กระบวนการย้อมสีและการตกแต่ง (1)

การเลือกกระบวนการย้อมและตกแต่งผ้าส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับชนิด คุณสมบัติ และความต้องการของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของผ้า ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนก่อนการย้อมและการตกแต่งย้อมสีgรวมถึงการพิมพ์ การตกแต่งขั้นสุดท้าย และอื่นๆ

ก่อนการรักษา

เส้นใยธรรมชาติมีสิ่งเจือปนอยู่ ในกระบวนการผลิตสิ่งทอ เมื่อเติมสารละลาย น้ำมัน และสิ่งสกปรกปนเปื้อนเข้าไป การมีอยู่ของสิ่งเจือปนเหล่านี้ไม่เพียงแต่ขัดขวางความราบรื่นของกระบวนการย้อมสีและการตกแต่ง แต่ยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการสวมใส่ของผ้าอีกด้วย

จุดประสงค์ของการเตรียมการก่อนการทอ คือการใช้กระบวนการทางเคมีและทางกายภาพเพื่อขจัดสิ่งสกปรกบนผืนผ้า ทำให้ผ้าขาว นุ่ม และมีคุณสมบัติในการซึมผ่านได้ดี ตรงตามข้อกำหนดในการทอ และได้ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่มีคุณภาพสำหรับการย้อม การพิมพ์ และการตกแต่งต่อไป

ฝ้าย: การเตรียมผ้าดิบ, การเผาขน, การกำจัดแป้ง, การต้ม, การฟอกขาว, การเมอร์เซอไรซ์ โพลีเอสเตอร์: การเตรียมผ้า, การปรับปรุงคุณภาพ (ด่างเหลว ฯลฯ), การลดขนาดก่อนการหดตัว, การคงสภาพ, การลดน้ำหนักด้วยด่าง (ด่างเหลว ฯลฯ)

การเผา

โดยปกติแล้ว หลังจากที่ผ้าดิบเข้าสู่โรงงานพิมพ์และย้อมสีจากโรงงานทอผ้าแล้ว ขั้นตอนแรกคือการตรวจสอบ พลิกกลับด้าน จัดกลุ่ม พิมพ์ และเย็บ จากนั้นจึงทำการเผาขอบผ้า

เหตุผล:

(1) บนผ้าไม่ไหม้มากเกินไป ความยาวต่างกัน

(2) ระดับการตกแต่งไม่ดี ปนเปื้อนง่าย

(3) ในลำดับการย้อมและตกแต่งขนแกะจงยี่ ข้อบกพร่องในการพิมพ์และการย้อม

วัตถุประสงค์ของการเผาผิว:

(1) ปรับปรุงความเงางามของผ้า ปรับปรุงผิวสัมผัส

(2) ปรับปรุงความต้านทานการเกิดขุย (โดยเฉพาะผ้าใยสังเคราะห์)

(3) ปรับปรุงสไตล์ การเผาไฟสามารถทำให้ผ้ากรอบขึ้นได้ เช่น กระดูก

ปรับขนาด

ในกระบวนการทอผ้า เส้นด้ายยืนจะได้รับแรงดึงและแรงเสียดทานสูง ทำให้ขาดง่าย เพื่อลดการขาดของเส้นด้ายยืน ปรับปรุงประสิทธิภาพการทอ และคุณภาพของผ้าดิบ จึงจำเป็นต้องเคลือบเส้นด้ายยืนก่อนการทอ การเคลือบจะช่วยให้เส้นใยในเส้นด้ายเกาะติดกันและก่อตัวเป็นฟิล์มข้นแข็งบนพื้นผิวของเส้นด้าย ทำให้เส้นด้ายแน่นและเรียบเนียนขึ้น จึงช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานต่อการสึกหรอของเส้นด้าย

