ITMI20122157A1 - Metodo per la preparazione di materiali tessili alla stampa ink-jet con l'utilizzo di plasma - Google Patents

Description

"Metodo per la preparazione di materiali tessili alla stampa ink-jet con l'utilizzo di plasma"

DESCRIZIONE

Campo di applicazione dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un innovativo metodo per la preparazione di materiali tessili tessuti e non-tessuti alla stampa ink-jet.

Stato della tecnica

E' noto nella tecnica come sia necessario effettuare sui materiali tessili trattamenti ad umido preliminari alla stampa a getto di inchiostro (ink-jet) al fine di conferire al materiale stesso una buona stampabilità (attitudine al raggiungimento di proprietà grafiche e tecnologiche di alta qualità) .

Il tessuto destinato alla lavorazione di stampa in generale deve presentare particolari proprietà in funzione dell'uso finale cui sarà sottoposto (cravatteria, arredamento, abbigliamento,..) : si tratta del cosiddetto tessuto "prontostampa" .

Ogni tessuto, proprio perché diverso, subirà determinati trattamenti preparatori al fine di ottenere il migliore ed omogeneo strato su cui lavorare.

Alcuni trattamenti preliminari sono comuni sia ai tessili destinati alla stampa tradizionale (ad es. serigrafica) che a quelli destinati alla stampa ink-jet: a tal proposito citiamo ad esempio i trattamenti di purga (lavaggio in bagni contenenti particolari sostanze per eliminare le maggiori impurità presenti nel substrato allo stato greggio oppure presenti nel tessuto a causa di altre lavorazioni precedenti), il candeggio (procedimento utilizzato nel caso in cui venga richiesto un apprezzabile grado di bianco della fibra), la spianatura e il raddrizzamento (operazioni che consentono di ottenere un tessuto ordinato, eliminando anche le più piccole deformazioni causate da errate tensioni).

Inoltre a volte i tessuti prima di essere stampati tradizionalmente o ink-jet vengono anche tinti con fondi chiari o anche scuri, a seconda delle esigenze.

Infine è da tenere presente che possono essere impiegati anche trattamenti finali dopo la stampa, che hanno lo scopo di fissare la sostanza colorante (colorante propriamente detto o pigmento) alla fibra ed eliminare eventuali sostanze indesiderate contenute nelle paste da stampa (nel caso di stampa tradizionale) o nel pretrattamento specifico nel caso di tessuti destinati alla stampa ink-jet.

I trattamenti generalmente eseguiti sono il vaporizzaggio e il lavaggio nel caso di coloranti propriamente detti ed il termofissaggio nel caso di stampa con pigmenti.

Segue poi la fase di asciugamento in apposite mansarde riscaldate: il tessuto arrotolato oppure raccolto in falda viene portato ai successivi trattamenti di rifinizione.

Quando parliamo di filiera tessile dunque consideriamo quei settori industriali coinvolti nel processo di realizzazione e vendita di un manufatto tessile stampato, comprendenti cioè tutte quelle operazioni necessarie a trasformare una materia prima tessile in prodotto finito (sempre più frequentemente il confezionato) .

Nella filiera generica è possibile distinguere tre macrofasi: la tessitura, la nobilitazione e la confezione. Le tre macrofasi considerate possono essere predisposte nella sequenza sopra indicata o anche in altre successioni: tipicamente può succedere che le fasi di stampa e finissaggio vengano effettuate dopo la confezione (per esempio per tshirt o per abbigliamento sportivo) .

In questa sede quando si parlerà di "filiera tessile" prenderemo in considerazione il processo tessituranobilitazione-confezione, ma è evidente che le conclusioni a cui si è pervenuti sono da ritenersi valide anche per il processo tessitura-confezione-nobilitazione .

Nella filiera comprendente le tre macro-fasi si utilizzano macchine note sia di tipo discontinuo che continuo. In linea di massima si può dire che l'impiego di macchine discontinue presenta i vantaggi dovuti ad un costo iniziale nettamente inferiore e la possibilità di poter proporzionare l'intensità e la durata dei trattamenti alle effettive necessità di ogni partita di lavorazione; per contro la loro produttività, nel caso di grandi partite, non è certo ottimale né economica per il notevole impiego di manodopera richiesto durante le operazioni di carico e scarico delle macchine.

