Brevet FR2782737A1 — publié le 20000303

Dispositif et procédé de teinture industrielle automatique La présente invention concerne l'industrie textile, et plus particulièrement la teinture ou coloration industrielle de tissus. La teinture de tissus est de manière classique effectuée dans un autoclave, dans lequel le tissu est chargé sur une bobine perforée, formant ainsi un rouleau de couches de tissu. La longueur et le nombre de couches sont variables en fonction de la pièce de tissu à teindre. Le bain de teinture ou coloration contenant le ou les colorants est envoyé à lo chaud sous pression à l'intérieur de la bobine. En raison de la différence de pression entre l'intérieur de la bobine et l'extérieur, le bain traverse l'ensemble des couches de tissu, en déposant le ou les colorants sur le tissu au cours de l'opération. Un > correspond dans cette industrie au passage d'un bain de teinture ou coloration au travers du tissu. L'ensemble des recyclages nécessaires à la réalisation d'un traitement de teinture donné est appelé . Le traitement total comprend une passe, suivie d'un ou plusieurs rinçages, et éventuellement d'une phase de fixation. L'homme de métier sait que la difficulté d'un tel procédé est bien entendu le contrôle du résultat de teinture obtenu, et du temps de process. D'une part, il est indispensable obtenir une coloration régulière et juste suffisante: il faut éviter les défauts " tête-queue ", c'est-à-dire une différence de coloration en fonction des couches (trop de colorant déposé au coeur du rouleau, plus assez vers l'extérieur); il faut également éviter les défauts recherche. D'autre part, il est nécessaire de contrôler le temps de process, et donc de limiter les temps de chauffage et de mise sous pression, afin de limiter les coûts de mise en oeuvre d'un traitement, et de diminuer le temps total d'un traitement et donc d'augmenter le nombre de traitements effectués donc la quantité de tissu traité par période de 24 heures qui est le cycle de référence de la profession. On sait que pour obtenir une coloration appropriée, il est nécessaire de respecter la règle dite durée de chaque recyclage. La conséquence est que l'opérateur travaille en aveugle sur la machine. Afin d'obtenir un résultat tinctorial satisfaisant, il aura tendance à surdimensioner les gradients de température c'est-à-dire à faire augmenter la température trop lentement par rapport à l'évolution optimale. Cela a pour effet de rallonger inutilement le temps de process, donc d'augmenter le coût du process et d'immobiliser la machine plus longtemps. De plus, le résultat n'est pas garanti puisqu'il s'agit toujours d'une simple estimation, basée sur l'expérience. Au contraire, certains opérateurs essaieront de limiter arbitrairement les temps de process en augmentant rapidement la température, ce qui a pour résultat de réduire le nombre de recyclages par degré d'élévation et donc d'aboutir à une coloration inégale. Malgré les inconvénients graves (soit en termes de qualité, soit en termes de surcoût) mentionnés ci-dessus, les seules tentatives pour maîtriser le résultat consistent donc actuellement à opérer de manière expérimentale, par une méthode empirique d'essais et d'erreurs. Il arrive que la même machine soit utilisée pour teindre toujours la même quantité d'un tissu donné. Dans un tel cas, la courbe d'élévation de température a été établie une fois pour toute après les premiers essais, et est appliquée ensuite. La méthode empirique peut donc, dans ces cas limités, donner satisfaction. Mais elle ne donne pas satisfaction dans les autres cas de figure, et notamment pas dans les usines dont la taille ou la nature de la production ne permet pas d'affecter une machine à un seul tissu et à une seule teinture. Malgré les inconvénients du procédé utilisé, et l'intérêt évident de mieux maîtriser ce procédé, la profession s'est accommodée de ces inconvénients depuis plusieurs dizaines d'années. Le mérite du Demandeur est en premier lieu d'avoir cherché à contrôler automatiquement le process, malgré le manque d'intérêt de I'industrie considérée. Un second mérite est d'être parvenu à ce contrôle automatique d'une manière étonnamment simple, par un procédé permettant de suivre le procédé en temps réel grâce à un capteur unique, et d'obtenir la courbe idéale ou optimale d'élévation de température et donc la coloration optimale du tissu, et ce quelque soit le tissu à colorer. On optimise ainsi à la fois le résultat tinctorial et le temps de process, immédiatement, quelque soit notamment le type de tissu à traiter, la quantité de tissu, les traitements subis ou non au préalable, le degré d'enroulement, etc... D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, et en se référant aux dessins annexés, sur lequel: - la figure 1 représente schématiquement un autoclave permettant la teinture industrielle de tissu, - la figure 2 représente la courbe de variation de