno. El fin de la cámara de purga 16 consiste en garantizar que la lámina de hilos 12 contenga un mínimo (es decir, menos de aproximadamente 30 ppm, preferentemente menos de aproximadamente 15ppm y típicamente menos de aproximadamente 10 ppm) de oxígeno arrastrado. Si el contenido de oxígeno medible con la cámara de purga 16 es mayor de aproximadamente 30 partes por millón (ppm) en la cámara de purga, dependiendo de las propiedades del hilo y el volumen y la densidad de la lámina de hilos, se puede activar un sistema de purificación 18 que incluya purificadores catalíticos regenerables, tales como PureGuard™ elaborados por Johnson Matthey EE. UU., para forzar un flujo de gas de nitrógeno a través de la lámina de hilos 12 durante su tiempo de permanencia dentro de la cámara de purga 16. Por tanto, el gas de nitrógeno se puede purificar dentro del sistema 18 de modo que el gas de nitrógeno purificado se expulse de regreso a la cámara de purga 18.

La lámina desaireada (desoxigenada) de hilos ahora designada mediante el número de referencia 12a sale de la cámara de purga 16 a través de un segundo sellado de rodadura 14b y entra en la cámara de aplicación de tinte 20 anaeróbica posicionada en la Zona 2 del aparato 10. La lámina de hilos 12a purgada con oxígeno se dirige, de este modo, mediante rodillos de guía adecuados dentro de la cámara de aplicación de tinte 20 a través de un aplicador de tinte 22, de modo que se aplica leucoíndigo sobre los hilos. El aplicador de tinte 22 puede ser cualquier aplicador adecuado para hilos textiles que permita una baja absorción en húmedo del leucoíndigo. Por tanto, un aplicador de tinte 22 adecuado se podrá operar en un intervalo de entre aproximadamente el 15 % y aproximadamente el 60 % de absorción de tinte en húmedo, preferentemente el 30 % o menos de absorción de tinte en húmedo, aplicado a los hilos. Los aplicadores adecuados incluyen aquellos que aplican un medio líquido a los hilos en aplicaciones individuales o múltiples mediante pulverizadores, espuma, rodillos de contacto, etc., en una aplicación singular. Preferentemente, el leucoíndigo se suministra al aplicador 22 a partir de una fuente del mismo (no mostrada) en forma de una espuma libre de oxígeno, de modo que se aplican entre 2 y 8 aplicaciones de la espuma de leucoíndigo sobre la lámina de hilos 12a antes de salir de la cámara de aplicación de tinte 20 en forma de lámina de hilos teñidos con índigo, que se designa mediante el número de referencia 12b.

La atmósfera libre de oxígeno (nitrógeno) dentro de la cámara de aplicación de tinte 20 se puede hacer circular a través de una unidad de control de humedad y presión 24 que sirve para controlar la atmósfera dentro de la cámara de aplicación de tinte 20 y, de este modo, ayudar a controlar la absorción en húmedo del tinte mediante los hilos 12a.

La lámina de hilos teñidos 12b sale de la cámara de aplicación de tinte 20 a través de un tercer conjunto de sellado de rodadura 14c y entra en una cámara de permanencia 30 anaeróbica posicionada dentro de la Zona 3 del aparato. La lámina de hilos teñidos 12b se hace pasar, por tanto, de forma serpenteante sobre los rodillos de guía dentro de la cámara de permanencia 30 para proporcionar suficiente tiempo de permanencia dentro de la misma, a fin de permitir que el leucoíndigo se difunda en los intersticios de las fibras que forman los hilos 12b y se adhiera a la fibras. La atmósfera libre de oxígeno (nitrógeno) dentro de la cámara de permanencia 30 se puede hacer circular a través de una unidad de control de humedad 32 que sirve para controlar el nivel de humedad de la atmósfera dentro de la cámara de aplicación de tinte. Los hilos teñidos (a los que ahora se hace referencia mediante el número 12c) salen de la cámara de permanencia 30 a través del cuarto conjunto de sellado de rodadura 14d y se hacen pasar a una sección de oxidación y secado (véase la FIG. 3) y, a continuación, a un dispositivo de enrollado de paquetes o plegadores adecuado (no mostrado en la FIG. 1). Tras la salida de la cámara de permanencia 30, los hilos teñidos 12b se expondrán, por tanto, a las condiciones ambientales de oxígeno para oxidar, de este modo, la molécula de tinte índigo.

