Brevet FR2703368A1 — publié le 19941007

i La présente invention concerne un appareil et un procédé pour la teinture continue et homogène de matière en maille sous forme tubulaire. L'inconvénient de tous les procédés connus en matière de teinture en profondeur est l'irrégularité de la teinture obtenue. L'appareil et le procédé selon l'invention permettent d'obtenir des teintures profondes et régulières. Selon l'invention, il est prévu une marmite à vapeur comprenant une conduite chauffable, à travers laquelle un substrat peut être introduit dans la marmite à vapeur de manière que le substrat puisse être préchauffé directement avant d'entrer en contact avec la vapeur. De préférence, la conduite ( 5) contient un ou plusieurs éléments de chauffage ( 13) dans une pièce de chauffage à la circonférence de la conduite De préférence, un élément de chauffage est situé à chaque rebord de la conduite. De préférence, la conduite est une canalisation. En outre, selon l'invention, il est prévu un appareil pour teindre un substrat tubulaire comprenant un organe ( 1) pour appliquer une matière colorante au substrat (S); un organe ( 4) pour introduire le substrat dans une marmite à vapeur (D) comprenant: a) une conduite chauffable ( 5)à travers laquelle le substrat (S) peut être introduit dans la marmite à vapeur -(D) de manière que le substrat puisse être préchauffé directement avant le contact avec la vapeur, b) un organe ( 7) pour appliquer un agent régularisant, et c) un organe pour fixer la matière colorante sur le substrat. De préférence, un appareil selon l'invention comprend: a) une auge ( 1) dans laquelle la matière colorante liquide, pour colorer un substrat (S) à faire passer à travers l'auge, peut être introduite, b) un organe ( 2) pour faire ballonner le substrat après qu'il ait passé à travers l'auge ( 1), c) un organe ( 3) pour enlever l'excès de colorant liquide, situé en aval de l'auge(l) et de l'organe ( 2), d) un organe pour introduire le substrat (S) dans une conduite ( 5) d'une marmite à vapeur (D), la conduite ( 5) pouvant être chauffée, e) un organe pour introduire le substrat à partir de la conduite ( 5) dans une auge ( 7) dans la marmite à vapeur (D), auge ( 7) dans laquelle un agent régularisant peut être introduit et peut, de préférence, être continuellement rechargé, f) un organe ( 9 a, 9 b et 10) dans la marmite à vapeur (D) pour faire ballonner le substrat (S) après qu'il ait passé à travers l'auge ( 7), et g) un organe ( 11) dans la marmite à vapeur (D) pour fixer le colorant sur le substrat avant que le substrat ne quitte la marmite à vapeur. L'invention sera maintenant décrite en se référant à la Figure qui montre un mode de réalisation de façon schématique. La première partie de l'appareil comprend un organe d'immersion ( 1) pour teindre le substrat, une buse ( 2) pour introduire de l'air comprimé pour faire ballonner le substrat, un foulard ( 3) pour retirer l'excès de colorant liquide et des rouleaux ( 4) pour redirectionner le substrat L'organe d'immersion ( 1) peut être une auge d'immersion ayant un ou plusieurs rouleaux submergés. La buse ( 2) peut pivoter de manière que le degré de ballonnement puisse être optimisé. Les surfaces des rouleaux du foulard ( 3) sont faites d'une matière tendre ayant une dureté Shore de 30-60 *. La seconde partie de l'appareil comprend une marmite à vapeur modifiée (D) ayant une conduite ( 5) à travers laquelle le substrat (S) peut être introduit (dans la zone D 1) dans la marmite à vapeur (D). Une série de rouleaux mobiles ( 6 a et 11) est fournie pour permettre au substrat (S) d'être mis correctement sous tension. On peut augmenter ou réduire le nombre de rouleaux ( 6, 6 a, 11 et lla) selon que le temps de séjour du substrat dans la marmite à vapeur est augmenté ou diminué. Dans la