13.3.4.2 Szálbevonat

a Szálbevonat a második legfontosabb zsugorodásálló kezelés. A ‘skála maszkolás’ és a ‘ponthegesztés’ mechanizmusai nem működhetnek felületi bevonat nélkül, bár nem minden polimer működik ezeken a mechanizmusokon keresztül, mivel számos egyértelműen hozzájárul a felületi súrlódás módosításához. A polimer lerakódásának módja kritikus azoknak a polimereknek a szempontjából, amelyekről azt állítják, hogy a ‘skála maszkolás’ vagy a ‘ponthegesztés’ mechanizmusok révén működnek. A méretarányos maszkoláshoz a polimert egyenletesen kell felvinni a szál felületére, míg ponthegesztésnél a szálak érintkezési pontjaira kell koncentrálni.

a szálas bevonat fő problémája a felületi szórás kérdése. Kezeletlen állapotában a gyapjúszál olyan magas felületi feszültséggel rendelkezik, hogy sok anyag nem képes nedvesíteni. A szilikonpolimerek a legjelentősebb anyagcsoport, amelyet értékesnek találtak a kezeletlen gyapjúnál vagy a gyapjúnál, amelyet úgy kezeltek, hogy megőrizze nagy felületi feszültségét. Más anyagok hajlamosak ‘gyöngyöt’ alkotni vagy csomókat képezni a szálon. Ez természetesen értékes lehet, ha a szálak ‘ponthegesztése’ a szándék. Szerencsére szélesebb anyagválaszték áll rendelkezésre a felületi feszültség csökkentésére és a szál nedvesíthetőségére. Ezek közül a leggyakoribb az oxidáció klórforrással (Byrne et al., 1979). Az alkalmazott polimer fizikai tulajdonságainak és kémiájának ellenőrzése ezután megfelelhet a többi követelménynek. Azt is meg kell érteni, hogy ahhoz, hogy a polimerek tapadjanak a gyapjúszál felületéhez, a felületnek tisztának és szennyeződéstől, olajtól, viasztól, lágyítószerektől vagy egyéb olyan anyagoktól mentesnek kell lennie, amelyek zavaró felületi bevonatot képeznek. A polimer kationos festékrögzítők túlzott használata miatt a zsugorodásálló kezelések kudarcot vallhatnak.

Zsugorodásálló kezelések alkalmazhatók a gyapjútermékek gyártásának minden szakaszában. Van néhány alapvető korlátozás, amely korlátozza bármely folyamat hasznosságát, ezért alkalmazását a gyártási útvonal bizonyos pontjain. Ezek a folyamat típusától függően változnak.

a ponthegesztő polimer felvitelét a szálak végső összeszerelése után kell elvégezni, különben az ezt követő feldolgozás megszakítaná a szál–szál kötéseket. Hasonlóképpen, minden olyan eljárás, amely a szálak egyenletes lerakódásán vagy kémiai bevonatnak való kitettségén alapul, sikeresebb lesz olyan helyzetekben, amikor a szálak olyan állapotban vannak, hogy a kezelőlúg megfelelően keringhet körülöttük.

az előkezelt fonalból készült Gyapjú fonott kötöttáru sokkal nehezebb a megfelelő fogantyúhoz és textúrához őrölni. Bár a kötöttárut ezen az úton gyártották, a kielégítő kivitel elérése problematikusnak bizonyult. Bizonyos esetekben, nevezetesen gyapjú ruhadaraboknál, kényelmesebb a zsugorodásálló kezelést a szín ruhafestéssel történő felvitelével egyidejűleg alkalmazni. Az Egyesült Királyságban évtizedek óta ez a kombinált folyamat nagyon hatékonynak bizonyult. Ökológiailag elfogadhatóbb az energiafelhasználás szempontjából, mint két különálló nedves eljárás alkalmazása a termelési útvonalon és az ebből következő szárítás. Ennek az eljárásnak az a fő hátránya, hogy nem teszi lehetővé a különböző színű gyapjúszálak keverésével, kártolásával és fonásával keletkező, a ruhadarabon belüli ingrain hatások kialakulását. Általában jó gyakorlat a fésült gyapjú kezelése a felső szakaszban, a gyapjú fonott termék kezelése a ruházati szakaszban, bár ez alól sok kivétel van. A ‘ponthegesztő’ gyantaeljárásokat elsősorban szövött anyagoknál alkalmazzák, és ez a terméktípus fő útja (Heywood, 2003).

