Nanjiba Nur
Bài viết này mô tả tính chất hóa học của chất kết dính và hoạt động của chúng trong quá trình in sắc tố trên vải bông. In vật liệu dệt may có lẽ được mô tả tốt nhất như một nghệ thuật công nghiệp, có lịch sử lâu đời và một tương lai chắc chắn. In dệt là phương pháp linh hoạt và quan trọng nhất được sử dụng để đưa màu sắc và thiết kế vào vải dệt. Trong in sắc tố, các sắc tố không hòa tan, không có ái lực với sợi, được cố định vào sợi bằng chất kết dính hoặc chất kết dính. Trong in dệt, thuốc nhuộm hoặc sắc tố được chuyển sang vải dệt bằng bột nhão in. Chất kết dính là cơ chế được sử dụng để giữ màu trên vải khi sử dụng bột màu để in vải. Việc lựa chọn chất kết dính sẽ luôn phụ thuộc vào các yêu cầu về độ bền cuối cùng cũng như các yêu cầu về chi phí của quy trình. Đánh giá bài viết này nhấn mạnh hơn về nhu cầu và chức năng của chất kết dính trong in bột màu cũng như tính chất hóa học của chất kết dính và tác dụng của nó trong việc cố định chất màu lên chất nền dệt.
Chất kết dính là gì?
Chất kết dính là các sản phẩm hóa học liên kết các sắc tố với sợi xenlulo trong quá trình in sắc tố dệt. Hầu như tất cả các chất kết dính được sử dụng trong in sắc tố dệt là các sản phẩm trùng hợp bổ sung. Nó là một chất tạo màng được tạo thành từ các đại phân tử chuỗi dài, khi được áp dụng cho vật liệu dệt cùng với sắc tố, tạo ra một mạng lưới ba chiều. Các chất kết dính khác nhau cũng được phát triển cho mục đích này, dẫn đến việc sử dụng nhũ tương nước trong dầu và dầu trong nước. Điều này đã thúc đẩy đáng kể việc sử dụng bột màu trong in vải và sau đó bột màu đã trở thành chất tạo màu chính được sử dụng trong in ấn.
In bột màu
Hiện nay, in bột màu có lẽ là kỹ thuật được sử dụng phổ biến và rộng rãi nhất để in hàng dệt may. Trong in sắc tố, các sắc tố không hòa tan, không có ái lực với sợi và được cố định vào vật liệu dệt bằng các chất liên kết trong mẫu được yêu cầu. Mô tả này có lẽ được đơn giản hóa quá mức, nhưng rõ ràng nó phân biệt các sắc tố với thuốc nhuộm được hấp thụ vào xơ và cố định ở đó do các phản ứng đặc trưng cho thuốc nhuộm. Bột in là thành phần chính của quá trình in cho phép hình thành các mẫu được xác định trước. Bột in để in bột màu thường chứa bột màu, chất nhũ hóa, chất kết dính, chất làm mềm, chất làm đặc, chất chống tạo bọt và chất liên kết ngang.
Tuy nhiên, in bột màu có một vài vấn đề – nhiệt độ xử lý tương đối cao, tay cứng và độ bền của đồ in kém. Những nhược điểm này có liên quan đến chất kết dính được sử dụng. Vì vậy, để cải thiện chất lượng của hàng hóa sắc tố, các tính chất tổng thể của chất kết dính cần phải được cải thiện. Các phương pháp hạ thấp nhiệt độ đóng rắn nhận được nhiều sự chú ý nhất vì quá trình đóng rắn ở nhiệt độ cao không chỉ lãng phí năng lượng mà còn có nguy cơ phá hủy các chất nền không thể chịu được các quá trình ở nhiệt độ cao.
Phân loại chất kết dính và chức năng của nó
Nói chung, chất kết dính cho in dệt được phân thành hai loại là phản ứng và không phản ứng. Chất kết dính không phản ứng không chứa các nhóm phản ứng. Do không có các nhóm phản ứng nên chúng không tự liên kết ngang trong quá trình cố định hoặc đóng rắn. Do đó, việc bổ sung chất cố định là cần thiết để tạo thành màng chất kết dính ổn định trên chất nền. Chất kết dính phản ứng chứa các nhóm phản ứng thường từ quá trình đồng trùng hợp với các monome như N-metyl acrylamit hoặc các hợp chất tương tự. Những chất kết dính này có thể tự liên kết ngang và tạo thành màng ổn định trong quá trình cố định.
