ITMI20121360A1 - Macchina e metodo per la mercerizzazione di filati o tessuti - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione

La presente invenzione ha per oggetto un metodo ed una macchina per la mercerizzazione di filati o tessuti.

La mercerizzazione è un processo industriale a cui vengono sottoposti i filati (e i prodotti tessili in genere) per conferire loro migliori qualità meccaniche estetiche e funzionali.

Con maggiore dettaglio, la mercerizzazione viene eseguita immergendo e/o impregnando i filati o i tessuti in soluzioni chimiche in modo da conferire loro migliorate caratteristiche estetiche e/o meccaniche.

È noto che i processi di mercerizzazione vengono eseguiti mediante l'utilizzo di soluzioni di soda caustica. Tale trattamento facilita il successivo processo di tintura, rendendo inoltre il colore più intenso. Inoltre, esso conferisce al prodotto tessile ottime caratteristiche con riferimento alla traspirabilità.

Più nel dettaglio, il trattamento di mercerizzazione determina la trasformazione della struttura cristallina della cellulosa delle fibre del filato dalla forma naturale chiamata "cellulosa I" alla forma rigenerata chiamata "cellulosa II". Questa modifica di carattere irreversibile è dovuta ad un cambiamento nella disposizione dei legami intramolecolari nella cellulosa. In particolare, alcuni legami OH della cellulosa II rimangono liberi e disponibili ad effettuare legami con le molecole di acqua H+OH presenti nell'umidità dell'aria e/o nella traspirazione corporea.

Questa modifica comporta un aumento fino al 20% circa della ripresa di umidità, senza che le fibre diano un'impressione di bagnato. Si tratta di una forma di assorbimento e deassorbimento dell'umidità nell'aria particolarmente benefico e confortevole per la traspirazione corporea umana.

Sono pure noti processi di mercerizzazione che utilizzano ammonica liquida anidra in luogo della soluzione di soda caustica. Tale trattamento consente di aumentare le caratteristiche meccaniche delle fibre e, nel contempo, di ottenere una maggiore morbidezza al tatto. L'uso dell'ammoniaca consente inoltre di ottenere toni di colore più intesi su prodotti già tinti, nonché una maggiore stabilità dimensionale.

È da notare che i trattamenti con ammoniaca non possono definirsi a rigore come processi di mercerizzazione in quanto determinano modifiche chimico-fisiche leggermente diverse. Tuttavia, nell'ambito del settore tecnico in questione, è comune definirsi ai trattamenti di nobilitazione di prodotti tessili con ammoniaca con il termine di "mercerizzazione" .

Nell'ambito della presente invenzione ci si riferirà, pertanto, con il termine di "mercerizzazione" ai trattamenti di nobilitazione di prodotti tessili eseguiti con soda caustica o ammoniaca indifferentemente.

Secondo quanto noto, la mercerizzazione viene eseguita in macchine preposte che comprendono rulli di movimentazione sui quali vengono disposti i filati o i tessuti da trattare.

Una vasca viene predisposta per accogliere una soluzione di lavoro necessaria al trattamento.

La vasca è disposta in modo tale che il filato o il tessuto possa immergersi nella soluzione. In dettaglio, il prodotto tessile, durante la sua movimentazione, viene immerso ed estratto dalla soluzione secondo un certo numero di cicli.

Le macchine note comprendono, inoltre, un organo di spremitura per spremere la matassa in uscita dalla soluzione, eliminando l'eccesso di soluzione dal filato o dal tessuto.

Successive fasi di lavaggio e spremitura del filato0del tessuto vengono eseguite erogando acqua sul prodotto in trattamento.

1 processi di mercerizzazione noti, come visto, impiegano sostanze chimiche che comportano esalazioni irritanti che possono pregiudicare molto la qualità dell'ambiente lavorativo.

A tale proposito, specifiche norme impongono sistemi di ventilazione o comunque precauzioni per evitare danni alla salute dei lavoratori.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un metodo ed una macchina per la mercerizzazione di filati che superi l'inconveniente della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un metodo ed una macchina per la mercerizzazione di filati o tessuti più efficace e più affidabile con riferimento alla sicurezza degli operatori.

