- Điểm
- 76,761
Các vấn đề về nhuộm:
Có một số vấn đề về khả năng tái tạo và khó khăn trong việc đạt được kết quả nhuộm đúng ngay lần đầu tiên . Hai khía cạnh quan trọng của quá trình nhuộm, đó là các biến số của thuốc nhuộm và các biến số của hệ thống, cùng với các đặc tính quan trọng của quá trình nhuộm như độ hấp thụ, sự di chuyển và làm đều màu, độ cố định và hiệu suất màu, cũng như khả năng phai màu và độ bền màu, là nguyên nhân gây ra vấn đề này.Nhiều vấn đề phát sinh trong quá trình nhuộm. Một số vấn đề được nêu dưới đây:
1. Sự kết tụ của thuốc nhuộm
2. Độ không bằng phẳng (do vật liệu)
- Bariness
3. Sự không bằng phẳng (do các nguyên nhân khác)
- Sự nhanh nhẹn
- Danh sách
- Vùng da nhạt màu sau khi nhuộm
4. Khả năng tái lập
- Sự lệch sắc độ
- Nhuộm quá nhạt
- Kết tủa trong dung dịch nhuộm
- Thay đổi sắc thái
5. Tính chất bền màu
- Độ bền màu kém ngoài mong đợi
- Độ bền màu khi ướt và khi cọ xát kém ngoài mong đợi.
6. Các đốm, vết
- Kết tủa trong dung dịch nhuộm
- Những giọt nước cháy xém
- Thay đổi sắc độ (ví dụ: các đốm xanh trên nền đỏ rực rỡ)
- Vết đen
- Các đốm
- Vết bẩn
7. Hình thức bên ngoài của hàng hóa
- Độ ổn định kích thước (co ngót)
- Nếp gấp
- Vết trầy xước
- Biến dạng mũi khâu (đan)
- Hiệu ứng Moire (trên chùm tia)
- Ánh sáng
- Xử lý
- Xù lông (sợi ngắn)
8. Các vấn đề khác
- Khó khăn khi tạo các sắc độ đậm nhạt trên sợi mảnh.
- Máy móc bị bẩn
- Lớp kem phủ trên hàng hóa
- Vật liệu hoạt động kém hiệu quả trong quá trình xử lý tiếp theo.
9. Các vấn đề khi nhuộm Thermosol
- Danh sách
- Tính hai mặt
- Viền tối màu hoặc nhạt màu
- Barry nhuộm
- Các đốm, chấm nhỏ
- Kết thúc
- Các điểm giao nhau nhạt nhòa
- Sự hình thành bọt
- Kem phủ
10. Độ không đồng đều (do điều kiện nhuộm)
- Kết thúc vấn đề
- Nhuộm mờ
- Vùng nhạt màu
Các vấn đề khi nhuộm bằng thuốc nhuộm hoạt tính:
Đối với thuốc nhuộm phản ứng, cấu trúc hóa học của chúng rất đa dạng, và nếu không hiểu rõ về hóa học, người ta sẽ không thể thiết kế quy trình chính xác để đạt được kết quả mong muốn.Hai thành phần quan trọng nhất của thuốc nhuộm hoạt tính là chất tạo màu và nhóm phản ứng. Độ bám màu phụ thuộc nhiều hơn vào chất tạo màu so với hệ thống phản ứng. Độ bám màu cao hơn có thể dẫn đến độ hòa tan của thuốc nhuộm thấp hơn, độ hấp thụ ban đầu cao hơn, tốc độ phản ứng cao hơn đối với một độ hoạt tính nhất định, hiệu quả cố định cao hơn, hệ số khuếch tán thấp hơn, ít nhạy cảm hơn với sự thay đổi trong các điều kiện xử lý như nhiệt độ và pH, ít khuếch tán, di chuyển và độ đều màu hơn, nguy cơ nhuộm không đều cao hơn và khó loại bỏ thuốc nhuộm chưa bám hơn. Độ bám màu là thước đo tốt nhất về khả năng của thuốc nhuộm trong việc phủ lên các sợi chết hoặc chưa trưởng thành.
