ES3035982T3 - Method and apparatus for digital textile printing - Google Patents

Abstract

Se proporciona un método y un aparato para la aplicación y fijación controlada digitalmente de colorante a un textil en una línea de procesamiento. El método comprende los siguientes pasos: determinar uno o más parámetros del textil (10); determinar, mediante un procesador, al menos un ajuste de dosis para un conjunto de dispensadores de canales de flujo de la línea de procesamiento, donde la determinación de dicho ajuste de dosis se basa en uno o más parámetros (12); dispensar, mediante el conjunto de dispensadores de canales de flujo, el colorante sobre el textil según el ajuste de dosis (12) y suministrar energía al sustrato para fijar el colorante en el textil. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y aparato para la impresión textil digital

La presente invención se refiere a un método y aparato para dispensar colorante sobre un sustrato textil y, en particular, a un diseño de proceso para teñir textiles que utiliza un conjunto de dispensadores de canal de flujo controlados digitalmente de forma independiente y fuentes de energía de fijación en una línea de procesamiento que elimina la generación de aguas residuales del lavado y reduce los costes de energía.

El recubrimiento o teñido de precisión se logra a través del control digital de los orificios dispensadores del canal de flujo, de modo que la distribución 2D y 3D del fluido colorante industrial se puede controlar con una precisión de unos pocos porcentajes de un valor objetivo. Este principio de aplicación precisa de fluidos colorantes es aplicable a muchos materiales industriales. La técnica utiliza el control de la aplicación de líquido en combinación con el control del flujo de aire circundante para lograr una distribución tridimensional homogénea del tinte líquido dentro de un material textil.

La fijación de precisión se logra a través del control digital de la aplicación de energía utilizando fuentes de energía como emisores infrarrojos, de modo que la distribución 2D y 3D de la energía se puede controlar para brindar una fijación dentro de un pequeño porcentaje de un valor objetivo.

En la actualidad, el recubrimiento o teñido de textiles es un proceso perjudicial para el medio ambiente, principalmente debido a la generación de importantes volúmenes de aguas residuales, normalmente varias veces el peso del textil. Los procesos convencionales para la aplicación de teñido son los métodos de inmersión en baño, como el teñido por agotamiento o por chorro, y el acolchado con un mecanismo de aplicación con rodillo. Todos los métodos convencionales generalmente sobredosifican el material textil con un exceso de colorante, que debe eliminarse mediante repetidos lavados a alta temperatura, generando grandes cantidades de aguas residuales contaminadas.

Las aguas residuales contaminadas, incluidas las aguas contaminadas con colorantes, constituyen un problema medioambiental considerable en todo el mundo y requieren un amplio tratamiento de aguas residuales para evitar daños ambientales.

Tradicionalmente, el recubrimiento por inmersión en baño o teñido se realiza para permitir la absorción del tinte en la superficie de la fibra. Los recubrimientos o tintes pueden ser sustancialmente insolubles en agua y requieren tiempo y temperaturas elevadas para adsorberse en la superficie de la fibra y difundirse en la fibra o reaccionar con la fibra para quedar atrapados o unirse químicamente. Alternativamente, se pueden aplicar recubrimientos o tintes al textil mediante un proceso de “acolchado” con rodillos. Luego los colorantes aplicados se secan y se calientan para fijar los colorantes. Para ambos métodos convencionales de teñido, es necesario lavar para eliminar el exceso de colorantes no unidos y productos químicos auxiliares. El lavado generalmente implica varios baños operados a temperaturas elevadas y puede introducir productos químicos adicionales, por ejemplo en el proceso de “aclaramiento por reducción” donde se utiliza un pH básico.

En el documento DE 202016102280 describe un dispositivo (10) para la impresión digital continua de un tejido (16) de material textil, que comprende: - un medio (14) de alimentación, dispuesto en un alimentador (12) del dispositivo, para alimentar el tejido fabricado de material textil; - un medio (48, 50, 52) de transporte para transportar el tejido fabricado de material textil a lo largo de una ruta (44) de transporte desde el alimentador hasta un extremo (38) de salida; - un medio (42) de descarga, dispuesto en el extremo de salida del dispositivo, para retirar el tejido estampado hecho de material textil; - un aplicador (26) de pretratamiento, dispuesto aguas abajo del alimentador y por encima de la trayectoria de transporte del tejido fabricado de material textil, para aplicar un líquido de pretratamiento al tejido fabricado de material textil, el aplicador de pretratamiento comprende uno o más cabezales (80) de inyección estacionarios, cuyas boquillas (92) de inyección cubren al menos la anchura del tejido fabricado de material textil, los cabezales están controlados/regulados por una unidad (74) de control/regulación, - una unidad (30) de impresión por inyección de tinta, que está dispuesta aguas abajo del aplicador de pretratamiento y por encima del recorrido de transporte, para aplicar una o más tintas de inyección de tinta al tejido fabricado de material textil, comprendiendo la unidad de impresión por inyección de tinta uno o más cabezales (110) de inyección de tinta estacionarios que tienen boquillas (112) que cubren al menos el ancho del tejido fabricado de material textil, - una unidad (74) de control/regulación al menos para controlar el accionamiento de los cabezales de inyección de tinta del aplicador de pretratamiento y de los cabezales de inyección de tinta de la unidad de impresión por inyección de tinta.

El documento US 5717446 divulga una correa de transporte de impresora de tinta líquida ubicada entre un cabezal de impresión de tinta líquida y un dispositivo de sujeción por vacío que incluye aberturas para aplicar un vacío al medio de grabación y para permitir que el cabezal de impresión de tinta líquida purgue tinta a través de las aberturas en ausencia del medio de grabación sin ralentizar ni detener la correa. El dispositivo de sujeción por vacío incluye una platina ubicada debajo de la correa para aplicar un vacío a través de las aberturas y canaletas o ranuras para recolectar tinta de los cabezales de impresión de tinta líquida durante la impresión. La combinación de correa y platina o aberturas y canaletas o ranuras proporciona una comunicación continua del vacío al medio de grabación a medida que la correa se mueve a través de la platina y a través de un secador. La correa de transporte permite utilizar un único medio de transporte tanto para la toma de imágenes como para el secado.

Es en este contexto, que se divulga el nuevo proceso industrial que se describe aquí para el teñido de textiles sin necesidad de realizar una etapa de lavado. El proceso se basa en la distribución tridimensional precisa de sólo la cantidad necesaria de colorante y energía sobre un sustrato textil sin necesidad de aplicar un exceso de colorante para lograr un material teñido, fijado. El enfoque divulgado permite un cambio de etapa en el perfil de sostenibilidad de la industria a través de la eliminación o al menos la reducción drástica de las aguas residuales producidas durante los procesos de lavado.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método de aplicación y fijación controlada digitalmente de colorante a un textil en una línea de procesamiento. El método que comprende las etapas de: determinar uno o más parámetros de un textil; determinar, por un procesador, al menos una configuración de dosis para un conjunto de dispensadores de canal de flujo de la línea de procesamiento, en donde la determinación de al menos una configuración de dosis se basa en uno o más parámetros; dispensar, por el conjunto de dispensadores de canal de flujo, tinte sobre el textil de acuerdo con al menos una configuración de dosis; suministrar energía al textil para fijar el tinte en el textil, y caracterizado porque un flujo de aire se dirige contra una punta de dispensación de cada dispensador de canales de flujo desde el cual se dispensa el tinte para dirigir una gota de tinte hacia la estructura interna del textil.

Además, el método puede comprender las etapas de: determinar uno o más parámetros de un textil a teñir; determinar, mediante un procesador, al menos una configuración de dosis para un conjunto de dispensadores de canal de flujo de la línea de procesamiento, en donde la determinación del al menos una configuración de dosis se basa en uno o más parámetros; dispensar, por parte del conjunto de dispensadores de canal de flujo, colorante sobre el textil de acuerdo con el al menos una configuración de dosis.

El método también puede comprender la configuración de un proceso de secado controlado digitalmente que es determinado por un procesador en función de uno o más parámetros del textil a teñir y uno o más parámetros de configuración de la dosis de aplicación del tinte.

Además, el método también puede comprender la configuración de un proceso de fijación controlado digitalmente que es determinado por un procesador en función de uno o más parámetros del textil que se va a teñir y uno o más parámetros de configuración de la dosis de aplicación del tinte.

El control digital del conjunto de dispensadores de canal de flujo puede brindar versatilidad, como la corrección de inconsistencias de color en tiempo real o casi en tiempo real y/o cambio de color casi instantáneo en la misma línea de procesamiento. La aplicación de colorante a un textil a través de una serie de dispensadores de canal de flujo, a diferencia, por ejemplo, del método tradicional de remojar el textil en un baño de tinte disperso, permite la deposición de exactamente la dosis correcta de colorante según los parámetros medidos del textil.

La aplicación de energía con fines de fijación utilizando un método que permite que las entradas digitales controlen la potencia y la distribución de la energía aplicada, por ejemplo: infrarrojos, UV, radiofrecuencia o microondas para permitir una dosificación precisa de energía. Esto es en comparación con los procesos de teñido en baño tradicionales y el proceso de teñido continuo, en los que normalmente se aplica un exceso de energía para lograr la fijación.

La aplicación de colorante a un textil a través de una serie de dispensadores de líquido, en contraposición, por ejemplo, al método tradicional de remojar el textil en un baño de colorante disperso, puede permitir la deposición de exactamente la dosis correcta de tinte según la capacidad de absorción del textil, que se puede determinar basándose en parámetros medidos del textil a ser teñido. Esto supone una enorme reducción en la cantidad de recursos de desecho, como el agua para dispersar el tinte y el exceso de tinte que se requiere para asegurar un gradiente de concentración y la energía necesaria para la fijación y el lavado posterior.

Además, el control digital de dichos dispensadores de líquido y emisores de energía para la fijación proporciona versatilidad adicional, como la corrección de inconsistencias y cambio de color casi instantáneo en la misma línea de procesamiento.

La determinación de uno o más parámetros puede comprender al menos uno de los siguientes: recibir una entrada de datos que contenga uno o más parámetros; y detectar uno o más parámetros utilizando uno o más sensores. Los parámetros que se introducen pueden ser proporcionados por el fabricante textil o mediante evaluaciones/pruebas preliminares fuera de línea. Esto permite obtener detalles de parámetros precisos y controlados en un entorno a medida.

La detección de los parámetros del textil mediante sensores reduce el riesgo de error humano al introducir y registrar los parámetros de un textil y la posibilidad inherente de error que podría surgir debido a un etiquetado incorrecto del textil.

Los parámetros del textil se pueden detectar en tiempo real o casi en tiempo real en la línea de procesamiento, lo que permite la detección en tiempo real o casi en tiempo real de inconsistencias o errores en el textil. Esto permite que el procesador configure de forma rápida e independiente la dosis de colorante y energía y/o la prevención de teñir longitudes continuas de textiles de calidad subóptima o inconsistente.

Uno o más parámetros pueden comprender al menos uno de los siguientes: peso base del textil, capacidad de absorción del textil, contenido de agua del textil, velocidad del textil a través del sistema, concentración de colorante, espesor del textil, diámetro del textil, código de lote del textil; color; tono; Pantone; reflectividad y cualquier otra propiedad óptica de la superficie del textil. La determinación de uno o más parámetros puede ocurrir antes de que el textil se haya teñido, mientras el textil se está tiñendo y/o después de que el textil se haya teñido. Este enfoque permite medir diversos parámetros a lo largo del proceso. El procesador también puede realizar una comparación entre los parámetros medidos en diferentes puntos a lo largo de la línea de procesamiento para optimizar la configuración de la dosis. Esto puede aumentar la calidad del producto final. Por ejemplo, en una configuración donde los dos lados del textil no se tiñen simultáneamente, la determinación de parámetros puede ocurrir después de que se haya teñido un primer lado del textil, pero antes de que se haya teñido el segundo lado del textil. Debido a que el tinte penetra en el tejido, la apariencia del primer lado de la tela puede alterarse cuando se tiñe el segundo lado de la tela. Como resultado, la configuración de la dosis para el segundo lado puede tener en cuenta la apariencia del primer lado después de teñido dicho costado.

