เส้นใยไนลอนอยู่ในประเภทของเส้นใยโพลีคอนเดนเสท โดยมีชนิดหลักคือไนลอน 6 และไนลอน 66 ในฐานะที่เป็นเส้นใยชนิดเทอร์โมพลาสติก การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในระหว่างขั้นตอนการผลิตและการแปรรูปมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกายภาพและประสิทธิภาพการย้อมสีของไนลอน คุณสมบัติเฉพาะของเส้นใยและขั้นตอนการแปรรูปต่างก็มีอิทธิพลต่อผลการย้อมสีที่สม่ำเสมอในขั้นสุดท้าย

ปัจจัยที่มีผลต่อคุณสมบัติการย้อมสีที่สม่ำเสมอของไนลอน

1. อิทธิพลของโครงสร้างผ้าและเส้นใย

จากมุมมองของกระบวนการย้อมสีและตกแต่งทั้งหมด ปัจจัยโดยตรงที่สุดที่นำไปสู่การย้อมสีที่ไม่สม่ำเสมอของไนลอนคือความหนาแน่นของเส้นด้ายยืนและเส้นด้ายพุ่งของผ้าที่ไม่สม่ำเสมอ ความแตกต่างในจำนวนเส้นด้าย และความแตกต่างในชุดการผลิตของเส้นใยไนลอนที่ใช้ในผ้า ปัจจัยเหล่านี้ล้วนส่งผลต่อประสิทธิภาพการย้อมสีของไนลอน ส่งผลให้เกิดการย้อมสีที่ไม่สม่ำเสมอ จากมุมมองของเส้นใย โครงสร้างทางเคมีของเส้นใยไนลอนคือพอลิเอไมด์ และมีกลุ่มอะมิโนจำนวนหนึ่งที่ปลายของสายโซ่โมเลกุลของเส้นใย ลักษณะการย้อมสีของไนลอนได้รับผลกระทบจากความแตกต่างทางเคมีและกายภาพของเส้นใย ความแตกต่างเหล่านี้อาจเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตหรือการแปรรูปเส้นใย และส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการย้อมสีของสีย้อม

ความแตกต่างทางเคมีเกิดจากความแตกต่างในปริมาณกลุ่มอะมิโนของเส้นใย ความแตกต่างดังกล่าวอาจเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการปั่น กระบวนการดึงความร้อน หรือกระบวนการรวมเส้นใย ความแตกต่างในปริมาณกลุ่มอะมิโนนำไปสู่ความแตกต่างในอัตราการย้อมสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสามารถในการดูดซับสีย้อมประจุลบในขั้นสุดท้าย ความแตกต่างเหล่านี้สามารถลดให้เหลือน้อยที่สุดได้ด้วยการควบคุมอย่างระมัดระวังในระหว่างกระบวนการผลิต ตามคำแนะนำการย้อมสีและการพิมพ์ใหม่ ความแตกต่างของโครงสร้างทางกายภาพในเส้นด้ายส่วนใหญ่รวมถึงสองด้าน: ด้านหนึ่ง มาจากความแตกต่างทางกายภาพโดยรวมของเส้นด้าย รวมถึงความแตกต่างในจำนวนเส้นด้าย จำนวนเส้นใยในเส้นด้าย หรือความละเอียดของเส้นใย รวมถึงความแตกต่างระหว่างปลายลอนของเส้นใยเดี่ยวหรือเส้นใยหลายเส้นในเส้นด้าย อีกด้านหนึ่ง เกิดจากการไม่สม่ำเสมอของโครงสร้างซุปเปอร์โมเลกุลของเส้นใยไนลอนที่เกิดขึ้นระหว่างการแปรรูป เช่น ความแตกต่างในความเป็นผลึก การวางแนว หรือโครงสร้างผิว-แกนที่ไม่สม่ำเสมอภายในเส้นใย เมื่อผ้าที่ทำจากเส้นใยไนลอนที่มีความแตกต่างทางเคมีหรือกายภาพถูกย้อมสี มีแนวโน้มที่จะเกิดลายสีตามแนวพุ่ง

