ITBA20090035A1 - CLEANING OF POLYESTER, ACETATE FABRICS AND RELATED MIXTURES BY PLASMOCHEMICAL PROCESSES. - Google Patents

Description

[03] DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE [03] DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0301] Per ridurre al massimo l’impatto ambientale, migliorando nell contempo l’economia di processo, è possibile effettuare la pulitura del PET in un reattore plasmo -chimico alimentato con varie miscele di gas in grado di generare, in fase plasma, specie attive che reagiscano con il colorante in eccesso presente all’esterno della fibra di poliestere dando come prodotti composti volatili e non, comunque non colorati. [0301] To minimize the environmental impact, while improving the economy of the process, it is possible to clean the PET in a plasma-chemical reactor fed with various gas mixtures capable of generating, in the plasma phase, especially active substances that react with the excess dye present on the outside of the polyester fiber giving as products volatile and non-colored compounds, in any case not colored.

[0302] Detto plasma è generato applicando opportunamente un campo elettrico ad alta frequenza (KHz-MHz) tra gli elettrodi del reattore, attraverso i quali siano fatto passare il tessuto e il gas di alimentazione del plasma ad un flusso e una pressione opportuni, eventualmente in miscela con gas inerte (baffer) per migliorare l’uniformità del processo. [0302] Said plasma is generated by suitably applying a high frequency electric field (KHz-MHz) between the reactor electrodes, through which the tissue and the plasma supply gas are made to pass at a suitable flow and pressure, possibly mixed with inert gas (baffer) to improve the uniformity of the process.

[0303] Nel caso della presente invenzione è stato usato un reattore roll-to-roll a piatti piani paralleli, schematizzato in Figura 1. [0303] In the case of the present invention a roll-to-roll reactor with parallel flat plates was used, schematized in Figure 1.

Figura 1. Schema semplificato di un reattore plasmo chimico per il trattamento di tessuti in bobina: A) camere di svolgimento/awolgimento del tessuto, B) camera di processo; C) rulli di svolgimento/avvolgimento; D) tessuto; E) elettrodi. Figure 1. Simplified diagram of a chemical plasma reactor for the treatment of fabrics in reels: A) fabric unwinding / winding chambers, B) processing chamber; C) unwinding / winding rollers; D) fabric; E) electrodes.

[0304]I1 reattore è strutturalmente simile ad unjigger ad alta pressióne, macchina questa già ampiamente utilizzata per la tintura dei tessuti di poliestere. Le camere e B sono a tenuta, ossia non è possibile la diffusione di gas dall’esterno all’interno, cosi come dall’ interno all’esterno se non attraverso le tubazioni predisposte per lo scopo e opportunamente comandate da valvole. Le camere sono anche collegate ad un sistema di misura della pressione, che viene controllata prima, durante e dopo l’intero processo, e ad un sistema di pompaggio per mantenere la pressione ottimizzata, e per ridurre al minimo le contaminazioni prima, durante e dopo il processo. In un tipico processo l’intero sistema è evacuato fino alla pressione di base di pochi millitorr prima di immettere il gas di processo. [0304] The reactor is structurally similar to a high pressure unjigger, this machine already widely used for dyeing polyester fabrics. The chambers and B are sealed, that is, it is not possible to diffuse gas from the outside to the inside, as well as from the inside to the outside except through the pipes prepared for the purpose and suitably controlled by valves. The chambers are also connected to a pressure measuring system, which is checked before, during and after the entire process, and to a pumping system to maintain optimized pressure, and to minimize contamination before, during and after. the process. In a typical process, the entire system is evacuated to a base pressure of a few millitorrs before introducing the process gas.

[0305]La miscela gassosa viene immessa nel reattore attraverso opportuni diffusori dalle pareti delle camere e/o dagli elettrodi, composizione, flusso e pressione del gas sono controllati con valvole e flussimetri di regolazione, in maniera da garantire un afflusso costante e omogeneo di specie attive al substrato da trattare durante il processo. [0305] The gaseous mixture is introduced into the reactor through suitable diffusers from the walls of the chambers and / or from the electrodes, composition, flow and pressure of the gas are controlled with regulating valves and flowmeters, so as to ensure a constant and homogeneous flow of species active to the substrate to be treated during the process.

