EP1651807B1 - Procede pour rendre un tissu elastique par impregnation de peroxyde metallique et relaxation et machine de mise en oeuvre du procede - Google Patents

Procede pour rendre un tissu elastique par impregnation de peroxyde metallique et relaxation et machine de mise en oeuvre du procede Download PDF

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EP1651807B1
EP1651807B1 EP04767767A EP04767767A EP1651807B1 EP 1651807 B1 EP1651807 B1 EP 1651807B1 EP 04767767 A EP04767767 A EP 04767767A EP 04767767 A EP04767767 A EP 04767767A EP 1651807 B1 EP1651807 B1 EP 1651807B1
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EP
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weft
station
warp
inversely
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Sarl PAT
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    • Y10T442/277—Coated or impregnated cellulosic fiber fabric

Definitions

  • the invention relates to a novel method for rendering an elastic fabric and a machine for carrying out the method.
  • the Applicant has found another solution to the problem of giving elasticity to a fabric made with non-elastic fibers naturally, that is to say before treatment.
  • the alkaline contact time of 14 to 25 ° Baumé is less than 5 minutes.
  • it comprises near the impregnation at least a first energetic expression, for example at a carrier rate of at least 70% of the product followed by a first air-relaxation passage, for example at least one minute.
  • a fabric is used whose weft (or inversely the warp) consists of cellulosic-based fiber yarns and a fabric whose construction makes it possible to swell the weft (for example about 30% to about 50%) and a strong squeeze .
  • the fabric obtained is an elastic fabric based on celluloses whose weft (or inversely the chain) is made of non-naturally elastic cellulosic fibers before application of the process and having elastic properties in the weft direction (or conversely the warp direction) conferred by the process.
  • a fabric for example hydrophilic and / or previously bleached (1), an impregnation (I) of metallic peroxide in a bath (2), leaving the free fabric (without weft tension) so as to allow the weft to swell by impregnation and to be modified.
  • the treatment may be suitable for an unbleached but hydrophilic fabric such as, for example, a desilted fabric.
  • the speed of travel of the fabric is adjusted so as to have a predetermined and sufficient duration of impregnation for a maximum swelling of the weft, while remaining below the threshold of transformation, and / or fixation, and / or deterioration of the fiber.
  • the tissue After leaving the bath (2) of metal peroxide, the tissue undergoes partial squeezing (II) in a conventional scarf type device (3).
  • partial squeezing II
  • a strong squeezing with a carry rate of at least 70% is carried out, other rates are possible but the squeezing must be strong to give a shape to the cellulosic thread.
  • the tissue undergoes a relaxation III; for this purpose, it is conducted in a roller relaxation station (4), in which the length of the zigzag path in the open air between the detour rollers is predetermined and sufficient for the fabric web to take shape and shape. its removal under the effect of the action of the metal peroxide.
  • the fabric is optionally subjected to a cold rinse (VII) in a tank (8) and then at least one wash or two washings (VIII, IX) in overflow water tanks (9, 10).
  • a cold rinse VII
  • VIII, IX at least one wash or two washings
  • the fabric passes through these relaxation stations (4) and (7) without weft tension but in tension warp, and for a time sufficient to allow the removal of the weft, and predetermined according to the characteristics of the fiber and the fabric.
  • Tests on the fabric obtained showed an elasticity of the order of 15 to 25% with good resistance to use since it improves with the number of washings in the user and is not sensitive to temperature. some water.
  • the method of the invention applies more generally to all fabrics whose weft (or inversely the chain) is made of natural cellulosic fibers such as linseed or artificial, such as for example Tencel ® or Lyocell ®.
  • the warp (or conversely the weft) may consist of natural or artificial or synthetic fibers.
  • the invention also applies to a machine specially designed to implement the method.
  • the machine also comprises means for adjusting the unwinding speed and the chain tension that is adjusted according to the times required for the impregnation and the relaxation of the weft in air.
  • the machine also comprises all servo means necessary for its operation and the scope of the skilled person.
