<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et appareil pour le traitement contre le rétrécissement des fibres animales
La présente invention concerne un nouveau procédé et un nouvel appareil pour le traitement contre le rétrécissement des fibres animales protéiques,par exemple les laines normales, les laines mohair et autres.
Les caractéristiques.de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en. se référant au dessin ' annexe , sur lequel :
<Desc/Clms Page number 2>
La figure 1 représente un appareil suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention, la. figure 2 est une vue latérale en élévation d'un appareil suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention , et la figure 3 est une vue en élévation et partiellement en coupe de l'appareil de la figure 2.
Le brevet de? Etats-Unis-D'Amérique n 3.149,906 du 22 septembre 1964 décrit un procédé pour; le traitement contre le rétrécissement des fibres d'origine. animale qui consiste principalement à utiliser un générateur d'ozone don le gaz produit est mélangé à un courant de va- peur. Le courant composé d'ozone et de vapeur est soufflé contre le matériau fibreux pendant une durée de 1 à 10 minutes pour obtenir le résultat désiré,
Il a été donstaté conformément à l'in-' vention que de meilleurs résultats sont obtenus si le matériau fibreux est passé directement à travers le générateur d'ozone.
¯ Autrement dit, par le procédé antérieur, l'ozone est produit dans un appareil sépare , et il est ensuite envoyé contre les fibres. Selon la présente invention, les fibres sont placées à l'endroit même où ost engendré l'ozone. Ce traitement des fibres par l'ozone engendré sur place apporte de nombreux avantages par rapport à la technique antérieure, comme il est indiqué ci-après.
Un premier avantage est que le résultat désiré est atteint très rapidement, par exemple en 2 à 20 secondes, contrairement au temps nécessaire par le procédé antérieur, qui est d'au moins une minute et de préférence en*- viron trois minutes.
<Desc/Clms Page number 3>
Comme le procédé selon l'invention ne demande qu'un temps de traitement très bref, il convient particulièrement pour le traitement en continu de grandes longueurs de matériaux fibreux. En raison du temps court de traitement, le traitement continu ne gène pas l'écoulement ordonné du matériau fibreux à travers les différentes étapes nécessaires pour la conversion des fibres brutes initiales en produits textiles finis.
L'invention permet un meilleur rendement d'utilisation de l'ozone,c'est-à-dire une quantité plus faible d'ozone par unité de poids de matériau fibreux traité. Comme les fibres se trouvent dans la zone dans laquelle est formé . @@ l'Ozone, celui-ci peut être immédiatement en contact avec les fibres,et il y a peu do ,possibilités do perte d'ozone. Cette caractéristique est en contraste très marqué par rapport à un système dans lequel un courant de gaz contenant de l'ozone est soufflé à travers le matériau textiledans ce cas, une grande quantité do l'ozone no passe pas on contact avec los fibres, et cet ozone cet perdu.
L'appareil utilisé pour la mise on oeuvre du procédé selon 1' invention est plus simple parce que les canalisationsles vannes, !ce ventilateurs et d'autres équipements pour conduire les gaz sont inutiles. Los proprié- tés tinctoriales des fibres sont essentiellement conservées par le procédé solon l'invention* Par suite, los produits peuvent être teints par dos procédés et avec des matières classiques. Le procédé'selon l'invention peut être par suite utilisé dans un système classique do traitement dos textiles sans influer sur los procédés do teinture normalement utilisés dans l'équipement.
<Desc/Clms Page number 4>
Un autre avantage du procédé selon l'invention est que les -propriétés intrinsèques dos fibres telles que la solubilité dans lea milieux acides, la solubilité dans les milieux alcalins, la résistance à la traction et la résistance à l'abrasion, ne sont pas réduites.
En outre, aucun équipement résistant à la pression ou au vide n' est nécessaire; tout le traitement a lieu à la pression, atmosphérique normale.
Dans le système selon le procédé anté- rieur cité, il est nécessaire d'alimenter le générateur en gaz oxygène pur pour lu p oduct@on de l' ozone. Dans le procéde selon la présente invention, l'air ambiant est entièrement satisfaisant, et il n'est pas nécessaire d'utiliser de l'oxy- gène.