2. อิทธิพลของสภาวะการปรับสภาพเบื้องต้น

การเลือกเงื่อนไขที่ไม่เหมาะสมในระหว่างการปรับสภาพเบื้องต้นของผ้าไนลอนก็เป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการย้อมสีที่ไม่สม่ำเสมอ การปรับสภาพเบื้องต้นของผ้าที่ไม่เหมาะสมส่วนใหญ่รวมถึง: การบำบัดผ้าที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งนำไปสู่ความแตกต่างอย่างมากในประสิทธิภาพการดูดซับของเส้นใยและส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องในการย้อมสี เช่น การเกิดจุดด่าง; อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในระหว่างกระบวนการปรับสภาพเบื้องต้นโดยใช้เครื่องย้อมสีแบบจิ๊กเกอร์ ซึ่งทำให้เส้นใยไนลอนหดตัวอย่างกะทันหัน หรืออุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างการตั้งค่าความร้อน ซึ่งทั้งสองอย่างนี้สามารถนำไปสู่ความแตกต่างของโครงสร้างในเส้นใยไนลอน ส่งผลให้เกิดการย้อมสีที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการย้อมสี

3. อิทธิพลของสภาวะการย้อมสี

(1) อิทธิพลของอุณหภูมิ

ไนลอนเป็นเส้นใยเทอร์โมพลาสติก ดังนั้นอัตราการย้อมสีของเส้นใยจึงมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิ และอุณหภูมิการย้อมสีต้องสูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (35-50℃) ของเส้นใย เส้นใยไนลอนเริ่มดูดซับสีย้อมที่ 40℃ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการย้อมสีจะเร่งขึ้น และกระบวนการย้อมสีจะเสร็จสิ้นโดยพื้นฐานที่ 100℃ แม้ว่าการย้อมสีจะเสร็จสิ้นโดยพื้นฐานที่ 100℃ การเพิ่มอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องก็เป็นประโยชน์สำหรับการโยกย้ายของสีย้อม ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการย้อมสีที่สม่ำเสมอ นักวิจัยบางคนเชื่อว่าอัตราการดูดซับสีย้อมของสีย้อมกรดบนเส้นใยไนลอนมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว การเคลื่อนที่ของสายโซ่มาโครโมเลกุลในเส้นใยจะเพิ่มขึ้น เส้นใยจะขยายตัว ทำให้สีย้อมสามารถแทรกซึมเข้าไปในเส้นใยและทำปฏิกิริยากับกลุ่มอะมิโนประจุบวกที่ปลาย อย่างไรก็ตาม หากอัตราการให้ความร้อนไม่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม มีแนวโน้มที่จะเกิดการย้อมสีที่ไม่สม่ำเสมอ

(2) อิทธิพลของค่า pH

ในระหว่างการย้อมสีเส้นใยไนลอน เมื่อค่า pH ของอ่างสีย้อมค่อนข้างสูง สีย้อมจะถูกดูดซับบนเส้นใยเพียงเล็กน้อย เมื่อค่า pH ของอ่างสีย้อมลดลงถึงระดับหนึ่ง สีย้อมจะเริ่มถูกดูดซับและถึงจุดอิ่มตัวอย่างรวดเร็ว การลดค่า pH ของอ่างสีย้อมลงอย่างต่อเนื่องไม่ได้เพิ่มการดูดซับสีย้อมอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม เมื่อค่า pH ลดลงเหลือ 3 การดูดซับสีย้อมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดการดูดซับที่เกินค่าเทียบเท่า เมื่อเส้นใยไนลอนถูกย้อมภายใต้สภาวะที่มีค่า pH ต่ำมาก อาจเกิดการไฮโดรไลซิสได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากเกิดการดูดซับที่เกินค่าเทียบเท่า ค่า pH ภายในเส้นใยจะต่ำกว่าในสารละลาย ซึ่งจะเร่งการไฮโดรไลซิส หลังจากเกิดการไฮโดรไลซิส จะมีการสร้างกลุ่มอะมิโนมากขึ้น การเข้าถึงของเส้นใยจะเพิ่มขึ้น และสามารถดูดซับสีย้อมได้มากขึ้น ทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดการย้อมสีที่ไม่สม่ำเสมอมากขึ้น ดังนั้น ตามสภาวะจริง การเพิ่มค่า pH อย่างเหมาะสมสามารถลดการเกิดข้อบกพร่องในการย้อมสี เช่น การเกิดจุดด่าง