En una realización, el método comprende la etapa de determinar uno o más parámetros de un textil a teñir.

La determinación de los parámetros del textil antes de teñirlo, es decir, del textil que se va a teñir, permite seleccionar con precisión los ajustes de dosis para reflejar los parámetros del textil que se va a teñir, aumentando así la calidad y la consistencia del textil teñido. Determinar los parámetros del textil antes de que se haya teñido también reduce el desperdicio de tinte y de textil que puede surgir al calibrar los dispensadores de canal de flujo cada vez que se utiliza un nuevo textil.

En una realización, el método comprende la etapa de determinar continuamente uno o más parámetros de un textil que se va a teñir.

La determinación continua de los parámetros del textil antes de que se haya teñido permite realizar ajustes independientes en tiempo real o casi en tiempo real de las configuraciones de dosis y/o de los dispensadores de canal de flujo, por lo que se pueden tener en cuenta inconsistencias o variaciones intermitentes en el textil y se puede especificar la configuración de dosis correcta en toda la serie de dispensadores de canal de flujo.

Los ajustes de dosis pueden comprender al menos uno de los siguientes: color de colorante, concentración y cantidad de colorante y/o caudal del colorante.

La cantidad de colorante a dispensar sobre el textil puede ser igual o inferior a la capacidad de absorción saturada del textil, determinándose la capacidad de absorción saturada basándose al menos en parte en el uno o más parámetros.

Alternativamente, la cantidad de colorante que se debe dispensar sobre el textil puede ser superior a la capacidad de absorción saturada del textil, determinándose la capacidad de absorción saturada basándose al menos en parte en el uno o más parámetros.

La configuración de la dosis puede determinarse basándose, al menos en parte, en un tono objetivo.

La etapa de dispensación puede comprender además una etapa de retroalimentación que, en respuesta a la detección, mediante al menos un sensor, de un área de la superficie textil que contiene una inconsistencia de color, corrigiendo la inconsistencia detectada.

La corrección de la inconsistencia detectada puede implicar ajustar la configuración de la dosis de tinte o energía para evitar futuras inconsistencias. Alternativamente, o además, el textil puede volver a introducirse en la línea de procesamiento para corregir cualquier inconsistencia durante una segunda aplicación de colorante. Cuando los dos lados del textil se tiñen por separado, se pueden modificar los ajustes de dosis para el segundo lado para compensar el estado detectado del primer lado del tejido.

Disponer de un mecanismo de retroalimentación y corrección en la misma línea de procesamiento también reduce la complejidad general del aparato de la línea de procesamiento y el tiempo necesario para obtener un producto terminado, ya que elimina la necesidad de más controles de calidad y aparatos de corrección.

La inconsistencia de color puede ser una inconsistencia de color a lo largo del tejido, es decir, la inconsistencia varía con el tiempo. Alternativamente, o además, la inconsistencia de color puede ser una inconsistencia de color a lo ancho del tejido, es decir, la inconsistencia es constante a lo largo del tiempo.

La corrección de la inconsistencia detectada puede incluir el control, por parte del procesador, de un flujo de tinte líquido atomizado o el uso de flujos de aire para desviar el colorante dispensado a fin de compensar las áreas sin recubrimiento de la superficie textil.

Alternativamente, o adicionalmente, el procesador puede usarse para teñir formas definidas bidimensionalmente para eliminar el teñido en áreas de un textil que no están destinadas a usarse en el producto final. Este proceso puede ocurrir en el registro en dos lados de una aplicación dúplex. Al dispensar el colorante en al menos una ubicación discreta de un textil se reduce la cantidad de colorante necesaria. La ubicación de dispensación puede ser sustancialmente similar a un producto final deseado para el textil y por lo tanto, cualquier ubicación o área del textil que se sabe que no requiere tinte se puede dejar sin teñir. El tejido sin teñir se puede reciclar o reutilizar más fácilmente. Estas ubicaciones pueden incluir ubicaciones que quedarán como retazos y/o pueden incluir ubicaciones que no se verán en un producto final.

La al menos una ubicación discreta puede ser determinada por el procesador. Además, la al menos una ubicación discreta puede ser una forma predeterminada. La forma puede cubrir todo el ancho y/o largo del textil. Alternativamente, la forma puede no cubrir todo el ancho y/o largo del textil. La forma puede ser la forma de una prenda.

El método puede comprender la etapa de determinar, por parte del procesador, un diseño óptimo o casi óptimo de ubicaciones discretas configuradas para maximizar el área de superficie del textil que se va a teñir, en donde el diseño comprende al menos una ubicación discreta del textil a teñir.

El diseño puede incluir múltiples ubicaciones discretas de textiles para teñir. Cada ubicación discreta puede ser idéntica. Alternativamente, o además, cada ubicación discreta puede variar. Las ubicaciones discretas pueden variar en al menos una de las formas, tamaño, colores y formas. El diseño puede incluir una combinación de ubicaciones discretas idénticas y variables.

Un diseño óptimo puede comprender dos o más formas teseladas. Los diseños casi óptimos minimizarán el área total de textil sin teñir.

El método puede comprender además las etapas de determinar, por parte del procesador, al menos un límite continuo entre una ubicación de textil teñido y una ubicación de textil sin teñir y separar, mediante un módulo de separación, una porción del textil teñido encerrado dentro del límite.

La parte separada del tejido teñido puede teñirse completamente. La porción separada del tejido teñido puede tener sustancialmente la misma forma que la ubicación discreta del tejido teñido. Alternativamente, o además, la porción separada del tejido teñido puede ser más pequeña que la ubicación del tejido teñido.

El módulo de separación puede comprender un mecanismo de corte, tal como una guillotina o una perforadora.

El método puede comprender además las etapas de determinar, por parte del procesador, al menos un límite continuo entre una ubicación de textil teñido y una ubicación de textil sin teñir y separar, mediante un módulo de separación, una porción del textil que comprende la totalidad de al menos un límite.

Separar una porción de tejido que abarca todo el límite garantizará que el resto del tejido quede totalmente teñido o totalmente sin teñir. Esto permite que el tejido teñido se procese aún más, según sea necesario, y que el tejido sin teñir se recicle o reutilice.

La porción separada que comprende el límite también puede comprender una tira de tejido que rodea el límite, donde la tira puede tener un ancho predeterminado.

Al separar una tira que rodea el límite se garantiza que el resto del tejido quede totalmente teñido o totalmente sin teñir. El ancho predeterminado de la tira puede ser menor que 1000, 500, 250, 100, 50, 25, 10, 5, 3 o 1 milímetro (mm). El ancho predeterminado puede ser determinado por el procesador, en tiempo real o casi en tiempo real. Alternativamente, o además, el ancho predeterminado puede ser una entrada del procesador.

El resultado final de la aplicación de colorante y la realización de la fijación bajo control digital es que es posible producir material teñido y fijado que no requiere lavado para cumplir con las especificaciones típicas de la industria.

El proceso de aplicación del tinte se puede lograr mediante pulverización, impresión por inyección de tinta o, lo más preferiblemente, mediante un conjunto de dispensadores de canal de flujo controlados independientemente que generan una pulverización atomizada de tinte líquido que se transporta utilizando un flujo de aire.

El conjunto de dispensadores de canal de flujo se puede configurar con sus puntas de dispensación muy cerca del sustrato textil para proporcionar una aplicación sustancialmente homogénea de colorante líquido al textil.

Los dispensadores de canal de flujo pueden configurarse con sus puntas de dispensación a una distancia de entre 5 mm y 50 mm de la superficie textil.

El conjunto de dispensadores de canal de flujo puede comprender dos subconjuntos de dispensadores de canal de flujo que dispensan colorante sobre superficies opuestas del textil.

El conjunto de dispensadores de canal de flujo puede proporcionar una superposición sustancial en el área de dispensación para lograr redundancia y promedio de dosis.

Lo más preferible es que el flujo de aire se configure de manera que se aplique al lado del textil opuesto a la aplicación del tinte.

El procesador puede controlar cada uno de los dispensadores de canal de flujo de forma independiente. El procesador puede activar y desactivar cada elemento dispensador individual de un conjunto de dispensadores de canal de flujo. Además, el procesador también puede controlar la cantidad de colorante que se dispensa mediante cada dispensador de canal de flujo.

El control independiente de cada dispensador de canal de flujo permite un ajuste preciso y localizado del colorante que se dispensa. Esto permite lograr un tono de color preciso y consistente incluso cuando el tejido a teñir presenta inconsistencias. Además, se pueden evitar inconsistencias localizadas en el tejido teñido.

Las puntas dispensadoras del canal de flujo pueden tener la forma de boquillas atomizadoras ultrasónicas.

El caudal del colorante dispensado se puede controlar utilizando al menos uno de los siguientes elementos: presión de fluido, ciclo de trabajo de la boquilla, energía ultrasónica, y bombeo de desplazamiento positivo, cada uno de los cuales puede ser controlado por el procesador.

El colorante dispensado desde los dispensadores de canal de flujo puede estar en forma de gotas atomizadas con una velocidad superior a 5 ms-1.

Las gotas atomizadas pueden tener un diámetro medio en el rango de 1 - 50 micrones.

El flujo de aire puede estar en el rango de 50 - 500 kg h-1 por metro de ancho.

Se ha determinado que las gotas atomizadas que viajan a dicha velocidad predominantemente perpendicular al sustrato penetran lo suficiente en los textiles industriales como para que no se requieran procesos de adsorción adicionales.

El método puede comprender además las etapas de detectar una inconsistencia en el textil y controlar, por parte del procesador, al menos uno de los siguientes: una frecuencia de chorro de uno o más de los dispensadores de canal de flujo; un flujo de aire aplicado al colorante dispensado para ajustar el caudal; la trayectoria de flujo de colorante dispensado; la energía emitida por una fuente de energía para compensar la inconsistencia detectada. La variación controlada digitalmente del caudal de los dispensadores de líquido y un flujo de aire aplicado proporcionan un mecanismo versátil e instantáneo para implementar la corrección de defectos en el teñido de los textiles, todo en la misma línea de procesamiento.

La detección de inconsistencias en el tejido a teñir permite ajustar en consecuencia cada uno de los dispensadores del canal de flujo, produciendo así un tejido teñido más consistente y homogéneo. Además, también se pueden detectar inconsistencias en el textil teñido y ajustar la dosis de tinte o energía en consecuencia, utilizando el mecanismo de retroalimentación, para evitar que vuelvan a ocurrir las inconsistencias.

El método puede comprender además las etapas de detectar una inconsistencia en el conjunto de dispensadores de canal de flujo y controlar, mediante el procesador, al menos uno o más de los dispensadores de canal de flujo y/o un flujo de aire aplicado al colorante dispensado para ajustar el caudal o la trayectoria de flujo del colorante dispensado para compensar la inconsistencia detectada.

Una inconsistencia en el conjunto del dispensador de canales de flujo, como diferentes caudales de colorante, puede ser resultado de bloqueos, bloqueos parciales y/o burbujas de aire dentro de los elementos dispensadores.

Como alternativa, el método puede comprender las etapas de detectar una inconsistencia en el conjunto de dispensadores de canal de flujo y pausar, por parte del procesador, la línea de procesamiento por completo.

