Lepší barvení textilních vláken pomocí ultrazvuku

Barvení vláken a tkanin za pomoci ultrazvuku zlepšuje pronikání barviva do pórů vláken a výrazně zvyšuje intenzitu zbarvení a stálobarevnost. Ultrazvukové barvení je rychlý proces, který lze provádět za mírných podmínek a při nízkých teplotách. Struktura vláken materiálů, jako jsou tkaniny a textilie, není sonikací poškozena a zůstává neporušená. Sonikace intenzifikuje barvicí proces, čímž se dosahuje lepších barevných výsledků a rychlého průběhu.

Ultrazvukové barvení vlny: Sonikace výrazně zlepšuje intenzitu zbarvení a pronikání barviva do vláken.

Ultrazvukové barvení pro vyšší intenzitu zbarvení, stálobarevnost a kvalitu

Účinky ultrazvuku během barvení

Smáčení a přenos hmoty: Ultrazvuková kavitace a mikroproudění zlepšují pronikání barviva do pórů vláken a přízí materiálu. Ultrazvuková kavitace urychluje difuzi barviva uvnitř vlákna tím, že perforuje vnější vrstvu vlákna, takže barvivo může vstoupit do pórů vlákna. Současně sonikace urychluje chemickou reakci mezi barvivem a vláknem.
Disperze: Sonikace rozbíjí kapičky, aglomeráty a agregáty, a vytváří tak v barvivu rovnoměrnou disperzi.
Odplynění: Ultrazvukové vlny uvolňují rozpuštěné nebo zachycené molekuly plynu z vlákna do kapaliny, takže plyn může podléhat kavitaci, což usnadňuje kontakt barviva s vláknem a jeho pronikání pro rychlé a úplné probarvení vlákna.
Tissera et al. (2016) prokázali, že sonikace dokáže dosáhnout dobré intenzity zbarvení bavlněné tkaniny při velmi nízké teplotě, například 30ºC, což bylo přibližně o 230% více než intenzita zbarvení dosažená při běžné metodě barvení za ohřevu. Mírná sonikace o intenzitě 0,7 W/cm² pomocí přístroje UP400St za mírných teplotních podmínek při cca 30ºC přinesla výrazně lepší výsledky intenzity zbarvení a hluboké pronikání barviva do bavlněné tkaniny.
Analýza velikosti částic barviva ukázala, že sonikace během barvení deaglomeruje a disperguje hydrolyzované molekuly barviva a pomáhá barvivu proniknout hlouběji do tkaniny. Povrch a morfologie vláken přitom po sonikaci zůstávají nezměněné a zcela neporušené.

Vliv úrovně ultrazvukového výkonu na barevný výtěžek
(Graf a studie: Haddar et al. 2015)

Ultrazvukové barvení různých typů vláken a tkanin

Sonikace je účinná, a přitom šetrná technika barvení vláken a tkanin barvivy, jako jsou organická a anorganická barviva.
Výzkumné a pilotní studie úspěšně otestovaly techniku ultrazvukového barvení u různých typů vláken a tkanin.
Sonikace zlepšila proces barvení u těchto materiálů:

• vlna
• hedvábí
• angora
• (organická) bavlna a pletené bavlněné tkaniny
• syntetické tkaniny, např. nylon, polyester, polyamid
• přírodní vlákna, např. konopí, bambus
• celulózové tkaniny

Analýza SEM ukazuje, že barvení za pomoci ultrazvuku neovlivňuje povrchovou strukturu (nano)vláken.

Vysoce výkonné sonikátory pro barvení vláken a tkanin

Hielscher Ultrasonics je Vaším dlouholetým zkušeným partnerem v oblasti vysoce výkonného ultrazvukového zpracování. Nabízíme kompletní portfolio od laboratorních a stolních sonikátorů pro výzkum, testování proveditelnosti a optimalizaci procesů až po plně průmyslové ultrazvukové procesory pro zpracování velkých objemů. Pro ultrazvukové barvení textilií a tkanin nabízí Hielscher různá řešení v závislosti na vlákně či textilii a barvivu.

Ultrazvukový barvicí systém s 2kW sonikátorem

Průmyslové ultrazvukové procesory Hielscher Ultrasonics dokážou dodávat velmi mírné až velmi vysoké amplitudy. Jsou konstruovány pro náročné aplikace, takže amplitudy až 200µm lze snadno udržovat v nepřetržitém provozu 24/7. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici zakázkové ultrazvukové sonotrody. Robustnost ultrazvukových zařízení Hielscher umožňuje provoz 24/7 při vysokém zatížení a v náročných prostředích.
Naši zákazníci jsou spokojeni s vynikající robustností a spolehlivostí systémů Hielscher Ultrasonic. Instalace v oblastech náročných aplikací, v náročných prostředích a v provozu 24/7 zajišťují efektivní a hospodárné zpracování. Ultrazvuková intenzifikace procesů zkracuje dobu zpracování a dosahuje lepších výsledků, tj. vyšší kvality, vyšších výtěžků a inovativních produktů.