تحقیق مقاله تقسیم بندی رنگینه ها در شاخص رنگ

منظور از این تقسیم بندی پنج جلد کتابی است که توسط

The Society of Dyers and Colorists (SDC)

و

American Association of Textile Chemists and Colorists (AATCC)

تهیه گردیده است. در  جلد اول، رنگینه های خانواده‌های اسیدی، آزوئیک و بازی (بازیک)، در جلد دوم رنگینه های خانواده‌های مستقیم، دیسپرس، سفید کننده های نوری، غذایی، اینگرین (Ingrain) و رنگینه‌های مناسب برای رنگرزی چرم و در جلد سوم رنگینه های خانواده های دندانه ای، طبیعی، رنگدانه (پیگمنت(، رآکتیو، احیاء کننده‌ها، رنگینه های هر خانواده به ترتیب زرد، نارنجی

رنگینه های محلول در حلال، گوگردی، خمی و خمی محلول به ترتیب آمده است. رنگینه های هر خانواده به ترتیب زرد، نارنجی، قرمز، بنفش، آبی، سبز، قهوه ای و بالاخره مشکی بوده و به رنگینه های (غیر مخلوط) موجود هر خانواده رنگینه ای شماره ای داده شده است. به عنوان مثال:

(نام ژنریک شاخص رنگی و یا کالرایندکس) C.I.Acid Yellow 1

که به معنای رنگینه اسیدی زرد رنگ با شاخص رنگی یک است. هر نام ژنریک شاخص رنگی، مشخص کننده یک ساختار شیمیایی معین می باشد. رنگینه های زرد رنگ دیگر همین خانواده با ساختار متفاوت، شاخص رنگی دیگری مثل 2، 3 ، 4 و غیره خواهد داشت. در این 3 جلد خصوصیات هر رنگینه با شاخص معین مثل پایه شیمیایی و شماره آن، تغییرات رنگ در مقابل نور روز و نور مصنوعی، روشن مناسب برای رنگرزی، قدرت یکنواختی (جابجایی)، لکه گذاری روی الیاف دیگر، تعدادی از ثباتهای مختلف، قابلیت برداشت و کاربردهای غیر نساجی آمده است. تقسیم بندی در این سه جلد با توجه به کاربرد رنگینه ها انجام شده است. در جلد چهارم فرمول شیمیایی رنگینه ها آمده است و به هر فرمول شیمیایی شماره ای داده شده است که آنرا شماره پایه شیمیایی شاخص رنگی نام داده اند. این شماره از 10000 شروع می گردد. به عنوان مثال رنگینه اسیدی زرد با شاخص رنگی 1، دارای شماره پایه شیمیاییی شاخص رنگی 10316 ، می باشد.

جلد پنجم از دو قسمت تشکیل شده است. در قسمت اول، رنگینه ها به ترتیب خانواده های رنگینه ای و رنگ در جلدهای اول، دوم و سوم و نام ژنریک آنها آمده و نامهای تجارتی آنها که توسط شرکتهای مختلف انتخاب شده است در مقابل آنها ذکر گردیده است. در قسمت دوم عکس قسمت اول عمل شده و نامهای تجارتی رنگینه ها به ترتیب حروف الفبا آمده و نام ژنریک آنها در مقابل قرار داده شده است. جلدهای دیگر کالرایندکس، ضمیمه بوده و رنگینه های جدید در آنها ذکر گردیده است.

