Giuseppe Rosace. Dipartimento Ingegneria Industriale. Dipartimento Ingegneria Industriale PREPARAZIONE TINTURA/STAMPA FINISSAGGIO

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Filippa Caputo
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1 Giuseppe Rosace PREPARAZIONE TINTURA/STAMPA FINISSAGGIO 1

2 Finissaggi tessili: situazione attuale - Applicazione di prodotti chimici (principi attivi, catalizzatori, ausiliari) differenti per tipo di processo - Trattamenti non sempre compatibili reciprocamente - I processi intervengono negativamente sulle proprietà fisiche e tattili del substrato (dpi, resistenza trazione, mano, ecc.) - Utilizzo di chemicals ad impatto ambientale non basso - Alto rapporto quantità applicata/prestazione raggiunta Finissaggi tessili: situazione attuale FICCI Specialty Chemicals Conclave th January 2008, Taj Lands End, Mumbai 2

3 Finissaggi tessili: situazione attuale RESTRICTED SUBSTANCES LISTS (RSLs) alogeni organici assorbibili (AOx) solventi aromatici clorofenoli (TCP, PCP) formaldeide surfattanti (APEO: AlkylPhenolEthOxylate) metalli pesanti (As, Ba, Cd, Pb, Sb, Cr, etc) REACH acronimo di Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals Finissaggi tessili: new trends 3

4 Finissaggi tessili: new trends - Nanotecnologie - Biotecnologie What is Nanotechnology? 4

5 Le Nanotecnologie There's Plenty of Room at the Bottom Richard Feynman: nessuna legge ci vieta di controllare la materia a livello atomico 29 dicembre Californian Institute of Technology Solo nel 1974, Norio Taniguchi conia il termine nanotecnologie. Le Nanotecnologie La natura ha trovato soluzioni a volte sorprendenti ai suoi problemi. 5

6 Le Nanotecnologie Dimensioni Tecnologie sviluppate su particelle in scala nanometrica Struttura ordinata Permettono di controllare e manipolare l assemblaggio dei componenti su scala nanometrica Proprietà innovative Le dimensioni e la struttura ordinata dei materiali nanodimensionati, generano proprietà innovative Le Nanotecnologie 6

7 Textile applications of nanotechnology FUNZIONALITA idrorepellenza PROTEZIONE self-cleaning SICUREZZA Ritardanti di fiamma PROTEZIONE UV absorber IGIENE anti-batterica MANUTENZIONE solidità colori MANUTENZIONE resistenza all abrasione FUNZIONALITA ATTIVA Rilascio controllato di additivi Interazioni con agenti esterni (acqua, oli, coloranti, ecc.) 7

8 Tensione superficiale e bagnabilità delle superfici La tensione superficiale è una particolare proprietà dei fluidi che agisce all interfaccia tra il fluido stesso ed un materiale (ad esempio un solido) Si misura in J / m 2 oppure N / m. E correlata alla tendenza di un liquido ad assumere una forma sferica La sfera è il solido che, a parità di volume, ha la minore superficie di interfaccia con l esterno Tensione superficiale e bagnabilità delle superfici L'angolo compreso tra la direzione della tensione solido-liquido e la direzione della tensione liquido-gas, tangente alla superficie esterna della goccia, γ S = tensione superficiale del solido γ L = tensione superficiale del liquido γ SL = tensione superficiale all interfaccia solido/liquido ANGOLO DI CONTATTO (Θ) 8

9 Tensione superficiale e bagnabilità delle superfici Ridurre la tensione superficiale di un substrato permette di aumentare l angolo di contatto con il liquido eventualmente depositato. Ciò consente di ridurre la tendenza del liquido a bagnare la superficie Tensione superficiale e bagnabilità delle superfici 9

10 Tensione superficiale e bagnabilità delle superfici 4 stato della materia Plasma (rappresenta il 99.9 % di quella dell universo) In vuoto la temperatura media del plasma è circa quella ambiente Plasma O 2 10

11 Plasma Un gas parzialmente ionizzato contenente specie eccitate (ioni, elettroni, particelle neutre e radicali) prodotte dall interazione del campo elettromagnetico con il gas ad appropriata pressione. Gruppo pompaggio Specie gassose eccitate: Console Atomi Molecole Ioni Elettroni radicali liberi Metastabili Camera a vuoto Dott. Roberto Canton 11

12 Low Temperature Plasma chemical grafting Grafting Bulk Bulk Bulk Bulk Low Temperature Plasma Etching Bulk Bulk Bulk Bulk 12

13 Low Temperature Plasma PECVD: plasma enhanced chemical vapor deposition Low Temperature Plasma G. Rosace, R. Canton, Influence of LT plasma conditions on wicking properties of PA/PU knitted fabric, Journal of Applied Polymer Science, 107, ,