[0306]I1 controllo della velocità di scorrimento e della tensione del tessuto sui due rulli svolgitori/avvolgitori C è sostanzialmente identico a quello di : un tradizionale jigger, opportunamente adattato alla tipologia di tessuto da trattare. I motori per il controllo dei movimenti possono essere comandati da inverter o da motori del tipo “passo passo” per una precisa regolazione degli stessi, consentendo così la riduzione delle tensioni meccaniche trasmesse al tessuto. [0306] The control of the sliding speed and of the tension of the fabric on the two unwinding / winding rollers C is substantially identical to that of: a traditional jigger, suitably adapted to the type of fabric to be treated. The motors for the control of the movements can be controlled by inverters or by "step by step" motors for a precise regulation of the same, thus allowing the reduction of the mechanical tensions transmitted to the fabric.

[0307]Durante il processo il tessuto si svolge dal primo rullo, passa attraverso il plasma, e poi viene riavvolto sul secondo rullo, controllato da opportuni dispositivi. I processi possono essere effettuati passando più volte il tessuto nel plasma alternando il senso dì svolgimento/ del tessuto, fino a completa distruzione del colorante presente sulla superficie. Nel caso si tratti tessuti elasticizzati, ossia contenenti fibre elastomeriche, o tessuti a maglia aventi struttura di per sé facilmente deformabile, particolare attenzione deve essere posta alla movimentazione del tessuto all’interno della macchina, ed alle tensioni trasmesse al tessuto dai rulli C. A tal fine il dispositivo di controllo dello svolgimento deve essere costituito da cilindri ballerini, eventualmente integrati con celle di carico o altri dispositivi tali da assicurare in controllo costante degli sforzi trasmessi attraverso il tessuto. [0307] During the process the fabric unwinds from the first roller, passes through the plasma, and is then rewound onto the second roller, controlled by suitable devices. The processes can be carried out by passing the tissue several times in the plasma, alternating the direction of development / of the tissue, until the dye present on the surface is completely destroyed. In the case of stretch fabrics, i.e. containing elastomeric fibers, or knitted fabrics having an easily deformable structure, particular attention must be paid to the movement of the fabric inside the machine, and to the tensions transmitted to the fabric by the rollers C. A for this purpose, the unwinding control device must consist of dancing cylinders, possibly integrated with load cells or other devices such as to ensure constant control of the forces transmitted through the fabric.

[Q3Q8]I1 plasma è innescato tra gli elettrodi E, posizionati tra di loro; e rispetto al tessuto alla distanza ottimizzata in funzione degli altri parametri di processo (pressione, flusso e composizione del gas, frequenza e potenza del campo elettrico applicato, ecc.). La distanza tra gli elettrodi può essere variata tra alcuni centimetri e pochi millimetri. Uno o entrambi gli elettrodi sono opportunamente collegati ad un generatore di campo elettrico ad alta frequenza (KHz-MHz); uno o entrambi gli elettrodi possono essere rivestiti di materiale dielettrico. Durante il processo il campo elettrico è innescato a potenza costante o modulata secondo una periodicità ottimizzata. Tutto il processo può essere condotto in modo automatizzato, controllato da computer. [Q3Q8] The plasma is triggered between the electrodes E, positioned between them; and with respect to the tissue at the distance optimized as a function of the other process parameters (pressure, flow and composition of the gas, frequency and power of the applied electric field, etc.). The distance between the electrodes can be varied between a few centimeters and a few millimeters. One or both electrodes are suitably connected to a high frequency (KHz-MHz) electric field generator; one or both electrodes may be coated with dielectric material. During the process the electric field is triggered at constant or modulated power according to an optimized periodicity. The whole process can be carried out in an automated, computer-controlled way.

