Förbättrad färgning av textilfibrer med ultraljud

Ultraljudsassisterad färgning av fibrer och tyger förbättrar färgämnets penetration i fiberporerna och ökar färgstyrkan och färgbeständigheten avsevärt. Ultraljudsfärgning är en snabb process som kan köras under milda förhållanden och låga temperaturer. Fiberstrukturen hos material som tyger och textilier skadas inte av ultraljudsbehandling och förblir intakt. Ultraljud intensifierar färgningsbehandlingen och uppnår bättre färgresultat och en snabb process.

Ultraljudsfärgning av ull: Ultraljudsbehandling förbättrar färgstyrkan och färginträngningen i fibrerna avsevärt.

Ultraljudsfärgning för högre färgstyrka, snabbhet och kvalitet

Ultraljudseffekter under färgning

Vätning & Massöverföring: Ultraljudskavitation och mikroströmning förbättrar färgämnets penetration i materialets fiber- och garnporer. Ultraljudskavitation påskyndar hastigheten för färgdiffusion inuti fibern genom att perforera det yttre lagret av fibern, så att färgämnet kan komma in i fiberporerna. Samtidigt, ultraljudsbehandling påskyndar den kemiska reaktionen mellan färgämne och fiber.
Spridning: Ultraljudsbehandling bryter upp droppar, agglomerat och aggregat som förbereder en enhetlig dispersion i färgämnet.
Avgasning: Ultraljudsvågor frigör upplösta eller instängda gasmolekyler från fibern till vätska så att gasen kan kavitation, vilket underlättar färg-fiberkontakt och penetration för en snabb och fullständig fiberfärgning.
Tissera et al. (2016) visade att ultraljudsbehandling kan uppnå god färgstyrka på bomullstyg vid mycket låg temperatur såsom 30ºC, vilket var cirka 230% mer än den färgstyrka som uppnås vid normal uppvärmningsmetod för färgning. Mild ultraljudsbehandling på 0,7 W/cm² med hjälp av UP400St under milda temperaturförhållanden vid ca 30ºC gav signifikant förbättrade resultat för färgstyrka och en djup penetration av färgen i bomullstyget.
En partikelstorleksanalys av färgämnet avslöjade att ultraljud deagglomererar och dispergerar de hydrolyserade färgmolekylerna under färgning och hjälper färgämnet att tränga djupare in i tyget. Samtidigt förblir fiberytan och fibermorfologin oförändrad och helt intakt efter ultraljudsbehandling.

Effekt av ultraljudseffektnivå på färgutbytet
(Graf och studie av Haddar et al. 2015)

Ultraljudsfärgning för olika fiber- och tygtyper

Ultraljud är en effektiv, men ändå mild teknik för att färga fibrer och tyger med färgämnen som organiska och oorganiska färgämnen.
Forskning och pilotstudier har testat ultraljudsfärgningstekniken framgångsrikt för olika fiber- och tygtyper.
Ultraljud förbättrade färgningsprocessen av

• ull
• silke
• Angora
• (ekologisk) bomull & stickade bomullstyger
• syntetiska tyger, t.ex. nylon, polyester, polyamid
• naturliga fibrer, t.ex. hampa, bambu
• Tyger av cellulosa

SEM-analys visar att ultraljudsassisterad färgning inte påverkar ytstrukturen hos (nano-) fibrer.

Högpresterande ultraljudsapparater för färgning av fibrer och tyger

Hielscher Ultrasonics är din långvariga erfarna partner när det gäller högpresterande ultraljudsbehandling. Vi erbjuder hela portföljen från laboratorie- och bänkmonterade ultraljudsapparater för forskning, genomförbarhetstestning och processoptimering till fullt industriella ultraljudsprocessorer för bearbetning av stora volymer. För ultraljudsfärgning av textilier och tyger erbjuder Hielscher olika lösningar beroende på fibern eller textilen och färgämnet.

Ultraljudsfärgningssystem med 2kW ultraljud

Hielscher Ultrasonics’ Industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket milda till mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm är byggda för tunga tillämpningar och kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7-drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift under tung belastning och i krävande miljöer.
Våra kunder är nöjda med den enastående robustheten och tillförlitligheten hos Hielscher Ultrasonics system. Installationen i områden med tung användning, krävande miljöer och 24/7 drift säkerställer effektiv och ekonomisk bearbetning. Ultraljudsprocessintensifiering minskar bearbetningstiden och uppnår bättre resultat, dvs. högre kvalitet, högre avkastning, innovativa produkter.