Zvládnutie syntetických farieb: Komplexný sprievodca technikami farbenia priemyselných polyesterov

Veda o disperzných farbivách v polyesterovom sfarbení

Polyester je syntetické vlákno charakteristické svojou hydrofóbnou povahou a vysokou kryštalinitou, vďaka čomu je odolné voči bežným vo vode rozpustným farbivám. Na dosiahnutie žiarivých a trvácnych farieb sa priemysel spolieha na disperzné farbivá. Sú to neiónové chemikálie s nízkou rozpustnosťou vo vode, ktoré za špecifických tepelných podmienok sublimujú alebo sa rozpúšťajú do matrice vlákna. Pretože polyesteru chýbajú reaktívne skupiny na chemickú väzbu, proces farbenia je v podstate fyzikálny jav, pri ktorom molekuly farbiva migrujú do zmäkčených polymérnych reťazcov tkaniny.

Kľúčové vlastnosti disperzných farbív

• Vysoká stálosť pri sublimácii, aby sa zabránilo strate farby počas tepelného tuhnutia.
• Vynikajúca stálosť na svetle a pri praní vďaka zachyteniu farbiva vo vnútri vlákna.
• Rôzne veľkosti molekúl kategorizované do typu E (nízka energia) a typu S (vysoká energia).

Metóda farbenia pri vysokej teplote a pri vysokom tlaku (HTHP).

Najrozšírenejšia priemyselná metóda pre farbenie polyesterových tkanín je proces HTHP. Pretože teplota skleného prechodu (Tg) polyesteru je okolo 80 °C, vlákno zostáva príliš tuhé na prenikanie farbiva pri bode varu. Zvýšením tlaku a zvýšením teploty na približne 130 °C získajú polymérne reťazce dostatok kinetickej energie na vytvorenie „dutín“ alebo otvorov. Molekuly disperzného farbiva potom difundujú do týchto medzier. Akonáhle sa teplota zníži, vláknitá štruktúra sa „uzatvorí“ a účinne uzamkne farbu vo vlákne.

Carrier Dyeing: Alternatíva pre citlivé zmesi

V prípadoch, keď nie je k dispozícii vysokotlakové zariadenie alebo je tkanina jemnou zmesou, ktorá neznesie 130 °C, sa používajú „nosiče“. Nosiče sú organické zlúčeniny – ako sú fenoly alebo chlórované uhľovodíky – pridané do farbiaceho kúpeľa, aby pôsobili ako napučiavacie činidlá. Dočasne znižujú teplotu skleného prechodu polyesteru, čo umožňuje farbenie pri 100 °C. Aj keď je táto metóda účinná, vyžaduje dôkladné následné spracovanie na odstránenie zvyškov chemikálií, pretože môžu byť zapáchajúce alebo toxické.

Kritické kroky v procese nosiča

• Emulgácia nosiča pred jeho pridaním do farbiaceho roztoku.
• Predhrievanie látky na zabezpečenie rovnomernej absorpcie nosiča.
• Intenzívne redukčné čistenie na odstránenie povrchovo viazaného nosiča a farbiva.

Úpravy po farbení: Redukčné čistenie a nastavenie tepla

Aby sa zabezpečila najkvalitnejšia povrchová úprava, polyester musí prejsť „redukčným zúčtovaním“. Počas chladiacej fázy farbenia niektoré častice disperzného farbiva nevyhnutne zostávajú na povrchu vlákna, a nie v jeho vnútri. Ak sa tieto častice neodstránia, vedú k zlej odolnosti voči oteru a matnejším farbám. Roztok hydrosiričitanu sodného a lúhu sodného sa používa na chemické zničenie povrchového farbiva bez ovplyvnenia farby vo vnútri vlákna. Potom sa vykoná tepelná fixácia, aby sa stabilizovali rozmery látky a uzamkol sa konečný odtieň.

Sekundárnym, ale dôležitým aspektom následného ošetrenia je aplikácia antistatických činidiel. Keďže polyester je náchylný na hromadenie statickej elektriny, tieto povrchové úpravy zlepšujú pocit z ruky a splývajú s látkou, vďaka čomu je vhodný pre špičkové odevy a domáce textílie. Správna regulácia teploty počas záverečnej fázy sušenia je nevyhnutná na zabránenie „termomigrácii“, pri ktorej sa molekuly farbiva presúvajú späť na povrch, čo ohrozuje stálosť prania dosiahnutú počas fázy čistenia redukciou.