Las condiciones anaeróbicas dentro de la cámara de permanencia 30 proporcionan la humedad suficiente que se necesita durante el proceso de teñido para permitir que el leucoíndigo se difunda dentro de las fibras de los hilos 12b. Los parámetros de humedad, temperatura y duración de la permanencia dentro de la cámara de permanencia 30 se establecen basándose en una medición de la nivelación del tinte, pero típicamente el contenido de humedad o la humedad relativa (HR) dentro de la cámara de permanencia 30 estará entre aproximadamente el 90 % y aproximadamente el 100 %, típicamente entre aproximadamente el 99 % y aproximadamente el 100 %. Con el fin de lograr el contenido de humedad deseado (humedad relativa) dentro de la cámara de permanencia 30, un generador de humedad 32 se puede conectar operativamente a la atmósfera dentro de la cámara de permanencia 30 para regenerar y recuperar constantemente vapor de agua con el fin de mantener unas condiciones de humedad constantes sin gotas de condensación en el hilo dentro de la cámara 30.

Con el fin de ayudar adicionalmente a mantener un contenido de oxígeno de cero ppm dentro de la cámara de tinte 20, se prefiere que la cámara de tinte 20 se opere en unas condiciones de presión que sean mayores en comparación con las condiciones de presión dentro de cada una de la cámara de purga 16 y la cámara de permanencia 30. De acuerdo con determinadas realizaciones, por lo tanto, la cámara de tinte 20 tiene unas condiciones de presión que son entre aproximadamente el 3 % y aproximadamente el 15 % mayores que las condiciones de presión en cada una de la cámara de purga 16 y la cámara de permanencia 30. A modo de ejemplo, las condiciones de presión dentro de la cámara de purga 16 están entre aproximadamente 0 (presión atmosférica) y 1.244 Pa (5 pulgadas de agua), mientras que las condiciones de presión dentro de la cámara de permanencia 30 pueden estar dentro de un intervalo de entre aproximadamente 49 (0,2) y aproximadamente 1.244 (5,0) Pa (pulgadas de agua). Las condiciones de presión dentro de la cámara de tinte 20 tendrán unas condiciones de presión entre aproximadamente 124 (0,5) y aproximadamente 17.418 (70) Pa (pulgadas de columna de agua).

El sellado de rodadura 14a se representa en la FIG. 2 y es una representación de ejemplo de todos los sellados de rodadura 14b-14d que se representan en la FIG. 1. Tal como se muestra, el sellado de rodadura 14a incluye un par de rodillos de soporte 40a, 40b separados y un rodillo de presión 42 posicionado entre y en contacto operativo con los rodillos 40a, 40b. El rodillo de presión 42 ejerce presión contra las superficies exteriores de cada uno de los rodillos de soporte 40a, 40b y, de este modo, comprime de manera eficaz la lámina de hilos 12 móvil. Cada uno de los rodillos 40a, 40b y 42 está montado para su movimiento rotativo alrededor de su eje longitudinal central entre placas de montaje opuestas 46 (entendiéndose que únicamente se representa una placa de montaje 46 individual en la FIG. 3 para mayor claridad).

