การประยุกต์ใช้สารปรับระดับสีแบบกระจายตัวในการย้อมโพลีเอสเตอร์

สีย้อมแบบกระจายตัวส่วนใหญ่ใช้สำหรับย้อมเส้นใยที่ไม่ดูดซับน้ำ เช่น โพลีเอสเตอร์ สแปนเด็กซ์ ไนลอน และเส้นใยอะซิเตท ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการย้อมเส้นใย สารปรับระดับสีชนิดต่างๆ จึงได้รับการพัฒนาอย่างมาก

1. สารปรับระดับสีสำหรับการย้อมสีที่อุณหภูมิสูง

เมื่อใช้สีย้อมแบบกระจายตัวสำหรับการย้อมด้วยอุณหภูมิสูงและความดันสูง มักเกิดการย้อมที่ไม่สม่ำเสมอเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การกระจายตัวที่ไม่ดี คุณสมบัติการปรับระดับ และคุณสมบัติการเคลื่อนย้ายของสีย้อม รวมถึงการควบคุมอัตราการให้ความร้อนที่ไม่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เส้นใยโพลีเอสเตอร์ที่มีความหนาแน่นเชิงเส้นต่ำมากและมีพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น ซึ่งเร่งอัตราการย้อมของสีย้อม นอกจากนี้ โครงสร้างผ้าที่แน่นยังทำให้สีย้อมแทรกซึมเข้าไปได้ยาก ส่งผลให้การย้อมไม่สม่ำเสมอเด่นชัดกว่าเส้นใยโพลีเอสเตอร์ทั่วไป การใช้สารช่วยกระจายตัวและปรับระดับที่อุณหภูมิสูงในระหว่างการย้อมสามารถปรับปรุงผลการปรับระดับของผ้าและเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้

โดยทั่วไป สำหรับสีย้อมกระจายตัวแบบไม่แตกตัวเป็นไอออน สารลดแรงตึงผิวแบบไม่แตกตัวเป็นไอออนสามารถใช้เป็นสารปรับระดับได้ สารทั้งสองชนิดสามารถรวมตัวกันเป็นสารประกอบที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งจะช่วยชะลออัตราการย้อมสีเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในการปรับระดับ ในบรรดาสารปรับระดับแบบกระจายตัวที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน สารลดแรงตึงผิวชนิดโพลีออกซีเอทิลีนเอสเทอร์มีคุณสมบัติในการปรับระดับที่ดีกว่าสารลดแรงตึงผิวชนิดโพลีออกซีเอทิลีนอีเทอร์ (โครงสร้างชนิดเอสเทอร์มีความสัมพันธ์กับโพลีเอสเตอร์มากกว่าโครงสร้างชนิดอีเทอร์) และสารลดแรงตึงผิวที่มีวงแหวนเบนซีนมีคุณสมบัติในการปรับระดับที่ดีกว่าสารลดแรงตึงผิวแบบอะลิฟาติก

อย่างไรก็ตาม สารลดแรงตึงผิวที่ไม่เป็นไอออนมีแนวโน้มที่จะสูญเสียน้ำในระหว่างการย้อมโพลีเอสเตอร์ที่อุณหภูมิสูง และการรวมตัวกันระหว่างโซ่ออกซีเอทิลีนและหมู่ต่างๆ เช่น ไฮดรอกซิลและอะมิโนในโมเลกุลของสีย้อมเป็นการดูดซับแบบหลวมๆ ทางกายภาพ ขาดแรงระหว่างโมเลกุล ส่งผลให้การกระจายตัวและการละลายไม่ดี การใช้สารลดแรงตึงผิวที่ไม่เป็นไอออนที่มีจุดขุ่นต่ำอาจทำให้เกิดการรวมตัวของสีย้อมได้ง่าย เนื่องจากสารลดแรงตึงผิวที่เป็นไอออนลบสามารถถูกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคสีย้อมเพื่อสร้างชั้นประจุลบที่แข็งแรง ทำให้เกิดแรงผลักทางไฟฟ้าที่รุนแรงระหว่างอนุภาคสีย้อม ก่อให้เกิดสถานะการกระจายตัวที่เสถียร พวกมันมีคุณสมบัติในการกระจายตัวที่ดีสำหรับพอลิเมอร์ที่รวมตัวกันของสีย้อมแบบกระจายตัว จึงช่วยลดการรวมตัวและรักษาสีย้อมให้เสถียรในอ่างย้อม ซึ่งสามารถแก้ปัญหาจุดด่างสีที่เกิดจากการรวมตัวของสีย้อมเนื่องจากจุดขุ่นต่ำของสารลดแรงตึงผิวที่ไม่เป็นไอออนได้

