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PROCEDE D'IMPREGNATION D'UNE NAPPE TEXTILE
L'invention concerne un procédé d'imprégnation en continu
d'une nappe fibreuse, telle qu'un tissu, un tricot ou un nontissé,
constituée de fibres naturelles, synthétiques, ou artificielles,
pures ou en mélange, non liées ou liées, avec un liquide aqueux
notamment du type contenant un agent de traitement, latex, apprêt,
colorant, etc. et vise en particulier l'imprégnation d'une nappe en
coton écru en vue d'un traitement par exemple de débouillissage
et/ou de blanchiment.
Le traitement chimique des fibres de coton écru commence par
le débouillissage qui consiste, après ouverture et nettoyage
mécanique, à ôter la gaine de matières cireuses et grasses qui les
enveloppe, de manière à les rendre hydrophiles. Après rinçage et
exprimage, on achève en général le traitement chimique par une
opération de blanchiment. Alors, que jusqu'à une date récente, le
traitement du coton était effectué par lots, de manière discon-
tinue, on cherche maintenant à réaliser toutes les opérations en
continu, c'est-à-dire, à former une nappe continue et à convoyer le
coton sur un tapis à travers une succession de postes dans lesquels
il est soumis, l'une après l'autre, à toutes les étapes constituant
son traitement.
Une des difficultés rencontrées avec ce type de procédé réside
dans la réalisation de l'imprégnation de la nappe par les diverses
liqueurs. De la qualité de l'imprégnation dépend la qualité du
produit fini.
Tout d'abord, il s'agit d'incorporer à la nappe une certaine
quantité d'agent de débouillissage, soude par exemple, que l'on met
ensuite à réagir par chauffage dans le vaporiseur. Afin que le
débouillissage soit d'une efficacité maximale, il est souhaitable
que la nappe soit imprégnée de manière homogène d'une quantité
contrôlée de liqueur. En effet, le temps de réaction, l'efficacité
et les propriétés finales en dépendent. Par ailleurs, pour que
l'ensemble des fibres composant la nappe soit traité de manière
uniforme, il faut que l'imprégnation soit elle-même homogène. Enfin
il est souhaitable que le moyen d'application du liquide perturbe
le moins possible l'organisation des fibres, afin d'obtenir en fin
de traitement, un produit pouvant le cas échéant être utilisé tel
2
quel sans avoir à retravailler la nappe.
Les moyens connus de la demanderesse ne permettent pas la
réalisation de ces objectifs.
Ainsi par exemple il est possible de pulvériser le liquide de
traitement sur la nappe en mouvement, au moyen de rampes de jets
fluides. Cependant, à moins d'une pression élevée des jets qui
modifient alors la structure de la nappe, cette évolution présente,
l'inconvénient de ne pas permettre un mouillage satisfaisant de la
nappe si les fibres ne sont pas hydrophiles - ce qui est le cas du
coton écru - car le liquide pénètre alors difficilement et ne la
traverse pas. En outre, il n'est pas aisé de réaliser une pulvéri-
sation uniforme sur toute la largeur de la nappe, celle-ci pouvant
être plus abondante dans les zones de recouvrement des jets ou bien
au contraire plus pauvre dans les intervalles entre les impacts des
jets. Pour pallier ces inconvénients, il est nécessaire de multi-
plier le nombre de rampes, ce qui rend le dispositif complexe.
Le brevet FR 1374161 décrit un appareil pour le lavage des
tissus fragiles dans lequel le tissu est soutenu sur une toile
poreuse sans fin tandis que la liqueur de lavage est pulvérisée au
moyen d'une pluralité de buses. I1 comporte, en outre, des boîtes
d'aspiration disposées sous la toile par lesquelles la liqueur est
aspirée au travers de la nappe facilitant l'opération de nettoyage.
Ce brevet visant uniquement le nettoyage n'enseigne ainsi pas
comment imprégner uniformément la nappe d'une qualité contrôlée de
liqueur de traitement.
