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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE TRAITEMENT DE MATIERES TEXTILES ET
SIMILAIRES
L'invention concerne le traitement de matières textiles et simi- laires, dans lequel la matière est imprégnée d'une liqueur de traitement avec application de chaleur. Des exemples de pareils traitements sont la teintu- re, le développement, le blanchiment et le dégraissage, et la présente inven- tion est applicable plus spécialement, mais non exclusivement, à la teinture.
Par "matières textiles!! il faut comprendre les différentes matières employées dans l'industrie textile, par exemple-le coton, la laine, la rayonne, le ny- lon et d'autres matières naturelles ou artificielles, et les tissus feutre, draps feuilles ou fils de verre ou autres matières plastiques synthéthiques.
Le terme "textile" ne tend pas à restreindre l'étendue de l'invention à la matière tissée., Ces matières sont comprises ci-après dans le terme "matières".
La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de traitement continu tel que décrit dans le brevet anglais noe 620 584, dans lequel la matière traverse un bain de métal en fusion qui peut avoir ùn point de fusion inférieur à 100 Co et de préférence inférieur à approximativement 80 C, la matière étant, avant son entrée dans le bain, continuellement im- prégnée d'une liqueur de traitement, laquelle est alimentée à la matière en force et quantité uniformes, sur toute sa longueur. L'alimentation de la li- queur peut s'effectuer avantageusement en faisant flotter la liqueur de trai- tement comme une couche au sommet du bain de métal, là où la matière entre dans ce bain.
L'invention est toutefois applicable à tout traitement dans lequel la matière est passée à travers un bain de métal en fusion.
Le traitement dans le bain de métal en fusion comprend à la fois l'application de chaleur et de pression, et des'mesures doivent être prises pour que la température appliquée soit aussi uniforme que possible. Des ex- périences ont été faites pour établir la forme la plus avantageuse du bain de métal en fusion, et il a été constaté que le passage de la matière à tra- vers le métal provoque là génération de courants de Foucault dans le métal en fusion. On arrive à une disposition satisfaisante en plaçant les éléments de chauffe, par exemple les tubes à vapeur, tout près de -mais pas en contact
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avec - la matière en mouvement.
Si les éléments de chauffe sont éloignés de la matière et si par conséquent le bain de métal présente un grand volume, il se produit des courants de convection, ce dont il résulte des tâches iné- gales de température. En outre, toute chaleur soustraite du métal par la ma- tière, à l'écart de tout élément de chauffe, est capable de provoquer un re- froidissement local. Il est évident que la largeur du bain de métal doit être suffisante pour permettre que le processus se fasse sur l'épaisseur de la ma- tière.
On a également constaté que le contact de la matière avec un élé- ' ment de chauffe est défavorable au résultat.
Selon la présente invention, on applique un dispositif pour le traitement continu de matière en longueur continue, comportant un récipient de traitement présentant un passage étroit s'étendant de part en part pour le passage de la matière, les parois de ce passage portant les éléments de chauffage principaux et étant espacées en porte que la distance de la matiè- re à la surface de tout élément de chauffe principal n'est pas inférieur à 3 mm. et pas plus que 25 mm. Les parois peuvent comporter une chemise d'eau et former par elles-mêmes les éléments de chauffe principaux.
Le dispositif comprend en outre des tubes à vapeur, tubes de che- minée ou des éléments de chauffe électriques tubulaires, disposés parallèle- ment au plan de passage de la matière et à un angle substantiel en travers de la direction de passage de la matière, de façon à recevoir les courants de Foucault en travers de leurs surfaces extérieures, et espacés de façon que la distance de la matière à la surface chauffée la plus proche n'est pas moins que 3 mm. et pas plus que 25 mm.
Les parois formant le côté du passage peuvent être appropriées à supporter les éléments de chauffe ou elles peuvent faire partie d'un compar- timent à vapeur ou à liquide et comprendre ainsi par elles-mêmes les élé- ments de chauffe.
