THUỐC NHUỘM INDIGO

Vải denim thông thường được nhuộm bằng hai loại thuốc nhuộm:   Thuốc nhuộm indigo và thuốc nhuộm lưu huỳnh hay thuốc nhuộm Sulfur . Thuốc nhuộm Indigo nhuộm tạo ra màu xanh truyền thống và thuốc  nhuộm lưu huỳnh thường được sử dụng cho nhiều màu khác như đen, xám, đỏ, tím, vàng và xanh lá cây.

Ngày nay, các quy trình nhuộm và thuốc nhuộm khác nhau có thể tạo ra một loạt các lựa chọn màu sắc vô cùng phong phú. Trong khi hầu hết các loại quần jeans đều được nhuộm sợi – có nghĩa là sợi bông được nhuộm trước khi được dệt thành vải denim – quá trình xử lý hoàn tất cụ thể có thể ảnh hưởng đến giao diện và cách mà quần jeans có được màu sắc của nó.

Indigo dye

Indigo, hoặc indigotin, là thuốc nhuộm ban đầu được chiết xuất từ các giống cây chàm . Các nghiên cứu hiện vật ở Ai Cập cho thấy thuốc nhuộm chàm tự nhiên đã được sử dụng vào khoảng năm 1600 trước Công nguyên và nó đã được tìm thấy ở châu Phi, Ấn Độ, Indonesia, và Trung Quốc.

Tên Indigo có nguồn gốc từ từ chữ Roman indicum, có nghĩa là một sản phẩm của Ấn Độ. Đây là một sự nhầm lẫn vì cây trồng được trồng ở nhiều nơi trên thế giới, bao gồm Châu Á, Nhật Bản và Trung Mỹ. Thuốc nhuộm có thể được chiết xuất từ một số cây trồng, nhưng về mặt lịch sử, cây chàm là loại cây phổ biến nhất được sử dụng vì nó được sử dụng rộng rãi hơn. Nó thuộc về họ cây họ đậu và đã xác định được hơn ba trăm loài. Indigo tinctoria và I. suifruticosa là phổ biến nhất. Trong thời cổ đại, Indigo là một mặt hàng quý giá vì lá cây chỉ chứa một lượng nhỏ thuốc nhuộm (khoảng 2-4%). Do đó, một số lượng lớn các nhà máy được yêu cầu phải sản xuất đáp ứng một số lượng đáng kể thuốc nhuộm. Nhiều nông trại trồng cây Indigo được thành lập ở nhiều nơi trên thế giới để đảm bảo cung cấp cho nhu cầu này..

Nhu cầu Indigo tăng đột ngột trong suốt cuộc cách mạng công nghiệp, một phần là do sự phổ biến của quần jean denim Levi Strauss. Quá trình khai thác từ nguồn gốc tự nhiên là tốn kém và không thể sản xuất được khối lượng cần thiết cho ngành công nghiệp may mặc đang phát triển. Vì vậy các nhà nghiên cứu bắt đầu tìm kiếm các phương pháp tổng hợp để sản xuất thuốc nhuộm. Năm 1883, Adolf von Baeyer (của hãng dược phẩm Baeyer aspirin nổi tiếng) nghiên cứu cấu trúc hóa học của chàm. Ông phát hiện ra rằng ông có thể xử lý omega-bromoacetanilide với kiềm để sản xuất oxindole. Sau đó, dựa trên quan sát này, K. Heumann xác định phương pháp tổng hợp để tạo ra thuốc nhuộm Indigo. Trong 14 năm, công việc của họ đã dẫn đến việc sản xuất được thuốc nhuộm Indigo tổng hợp đầu tiên. Năm 1905 Baeyer được trao giải Nobel cho phát hiện của ông.

Coong thuc cau tao IndigoVào cuối những năm 1990, công ty BASF AG của Đức là nhà sản xuất hàng đầu thế giới, chiếm gần 50% lượng thuốc nhuộm inđigo được bán. Trong những năm gần đây, quy trình tổng hợp sử dụng để sản xuất indigo đã được kiểm soát chặt chẽ hơn bởi vì liên quan đến các hóa chất độc hại. Các nhà sản xuất đang tìm kiếm những phương thức mới, có trách nhiệm với môi trường hơn.