La demande de brevet EP 97268 porte sur un appareil pour
appliquer une mousse sur une nappe et comporte un organe distri-
buteur alimentant une pluralité de conduits reliés à un dispositif
d'application avec déversoir. Ce dispositif est pourvu d'une tôle
arrondie par laquelle la mousse se déverse en une lame continue.
Bien qu'assurant un dépôt uniforme de mousse, l'appareil ne prévoit
aucun moyen permettant de contrôler la quantité incorporée à la
nappe .- --
-'U'n-autre moyen connu consiste à imprégner la nappe dans un bac
contenant la liqueur d'imprégnation, assurer le mouillage des
fibres et enfin à éliminer l'excès de liquide par passage dans un
foulard. On assure par cette technique une imprégnation satis-
faisante, cependant lorsque la nappe textile n'a pas de cohésion,
2.Z
on a tendance à la déformer par l'action mécanique exercée sur les
fibres, et à produire des irrégularités, de occlusions d'air, qui
âu final ne permettent pas son emploi tel quel.
L'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et
propose un procédé d'imprégnation d'une nappe textile avec un
liquide aqueux notamment du type contenant un agent de traitement
selon lequel on dépose la nappe sur un tapis support sans fin
perméable aux liquides, on applique ledit liquide sur la nappe et
on crée, au moyen d'une fente d'aspiration disposée sous la toile,
une dépression suffisante pour permettre à au moins une partie
dudit liquide de traverser la nappe, caractérisé en ce que ledit
liquide est déversé par gravité sur la nappe sous la forme d'une
lame liquide transversale à la direction de déplacement de celle-ci
et le taux de liquide déversé, défini par rapport au poids de la
nappe, défilant sous ladite lame, est supérieur à un rapport
déterminé à partir duquel
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le taux d'emport est fonction de ladite dépression et indépendant
de la quantité déversée, de façon à permettre une imprégnation
homogène et un contrôle aisé du taux d'emport.
Le procédé présente les avantages suivants:
- I1 permet une imprégnation uniforme sur toute la largeur à
traiter par l'application du liquide sous la forme d'une lame ou
d'un rideau continu qui apporte la même quantité de liquide sur
toute la largeur.
- La masse liquide, par son inertie, chasse de façon très
efficace l'air emprisonné entre les fibres. Elle est assistée à cet
effet par l'aspiration produite sous la toile. On assure ainsi le
mouillage des fibres dans toute l'épaisseur.
La fente d'aspiration remplit la fonction d'exprimage du
liquide en excès de la nappe. Cet exprimage étant, contrairement au
foulard classique, effectué sans pincement ni contact de pièces
mécaniques, n'engendre aucun déplacement notable des fibres et ne
perturbe pas leur organisation. Les risques de déformation de la
nappe sont faibles.
- La fente, par sa disposition de préférence au droit de la
lame liquide, exerce une force d'aspiration sur celui-ci et
contribue à stabiliser son écoulement, et à garantir une
répartition du flux sur toute la largeur de la nappe.
- Le flux liquide par son inertie, communique enfin une
certaine énergie à la nappe, ce qui se traduit par un accroissement
de la cohésion de cette dernière. On constate en effet, avec
surprise, qu'une nappe constituée de fibres de coton initialement
non liées peut subir sans dommages les manipulations accompagnant
son traitement ultérieur. Elle ne se casse ni ne se déforme.
L'aspect de la nappe et sa résistance mécanique à l'issue du
traitement hydrophile et de blanchiment, sont tels qu'il est
possible de l'utiliser comme produit fini ou servi-fini.
- I1 permet de contrôler le taux d' emport de liquide par la
nappe, appelé également taux d'exprimage. On rappelle que le taux
d'exprimage est égal au taux de liquide résiduel après essorage par
rapport au poids de la nappe. On réalise cet objectif en déversant
sur la nappe une quantité de liquide telle que le taux du liquide
déversé par rapport au poids de la nappe (voir sa définition plus
loin, dans les exemples) est supérieur à un taux déterminé au-delà
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duquel le taux d'exprimage est fonction de la dépression créée par
la fente d'aspiration et indépendant de la quantité déversée.