(3) อิทธิพลของสารช่วย

เส้นใยไนลอนส่วนใหญ่ถูกย้อมด้วยสีย้อมกรด และสารปรับระดับสำหรับสีย้อมกรดส่วนใหญ่มีสามประเภท: ประจุลบ ประจุบวก และไม่มีไอออน สารปรับระดับประจุลบมีความสัมพันธ์กับเส้นใยในตัวกลางที่เป็นกรด และแข่งขันกับไอออนของสีย้อมเพื่อหาจุดย้อมสีบนเส้นใย ความสัมพันธ์ของพวกมันต่ำกว่าไอออนของสีย้อม แต่อัตราการแพร่กระจายของพวกมันเร็วกว่าไอออนของสีย้อม ในตอนเริ่มต้นของการย้อมสี สารปรับระดับประจุลบจะแข่งขันกับสีย้อมเพื่อหาที่นั่งย้อมสี เนื่องจากอัตราการแพร่กระจายที่รวดเร็ว พวกมันจึงย้อมสีเส้นใยก่อนไอออนของสีย้อมและรวมกับกลุ่ม -NH₂ บนเส้นใย ต่อมา พวกมันจะถูกแทนที่ด้วยไอออนของสีย้อมที่มีความสัมพันธ์กับเส้นใยสูงกว่า สิ่งนี้จะช่วยลดอัตราการย้อมสีเริ่มต้นของสีย้อมและบรรลุผลการปรับระดับ ตามคำแนะนำการย้อมสีและการพิมพ์ใหม่ สารปรับระดับประจุบวกและไม่มีไอออนจะออกฤทธิ์ในการปรับระดับโดยการรวมกับไอออนของสีย้อมเพื่อลดความเข้มข้นที่มีประสิทธิภาพของไอออนของสีย้อมและค่อยๆ ปล่อยไอออนของสีย้อมในระหว่างกระบวนการย้อมสี นอกจากนี้ ปัจจัยต่างๆ เช่น ระยะเวลาการย้อมสี ความเข้ากันได้ของสีย้อม ความเข้มข้นของอ่างสีย้อม อัตราส่วนของเหลว และอัตราการไหลเวียนของน้ำย้อมสี ก็ส่งผลต่อผลการย้อมสีที่สม่ำเสมอของไนลอนในระหว่างการย้อมสี

แนวทางในการปรับปรุงคุณสมบัติการย้อมสีที่สม่ำเสมอของไนลอน

1. การเลือกสีย้อม

ประการแรก การเลือกสีย้อมที่ถูกต้องเป็นปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงคุณสมบัติการย้อมสีที่สม่ำเสมอของไนลอน มีสีย้อมหลากหลายชนิดที่สามารถใช้ย้อมสีเส้นใยไนลอนได้ ในบรรดาสีย้อมหลายชนิดที่เหมาะสมสำหรับการย้อมสีเส้นใยไนลอน สีย้อมกระจายตัว สีย้อมประจุลบ เช่น สีย้อมกรด สีย้อมเชิงซ้อนโลหะ 1:2 และสีย้อมโดยตรงที่เลือกเป็นสิ่งสำคัญที่สุด