Il compito tecnico precisato e lo scopo specificato sono sostanzialmente raggiunti da un metodo ed una macchina per la mercerizzazione di filati o tessuti comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di mettere a disposizione un metodo ed una macchina per la mercerizzazione di filati o tessuti, come illustrato negli uniti disegni in cui:

la figura 1 è una vista frontale schematica di una macchina per la mercerizzazione di filati in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista prospettica della macchina di figura 1 con alcuni elementi rimossi per meglio evidenziarne altri;

- le figure 3 e 4 sono viste prospettiche di una variante realizzativa della macchina di figura 1 in due distinte condizioni operative.

Con riferimento alle allegate figure con 1 è stata complessivamente indicata una macchina per la mercerizzazione di filati o tessuti in accordo con la presente invenzione.

Un metodo per la mercerizzazione di filati in accordo con la presente invenzione è, a titolo di esempio, implementato dalla macchina 1.

Il metodo è realizzato bagnando il filato F o il tessuto in un fluido solvente che ha il compito di determinare le modifiche chimico-fisiche filato delle fibre tessili in questione. Successivamente, il filato viene spremuto in modo da eliminare una quantità in eccesso del fluido.

La fase di bagnare il filato o il tessuto con il fluido avviene spruzzando il fluido sul filato o il tessuto in movimentazione.

Inoltre, il fluido in eccesso viene raccolto in una vasca 7 nella quale il filato o il tessuto in movimentazione viene fatto transitare. In tal modo, il filato o il tessuto viene ulteriormente impregnato del fluido immergendolo in esso.

Nel caso dei filati, questi ultimi sono avvolti in matasse che vengono poste in movimentazione.

La fase di bagnare il filato o il tessuto termina dopo un numero predeterminato di cicli di immersione ed estrazione nel bagno della vasca 7. Una volta conclusa tale fase, viene condotta la fase di spremitura. Il fluido in eccesso viene dunque raccolto ed allontanato per essere recuperato e bonificato.

In accordo con la presente invenzione, le fasi di bagnare il filato o il tessuto e spremitura vengono realizzate in un ambiente di lavoro chiuso ermeticamente ed isolato dall'ambiente esterno. A tale proposito, viene predisposto un corpo scatolare 2 chiuso ermeticamente e definente l'ambiente di lavoro. Maggiori dettagli del corpo scatolare 2 verranno forniti nel prosieguo quando verrà descritta la macchina 1.

Dunque, il filato F o il tessuto viene introdotto nel corpo scatolare 2 prima della fase di bagnarlo con il fluido.

Dal momento che l'erogazione del fluido solvente avviene nell'ambiente di lavoro chiuso ermeticamente, non vi è alcuna possibilità di fuoriuscita di esalazioni provenienti dal fluido stesso .

In altre parole, vantaggiosamente, il completo isolamento dell'ambiente di lavoro dall'ambiente esterno impedisce qualunque fuoriuscita di efflussi irritanti e/o pericolosi derivanti dal fluido solvente .

Il metodo può comprendere inoltre una fase di lavaggio del filato o del tessuto una volta conclusa la fase di spremitura.

Tale lavaggio può essere eseguito erogando acqua o altro liquido sul filato o sul tessuto trattato. Il metodo può comprendere, inoltre, una fase di asciugatura del filato o del tessuto.

Secondo una prima forma realizzativa, il fluido solvente è una soluzione acquosa di soda caustica (idrossido di sodio).

In questo caso, vantaggiosamente, una depressione viene prodotta all'interno del corpo scatolare 2 mediante aspirazione dell'aria. Preferibilmente, tale fase è realizzata preliminarmente all'avvio dell'erogazione del fluido.

Ciò consente di degassare la soluzione e il filato in modo tale che la diffusione della soluzione nelle fibre del filato F o del tessuto sia più profonda e più veloce.

A titolo di esempio, la pressione all'interno dell'ambiente di lavoro, ovvero all'interno del corpo scatolare 2, raggiunge i 40 mbar o meno.

In questo caso, la concentrazione della soluzione di soda caustica è compresa tra 14 e 32°Bè.

La fase di lavaggio è eseguita con acqua. Tale fase consente di completare la mercerizzazione, infatti, l'acqua rimuove dalle fibre la soda caustica provocandone un rigonfiamento.

In una seconda forma realizzativa, il fluido solvente è ammoniaca liquida anidra.

La temperatura dell'ammoniaca è mantenuta inferiore a -34°C per mantenere l'ammoniaca liquida.