température lors d'une passe avec surdimensionnement des gradients de température (trait pointillé; méthode empirique de l'art antérieur), et la courbe optimale correspondante (trait plein; courbe obtenue par le procédé et le dispositif selon l'invention). En référence à la figure 1, I'autoclave (1) selon l'invention est un autoclave classique sur lequel a été adapté un capteur qui peut être unique. L'autoclave comprend une chambre (2) sous pression, dans laquelle est placée la pièce de tissu (8) enroulée sur une bobine (3) perforée. La référence (11) représente la cuve à PAT et colorant. L'autoclave (1) et la conduite (4) de recyclage du bain de teinture forment un circuit dans lequel circule le bain de teinture. La conduite comprend une pompe (5) et un échangeur thermique (6). Un recyclage correspond au passage d'un bain de teinture dans le circuit. A chaque passage, I'opérateur ajoute si nécessaire les produits successivement requis dans le bain. Le bain de teinture est envoyé à chaud sous pression à l'intérieur de la bobine. Les produits requis sont bien entendu le ou les colorants, mais peuvent être des désaérants, agents d'unisson, acides,... connus de l'homme du métier. L'ensemble du procédé est connu, et n'est donc pas décrit en détail. Le principe général de l'invention est le suivant: la conduite (4) comprend un capteur (7), qui peut être unique, et qui permet de mesurer un paramètre directement lié à la durée du Ce capteur peut comprendre un débitmètre, qui va enregistrer en temps réel le débit du bain ayant effectué un passage en autoclave. Connaissant le volume de l'ensemble, on peut directement en déduire la fin de chaque recyclage et donc l'élévation de température à appliquer en temps réel pour respecter le nombre de recyclages/degré d'élévation (1 à 3 fixé au départ). Cette mesure est donc indépendante des variations de débit éventuelles dans l'autoclave, des variations de porosité, de la nature du tissu, etc.... L'invention concerne également de manière générale le procédé de teinture correspondant, caractérisé en ce que l'on mesure en temps réel par le biais d'un capteur placé sur la conduite à l'extérieur de l'autoclave un paramètre directement lié à la durée d'un à l'élévation de température du bain de teinture, fixée au départ par l'homme de métier, et notamment en respectant la règle du nombre de recyclage / degré d'élévation de l o température, qui est de 1 à 3 et est fixé au départ du process. Ce paramètre peut être le débit du bain de teinture ayant circulé dans l'autoclave. En fonction de l'évolution de ce paramètre, I'opérateur ou la machine peut immédiatement faire évoluer et adapter le meilleur gradient de température. 1 5 On peut également utiliser tout autre paramètre donnant accès à la durée d'un, ,; ces paramètres seront immédiatement accessibles à l'homme de métier. Les données fournies par le capteur sont envoyées, selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, vers un calculateur électronique paramétrable (9), lui même connecté à un régulateur automatique (10) de la température de traitement. Le procédé peut donc être entièrement automatisé et contrôlé par un logiciel informatique. On détermine ainsi, et on applique au traitement, la courbe idéale de variation de température en fonction du temps permettant de respecter le nombre de recyclages par degré d'élévation fixé au départ et permettant d'obtenir la coloration optimale en un temps optimal. A titre d'exemple, la figure 2 représente les courbes de variation de température dans le cas d'un procédé selon l'art antérieur (traits pointillés) et dans le cas de l'invention (traits pleins), pour une teinture de polyamide 6/6 100 % à 120 C. Les détails du mode opératoire sont connus de l'homme du métier, et ne seront donc pas décrits ici. La courbe en pointillé ne correspond pas obligatoirement à un résultat tinctorial satisfaisant, et correspond par contre à un traitement non optimisé. Par contre, on voit immédiatement que le gain de temps est très important dans le procédé selon l'invention: on passe de 300 min à 180 minutes pour une passe, avec en plus l'assurance du résultat technique satisfaisant. D'une manière générale, on estime le gain de temps pour aboutir à un résultat satisfaisant à 30 à 45 % suivant les cas. Ce résultat est impressionnant, surtout si on le rapproche de la simplicité de l'invention. De manière générale, I'invention couvre donc un procédé de teinture industrielle de tissus, selon lequel le tissu est soumis à l'action d'un bain de teinture agissant par des, recyclages > successifs, la température du bain étant élevée progressivement, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer en temps réel un paramètre directement lié à la durée d'un ,, à en déduire la durée d'un, à l'élévation de température du bain de teinture, fixée au départ. L'invention concerne également les dispositifs et appareillages de teinture de