On a constaté en effet avec surprise qu'au-delà d'une certaine
quantité de liquide déversée sur la nappe, le taux d'exprimage ne
dépendait plus de la quantité de liquide apportée mais uniquement
de la dépression. Dépendant d'un seul paramètre, il peut être ainsi
plus aisément contrblé notamment à l'intérieur d'un intervalle
compris entre 40 X et 400 X . En réglant le taux déversé au-delà de
ce seuil, on maitrise ainsi de façon très satisfaisante l'impré-
gnation et la régularité du traitement qui s'ensuit. Si, par
exemple, la vitesse de défilement de la nappe subit des variations
intempestives, le taux déversé varie mais pas le taux d'emport. I1
en est de même si la masse de la nappe n'est pas constante.
En pratique, ce seuil est déterminé expérimentalement. I1
correspond à un taux déversé compris entre 300 X et 1500 X . Pour
un même liquide, il dépend de la nature des fibres, du poids de la
nappe et de sa présentation : comprimée ou ouverte, tissu, tricot
ou nontissé. Par exemple, pour une nappe cardée de coton écru de
250 g/m', imprégnée avec une solution aqueuse de débouillissage, il
correspond à un taux de l'ordre de 600 X .
Sur une nappe fibreuse non liée telle qu'une nappe de coton
écru on peut faire varier alors le taux d'emport entre 150 % et
400 X, de préférence entre 250 X et 300 X .
Le procédé vise essentiellement l'imprégnation d'une nappe
textile composée de fibres non liées, de grammage compris entre 20
et 1000 g/m2. Les fibres peuvent être de toutes natures . naturel-
les, synthétiques ou artificielles, seules ou en mélange. La nappe
peut être formée par tout moyen convenable, mécanique ou pneu-
matique. La nappe peut éventuellement être composite et obtenue à
partir de deux ou plusieurs voiles de carde associés ou non à des
voiles formés pneumatiquement. Outre les nappes fibreuses non
liées, le procédé convient également à l'imprégnation de textiles
liés : tissus, tricots ou autres.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un dispositif de
distribution de liquide assurant la formation d'une lame continue
et aussi régulière que possible. On parvient à ce but avec un
organe distributeur de liquide pourvu d'un déversoir avec une
portion de surface d'écoulement orientée vers la nappe, de largeur
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au moins égale à celle de la zone à imprégner.
Selon un mode de réalisation préféré, le déversoir est
constitué d'une tôle à profil cylindrique convexe dont le bord aval
est dentelé afin de faciliter le décollement de la lame liquide.
En particulier on améliore l'écoulement laminaire en prévoyant
des rainures dans la région des bords latéraux.
Un autre objet de l'invention est d'améliorer l'imprégnation
d'une nappe constituée de fibres non liées, déposée sur un tapis
poreux, par des moyens mécaniques ou pneumatiques. On parvient à ce
but en comprimant la nappe, notamment par un moyen mécanique, de
façon à en réduire l'épaisseur avant son passage sous la lame
liquide.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit moyen de
compactage est constitué par un rouleau presseur.
On améliore encore le compactage de la nappe en disposant une
fente à vide immédiatement en aval de l'organe de compactage de
façon à éviter le relaxation de la nappe avant son passage à
travers le moyen d'imprégnation.
Un autre obj et de l' invention est de concevoir un procédé de
débouillissage et de blanchiment de fibres de coton écru, en
continu, permettant d'obtenir une nappe de coton traitée, présen-
tant une résistance mécanique et une régularité d'aspect suffi-
santes pour que la nappe puisse être utilisée telle quelle, sans
autre traitement mécanique que le découpage ou autre opération de
transformation en produit fini.
On parvient à ce but en réalisant au moins l'une des opéra-
tions d'imprégnation selon la technique conforme à l'invention.
