CS271725B1 - Plasmachemical method of cotton threads and fabrics activation for their dyeing acceleration - Google Patents

Description

CS 271 725 B1

Vynález se týká plazmochemlckého spSsobu aktivécie bavlněných niti a textilii preurýchlenle leh farbenie·

Klasické farbenie bavlenných niti a textilii Jo rozvinuté do Stádia výbornej vyfar-blteZnosti výrobkov z neaktlvovanej bavlny, a to e najroznanlteJSlai druhmi farblv. vprevéžnej vačSlne poetupov e použitím roznych druhov farblv se však nedosahuje dostateč-né vyčerpanie kúpeXa i napriek dlhým farblaeim čaeom, čo je epojené e ekologickými pro-blémem! a v nemalej mlare i e nedostatečným zhodnotenlm a využitím farblv. Za účalom vy-rieSenia týchto probléaov sa pristuúpilo k chemlckej aktlvécli celulózy. Osdnalo se o ka-tionizéciu celulózy zlúčeninaai odvodenýml od imldazolu a kvartérnymi amóniovýml aolami.PodrobnéJSie sú tieto epóeoby poplsané v če· AO č. 211 444, 202 186, 219 527, 208 293,připadne v publlkécll Ovoreký 0«, čeřovský K.: Nové poznatky e využitím kationizace přibarveni cel. vláken a jejich emčei', Zbornlk XVII. celostátní kolor, konference, OT Par-dubice 1982. V případe vyfarbovania syntetických materlélov ea možno etretnút okrem chemlckejpredúpravy aj a plazmochemickou predúpravou. Problematikou vyfarbovania syntetických ma-teriálov ea zaoberé poměrně vela publikovaných práč a patentov. Například v EP 006 8775podstata farblaeeho procesu spočívá v rozruienl povrchověj vretvy polyméru, vytvořeniprlehlbin schopných zakotvit krycí materiál organického polyméru, slúžiaceho ako nosičfarbiva. SalSi typ predúpravy povrchu syntetických materiálov v plazme zahrňa leh úpra-vy expozleiou v plazma anorganického plynu pri znlženom tlaku před alebo po naneseniSpecifických apretačných materiálov. Plazmotvorným plynom je v tomto případe oxidačnázmee anorganických plynový obaahujúca aspoň 10% 02. Tento typ predúpravy popisuje napr. EP 0110415 A2. Zvyéovanie vyfarbiteZnoetl nepolárných polymérnych materiálov leh ex-pozlclou v plezme obeahujúcej aminy popisuje GB 2188947 A. Predúprava može byt spojenáe predchádzejúclm plazmatickým leptáním v koróne.

Interekciou nlzkoteplotnej plazmy e prirodnými 1 syntetickými materiální aa zaobe-ré poměrně veZe práč. Sú vo vačSlne prlpadov zamerané na eledovanie fyzlkálnych a che-mických zmlen exponovaných povrchov. Pre lnformáciu uvádzame přehledové práce HollahanO. R., Bell A. T.t Technlquee and Applications of Plasma Chemietry, Willey-Intersclence,N.Y. 1974, Plaema Polymerlzatlon and Plasma Treatment of Polymere, ed. Η. K. Yasuda, 3.Appl, Polym. Sel. - Appl. Polym. Symp., 42, Willey and Soně, 1987, Ward T. t., BeneritoR. R.t Text. Ree. □., 52, 4 (1982). S predúpravou bavlny jej expozleiou v plazme určitýchdefinovaných vlastnosti za účelom urýchlenle farbenie sme ea v publikovaných prácach ne-etretli.

Nevýhodou včetkých epóeobov klasického farbenla bavlny je dlhý čas trvanla procesu,protože proces farbenla bavlny trvá 60 minút a vlec. Kvalita vyfarbenia přitom nle jevysoká. Chemickou predúpravou ea zvýčl kvalita vyfarbenia, využltle kúpeXa a doba far-benla ea skrátl na 10 minút, avSak doba potřebná pre ehemlckú aktlváclu přesahuje 60 mi-nút. To znamená, že proces farbenla spolu e aktiváciou přesahuje 70 minút. Třeba podot-knút, že nevýhodou chemlckej aktivécie je aj JéJ energetická náročnost. Napriek určité-mu zvýieniu využitla kúpeZa pri farbenl chemicky áktlvovanej bavlny (z 50 % pri neakti-vované j bavlně na 60 % pri farbenl chemicky aktlvovanej bavlny), je jeho využltle znač-né nizke, čo v konečnom dósledku znamená vysoké percento farbiva v odpadových vodách.