Khả năng che phủ tốt nhất khi độ bám dính cao hoặc rất thấp. Việc tăng độ bám dính của thuốc nhuộm có thể bị ảnh hưởng bởi nồng độ thuốc nhuộm thấp hơn, nồng độ chất điện giải cao hơn, nhiệt độ thấp hơn, độ pH cao hơn (lên đến 11) và tỷ lệ dung dịch/sản phẩm thấp hơn.
Độ phản ứng cao của thuốc nhuộm dẫn đến thời gian nhuộm ngắn hơn và hiệu quả cố định màu thấp hơn. Để cải thiện hiệu quả cố định màu bằng cách giảm độ phản ứng của thuốc nhuộm cần thời gian nhuộm dài hơn và do đó, kém hiệu quả hơn so với việc tăng độ bền màu.
Có một phạm vi nhiệt độ và độ pH rộng hơn mà thuốc nhuộm có thể được sử dụng. Khả năng phản ứng của thuốc nhuộm có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi độ pH hoặc nhiệt độ, hoặc cả hai. Bằng cách điều chỉnh độ pH và nhiệt độ thích hợp, hai loại thuốc nhuộm có khả năng phản ứng khác nhau về bản chất có thể phản ứng với tốc độ tương tự.
Các loại thuốc nhuộm có hệ số khuếch tán cao hơn thường cho kết quả đều màu hơn và nhuộm nhanh hơn. Sự khuếch tán bị cản trở bởi thuốc nhuộm đã phản ứng với sợi vải và sự hấp thụ thuốc nhuộm hoạt tính bị hạn chế bởi sự hiện diện của thuốc nhuộm bị thủy phân. Các loại thuốc nhuộm khác nhau có đặc tính khuếch tán khác nhau.
Các loại thuốc nhuộm có độ hòa tan tốt hơn có thể khuếch tán dễ dàng và nhanh chóng vào các sợi vải, dẫn đến sự di chuyển và phân bố màu tốt hơn. Việc tăng độ hòa tan của thuốc nhuộm có thể được thực hiện bằng cách tăng nhiệt độ, thêm urê và giảm lượng chất điện giải.
Người ta nhận thấy rằng, khi nhuộm bằng thuốc nhuộm hoạt tính ở nhiệt độ cao hơn sẽ dẫn đến tốc độ nhuộm nhanh hơn, độ lên màu thấp hơn, khả năng thẩm thấu thuốc nhuộm tốt hơn, khuếch tán nhanh hơn, độ đều màu tốt hơn, dễ tạo bóng hơn, nhưng nguy cơ thủy phân thuốc nhuộm cao hơn và độ bền màu thấp hơn.
Trong quá trình nhuộm, độ pH của dung dịch nhuộm sẽ không giữ nguyên và sẽ giảm đáng kể khi quá trình nhuộm diễn ra. Nhiều loại kiềm khác nhau, chẳng hạn như xút ăn da, natri cacbonat, natri silicat hoặc hỗn hợp các loại kiềm này, được sử dụng để đạt được độ pH cần thiết cho quá trình nhuộm. Việc lựa chọn loại kiềm thường phụ thuộc vào loại thuốc nhuộm được sử dụng, phương pháp nhuộm cũng như các yếu tố kinh tế và kỹ thuật khác.
Việc thêm chất điện giải dẫn đến tăng tốc độ và mức độ hấp thụ thuốc nhuộm, tăng sự kết tụ thuốc nhuộm và giảm sự khuếch tán. Ở tỷ lệ dung dịch thấp hơn, độ hấp thụ và độ bền màu cao hơn. Có thể tăng cường khả năng hấp thụ thuốc nhuộm trên sợi xenluloza bằng cách sử dụng các chất hoạt động bề mặt thích hợp. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu của thuốc nhuộm hoạt tính là nhóm chromophore, độ bền của liên kết thuốc nhuộm-sợi và mức độ loại bỏ hoàn toàn thuốc nhuộm chưa bám dính. Để tối đa hóa độ bền màu khi ướt, đặc biệt là ở các màu đậm, nên sử dụng các chất cation để xử lý sau. Do đó, việc hiểu rõ về thuốc nhuộm và chuẩn bị bảng quy trình là rất cần thiết.
