Optical Brightening Agent (สารฟอกนวล)

Optical Brightening Agents (OBA) หรือสารฟอกนวล มีลักษณะเป็นสีย้อมชนิดหนึ่ง แต่แทนที่ระบบครอมอฟอร์ (Chromophore) ที่แสดงลักษณะของสีย้อมกลับกลายเป็นระบบของการเรืองแสงแทน มีกลุ่มที่สามารถดูดติดเส้นใยได้เหมือนสีย้อม สารฟอกนวลมีหลายชนิดต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมกับชนิดของเส้นใย

การทำงานของสารฟอกนวล

สารฟอกนวล (OBA) สามารถดูดแสงเหนือม่วง (UV) ที่มีความยาวคลื่นสั้นมาจากแสงแดด ซึ่งเป็นแสงที่นัยน์ตามนุษย์มองไม่เห็น   เปลี่ยนเป็นคลื่นแสงที่มีความยาวคลื่นยาวกว่า คือช่วงแสงสีม่วง สีน้ำเงินและสีเขียวอมน้ำเงิน แล้วปล่อยออกมา ดังนั้นแสงที่สะท้อนออกมาจากวัตถุที่มีสารฟอกนวลจึงมีแสงน้ำเงินมาก และความเข้มของแสงมากขึ้นด้วย

ทำไมจึงมองเห็นผ้าเป็นสีเหลือง

สาเหตุที่มองเห็นผ้าดิบเป็นสีเหลือง เนื่องจากแสงสว่างตกกระทบบนผ้าดิบ สิ่งเจือปนบนผ้าดิบจะดูดแสงบางช่วงคลื่นไว้   โดยเฉพาะช่วงคลื่นสีน้ำเงินจะถูกดูดกลืนไว้มาก จึงทำให้มองเห็นผ้าดิบออกเป็นสีเหลืองโดยสีเหลืองนี้สามารถทำให้ลดลงได้โดยการฟอกด้วยสารเคมี เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือโซเดียมไฮโปคลอไรด์ เป็นต้น

ผ้าที่ผ่านการฟอกขาวแล้วจะมีความขาวมากกว่าผ้าดิบ แต่ยังไม่ได้ขาวบริสุทธิ์คือผ้ายังออกสีเหลืองอยู่ ทั้งนี้เพราะผ้ายังดูดกลืนคลื่นแสงสีน้ำเงินไว้บางส่วน จึงทำให้เห็นผ้าฟอกแล้วออกเหลือง ซึ่งสามารถ

1. เติมสีย้อมสีน้ำเงินที่เหมาะสมลงไป สีย้อมสีน้ำเงินจะดูดกลืนคลื่นสีเหลืองบางส่วนไว้ ทำให้คลื่นแสงมีความสมดุลมากขึ้น เรียกว่าความขาวนี้บริสุทธิ์มากขึ้น แต่ความขาวนี้จะยังไม่สดใสมากนัก
2. เติมสารฟอกนวล (Optical Brightening Agents: OBA)

รูปผ้าที่ผ่านการเติมสารฟอกนวลแล้ว

ส่วนผ้าขาวเมื่อเก็บไว้นานจะเกิดเป็นสีเหลือง ซึ่งสามารถแก้ไขได้ดังนี้

1. โดยการใช้สารฟอกขาว เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือโซเดียมไฮโปคลอไรด์ แต่วิธีนี้จะมีข้อเสียคืออาจทำให้ผ้าเปลี่ยนสีและเปื่อยง่าย
2. โดยการ Tint สีน้ำเงิน ซึ่งจะช่วยดูดซับแสงสีเหลือง ทำให้เรามองเห็นผ้าเป็นสีขาว
3. โดยการใช้สารฟอกนวล (OBA) ซึ่งจะช่วยดูดซับแสง UV ที่มนุษย์มองไม่เห็น และเปลี่ยนพลังงานเป็นแสงที่มนุษย์มองเห็นซึ่งมีความยาวคลื่นยาวกว่า สีเหลืองจะถูกดูดซับโดยการแพร่ของแสงสีม่วงน้ำเงินที่มาจากสารฟอกนวล ทำให้มองเห็นผ้ามีสีขาวขึ้น

โครงสร้างของสารฟอกนวล

สารฟอกนวล (OBA) เมื่อแบ่งตามโครงสร้างสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 กลุ่มใหญ่ๆ ดังนี้