La identificación de un error en el dispensador del canal de flujo puede provocar que se pause la línea de procesamiento para evitar la producción continua de textiles de calidad inferior o inconsistentes, ahorrando así costes y tiempo.

El método puede comprender además la etapa de fijado “a granel” del tinte dispensado sobre el textil. La etapa de fijación puede realizarse mediante la aplicación de aire seco o vapor a una temperatura de entre 180 °C y 250 °C. Como alternativa, o adicionalmente, la fijación puede realizarse mediante la aplicación de calor seco o vapor en combinación con la aplicación de radiación, en la forma de al menos una de las radiaciones de infrarrojos, microondas y radiofrecuencia.

El método puede comprender además la etapa de dispensar, mediante el conjunto de dispensadores de canal de flujo, colorante sobre al menos una ubicación discreta de un textil.

Además, según la presente invención, se proporciona un aparato configurado para llevar a cabo el método descrito, el aparato comprende: una línea de procesamiento para transportar un textil; medios de detección para determinar uno o más parámetros del textil; un conjunto de dispensadores de canal de flujo configurados para dispensar colorante sobre una superficie del textil; un procesador configurado para controlar independientemente cada uno de los dispensadores de canal de flujo y determinar al menos una configuración de dosis para el conjunto de dispensadores (38) de canales de flujo en función de uno o más parámetros (12); medios de fijación para fijar el colorante dispensado sobre el textil (10), y caracterizado porque el aparato comprende además medios de generación de flujo de aire configurados para dirigir un flujo de aire contra una punta de dispensación de cada dispensador de canales de flujo desde el que se dispensa el colorante y configurados para dirigir una gota de colorante hacia la estructura interna del textil.

El aparato puede comprender medios sensores para detectar uno o más parámetros y/o una o más inconsistencias de un textil transportado, y/o uno o más límites entre un textil teñido y uno sin teñir.

El aparato puede comprender además un módulo de separación para separar la parte teñida y la parte sin teñir del textil.

El aparato puede comprender además medios de fijación para fijar el colorante dispensado sobre un tejido transportado.

El aparato puede comprender además un módulo de desenrollado de textil ubicado al comienzo de la línea de procesamiento y un módulo de rebobinado de textil al final de la línea de procesamiento.

El método de la presente divulgación es un proceso industrial para aplicar fluidos colorantes a un sustrato 2D o 3D, por ejemplo, textiles y telas, a través de un sistema de dosificación controlado digitalmente, con la ventaja de que el colorante se suministra en la región de la capacidad de un sustrato textil para la absorción del recubrimiento. Esto se puede hacer, por ejemplo, detectando uno o más parámetros del textil que se va a teñir, como el peso del textil, utilizando un sensor de peso. Luego, un procesador calcula la cantidad de colorante y energía de fijación necesarias para lograr un tono objetivo para el textil basándose en los parámetros medidos. Por consiguiente, el método descrito en este documento se puede utilizar para reducir la necesidad de baños de inmersión y de lavar el exceso de revestimiento de los textiles.

Un principio técnico utilizado por la presente invención es la medición precisa de parámetros de un textil a teñir y la determinación, por parte de un procesador, de una configuración de dosis para el textil en función de los parámetros. A este proceso le sigue una aplicación controlada de colorante desde una serie de dispensadores de canal de flujo para depositar exactamente la cantidad adecuada de tinte sobre la superficie textil.

En consecuencia, el proceso de teñido digital descrito no genera aguas residuales o genera pocas aguas residuales y permite una nueva plataforma de tecnología de fabricación para el teñido digital bajo demande de textiles. La tecnología elimina o reduce drásticamente las emisiones de aguas residuales. El método descrito también ofrece reducciones de costes de fabricación y beneficios de rentabilidad al, por ejemplo, reducir las longitudes mínimas de “pasadas” de teñido y permitir cambios rápidos entre diferentes colores y materiales textiles.

La naturaleza digital del control de dosificación permite entregar tonos de tinte objetivo en una sola línea de procesamiento, por ejemplo, en una configuración en la que un textil se desenrolla al comienzo de la línea de procesamiento y se vuelve a enrollar al final de la misma.

Las ventajas incluyen la eliminación de aguas residuales mediante una dosificación precisa de colorantes. La reducción de aguas residuales es superior al 95 % en comparación con los métodos convencionales de aplicación de colorantes. También se permite un menor uso de colorantes, con una disminución de hasta un 30 % en la cantidad de colorante y productos químicos auxiliares necesarios para teñir un determinado textil, ya que no es necesario aplicar un exceso de colorante para garantizar que se logre un tono objetivo. Además, el método divulgado también consigue una huella de carbono reducida, con un ahorro energético de hasta un 80 % en comparación con los métodos convencionales.

Alternativamente, o además, el procesador puede determinar uno o más parámetros del textil teñido y proporcionar retroalimentación en tiempo real o casi en tiempo real correspondiente a la configuración de la dosis. El procesador puede determinar la calidad, precisión y consistencia del textil teñido y puede proporcionar retroalimentación en tiempo real o casi en tiempo real a los dispensadores. El tiempo casi real puede significar menos de 10 milisegundos. Esto puede permitir ajustar la dosis cuando sea necesario y/o pausar temporalmente la dispensación de colorante para evitar la producción de longitudes significativas de textiles defectuosos o teñidos de manera inconsistente. Además, la naturaleza digital del proceso divulgado permite teñir textiles por demanda y lograr tonos objetivos precisos en un sustrato textil. Los métodos convencionales, que requieren un pretratamiento y una inmersión de los textiles que consumen mucho tiempo y que no proporcionan un sombreado de los textiles controlado digitalmente, no permiten el teñido por demanda. Otra ventaja es que una plataforma que utiliza el método divulgado puede funcionar a un rendimiento de más de 2000 metros cuadrados por hora y, por lo tanto, es adecuada para entornos de producción industrial de alto rendimiento.

El proceso puede lograr una excelente consistencia de color con valores delta e de < 0.5 de variación en la banda textil mediante el uso de un conjunto de dispensadores de canal de flujo controlados digitalmente. El proceso es capaz de igualar con precisión el color y controlar la tonalidad mediante el control digital de la dosis aplicada, y se puede utilizar con una amplia gama de telas.

En la tabla 1.1 se proporciona un ejemplo de especificación técnica del aparato configurado para llevar a cabo el método divulgado:

La presente invención se describirá ahora con más detalle, sólo a modo de ejemplo, con referencia a las Figuras adjuntas, en las que:

La Figura 1 muestra un diagrama de flujo de un método de ejemplo según la presente invención;

La Figura 2 muestra un diagrama de flujo de un flujo de trabajo de ejemplo detallado según realizaciones del método descrito;

La Figura 3 muestra un ejemplo de fibra textil en diferentes etapas de aplicación del colorante;

La Figura 4 muestra un ejemplo de aparato para llevar a cabo el método descrito;

La Figura 5 muestra un ejemplo de configuración de un dispensador de canal de flujo que dispensa colorante sobre un sustrato textil.

La Figura 6 muestra un ejemplo de línea de procesamiento según algunas realizaciones de la presente invención que comprende una primera pasada y una segunda pasada.

La Figura 7 muestra un ejemplo de configuración de un dispensador de canal de flujo que dispensa colorante sobre un sustrato textil con la adición de una cámara de vacío.

La Figura 8 muestra un ejemplo de sustrato textil durante la aplicación de colorante en una primera pasada durante una línea de procesamiento de dos pasadas.

La Figura 9 muestra un ejemplo de una etapa de secado dentro de algunas realizaciones de la línea de procesamiento.

La Figura 10 muestra un ejemplo de sustrato textil durante la etapa de secado dentro de algunas realizaciones de la línea de procesamiento.

La Figura 11 muestra un ejemplo de cómo el contenido de agua de un colorante en un sustrato textil puede variar con respecto al tiempo cuando se aplica un cambio de temperatura.

La Figura 12 muestra un ejemplo de la etapa de fijación dentro de algunas realizaciones de la línea de procesamiento.

La Figura 13 muestra un diagrama de flujo de un ejemplo de método de la presente invención.

La Figura 14 muestra un ejemplo de línea de procesamiento según algunas realizaciones de la presente invención que comprende al menos un sensor.

La Figura 15a muestra un ejemplo de línea de procesamiento en donde el colorante se aplica a una superficie sustancialmente horizontal del sustrato textil.

La Figura 15b muestra un ejemplo de línea de procesamiento en donde el colorante se aplica a una superficie sustancialmente vertical del sustrato textil.

La Figura 15c muestra una realización de la línea de procesamiento que comprende tambores configurados para determinar la trayectoria del sustrato textil.

La Figura 16 muestra un ejemplo de sistema de suministro, circulación y drenaje de colorante para un elemento dispensador de la presente invención.

La Figura 17 muestra un ejemplo de sistema de suministro, circulación y drenaje de colorante para un elemento dispensador de la presente invención que comprende un tanque de cabecera. Para explicar con más detalle diversos aspectos de la presente divulgación, a continuación se describirán en detalle realizaciones específicas de la presente divulgación junto con los dibujos adjuntos. Esta descripción será ilustrativa y no limitativa.

Haciendo referencia a la Figura 1, un método de ejemplo según la presente invención comprende la determinación de uno o más parámetros de un textil 10 transportado en una línea de procesamiento. La determinación se puede realizar a través de la entrada del usuario, entrada automática o mediante detección digital de uno o más sensores en un aparato de línea de procesamiento. Algunos ejemplos de parámetros que pueden introducirse o detectarse son: el peso básico del textil, que normalmente oscila entre 50 y 500 gm-2, el denier/diámetro de la fibra del textil y el tipo de tejido textil.

El método ilustrado comprende además la etapa de determinar al menos una configuración de dosis para un conjunto de dispensadores de canal de flujo en función de uno o más parámetros 12 determinados en la primer etapa. La determinación es realizada por un procesador 50, estando el procesador configurado para controlar el conjunto de dispensadores de canal de flujo. En algunas realizaciones, el conjunto de dispensadores de canal de flujo puede comprender parte de un cabezal de impresión configurado para dispensar colorante.

La detección de los parámetros del textil mediante sensores reduce el riesgo de error humano al introducir/registrar los parámetros de un textil y la posibilidad inherente de error que podría surgir debido a un etiquetado incorrecto del textil.

La traducción de uno o más parámetros en una configuración de dosis para la deposición de fluido colorante sobre una superficie textil permite la deposición de fluido de acuerdo con una capacidad de absorción máxima de un textil transportado en una línea de procesamiento. Esto elimina la necesidad de depositar un exceso de líquido sobre la superficie del textil para garantizar que se logre un tono objetivo, y en cambio permite depositar exactamente la cantidad correcta de colorante con un mínimo lavado posterior. La configuración de dosis determinada suele ser un caudal másico por unidad de ancho (mL/min/m).

Después de que se ha determinado al menos una configuración de dosis, el método comprende además dispensar fluido sobre el textil de acuerdo con al menos una configuración 14 de dosis, por ejemplo, se puede dispensar fluido colorante sobre la superficie del textil de acuerdo con una configuración de dosis calculado para lograr un tono objetivo para el textil.

En algunas realizaciones, el método comprende además un circuito de retroalimentación cerrado para la corrección en línea de inconsistencias en el textil que no han alcanzado el tono objetivo. Por ejemplo, se puede utilizar un sensor de color para detectar una inconsistencia de color en el textil e informar al procesador 50. El sensor de color puede ser una cámara o la detección de color puede realizarse mediante espectrometría de fibra óptica. Con una selección adecuada del color del sensor se puede lograr una correspondencia de valores LAB con una precisión de delta e < 0.5. Luego se pueden emplear varios métodos para corregir la inconsistencia detectada, como ajustar los dispensadores de canal de flujo controlados digitalmente modificando la frecuencia de chorro del fluido dispensado o aplicando un flujo de aire para desviar el fluido dispensado y compensar la inconsistencia detectada.

