ITMI952035A1 - Dispositivo per la tintura in discontinuo di matasse di filati, particolarmente adatto alla tintura con indaco di filati destinati - Google Patents

Abstract

Apparecchiatura per la tintura in discontinuo di filati in matassa a tamburo rotante assialmente e suddiviso in camere longitudinali a flusso radiale dei fluidi di tintura, è azionabile con velocità di rotazione variabili a seconda degli stadi del processo di tintura e con atmosfera controllata.

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce alla tintura dei filati ed in particolare alla tintura in discontinuo dei filati in matassa destinati alla tessitura. L'invenzione si riferisce alle apparecchiature da utilizzare nei procedimenti di tintura in discontinuo di filati in matassa destinati alla tessitura di articoli di abbigliamento casual di qualità. La presente invenzione si riferisce inoltre ad un procedimento di tintura perfezionato che consente produrre filati di migliore qualità rispetto alla tecnica nota.

Una tipica applicazione della apparecchiatura e del procedimento secondo la presente invenzione è quella della tintura all'indaco e per rendere maggiormente evidenti sia i problemi tecnici affrontati e risolti con la presente invenzione sia le sue caratteristiche ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota la presente invenzione viene qui descritta, a titolo esemplificativo ma non limitativo, con riferimento alla sua applicazione alla tintura all'indaco, che costituisce uno dei problemi applicativi di maggior rilievo nella tecnologia della tintura dei tessili .

L'indaco è uno dei coloranti più antichi della storia della civiltà ed è riuscito a conservare la sua importanza fino ai giorni nostri. Infatti, dopo essere stato fino all'inizio del nostro secolo l'unico colorante blu per eccellenza, esso ha subito una stasi di qualche decennio per l'avvento del nuovo colorante Bleu Hydron, ma verso gli anni '50 esso ha ripreso tutta la sua importanza particolarmente per la tintura in continuo di catene di ordito per tessuti denim.

Anche se il Colour Index lo classifica come c.I. Blu al tino 1, purtroppo l'indaco non si comporta come gli altri coloranti al tino e per il cotone ha in verità una affinità molto scarsa.

L'indaco richiede per la sua applicazione a tale fibra cellulosica non solo di essere preventivamente sottoposto a riduzione in soluzione alcalina (in forma leuco) ma richiede anche uno speciale metodo tintoriale costituito da una pluralità di sequenze di tre fasi operative: impregnazione del filato con il colorante in forma ridotta, spremitura per l'eliminazione dell'eccesso di bagno contenuto nel filato ed ossidazione del colorante mediante esposizione all'aria del filato impregnato, insolubilizzando così l'indaco adsorbito dal filato- Tale sequenza viene ripetuta più volte fino ad ottenere il tono di colore desiderato; praticamente un tono di colore medio o intenso si ottiene solamente sottoponendo il filato a più sovratinture.

Fino alla temporanea eclisse dell'indaco ai primi decenni del nostro secolo, la tintura all'indaco veniva condotta sulle matasse, tinte in piccole vasche o addirittura in pozzetti ricavati nel piano del terreno. La lavorazione era tutta manuale, lunga e faticosa: le matasse dovevano essere immerse nel bagno di tintura, estratte, strizzate e quindi esposte all'aria per l'ossidazione del colorante ridotto, prima di reimmergerle per ripetere il ciclo tintoriale onde ottenere un buon tono di colore.

I tentativi dell'epoca di automatizzare il ciclo operativo con macchine che alleviassero il lavoro faticoso e malsano della tintura non andarono a buon fine, e ben presto tale problema venne superato per la caduta di interesse per l'indaco, causata dall'introduzione del nuovo colorante Bleu Hydron, meno costoso, più solido e soprattutto di applicazione molto più facile.

Come già detto sopra, negli anni '50 l'indaco ritornò in auge per la tintura, condotta in continuo, delle catene di ordito per tessuti denim, quei tessuti impiegati per la confezione di pantaloni "jeans", bluse, giubbotti e capi vari per il lavoro e il tempo libero.

Uno dei motivi di maggior rilievo per questo rinnovato interesse per l'indaco - attualmente si impiega indaco prodotto per sintesi - risiede nel fatto che i tessuti ottenuti con ordito tinto in continuo con questo antico colorante e normalmente impiegati per bluse, giubbotti e pantaloni "jeans" presentano la particolare caratteristica di schiarirsi fortemente nelle zone di sfregamento {ginocchia, gomiti, sedere, di scolorirsi blandamente e continuamente ad ogni lavaggio, ma mentre il colore calando di tono diventa azzurro, aumenta fortemente in brillantezza tanto da dare al capo un aspetto del tutto particolare e non altrimenti imitabile di freschezza.