  • the machine described above provides an elasticity in the weft direction, that is to say in the width of the fabric. During all the treatment, the chain is stretched and makes wavy the frame which remains free then fixed in a corrugated position. There is a crushing of the weft yarns between the warp yarns and / or the warp and weft junction which remains in memory on the fabric after processing.
  • the fabric obtained is identifiable on the one hand by its string (or inversely its weft) straight and taut while the weft is corrugated, and was locked or fixed in the spring position by crushing at the junction of the weft fibers and at the moment of shrinkage, on the other hand by an at least partial transformation of the crystalline fibers into amorphous cellulose.
  • the treatment changes the proportion of cellulose I, cellulose II, both crystalline, and amorphous cellulose.
  • the treatment renders the new structure of the cellulose irreversible and makes it possible to obtain a good mechanical balance of the whole.
  • the figures 2 , 3 , 4 show the appearance of a yarn of the weft (or conversely the chain) on fabrics of different weaves, treated by the method according to the invention.
  • the fabric obtained is therefore a non-naturally elastic fabric, the elasticity in the weft direction (or inversely in the warp direction) is conferred on it by chemical and mechanical treatment which modifies the cellulose of the yarn constituting the weft (or conversely the warp) for give it a shape memory, the memorized form being due to the imprint of the weave of the fabric during the retraction.
  • the warp (or inversely the weft) is straight and taut while the weft is wavy in a shape or an imprint depending on the type of weave of the fabric.
  • Non-naturally elastic expression means that the tissue and / or the yarn, in the absence of any treatment, does not possess elasticity, in particular does not comprise elastic son and / or made elastic by manufacture (for example covered yarn or elastic core thread).

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Description

  • L'invention concerne un nouveau procédé pour rendre un tissu élastique et une machine de mise en oeuvre du procédé.
  • L'état de la technique connaît le document US 3 528 763 A qui décrit un procédé de traitement pour rendre un tissu élastique qui consiste à appliquer sur le tissu une imprégnation dans un agent de modification des fibres en laissant le tissu libre en trame, des mises sous tension chaîne dans plusieurs zones successives, un lavage et un exprimage. Ce document décrit aussi une machine pour la mise en oeuvre du procédé comprenant successivement un poste d'imprégnation, un poste d'exprimage, au moins deux postes de mise sous tension chaîne, un poste de lavage et un poste d'exprimage final. La machine comporte également des moyens de réglage de la vitesse de déroulement du tissu.
  • La demanderesse a trouvé une autre solution au problème de donner un caractère d'élasticité à un tissu élaboré avec des fibres non élastiques naturellement, c'est à dire avant traitement.
  • Cette solution consiste en un procédé de traitement mécanique et chimique d'un tissu par imprégnation d'un peroxyde métallique, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer sur un tissu par exemple hydrophile désencollé et/ou préalablement blanchi et dont la trame (ou inversement la chaîne) est constituée de fils en fibres cellulosiques naturelles ou artificielles :
    • une imprégnation dans un peroxyde métallique en laissant le tissu libre en trame (ou inversement en chaîne) pendant un temps nécessaire au gonflement de la fibre constituant la trame (ou inversement de la chaîne) du tissu et à la modification de la cellulose,
    • au moins une relaxation sans tension trame (où inversement sans tension chaîne) par passage à l'air pendant laquelle la trame (ou inversement la chaîne) gonfle puis prend sa forme de ressort, après rétractation,
    • au moins un rinçage,
    • au moins un lavage,
    • au moins un exprimage.
  • Plus particulièrement mais non limitativement, le temps de contact alcalin de 14 à 25° Baumé est inférieur à 5 mn.
  • Préférentiellement, il comporte près l'imprégnation au moins un premier exprimage énergique par exemple à taux d'emport d'au moins 70 % du produit suivi d'un premier passage de relaxation à l'air par exemple d'au moins une minute.
  • Préférentiellement, on utilise un tissu dont la trame (ou inversement la chaîne) est constituée de fils en fibres à base cellulosique et un tissu dont la construction permet le gonflement de la trame (par exemple 30 %à 50 % environ) et un fort exprimage.