En particulier, on prévoit de réaliser selon cette technique,
au moins la première imprégnation prévue dans le traitement avec
une liqueur contenant un agent de débouillissage. Grâce au procédé
de l'invention, on assure en effet non seulement une imprégnation
homogène à taux d'exprimage contrôlé mais également on consolide,
avant tout autre traitement, la nappe par l'action de la lame sur
les fibres, comme cela a été rapporté plus haut, sans perturber la
qualité du nappage réalisé par le formeur en amont.
Par cette consolidation, la nappe peut être manipulée, trans-
férée, traitée, rincée, exprimée sans risque de rupture ni de
déformation. En outre, grâce à la qualité de son aspect, il est
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possible de la transformer directement en produit fini sans qu'il
soit nécessaire de la carder à nouveau ou de la retravailler.
D'autres caractéristiques et avantages, apparaitront à la
lecture de la description qui suit d'un mode de mise en oeuvre non
limitatif de l'invention, en référence aux dessins sur lesquels
- la figure 1 représente schématiquement un procédé d'impré-
gnation d'une nappe de coton
- la figure 2 est une représentation en perspective d'un
dispositif de distribution de liquide
- la figure 3 représente schématiquement une installation de
débouillissage et de blanchiment de fibres de coton. écru.
Sur le schéma de la figure 1, on a représenté une installation
d'imprégnation conforme à l'invention, appliquée au traitement
d'une nappe de fibres non liées de coton écru, par exemple.
Un système formeur schématisé par le bloc (2) dépose les
fibres ouvertes et individualisées sur un tapis (4) sans fin,
entraîné dans un mouvement de translation plan selon la flèche. Le
tapis est poreux; il peut s'agir d'un matériau imperméable conve-
nablement perforé ou bien d'une toile. Le tapis est tendu entre des
rouleaux horizontaux dont l'un est moteur. La nappe (6) issue du
formeur est relativement épaisse et uniforme.
En aval, un rouleau presseur (7) monté à rotation autour d'un
axe horizontal, transversal au sens de déplacement, coopérant avec
un contre-rouleau (8) placé sur la toile, a pour fonction de
chasser en partie l'air de la nappe en réduisant son épaisseur. I1
est important de chasser cet air, car il forme des poches s'op-
posant à la pénétration ultérieure du liquide. Immédiatement en
aval du moyen de compactage, on a prévu la mise en oeuvre d'une
dépression sous la nappe par le moyen d'une première fente d'aspi-
ration (9), pour éviter qu'elle ne regonfle naturellement sous
l'effet des forces de rappel élastiques exercées par les fibres
elles-mêmes. En outre, la dépression plaque les fibres contre la
toile et favorise l'action du liquide par après. La fente (9) est
en communication avec une source de vide non représentée. La nappe
issue de ce moyen de compactage n'a subi aucune autre déformation
qu'une réduction de hauteur. Son homogénéité n'est pas rompue. Par
exemple, une nappe de coton écru ayant, initialement selon le gram-
mage et le mode de formage, une épaisseur comprise entre 40 et
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150 mm, est compactée ainsi jusqu'à une hauteur comprise entre 10
et 30 mm. Pour le compactage, au lieu d'un moyen mécanique on peut
utiliser également l'effet d'une dépression créée sous la nappe.
Ensuite, la nappe passe dans le dispositif d'imprégnation
proprement dit (10). Celui-ci (10) est composé de deux éléments .
un distributeur (11) du liquide et un organe d'aspiration (13).
L'organe distributeur (10) est conçu pour délivrer le liquide
sous la forme d'un rideau, ou lame, transversal au sens de dépla-
cernent de la nappe, le liquide étant mis en mouvement par l'action
de la simple gravité. Par lame ou rideau, on comprend une répar-
tition uniforme du liquide sens travers, sans solution de conti-
nuité. A l'aplomb de la zone d'impact du liquide, on a prévu un
organe d'aspiration (13) constitué par une fente d'aspiration de
largeur déterminée, et dont la hauteur de vide est choisie de façon
à pouvoir contrôler le taux d'exprimage du liquide dans la nappe.
