สังเคราะห์สีย้อมผ้าแบบขั้นตอนเดียว

    อุตสาหกรรมสิ่งทอได้ตระหนักถึงปัญหาและกระแสการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม จึงมีการคิดค้นเส้นใยพอลิแลคติกแอซิด (เส้นใย PLA) เพื่อใช้แทนเส้นใยโพลีเอสเทอร์ (เส้นใย PET) เนื่องจากเส้นใย PLA เป็นเส้นใยสังเคราะห์ที่ใช้สารตั้งต้นจากวัตถุดิบธรรมชาติโดยสังเคราะห์ได้จากกระบวนการหมักแป้งข้าวโพดหรือแป้งมันสำปะหลัง ขณะที่เส้นใย PET เป็นผลผลิตจากอุตสาหกรรมปิโตรเคมี

    เส้นใย PLA จัดเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ และยังมีคุณสมบัติที่สามารถเข้ากับวัสดุอื่นได้ดี  แต่ข้อจำกัดของการนำเส้นใย PLA มาใช้งานทางสิ่งทอทดแทนการใช้เส้นใย PET คือ สมบัติด้านทนความร้อนที่ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับเส้นใย PET การใช้สารเคมีและความร้อนในกระบวนการทางเคมีสิ่งทอ โดยเฉพาะการย้อมจะทำให้เส้นใย PLA มีความอ่อนแอมากขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงแก้ไขด้วยการถักผ้าผสม PLAร่วมกับเส้นใยฝ้าย (PLA/cotton) เนื่องจากเส้นใยฝ้ายเป็นเส้นใยธรรมชาติที่มีราคาถูก ทนความร้อนสูงและแข็งแรง  ผ้าถักใยผสม PLA/cotton ดูแลรักษาง่ายและยังคงความเป็นวัสดุชีวภาพ

   ในการนำผ้าถักใยผสม PLA/cotton มาใช้งานเป็นเสื้อผ้านั้นจำเป็นต้องเพิ่มความน่าสนใจให้กับเสื้อผ้าด้วยการแต่งเติมสีสันต่างๆ ลงบนผืนผ้าเพื่อเพิ่มมูลค่าและเพิ่มการนำไปใช้งานที่หลากหลาย กระบวนการย้อมเป็นกระบวนการหนึ่งที่นิยมใช้มากที่สุดในการให้สีกับผลิตภัณฑ์สิ่งทอ แต่เนื่องจากเส้นใย PLA และเส้นใยฝ้ายเป็นเส้นใยที่มีพฤติกรรมการติดสีย้อมแตกต่างกัน กระบวนการย้อมผ้าใยผสมจึงต้องทำการย้อม 2 ขั้นตอน โดยจะทำการย้อมผ้า PLA ก่อน หลังจากนั้นจึงย้อมใยฝ้ายอีกครั้ง  เนื่องจากเส้นใย PLA และเส้นใยฝ้ายบนผ้าผสมมีการใช้ทั้งชนิดของสีย้อม สารช่วยย้อม และภาวะของการย้อมที่แตกต่างกัน จึงสิ้นเปลืองพลังงาน สารเคมี เวลาในการย้อม รวมทั้งปริมาณน้ำทิ้งที่ต้องบำบัด นอกจากนี้ยังส่งผลโดยตรงต่อความแข็งแรงของเส้นใย PLA ด้วย

  ด้วยเหตุนี้ ดร.พรทิพย์ แซ่เบ๊ อาจารย์ประจำภาควิชาวิทยาการสิ่งทอ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ จึงหาวิธีแก้ปัญหาการย้อมสีผ้าถักใยผสม PLA/cotton โดยการสังเคราะห์ สีรีแอคทีฟ-ดิสเพิร์ส ขึ้น เพื่อลดขั้นตอนการย้อมเหลือเพียงขั้นตอนเดียว จะช่วยการประหยัดพลังงาน สารเคมีลดปริมาณน้ำทิ้งจากการย้อม และยังช่วยรักษาความแข็งแรงของผ้าถัก PLA/cotton อีกด้วย