Cada uno de los rodillos de soporte 40a, 40b está en contacto deslizante con sellados de baja fricción 44a, 44b sólidos fijos, respectivamente, formados a partir de un material lubricante, por ejemplo, politetrafluoroetileno (PTFE). Cada uno de los sellados 44a, 44b tiene una forma que se puede adaptar para acoplarse la superficie exterior de los rodillos 40a, 40b, respectivamente, al rotar. Dado el contacto deslizante entre los sellados 44a, 44b y los rodillos de soporte 40a, 40b y entre los rodillos 40a, 40b y 42 y las placas de cabo 46, se puede generar calor con el tiempo, aunque se empleen materiales de baja fricción para formar los sellados 44a, 44b y las placas de cabo 46. Como tal, puede resultar deseable proporcionar un sistema de enfriamiento para los sellados 44a, 44b y las placas de cabo 46, por ejemplo, mediante la disposición de tales estructuras en comunicación térmica con un bloque de enfriamiento y/o mediante la puesta en circulación de un medio de enfriamiento (por ejemplo, nitrógeno líquido) a través de los rodillos de soporte 40a y 40b.

Los rodillos de soporte 40a, 40b se construyen preferentemente a partir de un material duro, por ejemplo, acero inoxidable, recubierto con un recubrimiento similar al diamante (DLC, por sus siglas en inglés) o un material cerámico para reducir la fricción creada mediante el contacto deslizante con los sellados 44a y 44b. Por el contrario, el rodillo de presión 42 se construye preferentemente a partir de o al menos tiene una región de superficie externa formada a partir de un material relativamente blando, por ejemplo, un material similar al caucho que tiene una dureza Shore D (norma ASTM D2240) de entre aproximadamente 65 y 85, preferentemente de aproximadamente 70. De esta manera, por lo tanto, los hilos se apretarán entre el rodillo de presión 42 más suave y los rodillos de soporte 40a, 40b más duros, estableciendo, de este modo, un sellado fiable entre el entorno aguas arriba y el entorno aguas abajo. En el documento EP 1703008, se divulga una realización de cuatro rodillos alternativa de un sellado de rodillos que se puede usar en la práctica de la presente invención.

Un sistema de ejemplo para formar productos textiles teñidos con índigo se representa esquemáticamente en la FIG.

3. Tal como se muestra, el sistema incluirá al menos una unidad de teñido que comprende el aparato 10, tal como se representa en la FIG. 1, para que se permita que los hilos teñidos con índigo 12c se introduzcan en una cámara de secado 50 aguas abajo. La atmósfera dentro de la cámara de secado 50 puede ser anaeróbica, en cuyo caso la cámara de teñido 10 se puede posicionar inmediatamente aguas abajo de la cámara de permanencia 30 de la Zona 3 del aparato 10 e incluir un sellado de rodadura similar al sellado 14a en una abertura de descarga del mismo. Como alternativa, la cámara de secado 50 puede estar provista de una atmósfera que contenga oxígeno (por ejemplo, mediante la disposición de gas de oxígeno en la misma o mediante la exposición de la cámara de secado 50 al oxígeno atmosférico). Después de la cámara de secado 50, los hilos 12c se pueden teñir con índigo adicionalmente mediante su transferencia a una unidad de teñido adicional 10' (unidad de teñido 2) similar a la unidad de teñido 1 para el teñido adicional o se pueden recoger mediante bobinadoras adecuadas y/o un procesamiento adicional. Tras la salida de la unidad de teñido opcional 10' (unidad de teñido 2), el producto textil teñido con índigo se puede teñir adicionalmente de forma similar con unidades de teñido adicionales o recogerse mediante mecanismos de bobinado y/o someterse a un procesamiento adicional.

La realización descrita anteriormente ha dado como resultado hilos y tejidos teñidos con índigo que presentan una solidez del color excepcionalmente alta, tal como lo demuestran los valores de solidez al frote en húmedo y en seco de acuerdo con el ensayo de solidez al frote de la AATCC. Específicamente, los hilos y tejidos producidos mediante los métodos y aparatos divulgados en el presente documento presentan valores de solidez al frote en húmedo excepcionalmente altos de al menos aproximadamente 2,0, típicamente de al menos aproximadamente 2,5 y normalmente de al menos aproximadamente 3,0 y mayores. En comparación, los hilos y tejidos teñidos con índigo convencionales, típicamente, no excederán un valor de teñido en húmedo de 1,5, siendo 1,0 típicamente aceptable desde el punto de vista comercial para los productos teñidos con índigo actuales en la industria.

