PL243547B1 - Sposób wykańczania uszlachetniającego dzianiny bawełnianej barwionej barwnikami naturalnymi - Google Patents

Abstract

Sposób wykańczania uszlachetniającego dzianiny bawełnianej barwionej barwnikami naturalnymi, w którym to sposobie dzianinę bawełnianą bieli się, a następnie biopoleruje enzymatycznie, po czym dzianinę barwi się barwnikami naturalnymi pochodzenia roślinnego, przy czym wybarwioną dzianinę poddaje się następującym po sobie procesom tamblowania i wykurczania, po czym napawa się dzianinę na fulardzie stabilizatora wodną kąpielą apreterską, a następnie stabilizuje, przy czym przed bieleniem surową dzianinę bawełnianą poddaje się obróbce plazmą niskotemperaturową (11), utrzymując moc wyładowań generatora przypadającej na jednostkę powierzchni dzianiny w zakresie 0,4 - 0,7 W/cm² i czas odziaływania tych wyładowań w zakresie 0,3 – 0,7 sekund na każdy cm² dzianiny.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wykańczania uszlachetniającego dzianiny bawełnianej barwionej barwnikami naturalnymi.

Z polskiej publikacji patentowej nr PL231993 znany jest sposób barwienia tkanin bawełnianych, wełnianych i poliamidowych barwnikami naturalnymi, po ewentualnym uprzednim zaprawieniu ich solami glinu, żelaza lub cyny, w którym wysuszony surowiec barwnikodajny, użyty w ilości 50-300 g na 1 kg barwionej tkaniny, umieszczony w woreczkach lub saszetkach z tkaniny lub włókniny filtracyjnej, poliestrowej lub polipropylenowej lub z półprzepuszczalnego papieru, rozmieszcza się równomiernie w aparacie barwiarskim i proces barwienia prowadzi się w temperaturze 80-100°C, przy pH 5-8, przy krotności kąpieli od 1 : 40 do 1 : 80. Z uwagi na to, że proces ekstrakcji barwnika i proces barwienia odbywa się w aparacie farbiarskim w tej samej kąpieli, zmniejszona zostaje pracochłonność procesu, zużycie wody, energii i zmniejszone zostają ogólne koszty barwienia.

Z polskiej publikacji patentowej nr PL229203 znana jest odzież działająca jako suplement opatrunku w terapii chorób dermatologicznych, wykonana z materiału w postaci tkaniny lub dzianiny lnianej z ewentualną domieszką elastanu lub bawełny, wybarwionego barwnikiem naturalnym pozyskanym z roślin barwierskich, tj. marzanna barwierska Rubia tinctorium, nachyłek barwierski Coreopsis tinctoria, janowiec barwierski Genista tinctoria i aktywowanego po wybarwieniu w plazmie niskotemperaturowej argonowej, tlenowej, azotowej, powietrznej lub CO2, od strony przeznaczonej do kontaktu ze skórą pacjenta. Materiał ten ma ponadto - w miejscach sąsiadujących ze zmianami skórnymi, mikrosfery z polimeru, jak poli-L,D-laktyd, etyloceluloza, alginian wapnia lub kopolimer laktydu i glikolidu, zawierające taką samą lub różne substancje aktywne względnie mieszaninę substancji aktywnych w postaci ekstraktów alkoholowych z ziół, takich jak fiołek trójbarwny (Viola tricolor), herbata zielona (Camellia sinensis), pokrzywa (Urtica dioica L.), rumianek (Matricaria chamomilla L), nagietek lekarski (Calendula officinalis L.), dobranych w zależności od rodzaju schorzenia pacjenta, użytych w ilości 0,1-25 g/m², przy czym wspomniane mikrosfery są związane z materiałem za pomocą środka wiążącego, który stanowi polimer biodegradowalny nie ograniczający kinetyki uwalniania substancji aktywnej. Wspomniany środek wiążący jest naniesiony w materiał postaci roztworu wodnego o stężeniu 5% w procesie natryskiwania lub przesycania. Naniesione na jej powierzchnię materiału: tkaniny lub dzianiny - mikrosfery z polimeru rozpuszczalnego, w zetknięciu z ciałem człowieka, uwalniają substancję czynną, zapewniając tym samym leczenie zmian skórnych.

Jak wynika z przytoczonych powyżej publikacji, techniki uszlachetniania wyrobów włókienniczych, w tym bawełnianych - podlegają ciągłym modyfikacjom mającym na celu uzyskanie dodatkowej funkcjonalności tych wyrobów, w tym własności prozdrowotnych na przykład wspomagających w różnych schorzeniach dermatologicznych skóry, bądź aktywności przeciwdrobnoustrojowej. W realizowanych procesach uszlachetniania dąży się natomiast do zapewnienia trwałości wspomnianej funkcjonalności.

Niemniej jednak operacje obróbki uszlachetniające wyrobów włókienniczych w tym te nadające dzianinie aktywność przeciwdrobnoustrojową czy odpowiednie właściwości dermatologiczne, mogą wpływać na obniżenie jej jakości głównie poprzez zwiększenie sztywności. Uzyskanie zadawalającej intensywności i odporności wybarwień prowadzonych barwnikami naturalnymi na skalę przemysłową nie jest proste w realizacji. Znana jest odzież zapewniająca wysoki komfort fizjologiczny, w tym ograniczająca występowanie reakcji alergicznych i podrażnień wywołanych stosowaniem w procesie wykończeń wyrobów włókienniczych w tym dzianin i tkanin w produkcji której barwniki syntetyczne i środki chemiczne wywołujące alergię zamienia się na barwniki naturalne wykorzystywane do barwienia włókien celulozowych, wykończeniem funkcjonalnym: poprawiającym nawilżenie skóry, nadającym aktywność przeciwdrobnoustrojową czy właściwości barierowe wobec UV.

Celowym byłoby zatem opracowanie sposobu wykańczania uszlachetniającego dziani ny bawełnianej barwionej barwnikami naturalnymi, który nadałby jej aktywność przeciwdrobnoustrojową, odporność wobec UV, właściwości leczniczo-pielęgnacyjne a wybarwieniom zadawalającą intensywność i odporność na pranie.

Istotą wynalazku jest sposób wykańczania uszlachetniającego dzianiny bawełnianej barwionej barwnikami naturalnymi, w którym to sposobie dzianinę bawełnianą bieli się, a następnie biopoleruje enzymatycznie, po czym dzianinę barwi się barwnikami naturalnymi pochodzenia roślinnego, przy czym wybarwioną dzianinę poddaje się następującym po sobie procesom tamblowania i wykurczania, po czym napawa się dzianinę na fulardzie stabilizatora wodną kąpielą apreterską, a następnie stabilizuje,

