Năm đặc tính chính của thuốc nhuộm phân tán:

Khả năng nâng đỡ, khả năng che phủ, độ ổn định phân tán, độ nhạy pH, khả năng tương thích.

1. Khả năng nâng
1. Định nghĩa về sức nâng:
Khả năng nâng màu là một trong những đặc tính quan trọng của thuốc nhuộm phân tán. Đặc tính này cho thấy khi sử dụng mỗi loại thuốc nhuộm để nhuộm hoặc in, lượng thuốc nhuộm tăng dần thì độ đậm màu trên vải (hoặc sợi) cũng tăng theo. Đối với thuốc nhuộm có khả năng nâng màu tốt, độ đậm màu tăng theo tỷ lệ lượng thuốc nhuộm, cho thấy khả năng nhuộm sâu tốt hơn; thuốc nhuộm có khả năng nâng màu kém thì khả năng nhuộm sâu kém. Khi đạt đến một độ đậm nhất định, màu sẽ không còn đậm hơn nữa khi lượng thuốc nhuộm tiếp tục tăng.
2. Ảnh hưởng của khả năng nâng màu đến quá trình nhuộm:
Khả năng nâng tông của thuốc nhuộm phân tán rất khác nhau giữa các loại cụ thể. Thuốc nhuộm có khả năng nâng tông cao nên được sử dụng cho các màu đậm và dày, còn thuốc nhuộm có khả năng nâng tông thấp có thể được sử dụng cho các màu sáng và nhạt. Chỉ bằng cách nắm vững đặc tính của thuốc nhuộm và sử dụng chúng một cách hợp lý mới có thể đạt được hiệu quả tiết kiệm thuốc nhuộm và giảm chi phí.
3. Thử nghiệm nâng vật:
Khả năng nâng màu của phương pháp nhuộm nhiệt độ cao và áp suất cao được biểu thị bằng %. Dưới các điều kiện nhuộm đã xác định, tỷ lệ hấp thụ thuốc nhuộm trong dung dịch nhuộm được đo hoặc giá trị độ đậm màu của mẫu nhuộm được đo trực tiếp. Độ đậm màu của mỗi loại thuốc nhuộm có thể được chia thành sáu mức theo 1, 2, 3,5, 5, 7,5, 10% (OMF), và quá trình nhuộm được thực hiện trong máy nhuộm mẫu nhỏ ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Khả năng nâng màu của phương pháp nhuộm thấm nóng chảy hoặc in dệt được biểu thị bằng g/L.
Về mặt sản xuất thực tế, khả năng nâng màu của thuốc nhuộm chính là sự thay đổi nồng độ dung dịch thuốc nhuộm, tức là sự thay đổi sắc độ của sản phẩm hoàn thiện so với sản phẩm đã nhuộm. Sự thay đổi này không chỉ không thể dự đoán trước mà còn có thể đo chính xác giá trị độ đậm màu bằng thiết bị, sau đó tính toán đường cong lực nâng màu của thuốc nhuộm phân tán thông qua công thức độ đậm màu.
2. Khả năng bao phủ

1. Độ che phủ của thuốc nhuộm là bao nhiêu?

Cũng giống như việc che giấu các sợi bông chết bằng thuốc nhuộm phản ứng hoặc thuốc nhuộm thùng khi nhuộm bông, việc che giấu thuốc nhuộm phân tán trên polyester chất lượng kém được gọi là độ che phủ ở đây. Vải sợi polyester (hoặc sợi axetat), bao gồm cả hàng dệt kim, thường có sự khác biệt về màu sắc sau khi được nhuộm từng mảnh bằng thuốc nhuộm phân tán. Có nhiều lý do dẫn đến sự khác biệt về màu sắc, một số là do lỗi dệt, và một số bị lộ ra sau khi nhuộm do sự khác biệt về chất lượng sợi.

2. Kiểm thử độ bao phủ:

Khi lựa chọn vải sợi polyester chất lượng thấp, nhuộm bằng thuốc nhuộm phân tán có màu sắc và chủng loại khác nhau trong cùng điều kiện nhuộm, sẽ xảy ra các trường hợp khác nhau. Một số trường hợp có sự khác biệt màu sắc nghiêm trọng, một số trường hợp không rõ ràng, điều này phản ánh rằng thuốc nhuộm phân tán có các mức độ che phủ màu khác nhau. Theo tiêu chuẩn xám, cấp độ 1 có sự khác biệt màu sắc nghiêm trọng và cấp độ 5 không có sự khác biệt màu sắc.

Khả năng che phủ của thuốc nhuộm phân tán trên bảng màu được xác định bởi chính cấu trúc của thuốc nhuộm. Hầu hết các thuốc nhuộm có tốc độ nhuộm ban đầu cao, khuếch tán chậm và khả năng di chuyển kém đều có khả năng che phủ kém trên bảng màu. Khả năng che phủ cũng liên quan đến độ bền thăng hoa.