marmite à vapeur (D), une auge ( 7) est prévue en aval des rouleaux ( 6 et 6 a) dans lesquels le substrat peut être introduit dans une zone (D 2) L'auge ( 7) est conçue de manière que le substrat (S) puisse y entrer en contact avec une liqueur régularisante dépourvue de turbulence qui circule, et qui peut être retirée de l'auge ( 7) par le trop-plein ( 7 b) Le débit de cette liqueur est commandé par un appareil (non représenté) qui régule la concentration de l'adjuvant régularisant ou d'égalisation dans l'auge ( 7), avec si nécessaire ajustement, homogénéisation et recyclage dans l'auge ( 7) par l'entrée ( 7 a). En aval de l'auge ( 7) se trouvent des rouleaux ( 9 a et 9 b) entre lesquels le substrat (S) peut être ballonné au moyen d'une buse à air comprimé ( 10) On peut également faire subir à la buse ( 10) une rotation de manière à pouvoir optimiser le degré de ballonnement. En aval de l'organe de ballonnement dans la zone (D 3) se trouvent des rouleaux ( 11 et lla) pour mettre sous tension le substrat (S) au fur et à mesure qu'il séjourne dans l'atmosphère de vapeur aux fins de fixation. En aval de cet organe de mise sous tension se trouve une vanne ( 12) à travers laquelle le substrat passe au fur et à mesure qu'il quitte la marmite à vapeur (D). Toujours selon l'invention, il est prévu un procédé pour teindre et fixer un substrat, dans lequel: a) on applique une matière colorante sous forme liquide à un substrat, b) on introduit le substrat teint dans une marmite à vapeur comprenant une conduite chauffable, à travers laquelle le substrat est introduit dans la marmite à vapeur de manière que le substrat puisse être préchauffé directement avant d'entrer en contact avec la vapeur de la marmite à vapeur, c) facultativement, on applique un agent régularisant dans la marmite à vapeur, et d) on fixe la matière colorante sur le substrat dans la marmite à vapeur. Dans un procédé selon l'invention, on imprègne le substrat sous forme tubulaire avec une solution colorante dans l'auge ( 1) On fait alors ballonner le substrat et on le fait passer à travers le foulard ( 3) via les rouleaux ( 4) vers une zone de fixation (D 1) d'une marmite à vapeur (D). Le substrat est généralement imprégné avec environ -250 % (sur la base du poids sec de substrat) de liqueur provenant de l'auge ( 1) Afin de produire une bonne absorption (vers 250 %), il est préférable d'ajouter un adjuvant à la liqueur de teinture De préférence, un tel adjuvant est un agent régularisant, par exemple un copolymère à base d'acrylamide (par exemple une matière vendue dans le commerce sous le nom de Sansapol PB liquide marque déposée de Sandoz Ltd) De cette manière, on peut compenser le marquage mécanique dû au foulard (et toute irrégularité dans le substrat due à la mercerisation) sans qu'il soit nécessaire d'éliminer la liqueur par écoulement Un tel adjuvant est efficace même à de faibles quantités De préférence, ces quantités vont de 0,05 à 0,8 g/l, de préférence, de 0,1 à 0,5 g/l. Le substrat (S) passe dans la marmite à vapeur (D) par l'intermédiaire d'une conduite chauffée ( 5) La température de la marmite à vapeur (D) est généralement dans un intervalle de 98- 102 *C et l'atmosphère est saturée de vapeur Afin d'empêcher la condensation de la vapeur sur le substrat (plus froid), la conduite ( 5) est chauffée sur l'un des deux rebords d'extrémité ( 13), ou les deux, de manière que toute condensation soit presque immédiatement asséchée. Le substrat est maintenu sous une tension appropriée par une série de rouleaux ( 6, 6 a). A partir de ces rouleaux de mise sous tension, on fait passer le substrat à travers une auge ( 7) contenant une liqueur sans turbulence contenant un agent régularisant en écoulement. On fait alors ballonner le substrat entre les rouleaux ( 9 a et 9 b) au moyen