بهبود رنگرزی الیاف نساجی با فراصوت
رنگرزی الیاف و پارچه‌ها به کمک فراصوت، نفوذ رنگزا به منافذ الیاف را بهبود می‌بخشد و قدرت رنگی و ثبات رنگ را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. رنگرزی فراصوتی فرایندی سریع است که می‌توان آن را در شرایط ملایم و دماهای پایین انجام داد. ساختار الیافی موادی مانند پارچه‌ها و منسوجات بر اثر فراصوت‌دهی آسیب نمی‌بیند و سالم باقی می‌ماند. فراصوت‌دهی با تشدید فرایند رنگرزی، نتایج رنگی بهتر و فرایندی سریع فراهم می‌کند.
- بهبود نفوذ رنگزا به الیاف
- افزایش قدرت رنگی
- بهبود ویژگی‌های رنگی
- فرایند رنگرزی سریع
- بهبود جذب رنگزا و قدرت رنگی
- ثبات بیشتر در برابر شست‌وشو، مالش و تعریق
- سازگار با پارچه‌های گوناگون (مانند پشم، ابریشم، پلی‌آمید و غیره)
- کاهش هزینه‌های کلی فرایند
- فرایندی ملایم، سازگار با محیط‌زیست و سبز
- کاربری ساده و ایمن
رنگرزی فراصوتی پشم: فراصوت‌دهی قدرت رنگی و نفوذ رنگزا به الیاف را به‌طور چشمگیری بهبود می‌بخشد.
هموژنایزر فراصوتی UP200St
رنگرزی فراصوتی برای قدرت رنگی، ثبات و کیفیت بیشتر
اثرات فراصوت در حین رنگرزی
ترشوندگی و انتقال جرم: کاویتاسیون فراصوتی و ریزجریان‌ها، نفوذ رنگزا به منافذ الیاف و نخ‌های ماده را بهبود می‌بخشند. کاویتاسیون فراصوتی با ایجاد سوراخ در لایهٔ بیرونی الیاف، سرعت نفوذ انتشاری رنگزا درون الیاف را افزایش می‌دهد تا رنگزا بتواند وارد منافذ الیاف شود. هم‌زمان، فراصوت‌دهی واکنش شیمیایی بین رنگزا و الیاف را تسریع می‌کند.
پراکنش: فراصوت‌دهی قطرات، کلوخه‌ها و تجمعات را از هم می‌شکند و پراکنشی یکنواخت در رنگزا ایجاد می‌کند.
گاززدایی: امواج فراصوت، مولکول‌های گاز حل‌شده یا محبوس را از الیاف به درون مایع آزاد می‌کنند تا گاز بتواند دچار کاویتاسیون شود؛ به‌این‌ترتیب، تماس رنگزا با الیاف و نفوذ آن تسهیل می‌شود و رنگ‌گیری الیاف سریع و کامل صورت می‌گیرد.
Tissera et al. (2016) نشان دادند که فراصوت‌دهی می‌تواند در دماهای بسیار پایین، مانند 30ºC، قدرت رنگی مطلوبی روی پارچهٔ پنبه‌ای ایجاد کند که تقریباً 230% بیشتر از قدرت رنگی حاصل از روش معمول رنگرزی با گرمایش بود. فراصوت‌دهی ملایم با شدت 0٫7 W/cm2 با استفاده از UP400St در شرایط دمایی ملایم، حدود 30ºC، موجب بهبود چشمگیر قدرت رنگی و نفوذ عمیق رنگزا به پارچهٔ پنبه‌ای شد.
تجزیه‌وتحلیل اندازهٔ ذرات رنگزا نشان داد که فراصوت‌دهی در حین رنگرزی، مولکول‌های هیدرولیزشدهٔ رنگزا را کلوخه‌زدایی و پراکنده می‌کند و به نفوذ عمیق‌تر رنگزا به پارچه کمک می‌کند. درعین‌حال، سطح و ریخت‌شناسی الیاف پس از فراصوت‌دهی بدون تغییر و کاملاً سالم باقی می‌مانند.
تأثیر سطح توان فراصوت بر بازده رنگی
(نمودار و پژوهش از Haddar et al. 2015)
رنگرزی فراصوتی برای انواع الیاف و پارچه
فراصوت‌دهی روشی مؤثر و درعین‌حال ملایم برای رنگرزی الیاف و پارچه‌ها با مواد رنگ‌دهنده‌ای مانند رنگزاهای آلی و معدنی است.
پژوهش‌ها و مطالعات پایلوت، روش رنگرزی فراصوتی را برای انواع الیاف و پارچه با موفقیت آزموده‌اند.
فراصوت‌دهی فرایند رنگرزی موارد زیر را بهبود بخشیده است:
- پشم
- ابریشم
- آنگورا
- پنبهٔ (ارگانیک) و پارچه‌های پنبه‌ای حلقوی‌باف
- پارچه‌های مصنوعی، مانند نایلون، پلی‌استر و پلی‌آمید
- الیاف طبیعی، مانند کنف و بامبو
- پارچه‌های سلولزی
تحلیل SEM نشان می‌دهد که رنگرزی به کمک فراصوت بر ساختار سطحی الیاف (از جمله نانوالیاف) تأثیر نمی‌گذارد.