3. Kiểm tra hiệu suất nhuộm của sợi polyester:

Ngược lại, thuốc nhuộm phân tán có độ che phủ kém có thể được sử dụng để kiểm tra chất lượng sợi polyester. Các quy trình sản xuất sợi không ổn định, bao gồm thay đổi các thông số kéo giãn và định hình, sẽ gây ra sự không nhất quán về khả năng nhuộm của sợi. Việc kiểm tra chất lượng khả năng nhuộm của sợi polyester thường được thực hiện với thuốc nhuộm có độ che phủ kém điển hình là Eastman Fast Blue GLF (CI Disperse Blue 27), độ đậm nhuộm 1%, đun sôi ở 95～100℃ trong 30 phút, giặt và sấy khô theo mức độ khác biệt màu sắc được đánh giá theo thang điểm.

4. Phòng ngừa trong sản xuất:

Để ngăn ngừa hiện tượng lệch màu trong quá trình sản xuất thực tế, bước đầu tiên là tăng cường quản lý chất lượng nguyên liệu sợi polyester. Nhà máy dệt phải sử dụng hết lượng sợi dư thừa trước khi thay đổi sản phẩm. Đối với nguyên liệu thô có chất lượng kém, có thể lựa chọn thuốc nhuộm phân tán có độ che phủ tốt để tránh làm giảm chất lượng sản phẩm hoàn thiện trên diện rộng.

3. Độ ổn định phân tán

1. Độ ổn định phân tán của thuốc nhuộm phân tán:

Thuốc nhuộm phân tán được hòa tan trong nước và sau đó phân tán thành các hạt mịn. Sự phân bố kích thước hạt được mở rộng theo công thức nhị thức, với giá trị trung bình từ 0,5 đến 1 micron. Kích thước hạt của thuốc nhuộm thương mại chất lượng cao rất đồng đều, và có tỷ lệ cao, điều này có thể được thể hiện bằng đường cong phân bố kích thước hạt. Thuốc nhuộm có sự phân bố kích thước hạt kém có các hạt thô với kích thước khác nhau và độ ổn định phân tán kém. Nếu kích thước hạt vượt quá đáng kể phạm vi trung bình, hiện tượng kết tinh lại của các hạt nhỏ có thể xảy ra. Do sự gia tăng của các hạt kết tinh lại lớn, thuốc nhuộm bị kết tủa và lắng đọng trên thành máy nhuộm hoặc trên sợi vải.

Để phân tán các hạt thuốc nhuộm mịn thành dung dịch nước ổn định, cần phải có nồng độ chất phân tán thuốc nhuộm sôi đủ cao trong nước. Các hạt thuốc nhuộm được bao quanh bởi chất phân tán, ngăn không cho thuốc nhuộm tiếp xúc gần nhau, tránh hiện tượng kết tụ hoặc vón cục. Lực đẩy điện tích của anion giúp ổn định dung dịch phân tán. Các chất phân tán anion thường được sử dụng bao gồm lignosulfonat tự nhiên hoặc chất phân tán axit naphthalene sulfonic tổng hợp; ngoài ra còn có các chất phân tán không ion, hầu hết là các dẫn xuất alkylphenol polyoxyethylene, được sử dụng đặc biệt cho in ấn bằng mực tổng hợp.

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định phân tán của thuốc nhuộm phân tán:

Các tạp chất trong thuốc nhuộm ban đầu có thể ảnh hưởng xấu đến trạng thái phân tán. Sự thay đổi cấu trúc tinh thể của thuốc nhuộm cũng là một yếu tố quan trọng. Một số trạng thái tinh thể dễ phân tán, trong khi những trạng thái khác thì không. Trong quá trình nhuộm, trạng thái tinh thể của thuốc nhuộm đôi khi thay đổi.

Khi thuốc nhuộm được phân tán trong dung dịch nước, do ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài, trạng thái ổn định của sự phân tán bị phá vỡ, điều này có thể gây ra hiện tượng tăng lượng tinh thể thuốc nhuộm, sự kết tụ và đóng cặn của các hạt.

Sự khác biệt giữa kết tụ và keo tụ là ở chỗ kết tụ có thể biến mất trở lại, có thể đảo ngược và có thể phân tán lại bằng cách khuấy, trong khi thuốc nhuộm đã keo tụ là một chất phân tán không thể khôi phục lại trạng thái ổn định. Hậu quả do sự keo tụ của các hạt thuốc nhuộm bao gồm: các đốm màu, quá trình nhuộm diễn ra chậm hơn, hiệu suất màu thấp hơn, nhuộm không đều và làm bẩn bể nhuộm.

