Покращене фарбування текстильних волокон за допомогою ультразвуку

Ультразвукове фарбування волокон і тканин покращує проникнення барвника в пори волокна та значно підвищує інтенсивність кольору і стійкість забарвлення. Ультразвукове фарбування є швидким процесом, який можна проводити в м’яких умовах і при низьких температурах. Структура волокон таких матеріалів, як тканини та текстиль, не пошкоджується при ультразвуковій обробці і залишається незмінною. Ультразвукова обробка інтенсифікує процес фарбування, досягаючи кращих результатів кольору та швидкості процесу.

Ультразвукове фарбування вовни: ультразвукова обробка значно покращує інтенсивність кольору та проникнення барвника у волокна.

Ультразвукове фарбування для вищої інтенсивності кольору, стійкості та якості

Ультразвукові ефекти під час фарбування

Змочування та масоперенесення: Ультразвукова кавітація та мікрострумені покращують проникнення барвника у пори волокон і ниток матеріалу. Ультразвукова кавітація прискорює швидкість дифузії барвника всередині волокна, пробиваючи зовнішній шар волокна, так що барвник може проникати у пори волокна. Одночасно ультразвукова обробка прискорює хімічну реакцію між барвником і волокном.
Диспергування: Ультразвукова обробка руйнує краплі, агломерати та агрегати, готуючи однорідну дисперсію в барвнику.
Дегазація: Ультразвукові хвилі вивільняють розчинені або захоплені молекули газу з волокна в рідину, так що газ може зазнати кавітації, сприяючи таким чином контакту барвника з волокном і проникненню для швидкого та повного забарвлення волокна.
Tissera et al. (2016) продемонстрували, що ультразвукова обробка здатна досягти хорошої інтенсивності кольору на бавовняній тканині при дуже низькій температурі, такій як 30ºC, що приблизно на 230% більше, ніж інтенсивність кольору, досягнута при звичайному методі фарбування з нагріванням. М’яка ультразвукова обробка 0,7 W/cm² за допомогою UP400St за м’яких температурних умов при приблизно 30ºC дала значно покращені результати для інтенсивності кольору та глибокого проникнення барвника у бавовняну тканину.
Аналіз розміру частинок барвника показав, що ультразвукова обробка дезагломерує та диспергує гідролізовані молекули барвника під час фарбування і допомагає барвнику проникати глибше у тканину. Водночас поверхня волокна та морфологія волокна залишаються незмінними та повністю цілими після ультразвукової обробки.

Вплив рівня ультразвукової потужності на вихід кольору
(Графік і дослідження Haddar et al. 2015)

Ультразвукове фарбування для різних типів волокон і тканин

Ультразвукова обробка є ефективним, але м’яким методом фарбування волокон і тканин барвниками, такими як органічні та неорганічні фарби.
Дослідження та пілотні випробування успішно перевірили метод ультразвукового фарбування для різних типів волокон і тканин.
Ультразвукова обробка покращила процес фарбування

• вовни
• шовку
• ангори
• (органічної) бавовни та в’язаних бавовняних тканин
• синтетичних тканин, наприклад, нейлону, поліестеру, поліаміду
• натуральних волокон, наприклад, конопель, бамбука
• целюлозних тканин

Аналіз SEM показує, що ультразвукове фарбування не впливає на поверхневу структуру (нано-)волокон.

Високопродуктивні ультразвукові пристрої для фарбування волокон і тканин

Hielscher Ultrasonics є вашим досвідченим партнером протягом багатьох років у сфері високоефективної ультразвукової обробки. Ми пропонуємо повний портфель від лабораторних і настільних ультразвукових пристроїв для досліджень, перевірки доцільності та оптимізації процесу до повністю промислових ультразвукових процесорів для обробки великих об’ємів. Для ультразвукового фарбування текстилю та тканин Hielscher пропонує різні рішення залежно від волокна або текстилю та барвника.

Система ультразвукового фарбування з 2kW ультразвуковим пристроєм

Промислові ультразвукові процесори Hielscher Ultrasonics можуть забезпечувати від дуже м’яких до дуже високих амплітуд. Побудовані для важких умов експлуатації, амплітуди до 200µm можуть легко працювати безперервно в режимі 24/7. Для ще вищих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 під великим навантаженням і в складних умовах.
Наші клієнти задоволені видатною надійністю та стабільністю систем Hielscher Ultrasonic. Встановлення в сферах важких умов експлуатації, складних середовищ і роботи 24/7 забезпечує ефективну та економічну обробку. Інтенсифікація ультразвукового процесу скорочує час обробки та досягає кращих результатів, тобто вищої якості, вищої продуктивності, інноваційних продуктів.