La variación controlada digitalmente de la frecuencia de chorro de los dispensadores de líquido, la energía aplicada y/o el flujo de aire aplicado proporciona un mecanismo versátil e instantáneo para implementar la corrección de defectos en el teñido del textil, todo en la misma línea de procesamiento.

Disponer de un mecanismo de retroalimentación y corrección en la misma línea de procesamiento también reduce la complejidad del proceso de teñido en general y el tiempo necesario para llegar a un producto terminado al eliminar la necesidad de controles de calidad adicionales y aparatos de corrección posteriores al teñido.

En referencia a la Figura 2, se ilustra un ejemplo de flujo de trabajo para una única “pasada” de teñido de un textil.

El textil se desenrolla y se introduce en una línea de procesamiento, luego, en la etapa 16 de pretratamiento, Los parámetros del textil se miden y se envían a un procesador 50. En este caso, el parámetro determinado es el peso básico del textil. Luego, el tejido se trata previamente mediante la aplicación de vapor a 120 °C, lo que garantiza que la superficie del tejido esté en un estado que permita la absorción del colorante.

La siguiente etapa, que es una etapa 18 de aplicación del tinte, Comienza con un baño de lavado opcional seguido de una segunda detección de peso base para calcular la cantidad de vapor y agua que ha sido absorbida por el textil. En base a la detección del segundo peso base, se realiza un secado controlado del textil hasta que éste contenga un contenido de agua objetivo. El secado se realiza mediante al menos uno de los siguientes procedimientos: calentamiento por infrarrojos (IR), calentamiento por Infrarrojos Cercanos (NIR), calentamiento por Infrarrojos Medios (MIR), calentamiento por microondas.

Cuando se determina que el textil tiene el contenido de agua correcto, se aplica el colorante mediante un conjunto de dispensadores de canal de flujo controlados digitalmente. Opcionalmente, en esta etapa, se pueden aplicar correcciones y sensores de color en línea para garantizar que se logre una aplicación homogénea del colorante sobre la superficie textil. Luego se realiza un secado adicional seguido de una etapa de detección final para determinar el contenido de agua y la absorción del colorante. El secado se realiza mediante al menos uno de los siguientes procedimientos: calentamiento por Infrarrojos (IR), calentamiento por Infrarrojos Cercanos (NIR), calentamiento por Infrarrojos Medios (MIR), calentamiento por microondas. La etapa de detección final puede incluir una medición adicional del peso base.

La etapa final del proceso de aplicación del colorante es una etapa 20 de fijación en línea. La fijación del colorante se realiza mediante la aplicación de vapor o calor seco a temperaturas elevadas de aproximadamente 150-250 °C al textil teñido. La fijación espacial casi instantánea del colorante mientras el textil está en la misma línea de procesamiento tiene la ventaja de evitar la migración del tinte después de la aplicación del colorante, lo cual es un problema con los métodos convencionales.

En algunas realizaciones, el proceso de fijación en línea también puede comprender la aplicación de al menos uno de: calentamiento por Infrarrojos (IR), calentamiento por Infrarrojos Cercanos (NIR), calentamiento por Infrarrojos Medios (MIR) y calentamiento por microondas.

Haciendo referencia a la Figura 3, se ilustra un ejemplo de fibra textil durante varias etapas del proceso de teñido.

En una primera etapa del proceso, la fibra 22 no modificada Se mide para, por ejemplo, determinar el peso base del textil. En una segunda etapa del proceso, el tejido se prehidrata y opcionalmente se sumerge en agua, dando lugar a una fibra con una capa de mayor contenido de agua en la superficie 24. En una tercera etapa del proceso, se aplica un colorante controlado digitalmente al textil. La precisión de la dosis y la deposición hacen que el colorante forme una distribución homogénea a lo largo de la superficie de las fibras 26 prehidratadas. Finalmente, en una cuarta etapa del proceso, el colorante se fija al textil, consolidando el vínculo entre el colorante y la fibra 28 y provocando que la capa acumulada con alto contenido de agua se disipe y se evapore. Haciendo referencia a la Figura 4, se ilustra un ejemplo de aparato 29 de línea de procesamiento para llevar a cabo el método descrito.

El aparato ilustrado incluye un módulo 30 de desenrollado para desenrollar un rollo de textil antes de cargarlo en una correa transportadora comprendida en el recinto 32 de pretratamiento, teñido y fijación. El conjunto de dispensadores 38 de canal de flujo controlados digitalmente están comprendidos dentro del recinto 32 y se alimentan con fluido colorante para ser dispensado sobre un textil transportado por una serie de tanques 34 de suministro de colorante. Finalmente, al final de la línea de procesamiento hay un módulo 36 de rebobinado para volver a enrollar el tejido teñido y fijado una vez finalizado el proceso.

Los dispensadores 38 de canal de flujo están configurados en un conjunto de elementos digitales controlables independientemente para permitir la variación de la dosis a lo largo de la red de un textil transportado y a lo largo de la red del textil. Los dispensadores pueden suministrar colorante líquido a alta velocidad para penetrar completamente la mayor parte del textil.

El conjunto de dispensadores 38 de canal de flujo configurado dentro del gabinete 32 puede configurarse como un conjunto único o como dos subconjuntos orientados hacia lados opuestos del textil transportado. Los dispensadores de canal de flujo configurados en dos subconjuntos tienen la ventaja de poder dispensar colorante sobre superficies opuestas de un textil transportado, ya sea de manera simultánea o por turnos, sin requerir dos procesos de transporte separados para el textil. Esto permite un proceso de teñido más eficiente, requiriendo menos tiempo para realizar cada pasada.

Los dispensadores 38 de canal de flujo utilizados para llevar a cabo el método divulgado pueden seleccionarse entre varios tipos. Por ejemplo, los dispensadores de canal de flujo pueden estar comprendidos en una configuración de cabezal de impresión como se describe en el documento WO 2017/187153, cuyo contenido se incorpora por referencia en el presente documento. En otras realizaciones se utiliza un recubridor por pulverización con un controlador de flujo másico controlado digitalmente o un recubridor de matriz de ranura con un controlador de flujo másico controlado digitalmente de un cabezal de impresión de inyección de tinta digital.

El conjunto de dispensadores 38 de canal de flujo divulgados en este documento, que se basan en los configurados en el cabezal de impresión divulgado en el documento WO 2017/187153, son particularmente adecuados para el presente método. El conjunto tiene las características de un flujo de colorante controlable digitalmente tanto en la dirección de transporte como en la dirección transversal, deposición de alta precisión, alta homogeneidad en toda la banda, la posibilidad de cambios de color instantáneos debido al control digital de los elementos y una alta velocidad de gota de más de 5 ms1 para asegurar la penetración en el textil y con la adición de un flujo de aire paralelo pero sin más etapas que fomenten la adsorción.

En referencia a la Figura 5, se muestra un ejemplo de dispensador 38 de canal de flujo de la matriz que dispensa gotas 42 de colorante atomizadas sobre las fibras prehidratadas de un sustrato 44 textil.

También se ilustra un flujo 40 de aire dirigiéndose contra la punta dispensadora del dispensador 38 de canal de flujo. El flujo 40 de aire está en una dirección sustancialmente perpendicular a la longitud del dispensador 38 de canal de flujo y sustancialmente paralela a la dirección de desplazamiento del fluido dispensado.

Como se mencionó anteriormente, en algunas realizaciones del aparato descrito, el flujo 40 de aire desvía las gotas de fluido dispensadas desde el dispensador 38 de canal de flujo, y por es este capaz de controlar un perfil de propagación de las gotas 42 atomizadas del fluido dispensado sobre el sustrato 44 textil.

De manera beneficiosa, controlar el perfil y la dispersión de las gotas permite dispensar el fluido con una resolución más alta, y rectificar en línea las inconsistencias detectadas en el sustrato 44 textil. La velocidad del flujo de aire puede ser controlada por el procesador 50.

Además, dirigir el flujo 40 de aire contra las puntas de los dispensadores 38 de canal de flujo reduce el riesgo de un problema conocido en los cabezales de impresión para dispensar otros tipos de fluidos, como tintas, en el que el fluido dispensado se acumula en las puntas de las boquillas de los elementos dispensadores y bloquea las boquillas o reduce la homogeneidad del fluido dispensado.

La capacidad de desviar el fluido dispensado con el flujo 40 de aire y así controlar el área de propagación del fluido sobre el sustrato 44 textil también permite un control versátil en tiempo real de la aplicación de colorante a un textil en línea.

En algunas realizaciones, el flujo 40 de aire se aplica periódicamente a las gotas 42 atomizadas dispensadas. Por ejemplo, el procesador 50 Puede hacer que el flujo de aire se dispense a una frecuencia en el rango de 1 1,000 Hz.

La desviación periódica de la pulverización se puede utilizar para aumentar el promedio entre boquillas adyacentes y aumentar la homogeneidad del fluido dispensado en el conjunto de dispensadores de canal de flujo o para corregir inconsistencias detectadas en el sustrato 44 textil en línea.

En algunas realizaciones, el flujo de aire se impulsa a una presión en el rango de 2 -10 PSI o 14-69 kPa y a un caudal de 1 -100 pies cúbicos por minuto o 0.00047 - 0.047 m3 s_1.

Como se describió anteriormente, el conjunto de dispensadores de canal de flujo están controlados de forma individual e independiente por un procesador. De manera similar, el flujo 40 de aire está regulado por un controlador de flujo de aire (no ilustrado), que a su vez está controlado digitalmente por un procesador 50.

Los sensores para determinar uno o más parámetros del textil y para detectar inconsistencias en el textil también están en comunicación con el procesador 50. Alternativamente, los sensores pueden estar en comunicación con un procesador diferente 50.

En una realización ejemplar, el procesador 50 corresponde a un microcontrolador, un sistema en un chip o un ordenador de placa única. El procesador 50 Incluye una memoria volátil, una memoria no volátil y una interfaz.

En ciertas otras realizaciones, el procesador 50 puede incluir una pluralidad de memorias volátiles, memorias no volátiles y/o interfaces. La memoria volátil, la memoria no volátil y la interfaz se comunican entre sí a través de un bus u otra forma de interconexión. El procesador 50 ejecuta instrucciones legibles por ordenador, por ejemplo uno o más programas de ordenador, para controlar ciertos aspectos del sistema descrito en este documento. Las instrucciones legibles por ordenador se almacenan en la memoria no volátil. El procesador 50 recibe energía de una fuente de alimentación, que puede incluir una batería.

1. Aplicación de tinte

Suministro de fluido (chorro [boquilla 500 um], vacío)

La Figura 6 muestra un ejemplo de línea 100 de procesamiento que comprende una primera pasada y una segunda pasada. La primer pasada se define por una primera aplicación de colorante a través de un primer conjunto de dispensadores 138 de canal de flujo y la segunda pasada se define por una segunda aplicación de colorante a través de un segundo conjunto de dispensadores 139 de canal de flujo. Se puede utilizar cualquier número de pasadas y/o conjuntos de dispensadores de canal de flujo, tales como 3, 4, 5, 6, 8, 10 o más de 10 pasadas y/o conjuntos de dispensadores de canal de flujo.