d'une buse à air comprimé ( 10) et on le fait passer dans une zone de fixation (D 3) sur les rouleaux ( 11 et lla) La fixation se fait sous l'action de la vapeur dans la marmite à vapeur (D). Le substrat sort alors de la marmite à vapeur (D) par la vanne ( 12). De préférence, la matière à traiter est une matière en maille de type cellulosique, en particulier le coton. Cependant, le substrat utilisé peut également être n'importe quel autre type de matière en maille tubulaire, par exemple, des matières de polyester aromatique linéaire, l'acétate de cellulose, le polyamide synthétique ou des fibres de polyacrylonitrile, ou des mélanges de telles fibres. Le substrat à teindre détermine la nature des matières colorantes à utiliser. Si l'on doit traiter une matière cellulosique, en particulier le coton, il est préférable d'utiliser des colorants réactifs à coloration durable, en particulier des colorants contenant un groupe fluorotriazinyle ou des colorants contenant un groupe fluorochloropyrimidyle, des colorants contenant un groupe vinyl-sulfone ou des colorants réactifs à double fixation. La température de teinture est généralement de 40 à C selon le colorant utilisé. La teinture se fait avant la première étape de ballonnement à partir d'une liqueur qui, outre le colorant, peut également contenir les adjuvants de coloration standards. Ces adjuvants peuvent inclure un ou plusieurs des suivants: agents d'oxydation, agents mouillants résistant aux bases, agents de ramollissement pour faciliter le déplacement du substrat dans l'appareil de l'invention, agents complexants, urée et en particulier agents régularisants Il est souvent nécessaire d'avoir une solution alcaline, que l'on prépare séparément à partir de la solution de teinture, contenant un sel et une base (carbonate de sodium et/ou Na OH) On peut alors ajouter ceci, typiquement en utilisant une pompe, à la liqueur de teinture dans un rapport d'une partie de solution alcaline pour 4 parties de liqueur de teinture. On laisse séjourner le substrat (S) dans la zone (D 1) pendant une durée qui dépend de la réactivité du colorant utilisé, typiquement de 3 à 30 secondes. La température de la conduite ( 5) est généralement de -120 C, de préférence, d'environ 110 C. A ce stade, environ 70 % du colorant est fixé sur le substrat. Le substrat (S) passe dans l'auge ( 7) contenant une liqueur régularisante qui est, de préférence, une solution de sel concentrée à saturée de sel de Glauber ou de Na Cl, facultativement contenant également du carbonate de sodium ou Na OH Souvent dans cette eau d'auge, on peut utiliser un agent régularisant. La liqueur de l'auge ( 7) est à 70-80 *C. Le temps de séjour dans la zone de fixation finale (D 3) est de 50-150 secondes. Les opérations normales de rinçage, savonnage, nouveau rinçage et séchage se font classiquement dans un appareil non représenté sur la Figure. La vitesse de passage du substrat (S) à travers l'appareil de teinture et la marmite à vapeur est généralement de 5 à 50 mètres par minute, de préférence de 10-25 mètres par minute. Pour éviter tout doute, dans la présente description l'expression "application d'un colorant" inclut l'imprégnation". L'invention sera maintenant illustrée par les exemples suivants dans lesquels toutes les parties et tous les pourcentages sont pondéraux, et toutes les températures sont en C sauf indication contraire. EXEMPLE I Substrat de jersey de coton sous forme tubulaire dans un appareil de teinture tel que représenté sur la Figure. L'appareil d'immersion ( 1) contient une liqueur de -teinture contenant ce qui suit: g/l de rouge réactif C I 124 (du commerce), 0,3 g/l d'agent régularisant anionique du commerce (Sansapol PB liquide), g/l d'agent oxydant du commerce (Revatol S granulé), 6 g/l d'un agent mouillant résistant aux