สีย้อมกระจายตัว
สีย้อมกระจายตัวประสิทธิภาพสูงสำหรับการย้อมสิ่งทอ
คำจำกัดความหลัก
สีย้อมกระจายตัวเป็นสีย้อมประเภทหนึ่ง สีย้อมที่ไม่มีประจุ มีโครงสร้างโมเลกุลที่เรียบง่ายและละลายน้ำได้น้อยมาก จึงกระจายตัวอยู่ในน้ำในรูปอนุภาคขนาดเล็ก (โดยทั่วไป) น้อยกว่า 1 ไมโครเมตร) เพื่อสร้างสารแขวนลอยซึ่งคงสภาพอยู่ได้ด้วยสารช่วยกระจายตัว ภายใต้อุณหภูมิสูง สารเหล่านี้จะแทรกซึมเข้าไปภายในเส้นใยสังเคราะห์ที่ไม่ชอบน้ำ ทำให้เกิดการย้อมสีผ่านการยึดติดทางกายภาพ
โดยสรุป กล่าวโดยสรุปคือ สารเหล่านี้ไม่ละลายในน้ำ แต่... "กระจาย" ในน้ำแล้วจึง "ละลาย" ในเส้นใย
กลไกการย้อมสี
การย้อมโพลีเอสเตอร์ด้วยสีย้อมแบบกระจายตัวเป็นกระบวนการทางกายภาพ ซึ่งโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอน:
การกระจายตัว
อนุภาคสีย้อมจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในอ่างย้อมด้วยความช่วยเหลือของสารช่วยกระจายตัว
การละลาย / การระเหิด
ที่อุณหภูมิสูง (>130°C)สีย้อมปริมาณน้อยมากจะละลายในน้ำเพื่อก่อตัวเป็นสถานะโมเลกุลเดี่ยว หรือระเหิดกลายเป็นโมเลกุลก๊าซ
การดูดซับ
โมเลกุลของสีย้อมที่ละลายหรืออยู่ในสถานะก๊าซจะถูกดูดซับลงบนพื้นผิวของเส้นใยที่กำลังเคลื่อนที่
การแพร่กระจายและการตรึง
โมเลกุลของสีย้อมแพร่กระจายจากพื้นผิวเส้นใยเข้าไปในเนื้อเส้นใย บริเวณอสัณฐานที่ไม่ชอบน้ำ และถูก "ตรึง" ไว้ระหว่างส่วนของเส้นใย โดยยึดไว้ด้วยแรงระหว่างโมเลกุล
การจำแนกประเภท
โดยทั่วไป สีย้อมจะถูกแบ่งออกเป็นสามประเภทตามคุณสมบัติการใช้งาน (ความคงทนต่อการระเหิดและความสามารถในการทำให้สีฟู) และโครงสร้างทางเคมี:
| หมวดหมู่ | คุณสมบัติ | ความคงทนต่อการระเหิด | ความแข็งแรงในการย้อมสี | การปรับระดับ |
|---|---|---|---|---|
| ประเภท E (อุณหภูมิต่ำ) | มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ แพร่กระจายเร็ว อุณหภูมิในการย้อมต่ำ | ยากจน | ยุติธรรม | ยอดเยี่ยม |
| ประเภท SE (อุณหภูมิปานกลาง) | สมรรถนะอยู่ระหว่างรุ่น E และรุ่น S | ปานกลาง | ปานกลาง | ดี |
| ประเภท S (อุณหภูมิสูง) | โมเลกุลขนาดใหญ่ โครงสร้างซับซ้อน การแพร่กระจายช้า | ยอดเยี่ยม | ยอดเยี่ยม | ยากจน |
วิธีการย้อมสีหลัก
สำหรับโพลีเอสเตอร์ มีวิธีการหลักๆ อยู่ 3 วิธี ได้แก่:
01 วิธีการอุณหภูมิสูงและความดันสูง (HT-HP)
สภาวะ: 125-135°C | > 1.5 บรรยากาศ | 30-60 นาที
หลักการ: ภายใต้อุณหภูมิสูง โซ่โมเลกุลของโพลีเอสเตอร์จะเคลื่อนที่อย่างรุนแรง บริเวณอสัณฐานจะเพิ่มขึ้น รูพรุนจะเปิดออก และสีย้อมสามารถแพร่กระจายเข้าไปในเส้นใยได้อย่างรวดเร็ว
ข้อดี: คุณสมบัติการปรับระดับที่ดีเยี่ยม สัมผัสดีเยี่ยม สามารถใช้กับสีย้อมได้หลากหลายชนิด เป็นวิธีการหลักที่ใช้กันทั่วไป
อุปกรณ์: ต้องใช้เครื่องย้อมผ้าแรงดันสูงแบบปิดสนิท (เครื่องย้อมผ้า HT-HP)
02 วิธีการหลอมร้อน
สภาวะการอบ: 190-220°C | อบ 1-2 นาที
กระบวนการ: ขั้นตอนแรก ผ้าจะถูกชุบด้วยสีย้อมแบบกระจายตัว → ทำให้แห้ง → อบด้วยความร้อนสูง
หลักการ: สีย้อมจะระเหิดกลายเป็นก๊าซที่อุณหภูมิสูงและแพร่กระจายเข้าไปในเนื้อเส้นใย
ข้อดี: ผลิตได้อย่างต่อเนื่อง ประสิทธิภาพสูงมาก เหมาะสำหรับการผลิตในปริมาณมาก
ข้อเสีย: ต้องการความคงทนต่อการพิมพ์ซับลิเมชั่นสูง (ต้องใช้แบบ S-type) และสัมผัสค่อนข้างแข็งเล็กน้อย
03 วิธีการขนส่ง
หลักการ: การเติมสารตัวนำ (เช่น คลอโรเบนซีน) จะทำให้โพลีเอสเตอร์ "บวม" ภายใต้ความดันปกติ ซึ่งจะลดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วลง ส่งผลให้ดูดซับสีย้อมได้ดีขึ้น
ข้อดี: สามารถใช้สำหรับการย้อมสีที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส ภายใต้ความดันปกติได้
ข้อเสีย: สารพาหะมักมีพิษ มีกลิ่นเหม็น และไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (ปัจจุบันล้าสมัยไปแล้วเป็นส่วนใหญ่)
ขอบเขตการใช้งาน
พื้นที่หลัก:
การย้อมและการพิมพ์ต่างๆ เส้นใยโพลีเอสเตอร์ (เส้นใย, เส้นใยหลัก, เส้นด้ายมีลวดลาย, ผ้า)
พื้นที่รอง:
การย้อมสี เส้นใยอะซิเตท, เส้นใยไตรอะซิเตต, และ ไนลอน.
การใช้งานที่สำคัญ:
โพลีเอสเตอร์-คอตตอน (T/C), ผ้าผสมโพลีเอสเตอร์-วิสโคสเป็นต้น ซึ่งมักใช้ในการย้อมแบบขั้นตอนเดียวหรือสองขั้นตอนด้วยสีย้อมรีแอคทีฟ
การใช้งานพิเศษ:
การระบายสี พลาสติก (เช่น ABS) และ เรซิน.