Nel presente contesto si fa riferimento a processi ed apparati per alcune fasi della nobilitazione (pretrattamento, inteso come realizzazione del "pronto-stampa" e successiva stampa ink-jet ) che operano in continuo, ma che possono essere utilizzati indifferentemente sia per produttività elevate che basse.

La tecnologia di stampa ink-jet su tessuto è di tipo in sé noto. Può essere definita come un metodo per trasferire in qualsiasi punto di tessuti di varia natura, esatti quantitativi di inchiostri liquidi, preparati a partire da coloranti idonei, in modo da ottenere sul tessuto i disegni ed i colori desiderati, secondo le informazioni contenute in un file elettronico.

In termini qualitativi semplificati, la ricetta degli inchiostri destinati alla stampa ink-jet è simile a quella delle paste da stampa tradizionali: i coloranti hanno analoghi gruppi cromofori, pur avendo un grado di purezza superiore, così come la maggior parte degli additivi (regolatori di pH, di tensione superficiale e di viscosità, agenti disperdenti,..) non risulta particolarmente diversa. Ciò che differenzia sostanzialmente inchiostri per ink-jet e paste da stampa tradizionali sono le proprietà chimico-fisiche: i primi necessitano di una viscosità nettamente più bassa, di un grado di purezza superiore e di un fine controllo della tensione superficiale. Questo è dovuto al fatto che gli ugelli delle testine da stampa, elementi molto delicati, potrebbero essere ostruiti o addirittura danneggiati durante la fase della lavorazione e il processo di eiezione delle gocce potrebbe non essere regolare se l'inchiostro non avesse quei fondamentali requisiti.

I substrati tessili impiegati nella stampa a getto d'inchiostro permettono attualmente di coprire tutte le esigenze del mercato: dall'abbigliamento, all'arredamento. Ad oggi è possibile stampare con risultati soddisfacenti su tutte le fibre maggiormente utilizzate nel comparto tessile: seta, cotone, poliammide, viscosa, lana, poliestere.

Come si è detto tutti i tessuti devono essere preparati alla stampa; nella stampa ink-jet, accanto ai tradizionali pretrattamenti quali sodatura, purga, candeggio, asciugatura, spianatura, termofissazione, d oratura, ecc, si devono prevedere dei nuovi trattamenti, conseguenza delle nuove necessità sorte.

In particolare si deve far fronte a quei problemi che nascono dalle diverse caratteristiche chimico-fisiche che hanno gli inchiostri rispetto alle tradizionali paste da stampa .

Si è già detto che questi inchiostri debbono essere, per motivi tecnici, molto fluidi: quindi, essendo preparazioni molto diluite e non contenendo i classici addensanti contenuti nelle tradizionali paste da stampa, si possono avere dei problemi di diffusione del colorante nel tessuto. Per questo motivo, è noto prevedere particolari pretrattamenti che portino al cosiddetto "pronto-stampa", vale a dire la preparazione completa del tessuto alla stampa: in particolare in questi pretrattamenti specifici per ink-jet è necessario depositare sul tessuto addensanti specifici, regolatori di pH (acidi ed alcali, o sistemi tampone) e imbibenti (es.urea) . L'unico modo per poterli introdurre nel ciclo di lavorazione è quello di depositarli sul tessuto, in genere attraverso una impregnazione con bagno di foulardaggio .

Le preparazioni applicate con il bagno di foulardaggio sono in grado di migliorare la ricettività nei confronti degli inchiostri e governare la modalità con cui gli stessi si diffondono sul tessuto.

Da un punto di vista tecnico, oltre al generico intento di migliorare la qualità di stampa, le preparazioni hanno il compito di interagire con inchiostro e tessuto, governando le modalità con le quali il primo diffonde sulla superficie (diffusione longitudinale) e nella sezione (diffusione assiale) del secondo.

