Brevet FR2681616A1 — publié le 19930326

PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT, NOTAMMENT TEINTURE, DE PIECES TEXTILES EN BOYAU La présente invention concerne le traitement de pièces textiles, notamment leur teinture, lesdites pièces ayant la forme d'une boucle sans fin par couture de leurs extrémités et étant entraînées à se déplacer dans une cuve où elles sont en contact avec un bain de traitement. Lors de leur déplacement, les pièces qui consistent en des tissus ou des tricots, éventuellement circulaires, ne sont pas à plat mais adoptent une forme relativement compacte en section transversale, que n'on dénomme habituellement boyau. La présente invention concerne un procédé amélioré de traitement de pièces en boyau et une installation réalisant un tel traitement. Les traitements, notamment la teinture ou le blanchiment de pièces textiles en boyau sont bien connues, et les machines pour réaliser ces traitements sont très nombreuses. La pièce textile est mise en contact avec un ou plusieurs bains de traitement, dans des conditions de température données, et pendant des temps déterminés, constituant le cycle de traitement. Ce cycle va changer d'un type de machine à l'autre en fonction des vitesses de déplacement du boyau, du rapport du bain, du mode d'application du bain sur le boyau pendant le déplacement de celui-ci. On recherche bien sOr à optimiser le cycle de traitement, tout en préservant l'homogénéité du traitement, en particulier un bon unisson dans le cas de la teinture. Cela a conduit à concevoir des machines adaptées à certains types de pièces textiles et non à d'autre. Par exemple, l'application du bain par le système dénommé Jet est destinée aux pièces à surface non sensible qui peuvent être traitées à grande vitesse et être soumises à des tensions importantes. Dans le système jet, le boyau passe sur une roue d'entraînement appelée tournette puis dans une tuyère ayant un profil convergent - divergent, munie d'une alimentation annulaire à une pression importante en bain de traitement au niveau du col de la tuyère et dans le sens du déplacement du boyau. Lors de son passage dans cette tuyère, le boyau est comprimé et projeté vers l'avant, puis véhiculé dans une canalisation de faible diamètre dans laquelle elle est en contact étroit avec le bain projeté au niveau de la tuyère. L'application du bain par le système dénommé Overflow permet de traiter des pièces textiles à surface et à toucher sensibles. Ce système diffère par la forme de l'application qui n'est pas une tuyère avec convergent - divergent, mais qui consiste en un canal cylindrique avec une alimentation annulaire débouchant obliquement dans ledit canal. L'action de l'applicateur du type Overflow sur le boyau est moins brutale, et convient donc mieux à des matériaux plus délicats. Cependant la vitesse de défilement est moins élevée et la durée du cycle plus importante. Selon le demandeur, les procédés précités ne donnent pas toute satisfaction. Aucun n'est réellement polyvalent. L'abaissement de la durée du cycle de traitement est obtenu au détriment de la qualité de la pièce, en particulier les efforts de traction dus aux passages répétés dans des applications du type jet et même overflow, peuvent occasionner des déformations de la pièce, altérant ses caractéristiques mécaniques. Le but que s'est fixé le demandeur est de proposer un procédé de traitement, notamment de teinture, de pièces textiles en boyau qui pallie les inconvénients précités, en particulier en ce qu'il n'apporte pas de déformation de la pièce traitée et permet de réduire sensiblement la durée du cycle de traitement sans altérer l'homogénéité du traitement. Ce but est parfaitement atteint par le procédé de l'invention. Il s'agit d'un procédé selon lequel, de manière connue, le boyau est entraîné continûment dans une cuve contenant un bain de traitement et selon lequel le bain de traitement est appliqué par projection sur le boyau pendant son déplacement, et dans le sens de celui-ci. De manière caractéristique, selon l'invention, le bain est projeté sur le boyau en au moins deux zones successives, situées au - dessus du niveau du bain dans la cuve, la première en amont, la seconde en aval des moyens d'entraînement du boyau, avec une pression dans la première zone qui est supérieure à la pression de la seconde zone. Dans le présent texte, la notion d'amont et d'aval est prise en considération du sens de déplacement du boyau au moment considéré. Cette combinaison de paramètres donne une qualité d'échange tout-à-fait inattendue entre le bain de traitement et le boyau. Ceci est dû à un meilleur emport de bain sur le boyau du fait de la projection dans la première zone, du bain étant emporté jusqu'aux moyens d'entraînement, et