13.3.4.2 Fiberbeläggning

Fiberbeläggning representerar den näst viktigaste krympresistenta behandlingen. Mekanismerna för ’skalmaskering’ och ’punktsvetsning’ kan inte fungera utan ytbeläggning, även om inte alla polymerer arbetar genom dessa mekanismer, eftersom flera tydligt bidrar till ytfriktionsmodifiering. Det sätt på vilket polymeren deponeras är avgörande för polymerer som påstås fungera genom antingen ’skalmaskering’ eller ’punktsvetsning’ mekanismer. För skalmaskering måste polymeren appliceras jämnt på fiberytan, medan den för punktsvetsning bör koncentreras vid punkter där fibrerna berör.

det största problemet med fiberbeläggning ligger i frågan om ytspridning. I sitt obehandlade tillstånd har ullfiber en så hög ytspänning att många material inte kan blöta det. Silikonpolymerer är den viktigaste gruppen av material som befunnits vara av värde på obehandlad ull eller ull behandlad på ett sådant sätt att den behåller sin höga ytspänning. Andra material tenderar att ’pärla’ eller bilda klumpar på fibern. Detta kan naturligtvis vara värdefullt om avsikten är att svetsa ihop fibrerna. Lyckligtvis finns ett bredare utbud av material tillgängliga för att minska ytspänningen och göra fibern vätbar. Av dessa är den vanligaste oxidationen med användning av en klorkälla (Byrne et al., 1979). Kontroll av de fysikaliska egenskaperna och kemin hos den använda polymeren kan sedan uppfylla de andra kraven. Det måste också förstås att för att polymerer ska fästa vid ullfiberytan måste ytan vara ren och fri från smuts, olja, vax, mjukgörare eller andra material som bildar en störande ytbeläggning. På grund av överdriven användning av polymera katjoniska färgämnesfixeringsmedel kan krympresistenta behandlingar misslyckas.

Krympresistenta behandlingar kan tillämpas i alla stadier av produktion av ullartiklar. Det finns några grundläggande begränsningar som begränsar användbarheten av varje process och därmed dess tillämpning vid vissa punkter i produktionsvägen. Dessa varierar beroende på typ av process.

appliceringen av en’ punktsvetspolymer ’ måste ske efter det att den slutliga sammansättningen av fibrer har gjorts, eller efterföljande bearbetning skulle bryta fiberfiberbindningarna. På samma sätt kommer varje process som bygger på en jämn deponering eller exponering av fibrerna för en kemisk yta att bli mer framgångsrik i situationer där fibrerna är i ett sådant tillstånd att behandlingsvätska kan cirkulera tillräckligt runt dem.

ullspunna stickade kläder gjorda av förbehandlat garn är mycket svårare att mala till rätt handtag och struktur. Även om stickade kläder har tillverkats av denna rutt har uppnåendet av en tillfredsställande finish visat sig vara problematisk. I vissa fall, nämligen med ullplagg, är det bekvämare att applicera den krympbeständiga behandlingen samtidigt som färg appliceras genom plaggfärgning. I flera decennier nu i Storbritannien har denna kombinerade process visat sig vara mycket effektiv. Det är ekologiskt mer acceptabelt i energianvändning än tillämpningen av två separata våta processer i produktionsvägen och den därav följande torkningen som är inblandad. Den största nackdelen med denna processväg är att den inte tillåter skapandet av ingraineffekter i plagget, som produceras genom blandning, kardning och spinning av olika färgade ullfibrer. I allmänhet är det en bra praxis att behandla kamgarn i toppstadiet och yllespunnen produkt i plaggstadiet, även om det finns många undantag från detta. ’Punktsvetsning’ hartsprocesser används huvudsakligen för vävt tyg och är huvudvägen för denna typ av produkt (Heywood, 2003).

för närvarande är majoriteten av världens produktion av Maskintvättbar ull ullbehandlad med harts genom att applicera polyuretan på kläder. Även om hartsbehandlingar är effektiva, förlängningselasticitet, mjukhet, tyghandtag och andra egenskaper som är karakteristiska för ull förloras. I Kroy-Hercosett kontinuerliga processer för toppar skadas ull av mycket klor. Stark syra används i denna process, vilket kräver en neutralisations – / antikloreringsprocedur för att avlägsna kvarvarande klor, vilket orsakar AOXs (absorberbara organiska halogener) och förorening av avloppsvatten. Det oxidativa behandlingssystemet är en klorutmattningsmetod utvecklad av Bereck och Reincke (1989). Detta är en tvåstegsprocess innefattande Basolan DC, som är en kommersiell diklorisocyanursyra (DCCA) metod för BASF Co. i Tyskland, och efterföljande väteperoxidbehandlingar.

detta är en intressant process som utför en fullständig utmattning av klor i texturen av ulltyger och resulterar i liten eller ingen skadlig aktivt klor i avloppsvatten, eftersom peroxid som antiklor agent verkar med klor, sålunda klor som används kan minskas avsevärt. Ullskador kan också reduceras för att ge ett mjukare handtag genom att ta bort skalor på fiberytan. Denna process kan utföras enkelt genom att använda en konventionell batch-typ, småskalig kloreringskärl vid en lägre temperatur under en lång tid, och därmed temperaturkontroll är ibland svårt på grund av en förändring i klimatet, vilket leder till ojämnheter i behandlingen.

