Улучшенное окрашивание текстильных волокон с помощью ультразвука

Окрашивание волокон и тканей с применением ультразвука улучшает проникновение красителя в поры волокон и значительно повышает интенсивность и стойкость окраски. Ультразвуковое окрашивание – быстрый процесс, который можно проводить в мягких условиях и при низких температурах. Структура волокон таких материалов, как ткани и текстиль, не повреждается при обработке ультразвуком и сохраняет свою целостность. Обработка ультразвуком интенсифицирует окрашивание, обеспечивая лучшие результаты окраски и высокую скорость процесса.

Ультразвуковое окрашивание шерсти: обработка ультразвуком значительно повышает интенсивность окраски и улучшает проникновение красителя в волокна.

Ультразвуковое окрашивание для повышения интенсивности, стойкости и качества окраски

Воздействие ультразвука при окрашивании

Смачивание и массоперенос: Ультразвуковая кавитация и микропотоки улучшают проникновение красителя в поры волокон и пряжи материала. Ультразвуковая кавитация ускоряет диффузию красителя внутри волокна, перфорируя его наружный слой, благодаря чему краситель может проникать в поры волокна. Одновременно обработка ультразвуком ускоряет химическую реакцию между красителем и волокном.

Диспергирование: Обработка ультразвуком разрушает капли, агломераты и агрегаты, создавая однородную дисперсию в красителе.

Дегазация: Ультразвуковые волны высвобождают растворённые или захваченные молекулы газа из волокна в жидкость, чтобы газ мог подвергаться кавитации, тем самым облегчая контакт между красителем и волокном и проникновение красителя для быстрого и полного окрашивания волокна.
Tissera et al. (2016) показали, что обработка ультразвуком позволяет добиться хорошей интенсивности окраски хлопчатобумажной ткани при очень низкой температуре, например 30ºC; эта интенсивность была приблизительно на 230% выше интенсивности окраски, достигнутой при обычном методе окрашивания с нагреванием. Мягкая обработка ультразвуком с интенсивностью 0,7 W/cm² с использованием UP400St в мягких температурных условиях, приблизительно при 30ºC, обеспечила значительное повышение интенсивности окраски и глубокое проникновение красителя в хлопчатобумажную ткань.
Анализ размера частиц красителя показал, что обработка ультразвуком вызывает деагломерацию и диспергирование гидролизованных молекул красителя во время окрашивания и помогает красителю глубже проникать в ткань. При этом поверхность и морфология волокон после обработки ультразвуком остаются неизменными и полностью неповреждёнными.

Влияние уровня мощности ультразвука на выход окраски
(График и исследование Haddar et al. 2015)

Ультразвуковое окрашивание различных типов волокон и тканей

Обработка ультразвуком – эффективный и в то же время мягкий метод окрашивания волокон и тканей такими красящими веществами, как органические и неорганические красители.
В исследованиях и пилотных испытаниях метод ультразвукового окрашивания был успешно опробован на различных типах волокон и тканей.
Обработка ультразвуком улучшила процесс окрашивания следующих материалов:

• шерсть
• шёлк
• ангора
• (органический) хлопок и хлопчатобумажные трикотажные полотна
• синтетические ткани, например нейлон, полиэстер, полиамид
• натуральные волокна, например конопля, бамбук
• целлюлозные ткани

Анализ методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) показывает, что окрашивание с применением ультразвука не влияет на структуру поверхности (нано-)волокон.

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для окрашивания волокон и тканей

Hielscher Ultrasonics – ваш партнёр с многолетним опытом в области высокопроизводительной ультразвуковой обработки. Мы предлагаем полный ассортимент оборудования: от лабораторных и настольных ультразвуковых аппаратов для исследований, проверки осуществимости и оптимизации процессов до полностью промышленных ультразвуковых процессоров для обработки больших объёмов. Для ультразвукового окрашивания текстиля и тканей Hielscher предлагает различные решения в зависимости от волокна или текстильного материала и красителя.

Система ультразвукового окрашивания с ультразвуковым аппаратом мощностью 2kW

Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher Ultrasonics могут обеспечивать амплитуды от очень низких до очень высоких. Оборудование, рассчитанное на тяжёлые условия применения, позволяет без труда непрерывно работать с амплитудами до 200µm в режиме 24/7. Для ещё более высоких амплитуд доступны ультразвуковые сонотроды, изготовленные по индивидуальному заказу. Прочность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 при высокой нагрузке и в сложных условиях.
Наши клиенты довольны исключительной прочностью и надёжностью систем Hielscher Ultrasonic. Установка оборудования для применения при высоких нагрузках, в сложных условиях и для работы в режиме 24/7 обеспечивает эффективную и экономичную обработку. Ультразвуковая интенсификация процессов сокращает время обработки и позволяет добиваться лучших результатов, то есть более высокого качества, более высокого выхода продукции и создания инновационных продуктов.