Chất kết dính thường được thêm vào bột in để:
Phủ sắc tố và cho phép in các chất phân tán rất mịn,
Bảo vệ sắc tố khỏi mài mòn cơ học,
Cố định sắc tố vào sợi và
Phẩm chất cần thiết của chất kết dính
Chất kết dính được sử dụng trong in sắc tố phải có chất lượng nhất định. Chất kết dính không được đông lại do lực cắt hoạt động trong quá trình in. Nếu quá trình đông tụ xảy ra, làm tắc màn hình và chặn các bản khắc của con lăn in trong quá trình in thực tế. Màng kết dính phải trong, dày đều, mịn và không quá cứng cũng không quá mềm. Nó phải có tính chất đàn hồi, có độ bám dính tốt với bề mặt mà không bị dính. Nó phải có khả năng chống lại các ứng suất cơ học và hóa học tốt và phải dễ dàng tháo rời khỏi các bản khắc của con lăn in, màn hình, màu xám phía sau và chăn. Trong số những thuộc tính này, một thuộc tính có thể được cải thiện với chi phí của những thuộc tính khác. Chất kết dính tốt phải là hợp chất không màu, không mùi, dễ dàng và mịn phân tán trong bột nhão in mà không ảnh hưởng xấu đến độ nhớt và dễ dàng loại bỏ khỏi thiết bị in, chẳng hạn như màn hình và con lăn. Chất kết dính phải tạo thành màng linh hoạt bao bọc các hạt sắc tố và dính vào vải mà không bị phồng trong quá trình giặt và giặt khô.
Chất kết dính dệt là cần thiết để tạo thành một ma trận để giữ các hạt sắc tố và phải ổn định với các lực bên ngoài có xu hướng đánh bật sắc tố khỏi chất nền dệt, chẳng hạn như giặt hoặc chà xát. Chất kết dính phải phù hợp với ứng dụng và có các đặc tính khác để tăng cường hiệu ứng tạo màu của sắc tố. Vì sắc tố tạo màu là một hiệu ứng phụ gia cho chất nền, nên các thành phần của chất bổ sung này sẽ có xu hướng thay đổi cảm giác của chất nền vải.
Chất kết dính in sắc tố Sự kiện
Hầu hết các chất kết dính in sắc tố trên thị trường là các copolyme đại phân tử được hình thành bởi các quá trình trùng hợp nhũ tương từ các monome gốc vinyl. Chúng chứa các phần ưa nước, khiến chúng có thể phân tán trong các công thức bột nhão in và các nhóm chức năng chuỗi bên, một số trong đó có khả năng tạo màng bằng các phản ứng liên kết ngang. Liên kết ngang là "chất keo" tạo cấu trúc cho các màng kết dính bao bọc và ở đây là các sắc tố cho vải. Các nhóm chức thường không tạo liên kết ngang là các nhóm metyl, etyl và butyl acrylat, acrylonitril, styren và etyl, trong khi các nhóm phản ứng để tạo liên kết ngang là acrylamit, metylolacrylamit, hydroxyl etyl acrylat, axit acrylic, axit meth acrylic, và axit fumaric. Nhiều nhóm trong số này kỵ nước và giúp ngăn ngừa vết in bị sưng trong nước.
Việc sử dụng gluten lúa mì đã biến đổi về mặt hóa học làm chất kết dính trong bột nhão in bột màu cho hàng dệt may đã được nghiên cứu rằng các đặc tính hiệu suất cần thiết trong chất kết dính in bột màu dệt may cho các ứng dụng may mặc và nội thất có thể đạt được bằng các phương pháp sửa đổi hóa học kinh tế. Nghiên cứu này đã cải thiện khả năng hòa tan trong dung dịch kiềm và các đặc tính kỹ thuật do sự biến đổi hóa học của gluten đối với chất kết dính giấy. Gluten lúa mì bao gồm hai loại protein không hòa tan trong nước có trong bột mì, glutenin và gliadin. Các phân tử glutenin có cấu hình tuyến tính và có khả năng hình thành disulfide và các liên kết ngang khác. Gliadin bao gồm các phân tử hình cầu nhỏ, mềm và có đặc tính kết dính tốt.
Đặc tính độ bền cắt của vải in bột màu thấp hơn độ bền cắt của vải in phản ứng, do tính không hòa tan của bột màu. Tuy nhiên, độ bền cắt có thể được cải thiện bằng cách chọn chất kết dính thích hợp. đã nghiên cứu rằng một số oligome (chất kết dính) dạng nước được điều chế mới của polyurethane acrylate dựa trên polyetylen glycol hoặc glycerol ethoxylate-co-propoxylate không có các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi có thể được sử dụng một cách an toàn để chuẩn bị hồ dán in lụa cho tất cả các loại vải dệt sử dụng thuốc nhuộm sắc tố . Độ bền màu cao nhất (K/S) đạt được và các đặc tính độ bền nằm trong khoảng từ tốt đến xuất sắc đối với các mẫu được in bằng polyurethane acrylate dựa trên glycerol ethoxylate copropoxylate, điều này đúng bất kể loại vải in. K/S thấp nhất đạt được trong trường hợp sử dụng Ebecryl 2002 làm chất kết dính thương mại. Chất kết dính của PUA dựa trên PEG2000 cho K/S tốt hơn chất kết dính của PUA dựa trên PEG1000 cộng với 2000 đối với tất cả các loại vải in trừ trường hợp len in, điều ngược lại là đúng.