En el ejemplo de la línea de procesamiento mostrada en la Figura 6, la trayectoria del sustrato 44 textil está definida por una pluralidad de rodillos 110. Los rodillos 110 definen los puntos de giro del sustrato 44 textil de manera que la longitud total de la línea es considerablemente más corta que la distancia horizontal desde la entrada a la salida ya que la línea 100 de procesamiento está enroscada por numerosos pliegues en el sustrato textil formados por los rodillos 110. Los rodillos 110 comprenden una superficie exterior hidrófoba y/o un revestimiento, tal como Teflón, para evitar la transferencia de colorante acuoso entre el sustrato textil y el rodillo 110, comúnmente conocido como compensación.

La línea 100 de procesamiento que se muestra en la Figura 6 comprende un primer conjunto 138 y un segundo conjunto 139 de dispensadores de canal de flujo que dan como resultado un proceso de dos pasadas. El primer conjunto de dispensadores 138 de canal de flujo es seguido por una primera etapa 140 de secado y el segundo conjunto de dispensadores 139 de canal de flujo es seguido por una segunda etapa de secado 141. La primera y la segunda etapa de secado comprenden al menos uno de los siguientes: calentamiento por Infrarrojos (IR), calentamiento por Infrarrojos Cercanos (NIR), calentamiento por Infrarrojos Medios (MIR), calentamiento por microondas, calentamiento por Ultravioleta (UV) y calentamiento por plasma. La línea 100 de procesamiento comprende además una primera cámara 145 de vacío debajo del sustrato 44 textil debajo del primer conjunto de dispensadores 138 de canal de flujo y una segunda cámara 146 de vacío debajo del sustrato 44 textil debajo del segundo conjunto de dispensadores 139 de canal de flujo. La primera cámara 145 de vacío está conectada a una primera bomba 171 de vacío y la segunda cámara 146 de vacío está conectada a una segunda bomba 172 de vacío, en donde la primera y la segunda bomba de vacío están configuradas para controlar, a través del procesador 50, el flujo de aire generado por cada cámara de vacío.

La Figura 7 muestra una configuración de ejemplo de un dispensador 200 de canal de flujo en un primer conjunto de dispensadores 138 de canal de flujo que dispensan colorante sobre un sustrato 44 textil con la adición de al menos una cámara 145 de vacío. La dirección de movimiento del sustrato 44 textil con respecto al dispensador 200 de canal de flujo y la cámara 145 de vacío se indica mediante la flecha Ds. El sustrato textil puede moverse hasta 25 metros por minuto con respecto a los elementos 138 dispensadores y/o la cámara 145 de vacío. El sustrato textil puede moverse a velocidades de hasta 100, 75, 50, 30, 25, 20, 15, 12, 10, 8, 5, 3, 2 o 1 metros por minuto con respecto a los elementos 138 dispensadores y/o la cámara 145 de vacío. Alternativamente, la línea 100 puede configurarse de manera que el sustrato 44 textil se mueva menos de 1, 0.8, 0.5, 0.3 o 0.1 metros por minuto con respecto a los elementos 138 dispensadores y/o la cámara 145 de vacío. La velocidad del sustrato textil se puede ajustar en cada tirada o en tiempo real o casi en tiempo real durante una tirada de tinte. Por ejemplo, el sustrato 44 textil se puede mover a una velocidad de hasta 35 metros por minuto con respecto a los elementos 138 dispensadores y/o la cámara 145 de vacío. En particular, el sustrato 44 textil se puede mover a una velocidad de aproximadamente 25 metros por minuto con respecto a los elementos 138 dispensadores y/o la cámara 145 de vacío.

La cámara 145 de vacío está configurada para crear un flujo de aire hacia la cámara de vacío, indicado por las flechas Da, de manera que las gotas 42 de colorante son atraídas hacia el sustrato 44 textil. La adición de una cámara de vacío aumenta el volumen de colorante dispensado que llega al sustrato 44 textil y reduce significativamente la pulverización excesiva. En algunas realizaciones, sustancialmente todo el colorante dispensado llega al sustrato 44 textil. Esto reduce el mantenimiento requerido dentro del conjunto de elementos dispensadores, ya que la cantidad de colorante que recubre los miembros y elementos internos del sistema a lo largo del tiempo se reduce significativamente o se elimina. También se puede eliminar o reducir significativamente la acumulación de colorante en y/o alrededor de la punta dispensadora.

El elemento 200 dispensador puede tener un diámetro de aproximadamente 500 pm. En algunas realizaciones, el elemento 200 dispensador puede tener un diámetro de hasta 1000 pm, 800 pm, 600 pm, 500 pm, 400 pm, 200 pm o 100 pm.

El elemento 200 dispensador puede comprender una punta 201 desde donde se puede dispensar el colorante. La punta del elemento dispensador puede estar aproximadamente 15 mm por encima del sustrato textil. En algunas realizaciones, el elemento dispensador puede estar hasta 30 mm, 25 mm, 20 mm, 17 mm, 15 mm, 13 mm, 10 mm, 5 mm o 1 mm por encima del sustrato textil.

La Figura 8 muestra un conjunto de dispensadores de canal de flujo que comprende un primer banco de dispensadores A de canal de flujo y un segundo banco de dispensadores B de canal de flujo. Cada banco de dispensadores de canal de flujo está configurado para proporcionar hasta 500 elementos de dispensación por metro. Cada banco de dispensadores de canal de flujo puede comprender elementos dispensadores espaciados a intervalos de aproximadamente 0.5 mm a 10 mm. En algunas realizaciones, los intervalos son de aproximadamente 1 mm a 5 mm o de 2 mm a 3 mm. En algunas realizaciones, cada conjunto de dispensadores de canal de flujo puede comprender al menos dos bancos de dispensadores de canal de flujo configurados para proporcionar elementos de dispensación espaciados a intervalos de aproximadamente 1 mm a 2 mm.

En algunas realizaciones, cada conjunto y/o banco de dispensadores de canal de flujo puede comprender un tanque de suministro de colorante separado. Cada tanque de suministro de colorante puede tener un color, tono, matiz, acabado superficial y/o funcionalidad diferente.

Alternativamente, una pluralidad de conjuntos y/o bancos de dispensadores de canal de flujo pueden comprender un solo tanque de suministro de colorante compartido.

Cada conjunto de dispensadores de canal de flujo puede configurarse para dispensar hasta 200 g/m2 de colorante líquido sobre el sustrato textil. En algunas realizaciones, cada matriz de dispensadores de canal de flujo puede estar configurada para dispensar hasta 150 g/m2120 g/m2100 g/m280 g/m260 g/m2 o 50 g/m2 de colorante líquido sobre el sustrato textil. En algunas realizaciones, cada conjunto de dispensadores de canal de flujo puede estar configurado para dispensar entre 0 g/m2 y 200 g/m2, 5 g/m2 y 1500 g/m2 o 10 g/m2 y 80 g/m2 de colorante sobre el sustrato textil.

Alternativamente, o además, la línea de procesamiento puede configurarse para dispensar entre 3 y 5 litros de colorante por minuto. En algunas realizaciones, la línea de procesamiento está configurada para dispensar entre 2 y 8, 1 y 10 y/o 0 y 15 litros de colorante por minuto.

Cada elemento dispensador puede configurarse para dispensar colorante a una velocidad entre 0 y 10 m/s. En algunas realizaciones, los elementos dispensadores pueden configurarse para dispensar colorante a una velocidad de hasta 1 m/s, 2 m/s, 5 m/s, 8 m/s, 10 m/s, 12 m/s, 15 m/s, 20 m/s, 25 m/s y/o 30 m/s.

El caudal de cada elemento dispensador puede tener una precisión de hasta el 1 % del caudal deseado. En algunas realizaciones, el caudal puede tener una precisión de 0.3 %, 0.5 %, 0.8 %, 1 %, 1.5 %, 2, 5 %, y/o 10 % del caudal deseado.

Doble cara (color homogéneo / dos tonos / revestimiento [dos funciones, color, acabado])

La Figura 8 muestra un ejemplo de sustrato 44 textil durante la aplicación de colorante en una primera pasada durante una línea de procesamiento de dos pasadas. El sustrato textil puede comprender una primera superficie 45 y una segunda superficie 46, en donde la primera pasada está configurada para dispensar colorante sobre la primera superficie y la segunda pasada está configurada para dispensar colorante sobre la segunda superficie 46. La dirección de movimiento del sustrato 44 textil con respecto a los dispensadores de canal de flujo 200, 201,202, 203 y la cámara 145 de vacío se indica mediante la flecha Ds. Las gotas 42 de colorante se pulverizan hacia la primera superficie 45 del sustrato 44 textil. La cámara 145 de vacío puede estar configurada para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren menos del 100 % a través del sustrato textil, como lo muestra la línea discontinua 150.

En algunas realizaciones, la cámara 145 de vacío puede estar configurada para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren hasta el 95 %, 90 %, 85 %, 80 %, 75 %, 70 %, 65 %, 60 % o 55 % a través del sustrato textil. La cámara 145 de vacío puede estar configurada para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren al menos el 50 % a través del sustrato textil. Preferiblemente, la cámara 145 de vacío puede estar configurada para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren entre el 50 % y el 95 % a través del sustrato textil. Lo más preferible es que la cámara 145 de vacío esté configurada para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren entre el 55 % y el 75 % a través del sustrato textil.

Es la intensión el evitar que el colorante penetre en un 100 % el textil y por tanto, salga de la segunda superficie 46 del sustrato 44 textil y entre en la cámara de vacío. Además, también puede evitar que la segunda superficie 46 reciba un colorante que puede transferirse a los rodillos 110 posteriores, evitando así el “desplazamiento”.

La fuerza del flujo de aire generado por la cámara de vacío se controla para optimizar la penetración del tinte en diferentes sustratos textiles. Dependiendo del textil y del colorante, la optimización de la penetración se puede configurar adecuadamente para que el colorante no penetre completamente a través del sustrato textil.

Durante una segunda pasada, como se indica en la Figura 6, se puede aplicar colorante a la segunda superficie 46 del sustrato 44 textil. Las gotas 42 de colorante pueden pulverizarse hacia la segunda superficie 46 del sustrato 44 textil y una cámara 146 de vacío puede configurarse para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren menos del 100 % a través del sustrato textil.

En algunas realizaciones, la cámara 146 de vacío puede estar configurada para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren hasta el 95 %, 90 %, 85 %, 80 %, 75 %, 70 %, 65 %, 60 % o 55 % a través del sustrato textil. La cámara 146 de vacío puede estar configurada para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren al menos el 50 % a través del sustrato textil. Preferiblemente, la cámara 146 de vacío puede estar configurada para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren entre el 50 % y el 95 % a través del sustrato textil. Preferiblemente, la cámara 146 de vacío esté configurada para generar un flujo de aire tal que las gotas 42 de colorante penetren entre el 55 % y el 75 % a través del sustrato textil.

En consecuencia, el proceso de dos pasadas permite aplicar el colorante en todo el espesor del sustrato textil. El tiempo entre la primera y la segunda pasada puede permitir que el colorante se seque y/o se fije (donde las moléculas de colorante se difunden en el sustrato textil) de tal manera que no se produzca ningún desplazamiento entre el sustrato textil y los rodillos 110.

Además, se aprecia que la concentración de colorante aplicado a una profundidad dada dentro del espesor del sustrato textil durante la primera pasada será menor que la concentración de colorante aplicado a la primera superficie 45. Sin embargo, durante la segunda pasada, el colorante puede penetrar nuevamente al menos el 50 % del espesor total del sustrato textil y, por lo tanto, al menos una parte del espesor del sustrato textil puede ser recubierta de nuevo. La profundidad de penetración del colorante durante la primera y la segunda pasada se puede optimizar de tal manera que la porción del sustrato textil que recibe el colorante durante la primera y la segunda pasada también se optimice. En algunas realizaciones, ninguno de los sustratos textiles recibe colorante durante la primera y la segunda pasada.

