13.3.4.2 Fibre coating

Fibre coating on toiseksi tärkein kutistumisen kestävä käsittely. ”Mittakaavan peittämisen” ja ”pistehitsauksen” mekanismit eivät voi toimia ilman pintakäsittelyä, vaikka kaikki polymeerit eivät toimi näiden mekanismien kautta, koska useat niistä vaikuttavat selvästi pintakitkan muokkaamiseen. Polymeerin kerrostumistapa on kriittinen polymeereille, joiden väitetään toimivan joko ”mittakaavamaskin” tai ”pistehitsausmekanismien” avulla. Mittakaavojen peittämisessä polymeeria on levitettävä tasaisesti kuitupinnalle, kun taas pistehitsauksessa se on tiivistettävä kohtiin, joissa kuidut koskettavat.

kuitupinnoituksen suurin ongelma on pinnan levittäminen. Käsittelemättömänä villakuidussa on niin suuri pintajännitys, että monet materiaalit eivät pysty kastelemaan sitä. Silikonipolymeerit ovat merkittävin materiaaliryhmä, jolla on arvoa käsittelemättömässä villassa tai villassa, joka on käsitelty siten, että se säilyttää korkean pintajännityksensä. Muut materiaalit yleensä ”helmi”tai muodostavat möhkäleitä kuidun. Tämä voi tietenkin olla arvokasta, jos tarkoituksena on hitsata kuidut yhteen. Pintajännityksen vähentämiseksi ja kuidun kostuttamiseksi on onneksi tarjolla laajempaa materiaalivalikoimaa. Näistä yleisin on hapetus kloorilähteellä (Byrne et al., 1979). Käytetyn polymeerin fysikaalisten ominaisuuksien ja kemian valvonta voi sitten täyttää muut vaatimukset. On myös ymmärrettävä, että jotta polymeerit tarttuvat villakuitupintaan, pinnan on oltava puhdas eikä siinä saa olla likaa, öljyä, vahaa, pehmittimiä tai muita materiaaleja, jotka muodostavat häiritsevän pintakerroksen. Johtuen liiallisesta käytöstä polymeerisiä kationisia väriaine kiinnikkeet, kutistumista kestävät hoidot voivat epäonnistua.

Kutistumisenkestäviä hoitoja voidaan käyttää villatavaroiden kaikissa tuotantovaiheissa. On olemassa joitakin perusrajoitteita, jotka rajoittavat minkä tahansa prosessin hyödyllisyyttä ja siten sen soveltamista tuotantoreitin tietyissä kohdissa. Nämä vaihtelevat prosessin tyypin mukaan.

”pistehitsaus” –polymeerin levittämisen on tapahduttava kuitujen lopullisen kokoonpanon jälkeen, tai myöhempi käsittely katkaisisi kuitusidokset. Samoin mikä tahansa prosessi, joka perustuu kuitujen tasaiseen laskeumaan tai altistumiseen kemialliselle viimeistelylle, onnistuu paremmin tilanteissa, joissa kuidut ovat sellaisessa tilassa, että käsittelyliuos voi kiertää riittävästi niiden ympärillä.

Esikäsitellystä langasta valmistetut villakangastakit on paljon vaikeampi myllätä oikeaan varteen ja tekstuuriin. Vaikka neuleet on valmistettu tätä reittiä, tyydyttävään viimeistelyyn pääseminen on todettu ongelmalliseksi. Joissakin tapauksissa, nimittäin villavaatteiden kanssa, on kätevämpää käyttää kutistumiskestävää käsittelyä samaan aikaan kuin värin levittämistä vaatteen värjäyksellä. Yhdistyneessä kuningaskunnassa on jo useiden vuosikymmenten ajan todettu, että tämä yhdistetty prosessi on erittäin tehokas. Se on ekologisesti hyväksyttävämpää energiankäytössä kuin kahden erillisen märkäprosessin käyttö tuotantoreitillä ja siihen liittyvä kuivaus. Tämän prosessireitin suurin haittapuoli on se, että se ei anna vaatteessa syntyä ingriiniefektejä, jotka syntyvät eriväristen villakuitujen sekoittamisesta, karstaamisesta ja kehräämisestä. Yleisesti ottaen on hyvä tapa käsitellä villavillaa ylimmässä vaiheessa ja villakangastuotetta vaatevaiheessa, joskin tästä on monia poikkeuksia. ”Pistehitsaus” hartsiprosesseja käytetään pääasiassa kudottuun kankaaseen ja ne ovat tämän tyyppisen tuotteen pääreitti (Heywood, 2003).