bases (Sandozine EH, liquide), 2 g/l d'un agent de ramollissement (Imacol JN liquide), 2 g/l d'un agent complexant à base de polyacrylate de sodium (du commerce), g/l d'urée, et 2 g/l de Na Cl. On mélange cette liqueur, en utilisant une pompe distributrice, avec une solution de carbonate de soude à 20 g/l dans un rapport de 4:1 et on introduit la solution résultante dans l'auge ( 1) et on la maintient au même niveau de rapport. e Le ballonnement se produit en utilisant la buse ( 2), et l'excès de liqueur est enlevé avec le foulard ( 3) pour donner environ 150 % d'absorption (en poids sec de substrat) par des procédés classiques. A l'aide d'un dispositif de chauffage dans le rebord ( 13) de la conduite ( 5), on chauffe la partie inférieure de la conduite ( 5) à environ 110 C Il est important que la matière ne touche pas la paroi de la conduite ( 5). La vitesse de transport du substrat (S) est de 10 m par minute et le temps de séjour dans la zone de fixation est de secondes. On introduit alors le substrat (S) dans une auge ( 7), et, après qu'il ait quitté cette auge, on le fait ballonner de façon classique avec la buse ( 10) entre les rouleaux ( 9 a et 9 b). Après avoir fait passer le substrat à travers la zone de fixation finale (D 3), on lave la matière avec de l'eau pure de la vanne ( 12) puis on la lave classiquement à chaud et à froid, on la lave à nouveau avec du savon à froid puis on la sèche. On remplit l'auge ( 7) avec une solution de sel de Glauber saturée en écoulement, dépourvue de turbulence, qui circule de façon régulière. Le temps de séjour du substrat (S) dans une atmosphère de vapeur saturée à 102 *C est au total de 150 secondes. La teinture résultante est une coloration rouge brillant foncé parfaitement régulière. EXEMPLES 2-7 On peut répéter l'exemple 1 en utilisant, au lieu du rouge réactif CI 124, les teintures ou mélanges de teintures suivant(e)s. Exemple Couleur de teinture 2 3,2 g/l de jaune réactif CI 125 11,0 g/l de rouge réactif CI 147 rouge brillant 0,2 g/1 de bleu réactif CI 209 3 100 g/l de noir réactif CI 5 noir 4 0,8 g/l de rouge réactif CI 159 rouge bleuâtre 0,9 g/l de violet réactif CI 33 g/1 de bleu réactif CI 225 bleu foncé 6 17 g/l de violet réactif CI 33 violet foncé 4 g/1 de bleu réactif CI 114 7 47 g/l de rouge réactif CI 159 rose 0,1 g/l de bleu réactif CI 114 On obtient une bonne teinture régulière. EXEMPLE 8 On répète l'exemple 1 en utilisant comme substrat à teindre: a) 170 kg d'un jersey de coton comme matière première sous forme tubulaire avec blanchiment de finition, b) 50 kg d'un jersey de coton pré-blanchi sous forme tubulaire, ou c) 50 kg d'un substrat de viscose modale sans prétraitement et avec un post-traitement de savonnage sous forme tubulaire dans le bain de teinture suivant: 6 g/l de jaune réactif CI 125 (du commerce), 78 g/l de rouge réactif CI 147 (du commerce), 0,15 g/l de bleu réactif CI 209 (du commerce), 0,3 g/l d'un agent régularisant anionique du commerce (Sansapol PB liquide), g/l d'un agent d'oxydation du commerce (Revatol S granulé), 6 ml/1 d'un agent mouillant résistant aux bases (Sandozine EH, liquide), 2 ml/l d'un lubrifiant (Imacol S liquide), 2 ml/1 d'un agent complexant pour composés de métaux alcalino-terreux (vendus dans le commerce sous le nom de Sandopur RSK liquide), g/l d'urée, et 2 g/l de Na Cl. On mélange cette liqueur, en utilisant une pompe de distribution, avec une solution de carbonate de soude à 20 g/1 dans un rapport de 4:1 La vitesse de déplacement des matières est de 12 mètres par minute et la température de la vapeur est de 94 C. On obtient des résultats de coloration bons et réguliers. il REVENDICATIONS 1 Marmite à vapeur modifiée (D) comprenant une conduite chauf fable ( 5), à travers laquelle un substrat (S) peut être introduit dans la marmite à vapeur (D) de manière que le substrat (S) puisse être préchauffé directement avant d'entrer en contact avec la vapeur. 