Vantaggiosamente, l'uso di ammoniaca nell'ambiente di lavoro ermeticamente chiuso consente un efficacie processo di mercerizzazione impedendo fuoriuscite di vapori di ammonica che, come noto, presentano notevole tossicità.

Preferibilmente, nessuna depressione è generata nell'ambiente di lavoro per non dover abbassare ulteriormente la temperatura dell'ammoniaca per mantenerla liquida.

Tuttavia, in forme realizzative alternative, una depressione è generata anche in questo caso per migliorare l'assorbimento del fluido nelle fibre del filato. Nel contempo, la temperatura dell'ammoniaca viene abbassata ulteriormente.

In questa forma realizzativa, una fase di lavaggio in azoto (o altro gas inerte) dell'ambiente di lavoro può essere eseguita per ridurre o eliminare l'ossigeno presente per evitare reazioni violente di ossidazione dell'ammoniaca.

La fase di lavaggio del filato o del tessuto in questa forma realizzativa non è indispensabile. Infatti, una volta che il filato o il tessuto è riportato alla temperatura ambiente, l'ammoniaca liquida evapora.

In ogni caso, la fase di lavaggio in acqua può essere prevista per eliminare residui di ammoniaca che potrebbero causare odori sgradevoli del prodotto .

Secondo una terza forma realizzativa, il fluido solvente è una miscela di una soluzione di idrossido di sodio e di ammoniaca liquida.

È così possibile ottenete filati o tessuti che presentano una spiccata traspirabilità e, nel contempo, ottime caratteristiche in merito alla stabilità dimensionale del tessuto e della resistenza meccanica delle fibre.

La soluzione complessivamente ottenuta presenta preferibilmente una densità tra 8 e 18°Bè.

In tal caso, una depressione può essere provocata all'interno dell'ambiente di lavoro per migliorare l'assorbimento del fluido solvente.

In alternativa, il processo può essere realizzato a pressione costante.

La fase di lavaggio in acqua è prevista per completare la reazione di mercerizzazione.

Secondo una quarta forma realizzativa il fluido solvente caustico è composto da una miscela di acqua-alcol e idrossido di sodio

Preferibilmente l'alcol utilizzato è alcol etilico. In alternativa, è possibile utilizzare altri alcol quali isopropanolo o isobutanolo.

In alternativa all'idrossido di sodio, è possibile utilizzare idrossido di litio o altri idrossidi alcalini idonei allo scopo.

L'alcol abbassa la tensione superficiale del filato o del tessuto e permette di veicolare in modo decisamente più veloce e profondo la soda caustica all'interno delle fibre tessili.

È dunque possibile abbassare la concentrazione di soda caustica della soluzione. A titolo di esempio, tale concentrazione è compresa tra 3,5% e 8,6% in peso del solvente.

La fase di lavaggio è eseguita con acqua per completare la reazione di mercerizzazione.

In ulteriori varianti realizzative, il lavaggio è realizzato in alcol, tra quelli sopra proposti, per rendere estremamente veloce ed efficace e la rimozione della soda caustica.

Come detto, il metodo descritto può essere realizzato mediante la macchina 1 comprendente il corpo scatolare 2 a tenuta ermetica.

La macchina 1 illustrata è particolarmente adatta alla mercerizzazione di filati avvolti in matasse. Il corpo scatolare 2 comprende una parete laterale 3 di forma sostanzialmente cilindrica ed una parete posteriore il che definiscono un vano. Il corpo scatolare 2 comprende inoltre un portello 4, in posizione opposta alla parete posteriore il, che richiude ermeticamente il vano.

In altre parole, il corpo scatolare 2 presenta una forma sostanzialmente a botte, nella forma preferenziale ma non vincolante.

Secondo quanto illustrato, la macchina 1 comprende due corpi scatolari 2 ciascuno destinato al trattamento di una rispettiva matassa di filato, entrambi chiusi dal medesimo portello 4.

In generale, la macchina 1 può comprendere un numero qualsiasi di corpi scatolari 2.

All'interno dei vani sono disposti mezzi di movimentazione 5 delle matasse di filato.

Secondo quanto illustrato, i mezzi di movimentazione 5 comprendono almeno due cilindri 6 paralleli tra loro su cui le matasse vengono avvolte disposti nei rispettivi corpi scatolari 2. I cilindri 6 sono disposti con rispettivi assi di rotazione complanari ad un piano sostanzialmente verticale .

