Brevet FR2801615A1 — publié le 20010601

PROCEDE DE TEINTURE DE FILS A LA CONTINUE. A EFFET MOUCHETE La présente invention concerne le traitement à la continue de fils textiles, qu'il s'agisse de fils constitués d'une pluralité de filaments continus ou de fibres discontinues d'origine naturelle, synthétique ou artificielle. Elle concerne plus particulièrement un procédé de teinture à la continue permettant d'obtenir sur les fils un effet fantaisie du type moucheté. On connaît par le document W0.98!15680 un procédé pour le traitement de fils en déplacement continu qui comprend une succession d'opérations, prises dans le sens de déplacement du fil, à savoir a) une opération d'aspiration dans laquelle le fil est aspiré à travers une buse d'aspiration à air, b) une opération de pulvérisation dans laquelle un bain de traitement, notamment de teinture, est pulvérisé sur le fil à l'aide d'au moins une buse de pulvérisation, c) une opération d'évacuation dans laquelle l'air et le bain de traitement, non-emportés par le fil, sont évacués, d) une opération de fausse torsion dans laquelle un organe de fausse torsion à air tord le fil, e) et éventuellement une opération de séchage du fil. L'exemple de réalisation donné dans ce document concerne la teinture d'un fil à partir d'un bain contenant une résine pigmentée. Le bain de traitement était alimenté à une pression de 4.10.5Pa, avec un fil se déplaçant à des vitesses de plusieurs centaines de mètres par minute et un taux d'emport de l'ordre de 10 à 20%. II est précisé que la répartition de la résine pigmentée dans la section transversale du fil s'avère parfaitement homogène. Selon ce document, les gouttelettes provenant de la ou des buses de pulvérisation sont projetées sur le fil à très grande vitesse et pénètrent au coeur du fil, cette pénétration étant encore améliorée par la torsion temporaire provoquée par l'organe de fausse torsion, torsion qui remonte sur le fil au moins au niveau de la chambre d'évacuation. Le but que s'est fixé le demandeur est d'obtenir non plus un effet de teinture uni sur toute la longueur du fil mais un effet de coloration fantaisie, du type moucheté , pouvant donner lieu à des articles ayant notamment un aspect chiné. Ce but est parfaitement atteint par le procédé de teinture d'un fil en déplacement continu, selon lequel de manière connue, notamment par le document W0.98115680 a) on prépare un bain de traitement ayant une viscosité donnée, b) on alimente ledit bain dans un dispositif comprenant successivement sur le parcours du fil en déplacement continu au moins une buse de pulvérisation du bain de traitement, une chambre d'évacuation pour l'air et le bain de teinture non emportés par le fil et un organe de fausse torsion à air. De manière caractéristique selon l'invention, lors de la préparation du bain de teinture, la viscosité du bain est déterminée en sorte d'obtenir, en sortie du dispositif , un fil ayant un effet de coloration moucheté. Ainsi de manière surprenante le demandeur a constaté qu'avec un même dispositif ayant les mêmes conditions opératoires par ailleurs, il est possible d'obtenir sur le fil en sortie du dispositif soit un effet de teinture uni, soit un effet de teinture moucheté en faisant varier simplement la viscosité du bain de teinture lors de la préparation de celui-ci. C'est donc un avantage primordial de pouvoir obtenir des fils de présentation différente avec le même appareillage et les mêmes conditions de réglage dudit appareillage, uniquement en déterminant les conditions préparatoires du bain de teinture. L'effet moucheté ou chiné résulte d'une interruption aléatoire de la coloration du fil sur une faible longueur. Toutes les conditions de mise en oeuvre étant identique par ailleurs, le nombre de zones non colorées augmente avec la viscosité du bain de traitement. II est donc également possible de sélectionner l'effet recherché grâce au réglage de cette viscosité , simplement en déterminant la quantité d'épaississant incorporée dans le bain de teinture lors de sa préparation. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite d' exemples de réalisation du procédé de teinture de fils textiles en déplacement continu à effet de coloration moucheté à l'aide d'un dispositif comprenant au moins une buse de pulvérisation, une chambre d'évacuation et un organe de fausse torsion à air, ledit dispositif étant incorporé dans une installation de fils à la continue, illustrée par le dessin annexé dans lequel - La figure 1 est une représentation simplifiée de l'installation, - La figure 2 est une vue en coupe du dispositif comprenant une buse d'aspiration, une buse de pulvérisation, une chambre d'évacuation et un organe de fausse torsion, - Les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe suivant les axes 111-11l, IV-IV et V-V de la figure 2. Le procédé de l'invention concerne la teinture de fils textiles en déplacement continu à travers un dispositif particulier en sorte d'obtenir sur le fil un effet de coloration moucheté ou chiné. Un tel procédé est notamment mis en oeuvre dans une installation telle qu'illustrée à la figure 1 dans laquelle est alimenté un bain de teinture. Dans un premier temps on prépare ce bain de teinture en sorte de lui donner une viscosité prédéterminée, qui est fonction pour un type de fil et une installation donnée d'une part des conditions opératoires liées à l'installation proprement dite et d'autre part à l'effet moucheté recherché, comme cela sera expliqué plus en détails ci-après. Dans cette installation , le fil 1 subit , sur son parcours en déplacement continu, une succession d'opérations, à savoir une opération d'aspiration grâce à une buse d'aspiration à air 3, une opération de pulvérisation du bain de teinture à l'aide d'une pièce de pulvérisation 4 comprenant au moins une buse, une opération d'évacuation de l'air et du bain de teinture en excès grâce à une chambre d'évacuation 5, une opération de fausse torsion grâce à un organe de fausse torsion à air 6 et de préférence une opération de finition dans un poste de finition 8 avant d'être réceptionnée à un poste de réception 9. Dans l'exemple illustré, le poste de finition 8 est un poste de séchage à deux tambours chauffants 10,11 d'axes décalés, permettant la formation de spires sensiblement jointives se déplaçant continûment sur la surface périphérique des deux tambours 10,11. Le poste de réception 9 est un simple bobinoir. Sur le parcours du fil, en amont de la buse d'aspiration 3 et en aval de l'organe de fausse torsion 6 peuvent être disposés également des délivreurs respectivement 2,7 constitués chacun d'une paire de cylindres alimentaires. Grâce à ces délivreurs il est possible de faire varier les vitesses instantanées de déplacement du fil ; si la vitesse au premier délivreur 2 est inférieure à celle du second délivreur 7, le fil 1 est mis sous tension voire étiré ; dans le cas inverse on réalise une suralimentation du fil 1 dans l'ensemble 12 comprenant l'aspiration, la pulvérisation, l'évacuation et la fausse torsion. De même il est possible de faire varier les vitesses instantanées du fil entre le second délivreur 7 et le moyen de réception 9. La buse d'aspiration 3 est constituée d'une pièce creuse 13 comprenant un canal central 14 pour le passage du fil 1, une chambre annulaire 15 alimentée en air comprimé par une conduite 16, et quatre conduits 17 reliant la chambre annulaire 15 au canal central 14. Ces quatre conduits 17 sont également répartis autour du canal 14, radialement à l'axe DD dudit canal et inclinés dans la direction de déplacement du fil selon la flèche F. L'air comprimé provenant de la conduite 16 remplit la chambre annulaire 15 et est projeté par les conduits 17 vers l'intérieur du canal central 14, obliquement, poussant le fil 1 dans la direction de la flèche F. II est à noter que lorsqu'on présente une extrémité libre d'un fil à l'entrée 14a du canal central 14, cette extrémité est aspirée naturellement du fait de la dépression créée par le flux d'air à l'intérieur du canal 14. C'est ce qui permet d'obtenir un enfilage facile du fil dans l'ensemble 12. Dans l'exemple illustré, la structure de la pièce 4 de pulvérisation est similaire à celle qui vient d'être décrite pour la buse 3 d'aspiration, avec la pièce creuse 18, le canal central 19, la chambre annulaire 20, la conduite d'alimentation 21 et les quatre conduits 22. La conduite d'alimentation 21 est alimentée non pas en air comprimé mais par le bain de teinture sous pression qui se répartit dans la chambre annulaire 20 et est projetée dans le canal central 19 grâce aux conduits 22. Cette projection du bain de teinture à haute pression par ces conduits de faible section (par exemple 0,25 à 0,5mm) correspond à une pulvérisation de fines gouttelettes qui pénètrent à