Forbedret farvning af tekstilfibre med ultralyd

Ultralydsassisteret farvning af fibre og stoffer forbedrer farvestoffets indtrængning i fibrenes porer og øger farvestyrken og farveægtheden betydeligt. Ultralydsfarvning er en hurtig proces, som kan udføres under milde betingelser og ved lave temperaturer. Fiberstrukturen i materialer såsom stoffer og tekstiler beskadiges ikke af sonikering og forbliver intakt. Sonikering intensiverer farvebehandlingen og giver bedre farveresultater og en hurtig proces.

Ultralydsfarvning af uld: Sonikering forbedrer farvestyrken og farvestoffets indtrængning i fibrene betydeligt.

Ultralydsfarvning for højere farvestyrke, ægthed og kvalitet

Ultralydens virkninger under farvning

Befugtning og masseoverførsel: Ultralydskavitation og mikrostrømning forbedrer farvestoffets indtrængning i materialets fiber- og garnporer. Ultralydskavitation øger farvestoffets diffusionshastighed inde i fiberen ved at perforere fiberens ydre lag, så farvestoffet kan trænge ind i fiberens porer. Samtidig fremskynder sonikering den kemiske reaktion mellem farvestof og fiber.
Dispergering: Sonikering bryder dråber, agglomerater og aggregater op og danner en ensartet dispersion i farvestoffet.
Afgasning: Ultralydsbølger frigiver opløste eller indesluttede gasmolekyler fra fiberen til væsken, så gassen kan gennemgå kavitation, hvilket fremmer kontakten mellem farvestof og fiber samt indtrængningen og dermed giver en hurtig og fuldstændig farvning af fiberen.
Tissera et al. (2016) påviste, at sonikering kan opnå god farvestyrke på bomuldsstof ved meget lave temperaturer såsom 30ºC, hvilket var cirka 230% mere end den farvestyrke, der blev opnået med den normale opvarmningsmetode til farvning. Mild sonikering med 0,7 W/cm² med UP400St under milde temperaturbetingelser ved ca. 30ºC gav betydeligt forbedrede resultater med hensyn til farvestyrke og dyb indtrængning af farvestoffet i bomuldsstoffet.
En partikelstørrelsesanalyse af farvestoffet viste, at sonikering deagglomererer og dispergerer de hydrolyserede farvestofmolekyler under farvningen og hjælper farvestoffet med at trænge dybere ind i stoffet. Samtidig forbliver fiberoverfladen og fibermorfologien uændrede og fuldstændig intakte efter sonikering.

Ultralydseffektniveauets indvirkning på farveudbyttet
(Graf og undersøgelse af Haddar et al. 2015)

Ultralydsfarvning til forskellige fiber- og stoftyper

Sonikering er en effektiv, men mild teknik til farvning af fibre og stoffer med farvemidler såsom organiske og uorganiske farvestoffer.
Forsknings- og pilotundersøgelser har med succes afprøvet ultralydsfarvningsteknikken på forskellige fiber- og stoftyper.
Sonikering forbedrede farveprocessen for

• uld
• silke
• angora
• (økologisk) bomuld og strikkede bomuldsstoffer
• syntetiske stoffer, f.eks. nylon, polyester, polyamid
• naturfibre, f.eks. hamp, bambus
• cellulosebaserede stoffer

SEM-analyse viser, at ultralydsassisteret farvning ikke påvirker overfladestrukturen af (nano-)fibre.

Ultralydsapparater med høj ydeevne til farvning af fibre og stoffer

Hielscher Ultrasonics er din partner med mange års erfaring inden for ultralydsbehandling med høj ydeevne. Vi tilbyder det fulde sortiment fra laboratorie- og bordmodeller af ultralydsapparater til forskning, gennemførlighedstest og procesoptimering til fuldt industrielle ultralydsprocessorer til behandling af store volumener. Til ultralydsfarvning af tekstiler og stoffer tilbyder Hielscher forskellige løsninger afhængigt af fiberen eller tekstilet og farvestoffet.

Ultralydsfarvningssystem med 2kW ultralydsapparat

Hielscher Ultrasonics’ industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget lave til meget høje amplituder. De er bygget til krævende anvendelser, og amplituder på op til 200µm kan nemt opretholdes kontinuerligt i 24/7-drift. Til endnu højere amplituder fås specialtilpassede ultralydssonotroder. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr muliggør 24/7-drift under høj belastning og i krævende miljøer.
Vores kunder er tilfredse med den fremragende robusthed og pålidelighed af Hielscher Ultrasonic’s systemer. Installation til krævende anvendelser, i krævende miljøer og til 24/7-drift sikrer effektiv og økonomisk behandling. Procesintensivering med ultralyd reducerer behandlingstiden og giver bedre resultater, dvs. højere kvalitet, højere udbytter og innovative produkter.