  • Une machine de mise en oeuvre comprend principalement et successivement :
    • un poste d'imprégnation,
    • au moins un premier poste d'exprimage,
    • au moins un premier poste de relaxation à l'air,
    • éventuellement un rouleau de détour,
    • éventuellement un deuxième poste d'exprimage,
    • éventuellement un deuxième poste de relaxation à l'air,
    • éventuellement un poste de rinçage,
    • un poste ou deux postes de lavage,
    • un poste d'exprimage final,
    • un poste d'enroulage,
    • des moyens de réglage de la vitesse de déroulement du tissu aptes à gérer la durée d'imprégnation par le peroxyde métallique et la durée de relaxation à l'air.
  • Le tissu obtenu est un tissu élastique à base de celluloses dont la trame (ou inversement la chaîne) est constituée de fibres cellulosiques non naturellement élastiques avant application du procédé et présentant des propriétés d'élasticité dans le sens trame (ou inversement le sens chaîne) qui lui sont conférées par le procédé.
  • On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en référence aux figures annexées suivantes :
    • la figure 1 schématise un procédé selon l'invention,
    • les figures 2, 3, 4 sont des vues agrandies de fils à base de fibres cellulosiques, données à titre d'exemples non limitatifs, ayant subit un traitement selon l'invention,
    • la figure 5 est une vue agrandie d'un fil à base de fibres cellulosiques n'ayant pas subit de traitement selon l'invention.
  • Pour simplifier la description et la lecture on décrit ci-après à titre d'exemple un procédé et une machine selon l'invention qui permettent de rendre un tissu élastique dans le sens trame.
  • Pour obtenir une élasticité dans le sens chaîne, il faut inverser le principe du procédé et celui de la machine.
  • Classiquement, les taux indiqués ci-après pour les exprimages sont les taux d'emport.
  • Selon l'exemple non limitatif de la figure 1, on applique d'abord sur un tissu, par exemple hydrophile et/ou préalablement blanchi (1) une imprégnation (I) de peroxyde métallique dans un bain (2), en laissant le tissu libre (sans tension trame) de manière à laisser gonfler la trame par imprégnation et se modifier. Le traitement peut convenir à un tissu non blanchi mais hydrophile comme par exemple un tissu désencollé.
  • On règle la vitesse de défilement du tissu de manière à avoir une durée d'imprégnation prédéterminée et suffisante pour un gonflement maximal de la trame, tout en restant en dessous du seuil de transformation, et/ou de fixation, et/ou de détérioration de la fibre.
  • Après sa sortie du bain (2) de peroxyde métallique, le tissu subit un exprimage partiel (II) dans un dispositif classique type foulard (3). A titre d'exemple on effectue un fort exprimage avec un taux d'emport d'au moins 70 % d'autres taux sont possibles mais l'exprimage doit être fort pour donner une forme au fil cellulosique.
  • Ensuite, le tissu subit une relaxation III ; pour ce faire, il est conduit dans un poste (4) de relaxation à rouleaux, dans lequel la longueur du parcours à l'air libre en zigzag entre les rouleaux de détour est prédéterminée et suffisante pour que la trame du tissu prenne sa forme et son retrait sous l'effet de l'action du péroxyde métallique.
  • Après passage (IV) dans un bac à rouleau de détour (5) vide ou avec de la soude selon les caractéristiques du tissu (matière, armure, poids), le tissu subit un deuxième exprimage (V) dans un foulard (6) suivi d'une deuxième relaxation (VI) sans tension trame qui parfait le retrait en laize du tissu et son « effet ressort » qui donne l'élasticité du tissu.
  • Le tissu subit éventuellement un rinçage à froid (VII) dans une cuve (8), puis au moins un lavage ou deux lavages (VIII, IX) dans des bacs d'eau à débordement (9,10).