aussi de l'action complémentaire dans la seconde zone. De plus la différence de pression permet de réduire les forces mises en jeu. De préférence la pression du bain projeté dans la première zone est au plus de un bar. Ceci permet notamment de traiter les tissus fragiles. De préférence les moyens d'entraînement sont placés à faible hauteur au-dessus du niveau du bain dans la cuve, inférieure à un mètre. Cette disposition particulière permet encore de réduire les forces de tension dues à l'extraction du boyau hors du bain par les moyens d'entraînement. De préférence la pression du bain projeté dans la première zone est de l'ordre de deux fois celle du bain projeté dans la seconde zone. Dans la version préférée du procédé de l'invention, le déplacement du boyau change de sens à intervalle prédéterminé tous les autres paramètres restant les mêmes, en considération du nouveau sens de déplacement du boyau. Un tel changement présente plusieurs avantages : il élimine tout risque de bourrage dans les zones de projection du bain; il contribue à une meilleure présentation du boyau, en évitant les éventuelles vrilles qui peuvent se produire en fonctionnement continu dans le même sens. C'est un autre objet de l'invention que de proposer une machine spécialement conçue pour la mise en oeuvre du procédé précité. I1 s'agit d'une machine de traitement, notamment de teinture, de pièces textiles en boyau, qui comporte une cuve, des moyens d'entraînement du boyau montés dans la partie haute de la cuve et des moyens de projection du bain de traitement sur le boyau. De manière caractéristique les moyens de projection du bain de traitement consistent en deux têtes de projection, comportant chacune un évidement central cylindrique pour le passage du boyau et une canalisation annulaire d'amenée du bain sous pression, qui débouche obliquement dans l'évidement central avec une inclinaison dirigée dans le sens de déplacement du boyau; de plus, les deux têtes sont disposées, la première en amont et la seconde en aval des moyens d'entraînement, et assurent la projection du bain à une pression qui est pour la première tête d'au plus un bar et supérieure à celle de la seconde tête. De préférence, les moyens d'entraînement consistent en un tapis perforé, tendu entre deux rouleaux, l'axe d'au moins un des deux rouleaux étant entraîné en rotation; de plus, le brin supérieur du tapis est sensiblement horizontal. Ainsi le bain de traitement emporté lors de la projection par la première tête reste au moins en partie en contact avec le boyau pendant son déplacement sur le tapis. De préférence la cuve, de section transversale circulaire, a un fond comportant un revêtement anti-adhérent et est garnie intérieurement d'un corps de remplissage positionné et conformé en sorte de délimiter un canal d'accumulation du boyau dans la partie basse de la cuve; les deux têtes sont disposées verticalement au-dessus de l'entrée et de la sortie du canal d'accumulation et les rouleaux supportant le tapis d'entraînement se trouvent sensiblement à l'aplomb respectivement de l'une et de l'autre tête de projection du bain. Selon la version préférée de la machine, permettant un déplacement alternatif du boyau dans un sens et dans l'autre, les moyens d'entraînement sont à double sens de rotation et chaque tête de projection du bain comporte deux canalisations annulaires, inclinées obliquement sur l'évidement central, la première dans un sens et la seconde dans l'autre sens; de plus la machine comporte deux circuits d'alimentation en bain de traitement pour chaque tête, l'un pour la première canalisation et l'autre pour la seconde, ainsi que des moyens de commande automatique, connectés sur les moyens d'entraînement et sur les deux circuits d'alimentation et aptes à commander à intervalle de temps déterminé le changement de sens des moyens d'entraînement et simultanément le changement de circuit d'alimentation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite d'une machine à teindre les pièces textiles en boyau équipé d'un tapis d'entraînement à fonctionnement alternatif et de deux têtes de projection, illustré par le dessin annexé dans lequel La figure 1 est une représentation en coupe de la machine et, La figure 2 est une vue schématique en coupe d'une tête de projection. La machine 1 de teinture comporte une cuve 2 cylindrique d'axe horizontal 6. Sur la vue schématique en coupe selon une section transversale par rapport audit axe 6, représenté à la figure 1, on peut voir les différents éléments qui sont montés à l'intérieur de la cuve 2. Dans la partie haute de la cuve 2, un tapis d'entraînement 3 est tendu entre deux rouleaux 4 et 5, de même diamètre et dont les axes de rotation 7, 8 sont parallèles à l'axe de symétrie 