Zdokonalené farbenie textilných vlákien ultrazvukom

Farbenie vlákien a tkanín s podporou ultrazvuku zlepšuje prenikanie farbiva do pórov vlákien a výrazne zvyšuje intenzitu vyfarbenia a stálofarebnosť. Ultrazvukové farbenie je rýchly proces, ktorý možno vykonávať za miernych podmienok a pri nízkych teplotách. Sonikácia nepoškodzuje vláknitú štruktúru materiálov, ako sú tkaniny a textílie, ktorá zostáva neporušená. Pôsobenie ultrazvuku zintenzívňuje farbenie, čím sa dosahujú lepšie farebné výsledky a rýchly priebeh procesu.

Ultrazvukové farbenie vlny: Sonikácia výrazne zlepšuje intenzitu vyfarbenia a prenikanie farbiva do vlákien.

Ultrazvukové farbenie pre vyššiu intenzitu vyfarbenia, stálofarebnosť a kvalitu

Účinky ultrazvuku počas farbenia

Zmáčanie a prenos hmoty: Ultrazvuková kavitácia a mikroprúdenie zlepšujú prenikanie farbiva do pórov vlákien a priadzí materiálu. Ultrazvuková kavitácia urýchľuje difúziu farbiva vo vnútri vlákna tým, že perforuje jeho vonkajšiu vrstvu, takže farbivo môže preniknúť do pórov vlákna. Sonikácia zároveň urýchľuje chemickú reakciu medzi farbivom a vláknom.
Dispergovanie: Sonikácia rozrušuje kvapôčky, aglomeráty a agregáty, čím vytvára rovnomernú disperziu vo farbive.
Odplyňovanie: Ultrazvukové vlny uvoľňujú rozpustené alebo zachytené molekuly plynu z vlákna do kvapaliny, aby plyn mohol kavitovať, čím uľahčujú kontakt farbiva s vláknom a prenikanie farbiva na dosiahnutie rýchleho a úplného zafarbenia vlákna.
Tissera a kol. (2016) preukázali, že sonikáciou možno dosiahnuť dobrú intenzitu vyfarbenia bavlnenej tkaniny pri veľmi nízkej teplote, napríklad 30ºC, pričom táto intenzita bola približne o 230% vyššia než intenzita vyfarbenia dosiahnutá pri bežnej metóde farbenia s ohrevom. Mierna sonikácia s intenzitou 0,7 W/cm² pomocou prístroja UP400St pri miernych teplotných podmienkach, približne pri 30ºC, priniesla výrazne lepšie výsledky z hľadiska intenzity vyfarbenia a hlbokého prenikania farbiva do bavlnenej tkaniny.
Analýza veľkosti častíc farbiva odhalila, že pôsobenie ultrazvuku počas farbenia rozrušuje aglomeráty hydrolyzovaných molekúl farbiva a disperguje ich, čím pomáha farbivu prenikať hlbšie do tkaniny. Povrch a morfológia vlákien pritom po sonikácii zostávajú nezmenené a úplne neporušené.

Vplyv úrovne ultrazvukového výkonu na farebnú výťažnosť
(Graf a štúdia: Haddar a kol. 2015)

Ultrazvukové farbenie rôznych druhov vlákien a textílií

Pôsobenie ultrazvuku je účinná, no šetrná technika farbenia vlákien a textílií farbivami, ako sú organické a anorganické farbivá.
Výskumné a pilotné štúdie úspešne overili techniku ultrazvukového farbenia na rôznych druhoch vlákien a textílií.
Pôsobenie ultrazvuku zlepšilo proces farbenia

• vlny
• hodvábu
• angory
• (organickej) bavlny a bavlnených pletenín
• syntetických textílií, napr. nylonu, polyesteru, polyamidu
• prírodných vlákien, napr. konopy, bambusu
• celulózových textílií

Analýza SEM ukazuje, že farbenie s podporou ultrazvuku neovplyvňuje povrchovú štruktúru (nano-)vlákien.

Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje na farbenie vlákien a textílií

Hielscher Ultrasonics je vaším partnerom s dlhoročnými skúsenosťami v oblasti vysokovýkonného ultrazvukového spracovania. Ponúkame kompletné portfólio od laboratórnych a stolových ultrazvukových prístrojov na výskum, skúšky uskutočniteľnosti a optimalizáciu procesov až po plne priemyselné ultrazvukové procesory na spracovanie veľkých objemov. Na ultrazvukové farbenie textílií a tkanín ponúka Hielscher rôzne riešenia v závislosti od vlákna alebo textílie a farbiva.

Ultrazvukový farbiaci systém s ultrazvukovým prístrojom 2kW

Priemyselné ultrazvukové procesory Hielscher Ultrasonics dokážu poskytovať veľmi nízke až veľmi vysoké amplitúdy. Sú skonštruované na náročné aplikácie a umožňujú jednoduchú nepretržitú prevádzku 24/7 pri amplitúdach až do 200µm. Pre ešte vyššie amplitúdy sú k dispozícii ultrazvukové sonotródy vyrobené na mieru. Robustnosť ultrazvukových zariadení Hielscher umožňuje prevádzku 24/7 pri vysokom zaťažení a v náročných prostrediach.
Naši zákazníci sú spokojní s vynikajúcou robustnosťou a spoľahlivosťou systémov Hielscher Ultrasonic. Inštalácia v oblastiach s náročnými aplikáciami, v náročných prostrediach a prevádzka 24/7 zabezpečujú efektívne a hospodárne spracovanie. Intenzifikácia procesov ultrazvukom skracuje čas spracovania a prináša lepšie výsledky, t. j. vyššiu kvalitu, vyššie výťažky a inovatívne výrobky.