Исследование системы гидравлического распыления распыления как нового ресурса

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 21814 (2022) Цитировать эту статью

752 доступа

Подробности о метриках

В этом исследовании представлена ​​система распыления гидравлическим распылением (HS) как новый ресурсосберегающий метод непрерывного крашения и отделки шерстяных тканей. Здесь шерстяная ткань была окрашена и обработана с использованием коммерческих красителей и обработана одноэтапным или двухэтапным методом HS. Результаты, полученные при анализе интенсивности цвета (K/S), цветовой разницы (ΔECMC) и анализа стойкости цвета, свидетельствуют о понимании метода HS при крашении шерстяной ткани различными GSM и красителями. Качество отделки шерстяной ткани измеряли посредством анализа угла контакта с водой. Анализ показывает, что качество отделки методом HS было значительным: угол контакта с водой достигал 145°, сохраняя при этом высокую стойкость к стирке и истиранию. Между одноэтапным и двухэтапным методом HS одноэтапный метод показал лучшую производительность с высокой эффективностью использования ресурсов по сравнению с двухэтапным методом. Результаты статистического анализа не показывают статистической значимости веса ткани, типа красителей и отделки для эффективности нового метода HS, что имеет решающее значение для промышленного внедрения и расширения масштабов этого процесса. Результаты этого отчета имеют большое значение, поскольку они представляют собой более экологичную альтернативу традиционным ресурсоемким методам крашения и отделки шерстяных тканей.

Распыление — это, по сути, процесс преобразования объемной жидкости в мелкие капли. Это нарушение консолидирующего влияния поверхностного натяжения, вызванное действием внутренних и внешних сил. Распыление распылением — это превращение жидкости в аэрозоль мелких частиц1. Этот процесс широко используется при распределении материала по контролируемой площади поверхности в различных областях благодаря высокому контролю процесса, низкому образованию отходов и простоте эксплуатации. Распыление является наиболее широко используемым способом применения пестицидов для борьбы с вредителями в сельском и лесном хозяйстве2. В последнее время технология гидравлического распыления привлекла внимание многих исследователей, занимающихся функционализацией текстиля, благодаря своей осуществимости, устойчивости и экономической выгоде3,4,5. Ли, Арумугам и др. (2020) сообщили об органическом солнечном элементе с полностью распыленным покрытием, изготовленном непосредственно на стандартной полиэфирной хлопчатобумажной ткани6. Саманта и Бордес (2020) предложили метод подготовки проводящего текстиля путем нанесения распылением дисперсий графена на водной основе7. Саданандан, Бэкон и др. (2020) сообщили, что напыление графена на текстильные ткани становится одним из наиболее многообещающих методов преодоления ограничений, связанных с нерегулярной и грубой структурой текстильных тканей8. Нанесение покрытия распылением — это потенциальный процесс получения более тонких пленок на текстиле. На основе этого технология распыления может стать признанной альтернативой центрифугированию и процессу бесконтактного осаждения в отличие, например, от трафаретной печати. Покрытие распылением также имеет более широкий диапазон приемлемых реологических параметров по сравнению с цифровой печатью, которая строго ограничивает эти свойства.

Система гидравлического распыления представляет собой непрерывный процесс, при котором желаемый материал распыляется на ткань в больших количествах через распылитель9. В этой системе больше нет необходимости готовить большие запасы химикатов. Кроме того, в процессе обработки не происходит никаких физических и химических взаимодействий (как в традиционных методах), что сохраняет присущие свойства обрабатываемого материала10. Кроме того, этот процесс сокращает выброс отходов, поскольку требуется меньше химикатов по сравнению с традиционными методами, что приводит к снижению потребления энергии и других ресурсов в последующих процессах управления/очистки отходов11,12.

В настоящее время аспекты устойчивости производственных процессов вызывают серьезную озабоченность в текстильной промышленности во всем мире. Из многих проблем традиционных текстильных процессов нечувствительность к ресурсам, образование отходов и потребление пресной воды являются наиболее важными, которые требуют надежного и немедленного решения. Несколько передовых методов, таких как окрашивание жидким аммиаком13, окрашивание в сверхкритической жидкости14, окрашивание сшивающими агентами15, окрашивание пеной16, окрашивание на основе наночастиц17 и т. д.18, были внедрены в течение многих лет, но большинство этих технологий не вышли за рамки лабораторных условий из-за отсутствия интерес со стороны соответствующего бизнес-сообщества, поскольку эти процессы либо и/или имеют недостатки, связанные со стоимостью установки, низкой полярностью, периодическим процессом малой производительности, вертикальной компоновкой, неоднородным распределением жидкости, накоплением химикатов, ненадежным рабочим процессом и т. д.14,19, 20.