jelenleg a világ gépi mosható gyapjútermelésének többsége gyantával kezelt gyapjú, poliuretán alkalmazásával ruhadarabokra. Bár a gyantakezelések hatékonyak, a nyújtási rugalmasság, a lágyság, a szövetfogantyú és a gyapjúra jellemző egyéb tulajdonságok elvesznek. A Kroy-Hercosett folyamatos folyamataiban a gyapjút sok klór károsítja. Ebben a folyamatban erős savat használnak, amely semlegesítési / klórellenes eljárást igényel a maradék klór eltávolítására, ami aoxs-t (felszívódó szerves halogéneket) és szennyvizet okoz. Az oxidatív kezelési rendszer egy klór kimerítési módszer, amelyet Bereck és Reincke (1989) fejlesztett ki. Ez egy kétlépcsős eljárás, amely Basolan DC-t tartalmaz, amely a BASF Co kereskedelmi diklór-izocianursav (dcca) módszere. Németországban, majd az azt követő hidrogén-peroxid kezelések.

Ez egy érdekes folyamat, amely a gyapjúszövetek textúráján belül a klór teljes kimerülését eredményezi, és a szennyvízben alig vagy egyáltalán nem okoz káros aktív klórt, mivel a peroxid, mint antiklórszer, klórral hat, így a felhasznált klór jelentősen csökkenthető. Gyapjú sérülés is csökkenthető, hogy egy lágyabb fogantyú eltávolításával mérlegek a szál felületén. Ez a folyamat könnyen elvégezhető egy hagyományos kötegelt típusú, kisméretű klórozó edény hosszú ideig alacsonyabb hőmérsékleten történő alkalmazásával, így a hőmérséklet-szabályozás néha nehézkes az éghajlatváltozás miatt, ami a feldolgozás egyenetlenségéhez vezet.

a vízmentes nátrium-diklór-izocianurát DCCA-Na, fehér szilárd anyag , amely 63% rendelkezésre álló klórt tartalmaz, fő szilárd klórfehérítőszerként ismert. Hasznos a szálfelületek kezelésére, hogy megakadályozzák a zsugorodást a gyapjú exocuticle mérlegének módosításával (részleges megsemmisülés) oxidatív támadás révén (Dusenbury, 1964). A szál felületének klórozással történő módosítása szintén növeli az abszorbeált festék mennyiségét (Millson és von Bergen, 1970). Egy ismert dcca készítmény, a Basolan DCTM (BASF) 2,5 és 4,5 tömegszázalékos szálas (owf) kipufogógázzal történő alkalmazása esetén a zsugorodást ~ 8% – ra szabályozza. A korai vizsgálatok azt mutatták, hogy a dcca-Na gyapjúval való reakciója a leghatékonyabb 5,5 pH-nál vagy annál alacsonyabb pH-nál, ha 25 vagy 30 CAC-nál alkalmazzák. Az ezt követő 3 g/L nátrium-biszulfittal végzett deklórozás 50cc-nél javította a fehérséget, de a kezelés után a gyapjú tulajdonságaiban bekövetkezett változásokat nem jellemezték. A klór előkezelésének dcca-val végzett vizsgálata, majd a kationos polimerek alkalmazása, beleértve a szilikonból, poliaminból és poliuretánból származókat is, információkat szolgáltattak a zsugorodásról és a sárgaság kialakulásáról, bár kevés információ a gyapjú tulajdonságainak változásáról (Levene, 1987).