tällä hetkellä suurin osa maailman konepestävän villan tuotannosta on villaa, joka on käsitelty hartsilla levittämällä polyuretaania vaatteisiin. Vaikka hartsikäsittelyt ovat tehokkaita, eksistentiteettinen elastisuus, pehmeys, kangaskahva ja muut villalle ominaiset ominaisuudet ovat kadonneet. Latvojen Kroy-Hercosett – jatkuvissa prosesseissa villaa vaurioittaa paljon klooria. Tässä prosessissa käytetään vahvaa happoa, joka vaatii neutralointi – /antikloorimenettelyn jäännöskloorin poistamiseksi, joka aiheuttaa AOX-yhdisteitä (absorboituvat orgaaniset halogeenit) ja jäteveden pilaantumista. Oksidatiivinen käsittelyjärjestelmä on bereckin ja Reincken (1989) kehittämä kloorin sammumismenetelmä. Tämä on kaksivaiheinen prosessi, joka koostuu Basolan DC: stä, joka on BASF Co: n kaupallinen dikloori-isosyanuurihappomenetelmä (DCCA). Saksassa ja myöhemmissä vetyperoksidikäsittelyissä.

Tämä on mielenkiintoinen prosessi, joka suorittaa kloorin täydellisen loppumisen villakankaiden tekstuurissa ja johtaa vain vähäiseen tai olemattomaan haitalliseen aktiiviseen klooriin jätevedessä, koska peroksidi antikloorina vaikuttaa kloorin kanssa, jolloin käytetty kloori voi vähentyä merkittävästi. Villavaurioita voidaan myös vähentää pehmeämmän kahvan aikaansaamiseksi poistamalla kuitupinnasta suomuja. Tämä prosessi voidaan suorittaa helposti käyttämällä tavanomaista erätyyppistä, pienimuotoista kloorausastiaa matalammassa lämpötilassa pitkään, ja siten lämpötilan säätely on joskus vaikeaa ilmaston muutoksen vuoksi, mikä johtaa prosessoinnin epätasaisuuteen.

vedetön natriumdikloori-isosyanuraatti DCCA-Na, valkoinen kiinteä aine , jossa on 63% käytettävissä olevaa klooria, tunnustetaan pääasialliseksi kiinteäksi kloorivalkaisuaineeksi. Se on hyödyllinen kuitupintojen hoidossa kutistumisen estämiseksi muokkaamalla villan eksokutiikin suomuja (osittainen tuhoutuminen) oksidatiivisen hyökkäyksen avulla (Dusenbury, 1964). Kuitupinnan muokkaamisen klooraamalla tiedetään myös lisäävän imeytyvän väriaineen määrää (Millson and von Bergen, 1970). Tunnettu DCCA-formulaatio, Basolan DCTM (BASF), kun sitä käytetään pakokaasussa 2,5-4,5 painoprosentin kuidulla (owf), kutistuminen on ~ 8%. Varhaiset tutkimukset osoittivat, että dcca-Na: n reaktio Villan kanssa oli tehokkain pH 5, 5: ssä ja alempi annosteltaessa 25°C: ssa tai 30°C: ssa. Tämän jälkeen 50°C: n lämpötilassa levitetty 3 g/L natriumbisulfiittia sisältävä klooraus paransi valkoisuutta, mutta käsittelyn jälkeen tapahtuneita villan ominaisuuksien muutoksia ei kuvattu. Tutkimukset kloorin esikäsittelystä pelkällä DCCA: lla ja sen jälkeen kationipolymeerien, mukaan lukien silikonista, polyamiinista ja polyuretaanista saadut polymeerit, sovelluksista antoivat tietoa kutistumisesta ja keltaisuuden kehittymisestä, joskin vain vähän tietoa villan ominaisuuksien muutoksista (Levene, 1987).