1. กลุ่มสไตบีน (Stibene) ส่วนใหญ่เป็นสารฟอกนวลของเซลลูโลส ขนแกะ ไนล่อน
2. กลุ่มไพราโซไลน์ (Pyrazoline) ส่วนใหญ่เป็นสารฟอกนวลของไนล่อน อะซิเตต อะไครลิค ขนแกะ
3. กลุ่มเบนโซซาซอล (Benzoxazol) ส่วนใหญ่เป็นสารฟอกนวลของ โพลีเอสเตอร์ อะไคริค เซลลูโลส
4. กลุ่มคาวมาริน (Coumarine) ส่วนใหญ่เป็นสารฟอกนวลของ โพลีเอสเตอร์ ไตรอะซิเตต อะไครลิค ไนล่อน

การใช้งานของสารฟอกนวลสำหรับเซลลูโลส

เส้นใยเซลลูโลสในอุตสาหกรรมสิ่งทอที่พบมาก ได้แก่ ฝ้าย เรยอน โดยการใช้งานของสารฟอกนวลสำหรับเซลลุโลสมี 3 วิธี ดังนี้

1. ใส่สารฟอกนวลในช่วงฟอกผ้า ซึ่งใช้ได้เฉพาะกับสารฟอกไอโดรเจนเปอร์ออกไซด์
2. ใส่สารฟอกนวลหลังฟอกผ้าแล้ว
3. ใส่สารฟอกนวลพร้อมกับสารตกแต่งผ้าในช่วงตกแต่งผ้า

ผ้าที่ลงสารฟอกนวลต้องการความขาวสูงสุดและมีความคงทนดี ต้องเตรียมผ้ามาดี เลือกชนิดของสารฟอกนวลได้เหมาะสม การตกแต่งผ้าได้ดี

การเลือกสารฟอกนวลให้เหมาะสมกับวิธีการใช้งานทำได้โดยเลือกคุณลักษณะการดูดเส้นใยของสารฟอกขาว

สารฟอกนวลแบ่งตามคุณลักษณะการดูดติดเส้นใย (Affinity) ได้ 3 ระดับคือ

1. ดูดติดเส้นใยสูง (High–Affinity) เป็นสารฟอกนวลที่มีสัมประสิทธิ์การกระจายตัวต่ำกว่าพวกดูดติดเส้นใยปานกลางและต่ำ แต่อัตราการดูดซึมจะสูงกว่า ทำให้ติดอยู่บนผิวของเส้นใยได้มากกว่า สามารถทนอุณหภูมิสูงได้ดี, เหมาะสำหรับขบวนการแบบดูดซึมและแบบแพด ทนต่อการซักและสามารถใช้ร่วมกับสารฟอกขาวที่เป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้

สินค้าของบริษัท: Apcophor BA 267%, Apcophor BHT 180%, Apcophor TG Liquid, Apcophor UN Liquid, Apcophor BTV, Apcophor CRD

2. ดูดติดเส้นใยปานกลาง (Medium–Affinity) เป็นสารฟอกนวลที่มีสัมประสิทธิ์การกระจายตัวปานกลาง อัตราการดูดซึมปานกลาง เหมาะสำหรับแบบดูดซึมและแบบแพด ทนต่อการซักได้ปานกลาง แต่ทนต่อกรดได้ดีกว่าพวกดูดติดเส้นใยสูงและสามารถใช้ร่วมกับสารฟอกขาวที่เป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ได้

สินค้าของบริษัท: Apcophor BRK Liquid, Apcophor RSB 150%, Apcophor CRD

3. ดูดติดเส้นใยต่ำ (Low–Affinity) เป็นสารฟอกนวลที่มีสัมประสิทธิ์การกระจายตัวสูง แต่อัตราการดูดซึมต่ำ เหมาะสำหรับขบวนการแบบแพดเท่านั้น, ทนต่อการซักและทนอุณหภูมิสูงได้ต่ำ แต่ทนต่อกรดได้ดีกว่าพวกดูดติดเส้นใยสูงและปานกลาง สามารถใช้ร่วมกับสารตกแต่งกันยับได้

สินค้าของบริษัท: Apcophor TB Liquid, Apcophor MST

การใช้งานของสารฟอกนวลสำหรับโพลีเอสเตอร์และเส้นใยผสม

            เส้นใยโพลีเอสเตอร์ผสม ส่วนใหญ่จะผสมกับเส้นใยเซลลูโลส เช่น ผสมกับฝ้ายเป็น T/C ผสมกับเรยอนเป็น T/R ผ้าที่ทอหรือถักจะเป็นเส้นใยผสม เช่น T/C หรือ T/R ต้องใช้สารฟอกนวล 2 ชนิด ชนิดหนึ่งใช้ย้อมโพลีเอสเตอร์ อีกชนิดหนึ่งใช้ย้อมเซลลูโลส จึงทำให้ผ้ามีความขาวที่ดี

สารฟอกนวลที่ใช้กับโพลีเอสเตอร์ แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ

1. สารประเภทที่ใช้พลังงานต่ำ (Low Energy) ประเภทนี้เหมาะกับการย้อมที่ 100 ◦C และใช้สารแครีเออร์ช่วยย้อม หรือใช้วิธีการแบบแพด-เทอร์โมซอล โดยอบที่อุณหภูมิ 175 ◦C – 185 ◦C

สินค้าของบริษัท: Apcophor EMT 250%, Apcophor ETB 300%

2. ประเภทที่ใช้พลังงานสูง (High Energy) ประเภทนี้เหมาะกับการย้อมที่ 130 ◦C โดยไม่ต้องใช้สารแครีเออร์ช่วยย้อม หรือใช้วิธีการแบบแพด-เทอร์โมซอล โดยอบที่อุณหภูมิ 190 ◦C – 200 ◦C

สินค้าของบริษัท: Apcophor ERN 150%, Apcophor ERN 250%, Apcophor EBF 250%

 การใช้งานของสารฟอกนวลสำหรับโพลีเอสเตร์และใยผสม

โดยทั่วไปมี 3 วิธีดังนี้

1. การย้อมแบบดูดซึมพร้อมกับการฟอก หรือหลังฟอก โดยทั่วไปจะทำการย้อมที่ 130 ◦C แบบสีดิสเพอร์ส หรือย้อมที่ 100 ◦C โดยใช้สารแครีเออร์ช่วย โดยเลือกสารฟอกนวลประเภทพลังต่ำ ถ้าเป็นเส้นใยผสมต้องใส่สารฟอกนวลของเซลลูโลสด้วย ซึ่งสามารถแยกทำเป็น 2 ส่วนตามวิธีของโพลีเอสเตอร์และวิธีของเซลลูโลส
2. การย้อมแบบแพด-เทอร์โมซอล ถ้าทำการแพด-เทอร์โมซอลที่อุณหภูมิต่ำคือ 157 ◦C – 185 ◦C ควรใช้สารฟอกนวลพลังต่ำ ถ้าเป็นโพลีเอสเตอร์ผสม อุณหภูมิระดับนี้ไม่ทำให้เซลลูโลสเหลือง แต่ถ้าทำเทอร์โมซอลที่อุณหภูมิคือ 190 ◦C ขึ้นไปควรเลือกใช้สารฟอกนวลประเภทพลังสูง แต่อุณหภูมิระดับนี้ทำให้เซลลูโลสเหลืองได้
3. การย้อมพร้อมกับสารตกแต่งในขั้นตอนการตกแต่งผ้า วิธีนี้เป็นวิธีที่ประหยัด โดยใส่สารฟอกนวลพร้อมกับสารตกแต่งและทำการแพด-เทอร์โมซอล ถ้าเป็นเส้นใยผสมควรเลือกสารฟอกนวลประเภทพลังต่ำ เพื่อจะได้ทำการเทอร์โมซอลที่อุณหภูมิต่ำ เพื่อกันมิให้ส่วนที่เป็นเซลลูโลสเหลือง

ข้อควรระวังในการใช้สารฟอกนวล

เมื่อต้องการทำผ้าขาว จำเป็นต้องใช้สารฟอกนวลเข้ามาช่วย บางครั้งอาจพบว่าผ้าขาวที่ได้มีความแตกต่างกัน สาเหตุของความขาวที่แตกต่างกันมีได้หลายสาเหตุ ซึ่งพอสรุปได้ดังนี้

1. การเตรียมผ้ามามีความขาวไม่พอเพียง ไม่สม่ำเสมอ
2. การเลือกสารฟอกนวลที่ไม่เหมาะสม เช่น ไม่ทนต่อกรด ด่าง ไม่ทนต่อสารฟอกที่ใช้ เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์, คลอไรด์ สารละลายของสารฟอกนวลที่ไวต่อแสง
3. เลือกเคมีที่ใช้ร่วมกันไม่เหมาะสม
4. การเข้ากันไม่ได้ของสารฟอกนวลกับสารที่มีประจุบวก
5. การใช้สารฟอกนวลที่มากเกินไป
6. ใช้ความร้อนไม่พอเพียงสำหรับการดีเวลลอปของสารฟอกนวลของโพลีเอสเตอร์
7. ใช้ความร้อนมากเกินไประหว่างขั้นตอนการอบแห้ง การเซทหน้าผ้า และการเคียวริ่ง
8. น้ำที่ใช้มีความกระด้าง มีสนิมเหล็ก

Reference:

ผ.ศ. เกษม พิพัฒน์ปัญญานุกูล. 2537. พิมพ์ครั้งที่ 1. การควบคุมคุณภาพงานเตรียมสิ่งทอเพื่อการย้อมพิมพ์. หน้า 137-142

Dr. Himadri Panda & Dr. (Mrs.) Rakhshinda Panda. Science Tech Entrepreneur. July 2016.

• Share :