2.2. Nguyên liệu nhuộm 1.Lý thuyết về nhuộm
2.2.2 Phân loại thuốc nhuộm
2.2.2.1 Thuốc nhuộm phân tán
Trong công nghiệp có một số xơ nhân tạo và xơ tổng hợp rất ít hút ẩm, rất khó thấm ướt, người ta gọi chúng là xơ ghét nước như: xơ acetate, triacetate, PA, PES, polyacrylonitrin..v.v. Vì vậy những xơ này hầu như không bắt màu bằng những thuốc nhuộm hòa tan trong nước vẫn dùng để nhộm cellulose và các xơ ưa nước khác. Để nhuộm những xơ ưa ghét nước này người ta phải dùng một loại thuốc nhuộm riêng gọi là thuốc nhuộm phân tán.
Ngày nay thuốc nhuộm phân tán được nhiều nước và nhiều hãng trên thế giới sản xuất với các tên gọi khác nhau: Disperse (LX), Ferone (sandoz), Synthen(Ba Lan), Ostaket (Tiệp Khắc), Fantagen (CHDC Đức), Dispersol (ICI),Palamil (BASF), Resolin (Bayer), Terasil (Ciba-Geigy), Samaron (Hoechst), Cibacet (Ciba)..vv..
Mặc dù tên gọi khác nhau, nhưng tất cả các thuốc nhuộm phân tán đều có đặc điểm chung là độ hòa tan trong nước của chúng rất nhỏ (không quá 0.1mg/l), chỳng được nghiền đến độ mịn rất cao (0.1-0.2àm) và được hũa vào dung dịch ở dạng huyền phù phân tán cao, ở dạng này khi nhuộm chúng sẽ bắt vào xơ. Tuy
không hòa tan trong nước nhưng cấu tạo hóa học của thuốc nhuộm phân tán có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng bắt màu vào xơ của chúng, vì thế cùng một thuốc nhuộm phân tán nhưng nó sẽ bắt màu vào xơ này tốt hơn xơ kia và cho độ bền màu cũng như ánh màu khác nhau. Khi sử dụng chúng cần phải chú ý lời chỉ dẫn và phải thí nghiệm lại. Một thuốc nhuộm phân tán tốt cần có độ bền màu với ánh sáng, gia công ướt và bền màu với thăng hoa cao.
Đặc điểm thứ hai của thuốc nhuộm phân tán là chúng có phân tử nhỏ, cũng vì thế nên chúng mới có khả năng khuyếch tán vào những xơ ghét nước và có cấu trúc chặt chẽ.
Bên cạnh thuốc nhuộm phân tán không tan trong nước, người ta còn sản xuất những thuốc nhuộm tan tạm thời trong nước, khi nhuộm ở nhiệt độ cao, nhóm cho tính tan của thuốc nhuộm này sẽ tự tách ra, và giải phóng phân tử thuốc nhuộm không tan trong nước ở dạng phân tán cao để nó bắt màu vào xơ.
Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhuộm
Mặc dù thuốc nhuộm phân tán đã được sản xuất và sử dụng phổ biến nhưng cho đến nay vẫn chưa thật rừ thực chất của mối liờn kết giữa thuốn nhuộm và xơ. Đến nay vẫn còn tồn tại hai loại ý kiến giải thích về cơ chế nhuộm các xơ tổng hợp bằng thuốc nhuộm phân tán.
Một số tác giả cho rằng các hạt thuốc nhuộm phân tán tuy không tan trong nước nhưng do phân tử nhỏ và ở dạng phân tán cao nên có khả năng khuếch tán vào các mao quản tuy hẹp của xơ kể cả những xơ có cấu trúc chặt chẽ. Sau khi đã vào xơ rồi thì nó được giữ lại nhờ lực VanderWaals và lực liên kết hidro giống như các lớp thuốc nhuộm khác.
Loại ý kiến thứ hai cho rằng: trong dung dịch nhuộm, khi các hạt thuốc nhuộm phân tán không tan trong nước tiếp xúc với các xơ ghét nước thì không xảy ra quá trình khuếch tán thuốc nhuộm và các mao quản của xơ, mà xảy ra quá trình hòa tan, xơ trong trường hợp này coi như dung dịch rắn nó hòa tan các hạt thuốc nhuộm không tan trong nước. Hiện tượng này giống như trường hợp dung môi hữu cơ hay trong các ester của acetic acid.