مواد تعاونی (کمکی) در رنگرزی

مواد تعاونی و یا کمکی در رنگرزی را می توان به گروههای زیر تقسیم بندی نمود:

سختی گیر آب

تر کننده – نفوذ دهنده

ضد جابجایی

یکنواخت کننده

ریتارد (Retarder) یا ترمز کننده

کاریر (Carrier)

دیسپرس کننده

احیاء کننده

اکسید کننده

سختی گیر آب

آب در صنعت نساجی نقش مهمتری را نسبت به صنایع دیگر دارد. آبهای زمینی و دریا معمولاً دارای املاح کلسیم و منیزیم می باشد که به آب سخت معروف است. گرچه وجود مقداری از این املاح در آب آشامیدنی مفید است ولی در صنعت نساجی وجود اینگونه املاح در آب، در بیشتر موارد با مولکولهای رنگینه و یا مواد دیگر حاضر در حمام تولید رسوبهای نامحلول کرده و رنگرزی و تکمیل را با اشکال مواجه می سازد. در بیشتر کارخانجات، آب را جهت مصرف سالنهای تکمیل قبلاً تصفیه نموده و املاح را تا مقدار زیادی از آن جدا می نمایند. به هر حال چنانچه آب تصفیه نشده باشد و یا تصفیه آن بصورت کامل انجام نگرفته باشد می توان از مواد سختی گیر آب استفاده نمود. سختی گیرهای آب، مواد معدنی و یا آلی می باشد که با املاح کلسیم و منیزیم حاضر در آب سخت، تولید کمپلکس محلول نموده و بدین وسیله از واکنش آنها با مواد دیگر در حمام جلوگیری نموده و به عبارت دیگر آنها را غیرفعال می نماید. از آنجائی که در مقدمات، رنگرزی، چاپ و تکمیل، بیشتر مواد مصرفی نسبت به آب سخت حساسیت نشان می دهد لذا به کار گرفتن مواد سختی گیر آب با آب کاملاً تصفیه نشده ضرروی است.

مواد تر کننده (خیس کننده)

این مواد، تر شدن کالای نساجی را آسان تر و سریع تر می نماید و بکار گرفتن آنها برای کالایی که آب را به راحتی جذب نکند و مخصوصاً در عملیات پد (pad) که پارچه برای جذب محلول، مدت زیادی ندارد ضروری می باشد.

ترکننده به طور کلی کشش سطحی آب را روی لیف پایین آورده و آب بهتر روی سطح لیف و در منفذهای بین الیاف پخش می گردد و در نتیجه مواد همراه خود را به داخل کالا می رساند. این مواد نه تنها نفوذ محلول را به داخل کالا آسان تر می کند بلکه رنگرزی و تکمیل را یکنواخت تر می سازد. قابلیت جذب محلول متفاوت کالای نساجی در مراحل مختلف می تواند عامل نایکنواختی باشد. مثلاً چنانچه پارچه در مرحله مرسریزه به صورت یکنواخت خیس نشده باشد مرسریزه بصورت یکنواخت انجام نشده و این نایکنواختی، پس از رنگرزی خود را به صورت نایکنواختی رنگی نشان می دهد. ترکننده ها، دیسپرس کننده ها و شوینده ها (دترجنت ها) ساختمان شیمیایی مشابه ای داشته و یکی از این سه خاصیت ممکن است در بعضی موارد بیش از دو خاصیت دیگر باشد. برای عملیاتی که در قلیا و یا اسیدهای قوی صورت می گیرد بایستی از ترکننده های مقاوم در شرایط  محیط استفاده گردد.

نفوذ دهنده که مشابه ترکننده می باشد به نفوذ بیشتر رنگدانه (رنگینه نامحلول در آب) به داخل کالا کمک می کند.

مواد ضد جابجایی (ضد مهاجرت)

مراحل خشک کردن پارچه، بعد از پد شدن آن (آغشته شدن با محلول و یا تعلیق رنگینه) در روشهای مداوم، از نقطه نظر یکنواختی بسیار مهم می باشد زیرا چنانچه حرارت روی پارچه از زیر آن و یا حرارت یک حاشیه از حاشیه دیگر بیشتر باشد آن قسمت زودتر خشک شده و در نتیجه مقداری محلول از قسمتی که هنوز خشک نشده است به طرف قسمت خشک شده حرکت کرده و در آن قسمت، رنگینه بیشتری انباشته می گردد. از این رو، داشتن درجه حرارت یکنواخت در پشت و روی پارچه و همچنین در عرض  پارچه، شرط اساسی کسب رنگرزی یکنواخت می باشد. این حرکت رنگینه را جابجایی و یا مهاجرت گویند. برای به حداقل رساندن جابجایی بایستی از پیک آپ (Pick up) حدود 60 درصد و از دمای نه چندان زیاد در خشک کن (مثلاً 100 تا 110 درجه سانتگیراد) استفاده نمود. ازدیاد دو عامل مذکور (دما و پیک آپ) جابجایی بیشتر رنگینه را باعث می گردد. پیک آپ به صورت زیر تعریف می گردد.