2 Marmite à vapeur selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite ( 5) contient des éléments de chauffage dans un des rebords ( 13), ou les deux. 3 Appareil pour teindre un substrat tubulaire comprenant: un organe ( 1) pour appliquer une matière colorante au substrat, un organe ( 4) pour introduire le substrat dans une marmite à vapeur modifiée (D) comprenant: a) une conduite chauffable ( 5)à travers laquelle le substrat (S) peut être introduit dans la marmite à vapeur (D) de manière que le substrat (S) puisse être préchauffé directement avant le contact avec la vapeur, b) un organe ( 7) pour appliquer un agent régularisant, et c) un organe pour fixer la matière colorante sur le substrat. 4 Appareil selon la revendication 3 qui comprend: a) une auge ( 1) dans laquelle la matière colorante liquide pour colorer la matière (S) peut être introduite, b) un organe ( 2) pour faire ballonner le substrat après qu'il ait passé à travers l'auge ( 1), c) un organe ( 3) pour enlever l'excès de colorant liquide, situé en aval de l'auge ( 1) et de l'organe ( 2), d) un organe ( 4) pour introduire le substrat dans une conduite ( 5) d'une marmite à vapeur (D), la conduite pouvant être chauffée, e) un organe pour introduire le substrat à partir de la conduite ( 5) dans une auge ( 7) dans la marmite à vapeur (D), auge ( 7) dans laquelle un agent régularisant peut être introduit, f) un organe ( 9 a, 9 b et 10) dans la marmite à vapeur (D) pour faire ballonner le substrat (S) après qu'il ait passé à travers l'auge ( 7) dans la marmite à vapeur (D), et g) un organe ( 11) dans la marmite à vapeur (D) pour fixer le colorant sur le substrat avant que le substrat ne quitte la marmite à vapeur. Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la conduite ( 5) contient des éléments chauffants à l'un des rebords ( 13), ou les deux, de la conduite ( 5). 6 Procédé de teinture et de fixation d'un substrat dans lequel: a) on applique un colorant sous forme liquide à un substrat, b) on introduit le substrat teint dans une marmite à vapeur comprenant une conduite chauffable à travers laquelle on introduit le substrat dans la marmite à vapeur de manière que le substrat puisse être préchauffé directement avant d'entrer en contact avec la vapeur de la marmite à vapeur, c) facultativement, on applique un agent régularisant dans la marmite à vapeur, et d) on fixe le colorant sur le substrat dans la marmite à vapeur. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que: a) on applique une solution de colorant dans une auge ( 1) à un substrat sous forme tubulaire, b) on fait ballonner le substrat et on le fait passer à travers le foulard ( 3) via les rouleaux ( 4) vers une zone de fixation (D 1) d'une marmite à vapeur (D), c) on introduit le substrat (S) dans la marmite à vapeur (D) par l'intermédiaire d'une conduite chauffée ( 5), d) on maintient le substrat sous une tension appropriée au moyen d'une série de rouleaux ( 6 et 6 a), e) à partir de là on fait passer le substrat à travers une auge ( 7) contenant une liqueur contenant un agent régularisant en écoulement sans turbulence, f) puis on fait ballonner le substrat entre les rouleaux ( 9 a et 9 b) au moyen d'une buse à air comprimé et on le fait passer dans une zone de fixation (D 3) sur des rouleaux ( 11 et lla), et g) on fixe à la vapeur dans la marmite à vapeur (D). 8 Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que: a) on imprègne le substrat de façon habituelle avec environ 80-250 % (sur la base du poids sec de substrat) de liqueur provenant de l'auge ( 1), et b) la température de la marmite à vapeur (D) est dans un intervalle de 98-102 C et l'atmosphère est saturée de vapeur.