Dans le procédé selon la présente inven- tion, la teneur on humidité du matériau traité est sans impor tance. De bons résultats cent obtenus si le matériau fibreux est soc', et aussi si sa teneur en humidité ost normale.
Un autre avantage du procédé selon l'in- vention est que les fila formés de laino traitée par co pro- cédé acquièrent . une plus grand résistance à la traction que les fils, préparés à partir d'une laine non traitée
Un mode de réalisation d'appareil pour la mise en oeuvra du procédé ost représenté sur la figure 1.
Cet appareil comporte un générateur d'ozone 1 comprenant doux plaques 2 et 3 on matière diélectrique, par exemple on verre, séparées d'une faible distance, d'environ 4 à 10 mm. Dos élec- trodes 4 et 5, on aluminium, en cuivre ou on un autre métal bon conducteur do l'électricité sont placées en contact avec les plaques 2 ot 3. Ces électrodes sont creuses ou comportent
<Desc/Clms Page number 5>
@ des passages, et sont équipées de tubes 6 et 7 pour la cir- culation d'un fluide d'échange thermique permettant de rofroi- dir ou do chauffer le générateur. pour le maintenir à un niveau do température convenable.
Le générateur 1 est alimenté par un trans- formateur élévateur 8 dont lo secondaire est connecté aux électrodes 4 et 5 (los lettres x,x indiquent la connexion élec- trique omise pour éviter une confusion avec d'autres parties).
Le primaire-est connecté à une alimentation en courant alter- natif. Do préférence la prise médiane 12 du secondaire est mise à la Masse do la façon représentée, Les caractéristiques du système d'alimentation et de la source do courant électrique sont choisies de façon à établir entre les électrodes 4 et 5 une force électromotrice d'environ 10.000 à 25.000 V à une fréquence de 60 à 800 Hz. Les meilleurs résultats sont on gé- néral obtenus avec une fréquence d'environ 400 Hz. Quand l'ap- pareil est alimente do cotte façon, une décharge a lieu dans l'espace compris entre les plaques 2 et .3.
La décharge dans l'espace est une décharge luminescente violette diffuse qui apparaît sous la forme d'une série do décharges en aigrette.
La décharge provoque la formation dans l'espace compris entre les plaques 2 et 3 de différentes substances gazeuses. En plus dos constituants normaux de l'air (du fait que l'espace est ouvert à l'air libre) il oxiste ;
De l'oxygène monoatomique (0)
De l'oxygène monoatomique à la fois dans des états de charge positive et néga- tive
De l'oxygène moléculaire (O2) dont la vi- bration est excitée par la lumière visible
<Desc/Clms Page number 6>
De l'oxygène moléculaire à la fois à l'état charge positivement et néga- tivement
De l'ozone (O3)
De l'ozone dont la vibration est excitée par le( lumière ultraviolette
Do l'ozone à la fois à l'état chargé positivoment ot négativement
Dos oxydes d'azote, parmi lesquels du pontoxydo d'azote et do l'oxyde niroux.
Il ressort do co qui procède quo diffé- rentes forme réactives d'oxygène ot d'azote existent dans la sono de la décharge. La plus grande partie dos espaces hautement réactivespar exemple les espères à excitation vi- brationnelle etles ospècos chargées disparaissent rapidement et ne pouvant, pas otro ontraînées de la zono do déchargo dans un courant gazeux, Par suit, l'exposition directe du matériau fibreux dans la zone do décharge salon la présente invention produit des réactions et des modifications dos fibres qui sont différentes de celles obtenues quand les produits gazoux do la décharge sont retirés do la zone de décharge et sont en- suite appliqués au matériau fibreux.
Pendant le fonctionnement, le générateur d'ozone est excité et le matériau textile est tiré continuel- lement du rouleau 9 à travers le générateur par les rouleaux d'entraînement 10,11.Le matériau textile traita peut ensuite être enroule sur une bobino ot subir un autre traitement suivant les besoins. La vitosse des rouleaux 10 et 11 est réglée de façon que le matériau... fibreux reste dans la zone de décharge
<Desc/Clms Page number 7>
pendant untemps suffisant pour obtenir l'effet do résistance au retrait désira mais insuffisant pour endommager les fibros.