En se reportant à la figure (2), qui est une représentation en
perspective cavalière du dispositif (10) coupé dans le sens du
déplacement du tapis (4), on note que le distributeur (11) comprend
une zone d'accumulation de liquide, séparée en deux compartiments
(113, 114) par une cloison transversale (112) percée d'orifices
mettant en communication les 2 compartiments (113,114). Le premier
compartiment est alimenté en liquide par une canalisation et
alimente le compartiment (114). Cette disposition permet de réduire
les turbulences à l'intérieur de ce dernier compartiment. Sur sa
paroi extérieure, on a prévu un déversoir (115) de forme
cylindrique convexe, dont les génératrices sont horizontales et
orientées perpendiculairement au sens de défilement de la nappe. Le
bord libre du déversoir est dentelé, c'est-à-dire qu'il est pourvu
de saillies pointues (115') dans le prolongement de sa surface,
dans le but de faciliter le décollement du liquide de la surface du
déversoir. La courbure du déversoir est choisie de façon que le
liquide s'écoulant par trop-plein depuis le compartiment (114)
forme un flux laminaire à filets de courant aussi parallèles que
possible. La tangente du déversoir à son bord libre est de
préférence sensiblement verticale. L'état de surface est également
un facteur à prendre en considération; il est choisi lisse pour
réduire les perturbations. Le flux issu du déversoir forme ainsi un
rideau, ou lame, liquide continu dans sa direction transversale et
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sensiblement plan. Afin de réduire le rétrécissement de la lame
liquide entre le déversoir et son impact sur la nappe, on peut
prévoir de ménager, près des bords latéraux, de fines rainures en
surface du déversoir, orientées dans le sens des filets fluides, ou
bien des lamelles de guidage le long desquelles les filets fluides
restent collés.
A l'aplomb du déversoir (115), sous le tapis (4) on a prévu
une fente d'aspiration (13) qui lui est parallèle, communiquant
avec une source de vide. La taille de l'ouverture de la fente est
déterminée de façon à exercer une aspiration d'une durée suffisante
quand la nappe passe à son niveau. Elle s'étend donc en aval du
déversoir sur une distance déterminée fonction de la nature de
défilement de la nappe.
La dépression engendrée par la fente est choisie de façon à
être suffisante pour essorer la nappe. Par ailleurs, on a constaté
que l'on pouvait contrôler le taux d'exprimage de la nappe en
réglant uniquement le niveau de dépression, quand le débit de
liquide excédait un seuil.
Cette propriété est illustrée par les exemples suivants
Exemple 1
On a préparé une nappe de coton de largeur 0,56 m (L) dont le
grammage à sec (M) était de 250-260 g/m2, et déposé sur un tapis se
déplaçant à une vitesse (V) de 25 m/min. On a déversé avec le
dispositif décrit de l'eau légèrement colorée. La fente d'aspi-
ration avait une largeur de 30 mm et la dépression était de 90 mb
(vide relatif). On a fait varier progressivement le débit (D) de
l'eau déversée. On constate qu'à partir d'un seuil de taux déversé
(Td) correspondant à environ 600 X, le taux d'exprimage (E), ou
d'emport, varie très peu. La courbe Td = f(E) devient asymptotique.
Le taux déversé (Td) est le rapport exprimé en pourcentage
entre la masse de liquide déversée et la masse de fibres défilant
sous la masse dudit liquide.
Td = D x 1000 x 100
60 x L x V x M
E = Masse humide - masse sèche x 100
Masse sèche
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Dbit (1/h) 5501/h 12001/h 15701/h 18001/h
Taux dvers (%) 260 % 570 X 750 % 860 %
(M = 250g/m2)
Taux d'exprimage215 % 275 X 290 % 285 %
Exemple 2
On a traité de la même façon qu'à l'exemple 1 un nontissé
aiguilleté en fibres de viscose.
M = 145 g/m'
V = 25 m/min
Dépression : 85 mb
La variation du taux d'exprimage (E) en fonction du taux
déversé est reportée dans le tableau suivant
Td 310 380 500 670 920 1270 1565 1900
X
E 142 152 ~ 163 ~ 178 ~ 190 197 200 205
% ~ ~
En traçant la courbe E = f(Td) on peut déterminer le seuil à
partir duquel E ne varie que très faiblement. Dans cet exemple, il
se situe à 1000 X - 1200 X .
