Improved Textile Fiber Dyeing with Ultrasonics
섬유 및 직물의 초음파 보조 염색은 염료가 섬유 기공으로의 침투를 개선하고 색상 강도와 색상 견뢰도를 크게 증가시킵니다. 초음파 염색은 온화한 조건과 낮은 온도에서 실행할 수 있는 빠른 공정입니다. 직물 및 직물과 같은 재료의 섬유 구조는 초음파 처리에 의해 손상되지 않으며 그대로 유지됩니다. 초음파는 염색 처리를 강화하여 더 나은 색상 결과와 빠른 프로세스를 달성합니다.
- 섬유에 대한 염료 침투 개선
- 색상 강도 증가
- 향상된 색상 특성
- 신속한 염색 공정
- 향상된 염료 흡수 및 색상 강도
- 더 높은 세척, 마찰 및 땀 견뢰도
- 다양한 직물(예: 양모, 실크, 폴리아미드 등)과 호환 가능
- 전체 처리 비용 절감
- 온화하고 환경 친화적이며 친환경적인 공정
- 간단하고 안전한 작동
양모의 초음파 염색 : 초음파 처리는 색상 강도와 섬유로의 염료 침투를 크게 향상시킵니다.
초음파 균질화기 UP200세인트
더 높은 색상 강도, 견뢰도 및 품질을 위한 초음파 염색
염색 중 초음파 효과
젖 음 & 대량 전송: 초음파 캐비테이션 및 마이크로 스트리밍은 재료의 섬유 및 실 기공으로의 염료 침투를 향상시킵니다. 초음파 캐비테이션은 염료가 섬유 기공으로 들어갈 수 있도록 섬유의 외부 층을 천공하여 섬유 내부의 염료 확산 속도를 가속화합니다. 동시에, 초음파 처리는 염료와 섬유 사이의 화학 반응을 가속화합니다.
분산: 초음파 처리는 액적, 응집 및 응집체를 분해하여 염료에 균일 한 분산을 준비합니다.
가스 제거: 초음파는 섬유에서 용해되거나 갇힌 가스 분자를 액체로 방출하여 가스가 캐비테이션을 일으킬 수 있도록 하여 염료 섬유 접촉 및 침투를 용이하게 하여 빠르고 완전한 섬유 착색을 가능하게 합니다.
Tissera et al. (2016)은 초음파 처리가 30ºC와 같은 매우 낮은 온도에서 면직물에 우수한 색상 강도를 얻을 수 있음을 보여주었으며, 이는 일반 가열 염색 방법으로 달성 된 색상 강도보다 약 230 % 더 높았습니다. 0.7 W / cm의 온화한 초음파 처리2 와 함께 UP400ST 약 30ºC의 온화한 온도 조건에서 색상 강도가 크게 향상되고 염료가 면직물에 깊숙이 침투하는 결과를 얻을 수 있었습니다.
염료의 입자 크기 분석은 초음파가 염색 중에 가수 분해 된 염료 분자를 응집시키고 분산시키고 염료가 직물에 더 깊숙이 침투하는 데 도움이된다는 것을 보여주었습니다. 동시에, 섬유 표면과 섬유 형태는 초음파 처리 후에도 변하지 않고 완전히 손상되지 않은 상태로 유지됩니다.
초음파 출력 수준이 색상 수율에 미치는 영향
(Haddar et al. 2015의 그래프 및 연구)
다양한 섬유 및 직물 유형을 위한 초음파 염색
초음파는 유기 및 무기 염료와 같은 착색제로 섬유와 직물을 염색하는 효과적이지만 온화한 기술입니다.
연구 및 파일럿 연구는 다양한 섬유 및 직물 유형에 대해 초음파 염색 기술을 성공적으로 테스트했습니다.
초음파는 염색 과정을 개선했습니다.
