13.3.4.2 powłoka włóknista

powłoka włóknista stanowi drugą najważniejszą obróbkę odporną na skurcz. Mechanizmy „maskowania skali” i „zgrzewania punktowego” nie mogą funkcjonować bez powłoki powierzchniowej, chociaż nie wszystkie polimery działają przez te mechanizmy, ponieważ kilka z nich wyraźnie przyczynia się do modyfikacji tarcia powierzchniowego. Sposób osadzania się polimeru ma kluczowe znaczenie dla polimerów, które rzekomo działają za pomocą mechanizmów „maskowania kamienia” lub „zgrzewania punktowego”. W celu maskowania kamienia polimer musi być równomiernie nałożony na powierzchnię włókien, podczas gdy w przypadku spawania punktowego powinien być skoncentrowany w miejscach, w których włókna stykają się ze sobą.

głównym problemem z powłoką włóknistą jest kwestia rozwarstwienia powierzchni. W stanie nieprzetworzonym włókno wełniane ma tak wysokie napięcie powierzchniowe, że wiele materiałów nie jest w stanie go zwilżyć. Polimery silikonowe są najważniejszą grupą materiałów, które mają wartość na nieprzetworzonej wełnie lub wełnie poddanej obróbce w taki sposób, że zachowuje wysokie napięcie powierzchniowe. Inne materiały mają tendencję do „zgrubienia” lub tworzenia grudek na włóknie. To oczywiście może być cenne, jeśli intencją jest „spoina punktowa” włókien razem. Na szczęście dostępna jest szersza gama materiałów, które zmniejszają napięcie powierzchniowe i sprawiają, że włókno jest zwilżalne. Z nich, najczęściej jest utlenianie przy użyciu źródła chloru (Byrne et al., 1979). Kontrola właściwości fizycznych i chemicznych zastosowanego polimeru może następnie spełnić inne wymagania. Należy również rozumieć, że aby polimery przylegały do powierzchni włókien wełnianych, powierzchnia musi być czysta i wolna od brudu, oleju, wosku, środków zmiękczających lub innych materiałów, które tworzą przeszkadzającą powłokę powierzchniową. Ze względu na nadmierne stosowanie polimerowych kationowych utrwalaczy barwników, zabiegi odporne na kurczenie mogą się nie powieść.

obróbka termokurczliwa może być stosowana na wszystkich etapach produkcji wyrobów wełnianych. Istnieją pewne podstawowe ograniczenia, które ograniczają użyteczność każdego procesu, a tym samym jego zastosowanie w poszczególnych punktach trasy produkcji. Różnią się one w zależności od rodzaju procesu.

zastosowanie polimeru do „zgrzewania punktowego” musi nastąpić po ostatecznym złożeniu włókien, w przeciwnym razie późniejsza obróbka spowodowałaby zerwanie wiązań włókno–włóknistych. Podobnie, każdy proces, który polega na równomiernym osadzaniu lub narażeniu włókien na chemiczne wykończenie, będzie bardziej skuteczny w sytuacjach, gdy włókna znajdują się w stanie umożliwiającym wystarczającą cyrkulację cieczy oczyszczającej wokół nich.

dzianina wełniana wykonana ze wstępnie przetworzonej przędzy jest znacznie trudniejsza do zmielenia do prawidłowego uchwytu i tekstury. Mimo że dzianina została wyprodukowana tą drogą, osiągnięcie zadowalającego wykończenia okazało się problematyczne. W niektórych przypadkach, a mianowicie w przypadku odzieży wełnianej, wygodniej jest zastosować obróbkę odporną na skurcz w tym samym czasie, co zastosowanie koloru przez farbowanie odzieży. Od kilkudziesięciu lat w Wielkiej Brytanii ten połączony Proces jest bardzo skuteczny. Ekologicznie jest on bardziej akceptowalny w zużyciu energii niż zastosowanie dwóch oddzielnych procesów mokrych na trasie produkcji i związane z tym suszenie. Główną wadą tego procesu jest to, że nie pozwala on na powstawanie w odzieży efektów ingrain, które powstają w wyniku mieszania, zgrzeblania i przędzenia różnych kolorowych włókien wełny. Ogólnie rzecz biorąc, dobrą praktyką jest traktowanie wełny czesankowej na górnym etapie i wełnianego produktu przędzowego na etapie odzieży, chociaż istnieje wiele wyjątków od tego. Procesy „zgrzewania punktowego” żywicy są stosowane głównie w przypadku tkanin i stanowią główną drogę dla tego typu produktu (Heywood, 2003).