En algunas realizaciones, el colorante aplicado durante cada pasada puede ser diferente. La cantidad, es decir, el tono, el color, el acabado y/o la función del tinte pueden variar entre cada pasada.

Una primera cantidad de colorante aplicada durante la primera pasada puede comprender un primer color, un primer acabado y una primera función. Una segunda cantidad de colorante aplicada durante la segunda pasada puede comprender al menos uno de un segundo color, un segundo acabado y/o una segunda función. Se puede utilizar cualquier número de pasadas y se puede aplicar cualquier número y/o combinación de colores, acabados y funciones. La primera y la segunda cantidad de colorante aplicado pueden ser la misma y/o pueden ser cantidades diferentes. La aplicación de una cantidad diferente de colorante durante la primera y la segunda pasada se puede utilizar para controlar, alterar y/o ajustar el tono del sustrato textil teñido en las primeras 45 y segundas 46 superficies.

Por ejemplo, el color, los tonos y/o los matices del colorante pueden variar o no entre los conjuntos de elementos dispensadores. El acabado del colorante dispensado en cada conjunto de elementos dispensadores puede ser al menos uno de entre mate, brillante, satinado y/o texturizado, por ejemplo. Alternativamente, o además, el colorante dispensado en cada conjunto de elementos dispensadores puede proporcionar al menos uno de los siguientes: resistencia al agua, retardante de fuego y/o una etiqueta fluorescente, por ejemplo.

En algunas realizaciones, cada conjunto de elementos dispensadores puede dispensar el mismo colorante que comprende el mismo color, acabado y funcionalidad.

Formas / ancho

En algunas realizaciones, un sustrato textil puede introducirse en la línea de procesamiento una pluralidad de veces. De esta forma se podrían aplicar al sustrato textil cualquier cantidad de colores, acabados y funciones diferentes al sustrato textil. Cada elemento dispensador de canal de flujo puede estar sujeto a diferentes ajustes de dosis durante cada procesamiento posterior del sustrato textil y se pueden transferir combinaciones de colores, patrones, acabados, tonos y/o imágenes al sustrato textil.

En algunas realizaciones, la cantidad de colorante dispensado desde un único conjunto de elementos dispensadores puede variar a lo largo del ancho y/o la longitud del sustrato textil. Por ejemplo, algunos elementos dispensadores dentro de una matriz pueden ser ajustados por el procesador de manera que dispensen una cantidad diferente de colorante en comparación con un elemento dispensador adyacente. En algunas realizaciones, una pluralidad de elementos dispensadores pueden configurarse para detener, ya sea temporal o permanentemente, la dispensación por completo. Esto se puede utilizar para producir un textil con un patrón, tal como rayas horizontales y/o verticales.

Alternativamente, o además, cada dispensador puede configurarse de manera que pueda alternarse entre las posiciones de encendido y apagado de modo que la forma, los patrones, la longitud discreta y/o el ancho variable del sustrato textil puedan someterse al colorante mientras se alimenta continuamente sustrato textil en la línea de procesamiento.

En algunas realizaciones, el conjunto de dispensadores de canal de flujo tiene aproximadamente 1.8 m de ancho. En algunas realizaciones, el conjunto de dispensadores de canal de flujo puede tener hasta 0.1 m, 0.3 m, 0.5 m, 1 m, 1.5 m, 1.8 m, 2 m, 2.5 m, 3 m, 5 m, 10 m o más de 10 m de ancho. Cada conjunto de dispensadores de canal de flujo puede configurarse de manera que el ancho de los elementos dispensadores que dispensan colorante, en uso, puede ser de hasta 100 %, 80 %, 60 %, 50 %, 30 %, 20 %, 10 % o menos del 10 % del ancho total del conjunto de dispensadores de canal de flujo.

En algunas realizaciones, la línea de procesamiento está configurada para sincronizar una forma y/o patrón que se dispensa mediante un segundo conjunto de elementos dispensadores de canal de flujo con una forma y/o patrón que se dispensa mediante un primer conjunto de elementos dispensadores de canal de flujo. Por ejemplo, con referencia a las Figuras 6 y 8, una primera forma de camiseta puede dispensarse sobre una primera superficie 45 de un sustrato textil mediante los primeros elementos 138 dispensadores. De este modo, el segundo conjunto de elementos 139 dispensadores puede configurarse para dispensar colorante en una segunda forma de camiseta sobre la segunda superficie 46 del sustrato textil, de modo que la segunda forma de camiseta se dispense sobre sustancialmente la misma área pero sobre una superficie diferente del sustrato textil que la primera forma de camiseta.

Secado y fijación en línea (radiación/energía [IR / nIR / UV / Plasma])

La Figura 9 muestra un ejemplo de una etapa de secado de la línea de procesamiento. La etapa 140 de secado comprende una unidad 142 de secado ubicada encima del sustrato 44 textil y configurada para descargar energía como ondas 143 electromagnéticas. La unidad de secado puede emitir entre 20 kW y 200 kW de energía. Por ejemplo, la unidad de secado está configurada para transferir aproximadamente 50 kW de energía al sustrato textil. En consecuencia, se puede utilizar una unidad de secado de 90-150 kW. La energía emitida puede ser en forma de Infrarrojos (IR), Infrarrojos Cercanos (NIR), Infrarrojos Medios (MIR), microondas y/o Ultravioleta (UV). Alternativamente o además, también se puede utilizar calentamiento por plasma.

La unidad 142 de secado comprende además un flujo de aire configurado para eliminar cualquier vapor y/o humedad de la proximidad del sustrato 44 textil. El flujo de aire puede configurarse para eliminar hasta 5 litros de vapor de agua por minuto lejos de la proximidad del sustrato textil. En algunas realizaciones, el flujo de aire está configurado para eliminar hasta 4, 3, 2, 1.5, 10.5 y/o 0 litros de vapor de agua por minuto lejos de la proximidad del sustrato textil. En algunas realizaciones, el vapor de agua eliminado se elimina como producto de desecho. En algunas realizaciones, el agua residual y/o el calor se capturan y reciclan o reutilizan.

El sustrato textil puede entrar en la etapa de secado con un contenido de agua de aproximadamente el 25 %. En algunas realizaciones, el sustrato textil sale de la etapa de secado con un contenido de agua de 0 % - 5 %. En algunas realizaciones, el contenido de agua del sustrato textil que sale de la etapa de secado está entre 2 % - 10 % .

La etapa de secado comprende un reflector 147 ubicado debajo del sustrato textil y configurado para optimizar la cantidad de energía descargada que se transfiere al sustrato 44 textil.

La etapa de secado comprende al menos un sensor 160 de temperatura configurado para medir la temperatura del sustrato 44 textil cuando sale de la etapa de secado. El sustrato textil entra en la etapa de secado aproximadamente a temperatura ambiente, que puede estar entre 5 ° C y 45 °C grados, pero preferiblemente puede estar entre 10 °C y 35 °C grados, y aún más preferiblemente entre 15 °C y 30 °C. Durante la etapa de secado, la temperatura del sustrato textil puede aumentar de 5 °C a 60 °C, y más específicamente entre 20 °C y 40 °C. Por ejemplo, el sustrato textil puede entrar en la etapa de secado aproximadamente a 25 °C y salir de la etapa de secado a aproximadamente a 60 °C.

Fijación en la aplicación

La Figura 10 muestra un ejemplo de sustrato 44 textil durante la etapa 140 de secado. La etapa de secado reduce inicialmente el contenido 149 de agua de las gotas 142 de colorante. La eliminación del contenido de agua del sustrato textil y de las gotas de colorante evita un aumento significativo de la temperatura debido al calor latente de vaporización necesario para evaporar el agua, como se muestra en la Figura 11. Una vez que el contenido de agua del sustrato textil se ha reducido a menos de aproximadamente 10 %, comienza a producirse la fijación del colorante al/dentro del sustrato textil.

En algunas realizaciones, la etapa de secado puede estar configurada para fijar al menos parcialmente el colorante al sustrato textil. La energía suministrada por la unidad 142 de secado puede configurarse para energizar localmente al menos una parte del colorante que puede tener suficiente energía para reaccionar con la fibra textil o difundirse en ella. Esto puede iniciar un proceso de fijación química o física. Por lo tanto, en algunas realizaciones, se pueden utilizar Rayos Infrarrojos (IR) para iniciar el proceso de fijación entre el colorante y el sustrato textil. Más específicamente, en algunas realizaciones, se pueden utilizar Infrarrojos (IR) para reducir el contenido de agua de un sustrato textil que comprende un colorante e iniciar concomitantemente el proceso de fijación entre el colorante y el sustrato textil.

En algunas realizaciones, la energía emitida por la unidad de secado puede controlarse, ajustarse y/u optimizarse. Además, en algunas realizaciones, la energía suministrada por la unidad de secado puede no ser uniforme a lo largo de la longitud de la unidad de secado. La cantidad, el tipo y/o la longitud de onda de la energía pueden variar a lo largo de la unidad de secado. De esta forma se puede optimizar la absorción del colorante, la eliminación de agua y/o el proceso de fijación entre el colorante y el sustrato textil. Por ejemplo, la unidad de secado puede emitir inicialmente longitudes de onda infrarrojas medias al sustrato textil para eliminar de manera eficiente el contenido de agua del sustrato textil y del colorante. La unidad de secado puede luego cambiar, a lo largo del proceso, para emitir Infrarrojo Cercano (NIR) para iniciar eficientemente el proceso de fijación entre el colorante y un sustrato textil, como Poliéster o Nailon.

Iniciando y, en algunas realizaciones, la finalización del proceso de fijación durante la etapa de secado se puede utilizar para eliminar por completo la necesidad de una etapa de fijación separada al final de la línea de procesamiento. Esto puede reducir significativamente el tiempo necesario para procesar el sustrato textil, ya que la incorporación de la fijación en la etapa de secado mediante ondas electromagnéticas como IR puede tardar aproximadamente entre 0.5-10 segundos.

Completar la fijación del colorante al sustrato textil durante la etapa de secado puede provocar que el sustrato textil alcance una temperatura de hasta 200 °C o superior. Alternativamente, o además, el tiempo que el sustrato textil pasa en la etapa de secado puede incrementarse hasta 10 segundos para permitir que se complete la fijación.

Temperatura (150 °C-240 °C)

La Figura 11 muestra un ejemplo de cómo el contenido de agua de un colorante en un sustrato textil varía con respecto al tiempo cuando se aplica un cambio de temperatura. La línea A muestra cómo el contenido de agua se reduce con respecto al tiempo durante el proceso de secado. La línea B muestra cómo varía la temperatura del sustrato textil con el tiempo durante el proceso de secado. La línea C indica el punto en el que comienza a producirse la fijación del colorante al sustrato textil. La porción sustancialmente horizontal de la línea B, es decir, el cambio mínimo de temperatura del sustrato textil con respecto al tiempo, se produce como resultado de la energía necesaria para superar el calor latente de vaporización del agua dentro del sustrato textil y/o del colorante.

Química

En algunas realizaciones, la línea de procesamiento puede dispensar un colorante que comprende menos de 10, 7, 5 o 3 componentes. Al menos uno de los componentes puede ser al menos uno de un pigmento y agua. El colorante puede ser colorante disperso, que está físicamente atrapado en fibras hidrófobas como los poliésteres. El colorante puede fijarse a las fibras mediante un aglutinante que se fusione térmicamente con las fibras. El colorante puede fijarse a las fibras mediante una reacción química, como una interacción electrostática ácido-base. El colorante puede fijarse mediante una reacción de precipitación que comprende dos componentes líquidos. La totalidad o prácticamente la totalidad del colorante dispensado terminará en el sustrato textil y, por lo tanto, se requiere una química simplificada. Esto contrasta con los sistemas de última generación que utilizan múltiples etapas de lavado para eliminar ciertas partes constituyentes del colorante de la tela teñida. Una química simplificada puede dar como resultado un colorante más barato y tener un impacto significativamente menor en el medio ambiente debido a que se requieren menos aditivos. Además, el colorante puede comprender un tamaño medio de partícula de colorante (D50) entre 0.1 pm y 20 pm, 0.5 pm y 10 pm o 1 |jm y 5 pm.

