Brevet FR2180095A1 — publié le 19731123

l'invention concerne un procédé et une installation de teinture de textiles en milieu solvant. l'un des objets de l'invention est de permettre l'enlèvement du solvant des masses creuses de textiles dans l'utilisation avec un équipement de teinture sur ensouple et en bobines, sans permettre une migration appréciable du colorant. Un autre objet de l'invention est de permettre l'utilisation de colorants difficiles à dissoudre,sans courir le risque d'un mauvais unisson. Un autre objet de l'invention est encore de créer un procédé et un appareillage permettant de teindre,en milieu solvant,d'une façon efficace, sur des machines à teindre en jet. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins représentant un exemple de réalisation de l'invention, dans lesquels - la figure I représente schématiquement une installation de teinture en milieu solvant et ,en particulier une machine à teindre les ensouples et elle représente notamment l'appareillage de traitement des solvants utilisé dans chacune des quatre installations décrites - la figure 2 représente une installation de teinture en bobines semblable, par ailleurs, à celle de la figure i - la figure 3 représente une installation de teinture utilisant une machine à teindre sous pression - la figure 4 représente une installation de teinture utilisant une machine à teindre au jet. La figure 1 représente dans l'encadré 10 une installation de traitement du solvant utilisable avec une machine 48 à teindre les ensouples et l'équizement correspondant. La section 10 de traitement du solvant comprend un réservoir 11 de solvant souillé,pour le stockage du solvant qui a été utilisé dans l'opération de teinture Ce solvant est purifié par un alambic primaire 12 et un alambic à entrainement 13 possédant chacun une sortie reliée à un séparateur d'eau 14 afin d'enlever l'eau du solvant utilisé dans l'opération de teinture.Un certain nombre de solvants peuvent être utilisés pour teindre des textiles, cependant, on préfère des solvants fluorés tels que C F . On a trouvé que ce solvant avait la 8 18 toxicité minimum et qu'il n'endommageait pas les tissus comme de nombreux autres solvants organiques0 Le solvant provenant du séparateur d'eau 14 passe dans un filtre à charbon 15 pour enlever toute trace de colorant qui aurait pu être entraînée au cours de la distillation. Le solvant passe alors du filtre à charbon 15 à un réservoir 16 de solvant propre où il est stocké jusqu'à son utilisation dans les opérations de teinture.Quand on utilise le solvant on le fait passer en outre dans un filtre 17 garantissant qu'aucune particule provenant du filtre à charbon ou du réservoir de solvant propre ne puisse souiller les textiles en cours de teinture. La machine à teindre les ensouples 49 peut avoir toute forme classique d'appareillage à teindre les ensouples. Pour commander un cycle de teinture, la vanne 40 est ouverte et la pompe 21 pompe du solvant propre par la vanne 23, le mélangeur 22 et la vanne 24. L'action du mélangeur 22 attire le colorant du réservoir 25 et l'ajoute au solvant propre. La vanne 26,en dérivation par rapport au mélangeur, est fermée pendant cette opération. le solvant auquel on a ajouté du colorant passe alors dans un filtre 30 où les particules de colorants de trop grande taille sont cantées (t empêchées d'aller plus loin. Le filtre est en acier inoxydable fritté et la taille de ses pores est de 20 microns. On a trouvé que des tailles de pores de 0,5 à 30 microns étaient acceptables.La taille est en fait choisie suivant la taille maximum de particules pouvant venr au contact des textiles sans présenter d'inconvénients0 Les vannes 31 et 32, lorsqu'elles sont ouvertes, permettent à la vapeur de s'écouler en direction opposée à l'etcoulement normal du bain de teinture. La vapeur tend ainsi à provoquer ltenlèvement des particules captées et à nettoyer le filtre, Ceci se fait nozmalement après chaque opération de teinture. Pendant l'opération de teinture, les vannes 31 et 32 sont toutes les deux fermées et le bain de teinture filtré provenant du filtre 30 passe par les vannes 33 et 36 ainsi que dans un échangeur de