ITMI20100234A1 - STORAGE DYEING PROCESS (PAD-BATCH) OF TEXTILE ARTICLES INCLUDING A TREATMENT PHASE WITH IONIZED GAS OR PLASMA - Google Patents
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Description
“PROCESSO DI TINTURA A STOCCAGGIO (PAD-BATCH) DI ARTICOLI TESSILI COMPRENDENTE UNA FASE DI TRATTAMENTO CON GAS IONIZZATO O PLASMA†⠀ œPROCESS OF STORAGE DYEING (PAD-BATCH) OF TEXTILE ARTICLES INCLUDING A TREATMENT PHASE WITH IONIZED GAS OR PLASMAâ €
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione à ̈ relativa ad un processo di tintura a stoccaggio (pad-batch) di articoli tessili comprendente una fase di trattamento con gas ionizzato o plasma. The present invention relates to a pad-batch dyeing process of textile articles comprising a treatment step with ionized gas or plasma.
Con il termine di “articolo tessile†secondo la presente invenzione, si intende un semilavorato di fibre tessili con grado di lavorazione variabile tra un nastro di fibre pettinato (comunemente detto tops), un filato a vario grado di torsione, un tessuto ortogonale, un tessuto a maglia e un tessuto non tessuto. With the term `` textile article '' according to the present invention, we mean a semi-finished product of textile fibers with a variable degree of processing between a combed fiber ribbon (commonly called tops), a yarn with various degrees of twist, an orthogonal fabric, a knitted fabric and a non-woven fabric.
Il processo di tintura a stoccaggio, comunemente definito Pad-Batch, à ̈ un processo semicontinuo di tintura che può essere applicato a qualsiasi articolo tessile che può essere trascinato attraverso un bagno di tintura dell’articolo stesso. Questo processo viene solitamente applicato ai tessuti. The storage dyeing process, commonly referred to as Pad-Batch, is a semi-continuous dyeing process that can be applied to any textile article that can be dragged through a dye bath of the article itself. This process is usually applied to fabrics.
Le principali fasi del processo di tintura Pad-Batch sono: The main stages of the Pad-Batch dyeing process are:
a) una fase di impregnazione, nella quale il tessuto viene prima immerso in un bagno di tintura e poi posto sotto la pressione di due rulli che eliminano il liquido in eccesso e permettono una maggior penetrazione del liquido negli interstizi tra le fibre. a) an impregnation phase, in which the fabric is first immersed in a dyeing bath and then placed under the pressure of two rollers which eliminate the excess liquid and allow greater penetration of the liquid into the interstices between the fibers.
b) una fase, definita di maturazione, nella quale il tessuto impregnato viene mantenuto in condizioni controllate per permettere la fissazione del colorante sulla fibra. b) a phase, defined as maturation, in which the impregnated fabric is kept under controlled conditions to allow the fixation of the dye on the fiber.
Nel normale processo di tintura Pad-Batch il fabbisogno idrico, ovvero la quantità di soluzione con cui viene impregnato il tessuto, à ̈ funzione della tipologia di tessuto che si vuole trattare, ed à ̈ mediamente pari a 0.5 ÷ 1.5 Kg di liquido per 1 Kg di tessuto. In the normal Pad-Batch dyeing process, the water requirement, i.e. the quantity of solution with which the fabric is impregnated, depends on the type of fabric to be treated, and is on average equal to 0.5 to 1.5 kg of liquid for 1 Kg of fabric.
Il processo sopra descritto, nel caso in cui venga impiegato per la tintura di tessuti costituiti da fibre animali e/o altre fibre a carattere tendenzialmente idrofobo, presenta una serie di inconvenienti, quali l’ottenimento di una colorazione poco solida e limitata alla superficie esterna delle fibre, la formazione di macchie dovute a zone di tessuto caratterizzate da differente concentrazione del colorante o ad agglomerati di prodotti chimici formatisi sulla superficie dello stesso e altri problemi coloristici dovuti alla limitata affinità esistente tra la soluzione di tintura e la fibra che compone il tessuto. The process described above, in the case in which it is used for the dyeing of fabrics consisting of animal fibers and / or other fibers with a tendentially hydrophobic character, presents a series of drawbacks, such as obtaining a not very solid color and limited to the surface external fibers, the formation of stains due to areas of fabric characterized by different concentration of the dye or agglomerates of chemical products formed on the surface of the same and other color problems due to the limited affinity existing between the dyeing solution and the fiber that makes up the tissue.
L’articolo “Continuous dyeing of wool fabric containing polyamide fibre and modified by plasma glow discharge†di A.V. Ulesova et all [Fibre Chemistry, vol. 40, No. 2, 2008] descrive un processo di tintura in continuo (pad-steam) di un tessuto di lana in mista con poliammide trattato con plasma. Il trattamento al plasma avviene attraverso l’utilizzo di un’apparecchiatura del tipo KPR-180 per 18 secondi. The article â € œContinuous dyeing of wool fabric containing polyamide fiber and modified by plasma glow dischargeâ € by A.V. Ulesova et all [Fiber Chemistry, vol. 40, No. 2, 2008] describes a process of continuous dyeing (pad-steam) of a wool fabric mixed with polyamide treated with plasma. The plasma treatment takes place through the use of a KPR-180 type equipment for 18 seconds.
Risulta dall’articolo “Low-temperature plasma surface modification of textiles made from natural fibre and advanced technologies†di S:F: Sadova et all [High Energy Chemistr yVol. It results from the article â € œLow-temperature plasma surface modification of textiles made from natural fiber and advanced technologiesâ € by S: F: Sadova et all [High Energy Chemistr yVol.
40 No 3, 2008] che l’apparecchiatura per la generazione del plasma tipo KPR-180 opera a condizioni di pressione compresa tra 80-120 Pa, quindi a pressioni decisamente inferiori a quella atmosferica. L’utilizzo di generatori di plasma a pressioni inferiori a quella atmosferica presenta però numerosi svantaggi quali elevati costi dovuti all’energia necessaria per il funzionamento dell’apparecchiatura, impossibilità di effettuare trattamenti continui, presenza di pompe per il vuoto, con relative problematiche di manutenzione. 40 No 3, 2008] that the equipment for the generation of plasma type KPR-180 operates at pressure conditions between 80-120 Pa, therefore at pressures much lower than atmospheric pressure. The use of plasma generators at pressures lower than atmospheric, however, has numerous disadvantages such as high costs due to the energy necessary for the operation of the equipment, the impossibility of carrying out continuous treatments, the presence of vacuum pumps, with relative maintenance issues.
