Giáo trình Lý thuyết màu sắc và nguyên tắc tổng hợp thuốc nhuộm (Phần 2)

ằng các loại màng PE, PP, PVC, mực in lên kim loại. Những loại pigment có màu tươi, có độ bền màu cao với ánh sáng và dung môi hữu cơ được dùng để pha sơn màu. Một số loại pigment có màu tươi, đã làm sạch tạp chất, không độc và không gây dị ứng cho da được sử dụng để chế tạo mỹ phẩm như: son môi, phấn màu, kem màu trang điểm. 4.10. Chất tăng trắng quang học 4.10.1. Giới thiệu chung Trong công nghiệp dệt để tẩy trắng vải sợi người ta dùng biện pháp hoá học, chủ yếu là dùng tác dụng tẩy của các chất oxi hoá như: natri clorit NaClO2, natri hipoclorit NaClO, hyđroperoxit H2O2, axit peroxiaxetic CH3COOOH. Nhờ phản ứng oxi hoá xảy ra trong quá trình tẩy mà chất màu có trên vải sợi bị phá hủy thành phẩm vật không màu, độ trắng của vải được nâng lên. 146 Nhưng sau khi tẩy trắng hoá học độ trắng của vải cao nhất cũng chỉ đạt 82 - 85% so với độ trắng tiêu chuẩn (100%), trên mặt vải và sản phẩm dệt hãy còn sắc vàng nhạt (phớt vàng) hoặc phớt vàng nâu, làm cho vải có cảm giác trắng đục. Để khử sắc vàng còn lại và nâng độ trắng của vải lên nữa, trước đây người ta vẫn dùng biện pháp lơ bằng cách xử lý vải hay quần áo trắng với dung dịch thuốc nhuộm axit có màu xanh lam hoặc màu tím lam nhạt, những sắc màu này có tác dụng làm triệt tiêu sắc vàng còn lại trên vải làm cho vải có cảm giác trắng biếc. Song biện pháp này không cho hiệu quả cao và không bền với ánh sáng, không bền với giặt, sau một vài lần giặt lại phải lơ lại. 4.10.2. Cấu tạo và tính chất Những năm gần đây để nâng cao độ trắng của vải người ta sử dụng phổ biến loại hợp chất gọi là “chất tăng trắng quang học”, chúng là các hợp chất hữu cơ trung tính, không màu hoặc có màu vàng nhạt, có ái lực với xơ sợi. Đặc điểm đặc biệt của chúng là khi nằm trên xơ sợi chúng có khả năng hấp phụ một số tia trong miền tử ngoại của quang phổ và phản xạ ra những tia có bước sóng dài hơn chủ yếu là tia xanh lam và tia tím trong miền thấy được của quang phổ mặt trời. Những tia này chính là tia bổ trợ của tia vàng còn lại trên vải để thành tia trắng theo quy luật bổ trợ màu. Vì vậy các loại vải, sợi sau khi lơ bằng chất tăng trắng quang học có độ trắng rất cao (gần 100%) và có ánh huỳnh quang xanh biếc. Vì quá trình tăng trắng dựa vào tác dụng quang học nên hiệu quả của nó chỉ được phát huy đầy đủ dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Trong ánh sáng nhân tạo hiệu quả của nó bị hạn chế. Chất tăng trắng quang học đầu tiên đã được Krais (người Đức) tìm ra vào năm 1929, có tên gọi là resculin (1) trích từ cây dẻ dại, có tác dụng tăng trắng nhưng không có ái lực với xơ sợi nên không trở thành thương phẩm. Mười năm sau Meyer (người Anh) đã sử dụng β-metylumbelliferon (2) làm chất tăng trắng cho hàng dệt, công thức cấu tạo của chúng như sau: (1) (2) Tuy chưa xác định được mối liên quan giữa cấu tạo hoá học và khả năng phát huỳnh quang của chất tăng trắng quang học nhưng người ta khẳng định tăng trắng các hợp chất này phải chứa không dưới bốn mối liên kết nối đôi cách (−C=C−C=C−C=C−C=C−) và không có mặt những nhóm đặc trưng để tạo màu như thuốc nhuộm. Hiện nay nhiều chất tăng trắng quang học được tổng hợp từ các dẫn xuất của stinben (3) benziđin (4) và pirazol (5): (3) (4) (5) Để có thể dùng vào mục đích tăng trắng cho hàng dệt, chất tăng trắng quang học còn phải có ái lực với xơ sợi, nghĩa là phải có khả năng liên kết với xơ và có thể coi như “thuốc nhuộm trắng”. Điều này đòi hỏi phân tử chất tăng trắng quang học (loại dùng cho C O C H C O H HO HO C O C H C OHO CH3 CH CH NH2H2N C HC N NH CH H 147 xơ xenlulo) cũng phải có phân tử thẳng, phẳng và có chiều dài nhất định để dễ tiếp cận với các mạch phân tử của xenlulo và phát sinh ra các lực liên kết đủ mạnh để giữ chúng lại trên xơ giống như thuốc nhuộm trực tiếp. Loại chất tăng trắng quang học dùng cho các xơ protein có tính axit hay tính bazơ để khi tiếp cận với mạch keratin, mạch fibroin thì cỏ khả năng tạo thành mối liên kết ion với nhóm cacboxyl hay nhóm amin của xơ sợi. Riêng loại chất tăng trắng dùng cho xơ tổng hợp thì phải chọn loại không hoà tan trong nước, được nghiền siêu mịn và phân tán cao giống như thuốc nhuộm phân tán. Dưới đây là một số chất tăng trắng quang học thường gặp. Blancophor P (CI-30) (do hãng Bayer sản xuất) được chế tạo bằng cách cho arylizo- xianat tác dụng với điaminostinben-đisunfoaxit và sau đó chuyển thành dạng muối natri. Sản phẩm sẽ chứa hai gốc ure đã thế hai nguyên tử hyđro như sau: Blancophor B (do hãng Bayer sản xuất) được chế tạo bằng cách ngưng tụ điamino- stinbenđisunfoaxit với hai phân tử clorua xianua, sản phẩm thu được cho tác dụng với hai phân tử anilin và chuyển về dạng muối tan, có công thức cuối cùng như sau: Blancophor B để tăng trắng cho vải bông, có ánh xanh lam tươi, rất bền màu với ánh sáng. Tương tự như vậy, khi trong phân tử chất tăng trắng quang học có chứa vòng triazol thì nó sẽ bền với cho và cho phép vừa tẩy trắng hoá học bằng dung dịch natri hipoclorit vừa tăng trắng quang học. Thí dụ, blancophor có công thức sau: Blancophor WT (CI-18) được chế tạo bằng cách ngưng tụ ure với benzoin và sau đó sunfo hoá, có công thức cuối cùng như sau: Blancophor WT được dùng để tăng trắng quang học cho len và tơ tằm, nó bắt vào xơ tương tự như thuốc nhuộm axit. 4.10.3. Các mặt hàng chất tăng trắng quang học và phạm vi ứng dụng Chất tăng trắng quang học hiện nay được sử dụng khá rộng rãi, để lơ các chế phẩm dệt, để tăng trắng cho xơ nhân tạo, xơ tổng hợp, dùng trong công nghiệp giấy, dùng trong CH CHNH CO NH NH CO NH SO3Na NaO3S C CNaO3S SO3Na NH NH CO CH CH SO3Na NaO3S N C C N C N NH OH NH N C C N C N OH NHNH CH CH SO3Na N N N NaO3S N N N 148 công nghiệp sản xuất bột giặt và xà phòng, trong công nghiệp da và cũng được sử dụng trong công nghiệp sản xuất chất dẻo. Khi sử dụng chúng cần nắm vững tính năng và điều kiện công nghệ lơ để phát huy đầy đủ hiệu lực của nó. a. Chất tăng trắng quang học dùng cho các loại vải và vật liệu từ xenlulo Blancophor P, R, B, RG (hãng Bayer sản xuất Leucophor R, S (hãng Sandoz sản xuất.) Svitex R, RBS, SI (hãng Ciba sản