chaleur 34 et va ensuite dans la machine à teindre les ensouples. Une vanne 35 contrôle la quantité de chaleur transmise au bain de teinture dans l'échangeur 34. La machine à teindre les ensouples 48 contient une masque creuse de matière textile telle qu'un rouleau de tissu. On force le bain de teinture à circuler dans cette masse creuse, que ce soit de l'extérieur vers l'intérieur ou de l'intérieur vers l'extérieur, mais de préférence cependant de l'extérieur vers l'intérieur. Quand le bain de teinture a traversé le textile à teindre, on le fait recirculer plusieurs fois par la vanne 50 vers la pompe 21 et le filtre 30. Quand l'on fait passer le bain de teinture dans le matériau textile, un peu de colorant s'y dépose et le bain de teinture peut ainsi plus facilement dissoudre du colorant supplémentaire. Tout le colorant qui a été piégé dans le filtre 30 se redissoudra éventuellement dans le bain de teinture en recirculation et sera utilisé dans l'opération de teinture. Cette technique permet l'utilisation de colorants qui ne sont pas complètement dispersables ou solubles dans un solvant donné, en présence de ce solvant donné, dans un procédé de teinture des textiles. Avec cette méthode, la seule chose importante est que le colorant soit soluble dans les fibres textiles et non que le colorant soit complètement soluble dans le solvant utilisé. Ceci permet l'utilisation d'un rapport de bain extrêmement court sans que l'on ait à se soucier de la solubilité du colorant et qu'il y ait besoin dsajouter encore des produits chimiques coûteux pour aider à la dissolution ou à la mise en suspension du colorant dans le solvant. Quand la teinture est terminée, on ferme la vanne 50, et l'on ouvre la vanne 52 pour faire passer le bain de teinture usé dans l'unité 10 de traitement de solvant. On ouvre la vanne 20 pour rincer l'installation et les matériaux textiles à l'aide de solvant propre. Quand les textiles et l'installation ont été rincés, on ferme les vannes 50, 51 et 36 et l'on force de l'air comprimé à passer à travers la masse creuse des textiles contenus dans la machine à teindre les ensouples en ouvrant les vannes 37 et 60. Ceci élimine le reste de solvant des textiles et le fait passer par la vanne 52 dans le réservoir de solvant souillé. Après cette opération, on ferme la vanne 37, on ouvre la vanne 38 et l'on force de la vapeur surchauffée filtrée provenant d'un surchauffeur 42 à passer à travers la masse creuse des textiles puis on la dirige vers le condenseur 61. La température de vaporisation du solvant est abaissée par l'action de la pompe à vide 63 en appliquant le vide d'un côté de la masse creuse des textiles contenus dans la machine à teindre les ensouples. Le condensat provenant du condenseur 61 passe dans un séparateur d'veau 63 pour récupération. On a trouvé que, grace à l'utilisation de vapeur surchauffée, on pouvait éliminer le solvant des textiles sans que se produise une condensation appréciable d'humidité sur les textiles.Ceci diminuera la migration des colorants qui se produirait autrement à la surface des fibres textiles et donnera comme résultat une teinture sur textiles de qualité élevée. La figure 2 représente une installation de teinture en bobines très semblable à celle de teinture des ensouples décrite ci-dessus. Cet équipement teint aussi une masse creuse de matériau textile qui est habituellement une bobine de fil. L'installation de la figure 2 est identique à delle de la figure 1, si ce n'est que la cuve 7 et le vase d'expansion 72 remplacent la machine à teindre les ensouples 48. l'entrée de fluide 70 correspond à l'entrée de fluide 40 de la machine à teindre les ensouples et 1' évacuation de fluide 73 correspond à 19évacuation de fluide 43 de la machine à teindre les ensouples. La cuve 71 est reliée au vase d'expansion 72 par le tuyau 74. La figure 3 représente une installation de teinture utilisant un autoclave 81 à cuve. Une machine à teindre en cuve sous pression est une machine à teindre dans laquelle on fait tourner mécaniquement une boucle de matériau textile dans le bain de teinture sous pression. Cette installation est semblable aux installations des figures 1 et 