La razón exacta por la que los productos textiles teñidos de la presente invención presentan una solidez del color tan excepcionalmente alta no se entiende completamente en este momento. Sin embargo, se propone que, dado que las realizaciones divulgadas en el presente documento se operan en un entorno completamente anaeróbico y dado que el oxígeno arrastrado dentro de los intersticios de las fibras de los hilos que se van a teñir se retira en una medida sustancial (si no total), se oxide una cantidad mínima de leucoíndigo superficial cuando se aplique el tinte. Como tal, se fija una mayor cantidad del leucoíndigo aplicado dentro del hilo. Por el contrario, las técnicas de teñido con índigo convencionales exponen el tinte superficial a oxidación y fijación sobre las superficies de las fibras e hilos donde se retira más fácilmente.

Estos y otros atributos y ventajas de la invención resultarán más evidentes tras la consideración del siguiente Ejemplo no limitante.

C. Ejemplos

Se analizó la solidez del color de dos muestras diferentes de tejidos para tejido de sarga de algodón de mezclilla usando el ensayo de solidez al frote de la AATCC. Los tejidos vaqueros eran idénticos entre sí, excepto por la forma en que se teñían los hilos de algodón. El Tejido 1 de conformidad con la invención incluía hilos de algodón que se habían teñido usando el aparato descrito anteriormente en las FIG. 1 y 2, mientras que el Tejido 2 incluía hilos de algodón que se habían teñido usando un método de cuba con índigo para teñido de cuerdas convencional de acuerdo con la técnica anterior. Cada tejido teñido con índigo se clasificó de acuerdo con los estándares del ensayo de solidez al frote de la AATTC usando una escala de 1 (siendo la solidez del color más baja) a 5 (siendo la solidez del color más alta). Los resultados se indican en la Tabla 1, a continuación.

Tabla 1: resultados del ensa o de solidez al frote de la AATCC

Tal como se indica en los resultados del ensayo de solidez al frote de la AATCC en la Tabla 1 anterior, el tejido vaquero teñido con índigo de la invención presenta valores de solidez al frote en seco y en húmedo sustancialmente más altos en comparación con el tejido de la técnica anterior. Estos resultados son especialmente sorprendentes, dado que las técnicas de la invención, tal como se describen en el presente documento, logran una solidez del color excepcionalmente alta sin que se añada ningún producto químico cáustico o reductor al sistema de teñido, tal como se necesita de otro modo con los sistemas de teñido convencionales, y sin que se haya realizado ningún lavado de los hilos en la gama después de la aplicación de tinte. Además, las técnicas de la invención no crearon descargas de aguas residuales, sino que el agua usada simplemente se evaporó del hilo tras el secado. Por tanto, las técnicas de la invención son muy económicas y ecológicas, al tiempo que producen un producto teñido con índigo de una solidez del color excepcionalmente alta.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso continuo para el teñido con índigo de productos textiles, que comprende las etapas de:

(a) introducir un producto textil sin teñir en una cámara de purga de oxígeno (16) que tiene una atmósfera inerte, comprendiendo la cámara de purga un sistema de purificación (18) en comunicación fluida con la atmósfera inerte de la misma;

(b) transferir el producto textil sin teñir desde la cámara de purga (16) hasta una cámara de aplicación de tinte (20) que tiene una atmósfera anaeróbica;

(c) aplicar una solución de tinte leucoíndigo sobre el producto textil sin teñir dentro de la cámara de aplicación de tinte anaeróbica (20) para formar un producto textil teñido con leucoíndigo;

