ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับสีย้อมโดยตรง

สีย้อมโดยตรงคือสีย้อมที่สามารถให้ความร้อนและต้มในตัวกลางเฟสพันธะที่เป็นกลางหรืออ่อนโดยไม่ต้องใช้สารประชด สีย้อมโดยตรงเกิดขึ้นจากแรงพันธะไฮโดรเจน van der Waals ระหว่างสีย้อมโดยตรงกับเส้นใยฝ้าย ส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรมเส้นใย ผ้าไหม ปั่นฝ้าย เครื่องหนัง และอุตสาหกรรมอื่นๆ และยังใช้ในอุตสาหกรรมกระดาษและอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกด้วย สีย้อมโดยตรงสามารถแบ่งออกเป็นเอโซ สติลบีน และประเภทอื่นๆ ตามโครงสร้าง ตามการจำแนกประเภทการใช้งาน ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสีย้อมโดยตรงธรรมดา สีย้อมติดแสงโดยตรง และสีย้อมเอโซโดยตรง

หลักการย้อมสี
สีย้อมโดยตรงมีหมู่ที่ละลายน้ำได้ เช่น หมู่กรดซัลโฟนิก (-SO3H) หรือหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) และโครงสร้างโมเลกุลของพวกมันถูกจัดเรียงเป็นรูปเส้นตรง โครงสร้างวงแหวนอะโรมาติกอยู่ในระนาบเดียวกัน

ดังนั้น สีย้อมโดยตรงจึงมีความสัมพันธ์กับเส้นใยเซลลูโลสมากกว่า และสามารถย้อมได้โดยตรงในตัวกลางที่เป็นกลาง เพียงแค่ละลายสีย้อมในน้ำแห้ง
สีย้อมจะถูกดูดซับไปที่พื้นผิวของเส้นใยในสารละลาย จากนั้นจึงแพร่กระจายไปยังบริเวณอสัณฐานของเส้นใยอย่างต่อเนื่อง ก่อให้เกิดการรวมกันของพันธะไฮโดรเจนและแรง van der Waals กับโมเลกุลขนาดใหญ่ของเส้นใย

สีย้อมที่ได้มาจากสีย้อมติดแสงโดยตรงและสีย้อมเกลือทองแดงโดยตรง

ลักษณะสีย้อม
สีย้อมโดยตรงประกอบด้วยกลุ่มที่ละลายน้ำได้ เช่น -SO3Na และ -COONa ความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น สำหรับสีย้อมโดยตรงที่มีความสามารถในการละลายต่ำ สามารถเติมโซดาแอชเพื่อช่วยละลายได้ สีย้อมโดยตรงไม่ทนต่อน้ำกระด้าง และส่วนใหญ่สามารถรวมกับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนเพื่อสร้างสีย้อมที่ไม่ละลายน้ำ

กระบวนการผลิตสีย้อมโดยตรง
การตกตะกอนทำให้เกิดคราบบนผ้าที่ย้อม ดังนั้นสีย้อมโดยตรงจึงต้องละลายในน้ำอ่อน หากความกระด้างของน้ำย้อมที่ใช้ในการผลิตสูง สามารถเติมโซดาแอชหรือโซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟตได้ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยละลายสีย้อมเท่านั้น แต่ยังทำให้น้ำอ่อนตัวลงอีกด้วย

สีย้อมโดยตรงจะติดกับเส้นใยเซลลูโลสโดยตรงมากกว่าสีย้อมอื่นๆ สาเหตุหลักมาจากน้ำหนักโมเลกุลขนาดใหญ่ของสีย้อมโดยตรง โครงสร้างโมเลกุลเชิงเส้น ความสมมาตรที่ดี ระบบคอนจูเกตยาว ระนาบร่วมที่ดี และแรงแวนเดอร์วาลส์ขนาดใหญ่ระหว่างโมเลกุลของสีย้อมและเส้นใย ในเวลาเดียวกัน โมเลกุลของสีย้อมโดยตรงประกอบด้วยอะมิโน ไฮดรอกซิล เอโซ และหมู่อื่นๆ ซึ่งสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับหมู่ไฮดรอกซิลในเส้นใยเซลลูโลสและหมู่ไฮดรอกซิล และหมู่อะมิโนในเส้นใยโปรตีน ซึ่งช่วยปรับปรุงความตรงของสีย้อมให้ดียิ่งขึ้น