Sarebbe pertanto desiderabile disporre di un processo di tintura per impregnazione che, quando applicato a tessuti ed altri articoli tessili costituiti da fibre animali e/o altre fibre a carattere tendenzialmente idrofobo, permetta di ottenere un materiale che non presenti zone di tintura differenti o macchie di colore, che riduca i tempi di lavorazione e la quantità di acqua, colorante e prodotti chimici utilizzati e che non abbia gli svantaggi dei sistemi operanti sotto vuoto. It would therefore be desirable to have a dyeing process by impregnation which, when applied to fabrics and other textile articles consisting of animal fibers and / or other fibers with a tendentially hydrophobic character, allows to obtain a material that does not present different dyeing areas or stains of color, which reduces processing times and the amount of water, dye and chemicals used and which does not have the disadvantages of systems operating under vacuum.
Lo scopo di questa invenzione à ̈ pertanto quello di provvedere un processo di tintura a stoccaggio applicabile alla tipologia di materiali e semilavorati di cui sopra, in grado di ridurre i tempi di lavorazione, fornire un articolo tessile tinto con elevate caratteristiche qualitative e caratterizzato da una riproducibilità elevata, nonché di ridurre le quantità di coloranti, prodotti chimici e acqua normalmente impiegati nei processi di tintura, evitando infine la formazione di macchie di colore o aggregati di composti chimici sull’articolo tessile stesso. The purpose of this invention is therefore to provide a storage dyeing process applicable to the type of materials and semi-finished products referred to above, capable of reducing processing times, providing a dyed textile article with high qualitative characteristics and characterized by a high reproducibility, as well as reducing the quantities of dyes, chemicals and water normally used in dyeing processes, finally avoiding the formation of color spots or aggregates of chemical compounds on the textile article itself.
Questo ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione vengono raggiunti mediante un processo di tintura di un articolo tessile comprendente: This and other objects and advantages of the invention are achieved by means of a dyeing process of a textile article comprising:
- una fase di impregnazione dell’articolo tessile mediante immersione in un bagno di tintura comprendente uno o più coloranti, - a step of impregnation of the textile article by immersion in a dyeing bath comprising one or more dyes,
- una fase di maturazione dell’articolo tessile, successiva alla fase di impregnazione, in condizioni di umidità e temperatura controllate, - a maturation phase of the textile article, following the impregnation phase, in conditions of controlled humidity and temperature,
caratterizzato dal fatto che detta fase di impregnazione à ̈ preceduta da una fase di trattamento dell’articolo tessile con gas ionizzato o plasma, realizzata a pressione atmosferica e con modalità continua. characterized by the fact that said impregnation phase is preceded by a phase of treatment of the textile article with ionized gas or plasma, carried out at atmospheric pressure and in a continuous mode.
Il processo di tintura secondo l’invenzione à ̈ applicabile a qualsiasi tipo di articolo tessile ma preferibilmente viene applicato ad articoli tessili costituiti da lana, altre fibre animali, miste delle medesime e miste di fibre animali con altre fibre, tutte o in parte caratterizzate da comportamenti tendenzialmente idrofobi. The dyeing process according to the invention is applicable to any type of textile article but preferably it is applied to textile articles consisting of wool, other animal fibers, mixed of the same and mixed of animal fibers with other fibers, all or in part characterized by tendentially hydrophobic behaviors.
La figura 1 mostra uno schema logico semplificato delle fasi di un processo di tintura comprendente le fasi di pretrattamento con gas ionizzato o plasma e di impregnazione dell’articolo tessile secondo la presente invenzione, come verrà descritto in seguito. Figure 1 shows a simplified logic diagram of the steps of a dyeing process comprising the steps of pretreatment with ionized gas or plasma and of impregnation of the textile article according to the present invention, as will be described below.
La fase di trattamento dell’articolo tessile con gas ionizzato o plasma viene eseguita al fine di incrementare l’affinità dell’articolo tessile nei confronti della fase acquosa utilizzata per la tintura, fino ad impartirne adeguate caratteristiche idrofile. Si à ̈ trovato che l’incremento di idrofilia ottenuto mediante il trattamento con gas ionizzato o plasma a pressione atmosferica migliora l’impregnazione dell’articolo tessile consentendo di raggiungere gli obiettivi di miglioramento del processo precedentemente indicati. The phase of treatment of the textile article with ionized gas or plasma is carried out in order to increase the affinity of the textile article towards the aqueous phase used for dyeing, up to imparting adequate hydrophilic characteristics. It has been found that the increase in hydrophilicity obtained by treatment with ionized gas or plasma at atmospheric pressure improves the impregnation of the textile article allowing to reach the previously indicated objectives of improvement of the process.
Nei normali processi di tintura, senza trattamento con gas ionizzato o plasma, i tempi di contatto tra l’articolo tessile e soluzione di tintura necessari all’ottenimento di un’impregnazione uniforme, come ad esempio nella tintura di un tessuto costituito al 100 % da lana, sono dell’ordine dei 30 minuti. Conseguentemente la velocità di impregnazione, ed i volumi di soluzione di tintura, sono tali da rendere il processo economicamente non conveniente. In normal dyeing processes, without treatment with ionized gas or plasma, the contact times between the textile article and the dyeing solution necessary to obtain a uniform impregnation, such as for example in the dyeing of a fabric consisting of 100% wool, they are in the order of 30 minutes. Consequently, the speed of impregnation, and the volumes of dyeing solution, are such as to make the process not economically convenient.