Các vấn đề khi nhuộm bằng thuốc nhuộm trực tiếp:
Thuốc nhuộm trực tiếp là một nhóm thuốc nhuộm đa dạng, dễ sử dụng và rất tiết kiệm. Có ba cách phổ biến để phân loại thuốc nhuộm trực tiếp, đó là theo cấu trúc hóa học, tính chất nhuộm và tính chất bền màu.Phân loại thuốc nhuộm trực tiếp của Hiệp hội Nhuộm và Màu (Society of Dyers and Colorists) dựa trên khả năng tương thích của các nhóm thuốc nhuộm trực tiếp khác nhau với nhau trong những điều kiện nhuộm theo mẻ nhất định; có ba loại thuốc nhuộm trực tiếp: A, B và C. Loại A bao gồm các thuốc nhuộm trực tiếp tự san phẳng. Thuốc nhuộm trong nhóm này có đặc tính san phẳng tốt và có khả năng nhuộm đồng đều ngay cả khi chất điện phân được thêm vào ngay từ đầu quá trình nhuộm. Chúng có thể cần một lượng muối tương đối lớn để hấp thụ tốt. Loại B bao gồm các thuốc nhuộm có thể kiểm soát bằng muối. Những thuốc nhuộm này có đặc tính san phẳng hoặc di chuyển tương đối kém. Chúng có thể được nhuộm đồng đều theo mẻ bằng cách thêm chất điện phân một cách có kiểm soát, thường là sau khi dung dịch nhuộm đã đạt đến nhiệt độ nhuộm.
Loại C bao gồm các thuốc nhuộm có thể kiểm soát bằng muối và nhiệt độ. Các thuốc nhuộm này có khả năng tự cân bằng hoặc di chuyển tương đối kém và độ bám màu tăng nhanh khi nhiệt độ tăng. Tốc độ nhuộm được kiểm soát bằng cách kiểm soát tốc độ tăng nhiệt độ cũng như kiểm soát lượng muối thêm vào. Các biến số trong dung dịch nhuộm ảnh hưởng đến hành vi nhuộm của thuốc nhuộm trực tiếp bao gồm nhiệt độ, thời gian nhuộm, tỷ lệ dung dịch, độ hòa tan của thuốc nhuộm và sự hiện diện của chất điện giải và các chất phụ trợ khác.
Thuốc nhuộm trực tiếp có thể được sử dụng bằng phương pháp nhuộm theo mẻ (trên máy nhuộm trục quay, máy nhuộm phun hoặc máy nhuộm cuộn), phương pháp bán liên tục (như nhuộm nhúng theo mẻ hoặc nhuộm nhúng cuộn) và phương pháp liên tục (như nhuộm nhúng hơi nước). Nhiều loại thuốc nhuộm trực tiếp phù hợp để sử dụng bằng phương pháp kết hợp tẩy và nhuộm. Trong quy trình này, thông thường người ta sử dụng soda ash và chất tẩy rửa không ion. Tuy nhiên, các loại thuốc nhuộm chứa nhóm amide được tránh sử dụng do nguy cơ thủy phân kiềm. Thuốc nhuộm trực tiếp có tính chất bền màu và khả năng tạo màu khác nhau trên các loại sợi khác nhau . Hầu hết các thuốc nhuộm trực tiếp đều có độ bền màu ướt hạn chế ở các sắc độ trung bình đến đậm trừ khi chúng được xử lý sau đó.
Độ bền màu của một số thuốc nhuộm trực tiếp có thể được cải thiện bằng nhiều cách, chẳng hạn như xử lý bằng chất cố định cation, xử lý bằng formaldehyde, xử lý bằng muối đồng như đồng sunfat, xử lý bằng sự kết hợp giữa chất cation và đồng sunfat, phản ứng diazot hóa và phát triển màu, và xử lý bằng chất liên kết ngang hoặc nhựa.
Một yếu tố quan trọng cần xem xét trong quá trình nhuộm bằng thuốc nhuộm trực tiếp là khả năng của thuốc nhuộm trong việc che phủ các sợi bông chưa trưởng thành bị rối, điều này phụ thuộc vào cả trọng lượng phân tử và khả năng tạo liên kết hydro của các phân tử thuốc nhuộm. Với khả năng tạo liên kết hydro tương tự, thuốc nhuộm có trọng lượng phân tử thấp hơn sẽ cho khả năng che phủ sợi bông tốt hơn so với thuốc nhuộm có trọng lượng phân tử cao hơn.
