Appareil de teinture à haute température
La présente invention concerne un appareil pour teindre ou apprêter une étoffe, dans lequel la fixation des colorants ou des substances chimiques d'apprêtage dans l'étoffe est effectuée à des températures élevées supérieures à 1000 C et à des pressions supérieures à la pression atmosphérique.
Jusqu'ici, il a été très difficile de teindre et/ou d'apprêter une étoffe faite avec des fibres synthétiques. Une difficulté principale rencontrée dans la teinture ou l'apprêtage de telles étoffes réside dans le fait qu'avec des processus et appareils connus, une période de temps très longue est nécessaire pour provoquer la migration et la fixation des colorants et/ou des substances chimiques d'apprêtage dans les fibres de la matière en cours de traitement.
Pour teindre des étoffes synthétiques à des températures de 1000 C ou moins, il était courant jusqu'ici d'utiliser des véhicules chimiques pour réduire la durée de fixation au cours de la teinture de telles étoffes.
L'utilisation de ces véhicules, ainsi qu'on l'a remarqué, a un effet qui semble être le transfert des colorants depuis leur dispersion aqueuse sur la fibre et de répartir ainsi l'équilibre entre le bain colorant et la fibre en faveur d'une absorption du colorant par la fibre synthétique. Cependant, bien que l'utilisation de tels véhicules, qui sont coûteux, a tendance à accélérer le processus de teinture, il n'en est pas moins vrai que même en les utilisant, le processus de teinture est encore extrêmement lent, attendu qu'il faut encore de 8 à 16 heures pour teindre un lot. Egalement, I'application de ces véhicules a encore l'inconvénient de poser des problèmes supplémentaires en ce qui concerne leur élimination.
On sait qu'à des températures sensiblement supérieures à 1000 C, la durée du cycle de teinture peut être considérablement réduite, et qu'on peut effectuer l'opération sans utiliser de véhicule chimique. Jusqu'ici, on a effectué de nombreux essais à cet égard pour mettre au point un tel processus à haute température et un appareil approprié pour le mettre en oeuvre.
Le procédé qui a eu le plus de succès jusqu'ici consiste à enrouler l'étoffe autour d'un cylindre perforé et à soumettre la matière au colorant dans des conditions de température et de pression élevées, tout en faisant couler la liqueur du colorant à travers l'étoffe. Cette opération a consisté à faire alterner l'écoulement de la liqueur du colorant, c'est-à-dire de faire couler la liqueur dans le réservoir à travers l'étoffe depuis l'intérieur du réservoir vers l'extérieur de l'étoffe et de renverser ensuite cette configuration d'écoulement. Ce processus n'a eu qu'un succès limité et ceci pour plusieurs raisons. Ainsi, on doit prendre des précautions supplémentaires pour garantir que l'étoffe enroulée autour du cylindre ne soit pas plissée. Sinon, les plis seraient formés d'une façon permanente, au cours de la teinture.
En outre, la tension de l'enroulement est critique en ce sens qu'un enroulement trop serré provoque une surcharge de la source d'énergie et inversement un enroulement trop lâche se traduit par un endommagement de la matière. Egalement, l'étoffe a tendance à présenter une nuance irrégulière dans le sens de sa longueur et de sa largeur, ce qui donne un état qui est désigné en pratique par manque d'uniformité de la teinte . Cet état est dû en partie à l'action de filtration des diverses couches de l'étoffe. Ainsi, seule une étoffe à texture lâche peut être teinte de cette façon et une étoffe à texture serrée ne peut pas être teinte de cette façon en partie à cause de la pénétration irrégulière du colorant dans et autour des fibres qui est due aux caractéristiques de pression de l'écoulement du fluide à travers les couches d'une étoffe de grande largeur.
Egalement, le phénomène désigné par moiré se produit parfois au cours de la teinture, et par suite, toute l'étoffe teinte doit être jetée ou teinte à nouveau.
