Verbeterd verven van textielvezels met ultrasoon geluid

Ultrasoon ondersteund verven van vezels en stoffen verbetert de penetratie van de kleurstof in de vezelporiën en verhoogt de kleursterkte en kleurechtheid aanzienlijk. Ultrasoon verven is een snel proces dat onder milde omstandigheden en bij lage temperaturen kan worden uitgevoerd. De vezelstructuur van materialen zoals stoffen en textiel wordt door sonicatie niet beschadigd en blijft intact. Ultrasone behandeling intensiveert de verfbehandeling en zorgt voor betere kleurresultaten en een snel proces.

Ultrasoon verven van wol: sonicatie verbetert de kleursterkte en de penetratie van kleurstof in de vezels aanzienlijk.

Ultrasoon verven voor hogere kleursterkte, kleurechtheid en kwaliteit

Ultrasone effecten tijdens het verven

Bevochtiging en massaoverdracht: Ultrasone cavitatie en microstromingen verbeteren de penetratie van de kleurstof in de poriën van de vezels en garens van het materiaal. Ultrasone cavitatie versnelt de diffusie van kleurstof binnen de vezel door de buitenste laag van de vezel te perforeren, zodat de kleurstof de vezelporiën kan binnendringen. Tegelijkertijd versnelt sonicatie de chemische reactie tussen kleurstof en vezel.
Dispersie: Sonicatie breekt druppels, agglomeraten en aggregaten op en zorgt zo voor een uniforme dispersie in de kleurstof.
Ontgassing: Ultrasone golven maken opgeloste of ingesloten gasmoleculen vrij uit de vezel in de vloeistof, zodat het gas cavitatie kan ondergaan. Hierdoor worden het contact tussen kleurstof en vezel en de penetratie bevorderd, voor een snelle en volledige kleuring van de vezel.
Tissera et al. (2016) toonden aan dat met sonicatie een goede kleursterkte op katoenen stof kan worden bereikt bij een zeer lage temperatuur, zoals 30ºC. Deze kleursterkte was ongeveer 230% hoger dan de kleursterkte die werd bereikt met de gebruikelijke verfmethode met verwarming. Milde sonicatie van 0,7 W/cm² met de UP400St bij een milde temperatuur van ca. 30ºC leverde aanzienlijk betere resultaten op voor de kleursterkte en een diepe penetratie van de kleurstof in de katoenen stof.
Een deeltjesgrootteanalyse van de kleurstof toonde aan dat ultrasone behandeling de gehydrolyseerde kleurstofmoleculen tijdens het verven deagglomereert en dispergeert en de kleurstof helpt dieper in de stof door te dringen. Tegelijkertijd blijven het vezeloppervlak en de vezelmorfologie na sonicatie onveranderd en volledig intact.

Effect van het ultrasone vermogensniveau op de kleuropbrengst
(Grafiek en onderzoek van Haddar et al. 2015)

Ultrasoon verven voor diverse soorten vezels en stoffen

Ultrasone behandeling is een doeltreffende, maar milde techniek om vezels en stoffen te verven met kleurmiddelen zoals organische en anorganische kleurstoffen.
In onderzoek en pilotstudies is de ultrasone verftechniek met succes getest voor diverse soorten vezels en stoffen.
Ultrasone behandeling verbeterde het verfproces van

• wol
• zijde
• angora
• (biologisch) katoen en gebreide katoenen stoffen
• synthetische stoffen, bijv. nylon, polyester, polyamide
• natuurlijke vezels, bijv. hennep, bamboe
• cellulosestoffen

SEM-analyse toont aan dat ultrasoon ondersteund verven de oppervlaktestructuur van (nano)vezels niet beïnvloedt.

Sonicators met hoge prestaties voor het verven van vezels en stoffen

Hielscher Ultrasonics is uw partner met jarenlange ervaring op het gebied van ultrasone verwerking met hoge prestaties. Wij bieden het volledige assortiment, van laboratorium- en tafelmodelsonicators voor onderzoek, haalbaarheidstests en procesoptimalisatie tot volledig industriële ultrasone processoren voor de verwerking van grote volumes. Voor het ultrasoon verven van textiel en stoffen biedt Hielscher diverse oplossingen, afhankelijk van de vezel of het textiel en de kleurstof.

Ultrasoon verfsysteem met een sonicator van 2kW

De industriële ultrasone processoren van Hielscher Ultrasonics kunnen zeer milde tot zeer hoge amplitudes leveren. Ze zijn gebouwd voor zware toepassingen en kunnen gemakkelijk continu, 24/7, worden gebruikt bij amplitudes tot 200µm. Voor nog hogere amplitudes zijn ultrasone sonotrodes op maat verkrijgbaar. De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24/7-bedrijf onder zware belasting en in veeleisende omgevingen mogelijk.
Onze klanten zijn tevreden over de uitstekende robuustheid en betrouwbaarheid van de systemen van Hielscher Ultrasonic. Installatie voor zware toepassingen, in veeleisende omgevingen en voor 24/7-bedrijf zorgt voor efficiënte en economische verwerking. Ultrasone procesintensivering verkort de verwerkingstijd en levert betere resultaten op, d.w.z. hogere kwaliteit, hogere opbrengsten en innovatieve producten.