- 양모
- 비단
- 앙고라
- (유기농) 코튼 & 니트 면직물
- 합성 섬유(예: 나일론, 폴리에스테르, 폴리아미드)
- 천연 섬유(예: 대마, 대나무)
- 셀룰로오스 직물
SEM 분석은 초음파 보조 염색이 (나노) 섬유의 표면 구조에 영향을 미치지 않는다는 것을 보여줍니다.
섬유와 직물을 염색하기위한 고성능 초음파기
Hielscher 초음파는 고성능 초음파 처리와 관련하여 오랜 경험이 풍부한 파트너입니다. 우리는 연구, 타당성 테스트 및 공정 최적화를 위한 실험실 및 벤치탑 초음파기에서 대량 처리를 위한 완전 산업용 초음파 프로세서에 이르기까지 전체 포트폴리오를 제공합니다. 직물 및 직물의 초음파 염색을 위해 Hielscher는 섬유 또는 직물 및 염료에 따라 다양한 솔루션을 제공합니다.
2kW 초음파기를 사용한 초음파 염색 시스템
Hielscher Ultrasonics’ 산업용 초음파 프로세서는 매우 약한 진폭에서 매우 높은 진폭을 제공 할 수 있습니다. 헤비 듀티 애플리케이션용으로 제작되어 최대 200μm의 진폭을 24/7 작동에서 쉽게 연속적으로 실행할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 맞춤형 초음파 소노트로드를 사용할 수 있습니다. Hielscher의 초음파 장비의 견고 함은 무거운 부하와 까다로운 환경에서 24/7 작동을 허용합니다.
Our customers are satisfied by the outstanding robustness and reliability of Hielscher Ultrasonic’s systems. The installation in fields of heavy-duty application, demanding environments and 24/7 operation ensure efficient and economical processing. Ultrasonic process intensification reduces processing time and achieves better results, i.e. higher quality, higher yields, innovative products.
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문헌/참고문헌
- 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.
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
직물 염료
직물 염료(섬유 염료라고도 함)는 원하는 색상 견뢰도로 색상을 달성하는 것을 목표로 섬유, 원사 및 직물과 같은 섬유 재료를 착색하는 데 사용되는 액체 물질입니다. 염료는 직물에 침투하여 화학적으로 변화시켜 영구적인 착색을 일으킵니다.
일반적으로 아크릴 섬유는 염기성 염료로 염색하는 반면, 나일론과 양모, 실크와 같은 단백질 섬유는 산성 염료로 가공하고 폴리에스터 원사의 경우 분산 염료를 사용합니다. 면은 부가가치세 염료를 포함한 다양한 유형의 염료로 염색 할 수 있으며 현대적인 합성 반응성 및 직접 염료를 사용할 수 있습니다.
반응성 염료는 면 및 비스코스와 같은 셀룰로오스 섬유에 가장 중요한 염료 유형이지만 양모 및 폴리아미드에서도 점점 더 중요해지고 있습니다. 반응성 염료 유형이 광범위하기 때문에 매니폴드 염색 기술에 사용할 수 있습니다. 반응성 염료는 고온(모노클로로트리아진 염료)과 냉간 반응성 염료(디클로로트리아진 염료)의 두 가지 주요 유형으로 구별할 수 있습니다. 냉간 반응성 염료를 사용하면 냉간 유형 염료가 두 개의 염소 원자가 존재하기 때문에 반응성이 더 높기 때문에 실온에서 염색 공정을 실행할 수 있습니다.
반응성 염료는 염료 고정이 잘 안 되는 것으로 알려져 있습니다. 염료 고정의 문제는 특히 셀룰로오스 섬유의 배치 염색에서 발생하며, 일반적으로 염료 고갈을 개선하기 위해 상당한 양의 염이 첨가됩니다(따라서 염료 고정도 가능).
셀룰로오스 섬유의 염색
반응성 염료로 셀룰로오스 섬유를 염색할 때 다음과 같은 화학 물질과 보조제가 사용됩니다.