[0309] All’ uscita del sistema di pompaggio il gas proveniente dal processo, che può contenere composti organici volatili derivanti dalla trasformazione dei composti presenti sulla superficie della fibra, può essere filtrato su carboni attivi o su altro dispositivo in grado di rimuovere detti composti organici. [0309] At the outlet of the pumping system, the gas coming from the process, which may contain volatile organic compounds deriving from the transformation of the compounds present on the surface of the fiber, can be filtered on activated carbon or other device capable of removing said organic compounds .

[0310]Un tipico processo di rimozione del colorante in eccesso su tessuto tinto avverrà secondo le seguenti modalità: [0310] A typical process of removing excess dye on dyed fabric will take place in the following ways:

- caricamento del tessuto - fabric loading

La bobina di tessuto viene caricata sul rullo di svolgimento attraverso apposita apertura , il tessuto viene svolto e fatto passare nella camera di processo, di qui nella carniera di svolgimento, e qui ancorata al rullo di riavvolgimento. Si 1 provvede alla chiusura della macchina e, in automatico previo consenso, la camera viene portata al vuoto richiesto prima del processo. The reel of fabric is loaded onto the unwinding roller through a special opening, the fabric is unwound and passed into the processing chamber, from here into the unwinding game bag, and here anchored to the rewinding roller. Si 1 closes the machine and, automatically with consent, the chamber is brought to the required vacuum before the process.

- trattamento plasmochimico - plasmochemical treatment

Raggiunto il vuoto richiesto, nella camera di processo viene immessa la miscela di alimentazione ai valori di composizione, flusso, e pressione richiesti. Raggiunti questi valori ottimali viene acceso il plasma tra i due elettrodi del reattore alla potenza ottimizzata, e si avvia la movimentazione del tessuto alla velocità di svolgimento ottimizzata. Once the required vacuum is reached, the feed mixture is introduced into the process chamber at the required composition, flow and pressure values. Once these optimal values have been reached, the plasma between the two reactor electrodes is ignited at the optimized power, and the tissue movement is started at the optimized unwinding speed.

- “ventina” e rimozione del tessuto trattato - "twenty" and removal of the treated tissue

Al termine del processo si spegne il plasma e si lascia acceso il sistema di pompaggio in maniera da aspirare i gas/vapori residui del processo dalla fibra. In seguito viene immessa aria (ventmg) nel sistema, per riportare le camere a pressione atmosferica, ed estrarre la bobina trattata dalla camera di riavvolgimento. At the end of the process the plasma is switched off and the pumping system is left on in order to suck the residual gases / vapors of the process from the fiber. Then air (ventmg) is introduced into the system, to bring the chambers back to atmospheric pressure, and extract the treated reel from the rewinding chamber.

[0311 ] Avvenendo i processi via plasma a secco, senza solventi, al termine del processo non è necessario alcun asciugamento, azzerando quindi il rischio di far diffondere altro colorante sulla superficie della fibra e i costi energetici connessi all’operazione di asciugatura. [0311] As the processes take place via dry plasma, without solvents, at the end of the process no drying is necessary, thus eliminating the risk of spreading more dye on the surface of the fiber and the energy costs associated with the drying operation.

[0312]I1 controllo dell’awenuta rimozione del colorante in eccesso può essere effettuato effettuando su ritagli di tessuto la prova per la valutazione della solidità della tinta al lavaggio a 40°C, all’acqua e/o al sudore. [0312] The control of the removal of excess dye can be carried out by carrying out the test on scraps of fabric to evaluate the solidity of the dye to washing at 40 ° C, to water and / or sweat.

[0313]La rimozione plasmocimica del colorante in eccesso su PET può essere effettuata con i seguenti parametri sperimentali: [0313] Plasma removal of excess dye on PET can be performed with the following experimental parameters:

Substrato: PET stampato di vari colori Substrate: PET printed in various colors

Velocità di svolgimento del tessuto: 0 - 20 m/min Fabric unwinding speed: 0 - 20 m / min

Pressione di base: < 10 mtorr Base pressure: <10 mtorr

Pressione di lavoro: tra 10 mtorr e 50 torr (bassa pressione), tra 50 torr e 5 atm (alta pressione) Gas di alimentazione: H2, H20 vapore, H202vapore, aria, 02, N20, N2, da soli o in miscela. Working pressure: between 10 mtorr and 50 torr (low pressure), between 50 torr and 5 atm (high pressure) Supply gas: H2, H20 steam, H202 steam, air, 02, N20, N2, alone or in mixture.