วัตถุประสงค์ของการล้างสารเคลือบ: หลังจากเคลือบแล้ว สารละลายจะแทรกซึมเข้าไปในเส้นใยและเกาะติดกับพื้นผิวของเส้นด้ายบางส่วน แม้ว่าจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเส้นด้าย แต่สารละลายนี้จะปนเปื้อนในของเหลวที่ใช้ในการย้อมและตกแต่งเส้นด้าย ขัดขวางปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างเส้นใยกับสีย้อมและสารเคมี และทำให้การย้อมและการตกแต่งเส้นด้ายทำได้ยากขึ้น

(1) บทนำเกี่ยวกับสารละลายข้นที่ใช้กันทั่วไป

ส่วนผสมจากธรรมชาติ: แป้ง, ยางสาหร่าย, ยางเหนียว ฯลฯ

คุณสมบัติของแป้ง:

① ในกรณีของการสลายตัวด้วยกรด;

② ในกรณีที่มีเสถียรภาพในด่าง จะเกิดการบวม

③ ในกรณีของสารออกซิไดซ์ สามารถสลายตัวได้

④ โดยการย่อยสลายแป้งด้วยเอนไซม์

สารละลายเคมี: อนุพันธ์ของเซลลูโลส เช่น ไฮดรอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC), โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA), กรดโพลีอะคริลิก, โพลีเอสเตอร์ เป็นต้น

คุณสมบัติของ PVA:

① คงตัวต่อกรดและเบส ความหนืดไม่ลดลง

② ถูกทำลายโดยสารออกซิแดนต์

③ ใช้งานได้หลากหลาย เข้ากันได้ดี ไม่เกิดปฏิกิริยาผสม

(2) วิธีการขจัดคราบที่ใช้กันทั่วไป

1. การขจัดคราบขาวด้วยด่าง

เป็นหนึ่งในวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานย้อมผ้าในประเทศ แต่มีอัตราการกำจัดแป้งไม่สูง และอาจปนเปื้อนสิ่งเจือปนอื่นๆ ออกมาด้วย

กลไก: การใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เจือจางในการบำบัดแป้งเหลว จะทำให้เกิดปรากฏการณ์บวมตัว (หรือการขยายตัว) ภายใต้การกระทำของด่าง โดยไม่เกิดปฏิกิริยาเคมี ทำให้แป้งเหลวเปลี่ยนจากสถานะเจลเป็นสถานะโซล ลดแรงยึดเกาะระหว่างเส้นใยกับแป้งเหลว จากนั้นจึงใช้การล้างและแรงทางกลในการกำจัดออก สำหรับแป้งเหลว PVA และโพลีอะคริเลต สามารถละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในสารละลายเจือจางได้

(แป้ง) เอนไซม์ดีสซิ่ง

เอนไซม์เรียกอีกอย่างว่า เอนไซม์ หรือ ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ

คุณสมบัติ: อัตราการกำจัดแป้งสูง ไม่ทำลายเส้นใย เหมาะสำหรับแป้งเท่านั้น ไม่สามารถกำจัดสิ่งเจือปนอื่นๆ ได้

คุณสมบัติ: ก. ประสิทธิภาพสูง ข. ความจำเพาะ: เอนไซม์สามารถเร่งปฏิกิริยาได้เพียงปฏิกิริยาเดียวหรือเฉพาะเจาะจงเท่านั้น ค. กิจกรรมของเอนไซม์ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิและค่า pH

สำหรับสารละลายแป้งหรือสารละลายผสมแป้ง (ที่มีแป้งเป็นส่วนประกอบหลัก) สามารถใช้เอนไซม์อะไมเลสในการกำจัดแป้งได้

การขจัดคราบด้วยกรด

การใช้งานภายในประเทศยังไม่แพร่หลายมากนัก เนื่องจากอาจทำให้เส้นใยเสียหายได้ง่าย จึงมักใช้ร่วมกับวิธีการอื่น วิธีการที่ใช้คือแบบสองขั้นตอน ได้แก่ การขจัดแป้งด้วยด่างและกรด การขจัดแป้งด้วยกรดจะทำให้แป้งเกิดการไฮโดรไลซิส ขจัดเกลือแร่ และอื่นๆ ซึ่งจะช่วยชดเชยกันได้