Nonostante le sue intrinseche difficoltà applicative, l'indaco è stato quindi riscoperto dalla moda che lo impiega ormai per una grande serie di articoli non più limitati alla jeanseria; la moda richiede ora anche filato tinto in matassa per l'impiego come trama in tessitura di tessuti operati, per maglieria, settore dove oltre al cotone classico si impiega anche cotone premercerizzato. Tale lavorazione risulta praticabile solamente su filato in matassa.

E' opportuno tenere presente che l'operazione di tintura in matassa è condotta su filati non avvolti ed esenti da tensione.

Per maggiore chiarezza, l'apparecchiatura ed il procedimento secondo l'invenzione vengono descritti qui di seguito con riferimento ad una sua tipica realizzazione illustrata nelle figure 1 e 2, che mostrano l'apparecchiatura rispettivamente in vista laterale e frontale, nell'applicazione alla lavorazione di tintura con indaco, sempre a titolo illustrativo ma non limitativo.

La caldaia di tintura 1 è costituita da un involucro fisso cilindrico 2 e da con un coperchio 3, flangiato e con tenuta a pressione ed al vuoto, che mette la caldaia in grado di operare con atmosfera controllata e alla pressione voluta. All'interno dell'involucro è collocato un tamburo rotante toroidale 4, realizzato con forature sia verso l'esterno che verso l'interno, suddiviso in una serie di camere 5 longitudinali a pareti forate, dotato di un fondo 6 e di un coperchio 7 chiudibile e dotato di un volantino di bloccaggio 8, dette parti terminali 6,7 essendo cieche in modo che il flusso dei fluidi di tintura avvenga radialmente nal tamburo 4. Nelle camere 5 le matasse vengono disposte longitudinalmente, nel senso dell'asse del tamburo 4; tale asse è sostanzialmente orizzontale, in modo che - con la rotazione del tamburo 4 - le camere 5 ruotino immergendosi nel bagno di tintura ed emergendo da esso alternatamente. All'interno del tamburo rotante 4 è posto un polmone cilindrico 9 riduttore del volume del bagno. Detto elemento cilindrico 9 funge inoltre da distanziale e contribuisce alla stabilità dimensionale del tamburo 4. Esso è montato coassiale con il tamburo 4, che a sua volta è sostenuto a sbalzo da un albero di rotazione 10, e viene reso solidale ad esso tramite il collegamento al suo fondo cieco 6 della sua estremità 10' . Detto albero 10 è supportato con cuscinetti 11, ed è dotato al suo interno di un condotto 12 che sbocca nell'intercapedine tra polmone 9 ed la parete cilindrica forata interna del tamburo 4, che serve per l'alimentazione dei fluidi di processo per il procedimento di tintura; tali fluidi vengono poi scaricati, dopo il loro passaggio radiale dal centro verso la periferia attraverso le pareti del tamburo 4, dai condotti praticati nella parete dell'involucro fisso 2. Tra la superficie esterna dell'albero rotante 10 ed il fondo dell'involucro 2 fisso è interposto un gruppo 13 di tenuta a baderna o meccanico

Il tamburo 4 viene posto in rotazione attorno al suo asse dalla rotazione dell'albero 10, che è dotato di azionamento con pulegge 14,15 e cinghia 16 con un motore elettrico 17. Tale motore è azionabile con velocità di rotazione variabili a seconda degli stadi del processo di tintura, mediante un inverter.

L'estremità 10" dell'albero opposta al tamburo 4 è dotata di un giunto rotante 18 di tenuta e collegamento con il condotto 12 delle alimentazioni dei fluidi di processo.

L'apparecchiatura di tintura è dotata dei dispositivi di servizio necessari per le varie operazioni del processo. Essi comprendono una o più vasche 20 di ricupero e preparazione dei bagni di tintura, che sono collegate alla caldaia 1 di tintura con la pompa di circolazione 21. Secondo una realizzazione preferita dell'invenzione tale pompa di circolazione viene realizzata con una pompa di tipo centrifugo e viene collegata con la sua aspirazione collegata non solo al fondo della vasca 20 ma anche con l'involucro 2 della caldaia, con le opportuna intercettazioni 22,23 dei relativi condotti, permettendo così non solo la circolazione forzata del bagno di tintura attraverso le matasse, che vengono impregnate sempre mantenendole in rotazione, ma anche .dell'aria compressa nella fase dell'ossidazione dell'indaco.