PL 243547 BI charakteryzujący się tym, że: surową dzianinę bawełnianą poddaje się obróbce plazmą niskotemperaturową 11, utrzymując moc wyładowań generatora przypadającej na jednostkę powierzchni dzianiny w zakresie 0,4-0,7 W/cm² i czas odziaływania tych wyładowań w zakresie 0,3-07 sekund na każdy cm² dzianiny, a następnie dzianinę bieli się (12) w wodnej kąpieli bielącej zawierającej: 35%-owy wodny roztwór nadtlenku wodoru (H2O2) o stężeniu 6-7% w wodnej kąpieli bielącej, wodorotlenek sodu (NaOH) w ilości 0,9-1 g na każdy litr wodnej kąpieli bielącej, 50%-owy kwas octowy (H3CCOOH) w ilości 1,2-1,4 g na każdy litr wodnej kąpieli bielącej, dwutlenek tytanu (T1O2) rozdrobniony na młynie perełkowym o uziarnieniu 2-20 mikronów, w ilości 0,9-1,1 g T1O2 na każdy litr wodnej kąpieli bielącej, wodną kompozycję środków powierzchniowo-czynnych zawierającą w swoim składzie: 20-30% wagowych eteru poliglikolowego alkoholu tłuszczowego, 10-20% wagowych gliceryny, a ewentualnie także nie więcej niż 0,1% wagowych 1,2-benzoizotiazol-3(2H)-onu, w ilości wodnej kompozycji środków powierzchniowo-czynnych 1,4-1,5 g na każdy litr wodnej kąpieli bielące, przy czym wodną kąpiel bielącą z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej bielenia wynoszącej 40°C do temperatury wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 30 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 60°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę, po czym płucze się dzianinę wodą o temperaturze 60°C ze spustem wody po płukaniu, następnie płucze się dzianinę wodą o temperaturze 50°C przez 5 minut ze spustem wody po płukaniu, a następnie płucze się dzianinę wodą z kwasem octowym o temperaturze 40°C przez 10 minut ze spustem wody po płukaniu; natomiast wypłukaną dzianinę poddaje się biopolerowaniu enzymatycznemu (13) w wodnej kąpieli o pH 5-6 zawierającej enzymy: celulazy i katalazy, utrzymując temperaturę tej kąpieli w zakresie 50-60°C przez 40-50 minut, po czym podnosi się temperaturę kąpieli do 85°C na około 10 minut, w celu dezaktywacji enzymów, przy czym wybarwioną (14) barwnikami naturalnymi pochodzenia roślinnego, a następnie poddaną tamblowaniu (15) i wykurczoną (16) dzianinę bawełnianą poddaje się napawaniu na fulardzie stabilizatora (17) wodną kąpielą apreterską zawierającą: wodny środek antybakteryjny zawierający w swoim składzie: kompozycję chlorku srebra (I) (AgCI) i tlenku tytanu (T1O2) zmieszanych w proporcji wagowej: 1 :4, w ilości 5-10% wagowych wodnego środka antybakteryjnego, oraz dokuzynian sodu (C2oH37NaO/S) w ilości 5-10% wagowych wodnego środka antybakteryjnego, w ilości wodnego środka antybakteryjnego: 4-6 g na każdy litr wodnej kąpieli apreterskiej; wodny środek buforowy zwierający kwas octowy i octanu sodu, w ilości niezbędnej do utrzymania pH wodnej kąpieli apreterskiej w zakresie pH 5-6, oraz dwutlenek tytanu (T1O2) rozdrobniony na młynie perełkowym o uziarnieniu 2-20 mikronów, obrobiony ultradźwiękami o częstotliwości 20000 Hz, przez czas 80-120 minut, co najwyżej na 1 godzinę przed napawaniem dzianiny na fulardzie stabilizatora, w ilości 9-11 g T1O2 na każdy litr wodnej kąpieli apreterskiej, przy czym dzianinę napawa się na fulardzie stabilizatora w wodnej kąpieli apreterskiej o temperaturze 15-25°C, przy prędkości liniowej dzianiny transportowanej na fulardzie stabilizatora wynoszącej 8-20 m/min, a po napawaniu dzianinę stabilizuje się w temperaturze 120-140°C.

Korzystnie, stosowana do napawania na fulardzie stabilizatora wodna kąpiel apreterska zawiera ponadto: mikrokapsułki z polimeru biodegradowalnego, korzystnie poli(kwasu mlekowego), wypełnione przynajmniej jedną substancją aktywną, o średnicy mikrokapsułek w zakresie 2-20 pm, w ilości określonej Wzorem I:

^GS·⁰·⁸

Wzór I gdzie: N - wzorcowe naniesienie mikrokapsuł: N = 3 g/m²; G - gramatura dzianiny na którą są nanoszone mikrokapsuły; 0,8 - współczynnik naniesienia na dzianinę wodnej kąpieli apreterskiej z mikrokapsułkami, oraz środki pomocnicze: środek wspomagający wiązanie mikrokapsułek, którym jest 60%-owy roztwór hydrofilowego poliuretanu w ilości 50 g/l kąpieli apreterskiej, oraz środek dyspergujący poprawiający dyspersję mikrokapsułek w wodnej kąpieli apreterskiej.

Korzystnie, stosuje się mikrokapsułki zawierające przynajmniej jedną substancję aktywną wybraną z grupy składającej się z: Aloe Vera, witaminy E, ekstraktu z czerwonokrzewu, oleju tymiankowego, ekstraktu z zielonej herbaty, kompozycji ubichinol-koenzym Q10, ekstraktu z konopi wolnych od THC oraz olejku arganowego.

Korzystnie, dzianinę barwi się (12) dla uzyskania intensywnego ciemnego zabarwienia w procesie trójfazowym, w którym: w fazie pierwszej dzianinę zaprawia się wstępnie w wodnej kąpieli zawierającej 4-8% wagowych taniny, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę;

w fazie drugiej dzianinę zaprawia się w wodnej kąpieli zawierającej 2-4% wagowych ałunu z ewentualnym dodatkiem węglanu sodu (Na2CO3) w ilości niezbędnej uzyskania pH wyjściowego tej kąpieli w zakresie 4,5-5,5, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę; a w fazie trzeciej dzianinę barwi się w wodnej kąpieli zawierającej nie mniej niż 4% wagowych barwnika naturalnego pochodzenia roślinnego, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 1°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 1°C/minutę.

Korzystnie, dzianinę barwi się (12) dla uzyskania intensywnego średnio-jasnego zabarwienia w procesie trójfazowym, w którym: w fazie pierwszej dzianinę zaprawia się wstępnie w wodnej kąpieli zawierającej 1-4% wagowych taniny, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę;

w fazie drugiej dzianinę zaprawia się w wodnej kąpieli zawierającej 1-2% wagowych ałunu z ewentualnym dodatkiem węglanu sodu (Na2CO3) w ilości niezbędnej do uzyskania pH wyjściowego tej kąpieli w zakresie 4,5-5,5, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę, a w fazie trzeciej dzianinę barwi się w wodnej kąpieli zawierającej 2-4% wagowych barwnika naturalnego pochodzenia roślinnego, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 1°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 1°C/minutę, uzyskując dzianinę o intensywnym ciemnym wybarwieniu.

Korzystnie, dzianinę barwi się (12) dla uzyskania jasnego zabarwienia w procesie dwufazowym, w którym:

w fazie pierwszej dzianinę zaprawia się w wodnej kąpieli zawierającej 0,2-1% wagowych ałunu, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę, a w fazie drugiej barwi się w wodnej kąpieli zawierającej nie więcej niż 2% wagowych barwnika naturalnego pochodzenia roślinnego, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 1°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 50°C z prędkością chłodzenia 1°C/minutę, po czym dzianinę płucze się w wodzie o temperaturze 40°C, uzyskując dzianinę o jasnym wybarwieniu.

Korzystnie, dzianinę barwi się (12) w procesie jednofazowym dla uzyskania jasnego zabarwienia, w którym: dzianinę zaprawia się i barwi w wodnej kąpieli zawierającej 1-2% wagowych barwnika naturalnie zawierającego w swoim składzie taninę, pozyskanego z kasztana Aesculus hippocastanum lub z akacji Acacia catechu, przy czym kąpiel tę wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 1°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 50°C z prędkością chłodzenia 1°C/minutę, po czym dzianinę płucze się w wodzie o temperaturze 40°C, uzyskując dzianinę o jasnym wybarwieniu.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schemat procesu wykańczania uszlachetniającego dzianiny bawełnianej barwionej barwnikami naturalnymi według wynalazku;

Fig. 2 przedstawia schematycznie przebieg czasowo-temperaturowy etapu bielenia według wynalazku;

Fig. 3 przedstawia schematycznie przebieg czasowo-temperaturowy etapu biopolerowania enzymatycznego;

Fig. 4-7 przedstawia schematycznie, w przykładach wykonania przebieg czasowo-temperaturowy etapu barwienia według wynalazku.

Sposób wykańczania uszlachetniającego według wynalazku obejmuje: obróbkę surowej dzianiny plazmą atmosferyczną w etapie 11, bielenie dzianiny w etapie 12, z biopolerowaniem po bieleniu w etapie 13, barwienie dzianiny w etapie 14, oraz następujące po sobie procesy tamblowania i wykurczania w etapach 15, 16, a następnie napawanie wykurczonej dzianiny na fulardzie stabilizatora w etapie 17 oraz jej stabilizację w etapie 18.

Opracowany sposób polega na modyfikacji powierzchniowej surowej dzianiny plazmą niskotemperaturową w celu zwiększenia poziomu jej zwilżalności powierzchniowej istotnej w aspekcie sorpcji barwnika, jej bieleniu, którego rezultatem jest nadanie dzianinie bardzo dobrej zwilżalności powierzchniowej i stopnia bieli, barwienia barwnikami naturalnymi zapewniającemu uzyskanie przez dzianinę wysokiej intensywności i równomierności wybarwień oraz odporności na pranie, a następnie miękkości, ustabilizowaniu kurczliwości dzianiny, poddaniu uszlachetniającemu wykończeniu, którego rezultatem jest nadanie jej aktywności przeciwdrobnoustrojowej, barierowości wobec UV oraz właściwości leczniczo-pielęgnacyjnych.