Nel caso specifico dei tessuti, l’incremento di idrofilia à ̈ quantificabile attraverso la misura del tempo di assorbimento della goccia (BS 4554:1970 Method of test for wettability of textile fabric). Osservando i valori riportati in Tabella 1, à ̈ possibile apprezzare la variazione di idrofilia impartita ad un tessuto costituito al 100% da lana a seguito del trattamento al plasma. In the specific case of fabrics, the increase in hydrophilicity can be quantified by measuring the absorption time of the drop (BS 4554: 1970 Method of test for wettability of textile fabric). By observing the values shown in Table 1, it is possible to appreciate the variation of hydrophilicity imparted to a fabric made up of 100% wool following the plasma treatment.
Tabella 1 Table 1
Assorbimento goccia Comportamento Drop absorption Behavior
Tessuto non trattato > 30 min Idrofobo Untreated fabric> 30 min Hydrophobic
Tessuto trattato 300 s < t < 0.1 s idrofilo tratfunzionalizzato Treated tissue 300 s <t <0.1 s hydrophilic tratfunctionalized
Il trattamento dell’articolo tessile con plasma o gas ionizzato in condizioni di pressione atmosferica, viene realizzato impiegando preferibilmente la tecnologia al plasma atmosferico freddo tipo DBD (Dieletric Barrier Discharge), APGD (Atmospheric Plasma Glow Discharge), Corona, oppure tecnologie basate su tecniche di generazione del plasma di tipo ibrido. The treatment of the textile article with plasma or ionized gas under atmospheric pressure conditions is preferably carried out using the cold atmospheric plasma technology such as DBD (Dieletric Barrier Discharge), APGD (Atmospheric Plasma Glow Discharge), Corona, or technologies based on hybrid plasma generation techniques.
Le principali condizioni operative adottate durante il trattamento dell’articolo tessile con il plasma sono le seguenti: The main operating conditions adopted during the treatment of the textile article with plasma are the following:
- energia elettrica impiegata al generatore: 12.5 ÷ 15000 kJ/ kg (valore riferito alla quantità di materiale lavorato); - electricity used in the generator: 12.5 ÷ 15000 kJ / kg (value referred to the quantity of processed material);
- velocità di trascinamento dell’articolo tessile: 0.1 ÷ 80 m/min; - dragging speed of the textile article: 0.1 à · 80 m / min;
- gas di processo: argon, elio, neon, idrogeno, azoto, ossigeno, miscela azoto-ossigeno in concentrazioni variabili tra 0 % e 21 %, aria ambiente; - process gas: argon, helium, neon, hydrogen, nitrogen, oxygen, nitrogen-oxygen mixture in concentrations ranging from 0% to 21%, ambient air;
- portata gas di processo: 0 ÷ 20000 NL/kg (valore riferito alla quantità di materiale lavorato); - process gas flow rate: 0 ÷ 20000 NL / kg (value referred to the quantity of processed material);
Quando viene utilizzata la tecnologia al plasma atmosferico tipo Corona non à ̈ sempre definibile una portata per uno specifico gas di processo, in quanto il mezzo gassoso sottoposto a ionizzazione à ̈ solitamente costituito dall’aria ambiente presente tra gli elettrodi, trascinata e rinnovata dal movimento dell’articolo tessile trattato. When the Corona atmospheric plasma technology is used, it is not always possible to define a flow rate for a specific process gas, as the gaseous medium subjected to ionization is usually constituted by the ambient air present between the electrodes, entrained and renewed by the movement of the treated textile article.
La fase di impregnazione dell’articolo tessile con sostanze atte alla sua tintura avviene immergendo l’articolo tessile, disposto in largo ed eventualmente svolto da un subbio di alimentazione, in un bagno liquido contenuto in un opportuno contenitore. La composizione del bagno di tintura varia in funzione del tipo di articolo tessile e delle caratteristiche finali che si intendono ottenere, come à ̈ noto nel ramo. Tuttavia la migliore idrofilia dell’articolo tessile impartita dal trattamento con gas ionizzato o plasma consente di operare ad elevate velocità di trascinamento e con minori quantità di adiuvanti di tintura e minori volumi di soluzione di tintura. The step of impregnating the textile article with substances suitable for its dyeing takes place by immersing the textile article, placed wide and possibly carried out by a feed beam, in a liquid bath contained in a suitable container. The composition of the dye bath varies according to the type of textile article and the final characteristics to be obtained, as is known in the art. However, the better hydrophilicity of the textile article imparted by the treatment with ionized gas or plasma allows it to operate at high entrainment speeds and with lower quantities of dyeing aids and lower volumes of dyeing solution.
L’immersione dell’articolo tessile nel bagno di tintura serve ad impregnare le fibre con la soluzione di tintura consentendo, oltre alla formazione di un film liquido adeso alle fibre, anche un assorbimento della soluzione di tintura ad opera delle fibre stesse. The immersion of the textile article in the dyeing bath serves to impregnate the fibers with the dyeing solution allowing, in addition to the formation of a liquid film adhering to the fibers, also an absorption of the dyeing solution by the fibers themselves.
Si à ̈ sorprendentemente trovato che il trattamento al plasma in condizioni di pressione atmosferica incrementa la cinetica di impregnazione attraverso un aumentato livello di bagnabilità del substrato. I processi fisico-chimici propri dell’impregnazione vengono così intensificati. Infatti un aumento di affinità tra l’articolo tessile ed il liquido di tintura favorisce i processi di capillarità all’interno della struttura dell’articolo tessile, consentendo alla fase liquida di disporsi in modo uniforme sulla superficie delle fibre in fase di impregnazione. It has surprisingly been found that the plasma treatment under atmospheric pressure conditions increases the impregnation kinetics through an increased level of substrate wettability. The physical-chemical processes of impregnation are thus intensified. In fact, an increase in affinity between the textile article and the dyeing liquid favors the processes of capillarity within the structure of the textile article, allowing the liquid phase to be evenly arranged on the surface of the fibers during the impregnation phase. .