6 de la cuve. Le tapis 3 est constitué d'une grille métallique ou de fibres de verre. L'un des deux rouleaux 4 a un axe 7 moteur qui est entrainé par le moteur 9 à double sens de rotation. La tension du tapis 7 peut être réglée grâce à un troisième rouleau 10, réglage en hauteur et s'appliquant sur le brin inférieur du tapis 3. Dans la partie basse de la cuve 2, immédiatement sous l'axe de symétrie 6, on a disposé un corps semi-cylindrique de remplissage 11, destiné à occuper une partie du volume de la cuve 2. Ce corps de remplissage 11 est concentrique à la cuve 2 proprement dite et à un fond 12 fait en un matériau anti-adhérent, par exemple en polytétrafluoréthylène. Le corps 11, le fond 12 et deux plaques transversales perforées délimitent un canal de circulation 13, de hauteur h, qui isole le boyau 29 des parois de la cuve proprement dite et des conduites de recyclage du bain. Les rouleaux 4, 5 supportant le tapis d'entraînement 3 sont disposés de telle sorte que leurs bords extérieurs 4a et Sa sont à l'aplomb des extrémités latérales 13a du canal de circulation 13. Dans les espaces situés entre les bords extérieurs 4a, 5a des deux rouleaux 4 et 5 et les extrémités latérales 13 a du canal de circulation 13, on a placé deux têtes 14, 15 de projection du bain de traitement, une tête de chaque côté de la cuve 2. Le détail de chaque tête 14, 15 est représenté à la figure 2. Elle est constituée d'un bloc 17 de forme générale cylindrique, avec un évidement central 16. Le bloc 17 lui-même comporte un montant extérieur 18 et un montant intérieur 19 fermés à leurs extrémités par deux flancs 20, 21. Une paroi intérieure médiane 22 relie les montants intérieur 19 et extérieur 18 et délimite deux chambres 23, 24 à l'intérieur du bloc. Chacune des chambres 23, 24 communique avec l'évidement central 16 grâce à une ouverture pratiquée obliquement dans toute la périphérie du montant intérieur 19, et qui constitue la canalisation 25, 26 de projection du bain. Comme on peut le voir sur la figure 2, les deux canalisations 25, 26 ont des inclinaisons qui convergent vers la zone médiane de l'évidement central 16. On comprend que la partie 19 a intermédiaire du montant intérieur 19 situé entre les deux canalisations 25, 26 n'est tenue que par la paroi intérieure médiane 22. Un système de tige filetée et écrou permet de régler en position cette partie 19 intermédiaire et donc l'ouverture des deux canalisations 25, 26. Les extrémités du montant intérieur 19 du bloc 17, peuvent être prolongées le long de l'évidement central 16 par une surface d'introduction 27 tronconique, évasée vers l'extérieur de la tête. Dans chaque chambre 23, 24 débouche une conduite non représentée d'amenée du bain de traitement, provenant d'un circuit de préparation, circulation et chauffage du bain, bien connu par ailleurs de l'homme du métier. Le fonctionnement de la machine de teinture 1 est le suivant. On a préalablement introduit la pièce textile à teindre à l'intérieur de la cuve 2, les deux bouts étant cousus et la pièce disposée sous forme d'une boucle fermée selon le parcours qui va être décrit ci-dessous. Le canal de circulation 13 est partiellement rempli du bain, jusque vers les extrémités latérales 13 a, le niveau du bain étant marqué 28 sur la figure 1. Le déplacement du boyau 29 selon la flèche F sur la figure 1 est assuré par le tapis 3 et dans une très faible mesure par les deux têtes de projection 14, 15. En sortant du canal de circulation 13, où il a séjourné en contact étroit avec le bain, le boyau 29 passe dans la première tête 14 de projection, située en amont du tapis 3. Seule la chambre inférieure 24 de cette première tête est alimentée en bain de traitement. Ainsi le bain de traitement amené sous pression dans cette chambre 24 est projeté à travers la canalisation annulaire 26 vers le boyau 29 passant dans l'évidement central 16, dans la direction du déplacement du boyau 29. Le bain projeté par la tête pénètre le boyau 29 et est entraîné au moins partiellement avec lui de manière ascendante jusqu'au tapis 3. Le bain non entraîné s'écoule le long du boyau à contre-sens par rapport au déplacement de celui-ci. Le boyau traverse la partie haute de la cuve 2 en étant tracté par le tapis 3. Le bain excédentaire emporté par le boyau goutte à travers les mailles du tapis 3 et tombe sur le corps de remplissage 11 pour s'écouler dans le canal 13. Au sortir du tapis 3, le boyau passe à travers la seconde tête de projection 15, située en aval du tapis 3. Seule la chambre supérieure 23 de cette seconde tête est alimentée en bain de traitement. Le bain est projeté de manière descendante dans le sens du déplacement du boyau 29. La pression du bain projeté dans la première tête est environ deux fois plus