دستگاه‌های فراصوت با عملکرد بالا برای رنگرزی الیاف و پارچه‌ها
Hielscher Ultrasonics در زمینهٔ پردازش فراصوتی با عملکرد بالا، شریک باتجربهٔ شما با سابقه‌ای طولانی است. ما مجموعه‌ای کامل ارائه می‌کنیم؛ از دستگاه‌های فراصوت آزمایشگاهی و رومیزی برای پژوهش، آزمون امکان‌سنجی و بهینه‌سازی فرایند، تا پردازشگرهای فراصوتی کاملاً صنعتی برای پردازش حجم‌های بالا. Hielscher برای رنگرزی فراصوتی منسوجات و پارچه‌ها، بسته به نوع الیاف یا منسوج و رنگزا، راهکارهای گوناگونی ارائه می‌دهد.
سامانهٔ رنگرزی فراصوتی با دستگاه فراصوت 2kW
پردازشگرهای فراصوتی صنعتی Hielscher Ultrasonics می‌توانند دامنه‌های ارتعاشی بسیار کم تا بسیار زیاد را تأمین کنند. این دستگاه‌ها برای کاربردهای سنگین ساخته شده‌اند و به‌راحتی می‌توانند با دامنه‌های تا 200µm به‌صورت پیوسته در کارکرد 24/7 کار کنند. برای دامنه‌های حتی بالاتر، سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی در دسترس هستند. استحکام تجهیزات فراصوتی Hielscher امکان کارکرد 24/7 را زیر بار سنگین و در محیط‌های دشوار فراهم می‌کند.
مشتریان ما از استحکام و قابلیت اطمینان برجستهٔ سامانه‌های Hielscher Ultrasonic رضایت دارند. نصب این سامانه‌ها در حوزه‌های کاربرد سنگین، محیط‌های دشوار و برای کارکرد 24/7، پردازشی کارآمد و اقتصادی را تضمین می‌کند. تشدید فرایند با فراصوت، زمان پردازش را کاهش می‌دهد و نتایج بهتری، یعنی کیفیت بالاتر، بازده بیشتر و محصولات نوآورانه، به همراه دارد.
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
منابع و مراجع
- Akalın M., Merdan N., Kocak D., et al. (2004): Effects of ultrasonic energy on the wash fastness of reactive dyes. Ultrasonics 2004; 42: 161-164.
- Atav R., Yurdakul A. (2016): Ultrasonic Assisted Dyeing of Angora Fibre. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2016; 24, 5(119): 137-142.
- Nadeeka D. Tissera, Ruchira N. Wijesena, K.M. Nalin de Silva (2016): Ultrasound energy to accelerate dye uptake and dye–fiber interaction of reactive dye on knitted cotton fabric at low temperatures. Ultrasonics Sonochemistry 29, 2016. 270–278.
- Wafa Haddar; Noureddine Baaka; Nizar Meksi; Manel Ben Ticha; Ahlème Guesmi; M. Farouk Mhenni (2015): Use of Ultrasonic Energy for Enhancing the Dyeing Performances of Polyamide Fibers with Olive Vegetable Water. Fibers and Polymers 2015, Vol.16, No.7. 1506 -1511.
دانستنی‌های مفید
رنگزاهای پارچه
رنگزاهای پارچه (یا رنگزاهای نساجی) موادی مایع هستند که برای رنگ‌کردن مواد نساجی مانند الیاف، نخ‌ها و پارچه‌ها، با هدف دستیابی به رنگی با ثبات مطلوب، استفاده می‌شوند. رنگزاها به درون پارچه نفوذ می‌کنند و آن را از نظر شیمیایی تغییر می‌دهند که به رنگ‌گیری دائمی می‌انجامد.
معمولاً الیاف اکریلیک با رنگزاهای بازی رنگرزی می‌شوند، درحالی‌که نایلون و الیاف پروتئینی مانند پشم و ابریشم با رنگزاهای اسیدی رنگرزی می‌شوند و برای نخ پلی‌استر از رنگزاهای دیسپرس استفاده می‌شود. پنبه را می‌توان با انواع مختلف رنگزا، از جمله رنگزاهای خمی و رنگزاهای مصنوعی مدرنِ راکتیو و مستقیم، رنگرزی کرد.
رنگزاهای راکتیو مهم‌ترین نوع رنگزا برای الیاف سلولزی مانند پنبه و ویسکوز هستند، اما اهمیت آن‌ها برای پشم و پلی‌آمید نیز رو به افزایش است. به‌دلیل تنوع گستردهٔ انواع رنگزاهای راکتیو، می‌توان از آن‌ها در روش‌های متعدد رنگرزی استفاده کرد. رنگزاهای راکتیو را می‌توان به دو نوع اصلی تقسیم کرد: گرم (رنگزاهای مونوکلروتری‌آزین) و سرد (رنگزاهای دی‌کلروتری‌آزین). استفاده از رنگزاهای راکتیو سرد امکان انجام فرایندهای رنگرزی در دمای اتاق را فراهم می‌کند، زیرا رنگزاهای نوع سرد به‌دلیل وجود دو اتم کلر، واکنش‌پذیری بیشتری دارند.