A seguito dell’impregnazione l’articolo tessile viene sottoposto ad un’operazione di spremitura effettuata attraverso l’utilizzo di un mangano. Tale operazione viene condotta con l’obiettivo di uniformare e ridistribuire, a beneficio della porzione di liquido assorbibile dalle fibre, la massa liquida adesa al substrato. Infatti l’azione di spremitura meccanica effettuata dai rulli del mangano determina lo scarico della quota di liquido in eccesso dall’articolo tessile. Inoltre, grazie all’azione di compressione meccanica ed al cosiddetto “effetto spugna†, la quota di liquido distribuita uniformemente tra le fibre del manufatto risulta notevolmente incrementata. Al termine di questa operazione, il pick-up, cioà ̈ l’assorbimento, da parte dell’articolo tessile nei confronti del liquido di tintura si attesta intorno a valori mediamente compresi tra il 50 ed il 150% in peso, valori variabili in funzione della tipologia di articolo tessile trattato. Following the impregnation, the textile article is subjected to a squeezing operation carried out through the use of a mangle. This operation is carried out with the aim of uniforming and redistributing, for the benefit of the portion of liquid absorbable by the fibers, the liquid mass adhered to the substrate. In fact, the action of mechanical squeezing carried out by the rollers of the mangle determines the discharge of the amount of excess liquid from the textile article. Furthermore, thanks to the mechanical compression action and the so-called â € œsponge effectâ €, the amount of liquid evenly distributed between the fibers of the product is considerably increased. At the end of this operation, the pick-up, that is the absorption, by the textile article in the dyeing liquid, is around values on average between 50 and 150% by weight, variable values according to the type of textile article treated.
In funzione del tipo di articolo tessile da tingere, delle condizioni operative della prima fase di trattamento con plasma o gas ionizzato, e della composizione del bagno di tintura, la fase di impregnazione, comprendente anche la spremitura, può essere ripetuta una seconda volta al fine di uniformare ulteriormente la quantità di liquido adeso ed assorbito dalle fibre dell’articolo tessile. Depending on the type of textile article to be dyed, on the operating conditions of the first phase of treatment with plasma or ionized gas, and on the composition of the dyeing bath, the impregnation phase, also including pressing, can be repeated a second time in order to to further uniform the quantity of liquid adhered to and absorbed by the fibers of the textile article.
Le tipologie di prodotti utilizzabili nella formulazione del bagno di tintura da impiegarsi in un’applicazione tipica del processo di cui alla presente invenzione, corrispondono a quelle normalmente utilizzate nelle tintura ad esaurimento ed, a titolo di esempio, una formulazione tipica di detta soluzione può essere composta dai seguenti prodotti: The types of products that can be used in the formulation of the dyeing bath to be used in a typical application of the process of the present invention correspond to those normally used in exhaustion dyeing and, by way of example, a typical formulation of said solution can be composed of the following products:
- coloranti (concentrazione indicativamente paria a: 5 ÷ 50 g/kgfibra) - dyes (concentration indicatively equal to: 5 ÷ 50 g / kg fiber)
- acido acetico/solforico (in quantità tale per cui la soluzione assuma un pH = 2 ÷ 6) - acetic / sulfuric acid (in such a quantity that the solution assumes a pH = 2 à · 6)
- solfato di ammonio (concentrazione indicativamente paria a: 0 ÷ 15 g/kgfibra) - ammonium sulphate (concentration indicatively equal to: 0 ÷ 15 g / kg fiber)
- imbibente (concentrazione indicativamente paria a: 0.1÷ 1 % vol). - wetting agent (concentration indicatively equal to: 0.1à · 1% vol).
Le condizioni operative preferite per la fase di impregnazione sono le seguenti: The preferred operating conditions for the impregnation step are the following:
- Temperatura bagno tra 25 e 102 °C, preferibilmente tra 50 e 100 °C, più preferibilmente tra 90 e 98 °C. - Bath temperature between 25 and 102 ° C, preferably between 50 and 100 ° C, more preferably between 90 and 98 ° C.
- Velocità di trascinamento da 0,1 a 80 m/s, preferibilmente da 15 a 70 m/s, più preferibilmente da 20 a 50 m/s. - Dragging speed from 0.1 to 80 m / s, preferably from 15 to 70 m / s, more preferably from 20 to 50 m / s.
- Pressione di spremitura da 5 a 50 KgF/cm<2>, preferibilmente da 20 a 40 KgF/cm<2>, più preferibilmente tra 25 e 30 KgF/cm<2>. - Squeezing pressure from 5 to 50 KgF / cm <2>, preferably from 20 to 40 KgF / cm <2>, more preferably between 25 and 30 KgF / cm <2>.
La fase di maturazione à ̈ la fase del processo mediante la quale vengono completati, in termini di interazione fisico-chimica tra i componenti della soluzione di tintura e le fibre costituenti l’articolo tessile, i processi tintoriali. Questa operazione consiste nel mantenere in condizioni di umidità e temperatura costante l’articolo tessile precedentemente trattato con plasma ed impregnato. The maturation phase is the phase of the process by which the dyeing processes are completed in terms of physico-chemical interaction between the components of the dyeing solution and the fibers making up the textile article. This operation consists in keeping the textile article previously treated with plasma and impregnated in conditions of constant humidity and temperature.
Durante la maturazione, che può durare in funzione dei casi da un minimo di 15 min ad un massimo di 20 ore, avvengono dapprima i processi fisici di diffusione dei coloranti nella fibra e successivamente evolvono i processi chimici di reazione tra i coloranti e le molecole del substrato. Nel caso venga trattato un articolo tessile di lana, al fine di favorire i fenomeni di diffusione dei coloranti nella fibra richiesti per la buona riuscita della tintura, la maturazione viene condotta preferibilmente ad una temperatura superiore a quella di transizione vetrosa della lana. During maturation, which can last depending on the case from a minimum of 15 min to a maximum of 20 hours, first the physical processes of diffusion of the dyes in the fiber take place and subsequently the chemical reaction processes between the dyes and the molecules of the fiber evolve. substrate. If a woolen textile article is treated, in order to favor the phenomena of diffusion of the dyes in the fiber required for the success of the dyeing, the maturation is preferably carried out at a temperature higher than the glass transition temperature of the wool.