2, sauf que la machine à teindre est une machine à cuve sous pression plutôt qu'une machine à teindre les ensouples ou les bobines et qu'une entrée d'eau craude se raccorde,par une vanne 85,à l'entrée de fluide. Ni l'air comprimé ni la vapeur surchauffée ne sont utilisés avec cet appareillage.L'entrée de fluide 80 correspond à l'entrée de fluide 40 de la machine à teindre les ensouples et 19évacuation de fluide 83 correspond à 19évacuation de fluide 43 de la machine à teindre les en souples. La figure 4 représente une machine à teindre au jet raccordée d'une manière semblable à celle de la figure 3. La machine à jet 99 est de conception classique telle qu'elle est décrite dans le brevet des ETATS UNIS d'Amérique N 2 978 291. Le tissu 120 forme, dans la machine à jet 99,une boucle continue qui circule sous l'action des jets plutôt que sous une action mécanique comme dans le cas précédent. Une pompe 98 fait circuler le bain de teinture par un jet d'étirage 108 pour assurer un empilement convenable des textiles dans la partie inférieure de la machine à jet. Une pompe 96 fait circuler le bain de teinture dans un échangeur 97 et dans une vanne à étranglement du jet 104. Une partie de ce bain de teinture peut être dérivée vers le tissu par une vanne de recyclage à étranglement 103. La machine à jet 99 comporte un détenteur de température qui pénètre à l'intérieur et qui est noyé sous la surface du solvant @@0.Ce détecteur de température 91 contrôle automatiquement les conduites de trans fert 93, 94 et 95 et les vannes 103, 104 et 105, trace à action d'un capteur de température et à celle d'une vanne de contrôle 920 Dans le cycle de rinçage, la vanne 60 est auto matiquement ouverte lorsque la température de l'eau dans la machine à jet atteint 76,50 C. La vanne 104 est fermée et la vanne 103 est ouverte lorsque la température de l'eau dans la machine à jet atteint 93,5 C. Ceci empêche la vaporisation du solvant qui resterait sur le tissu et l'emmêlement du tissu qui en résulterait, qui se produirait autrement si le tissu était continuellement déplacé pendant l'opération d'alimenta tion du solvant à des températures élevées. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples non limitatifs suivants EXEMPLE 1 On introduit 1900 litres d'eau dans une machine à teindre à deux jets, du type représenté sur la figure 4. 150 kilos d'un tissu à 50 % de nylon et 50 fo de polyamide sont alors introduits pour la teinture sélective des fibres de nylon. L'eau est alors évacuée et l'on introduit 2280 litres d'octane fluoré (C8H18) dans la machine. Un mélange de 2,05 kilos de 1-aminc-4-sulfoanthraquinone, de 18 kilos d'émulsifiant anionique (Aerosol OT de American Cyanamide, qui est dérivé de l'acide succinique) et de 94 litres d'eau est introduit dans le réservoir auxiliaire 25. La pompe 21 fait circuler le solvant dans le mélangeur 22, ce qui fait que le colorant s'introduit dans le solvant. Le solvant et le colorant passent alors dans le filtre où les grosses particules de colorant sont captées. le bain de teinture est alors chauffé à 1210 C et maintenu à cette température pendant 10 minutes,tandis qu'on le fait circuler par la pompe 21. Le bain de teinture est alors évacué e'- le tissu et le filtre sont rincés deux fois avec du solvant0 Le solvant est de nouveau évacué et l'on introduit de l'eau chaude dans la machine. L2eau chaude est alors réchauffée à l'aide du réchauffeur 97 et l'on fait circuler les textiles par l'action des jets. lorsque la température de l'eau atteint 770 C, on ouvre la vanne 60 pour relier le condenseur 61 à la machine0 Lorsque la température de l'eau atteint 940 C, on arrête l'action des jets en fermant la vanne 104 et en ouvrant la vanne 103. A 1000 C, on arrête le chauffage et l'on évacue l'eau. Les marchandises teintes sont mouillées d'eau sans garder de trace perceptible de solvant. La teinture est très uniforme sur tout le tissu,même si, à l'origine, le colorant ne se dissout pas complètement dans le solvant. On force alors de la vapeur à passer dans le filtre 30 en sens opposé à l'écoulement du solvant,en fermant les vannes 23, 26 et 33 et en ouvrant les vannes 31 et 32 pendant 20 