Các yếu tố gây ra sự không ổn định của dung dịch nhuộm nhìn chung bao gồm: chất lượng thuốc nhuộm kém, nhiệt độ dung dịch nhuộm cao, thời gian quá lâu, tốc độ bơm quá nhanh, giá trị pH thấp, sử dụng chất phụ trợ không phù hợp và vải bẩn.

3. Kiểm tra độ ổn định phân tán:

A. Phương pháp giấy lọc:
Với dung dịch thuốc nhuộm phân tán 10 g/L, thêm axit axetic để điều chỉnh độ pH. Lấy 500 ml và lọc bằng giấy lọc số 2 trên phễu sứ để quan sát độ mịn của hạt. Lấy thêm 400 ml cho vào máy nhuộm nhiệt độ cao và áp suất cao để làm thí nghiệm đối chứng, đun nóng đến 130°C, giữ ấm trong 1 giờ, làm nguội và lọc lại bằng giấy lọc để so sánh sự thay đổi độ mịn của hạt thuốc nhuộm. Sau khi lọc dung dịch thuốc nhuộm được đun nóng ở nhiệt độ cao, không còn vết màu nào trên giấy, cho thấy độ ổn định phân tán tốt.

B. Phương pháp nhuộm màu cho thú cưng:
Nồng độ thuốc nhuộm 2,5% (theo trọng lượng polyester), tỷ lệ dung dịch nhuộm 1:30, thêm 1 ml amoni sulfat 10%, điều chỉnh pH đến 5 bằng axit axetic 1%, lấy 10 gam vải dệt kim polyester, cuộn lên thành có lỗ xốp, và cho dung dịch nhuộm lưu thông bên trong và bên ngoài máy nhuộm mẫu nhỏ ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Tăng nhiệt độ từ 80°C lên 130°C, giữ trong 10 phút, làm nguội đến 100°C, giặt và sấy khô bằng nước, và quan sát xem có xuất hiện các vết màu ngưng tụ trên vải hay không.

Thứ tư, độ nhạy pH

1. Độ nhạy pH là gì?

Có rất nhiều loại thuốc nhuộm phân tán, với phổ màu rộng và độ nhạy pH rất khác nhau. Dung dịch nhuộm có giá trị pH khác nhau thường dẫn đến kết quả nhuộm khác nhau, ảnh hưởng đến độ đậm màu, thậm chí gây ra những thay đổi màu sắc nghiêm trọng. Trong môi trường axit yếu (pH 4,5～5,5), thuốc nhuộm phân tán ở trạng thái ổn định nhất.

Độ pH của các dung dịch thuốc nhuộm thương mại không giống nhau, một số trung tính, một số hơi kiềm. Trước khi nhuộm, cần điều chỉnh độ pH đến mức quy định bằng axit axetic. Trong quá trình nhuộm, đôi khi độ pH của dung dịch thuốc nhuộm sẽ tăng dần. Nếu cần, có thể thêm axit fomic và amoni sulfat để giữ cho dung dịch thuốc nhuộm ở trạng thái axit yếu.

2. Ảnh hưởng của cấu trúc thuốc nhuộm đến độ nhạy pH:

Một số thuốc nhuộm phân tán có cấu trúc azo rất nhạy cảm với kiềm và không chịu được quá trình khử. Hầu hết các thuốc nhuộm phân tán có nhóm este, nhóm xyanua hoặc nhóm amit sẽ bị ảnh hưởng bởi quá trình thủy phân kiềm, làm ảnh hưởng đến màu sắc ban đầu. Một số loại có thể được nhuộm trong cùng một bể với thuốc nhuộm trực tiếp hoặc nhuộm nhúng trong cùng một bể với thuốc nhuộm hoạt tính ngay cả khi chúng được nhuộm ở nhiệt độ cao trong điều kiện trung tính hoặc kiềm yếu mà không làm thay đổi màu sắc.

Khi in ấn, cần sử dụng thuốc nhuộm phân tán và thuốc nhuộm phản ứng để in cùng kích thước, chỉ có thể sử dụng thuốc nhuộm bền kiềm để tránh ảnh hưởng của baking soda hoặc soda ash đến màu sắc. Cần đặc biệt chú ý đến việc phối màu. Cần tiến hành thử nghiệm trước khi thay đổi loại thuốc nhuộm và tìm ra phạm vi pH ổn định của thuốc nhuộm.
5. Khả năng tương thích

1. Định nghĩa về khả năng tương thích:

Trong sản xuất nhuộm hàng loạt, để đạt được độ đồng nhất tốt, thường yêu cầu các đặc tính nhuộm của ba loại thuốc nhuộm màu cơ bản được sử dụng phải tương đồng để đảm bảo sự khác biệt màu sắc nhất quán giữa các lô sản phẩm. Làm thế nào để kiểm soát sự khác biệt màu sắc giữa các lô sản phẩm nhuộm thành phẩm trong phạm vi chất lượng cho phép? Đây cũng là câu hỏi liên quan đến sự tương thích về màu sắc của các công thức nhuộm, được gọi là khả năng tương thích thuốc nhuộm (hay còn gọi là khả năng tương thích nhuộm). Khả năng tương thích của thuốc nhuộm phân tán cũng liên quan đến độ đậm của màu nhuộm.