tissus et analogues, notamment du type autoclave, comportant un dispositif, notamment un capteur, notamment un débitmètre, capable de mesurer en temps réel un paramètre directement lié à la durée d'un " recyclage >, et comportant éventuellement un calculateur électronique ou tout système analogue capable d'en déduire la durée d'un " recyclage > et de calculer l'élévation optimale de température du bain de teinture par corrélation avec une règle préétablie au départ du process. L'invention concerne également les tissus ou autres textiles ou matières analogues dont la teinture comprend au moins une étape correspondant à ce procédé, ou dont la teinture a été obtenue dans un dispositif ou appareillage selon l'invention. L'invention a été décrite ci dessus à titre non limitatif et couvre également toutes les variantes et adaptations qui apparaîtront clairement à l'homme de métier. REVENDICATIONS 1 Procédé de teinture industrielle de tissus ou matières analogues, selon lequel le tissu ou ladite matière est soumis à l'action d'un bain de teinture agissant par des , et à mettre en oeuvre ladite élévation de température en fonction de ladite durée, en respectant une règle reliant la durée d'un, , à l'élévation de température du bain de teinture, fixée au départ. 2 Procédé de teinture industrielle de tissus, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on respecte la règle du nombre de recyclage / degré d'élévation de température qui est de 1 à 3 et est fixé au départ du process. 3 Procédé de teinture industrielle de tissus, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite mesure en temps réel dudit paramètre est effectuée par le biais d'un capteur tel qu'un débitmètre. 4 Procédé de teinture industrielle de tissus, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la teinture est réalisée dans un autoclave (1), dans lequel le tissu (8) est chargé sur une bobine perforée (3), formant ainsi un rouleau de couches de tissu. Procédé de teinture industrielle de tissus, selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit débitmètre enregistre en temps réel le débit du bain ayant effectué un passage dans 1' autoclave. 6 Procédé de teinture industrielle de tissus, selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit débitmètre (7) est placé sur la conduite (4) de recyclage du bain à l'extérieur de l'autoclave. 7 Procédé de teinture industrielle de tissus, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les données fournies par le capteur (7) sont envoyées vers un calculateur électronique paramétrable (9), lui même connecté à un régulateur automatique (10) de la température de traitement. 8 Procédé de teinture industrielle de tissus, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le procédé est entièrement automatisé et contrôlé par un logiciel informatique. 9 Procédé de teinture industrielle de tissus, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on détermine, et on applique au traitement de teinture, la courbe idéale de variation de température en fonction du temps permettant de respecter le nombre de recyclages par degré d'élévation fixé au départ et permettant d'obtenir la coloration optimale en un temps optimal. 10 Dispositifs et appareillages de teinture de tissus et analogues notamment du type autoclave, caractérisés en ce qu'ils comportent un dispositif, notamment un capteur, notamment un débitmètre, capable de mesurer en temps réel un paramètre directement lié à la durée d'un , et comportent éventuellement un calculateur électronique ou tout système analogue capable d'en déduire la durée d'un , et de calculer l'élévation optimale de température du bain de teinture par corrélation avec une règle préétablie au départ du process. 11 Dispositifs et appareillages de teinture de tissus et analogues selon la revendication 10, caractérisés en ce qu'ils consistent en un autoclave (1) sur lequel a été adapté un capteur (7) qui peut être unique, l'autoclave comprenant une chambre (2) sous pression, dans laquelle est placée la pièce de tissu (8) enroulée sur une bobine (3) perforée, l'autoclave (1) et la conduite (4) formant un circuit dans lequel circule le bain de teinture, et. la conduite (4) comprenant une pompe (5) et un échangeur thermique (6). 12 Dispositifs et appareillages de teinture de tissus et analogues selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que les données fournies par le capteur (7) sont envoyées vers un calculateur électronique paramétrable (9), lui même connecté à un régulateur automatique (10) de la température de traitement. 13 Tissus ou autres textiles ou matériaux analogues caractérisés en ce que leur teinture comprend au moins une étape selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 14 Tissus ou autres textiles ou matériaux analogues caractérisés en ce que leur teinture a été obtenue dans un dispositif ou appareillage selon l'une quelconque des revendications 10 à 12.