Một lần nữa, độ bền ma sát của vải polyester phụ thuộc vào độ đàn hồi của chất kết dính, độ bám dính trên vật liệu dệt và sự phân tán không đều của sắc tố trong hồ in. Chất kết dính được phân tán tốt và có độ đàn hồi như nhau; những kết quả này chỉ ra rằng xử lý plasma đã cải thiện độ bám dính của vải với bột in và cả chất kết dính. Kết quả độ bền cọ xát có thể là do độ bền màng chất kết dính của vải được xử lý bằng plasma tốt hơn so với vải không được xử lý. Sau khi xử lý plasma, lượng liên kết giữa chất kết dính và sợi và độ bền của các liên kết hóa học tăng lên do các nhóm phân cực tăng lên.
Trong việc cố định sắc tố vào hàng dệt bằng cách sử dụng chất kết dính; Các công nghệ xử lý tia cực tím, cũng như bức xạ được sử dụng trong ngành dệt may, do tiêu thụ năng lượng thấp, thời gian khởi động ngắn, xử lý nhanh và đáng tin cậy, ô nhiễm môi trường thấp, xử lý ở nhiệt độ phòng, tiết kiệm không gian, v.v.
Hoạt động của chất kết dính trong cố định sắc tố
Sự khác biệt giữa quy trình nhuộm và sắc tố là hàng dệt nhuộm màu yêu cầu quy trình xử lý. Vì các sắc tố không có ái lực với hàng dệt may. Việc cố định sắc tố trên vải dệt phụ thuộc vào chất kết dính đòi hỏi quy trình đóng rắn để giữ các sắc tố trên vải dệt. Xử lý thông thường là một quy trình nhiệt trong đó hàng dệt nhuộm màu phải được sấy khô và sau đó xử lý bằng nhiệt để chuyển đổi cơ sở hữu cơ mềm (monome và/hoặc oligome) thành polyme cứng. Bảo dưỡng bằng tia cực tím là một giải pháp thay thế cho quá trình nhiệt. Các công thức nhựa đóng rắn UV chứa oligome, monome và chất khởi tạo ảnh. Các thành phần này có thể được polyme hóa (làm cứng) theo cơ chế gốc tự do sử dụng chất khởi tạo ảnh kích hoạt phản ứng đóng rắn gần như tức thời khi tiếp xúc với tia UV. Do đó, quá trình bảo dưỡng bằng tia cực tím tạo ra một mạng lưới polyme hóa hoàn toàn trong vài giây và nhanh hơn so với quá trình bảo dưỡng bằng nhiệt. Quá trình xử lý bằng tia cực tím để in bột màu đã được nghiên cứu. Các vấn đề liên quan đến quy trình bao gồm độ bền sành sứ thấp, tay vải cứng và hiệu quả bảo dưỡng nhựa thấp khi có sử dụng bột màu. In bằng sắc tố phân tán trong các chế phẩm chất lỏng có thể chữa được bằng bức xạ và chữa khỏi bằng tia cực tím giúp loại bỏ bước làm khô và giảm đáng kể năng lượng cần thiết để chữa bệnh. Tốc độ đóng rắn cao, mật độ liên kết ngang cao và không sử dụng dung môi hữu cơ đã làm cho quá trình đóng rắn bằng tia cực tím trở thành một công nghệ được thiết lập tốt cho tất cả các loại sơn phủ và ứng dụng mực in.
Ngày nay, có rất nhiều monome và oligome có thể chữa khỏi bằng tia cực tím như polyether, polyester, epoxy, polyacrylate và urethane acrylate. Bằng cách lựa chọn nguyên liệu thô cụ thể là oligome làm chất kết dính và monome đi kèm, và chất khởi tạo ảnh, các đặc tính của màng như độ cứng, tính linh hoạt, độ bền và độ bám dính có thể được kiểm soát một cách rất linh hoạt. Đặc tính độ bền của các bản in phụ thuộc vào loại chất kết dính được sử dụng cũng như loại vải dệt được chọn. Cả nồng độ và loại chất kết dính đều ảnh hưởng đến độ bền màu của bản in được xử lý bằng tia cực tím.
Tài liệu tham khảo chính:
Vai trò của chất kết dính và hóa học của nó trong in bột màu dệt, Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật Dệt may
Lý thuyết về màu sắc của hàng dệt may." Hiệp hội thợ nhuộm và người tạo màu
Sự phát triển của in sắc tố trong 50 năm qua". Đánh giá về sự tiến bộ trong màu sắc và các chủ đề liên quan
