Estudo sobre sistema de atomização por pulverização hidráulica como novo recurso

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 21814 (2022) Citar este artigo

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Este estudo apresenta o sistema de atomização por spray hidráulico (HS) como um novo método de tingimento e acabamento contínuo com eficiência de recursos para tecidos de lã. Aqui, o tecido de lã foi tingido e acabado usando corantes e acabamentos comerciais através do método HS de uma ou duas etapas. Os resultados obtidos das análises de intensidade de cor (K/S), diferença de cor (ΔECMC) e solidez da cor apresentaram a apreensão do método HS no tingimento de tecido de lã com diferentes GSM e corantes. O desempenho de acabamento do tecido de lã foi medido através da análise do ângulo de contato com a água. A análise mostra que o desempenho de acabamento do método HS foi substancial para atingir um ângulo de contato com a água de até 145°, mantendo alta solidez à lavagem e à abrasão. Entre o método HS de uma etapa e duas etapas, o método de uma etapa apresentou melhor desempenho com alta eficiência de recursos em comparação ao método de duas etapas. Os resultados da análise estatística não mostram significância estatística do peso do tecido, tipo de corantes e acabamentos para o desempenho do novo método HS, que é crucial para a implementação industrial em escala real e para a ampliação deste processo. As conclusões deste relatório são de grande importância, pois apresentam uma alternativa mais ecológica aos métodos convencionais de tingimento e acabamento de tecidos de lã, que consomem muitos recursos.

A atomização é essencialmente o processo de converter o líquido a granel em pequenas gotas. É uma ruptura da influência consolidadora da tensão superficial causada pela ação de forças internas e externas. A atomização por spray é a transformação de um líquido em um spray de partículas finas1. Este processo é amplamente utilizado na distribuição de material sobre uma área de superfície controlada em diversas áreas devido ao seu alto controle do processo, baixa geração de resíduos e fácil operação do processo. A pulverização é o meio mais utilizado de aplicação de pesticidas para o controlo de pragas na agricultura e na silvicultura2. Recentemente, a tecnologia de pulverização hidráulica atraiu a atenção de muitos pesquisadores na funcionalização de têxteis devido à viabilidade, sustentabilidade e benefícios econômicos3,4,5. Li, Arumugam et al. (2020) relataram uma célula solar orgânica totalmente revestida por spray fabricada diretamente em tecido padrão de poliéster e algodão6. Samanta e Bordes (2020) propuseram um método de preparação de têxteis condutores por revestimento por pulverização de dispersões de grafeno à base de água7. Sadanandan, Bacon et al. (2020) relataram que o revestimento por pulverização de grafeno em tecidos têxteis está emergindo como uma das técnicas mais promissoras para superar as limitações das estruturas irregulares e grosseiras dos tecidos têxteis8. O revestimento por spray é um processo potencial para a obtenção de filmes mais finos em têxteis. Com base nisso, a tecnologia de pulverização pode ser uma alternativa reconhecida ao revestimento por rotação e ao processo de deposição sem contato, em oposição, por exemplo, à serigrafia. O revestimento por spray também se beneficia de uma gama mais ampla de parâmetros reológicos aceitáveis ​​em comparação com a impressão digital, o que limita estritamente essas propriedades.

O sistema de atomização por spray hidráulico é um processo contínuo que pulveriza o material desejado no tecido em grande escala através de um atomizador9. Neste sistema já não é necessário preparar grandes depósitos de produtos químicos. Além disso, durante o processamento não há interação física e química (como nos métodos convencionais) que protege as características inerentes ao material tratado10. Além disso, o processo reduz a descarga de resíduos, uma vez que não são necessários nenhum/menos produtos químicos em comparação com os métodos convencionais, o que resulta na redução do consumo de energia e de outros recursos em processos subsequentes de gestão/tratamento de resíduos11,12.

Actualmente, os aspectos de sustentabilidade em termos de processos de produção são uma séria preocupação nas indústrias de processamento têxtil em todo o mundo. Dos muitos desafios nos processos têxteis convencionais, a insensibilidade aos recursos, a produção de resíduos e o consumo de água doce são os mais cruciais que necessitam de uma solução robusta e imediata. Vários métodos avançados, como tingimento com amônia líquida13, tingimento com fluido supercrítico14, tingimento com agentes de reticulação15, tingimento com espuma16 e tingimento à base de nanopartículas17 e assim por diante18 foram introduzidos há muitos anos, mas a maioria dessas tecnologias não saiu do ambiente de laboratório devido à falta de interesse da comunidade empresarial relevante, pois esses processos envolvem e/ou envolvem desvantagens relacionadas ao custo de instalação, baixa polaridade, processo em lote de baixa capacidade, layout vertical, distribuição de fluido não homogênea, acúmulo de produtos químicos, processo de operação não confiável, etc.14,19, 20.