Le contact de la matière avec la paroi stationnaire est, comme dit ci-devant, défavorable pour le résultat, et la conformation de la paroi peut être un compromis entre ceci et le désir d'économiser autant que possi- ble en volume de métal nécessaire au remplissage du bain. Quand les côtés de la paroi comportent des évidements pour recevoir les éléments de chauffe, l'évidement est formé de façon à faciliter l'entrée des.courants de Foucault aux éléments de chauffe. Bien entendu, les parois du passage peuvent être distancées aussi loin qu'on le désire, mais ces parties de la paroi qui four- nissent de la chaleur doivent se conformer aux limitations citées ci-devant.
On peut monter des éléments de chauffe auxiliaires à plus grande distance de ce passage dans le but de décongeler le métal du bain en son en- tier.
De.s formes de réalisation de l'invention sont décrites ci-après uniquement à titre d'exemple, avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation avec coupes partielles d'une installation pour le traitement continu d'une longueur d'étoffe et une forme de l'appareil de chauffe pour l'étoffe.
La figure 2 est une vue de détail montrant l'étoffe passant à travers une autre forme d'appareil de chauffe pour étoffe,' et la figure 3 est une vue de détail montrant l'étoffe passant à tra- vers un autre appareil encore pour la chauffe de l'étoffe.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1.
La figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne V-V de la figure 1.
La figure 6 schématise une variante de réalisation du bain de mé- tal.
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La figure 7 schématise en cre une autre variante d'exécution du bain de métal.
Suivant la figure 1, l'étoffe l en longueur continue, montrée en traits mixtes, passe en direction des flèches sur les cylindres à vapeur 2 capables de chauffer l'étoffe la plus lourde à là plus grande vitesse, à une température légèrement supérieure à 70 C. L'appareil peut également ser- vir pour des étoffes plus légères à des vitesses moindres, la surchauffe de 1'étoffe n'étant pas sérieuse, car la température de la vapeur n'est pas é- levée (7 kg. de-pression).
Selon la figure 2 un dispositif modifié pour le chauffage de l'é- toffe consiste en une enveloppe 3 traversée par l'étoffe 1. et dans laquelle on chasse de ¯l'air chaud à l'aide d'un ventilateur 4, la température de l'air telle que le dispositif peut servir pour des étoffes plus légères à des vi- tesses moindres sans risque de surchauffe sérieuse.
Suivant la figure 3 un autre appareil pour le chauffage de l'étof- fe comporte des paires d'unités électriques de chauffage par radiation dis- posées en opposition à distances le long de l'étoffe, celle-ci passant entre les unités de chaque paire. La température de l'étoffe est contrôlée en met- tant à volonté des unités en ou hors circuit. L'étoffe chauffée 1 en vue de la teinture, passe sur des rouleaux 6,directement vers le bas dans le réci- pient 1. contenant le bain de métal fondu; ce récipient possède un passage d'entrée unique en 7A et un passage de sortie unique en 7B, l'étoffe contour- nant le rouleau de fond 8. L'étoffe se dirige ensuite vers le rouleau.9.
La partie supérieure du récipient .2 est élargie; la surface du mé- tal en fusion étant indiquée par 10. Le colorant est contenu dans un boîtier en métal 11A à fond ouvert et s'étendant jusque dans le bain de métal, et il flotte comme une couche 11 à la surface du métal en fusion:
La couche de liqueur 11 au sommet du bain de métal '1. est mainte- nue à un volume relativement réduit et au fur et à mesure qu'elle est absor- bée par la matière, on y ajoute en continu de la liqueur fraîche afin de main- tenir un tel conditionnement de la liqueur dans ladite couche qu'on évite des variations en température, volume et force qui pourraient affecter défavora- blement le traitement, et la liqueur de réalimentation est chauffée au fur et à mesure qu'elle est suppléée à cette couche.