  • Le tissu traverse ces postes de relaxation (4) et (7) sans tension trame mais en tension chaîne, et pendant un temps suffisant pour permettre le retrait de la trame, et prédéterminé en fonction des caractéristiques de la fibre et du tissu.
  • En sortie, le tissu a acquis en mémoire un effet « ressort » ou effet élastique.
  • Après exprimage final (X) dans des rouleaux (10) il est enroulé (XI) sur cylindre (12) et peut ensuite subir les traitements : lavage à chaud et/ou neutralisation du peroxyde métallique en bain acide et finitions habituelles tels que teinture, séchage, apprêts, séchage Tumbler pour relâcher les tensions, etc... Il peut être important de finir le traitement par un passage sur machine Tumbler pour obtenir une bonne élasticité et une excellente stabilité et un bon toucher. Le tissu prend alors une position d'équilibre.
  • A titre d'exemple préférentiel mais non limitatif on donne les caractéristiques ci-après.
  • Tissu traité :
    • chaîne lin, trame Tencel ®,
    • armure carrée,
    • tissu de construction assez lâche permettant à la trame de gonfler suffisamment par exemple de 30% environ, cette construction pouvant être calculée suivant un modèle mathématique.
  • Imprégnation :
    • bain de soude de 14 à 25° Baumé,
    • durée : inférieure à 5, par exemple de 3 à 4 minutes
      1er exprimage : énergique par exemple de 70 % au moins.
      1ère relaxation à l'air
      2ème exprimage : énergique par exemple de 70 % au moins.
      2ème relaxation à l'air.
      Rinçages et lavages : à l'eau : (par exemple eau froide, 10 m par minute environ).
      Exprimage final : énergique, par exemple de 80 % au moins.
      Neutralisation de la soude et lavage eau chaude.
  • Des tests sur le tissu obtenu ont montré une élasticité de l'ordre de 15 à 25 % avec une bonne tenue à l'usage puisqu'elle se bonifie avec le nombre de lavages chez l'usager et n'est pas sensible à la température de l'eau.
  • Le procédé de l'invention s'applique plus généralement à tous les tissus dont la trame (ou inversement la chaîne) est constituée de fibres cellulosiques naturelles comme par exemple le lin ou artificielles, comme par exemple le Tencel ® ou le Lyocell ®.
  • La chaîne, (ou inversement la trame) peut être constituée de fibres naturelles ou artificielles ou synthétiques.
  • L'invention s'applique également à une machine spécialement conçue pour mettre en oeuvre le procédé.
  • Cette machine comprend principalement et successivement :
    • un poste d'imprégnation,
    • au moins un premier poste d'exprimage (3),
    • au moins un premier poste de relaxation (4),
    • éventuellement un bac ou bacholle (5) à utilisation à vide ou en ajout de peroxyde, dont le rouleau de détour est utilisé pour éviter les plis en entrée du poste suivant, le remplissage de la bacholle (5) permettant de diminuer le temps de passage,
    • un deuxième poste d'exprimage (6) non obligatoire mais pouvant améliorer l'efficacité du premier passage,
    • un deuxième poste de relaxation (7),
    • éventuellement un poste de rinçage (8), sachant qu'on peut également neutraliser sur laveuse après le passage dans la machine,
    • un poste (compartiment) ou deux postes (compartiments) de lavage (9) (10),
    • un poste d'exprimage final (11),
    • un poste d'enroulage (12).
  • Elle comporte également des moyens de réglage de la vitesse de déroulement et de la tension chaîne que l'on règle en fonction des durées nécessaires à l'imprégnation et aux relaxations de la trame à l'air. La machine comporte également tous les moyens d'asservissements nécessaires à son fonctionnement et à la portée de l'homme du métier.
  • La machine décrite ci-dessus permet d'obtenir une élasticité dans le sens trame, c'est à dire dans la largeur du tissu. Durant tout le traitement, la chaîne est tendue et fait onduler la trame qui reste libre puis se fixe dans une position ondulée. Il y a un écrasement des fils de trame entre les fils de chaîne et/ou à la jonction chaîne et trame qui reste en mémoire sur le tissu après traitement.