Le caratteristiche del tessuto che maggiormente influenzano la diffusione sono il carattere idrofobico (o viceversa idrofilico) e la porosità. La risultante dell'equilibrio che si genera tra questi due fattori governa il modo in cui le micro-gocce eiettate dalla testa di stampa si distribuiscono sulla superficie del tessuto e/o nei primi micron della sua sezione, influenzando la resa coloristica e la risoluzione dell'immagine stampata.

In un tessuto idrofobico le micro-gocce lanciate sul supporto di stampa non vengono assorbite e, in ragione delle caratteristiche chimiche dell'inchiostro e del substrato tendono a restare separate tra loro, preservando i pattern di stampa. All'opposto, in un tessuto idrofilico le micro-gocce tendono a legarsi al substrato nel punto di contatto e a diffondere sulla superficie dando luogo a dei "punti" con area di base allargata (punti adiacenti di differente tono che tendono a mescolarsi tra loro con perdita di dettaglio). La porosità è invece responsabile della diffusione in sezione: materiali porosi consentiranno all'inchiostro di penetrare nella massa del tessuto (principalmente per capillarità) diminuendo nel contempo la loro concentrazione superficiale e l'intensità con cui vengono percepiti dall'osservatore, mentre materiali non porosi impediranno all'inchiostro di penetrare nella fibra rendendo l'inchiostro maggiormente visibile.

È intuibile come la definizione di un comportamento ottimale risulti spesso non univoca: se da un punto di vista puramente grafico è preferibile un tessuto con comportamento idrofobico non poroso, così da avere risoluzione e resa cromatica quanto più alte possibile, di contro, il modello idrofilico poroso offre migliori solidità (luce, sfregamento, acqua...) a causa della più profonda penetrazione dell'inchiostro nel tessuto e delle maggiori possibilità di legarsi alla fibra che lo compone.

Secondo l'arte nota, il compito della preparazione è quello di trovare il miglior equilibrio possibile tra i due scenari sopra esposti in funzione della specifica destinazione d'uso, ma i risultati spesso non sono del tutto soddisfacenti.

E' evidente come questa preparazione del "pronto-stampa" costituisca un ulteriore passaggio da aggiungere al già lungo ciclo di lavorazione del tessuto stampato, che comporta problemi sia dal punto di vista economico-organizzativo che ambientale (ad esempio utilizzo di acqua e additivi vari, che finiscono inevitabilmente nei reflui).

E' noto utilizzare tecniche al plasma in ambiti diversi dal tessile o per stampa su materiali diversi dai tessuti, ad esempio su film polimerici.

In particolare si evidenzia la capacità delle tecniche al plasma di modificare le caratteristiche chimiche (es. grado di idrofilicità/idrofobicità) e fisiche (es. la struttura superficiale) dei materiali trattati, come ad esempio descritte in brevetti quali WO 2005/010271, W02006 /1178229, W02008/102408, W02008/13 6029 Al.

In particolare l'applicazione del plasma atmosferico è indicata per le lavorazioni in cui sia stringente da parte delle imprese la necessità di aumentare i margini di competitività ed il valore aggiunto della produzione, in particolare per quanto riguarda:

• ottimizzazione delle rese di processo

• incremento delle proprietà fisico-meccaniche dei manufatti

• diminuzione dei fabbisogni energetici

• riduzione dell'impatto ambientale delle lavorazioni Sommario dell'invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di proporre un innovativo processo ed un possibile apparato per realizzare un trattamento al plasma per la preparazione del tessuto "pronto-stampa" destinato alla stampa ink-jet volto a superare gli inconvenienti sopracitati.

In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un processo ed un relativo apparato per la preparazione dei suddetti materiali tessili che preveda l'utilizzo di tecnologie al plasma in sostituzione o in affiancamento all'impiego dei noti pretrattamenti applicati ad umido, prima della stampa di tipo ink-jet.

Si è trovato che, nei processi di stampa di tipo a getto di inchiostro su tessuto, l'utilizzo di un processo "a secco", per la cui esecuzione non è necessaria l'applicazione di una fase umida, consente addirittura di eliminare le operazioni di impregnazione/ spremitura/ asciugatura, nonché un sensibile miglioramento delle condizioni di lavaggio.

Si è quindi sostituito tale pretrattamento ad umido con un processo "a secco", quale un trattamento al plasma per risolvere i problemi sopra esposti.