เมื่อใช้สีย้อมโดยตรงในการย้อมเส้นใยเซลลูโลส เกลือมีบทบาทในการส่งเสริมสีย้อม กลไกการส่งเสริมการย้อมสีคือการที่สีย้อมโดยตรงแยกตัวออกเป็นไอออนของเม็ดสีในสารละลายและเส้นใยเซลลูโลสของสีย้อม เส้นใยเซลลูโลสก็มีประจุลบในน้ำเช่นกัน มีการผลักกันประจุระหว่างสีย้อมและเส้นใย การเติมเกลือลงในสารละลายสีย้อมสามารถลดประจุได้ แรงผลักจะเพิ่มอัตราการย้อมและเปอร์เซ็นต์การย้อม เกลือย้อมโดยตรงที่แตกต่างกันมีผลในการส่งเสริมสีย้อมที่แตกต่างกัน สีย้อมโดยตรงที่มีฤทธิ์เกลือซึ่งมีกลุ่มกรดซัลโฟนิกในโมเลกุลมากกว่าจะมีผลในการส่งเสริมสีย้อมอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อทำการย้อม ควรเติมเกลือเป็นชุดเพื่อให้แน่ใจว่าการย้อมสีสม่ำเสมอ สีย้อมโดยตรงที่มีเปอร์เซ็นต์การดูดซึมสีย้อมต่ำจะต้องเติมเกลือมากขึ้น และสามารถกำหนดปริมาณเฉพาะได้ตามประเภทของสีย้อมและความลึกของการย้อม สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีสีอ่อนซึ่งมีความต้องการการย้อมสีในระดับสูง ควรลดปริมาณเกลือลงอย่างเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการย้อมสีในท้องถิ่นที่ไม่สม่ำเสมอและข้อบกพร่องในการย้อมสี เช่น ดอกไม้สี

ผลกระทบของอุณหภูมิ
ผลกระทบของอุณหภูมิต่อคุณสมบัติการย้อมของสีย้อมต่างๆ จะแตกต่างกัน สำหรับสีย้อมโดยตรงที่มีอัตราการย้อมสูงและประสิทธิภาพการแพร่กระจายที่ดี จะได้สีที่ลึกที่สุดที่ 60-70 องศา และอัตราการย้อมจะลดลงเกิน 90 องศา เมื่อย้อมผ้าประเภทนี้ เพื่อลดระยะเวลาในการย้อม อุณหภูมิในการย้อมจะอยู่ที่ 80-90 องศา หลังจากการย้อมเป็นระยะเวลาหนึ่ง อุณหภูมิของสารละลายสีย้อมจะค่อยๆ ลดลง และสีย้อมในสารละลายสีย้อมจะยังคงย้อมเส้นใยต่อไปเพื่อเพิ่มเปอร์เซ็นต์การดูดซึมของสีย้อม สำหรับสีย้อมโดยตรงที่มีการรวมตัวในระดับสูง อัตราการย้อมช้าและประสิทธิภาพการแพร่กระจายต่ำ การเพิ่มอุณหภูมิสามารถเร่งการแพร่กระจายของสีย้อม เพิ่มอัตราการย้อม และส่งเสริมการหมดสภาพของสีย้อมในสุราสีย้อม และเพิ่มเปอร์เซ็นต์การย้อม ภายในระยะเวลาการย้อมแบบธรรมดา อุณหภูมิที่ได้รับเปอร์เซ็นต์การดูดซึมสีย้อมสูงสุดเรียกว่าอุณหภูมิการดูดซึมสีย้อมสูงสุด ตามความแตกต่างของอุณหภูมิการย้อมสูงสุด สีย้อมโดยตรงมักแบ่งออกเป็นสีย้อมอุณหภูมิต่ำโดยมีอุณหภูมิการย้อมสูงสุดต่ำกว่า 70 องศา สีย้อมอุณหภูมิปานกลางที่มีอุณหภูมิการย้อมสูงสุด 70-80 องศา และสีย้อมที่มีอุณหภูมิสูงสุด อุณหภูมิการย้อมสี 90-100 องศา สีย้อมที่มีอุณหภูมิสูง ในทางปฏิบัติการผลิต ผ้าถักฝ้ายและเส้นใยวิสโคสมักจะย้อมที่อุณหภูมิประมาณ 95 องศา ในขณะที่ผ้าถักไหมจะถูกย้อมที่อุณหภูมิต่ำกว่า เนื่องจากอุณหภูมิสูงเกินไปจะทำลายความมันวาวของเส้นใย อุณหภูมิการย้อมที่เหมาะสมคือ 60 ถึง 90 องศา การลดอุณหภูมิการย้อมอย่างเหมาะสมและการขยายเวลาการย้อมจะเป็นประโยชน์ต่อการผลิต