Par conséquent, la présente invention se propose notamment de fournir:
- un appareil pour améliorer la teinture ou l'apprêtage d'une étoffe d'une façon rapide et commode:
- un appareil pour teindre et/ou apprêter une étoffe dans lequel la matière est initialement traitée soit par un colorant, soit par des substances d'apprêtage appropriées dans des conditions atmosphériques et dans lequel le colorant et/ou les substances chimiques d'apprêtage avec lesquels elle a été traitée y sont fixés dans des conditions de températures et de pressions élevées;
- un appareil dans lequel le colorant et/ou les substances chimiques de traitement sont fixés aux fibres de la matière en un minimum de temps et avec un minimum d'efforts;
- un appareil dans lequel la matière à traiter peut être entièrement teinte ou apprêtée en grande largeur;
;
- un appareil pour fixer le colorant ou des substances d'apprêtage aux fibres de la matière ainsi traitée à des températures et des pressions élevées, dans lequel la condensation est réduite au minimum:
- un appareil pour effectuer la fixation du colorant ou des substances chimiques d'apprêtage aux fibres de la matière, qui est de construction relativement simple.
peu coûteux à fabriquer et de fonctionnement efficace;
- un appareil pour améliorer la fixation du colorant ou de substances d'apprêtage aux fibres d'une étoffe en un minimum de temps et qui en même temps est économique pour traiter soit des lots importants, soit de petits lots
- un appareil pour teindre ou apprêter une étoffe qui nécessite un minimum d'entretien et/ou de nettoyage entre la teinture ou l'apprêtage de lots distincts;
- un appareil pour teindre ou apprêter une étoffe, dans lequel la teinture ou l'apprêtage est sensiblement continu d'un lot à l'autre;
- un appareil dans lequel la formation de faux plis et de froissement est réduite au minimum et dans lequel la possibilité de formation de dessins moirés résultant de la teinture est éliminée;
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- un appareil dans lequel on peut teindre soit des lots importants, soit de petits lots sans affecter nuisible- ment la durée de fixation;
- un appareil dans lequel on peut teindre efficacement des fibres synthétiques, comme par exemple des fibres de polyesters et/ou de substances analogues en un minimum de temps, sans utiliser de véhicules coûteux.
On atteint les buts ci-dessus, ainsi que d'autres avantages, par un appareil capable de teindre ou d'apprêter diverses étoffes, comme des étoffes extensibles, entièrement en coton, en laine et en fibres synthétiques, comme des fibres de polyesters et/ou de substances analogues qui peuvent être teintes.
La présente invention consiste en un appareil de teinture à haute température. caractérisée en ce qu'il comprend une enceinte sous pression ouverte à une extrémité, un élément de fermeture pour fermer l'extrémité ouverte de l'enceinte d'une façon étanche au fluide, un moyen pour chauffer l'enceinte, un support destiné à être introduit dans l'enceinte, et sorti de cette dernière, le support comprenant une ensouple de chargement et une ensouple enrouleuse complémentaire qui tourillonnent sous lui, un moyen de foulardage disposé à l'extérieur de l'enceinte sous pression pour foularder la matière ou étoffe en grande largeur, un moyen pour enrouler la matière à mesure qu'elle est foulardée sous forme d'un rouleau autour de l'ensouple de chargement du support, à l'extérieur de l'enceinte,
et un moyen pour transférer la matière de l'ensouple de chargement sur l'ensouple enrouleuse en grande largeur à l'intérieur de l'enceinte sous pression dans des conditions de température et pressions élevées pour améliorer la fixation du colorant sur la matière.
Les avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins:
La fig. 1 montre d'une façon assez schématique un appareil pour teindre ou apprêter une étoffe suivant la présente invention;
la fig. 2 montre d'une façon assez schématique une forme de réalisation de l'invention légèrement modifiée; et
la fig. 3 est une vue en plan d'une disposition de voies utilisée conjointement au récipient ou enceinte sous pression pour faire rouler le support d'ensouples vers l'intérieur et vers l'extérieur de l'enceinte sous pression.