xuất) Tinopal B, SP (hãng Geigy sản xuất) Mikephor BX (hãng Mitsui sản xuất) và các loại tương tự. Khi dùng những chất tăng trắng quang học này chỉ cần lấy 0,05 - 0,5% so với vật liệu, ở nhiệt độ 40 - 50oC và tốt hơn cả là đưa vào dung dịch 5 g/l muối ăn. Có thể thực hiện trong môi trường kiềm yếu hoặc trung tính. Quá trình tăng trắng quang học cho các loại vải xenlulo có thể thực hiện sau khi tẩy trắng hoá học, hoặc kết hợp với tẩy trắng hoá học dùng cho những chất bền với tác dụng oxy hoá) hoặc kết hợp với quá trình hồ hoàn tất. Dưới đây là những chất tăng trắng quang học bền với tác dụng của chất oxy hoá, có thể đưa vào dung dịch tẩy trắng hoá học. Bền với natri hipoclorit: CI-fluorescent brightrner 41 - - 47 - - 59 Bền với hyđro peroxit: CI-fluorescent brightener 19 - - 23 - - 30 - - 42 - - 47 - - 49 - - 54 - - 59 - - 104 - - 142 Bền với natri clorit: CI-fluorescent brightener 41 - - 47 - - 59 Trong công nghiệp giấy, chất tăng trắng quang học được đưa vào trong bể chứa bột trước khi xeo. b. Chất tăng trắng quang học dùng cho len, tơ lằm và da Blancophor WT (hãng Bayer sản xuất) Leucophor W (hãng Sandoz sản xuất) Tinopal WR (hãng Geigy sản xuất) 149 Ultraphor WT (hãng BASF sản xuất) Svitex WS (hãng Ciba sản xuất) Quá trình tăng trắng các loại vật liệu từ protein này được thực hiện ở 40 - 50oC với hàm lượng chất tăng trắng quang học trong khoảng 0,25 đến 2,5% so với vật liệu, trong dung dịch 5% axit fomic 85% hay axit axetic 80%. Với các vật liệu từ xơ polyamit cũng tiến hành tương tự như vậy. c. Chất tăng trắng dùng cho xơ tổng hợp Xơ tổng hợp đã có độ trắng nhất định, nhưng các sản phẩm dệt từ loại xơ này muốn đạt được độ trắng cao vẫn cần phải lơ quang học. Các chất tăng trắng quang học dùng cho loại xơ này không hoà tan trong nước được sản xuất ở dạng bột mịn phân tán cao với các tên gọi như: Uvitex EBF (hãng Ciba-Geigy) Uvitex ERN-P (hãng Ciba-Geigy) Quá trình tăng trắng quang học các loại vải từ sợi tổng hợp được thực hiện hoặc là ở nhiệt độ cao, áp suất cao (130 - 150oC, 2 - 8 at) hoặc là bằng phương pháp gia nhiệt khô ở 180 - 200oC trong thời gian 2 - 3 ph, hoặc kết hợp với quá trình hồ chống nhàu, chống co. d. Chất lượng của chất tăng trắng quang học Chất lượng của chất tăng trắng quang học được đánh giá chủ yếu bằng khả năng phát huỳnh quang để đạt độ trắng cao và độ ánh cao. Ngoài ra chúng còn phải bền với giặt ánh sáng, bền với tác dụng của nhiệt, với dung dịch axit và nhiều tác nhân hoá học khác nữa Một số chất tăng trắng quang học dùng cho vải xenlulo kém bền với giặt và ánh sáng (chỉ đạt cấp 2 - 3 trong thang năm cấp) nên người ta đã đưa vào trong xà phòng bột, xà phòng kem một lượng nhất định loại chất tẩy trắng này, như vậy mỗi lần giặt quần áo lại được gia tăng độ trắng từ dung dịch giặt. 4.11. Thuốc nhuộm dùng cho các ngành khác Ngoài việc sử dụng cho ngành dệt, thuốc nhuộm còn được dùng cho các ngành khác như: nhuộm lông thú, nhuộm da, nhuộm cao su, nhuộm chất dẻo, nhuộm xơ dạng khối, chế tạo mực in v.v. Dưới đây là khái quát về tính chất và phạm vi ứng dụng của