I risultati sono stati confortanti, ma non ancora ottimali a causa dell'impossibilità di discriminare un percorso preferenziale per la diffusione degli inchiostri sulle zone trattate (cosa che invece è possibile fare intervenendo sulle differenti componenti della preparazione) , assimilando i meccanismi di assorbimento del tessuto a quelli di un substrato idrofilico poroso, con conseguente diminuzione delle qualità grafiche della stampa (diminuzione della risoluzione oltre a variazioni di tono, saturazione ed intensità) .

Si è quindi anche trovato che è possibile massimizzare la resa di stampa agendo non solo sull'interazione tra plasma -tessuto - inchiostro, bensì sulla terna plasma - tessuto -preparazione .

Si è quindi spostata l'attenzione sugli effetti del plasma sulla preparazione ad umido del "pronto-stampa" .

In particolare si sono identificati diversi percorsi produttivi, con relativi effetti dell'applicazione di tecniche al plasma nei vari casi.

I diversi percorsi produttivi alternativi sono i seguenti: 1) Tessuto - trattamento al plasma - trattamento ad umido -stampa - trattamento post-stampa;

2) Tessuto - trattamento ad umido - trattamento al plasma -stampa - trattamento post-stampa;

3) Tessuto - trattamento al plasma - stampa - trattamento post-stampa .

Si propone quindi di migliorare la qualità degli effetti decorativi realizzati con tecnologie di stampa ink-jet mediante un trattamento del tessuto con plasma, preferibilmente del tipo atmosferico, così da ottimizzare l'interazione tra le differenti componenti del processo (tessuto, prodotti chimici di preparazione e inchiostri) e massimizzare la resa di stampa (intensità delle tinte, risoluzione, penetrazione) , in sostituzione o in abbinamento al pretrattamento con preparazione applicata ad umido.

In pratica, partendo dall'assunto che esiste una relazione in prima approssimazione lineare tra concentrazione della preparazione sul tessuto e resa di stampa, si è trovato che è possibile incrementare la resa coloristica e/o risoluzione agendo non tanto sulle caratteristiche chimiche delle preparazioni (andando cioè a formulare preparazioni specifiche per ogni tipologia di stampa e di tessuto) quanto garantendo che il tessuto "saturi " la propria capacità di assorbire la preparazione. Ciò si ottiene tramite un trattamento al plasma che ottimizzi il comportamento del tessuto nei confronti della preparazione applicata ad umido. In particolare si è messo a punto un nuovo processo produttivo in cui si sfruttano le caratteristiche dei trattamenti di superficie a mezzo plasma quali:

• preparazione (eliminazione del tessuto di olii di filatura e residui di prodotti chimici)

• attivazione (innesto di nuove funzionalità chimiche sulla superficie del tessuto)

• etching (ablazione superficiale e creazione di micro-rugosità che incrementano la superficie specifica del materiale)

per migliorare i processi diffusivi successivi della preparazione nella fibra, principalmente per mezzo di modifiche della tensione superficiale del tessuto.

Si è ottenuto un incremento dell'assorbimento del pretrattamento, con conseguente diminuzione della quantità di preparazione impiegata ed una velocizzazione del processo complessivo di stampa.

E' particolare oggetto della presente invenzione, dunque, la realizzazione di un innovativo processo produttivo di tessuti stampati a getto d'inchiostro ed un possibile apparato per realizzare un trattamento al plasma per la preparazione del tessuto "pronto-stampa" , come meglio descritto nelle rivendicazioni, che formano parte integrante della presente descrizione.

Breve descrizione delle figure

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue di un esempio di realizzazione della stessa (e di sue varianti) e dai disegni annessi dati a puro titolo esplicativo e non limitativo, in cui:

nelle figure da 1 a 4 sono riportati schemi indicativi dei processi tipici di applicazione di trattamenti al plasma su tessuti ;

nella figura 5 è mostrato uno schema di una parte di impianto dedicata alla fase di trattamento al plasma del tessuto;

nella figura 6 sono mostrati grafici di confronto di rese cromatiche ottenute con procedimenti noti e con il procedimento oggetto dell'invenzione.