L’articolo tessile sottoposto a maturazione può essere avvolto su di un subbio ed adeguatamente protetto nei confronti di indesiderati fenomeni essiccativi attraverso opportune membrane di protezione, solitamente di tipo polimerico, oppure saturando in termini di umidità relativa l’ambiente di maturazione, oppure utilizzando entrambe le soluzioni. The matured textile article can be wrapped on a beam and adequately protected against unwanted drying phenomena by means of suitable protective membranes, usually of the polymeric type, or by saturating the maturation environment in terms of relative humidity, or using both solutions.
Nel caso in cui si operi secondo la procedura sopra descritta, al fine di evitare la percolazione della soluzione di tintura tra le spire dell’avvolgimento dell’articolo tessile, fenomeno che pregiudicherebbe la qualità della tintura, il subbio viene mantenuto in lenta ma costante rotazione ad un numero di giri preferibilmente pari a 5 ÷ 8 rpm. Operando in tal modo si evita la percolazione senza incorrere nella centrifugazione della soluzione di tintura adesa alle fibre. Le principali condizioni operative adottate nella fase di maturazione sono le seguenti: If you operate according to the procedure described above, in order to avoid the percolation of the dyeing solution between the coils of the winding of the textile article, a phenomenon that would compromise the quality of the dye, the beam is kept slow but constant rotation at a number of revolutions preferably equal to 5-8 rpm. By operating in this way, percolation is avoided without running into centrifugation of the dyeing solution adhering to the fibers. The main operating conditions adopted in the maturation phase are the following:
- Temperatura tra 50 e 102 °C, preferibilmente tra 70 e 100 °C, più preferibilmente tra 90 e 98 °C. - Temperature between 50 and 102 ° C, preferably between 70 and 100 ° C, more preferably between 90 and 98 ° C.
- Velocità di rotazione da 1 a 20 rpm, preferibilmente da 5 a 10 rpm, più preferibilmente da 5 a 8 rpm. - Rotation speed from 1 to 20 rpm, preferably from 5 to 10 rpm, more preferably from 5 to 8 rpm.
- Tempo di maturazione da 0,25 a 20 ore, preferibilmente da 1 a 15 ore, più preferibilmente tra 2 e 10 ore. - Maturation time from 0.25 to 20 hours, preferably from 1 to 15 hours, more preferably between 2 and 10 hours.
Vengono di seguito illustrati a titolo esplicativo e non limitativo alcuni esempi realizzativi del processo di tintura secondo l’invenzione. Tali esempi si riferiscono alla tintura di un tessuto di lana. Some examples of the dyeing process according to the invention are illustrated below for explanatory and non-limiting purposes. Such examples refer to the dyeing of a woolen fabric.
Al fine di assicurare la buona riuscita del processo à ̈ necessario pretrattare adeguatamente il materiale tessile mediante lavaggio ed asciugatura dello stesso. Inoltre al termine della fase di maturazione à ̈ opportuno sottoporre l’articolo tessile, in questo caso un tessuto, ad un ulteriore lavaggio, eseguito possibilmente in largo e finalizzato alla rimozione dell’eventuale colorante non fissato e degli ausiliari di tintura impiegati. In order to ensure the success of the process it is necessary to adequately pre-treat the textile material by washing and drying it. Furthermore, at the end of the maturation phase it is advisable to subject the textile article, in this case a fabric, to a further washing, possibly carried out wide and aimed at removing any loose dye and dyeing auxiliaries used.
ESEMPI EXAMPLES
Il tessuto oggetto del processo di tintura descritto negli esempi seguenti à ̈ un tessuto costituito al 100% in peso da fibre di lana ed à ̈ caratterizzato da una grammatura pari a circa 150 g/m<2>. Il trattamento al plasma viene prodotto attraverso l’impiego di un’apparecchiatura a tecnologia ibrida del tipo a plasma atmosferico freddo. The fabric subjected to the dyeing process described in the following examples is a fabric made up of 100% by weight of wool fibers and is characterized by a weight of approximately 150 g / m <2>. The plasma treatment is produced through the use of a hybrid technology equipment of the cold atmospheric plasma type.
Il processo comprende le seguenti fasi operative: The process includes the following operational steps:
- lavaggio ed asciugatura - washing and drying
- trattamento al plasma - plasma treatment
- impregnazione - impregnation
- maturazione - maturation
- lavaggio ed asciugatura - washing and drying
ESEMPIO 1 EXAMPLE 1
Prima di essere sottoposto al processo di tintura per impregnazione il tessuto viene adeguatamente lavato ed asciugato al fine di preparare la superficie delle fibre a ricevere la soluzione di tintura. La metodologia di lavaggio utilizzata à ̈ del tipo in largo; il mezzo detergente impiegato consiste in una soluzione acquosa allo 0.1 % vol. di disperdente, mantenuta alla temperatura di 60 °C. Al termine del lavaggio il tessuto viene risciacquato in acqua alla temperatura ambiente, spremuto in un mangano ed asciugato in largo fino ad ottenere un contenuto di acqua di poco inferiore al valore di ripresa della lana alla temperatura ambiente. Before being subjected to the dyeing process by impregnation, the fabric is adequately washed and dried in order to prepare the surface of the fibers to receive the dyeing solution. The washing method used is of the wide type; the detergent medium used consists of an aqueous solution at 0.1% vol. of dispersant, maintained at a temperature of 60 ° C. At the end of the washing, the fabric is rinsed in water at room temperature, squeezed in a mangle and dried out to obtain a water content slightly lower than the recovery value of the wool at room temperature.
Con riferimento allo schema di processo in figura 2, indicato a titolo illustrativo e non limitativo, il tessuto 5 svolto da un subbio 10 e viene pretrattato secondo la procedura sopra indicata, poi viene sottoposto al trattamento al plasma utilizzando un’apparecchiatura 12 a tecnologia ibrida del tipo a plasma atmosferico freddo di azoto Post Discharge Plasma Jet. Le condizioni operative adottate nella conduzione del pretrattamento al plasma sono state le seguenti: With reference to the process diagram in figure 2, indicated for illustrative and non-limiting purposes, the fabric 5 unwound from a beam 10 and is pretreated according to the procedure indicated above, then it is subjected to plasma treatment using an equipment 12 with technology Hybrid of the cold atmospheric plasma type of nitrogen Post Discharge Plasma Jet. The operating conditions adopted in the conduct of the plasma pretreatment were the following:
- energia elettrica erogata al generatore = 1000 kJ/kg, - electricity supplied to the generator = 1000 kJ / kg,
- portata del flusso di azoto = 1660 NL/kg, - flow rate of nitrogen = 1660 NL / kg,
- velocità di trascinamento del tessuto = 4 m/min, - fabric dragging speed = 4 m / min,
- tempo di assorbimento della goccia = 20 s. - drop absorption time = 20 s.