สารปรับระดับอุณหภูมิสูงที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมนั้นถูกผสมขึ้นโดยใช้ประโยชน์จากผลเสริมฤทธิ์และเพิ่มประสิทธิภาพของสารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีประจุและสารลดแรงตึงผิวแบบประจุลบ โดยที่โครงสร้างที่แตกต่างกันของแต่ละองค์ประกอบมีหน้าที่แตกต่างกัน มีผลิตภัณฑ์สารปรับระดับอุณหภูมิสูงหลายชนิดที่ผสมขึ้นจากสารลดแรงตึงผิวแบบประจุลบ/ไม่มีประจุ (บางชนิดก็เติมสารพาหะอื่นๆ ด้วย) โครงสร้างที่แตกต่างกันของแต่ละองค์ประกอบมีหน้าที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็นส่วนใหญ่ดังนี้: 1) โครงสร้างเอทอกซีสามารถดักจับสีย้อมที่กระจายตัวระหว่างกระบวนการย้อม เพิ่มจุดการย้อมของสีย้อม และชะลอการย้อม 2) เมื่ออุณหภูมิการย้อมถึงค่าวิกฤตที่กำหนด โครงสร้างสารประกอบอะโรมาติกสามารถทำให้เส้นใยโพลีเอสเตอร์อ่อนตัวและบวมตัวได้อย่างรวดเร็ว ลดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้วของโพลีเอสเตอร์ลง 20-25 องศาเซลเซียส℃โดยการเพิ่มรูพรุนในเส้นใยอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้สีย้อมสามารถย้อมเส้นใยได้อย่างรวดเร็วและเข้มข้น ในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายสำหรับสีย้อม ทำให้สีย้อมในเส้นใยค่อยๆ หลุดออกจากเส้นใยและเกิดการเคลื่อนย้ายอย่างเห็นได้ชัด (การเคลื่อนย้ายสีย้อม) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ

ผลิตภัณฑ์ผสมของสารลดแรงตึงผิวบางชนิดมีคุณสมบัติในการเกิดฟองสูง ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาได้ง่ายในเครื่องย้อมสีแบบเร็วและการย้อมสีที่มีอัตราส่วนน้ำต่ำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้สารปรับระดับที่มีฟองน้อย วิธีการแก้ปัญหาได้แก่ การเติมสารลดฟอง โดยเฉพาะสารลดฟองซิลิโคน ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงที่อุณหภูมิสูง และการใช้กรรมวิธีโคพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีนออกไซด์และโพรพิลีนออกไซด์เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีฟองน้อย

2. สารปรับระดับสีสำหรับการย้อมสีเทอร์โมซอล

ในกระบวนการย้อมสีแบบเทอร์โมซอลด้วยสีย้อมกระจายตัว มักเกิดการเคลื่อนตัวของสี ทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น จุดสี การไล่เฉดสีไม่สม่ำเสมอ และริ้วสีบนพื้นผิวผ้า ส่งผลให้การย้อมสีไม่สม่ำเสมอ เพื่อแก้ปัญหานี้ จึงต้องใช้สารป้องกันการเคลื่อนตัวของสี ปัจจุบันมีสารป้องกันการเคลื่อนตัวของสีที่ใช้กันอยู่ 2 ประเภท คือ โซเดียมอัลจิเนต และอะคริลิกโคพอลิเมอร์ โซเดียมอัลจิเนตมีคุณสมบัติในการย้อมสีที่สม่ำเสมอไม่ดี ในขณะที่อะคริลิกโคพอลิเมอร์มีคุณสมบัติในการป้องกันการเคลื่อนตัวของสีที่ดีและไม่มีข้อบกพร่องในการย้อมสี