Descrizione di dettaglio di esempi di realizzazione

La descrizione seguente si riferisce a specifiche realizzazioni del procedimento di stampa ink-jet su tessuto su quattro tipologie di fibre naturali/sintetiche, con l'individuazione degli effetti indotti sul substrato tessile dal trattamento al plasma applicato in una delle seguenti fasi della lavorazione per stampa inkjet:

1) plasma sul tessuto tale quale prima della impregnazione con la preparazione (modalità 1);

2) plasma sul tessuto impregnato con pretrattamento inkjet e asciugato (modalità 2);

3) plasma sul tessuto tale quale (modalità 3).

Sono state quindi adottate tre vie parallele di modificazione al plasma dei materiali coinvolti e delle interazioni chimico-fisiche tra plasma, tessuto e preparazioni .

Tali vie hanno come comune obiettivo l'ottenimento di effetti positivi sull'esito delle stampe.

In dettaglio, con la modalità 1 si è verificata una maggiore efficienza nella veicolazione di addensanti e ausiliari del pretrattamento all'interno delle fibre attivate, nonché una variazione dell'idrofilia delle fibre stesse, la quale può giocare un ruolo strategico in fase di vaporizzo .

Con la modalità 2 si attivano, oltre al tessuto, anche gli addensanti presenti: la loro modificata capacità di interazione con i coloranti contenuti negli inchiostri e gli altri ausiliari contenuti nel pretrattamento sarà in grado di promuovere più efficienti processi di sviluppo e fissazione della stampa con conseguente aumento delle rese coloristiche. Con la modalità 3 si è ottenuto un miglioramento della bagnabilità del tessuto rispetto al colorante disciolto in acqua. Il trattamento al plasma interviene modificando (aumentando) il differenziale tra energia superficiale del substrato e tensione superficiale dell'inchiostro (la prima aumenta in seguito al trattamento, la seconda rimane costante poiché imposta dalla tecnologia di stampa del nozzle piate). Il tessuto assorbe molto velocemente il solvente (acquoso e/o organico) contenuto nell'inchiostro e questo, a sua volta, funge da mezzo di trasporto per il colorante.

Per l'attuazione delle procedure su esposte si è utilizzato un macchinario che realizza un trattamento classificabile come plasma di tipo atmosferico, con Pressione e Temperatura ambiente, e gas di processo quali ad esempio aria, Argon o Azoto .

I processi al plasma atmosferico sono particolarmente indicati per il trattamento superficiale dei tessili tradizionali e tecnici.

Grazie alla loro flessibilità, scalabilità ed integrabilità la loro applicazione è possibile in contesti estremamente differenziati .

In particolare l'applicazione del plasma atmosferico al presente contesto di stampa ink-jet su tessuto consente la realizzazione di processi quali i seguenti, in riferimento alle figure 1-4 dove sono evidenziate tre fasi, rispettivamente prima, durante e dopo il trattamento al plasma :

Preparazione (figura 1): Pulizia della fibra e riduzione del contenuto di contaminanti quali olii di filatura, bozzime e sostanze volatili che possono interferire con l'applicazione dei finissaggi tradizionali. Ideale per il trattamento delle fibre sintetiche e dei tessili tecnici (poliestere, polipropilene, polietilene, carbonio, aramidica, vetro ...).

Attivazione (grafting ) (figura 2): Impiegando gas reattivi è possibile modificare le caratteristiche chimiche di superficie, senza alterare le proprietà di massa, rendendo la fibra maggiormente affine ad un più ampio spettro di prodotti chimici (ad es. nella tintura della poliammide con coloranti diretti) .

Etching (ablazione) (figura 3): Asportazione dalla fibra di quantità microscopiche di materiale con formazione di micro-rugosità (modificazioni di mano) ed aumento della superficie specifica. Ideale per lana, poliammidi e strutture proteiche in genere che ben si comportano rispetto all'azione degradativa del plasma. Particolarmente efficace per aumentare la resa dei processi di accoppiamento e spalmatura. Deposizione (figura 4): Deposizione di film sottili mediante processi di polimerizzazione in situ. Il film così realizzato risulta legato in forma stabile alla fibra. Controllando le condizioni di processo è possibile realizzare funzionalità complesse quali idro- ed oleo-repellenza, batteriostat icità, rilascio controllato.