Wytworzona opracowanym sposobem dzianina z uwagi na swoją aktywność przeciwdrobnoustrojową zachowuje dłużej świeżość oraz walory higieniczne, dzięki czemu możliwe jest zmniejszenie częstotliwości prania wyrobów z niej wykonanych np. odzieży, bielizny pościelowej, ręczników czy ściereczek. Ponadto z uwagi na uzyskane właściwości podwyższonej barierowości wobec UV oraz lepszą jakość wybarwień - dzianina dłużej zachowuje swoją kolorystykę: wykazuje niższą tendencję do blaknięcia kolorów oraz odbarwień. Z powyższych powodów dzianina wykończona uszlachetniająco opracowanym sposobem wykazuje charakter pro-ekologiczny. Dzianina wykonana jest z bawełny, a korzystnie bawełny pochodzenia organicznego - to jest pozyskiwanej z upraw o charakterze ekologicznym, przy czym wykonane z niej wyroby, w tym odzież - mogą być użytkowane przez dłuższy czas - zachowując swoje walory estetyczne i użytkowe. Wyroby wykonane ze wspomnianej dzianiny mogą być ponadto prane z mniejszą częstotliwością - z uwagi na jej aktywność przeciwdrobnoustrojową, przyczyniając się tym samym do ograniczenia ilości generowanych odpadów, np. w postaci znoszonych ubrań, jak również zużycia wody i energii elektrycznej oraz ograniczenia ilości ścieków, z uwagi na mniejszą wymaganą częstotliwość prania.

Dzianinę surową (tj. nie poddaną obróbce wstępnej) poddaje się w etapie 11 modyfikacji powierzchniowej plazmą niskotemperaturową. Obróbkę prowadzi się przy nastawie mocy wyładowań generatora przypadającej na jednostkę powierzchni obrabianej dzianiny w zakresie 0,4-0,7 W/cm², przy zachowaniu czasu oddziaływania wyładowań generatora w zakresie 0,3-0,7 sekund na każdy cm² obrabianej dzianiny. Taka obróbka surowej dzianiny w etapie 11 zapewnia odpowiedni wzrost zwilżalności dzianiny, co powoduje w konsekwencji wzrost wydajności bielenia i wzrost wydajności barwienia oraz większą trwałość wybarwień - większa zwilżalność dzianiny wpływa m.in. na wzrost ilości barwnika, który wiąże się z bawełnianymi włóknami podczas barwienia; a także usunięcie włochatości z powierzchni dzianiny, co dodatkowo wpływa na poprawę intensywności wybarwień barwnikami naturalnymi na etapie barwienia dzianiny.

Obrobioną plazmą atmosferyczną dzianinę bieli się w etapie 12 w wodnej kąpieli bielącej zawierającej w swoim składzie:

- 35%-owy wodny roztwór nadtlenku wodoru (H2O2) w stężeniu 6-7% w wodnej kąpieli bielącej; co zapewnia podwyższenie stopnia bieli dzianiny bawełnianej oraz usunięcia łusek bawełny i oczyszczenia materiału. Woda utleniona jako słaby kwas w roztworze wodnym dysocjuje jonowo. Ten słaby wolny kwas posiada właściwości bielące, gdy jest aktywowany, dlatego reakcja ta zachodzi w środowisku alkalicznym;

- wodorotlenek sodu (NaOH) w ilości 0,9-1, g na każdy litr kąpieli bielącej, a korzystnie 1 g/l kąpieli; NaOH w połączeniu z wodą tworzy ług sodowy, przy pomocy którego zachodzi proces zmydlania oraz aktywacja wody utlenionej w środowisku alkalicznym;

- 50%-owy kwas octowy (H3CCOOH) w ilości 1,2-1,4 g na każdy litr kąpieli bielącej, a korzystnie 1,3 g/l kąpieli bielącej; co w połączeniu z NaOH zapewnia odpowiednie pH dla dysocjacji nadtlenku wodoru, wpływając na poprawę jego wybielającego działania;

- rozdrobniony dwutlenek tytanu (TiO2) o uziarnieniu 2-20 mikronów w ilości 0,9-1,1 g na każdy litr kąpieli bielącej, a korzystnie 1 g/l kąpieli bielącej; oraz

- wodną kompozycję środków powierzchniowo-czynnych w ilości 1,4-1,5 g na każdy litr kąpieli bielącej, a korzystnie 1,5 g /I kąpieli bielącej, zawierającą w swoim składzie: 20-30% wagowych eteru poliglikolowego alkoholu tłuszczowego, 10-20% wagowych gliceryny, a ewentualnie także nie więcej niż 0,1% wagowych 1,2-benzoizotiazol-3(2H)-onu; taki skład kompozycji środków powierzchniowo-czynnych w wodnej kąpieli bielącej zapewnia dodatkową poprawę zwilżalności dzianiny bawełnianej w procesie bielenia, a także realizację bielenia w niższych temperaturach kąpieli, z jednoczesną poprawą własności hydrofitowych dzianiny po bieleniu; przykładowo jako wodną kompozycję środków powierzchniowo-czynnych stosować można środek Tennex ® Tergeo, ΤΑΝΑΤΕΧ Chemicals (Holandia, Ede).

Przebieg bielenia dzianiny w wodnej kąpieli bielącej przedstawiono schematycznie na Fig. 2. Dzianinę wprowadza się do zbiornika z wodną kąpielą bielącą o temperaturze kąpieli wynoszącej około 40°C, i podgrzewa się wodną kąpiel bielącą do temperatury wynoszącej 80°C, utrzymując tempo grzania na poziomie 2°C/min; osiągniętą temperaturę 80°C utrzymuje się przez 30 minut, po czym kąpiel schładza się do 60°C, utrzymując tempo chłodzenia: 2°C/min; po osiągnięciu temperatury 60°C dzianina jest płukana przez 5 minut po czym kąpiel jest spuszczana, a następnie do barwiarki pobierana jest woda o temperaturze 50°C w celu ponownego płukania dzianiny po bieleniu. Proces płukania dzianiny prowadzony jest przez 5 minut. Po operacji płukania dzianiny wodna kąpiel jest ponownie spuszczana. W kolejnej operacji pobierana jest woda o temperaturze 40°C, w której prowadzony jest przez 10 minut proces neutralizacji dzianiny wodą z kwasem octowym. Ilość kwasu octowego w wodzie dobiera się tak, aby końcowa wartość pH kąpieli po neutralizacji wynosiła 5,5-6,5. Proces bielenia dzianiny bawełnianej w etapie 12 prowadzony jest przy krotności kąpieli 1 : 8.

Wybieloną dzianinę, w etapie 13 poddaje się biopolerowaniu enzymatycznemu zwanemu także enzymowaniem. Proces ten prowadzi się na barwiarce bezpośrednio po bieleniu, w wodnej kąpieli enzymatycznej o pH w zakresie 5-8, środkiem zawierającej enzymy celulazy i katalazy w ilości 1%, którego działanie zapewnia usunięcie pozostałości nadtlenku wodoru po procesie bielenia, z dzianiny bawełnianej oraz znaczące obniżenie skłonności dzianiny do mechacenia i pilingu, a także nadanie dzianinie bawełnianej gładkości powierzchni. Jako środek stanowiący donor powyższych enzymów można stosować przykładowo NewCell Combi, NewEnzymes (Portugalia, Pedrouęo). Natomiast dla uzyskania odpowiedniego pH kąpieli stosuje się kwas octowy.

Celem przeprowadzenia biopolerowania enzymatycznego dzianinę wprowadza się do wodnej kąpieli enzymatycznej o temperaturze 50-60°C na czas niezbędny do uzyskania odpowiedniego stopnia biopolerowania, a korzystnie na czas 45 minut. Następnie podnosi się temperaturę kąpieli do wartości 85°C, celem dezaktywacji enzymów. Proces dezaktywacji prowadzony jest przez 10 minut. W efekcie działania enzymów, wystające włókienka (zmechacenia) zostają usunięte, a następnie są one wypłukane z dzianiny w dalszych etapach: barwienia i tamblowania. Przebieg procesu biopolerowania enzymatycznego w etapie 13 przedstawiono schematycznie na Fig. 3. W wyniku biopolerowania enzymatycznego uzyskuje się obniżenie skłonności dzianiny do mechacenia i pilingu, a także nadanie dzianinie bawełnianej gładkości powierzchni - dzięki czemu wyroby wykonane z dzianiny dłużej pozostają gładkie, a tym samym nadają się do dłuższego użytkowania. Ponadto zastosowanie biopolerowania enzymatycznego umożliwiło całkowite wyeliminowanie syntetycznych apretur zmniejszających piling i zmiękczających, dzięki czemu opracowany sposób wykańczania uszlachetniającego dzianiny stanowi mniejsze obciążenie dla środowiska naturalnego.