Co temps est en gênerai d'environ 2 à 20 socondos. Pondant le fonctionnement, un fluide d'échangethermique (par exempt une huile de silicone) est envoyé à travers les tubes 6 et 7 pour maintenir le générateur 1 à uno température d'environ 80 à 14520, et de préférence de 120 à 14090. Habituellement, le fluide d'échange thermique sort, pondant le fonctionnement du système, à maintenir la température au niveau désiré par dissipation de la chaleur, c'est-à-dire de la chaleur produite par le générateur en formant los substances gazeuses dans la zone do décharge et la chaleur produite par los substances réagissant avec la matière fibreuse traitée.
Autrement dit, au démarrage le système est froid et le fluide d'échange ther- mique est utilise pour chauffer le générateur au niveau voulu de température,
Les figures 2 et 3 représentent une autre variante d'appareil selon l'invention convenant parti- culièrement bien pour le traitement on continu du matériau fibreux. Dans ce cas, lo générateur d'ozone 15 comporte une électrode supérieure en arc 16 en aluminium, on cuivre ou on un autre métal bon conducteur do l'électricité. Cette élec- trodo est creuse, et comporte uno cavité 17 pour la circulation d'un fluide d'échange thermique à travers les canalisations 18 et 19 afin do maintenir la température au niveau voulu, Une plaque en arc 20, on matière diélectrique telle quo du verre, est appliquée contre l'électrode 16.
L'électrode infé- rieure est un cylindre creux 21 on cuivre, on aluminium ou on un autre métal bon conducteur de l'électricité qui est supporté par des arbres métalliques creux 22 et 23. Lo fluide d'échange
<Desc/Clms Page number 8>
thermique circule à travers le cylindre et les arbres creux 22 et 23 pour maintenir la température au niveau désiré. Une fouille cylindrique 24 on matière diélectrique, par exemple on verre entoure le cyclindro 21, L'intervalle entre lesplaques diélectriques 20 et 24 ,qui constitue l'espace do décharge, est en général de 4 à 10 mm environ.
Le générateur d'ozone 13 est alimenté pour produire une décharge du morne typo que dans l'appareil do la figure 1 à travers une borne 25 do l'électrode 16 et un @ balai 26 en contact avec l'arbre 23,la borne et le balai étant connectes au secondaire d'un tran formatour élévateur tel que le transformateur 8 de la figure 1. Bien entendu, l'arbre 15 est connecte électriquement au cylindre 21.
Une poulie 27 est clavetée sur l'arbre
23, et do préférence isolée do CI.+ arbre, pour permettra l'on-* traînement à une vitesse prédéterminée du cylindre 21 ot do sa plaque diélectrique 24.
Pendant le fonctionnement, le générateur d'ozone 15 est excite et le matériau textile ost tiré d'une façon continue d'un rouleau 28 du fait de la rotation du cy- lindre 21, le matériau passant à travers l'espace do décharge entre la plaque diélectrique en arc 20 et la plaque diélectrique cylindrique 24. Le matériau traite peut ensuite être enroulé sur une bobine et subir un autre traitement suivant les be- soins.
Comme dans lo cas du système de la figure 1,la vitesse do rotation do l'arbre 23 est règle do façon que le matériau fibreux reste dans la zone do décharge pendant un temps suffisant pour obtenir l'effet do résistance au ' rétrécissement désiré, mais insuffisant pour que los fibres soient endommagées.
<Desc/Clms Page number 9>
Cette durée est en général d'environ 2 à 20 secondes. Une circulation de fluide d'échange thermique est aussi établie @ à travers les canalisations 18 et 19 et les arbres creux 22 et 23 pour Maintenir l'appareil au niveau voulu do température, environ entre 80 et 145 C.
Un avantage particulier do l'appareil des figurer 2 ot 3 est que le cylindre 21 sort non seulement comme électrode mais ausi pour supporter et entraîner la matériau traité. De cette façon, le matériau est entraîné positivement à travers l'appareil sans risque d'étirage ou de déchirement du matériau, Cette caractéristique est parti- culièrement importante pour le traitement do bandes mincos qui se déforment ou so déchirent facilement quand elles sont sou- mises à des forces do traction.
Un autre avantage do l'appareil des figures 2 et 3 est nue s'il seproduit un collage localise du matériau fibreux sur la surface du diélectrique, le matériau no sera pas déchire. La matière ayant adhère se décollera do la surface du diélectrique au moment de la séparation de la bande du cylindre.