En se référant aux dessins, la présente invention concerne la teinture et/ou l'apprêtage d'une étoffe comme par exemple des étoffes extensibles, des étoffes faites en coton, en laine et/ou des étoffes faites en fibres synthétiques, comme par exemple des fibres de polyesters et/ou de substances analogues. La solution colorante ou d'apprêtage est tout d'abord appliquée par foulardage à l'étoffe. Le colorant ou les substances chimiques d'apprêtage sont ensuite fixées aux fibres de la matière dans des conditions de températures et pressions élevées.
Aux fins de la présente description, I'invention sera décrite en se référant en particulier à la teinture; cependant, il est évident que l'invention est également applicable à l'apprêtage d'étoffes en utilisant les substances chimiques d'apprêtage habituelles à la place du colorant.
En se référant à la fig. 1, une matière 10 à traiter est supportée de préférence sous forme d'un rouleau 10A par un support approprié 11 en forme de A, qui peut être disposé sur un chariot commode 12. La matière 10 à traiter est déroulée depuis le rouleau d'alimentation 10A et passe autour de rouleaux de guidage appropriés 13 et 14 en grande largeur et ensuite autour de plusieurs cylindres ou rouleaux chauffés 15. Les cylindres ou rouleaux 15 peuvent être chauffés par la vapeur d'eau par exemple, et le passage de la matière 10 à traiter autour d'eux permet de préchauffer la matière à une température prédéterminée pour améliorer la teinture ou l'apprêtage.
La matière 10 passe ensuite autour de rouleaux de tension appropriés 16 et d'une série de rouleaux de guidage 17 d'où la matière passe à travers une cuve de foulardage 17A qui contient le bain de la solution colorante ou des substances chimiques d'apprêtage suivant que la matière doit être teinte ou apprêtée.
Comme on le voit en particulier sur la fig. 1, plusieurs rouleaux 18 sont disposés d'une façon appropriée dans la cuve de foulardage 17A, entre lesquels la matière 10 est enfilée en passant à travers la cuve. La série des rouleaux 18 disposés dans la cuve de foulardage 17A est utilisée d'une façon générale pour rendre la matière plus sensible à la solution colorante contenue dans la cuve de foulardage. L'étoffe 10 sortant de la cuve 17A est guidée en passant entre deux rouleaux de foular dage 19. Par conséquent, l'étoffe en passant entre les rouleaux de foulardage passe sur un rouleau de guidage 20 et est enroulée autour d'une ensouple de chargement 21 qui est supportée d'une façon appropriée par un support 22.
Pendant cette partie de l'opération, le support se trouve à l'extérieur de l'enceinte sous pression 23 et par conséquent on remarquera que l'appareil décrit jusqu'ici est exposé aux conditions atmosphériques. Par conséquent, l'étoffe à traiter, en étant déroulée depuis le support d'alimentation 11 et préchauffée par les cylindres ou rouleaux chauffés 15 et teinte en passant à travers la cuve de foulardage 17A, est toujours soumise à la température et à la pression atmosphériques.
De préférence, un support 22 sur lequel la matière teinte est chargée autour d'une ensouple 21 est monté de préférence sur des galets 24 qui sont destinés à venir en prise avec des rails appropriés 25 qui doivent être alignés avec des rails 26 situés sur la partie inférieure d'une enceinte sous pression. Si on le désire, les rails 25 qui supportent le support 22 sont montés à leur tour sur un chariot 27 qui est disposé de façon à rouler sur une voie 28, 29 disposée à l'extérieur de l'enceinte sous pression 23. Par conséquent, les voies externes 28 peuvent être disposées latéralement de façon que le chariot 27 et le support 22 qu'il supporte puissent être déplacés transversalement par rapport à l'enceinte sous pression.
On doit également noter que le moyen destiné à traiter la matière à l'extérieur de l'enceinte sous pression 23 peut être situé et agencé par rapport aux voies latérales 28 de façon qu'un support 22 puisse être en position de chargement pendant qu'un support précédemment chargé peut être situé à l'intérieur de l'enceinte sous pression pour effectuer la fixation du colorant et/ou des substances chimiques d'apprêtage dans l'étoffe comme on le décrira ci-après.