14 Low Temperature Plasma PECVD Gas utilizzato: C 3 F 8 F Low Temperature Plasma PECVD 14

15 Nanotecnologie per il tessile Dendrimeri idro oleo repellenti Nanotecnologie per il tessile Dendrimeri idro oleo repellenti 1. FC chains 2. Hydrocarbon chains 3. Textile surface 1. FC chains 2. Hydrocarbon chains 3. Dendrimers 4. Textile surface 15

16 DWR DWOR Tessuto trattato (ref); dopo 150 cicli di abrasione (A); dopo 300 cicli di abrasione (B); manutenzione (5 cicli) (C); manutenzione (5 cicli) e asciugatura (D); FWOR manutenzione (15 cicli) (E); manutenzione (15 cycles) e asciugatura (F) G. Rosace, M.R. Massafra, A. Iskender, E. Sancaktaroglu, Influence of dendrimer finishing on color assessment of CO/PES blended fabrics 21 st IFATCC International Congress, 6-9/05/2008 Barcellona (ISBN 13: ) G. Rosace, M.R. Massafra, A. Iskender, E. Sancaktaroglu, Influence of dendrimer finishing on color assessment of CO/PES blended fabrics 21 st IFATCC International Congress, 6-9/05/2008 Barcellona (ISBN 13: ) 16

17 Resistenza all abrasione Low Temperature Plasma PECVD Gas : HMDSO SiO x C y H z Chemical bond Assignment Wavenumber (cm -1 ) Si-O-Si Si-O (stretching) Si-O (bending) 800 Si-(CH 3 ) x symmetric bending 1260 CH x (stretching) 2975 CH (rocking) 840 G. Rosace, C. Colleoni, R. Canton, Plasma enhanced CVD of SiO x C y H z thin film on different textile fabrics: influence of exposure time on the abrasion resistance and mechanical properties submitted for press 17

18 Low Temperature Plasma PECVD Resistenza alla fiamma 18

19 Resistenza alla fiamma 3-6 minutes 19

20 Nanotecnologie per il tessile Montmorilloniti e Idrotalciti - Ritardanti di fiamma FRONT 2008 Nanotecnologie per il tessile Montmorilloniti e Idrotalciti - Ritardanti di fiamma Dalla decomposizione si produce acqua e i corrispondenti ossidi che contribuiscono alle proprietà del residuo incombustibile: 2Al(OH) 3 Al 2 O 3 +3H 2 O Mg(OH) 2 MgO+H 2 O Mg(OH) 6 4- Al(OH) 6 3- H 2 O CO

21 Proprietà multi-funzionali Nanotecnologie per il tessile TiO 2 Proprietà multifunzionali L esposizione del catalizzatore (TiO 2 ) alla luce permette la generazione degli stati eccitati capaci di avviare reazioni a catena. 21

22 Nanotecnologie per il tessile TiO 2 Proprietà multifunzionali Il TiO 2 è un semiconduttore con energy gap (Eg) pari a 3.2 ev. Irradiato con fotoni di energia maggiore (λ< 388 nm), un elettrone è in grado di superare il gap energetico ed è promosso dalla banda di valenza a quella di conduzione. Nanotecnologie per il tessile TiO 2 Proprietà multifunzionali Substrato 22

23 Biotecnologie Biotecnologie 23

24 Biotecnologie Biotecnologie 24

25 Biotecnologie THECOTEX (Caratterizzazione proprietà termiche dei tessuti) G. Rosace, G. Barigozzi, M.R. Massafra Fabrics thermal properties evaluation by IR Thermometry 8th Autex Conference Biella 24-26/06/2008 (ISBN ) 25

26 Obiettivi Il comfort è definito come una condizione di benessere psicofisico dell individuo nei confronti dell ambiente. L apparecchiatura sviluppata permette la valutazione mediante termografia IR delle: proprietà termiche dei substrati tessili; influenza dei finissaggi tessili su queste proprietà. Proprietà termiche di tessuti Resistenza termica (UNI EN 31092/96) La resistenza termica R, espressa in (m 2 K)/W, è una quantità specifica dei materiali tessili o compositi, che determina il flusso di calore secco attraverso una data superficie allorché sia applicato un gradiente di temperatura stabile nel tempo. A Q T ext T int s 26

27 Apparecchiatura Apparecchiatura A Temperatura della superficie inferiore del tessuto Temperatura dell aria nel cilindro B Temperatura della piastra riscaldante Temperatura ambiente 27

28 Immagini termografiche dei tessuti Tessuto tela: Tessuto raso: Tessuto piquet: Immagini termografiche dei tessuti Piquet: effetto dello spessore e della densità 340 g/m g/m 2 28

29 Risultati: influenza dei finissaggi CONCLUSIONI Tecnologie alternative: sostituiscono precedenti tecnologie, rendendo possibile la realizzazione di nuovi prodotti e/o processi Tecnologie interdisciplinari: interessi di settori scientifici, tradizionalmente separati, convergono favorendo lo sviluppo di nuove applicazioni Tecnologie abilitanti: le ricadute sulla società potranno essere ampie ed ancora da esplorare del tutto 29

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