Brevet FR2485575A1 — publié le 19811231

PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT DISCONTINU DE PIECES DE TISSU Les pièces de tissu provenant de tissage doivent en général être soumises à un traitement thermique, quel que soit le matériau dont elles sont constituées. Ce traitement peut notamment comporter - dans le cas de tissu en fibres cellulosiques, un ennoblissement (désencollage, débouillissage, blanchiment, teinture...) - dans le cas de tissu de laine, un désensimage, éventuellement un blanchiment, et souvent une teinture - dans le cas de tissu en fibres synthétiques, notamment en polyester, un thermofixage. Il existe des installations permettant d'effectuer ces opérations en continu. Mais ces installations sont lourdes et coûteuses et elles ne sont rentables que pour traiter des métrages très importants du même article. Il existe également des procédés et installations permettant un traitement discontinu par charges. Un procédé largement utilisé à l'heure actuelle, dit "Pad-Roll", réalise le traitement en plusieurs étapes. Dans le cas, qu'on peut considérer comme représentatif, du blanchiment et de la teinture, on enroule le tissu sur un mandrin dans un caisson de maturation chauffé à la vapeur vive après l'avoir fait passer par un appareil de foulardage ou d'imprégnation et une enceinte de préchauffage où le tissu est porté à une température de l'ordre de 95"C à la vapeur ou par irradiation infrarouge. Cette solution présente des inconvénients nombreux.La tête et la queue de la pièce de tissu de chaque "roule" formée dans le caisson sont soumises à des durées de chauffage qui différent de la période d'enroulement, ce qui conduit à adopter des durées totales de traitement longues par rapport au temps nécessaire à l'enroulement pour assurer une homogénéité du traitement acceptable. Un autre inconvénient du procédé par charges connu est la nécessité de dérouler le tissu pour le rincer puis le sécher en bande. La présente invention vise notamment à fournir un procédé de traitement discontinu de pièces de tissu du type dans lequel on met le tissu en roule sur un mandrin horizontal dans un caisson après imprégnation, procédé répondant mieux que ceuxanterieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il assure une meilleure homogénéité du traitement et permet d'effectuer plusieurs opérations successives sans déroulage. Dans ce but l'invention propose notamment un procédé du genre ci-dessus défini dans lequel on introduit le tissu froid, on crée un champ haute fréquence dans une fraction angulaire de la roule entre une électrode externe et une électrode interne, et on fait tourner la roule pour assurer un chauffage sensiblement uniforme du tissu. La fréquence peut typiquement etre de l'ordre de 10 MHz pour un diamètre de roule de l'ordre du metre. La longueur. d'onde correspondante lorsque les tissus sont imprégnés avec les solutions aqueuses de traitement courant est suffisamment longue pour qu'il n'y ait pas formation de noeud et de ventre de vibration au sein de la roule pour une telle fréquence. On peut toutefois etre amené à adopter une fréquence plus faible lorsque le tissu est imprégné d'une solution aqueuse de blanchiment très riche en électrolyte, donc de constante diélectrique élevée. Le chauffage peut s'effectuer sans circulation d'air pendant une première phase, de façon à éviter l'éva- poration de la solution imprégnant le tissu, avec circulation d'air d'entrainement de vapeur d'eau au cours d'une seconde phase. Des étapes intermédiaires peuvent être prévues sans déroulement, par exemple de lavage sur roule et de centrifugation de la roule pour l'essorer. L'invention vise également à fournir une installation améliorée par rapport à celles antérieurement connues, permettant de mettre en oeuvre le procédé ci-dessus défini. Une installation de traitement discontinu de pièces de tissu suivant l'invention comprend un caisson destiné à recevoir une roule constituée par une pièce de tissu sur un mandrin à axe horizontal et des moyens permettant de faire tourner le mandrin et se caractérise notamment en ce qu'elle comprend une électrode interne située à l'intérieur du mandrin et une électrode externe parallèle .l l'axe du mandrin, les électrodes étant associées à un générateur haute fréquence et permettant de soumettre une fraction angulaire de la roule à un champ électrique de chauffage. Il sera généralement avantageux de prévoir des moyens permettant de modifier l'écartement des électrodes pour adapter cet écartement à la charge, donc notamment à la teneur en eau du tissu. Ce résultat peut être atteint en déplaçant l'électrode interne à l'aide d'un système d'asservissement commandé par un paramètre représentatif de la charge, tel que le courant anodique du générateur haute fre- quence. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'une installation et d'un procédé qui en constituent un mode particulier d'exécution, donné à titre d'exemple non limitatif La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels la figure 1 montre le caisson de l'installation, en coupe suivant un plan passant par son axe. la figure 2 est une coune suivant la ligne II.II de la figure 1. la figure 3 ---- L'installation dont les constituants principaux seront maintenant décrits est destinée à autoriser un chauffage en atmosphère saturée de vapeur d'eau, un rinçage et un séchage sur roule, ainsi éventuellement qu'une centrifugation. L'installation comporte un caisson 10 qui,dans le mode de réalisation illustré, se compose d'une virole 11 et de deux joues 12 et 13 maintenuesassembléespar des moyens non représentés. L'ensemble du caisson est constitué de matériaux sensiblement inertes au champ électromagnétique à haute fréquence, typiquement en polypropylène. Dans les joues 12 et 13 tourne un mandrin 14 dont une extrémité, en saillie hors du caisson 10, est munie de moyens d'entraînement, schématisés sous forme d'une couronne 15a engrenée par le pignon 16 de sortie d'un moteur 17. Le mandrin 14 est percé de trous radiaux 15 régulièrement répartis dans la zone du mandrin destinée à recevoir la pièce de tissu en roule 19. Contre la face interne du mandrin 14 est appliquée une chemise 18 percée de trous répartis suivant le même réseau que les trous 15.La chemise 18 est déplaçable par rapport au mandrin entre deux positions. Dans l'une les trous du mandrin 14 et ceux de la chemise 18 sont en coincidence, dans l'autre la chemise 18 ferme les trous 15. Les moyens de création d'un champ électromagnétique à haute fréquence comprennent une électrode interne 20 et une électrode externe 21. L'électrode externe 21 est constituée, dans le mode de réalisation montré en figure 2, par une plaque 21 située hors de la virole 11, symétrique par rapport à un plan passant par l'axe du mandrin 14. Depuis le centre du mandrin, on voit cette plaque 21 sous un angle de 50 , mais cette valeur n'est nullement limitative. Dans une installation de grande taille, on peut avantageusement remplacer la plaque plane 21 par une plaque de forme cylindrique du genre montré en traits mixtes en 21a. L'électrode interne 20 peut être constituée par une tige cylindrique placée parallèlement à l'axe du mandrin 14. Dans le mode de réalisation illustré, cette électrode 20 est déplaçable vers ltélectrode externe 21 et à partir de celle-ci entre les positions 20a et 20b montrées en fi qure 3. Pour cela, l'électrode 20 est portée par un bras oscillant 22 tournant sur un axe 23 et commandé par un vérin 24. L'électrode 22 est mise à la masse tandis que l'électrode 21 reçoit un courant électrique d'excitation à haute fréquence d'un générateur 25 de type classique. Ce générateur est muni d'un capteur de courant anodique qui fournit un signal représentatif de la charge du générateur 25 à un circuit d'asservissement 26 commandant une électrovanne 27 d'alimentation du vérin 24. Ce système d'asservissement permet defaire travailler en permanence le générateur à pleine puissance. Lorsque le tissu est imprégné de liquide présentant des pertes diélectriquesélevées,l'électrode 20 sera placée dans la position 2osa. Au cours du séchage, cette électrode sera progressivement amenée vers la position. 20b. On voit sur la figure 3 que le volume de tissu soumis à l'action du champ haute fréquence est ainsi nettement augmenté. Des moyens de mise en communication de l'intérieur du caisson 10 avec une soufflante ou un ventilateur permettant d'organiser une circulation d'air ou même de vapeur doivent être prévus. Dans le mode de réalisation illustré ces moyens se limitent à une manche 28 reliée à un ventilateur d'aspiration 29 débouchant à l'atmosphère. Dans ce cas on peut simplement organiser une circulation d'air par l'intérieur du mandrin 14,les trous 15, la pièce de tissu et la manche 28 vers l'atmosphère. Mais on aura souvent intérêt à prévoir un circuit de circulation plus complet, permettant par exemple de faire circuler de la vapeur de rinçage et/ou d'inverser le sens de circulation pour avoir un séchage ou un traitement plus homogène. Une telle installation se prête à la mise en oeuvre de nombreuses variantes du procédé de traitement. Seuls quelques exemples seront donnés ci-après, à titre non limitatif. Débouillissage et blanchiment des tissus de coton par le péroxyde d'hydrogène: La pièce de tissu imprégnée de réactif de blanchiment est enroulée sur le mandrin 14 et placée dans le caisson 10. Le générateur 25, dont la puissance est prévue pour porter le tissu à latempérature nécessaire, est alimenté. Au départ, le tissu contient généralement 80% d'eau environ et il pourra être alors avantageux de placer l'électrode interne dans la position 20a. Souvent un effet d'activation par le champ haute fréquence se juxtapose à l'effet purement thermique, ce qui permet de réduire la durée de l'opération. Au cours de cette étape, la chemise 18 est maintenue dans la position pour laquelle elle obture les trous 15. La roule 19 se trouve ainsi en atmosphère confinée et l'atmosphère reste saturée en vapeur d'eau. Pour assurer l'homogénéité du traitement, le mandrin est maintenu en rotation lente de façon que le chauffage soit homogène et que la tendance de l'eau d'imprégnation à s'écouler vers le bas ne se traduise pas par une teneur différente suivant les zones. Une fois le mûrissement terminé, on peut effectuer un rinçage à la vapeur en faisant tourner la