Almeno uno dei cilindri 6 è motorizzato in modo da porre le matasse in rotazione. Preferibilmente. Il cilindro 6 posto ad una quota superiore è quello motorizzato. Il cilindro 6 posto ad una quota inferiore è folle.

Vantaggiosamente, i mezzi di movimentazione 5 presentano una pluralità di coppie di cilindri 6 disposti in una corrispondente pluralità di corpi scatolari 2 per movimentare una corrispondente pluralità di matasse di filato F.

Un organo di erogazione 19 del fluido è disposto all'interno di ciascun corpo scatolare 2. Esso comprende un tubo che si sviluppa parallelamente ai cilindri 6 e presentante una pluralità di ugelli di erogazione .

Una vasca 7 è disposta all'interno di ciascun corpo scatolare 2 per il contenimento del fluido solvente proveniente dall'organo di erogazione 19.

In particolare, la vasca 7 è disposta in prossimità del cilindro 6 inferiore.

Come è mostrato nei disegni, la vasca 7 è incernierata al corpo scatolare 2 in modo da poter ruotare rispetto ad un asse parallelo ai cilindri 6 in avvicinamento e/o allontanamento dal cilindro 6 inferiore .

In ogni caso, il cilindro 6 posto ad una quota inferiore è disposto in modo tale che la matassa che transita in prossimità di tale cilindro 6 sia immersa nel fluido raccolto nella vasca 7.

Un dispositivo di tensionamento 8 è associato ai mezzi di movimentazione 5 per tendere opportunamente il filato e consentirne la movimentazione.

In dettaglio, il dispositivo di tensionamento 8 comprende un rullo di tensionamento 9 mobile tra una posizione non operativa in cui è lontano dalla matassa e non è in contatto con essa ed una posizione operativa in cui è a contatto con la matassa e la spinge per tenerla in tensione.

Il dispositivo di tensionamento 8 comprende inoltre una manovella 10 presentante una prima estremità 10a fissata alla parete posteriore 11 del corpo scatolare 2 ed una seconda estremità 10b dove è fissato a sbalzo il rullo di tensionamento 9.

La manovella 10 è ruotata grazie ad un dispositivo di movimentazione (non illustrato) posto esternamente al corpo scatolare 2 per portare reversibilmente il rullo di tensionamento 9 dalla porzione non operativa alla posizione operativa. Un dispositivo di spremitura 12 è associato ai mezzi di movimentazione 5. Anche il dispositivo di spremitura 12 è posto all'interno del corpo scatolare 2 e, in accordo con quanto illustrato, è disposto in corrispondenza del cilindro 6 inferiore.

Il dispositivo di spremitura 12 comprende un rullo di spremitura 13 mobile tra una posizione non operativa in cui è lontano dalla matassa e non è in contatto con essa ed una posizione operativa in cui è a contatto con la matassa e la spinge contro il cilindro 6 per spremerla e far fuoriuscire il fluido solvente n eccesso.

Il dispositivo di spremitura 12 comprende inoltre una manovella 14 presentante una prima estremità 14a fissata alla parete posteriore 11 del corpo scatolare 2 ed una seconda estremità 14b dove è fissato a sbalzo il rullo di spremitura 13.

La manovella 14 è ruotata grazie ad un dispositivo di movimentazione (non illustrato) posto esternamente al corpo scatolare 2 per portare reversibilmente il rullo di spremitura 13 dalla porzione non operativa alla posizione operativa. Preferibilmente, un dispositivo di asciugatura 15 è associato ai mezzi di movimentazione 5 ed è funzionalmente posto a valle della vasca 7 con riferimento ala senso di movimentazione delle matasse. Anche il dispositivo di asciugatura 15 è posto all'interno del corpo scatolare 2.

Il dispositivo di asciugatura 15 comprende un rullo di asciugatura 16 operativamente disposto tra i cilindri 6.

Il rullo di asciugatura 16 è mobile tra una posizione non operativa in cui è lontano dalla matassa e non è in contatto con essa ed una posizione operativa in cui è a contatto con la matassa.

Il rullo di asciugatura 16 è riscaldato in modo tale che possa aumentare la temperatura della matassa quando ne è a contatto per asciugarla.