thuốc nhuộm vào các mục đích trên. 4.11.1. Nhuộm lông thú Lông thú thường được nhuộm ở dạng các tấm da nguyên lông, đây là loại nguyên liệu quý đắt, có thành phần hoá học và cấu tạo giống như keratin len nên việc nhuộm chúng cũng dùng các loại thuốc nhuộm len. Lông thú thường có các màu thiên nhiên không đẹp, kém bền màu, không tươi và không đồng đều trên toàn tấm, nhờ quá trình nhuộm mà người ta có được những tấm lông bền màu, màu tươi theo sở thích của người tiêu dùng, tăng vẻ đẹp bên ngoài, tăng giá trị sản phẩm. Quá trình nhuộm lông thú dù bằng loại thuốc nhuộm nào cũng phải bảo đảm không ảnh hưởng.đến độ bền của lông và da nên thường được tiến hành ở nhiệt độ thấp (30 - 35oC) và không vượt quá 55 - 60oC trong môi trường trung tính, axit yếu hoặc kiềm yếu. Việc nhuộm tóc cũng có yêu cầu tương tự như vậy. Trước khi nhuộm lông thú cần qua các bước xử lý sau đây: - giặt sạch mỡ và chất béo bằng dung dịch chất hoạt động bề mặt và Na2CO3; - tẩy sạch màu thiên nhiên bằng tác nhân khử hoặc oxi hoá; - clo hoá để lông mềm mại và tăng khả năng hấp phụ thuốc nhuộm; 150 - xử lý với dung dịch muối kim loại nặng (tuỳ loại thuốc nhuộm) để tạo thành phức không tan với thuốc nhuộm trên lông. Để nhuộm lông thú có thể dùng thuốc nhuộm trực tiếp thuốc nhuộm axit (loại thông thường và loại axit crom), thuốc nhuộm hoạt tính và thuốc nhuộm oxy hoá. Dưới đây là nguyên tắc sử dụng các loại thuốc nhuộm này. a. Dùng thuốc nhuộm trực tiếp Thuốc nhuộm trực tiếp ít được sử dụng để nhuộm lông thú do chúng có phân tử lớn, khó khuếch tán sâu vào trong lõi lông. Những năm gần đây người ta có sử dụng một số thuốc nhuộm trực tiếp có độ bền màu cao với ánh sáng và dùng các chất tăng cường quá trình nhuộm đặc hiệu để gây trương nở lông và dẫn thuốc nhuộm vào sâu lõi lông như: trietanolamin, propylen cacbonat, syntamin DT-18, Syntanol DC-10 v.v. Khi nhuộm loại vật liệu này cần phải chọn những thuốc nhuộm trực tiếp có chỉ dẫn dùng riêng cho lông thú. Quá trình nhuộm được thực hiện trong môi trường axit yếu ở nhiệt độ 50 - 55oC. Để nhuộm các màu đen có thể xử lý lông với dung dịch nhôm etylen điamin tetraaxetat trước và sau đó nhuộm bằng thuốc nhuộm trực tiếp màu đen. b. Dùng thuốc nhuộm axit (loại thông thường) Cơ chế gắn màu của thuốc nhuộm axit vào lông thú tương tự như khi nó gắn màu vào len và tơ tằm (bằng liên kết ion), nhưng qui trình nhuộm thì có một số điểm khác. Đó là trong quá trình nhuộm không được tăng nhiệt độ quá 60oC để bảo vệ chất lượng của phần da. Để cho thuốc nhuộm dễ khuếch tán vào xơ, trước khi nhuộm, lông thường được clo hoá: Lông đã qua clo hoá dễ bắt màu bảng thuốc nhôm axit hơn, màu bền và đẹp hơn, có thể nhuộm ở nhiệt độ 40 - 60oC. Quá trình nhuộm được thực hiện trong môi trường axit yếu (axit axetic, axit fomic) với trị số pH không dưới 4,5. c. Dùng thuốc nhuộm axit crom và axit chứa kim loại Thuốc nhuộm axit crom do có độ bền màu cao nên được sử dụng nhiều để nhuộm lông thú các gam màu nâu, be hồng và màu đen. Quá trình nhuộm được thực hiện theo phương pháp nhuộm trước, crom hoá sau