Quá trình nhuộm xơ tổng hợp bằng thuốc nhuộm phân tán phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng quan trọng hơn cả là cấu trúc xơ, kích thước của phân tử thuốc nhuộm và nhiệt độ nhuộm.
Những xơ có mật độ phân tử càng cao, cấu trúc càng chặt chẽ và tỉ lệ các thành phần tinh thể càng lớn thì càng khó nhuộm bằng thuốc nhuộm phân tán, càng yêu cầu điều kiện nhuộm phức tạp hơn. Ngược lại, những xơ nào tuy ghét
nước nhưng có phần vô định hình nhiều hơn, nghĩa là xốp hơn thì càng dễ nhuộm hơn, còn về kích thước hạt thuốc nhuộm thì cũng vì lí do không hòa tan trong nước nên thuốc nhuộm phân tán càng có kích thước nhỏ và ở trạng thái phân tán càng cao thì chúng càng dễ khuếch tán vào xơ.
Kỹ thuật nhuộm bằng thuốc nhuộm phân tán
Để nhuộm xơ acetate và xơ tổng hợp bằng thuốc nhuộm phân tán, tùy theo tình hình thiết bị sẵn có và loại chế phẩm dệt mà người ta quyết định nhuộm theo một trong các phương pháp sau đây: nhuộm ở áp suất thường, nhuộm khi có mặt chất tải, nhuộm ở áp suất cao và nhiệt độ cao, nhuộm theo phương thức gia nhiệt khô ( thermosol).
Dưới đây là những nguyên tắc chung:
Nhuộm các chế phẩm dệt từ tơ acetate
Khi nhuộm các chế phẩm dệt từ tơ acetate bằng thuốc nhuộm phân tán người ta lấy khoảng 2% thuốc nhuộm so với vải.
Thuốc nhuộm được trộn đều với nước ở 40oC thành bột nhão sau đó được pha loãng bằng nước nóng ở t0=50-60oC đến nồng độ quy định, lọc và đưa vào máng nhuộm. Để cho dung dịch ổn định cần thêm chất phân tán vào máng nhuộm và nhuộm 1 giờ ở 60–70 oC, không nên tăng nhiệt độ lên cao nữa, vì lúc này tơ có thể bị xà phòng hóa nhất là khi dùng xà phòng làm chất phân tán.
Xơ triacetate vì bền hơn với nhiệt độ nhuộm và môi trường kiềm nên có thể nhuộm ở nhiệt độ sôi. Kết thúc quá trình nhuộm chế phẩm dệt được giặt nhiều lần bằng nước nóng và nước lạnh.
Nhuộm các chế phẩm dệt từ xơ PES
Các chế phẩm dệt từ xơ polyester có thể nhuộm theo phương pháp dưới đây:
- Nhuộm ở áp suất thường, không dùng chất tải - Nhuộm ở áp suất thường dùng chất tải
- Nhuộm ở nhiệt độ cao và áp suất cao.
Ở nhà máy nhuộm và hoàn tất thì nhuộm bằng máy Jet với nhiệt độ cao và áp suất cao.
Thành phần dung dịch nhuộm trong trường hợp này rất đơn giản:
- Thuốc nhuộm.
- Chất phân tán.
- Chất giảm bọt.
Thí dụ nhuộm màu vàng thì công thức có thể lấy như sau:
Disperse yellow R 2% so với vải Disperstex 0.5%
CF 18 0.5%
Quá trình nhuộm được tiến hành ở 125-130 oC trong thời gian 60-120 phút trong các máy nhuộm cao áp kiểu Jet Circular, Bean và Jigger cao áp. Sau khi nhuộm vải được giặt bằng nước nóng, khi cần xử lý bằng dung dịch Na2S2O4 0.5 g/l để làm sạch và cho màu tươi hơn.
Các loại thuốc nhuộm phân tán sử dụng trong công ty:
Hiện nay, các loại thuốc nhuộm phân tán công ty đang sử dụng là:
Lonspere, Terasil và Dianix. Thường sử dụng là Lonspere. Các loại thuốc nhuộm này có dãy sắc rộng và hiệu quả cao.
Việc lựa chọn thuốc nhuộm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: khả năng công nghệ tại nơi sản xuất, xơ sợi, tiêu chuẩn độ bền màu, tùy theo yêu cầu của khách hàng…