En se référant de nouveau à la fig. 1, on remarquera que la matière sortant de la machine de foulardage 17A est enroulée sous forme d'un rouleau autour de l'ensouple de chargement ou d'alimentation 21 située sur le support 22. Pour accélérer l'enroulement de l'étoffe 10 autour de l'ensouple 21, on peut prévoir un moyen d'entraînement. Comme représenté en particulier sur la fig. 1, le moyen d'entraînement, destiné à provoquer l'enroulement de l'étoffe 10 sous forme d'un rouleau autour de l'ensouple d'alimentation 21, comprend deux bras 30 (dont un seul est représenté) qui pivotent sur une console appropriée 31 reliée au corps du support 22.
Entre les extrémités libres des bras 30 est monté un rouleau d'entraînement 32. Un rouleau de guidage 33 tourillonne entre les extrémités des bras de support 30 du rouleau d'entraînement 32. Par conséquent, comme on le voit sur la fig. 1, L'étoffe passe en grande largeur sous le rouleau de guidage 33 et sur le sommet du rouleau d'entraînement 32, de façon à permettre à l'étoffe de s'enrouler autour de l'ensouple d'alimentation 21 dans le sens indiqué.
Par conséquent, un moyen moteur approprié peut être relié au rouleau d'entraînement 32, comme par exemple un moteur ou dispositif analogue, pour faire tourner le rouleau d'entraînement dans le sens dextrorsum, en observant la fig. 1. Le rouleau d'entraînement 32 vient ainsi en contact de roulement avec l'étoffe, qui est enroulée autour de lui et avec le rouleau de matière enroulée autour de l'ensouple 21 et il contraint cette ensouple à tourner dans le sens sinistrorsum, en provoquant l'enroulement de l'étoffe autour d'elle. Au fur et à mesure que l'étoffe est enroulée autour de l'ensouple d'alimentation 21, les bras 30 supportant le rouleau d'entraînement 32 se déplacent vers le haut, à mesure que le diamètre du rouleau d'étoffe augmente.
Dès qu'une quantité prédéterminée est passée entre les rouleaux 19 de la machine de foulardage et est enroulée autour de l'ensouple d'alimentation 21, le foulardage est terminé.
L'extrémité libre de l'étoffe ainsi enroulée autour de l'ensouple 21 du support est amenée sur une ensouple enrouleuse 35 également montée sur le support 22, comme indiqué en trait plein. Un moyen d'entraînement est associé à l'ensouple enrouleuse 35 pour transférer l'étoffe teinte de l'ensouple d'alimentation 21 à l'ensouple enrouleuse 35. Par conséquent, on remarquera que le transfert de l'étoffe de l'ensouple 21 à l'ensouple 35 s'effectue en grande largeur. Comme représenté, le moyen d'entraînement de l'ensouple enrouleuse 35 est sensiblement analogue à celui utilisé pour enrouler la matière foulardée autour de l'ensouple 21.
Comme on le voit, le moyen d'entraînement de l'ensouple 35 comprend des bras espacés 36 qui pivotent autour d'une console appropriée 37, les bras 36 supportant entre eux un rouleau d'entraînement 38, un rouleau de guidage 39 tourillonnant entre les extrémités des bras 36. Par conséquent, l'étoffe 10, comme indiqué en traits mixtes sur la fig. 1, passe sous le rouleau de guidage 39 et sur et autour du rouleau d'entraînement 38 pour s'enrouler autour de l'ensouple 35, lorsque le rouleau d'entraînement est actionné. L'actionnement du rouleau d'entraînement 38 provoque une rotation dans le sens sinistrorsum de l'ensouple 35 pour effectuer le transfert de l'étoffe de l'ensouple 21 sur l'ensouple 35.
En ce faisant, les rouleaux d'entraînement respectifs 32 et 38 suivent par conséquent l'augmentation ou la diminution de la quantité d'étoffe présente sur chacune des ensouples 21 ou 35.
Lorsque l'étoffe a été foulardée et chargée sur l'ensouple 21 du support et lorsque la matière foulardée a été amenée initialement autour de l'ensouple 35, le support est amené en position dans l'enceinte sous pression 23.