Następnie - w etapie 14, dzianinę barwi się na wybrany kolor barwnikami naturalnymi pozyskanymi z roślin barwiarskich takich jak np. marzanna barwierska (Rubia tinctorum), nachyłek barwierski (Coreopsis tinctoria), drzewo niebieskie (Haematoxylum campechianum), janowiec (Genista tinctoria), rezeda (Reseda lutea), kasztan (Aesculus hippocastanum), akacja (Acacia catechu) czy orzech (Juglans regia), dąb galusowy (Quercus Infectoria Olivier).

Barwienie w etapie 14 prowadzi się jako proces jedno-, dwu- lub trójfazowy, w zależności od docelowej intensywności wybarwienia i odcienia koloru dzianiny bawełnianej.

Dla uzyskania intensywnych wybarwień dzianiny prowadzi się proces barwienia w trzech fazach: zaprawiania wstępnego taniną - w fazie pierwszej, zaprawiania właściwego ałunem w fazie drugiej, oraz barwienia właściwego w fazie trzeciej, jak schematyc znie przedstawiono na Fig. 4. W fazie pierwszej dzianinę wprowadza się do wodnej kąpieli zawierającej 2-8% wagowych taniny o temperaturze 40°C i ogrzewa się tę kąpiel do temperatury 70°C, utrzymując tempo grzania: 2°C/min, przy czym utrzymuje się temperaturę kąpieli: 70°C, przez czas 60 minut, po czym kąpieli schładza się do temperatury 40°C utrzymując jednakowy gradient: 2°C/min. Po osiągnięciu 40°C następuje spust kąpieli. Przykładowo jako donor taniny można stosować środek: GallNut, GREENING (Francja, Saint-Pons-de-Thomieres) zawierający w swoim składzie 50-75% taniny. W fazie drugiej dzianinę wprowadza się do wodnej kąpieli zawierającej 2-4% wagowych ałunu z dodatkiem węglanu sodu do pH początkowego etapu zaprawiania wynoszącego 4,5-5,5, i prowadzi się kąpiel z zachowaniem jednakowego reżimu czasowo-temperaturowego jak w fazie pierwszej - co schematycznie przedstawiono na Fig. 5. Po zakończeniu fazy drugiej następuje spust kąpieli. W fazie trzeciej dzianinę wprowadza się do wodnej kąpieli zawierającej barwnik naturalny pochodzenia roślinnego, przy czym stężenie i rodzaj zastosowanego w tej kąpieli barwnika mogą być różne, co zależy od docelowego koloru oraz intensywności wybarwienia dzianiny. W fazie trzeciej dzianinę wprowadza się do wodnej kąpieli zawierającej barwnik naturalny o temperaturze 40°C i ogrzewa się tę kąpiel do temperatury 80°C utrzymując tempo grzania: 1°C/min, przy czym utrzymuje się temperaturę kąpieli: 80°C, przez czas 60 minut, po czym kąpiel schładza się do temperatury 40°C utrzymując gradient chłodzenia: 1°C/min. W fazie pierwszej, drugiej i trzeciej procesu barwienia, odpowiednio tanina wiąże się z bawełnianymi włóknami dzianiny, ałun wiąże się z taniną, a barwnik wiąże się z ałunem, zapewniając tym sposobem trwałe wybarwienie dzianiny.

Korzystnie, w barwieniu trójfazowym dla kolorów ciemnych stosuje się powyżej 4% wagowych barwnika w kąpieli barwiącej, a dla kolorów średnich od 2-4% wag. barwnika w kąpieli barwiącej Takie przeprowadzenie procesu pozwala uzyskać dobre wyczerpanie barwnika z kąpieli, dzięki czemu uzyskuje się intensywny kolor, oraz dobrą odporność na zmianę barwy po praniu (spieranie). Ilość barwnika w kąpieli należy dostosować w zależności od ilości barwnika oraz oczekiwanego efektu kolorystycznego. Natomiast jako źródło taniny (w kąpieli w fazie pierwszej) stosować można Orzech GallNut, GREENING (Francja, Saint-Pons-de-Thomieres), z uwagi na dużą zawartość taniny, oraz znikome zabarwienie własne, korzystnie stosuje się kąpiel wodną zawierającą od 4-8% wag. taniny dla kolorów ciemnych i 1-4% wag. taniny dla kolorów średnich. Natomiast kąpiel z ałunem stosowana w drugiej fazie korzystnie zawiera 2-4% wag. ałunu dla kolorów ciemnych i 1-2% wag. ałunu dla kolorów jasnych. Proces zaprawiania ałunem prowadzi się z dodatkiem węglanu sodu (Na2CO3) i ewentualnie także kwasu cytrynowego w ilości zapewniającej uzyskanie pH kąpieli 4,5-5,5 - na etapie początkowym, co zapewnia efektywne pod względem wydajności kolorystycznej barwienie oraz poprawę odporność na zmianę barwy po praniu (odporność na spieranie).

Korzystnie, w barwieniu trójfazowym dla kolorów jasnych, lecz intensywnych stosuje się natomiast od 2-4% barwnika w kąpieli barwiącej. Korzystnie dla uzyskania jasnych kolorów w pierwszej fazie stosuje się wodną kąpiel zawierającą od 1-4% wag. taniny. Jako źródło taniny stosować można Orzech GallNut, GREENING (Francja, Saint-Pons-de-Thomieres); w drugiej fazie stosuje się wodną kąpiel zawierającą 1-2% wag. ałunu, korzystnie z dodatkiem węglanu sodu (Na2CO3) w ilości niezbędnej do uzyskania pH początkowego tej kąpieli od 4,5 do 5.

Natomiast dla uzyskania jaśniejszych (mniej intensywnych) wybarwień dzianiny prowadzi się proces barwienia w dwóch fazach, z dodatkowym płukaniem na gorąco po barwieniu, jak schematycznie przedstawiono na Fig. 5. W tym wariancie procesu barwienia w fazie pierwszej dzianinę wprowadza się do wodnej kąpieli zawierającej 0,2-1% wagowych ałunu, o temperaturze tej kąpieli wynoszącej 40°C, następnie kąpiel ogrzewa się do temperatury 70°C utrzymując tempo grzania: 2°C/min, a osiągniętą temperaturę kąpieli: 70°C, utrzymuje się przez czas 60 minut, po czym kąpiel schładza się do temperatury 40°C utrzymując gradient chłodzenia: 2°C/min. Po osiągnięciu 40°C następuje spust kąpieli. Natomiast w fazie drugiej dzianinę wprowadza się do wodnej kąpieli zawierającej barwnik naturalny pochodzenia roślinnego w ilości do 2%. Rodzaje zastosowanego w tej kąpieli barwnika mogą być różne, co zależy od docelowego koloru oraz tonacji dzianiny. W fazie tej dzianinę wprowadza się do wodnej kąpieli zawierającej barwnik naturalny o temperaturze 40°C i ogrzewa się tę kąpiel do temperatury 80°C utrzymując tempo grzania: 1 °C/min, i utrzymuje się osiągniętą temperaturę kąpieli: 80°C, przez czas 60 minut, po czym kąpiel schładza się do temperatury 50°C, utrzymując gradient chłodzenia: 1°C/min, z następnym spustem wody. Po czym dzianinę płucze się na gorąco: wodą o temperaturze 40°C ze spustem wody po płukaniu.

Dla uzyskania wybranych odcieni wybarwień dzianiny, np.: odcienie beżu bądź odcienie pudrowego różu, proces barwienia można prowadzić jako jednofazowy, z dodatkowym płukaniem na gorąco po barwieniu, jak schematycznie przedstawiono na Fig. 6. W tym wariancie procesu dzianinę wprowadza się do wodnej kąpieli zawierającej 1-2 % wag. barwnika ze stosunkowo dużą ilością taniny, która posiada zabarwienie własne, o temperaturze tej kąpieli 40°C, po czym ogrzewa się wspomnianą kąpiel do temperatury 80°C utrzymując tempo grzania: 1°C/min, i utrzymuje się temperaturę kąpieli: 80°C, przez czas 60 minut, po czym kąpiel schładza się do temperatury 50°C utrzymując jednakowy gradient: 1°C/min, z następnym spustem wody. Po czym dzianinę płucze się na gorąco: wodą o temperaturze 40°C ze spustem wody po płukaniu.

W jednoetapowym wariancie procesu barwienia, korzystnie jako barwnik naturalny stosować można barwnik pozyskany z kasztana Aesculus hippocastanum uzyskując różne odcienie beżowe: jaśniejsze bądź ciemniejsze - w zależności od stężenia barwnika w kąpieli, lub też jako barwnik naturalny stosować można barwnik pozyskany z akacji Acacia catechu, uzyskując różne odcienie pudrowego różu.