El colorante de la presente invención se puede utilizar, por ejemplo con cualquier sustrato textil, incluyendo poliéster, algodón, nailon, polialgodón, elastano y viscosa. El colorante de la presente invención se puede utilizar con cualquier medio de dispensación, incluyendo, por ejemplo, la pulverización y la impresión por inyección de tinta.

En algunas realizaciones, el colorante se recircula continuamente dentro del tanque de suministro de colorante. La recirculación continua del colorante dentro del tanque de suministro de colorante mantiene las partículas de colorante suspendidas y, por lo tanto, se requieren menos agentes auxiliares, como agentes niveladores. En algunas realizaciones, el colorante puede ser una suspensión de sedimentación suave, es decir, una dispersión que puede volver a suspenderse con el flujo de fluido.

2. Finalización de la fijación

La Figura 12 muestra un ejemplo de la etapa 20 de fijación dentro de algunas realizaciones de la línea 100 de procesamiento. El sustrato 44 textil entra en un recinto 33 de fijación que comprende una pluralidad de rodillos 210 a 216 configurados para definir la trayectoria del sustrato textil a través del recinto de fijación. Se puede utilizar cualquier número de rodillos dentro del recinto de fijación. Al salir del recinto de fijación, el sustrato 44 textil se enrolla sobre el módulo de rebobinado 36.

El recinto de fijación está configurado para permitir que el colorante: se difunda más en el sustrato textil, reaccione químicamente con el sustrato o se fusione térmicamente con el sustrato. El proceso de fijación puede comprender al menos uno de difusión en estado sólido, sublimación en fase gaseosa, fusión, reacción química o precipitación. Por ejemplo, el colorante puede someterse a sublimación. En algunas realizaciones, la sublimación del colorante aumenta la eficiencia con la que el colorante se difunde en el tejido. Alternativamente, en algunas realizaciones, se evita la sublimación del colorante. La prevención de la sublimación del colorante se puede lograr reduciendo la temperatura del recinto de fijación y/o reduciendo el tiempo que pasa el sustrato en el recinto de fijación.

Control (tiempo)

La pluralidad de rodillos 210 - 216 están configurados para moverse entre sí con el fin de extender o reducir la longitud del recorrido que debe tomar el sustrato dentro del recinto 33 de fijación. Por ejemplo, los rodillos 211, 213 y 215 se mueven hacia abajo en dirección a los rodillos 210, 212, 214 y 216, y/o los rodillos 212 y 214 se mueven hacia arriba en dirección a los rodillos 211,213 y 215. Al hacerlo se reduce la longitud del recorrido del sustrato 44 textil y, por lo tanto, se reduce el tiempo que el sustrato textil pasa dentro del recinto 33 de fijación.

El sustrato 44 textil puede pasar aproximadamente 60 segundos en el recinto 33 de fijación. En algunas realizaciones, el sustrato textil puede pasar hasta 60, 90, 120 o 180 segundos en el recinto de fijación. En algunas realizaciones, el sustrato textil puede pasar menos de 60, 50, 40, 30, 20, 10, 8, 6, 5, 3 o 1 segundo en el recinto de fijación. Reducir el tiempo transcurrido en el recinto de fijación puede evitar que un sustrato 44 textil, como el poliéster, se encoja y garantizar una buena sensación al tacto o “manejo”.

El sustrato textil puede moverse a lo largo de la línea de procesamiento a aproximadamente 25 metros por minuto. Por lo tanto, el sustrato textil puede moverse a través del recinto de fijación a aproximadamente 25 metros por minuto.

Control mecánico (ajustes de calor/estirador)

El recinto 33 de fijación a granel puede configurarse para estar entre 100 °C y 300 °C. En algunas implementaciones, el recinto de fijación está configurado para estar entre 140 °C y 220 °C, y en algunas realizaciones el recinto de fijación está configurado para estar entre 180 °C y 200 °C. La temperatura del recinto 33 de fijación puede controlarse y/o ajustarse, por lo que se puede alcanzar cualquier temperatura entre la temperatura ambiente y 300 °C.

En algunas realizaciones, el recinto 33 de fijación puede llenarse con un gas inerte. El gas inerte puede ser nitrógeno y/o vapor.

En algunas realizaciones, la etapa de fijación comprende además una restricción mecánica, tal como un tensor, configurado para evitar que el sustrato textil se encoja durante el proceso de fijación. La restricción mecánica puede agarrar y/o estirar el sustrato textil durante el proceso de fijación para evitar que se encoja.

IR

En algunas realizaciones, el recinto de fijación puede comprender ondas electromagnéticas Infrarrojas (IR) o Infrarrojas Cercanas (NIR). Esto puede reducir significativamente el tiempo necesario durante el recinto de fijación. Por ejemplo, el tiempo que el sustrato textil pasa en la cámara de fijación puede ser inferior a 20 segundos. En algunas realizaciones, el tiempo que pasa el sustrato textil en la cámara de fijación puede ser inferior a 15, 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2 o 1 segundo.

En algunas realizaciones, la cámara 33 de fijación está completamente ausente. En tales realizaciones, el proceso de fijación puede ocurrir íntegramente dentro de la etapa de secado.

3. Teñido digital

La Figura 13 muestra un diagrama de flujo de un método de ejemplo llevado a cabo por el procesador 50. Los datos 300 de entrada se introducen en el procesador 50. El procesador comprende un módulo 320 de inteligencia configurado para determinar al menos una configuración del procesador 340 en función de los datos 300 de entrada. El procesador 50 luego produce una salida 360 basada en la configuración del proceso 340.

Inteligencia (aplicación de fluidos / IR / fijación de fluidos)

Los datos 300 de entrada pueden comprender al menos uno de los siguientes: peso base del sustrato textil (gsm); contenido de agua del sustrato textil (%); espesor del sustrato textil (mm); permeabilidad al gas del sustrato textil (H/m); temperatura del sustrato textil antes (°C) antes, durante y/o después de un proceso de secado; color del sustrato textil (HU) antes, durante y/o después de un proceso de teñido; color del sustrato textil (HU) antes, durante y/o después de un proceso de fijación; temperatura del sustrato textil (°C) (°C) antes, durante y/o después de un proceso de fijación; velocidad del sustrato textil (m/s) a lo largo de la línea de procesamiento; tipo de colorante; concentración de colorante (mol); y caudal de colorante. En algunas realizaciones, los datos de entrada pueden calcularse o medirse en la línea de procesamiento.

El módulo 320 de inteligencia puede comprender una base de datos 380 configurada para almacenar datos. La base de datos puede almacenar datos configurados para hacer coincidir los datos 300 de entrada con al menos una de las configuraciones del procesador 340 y la salida del procesador 360. Por ejemplo, una entrada determinada o una combinación de entradas puede requerir una combinación específica de configuraciones de procesador para producir una salida deseada y/u óptima. Esta combinación de datos puede almacenarse dentro de la base de datos de manera que se pueda lograr el resultado óptimo de manera rápida y eficiente. De esta manera se reduce la cantidad de sustrato textil subóptimo y, por tanto, se reduce el tiempo y el coste para producir un sustrato textil terminado.

Control

Los ajustes del procesador 340 pueden comprender al menos uno de los siguientes: caudal (l/min) de colorante dispensado; cantidad de energía (J) suministrada durante la etapa de secado y/o fijación; y temperatura (°C) dentro del recinto de fijación. Cada uno de estos ajustes puede ser ajustable, en uso, por el procesador.

Medición

La Figura 14 muestra un ejemplo de línea 100 de procesamiento que comprende al menos un sensor. El al menos un sensor puede estar configurado para determinar los datos 300 de entrada. Los datos de entrada pueden determinarse antes, durante o después del proceso de teñido. La línea de procesamiento comprende: un primer sensor 400 configurado para determinar el peso base del sustrato textil; un segundo sensor 404 configurado para determinar el contenido de agua del sustrato textil; un tercer sensor 408 configurado para determinar el caudal de colorante que se dispensa mediante un primer conjunto de dispensadores 138 de canal de flujo; un cuarto sensor 412 configurado para determinar la temperatura del sustrato textil después de una primera etapa 140 de secado; un quinto sensor 416 configurado para determinar el color del sustrato textil después de una primera etapa 140 de secado; un sexto sensor 420 configurado para determinar el caudal de colorante que se dispensa mediante un segundo conjunto de elementos 139 dispensadores de canal de flujo; un séptimo sensor 424 configurado para determinar la temperatura del sustrato textil después de una segunda etapa de secado 141; un octavo sensor 428 configurado para determinar el color del sustrato textil después de una segunda etapa de secado 141; un noveno sensor 432 configurado para determinar el caudal de una primera cámara 145 de vacío; un décimo sensor 436 configurado para determinar el caudal de una segunda cámara 146 de vacío; y un undécimo sensor 440 configurado para determinar el color del sustrato textil después de la etapa 20 de fijación.

La Figura 15a muestra una línea 100 de procesamiento en donde el colorante se aplica a una primera y segunda superficies sustancialmente horizontales del sustrato textil. La línea de procesamiento comprende una primera etapa 180 de teñido y secado/fijación configurada para teñir una primera superficie 185 sustancialmente horizontal del sustrato textil y una segunda etapa 181 de teñido y secado/fijación configurada para teñir una segunda superficie 186 sustancialmente horizontal del sustrato textil. Entre la primera y la segunda etapa 180, 181 de teñido y secado/fijación, el sustrato textil se voltea utilizando una pluralidad de rodillos 110.

La Figura 15b muestra un ejemplo de línea de procesamiento en la que el tinte se aplica a una superficie sustancialmente vertical del sustrato textil. La línea de procesamiento comprende una primera etapa 180 de teñido y secado/fijación configurada para teñir una primera superficie 187 del sustrato textil y una segunda etapa 181 de teñido y secado/fijación configurada para teñir una segunda superficie 188 del sustrato textil. Las primeras y segundas etapas 180 y 181 se proporcionan en el mismo intervalo de sustrato textil, es decir, sin que los rodillos 110 cambien la dirección de la tela entre la primera y la segunda etapa 180 y 181. Los rodillos 110 están configurados de manera que el sustrato textil se mueve aproximadamente a 45° con respecto a la horizontal, de modo que ni la primera etapa 180 ni la segunda etapa 181 estén demasiado cerca de la vertical. Esto se debe a que es más fácil que el tinte se alimente, al menos parcialmente, por gravedad. Aunque en el ejemplo ilustrado se muestran las etapas 180, 181 primera y segunda desplazadas, también es posible alinearlas de manera que el tejido se tiña simultáneamente por ambos lados.

La Figura 15c muestra una línea de procesamiento 110 que comprende tambores 111 configurados para determinar la trayectoria del sustrato 44 textil. El uso de tambores 111 en lugar de rodillos 110 aumenta el área de contacto con el sustrato y disminuye el número total de componentes móviles en la línea de procesamiento.