Comme on le voit en particulier sur la fig. 3, l'enceinte sous pression 23 comprend simplement un grand réservoir cylindrique ouvert à une extrémité qui est suffisamment grand pour recevoir le support 22, et un élément de fermeture 23A pour le fermer efficacement d'une façon étanche à la pression. Des rails 26 se trouvent sur la partie inférieure de l'enceinte 23 pour prolonger les rails 25 supportant le support 22 sur le chariot 27. Par conséquent, en alignant correctement les rails 25 et le chariot 27 supportant le support 22 avec les rails 26 situés à l'intérieur de l'enceinte, on voit que le support 22 peut être facilement déplacé dans l'enceinte sous pression 23.
La partie supérieure de l'enceinte 23 comporte une chicane 40 espacée de la partie supérieure du réservoir pour définir entre elles un espace 41 dans lequel est intercalé un réchauffeur approprié 42. Comme on le verra plus loin, le réchauffeur est utilisé pour chauffer la chicane de façon à empêcher qu'il se produise une condensation, lorsque la température régnant à l'intérieur de l'enceinte sous pression est supérieure à 1000 C, en utilisant de la vapeur d'eau lorsque l'enceinte sous pression 23 est portée à la pression correcte. Par conséquent, le réchauffeur auxiliaire 42 réduit au minimum la condensation à l'intérieur de l'enceinte de la vapeur d'eau qui est utilisée pour porter l'enceinte à la température voulue.
De ce fait, toute condensation est évitée et le risque que des gouttelettes d'eau tombent sur l'étoffe pendant le processus de fixation est éliminé.
Lorsque l'enceinte sous pression est en fonctionnement, la fixation du colorant ou des substances chimiques d'apprêtage dans l'étoffe est effectuée en transférant l'étoffe foulardée de l'ensouple d'alimentation 21 sur l'ensouple enrouleuse 35. Par suite, la vitesse de transfert est maintenue à une vitesse suffisante pour réaliser la fixation du colorant dans l'étoffe. L'expérience a montré qu'un lot de 5000 à 6000 m. d'étoffe chargée sur le support peut être soumis à une période de fixation d'une durée d'environ 20 à 30 minutes. Par conséquent, avec le procédé et l'appareil décrit, la fixation pour effectuer la migration nécessaire du colorant dans les fibres de l'étoffe peut être réalisée rapidement.
En conséquence, on remarquera que pendant que la partie de fixation de l'opération est effectuée à l'in térieur de l'enceinte sous pression 23 comme décrit, un second support peut être mis en position au voisinage de la cuve de foulardage A, de façon que l'ensouple de chargement 21 du second support puisse être chargée avec une étoffe foulardée de la façon décrite ci-dessus, pendant que le support précédemment chargé se trouve dans l'enceinte sous pression pour provoquer la fixation du colorant à l'étoffe.
La forme de réalisation représentée sur la fig. 2 est sensiblement analogue à celle décrite en se référant à la fig. 1, excepté que la cuve de foulardage 17A est évitée. Dans cette forme de réalisation, le bain de colorant 50 est intercalé dans la zone de serrage des rouleaux de foulardage respectifs 19, 19. Par suite, on remarquera que l'étoffe, à mesure qu'elle passe sur les cylindres chauffés 15 par lesquels elle est amenée à une température de préchauffage prédéterminée, est guidée ensuite sur des rouleaux de guidage appropriés 16 et 17 à travers la solution colorante 50 disposée dans la zone de serrage des rouleaux de foulardage 19, 19. Par conséquent, la caractéristique de teinture dans la zone de serrage réside dans le fait qu'il faut un plus faible rapport de la matière colorante, en permettant ainsi un meilleur réglage du foulardage.
Sous tous les autres rapports, l'appareil représenté sur la fig. 2 et son fonctionnement sont analogues à ceux décrits plus haut en se référant à la fig. 1.