Exemple 3
On a traité de la même façon qu'à l'exemple 1 un jersey de
coton
M = 140 g/m'
V = 25 m/min
Dépression : 90 mb
Td 325 430 685 891 1400
%
E 39 51 60 62 62
%
Graphiquement on détermine que le seuil se situe aux environs
de Td = 600 X
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Exemple 4
Les exemples suivants illustrent comment on peut contrôler le
taux d'exprimage ou d'emport (en X) en fonction de la dépression
(aP) créée sous la nappe, pour 3 types différents de nappe.
Solution : Eau + agent mouillant (5 g/1)
Débit . 1200 1/h, largeur 0.5 m
Vitesse . 3 m/min
Fente . 30 mm soit un temps d'aspiration de 0.6 s. Au-delà
de cette valeur la durée d'aspiration n'a
pratiquement plus d'in- fluence sur le taux
d'exprimage.
TOILE DE 115 g,/m'
Tauz déversé : 1390 Z
aP(mb) 44 50 69 80 88
E X 100 ~ ~ 87 76 73
94 ~ ~
TRICOT DE 140 g/m'
Tauz déversé : 1140 Z
aP(mb) 38 42 55 64 76 84
E X 119 ~ 117 ~ 104 ~ 87 77 ~
~ 70
NAPPE DE COTON ECRU DE 250 Q/m'
Tarez déversé : 570 Z
aP(mb) 42 50 65 74 85 92
E X 450 ~ 350 320 290 280 ~ 275
On décrit ci-après une installation complète de blanchiment
des fibres de coton écru mettant en oeuvre le procédé
d'imprégnation de l'invention, en relation avec la figure 3.
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Le procédé de blanchiment consiste à ouvrir, nettoyer, effec-
tuer le cas échéant le mélange de coton de différentes origines et
qualités, et à former en (21) une nappe comprise entre 50 et
1000 g/m2, de préférence entre 100 et 600 g/m2 par tout moyen
convenable, mécanique (carde) et/ou pneumatique.
Cette nappe est supportée et entraînée par un tapis à travers
les différents postes de traitement.
On l'imprègne en (22) selon le moyen de l'invention avec une
solution de débouillissage (soude avec mouillant) tout en
contrôlant le taux d'exprimage par le vide créé au niveau de la
fente aspirante. Le vide est de l'ordre de 100 mbars.
On introduit la nappe dans un vaporiseur (23) chauffé à une
température voisine de 100°C dans lequel elle séjourne, tout en
restant continue grâce à un moyen de stockage approprié, pendant
une durée déterminée fonction de la liqueur et du taux d'emport.
On la rince ensuite et on extrait le jus de débouillissage au
moyen d'une deuxième lame liquide (24) et d'une fente à vide
associée à un vide moyen (100 à 350 mbars).
On imprègne la nappe débouillie hydrophile, avec une solution
de blanchiment (eau oxygénée avec de la soude essentiellement) au
moyen d'un troisième dispositif à lame liquide et fente à vide
(25).
On introduit à nouveau la nappe dans un vaporiseur (26)
chauffé à une température voisine de 100°C dans lequel elle sé-
journe grâce à un moyen de stockage approprié, durant un temps
suffisant long pour que le blanchiment soit effectif.
Ensuite on rince la nappe au moyen d'une succession de lames
liquides associées à des fentes aspirantes (27).
Enfin on extrait en (28) le maximum d'eau contenu dans la
nappe, et on la sèche dans un four (29) qui est de préférence à air
traversant.
La nappe peut être utilisée directement pour la fabrication de
coton hydrophile paqueté ou bien être transformée en fibres après
déchiquetage pour la réalisation de produits non tissés.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation repré-
sentés. Elle englobe tous les équivalents et toutes les appli-
cations à la portée de l'homme du métier.