coeur dans le fil 1 passant dans le canal 19. La chambre d'évacuation 5 est constituée d'une pièce creuse 23 comprenant un canal central 24 pour le passage du fil 1 et latéralement une conduite 25 d'évacuation de grand diamètre débouchant vers un réceptacle non représenté, avec filtrage et recyclage éventuel du bain récupéré. L'organe de fausse torsion 6 est constitué d'une pièce creuse 26 avec un canal central 27, une chambre annulaire 28 alimentée par une conduite d'alimentation en air comprimé 29 et quatre conduits 30 reliant la chambre annulaire 28 et le canal central 27. Le canal central 27 se décompose , dans l'exemple illustré à la figure 2, en cinq portions successives. La première portion 27a , la plus en amont dans le sens du déplacement du fil selon la flèche F, est une portion tronconique convergente. Les trois autres portions suivantes 27b, 27ç et 27d sont des portions cylindriques de diamètre croissant et la cinquième portion 27e est une portion tronconique divergente. Les quatre conduits 30 sont disposés entre la chambre annulaire 28 et la troisième portion 27ç du canal central 27 de telle sorte que l'air comprimé pénètre tangentiellement par rapport audit canal, créant un mouvement tourbillonnaire à l'intérieur de ladite troisième portion 27c. La deuxième portion 27b a un diamètre faible qui est légèrement supérieur au diamètre du fil 1 à traiter. Dans ces conditions, l'air qui s'échappe des conduits 30 est entraîné préférentiellement vers l'aval c'est-à-dire vers les portions 27ç à 27e, ce qui confère à l'organe de fausse torsion 6 une composante d'aspiration, qui facilite encore l'enfilage du fil au démarrage de l'installation. La forme tronconique convergente de la première portion 27a est d'ailleurs conçue pour faciliter cet enfilage. De plus le faible diamètre de la deuxième portion 27b permet également d'éviter que le bain de traitement en excès provenant du canal central 4 de la chambre d'évacuation 5 pénètre dans l'organe de fausse torsion 6. PREMIER EXEMPLE Pour la teinture d'un fil de coton pur de numéro métrique Nm 28 (357 dtex), qui défile à une vitesse de 500m/mn dans l'installation précitée, on prépare un bain de teinture qui comprend 50g11 d'une matière colorante pigmentée liquide, 60g!1 d'une résine acrylique formant liant, 30g11 d'une résine réticulable, 3g!1 de chlorure de magnésium formant catalyseur et le complément en eau, soit 857g!1. La quantité de colorant restant sur le fil , en sortie de l'ensemble 12, est fonction d'une part de la pression en air comprimé alimentant l'organe de fausse torsion (qui fait également office de buse d'exprimage), et d'autre part de la pression d'injection du bain de teinture dans la pièce de pulvérisation. On a regroupé dans le tableau 1 ci-dessous le pourcentage total de colorant mesuré au colorimètre DATACOLOR présent sur le fil , en fonction de ses deux paramètres de pression. On constate que plus la pression de l'air comprimé au niveau de l'organe de fausse torsion est forte, plus le coloris est clair et que plus la pression de pulvérisation du bain de teinture est forte, plus le coloris est foncé, mais dans une proportion moindre . Dans tous les cas de figure regroupés dans ce tableau 1, l'effet de teinture obtenu sur le fil était un effet uni. La viscosité du bain de teinture était de 6,01 mPa.s. TABLEAU 1 Pression Pression Pourcentage (en 105Pa) (en 105Pa) coloration Organe Fausse Pièce Torsion Pulvérisation essai A 6 0,5 5,6 essai B 6 1 6,1 essai C 6 3 6,2 essai D 4 2 10,8 essai E 4 3 13,9 essai F 3 2 17,6 DEUXIEME EXEMPLE Partant des conditions opératoires de l'essai D du tableau 1, à savoir une pression de l'organe de fausse torsion de 4.105Pa et une pression du bain de traitement au niveau de la pièce de pulvérisation de 2.105Pa, la seule modification apportée a été d'augmenter la viscosité du bain de traitement par l'addition d'un épaississant. Les mêmes mesures de la coloration au colorimètre DATACOLOR ont été effectuées avec deux essais complémentaires , dans lesquels le bain de traitement comportait respectivement 30g11 (essai G) et 50g11 (essai H) d'épaississant. Dans ce cas la viscosité du bain de traitement est passée de 6,01 (essai D) à 6,73 (essai G) et à 9,40 (essai H). mPa.s. Les fils correspondant aux essais G et H présentent un effet moucheté alors que le fil correspondant à l'essai D présentait un effet de teinture uni. Les mesures