Brevet FR2624142A1 — publié le 19890609

PROCEDE D'IMPREGNATION D'UN FIL TEXTILE EN CONTINU, ET INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.- La présente invention concerne un procédé de traitement d'un fil textile en continu par imprégnationn notamment par une liqueur tinctoriale, dans lequel on fait passer le fil en continu dans un organe d'imprégna- tion o l'on fait circuler une liqueur tinctoriale, puis dans une boîte d'essorage par air comprimé. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. La technique actuelle usuelle pour imprégner un fil textile en continu et à grande vitesse, en particulier pour le teindre consiste à faire défiler un fil ou plusieurs fils parallèles à travers un organe d'imprégnation ou un autre organe tel qu'un bain ou un tube, puis à travers une boîte d'essorage pneumatique. On sèche ensuite le fil, avant de fixer le colorant par thermofixation dans un four de vaporisage. Parfois, l'utilisation d'un pré-vaporisage avant le séchage s'avère nécessaire pour éviter les migrations de colorant sur le fil pendant le séchage. Pour l'imprégnation, la liqueur tinctoriale est portée à une température de l'ordre de 30 à 35 C afin d'améliorer son efficacité. Pour l'instant, les procédés de ce genre sont utilisés notamment pour la teinture des fils en polyamide. Un inconvénient typique des procédés de ce genre est le risque de défauts d'uniformité de teinture du fil, principalement par le fait qu'on essore d'abord la périphérie du fil, de sorte que celle-ci devient plus pauvre en colorant. Il en résulte un défaut appelé "givrage", certaines zones du fil étant plus claires que les autres. De plus, il est très difficile d'obtenir des couleurs foncées. Lors de la teinture d'un fil retors, on constate également une accumulation de colorant aux points de contact des fils torsadés. La présente invention a pour but de perfectionner le procédé indiqué en préambule, de manière à augmenter son efficacité et à réduire le risque de "givrage" dans le cas d'une teinture, en assurant une meilleure stabilité du colorant dans le fil au moment de l'essorage. 2624 1 42 2- Dans ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la température du liquide d'imprégnation dans l'organe d'imprégnation est comprise entre 60 C et 98 C, et de préférence entre 90 C et 98 C. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, on utilise un liquide d'imprégnation dont le pH est inférieur à 5, et vaut de préférence environ 3,5. Dans une forme de réalisation avantageuse du procédé, on contrôle et corrige automatiquement en continu la quantité de colorant dans la liqueur tinctoriale. Pour éviter de refroidir le fil entre l'imprégnation et le séchage, on peut fournir l'air comprimé à la boîte d'essorage à une température relativement élevée comprise entre 60 C et l00 C. Pour la mise en oeuvre de'ce procédé, l'invention fournit une installation comportant au moins un organe d'imprégnation suivi d'au moins une boîte d'essorage, des moyens pour faire passer un fil textile en continu à travers cet organe et cette boîte, et un circuit de liquide d'imprégnation passant dans l'organe d'imprégnation et pourvu de moyens de récupéra- tion sous cet organe et sous la boîte d'essorage. Cette installation est caractérisée en ce que le circuit de liquide d'imprégnation comporte des moyens pour maintenir ce liquide à une température sensiblement constante comprise entre 60 C et 980C. De préférence, si le liquide d'imprégnation est une liqueur tinctoriale, le circuit de liqueur tinctoriale comporte, à la suite des moyens de récupération, des moyens automatiques de correction pour contrôler et corriger la quantité de colorant dans la liqueur tinctoriale. Ces moyens peuvent comporter un analyseur de couleur monté sur une dérivation du circuit de liqueur tinctoriale et couplé à des vannes de commande mettant des sources respectives de colorant et de solvant en communi- cation avec ledit circuit. Dans une forme de réalisation particulière, ladite dérivation est branchée en circuit fermé sur une enceinte contenant un volume déterminé de liqueur tinctoriale, elle est équipée d'une pompe de 2 6 2 4 1 4 2 -3- circulation, et lesdites sources sont raccordées au circuit de liqueur tinctoriale par l'intermédiaire de cette dérivation. De préférence, l'enceinte mentionnée ci-dessus est équipée de moyens de réchauffage, ainsi que de moyens de régulation de la température de la liqueur tinctoriale et éventuellement de pH. Dans une autre forme de réalisation particulière, le circuit de liquide d'imprégnation, par exemple de liqueur tinctoriale, est divisé en un premier circuit, passant par l'organe d'imprégnation, et un second circuit passant par la ou les boîtes d'essorage. Le premier circuit comporte un bac de récupération disposé sous l'organe d'imprégnation et équipé de moyens de régulation de la température et de moyens de contrôle du niveau du liquide, tandis que le second circuit comporte un réservoir de compensation, dont une sortie est reliée au premier circuit à travers une vanne commandée par lesdits moyens de contrôle du niveau, et des moyens automatiques de correction de la qualité du liquide récupéré dans la ou les boîtes d'essorage. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'exemples d'installations selon l'invention en référence au dessin annexé, dans lequel: La figure 1 est un schéma simplifié de la partie de l'installation ou s'effectuent l'imprégnation et l'essorage pneumatique du fil, tandis que le reste de l'installation peut être de construction classique, et La figure 2 est un schéma analogue au précédent, mais représente une autre forme de réalisation. En référence à la figure l, 'un fil 1 est prélevé d'une bobine 2 et il est entraîné en continu par des poulies 3 à travers une boîte d'imprégna- tion 4 et une boîte d'essorage pneumatique 5 qui sont logées dans des compartiments respectifs d'une enceinte 6. En fait, dans la plupart des cas, plusieurs fils I se déplacent parallèlement et sont traités ensemble dans la même installation. Au-delà des poulies 3, le fil I est généralement déposé sous forme de spires sur un transporteur continu qui 2624 1 42 -4- lui fait traverser une enceinte de séchage, puis un four de vaporisage pour la thermofixation du colorant, avant d'être rembobiné. Cette partie non illustrée de l'installation est connue dans son principe et elle peut faire l'objet de diverses variantes selon la nature du fil et les traitements qu'il doit subir. Dans la boîte d'imprégnation 4, le fil est imprégné par une liqueur tinctoriale qui est trichrome dans le cas présent, c'est à dire qu'elle contient un colorant jaune, un colorant rouge et un colorant bleu dans les proportions convenables pour donner au fil I la couleur voulue. Cette liqueur circule dans un circuit fermé qui sera décrit plus loin. Dans la boîte d'essorage pneumatique 5, un excédent de liqueur tinctoriale est enlevé du fil par injection d'air comprimé provenant d'une source A à travers une vanne de réglage 7 et une conduite 8. Cet air est évacué de l'enceinte 6 par une conduite d'aspiration 9. L'excédent de liquide s'échappant du fil et des boîtes 4 et 5 s'écoule sur le fond de l'enceinte 6 pour tomber dans un bac de récupération 10, lequel peut recevoir également du liquide par une dérivation 12 munie d'une vanne 11 servant à régler le débit de liqueur tinctoriale traversant la boîte d'imprégnation 4. A la sortie du bac 10 une électrovanne 13 commande l'entrée du liquide dans une enceinte 14 qui, dans le cas présent est agencée comme un réchauffeur contenant un circuit de vapeur 15 alimenté par une source de vapeur V à travers une vanne de réglage 16 commandée par une sonde de température 17 (les traits interrompus représentent des liaisons de commande). Par ailleurs, l'enceinte 14 est associée à un dispositif 18 de régénération automatique de la liqueur tinctoriale qui sera décrit plus loin. A la suite de l'enceinte 14, le circuit de liqueur tinctoriale comporte une électrovanne 20 commandant la sortie de l'enceinte 14 dans une conduite 21, un réservoir 22 puis une pompe volumétrique 23 qui renvoie le liquide sous pression en direction de la boîte d'imprégnation 4 à travers une conduite 24 et une vanne d'arrêt 25. Au lieu de régler le débit au moyen - de la vanne 11, on pourrait évidemment remplacer la pompe 23 par une pompe à débit variable. Le réservoir 22 est aussi agencé comme un réchauffeur à vapeur, pour porter la liqueur tinctoriale à une tempéra- ture aussi élevée que possible sans qu'elle se vaporise et sans qu'elle altère les propriétés physiques du fil 1, selon la nature de celui-ci. Cette température est contrôlée par une sonde 26 commandant une vanne 27 d'admission de la vapeur V dans un circuit de vapeur 28. En outre, le réservoir 22 est équipé d'un détecteur de niveau minimal 29 lié à l'électrovanne 20. Le dispositif 18 de régénération automatique de la liqueur tinctoriale est raccordé à l'enceinte 14 par une dérivation en circuit fermé comprenant des conduites 30, 31 et 32, une pompe de circulation 33 et un analyseur de couleur 34. Cet analyseur compare la densité de chaque colorant de base à des valeurs de consigne respectives et, s'il détecte des écarts, il émet des signaux de correction correspondants sur des lignes 35 commandant des vannes de sortie respectives 36 de trois (ou plus) réservoirs de colorants de base 37, 38 et 39, raccordés à la conduite 32 de la dérivation. L'analyseur 34 peut également commander une vanne reliant à la conduite 32 un réservoir 41 d'eau ou d'un autre