Uvedené nevýhody chemlckej aktivécie bavlny před farbenla sa odstrénia plazmoche-mickýa epoeobom aktivécie bavlněných niti a textilii podZa vynálezu, kterého podstataspočívá v tom, že sa povrch bavlněných vléklen a textilii před farbenla aktivuje nizko-teplotnou plazmou v prostředí zaesl NH3 ♦ H20 v pomere 4tl až 1:1, pri výkone generáto-re plazmy od 30 do 500 W, prletoku pracovného plynu, například N2, Ar 0,1 cm3/s, pricelkovom tlaku v systéme od 100 do 600 Pa, prletoku zmsei NHg+HgO od 0,2 do 1,0 cm3/s,za čae poeobenla plazmy od 10 do 60 eekúnd. Na farbenie aa následné použije obvyklý far-biaci postup a kúpeZ e nezmeneným zloženim s hydromodulom 1:10. Plazmochemickou aktivá- 2 CS 271 725 B1 ciou podlá vynálezu se tak 7 až 10 krát rýchlsjšle dasiahns 1,5 krát vyššis vyčerpaniekúpeXa; ako pri chemickej aktlvácil.

Sposob urýchlanla farbenia podXa vynálezu je založený na aktlvácil povrchu vlákiena textilii nizkoteplotnou plazmou vysokofrtkvenčného výboje· Základným principem urýchle-nia farbania je vytvorania povrchu a aktivitou podobnou ako prl chemickej kationizácli.Interakcia plazmy a molekulami NHg sposobuje leh Stiepenia na radiály a tvorbu atomár-naho; resp* molekulového duaíka vo vyšších excitovaných stavech NHJJ, NH’, Nx, Nx·.../.Významnú úlohu pri modlfikácii povrchu zohrévajú záporné ióňy typu NOg, NO",· NO“, N20”,ktoré vznikajú velmi intenzivně v trojčaetlcových srážkách za přítomnosti molekuly HgO/Smirnov B. M.« O ricateZnyje jony) Moskva 1978/· Aktivně částice uvedeného typu intera-gujú e povrchem bavlny a vytvárajú aktivně centrá pre sorpclu farbiva na povrch. Vysokávnútomá energie vytvořených cantler urýchluje a utahčuje tvorbu chemických vazieb far-blva s vláknem· Použitie reaktivnych farbiv zaručuje leh rýchlu difúziu z roztoku k tak-to aktivovanému povrchu bavlny. Uvedená plazmochemické aktivácia povrchu bavlny nlzkote-plotnou plazmou v prostředí zmesi NH3+H20 zabezpečuje svojim pracovným postupom rovnoměr-ná posobenie častíc plazmy na aktivovaný substrát a je vzhXadom na potřebný čas, posobeniaplazmy (10 až 60 sekúnd) časová velmi výhodný· Bezprostředná po aktivácli sa farbi 10 mi-nút vo vyhriatom kúpeli obvyklým farbiacim postupom; čo ja dostatočný Sas na difúziu far-biva k vláknu, jeho sorpciu na povrchu; difúziu do vnútra a vytvořenie chemickej vazby· Výhody sposobu podXa vynálezu sú v dosiahnutl vysokoaktivneho povrchu bavlny za vel-mi krátký čas (doba aktivácia do 60 sekúnd); čo ja v porovnaní a chemickou aktiváciou(doba aktlvácie až 60 ainút); významná skrátenie. To zaručuje možnost skrátenia farbaniaso zvýšenou kvalitou vyfarbenla a vysokou využitelnostou farbiaceho kúpeXa. Tým je možnédoalahnút vysokú produktivitu procesu a úsporu farbiva· Ooležitá ja dosiahnutie menšiehoznečistania odpadových vod a úspora tepla) spojená so skrátanlm vyhrievania farbiacehokúpeXa až o 80%. Pridavok H20 v pracovno* plyna má ten význam; že přibližné 60 krát zvy-Suje pravděpodobnost trojčastlcového záchytu elektronu a tvorbu záporných iónov. Súčas-na zvyšuje rýchloat tvorby zložitejšich komplsxov záporných iónov. Experimenty ukázaliaž 20 násobné skrátenie doby aktlvácie bavlny pri optimálnom přídavku H20 do pracovnéhoplynu, v porovnáni s případem použitia suchého NHg.