Il tessuto trattato al plasma, caratterizzato da un tempo di assorbimento della goccia di acqua prossimo a 20 secondi, viene poi impregnato con la soluzione di tintura mediante immersione in una marnetta 14 e viene sottoposto ad una successiva spremitura al mangano 16. The plasma treated fabric, characterized by an absorption time of the drop of water close to 20 seconds, is then impregnated with the dyeing solution by immersion in a marnet 14 and is subjected to a subsequent squeezing with the mangle 16.
La composizione della soluzione di tintura utilizzata à ̈ stata la seguente: The composition of the dye solution used was the following:
- coloranti premetallizzati monosolfonici (~ 40 g/kgfibra) - monosulfonic premetallized dyes (~ 40 g / kg fiber)
- acido acetico (in concentrazione tale per cui pH = 3,5) - acetic acid (in a concentration such that pH = 3.5)
- imbibente (0.1% vol) - wetting agent (0.1% vol)
Le condizioni di immersione nella soluzione di tintura e spremitura del tessuto sono state le seguenti: The conditions of immersion in the dyeing solution and squeezing the fabric were as follows:
- soluzione di tintura mantenuta a temperatura di 90 °C, - dyeing solution maintained at a temperature of 90 ° C,
- velocità di trascinamento del tessuto 4 m/min - fabric dragging speed 4 m / min
- pressione applicata al tessuto nella fase di spremitua pari a 25 kgF/cm<2>- pressure applied to the fabric in the squeezing phase equal to 25 kgF / cm <2>
Il tessuto impregnato viene avvolto su di un subbio 18 e sottoposto a maturazione alle seguenti condizioni: The impregnated fabric is wound on a beam 18 and subjected to curing under the following conditions:
- velocità di rotazione del subbio pari a 8 rpm - beam rotation speed equal to 8 rpm
- durata del periodo di maturazione: 10 h - duration of the maturation period: 10 h
- temperatura di maturazione pari a 90 °C. - maturation temperature equal to 90 ° C.
Con l’obiettivo di evitare eventuali fenomeni essiccativi del di tessuto avvolto nel subbio 18, l’aria presente all’interno del maturatore viene mantenuta satura in termini di umidità relativa. Al termine del processo di maturazione il tessuto viene sottoposto ad un processo di lavaggio ed asciugatura. Tale operazione viene effettuata al fine di favorire l’allontanamento dei prodotti di tintura in eccesso, migliorando la solidità della tinta e consentendo la neutralizzazione del pH del tessuto. With the aim of avoiding any drying phenomena of the fabric wrapped in the beam 18, the air present inside the ripener is kept saturated in terms of relative humidity. At the end of the curing process, the fabric is subjected to a washing and drying process. This operation is carried out in order to favor the removal of excess dye products, improving the solidity of the dye and allowing the pH of the fabric to be neutralized.
Il tessuto tinto secondo le modalità di cui al presente esempio à ̈ stato sottoposto ad una verifica di qualità eseguita valutandone la solidità e le caratteristiche cromatiche ottenute. La valutazione della solidità à ̈ stata eseguita secondo gli standard in uso nel settore tessile, effettuando le prove elencate nella tabella seguente: The fabric dyed according to the methods described in this example has been subjected to a quality check carried out by evaluating its solidity and the chromatic characteristics obtained. The assessment of the solidity was carried out according to the standards in use in the textile sector, by carrying out the tests listed in the following table:
Solidità Norma di riferimento Sudore acido Sudore basico Scarica su lana UNI EN ISO 105 – E04 5 5 Scarica su acrilico UNI EN ISO 105 – E04 5 4 Scarica su poliestere UNI EN ISO 105 – E04 4 4 Scarica su nylon UNI EN ISO 105 – E04 3/4 3 Scarica su cotone UNI EN ISO 105 – E04 4 4 Scarica su acetato UNI EN ISO 105 – E04 5 5 Solidity Reference standard Acid sweat Basic sweat Download on wool UNI EN ISO 105 - E04 5 5 Download on acrylic UNI EN ISO 105 - E04 5 4 Download on polyester UNI EN ISO 105 - E04 4 4 Download on nylon UNI EN ISO 105 - E04 3/4 3 Download on cotton UNI EN ISO 105 - E04 4 4 Download on acetate UNI EN ISO 105 - E04 5 5
Secco Umido Allo sfregamento UNI EN ISO 105 – X12 5 3 Dry Wet With rubbing UNI EN ISO 105 â € “X12 5 3
Alla luce artificiale UNI EN ISO 105 – B02 5 In artificial light UNI EN ISO 105 - B02 5
Relativamente alle caratteristiche cromatiche del manufatto, sono state valutate con esito positivo, secondo il giudizio degli esperti del settore, il punto di colore e l’omogeneità della tinta riscontrate tramite lo svolgimento di un’appropriata analisi visiva. With regard to the chromatic characteristics of the product, the color point and the homogeneity of the hue found by carrying out an appropriate visual analysis were evaluated with a positive result, according to the judgment of the experts in the sector.
Concluse le operazioni di cui sopra il tessuto può essere sottoposto ai normali procedimenti di finissaggio, ove previsti. Once the above operations have been completed, the fabric can be subjected to the normal finishing procedures, where foreseen.
La qualità della tintura à ̈ risultata essere ottima, senza formazioni di macchie e/o disomogeneità di colorazione, evidenziando una soddisfacente solidità della tinta. The quality of the dye was found to be excellent, without the formation of stains and / or color unevenness, highlighting a satisfactory solidity of the color.