Il sistema impiegato è estremamente versatile e permette la realizzazione su tessuto dell'intera gamma di processi tipica del plasma atmosferico. Inoltre esso consente lo sviluppo di nuovi processi e protocolli di lavorazione da realizzare con l'impianto industriale, e consente di riprodurre su scala ridotta una gamma di effetti estremamente ampia, in aria o in atmosfera controllata, spaziando dall'attivazione all'etching, alla deposizione di strati sottili (CVD, Chemical Vapour Deposition) per l'ottenimento di idrorepellenza o altri effetti di finissaggio. Il tutto ottenuto con una riduzione drastica di consumi e carichi inquinanti .

Il trattamento avviene grazie alla formazione di una scarica di corrente tra due elettrodi in condizioni controllate e al parziale trasferimento della sua energia trasferita all'ambiente in stretta prossimità degli elettrodi. Mediante speciali dispositivi di iniezione di sostanze aeriformi è possibile governare le caratteristiche dell'atmosfera all'interno della macchina consentendo ai gas di processo di esprimere la propria reattività (formazione di ioni, radicali, elettroni liberi, ri-arrangiamento molecolare...).

L'impianto di trattamento al plasma è stato utilizzato lavorando in modalità continua, movimentando il tessuto rollto-roll attraverso la zona inter-elettrodo rendendo possibile il trattamento di un'ampia gamma di materiali (trama-ordito, maglia, non-tessuti) e spessori.

Il trattamento al plasma si basa sull'effetto di scarica elettrica in aria tra due elettrodi tra i quali si crea un campo elettrico, ed è preferibile che almeno uno dei due elettrodi sia ricoperto da uno strato dielettrico, al fine di una migliore regolazione del trasferimento di energia tra gli elettrodi stessi.

Per migliorare l'efficienza del sistema, trattando in un unico passaggio sia il fronte che il retro del tessuto, si può utilizzare una macchina (figura 5) in cui il tessuto può essere fatto passare attraverso due rulli paralleli 21, 22 di acciaio ricoperti da uno strato di materiale dielettrico, ad esempio ceramico o siliconico, che fungono da uno dei due elettrodi .

Ad una determinata distanza dai rulli si pongono rispettive serie di elettrodi a punta disposti a pettine su archi di circonferenza 23, 24 a distanza costante dai rulli. In questo modo si rende il campo elettrico generato più omogeneo e la scarica elettrica più uniforme sugli archi di circonferenza, minimizzando l'effetto corona, tipico delle scariche tra punte .

Inoltre il tessuto scorre su lati opposti sui due rulli, consentendo di trattare al plasma entrambi i lati del tessuto .

In particolare il trattamento al plasma utilizzato è di tipo ibrido corona-DBD in ambiente atmosferico , con Pressione e Temperatura ambiente.

Nelle prove svolte la macchina è stata fatta lavorare in differenti modalità a seconda del tipo di fibra da trattare e a due differenti livelli di potenza una più alta e una più bassa .

I materiali tessili utilizzati sono stati i seguenti:

- Cotone 100% di massa areica 67 g/m<2>

- Seta 100% di massa areica 55 g/m<2>

- Una mista Poliammide 72% / Elastan 28% di massa areica 160 g/m<2>

- Poliestere 100% di massa areica 59 g/m<2>

Per cotone, seta, poliestere il trattamento a bassa intensità corrispondeva ad una potenza di 1300W, una velocità di 10 m/min e due passaggi sul fronte seguiti da altri due sul retro. Sempre per questi campioni il trattamento ad alta intensità corrispondeva ad una potenza di 1500W, una velocità di 6 m/min e quattro passaggi sul fronte seguiti da altri quattro sul retro.

Per la poliammide, invece, il trattamento a bassa intensità corrispondeva ad una potenza di 1100W, una velocità di 12 m/min e due passaggi sul fronte seguiti da altri due sul retro. Sempre per questi campioni il trattamento ad alta intensità corrispondeva ad una potenza di 1300W, una velocità di 10 m/min e due passaggi sul fronte seguiti da altri due sul retro.