جهت جلوگیری از جابجایی رنگینه در مرحله خشک کردن پارچه، می توان همچنین از مواد شیمیایی که به این منظور تهیه می شود استفاده نمود این مواد، ضد جابجایی نام دارند. مشتقات پلی آکریل اسید یک نوع از مواد ضد جابجایی می باشد که در رنگرزی مداوم با رنگینه های خمی و دیسپرس بکار گرفته می شود. مواد ضد جابجایی، بیشتر در گرمای خشک کن پلیمریزه شده و به این ترتیب یک سد فیزیکی در مقابل عبور و حرکت رنگینه از نقطه ای به نقطه دیگر به وجود می آید.

مواد یکنواخت کننده

از این مواد برای کسب رنگرزی یکنواخت و به عبارت دیگر جلوگیری از پخش نایکنواخت رنگینه در الیاف استفاده می شود. میل جذبی بسیار بالای بعضی از رنگینه ها به الیاف، باعث شتاب این مولکولها به طرف الیاف و در نتیجه رنگرزی نایکنواخت می گردد. کاربرد مواد یکنواخت کننده بیشتر در رنگرزی رمق کشی می باشد. یکنواخت کننده ممکن است با مکانیزمهای متفاوت به یکنواخت تر شدن رنگرزی کمک کند. گروه اول به این ترتیب از شتاب جذب رنگینه به الیاف می کاهد که خود، نقش یک مولکول رنگینه را بازی کرده و با میل جذبی بیشتری نسبت به رنگینه مکانهای رنگینه پذیر را اشتغال می نماید سپس در طی رنگرزی و شرایط مناسب ایجاد شده جای خود را به مولکولهای رنگینه می دهد و به این ترتیب از تجمع نایکنواخت مولکولهای رنگینه در یک نقطه (به علت میل جذبی بالا) جلوگیری می نماید.

این گروه یکنواخت کننده را الیاف دوست می نامند. گروه دیگر مواد یکنواخت کننده که به رنگینه دوست معروف است برخلاف گروه قبلی بار الکتریکی مخالف مولکولهای رنگینه را داشته و به این علت، در حمام رنگرزی به مولکولهای رنگینه جذب می گردد و در نتیجه میل جذبی رنگینه به الیاف کاهش می یابد. در طی رنگرزی و شرایط مناسب مولکولهای یکنواخت کننده به آرامی از مولکولهای رنگینه جدا شده و مولکولهای رنگینه میل جذبی خود را به الیاف باز می یابد و به الیاف جذب می گردد. یکنواخت کننده های رنگینه دوست ممکن است با مکانیزم دیگری عمل کند به این ترتیب که مولکول مرکب رنگینه و یکنواخت کننده قدرت جابجایی (مهاجرت) بیشتری را نسبت به مولکول تنهای رنگینه، بین لیف و حمام پیدا می کند و بالاخره مولکولهای یکنواخت کننده رنگینه دوست ممکن است با در هم شکستن تجمع چند مولکول رنگینه (آگلومر) و تبدیل آنها با تجمع های کوچک تر و در نتیجه آسان تر ساختن جابجا شدن آنها باعث یکنواخت تر شدن رنگرزی گردد.