Indigo được biết đến trên khắp thế giới vì khả năng nhuộm màu xanh đậm của nó cho sợi bông.  Indigo là thuốc nhuộm duy nhất với đặc điểm của nó chỉ nhuộm màu sắc lên bề mặt xơ sợi , chỉ có một phần nhỏ có thể xâm nhập vào bên trong sợi. Xem xét bên trong sợi nhuộm Indigo , có thể thấy rằng các lớp bên trong vẫn không bị nhuộm màu. Indigo không liên kết chặt chẽ với xơ bông. Việc mài mòn và giặt lại có thể từ từ loại bỏ thuốc nhuộm. Màu sắc của vải denim cũng mờ dần để tạo ra một hiệu ứng mòn đặc trưng và vì lý do này, nó thường được sử dụng để nhuộm màu cho hàng  denim nổi tiếng trên thế giới.

Ban đầu thuốc nhuộm được chiết xuất từ thực vật, nhưng  ngày nay hầu hết  được sản xuất tổng hợp trên quy mô công nghiệp. Nó thường được bán dưới dạng bột 100% hoặc là dung dịch 20%.

Ring dyeTính chất  của thuốc nhuộm Indigo :

Thuốc nhuộm Indigo được xếp loại là thuốc nhuộm vat, không hòa tan trong nước và không có ái lực với  xơ bông . Có độ bền giặt thấp , điều này cho phép màu vải denim được nhuộm bằng thuốc nhuộm Indigo thay đổi một cách tự nhiên, tạo ra màu sắc sống động trên vải qua quá trình wash hay sử dụng . Thuốc nhuộm Indigo không xâm nhập hoàn toàn vào xơ sợi trong quá trình nhuộm, vì phân tử của thuốc nhuộm quá lớn nên chỉ có thể bám trên bề mặt xơ sợi ,bên trong xơ sợi vẫn trắng. Thuốc nhuộm Indigo này cho phép đạt được các mức độ màu khác nhau của áo quần denim bằng các quy trình wash và hoàn tất  khác nhau . Đây là điểm khác biệt quan trọng và đặc biệt của thuốc nhuộm Indi go so với các loại thuốc nhuộm khác.

Thuốc nhuộm Indigo được phân thành hai dạng hoá học khác nhau:

  1. Dạng tự nhiên, không hòa tan trong nước, không có ái lực với xơ sọi cellulose. Muốn nhuộm được, thuốc nhuộm phải được chuyển về dạng hòa tan bằng phản ứng khử, hay còn gọi là trạng thái Leuco. Thuốc nhuộm ở dạng leuco base hào tan trong nước và do đó có thể ngấm hoặc thâm nhập vào bên trong xơ sợi cellulose.

Ở dạng tự nhiên, thuốc nhuộm chàm có màu xanh lam nhưng sau khi bị khử thành dạng leuco, dung dịch chuyển thành màu vàng, trong suốt.

  1. Dạng Leuco : Thuốc nhuộm đã được chuẩn bị ở dạng leuco có thể hòa tan trong nước và có thể nhuộm được sợi cellulose.

Phản ứng Khử- Oxy hóa thuốc nhuộm Indigo :

phan ung khu Indigo

Thuốc nhuộm Indigo dạng tự nhiên không có ái lực với xơ bông. Để Indigo có khả năng nhuộm được, thuốc nhuộm phải được chuyển về dạng hòa tan  hay còn gọi là dạng leuco . Phản ứng này được gọi là “khử”. Phản ứng khử được diễn ra trong điều kiện nhất định với sự có mặt của chất khử hydrosulfite trong môi trường kiềm. Ở đây, caustic soda (NaOH) được sử dụng để tạo môi trường kiềm cho dung dịch khử

Sau khi khử và nhuộm, sợi nhuộm phải được hoàn nguyên, hay thuốc nhuộm trong xơ sợi phải chuyển về dạng không hòa tan ban đầu để thuốc nhuộm có thể được cố định trong xơ sợi. Quá trình này được gọi là “oxy hóa”.

Indigo không phải là một thuốc nhuộm hoàn nguyên  hoàn hảo. Nó có thể được coi là thuốc nhuộm hoàn nguyên chất lượng kém . Hằng số hấp phụ của các thuốc nhuộm khác là 3.0, với thuốc nhuộm Indigo , hệ số hấp phụ chỉ là 2,7, vì vậy cần có từ 5 đến 6 bể nhuộm và sử dụng thiết bị nhúng ép nhiều lần để tăng mức độ thâm nhập thuuocs nhuộm vào xơ sợi .

