Förbättrad färgning av textilfibrer med ultraljud

Ultraljudsassisterad färgning av fibrer och tyger förbättrar färgämnets inträngning i fibrernas porer och ökar färgstyrkan och färghärdigheten avsevärt. Ultraljudsfärgning är en snabb process som kan utföras under milda förhållanden och vid låga temperaturer. Fiberstrukturen i material som tyger och textilier skadas inte av ultraljudsbehandlingen utan förblir intakt. Ultraljudsbehandling intensifierar färgningsbehandlingen och ger bättre färgresultat och en snabb process.

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

Ultraljudsfärgning för högre färgstyrka, härdighet och kvalitet

Ultraljudets effekter under färgning

Vätning och massöverföring: Ultraljudskavitation och mikroströmning förbättrar färgämnets inträngning i porerna i materialets fibrer och garn. Ultraljudskavitation påskyndar färgämnets diffusion inuti fibern genom att perforera fiberns yttre skikt, så att färgämnet kan tränga in i fiberns porer. Samtidigt påskyndar ultraljudsbehandlingen den kemiska reaktionen mellan färgämnet och fibern.
Dispergering: Ultraljudsbehandling bryter upp droppar, agglomerat och aggregat och skapar en jämn dispersion i färgämnet.
Avgasning: Ultraljudsvågor frigör lösta eller inneslutna gasmolekyler från fibern till vätskan så att gasen kan genomgå kavitation, vilket underlättar kontakten mellan färgämne och fiber samt färgämnets inträngning för snabb och fullständig infärgning av fibern.
Tissera et al. (2016) visade att ultraljudsbehandling kan ge god färgstyrka på bomullstyg vid mycket låg temperatur, såsom 30ºC, vilket var cirka 230% mer än den färgstyrka som uppnåddes med den normala uppvärmningsmetoden för färgning. Mild ultraljudsbehandling med 0,7 W/cm² med UP400St under milda temperaturförhållanden vid cirka 30ºC gav avsevärt förbättrade resultat för färgstyrkan och djup inträngning av färgämnet i bomullstyget.
En partikelstorleksanalys av färgämnet visade att ultraljudsbehandling deagglomererar och dispergerar de hydrolyserade färgämnesmolekylerna under färgningen och hjälper färgämnet att tränga djupare in i tyget. Samtidigt förblir fiberytan och fibermorfologin oförändrade och helt intakta efter ultraljudsbehandlingen.

Ultraljudseffektnivåns inverkan på färgutbytet
(Diagram och studie av Haddar et al. 2015)

Ultraljudsfärgning för olika fiber- och tygtyper

Ultraljudsbehandling är en effektiv men ändå mild teknik för att färga fibrer och tyger med färgämnen såsom organiska och oorganiska färgämnen.
I forsknings- och pilotstudier har ultraljudsfärgningstekniken framgångsrikt testats på olika fiber- och tygtyper.
Ultraljudsbehandling förbättrade färgningsprocessen för

• ull
• silke
• angora
• (ekologisk) bomull och stickade bomullstyger
• syntetiska tyger, t.ex. nylon, polyester, polyamid
• naturfibrer, t.ex. hampa, bambu
• cellulosabaserade tyger

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

Högpresterande ultraljudsapparater för färgning av fibrer och tyger

Hielscher Ultrasonics är din partner med mångårig erfarenhet när det gäller högpresterande ultraljudsbearbetning. Vi erbjuder hela sortimentet, från ultraljudsapparater för laboratorier och bänkbruk för forskning, genomförbarhetstester och processoptimering till helt industriella ultraljudsprocessorer för bearbetning av stora volymer. För ultraljudsfärgning av textilier och tyger erbjuder Hielscher olika lösningar beroende på fibern eller textilien och färgämnet.

Ultraljudsfärgningssystem med en ultraljudsapparat på 2kW

Hielscher Ultrasonics industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket låga till mycket höga amplituder. De är byggda för krävande tillämpningar och kan enkelt köras kontinuerligt med amplituder på upp till 200µm i drift dygnet runt, alla dagar i veckan. För ännu högre amplituder finns kundanpassade ultraljudssonotroder. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör drift dygnet runt, alla dagar i veckan, under hög belastning och i krävande miljöer.
Våra kunder är nöjda med den enastående robustheten och tillförlitligheten hos Hielscher Ultrasonic-systemen. Installation i krävande tillämpningar och miljöer samt drift dygnet runt, alla dagar i veckan, säkerställer effektiv och ekonomisk bearbetning. Processintensifiering med ultraljud minskar bearbetningstiden och ger bättre resultat, dvs. högre kvalitet, högre utbyten och innovativa produkter.