رنگزاهای راکتیو به تثبیت ضعیف رنگزا شناخته می‌شوند. مشکل تثبیت رنگزا به‌ویژه در رنگرزی ناپیوستهٔ الیاف سلولزی رخ می‌دهد؛ در این فرایند معمولاً مقدار قابل‌توجهی نمک برای بهبود رمق‌کشی رنگزا (و درنتیجه بهبود تثبیت رنگزا نیز) اضافه می‌شود.
رنگرزی الیاف سلولزی
در رنگرزی الیاف سلولزی با رنگزاهای راکتیو، از مواد شیمیایی و مواد کمکی زیر استفاده می‌شود:
- قلیا (کربنات سدیم، بی‌کربنات و سود سوزآور)
- نمک (عمدتاً کلرید و سولفات سدیم)
- در فرایندهای پیوسته ممکن است اوره به محلول پَدینگ اضافه شود
- در روش پَد–بچ سرد ممکن است سیلیکات سدیم اضافه شود.
در ادامه، فهرستی از رنگزاها همراه با نام‌های عمومی و شماره‌های آن‌ها در شاخص بین‌المللی رنگ (Colour Index International) آمده است.
| نام‌های رایج | نام‌های مترادف C.I. | نام عمومی | شمارهٔ C.I. |
|---|---|---|---|
| آبی آلسیان 8GX | آبی آلسیان | آبی اینگرین | 74٬240 |
| زرد آلسیان GXS | نارنجی سودان | زرد اینگرین 1 | 12٬840 |
| آلیزارین | قرمز دندانه‌ای 11 | 58000 | |
| قرمز آلیزارین S | قرمز دندانه‌ای 3 | 58005 | |
| زرد آلیزارین GG | زرد دندانه‌ای 1 | 14025 | |
| زرد آلیزارین R | نارنجی دندانه‌ای 1 | 14030 | |
| آزوفلوکسین | آزوگرانین B | قرمز اسیدی 1 | 18٬050 |
| قهوه‌ای بیسمارک R | قهوه‌ای وزووین | قهوه‌ای بازی 4 | 21٬010 |
| قهوه‌ای بیسمارک Y | قهوه‌ای فنیلن وزووین | قهوه‌ای بازی 1 | 21٬000 |
| آبی کرزیل درخشان | آبی کرزیل BBS | رنگزای بازی | 51٬010 |
| کریزوئیدین R | نارنجی بازی 1 | 11٬320 | |
| کریزوئیدین Y | نارنجی بازی 2 | 11٬270 | |
| قرمز کنگو | قرمز مستقیم 28 | 22٬120 | |
| بنفش کریستال | بنفش بازی 3 | 42٬555 | |
| سبز اتیل | 42٬590 | ||
| فوشین اسیدی | بنفش اسیدی 19 | 42٬685 | |
| بنفش ژانسین | بنفش بازی 1 | 42٬535 | |
| سبز ژانوس | رنگزای بازی | 11٬050 | |
| زرد لیزامین ثابت | زرد 2G | زرد اسیدی 17 | 18٬965 |
| سبز مالاکیت | |||
| زرد مارتیوس | زرد اسیدی 24 | 10٬315 | |
| آبی ملدولا | آبی فنیلن | آبی بازی 6 | 51٬175 |
| زرد متانیل | زرد اسیدی 36 | 13٬065 | |
| نارنجی متیل | نارنجی اسیدی 52 | 13٬025 | |
| قرمز متیل | قرمز اسیدی 2 | 13٬020 | |
| سیاه نفتالین 12B | سیاه آمیدو 10B | سیاه اسیدی 1 | 20٬470 |
| سبز نفتول B | سبز اسیدی 1 | 10٬020 | |
| زرد نفتول S | زرد اسیدی 1 | 10٬316 | |
| نارنجی G | نارنجی اسیدی 10 | 16٬230 | |
| پورپورین | ورانتین | ||
| رز بنگال | قرمز اسیدی 94 | 45٬440 | |
| سودان II | نارنجی حلالی 7 | 12٬140 | |
| زرد تیتان | زرد مستقیم 9 | 19٬540 | |
| تروپائولین O | نارنجی سولفو | نارنجی اسیدی 6 | 14٬270 |
| تروپائولین OO | نارنجی اسیدی 5 | 13٬080 | |
| تروپائولین OOO | نارنجی II | نارنجی اسیدی 7 | 15٬510 |
| آبی ویکتوریا 4R | آبی بازی 8 | 42٬563 | |
| آبی ویکتوریا B | آبی بازی 26 | 44٬045 | |
| آبی ویکتوریا R | آبی بازی 11 | 44٬040 | |
| زایلن سیانول FF | آبی اسیدی 147 | 42٬135 |