obtenues au colorimètre DATACOLOR montrent une diminution du pourcentage total de colorant sur le fil , ce qui donne une idée du nombre de zones non colorées dans les essais G et H comparativement à l'effet de coloration uni de l'essai D. Les résultats sont regroupés dans le tableau 2 ci-dessous. TABLEAU 2 Pression P. Pourcentage Viscosité essai D 4 2 10,8 6,01 essai G 4 2 8,3 6,73 essai H 4 2 7,0 9,40 TROISIEME EXEMPLE Partant des conditions opératoires de l'essai F du tableau 1 , à savoir une pression de l'organe de fausse torsion de 3.10.5 Pa et une pression du bain de traitement au niveau de la pièce de pulvérisation de 2.10.5.Pa, la seule modification apportée a été d'augmenter la viscosité du bain de traitement par l'addition d'un épaississant. Les mêmes mesures de la coloration au colorimètre DATACOLOR ont été effectuées avec deux essais complémentaires dans lesquels le bain de traitement comportait les mêmes quantités d'épaississant que pour respectivement l'essai G et l'essai H , à savoir 30g/1 (essai I) et 50g/1 (essai J). La viscosité du bain de traitement était comme précédemment de 6,73mPa.s (essai I) et de 9,40mPa.s (essai J). Les résultats sont regroupés dans le tableau 3 ci-dessous. TABLEAU 3 Pression P. Pourcentage Viscosité essai F 3 2 17,6 6,01 essai 1 3 2 16,1 6,73 essai J 3 2 11,5 9,40 Les fils correspondant aux essais I et J présentent également un effet moucheté alors que le fil correspondant à l'essai F présentait un effet de teinture uni. On observe également une diminution du pourcentage total de colorant sur le fil, mesurée au colorimètre DATACOLOR qui illustre l'importance de l'effet moucheté sur les fils correspondant aux essais I et J. L'effet moucheté ou chiné résulte d'une interruption aléatoire de la coloration du fil sur une faible longueur voire même une très faible longueur, les zones non colorées pouvant être quasiment ponctuelles pour aller jusqu'à quelques millimètres. II est à noter que les zones de coloration ne sont pas nécessairement sur toute la périphérie du fil mais peuvent être localisées uniquement sur une partie de celle-ci. II ressort de la comparaison des résultats des tableaux 2 et 3 qu'une petite augmentation de la viscosité du bain de teinture provoque un effet de coloration moucheté dont l'importance dépend significativement des paramètres de pression (essai G et essai I). Par contre une augmentation plus conséquente de la viscosité entraîne un effet de coloration moucheté plus important et moins tributaire des paramètres de pression (essai H et essai J). Ainsi si on veut obtenir un effet de coloration moucheté qui par rapport à une teinture unie résulte dans des zones non colorées de l'ordre du tiers de la surface périphérique du fil , il convient de travailler avec un bain de traitement qui ait une viscosité de l'ordre de 9 à1 OmPa.s. L'épaississant utilisé pour les essais ci-dessus était un épaississant synthétique dénommé SOLIDOKOLL N, produit par la firme HOECHST, mais il est bien sûr possible d'utiliser tout autre épaississant adéquat. REVENDICATIONS 1. Procédé de teinture d'un fil en déplacement continu, selon lequel a) on prépare un bain de traitement ayant une viscosité donnée, b) on alimente ledit bain dans un dispositif comprenant successivement sur le parcours du fil en déplacement continu au moins une buse de pulvérisation du bain de traitement, une chambre d'évacuation pour l'air et le bain de teinture non emportés par le fil et un organe de fausse torsion à air, caractérisé en ce que , lors de la préparation du bain de teinture , la viscosité du bain est déterminée en sorte d'obtenir , en sortie du dispositif, un fil ayant un effet de coloration moucheté. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bain de teinture comprend - une matière colorante pigmentée liquide , - une résine formant liant, notamment résine acrylique, - un épaississant, - et de l'eau. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le bain de traitement comprend 50g /l d'une matière colorante pigmentée liquide, 60g11 d'une résine acrylique , 30g11 d'une résine réticulable, 3g/1 de chlorure de magnésium et de 20 à 60g11 d'épaississant. 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la viscosité du bain de traitement est de l'ordre de 6,7mPa.s. 5. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la viscosité du bain de traitement est de l'ordre de 9 à 1 OmPa.s.