Le procède selon l'invention convient pour les fibreux d'origine animale, tels que la laine normale, la laine mohair et d'autres fibres protéiques d'ori- gine animale. Los matériaux peuvent être sous n'importe quollo forme, par exemple des rubans, dos mèches, dos fils, des re- vêtements de fils complexes, des feutres, dos textiles tissés ou tricotes, ou autres. Il est préférable habituellement do traiter la matériau fibreux avant sa transformation en produit textile.
Le traitement préférable est effectua sur des bandes minces do fibres par exemple des nappes cardées, le matériau traite étant ensuite transformé en fils et enfin on produits
<Desc/Clms Page number 10>
textiles, Come le procédé selon l'invention n'affaiblit pas les propriétés désirables dos fibres, les matériaux traites selon l'invention peuvent être employés dans toutes les ap- plications classiques des matériaux fibrome, par exemple pour la production do vêtements do tous types.
,
L'invention est illustrée plus parti- culièrement par les exemples suivants!, Pour los différents essais suivant ces exemples, les fibreux sont traités dans un appareil du type représente sur la figure 1,comportant dos plaques 2 et 3 en verre au borosilicate d'une épaisseur do 3,175 mm, d'une largeur du 500 m et d'une longueur do 1. 250 on. La istance entre les plaques est do 8 mm pour les exemples 1 ot III ot do 5 mm pour 1! exemple II.
EXEMPLE I
Le matériau do départ est une nappe do laine cardée. Ce produit, d'une opération classique do cardago est un assemblage de fibres sous la fomie d'uno bande mince.
La nappe est passée à travers le générateur d' ozone à ;ne vi- tossa assurant un temps do séjour de 12 secondes. Le générateur ost excité sous 15.000 V 60 Hz, et il est maintenu à une tom- pérature do 86 à 90 C.
Dos échantillons de nappes non traitées et traitées sont soumis à l'essai do rétrécissement par for- nation d'une balle. Pour cet essai., 1 g de natiero est place dans un récipient de 120 ni avec 50 ni de solution tampon HCl-KC1 d'un pH d'o 1,0, et le récipient est ensuite bouche et place sur une table vibrante. Le vibrage est poursuivi jus- qu'à ce que la matière forme une balle d'un diamètre do 25 mm.
Le temps nécessaire pour atteindre ce résultat indique la caractéristique de rétrécissement des fibres. Un temps plus
<Desc/Clms Page number 11>
long indique que les fibrcs foutront ensemble et rétrécissent d'une façon xxx plus Importance Autrement dit, un temps plus long pour que les fibres forment une belle indique une amé- lioration do la résistance au rétrécissement.
Les résultats obtenus sont los suivants : ¯ Matière Tamps ¯-pour former ¯la balle on minutes non traitée 30
120 trait do EXEMPLE II
Une nappo do laine cardée ost traitéo comme dans l'exemple I nais sous les conditions suivantes : température 14220, tension 15. 000 V 400 Hz, tenps de séjour 4 secondes'
Los résultats sont les suivants
Matiere Tempspour former laballe on minutes non traitée 30 traitée 130
EXEMPLE III
Une nappe do laino cardée est traitée comme dans l'exemple I mais sous los conditions suivantes : température 10020, tension 15. 000 V 400 Hz, topps do séjour 10 secondes.
Des échantillons de nappos non traitéos et de- nappes' traitées sont filés pour produiro des fils numé- ro 1/20. Los résultats de l'essai do résistance on écheveaux dos fils sont donnés ci-après :
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
<tb> Matière <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> Numére <SEP> Produit
<tb>
<tb> la <SEP> rupture <SEP> moyen <SEP> titre <SEP> x <SEP> résistance
<tb>
<tb> on <SEP> kg
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> non <SEP> traitée <SEP> 18,682 <SEP> 22,19 <SEP> 414,56
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> traitée <SEP> 24,212 <SEP> 22,14 <SEP> 536,15
<tb>
Bien entendu, la description et les. exemples qui précèdent ne sont paslimitatifs, et l'invention peut être mise on couvre suivront d'autres variantes ou avec des modifications sens quo l'on sorte do son cadre.