  • L'invention qui vient d'être décrite présente notamment les avantages suivants :
    • le procédé permet la mise au point d'un modèle mathématique qui est capable de prévoir les caractéristiques du tissu après traitement en fonction de la construction du tissu de l'armature, du mélange, de la laize, de l'élasticité, du poids recherché, etc... et donc de définir les paramètres du traitement en fonction du modèle de tissus préalablement étudié et/ou calculé,
    • un grand nombre de celluloses naturelles ou artificielles conviennent. Il faut adapter la concentration du peroxyde métallique au type de cellulose mais une fibre cellulosique naturelle comme le lin et une fibre artificielle comme le Lyocell (marque Tencel par exemple) sont parfaitement adaptées au procédé,
    • sur les fibres en Lyocell, le traitement transforme partiellement la nature cristalline de la cellulose en cellulose amorphe,
    • la stabilité chaîne et trame au lavage du tissu obtenu est très fortement améliorée et le sanfor n'est pas nécessaire après la teinture. La mémoire de forme fixe le tissu, et une relation entraîne une stabilité mécanique du tissu,
    • le toucher est amélioré,
    • l'élasticité n'est pas sensible à la température de l'eau jusqu'à 100° C,
    • le tissu casse moins en teinture ce qui diminue les défauts et casse moins au lavage facilitant ainsi le repassage,
    • avec du Lyocell, il y a une forte réduction de la fibrillation durant le traitement (teinture, apprêt) ce qui améliore l'aspect de la surface du tissu. On peut toujours faire fibriller le tissu, en utilisant des enzymes.
    • le tissu est modélisable et le procédé industriel est fiable et reproductible,
    • il n'est pas nécessaire de thermofixer le tissu comme pour de l'élasthanne®, ce qui est un gros avantage pour obtenir des blancs bien azurés qui jauniraient à la chaleur.
  • En outre, le tissu obtenu est identifiable d'une part par sa chaîne (ou inversement sa trame) droite et tendue alors que la trame est ondulée, et a été bloquée ou fixée en position ressort par un écrasement à la jonction des fibres de trame et de chaîne, au moment de la rétractation, d'autre part par une transformation au moins partielle des fibres de nature cristalline en cellulose amorphe.
  • On note également que le tissu obtenu est identifiable par sa trame et par sa chaîne, en comparaison avec un tissu qui n'aurait pas subi le traitement, par les points suivants :
    • le fil de trame (ou inversement de chaîne) du tissu est moins pileux, moins rond, plus aplati, plus écrasé. Il est en forme de fin ruban ou de fine lamelle et a gagné en brillance au microscope,
    • la trame (ou inversement la chaîne) prend une ondulation très marquée et très visible. Sa forme tient parfaitement compte de l'armure du tissu. Elle mémorise une position de ressort avec un écrasement plus important dans l'espace entre deux fils de chaîne,
    • la trame (ou inversement la chaîne) prend une élasticité en fonction de la construction et une bonne force de rappel tant que l'on ne va pas au-delà de la limite d'élasticité. Sa nervosité à la torsion est beaucoup plus forte que sur une trame non traitée. Ceci est dû à la mémoire de forme.
    • dans le cas d'un fil open-end, le fagottage des fibres après traitement laisse voir au microscope ne tendance à créer des anneaux autour du fil,
    • le fil de chaîne (ou inversement de trame) est plus droit, moins ondulé, avec un embuvage plus fiable que sur un tissu classique. Il est beaucoup moins aplati que la trame et présente une ondulation moins marquée. Son élasticité est faible sur de la cellulose.
  • Quelque soit la cellulose utilisée, le traitement change la proportion des pourcentages de cellulose I, de cellulose II, toutes deux cristallines, et de cellulose amorphe.
  • Le traitement rend irréversible la nouvelle structure de la cellulose et permet d'obtenir un bon équilibre mécanique de l'ensemble.