Do đó, người thợ nhuộm cần phải hiểu rõ về các loại thuốc nhuộm và quy trình nhuộm.
Các vấn đề khi nhuộm bằng
Thuốc nhuộm lưu huỳnh được phân loại thành bốn nhóm chính: thuốc nhuộm lưu huỳnh CI, thuốc nhuộm lưu huỳnh CI Leuco, thuốc nhuộm lưu huỳnh hòa tan CI và thuốc nhuộm lưu huỳnh ngưng tụ CI. Chúng có sẵn ở nhiều dạng thương mại khác nhau như bột, bột khử trước, hạt, bột phân tán, bột nhão phân tán, chất lỏng và các nhãn hiệu hòa tan trong nước. Các bước khác nhau trong ứng dụng thuốc nhuộm lưu huỳnh phụ thuộc rất nhiều vào loại và dạng thương mại của chúng. Các chất phụ trợ được sử dụng trong nhuộm lưu huỳnh bao gồm chất khử, chất chống oxy hóa, chất tạo phức, chất làm ướt, chất oxy hóa và chất phụ gia cố định.Hai vấn đề đặc biệt trong nhuộm bằng thuốc nhuộm lưu huỳnh là hiện tượng mềm sợi do axit và hiện tượng ngả màu đồng. Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao, một số thuốc nhuộm lưu huỳnh, đặc biệt là thuốc nhuộm đen, có thể tạo ra một lượng nhỏ axit sulfuric trong các sợi xenluloza, dẫn đến hiện tượng mềm sợi. Một số vật liệu dệt nhuộm lưu huỳnh bị hư hỏng trong điều kiện bảo quản bình thường. Trong trường hợp cần sửa chữa sau khi nhuộm, thuốc nhuộm lưu huỳnh đã được alkyl hóa rất khó tẩy và việc cố gắng loại bỏ thường dẫn đến sự phá hủy chất tạo màu của thuốc nhuộm. Các chất phụ gia cố định, chẳng hạn như chất alkyl hóa dựa trên epichlorohydrin, giúp cải thiện đáng kể độ bền giặt nhưng thường đi kèm với nguy cơ giảm độ bền màu dưới ánh sáng.
Việc thêm đồng sunfat vào các mẻ dung dịch oxy hóa natri dicromat/axit axetic giúp cải thiện độ bền màu nhưng làm giảm độ đậm của màu sắc, cũng như làm cho vải thô ráp hơn. Phương pháp này không được khuyến khích sử dụng với thuốc nhuộm đen gốc lưu huỳnh, vì sự hiện diện của đồng làm tăng tính mềm dẻo của axit. Do đó, cần phải hiểu rõ về các loại thuốc nhuộm và hóa chất để quyết định quy trình phù hợp.
Các vấn đề khi nhuộm bằng thuốc nhuộm vat:
Thuốc nhuộm vat được ưa chuộng khi cần độ bền màu cao nhất đối với giặt công nghiệp, thời tiết và ánh sáng. Dựa trên nhiệt độ và lượng xút ăn da, sunfit và muối được sử dụng trong quá trình nhuộm, thuốc nhuộm vat có thể được phân loại thành bốn nhóm chính:- Thuốc nhuộm IN đòi hỏi nhiệt độ cao và một lượng lớn xút ăn da và natri hiđroxit.
- Thuốc nhuộm IW—yêu cầu nhiệt độ trung bình và lượng xút ăn da và natri hiđroxit vừa phải, có thêm muối.
- Thuốc nhuộm IK—yêu cầu nhiệt độ thấp và một lượng nhỏ xút ăn da và natri hiđroxit có thêm muối.
- Thuốc nhuộm đặc biệt IN—yêu cầu nhiều xút ăn da hơn và nhiệt độ cao hơn so với thuốc nhuộm IN.
Các loại thuốc nhuộm cạnh tranh trên thị trường thường có kích thước hạt khá đồng đều. Kích thước hạt lớn tạo ra các dung dịch phân tán có độ ổn định kém. Đối với một số loại thuốc nhuộm vat, hiệu suất màu giảm khi kích thước hạt tăng. Hiệu ứng này thường phụ thuộc vào từng loại thuốc nhuộm. Tốc độ khử thuốc nhuộm vat phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như kích thước hạt của thuốc nhuộm, nhiệt độ, thời gian và độ pH trong quá trình khử và lượng chất khử có sẵn. Độ ổn định của dung dịch kiềm chứa chất khử giảm khi nhiệt độ tăng, tiếp xúc với không khí nhiều hơn, khuấy trộn mạnh hơn và nồng độ chất khử thấp hơn.
