Effect of the Corona Discharge Treatment of Polyester Fabrics on their Adhesive Properties

• Autorzy: Brzeziński S. , Połowiński S. , Kowalczyk D. , Karbownik I. , Malinowska G.

Warianty tytułu

PL

Wpływ obróbki tkanin z włókien poliestrowych wyładowaniami koronowymi na ich właściwości adhezyjne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of studies carried out at the Textile Research Institute, Łódź, Poland with the use of original experimental equipment for the generation and application of corona discharge. The construction of this generator was described in our previous paper. It was found that the treatment of polyester fibres/fabrics with corona discharge brings about some significant changes, both in the physical and chemical structures of the surface layer, which results in considerable changes in the technological and performance properties of textile fabrics. Changes in adhesive properties are of the greatest importance and their range depends on the process conditions of the treatment used, especially on the unit energy of modification, the properties of the fibres modified, the environment in which the discharges occur and the constructional features of the generator. The test results presented concern changes in the physical state of the surface layer, measured by means of scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The free surface energy and contact angle were assessed by tensiometric measurements. The wettability of fibres and the chemical structure of the surface layer were also tested. The molar oxygen to carbon ratio (O/C) and the concentration of functional groups containing oxygen were measured by the techniques of photo-electron spectroscopy (XPS) and X-ray micro-analysis. The changes occurring in the technological properties of polyester fabrics, especially the forces of delamination of the coat layers and the quality of polymeric coat bonding, resulting from the corona treatment are also presented. It was found that any change in the charge sign on the activated fabric resulted in an almost double increase in the delamination force.

PL

Przedstawiono wyniki badań prowadzonych z zastosowaniem oryginalnego doświadczalnego urządzenia do generowania i aplikacji wyładowań koronowych - aktywatora, opisanego w FTEE 2009, Vol. 17, No. 1 (72) pp. 87-90. Stwierdzono, że poddawanie wyrobów/włókien poliestrowych oddziaływaniu wyładowań koronowych, powoduje szereg zmian, zarówno w budowie fizycznej, jak i chemicznej warstwy wierzchniej włókien, co wywołuje znaczące zmiany właściwości technologicznych i użytkowych wyrobów, zwłaszcza zmiany właściwości adhezyjnych, których zakres zależny jest od warunków procesowych zastosowanej obróbki, a w szczególności od jednostkowej energii modyfikacji (mocy wyładowań koronowych i czasu ich oddziaływania), właściwości modyfikowanych włókien, środowiska, w którym zachodzą wyładowania oraz cech konstrukcji aktywatora. Przedstawiono wyniki badań zmian stanu fizycznego warstwy wierzchniej włókien, na podstawie SEM i AFM, tensjometrycznych pomiarów swobodnej energii powierzchniowej, kąta zwilżania, włoskowatości, oraz budowy chemicznej warstwy wierzchniej, a w szczególności zmian stosunku molowego O/C oraz stężenia grup funkcyjnych zawierających tlen, techniką XPS i EDX. Jako skutek powodowanych oddziaływaniem wyładowań koronowych zmian w budowie chemicznej i fizycznej warstwy powierzchniowej włókien, zostały również przedstawione zachodzące zmiany właściwości technologicznych wyrobów z włókien PET, a w szczególności siły delaminacji wyrobów łączonych oraz jakości związania powłok polimerowych, a także odporności wydruków pigmentowych.

Słowa kluczowe

EN

polyester woven fabric; corona discharge; adhesion; surface energy; polarity; wettability; fibre surface properties

PL

tkanina poliestrowa; przyczepność; energia powierzchniowa; biegunowość; zwilżalność; właściwości powierzchniowe włókien

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 17, no. 4 (75)
• Strony: 98--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Brzeziński S.

• Department of Non-conventional Techniques and Textiles, Textile Research Institute, Łódź, Poland

autor

Połowiński S.

• Department of Physical Chemistry of Polymers, Technical University of Łódź, Łódź, Poland

autor

Kowalczyk D.

• Department of Non-conventional Techniques and Textiles, Textile Research Institute, Łódź, Poland

autor

Karbownik I.

• Department of Non-conventional Techniques and Textiles, Textile Research Institute, Łódź, Poland

autor

Malinowska G.

• Department of Non-conventional Techniques and Textiles, Textile Research Institute, Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. S. Brzeziński, M. Żenkiewicz, S. Połowiński, D. Kowalczyk, I. Karbownik, S. Lutomirski, G. Malinowska; Polimery 8 (2009) (in press).
• 2. R. Shishoo (Ed.) „Plasma Technologies for textiles” Woodhead Pub. Lim. Cambridge England (2007).
• 3. R. Seeböck, H. Esrom, M. Charbonnier, M. Romand; Plasma Polym. 5 103 (2000) Modification of Polyamide in Barrier Discharge Air‑Plasmas: Chemical and Morphological Effects.
• 4. C‑P Klages, K. Hőpfner, N. Kläke, R. Thyen; Plasma and Polym. 5 79 (2000) Surface Functionalization at Atmospheric Pessure by DBD‑Based Pulsed Plasma Polymerization.
• 5. M. Lejeune, L. Lacroix, F. Brétagol, A. Valsesia, P. Colpo, F. Rossi; Plasma‑based Processes for Wetability Modification; Langmuir 22 3057 (2006).
• 6. S. Brzeziński, M. Żenkiewicz, S. Połowiński, D. Kowalczyk, I. Karbownik, S. Lutomirski, G. Malinowska; Polimery 54 (2009) No 7/8 pp. 552‑558.
• 7. Standard PN‑67/P‑04633 “Determination of capillarity of textiles”.
• 8. Standard PN‑EN ISO 13934‑1:2002 „Tensile properties of fabrics ‑ Part:1 Determination of maximum force and elongation at maximum force using the strip method”.
• 9. Standard PN‑88/P‑04950 „Laminated and nonwoven fabrics. Determination or resistance to delaminating”.
• 10. M. Strobel, V. Jonem, C.S. Lyons, M. Ulsh, M.J. Kusher, R. Dorai, M.C. Branch; Plasmas Polym. 8 61 (2003) A Comparison of Corona‑Treated and Flame‑Treated Polypropylene Films.
• 11. P. Laurens, S.Petit, F. Arefi‑Khonsari. Plasmas Polym. 8 281 (2003).
• 12. G. Borcia, C.A. Anderson, N.M.D. Brown; Surface treatment of natural and synthetic textiles using a dielectric barrier discharge; Surface and Coatings Technology, Volume 201 3074 (2006).
• 13. R. Morent, N. De Geyter, J. Verschuren, K. De Clerck, P. Kiekens, C. Leys; “Nonthermal plasma treatment of textiles “Surface and Coatings Technology, Volume 202, Issue 14, 15 April 2008, Pages 3427‑344.
• 14. S. Brzeziński: Wybrane zagadnienia z chemicznej technologii włókna. vol.. II, chapter 8.3.1.1. p. 119. Ed. Bielsko‑Biała Branch of the Technical University of Łódź 1999, ISBN 83‑87087‑36‑X.