Il circuito di servizio della caldaia comprende inoltre lo scambiatore di calore 24 per la regolazione della temperatura dei bagni di tintura, che viene collegato ai servizi di fabbrica per il fluido di scambio termico, ad esempio vapore o acqua calda. La caldaia 1 di tintura è collegata alla pompa a vuoto 25 con la condotta intercettabile 26, al servizio di azoto in pressione -o di altro gas inerte- con la condotta intercettabile 27 ed infine al servizio dell'aria compressa con la condotta intercettabile 28. Tali apparecchiature e collegamenti accessori sono destinati alla purga ed al controllo, nel corso del ciclo di tintura, dell'atmosfera all'interno della caldaia, sia come pressione che come composizione.

La caldaia di tintura è preferibilmente dotata di unità di programmazione e di gestione a microprocessore dell'intera sequenza del procedimento, con controllo delle temperature, tempi, portate, pressioni, sequenze, livelli, ed in genere dei parametri operativi del procedimento. L'intervento degli operatori viene quindi essenzialmente richiesto dalle operazioni di carico e scarico dalla caldaia delle matasse da tingere e della preparazione dei bagni di trattamento e tintura, mentre nel corso del procedimento la loro attività è essenzialmente limitata alla sorveglianza e al controllo che non si verifichino malfunzionamenti .

La presente invenzione consente anche di realizzare un procedimento perfezionato di tintura che viene qui di seguito descritto nei suoi stadi significativi .

All'inizio del procedimento la caldaia è in configurazione aperta sia nel coperchio esterno 3 della caldaia sia nel coperchio 7 del tamburo 4. Nelle camere longitudinali 5 del tamburo 4 vengono caricate le matasse 31 da tingere, lasciando un certo spazio sia per la percolazione del liquido di tintura che per la flottazione delle matasse 31 entro le camere stesse durante l'immersione nel bagno. Dopo che il tamburo 4 è stato approntato nella sua posizione di lavoro, i coperchi 3,7 vengono quindi richiusi e bloccati a tenuta. Viene iniziato il ciclo di lavorazione.

La prima operazione consiste nel preventivo degasaggio della caldaia di tintura dall'ossigeno presente mediante aspirazione con la pompa a vuoto 25, e/o la purga con azoto in pressione dalla linea 27, ancor meglio ripetendo alternatamente le due azioni, lasciando quindi la caldaia-sotto pressione di azoto, preferibilmente sotto leggera sovrapressione.

Si procede quindi ad introdurre il bagno di tintura nella intercapedine interna della caldaia fino a totale riempimento o a raggiungere un livello parziale desiderato 32, mantenendo in blanda rotazione il tamburo 4 con irrorazione e pescaggio delle matasse 31 in rotazione con il bagno di indaco, in forma "leuco" ridotta, per il tempo richiesto e mantenendo il bagno di tintura in circolazione con la pompa 21. Le matasse vengono così impregnate, se a macchina parzialmente piena sempre sotto azoto, con distribuzione omogenea del colorante, in- quanto l'eventuale formazione di percorsi preferenziali viene via via modificata dalla flottazione delle matasse nel bagno di tintura. Dopo l'impregnazione, si procede allo scarico del detto bagno nella sottostante vasca 20 di ricupero.

Si pone quindi il tamburo 4 in veloce rotazione: le matasse vengono centrifugate, con azione di energica spremitura contro la parete forata più esterna del tamburo 4, continuando a scaricare il liquido interstiziale che si separa da esse nella vasca sottostante, operando sempre sotto azoto. La soluzione di indaco in forma ridotta "leuco" è stata finora tenuta fuori dal contatto dell'ossigeno dell'aria. Il liquido che impregna le matasse è ora quello che è stato adsorbito dal filato da tingere.

La caldaia viene quindi sfiatata mediante la valvola 29 e con blanda rotazione del tamburo 4 si introduce aria compressa dalla linea 28, per l'ossidazione del colorante indaco sempre con percorso radiale verso l'esterno.

Il ciclo può quindi essere reiterato fino all'ottenimento del tono di colore desiderato, sempre ripartendo con lo stadio di degasaggio. Al tem ine, dopo i necessari normali trattamenti finali, quali lavaggi, saponature e ammorbidimenti, la caldaia viene aperta per scaricare le matasse tinte e per caricarne di nuove.

Il dispositivo ed il procedimento di tintura di filato in matasse secondo la presente invenzione utilizzano la circolazione forzata radiale e la centrifugazione radiale tra gli stadi e conseguono significativi progressi tecnici ed economici.