یکنواخت کننده برای رنگرزی الیاف پلی آکریلونیتریل (آکریلیک) با رنگینه های کاتیونی، ریتارد نامیده می شود. هنگام رنگرزی آکریلیک در دمای بیش از 80 درجه سانتگیراد، میل جذبی رنگینه به لیف به حدی بالا می باشند که تمام مولکولهای رنگینه حاضر در حمام در فاصله زمانی کمی توسط الیاف جذب و تثبیت شده و رنگرزی نایکنواختی را باعث می گردد. جهت کسب یکنواختی در این رنگرزی از ریتاردر استفاده می شود. ریتاردر به معنای ترمزکننده و کند کننده می باشد. تعداد قابل توجهی از این مواد در حقیقت مولکولهای بی رنگی است که خواص آنها با مولکول رنگینه های کاتیونی تشابه زیادی دارد. ریتاردرها ممکن است که میل جذبی بالائی نسبت به الیافت آکریلیک داشته باشند ولی در عین حال به آسانی از لیف جدا گردیده و به حمام رنگرزی برگردند. در رنگرزی، این مولکولها سریع تر از مولکولهای رنگینه جذب الیاف گردیده و سپس به آرامی جای خود را به مولکولهای رنگینه می دهد. این نوع ریتاردر را موقت می نامند.

نوع دیگر ریتاردرها در مقایسه با مولکولهای رنگینه، میل جذبی و نیروی بین مولکول رنگینه و لیف مساوی دارد و به این ترتیب مولکولهای ریتاردر مثل مولکولهای رنگینه، خود جایی را اشغال کرده و از قرار گرفتن رنگینه در آن موضع جلوگیری می کند. این نوع ریتاردر را که مثل مولکولهای رنگینه برای همیشه در الیاف باقی می ماند دائم می نامند. لازم به تذکر است که دو نوع ریتاردر ذکر شده کاتیونی می باشند. ریتاردرهای آنیونی هم وجود دارد که با رنگینه های کاتیونی تشکیل کمپلکس داده و از میل جذبی آن می کاهند. در طی رنگرزی و در شرایط مناسب ریتاردر آنیونی، رنگینه کاتیونی را آزاد نموده و به این ترتیب جذب رنگینه توسط کالا امگان پذیر می گردد.

کاریر

از آنجائی که ساختار بلورین (کریستالین) الیاف پلی استر، در دمای جوش به رنگینه های دیسپرس اجازه ورود به خود را نمی دهد و در دمای جوش فقط عمقهای رنگی کم (روشن) حاصل می گردد، لذا برای کسب عمق رنگی زیاد (پر رنگ) در رنگرزی الیاف پلی استر با رنگینه های دیسپرس در دمای جوش از مواد کمکی به نام کاریر استفاده می شود. یکی از تئوریهای ارائه شده عملکرد کاریر را به صورت زیر توضیح می دهد:

کاربر باعث متورم شدن الیاف پلی استر و باز شدن ساختار آن گردیده و رنگینه دیسپرس موقعیت نفوذ به داخل الیاف پلی استر را پیدا می  کند. بعد از اتمام رنگرزی و سرد شدن حمام، الیاف پلی استر دوباره ساختار بسته خود را باز یافته و مولکولهای رنگینه در آنها محبوس می گردد.

مواد نگهدارنده تعلیق (دیسپرس کننده)

منظور از تعلیق، مخلوط متجانس، (هموژن) ذرات نامحلول یک جسم جامد در یک مایع می باشد. به عنوان مثال رنگینه های خمی و یا دیسپرس در آب حل نگردیده و ته نشین می شود و در نتیجه انتقال آنها به صورت یکنواخت روی کالا غیر ممکن می گردد. جهت پخش یکنواخت این ذرات در آب از مواد کمکی به نام دیسپرس استفاده می شود که نقش آنها کمک به نگهداشتن تعلیق یکنواخت مواد و جلوگیری از شکست آن که به ته نشین شدن ذرات منجر می گردد، می باشد.