hoặc nhuộm và crom hoá đồng thời trong môi trường axit yếu. Thuốc nhuộm axit chứa kim loại 1: 1 và 1: 2 được dùng để nhuộm lông thú nhiều hơn so với loại thuốc nhuộm axit crom, quá trình nhuộm được thực hiện trong môi trường trung tính hoặc axit yếu. d. Dùng thuốc nhuộm hoại tính Để nhuộm những tấm da lông đạt độ bền màu cao với giặt, ánh sáng và có độ tươi màu cao người ta cũng dùng thuốc nhuộm hoạt tính loại có chỉ dẫn dùng cho len. Quá trình nhuộm được thực hiện trạng môi trường axit với pH = 4,5 và ớ nhiệt độ 40oC. e. Dùng thuốc nhuộm oxi hoá Loại thuốc nhuộm này chưa có màu hoàn chỉnh, chúng là những hợp chất thơm không màu hoặc có màu nhạt, có thể xem như chúng còn là phẩm vật trung gian. Việc tổng hợp thành màu mong muốn được thực hiện ngay trên tấm lông hoặc trên tóc nhờ quá trình oxi hoá nên có tên gọi là thuốc nhuộm oxi hoá và được sản xuất với các tên thương phẩm như: ursol, furol, vulfurol, furein và ursatin v.v. Các hợp chất thơm được dùng nhiều để nhuộm lông thú và nhuộm tóc là p-phenylen- điamin (nhuộm màu đen), 2,4 điaminotoluen (nhuộm màu nâu), 4-nitro-1,2-phenylen- điamin và các hợp chất tương tự. Đặc điểm chung của các hợp chất này là dễ bị oxy hoá 151 để tạo thành hợp chất có cấu tạo quinoit, khi bị oxy hoá mạnh hơn bằng hyđroperoxit thì chuyển thành hợp chất có màu. Thí dụ, khi oxi hoá o-, p-phenylenđiamin và o-, p-amino- phenol thì ở giai đoạn đầu sẽ tạo thành quinonmonoimin và quinonđiimin theo sơ đồ sau: Quinonmonoimin và quinonđiimin là những hợp chất không bền có khả năng phản ứng cao, dễ tự trùng hợp để tạo thành thuốc nhuộm thuộc nhóm azin, có dạng tổng quát như sau: Khi oxi hoá đồng thời các amin thơm với amin thơm chứa nhóm phenol thì xảy ra quá trình đa tụ và thuốc nhuộm sẽ được tạo thành, gắn chặt vào vật liệu. Các amin thơm thường dùng là inđamin (l), inđophenol (2) và inđoanilin (8), chúng đều thuộc về loại hợp chất quinonimin có công thức sau: (1) (2) (3) Quá trình tạo thành thuốc nhuộm từ inđophenol và inđoanilin thường xảy ra ở nhiệt độ thấp (35 - 38oC) trong môi trường trung tính hoặc kiềm yếu. như vậy quá trình nhuộm tóc và lông thú cũng là quá trình tổng hợp thuốc nhuộm ngay trên vật liệu. Công thức cuối cùng của nhiều màu trong lớp thuốc nhuộm này chưa được xác định chính xác, song đặc điểm chung của chúng là chứa đa vòng, không hoà tan trong nước, bền với nhiều tác dụng hoá lý, có các gam màu từ vàng đến nâu, ghi và đen. Độ bền màu của thuốc nhuộm oxi hoá trên tóc và lông thú sẽ tăng lên rất nhiều khi cầm màu bằng muối kim loại nặng để tạo thành phức không tan bền vững. Để đạt được yêu cầu này, trước khi nhuộm, các tấm lông hoặc tóc được xử lý bằng muối kim loại (đồng, crom hoặc sắt) sau đó mới nhuộm. Khi dùng các muối kim loại khác nhau sẽ nhận được màu khác nhau. Việc nhuộm có thể thực hiện bằng cách nhúng tấm da lông vào dung dịch nhuộm hoặc bằng cách bôi phết dung dịch nhuộm chỉ vào phần lông hay tóc, hoặc dùng biện pháp in lưới, in phun. Tất cả đều thực hiện ở nhiệt độ thấp trong môi trường trung tính hoặc kiềm yếu. 4.11.2. Nhuộm da