(d) trasladar el producto textil teñido con leucoíndigo desde la cámara de aplicación de tinte (20) hasta una cámara de permanencia anaeróbica (30) para completar la difusión del tinte leucoíndigo dentro de las fibras del producto textil; y

(e) descargar el producto textil teñido con leucoíndigo en una atmósfera que contiene oxígeno para oxidar el tinte leucoíndigo aplicado al producto textil y formar, de este modo, un producto textil teñido con índigo.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, entre las etapas (d) y (e), una etapa de: (f) transferir el producto textil teñido con leucoíndigo a una cámara de secado (50) que tiene una atmósfera anaeróbica para secar el producto textil teñido con leucoíndigo.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la cámara de aplicación de tinte (20) se opera en unas condiciones de presión que son mayores que la presión atmosférica ambiental, y en donde las condiciones de presión de la cámara de aplicación de tinte (20) son mayores que las condiciones de presión de la cámara de purga (16) y la cámara de permanencia (30).

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la cámara de aplicación de tinte (20) comprende una unidad de control de presión y humedad (24) para controlar la atmósfera anaeróbica dentro de la cámara de aplicación de tinte (20).

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la cámara de permanencia (30) incluye un generador de humedad (32) para controlar la humedad relativa de la atmósfera anaeróbica dentro de la cámara de permanencia (30).

6. Un aparato para el teñido con índigo de productos textiles, que comprende:

una cámara de purga (16) de oxígeno que tiene una atmósfera inerte para la recepción de un producto textil desaireado sin teñir, comprendiendo la cámara de purga (16) un sistema de purificación (18) en comunicación fluida con la atmósfera inerte de la misma;

una cámara de aplicación de tinte (20) que tiene una atmósfera anaeróbica para la recepción del producto textil desaireado sin teñir desde la cámara de purga de oxígeno (16), teniendo la cámara de aplicación de tinte (20) una atmósfera anaeróbica y un aplicador de tinte leucoíndigo (22) que aplica una solución de tinte leucoíndigo sobre el producto textil desaireado sin teñir para formar un producto textil teñido con leucoíndigo;

una cámara de permanencia (30) que recibe el producto textil teñido con leucoíndigo desde la cámara de aplicación de tinte (20) y permite que el tinte leucoíndigo se difunda dentro de las fibras del producto textil; y

conjuntos de sellado de rodadura (14a-14d) posicionados al menos en una entrada a la cámara de purga (16) y una salida de la cámara de permanencia (30) para mantener las atmósferas inertes y anaeróbicas en el interior de los mismos, respectivamente, de modo que el producto textil teñido con leucoíndigo se descargue de la cámara de permanencia (30) en una atmósfera que contenga oxígeno mediante la que el tinte leucoíndigo aplicado al producto textil se oxida para formar, de este modo, un producto textil teñido con índigo.

7. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende, además, una cámara de secado (50) posicionada aguas abajo de la cámara de permanencia (30) para secar el producto textil teñido con índigo.

8. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en donde cada uno de los conjuntos de sellado de rodadura (14a-14d) comprende un par de rodillos de soporte (40a, 40b) y un rodillo de presión (42) en contacto con los rodillos de soporte.

9. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la cámara de aplicación de tinte (20) comprende una unidad para controlar la humedad y la presión (24) de la atmósfera anaeróbica dentro de la cámara de aplicación de tinte (20).

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la cámara de permanencia (30) incluye un generador de aerosol para controlar la humedad relativa de la atmósfera anaeróbica dentro de la cámara de permanencia.

11. Un producto textil teñido con índigo elaborado mediante el proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el producto es un tejido vaquero que comprende un tejido de sarga de hilos que comprenden fibras de algodón hiladas, en donde el tejido presenta un valor de solidez del color al frote en húmedo de acuerdo con el método de ensayo AATCC 8-2016 de aproximadamente 2,0 o mayor, preferentemente de aproximadamente 2,5 o mayor, más preferentemente de aproximadamente 3,0 o mayor.