ساختمان مولکولی مواد نگهدارنده تعلیق، مثل سایر مواد سطح فعال از یک بخش آب دوست (هیدروفیل) و یک بخش چربی دوست (لیپوفیل) تشکیل می گردد. بخش چربی دوست مواد نگهدارنده تعلیق، ذره رنگینه به صورت آگلومر (تجمعی از چند مولکول رنگینه) را احاطه می نماید و بخش آب دوست آنها به طرف آب جهت می گیرد. به این ترتیب از نزدیک شدن ذرات رنگینه در آب و در نتیجه ته نشین شدن، جلوگیری بعمل می آید و تعلیق پایدار می شود.

احیاء کننده ها

احیا کننده ماده ای است که هیدروژن به رنگینه و یا مواد شیمیایی دیگر اضافه می کند. به عنوان مثال رنگینه های خمی و انواعی از رنگینه های گوگردی که در آب نامحلول است توسط احیاء کننده احیاء گردیده و سپس به کمک قلیا در آب حل شده و توسط الیاف جذب می گردد.

سدیم دی تیونیت ، سدیم سولفید  و سدیم بی سولفید  نمونه هایی از مواد تعاونی احیاء کننده می باشد.

اکسید کننده ها

اکسید کننده ها برای اضافه کردن اکسیژن به رنگینه و یا مواد شیمیایی دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. مثلاً رنگینه های خمی احیاء شده بعد از نفوذ به داخل الیاف سلولزی اکسید گردیده و به صورت نامحلول در آب در می آید و در نتیجه ثبات بالای خود را بدست می آورد. آب اکسیژنه، سدیم کرومات، سدیم بی کرومات، و پتاسیم پربورات نمونه هایی از مواد تعاونی اکسید کننده می باشد.

موضع رنگرزی در مراحل مختلف تولید

رنگرزی ممکن است در مراحل مختلف تولید انجام شود. موضع رنگرزی با توجه به فاکتورهای مختلف مثل کاربرد، هزینه و امکانات انتخاب می گردد.

رنگرزی توده (رنگرزی همزمان با تولید الیاف)

در تولید الیاف مصنوعی ممکن است رنگینه و یا رنگدانه را با پلیمر مذاب و یا محلول آن مخلوط نموده و سپس از منافذ رشته ساز بیرون فرستاد. در صورت انتخاب صحیح رنگینه، رنگ حاصل، از یکنواختی و ثبات برخوردار خواهد بود زیرا رنگینه بخشی جداناشدنی از لیف بوده و به آسانی تحت تأثیر شرایط محیط خارج از لیف قرار نخواهد گرفت.

رنگرزی همزمان با تولید امکان انتخاب رنگ کالا در مراحل بعد از تولید را غیر ممکن می سازد. به هر حال این روش برای رنگرزی الیافی که رنگرزی آنها بسیار مشکل باشد مهم است. به عنوان مثال بهترین روش رنگرزی الیاف پلی الفین مثل (پلی اتیلن و پلی پروپلین) رنگرزی همزمان با تولید می باشد که رنگرزی توده نام دارد. این رنگرزی به کمک مخلوط رنگینه و یا رنگدانه در یک بستر به نام ماستریچ (Master Batch) انجام می شود.

ب: رنگرزی الیاف باز

منظور از این روش، رنگرزی الیاف کوتاه قبل از بکار گرفته شدن در اولین مرحله تولیدی می باشد. در این روش با توجه به ظرفیت ماشین، الیاف در نقل کننده مخصوص قرار داده شده و در داخل ماشین رنگرزی قرار می گیرد. از آنجایی که پنبه و ویسکوز تورم زیادی در آب دارند. لذا برای رنگرزی این الیاف معمولاً لایه های الیاف به کمک صفحات مشبک از یکدیگر جدا می گردد. الیاف در ماشین ساکن بوده و محلول رنگینه توسط پمپ به صورت متناوب از داخل و خارج و از خارج به داخل بسته های الیاف جریان پیدا می کند. نایکنواختی رنگرزی محسوس نخواهد بود. در این روش که موثرترین و گران ترین روش رنگرزی می باشد رنگینه به خوبی در الیاف نفوذ می کند. به هر حال به علت از دست دادن مقداری از نرمی خود، ریسندگی الیاف رنگرزی شده مشکل تر از الیاف سفید می باشد و برای رفع این عیب باید روغن به الیاف اضافه گردد.