                   สีรีแอกทีฟ-ดิสเพิร์สชนิด RD-1    RD-2 และ RD-3

    ผลการวิจัย ได้ดำเนินการสังเคราะห์สีรีแอคทีฟ-ดิสเพิร์ส ขึ้น 3 ชนิด ประกอบด้วย 1) สีรีแอกทีฟ-ดิสเพิร์สชนิด RD-1 สังเคราะห์ได้จากการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง Amino phenyl-4-(β-sulphatoethylsulphone) และ N,N-diethyl-m-toluidine 2)สีรีแอกทีฟ-ดิสเพิร์สชนิด RD-2 สังเคราะห์ได้จากการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง Amino phenyl-4-(β-sulphatoethylsulphone) และฟีนอล (phenol)และ 3) สีรีแอกทีฟ-ดิสเพิร์สชนิด RD-3 สังเคราะห์ได้จากการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง 4-nitro aniline และ Aminophenyl-4-(β-sulphatoethylsulphone) ทำการวิเคราะห์โครงสร้างและสมบัติของสีรีแอคทิฟ-ดิสเพิร์สที่สังเคราะห์ขึ้น

                   ผลการย้อมผ้าถักใยผสม PLA/cotton  ด้วยสีรีแอคทีฟ-ดิสเพิร์ส 3 ชนิด

   จากผลการศึกษาภาวะในการย้อมผ้า PLA  และผ้าฝ้าย ด้วยผงสีรีแอกทีฟ-ดิสเพิร์สทั้ง 3 ชนิด คือ สี RD-1 สี RD-2 และสี RD-3 จึงนำมากำหนดภาวะที่ใช้ในการย้อมผ้าถักใยผสม PLA/cotton โดยจะทำการย้อมเส้นใย PLA บนผ้าผสม PLA/cotton ก่อนที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 นาที จากนั้นจึงทำการลดอุณหภูมิลงเพื่อทำการย้อมเส้นใยฝ้ายที่อุณหภูมิ 60 หรือ 80 องศาเซลเซียส เติมโซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) ลงไปในกระบอกย้อมเมื่อถึงอุณหภูมิการย้อมเป็นเวลา 30 นาที และทำการย้อมผ้าใยผสมต่อจนครบกำหนดเวลา จึงทำการกำจัดสีส่วนเกินออก

    ผลวิจัยพบว่าสีรีแอกทีฟ-ดิสเพิร์สทั้ง 3 ชนิด สามารถย้อมติดสีบนผ้าถักใยผสม PLA/cotton  ได้ดี โดยสี RD-1 ให้เฉดสีส้ม-แดง สี RD-2 และสี RD-3 ให้เฉดสีเหลือง   โดยได้ทำการศึกษาความคงทนของสีต่อการซัก พบว่า ผ้าถักใย PLA ที่ผ่านการย้อมด้วยสีรีแอคทีฟ-ดิสเพิร์สทั้ง 3 ชนิด  มีความคงทนของสีต่อการซักอยู่ในเกณฑ์ดี-ดีมาก ในขณะที่ความคงทนของสีต่อการซักบนผ้าถักฝ้าย และผ้าถักใยผสม PLA/cotton อยู่ในเกณฑ์ปานกลาง-ดี ส่วนการศึกษาความคงทนต่อการขัดถู พบว่าทั้งผ้าถักใย PLA ผ้าถักใยฝ้าย และผ้าถักใยผสม PLA/cotton ที่ผ่านการย้อมด้วยสีรีแอคทีฟ-ดิสเพิร์สทั้ง 3 ชนิด มีความคงทนต่อการขัดถูในภาวะแห้งอยู่ในเกณฑ์ดี-ดีมาก และภาวะเปียกอยู่ในเกณฑ์ปานกลาง-ดี

   ผลการวิจัยนี้ สามารถสังเคราะห์ได้สีรีแอคทีฟ-ดิสเพิร์สที่นำไปใช้ในกระบวนการย้อมผ้าสำหรับอุตสาหกรรมผลิตผ้าใยผสม PLA/cotton ได้แบบขั้นตอนเดียว

	ที่มาข้อมูล : โครงการวิจัยทุนอุดหนุนวิจัย มก. หัวหน้าโครงการ : ดร.พรทิพย์ แซ่เบ๊ ภาควิชาวิทยาการสิ่งทอ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์   เรื่อง : วันเพ็ญ นภาทิวาอำนวย ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. โทร. 02 561 1474 e-mail : rdiwan@ku.ac.th
ดร.พรทิพย์ แซ่เบ๊