chemise 18 pour ouvrir les trous 15 et en organisant une circulation à l'aide du ventilateur 29. Enfin, le séchage peut être assuré en chauffant la roule par haute fréquence et en la balayant par un courant d'air frais entretenu à l'aide du ventilateur 29. Il est possible d'essorer la pièce de tissu sur roule après mûrissement et/ou après rinçage en augmentant la vitesse de rotation du mandrin. On voit que la mise en oeuvre du procédé se traduit par un gain de temps et de main d'oeuvre important, du fait de la suppression du déroulage qui était indispensable, dans le procédé traditionnel, pour sécher la pièce en étuve. Teinture des tissus de coton en colorants directs et réactifs : le processus est le meme que ci-dessus, les réactifs généralement utilisés augmentant encore conside- rablement le facteur de perte. Là encore, on sera amené à modifier l'écartement des électrodes au cours du séchage pour tenir compte de la modification du coefficient de pertes. Teinture des tissus de laine en colorants acides et métallifères : le processus est encore le même que précédemment, si ce n'est que les colorants utilisés sont différents. Mais il faut de plus noter que la fixation des colorants sur laine est accélérée lorsqu'on combine l'action de la vapeur et celle d'un champ électromagnétique à haute fréquence. Teinture des tissus acryliques en colorants cationiques : là encore le procédé est similaire aux précédents, sauf en ce qui concerne la nature des colorants utilisés lors de l'impression sur bande. Thermofixage de tissus synthétiques, notamment en polyester : les tissus synthétiques à l'état sec n'ont pas un coefficient de pertes diélectriques suffisant en haute fréquence pour que l'on puisse les porter à la température de thermofixation (190 à 2009 C en général) par action directe des courants haute fréquence. Dans ce cas, on imprègnera d'abord le tissu sur bande avec un solvant polaire dont la température d'ébullition est située dans la plage de thermofixation La chaleur latente de vaporisation constitue un volant garantissant la régularité de température de traitement. L'invention ne se limite évidemment pas aux modes particuliers de réalisation qui ont été représentes et décrits et il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend à toute variante restant dans le cadre des équivalences. REVENrlT~ATIONS 1. Procéde de traitement discontinudepièces de tissu, suivant lequel on met le tissu en roule sur un mandrin d'axe horizontal dans un caisson après imprégnation du tissu, caractérisé en ce qu'on introduit le tissu froid, en ce qu'on cre un champ haute fréquence dans une fraction angulaire de la roule entre une électrode externe et une électrode interne au mandrin et en ce qu'on fait tourner la roule pour assurer un chauffage sensiblement uniforme du tissu. 2. Procédé suivant la revendication 1 d'ennoblissement de pièces de tissu, caractérisé en ce qu'on enroule le tissu imprégné , mais froid, pour constituer la roule et en ce qu'on chauffe par haute fréquence le tissu, sans circulation d'air pendant une première phase pour éviter l'évaporation, puis avec circulation d'air a-travers la roule pour sécher le tissu, des étapes supplémentaires telles que lavage sur roule et centrifugation intermédiaire d'essorage de la roule pouvant être prévues. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la circulation d'air de séchage est organisée suivant un circuit comprenant des trous ménagés dans le mandrin, la pièce et une conduite d'aspiration reliée au caisson. 4. Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérise en ce que la fréquence est de l'ordre de 10 MHz pour un diamètre de roule de 1'ordre du mètre. 5. Installation de traitement discontinu de pièces de tissu, comprenant un caisson destiné à recevoir une roule constituée par la pièce de tissu sur un mandrin à axe horizontal et des moyens permettant de faire tourner le mandrin, caractérisée en ce qu'elle comprend une électrode interne située à l'intérieur du mandrin et une électrode externe parallèle à l'axe de la roule, les électrodes étant associées à un générateur haute fréquence et permettant de soumettre une fraction angulaire de la roule à un champ électrique de chauffage. 6. Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le caisson est en matériau isolant électrique à faible coefficient de pertes diélectriques et en ce que l'électrode externe est placée à l'extérieur du caisson. 7. Installation suivant la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens permettant de modifier l'écartement entre les électrodes,. notamment par déplacement de l'électrode interne. R. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens comportent un système d'asservissement de la position de l'électrode interne à un paramètre fonction de la teneur en eau de la roule. 9, Installation suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que l'électrode externe présente une forme de cylindre centrée sur l'axe de la roule. 10 Installation suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que le mandrin est percé d'un réseau de trous de circulation d'eau et de vapeur et est muni de moyens permettant de fermer l'ensemble des trous.