ج: رنگرزی فتیله

فتیله های ماشین کشش (گیل باکس) را هم می توان به شکل بسته های مخصوص و به کمک ماشین هائی که برای رنگرزی الیاف باز به کار گرفته می شود رنگرزی کرد. فتیله ها معمولاً روی قرقره های مشبک مخصوص پیچیده می شود. بسته ها در نقل کننده قرار گرفته و سپس داخل ماشین جای داده می شود. این روش، رنگرزی یکنواختی را امکان پذیر می سازد.

چ: رنگرزی نخ

دلیل اصلی رنگرزی نخ، تهیه نخ های رنگی جهت کسب طرحهای مختلف به کمک ماشین بافندگی می باشد. نخ را می توان به روشهای زیر رنگرزی نمود:

-I رنگرزی بویین نخ

نخ روی بویین های مشبک و یا فنری پیچیده شده و سپس بویین ها روی نقل کننده قرار گرفته و در داخل ماشین رنگرزی مشابه دو روش قبل رنگرزی می شود. جریان محلول رنگینه به صورت متناوب از داخل به خارج و از خارج به داخل بویین می باشد.

- II رنگرزی کلاف

از این روش می توان به جای رنگرزی نخ روی بویین استفاده نمود. از آنجائی که نخ به صورت کلاف کاملاً باز می شود نفوذ بسیار زیاد و آسان تری برای محلول رنگینه امکان پذیر می باشد. کلافها ابتدا روی میله های مخصوص و سپس در داخل حمام رنگرزی قرار می گیرد. در این روش رنگرزی، نخ نرمی و حجم خود را حفظ می کند.

-III رنگرزی چله

این روش مشابه روش رنگرزی نخ روی بویین می باشد. با این تفاوت که اقتصادی تر است. غلطک چله که در این روش مورد استفاده قرار می گیرد مشبک بوده و محلول رنگینه در آن پمپاژ می گردد.

د: رنگرزی پارچه

کالاهای یک رنگ، معمولاً به صورت پارچه می شوند، این روش انتخاب رنگ را تا آخرین مرحله ممکن می سازد. پارچه ای که از الیاف مختلف تشکیل می گردد با انتخاب رنگینه های مناسب برای اجزاء مختلف و توجه به شرایط آنها رنگرزی می شود و سعی می شود تا این الیاف رنگ یکسان داشته باشد. این نوع رنگرزی را Union dyeing می نامند. منظور از Piece dyeing رنگرزی کالائی است که فقط از یک نوع لیف تشکیل شده باشد.

فصل دوم

رنگرزی الیاف سلولزی با رنگینه های مستقیم

آشنائی

خاصیت آب دوستی (هیدروفیلی) الیاف سلولزی، رنگرزی نسبتاً آسان این الیاف را با خانواده های رنگینه های مختلف امکان پذیر می سازد. این رنگینه ها که از نظر خواص کاملاً با یکدیگر تفاوت دارند به طرف مختلفی به کار گرفته می شود. رنگینه هایی که در صنعت برای رنگرزی الیاف سلولزی بکار گرفته می شود به قرار زیر می باشد:

1- رنگینه های مستقیم

2- رنگینه های رآکتیو

3- رنگینه های خمی و خمی محلول

4- رنگینه های گوگردی

5- رنگینه های نفتلی (آزوئیک)

6- رنگدانه ها (پیگمنت)