De préférence le volume et la force de la liqueur dans cette couche seront maintenus pratiquement constants.
De cette façon, la liqueur est chauffée et ensuite absorbée très rapidement par la matière. On évite ainsi un chauffage prolongé et par consé- quent la formation de boue, comme expliqué ci-après. En outre, la température de la liqueur est maintenue pratiquement constante et elles est empêchée de tomber indésirablement basse.
Dans l'exemple, le colorant est alimenté par une pompe 12 à partir alun réservoir 13 à travers une conduite 14 vers un réservoir de chauffe 15 de petite capacité. Une soupape d'alimentation 16 disposée dans la conduite est contrôlée électriquement (comme décrit ci-après) par le niveau de la liqueur dans la couche 11 à la surface du bain de métal 7. Quand le niveau de cette couche 11 baisse, la soupape d'alimentation est ouverte afin de per- mettre 1'entrée de plus de liqueur dans le réservoir de chauffe 15, ce qui force la liqueur déjà chauffée qui s'y trouve d'en déborder à travers une con- duite 14A vers le boîtier 11A, faisant ainsi monter à nouveau le niveau dans cette couche 11.
La liqueur dans le réservoir de chauffe 15 est chauffée par un ser- pentin 17 alimenté de.vapeur à partir d'une vanne à vapeur 18 contrôlée par un thermostat, dont les bornes 19 sont situées dans ce réservoir de chauffe 15.
La liqueur du réservoir d'alimentation 13 est maintenue à une tem- pérature relativement basse d'environ 25 C à 30 C et elle est chauffée à ap- proximativement 80 C pendant son passage à travers le réservoir de chauffe 15. Ainsi elle n'a cette température relativement élevée que pendant une pé-
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riode réduite avant d'être absorbée par l'étoffe 1 traversant le bain de mé- tal .
Le réservoir d'alimentation 13 peut être remplacé par l'appareil décrit dans le brevet belge n . P.V. 32604.
La soupape d'alimentation 16 est contrôlée par le niveau de la couche de liqueur 11, et ce par la disposition suivante :
Un tube vertical (non illustré) est introduit dans le boîtier à fond ouvert 11A contenant la couche de colorant au-dessus de la surface de métal 10. Les boîtiers à liqueur 11 peuvent être maintenus à une profondeur moyenne de, par exemple, 30 cm. Avec une étoffe d'une largeur soit de 125 cm. on utilise la quantité relativement réduite de 2,25 à 4,50 litres de co- lorant, en comparaison avec les 135 à 270 litres normalement en usage, par exemple dans une cuve de teinture.
Le tube susdit est pourvu à son extrémité supérieure d'un bou- chon isolant (non illustré) traversé vers le bas par une tige métallique réglable 20, reliée via un relais 21 à une batterie 22, laquelle est connec- tée au boîtier 11A. Le relais 21 actionne ladite soupape d'alimentation 16 qui est connectée au relais par les conducteurs 23.
Quand la couche de liqueur 11 monte et vient en contact avec la tige métallique 20, le courant ferme la soupape d'alimentation 16, et quand la liqueur baisse en-dessous de la tige métallique 20 la soupape d'alimen- tation 16 est ouverte.
Il a été constaté- que la solution caustique d'un colorant 11 est capable de former une mousse superficielle; les bulles de mousse agissant comme conducteurs de la même manière que le liquide, on fait flotter à la surface de la liqueur 11 une petite quantité de térébenthine,établissant et coupant le contact avec l'extrémité inférieure de la tige de métal 2.
Dans un autre exemple la liqueur est alimentée par gravité ou à l'aide de l'appareil décrit dans le brevet belge n ; P.V. 32604 via une sou- pape d'alimentation contrôlée par le niveau de la couche de liqueur 11. El- le passe ensuite à travers un appareil de chauffe de tout genre convenable et de là dans la couche de liqueur 11.