importante que celle du bain projeté dans la seconde tête. De préférence il s'agit d'une pression de 0,6 à 0,8 bar pour la première tête et de 0,3 à 0,4 bar pour la seconde. La circulation du bain, selon l'invention, est très importante, étant comprise entre 2000 et 4000 litres par minute pour une machine 100 kgs correspondant à 3 à 6 cycles /mn alors que la vitesse de déplacement du boyau est relativement faible, avec un réglage moyen de 60 à 120 m/mn dans une plage autorisée de 40 à 180 m/mn. Dans ces conditions, on constate qu'il est possible de diminuer le temps du cycle complet de teinture dans des proportions non négligeables pouvant aller jusqu'à 30 à 40%, grâce à une montée plus rapide en température, de l'ordre de 1 à 20 C/mn au lieu de 0,50 C/mn habituellement utilisé et ceci avec un très bon unisson, et grâce aussi à une réduction de moitié des temps de savonnage. Ceci est possible du fait de l'échange particulièrement performant entre le bain et le boyau, obtenu par la combinaison des deux têtes de projection à grand débit.On a par exemple teint un tissu de coton, avec un colorant réactif à froid bleu turquoise, dans un cycle comprenant dans une première phase un blanchiment a l'eau oxygénée, suivie d'un rinçage, dans une deuxième phase la teinture proprement dite suivie d'un rinçage à froid puis à chaud et dans une troisième phase un savonnage à chaud puis adoucissage. L'ensemble des cycles faisait de l'ordre de 4,5 h au lieu des 6 heures habituelles. De plus, le boyau traité ne subit aucune déformation, notamment du fait que la tête de projection qui débite le plus de bain est située en amont du tapis et donc accompagne le boyau dans son déplacement ascendant. Les résultats ci-dessus sont encore plus marqués dans le fonctionnement alterné de la machine. Dans ce cas, l'automate de la machine commande, après un intervalle de temps déterminé, par exemple de l'ordre de quelques minutes, simultanément l'inversion du sens de rotation du moteur 9 et donc du déplacement du tapis 3 et l'alimentation des autres chambres des têtes de projection par le bain, respectivement 23 pour la première tête 14 et 24 pour la seconde tête 15. On comprend que du fait du changement de sens de déplacement du boyau, la première tête 14 qui était précédemment la tête amont devient la tête aval et réciproquement pour la seconde tête : ainsi avec le changement de chambres d'alimentation, la projection du bain se fait toujours dans le sens instantané de déplacement du boyau et le fonctionnement décrit ci-dessus est inchangé. Ce changement de sens accroît encore l'échange entre le bain et le boyau; de plus, il élimine quasiment tout risque de bourrage du boyau au niveau des têtes de projection, bourrage qui se produit dans les machines conventionnelles du fait de la mise en vrille du boyau et/ou de l'accumulation localisée du boyau due à des écarts dans les vitesses de déplacement. Il peut éventuellement être prévu un détecteur de bourrage, qui classiquement est constitué d'un détecteur magnétique capable de repérer le passage d'un fil métallique utilisé pour la couture des deux bouts du boyau. En cas de bourrage, il suffit d'un changement automatique de sens du boyau à petite vitesse pour débloquer le bourrage, sans intervention manuelle ni ouverture de la machine comme c'est le cas dans les machines de teinture traditionnelles. Bien sûr la section de passage de la canalisation inférieure 26, correspondant au fonctionnement de la tête amont, est supérieure à celle de la canalisation supérieure 25 correspondant au fonctionnement de la tête aval. Le diamètre de l'évidement central 16 peut varier en fonction du boyau à traiter. I1 est généralement de 135 à 140 mm. Pour des boyaux plus légers il est préférable de retenir un diamètre de 110 à 120 mm. De préférence ce changement de diamètre pourra être obtenu au moyen de cartouches interchangeables et adaptables soit sur le bloc 17 soit en substitution du montant intérieur 19. Du fait des tensions négligeables occasionnées par les deux têtes de projection, du revêtement anti-adhérent et du fonctionnement alterné, le boyau est traité en douceur sans agressivité; ainsi la machine permet de traiter des tissus fragiles, par exemple des bouclettes, des velours en laine ou coton. La machine industrielle est conçue pour traiter parallèlement plusieurs boyaux; elle comporte par exemple en quatre ou six exemplaires tous les organes précités disposés dans la même cuve, qui est fractionnée sur sa longueur en quatre ou six compartiments indépendants. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple non exhaustif. En particulier les moyens d'entraînement ne sont pas obligatoirement constitués par un tapis tendu entre deux rouleaux; il peut s'agir aussi d'un organe dénommé communément tournette composée d'une cage tournante ayant des rouleaux fixés en périphérie selon certaines génératrices. Grâce à un automate programmable, il est possible de prédéterminer les conditions opératoires pour chaque pièce à traiter : débits, vitesse, fréquence de changement de sens, ce qui permet de traiter tous les types de pièces y compris les tissus ou tricots fragiles, ou les tissus lourds chaîne et trame ou maille. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement, notamment teinture, de pièces textiles en boyau, selon lequel le boyau (29) est entraîné continûment dans une cuve (2) contenant un bain de traitement et selon lequel le bain de traitement est appliqué par projection sur le boyau (29) pendant son déplacement et dans le sens de celui-ci caractérisé en ce que le bain est projeté sur le boyau en au moins deux zones successives, situées au-dessus du niveau (28) du bain dans la cuve (2), la première en amont, la seconde en aval des moyens d'entraînement (3) du boyau (29), avec une pression dans la première zone qui est supérieure à la pression de la seconde zone. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pression dans la première zone est d'au plus un bar. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pression du bain projeté dans la première zone est de l'ordre de deux fois celle du bain projeté dans la seconde zone. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le déplacement du boyau change de sens à intervalle prédéterminé, tous les autres paramètres restant les mêmes, en considération du nouveau sens de déplacement du boyau. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pression de projection dans la zone amont est comprise entre 0,6 et 0,8 bar, la pression de projection dans la zone aval est comprise entre 0,3 et 0,4 bar pour une vitesse de déplacement du boyau comprise entre 60 et 120 m/mn. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 5 caractérisé en ce que le débit de bain projeté est, pour un traitement de 100 kg de boyau, compris entre 2000 et 4000 1/mon. 7. Machine pour la mise en oeuvre du procédé, selon la revendication 1, de traitement, notamment de teinture, de pièces textiles en boyau (29), qui comporte une cuve (2), des moyens d'entraînement (3) du boyau montés dans la partie haute de la cuve (2) et des moyens de projection du bain de traitement sur le boyau, caractérisée en ce que les moyens de projection du bain de traitement consistent en deux têtes de projection (14, 15) comportant chacune un évidement central cylindrique (16) pour le passage du boyau (29) et une canalisation annulaire d'amenée du bain sous pression qui débouche obliquement dans l'évidement central avec une inclinaison dirigée dans le sens du déplacement du boyau et en ce que les deux têtes sont disposées, la première (14) en amont et la seconde en aval des moyens d'entraînement (3), et assurent la projection du bain à une pression qui est pour la première tête supérieure à celle de la seconde tête. 8. Machine selon la revendication 7 caractérisée en ce que les moyens d'entraînement consistent en un tapis perforé (3), tendu entre deux rouleaux (4, 5), l'axe (7) d'au moins un (4) des deux rouleaux étant entraîné en rotation et le brin supérieur du tapis étant sensiblement horizontal. 9. Machine selon la revendication 8 caractérisée en ce que la cuve (2), de section transversale circulaire a un fond comportant un revêtement anti-adhérent et est garnie intérieurement d'un corps de remplissage (11) positionné et conformé en sorte de délimiter un canal d'accumulation (13) du boyau (29) dans la partie basse de la cuve (2), et en ce que les deux têtes (14, 15) sont disposées verticalement au-dessus de l'entrée et de la sortie du canal d'accumulation (13) et les rouleaux (4, 5) supportant le tapis d'entraînement (5) se trouvent sensiblement à l'aplomb respectivement de l'une (14) ou l'autre (15) tête de projection du bain. 10. Machine selon la revendication 7 caractérisée en ce que les moyens d'entraînement (3) sont à double sens de rotation et chaque tête de projection du bain (14, 15) comporte deux canalisations annulaires (25, 26) inclinées obliquement sur l'évidement central (16), la première (25) dans un sens et la seconde (26) dans l'autre sens, et en ce qu'elle comporte deux circuits d'alimentation en bain de traitement pour chaque tête (14, 15), l'un pour la première canalisation (25) et l'autre pour la seconde (26), ainsi que des moyens de commande automatique, connectés sur les moyens d'entraînement (3) et sur les deux circuits d'alimentation et aptes à commander à intervalle de temps déterminé le changement de sens des moyens d'entraînement et simultanément le changement de circuit d'alimentation.