Việc nhuộm được thực hiện ở nhiệt độ phòng vì indigo thuộc nhóm IK, công đoạn nhuộm được thực hiện ở nhiệt độ phòng và quá trình oxy hóa được thực hiện bằng không khí chứ không phải bằng hóa chất, nếu sử dụng chất oxy hoá, chúng sẽ gây ra sự tuột màu hoặc bóc bỏ màu.

Indigo không tan trong nước, vì vậy nó được khử bằng natri hydrosulfit . Sau đó, soda caustic được thêm vào để chuyển thành muối natri hòa tan và hấp thụ vào xơ sợi.

Để khử 1 kg thuốc nhuộm Indigo , cần phải dùng tới 700g sodium hydrosulfit.

Quy trình nhuộm Indigo

  1. Pre-Processes pads (Tiền xử lý): Tùy theo yêu cầu mong muốn cuối cùng, xử lý ngấm hoặc nhuộm nền có thể thiêt kế như là một quá trình tiền xử lý . Việc xử lý trước độ ngấm của sợi giúp gia tăng ái lực của sợi dọc với thuốc nhuộm. Nhuộm nền là cần thiết để tạo ra các nền màu khác nhau , có thể sử dụng thuốc nhuộm hoạt tính, indantren hoặc lưu huỳnh. Giặt lại sau khi nhuộm nền, loại bỏ thuốc nhuộm dư thừa không liên kết với sợi là điều rất quan trọng để có độ bền màu ma sát tối ưu. Sau đó sợi đã sẵn sàng để được nhúng vào máng nhuộm, ngâm và oxy hóa bằng không khí được lặp lại cho đến khi đạt yêu cầu.

 

  1. Quá trình nhuộm (Thuốc nhuộm): Khả năng nhuộm màu Indigo sau khi khử là không đủ sau một vài lần ngấp ép , do đó, quá trình nhuộm inigo phải được dựa trên việc ngâm và ngâm lặp lại nhiều lần . Các máy nhuộm được thiết kế để tính đến điểm này. Đó là lý do tại sao chúng phải có nhiều hơn một khoang ngấm ép thuốc nhuộm. Về cơ bản, sợi nhuộm được liên tục lấy thuốc nhuộm từ máng ngấm và sau đó cố định nhờ phản ứng oxy hóa với không khí.

3 thông số quan trọng phải kiểm soát trong kỹ thuật nhuộm Indigo là:

  • Nồng độ thuốc nhuộm Indigo
  • Nồng độ Hydrosulfit (được sử dụng làm chất khử)
  • Nồng độ xút hay Caustic soda (để giữ pH của máng nhuộm)

Các hóa chất này phải được cấp và duy trì ở tỷ lệ phù hợp một cách nhất quán. Các máng nhuộm được hỗ trợ bởi hệ thống tuần hoàn nội bộ. Lượng hóa chất phải được duy trì ổn định  trong suốt quá trình nhuộm để tránh chênh lệch tỷ lệ nồng độ hydro và pH. Hệ thống tuần hoàn dung dịch duy trì trạng thía khử tốt giúp loại bỏ sự khác biệt màu có thể có trên vải.

Các Quy trình nhuộm:

  • Pad Dry Pad Steam: Quy trình này cũng có thể được thực hiện với các nhóm thuốc nhuộm hoạt tính, hoàn nguyên và có 4 bước chính.
  • Bước đầu tiên, thuốc nhuộm và các chất trợ được cấp vào máng nhuộm và vải được ngấm ép thuốc nhuộm.
  • Bước thứ hai là sấy khô để cố định thuốc nhuộm trên vải.
  • Sau khi sấy, vải đi vào bể ép các chất trợ nhuộm ở bước thứ ba.
  • Cuối cùng, phản ứng thuốc nhuộm với xơ sợi xảy ra và thuốc nhuộm được cố định trên vải tại bể hấp hơi với nhiệt độ và độ ẩm thích hơp. Lượng thức ăn và các chất phụ trợ có thể thay đổi tùy theo loại thuốc nhuộm được sử dụng.

 

  • Pad Steam: Quy trình này thường được thực hiện hơn với thuốc nhuộm lưu huỳnh ( Sulfure dyes). “Pad-Steam” là một phần của phương pháp nhuộm Pad Dry Pad Steam. Vải được ép chất trợ và thuốc nhuộm trong cùng một bể và đi khoang hấp hơi nước để gắn màu.