Cardamone et al. (2004) önmagában a DCCA-t 5% – tól 40% – ig terjedő koncentrációban használta owf. A citromsav (CA) pufferelt rendszerből 5% – os, 30 60 perces, CA-os hőmérsékleten végzett, 4-es pH-értékű kezelést, majd hidrogén-peroxiddal vagy hidrogén-biszulfittal végzett antiklórozást alkalmazva az alkáli oldhatóság és a repesztési szilárdság kismértékű növekedését mutatták. Kevesebb, mint 2% klór kimutatható 5% és 20% DCCA/antiklórozott fürdőben. Az 5% – os dcca/hidrogén-peroxid kezelés 54% – kal, a fehérség pedig 63% – kal javítja a zsugorodási ellenállást a kezeletlen szövetekhez képest. 5% owf DCCA esetén az antiklórozás fontossága a sárgaság kialakulásának megakadályozása, a fehérség javítása és a zsugorodási ellenállás javítása minimális kémiai és fizikai károsodással. A DCCA kezelés antiklórozással egyszerű, adalékok nélkül hatékony és egyenletes. Az 5% – os és 20% – os dcca szabályozott oxidáció fontos a szálfelület anionos töltéssel történő módosításához. Azt, hogy a dcca oxidáció a szál felületére korlátozódik, konfokális mikroszkópos képek mutatják. A pásztázó elektronmikroszkópia (SEM) feltárja a skála simítását, összhangban a feltörési szilárdság kevés változásával. A 20% – os dcca esetében azonban a magas lúgos oldhatóság a klórozás behatolásából származó kémiai károsodást jelzi, amelyről ismert, hogy ként okozkénkötés hasítás.

Cardamone and Yao (2004) új eljárást jelentett be, az úgynevezett ARS (Agricultural Research Service, Egyesült Államok) módszert a gyapjú fehérítésére és zsugorálló kezelésére lúgos H2O2 rendszerek alkalmazásával, amelyet szobahőmérséklethez közeli körülmények között végzett enzimkezelés követett.

A Mori Ecofriendly Treatment (Meft) eljárás során a szövetmintákat 0,05% – os nemionos felületaktív oldattal áztattuk 20-25 C hőmérsékleten, 1:20 folyadékaránnyal. A fürdőt addig forgattuk, amíg a mintákat be nem áztattuk. Ezután 4% (owf) kalcium-hipoklorit(Ca (ClO)2·3H2O, amely 70% aktív klórt tartalmaz) adtunk az oldathoz. 5 percig tartó állás után 12 mL/L H2O2-t (35%), 2 g/L nátrium-pirofoszfátot peroxidstabilizátorként, valamint 1 g/L etilén-diamin-tetraecetsavat megkötő szerként további enyhe keverés mellett adtunk hozzá. A kevert oldat (pH 5.0) az így kapott hipoklorit-ionok peroxiddal való reakciójának befejezéséhez 40 60 percig 20cc-on tartottuk, majd ezt követően 6% (owf) nátrium-szulfitot és 1 mL/L hangyasavat (FA; 80%) adtunk az oldathoz, és 3,0 pH-ra állítottuk. A kezelést 50 6CC-nél tovább folytattuk 10 percig. Az oldatban maradt hidrogén-peroxid fajokat savas környezetben szulfitionokkal teljesen redukáltuk. Végül fokozatos lehűlés után az oldatból felvett mintákat vízzel leöblítettük, majd levegőn szárítottuk.

kalcium-hipoklorit alkalmazásával, amely a DCCA-hoz képest könnyen lebomlik, a cél megvalósul, és a klórozás által okozott sárgulási probléma is megoldódik. Ha összehasonlítjuk a meft-folyamatban használt klór mennyiségét a DCCA-val, akkor 3,0% – ról 2,4% – ra csökken, ami a hatékony klór 20% – ának csökkentését jelenti. A meft eljárás alkalmazásával kiváló tulajdonságokat biztosítottak a gyapjúszöveteknek az antifelting és a szövetnyél területén anélkül, hogy észrevehető változás következett volna be a szakítószilárdságban, a fehérségben és a festhetőségben. Más tulajdonságok, mint például a hidrofilitás, a vízkőmentesség és a lágyság, összehasonlíthatók más eljárásokkal, például a klórozással (Mori and Matsudaira, 2013).