obecnie większość światowej produkcji wełny zmywalnej w pralce to wełna potraktowana żywicą przez zastosowanie poliuretanu na odzież. Chociaż obróbka żywicą jest skuteczna, traci się rozciągliwą elastyczność, miękkość, uchwyt tkaniny i inne właściwości charakterystyczne dla wełny. W ciągłych procesach Kroy–Hercosett dla blatów wełna jest uszkodzona przez dużo chloru. W procesie tym stosuje się silny kwas, który wymaga procedury neutralizacji/antychlorowania w celu usunięcia resztkowego chloru, który powoduje aoxs (wchłanialne organiczne halogeny) i zanieczyszczenie ścieków. System leczenia oksydacyjnego jest metodą wyczerpania chloru opracowaną przez Berecka i Reinckego (1989). Jest to dwuetapowy proces obejmujący BASOLAN DC, który jest komercyjną metodą kwasu dichloroizocyjanurowego (dcca) firmy BASF Co. w Niemczech, a następnie zabiegi nadtlenkiem wodoru.

jest to interesujący proces wykonujący pełne wyczerpanie chloru w teksturze tkanin wełnianych i powoduje niewielkie lub żadne szkodliwe działanie chloru w ściekach, ponieważ nadtlenek jako środek antychlorowy działa z chlorem, dzięki czemu zastosowany chlor można znacznie zmniejszyć. Uszkodzenia wełny można również zmniejszyć, aby uzyskać bardziej miękki uchwyt, usuwając łuski na powierzchni włókna. Proces ten można łatwo przeprowadzić za pomocą konwencjonalnego wsadowego zbiornika do chlorowania na małą skalę w niższej temperaturze przez długi czas, a zatem kontrola temperatury jest czasami trudna ze względu na zmianę klimatu, co prowadzi do nierówności w przetwarzaniu.

bezwodny dichloroizocyjanuran sodu DCCA-Na, białe ciało stałe z 63% dostępnym chlorem , jest uznawane za główny stały środek wybielający chlorem. Jest przydatny do obróbki powierzchni włókien, aby zapobiec skurczowi poprzez modyfikację łusek (częściowe zniszczenie) egzokutyklu wełny poprzez atak oksydacyjny (Dusenbury, 1964). Wiadomo również, że modyfikacja powierzchni włókien poprzez chlorowanie zwiększa ilość absorbowanego barwnika (Millson i von Bergen, 1970). Znany preparat DCCA, Basolan Dctm (BASF), stosowany przez spaliny w 2,5% i 4,5% wagowo włókna (owf) kontroluje skurcz do ~ 8%. Wczesne badania wykazały, że reakcja DCCA-Na z wełną była najbardziej skuteczna przy pH 5,5 i niższa po zastosowaniu w temperaturze 25 ° C lub 30°C. Późniejsze odchlorowanie wodorosiarczynem sodu o stężeniu 3 G/L w temperaturze 50°C poprawiło biel, ale nie scharakteryzowano zmian właściwości wełny po obróbce. Badania wstępnej obróbki chloru za pomocą samego DCCA, a następnie zastosowania polimerów kationowych, w tym pochodzących z silikonu, poliaminy i poliuretanu, dostarczyły informacji na temat skurczu i rozwoju żółtości, choć niewiele informacji na temat zmian właściwości wełny (Levene, 1987).