Si ha la possibilità di lavorare sotto vuoto, azoto od altro gas inerte nelle fasi di tintura, evitando così l'ossidazione del colorante nelle fasi in cui questa è indesiderata, mantenendolo perfettamente in stato "leuco" ed ottenendo così la migliore condizione di utilizzazione del .colorante. Si ottiene una grande uniformità di tintura di tutto il filato, dovuta non solo al pescaggio alternato e flottante delle matasse nel bagno ma anche al passaggio forzato del bagno stesso nelle matasse, sia immerse che non, tenute sempre in rotazione.

Si impiega la quantità di bagno esattamente voluta potendo regolare il livello di bagno dentro la caldaia. Tutto il bagno viene recuperato, rinforzato e reimpiegato, lavorando sempre in ambiente chiuso, senza esalazioni di sorta.

La centrifugazione in ambiente inerte delle matasse, poste longitudinalmente nelle camere 5 dello spazio anulare del tamburo 4 conferisce un'uniforme umidità residua a tutto il filato e quindi uniformità di distribuzione del colorante da ossidare con conseguente uniformità di tintura o ritintura. La centrifugazione lascia un basso residuo di umidità facilitando la successiva ossidazione ed aumentando la solidità del colore.

Nella fase di ossidazione è possibile operare sotto pressione e con circolazione forzata dell'aria compressa radiale ed attraverso le matasse, sempre tenute in rotazione. L'ossidazione risulta più rapida ed uniforme; essa può essere condotta anche con ossidanti diversi dall'aria atmosferica.

L'intero ciclo di tintura, compresa la preparazione del filato e trattamenti finali, può essere condotto nella stessa caldaia. Adottando tamburi intercambiabili, la preventiva preparazione separata dei tamburi consente di abbreviare le operazioni di carico e scarico dell'apparecchiatura e di aumentarne il fattore di servizio. I cicli operativi sono molto rapidi con elevata produttività complessiva. L'apparecchiatura risulta assai versatile e può lavorare con i migliori risultati sia con l'indaco che con altri coloranti.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per.la tintura in discontinuo di filati in matassa caratterizzata dal fatto di comprendere una caldaia di tintura costituita da un involucro fisso a tenuta che mette la caldaia in grado di operare con atmosfera controllata e alla pressione voluta, contenente al suo interno un tamburo rotante toroidale, suddiviso in una serie di camere longitudinali a pareti forate con parti terminali cieche a determinare il flusso radiale dei fluidi di tintura, il tamburo essendo ad asse sostanzialmente orizzontale ed essendo montato a sbalzo su un albero di rotazione, dotato al suo interno di un condotto di l'alimentazione dei fluidi di processo ed azionabile con velocità di rotazione variabili a seconda degli stadi del processo di tintura.
2. 2. Apparecchiatura per la tintura in discontinuo di filati in matassa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere sia una pompa a vuoto che collegamenti ai servizi di azoto, o di gas inerte in genere, e dell'aria compressa, per la purga ed il controllo, nel corso del ciclo di tintura, dell'atmosfera all'interno della caldaia, sia come pressione che come composizione.
3. 3. Apparecchiatura per la tintura in discontinuo di filati in matassa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il percorso dei fluidi di processo all'interno della caldaia di tintura è un percorso radiale dal centro del tamburo rotante all'involucro fisso periferico entro il quale sono praticati i condotti di uscita di detti fluidi di processo e che le matasse sono disposte longitudinalmente nel senso dell'asse del tamburo rotante.
4. 4. Procedimento per la tintura all'indaco in discontinuo di filati in matassa con l'apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere i seguenti stadi in sequenza: - a) caricamento nella caldaia di tintura delle matasse da tingere e chiusura della caldaia, - b) preventivo degasaggio dell'ossigeno dalla caldaia, lasciandola sotto pressione di azoto, - c) introduzione il bagno di tintura nella caldaia, mantenendo in rotazione il tamburo con le matasse e mantenendo il bagno di tintura in circolazione fino alla desiderata impregnazione, - d) scarico del bagno di tintura nella vasca di ricupero, - e) centrifugazione delle matasse contro la parete forata più esterna del tamburo, operando sempre sotto azoto, - f) sfiato della caldaia e quindi ossidazione del colorante con aria compressa in circolazione, g) reiterazione del ciclo da b) a f) fino all'ottenimento del tono di colore desiderato, - h) al termine, trattamenti finali e scarico dalla caldaia delle matasse tinte.
5. 5. Procedimento per la tintura all'indaco in discontinuo di filati in matassa secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'operazione di impregnazione viene condotta mantenendo le matasse flottanti nel bagno di tintura entro le camere del tamburo in rotazione, essendo i filati in stato non avvolto ed esente da tensione.