Comme l'efficacité de l'appareil de chauffe et l'absence de tou- te surchauffe locale de la liqueur dépendent du degré de l'écoulement de liqueur, et que le flux de liqueur peut être requis à cesser temporairement, il est prévu une conduite 24 qui relie le boîtier 11A à la conduite 14. de sorte que la pompe 12 puisse soutirer de la liqueur de la couche 11 et dé- charger cette liqueur dans la conduite 14 qui relie la soupape d'alimenta- tion 16 à l'appareil de chauffe 15. Une soupape de circulation 25 prévue dans la conduite 24 est contrôlée électriquement par le relais 21 qui ou- vre la soupape 25 quand la soupape 16 est fermée, et vice-versa. De cette manière on maintient constamment l'écoulement de liqueur à travers l'appa- reil de chauffe 15.
L'alimentation en vapeur de l'appareil de chauffe 15 est contrôlée par le thermostat 19 disposé du côté de décharge de l'appa- reil de chauffe.
Dans certains cas, il peut être désirable de monter une vanne 18 contrôlant l'alimentation de la vapeur, actionnée simultanément et en rapport avec la soupape d'alimentation 16. Dans ce cas, le thermostat fera fonctionner une soupape ou résistance réglant la quantité de vapeur dispo- nible quand la vanne de contrôle 18 est ouverte.
. Comme le montrent les figures 1, 4 et 5, le récipient de bain 7 comporte des plaques latérales 26, 27 disposées très-près l'une en face de l'autre.Il est également prévu une cloison centrale 28, et le bain propre est aménagé entre les éléments 26. 27 et 28; il est évident que le bain propre a ainsi un volume minimum, ce qui requiert une quantité mini- mum, duemétalrrelabrevement coûteurx, et unminimum de chauffe. @ et @ @ chaufie.
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Le trajet de l'étoffe à travers le bain est indiqué par les traits mixtes :lA et 7B et la chaleur est communiquée au métal à interval- les sur tout l'ensemble de ce bain par une série de tubes à vapeur comme indiqué en ±± de part et d'autre de l'étoffe,entre son passage d'entrée unique 7A et son passage de sortie unique 7B. La vapeur pour les tubes 29 est suppléée à travers une vanne 30 contrôlée par un thermostat dont les bornes ± sont situées dans le métal en fusion du bain 7. Le métal commu- nique intimement la chaleur à l'étoffe .1 sans coopération chimique avec la matière ou le colorant et il n'absorbe pas le colorant, alors que le métal n'est pas absorbé par l'étoffe l.
Il est également évident que de cette façon, on peut non seulement contrôler facilement la température du pro- cessus, mais aussi la pression appliquée à l'étoffe en dépendance de la ' profondeur et du poids spécifique du bain de métal.
Dans cet exemple, la largeur A du passage est d'environ 12,5 mm., ce qui permet un fpnctionnement efficace tout en exigeant seulement une quantité de métal relativement réduite. Le passage a une conformation générale en U, comportant un passage vertical descendant, un contourne- ment du rouleau de fond.6 et un passage de retour vertical vers le haut, avant de quitter le métal. En gardant les passages pratiquement verticaux, on évite la tendance à la matière de flotter transversalement à sa longueur, ce qui pourrait en provoquer le collage ou le frottement sur les parois des passages, la tendance à flottement étant en direction''verticale et lôngitu- dinalement à la matière. La matière peut être centrée dans le passage par des rouleaux de guidage externes.
Les tubes 29 s'étendent transversalement le long des faces des parois, y étant encastrés à fleur à intervalles espacés et de côtés oppo- sés du passage. Les distances B et C entre la matière 7B et les faces des tubes 29 sont approximativement de 6,5 mm.
Selon une variante d'exécution on peut appliquer quatre passages en forme de double -U au-dessus des rouleaux, les passages étant tous pra- tiquement verticaux.