W celu uzyskania bardzo dobrych odporności wybarwień oraz przyciemnienia i „przygaszenia” koloru zaprawę można opcjonalnie zastąpić siarczanem (VI) żelaza II lub połączyć z ałunem. Proces barwienia w tym przypadku jest prowadzony dwuetapowo, przykładowy proces barwienia z zastosowaniem siarczanu (VI) żelaza przedstawiono schematycznie na Fig. 7: zaprawianie: wodny roztwór siarczanu (VI) żelaza (II) o stężeniu tej soli: 0,2% w wodzie - temperatura kąpieli: 70°C; czas: 60 min; w drugiej fazie stosuje się natomiast wody 1%-owy roztwór barwnika: Marzanna - temperatura kąpieli 80°C, czas 60 min.

Wybarwioną dzianinę odwirowuje się, a w etapie 15 poddaje się tamblowaniu. Proces ten prowadzi się na tamblerze, gdzie dzianina jest suszona i odpylana celem usunięcia pozostałości włókienek z procesu biopolerowania oraz usunięcia załamków, które mogły powstać podczas etapów mokrych, np. barwienia. Proces prowadzi się przy nastawie temperatury obróbki termicznej dzianiny na tamblerze wynoszącej 90-140°C, utrzymując prędkość przebiegu procesu tamblowania w zakresie 5-30 m/min. Takie parametry procesowe zapewniają uzyskanie wstępnego wykurczu dzianiny w tej operacji, co ułatwia uzyskanie docelowego wykurczu na kolejnych etapach.

Dzięki tamblowaniu dzianina uzyskuje miękkość i puszystość, co nie jest możliwe do uzyskania podczas suszenia na suszarce ramowej czy stabilizatorze. Te cechy użytkowe dzianiny są szczególnie korzystne w przypadku użytkowników o wrażliwej skórze i z chorobami dermatologicznymi.

Następnie, w etapie 16 dzianinę wykurcza się celem zmniejszenia efektu wykurczania się dzianiny podczas konserwacji (prania), na etapie jej użytkowania. Prowadzone wykurczanie zapewnia ponadto odpowiednie nabłyszczenie i nadanie miękkiego chwytu oraz gładkości dzianinie. Wykurczane prowadzi się na bębnie linii do wykurczania przy nastawie jego temperatury w zakresie 100-140°C, i zadanej prędkości wejściowej dzianiny 5-30 m/min, oraz prędkości odbioru dzianiny 5-40 m/min.

Po wykurczaniu dzianinę napawa się na fulardzie stabilizatora wodną kąpielą apreterską zawierającą w składzie

- wodny środek antybakteryjny w ilości 4-6 g/l kąpieli apreterskiej, zawierający w swoim składzie: kompozycję chlorku srebra (I) (AgCI) i tlenku tytanu (TO2) w proporcji wagowej: 1 : 4, w łącznej ilości 5-10% wagowych wodnego środka antybakteryjnego, oraz dokuzynian sodu (C20H37NaO7S) w ilości 5-10%wagowych wodnego środka antybakteryjnego; przykładowo jako wodny środek antybakteryjny można stosować RUCOBAC - AGP, RUDOLF GmbH (Niemcy, Geretsried);

- środek buforowy, korzystnie na bazie kwasu octowego i octanu sodu, w ilości niezbędnej do utrzymania pH wodnej kąpieli apreterskiej w zakresie pH: 5-6, a korzystnie pH = 5,5; przykładowo jako środek buforowy stosować można Rucoacid ABS, RUDOLF GmbH (Niemcy, Geretsried) w ilości 5 g/l kąpieli apreterskiej, co umożliwia utrzymanie pH na powyższym poziomie;

- dwutlenk tytanu (TiO2), rozdrobniony na młynie perełkowym o frakcji mieszczącej się w przedziale od 2-20 mikronów poddany obróbce ultradźwiękami o częstotliwości 20000 Hz, przez czas od 80-120 minut, co najwyżej na 1 godzinę przed procesem napawania dzianiny w etapie 17; rozdrobniony dwutlenek tytanu aplikowany jest do kąpieli apreterskiej w ilości wynoszącej: 9-11 g TO2 na każdy litr kąpieli apreterskiej, a korzystnie w ilości 10 g/I kąpieli apreterskiej.

PL 243547 BI

Opcjonalnie wodna kąpiel apreterska może zawierać ponadto:

- mikrokapsułki z polimeru biodegradowalnego, a korzystnie z poli(kwasu mlekowego) wypełnione co najmniej jedną substancją aktywną, o średnicy mikrokapsułek w zakresie 2-20 pm, w ilości określonej wzorem I:

nM^-I __ ^Lm2^{J X} k-

GF—^1 *0,8 ^Lm2^j

Wzór I gdzie:

N - wzorcowe naniesienie mikrokapsułek: N = 3 g/m²

G - gramatura dzianiny, na którą są nanoszone mikrokapsułki,

0,8 - współczynnik naniesienia na dzianinę wodnej kąpieli apreterskiej z mikrokapsułkami.

Przykładowo dla gramatury dzianiny wynoszącej 0,27 kg/m² i współczynniku naniesienia na dzianinę kąpieli apreterskiej wynoszącej 80% wyliczona ilość mikrokapsuł w kąpieli apreterskiej dla zapewnienia naniesienia 3 g/m² wynosi 14 g/l.

Opcjonalnie wodna kąpiel apreterska z mikrokapsułkami zawiera także środki pomocnicze: poliuretanowy środek wiążący mikrokapsułki z włóknami z przędzy bawełnianej mikrokapsułek którym jest 60%-owy roztwór hydrofilowego poliuretanu w ilości 50 g/l kąpieli apreterskiej; przykładowo jako poliuretanowy środek wiążący mikrokapsułki można stosować ARRISTAN EPD, CHT Switzerland AG (Szwajcaria, Montlingen) w ilości 50 g/l kąpieli apreterskiej;

- jeden lub więcej środków dyspergujących, poprawiających dyspersję mikrokapsułek w wodnej kąpieli apreterskiej, przykładowo jako środek poprawiający dyspersję mikrokapsułek można stosować SARABID OL, CHT Switzerland AG (Szwajcaria, Montlingen), w ilości 5 g na każdy litr kąpieli apreterskiej.

Jako substancje aktywne zamknięte w mikrokapsułkach stosować można różne związki w zależności od ich docelowego działania, w tym m.in.: Aloe Vera, która koi i zmiękcza skórę, witaminę E, która chroni skórę przed wolnymi rodnikami i przedwczesnym starzeniem się, ekstrakt z czerwonokrzewu (Rooibos), który może być stosowany przeciwko różnym problemom skórnym i podrażnieniom skóry, olej tymiankowy, który poprawia wygląd skóry, krążenie krwi i wzmacnia układ odpornościowy, zieloną herbatę (np. w postaci roślinnego ekstraktu), która ma działanie przeciwstarzeniowe i przeciwutleniające, kompozycję ubichinol-koenzym Q10, konopie wolne od THC, np. w postaci roślinnego ekstraktu, który może być korzystny w przypadku wielu schorzeń, w tym przewlekłego bólu, lęku, zaburzeń snu, czy olejek arganowy.

Mikrokapsułki takie jak opcjonalnie stosowane według przedmiotowego rozwiązania - z zamkniętymi w nich różnymi substancjami aktywnymi, a także sposoby ich wytwarzania i nanoszenia na wyroby tekstylne są znane, przykładowo z EP1871948B1.

Napawanie na fulardzie stabilizatora dzianiny w etapie 17 prowadzi się utrzymując temperaturę wodnej kąpieli apreterskiej w zakresie 15-25°C, przy nastawie prędkości liniowej dzianiny wynoszącej 8-20 mb/min (metrów bieżących na minutę). Aby uzyskać korzystnie: 80%-owe napawanie dzianiny w etapie 17, jest ona po napawaniu na fulardzie stabilizatora odżęta dociskiem wynoszącym 4 Bar.

Skład kąpieli apreterskiej - który opisano powyżej, jak również parametry procesowe prowadzonego napawania zapewniły łącznie uzyskanie przez dzianinę aktywności przeciwdrobnoustrojowej oraz własności barierowe wobec promieniowania ultrafioletowego (UV), takiego jak zawarte w naturalnym świetle dziennym. Jest to efektem obecności w składzie wodnej kąpieli apreterskiej środka antybakteryjnego zawierającego kompozycję chlorku srebra (I) (AgCI) i tlenku tytanu (T1O2) w proporcji wagowej: 1 :4, oraz dokuzynianu sodu, a także odpowiedniej zawartości rozdrobnionego na młynie perełkowym T1O2 poddanego następnie obróbce ultradźwiękowej w celu zabezpieczenia przed agregacją w kąpieli apreterskiej.

