Amélioration de la teinture des fibres textiles par ultrasons

La teinture des fibres et des tissus assistée par ultrasons améliore la pénétration du colorant dans les pores des fibres et augmente considérablement la force colorante et la solidité des couleurs. La teinture par ultrasons est un procédé rapide qui peut être réalisé dans des conditions douces et à basse température. La structure des fibres de matériaux tels que les tissus et les textiles n’est pas endommagée par la sonication et reste intacte. Le traitement par ultrasons intensifie la teinture, permettant d’obtenir de meilleurs résultats colorimétriques et un procédé rapide.

Teinture de la laine par ultrasons : la sonication améliore considérablement la force colorante et la pénétration du colorant dans les fibres.

Teinture par ultrasons pour une force colorante, une solidité et une qualité accrues

Effets des ultrasons pendant la teinture

Mouillage et transfert de matière : La cavitation ultrasonore et les microcourants améliorent la pénétration du colorant dans les pores des fibres et des fils du matériau. La cavitation ultrasonore accélère la diffusion du colorant à l’intérieur de la fibre en perforant sa couche externe, ce qui permet au colorant de pénétrer dans les pores de la fibre. Simultanément, la sonication accélère la réaction chimique entre le colorant et la fibre.
Dispersion : La sonication fragmente les gouttelettes, les agglomérats et les agrégats, produisant une dispersion uniforme dans le colorant.
Dégazage : Les ondes ultrasonores libèrent dans le liquide les molécules de gaz dissoutes ou piégées dans la fibre afin que le gaz puisse caviter, facilitant ainsi le contact entre le colorant et la fibre ainsi que la pénétration du colorant pour une coloration rapide et complète des fibres.
Tissera et al. (2016) ont démontré que la sonication permet d’obtenir une bonne force colorante sur un tissu de coton à une température très basse, telle que 30ºC, avec une force colorante supérieure d’environ 230% à celle obtenue par une méthode de teinture avec chauffage classique. Une sonication douce de 0,7 W/cm² avec le UP400St dans des conditions de température modérées, à environ 30ºC, a donné des résultats nettement améliorés en matière de force colorante et une pénétration profonde du colorant dans le tissu de coton.
Une analyse granulométrique du colorant a révélé que le traitement par ultrasons désagglomère et disperse les molécules de colorant hydrolysées pendant la teinture et aide le colorant à pénétrer plus profondément dans le tissu. Parallèlement, la surface et la morphologie des fibres restent inchangées et entièrement intactes après la sonication.

Effet du niveau de puissance ultrasonore sur le rendement colorimétrique
(Graphique et étude de Haddar et al. 2015)

Teinture par ultrasons de différents types de fibres et de tissus

Le traitement par ultrasons est une technique efficace et douce pour teindre les fibres et les tissus avec des agents colorants tels que les colorants organiques et inorganiques.
Des recherches et des études pilotes ont testé avec succès la technique de teinture par ultrasons sur différents types de fibres et de tissus.
Le traitement par ultrasons a amélioré le procédé de teinture des matériaux suivants :

• laine
• soie
• angora
• coton (biologique) et tissus de coton tricotés
• tissus synthétiques, p. ex. nylon, polyester, polyamide
• fibres naturelles, p. ex. chanvre, bambou
• tissus cellulosiques

L’analyse par microscopie électronique à balayage (MEB) montre que la teinture assistée par ultrasons n’affecte pas la structure de surface des (nano-)fibres.

Appareils à ultrasons haute performance pour la teinture des fibres et des tissus

Hielscher Ultrasonics est votre partenaire doté d’une longue expérience dans le traitement par ultrasons haute performance. Nous proposons une gamme complète allant des appareils à ultrasons de laboratoire et de paillasse pour la recherche, les essais de faisabilité et l’optimisation des procédés, jusqu’aux processeurs à ultrasons entièrement industriels pour le traitement de grands volumes. Pour la teinture des textiles et des tissus par ultrasons, Hielscher propose diverses solutions en fonction de la fibre ou du textile et du colorant.

Système de teinture par ultrasons avec un appareil à ultrasons de 2kW

Les processeurs à ultrasons industriels de Hielscher Ultrasonics peuvent fournir des amplitudes allant de très faibles à très élevées. Conçus pour les applications intensives, ils permettent de fonctionner facilement et en continu à des amplitudes allant jusqu’à 200µm, en fonctionnement 24/7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasonores sur mesure sont disponibles. La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24/7 sous forte charge et dans des environnements exigeants.
Nos clients sont satisfaits de la robustesse et de la fiabilité exceptionnelles des systèmes de Hielscher Ultrasonics. Leur installation dans des domaines d’application intensifs, des environnements exigeants et leur fonctionnement 24/7 assurent un traitement efficace et économique. L’intensification des procédés par ultrasons réduit le temps de traitement et permet d’obtenir de meilleurs résultats, à savoir une qualité supérieure, des rendements plus élevés et des produits innovants.