Rope dyeingThuốc nhuộm Indigo hầu hết được nhuộm trên hệ thồng sợi dọc liên tục. Về cơ bản có 2 phương pháp chính thường dùng để nhuộm Indigo cho sơi dọc của vải denim.

  • Phương pháp cổ điển: Sợi được mắc theo yêu cầu thiết kế vải dự định sản xuất , sau đó được phân thành những băng sợi dọc liên tục và nhuộm , Sau đó mắc sợi trở lại và hồ sợi chuẩn bị cho công đoạn dệt vải .
  • Phương pháp nhuộm mở khổ : Hệ sợi dọc được nhuộm ở dạng đã mắc và mở căng theo cỡ tương ứng sau đó hồ và dệt trên cùng một máy liên tục .
  • Rope dyeing: Đây là phương pháp được sử dụng lâu đời nhất để nhuộm từng bó sợi dọc như phương pháp cổ điển đề cập ở trên. Ưu điểm của phương pháp này là không có bất kỳ nguy cơ liên quan đến vấn đề khác màu từ biên này dến biên kia của vải , bởi vì thuốc nhuộm được hấp thụ vào sợi đồng đều cho tất cả các dây sợi vì tất cả các dây sợi đều có cùng độ căng trong suốt quá trình nhuộm.
  • Loop Dyeing: Trong phương pháp này, các sợi dọc được guồng thành con sợi riêng biệt , nhúng vào ra liên tục các bể nhuộm liên tiếp nhiều lần , đến khi đạt được màu mong muốn .
  • Slasher Dyeing: Sợi sợi nhuộm được nhuộm dưới dạng mở rộng như khổ vải và được nhuộm, sấy, khử, oxy hóa , giặt đều được thực hiện trong cùng một máy liên tục.

 

Hiện nay, phổ biến  các nhà máy sản xuất vải denim vẫn sủ dụng công nghệ rope dyeing để nhuộm sợi dọc thay vì công nghệ slasher dyeing vì khả năng hạn chế sự sai khác màu giữa hai biên vải và giữa các phần đầu cuối của vải; hạn chế được lượng tổn thất chất khử hay độ tan của thuốc nhuộm và cuối cùng là tăng hiệu suất sử dụng thuốc nhuộm indigo cao nhất. Mặc dù công nghệ là phức tạp hơn so với công nghệ slasher dyeing. Phương pháp loop dyeing thì chỉ phù hợp với sản xuất quy mô nhỏ, nhiều tiêu hao nguyên liệu sợi . nhiều tính thủ công.

 

Đến đây, chắc các bạn đã có thêm một số hình dung về công nghệ sản xuất áo quần denim để hiểu rõ thêm về các quy trình gia công wash áo quần denim. Trong thực tế, tôi đã có lần chứng kiến môt số bạn cố gắng sử dụng giấy nhám để sanding tạo whiskers trên quần bằng vải khaki nhuộm bằng thuốc nhuộm hoạt tính, đó là một điều không thể vì thuốc nhuộm hoạt tính liên kết với xơ bông bằng kiên kêt cộng hóa trị và trở thành một phần của xơ bông, thuốc nhuộm tận trích và nhuộm từ bên trong lõi xơ, không thể có phần trắng trong lõi xơ để tạo hiệu ứng bạc màu do ma sát như hiệu ứng nhuộm ring dye như thuốc nhuộm Indigo độc đáo này.

————————————————-

4 Comments on THUỐC NHUỘM INDIGO

  1. Công ty cháu chuyên sản xuất vải denim. Toàn bộ đều sử dụng máy nhuộm rope 12 và 24 rope. Tuy nhiên, vải nhuộm ở máy 24 rope thường xuất hiện lỗi sọc (streaky hay còn gọi là line mark) hơn so với vải nhuộm trên máy 12 rope. Hiện tượng này nguyên nhân do đâu và cách khắc phục như nào ạ?

    • Khả năng khuếch tán đối với máy 12 ropes của thuốc nhuộm là dễ hơn máy 24 ropes dẫn đến độ đều màu cao hay ít sọc dọc. Phải điều chỉnh quy trình cho máy 24 cả động học và hóa học.

  2. add cho hỏi mình là cty dệt vải yarn dyed, muốn mua sợi nhuộm indigo về để dệt mẫu, sau đó wash tạo hiệu ứng, mình muốn hỏi mua sợi này ở đâu có

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*