secondes. Cette action élimine toute trace de colorant et de produits chimiques restant sur le filtre. EXEMPLE 2 Un échantillon de tissu de polyester est enroulé sur un mandrin perforé creux ayant une extrémité fermée0 Le mandrin est alors enfermé dans une machine conventionnelle à teindre les ensouples, telle que représentée sur la figure 1. Un mélange de 2,25 kilos de 1,4, 5,8-tétraaminoanthraquinone dans 7,5 litres d'eau contenant 16 kilos dsun émulsifiant anionique (Aerosol O T) est introduit dans le réservoir auxiliaire et on fait circuler le solvant à travers le mélangeur, le filtre, l'échangeur de chaleur et la machine à teindre les ensouples. le solvant utilisé est le perchloréthylène, bien que tout hydrocarbure halogéné bouillant en-dessous de 1400 C puisse convenir. Le bain de teinture est alors chauffé à 1210 C et maintenu à cette température pendant 20 minutes, tandis qu'on le fait circuler à l'aide d'une pompe 21. le bain de teinture est alors évacué et on rince deux fois le filtre et le tissu à l'aide de solvant supplémentaire (perchloréthylène). Après l'évacuation du solvant, on force de l'air comprimé à passer à travers la masse creuse de tissu pendant 1 minute en ouvrant les vannes 37 et 60. Ceci enlève du tissu la majeure partie du solvant. le solvant restant est enlevé en ouvrant la vanne 38 (les vannes 36 et 37 étant fermées) et en faisant fonctionner la pompe à vide 62. la vapeur surchauffée a beaucoup moins tendance à se condenser sur le tissu que la vapeur saturée et ceci réduit la proportion de colorant migrant par rapport à ce qui se produirait autrement s'il y avait condensation d'humidité sur les tissus à des températures élevées. la pompe à vide réduit la température à laquelle le solvant sera forcé de quitter les fibres textiles et minimise ainsi le dommage causé aux tissus aux températures élevées. Le tissu de polyester présente une teinture de qualité élevée et ne présente pas de défauts d'unisson. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représenté, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre dellinvention. REVENDICATIONS 10) Procédé de teinture de textiles caractérisé en ce que l'on ajoute à un solvant un colorant qui n'est pas complètement soluble dans ce solvant, que l'on fait passer le solvant et le colorant que l'on y a ajouté dans un filtre dont les pores ont environ 0,5 à environ 30 microns, trace à quoi les particules de colorant dont la taille ne convient pas et qui ne sont pas dissoutes sont retenues sur le filtre, que l'on met les textiles à teindre au contact du solvant filtré, une portion du colorant dissous étant alors transféré sur les textiles, que l'on fait continuellement recirculer le solvant, après son contact initial avec les textiles dans le filtre et à travers les textiles, grâce à quoi les particules de colorant retenues sur le filtre sont dissoutes et les textiles sont teints. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend ,en outre,une étape finale consistant à faire passer de la vapeur dans le filtre en sens opposé de l'écoulement du solvant, ce qui nettoie le filtre. 30) Appareillage de teinture des textiles pour la mise en application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient creux contenant les textiles et pouvant être mis sous pression, ce récipient comportant une entrée de fluide et une sortie de fluide, des organes d'introduction du colorant dans le récipient, une pompe et un filtre, branchés ensemble en série, une extrémité de la série étant couplée à l'énacuation de fluide et l'autre extrémité étant couplée à l'entrée de fluide, la pompe étant reliée du c8té aspiration à 1' évacuation tion de fluide et du côté refoulement à l'entrée de fluide, grâce à quoi le bain de teinture peut être pompé de cette évacuation de fluide, passer dans les organes d'introduction du colorant et dans le filtre et revenir à l'entrée de fluide, et en ce que les organes d'introduction du colorant sont plus près de l'évacuation de fluide que ne lest le filtre et que le filtre est fait de métal fritté et possède des pores d'environ 0,5 à environ 30 microns. 40) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le filtre est en acier inoxydable fritté. 