Natomiast opcjonalny dodatek do kąpieli apreterskiej mikrokapsułek i środka wiążącego z powierzchnią dzianiny bawełnianej zapewnia dodatkową funkcjonalność dzianiny, zależną od zawartej w niej substancji aktywnej, która przejawia się w użytkowaniu dzianiny w kontakcie ze skórą dla wyrobów takich jak np. odzież wykonana z dzianiny, bielizna pościelowa, a także ręczniki, ściereczki, chusteczki, maski ochronne czy opatrunki. Rezultatem opcjonalnego naniesienia mikrokapsuł na dzianinę i ich związania z jej powierzchnią jest uwalnianie zawartych w nich substancji o własnościach leczniczo-pielęgnacyjnych.

Po napawaniu dzianiny bawełnianej na fulardzie stabilizatora, w etapie 18 dzianinę poddaje się odżęciu z siłą docisku 4 Bar, co zapewnia 80% naniesienie kąpieli apreterskiej na jej powierzchnię. W procesie stabilizacji dzianinę suszy się ogrzewając ją w stabilizato rze przy nastawie temperatury w zakresie 120-140°C. Stabilizację można przykładowo prowadzić w oś miopolowym stabilizatorze, przy nastawie parametrów procesowych: sekcje stabilizatora 1,2: 140°C, sekcje stabilizatora 3, 4, 5, 6 - temperatura: 130°C, sekcje stabilizatora: 7, 8 - temperatura: 120°C; prędkość przebiegu dzianiny w polach operacyjnych stabilizatora w zakresie: 16-18 m/min. Alternatywnie, stabilizację można prowadzić w czteropolowym stabilizatorze przy nastawie parametrów procesowych: sekcje stabilizatora 1,2 - temperatura: 140°C, sekcje stabilizatora 3, 4 - temperatura: 130°C; prędkość przebiegu dzianiny w polach operacyjnych stabilizatora w zakresie: 8-40 m/min.

Zastosowanie obróbki powierzchniowej plazmą atmosferyczną (przy zadanej jednostkowej energii modyfikowania oraz czasu oddziaływania wyładowań, które opisano powyżej, zapewniających łącznie większą zwilżalność powierzchniową) surowej dzianiny bawełnianej (tj. nie poddanej wcześniej procesom takim jak pranie, stabilizacja wstępna), umożliwiło poprawę efektywności obróbki tej dzianiny na dalszych etapach to jest: bielenia i barwienia, uzyskując poprawę wybarwień dzianiny. W szczególności, uzyskana większa zwilżalność dzianiny zapewniła realizację jej bielenia w łagodniejszych warunkach: przy obniżonym zużyciu nadtlenku wodoru oraz w niższej temperaturze, ograniczając zużycie energii elektrycznej oraz wody jak również ilości generowanych ścieków realizowanym procesie. Obróbka plazmą surowej dzianiny bawełnianej poprzez nadanie większej zwilżalności dzianiny bawełnianej, a także przy zastosowaniu zmodyfikowanego procesu jej bielenia, reżimu temperaturowo-operacyjnego barwienia: jedno-, dwu- lub trójfazowego, zapewniła poprawę jakości i intensywności uzyskiwanych wybarwień barwnikami naturalnymi, które w wyniku tak prowadzonego procesu charakteryzują się wysoką intensywnością wybarwień, dobrą równomiernością wybarwień oraz większą odpornością na pranie. Ponadto, opracowanym sposobem uzyskiwać można wybarwienia o szerszej gamie kolorystycznej, przy jednoczesnym obniżeniu negatywnego oddziaływania tego procesu na środowisko naturalne.

Dodatkowym efektem płynącym z realizacji sposobu według wynalazku jest efekt środowiskowy w postaci znaczącego zmniejszenia zużycia wody, energii elektrycznej i środków chemicznych. Na podstawie danych produkcyjnych obliczono, że poprzez skrócenie procesu bielenia względem procesu wyjściowego, wynikające ze zmiany gradientu grzania i chłodzenia oraz obniżenie temperatury procesu i zmniejszenie krotności kąpieli uzyskano oszczędność 0,82 kWh/kg wsadu, co stanowi 55% energii elektrycznej i 7,14 l/kg wsadu, co stanowi 38% wody oraz mniejsze obciążenie ścieków alkaliami poprzez zmniejszenie zużycia NaOH z 2 g/l do 1,5 g/l a nawet do 1 g/l. Poprzez skrócenie procesu barwienia w wariancie 1 można uzyskać oszczędność 0,86 kWh/kg wsadu, co stanowi 33% energii elektrycznej i 2,85 l/kg wsadu co stanowi 7% wody, w wariancie 2 można uzyskać oszczędność 1,39 kWh/kg wsadu, co stanowi 52% energii elektrycznej i 14,28 l/kg wsadu, co stanowi 38% wody, w wariancie 3 można uzyskać 2,15 kWh/kg wsadu, co stanowi oszczędność 81% energii elektrycznej i 25,7 l/kg wsadu, co stanowi 69% wody.

Dzianina z bawełny organicznej modyfikowana powierzchniowo plazmą atmosferyczną, następnie bielona, po bieleniu poddana biopolerowaniu enzymatycznemu i barwieniu barwnikami naturalnymi pochodzenia roślinnego, a następnie tamblowaniu i wykurczaniu opracowanym sposobem charakteryzuje się wysoką intensywnością i równomiernością wybarwień, bardzo dobrą odpornością na pranie, miękkością i puszystością chwytu oraz gładką i nabłyszczoną powierzchnią.

Z kolei napawanie dzianiny na fulardzie stabilizatora wodną kąpielą apreterską zawierającą w swoim składzie: kompozycję chlorku srebra (I) (AgCI) i tlenku tytanu (TO2) w proporcji wagowej: 1 : 4, a ponadto dokuzynian sodu (C20H3/NaO?S) oraz rozdrobniony dwutlenek tytanu o wielkości cząstek 2-20 mikronów poddanych obróbce ultradźwię kowej - wykazuje bardzo dobrą aktywność przeciwdrobnoustrojową wobec drobnoustrojów Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans, Aspergillus niger, dzięki czemu materiał ten dłużej zachowuje świeżość, a zatem może być prany z mniejszą częstotliwością na etapie jego użytkowania; oraz odporność barierową wobec UV istotną w aspekcie ochrony skóry przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym. Mikrokapsułki, opcjonalnie nanoszone na dzianinę bawełnianą i wiązane z jej powierzchnią, zawierające aktywne olejki lub ekstrakty substancji o właściwościach leczniczo-pielęgnacyjnych m.in. poprawiają nawilżanie skóry, eliminują zmęczenie mięśni wskutek noszenia bioaktywnej odzieży, wspomagają leczenie chorób dermatologicznych.

Celem weryfikacji uzyskanych efektów dzianinę bawełnianą wykończoną uszlachetniająco opracowanym sposobem poddano badaniu wg normy PN-EN 13758-1+A1:2007 Tekstylia - Właściwości ochronne przed działaniem promieniowania UV - Część 1: Metoda badania płaskich wyrobów włókienniczych. Badanie to miało na celu weryfikację barierowości wobec promieniowania UV. Uzyskane wyniki badań: wyrażone w wartości współczynnika UPF (ang. Ultraviolet Protection Factor): > 50 potwierdziły właściwości barierowe uszlachetnionej dzianiny wobec UV, wynik pomiaru współczynnika UPF przewyższał wartość 50, co wskazuje na bardzo dobrą barierowość wobec UV wytworzonej dzianiny.

Powyższą dzianinę poddano ponadto ocenie jakości wybarwienia. Jako próbkę porównawczą użyto dzianinę niepoddaną obróbce plazmą atmosferyczną.

Pomiary wykonano według normy PN-EN ISO 105-J03 wykorzystując spektrofotometr DataColor 800 systemem CIE Lab, w zakresie promieniowania (od 350 nm do 850 nm), stosując źródło światła D65. Jako kryterium intensywności wybarwienia podlegającemu ocenie przyjęto wartość współczynnika DL, reprezentującego różnicę intensywności wybarwienia w świetle dziennym D65-10 dzianin modyfikowanych plazmą atmosferyczną i dzianin nie modyfikowanych. Otrzymane wyniki potwierdziły, że wybarwienie dzianiny poddanej działaniu plazmy atmosferycznej jest ciemniejsze (AL -1,05). Przeprowadzona analiza pomiarów wskazała na wpływ aktywacji powierzchniowej plazmą atmosferyczną na intensywność wybarwień dzianiny bawełnianej, a dokładnie na jej zwiększenie. W praktyce oznacza to, że wybarwienie dzianiny modyfikowanej jest intensywniejsze, dzięki obróbce plazmą możliwe jest uzyskanie większej intensywności kolorystycznej. Przeprowadzona analiza pomiarów wskazała wpływ aktywacji powierzchniowej plazmą atmosferyczną na intensywność wybarwień dzianiny bawełnianej, a dokładnie na jej zwiększenie.