Per ciascuna fibra, inoltre, sono state testate diverse tipologie di pretrattamenti chimici ad umido disponibili in commercio e specifici per il tipo di tessuto e il tipo di coloranti utilizzati in fase di stampa.

I pretrattamenti ad umido sono stati applicati tramite foulardaggio (pressione tra i rulli = 2 bar, velocità= 10 m/min) utilizzando un macchinario di tipo in sé noto, in modo da determinare un opportuno pick up del bagno di processo. Tutte le stampe inkjet sono state eseguite con una macchina del tipo noto Mimaki Tx2-1600, usando profili di stampa ed inchiostri specifici per le fibre selezionate e sistema di impregnazione a foulard, ad esempio posti in commercio dalla società Ugolini srl.

Le impostazioni di stampa ink-jet selezionate per la prima serie di prove sui tessuti di cotone, seta e poliammide, a causa della loro natura chimica e pesantezza, sono state (modalità di stampa I):

• risoluzione: 720x720 dpi

• monodirezionale

• 8 passi

• goccia variabile

Mentre per il substrato di poliestere sono state selezionate le seguenti impostazioni di stampa (modalità di stampa I):

• risoluzione: 720x720 dpi

• monodirezionale

• 16 passi

• goccia variabile

II test di stampa prevedeva quattro strisce di colore nero, ciano, magenta e giallo con alcuni simboli in contrasto per valutare la tenuta dei contorni.

I campioni di cotone, seta e poliammide stampati sono stati infine sottoposti a fasi di trattamento post-stampa, quali vaporizzaggio e successivo lavaggio, mentre i campioni di poliestere sono stati termofissati in una rameuse, dispositivo di tipo noto per polimerizzare il tessuto sotto tensione .

La valutazione finale degli effetti del processo sulla qualità della stampa è stata condotta sia tramite osservazione visiva che tramite misura strumentale del colore con spettrofotometro, ed è stata suddivisa nei seguenti punti resa colore sul lato stampa del tessuto e rispettivo retro,

- definizione della stampa (tenuta contorni, filetti, bleeding) ,

- eventuali ingiallimenti o cambiamenti di mano.

Le formulazioni chimiche normalmente utilizzate nel processo di stampa sono come noto riconducibili a coloranti propriamente detti, che non hanno un elevato potere coprente e sono quindi adatti solo alla stampa su tessuto a fondo chiaro o bianco, e pigmenti, dotati invece di elevato potere coprente, e che consentono la stampa su tessuti a sfondo scuro o nero.

In generale si sono riscontrati risultati interessanti per tutte le tipologie di tessuto, ma a titolo di esempio si descrivono in dettaglio i risultati ottenuti con le fibre di poliestere .

Il meccanismo di fissazione del colorante alla fibra in poliestere non dipende dalla sua natura chimica ma dallo stato fisico di quest 'ultima : la fissazione del colorante, infatti, avviene perché portando le fibre a temperatura superiore alla loro temperatura di transizione vetrosa (Tg) si aumenta il carattere amorfo delle fibre stesse. I polimeri del poliestere perdono il loro orientamento passando da una disposizione estremamente ordinata e compatta ad una disordinata ed "aperta".

Ottimi risultati sia in termini di resa coloristica che in termini di definizione dell'immagine stampata si sono ad esempio ottenuti trattando al plasma il poliestere prima di applicare il pretrattamento ad umido (modalità 1 su descritta) .

Con la modalità 1 si ottiene una maggiore efficienza nella veicolazione di addensanti e ausiliari del pretrattamento nelle fibre attivate, nonché una variazione dell'idrofilia delle fibre stesse, la quale può giocare un ruolo strategico in fase di vaporizzo.

Inoltre, grazie all'azione della temperatura generata dal trattamento al plasma, il colorante penetra più agevolmente all'interno della fibra dove rimane intrappolato in seguito al successivo raffreddamento e ripristino della cristallinità iniziale. Questa azione può avvenire a più livelli, mediante una combinazione dei già citati processi di preparazione, attivazione ed etching.