สีย้อมกระจายตัวที่มีโครงสร้างโมเลกุลที่เรียบง่าย เนื่องจากลักษณะที่ไม่เป็นไอออนและน้ำหนักโมเลกุลต่ำ จึงสามารถครอบคลุมความแตกต่างทางกายภาพและเคมีในเส้นใยไนลอนได้ แต่สีย้อมเหล่านี้สามารถให้ความคงทนของสีในระดับปานกลางเท่านั้น สีย้อมกระจายตัวที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าสามารถให้ความคงทนต่อความเปียกที่ดีกว่าเมื่อย้อมสีเส้นใยไนลอน แต่เนื่องจากน้ำหนักโมเลกุลสูง พวกมันจึงสามารถครอบคลุมความแตกต่างทางเคมีเท่านั้นและไม่ใช่ความแตกต่างทางกายภาพ สีย้อมโดยตรงที่เลือกนำมาซึ่งความคงทนต่อการแปรรูปเปียกที่ดีเยี่ยมในการย้อมสีไนลอน และประหยัดสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์สีเข้ม เมื่อเทียบกับสีย้อมกระจายตัว การย้อมสีด้วยสีย้อมโดยตรงที่สว่างที่สุดสามารถให้ผลิตภัณฑ์ที่ย้อมสีที่ค่อนข้างสว่างกว่า (มีเฉดสีที่ดีกว่าสีย้อมกระจายตัว) ตามคำแนะนำการย้อมสีและการพิมพ์ใหม่ สีย้อมกรดมักใช้สำหรับการย้อมสีไนลอน ข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการย้อมสีง่าย ทำให้สามารถบรรลุเฉดสีที่เข้มขึ้นได้ ขั้นตอนและข้อกำหนดในการย้อมสีค่อนข้างง่าย และความคงทนต่อความเปียกของผลิตภัณฑ์ที่ย้อมสีนั้นดี แต่คุณสมบัติการย้อมสีที่สม่ำเสมอของพวกมันแย่กว่าสีย้อมกระจายตัว

2. การเลือกกระบวนการตั้งค่าล่วงหน้า

เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการย้อมสีที่สม่ำเสมอ ต้องกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับกระบวนการแปรรูปของเส้นใยไนลอนหรือผ้า เช่น การปรับสภาพเบื้องต้น การย้อมสี และการตั้งค่าความร้อน ในการผลิตจริง สามารถดำเนินการตึงและตั้งค่าล่วงหน้าก่อนการปรับสภาพเบื้องต้น โดยทั่วไปจะควบคุมที่ 140-150℃ เป็นเวลา 30 วินาที โดยมีปริมาณการป้อนเกินที่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผ้าเส้นใยไนลอนมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยยับในระหว่างการแปรรูปที่อุณหภูมิสูง เช่น การย้อมสี และเมื่อเกิดรอยยับแล้ว จะกำจัดออกได้ยาก ทำให้เกิดการย้อมสีที่ไม่สม่ำเสมอและส่งผลต่อรูปลักษณ์ ดังนั้น การตั้งค่าผ้าก่อนการย้อมสีสามารถแก้ไขรูปร่างของผ้า ทำให้ขนาดคงที่ และป้องกันข้อบกพร่องในระหว่างกระบวนการแปรรูปทั้งหมด

3. การเลือกสภาวะการย้อมสี

(1) การเลือกค่า pH

การควบคุมค่า pH ที่เหมาะสมในระหว่างการย้อมสียังมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับปรุงคุณสมบัติการย้อมสีที่สม่ำเสมอ ดังที่กล่าวมาแล้วก่อนหน้านี้ ผลการย้อมสีของเส้นใยไนลอนมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับค่า pH ของอ่างสีย้อม แม้ว่าค่า pH ที่ต่ำกว่าจะเป็นประโยชน์สำหรับการดูดซับสีย้อม แต่อัตราการย้อมสีที่เร็วขึ้น การลดลงที่สอดคล้องกันในคุณสมบัติการย้อมสีที่สม่ำเสมอ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องควบคุมค่า pH ของอ่างสีย้อมอย่างเหมาะสม โดยทั่วไป เมื่อย้อมไนลอนด้วยสีย้อมกรด ค่า pH ของอ่างสีย้อมสามารถเป็นกรดอย่างแรง กรดอ่อน หรือเป็นกลาง

(2) การเลือกสารช่วย

การเลือกสารช่วยในการย้อมสีมักมีความสำคัญต่อความสำเร็จของการย้อมสี ตามการวิจัยของผู้เชี่ยวชาญด้านการย้อมสีและการตกแต่ง เมื่อย้อมไนลอนด้วยสีย้อมกรด สารช่วยประจุลบมีผลในการปรับระดับที่ดีที่สุด หน้าที่ของพวกมันคือการปิดกั้นกลุ่มอะมิโนปลายทาง จึงควบคุมการย้อมสีเริ่มต้น