ESEMPIO 2 EXAMPLE 2
Il tessuto, pretrattato secondo la procedura di lavaggio descritta nell’esempio 1, viene sottoposto ad un trattamento di tipo continuo al plasma atmosferico utilizzando un’apparecchiatura a tecnologia ibrida del tipo a Corona atmosferico freddo di aria, la quale prevede un trattamento fronte/retro del tessuto. Tale tecnologia non implica l’utilizzo di uno specifico gas di processo, in quanto il mezzo gassoso sottoposto a ionizzazione à ̈ costituito dall’aria ambiente presente tra gli elettrodi, trascinata e rinnovata dal movimento del tessuto trattato. The fabric, pre-treated according to the washing procedure described in example 1, is subjected to a continuous atmospheric plasma treatment using a hybrid technology equipment of the cold atmospheric corona type, which involves a forehead treatment / back of the fabric. This technology does not imply the use of a specific process gas, as the gaseous medium subjected to ionization consists of the ambient air present between the electrodes, entrained and renewed by the movement of the treated tissue.
Le condizioni operative adottate sono state le seguenti: The operating conditions adopted were the following:
- energia elettrica erogata al generatore = 25 kJ/kg, - electricity supplied to the generator = 25 kJ / kg,
- velocità di trascinamento del tessuto = 8 m/min, - fabric dragging speed = 8 m / min,
- tempo di assorbimento della goccia = 150 s. - drop absorption time = 150 s.
Il tessuto così trattato viene impregnato con la soluzione di tintura mediante immersione in marnetta e successiva spremitura al mangano alle seguenti condizioni operative: The fabric treated in this way is impregnated with the dyeing solution by immersion in a marnet and subsequent squeezing with the mangle under the following operating conditions:
- soluzione di tintura mantenuta a temperatura di 90 °C, - dyeing solution maintained at a temperature of 90 ° C,
- velocità di trascinamento del tessuto 8 m/min - fabric dragging speed 8 m / min
- pressione applicata ai rulli 25 kgF/cm<2>. - pressure applied to the rollers 25 kgF / cm <2>.
La composizione della soluzione di tintura utilizzata à ̈ stata la seguente: The composition of the dye solution used was the following:
- coloranti premetallizzati monosolfonici (~ 40 g/kgfibra) - monosulfonic premetallized dyes (~ 40 g / kg fiber)
- acido acetico (in concentrazione tale per cui pH = 3,5) - acetic acid (in a concentration such that pH = 3.5)
- imbibente (0.1% vol) - wetting agent (0.1% vol)
Il tessuto impregnato viene avvolto su di un subbio e sottoposto a maturazione alle seguenti condizioni: The impregnated fabric is wound on a beam and subjected to curing under the following conditions:
- rotazione del subbio a 8 rpm - beam rotation at 8 rpm
- periodo di 10 h - period of 10 h
- temperatura 90 °C. - temperature 90 ° C.
Con l’obiettivo di evitare eventuali fenomeni essiccativi dell’avvolgimento di tessuto, l’aria presente all’interno del maturatore viene mantenuta satura in termini di umidità relativa. With the aim of avoiding any drying phenomena of the winding of the fabric, the air present inside the ripener is kept saturated in terms of relative humidity.
Al termine del processo di maturazione il tessuto viene sottoposto ad un processo di lavaggio ed asciugatura; l’operazione viene effettuata al fine di favorire l’allontanamento dei prodotti di tintura in eccesso, migliorando la solidità della tinta e consentendo la normalizzazione del pH del tessuto. At the end of the curing process the fabric is subjected to a washing and drying process; the operation is carried out in order to favor the removal of excess dye products, improving the solidity of the dye and allowing the pH of the fabric to normalize.
Il tessuto tinto secondo le modalità di cui al presente esempio à ̈ stato sottoposto ad una verifica di qualità eseguita valutandone la solidità e le caratteristiche cromatiche ottenute. La valutazione della solidità à ̈ stata eseguita secondo gli standard in uso nel settore tessile, effettuando le prove elencate nella tabella seguente: The fabric dyed according to the methods described in this example has been subjected to a quality check carried out by evaluating its solidity and the chromatic characteristics obtained. The assessment of the solidity was carried out according to the standards in use in the textile sector, by carrying out the tests listed in the following table:
SOLIDITà Norma di riferimento Sudore acido Sudore basico Scarica su lana UNI EN ISO 105 – E04 5 5 Scarica su acrilico UNI EN ISO 105 – E04<5 5>Scarica su poliestere UNI EN ISO 105 – E04<4 4>Scarica su nylon UNI EN ISO 105 – E04<4 3>Scarica su cotone UNI EN ISO 105 – E04<4 3/4>Scarica su acetato UNI EN ISO 105 – E04<5 3/4>SOLIDITY Reference standard Acid sweat Basic sweat Download on wool UNI EN ISO 105 - E04 5 5 Download on acrylic UNI EN ISO 105 - E04 <5 5> Download on polyester UNI EN ISO 105 - E04 <4 4 > Download on nylon UNI EN ISO 105 - E04 <4 3> Download on cotton UNI EN ISO 105 - E04 <4 3/4> Download on acetate UNI EN ISO 105 - E04 <5 3/4>
Secco Umido Allo sfregamento UNI EN ISO 105 – X12<5 4>Dry Wet With rubbing UNI EN ISO 105 â € “X12 <5 4>
Alla luce artificiale UNI EN ISO 105 – B02<5>In artificial light UNI EN ISO 105 â € “B02 <5>
Relativamente alle caratteristiche cromatiche del manufatto, sono state valutate con esito positivo, secondo il giudizio degli esperti del settore, il punto di colore e l’omogeneità della tinta riscontrate tramite lo svolgimento di un’appropriata analisi visiva. With regard to the chromatic characteristics of the product, the color point and the homogeneity of the color found by carrying out an appropriate visual analysis were evaluated with a positive result, according to the judgment of the experts in the sector.
Concluse le operazioni di cui sopra il tessuto può essere sottoposto ai normali procedimenti di finissaggio, ove previsti. Once the above operations have been completed, the fabric can be subjected to the normal finishing procedures, where foreseen.