Các loại thuốc nhuộm phân tán dùng để nhuộm cellulose acetate thường yêu cầu nhuộm ở nhiệt độ gần 80°C. Nhiệt độ nhuộm quá cao hoặc quá thấp đều không thuận lợi cho việc phối màu.

2. Kiểm tra khả năng tương thích:

Khi nhuộm polyester ở nhiệt độ và áp suất cao, đặc tính nhuộm của thuốc nhuộm phân tán thường bị thay đổi do sự pha trộn với thuốc nhuộm khác. Nguyên tắc chung là chọn các thuốc nhuộm có nhiệt độ nhuộm tới hạn tương tự nhau để đảm bảo sự đồng nhất về màu sắc. Để nghiên cứu khả năng tương thích của thuốc nhuộm, có thể tiến hành một loạt các thử nghiệm nhuộm mẫu nhỏ trong điều kiện tương tự như thiết bị sản xuất nhuộm, và thay đổi các thông số chính của quy trình như nồng độ thuốc nhuộm, nhiệt độ dung dịch nhuộm và thời gian nhuộm để so sánh độ đồng nhất về màu sắc và độ sáng của các mẫu vải đã nhuộm. Từ đó, phân loại các thuốc nhuộm có khả năng tương thích tốt hơn vào cùng một nhóm.

3. Làm thế nào để lựa chọn thuốc nhuộm có độ tương thích hợp lý?

Khi nhuộm vải pha polyester-cotton bằng phương pháp nóng chảy, thuốc nhuộm phối màu cũng phải có các đặc tính tương tự như thuốc nhuộm đơn sắc. Nhiệt độ và thời gian nóng chảy phải phù hợp với đặc tính cố định màu của thuốc nhuộm để đảm bảo hiệu quả màu cao nhất. Mỗi loại thuốc nhuộm đơn sắc có một đường cong cố định màu nóng chảy riêng, có thể được sử dụng làm cơ sở để lựa chọn sơ bộ thuốc nhuộm phối màu. Thuốc nhuộm phân tán loại nhiệt độ cao thường không thể phối màu với thuốc nhuộm loại nhiệt độ thấp vì chúng yêu cầu nhiệt độ nóng chảy khác nhau. Thuốc nhuộm nhiệt độ trung bình không chỉ có thể phối màu với thuốc nhuộm nhiệt độ cao mà còn tương thích với thuốc nhuộm nhiệt độ thấp. Việc phối màu hợp lý phải xem xét sự nhất quán giữa các đặc tính của thuốc nhuộm và độ bền màu. Kết quả của việc phối màu tùy tiện là sắc độ không ổn định và khả năng tái tạo màu của sản phẩm không tốt.

Người ta thường cho rằng hình dạng đường cong cố định nóng chảy của các loại thuốc nhuộm là giống nhau hoặc tương tự, và số lớp khuếch tán đơn sắc trên màng polyester cũng như nhau. Khi nhuộm hai loại thuốc nhuộm cùng nhau, màu sắc trong mỗi lớp khuếch tán vẫn không thay đổi, cho thấy hai loại thuốc nhuộm có khả năng tương thích tốt với nhau trong việc phối màu; ngược lại, nếu hình dạng đường cong cố định nóng chảy của thuốc nhuộm khác nhau (ví dụ, một đường cong tăng lên khi nhiệt độ tăng, và đường cong kia giảm xuống khi nhiệt độ tăng), thì khi nhuộm hai loại thuốc nhuộm có số lớp khuếch tán đơn sắc khác nhau trên màng polyester, các sắc thái trong lớp khuếch tán sẽ khác nhau, do đó chúng không phù hợp để phối màu với nhau, nhưng cùng một sắc độ thì không bị hạn chế này. Lấy ví dụ hạt dẻ: Thuốc nhuộm xanh đậm phân tán HGL và thuốc nhuộm đỏ phân tán 3B hoặc thuốc nhuộm vàng phân tán RGFL có đường cong cố định nóng chảy hoàn toàn khác nhau, và số lớp khuếch tán trên màng polyester cũng khác nhau đáng kể, nên chúng không thể phối màu với nhau. Vì Disperse Red M-BL và Disperse Red 3B có sắc độ tương tự nhau, chúng vẫn có thể được sử dụng để phối màu ngay cả khi tính chất nóng chảy của chúng không nhất quán.