Il dispositivo di asciugatura 15 comprende inoltre una manovella 17 presentante una prima estremità 17a fissata alla parete posteriore 11 del corpo scatolare 2 ed una seconda estremità 17b dove è fissato a sbalzo il rullo di asciugatura 16.

La manovella 17 è ruotata grazie ad un dispositivo di movimentazione (non illustrato) posto esternamente al corpo scatolare 2 per portare reversibilmente il rullo di asciugatura 16 dalla porzione non operativa alla posizione operativa. Secondo una forma realizzativa preferita, la parete laterale 3 e la parete posteriore 11 del corpo scatolare 2 sono fissate ad una struttura a telaio 18 .

Il portello 4 è rotabilmente montato sulla parete laterale 3 in modo tale da potersi aprire e chiudere .

In una forma realizzativa alternativa, il portello 4 è rotabilmente fissato alla struttura a telaio 18. In tal caso, la parete laterale 2 è scorrevolmente associata alla struttura a telaio 18 in modo da separarsi dalla parete posteriore 11 durante l'apertura. Si rende così possibile un accesso comodo agli organi contenuti internamente al corpo scatolare 2 per operazione di manutenzione .

Mezzi di connessione (non illustrati) sono operativamente disposti tra il portello 4 e la parete laterale 3 del corpo scatolare 2 in modo tale da rendere simultanea l'apertura e la chiusura del portello 4 con lo scorrimento della parete laterale .

L'invenzione così descritta raggiunge gli scopi preposti .

Infatti, il confinamento delle operazioni all'interno di un ambiente di lavoro chiuso ermeticamente non solo rende più sicure le fasi di mercerizzazione con solventi tradizionali ma premette di aumentarne l'efficacia, se del caso, potendo provvedere una depressione all'interno.

Inoltre, consente di utilizzare prodotti solventi diversi come l'ammoniaca che in condizioni normali generano parecchio problemi a causa delle esalazioni tossiche.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la mercerizzazione di filati o tessuti comprendente le fasi di: - bagnare almeno un filato o un tessuto con un fluido solvente; spremere detto filato o detto tessuto per eliminare una quantità di fluido solvente in eccesso ; caratterizzato dal fatto che dette fasi di bagnare e spremere detto filato sono realizzate in un ambiente di lavorazione chiuso ermeticamente.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di predisporre un corpo scatolare (2) chiuso ermeticamente e definente detto ambiente di lavoro.
3. 3. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase di aspirare aria da detto ambiente di lavoro per creare una depressione .
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta fase di aspirare aria è realizzata prima della fase di bagnare detto filato o detto tessuto.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 3 o 4 caratterizzato dal fatto che la pressione all'interno dell'ambiente di lavoro è inferiore di almeno 40 mbar.
6. 6. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fluido solvente è una soluzione di idrossido di sodio oppure una soluzione di idrossido di litio.
7. 7. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fluido solvente è ammoniaca liquida anidra.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre la fase di mantenere l'ammoniaca liquida ad una temperatura inferiore a -34°C.
9. 9. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fluido solvente è una miscela di una soluzione di idrossido di sodio e di ammoniaca liquida.
10. 10. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fluido solvente è una miscela di una soluzione di idrossido di sodio e di idrossido di ammonio dove l'ammoniaca costituisce almeno 82% del peso dell'idrossido di ammonio.
11. 11. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fluido solvente è una soluzione di alcol etilico con idrossido di sodio oppure di alcol isopropanolo con idrossido di sodio oppure di alcol isobutanolo con idrossido di sodio.
12. 12. Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fluido solvente è una soluzione in miscela di alcol etilico e/o alcol isopropanolo e/o alcol isobutanolo con idrossido di sodio e/o idrossido di litio.
13. 13. Macchina per la mercerizzazione di filati comprendente: - mezzi di movimentazione (5) di un filato o di un tessuto; - un organo di erogazione (19) di un fluido solvente per bagnare detto filato o detto tessuto con detto fluido; - un dispositivo di spremitura (12) attivo sul filato o sul tessuto per eliminare una quantità in eccesso di detto fluido; un corpo scatolare (2) al cui interno sono disposti detti mezzi di movimentazione (5), detto organo di erogazione (19) e detto dispositivo di spremitura (12); caratterizzata dal fatto che il corpo scatolare (2) è chiuso ermeticamente.