  • Les figures 2, 3, 4, montrent l'aspect d'un fil de la trame (ou inversement la chaîne) sur des tissus, de différentes armures, traités par le procédé selon l'invention.
  • Elles mettent en valeur la mémoire de forme par la structure aplatie du fil, par son écrasement aux points de contact et par les ondulations liées à l'armure par exemple :
    • figure 2 : armure irrégulière. L'ondulation est marquée et la trame vrille,
    • figure 3 : armure régulière avec de petits flottés (ou passages),
    • figure 4 : armure régulière avec de grands flottés : Elle met bien en valeur l'écrasement provoqué par la chaîne (ou inversement par la trame),
    • la figure 5 montre un fil non élastique à base de fibres cellulosiques extrait d'un tissu non traité par un procédé de l'invention et qui prendra un caractère d'élasticité après traitement.
  • Le tissu obtenu est donc un tissu non naturellement élastique, l'élasticité dans le sens trame (ou inversement dans le sens chaîne) lui est conférée par traitement chimique et mécanique qui modifie la cellulose du fil constituant la trame (ou inversement la chaîne) pour lui donner une mémoire de forme, la forme mémorisée étant due à l'empreinte de l'armure du tissu pendant la rétractation.
  • Après traitement, la chaîne (ou inversement la trame) est droite et tendue alors que la trame est ondulée selon une forme ou une empreinte dépendant du type d'armure du tissu.
  • L'expression non naturellement élastique signifie que le tissu et/ou le fil, en l'absence de tout traitement, ne possède pas de caractère d'élasticité, en particulier ne comporte pas de fils élastiques et/ou rendus élastiques par fabrication (par exemple fil guipé ou fil à âme élastique).

Claims (8)

  1. Procédé de traitement d'un tissu par imprégnation de peroxyde métallique, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer sur un tissu par exemple hydrophile désencollé et/ou préalablement blanchi et dont la trame ou inversement la chaîne est constituée de fils en fibres cellulosiques naturelles ou_ artificielles :
    - une imprégnation (I) dans un peroxyde métallique en laissant le tissu libre en trame ou inversement en chaîne pendant un temps nécessaire au gonflement de la fibre constituant la trame ou inversement la chaîne du tissu et à la modification de la cellulose,
    - au moins une relaxation (III) sans tension trame ou inversement sans tension chaîne par passage à l'air pendant laquelle la trame ou inversement la chaîne gonfle puis prend sa forme de ressort, après rétractation,
    - au moins un rinçage,
    - au moins un lavage,
    - au moins un exprimage.
  2. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le peroxyde métallique utilisé est de la soude de 14 à 25° Baumé.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que le temps de contact alcalin de 14 à 25° Baumé est inférieur à 5 minutes.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte après l'imprégnation (I) au moins un premier exprimage (II) énergique du produit suivi du premier passage de relaxation (III) à l'air.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise une trame ou inversement une chaîne constituée de fibre artificielle.
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise une trame ou inversement une chaîne constituée de fibres naturelles comme le lin.
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que on utilise un tissu dont la construction permet à la trame ou inversement la chaîne de gonfler.
  8. Machine pour traiter un tissu du type comportant un poste d'imprégnation avec un bac (1) contenant un peroxyde métallique, caractérisé en ce que :
    - elle est conçue pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 7,
    - elle comprend principalement et successivement :
    • un poste d'imprégnation,
    • au moins un premier poste d'exprimage (3),
    • au moins un premier poste de relaxation à l'air (4),
    • éventuellement un rouleau de détour ou foulard (5), éventuellement rempli de peroxyde métallique,
    • éventuellement un deuxième poste d'exprimage (6),
    • éventuellement un deuxième poste de relaxation à l'air (7),
    • éventuellement un poste de rinçage (8),
    • un poste ou deux postes de lavage (9) (10),
    • un poste d'exprimage final (11),
    • un poste d'enroulage,
    • des moyens de réglage de la vitesse de déroulement du tissu aptes à gérer la durée d'imprégnation par le peroxyde métallique et la durée de relaxation à l'air.
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