Nhuộm là một khâu quan trọng trong quá trình thuộc da. Da có thể nhuộm bằng các OH NH2 H2O + O2 O NH ; NH2 NH2 H2O + O2 NH NH H2O + O2 ; NH2 NH OOH H2O + O2 NH2 NH NHNH2 O NH N O O N 3 NH NH N N N N 3 HN N NH2 ; O N NH2O N OH ; 152 thuốc nhuộm hoà tan trong nước hoặc bằng cách phủ màu. Khi nhuộm bằng các thuốc nhuộm hoà tan trong nước thường tiến hành trong các thiết bị thùng quay. Lớp thuốc nhuộm sử dụng tuỳ thuộc vào: loại da, yêu cầu màu sắc của sản phẩm và công nghệ thuốc. Thí dụ, da thuộc bằng thuốc thuộc crom thì nên dùng thuốc nhuộm trực tiếp và nhuộm sau khi thuộc. Bản chất thiên nhiên của mối liên kết giữa colagen da với thuốc nhuộm có ảnh hưởng quyết định đến độ bền màu của sản phẩm, ngoài ra sự tương tác của thuốc nhuộm với chất thuộc cũng là yếu tố quan trọng phải kể đến. Trong quá trình nhuộm da, thuốc nhuộm cũng khuếch tán từ mặt ngoài, qua các mao quản vào sâu trong thân da và thực hiện liên kết với thành mao quản của các sợi colagen. Do kích thước các mao quản của da lớn hơn của xơ dệt (mao quản của da ở trạng thái khô là 100 nm, ở trạng thái ướt là 140 - 160 nm, kích thước phân tử thuốc nhuộm trực tiếp là 60 nm) nên thuốc nhuộm dễ khuếch tán vào da hơn vào xơ dệt. Để bảo đảm cho thuốc nhuộm liên kết tốt với da, trước khi nhuộm da cần được trung hoà để giảm độ axit còn lại trong quá trình chuẩn bị. Tuỳ thuộc vào loại thuốc nhuộm được dùng, trị số pH còn lại của da đã thuộc crôm mà chọn trị số pH của máng nhuộm cho thích hợp. Trị số tối ưu của máng nhuộm như sau: Tên thuốc nhuộm pH còn lại trên da pH của máng nhuộm Trực tiếp 5 - 5,5 6 - 6,5 Axit 4,5 - 5 4,5 - 5 Axit chứa kim loại 1:l 4 - 4,5 4,5 - 5 Axit chứa kim loại 1:2 5 - 5,5 4,5 - 5 Khi nhuộm da, lượng thuốc nhuộm tiêu thụ chiếm 1,5 - 4% so với khối lượng da khô, riêng màu đen lên đến 7%. a. Dùng thuốc nhuộm trực tiếp Ngoài những thuốc nhuộm trực tiếp có chỉ định dùng riêng cho da, có thể dùng một số thuốc nhuộm trực tiếp dùng cho sợi dệt để nhuộm da. Yêu cầu của thuốc nhuộm trực tiếp dùng vào mục đích này là phải bền với nước, bền với ánh sáng và dầu mỡ. Có thể nhuộm da bằng thuốc nhuộm trực tiếp theo hai phương pháp: khô và ướt Khi nhuộm khô, thuốc nhuộm dạng bột được phun vào các tấm da khô đang quay trong thùng nhuộm, xử lý 20 ph không gia nhiệt, sau đó thêm 20 - 30% nước (so với da) và nhuộm ở 60oC trong 80 phút đến 1 giờ. Cuối quá trình nhuộm có thể thêm axit fomic vào dung dịch nhuộm cho thuốc nhuộm bắt sâu vào da hơn. Theo phương pháp ướt, thuốc nhuộm khô được phun vào da ướt trong thùng quay. Nước sẽ từ da thoát ra hoà tan thuốc nhuộm để thấm vào da. Do có phân tử lớn nên đa số thuốc nhuộm trực tiếp chỉ nhuộm lớp ngoài của da. Để nhận được màu sâu người ta thường phối trộn thuốc nhuộm trực tiếp với thuốc nhuộm axit. b. Dùng thuốc nhuộm axit Các loại thuốc nhuộm axit đều được dùng để nhuộm da, ngoài những màu có chỉ định riêng cho da có thể dùng những màu dùng cho hàng dệt nhưng phải lựa chọn điều kiện tối ưu để đạt hiệu quả màu cao nhất. Khi nhuộm bằng hỗn hợp thuốc nhuộm axit và thuốc nhuộm trực tiếp nên đưa thuốc nhuộm axit vào máng trước, chỉ khi thuốc nhuộm axit bắt màu hết mới đưa thuốc nhuộm trực tiếp vào máng nhuộm. 