บทท 8 การตกแตงสาเรจทางเคม

ของสงทอ

1เอกสารประกอบการสอน คอ 362 กระบวนการทางเคมส งทอ โดยรศ.ดร. อรณ คงด อลเดรด 2

8.1 การตกแตงสาเรจสงทอเพอการกนยบ

http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/wood/structure_wood_pt1.php

Hydrogenbonding

Hydrogenbonding

3

กอนใสแรง หลงใสแรง

มพนธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกลเซลลโลส

เกดพนธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกลเซลลโลสทตาแหนงใหม

มพนธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกลเซลลโลส

พนธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกลเซลลโลสยงอยตาแหนงเดม

FF

FF

ผาจากเสนใยเซลลโลสยบงายจากแรงกระทาเชน การซก การบด การสวมใส เนองจากพนธะไฮโดรเจน

4

CNH2

NH2

O + CNHCH2OH

NH2

OHCHO

ยเรย ฟอรมอลดไฮด โมโนเมทลอล-ยเรย

CNHCH2OH

NH2

O HCHO+ CNHCH2OH

NHCH2OHO

โมโนเมทลอล-ยเรย ฟอรมอลดไฮด ไดเมทลอล-ยเรย

เรซนยเรยฟอรมอลดไฮด สามารถปลดปลอยฟอรมอลดไฮดออกมาในขณะทมการตกแตงสาเรจหรอการซกอบแหง เนองจากเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสทอณหภมสง

5

• ฟอรมอลดไฮดเปนอนตรายโดยเฉพาะกบเดก • กอใหเกดการระคายเคองตอตา และระบบทางเดนหายใจ• เกดอาการแพ ผวหนงคน ระคายเคอง อาจทาใหผวหนงไหม บางรายอาจเจบคอ นามกนาตาไหลได • จงมการกาหนดความเขมขนของฟอรมอลดไฮดเปนมาตรฐานผาผนขนมา

ประเภทเสอผา ปรมาณฟอรมอลดไฮด (mg/kg)

เสอผาเดกออน 20ผาตดตว เชน ชดชนใน 75ผาไมตดตวเชนเสอนอก 300

6

• เพอลดปญหาการปลดปลอยฟอรมอลดไฮด• จงมการดดแปลงโครงสรางเรซนเหลานใหมลกษณะเปนวงดวยการทาปฏกรยาระหวางยเรย ฟอรมอลดไฮด และไกลออกซอล โดยมกรดเปนคะตะลสต เรยก เรซนเหลานวา ไซคลกยเรย-ฟอรมอลดไฮด (cyclic urea formaldehyde)

N N

O

OH OH

CH2OHHOCH2 N N

O

OH OH

CH3H3C NCH2 CH2

N

O

CH2OHHOCH2

Dimethyloldihydroxyethylene urea, DMDHEU

Dimethyldihydroxyethylene urea, DMeDHEU

dimethylolethylene urea, DMEU

N N

NH2N NH2

NH2

+ HCHO N N

NH2N NHCH2OH

NH2

เรซนเมลามน-ฟอรมอลดไฮด Methylol group

7

N N

O

OH OH

CH2OHHOCH2 + Cell OH N N

O

OH OH

CH2OHH2COCell

N N

O

OH OH

CH2OHHOCH2 N N

O

OH OH

H2COCell CH2O Cell+ Cell OH

ปฏกรยาการตกแตงสาเรจเสนใยเซลลโลสดวย DMDHEU

N N

O

OH OH

CH2OHHOCH2 + Cell OH N NH

O

OH OH

H2COCell + HCHO

หรอ

8

• ไกลออกซอลเปนสารกนยบประเภททไมปลดปลอยฟอรมอลดไฮด • การตกแตงสาเรจเสนใยเซลลโลสทาในภาวะกรด เชน การเตมกรดบอรก มแอมโมเนยมซลเฟต และอะลมเนยมซลเฟต เปนคะตะลสต • ปฏกรยาทอณหภมสงจะทาใหเกดการเชอมขวางระหวางโมเลกลเซลลโลสดวยไกลออกซอล เกดเปนสารประกอบเฮมอะซทาลหรออะซทาล

Cell OH + H CO

CO

HPre-dry

CH CHHO

O O

OH

CellCell

เซลลโลส ไกลออกซอล เฮมอะซทาล

CH CHHO

O O

OH

CellCell

+ HOCH2CH2OHCH CH

O

O O

O

CellCell

CH2 CH2

Cure

Al2 SO4 3

เฮมอะซทาล ไกลออกซอล อะซทาล

8.1.2 ไกลออกซอล

9

8.1.3 พอลคารบอกซลกแอซด

H2C HC

H2C

COOHCOOHCOOH

H2C HC HC

COOHCOOHCOOH

H2C COOH

H2C C

H2C

COOHCOOHCOOH

HOHCHC

COOHCOOH

• สารกนยบกลมพอลคารบอกซลกแอซดใชตกแตงกนยบเสนใยเซลลโลส ไมปลดปลอยฟอรมอลดไฮด• ม sodium hypophosphite ไตรเอทลลามน หรอโซเดยมคารบอเนต เปนคะตะลสตในภาวะทเปนเบส

1,2,3-propanetri-carboxylic acid, PCA 1,2,3,4-butane tetra-

carboxylic acid, BTCA

Citric acid Maleic acid10

OH

OH

+

H2C HC HC

COOHCOOHCOOH

H2C COOH

OCO

HOOCCOOH

C

O

O

Esterification

การเชอมขวางเพอการกนยบเซลลโลสดวยพอลคารบอกซลกแอซด จะทาใหเกดปฏกรยาเอสเทอรฟเคชนขนระหวางหมคารบอกซลกในสารประกอบพอลคารบอกซลกแอซดกบหมไฮดรอกซลในเซลลโลสทมโซเดยมไฮโดรเจนฟอสเฟต