Cardamone ym. (2004) käytti pelkästään DCCA: ta 5-40 prosentin owf-pitoisuuksilla. Käsittelyt, joissa sitruunahapon (CA) puskurijärjestelmästä (pH 4) 30°C: ssa 60 minuutin ajan levitettiin 5%: a, minkä jälkeen kloorattiin vetyperoksidilla tai vetybisulfiitilla, osoittivat, että alkaliliukoisuus ja murtumislujuus kasvoivat hieman. Alle 2% klooria havaitaan 5%: ssa ja 20%: ssa dcca/antikloorattuja käytettyjä kylpyjä. 5% dcca / vetyperoksidikäsittely parantaa kutistumiskestävyyttä 54% ja valkoisuutta 63% verrattuna käsittelemättömiin kankaisiin. 5% owf DCCA: n tapauksessa antikloorauksen merkitys on estää keltaisuuden kehittyminen, parantaa valkoisuutta ja parantaa kutistumiskestävyyttä mahdollisimman pienin kemiallisin ja fysikaalisin vaurioin. DCCA-käsittely antikloorilla on yksinkertainen, tehokas ilman lisäaineita ja yhtenäinen. Kontrolloitu hapetus 5%: n ja 20%: n DCCA: lla on tärkeää muokattaessa kuitupintaa anionisella varauksella. Se, että DCCA: n hapettuminen rajoittuu kuidun pintaan, käy ilmi konfokaalimikroskopiakuvista. Pyyhkäisyelektronimikroskopia (sem) paljastaa asteikon tasoittumisen, mikä vastaa pientä muutosta murtumislujuudessa. 20-prosenttisen DCCA: n tapauksessa korkea emäksinen liukoisuus viittaa kuitenkin kloorauksen läpäisyn aiheuttamaan kemialliseen vaurioon, jonka tiedetään aiheuttavan rikinrikkisidoksen pilkkoutumista.

Cardamone and Yao (2004) raportoi uudenlaisesta prosessista, niin sanotusta Ars-menetelmästä (Agricultural Research Service, Yhdysvallat) villan valkaisuun ja kutistumiseen perustuvasta käsittelystä emäksisillä H2O2-järjestelmillä ja sen jälkeen entsyymikäsittelystä huoneenlämmössä.

Mori Ecofriendly Treatment (MEFT) – prosessissa kangasnäytteitä liotettiin 0,05-prosenttisella nonionisella pinta-aktiivisella liuoksella 20-25°C:ssa siten, että viinasuhde oli 1: 20. Kylpyä kierrettiin, kunnes näytteet kastuivat. Tämän jälkeen liuokseen lisättiin 4% (owf) kalsiumhypokloriittia (Ca(ClO)2·3h2o, joka sisältää 70% aktiivisena kloorina). 5 minuutin seisomisen jälkeen lisättiin 12 mL/L H2O2: ta (35%), jossa peroksidistabilaattorina oli 2 g/L natriumpyrofosfaattia ja sekvesteriaineena 1 g/L etyleenidiamiinitetraetikkahappoa varovasti sekoittaen. Sekoitettu liuos (pH 5.0) näin saatu pidettiin 40°C: ssa 20 minuuttia hypokloriitti-ionien reaktion loppuun saattamiseksi peroksidin kanssa ja sen jälkeen liuokseen lisättiin 6% (owf) natriumsulfiittia ja 1 mL/L muurahaishappoa (FA; 80%) ja säädettiin pH 3.0: aan. Hoitoa jatkettiin edelleen 50°C: ssa 10 minuutin ajan. Liuokseen jääneet vetyperoksidilajit pelkistyivät happamassa ympäristössä sulfiitti-ioneilla täysin. Lopulta, kun liuos oli vähitellen jäähtynyt, siitä otetut näytteet huuhdeltiin vedellä ja ilmakuivattiin.

käyttämällä kalsiumhypokloriittia, joka on helppo hajottaa DCCA: han verrattuna, tavoite saavutetaan ja myös kloorauksen aiheuttama kellastumisongelma ratkaistaan. Jos vertaamme MEFT-prosessissa käytetyn kloorin määrää DCCA: han, se laskee 3,0 prosentista 2,4 prosenttiin, mikä tarkoittaa 20 prosentin vähennystä tehokkaasta kloorista. MEFT-prosessilla saatiin villakankaille erinomaiset kiinnittymisenesto-ja kangaskahvaominaisuudet ilman havaittavaa muutosta murtolujuudessa, valkoisuudessa ja värjäytyvyydessä. Muut ominaisuudet, kuten hydrofiilisyys, descaliness ja pehmeys, ovat verrattavissa muihin prosesseihin, kuten klooraukseen (Mori and Matsudaira, 2013).