Powyższą dzianinę poddano ponadto ocenie jej aktywności biobójczej wg PN - normy EN ISO 20645:2006 (bakterie) oraz według normy PN-EN iSO 14119:2005 (grzyby). Uzyskane wyniki badań potwierdziły bardzo dobrą aktywność przeciwdrobnoustrojową dzianiny wykończonej opracowanym sposobem względem Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans, Aspergillus Niger.

Ponadto przeprowadzono badania nad rodzajem i ilością substancji uwalnianych w temperaturze 40°C z mikrokapsułek naniesionych na powierzchnię dzianiny za pomocą mikroekstrakcji do fazy stałej (SPME), którą następnie identyfikowano za pomocą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS); uzyskane wyniki wykazały o około 30% wyższe uwalnianie dla dzianiny modyfikowanej opracowanym sposobem, w porównaniu z dzianiną zawierającą mikrokapsułki, lecz wytworzoną znanym sposobem.

PRZYKŁAD WYKONANIA:

Surową dzianinę bawełnianą poddano modyfikacji powierzchniowej plazmą atmosferyczną mocą wyładowań generatora przypadającej na jednostkę powierzchni obrabianej dzianiny w zakresie 0,5 W/cm², przy czasie oddziaływania wyładowań generatora zadana mocą równą 0,5 sekundy na każdy cm² obrabianej dzianiny.

Następnie dzianinę bielono w wodnej kąpieli bielącej zawierającej: 35%-owy wodny roztwór nadtlenku wodoru (H2O2) o stężeniu 7% w wodnej kąpieli bielącej, NaOH, w ilości 1 g na każdy litr wodnej kąpieli bielącej, 50%-owy kwas octowy w ilości 1,3 g na każdy litr wodnej kąpieli bielącej, rozdrobniony na młynie perełkowym dwutlenek tytanu (TiO2) o uziarnieniu 2-20 mikronów, oraz poddany obróbce ultradźwiękowej w ilości 1,0 g na każdy litr wodnej kąpieli bielącej na 1 godz. przed użyciem, wodną kompozycję środków powierzchniowo-czynnych zawierającą w swoim składzie: 30% wagowych eteru poliglikolowego alkoholu tłuszczowego, 20% wagowych gliceryny, i 0,1% wagowych 1,2-benzoizotiazol-3(2H)-onu, w ilości wodnej kompozycji środków powierzchniowo-czynnych 1,5 g na każdy litr wodnej kąpieli bielącej. Dzianinę w wodnej kąpieli bielącej ogrzewano z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej bielenia wynoszącej 40°C do temperatury wynoszącej 80°C, którą utrzymywano przez 30 minut, po czym dzianinę przebywającą w kąpieli bielącej schłodzono z gradientem temperatury wynoszącym 2°C/min do temperatury 60°C, po czym płukano przez 5 minut. Po zakończeniu płukania kąpiel spuszczono, a następnie pobrano wodę o temperaturze 50°C w celu ponownego płukania dzianiny po bieleniu w czasie 5 minut. Po operacji płukania dzianiny wodną kąpiel spuszczono. W kolejnej operacji pobrano wodę o temperaturze 40°C, w której prowadzono przez 10 minut proces neutralizacji dzianiny wodą z kwasem octowym. Końcowa wartość pH kąpieli po neutralizacji mieściła się wymaganym przedziale pH: 5,5-6,5. Proces bielenia dzianiny bawełnianej prowadzono przy krotności kąpieli 1 : 8.

Po bieleniu dzianinę biopolerowano enzymatycznie wodną kąpielą środka NewCell Combi w ilości 1% w kąpieli, o pH 5-6, utrzymując temperaturę tej kąpieli: 55°C przez czas: 45 minut, po czym podniesiono temp. kąpieli do 85°C na 10 minut dla dezaktywacji enzymów.

Następnie z dzianiny wykonano trzy próbki i każdą poddano odrębnemu procesowi barwienia: barwienie I (pierwsza próbka), barwienie II (druga próbka), barwienie III (trzecia próbka).

Barwienie I - intensywne wybarwienie:

Proces barwienia przeprowadzono w trzech fazach, zgodnie z reżimem temperaturowo-czasowym przedstawionym na Fig. 4. Wodna kąpiel fazy pierwszej zawierała 6% wagowych taniny, wodna kąpiel fazy drugiej zawierała 4% wagowych ałunu z dodatkiem węglanu sodu do pH zaprawiania = 5, a wodna kąpiel w fazie trzeciej zawierała 5% wagowych barwnika naturalnego.

Barwienie II - kolory o mniejszej intensywności:

Barwienie na kolory jasne prowadzone jest dwufazowo, zgodnie z reżimem temperaturowo -czasowym przedstawionym na Fig. 5, przy zaprawie tylko wodnym roztworem ałunu w ilości od 1,5% wag. - w fazie pierwszej, oraz ilości barwnika 1,5% wag. w wodzie - w fazie drugiej.

Barwienie III - kolory jasne:

Proces barwienia przeprowadzono w jednej fazie, zgodnie z reżimem temperaturowo-czasowym przedstawionym na Fig. 6. Wodna kąpiel zawierała 2% wag. barwnika z Aesculus hippocastanum naturalnie zawierającego dużą ilość taniny.

Po barwieniu z wszystkimi próbkami postępowano w jednakowy sposób.

Każdą dzianinę poddano tamblowaniu (prędkość przebiegu procesu tamblowania 5-30 m/min, temperatura obróbki termicznej dzianiny 90-140°C), a następnie wykurczaniu (prędkość dzianiny 5-30 m/min, prędkość odbioru dzianiny 5-40 m/min, temperatura bębna linii wykurczającej 100-140°C); po czym napawano na fulardzie stabilizatora w wodnej kąpieli apreterskiej o składzie: środek antybakteryjny RUCOBAC - AGP - 5 g/l, Rucoacid ABS - 0,5 g/l zapewniający pH na poziomie 5,5 w ilości 2%, dwutlenek tytanu rozdrobniony do rozmiarów 2-20 mikronów poddany obróbce ultradźwiękowej, aplikowany do kąpieli apreterskiej w ilości 10 g/I, mikrokapsułki z ekstraktem z zielonej herbaty R-VITAL GREEN TEA firmy Devan w ilości 14 g/l, ARRISTAN EPD - środek wiążący mikrokapsułki z włóknami przędzy bawełnianej w ilości 50 g/l, SARABID OL - środek poprawiający dyspersję mikrokapsułek w ilości 5 g/l. Napawane prowadzono utrzymując temperaturę kąpieli: 20°C, z zachowaniem prędkości przesuwu dzianiny: 15 mb/min. Po napawaniu dzianinę odżęto na fulardzie stabilizatora dociskiem wynoszącym 4 Bar. Następnie dzianinę stabilizowano za pomocą stabilizatora 8-polowego w temperaturze: Sekcje 1, 2: 140°C, Sekcje 3, 4, 5, 6: 130°C, Sekcje: 7, 8: 120°C. Prędkość przebiegu dzianiny w polach operacyjnych stabilizatora wynosiła 16-18 m/min.