Suivant une autre variante encore le centrage de la matière à l'entrée et à la sortie du bain peut se faire en passant la matière entre deux guides espacés verticalement qui se recouvrent en direction vertica- le, la matière étant ainsi appliquée contre le guide inférieur par le gui- de supérieur et par conséquent mise automatiquement en position.
Suivant la figure 6, un passage en forme d'U est établi en lo- geant une série de rouleaux horizontaux superposés 40 entre les parois op- posées d'une auge verticale un peu plus large 41. les rouleaux 40 étant re- lativement rapprochés l'un de l'autre, mais l'espace concave entre chaque rouleau et celui immédiatement adjacent étant rempli par un boîtier 42 qui contient des moyens de chauffe 43, ce dont résulte un passage allongé en forme de U.
Dans cet exemple, le rouleau 40 le plus bas est de moindre dia- mètre que le rouleau supérieur 40 la matière étant ainsi obligée de dé- vier d'un angle réduit de la verticale au passage d'entrée 7A, et, au pas- sage de sortie 7B, également d'un angle réduit de la verticale, les dévia- tions se faisant aux côtés opposés en directions opposées. De cette façon, il y a un léger refoulement de composante de flottement qui oblige la ma- tière de rester en contact avec les rouleaux 40. Les rouleaux peuvent tour- ner librement ou ils peuvent être positivement commandés et des rouleaux de guidage externes peuvent être ajoutés, si on désire obtenir un contact con- tinu et substantiel avec les rouleaux.
Dans l'exemple de la figure 7, le récipient de traitement compor- te'un rouleau 44 de diamètre relativement grand, entouré d'un boîtier ou ré- cipient 45 dont les parois internes 45a viennent tout près du rouleau 44, laissant ainsi un espace D d'environ 12,5 mm. pour le métal en fusion et dé- terminant un passage pour la matière. La matière entre-et sort près du som- met du rouleau 44. Il a été constaté que la température du rouleau 44 doit
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être approximativement la même que la température du métal en fusion, s'il s'agit d'obtenir des résultats uniformes. Par conséquent, le rouleau peut être chauffé, soit en permettant à une partie de sa surface de venir en con- tact avec le métal en fusion,.ou en faisant circuler du métal en fusion à travers un espace annulaire dans le rouleau.
Le chauffage du métal en fusion est effectué de façon la plus satisfaisante comme décrit ci-devant, en fai- sant usage de tubes encastrés dans les parois du récipient 45. Les liqueurs de traitement peuvent flotter à la surface du métal à l'entrée et pour la sortie.
On peut faire traverser deux ou plusieurs tissus ou des forma- tions équivalentes, le bain de métal, parallèlement. Si un bain de colorant est prévu à l'entrée, il peut être commun pour les tissus ou similaires mais quand on veut préchauffer les tissus ou similaires, ce préchauffage est ap- pliqué à chaque tissu individuellement. On peut prévoir également un bain de sortie commun. Indépendamment de cette disposition il est cependant désira- ble que chaque tissu ou similaire soit traité individuellement.
On remarquera que le boîtier 11A a, à sa partie inférieure où el- le entre dans le métal, une largeur de l'ordre de la largeur A du passage de métal en fusion à travers le bain, soit 12,5 mm.
Comme indiqué en traits pointillés 32, l'étoffe 1 peut être pas- sée, complémentairement ou alternativement à son passage à travers la couche 11, à travers une auge 33 afin d'y collecter de la liqueur de traitement.
Dans ce cas, le niveau de la liqueur dans l'auge 33 est maintenu constant et la liqueur est réalimentée à partir d'un réservoir principal (non illus- tré). L'auge 33 peut être disposée pour recevoir l'étoffe avant le chauffa- ge de celle-ci par les cylindres 2.