نقطه نظرهای مختلف مثل ثبات، کاربرد کالا و رنگ مورد نظر باعث انتخاب یکی از خانواده های ذکر شده می گردد. رنگرزی اصولاً به روش های غیر مداوم (رمق کشی) نیم مداوم و یا مداوم صورت می گیرد. در روش رمق کشی حجم حمام رنگرزی محدود بوده و مقدار معین پارچه، نخ، فتیله و یا الیاف در داخل حمام قرار گرفته و عمل رنگرزی طبق دستور صورت می گیرد. در صورتی که در رنگرزی مداوم پارچه به صورت مداوم از یک شاسی (حمام حاوی رنگینه) که دائماً در حال پر شدن است گذشته و بعد از فشرده شدن توسط یک سری غلتک (فولارد) مقدار معینی از محلول و یا تعلیق رنگینه را به خود گرفته و از قسمتهای لازم دیگر برای تثبیت رنگینه می گذرد. در روش نیم مداوم، معمولاً رنگیه به صورت مداوم روی کالا آورده می شود ولی تثبیت رنگینه به صورت غیر مداوم انجام می شود.

رنگینه های مستقیم، نمکهای سدیم رنگینه های آلی سولفونیک اسیدی است که از نقطه نظر پایه شیمیائی بیشتر به گروه رنگینه های آزو تعلق دارد. این تقسیم بندی بر اساس گروه کروموفر رنگینه ها می باشد. رنگرزی الیاف سلولزی با این رنگینه ها به آسانی انجام می شود. قیمت ارزان، نفوذ و قدرت جابجایی نسبتاً خوب از خصوصیات این خانواده رنگینه ای می باشد. رنگینه های مستقیم از محلول به طرف الیاف رفته و بعد در داخل آنها نفوذ کرده و توسط نیروهای فیزیکی در داخل آنها نگهداشته می شود. حرکت مولکولهای رنگینه از محلول به طرف الیاف و جذب آنها توسط الیاف تا حد تعادل ادامه پیدا می کند. در حالت تعادل نیروی جذب مولکول رنگینه توسط آب و الیاف برابر می گردد. در نتیجه رنگینه بیشتری به داخل الیاف نفوذ نمی کند. جذب رنگینه در مدت زمان قابل قبول برای رنگرزی (60-45 دقیقه)، به درجه حرارت حمام، نسبت حجم حمام به وزن کالا (L:R) و مقدار الکترولیت (نمک طعام – سدیم سولفات) بستگی دارد. معمولاً هر چه حجم حمام کمتر گردد و غلظت رنگینه بالاتر رود الیاف رنگینه بیشتری را جذب می کنند. ازدیاد درجه حرارت، افزایش رنگینه جذب شده به لیف را به همراه دارد ولی این افزایش در نقطه ای به حداکثر رسیده و سپس به کاهش مبدل می گردد. برای رنگینه های مختلف، دمای جذب حداکثر ممکن است بین 20 تا 95 درجه سانتگیراد متغیر باشد. مقدار الکترولیت هم به همین ترتیب بر جذب رنگینه اثر می گذارد. معمولاً جذب حداکثر رنگینه با اضافه کردن الکترولیت به حمام رنگرزی به مقدار 15 تا 25 درصد نسبت به وزن کالا حاصل می گردد. خصوصیات رنگینه های مختلف را می باید با مراجعه به کاتالوگ مربوطه پیدا کرده و آنها را در رنگرزی بکار گرفت.

لازم به ذکر است که طبق تئوری در درجه حرارتهای پائین مقدار رنگینه جذب شده به لیف (راندمان رنگی) در حالت تعادل بیشتر از درجه حرارتهای بالا می باشد ولی سرعت رسیدن به این حالت بسیار کم است. به عبارت دیگر کسب تعادل به مدت زمان طولانی احتیاج دارد به نحوی که برای رنگرزی مقرون به صرفه نمی باشد. گرچه درجه حرارتهای بالا دارای راندمان کمتری در حالت تعادل می باشد در مقابل سرعت رسیدن به حالت تعادل بیشتر بوده و به عبارت دیگر حالت تعادل در مدت زمان کمتری کسب می گردد. البته ذکر این نکته هم ضروری است که در مدت زمان قابل قبول برای رنگرزی (60-45 دقیقه) حتی در درجه حرارتهای بالا، حالت تعادل واقعی حاصل نمی گردد.