In particolare gli effetti ottenibili sul poliestere sono stati ulteriormente verificati con due ulteriori modalità di stampa :

- modalità di stampa II: 360x720dpi, 4 passi, monodirezionale, goccia variabile

- modalità di stampa III: 720x720dpi, 8passi, monodirezionale, goccia variabile

I campioni così realizzati sono rappresentativi di due opposte modalità di stampa che, semplificando, tendono a massimizzare rispettivamente la velocità di stampa e la qualità del processo.

Come si può notare dalla Figura 6, il campione 33 realizzato anteponendo il trattamento al plasma ad un processo di stampa noto, ha permesso di incrementare la resa cromatica del grafismo ben oltre il livello del processo di stampa di tipo noto, rappresentato dai campioni 31, 32, permettendo così di massimizzare la produttività del processo e minimizzare il fabbisogno di inchiostro.

Oltre al confronto colorimetrico e visivo dei campioni prodotti, la qualità delle stampe è stata valutata in termini di solidità del colore alla luce artificiale, in accordo con i requisiti dello standard ISO 105-B02-1994 .

E' stato dimostrato che sul campione trattato al plasma con modalità 1 e stampato modalità di stampa II (360x720dpi, 4 passi) si raggiungono gli stessi elevati standard di solidità che caratterizzano i colori del poliestere preparato con metodo tradizionale e stampato modalità di stampa III (720x720dpi, 8passi).

Sono possibili varianti realizzative e di applicazione all'esempio non limitativo descritto, senza per altro uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione, comprendendo tutte le realizzazioni equivalenti per un tecnico del ramo.

Ad esempio il procedimento di stampa del tessuto può essere effettuato in modalità continua (es. roll-to-roll) o discontinua (es. su tessili di dimensioni limitate o già confezionati come nel caso della stampa carosello).

Sono chiari i vantaggi derivanti dall'applicazione della presente invenzione: l'applicazione del plasma atmosferico prima della stampa ink-jet è particolarmente indicata per le lavorazioni in cui sia stringente da parte delle imprese la necessità di aumentare i margini di competitività ed il valore aggiunto della produzione, in particolare per quanto riguarda :

• ottimizzazione delle rese di processo

• incremento delle proprietà fisico-meccaniche dei manufatti (es. solidità)

• diminuzione dei fabbisogni di materie prime ed acqua • riduzione dell'impatto ambientale delle lavorazioni. Dalla descrizione sopra riportata il tecnico del ramo è in grado di realizzare l'oggetto dell'invenzione senza introdurre ulteriori dettagli costruttivi.

In particolare sono di tipo noto le altre fasi del procedimento di stampa qui descritto, in particolare la fase di pretrattamento con preparazione applicata ad umido sul tessuto, e le fasi di trattamento post-stampa, e non vengono qui ulteriormente descritte.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la preparazione di un materiale tessile alla stampa di tipo ink-jet, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di trattamento superficiale del tessuto al plasma prima della stampa.
2. 2. Metodo come nella rivendicazione 1, comprendente un'ulteriore fase di pretrattamento applicato ad umido sul tessuto prima o dopo detta fase di trattamento superficiale al plasma e prima della stampa.
3. 3. Metodo come nella rivendicazione 1, in cui detto trattamento superficiale del tessuto a mezzo plasma è di tipo atmosferico .
4. 4. Metodo come nella rivendicazione 1, in cui detto trattamento superficiale del tessuto a mezzo plasma è di tipo ibrido corona-DBD in ambiente atmosferico.
5. 5. Metodo come nella rivendicazione 1, in cui detto trattamento superficiale del tessuto a mezzo plasma è effettuato in modalità continua o discontinua.
6. 6. Apparato per la preparazione di un materiale tessile alla stampa di tipo ink-jet, per la realizzazione del metodo di una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente, per detta fase di trattamento superficiale del tessuto a mezzo plasma: - una coppia di rulli (21, 22) di acciaio ricoperti da uno strato di materiale dielettrico, che fungono da primo elettrodo ; - rispettive serie di elettrodi a punta disposti a pettine su archi di circonferenza (23, 24) a distanza costante da detti rulli, che fungono da secondo elettrodo; - detto tessuto scorrendo su lati opposti sui due rulli, consentendo di trattare al plasma entrambi i lati del tessuto in successione.