Verbeterde textielvezelverven met ultrasoontechniek

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

Ultrasoon verven van wol: Sonificatie verbetert de kleurkracht en de verfpenetratie in de vezels aanzienlijk.

Ultrasoon verven voor hogere kleurkracht, snelheid en kwaliteit

Ultrasone effecten tijdens het verven

bevochtiging & Massaoverdracht: Ultrasone cavitatie en microstroming verbeteren de penetratie van de kleurstof in de vezel- en garenporiën van het materiaal. Ultrasone cavitatie versnelt de verspreiding van de kleurstof in de vezel door de buitenste laag van de vezel te perforeren, zodat de kleurstof de poriën van de vezel kan binnendringen. Tegelijkertijd versnelt sonicatie de chemische reactie tussen de kleurstof en de vezel.
Verspreiding: Sonificatie breekt druppels, agglomeraten en aggregaten af waardoor een uniforme dispersie in de kleurstof ontstaat.
Ontgassen: Ultrasone geluidsgolven maken opgeloste of ingesloten gasmoleculen los van de vezel in vloeistof zodat het gas kan caviteren, waardoor het contact en de penetratie van de kleurstof met de vezel wordt vergemakkelijkt voor een snelle en volledige kleuring van de vezel.
Tissera et al. (2016) toonden aan dat sonicatie in staat is om een goede kleursterkte te bereiken op katoenen stof bij een zeer lage temperatuur zoals 30ºC, wat ongeveer 230% meer was dan de kleursterkte die werd bereikt bij de normale verwarmingsmethode van verven. Milde sonicatie van 0,7 W/cm² met de UP400St onder milde temperatuuromstandigheden bij ongeveer 30ºC gaf aanzienlijk betere resultaten voor kleurkracht en een diepe penetratie van de kleurstof in het katoenen weefsel.
Uit een analyse van de deeltjesgrootte van de kleurstof bleek dat ultrasone trillingen de gehydrolyseerde kleurstofmoleculen tijdens het verven dehydrateren en dispergeren, waardoor de kleurstof dieper in het weefsel kan doordringen. Tegelijkertijd blijven het vezeloppervlak en de vezelmorfologie onveranderd en volledig intact na sonicatie.

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

Ultrasoon verven voor verschillende vezels en weefseltypen

Ultrasoon verven is een doeltreffende, maar milde techniek om vezels en weefsels te verven met kleurstoffen zoals organische en anorganische kleurstoffen.
Onderzoek en pilotstudies hebben de ultrasone verftechniek met succes getest voor verschillende vezel- en weefseltypes.
Ultrasoonbehandeling verbeterde het verfproces van

• wol
• zijde
• angora
• (biologisch) katoen & gebreide katoenen stoffen
• synthetische stoffen, zoals nylon, polyester, polyamide
• natuurlijke vezels, bijv. hennep, bamboe
• cellulose weefsels

SEM-analyse toont aan dat verven met ultrasoon ondersteuning de oppervlaktestructuur van (nano)vezels niet aantast.

Ultrasone apparaten met hoge prestaties voor het verven van vezels en stoffen

Hielscher Ultrasonics is al jarenlang uw ervaren partner als het gaat om ultrasone verwerking met hoge prestaties. Wij bieden het volledige portfolio van laboratorium- en bench-top ultrasoonapparatuur voor onderzoek, haalbaarheidstesten en procesoptimalisatie tot volledig industriële ultrasoonprocessoren voor verwerking van grote volumes. Voor het ultrasoon verven van textiel en stoffen biedt Hielscher verschillende oplossingen, afhankelijk van de vezel of het textiel en de kleurstof.

Ultrasoon verfsysteem met 2kW ultrasoonapparaat

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