Dans l'exemple, avec le métal de bain à 90 C à 95 C ayant un point de fusion d'approximativement 70 C et avec une liqueur de traitement 11 flot- tant sur le métal à approximativement 80 C à 85 C, l'étoffe 1 sera préchauf- fée en sorte qu'à l'entrée dans la liqueur de traitement, sa température est telle,que tenant compte des chaleurs spécifiques du tissu 1 et de la li- queur de traitement 11 et de tout effet thermique résultant de leur mélange, la température combinée de l'étoffe .1 et de la liqueur 11 ne soit pas moin- dre que 75 C.
A titre d'exemple, une matière textile 1 ayant une chaleur spéci- fique de 0.3 absorbe 130% en poids de liqueur de traitement 11 de chaleur' spécifique 1.0 à 80 C et devra pénétrer la liqueur de traitement à 72 C si la température combinée doit être 78.5 C Il est désirable de maintenir la température du bain de métal à maximum approximativement 90 C à 100 C, car à des températures plus élevées, avec une imprégnation aqueuse, il peut se former de la vapeur en-dessous de la surface du métal et celle-ci peut re- monter à travers le bain de métal et entraver l'application uniforme du co- lorant, produisant ainsi une teinture striée.
La température à laquelle l'étoffe .1 peut être chauffée en toute sécurité dépend des circonstances, et dans le cas de matières imprégnées initialement de liqueurs aqueuses la limite sera environ 100 C, mais dans le cas d'étoffes sèches, par exemple, la limite sera déterminée par la ré- sistance des fibres à la détérioration. Généralement une température de 120 C peut être considérée comme une limite extrême.
En sortant du bain 7, l'étoffe traverse un boîtier 34 pénétrant dans le bain de métal et contenant une solution saline 35 qui flotte à la surface 10 du métal en fusion. La solution saline est alimentée au boîtier 34 par gravité, à partir d'un réservoir 36 chauffé par des tubes à vapeur 37, 'cette -vapeur arrivant par la vanne 38, contrôlée par un thermostat dont les bornes 39 pénètrent dans le réservoir 36. La .solution saline dans le * boîtier 24 est maintenue à niveau-constant.par-débordement sur la surface 10 du métal en fusion.
Dans un procédé de teinture du genre susdit, avec des colorants de cuve ou de soufre, où il est fait usage d'hydroulphite, il peut y avoir
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le cas que les produits de décomposition d'hydrosulphite attaquent le mé- tal en fusion du bain 1 et forment une boue superficielle 10 du bain de mé- tal, cette boue et un peu de métal pouvant adhérer à l'étoffe et entraver l'opération de teinture.
Selon l'invention, on ajoute au colorant de cuve ou de soufre, un agent antioxydant, tel que par exemple un sucre réducteur, spécialement la glucose, ou un aldéhyde organique supérieur, par exemple lebenzaldéhyde, ou de l'acide tannique. On a constaté que l'addition de ces substances em- pêche la formation de boue
Toute matière traversant un bain de métal tend à se revêtir de métal, à moins que la matière contienne suffisamment d'humidité. Dans les cas où la température du métal est 100 C ou moins, il faut au moins appro- ximativement 80% en poids d'humidité sur la matière pour prévenir l'adhé- sion de métal. Ce pourcentage variera cependant de matière à matière.
Dans le cas où la température du métal est au-delà de 100 C, soit 120 C, il faut moins d'humidité comme minimum pour empêcher l'adhésion de métal, du fait de l'ébullition qui se produit et la résistance à l'absorption de métal qui en résulte. Dans ces conditions des résultats satisfaisants ont été atteints avec 60% en poids d'humidité.
REVENDICATIONS. l.- Dispositif pour le traitement continu de matières en longueur continue, caractérisé en ce qu'il comporte un récipient de traitement pré- sentant un passage étroit allongé qui le traverse et qui sert au passage de la matière, les parois de ce passage portant les éléments de chauffe princi- paux encastrés ou incorporés et ces parois étant espacées en sorte que la distance entre la matière et la surface de tout élément de chauffe princi- pal n'est pas inférieure à 3 mm. et pas plus que 25 mm.