solvant. Ce dispositif 18 peut être utilisé pour la formulation des recettes de teintures, il suffit alors de changer les valeurs de consigne pour obtenir des concentrations de colorant différentes. Dans la partie du circuit allant du bac de récupération 10 au réservoir 22, l'écoulement du liquide est discontinu. Quand la vanne 13 s'ouvre, le liquide contenu dans le bac 10 s'écoule dans l'enceinte 14 jusqu'à ce que son niveau atteigne un détecteur de niveau maximal 13' qui ferme la vanne 13. A ce moment, si le niveau dans le bac 10 est inférieur à un minimum, il est complété par un apport de liqueur tinctoriale provenant d'une réserve 42, grâce à une électrovanne 43 commandée par un détecteur de niveau minimal 44. L'enceinte 14 étant pleine, la pompe 33 fait alors circuler le liquide dans le dispositif 18 pour contrôler sa couleur et la rectifier s'il le faut, tandis qu'un réchauffage s'effectue dans l'enceinte 14. 2624 1 42 6- Lorsque le liquide est corrigé en cpuleur et en température, et que le niveau du liquide a baissé dans le réservoir 22 jusqu'au niveau du détecteur 28, ce dernier ouvre l'électrovanne 20, de sorte que l'enceinte 14 se vide dans le réservoir 22. Un détecteur de niveau minimal 13" ferme alors l'électrovanne 20 et ouvre l'électrovanne 13 pour recom- mencer le cycle. Dans la variante de réalisation illustrée en figure 2, beaucoup d'éléments de l'installation sont semblables à ceux de la figure 1 et ils portent les mêmes numéros de référence. Dans ce cas, le circuit de liqueur tinctoriale se compose en fait d'un premier circuit qui est fermé et qui passe par la boîte d'imprégnation 4, et d'un second circuit qui constitue en fait le retour du liquide de la boîte d'essorage 5 au réservoir 22 d'o le liquide régénéré est réinjecté dans le premier circuit en fonction des besoins. Dans le premier circuit, un bac de récupération 50 sous la boîte d'imprégnation 4 comporte un filtre 51, un circuit de réchauffage 52 pourvu d'une vanne 53 commandée par une sonde de température 54 afin de maintenir le liquide à une température élevée comme dans l'exemple précédant, et un détecteur de niveau minimal 55 qui commande l'électrovanne 43 pour compléter le niveau du bain dans le bac 50 à partir du réservoir 22. Sous la boîte d'essorage pneumatique 5, le second circuit comporte un autre bac de récupération 60 équipé également d'un filtre 61 et d'un détecteur de niveau maximal 62 qui commande l'ouverture de l'électro- vanne 13 sur la sortie du bac 60, quand ce bac contient suffisamment de liquide pour remplir l'enceinte 14, laquelle fonctionne comme dans l'exemple précédent, en combinaison avec le dispositif 18 assurant la régénération de la liqueur tinctoriale. Cette liqueur est ensuite stockée et maintenue à la température voulue dans le réservoir 22, qui remplit en même temps la fonction du réservoir 42 de l'exemple précédent. Une pompe 'de circulation 64 prélève la liqueur tinctoriale à la sortie du réservoir 22 et la fait circuler dans un circuit fermé 65 commandé par une électrovanne 66, laquelle se ferme quand l'électrovanne 43 s'ouvre. 2 6 2 4 1 4 2 -7- Par rapport à l'installation selon la figure 1, un avantage de cette réalisation est que la température maintenue dans le réservoir 22 peut être un peu plus basse que celle du liquide contenue dans le premier circuit, notamment quand cette dernière est supérieure à 90 C. -: Dans ce procédé, la plupart des fils textiles peuvent supporter une température de teinture atteignant au moins 60 C. Cependant, on constate que l'efficacité du procédé augmente avec la température et, notamment pour les fils en polyamide, la température préférée de la teinture est de l'ordre de 95 à 98 C. Cela nécessite évidemment une installation qui est bien isolée thermiquement et qui consomme un peu plus d'énergie qu'une installation classique. En revanche, ce procédé présente plusieurs avantages par rapport aux procédés classiques de teinture à environ 30 C - meilleure pénétration du colorant dans le fil, notamment parce que la viscosité de l'eau est divisée par trois en passant de 30 à 100 C, et suppression de l'accumulation de colorant aux points de contact des fils retors, - élimination pratiquement totale du phénomène de "givrage" et obtention de coloris beaucoup plus foncés, - pré-fixation thermique du colorant sur les fibres déjà au stade de l'imprégnation, ce qui limite les risques de migration du colorant lors du séchage et permet, dans certains cas, de réduire les temps de vaporisage, - meilleure tenue des couleurs au lavage. On a constaté que ces avantages sont encore renforcés si l'on utilise une liqueur tinctoriale nettement acide pour teindre notamment les fils en polyamide, au lieu d'utiliser les liqueurs classiques ayant un pH de 6 à 7. En effet, en diminuant le pH, on augmente l'affinité du colorant grâce à une réaction avec-le polyamide. Avec le procédé selon la présente invention, on a obtenu d'excellents résultats avec des liqueurs -8tinctoriales ayant un pH de 3,5 et une température proche de 98 C. Le contrôle et la correction du pH peuvent s'effectuer par exemple dans l'enceinte 14. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation et d'application décrits ci-dessus, car elle peut faire l'objet de multiples modifications évidentes pour un homme du métier, sans sortir du cadre défini par les revendications. En particulier, elle ne s'applique pas seulement au traitement des fils en polyamide, mais à tous les autres fils. D'autre part, l'imprégnation n'est pas forcément faite par une teinture, car il peut aussi s'agir d'un autre type de traitement par imprégnation des fils. 2 6 2 4 1 4 2 -9- Revendications 1. Procédé de traitement d'un fil textile en continu par un liquide d'imprégnation notamment par une liqueur tinctoriale, dans lequel on fait passer le fil en continu dans une boîte d'imprégnation (4) o l'on fait circuler un liquide d'imprégnation, puis dans une boîte d'essorage par air comprimé (5), caractérisé en ce que la température du liquide d'imprégnation dans l'organe d'imprégnation (4) est comprise entre 60 C et 98 C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température du liquide d'imprégnation est comprise entre 90 et 98 C. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le fil comporte des fibres en polyamide, caractérisé en ce que le pH de la liqueur tinctoriale est inférieur à 5. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pH de la liqueur tinctoriale est inférieur à 4, et de préférence approximativement égal à 3,5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on contrôle et corrige automatiquement en continu la quantité de colorant dans la liqueur tinctoriale. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air comprimé est fourni à la boîte d'essorage (5) à une température comprise entre 60 C et 100 C. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil comporte des fibres en polyamide. 8. Installation pour la mise en oeuvre selon l'une des revendications précédentes, comportant au moins un organe d'imprégnation (4) suivi d'au moins une boîte d'essorage (5), des moyens (3) pour faire passer un fil textile (1) en continu à travers cet organe et cette boîte, et un circuit - 10 - de liquide d'imprégnation passant dans l'organe d'imprégnation et pourvu de moyens de récupération (10, 50, 60) sous cet organe et sous la boîte d'essorage, caractérisée en ce que le circuit de liquide d'imprégnation comporte des moyens (26 à 28, 52 à 54) pour maintenir ce liquide à une température sensiblement constante comprise entre 60 C et 98 C. 9. Installation selon la revendication 8, dans laquelle le liquide d'imprégnation est une liqueur tinctoriale, caractérisée en ce que le circuit de liqueur tinctoriale comporte, à la suite des moyens de récupération (10, 60) des moyens automatiques de correction (18) pour contrôler et corriger la quantité de colorant dans la liqueur tinctoriale. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyens automatiques de correction (18) comportent un analyseur de couleur (34) monté sur une dérivation du circuit de liqueur tinctoriale et couplé à des vannes de commande (36, 40) mettant des sources respectives de colorant (37, 38, 39) et de solvant (41) en communication avec ledit circuit. Il. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite dérivation est branchée en circuit fermé sur une enceinte (14) contenant un volume déterminé de liqueur tinctoriale, cette dérivation étant équipée d'une pompe de circulation (33), et en ce que lesdites sources (37, 38, 39, 41) sont raccordées au circuit de liqueur tinctoriale par - 25 l'intermédiaire de cette dérivation. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que ladite enceinte (14) est équipée de moyens de réchauffage (15). 13. Installation selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de liquide d'imprégnation est divisé en un premier circuit, passant par l'organe d'imprégnation (4), et un second circuit passant par la ou les boîte(s) d'essorage (5), en ce que le permier circuit comporte un bac de récupération (50) disposé sous l'organe d'imprégnation et équipé de moyens de régulation de la température (52 à 54) et de moyens de contrôle du niveau du liquide (55), et en ce que le second circuit 2 6 2 4 1 4 2 - 11 - comporte un réservoir de compensation (22), dont une sortie est reliée au premier circuit à travers une vanne commandée par lesdits moyens de contrôle du niveau (55), et des moyens automatiques de correction (18) de la qualité du liquide récupéré dans la ou les boîte(s) d'essorage.