Atmosferische plasmabehandeling van textiel ... - Hogeschool Gent

ongewijzigd. Voor de volledigheid zijn identieke proeven uitgevoerd op klassieke polyester
en polyamide weefsels. Hierbij is logischerwijze ook geen verandering in het discontinu
verfgedrag vast te stellen. De klassieke weefsels hebben immers een merkelijk kleiner
specifiek oppervlak dan de microweefsels. Plasma behandeling is dan ook minder effectief.
Wanneer er wordt teruggegaan tot de basisbeginselen van het verven is een gelijkblijvend
verfgedrag na het uitvoeren van een plasma behandeling te verklaren. De uitgeteste plasma
behandelingen op polyester etsen het oppervlak en bouwen hydrofiele groepen in aan dit
oppervlak. Hierdoor stijgt de hydrofiliteit sterk. Polyester wordt geverfd bij pH-waarden van
4,5 – 5 met dispersie kleurstoffen. Dat zijn kleurstoffen die geen ioniseerbare groepen
bevatten. Oplading van de topochemisch ingebouwde hydrofiele groepen door plasma
behandeling op polyester zal dus geen rechstreekse invloed hebben op de ladingsloze
dispersie kleurstoffen. Adsorptie van de dispersie kleurstof aan polyester zal dan ook niet
beïnvloed worden door de ingebouwde polaire groepen. De etsing van het oppervlak kan dat
mogelijk wél. Een ander verfgedrag is hier echter niet vastgesteld. Vermoedelijk wordt de
adsorptie van de kleurstof dus niet gewijzigd. Er is geen enkele reden om aan te nemen dat
diffusie en fixatie van de kleurstof in de vezel worden gewijzigd. Bij polyester wordt er
doorgaans discontinu geverfd bij 130°C. Dat is ruimschoots boven de glastemperatuur van
80°C, waardoor de polyester vezel zich opent. Hierdoor kunnen de dispersie kleurstoffen in
de vezel solubiliseren. Topochemische functionalisatie van het polyesterweefsel wijzigt het
fundamentele verfproces dan ook niet.
Bij polyamide is de zaak iets complexer aangezien oplaadbare groepen een belangrijke impact
kunnen hebben op het verfproces. De hier uitgevoerde vervingen zijn in zuur milieu
uitgevoerd. De door plasma ingebouwde groepen zullen vermoedelijk tot een positieve
nettolading leiden. Zo zullen bijvoorbeeld de COOH-groepen niet geïoniseerd zijn en zullen
de NH2-groepen positief opgeladen zijn. Deze positieve oplading leidt tot een grotere
aantrekking van de negatieve zure kleurstoffen, waardoor er sneller kan geverfd worden. Hier
wordt echter geen verhoging van de verfsnelheid vastgesteld. De oplading van de door
plasma geïnduceerde groepen is dus waarschijnlijk verwaarloosbaar. Adsorptie, diffusie en
fixatie van de kleurstoffen blijven theoretisch gezien ongewijzigd.
Het gelijkblijvend verfgedrag ondanks plasma behandeling hoeft geen eindpunt te zijn
voor plasma-applicatie op gebied van verven. Zo mag niet uit het oog verloren worden dat
het steeds gaat om labovervingen. Dat betekent dat er wordt uitgegaan van ideale
verfcondities die bij industriële applicatie niet gelden. Niet alle substraten zijn even goed
bevochtigbaar en bij continu applicaties komt er een belangrijke tijdsrestrictie bij. Polyester
gordelriemen bijvoorbeeld worden momenteel continu geverfd met dispersie kleurstoffen
volgens het pad thermosol-procédé aan hoge snelheden. Deze snelheden reiken gemakkelijk
boven 80 m/min. De hoge snelheden in combinatie met de structuur van de gordelriemen (2
mm dikte) zorgen ervoor dat het verfgedrag problematisch is. Zo zijn doorverving en egaliteit
vaak onvoldoende. Piloottesten hebben aangetoond dat een voorafgaandelijke plasma
behandeling (Corona of toorts) leidt tot een hydrofieler substraat en een navenant egalere
verving. In figuur 1 wordt een visuele impressie gegeven van geverfde stalen zonder en mét
plasma voorbehandeling.