Cambio (fluidos)

La Figura 16 muestra un ejemplo de sistema de suministro, circulación y drenaje de colorante para un elemento dispensador de la presente invención. El dispensador 200 de canal de flujo está en comunicación fluida con un tanque 500 de retención de colorante configurado para contener colorante líquido. Inicialmente, el tanque 500 de retención de colorante puede estar vacío de colorante. El tanque 500 de retención está en comunicación fluida con un tanque 34 de suministro a través de una entrada 510 de suministro y una salida 520 de retorno. La entrada 510 de suministro comprende una bomba 512 de entrada conectada operativamente a un sensor 514 de nivel de tanque de retención a través de un cable 516. El sensor 514 del nivel del tanque de retención está configurado para monitorear el nivel, y por lo tanto el volumen, de colorante en el tanque 500 de retención. La bomba 512 de entrada se enciende para bombear colorante desde el tanque 34 de suministro al tanque 500 de retención. Luego, la bomba 512 se apaga una vez que el nivel en el tanque 500 de retención alcanza un nivel predeterminado. El sistema estará entonces listo para ser utilizado.

Cuando el nivel y/o volumen de colorante en el tanque de retención cae por debajo de un nivel y/o volumen predeterminado, el sensor 514 de nivel emite una alerta que está configurada para encender la bomba 512 y bombear colorante desde el tanque 34 de suministro al tanque 500 de retención a través de la entrada 510 de suministro. Una vez que el nivel y/o volumen de colorante en el tanque de retención alcanza el nivel y/o volumen predeterminado, el sensor 514 de nivel envía una alerta a la bomba 512 para que se apague, evitando así el exceso de suministro de colorante. Este proceso puede operarse de manera continua de tal manera que cuando se dispensa colorante desde el elemento 200 dispensador, el nivel y/o volumen de colorante en el tanque de retención permanezca sustancialmente constante.

El tanque de retención comprende además una salida 520 de retorno que incluye una bomba 522 de salida configurada para bombear colorante desde el tanque 500 de retención de colorante al tanque 34 de suministro.

La entrada 510 de suministro y la bomba 512 de entrada pueden apagarse/cerrarse. Luego, la salida 520 de retorno y la bomba 522 de salida están configuradas para drenar sustancialmente todo el colorante del tanque 500 de retención. Esto permite que el tanque 500 de suministro y el elemento 200 dispensador se limpien, se mantengan y/o cambien el color del colorante, el acabado de la superficie, la funcionalidad y/o cualquier otra propiedad. Por ejemplo, el tanque 34 de suministro puede sustituirse por un nuevo tanque de suministro.

En algunas realizaciones, la entrada 510 de suministro y la salida 520 de retorno funcionan simultáneamente. Esto permite una recirculación continua del colorante desde el tanque 34 de suministro al tanque 500 de retención y viceversa. Cuando el elemento dispensador está en uso, la entrada 510 de suministro puede tener un caudal mayor que la salida 520 de retorno, de modo que el nivel y/o volumen de colorante en el tanque de retención permanezca sustancialmente constante. El caudal en la salida 520 de retorno puede ser de aproximadamente 50 ml/min. Alternativamente, o además, el caudal en la salida 520 de retorno puede ser de aproximadamente el 10 % del caudal de la entrada 510 de suministro. La recirculación del colorante mediante la entrada 510 de suministro y la salida 520 de retorno se puede utilizar para mantener las partículas dentro del colorante en suspensión, reduciendo así la cantidad de aditivos o agentes necesarios en el colorante.

En algunas realizaciones, el nivel y/o volumen de colorante en el tanque 500 de retención puede variar. En algunas realizaciones, el sensor de nivel está configurado de tal manera que alerta a la bomba 516 de entrada cuando el nivel de colorante en el tanque 500 de retención alcanza un nivel por debajo de un umbral predeterminado. El nivel de umbral predeterminado puede estar al nivel de la parte superior del elemento 200 dispensador.

En algunas realizaciones, el tanque 500 de retención comprende una entrada 530 de vacío. La entrada 530 de vacío está conectada a una bomba 535 de vacío configurada para crear una presión negativa en el tanque 500 de retención. La presión negativa en el tanque de retención puede configurarse para evitar que se dispense colorante desde el elemento 200 dispensador. Por ejemplo, a medida que el tanque 500 de retención se llena con colorante, el elemento 200 dispensador también comenzará a llenarse con colorante. En un momento determinado, cuando el tanque de retención esté parcialmente lleno, el elemento 200 dispensador estará lleno. Sin embargo, a través del control cuidadoso de la presión negativa creada por la entrada 530 de vacío en el tanque 500 de retención, se puede evitar que el colorante gotee y/o se dispense desde el elemento dispensador, permitiendo así que el tanque 500 de retención se llene hasta el nivel deseado.

En algunas realizaciones, una vez que el tanque 500 de retención y/o el elemento 200 dispensador comprenden una cantidad deseada de colorante, la presión negativa en el tanque de retención puede reducirse de manera tal que el elemento dispensador dispense una cantidad predeterminada de colorante. Esto se puede utilizar para garantizar que el sistema funcione de manera eficaz y eficiente, además de confirmar que el colorante correcto esté presente dentro del sistema.

En algunas realizaciones, la entrada 530 de vacío está configurada para crear una presión negativa en el tanque 500 de retención de tal manera que se evita que el colorante ingrese por completo al elemento 200 dispensador.

La Figura 17 muestra un ejemplo de sistema de suministro, circulación y drenaje de colorante para un elemento dispensador que comprende un tanque 500 de retención. El tanque 500 de retención comprende un tanque 550 de cabecera en comunicación fluida con el tanque de retención 510 a través de un conducto 555. La entrada 530 de vacío y la entrada 514 de suministro pueden estar conectadas al tanque 550 de cabecera.

La entrada 530 de vacío está en comunicación fluida con un tanque 560 de goteo configurado para recoger cualquier colorante que sea succionado inadvertidamente hacia la entrada 530 de vacío. El tanque 560 de goteo está configurado para evitar que el colorante ingrese a la bomba 535 de vacío.

Al menos uno de la entrada 510 de suministro, la bomba 512 de suministro, el tanque 500 de retención, el conducto 555, el tanque 550 de cabecera, la salida 520 de retorno y la bomba 522 de salida están recubiertos con un material hidrófobo, tal como Teflón®. El recubrimiento se aplica a cualquier superficie que esté destinada a estar en contacto fluido con el colorante.

El método de cambio utilizado se puede variar según los requisitos de los colorantes y textiles específicos a teñir. Sin embargo, el proceso incluye en líneas generales el apagado de la bomba 512 de suministro y el inicio de la bomba 522 de salida para eliminar todo el colorante restante del tanque 550 de cabecera. Luego se puede iniciar un ciclo de lavado en el cual se introducen agua y detergente y luego se enjuagan desde el tanque 550 de cabecera. Dependiendo de la naturaleza del colorante y, en particular, del color del colorante, se pueden proporcionar uno o más ciclos de lavado. La dosificación de detergente en cada ciclo de lavado se puede modificar, utilizando el máximo detergente en el primer ciclo de lavado y el mínimo detergente en el ciclo de lavado final. De hecho, el ciclo de lavado final se puede realizar sin ningún detergente. Una vez completado el ciclo de lavado final, el tanque 550 de cabecera se puede rellenar con el nuevo colorante. En relación a la selección del número de ciclos de lavado, se puede tener en cuenta el color de los dos colorantes, antes y después del cambio. Por ejemplo, cambiar de tinte amarillo a negro puede lograrse con un solo ciclo de lavado, mientras que cambiar de tinte negro a amarillo puede requerir tres ciclos de lavado.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un método de aplicación y fijación controlada digitalmente de colorante a un textil en una línea de procesamiento, comprendiendo el método:

determinar uno o más parámetros de un textil (10);

determinar, mediante un procesador (50), al menos una configuración de dosis para un conjunto de dispensadores (38) de canal de flujo de la línea (32) de procesamiento, en donde la determinación del al menos una configuración de dosis se basa en uno o más parámetros (12);

dispensar, mediante el conjunto de dispensadores de canal de flujo, colorante sobre el textil de acuerdo con al menos una configuración (14) de dosis;

administrar energía al textil para fijar el colorante en el textil, y

caracterizado porque

un flujo (40) de aire se dirige contra una punta de dispensación de cada dispensador (38) de canal de flujo desde el cual se dispensa el colorante para dirigir una gota de colorante hacia la estructura interna del textil (10).

2. El método de la reivindicación 1, en el que la cantidad de colorante a dispensar sobre el textil es igual o inferior a la capacidad de absorbancia saturada del textil, determinándose la capacidad de absorbancia saturada basándose al menos en parte en el uno o más parámetros.

3. El método de cualquier reivindicación anterior, en el que los dispensadores de canal de flujo están configurados con sus puntas de dispensación a una distancia de entre 5 mm y 50 mm de la superficie textil.

4. El método de cualquier reivindicación anterior, en el que el conjunto de dispensadores de canal de flujo comprende dos subconjuntos de dispensadores de canal de flujo que dispensan colorante sobre superficies opuestas del textil.

5. El método de cualquier reivindicación anterior comprende además las etapas de detectar una inconsistencia en el conjunto de dispensadores de canal de flujo y/o el textil y controlar, por medio del procesador, al menos una o más de una frecuencia de chorro de uno o más de los dispensadores de canal de flujo y/o un flujo de aire aplicado al colorante dispensado para ajustar el caudal o la trayectoria de flujo del colorante dispensado para compensar las inconsistencias detectadas.

6. El método de cualquier reivindicación anterior comprende además las etapas de detectar una inconsistencia en el conjunto de dispensadores de canal de flujo y pausar, por parte del procesador, la línea de procesamiento por completo.

7. El método de cualquier reivindicación anterior, en el que el procesador controla cada uno de los dispensadores de canal de flujo de forma independiente.

8. El método de cualquier reivindicación anterior, en el que el colorante dispensado desde los dispensadores de canal de flujo está en forma de gotas atomizadas con una velocidad mayor de 5 ms-1.

9. El método de cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa de fijar el colorante en el textil se realiza mediante la aplicación de vapor o calor seco a temperaturas elevadas de aproximadamente 150 °C a 250 °C al textil teñido.

10. El método de cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa de fijar el colorante en el textil comprende la aplicación de al menos uno de: calentamiento por Infrarrojos (IR), calentamiento por Infrarrojos Cercanos (NlR), calentamiento por Infrarrojos Medios (MIR) y calentamiento por microondas.

11. El método de cualquier reivindicación anterior, en el que se controla la tensión superficial del colorante líquido para afectar la dispersión del fluido después de su aplicación a un textil.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la aplicación de energía infrarroja para el secado se utiliza para controlar la migración de colorante líquido en el textil.

13. El método de cualquier reivindicación anterior, en el que el caudal de cada elemento dispensador tiene una precisión de hasta el 5 % del caudal deseado.

14. Aparato (29) configurado para llevar a cabo el método de cualquier reivindicación anterior, comprendiendo el aparato:

una línea (32) de procesamiento para transportar un textil (10);

medios de detección para determinar uno o más parámetros (12) del textil (10);

un conjunto de dispensadores de canal de flujo configurados para dispensar colorante sobre una superficie del textil (10);

un procesador (50) configurado para controlar independientemente cada uno de los dispensadores de canal de flujo y determinar al menos una configuración de dosis para el conjunto de dispensadores (38) de canal de flujo en función de el uno o más parámetros (12);

medios de fijación para fijar el colorante dispensado sobre el tejido (10), y

caracterizado porque

el aparato comprende además un medio de generación de flujo de aire configurado para dirigir un flujo (40) de aire contra una punta de dispensación de cada dispensador (38) de canal de flujo desde el cual se dispensa el colorante y configurado para dirigir una gota de colorante hacia la estructura interna del textil (10).

15. El aparato según la reivindicación 14, que comprende además medios de detección para detectar una o más inconsistencias del textil transportado.