vattenfritt natriumdiklorisocyanurat DCCA-Na, ett vitt fast ämne med 63% tillgängligt klor, erkänns som ett huvudsakligt fast klorblekningsmedel. Det är användbart för behandling av fiberytor för att förhindra krympning genom att modifiera skalorna (partiell förstörelse) av ullens exocuticle genom oxidativ attack (Dusenbury, 1964). Modifiering av fiberytan genom klorering är också känd för att öka mängden absorberat färgämne (Millson och von Bergen, 1970). En känd dcca-formulering, Basolan DCTM (BASF), när den appliceras av avgaser vid 2,5% och 4,5 viktprocent fiber (owf) kontrollerar krympningen till ~ 8%. Tidiga studier visade att reaktionen av DCCA-Na med ull var mest effektiv vid pH 5,5 och lägre när den applicerades vid 25 C eller 30 C. Efterföljande deklorering med 3 g/L natriumbisulfit applicerad vid 50 c c förbättrade vitheten, men förändringar i ullens egenskaper efter behandling karakteriserades inte. Studier av klorförbehandling med dcca ensam och följt av tillämpningar av katjoniska polymerer, inklusive de som härrör från silikon, polyamin och polyuretan, gav information om krympning och yellowness utveckling, men lite information om förändringar i ullegenskaper (Levene, 1987).

Cardamone et al. (2004) använde enbart DCCA i ett koncentrationsintervall från 5% till 40% owf. Behandlingar med 5% applicerade vid 30 C i 60 minuter från ett citronsyra (CA) buffrat system, pH 4, följt av antiklorering med väteperoxid eller vätebisulfit visade små ökningar i alkalilöslighet och i sprängstyrka. Mindre än 2% klor detekteras i 5% och 20% DCCA/antiklorerade förbrukade bad. 5% dcca / väteperoxidbehandling förbättrar krympningsmotståndet med 54% och vithet med 63% jämfört med obehandlade tyger. I fallet med 5% owf DCCA är betydelsen av antiklorering att förhindra utveckling av yellowness, förbättra vithet och förbättra krympningsmotståndet med minimal kemisk och fysisk skada. Dcca-behandling med antiklorering är enkel, effektiv utan tillsatser och enhetlig. Kontrollerad oxidation med 5% och 20% DCCA är viktigt för att modifiera fiberytan med en anjonisk laddning. Att dcca-oxidation är begränsad till fiberytan visas med konfokalmikroskopibilder. Scanningelektronmikroskopi (SEM) avslöjar skalutjämning, i överensstämmelse med liten förändring i sprängstyrka. När det gäller 20% DCCA indikerar emellertid hög alkalilöslighet kemisk skada från kloreringspenetration som är känd för att orsaka svavel svavelbindningsklyvning.

Cardamone och Yao (2004) rapporterade en ny process, den så kallade Ars (Agricultural Research Service, USA)-metoden för ullblekning och krympning med alkaliska H2O2-system, följt av enzymbehandling vid förhållanden nära rumstemperatur.

I Mori Ecofriendly Treatment (MEFT) – processen blöts tygprover med 0,05% nonjonisk tensid-lösning vid 20-25 kcal C med ett spritförhållande på 1:20. Badet roterades tills proverna blötläggdes. Därefter tillsattes 4% (owf) kalciumhypoklorit(Ca (ClO)2·3H2O, som innehåller 70% som aktivt klor) till lösningen. Efter att ha stått i 5 minuter tillsattes ytterligare 12 mL/l H2O2 (35%) med 2 g/L natriumpyrofosfat som peroxidstabilisator och 1 g/l etylendiamintetraättiksyra som sekvestreringsmedel under försiktig omrörning. Den blandade lösningen (pH 5.0) sålunda erhålles bibehölls vid 40 C i 20 minuter för att slutföra reaktionen av hypokloritjoner med peroxid och därefter tillsattes 6% (owf) natriumsulfit och 1 mL/L myrsyra (FA; 80%) till lösningen och justerades till pH 3,0. Behandlingen fortsatte vidare vid 50 kcal C i 10 minuter. De väteperoxidarter som återstod i lösning reducerades fullständigt med sulfitjoner i den sura miljön. Slutligen, efter en gradvis kylning, sköljdes proverna som plockades upp från lösningen i vatten och lufttorkades.

genom att använda kalciumhypoklorit, som är lätt att sönderdela jämfört med DCCA, uppnås målet och det gulnande problemet som orsakas av klorering löses också. Om vi jämför mängden klor som används i MEFT-processen med DCCA minskar den från 3,0% till 2,4%, vilket innebär en minskning av 20% effektivt klor. Genom att applicera MEFT-processen gavs utmärkta egenskaper i antifelting och tyghandtag till ulltyger utan märkbar förändring i brotthållfasthet, vithet och färgbarhet. Andra egenskaper, såsom hydrofilicitet, avkalkning och mjukhet, är jämförbara med de andra processerna, såsom klorering (Mori och Matsudaira, 2013).