Claims (7)

1. Sposób wykańczania uszlachetniającego dzianiny bawełnianej barwionej barwnikami naturalnymi, w którym to sposobie dzianinę bawełnianą bieli się, a następnie biopoleruje enzymatycznie, po czym dzianinę barwi się barwnikami naturalnymi pochodzenia roślinnego, przy czym wybarwioną dzianinę poddaje się następującym po sobie procesom tamblowania i wykurczania, po czym napawa się dzianinę na fulardzie stabilizatora wodną kąpielą apreterską, a następnie stabilizuje, znamienny tym, że: surową dzianinę bawełnianą poddaje się obróbce plazmą niskotemperaturową (11), utrzymując moc wyładowań generatora przypadającej na jednostkę powierzchni dzianiny w zakresie 0,4-0,7 W/cm² i czas odziaływania tych wyładowań w zakresie 0,3-07 sekund na każdy cm² dzianiny, a następnie dzianinę bieli się (12) w wodnej kąpieli bielącej zawierającej:

- 35%-owy wodny roztwór nadtlenku wodoru (H2O2) o stężeniu 6-7% w wodnej kąpieli bielącej,

- wodorotlenek sodu (NaOH) w ilości 0,9-1 g na każdy litr wodnej kąpieli bielącej,

- 50%-owy kwas octowy (H3CCOOH) w ilości 1,2-1,4 g na każdy litr wodnej kąpieli bielącej,

- dwutlenek tytanu (TO2) rozdrobniony na młynie perełkowym o uziarnieniu 2-20 mikronów, w ilości 0,9-1,1 g TO2 na każdy litr wodnej kąpieli bielącej,

- wodną kompozycję środków powierzchniowo-czynnych zawierającą w swoim składzie: 20-30% wagowych eteru poliglikolowego alkoholu tłuszczowego, 10-20% wagowych glice

PL 243547 BI ryny, a ewentualnie także nie więcej niż 0,1% wagowych 1,2-benzoizotiazol-3(2H)-onu, w ilości wodnej kompozycji środków powierzchniowo-czynnych 1,4-1,5 g na każdy litr wodnej kąpieli bielącej, przy czym wodną kąpiel bielącą z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej bielenia wynoszącej 40°C do temperatury wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 30 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 60°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę, po czym płucze się dzianinę wodą o temperaturze 60°C ze spustem wody po płukaniu, następnie płucze się dzianinę wodą o temperaturze 50°C przez 5 minut ze spustem wody po płukaniu, a następnie płucze się dzianinę wodą z kwasem octowym o temperaturze 40°C przez 10 minut ze spustem wody po płukaniu, natomiast wypłukaną dzianinę poddaje się biopolerowaniu enzymatycznemu (13) w wodnej kąpieli o pH 5-6 zawierającej enzymy: celulazy i katalazy, utrzymując temperaturę tej kąpieli w zakresie 50-60°C przez 40-50 minut, po czym podnosi się temperaturę kąpieli do 85°C na około 10 minut, w celu dezaktywacji enzymów, przy czym wybarwioną (14) barwnikami naturalnymi pochodzenia roślinnego, a następnie poddaną tamblowaniu (15) i wykurczoną (16) dzianinę bawełnianą poddaje się napawaniu na fulardzie stabilizatora (17) wodną kąpielą apreterską zawierającą:

- wodny środek antybakteryjny zawierający w swoim składzie: kompozycję chlorku srebra (I) (AgCI) i tlenku tytanu (T1O2) zmieszanych w proporcji wagowej: 1 :4, w ilości 5-10% wagowych wodnego środka antybakteryjnego, oraz dokuzynian sodu (C2oH37NaO/S) w ilości 5-10% wagowych wodnego środka antybakteryjnego, w ilości wodnego środka antybakteryjnego: 4-6 g na każdy litr wodnej kąpieli apreterskiej;

- wodny środek buforowy zwierający kwas octowy i octanu sodu, w ilości niezbędnej do utrzymania pH wodnej kąpieli apreterskiej w zakresie pH 5-6, oraz

- dwutlenek tytanu (T1O2) rozdrobniony na młynie perełkowym o uziarnieniu 2-20 mikronów, obrobiony ultradźwiękami o częstotliwości 20000 Hz, przez czas 80-120 minut, co najwyżej na 1 godzinę przed napawaniem dzianiny na fulardzie stabilizatora, w ilości 9-11 g T1O2 na każdy litr wodnej kąpieli apreterskiej, przy czym dzianinę napawa się na fulardzie stabilizatora w wodnej kąpieli apreterskiej o temperaturze 15-25°C, przy prędkości liniowej dzianiny transportowanej na fulardzie stabilizatora wynoszącej 8-20 m/min, a po napawaniu dzianinę stabilizuje się w temperaturze 120-140°C.

2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że stosowana do napawania na fulardzie stabilizatora wodna kąpiel apreterska zawiera ponadto:

- mikrokapsułki z polimeru biodegradowalnego, korzystnie poli(kwasu mlekowego), wypełnione przynajmniej jedną substancją aktywną, o średnicy mikrokapsułek w zakresie 2-20 pm, w ilości określonej Wzorem I:

^GS1*°-⁸

Wzór I gdzie: N - wzorcowe naniesienie mikrokapsuł: N = 3 g/m²; G - gramatura dzianiny na którą są nanoszone mikrokapsuły; 0,8 - współczynnik naniesienia na dzianinę wodnej kąpieli apreterskiej z mikrokapsułkami,

- oraz środki pomocnicze: środek wspomagający wiązanie mikrokapsułek którym jest 60%-owy roztwór hydrofilowego poliuretanu w ilości 50 g/l kąpieli apreterskiej, oraz środek dyspergujący poprawiający dyspersję mikrokapsułek w wodnej kąpieli apreterskiej.

3. Sposób według zastrz. 2 znamienny tym, że stosuje się mikrokapsułki zawierające przynajmniej jedną substancję aktywną wybraną z grupy składającej się z: Aloe Vera, witaminy E, ekstraktu z czerwonokrzewu, oleju tymiankowego, ekstraktu z zielonej herbaty, kompozycji ubichinol-koenzym Q10, ekstraktu z konopi wolnych od THC oraz olejku arganowego.

4. Sposób według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń, znamienny tym, że dzianinę barwi się (12) dla uzyskania intensywnego ciemnego zabarwienia w procesie trójfazowym, w którym:

- w fazie pierwszej dzianinę zaprawia się wstępnie w wodnej kąpieli zawierającej 4-8% Wagowych taniny, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę,

- w fazie drugiej dzianinę zaprawia się w wodnej kąpieli zawierającej 2-4% wagowych ałunu z ewentualnym dodatkiem węglanu sodu (Na2CO3) w ilości niezbędnej uzyskania pH wyjściowego tej kąpieli w zakresie 4,5-5,5, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę,

- a w fazie trzeciej dzianinę barwi się w wodnej kąpieli zawierającej nie mniej niż 4% wagowych barwnika naturalnego pochodzenia roślinnego, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 1°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 1 °C/minutę.

5. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że dzianinę barwi się (12) dla uzyskania intensywnego średnio-jasnego zabarwienia w procesie trójfazowym, w którym:

- w fazie pierwszej dzianinę zaprawia się wstępnie w wodnej kąpieli zawierającej 1-4% wagowych taniny, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę,

- w fazie drugiej dzianinę zaprawia się w wodnej kąpieli zawierającej 1-2% wagowych ałunu z ewentualnym dodatkiem węglanu sodu (Na2CO3) w ilości niezbędnej uzyskania pH wyjściowego tej kąpieli w zakresie 4,5-5,5, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę,

- a w fazie trzeciej dzianinę barwi się w wodnej kąpieli zawierającej 2-4% wagowych barwnika naturalnego pochodzenia roślinnego, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 1 °C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 1°C/minutę, uzyskując dzianinę o intensywnym ciemnym wybarwieniu.

6. Sposób według dowolnego z zastrz. 1-3 znamienny tym, że dzianinę barwi się (12) dla uzyskania jasnego zabarwienia w procesie dwufazowym, w którym:

- w fazie pierwszej dzianinę zaprawia się w wodnej kąpieli zawierającej 0,2-1% wagowych ałunu, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 2°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 70°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 40°C z prędkością chłodzenia 2°C/minutę,

- a w fazie drugiej barwi się w wodnej kąpieli zawierającej nie więcej niż 2% wagowych barwnika naturalnego pochodzenia roślinnego, przy czym kąpiel wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 1°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 50°C z prędkością chłodzenia 1 °C/minutę, po czym dzianinę płucze się w wodzie o temperaturze 40°C, uzyskując dzianinę jasnym wybarwieniu.

7. Sposób według dowolnego z zastrz. 1-3 znamienny tym, że dzianinę barwi się (12) w procesie jednofazowym dla uzyskania jasnego zabarwienia, w którym: dzianinę zaprawia się i barwi w wodnej kąpieli zawierającej 1-2 % wagowych barwnika naturalnie zawierającego w swoim

PL 243547 BI składzie taninę, pozyskanego z kasztana Aesculus hippocastanum lub z akacji Acacia catechu, przy czym kąpiel tę wraz z dzianiną ogrzewa się z prędkością 1°C/minutę od temperatury początkowej tej kąpieli wynoszącej 40°C do temperatury kąpieli wynoszącej 80°C, którą utrzymuje się przez 60 minut, po czym schładza się tę kąpiel do temperatury 50°C z prędkością chłodzenia 1 °C/minutę, po czym dzianinę płucze się w wodzie o temperaturze 40°C, uzyskując dzianinę o jasnym wybarwieniu.