การกำจัดแป้งด้วยการออกซิเดชั่น

สารออกซิไดซ์: NaBrO2 (โซเดียมโบรไมต์), H2O2, Na2S2O8, (NH4) 2S2O8 เป็นต้น

หลักการ: สารออกซิไดซ์สามารถออกซิไดซ์และย่อยสลายสารละลายข้นทุกชนิด ทำให้โมเลกุลน้ำหนักและความหนืดลดลงอย่างมาก ความสามารถในการละลายในน้ำเพิ่มขึ้น และป้องกันไม่ให้สารละลายข้นเกาะติดกับเส้นใย จากนั้นจึงกำจัดสารไฮโดรไลเสตออกด้วยการล้างอย่างมีประสิทธิภาพ

(1) การต้ม

จุดประสงค์ของการต้มคือเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนในเส้นใยและปรับปรุงคุณสมบัติในการแปรรูปของผ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสามารถในการดูดซับน้ำ

สิ่งเจือปนตามธรรมชาติ: สำหรับผ้าฝ้ายแท้ ส่วนใหญ่จะเป็นจุลินทรีย์ที่ปะปนอยู่ในเส้นใย หรือจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับเส้นใย เช่น น้ำมัน ขี้ผึ้ง เพคติน โปรตีน เถ้า สี และเปลือกเมล็ดฝ้าย

สิ่งเจือปนเทียม: สิ่งเจือปนต่างๆ เช่น น้ำมัน สารป้องกันไฟฟ้าสถิต สนิม และกากตะกอนตกค้างที่เติมเข้าไปในกระบวนการปั่นและทอผ้า

สิ่งเจือปนเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อความสามารถในการดูดซับน้ำของผ้า และขัดขวางการย้อมสีและการตกแต่งผ้า จึงจำเป็นต้องกำจัดออกในระบบการขจัดสิ่งเจือปนโดยใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นสารหลักและสารลดแรงตึงผิวเป็นสารช่วย

(2) การฟอกขาว

หลังจากต้มแล้ว สิ่งเจือปนตามธรรมชาติและที่เกิดจากมนุษย์ส่วนใหญ่จะถูกกำจัดออกไปผ้าสีย้อมบางชนิดถูกกำจัดออกไป แต่สำหรับผ้าสีอ่อนและผ้าฟอกขาว การฟอกขาวก็ยังจำเป็นอยู่ โดยมีจุดประสงค์หลักคือการกำจัดเม็ดสีและเพิ่มความขาวให้กับผ้า

เส้นใยสังเคราะห์ไม่มีเม็ดสี เมื่อต้มแล้วจะขาวมาก ในขณะที่เส้นใยฝ้ายหลังจากล้างแล้วยังคงมีเม็ดสีอยู่ ความขาวจึงไม่ดี ดังนั้นการฟอกขาวจึงเป็นการกำจัดสิ่งเจือปนตามธรรมชาติในเส้นใยฝ้ายเป็นหลัก

(3) น้ำยาฟอกขาว

ประเภทการออกซิเดชัน: โซเดียมไฮโปคลอไรต์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และโซเดียมคลอไรต์ เป็นต้น ส่วนใหญ่ใช้ในเส้นใยฝ้ายและผ้าผสม

ส่วนผสมที่ลดลง: โซเดียมไฮดรอกไซด์ซัลเฟต (NaHSO3) และผงเคมี ฯลฯ ส่วนใหญ่ใช้สำหรับผ้าใยโปรตีน

(4) การฟอกสีด้วยโซเดียมไฮโปคลอไรต์:

การฟอกขาวด้วยโซเดียมไฮโปคลอไรต์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับฟอกขาวผ้าฝ้ายและผ้าผสมฝ้าย และบางครั้งก็ใช้สำหรับฟอกขาวผ้าผสมโพลีเอสเตอร์และฝ้ายด้วย อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้ฟอกขาวเส้นใยโปรตีน เช่น ไหมและขนสัตว์ได้ เพราะโซเดียมไฮโปคลอไรต์มีฤทธิ์ทำลายเส้นใยโปรตีน ทำให้เส้นใยเหลืองและเสียหาย ในกระบวนการฟอกขาว นอกจากการทำลายเม็ดสีธรรมชาติแล้ว เส้นใยฝ้ายเองก็อาจเสียหายได้เช่นกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องควบคุมสภาวะของกระบวนการฟอกขาว เพื่อให้ได้คุณภาพทั้งด้านรูปลักษณ์และคุณภาพภายในที่เหมาะสม

โซเดียมไฮโปคลอไรต์ผลิตได้ง่าย ต้นทุนต่ำ กระบวนการฟอกขาวด้วยโซเดียมไฮโปคลอไรต์สะดวก อุปกรณ์ไม่ซับซ้อน แต่เนื่องจากการฟอกขาวด้วยโซเดียมไฮโปคลอไรต์ไม่ดีต่อสิ่งแวดล้อม จึงค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

(5) การฟอกสีด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H2O2:

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ มีสูตรโมเลกุลคือ H2O2 การฟอกสีด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เรียกว่าการฟอกสีด้วยออกซิเจน ความเสถียรของสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์นั้นต่ำมากในสภาวะด่าง ดังนั้นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์จึงมีฤทธิ์เป็นกรดอ่อนๆ

ผ้าที่ฟอกขาวด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะมีความขาวดี สีบริสุทธิ์ และไม่เหลืองง่ายเมื่อเก็บรักษา จึงนิยมใช้ในการฟอกขาวผ้าฝ้าย การฟอกขาวด้วยออกซิเจนมีความเหมาะสมมากกว่าการฟอกขาวด้วยคลอรีน แต่ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีราคาสูงกว่าโซเดียมไฮโปคลอไรต์ และการฟอกขาวด้วยออกซิเจนต้องใช้อุปกรณ์สแตนเลส ใช้พลังงานมากกว่า และต้นทุนสูงกว่าการฟอกขาวด้วยคลอรีน

ปัจจุบัน วิธีการฟอกขาวด้วยไอน้ำแบบเปิดกว้างถูกนำมาใช้มากขึ้นในโรงงานพิมพ์และย้อมผ้า วิธีนี้มีความต่อเนื่องสูง เป็นระบบอัตโนมัติ มีประสิทธิภาพการผลิตสูง กระบวนการทำงานไม่ซับซ้อน และไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

5. ผ้าฝ้ายเมอร์เซอไรซ์

เมื่อนำผ้าที่อยู่ภายใต้แรงดึงระดับหนึ่ง ร่วมกับการใช้โซดาไฟเข้มข้น และคงขนาดที่ต้องการไว้ จะได้ความเงางามดุจแพรไหม กระบวนการนี้เรียกว่า การเมอร์เซอไรเซชัน

(1) วัตถุประสงค์ของการทำเมอร์เซอไรเซชัน:

ก. ช่วยปรับปรุงความเงางามและสัมผัสของพื้นผิวผ้า เนื่องจากเส้นใยพองตัว ทำให้การจัดเรียงของเส้นใยเป็นระเบียบมากขึ้น และการสะท้อนแสงก็สม่ำเสมอยิ่งขึ้น จึงช่วยเพิ่มความเงางาม
B. เพิ่มอัตราการย้อมสีหลังจากการตกแต่งด้วยการเมอร์เซอไรซ์ พื้นที่ของเส้นใยลดลง พื้นที่อสัณฐานเพิ่มขึ้น และสีย้อมมีแนวโน้มที่จะแทรกซึมเข้าสู่เส้นใยได้มากขึ้น อัตราการย้อมสีเพิ่มขึ้น 20% เมื่อเทียบกับเส้นใยฝ้ายที่ผ่านการเมอร์เซอไรซ์แล้ว และความเงางามดีขึ้น ในขณะเดียวกันก็เพิ่มความสามารถในการปกปิดส่วนหน้าของเส้นใยที่ตายแล้ว
ค. เพื่อปรับปรุงความคงตัวของขนาด การเมอร์เซอไรซิ่งได้ทำให้ผลลัพธ์การออกแบบสมบูรณ์ สามารถขจัดรอยย่นของเชือก และสามารถตอบสนองความต้องการด้านคุณภาพของผลิตภัณฑ์แบบครึ่งต่อครึ่งที่ย้อมสีและพิมพ์ได้ดียิ่งขึ้น ที่สำคัญที่สุดคือ หลังจากการเมอร์เซอไรซิ่ง ความคงตัวของการเสียรูปจากการขยายตัวของผ้าได้รับการปรับปรุงอย่างมาก จึงช่วยลดอัตราการหดตัวของผ้าได้อย่างมาก

6. การปรับปรุงคุณภาพและการหดตัวเบื้องต้น (ผ้าใยสังเคราะห์)

จุดประสงค์หลักของการรีดลดขนาดก่อนการย้อม คือ การกำจัดน้ำมัน ตะกอน และสิ่งสกปรกที่ดูดซับอยู่บนผ้า (เส้นใย) ระหว่างการทอ การเก็บรักษา และการขนส่ง และในขณะเดียวกัน โอลิโกเมอร์บางส่วนบนเส้นใยก็สามารถละลายได้ในกระบวนการรีดลดขนาดที่อุณหภูมิสูง ผ้าดิบควรได้รับการรีดลดขนาดก่อนการเติมด่าง และควรเติมสารเติมแต่ง เช่น โอเลอินและโซดาไฟเป็นหลัก การเตรียมผ้าใยเคมีก่อนการย้อมจะดำเนินการในเครื่องย้อมที่อุณหภูมิสูงและความดันสูง

7. การลดด้วยด่าง (ผ้าใยสังเคราะห์)

(1) หลักการและผลของการลดด่าง

การลดด้วยด่างเป็นกระบวนการบำบัดผ้าโพลีเอสเตอร์ด้วยอุณหภูมิสูงและด่างเข้มข้น เส้นใยโพลีเอสเตอร์จะถูกไฮโดรไลซ์และแตกตัวโดยพันธะเอสเทอร์ของโซ่โมเลกุลโพลีเอสเตอร์บนพื้นผิวของเส้นใยในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ และผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซ์ที่มีระดับการเกิดพอลิเมอร์ต่างกันจะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง และในที่สุดจะเกิดเป็นโซเดียมเทเรฟทาเลตและเอทิลีนไกลคอลที่ละลายน้ำได้ อุปกรณ์ลดด้วยด่างส่วนใหญ่ประกอบด้วยเครื่องย้อมแบบล้น เครื่องลดแบบต่อเนื่อง และเครื่องลดแบบไม่ต่อเนื่อง 3 ชนิด ยกเว้นเครื่องย้อมแบบล้น เครื่องลดแบบต่อเนื่องและแบบไม่ต่อเนื่องสามารถนำด่างที่เหลือกลับมาใช้ใหม่ได้ เพื่อให้มั่นใจถึงความคงตัวของรูปร่างและขนาดของผ้าดิบสำหรับผลิตภัณฑ์ลดด้วยด่างบางชนิด จำเป็นต้องเพิ่มกระบวนการที่กำหนดไว้ล่วงหน้าก่อนเข้าสู่กระบวนการย้อมสี