11

• อบไลนาท 105 C, 2–3 นาท • อบอกครงท 150–170 C, 2–3 นาท เพอผนกสารตกแตงสาเรจเขาภายในเสนใย

• จมอดผาดวย padder

12

อางจมนา

ลกกลงทาแหง

อางจมเรซน

ลกกลงทาแหง

เครองอบ อางลาง ลกกลงทาแหง

แผนผงการตกแตงสาเรจสงทอแบบตอเนอง

13

http://www.textiletestings.com/crease_recover_tester.htm

http://www.mesdan.com/english/scheda_lab.php/linea/2/destinazione/27/applicazione/64/prodotto/64

= 180

= 0

พบ ตมทบ ยกตมออก รออานมมท 5 นาท

14

• ผาทนตอการยบมากขน• ผาหดตวนอยลง (ม dimensional stability สงขน)• ผาขาวมสเหลอง• ผาสญเสยความคงทนตอการขดถ•ผาสญเสยความแขงแรงและมความคงทนตอการฉกขาดตาลง

ผลการตกแตงสาเรจทางเคมดวยเรซน

15

8.2 การตกแตงสาเรจสงทอเพอการกนนา/สะทอนนา

• พนผวใบบวมขนเสนเลกๆ ขนาดนาโนเมตร • ขนเหลานมขนาดเลกกวาหยดนามากกวาลานเทาจงสามารถพยงหยดนาไวได • เรยกวา Lotus effect

Non-stick pan/iron

16

เสนดายทเหนหนาตดดานขาง

ไอนาขนาด

0.0004 ไมครอน

หยดนาขนาดใหญกวา 100 ไมครอน

ฟลออโรพอลเมอรเคลอบ

Water repellentand breathable fabric

17

CH2

OC OC CH2

RX C

R

CCH2

OOCH2

CR

CH2

C OOCH2

Y

CH2

CF2

CF3

CH2

CF2

CF3

CH2

CF2

CF3

m-1 m-1 m-1

การเคลอบผวผาดวยพอลเอส-เทอร พอลยรเทน หรอฟลออโรพอลเมอรทมสมบตเกลยดนา (hydrophobic property)

18

นา

ผา นา

ผา

นาผา

มม > 90 องศาผาไมเปยก

(non-wetting)

มม < 90 องศาผาเปยกนาปานกลาง(moderate wetting)

มม = 0 องศาผาเปยกนามาก

(wetting)

นอกจากน ผาชนดนยงมสมบตในการไลนามน (oil repellency)และกาจดสงสกปรกดวย(soil release) บางครงเรยก self cleaning fabric

19

ผาทาความสะอาดไดดวยตนเอง(Self cleaning fabric)

http://textilecentre.blogspot.com/2013/07/self‐cleaning‐cloths.html

ผาทเตม ZnO หรอ TiO2 เปน selfcleaning fabric นอกจากนนยงชวยตานแสงยวและตานเชอแบคทเรยอกดวยhttp://www.dogonews.com/2012/1/15/self‐cleaning‐jeans‐could‐be‐in‐your‐future/page/2 20

8.3 การตกแตงสาเรจสงทอเพอการกนแสงยว

ผลกซงคออกไซดบนผาผลกซงคออกไซด

ZnO หรอ TiO2 ชวยตานแสงยว บอกดวยคา UPF (Ultraviolet Protection Factor)

21

8.4 การตกแตงสาเรจสงทอเพอการเชอแบคทเรยผาทเตม quaternary ammoniumSurfactant/Organometallic cpd. (Al, Fe, Ag, ZnO, TiO2) แทนนน มสมบตตานเชอจลนทรย เชน แบคทเรยเหดรา

นยมStaphylococcus aureus(gram positive)Eschericia coli (gram negative)

22

• ไมโครแคปซลบรรจออรแกนโนฟอสเฟต เชน tetrakis(hydroxymethyl)phosphonium chloride (THPC)• สารตานไฟอน เชน บอแรกซ กรดบอรก diammonium phospahte(ไมถาวร)• ใชใสในชดดบเพลง• ใสในผามาน เฟอรนเจอร

8.5 การตกแตงสาเรจสงทอเพอการกนไฟ

23

THPC (Proban) ทาปฏกรยากบยเรยบนผาฝายทจมอด (pad)

การอบตอดวยกาซ การออกซเดชนดวย H2O2 จะไดผาฝายทตานไฟด

24

• นอกจากนนมการบรรจไมโครแคปซลดวยนาหอมวตามนอ (สารตานอนมลอสระ)

1. ผนง (Shell, wall,coating, membrane)ทาจากพอลเมอร

ไมโครแคปซล• อนภาคทมขนาดเลกระดบไมโครเมตร ประกอบดวยสองสวน คอ ผนงและแกน

25

- ใส Phase change materials (PCMs) เชน พาราฟน แฟตตแอซด- PCMทเปนของแขง เมออากาศรอนเกดการดดความรอน (จากสงรอบขาง) เพอกลายเปนของเหลว- PCMทเปนของเหลว เมออากาศเยน เกดการคายความรอนใหส งรอบขาง แลวกลายเปนของแขง

8.6 การตกแตงสาเรจสงทอเพอตอบสนองอณหภมรางกาย

Solid Liquid

Heat

26

http://www.masoodtextile.com/research/special_finishes/special_finishes.php