On doit noter en outre que les stades de teinture d'une étoffe, comme décrit ci-dessus, sont analogues au stade d'apprêtage d'une étoffe précédemment teinte. La seule différence à noter entre la teinture et Apprêtage d'une étoffe est la différence de substances chimiques utilisées. Sous tous les autres rapports, les stades de teinture et d'apprêtage suivant la présente invention sont analogues.
L'entraînement de l'ensouple enrouleuse 35 peut comprendre un moteur ou source d'énergie appropriée, qui peut être situé à l'intérieur de l'enceinte 23 et qui peut être actionné à distance, ou bien il peut comprendre une source dont l'arbre de sortie s'étend à travers la paroi de l'enceinte sous pression et qui est agencée de façon à être reliée d'une manière appropriée par embrayage à l'arbre de commande du rouleau d'entraînement 38 de l'ensouple 35. La disposition peut être telle que chaque fois que le support 22 est mis correctement en position dans l'enceinte sous pression,
I'arbre de sortie du moteur ou de la source d'énergie (non représentée) est accouplé à l'arbre d'entrée du rouleau d'entraînement. Ainsi, lorsqu'il est actionné, le rouleau d'entraînement fait tourner l'ensouple enrouleuse.
Le procédé utilisé par la présente invention pour effectuer la teinture d'une étoffe et plus spécialement de fibres synthétiques consiste à placer un rouleau 10A d'étoffe A à traiter au voisinage d'un moyen de préchauffage 15, comme par exemple les cylindres ou rouleaux chauffés par vapeur d'eau, et à dérouler l'étoffe depuis le rouleau d'alimentation en la faisant passer sur les cylindres chauffés de façon à la préchauffer.
L'étoffe préchauffée est dirigée ensuite vers la cuve de teinture 17A, après quoi l'étoffe en sortant de la cuve 17A est enroulée sous forme d'un rouleau autour d'une ensouple de chargement 21 montée sur un support mobile. Après l'enroulement d'une longueur prédéterminée de l'étoffe sur l'ensouple d'alimentation du support mobile, son extrémité libre est enroulée ensuite autour d'une ensouple enrouleuse complémentaire 35 montée sur le support. Le support est amené ensuite dans une enceinte sous pression et cette dernière est hermétiquement fermée au moyen de son élément de fermeture 23A.
L'enceinte est portée ensuite à sa température et sa pression prédéterminées comprises par exemple entre 1210 et 1320 C et entre 1,05 et 1,26 bar environ, respectivement, et pendant qu'elle est à cette température et cette pression élevées, l'étoffe teinte est transférée de l'ensouple de chargement 31 sur l'ensouple enrouleuse 35. Pendant ce temps, le colorant est fixé aux fibres de l'étoffe ainsi traitée. A la fin de la période de fixation, la température et la pression régnant dans l'enceinte sont ramenées au point où l'étoffe peut être sortie de l'enceinte. L'étoffe peut être ensuite lavée et rincée et nettoyée et/ou préparée en vue de l'opération d'apprêtage.
I1 est bien entendu qu'on peut utiliser le même procédé et le même appareil pour effectuer l'apprêtage ultérieur, la seule différence entre les opérations d'apprêtage et de teinture résidant dans les substances chimiques d'apprêtage chimique utilisées à la place des colorants utilisés dans la cuve de foulardage 17A. Sous tous les autres rapports le procédé et l'appareil sont analogues.
Les substances chimiques d'apprêtage ont pour but de donner aux fibres de l'étoffe une meilleure main et une plus grande durabilité. D'une façon générale, l'apprêtage est effectué après la teinture et après que le nettoyage de l'étoffe teinte a été réalisé.
En utilisant l'appareil décrit, on doit noter que le foulardage qui est effectué à l'extérieur de l'enceinte sous pression pour une quantité d'étoffe prédéterminée peut être effectué en 30 à 35 minutes avec une période de fixation d'une durée supplémentaire de l'ordre de 20 à 30 minutes pour des lots d'environ 5000 mètres.
On remarquera que l'on peut traiter efficacement des lots plus importants ou plus petits sans affecter nuisible ment la durée de la fixation.