Thuốc nhuộm vat loại indanthrene tạo ra màu sắc xỉn hơn hoặc xanh hơn ở nhiệt độ nhuộm cao hơn 60°C do khử quá mức. Có thể ngăn ngừa hiện tượng khử quá mức bằng cách sử dụng natri nitrit nếu chất khử là hydrosunfit. Trong trường hợp thiourê oxit, nitrit không thể ngăn ngừa hiện tượng khử quá mức. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ nhuộm với thuốc nhuộm vat là loại chất nền, nhiệt độ, tỷ lệ dung dịch và nồng độ thuốc nhuộm và chất điện giải. Vải bông đã qua xử lý mercer hóa cho tốc độ nhuộm cao hơn so với vải bông chưa qua xử lý mercer hóa, và vải bông chưa qua xử lý mercer hóa lại cho tốc độ nhuộm cao hơn so với vải thô. Ở nhiệt độ thấp, tốc độ hấp thụ thuốc nhuộm thấp, điều này có thể thúc đẩy độ đều màu nhưng tốc độ khuếch tán cũng thấp.
Ở nhiệt độ cao, tốc độ hấp thụ thuốc nhuộm cao, làm giảm độ đều màu, nhưng tốc độ khuếch tán lại cao. Một số thuốc nhuộm không ổn định ở nhiệt độ rất cao, vì vậy cần phải tính đến độ ổn định của thuốc nhuộm theo nhiệt độ. Hiệu quả khử của natri hiđroxit trong dung dịch xút ăn da ở nhiệt độ cao giảm nhanh khi có không khí. Tỷ lệ dung dịch càng cao, tốc độ nhuộm càng chậm. Hầu hết các thuốc nhuộm hấp thụ nhanh hơn ở nồng độ thấp, làm tăng nguy cơ nhuộm không đều màu ở các màu sáng. Một số thuốc nhuộm có tốc độ nhuộm như nhau bất kể nồng độ. Nồng độ chất điện giải càng cao, tốc độ nhuộm càng nhanh.
Độ pH và nhiệt độ rất cao trong quá trình xả sẽ làm mờ màu sắc. Lý tưởng nhất là xả kỹ ở nhiệt độ thấp với độ pH của nước xả là 7.
Quá trình oxy hóa được thực hiện trong nhuộm vat để chuyển dạng leuco hòa tan trong nước trở lại dạng sắc tố không tan. Các biến số thông thường trong bước oxy hóa bao gồm loại và nồng độ chất oxy hóa, loại chất điều chỉnh pH và pH trong quá trình oxy hóa, và nhiệt độ trong quá trình oxy hóa. Chất oxy hóa phải cung cấp mức độ tiềm năng oxy hóa đủ để oxy hóa thuốc nhuộm vat đã khử thành sắc tố không tan, mà không gây oxy hóa quá mức, tức là vượt quá trạng thái oxy hóa của dạng sắc tố ban đầu của thuốc nhuộm. Kiểm soát pH kém trong quá trình oxy hóa có thể dẫn đến quá trình oxy hóa không đồng đều và nhiệt độ thấp hơn có thể dẫn đến quá trình oxy hóa chậm hơn.
Ở độ pH dưới 7,5, có khả năng hình thành các dạng axit leuco của thuốc nhuộm vat. Độ pH tối ưu cho quá trình oxy hóa là 7,5–8,5. Dạng axit leuco của thuốc nhuộm vat khó bị oxy hóa, có ít ái lực với sợi vải và dễ bị rửa trôi. Nhiệt độ càng cao, quá trình oxy hóa càng nhanh, nhiệt độ tối ưu là 120–140°F (49–60°C).
Tài liệu tham khảo:
- Cẩm nang về các quy trình gia tăng giá trị cho vải dệt, biên soạn bởi B. Purushothama
- Kỹ thuật Dệt may – Giới thiệu (Biên tập bởi Yasir Nawab)
- Hóa học dệt may của Thomas Bechtold và Tung Pham