Gas buffer (eventualmente da aggiungere al gas di alimentazione). N2, Ar,He, e altn gas nobili Frequenza del campo elettrico: 10 KHz - 900 MHz (a bassa pressione); .1-150 KHz (ad alta pressione) Gas buffer (possibly to be added to the supply gas). N2, Ar, He, and other noble gases Electric field frequency: 10 KHz - 900 MHz (low pressure); .1-150KHz (high pressure)

Potenza del campo elettrico: 0.01 - 20 W/cm<2>, Electric field power: 0.01 - 20 W / cm <2>,

Flusso totale gas: 0.1-1000 sml/min (bassa pressione); 0.5-20 sl/min (alta pressione) Total gas flow: 0.1-1000 sml / min (low pressure); 0.5-20 sl / min (high pressure)

Claims (1)

[04] RIVENDICAZIONI [0401] Il processo di rimozione dell’eccesso di colorante disperso dal a superficie del tessuto di poliestere con un trattamento plasma condotto in una macchina roll to roll, eseguito allo scopo di migliorare le solidità della tinta del tessuto così trattato [0402] Il processo descritto al punto 0401 eseguito su tessuti di polietilentereftalato ( noto come PET o poliestere), polybutilentereftalato ( noto come PBT), acetati poliestere tingibile con coloranti cationici. [0403] Il processo descritto al punto 0401, svolto sui tessuti contenenti le fibre descritte al punto 0402 in mischia con fibre elastomeriche, fibre cellulosiche ( ad esempi o cotone, viscosa, lino) o lana [0404] Il processo descritto al punto 0401, svolto su tessuti fatti con fibre elastomeriche, cellulosiche o lana in mischia con le fibre descritte al punto 0402 [0405] Il processo descritto al punto 0401 svolto su tessuti a maglia o i avetta, oppure non tessuti non tessuti aventi composizione come descritto ai punti 0401, 0403, o 04i )4 [0406] L’uso nel processo descritto al punto 0401 di un gas contenete: Idrogeno 0 - 95% Acqua 0 - 95% Gas buffer (Hello, Argon, Azoto) 5 - 50% [0407]L’uso nel processo descritto al punto 0401 di un gas contenete: Ossigeno 0 - 100% Aria 0 - 100% Acqua 0 - 95% Acqua ossigenata 0 — 50% Azoto 0 — 95% N20 0 - 95% Gas buffer (Elio, Argon) 0 - 50%[04] CLAIMS [0401] The process of removing excess dye dispersed from the surface of the polyester fabric with a plasma treatment conducted in a roll to roll machine, performed in order to improve the solidity of the dye of the fabric thus treated [0402] The process described in point 0401 performed on fabrics of polyethylene terephthalate (known as PET or polyester), polybutylene terephthalate (known as PBT), dyeable polyester acetates with cationic dyes. [0403] The process described in point 0401, carried out on fabrics containing the fibers described in point 0402 in a blend with elastomeric fibers, cellulosic fibers (for example or cotton, viscose, linen) or wool [0404] The process described in point 0401, carried out on fabrics made with elastomeric, cellulosic or wool fibers mixed with the fibers described in point 0402 [0405] The process described in point 0401 carried out on knitted or knitted fabrics, or non-woven non-woven fabrics having a composition as described in points 0401, 0403, or 04i) 4 [0406] The use in the process described in point 0401 of a gas containing: Hydrogen 0 - 95% Water 0 - 95% Gas buffer (Hello, Argon, Nitrogen) 5 - 50% [0407] The use in the process described in point 0401 of a gas containing: Oxygen 0 - 100% Air 0 - 100% Water 0 - 95% Hydrogen peroxide 0 - 50% Nitrogen 0 - 95% N20 0 - 95% Gas buffer (Helium, Argon) 0 - 50%