153 Khi dùng thuốc nhuộm axit crom để nhuộm da đã thuộc crom thì không cần phải crom hoá bằng muối crom nữa, màu nhận được có độ bền rất cao vì thuốc nhuộm tạo phức đồng thời với crom và colagen của da. Thuốc nhuộm axit chứa kim loại 1 : 1 và 1 : 2 cũng được sử dụng khá phổ biến để nhuộm da, chúng có ái lực với da đã thuộc crom, da đã thuộc tanin và da đã thuộc bằng thuốc thuộc hỗn hợp. Da nhuộm bằng thuốc nhuộm chứa kim loại 1: 1 và 1:2 có độ bền màu cao với ánh sáng, gia công ướt v à ma sát. Công nghệ nhuộm da bằng thuốc nhuộm chứa kim loại l : 2 rất đơn giản vì nhuộm trong môi trường trung tính và axit yếu, còn dùng thuốc nhuộm chứa kim loại 1 : 1 thì khó đều màu hơn, cần chọn trị số pH cho thích hợp. c. Dùng thuốc nhuộm hoạt tính Các loại thuốc nhuộm hoạt tính dùng để nhuộm xơ xenlulo và polyamit cũng được sử dụng để nhuộm da. Do thuốc nhuộm có liên kết hoá trị với colagen da nên màu có độ bền cao với gia công ướt, ma sát, ánh sáng và các tác động mặt ngoài khác nữa. Quá trình nhuộm da bằng thuốc nhuộm hoạt tính cũng chia làm hai giai đoạn. Trong giai đoạn đầu da được nhuộm ở 60oC với pH = 4,5 - 5 trong 60 ph. Giai đoạn sau nhuộm ở 40oC với pH = 8 - 8,5 trong 15 - 20 ph, ở giai đoạn này thuốc nhuộm liên kết hoá học với da. Ý nghĩa của việc sử dụng thuốc nhuộm hoạt tính để nhuộm da ngày càng tăng lên vì các loại da dùng để may quần áo, găng, mũ... cần phải có độ bền màu cao với làm sạch hoá học (giặt bằng dung môi hữu cơ). Màu của da không chỉ phải bền ở mặt cật (mặt ngoài) mà cả mặt thịt (mặt trong) nữa, có như vậy nó mới không phai sang quần áo mặc lót bên trong. d. Dùng thuốc nhuộm bazơ Thuốc nhuộm bazơ bắt màu vào colagen da tương tự như khi nó bắt màu vào keratin len, nhưng để đạt được độ bền màu cao với xử lý ướt ánh sáng và các chỉ tiêu khác phải tiến hành nhuộm sau khi đã xử lý da với tanin hoặc các hợp chất polyphenol để hực hiện yêu cầu cầm màu. Trong thực tế ít khi người ta dùng riêng thuốc nhuộm bazơ để nhuộm da mà thường dùng nó để nhuộm tráng sau khi đã nhuộm bằng thuốc nhuộm axit hay thuốc nhuộm trực tiếp để cho màu tươi hơn. Do thuốc nhuộm bazơ sẽ tạo thành kết tủa với muối kim loại nặng, với thuốc nhuộm axit và thuốc nhuộm trực tiếp nên không thể tiến hành nhuộm đồng thời hỗn hợp các thuốc nhuộm này trong cùng một máng mà phải chia thành các giai đoạn riêng. e. Dùng cách phủ màng màu Khi nhuộm da bằng cách phủ màng màu, pigment được gắn lên mặt da bằng biện pháp cơ học nhờ một màng mỏng cao phân tử. Thành phần của hỗn hợp màu phủ bao gồm có: - Chất màu thường là pigment vô cơ và hữu cơ màu lục, lam, màu đỏ), pigment từ các thuốc nhuộm axit, azo không tan; - Chất tạo màng, thường dùng là các este xenlulo (nitroxenlulo), cazein, nhựa acrylic, nhựa từ mủ cao su. Yêu cầu chung của màng dùng vào mục đích này là dễ tan trong dung môi, bền cơ học, dẻo, co giãn, trong suốt; - Dung môi thường dùng là amyl axetat, butyl axetat, xenlozonvơ; - Chất