50) Dispositif suivant la revendication 4, catactérisé en ce que les pores du filtre ont 20 microns de diamètre 60) Dispositif suivant 1 une quelcnue des revendications 3 5, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient fermé contenant des textiles et pouvant être mis sous pression, ce récipient ayant une entrée de fluide et une évacuation de fluide, des moyens pour ajouter du colorant au récipient, une pompe et un filtre,tous les deux branchés en série, une extrémité de la série étant couplée à 11évacuation de fluide et l'autre extrémité étant couplée à l'entrée de fluide, la pompe étant reliée du côté aspiration à l'évacuation de fluide et du c8té refoulement à l'entrée de fluide, grâce à quoi le bain de teinture peut être pompé par cette évacuation de fluide, passer dans les organes d'introduction du colorant et du fluide et revenir à l'entrée de fluide et en ce que les organes d'introduction du colorant sont plus près de l'évacuation de fluide que ne l'est le filtre et que les organes sont reliés au filtre pour faire cesser l'écoulement normal du bain de teinture et pour permettre à un fluide de nettoyage de s'écouler en sens opposé à l'écoulement du bain de teinture, grâce à quoi le filtre peut être nettoyé périodiquement sans devoir être sorti de l'installation. 70) Dispositif suivant ? revendication 6 caractérisé en ce que le fluide de nettoyage est la vapeur d'eau. 80) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on teint une masse creuse de matériau textile en y faisant circuler un bain de teinture à base de solvant ayant un point d'ébullition inférieur à 1400 C et en ce que l'on enlève le bain de teinture résiduel restant après la teinture en forçant de la vapeur surchauffée à passer dans la masse, grâce à quoi le solvant restant contenu dans la masse est vaporisé sans qu'il y ait une condensation appréciable d 'humidité. 90) Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'on applique en outre le vide d'un c8té de la masse lorsque l'on force la vapeur surchauffée à pisser à travers la masse, ce qui abaisse la température de vaporisation du solvant restant contenu dans la masse. 100) Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'on force en outre de l'air comprimé à passer à travers la masse, grâce à quoi la majeure partie du bain de teinture résiduel peut être éliminée avant l'application de la vapeur surchauffee. 110) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractékisé en ce qu'il comprend des moyens pour forcer de la vapeur surchauffée à passer à travers la masse, grâce à quoi le solvant restant dans la masse peut être vaporisé. 120) Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'application du vide d'un côté de la masse, ce qui abaisse la température de vaporisation du solvant résiduel contenu dans la masse. 130) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 et 8 à 10, caractérisé en ce que l'on teint les tissus dans une machine à teindre à jet dans laquelle on soumet les tissus à un bain de teinture en milieu solvant, que l'on évacue le bain de solvant de la machine et qu'on le remplace par de l'eau chaude, que l'on raccorde un condenseur à la machine à jet pour condenser les vapeurs de solvant, que pendant que les jets fonctionnent, on porte l'eau chaude à une température d'environ 940 C et, U te, Zue l'on interrompt les jets et que lion pour ie {-haul age de l'eau chaude jusquDà 1000 C. 140) Dispositif de teinture au jet pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce qugil comprend en outre un condenseur pouvant communiquer avec l'intérieur de 1a cuve de la machine à teindre au jet pour condenser les vapeurs de solvant. 150) Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une vanne entre le condenseur et la cuve'pour permettre de simplifier le fonctionnement dans les modes de réalisation ne prévoyant pas de condenseur. 160) Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un détecteur de température dans la cuve et des organes reliés à ce détecteur de température pour interrompre automatiquement le jet lorsque la température du liquide dans la cuve atteint environ 940 C