kardamon i in. (2004) stosowany sam DCCA w zakresie stężeń od 5% do 40% owf. Zabiegi z zastosowaniem 5% w temperaturze 30°C przez 60 minut z systemu buforowanego kwasem cytrynowym (CA), pH 4, a następnie antychlorowaniem nadtlenkiem wodoru lub wodorosiarczynem wykazały niewielki wzrost rozpuszczalności w alkaliach i wytrzymałości na pękanie. Mniej niż 2% chloru wykrywa się w 5% i 20% zużytych kąpieli DCCA/antychlorowanych. Obróbka 5% DCCA / nadtlenkiem wodoru poprawia odporność na skurcz o 54% i białość o 63% w porównaniu z tkaninami nieprzetworzonymi. W przypadku 5% owf dcca znaczenie antychlorowania ma zapobieganie rozwojowi żółtości, poprawa białości i poprawa odporności na skurcz przy minimalnych uszkodzeniach chemicznych i fizycznych. Leczenie DCCA z antychlorowaniem jest proste, skuteczne bez dodatków i jednolite. Kontrolowane utlenianie przez 5% I 20% DCCA jest ważne dla modyfikacji powierzchni włókien za pomocą ładunku anionowego. To, że utlenianie DCCA jest ograniczone do powierzchni włókien, jest pokazane na obrazach mikroskopii konfokalnej. Skaningowa mikroskopia elektronowa (sem) ujawnia wygładzanie skali, zgodne z niewielką zmianą siły pękania. Jednakże w przypadku 20% DCCA, wysoka rozpuszczalność w alkaliach wskazuje na uszkodzenie chemiczne w wyniku przenikania chlorowania, o którym wiadomo, że powoduje siarkęrozszczepianie wiązania siarki.

Cardamone i Yao (2004) zgłosili nowatorski proces, tak zwaną metodę ARS (Agricultural Research Service, Stany Zjednoczone) do bielenia wełny i leczenia kurczliwego przy użyciu alkalicznych systemów H2O2, a następnie leczenia enzymatycznego w warunkach zbliżonych do temperatury pokojowej.

w procesie Mori Ecofriendly Treatment (MEFT) próbki tkanin moczono 0,05% niejonowym roztworem środka powierzchniowo czynnego w temperaturze 20-25°C O stosunku ługu 1:20. Kąpiel Była obracana, aż próbki zostały namoczone. Następnie do roztworu dodano 4% (owf) podchlorynu wapnia(Ca (ClO)2·3H2O, który zawiera 70% aktywnego chloru). Po odstawieniu przez 5 minut Dodano 12 mL/l H2O2 (35%) Z 2 g/l pirofosforanu sodu jako stabilizatora nadtlenkowego i 1 g/l kwasu etylenodiaminotetraoctowego jako środka sekwestrującego, delikatnie mieszając. Roztwór mieszany (pH 5.0) tak otrzymany roztwór utrzymywano w temperaturze 40°C przez 20 minut w celu zakończenia reakcji jonów podchlorynu z nadtlenkiem, a następnie dodano 6% (owf) siarczynu sodu i 1 mL/L kwasu mrówkowego (fa; 80%) do roztworu i dostosowano do pH 3,0. Leczenie kontynuowano w temperaturze 50°C przez 10 minut. Gatunki nadtlenku wodoru pozostające w roztworze zostały całkowicie zredukowane za pomocą jonów siarczynowych w środowisku kwaśnym. Na koniec, po stopniowym ochłodzeniu, pobrane próbki z roztworu płukano wodą i suszono na powietrzu.

dzięki zastosowaniu podchlorynu wapnia, który jest łatwy do rozkładania w porównaniu z DCCA, cel zostaje osiągnięty, a problem żółknięcia spowodowany chlorowaniem jest również rozwiązany. Jeśli porównamy ilość chloru użytego w procesie MEFT z DCCA, zmniejsza się ona z 3,0% do 2,4%, co oznacza redukcję skutecznego chloru o 20%. Dzięki zastosowaniu procesu MEFT, doskonałe właściwości antyfeltingu i rękojeści tkaniny zostały nadane tkaninom wełnianym bez zauważalnej zmiany wytrzymałości na zerwanie, bieli i farbowania. Inne właściwości, takie jak hydrofilowość, odkamienianie i miękkość, są porównywalne z innymi procesami, takimi jak chlorowanie (Mori i Matsudaira, 2013).