hoá dẻo (dầu thầu dầu, đibutyl phtalat); 154 - Các chất làm mềm làm bóng, chống mốc. Da đã làm sạch thoạt tiên được phủ màu lót bằng cách dùng bàn chải mềm quét đều lên mặt da, hong cho khô trong không khí, cuối cùng phun lớp màu ngoài để bảo đảm độ đồng đều trên cả tấm da. 4.11.3. Nhuộm caosu Để nhuộm cao su có thể dùng nhiều lớp thuốc nhuộm không tan khác nhau, nhiều màu đỏ là muối bari và canxi của thuốc nhuộm azo. Những màu được sử dụng rộng rãi là: - Pigment boocđô B là muối canxi của thuốc nhuộm điều chế bằng cách kết hợp axit azurinic đã điazo hoá với 1-naphtylamin; - Pigment da cam là muối bari của thuốc nhuộm azo điều chế từ axit anilin sunfonic đã điazo hoá và β-naphtol; - Pigment xanh lục là muối sắt của nitrozo β-naphtol; - Pigment xanh lam R chế tạo từ đianiziđin đã điazo hoá và kết hợp với anizit của axit β-oxinaphtoic. Ngoài pigment gốc azo người ta còn dùng các loại thuốc nhuộm và piment khác như: thuốc nhuộm hoàn nguyên không tan kể cả dẫn xuất của inđigo vì chúng có màu tươi và bền với điều kiên lưu hoá: phức của phtaloxianin với đồng và các kim loại khác. Thuốc nhuộm và pigment dùng để nhuộm caosu được sản xuất ở dạng bột mịn bột nhão hoặc dạng phân tán, chúng phải đạt các yêu cầu kỹ thuật dưới đây: - Bền nhiệt (đến 160oC) bền với tác dụng của hơi nước, không khí nóng. nước nóng, kiềm, lưu huỳnh, chất tăng tốc và chất hoá dẻo; - Bền với tác dụng của ánh sáng; - Không di chuyển giữa các lớp cao su và ra lớp ngoài; - Không có tác dụng xúc tác quá trình lão hoá cao su. Cao su có thể được nhuộm trong khối hoặc nhuộm mặt ngoài. Khi nhuộm trong khối thì pigment được trộn và cán giữa các lớp cao su đồng thời với việc gia các phụ liệu khác. Lượng pigment lấy trong khoảng 1 - 4% so với khối lượng cao su. Khi nhuộm mặt ngoài người ta dùng hỗn hợp pigment và chất tạo màng để quét, in hay phun, vẽ lên mặt sản phẩm cao su. Các hãng nước ngoài sản xuất pigment dùng cho công nghiệp caosu với các tên gọi thương phẩm như: vulcal, vulcal fast (CHLB Đức), vulcaphor (ICI), Irgaphor (Geigy) v.v. 4.11.4. Nhuộm chất dẻo (nhựa hoá học) Chất dẻo có nhiều loại và rất khác nhau về cấu tạo hoá học, không được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sinh hoạt và trong kỹ thuật. Những loại chất dẻo thường gãp là: polyetylen. polypropylen, polyvinylclorua, polystiron, polymetylmetacrylat, polyeste v.v. Người ta cũng sản xuất các loại nhựa khác như: Urefomaldehit, phenolfomaldehit. polyuretan bọt, nhựa amin, nhựa epocxy và các dẫn suất của este xenlulo. Do chất dẻo khác nhau về cấu tạo hoá học nên sự tương tác của thuốc nhuộm với chúng cũng khác nhau. Khi chọn phương pháp nhuộm chất dẻo người ta không dựa vào bản chất hoá lý xảy ra giữa thuốc nhuộm và vật liệu nhuộm như khi nhuộm vật liệu dệt, dựa vào các điều kiện công nghệ gia công chất dẻo thành bán sản phẩm hay sản phẩm cuối 155 cùng. Nhuộm chất dẻo là thuật ngữ chỉ chung các quá trình biến nhựa bán thành phẩm hoặc thành phẩm thành dạng có màu bằng các biện pháp: nhuộm trong khối, nhuộm mặt ngoài, vẽ hoặc in hoa lên sản phẩm