Konkrétné postupy podXa vynálezu ilustrujú nasledujúce příklady. Přiklad 1

Bavlna vo formě nitě alebo textilie sa umiestni do komory vysokofrekvsnčnáho zdrojaplazmy· Prietok Ng sa nastaví na hodnotu 0,*l cm3/s. Ihlovýra ventilem aa nastaví prietokpracovného plynu (zmes NHg+HgO v pomere 4:1) na hodnotu 0,6 cm3/s. Celkový tlak vo vá-kuovej komoře so vzorkou Je 100 Pa. Vzorka bavlny sa exponuje 10 sekúnd plazmou vysoko-frekvenčného výboja pri uvedených podmienkach, frekvenci! 10 MHz a výkone. 30 w. Akti-vovaná vzorka sa ponor! do obvyklého farbiaceho kúpeXa a farbi sa pri teploto prlslušnejdruhu farbiva 10 minút. Po vyfarbeni sa vzorka nechá volné vyschnút. Stabilita vyfarbe-nia sa zvýši na stupen stálosti 5 podXa šedej stupnice, proti povodnému stupňu 4 u kla-eických chemických metod. Ooba farbenia sa ekrátl 7násobne voči době klasického farbe-nia. Přiklad 2

Postupujeme ako v přiklade 1 β tým rozdielora, že prietok zmesi NH_+Ho0 sa nastaví 3 sá & na hodnotu 1 ca /a, čoau zodpovedá celkový tlak vo vákuovej komoře 600 Pa. Přiklad 3

Postupujeme ako v přiklade 1 s tým rozdlslom, že vzorka sa exponuje 60 sekúnd.

Claims (1)

1. CS 271 725 B1 Přiklad 4 Postupuje sa ako v přiklade 2 a tým rozdlelom, Přiklad 5 Postupuje ea ako v přiklade 1 e tým rozdleloa.Stupeň stálosti je 6 a využltla farblva sa zvýái na že vzorka aa exponuje 60 aekúnd. že poměr NH3+H20 v zmeei92 %. je ltl. Přiklad 6 Postupuje sa ako v přiklade 1 o tým rozdlelom, že vzorku exponujeme prl výkone500 W. Přiklad 7 Postupuje sa ako v přiklade 2 e tým rozdlelom, že vzorku exponujeme pri výkone 500 wStupeň stálosti je 5 a doba vyfarbenia sa skrátl 7náaobne, Přiklad 8 Postupuje sa ako v přiklade 3 a tým rozdlelom, že vzorka ea exponuje prl výkone500 W. Přiklad 9 Postupuje sa ako v přiklade 4 a tým rozdlelom, že vzorka sa exponuje prl výkone500 W. PREOMET VYNÁLEZU Plazmoohemloký spooob aktlváole bavlněných niti a textilii pre urýchlenle leh farbe-nla vyznaSujúcl ea tým, že sa povrch bavlněných niti a textilii před farbenlm aktivujenlzkoteplotnou plazmou v proetredl NH3 + HgO v pomere 4il až lil; výkone generátoreplazmy od 30 do 500 w; prletoku zmesi NH3+H20 od 0,2 do 1,0 cm3/s, prletoku pracovnáhoplynuj například N2, Ar, Oji cm3/e, prl celkovom tlaku v systéme od 100 do 500 Pa, zaSas poeobenla plazmy od 10 do 60 sekúnd.