(3) การเลือกอุณหภูมิ

อุณหภูมิของอ่างสีย้อมเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการย้อมสีของสีย้อมกรด ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าใด อัตราการย้อมสีก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออุณหภูมิสูงถึง 80℃ อัตราการย้อมสีของสีย้อมจะเร่งขึ้นอย่างมาก ทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องในการย้อมสี เช่น การเกิดจุดด่าง เพื่อให้ได้ผลการย้อมสีที่สม่ำเสมอที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ผู้เชี่ยวชาญบางคนแนะนำให้ใช้กระบวนการย้อมสีแบบเพิ่มอุณหภูมิเป็นขั้นตอนเมื่อย้อมไนลอน การย้อมสีเริ่มต้นที่ 40℃ จากนั้นอุณหภูมิจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนถึงจุดเดือด (ประมาณ 45 นาที) ตามด้วยการย้อมสีอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 45 นาที อัตราการย้อมสีค่อนข้างช้าที่อุณหภูมิต่ำ และเมื่ออุณหภูมิเกิน 80℃ อัตราการย้อมสีจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้น อุณหภูมิควรเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ นอกจากนี้ การควบคุมปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราส่วนของเหลวในการย้อมสี อัตราการไหลเวียนของน้ำย้อมสี และความเข้มข้นของน้ำย้อมสีอย่างเหมาะสมก็เป็นประโยชน์ในการปรับปรุงผลการย้อมสีที่สม่ำเสมอของไนลอน

(4) การเลือกเงื่อนไขอื่นๆ

การเลือกคำสั่งในการเพิ่มวัสดุก่อนการย้อมสี เนื่องจากไนลอนสามารถย้อมสีได้ที่ 40℃ (ใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้อง) อุณหภูมิของน้ำย้อมสีควรต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ก่อนเติมสีย้อม นอกจากนี้ยังมีข้อกำหนดบางประการสำหรับคำสั่งในการเพิ่มวัสดุก่อนการย้อมสี โดยทั่วไป ลำดับการเพิ่มวัสดุมีดังนี้: หลังจากใส่ผ้าและน้ำลงในอุปกรณ์ย้อมสีแล้ว ให้ปรับอัตราส่วนของเหลว เติมสารปรับระดับและผสมให้เข้ากัน จากนั้นจึงเติมสีย้อม นอกจากนี้ ขอแนะนำให้เติมสีย้อมในหลายชุด เนื่องจากอัตราการย้อมสีเร็วที่สุดเมื่อเติมสีย้อมลงในอ่างสีย้อมใหม่ๆ อย่ารีบร้อนที่จะเพิ่มอุณหภูมิหลังจากเติมสีย้อม แต่ให้รักษาอุณหภูมิไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 15 นาที จากนั้นจึงเพิ่มอุณหภูมิตามกระบวนการ

อิทธิพลของการแก้ไขสี หากสีไม่ถูกต้องหลังจากการย้อมสีและจำเป็นต้องแก้ไขสี ขอแนะนำให้ระบายน้ำย้อมสีและย้อมสีอีกครั้ง เนื่องจากหลังจากกระบวนการย้อมสีเสร็จสิ้น น้ำย้อมสียังคงมีอุณหภูมิบางอย่าง (โดยปกติประมาณ 60℃) และอุณหภูมินี้จะช่วยส่งเสริมการดูดซับสีย้อมได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น เมื่อเพิ่มวัสดุเสริมสำหรับการแก้ไขสี ข้อบกพร่องในการย้อมสี เช่น การเกิดจุดด่าง อาจเกิดขึ้น

บทสรุป

โดยสรุป ผลการย้อมสีของเส้นใยไนลอนได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย ดังนั้น ในการดำเนินการจริง ควรเลือกสีย้อม สารช่วย กระบวนการตั้งค่าล่วงหน้า และสภาวะการย้อมสีที่เหมาะสม เช่น ค่า pH อุณหภูมิ และเวลา ตามข้อกำหนดการย้อมสีเฉพาะ ด้วยการพิจารณาปัจจัยเหล่านี้อย่างครอบคลุมเท่านั้น จึงจะสามารถบรรลุผลการย้อมสีที่สม่ำเสมอได้ดี