La qualità della tintura à ̈ risultata essere ottima, senza formazioni di macchie e/o disomogeneità di colorazione, evidenziando una soddisfacente solidità della tinta. The quality of the dye was found to be excellent, without the formation of stains and / or color unevenness, highlighting a satisfactory solidity of the color.
ESEMPIO 3 EXAMPLE 3
Il presente esempio à ̈ relativo ad un tessuto non sottoposto ad alcun trattamento al plasma, quindi caratterizzato da un comportamento tipicamente idrofobo. Il tessuto viene pretrattato secondo la procedura di lavaggio descritta nell’esempio 1 e successivamente sottoposto a tintura per impregnazione. The present example relates to a fabric not subjected to any plasma treatment, therefore characterized by a typically hydrophobic behavior. The fabric is pre-treated according to the washing procedure described in example 1 and subsequently subjected to dyeing by impregnation.
Il tessuto lavato e non trattato al plasma, caratterizzato da un tempo di assorbimento della goccia di acqua paria a circa 1800 secondi viene impregnato con la soluzione di tintura mediante immersione in marnetta e successiva spremitura al mangano alle seguenti condizioni operative: The washed and non-plasma-treated fabric, characterized by an absorption time of the drop of water equal to about 1800 seconds, is impregnated with the dyeing solution by immersion in marnet and subsequent squeezing with the mangle under the following operating conditions:
- soluzione di tintura mantenuta a temperatura di 90 °C, - dyeing solution maintained at a temperature of 90 ° C,
- velocità di trascinamento del tessuto 4 m/min - fabric dragging speed 4 m / min
- pressione applicata ai rulli 25 kgF/cm<2>. - pressure applied to the rollers 25 kgF / cm <2>.
La composizione della soluzione di tintura utilizzata à ̈ stata la seguente: The composition of the dye solution used was the following:
- coloranti premetallizzati monosolfonici (~ 40 g/kgfibra) - monosulfonic premetallized dyes (~ 40 g / kg fiber)
- acido acetico (in concentrazione tale per cui pH = 3,5) - acetic acid (in a concentration such that pH = 3.5)
- imbibente (0.1% vol) - wetting agent (0.1% vol)
Il tessuto impregnato viene avvolto su di un subbio e sottoposto a maturazione alle seguenti condizioni: The impregnated fabric is wound on a beam and subjected to curing under the following conditions:
- rotazione del subbio a 8 rpm - beam rotation at 8 rpm
- periodo di 10 h - period of 10 h
- temperatura 90 °C. - temperature 90 ° C.
Con l’obiettivo di evitare eventuali fenomeni essiccativi dell’avvolgimento di tessuto, l’aria presente all’interno del maturatore viene mantenuta satura in termini di umidità relativa. With the aim of avoiding any drying phenomena of the winding of the fabric, the air present inside the ripener is kept saturated in terms of relative humidity.
Al termine del processo di maturazione il tessuto viene sottoposto ad un processo di lavaggio ed asciugatura. Tale operazione viene effettuata al fine di favorire l’allontanamento dei prodotti di tintura in eccesso, migliorando la solidità della tinta e consentendo la normalizzazione del pH del tessuto. At the end of the curing process, the fabric is subjected to a washing and drying process. This operation is carried out in order to favor the removal of excess dyeing products, improving the solidity of the dye and allowing the pH of the fabric to normalize.
Il tessuto tinto secondo le modalità di cui al presente esempio à ̈ stato sottoposto ad una verifica di qualità eseguita valutandone la solidità e le caratteristiche cromatiche ottenute. La valutazione della solidità à ̈ stata eseguita secondo gli standard in uso nel settore tessile, effettuando le prove elencate nella tabella seguente. The fabric dyed according to the methods described in this example has been subjected to a quality check carried out by evaluating its solidity and the chromatic characteristics obtained. The evaluation of the solidity was carried out according to the standards in use in the textile sector, by carrying out the tests listed in the following table.
Solidità Norma di riferimento Sudore acido Sudore basico Scarica su lana UNI EN ISO 105 – E04 3 2.5 Scarica su acrilico UNI EN ISO 105 – E04 4 3 Scarica su poliestere UNI EN ISO 105 – E04 3.5 3 Scarica su nylon UNI EN ISO 105 – E04 3 2.5 Scarica su cotone UNI EN ISO 105 – E04 3 3 Scarica su acetato UNI EN ISO 105 – E04 3.5 3 Solidity Reference standard Acid sweat Basic sweat Download on wool UNI EN ISO 105 - E04 3 2.5 Download on acrylic UNI EN ISO 105 - E04 4 3 Download on polyester UNI EN ISO 105 - E04 3.5 3 Download on nylon UNI EN ISO 105 - E04 3 2.5 Download on cotton UNI EN ISO 105 - E04 3 3 Download on acetate UNI EN ISO 105 - E04 3.5 3
Secco Umido Allo sfregamento UNI EN ISO 105 – X12 3 2 Dry Wet With rubbing UNI EN ISO 105 â € “X12 3 2
Alla luce artificiale UNI EN ISO 105 – B02 4 In artificial light UNI EN ISO 105 - B02 4
Relativamente alle caratteristiche cromatiche del manufatto, sono state valutate con esito negativo, secondo il giudizio degli esperti del settore, il punto di colore e l’unitezza della tinta riscontrate tramite lo svolgimento di un’appropriata analisi visiva. With regard to the chromatic characteristics of the product, the color point and the solidity of the hue found by carrying out an appropriate visual analysis were evaluated with negative results, according to the judgment of the experts in the sector.
Le prove condotte hanno evidenziato come articoli tessili sottoposti ad un processo di tintura secondo la presente invenzione abbiano valori di solidità più elevati rispetto ai valori ottenuti trattando un articolo tessile con processi di tintura tradizionali, soddisfacendo così gli obbiettivi dell’invenzione. The tests carried out have shown how textile articles subjected to a dyeing process according to the present invention have higher solidity values than the values obtained by treating a textile article with traditional dyeing processes, thus satisfying the objectives of the invention.
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