- 알칼리 (탄산 나트륨, 중탄산염 및 가성 소다)
- 소금 (주로 염화나트륨 및 황산염)
- 요소는 연속 공정에서 패딩 주류에 첨가 될 수 있습니다
- 규산나트륨은 콜드 패드 배치 방법으로 첨가할 수 있습니다.
아래는 Colour Index International 일반 이름 및 번호가있는 염료 목록입니다.
| 일반 이름 | 동의어 : C.I. | 일반 이름 | C.I.번호 |
|---|---|---|---|
| 알시안 블루 8GX | 알시안 블루 | 인그레인 블루 | 74240 |
| 알시안 옐로우 GXS | 수단 오렌지 | 잉 레인 옐로우 1 | 12840 |
| 알리자린 | 매염 트 레드 11 | 58000 | |
| 아리자린 레드 S | 매염 트 레드 3 | 58005 | |
| 알리자린 옐로우 GG | 매염제 옐로우 1 | 14025 | |
| 아리자린 옐로우 R | 매염 오렌지 1 | 14030 | |
| 아조플록신 | 아조게라닌 B | Acid red 1 산성 빨강 1 | 18050 |
| 비스마르크 브라운 R | 베수빈 브라운 | 베이직 브라운 4 | 21010 |
| 비스마르크 브라운 Y | 베수빈 페닐렌 브라운 | 베이직 브라운 1 | 21000 |
| 브릴리언트 크레실 블루 | 크레실 블루 BBS | 기본 염료 | 51010 |
| 크리소이딘 R | 베이직 오렌지 1 | 11320 | |
| 크리소이딘 Y | 베이직 오렌지 2 | 11270 | |
| 콩고 레드 | 다이렉트 레드 28 | 22120 | |
| 크리스탈 바이올렛 | 베이직 바이올렛 3 | 42555 | |
| 에틸 그린 | 42590 | ||
| 푹신산 | 산성 제비꽃 19 | 42685 | |
| 용담 제비꽃 | 베이직 바이올렛 1 | 42535 | |
| 야누스 그린 | 기본 염료 | 11050 | |
| 리사민 패스트 옐로우 | 옐로우 2G | 산성 황색 17 | 18965 |
| 말라카이트 그린 | |||
| 마티우스 옐로우 | 산성 황색 24 | 10315 | |
| 멜돌라 블루 | 페닐렌 블루 | 베이직 블루 6 | 51175 |
| 메타닐 옐로우 | 산성 황색 36 | 13065 | |
| 메틸 오렌지 | Acid orange 52 산성 오렌지 52 | 13025 | |
| 메틸 레드 | Acid red 2 산성 검정색 2 | 13020 | |
| 나프탈렌 블랙 12 B | 아미드 블랙 10 B | 산성 검정 1 | 20470 |
| 나프톨 그린 B | 산성 녹색 1 | 10020 | |
| 나프톨 옐로우 S | Acid yellow 1 산성 황색 1 | 10316 | |
| 오렌지 G | Acid orange 10 산성 오렌지 10 | 16230 | |
| 푸르푸린 | 베란틴 | ||
| 로즈 벵골 | 산성 빨강 94 | 45440 | |
| 수단 II | 솔벤트 오렌지 7 | 12140 | |
| 타이탄 옐로우 | 다이렉트 옐로우 9 | 19540 | |
| 트로파올린 O | 설포 오렌지 | 산성 오렌지 6 | 14270 |
| 트로파올린 OO | 산성 오렌지 5 | 13080 | |
| 트로파올린 OOO | 오렌지 II | Acid orange 7 산성 오렌지 7 | 15510 |
| 뷔크트리아 블루 4 R | 베이직 블루 8 | 42563 | |
| 뷔크트리아 블루 B | 베이직 블루 26 | 44045 | |
| 뷔크트리아 블루 R | 베이직 블루 11 | 44040 | |
| 크실렌 시놀 FF | Acid blue 147 산성 블루 147 | 42135 |