قدرت جابجایی (مهاجرت) رنگینه های مستقیم

منظور از قدرت جابجایی رنگینه در حمام رنگرزی، امکان رفت و برگشت مولکولهای رنگینه بین لیف و حمام رنگرزی و همچنین تحرک در داخل لیف می باشد. چنانچه رنگینه ای از نظر قدرت جابجایی ضعیف باشد، بعد از قرار گرفتن در موضعی، جای خود را ترک نمی کند و باعث نایکنواختی رنگی می گردد ولی رنگینه هائی که دارای قدرت جابجایی بیشتری باشند ممکن است چند بار در طی رنگرزی بین لیف و حمام رنگرزی رفت و برگشت کنند. در نتیجه احتمال یکنواخت تر شدن رنگرزی بیشتر می شود. رنگرزی با رنگینه های باقدرت جابجایی کم را باید با توجه و دقت فراوان انجام داد به این ترتیب که در شروع رنگرزی، شرایطی را فراهم آورد که میل جذبی رنگینه به لیف چندان زیاد نباشد. به عبارت دیگر الیاف نتوانند به سرعت رنگینه را به طرف خود جذب کنند. در ادامه رنگرزی باید میل جذبی رنگینه را تدریجاً افزایش داد. به این منظور درجه حرارت شروع رنگرزی به نحوی انتخاب می شود که با درجه حرارت راندمان حداکثر، اختلاف فاحش داشته باشد. سپس درجه حرارت به آرامی به درجه حرارت اضافه نگردد و بعد از مدتی الکترولیت را در چند بخش به حمام اضافه نمود. الکترولیت در رنگرزی با رنگینه های مستقیم باعث جذب بیشتر رنگینه توسط لیف می گردد. به جذب رنگینه توسط لیف رمق کشی هم گفته می شود.

درجه حرارت راندمان حداکثر و قدرت جابجایی رنگینه بایستی در مخلوط کردن رنگینه ها با یکدیگر مورد توجه کامل قرار گیرد و رنگینه هائی که دارای درجه حرارت راندمان حداکثر و قدرت جابجائی نسبتاً نزدیک به هم می باشند با یکدیگر مخلوط گردند. به همین منظور S D C رنگینه های مستقیم را از نظر قدرت جابجائی به سه گروه A ، B و C تقسیم بندی می کند که در کاتالوگها ممکن است تحت عنوان SDC-Classification ظاهر گردد.

گروه A به رنگینه هایی گفته می شود که از قدرت جابجائی نسبتاً بالائی برخوردار بوده و در رنگرزی از نظر نایکنواختی مشکل چندانی را ایجاد نمی کند.

گروه B شامل رنگینه هائی می شود که قدرت جابجائی چندان ندارند. رنگرزی با این رنگینه ها باید در ابتدا بدون الکترولیت انجام شود و اضافه کردن الکترولیت به حمام در چند مرحله در طی رنگرزی صورت گیرد.

گروه C به رنگینه هائی اطلاق می شود که از نظر قدرت جابجایی قدرت جابجایی ضعیف تر از کلاس های A و B می باشند و رنگرزی آنها بایستی در درجه پائین (اختلاف زیاد با درجه حرارت راندمان حداکثر) و بدون الکترولیت آغاز گردد، درجه حرارت به آرامی افزایش داده شود و الکترولیت در دفعات مختلف، بعد از شروع رنگرزی به حمام اضافه گردد. بعلاوه برای رنگینه های با قدرت جابجائی کم می توان از مواد تعاونی یکنواخت کننده استفاده نمود. مواد کمکی دیگری مثل ترکننده، ضد احیاء و قلیا (بندرت) ممکن است در رنگرزی با رنگینه های مستقیم به کار گرفته شود.

فصل سوم

رنگرزی الیاف سلولزی با رنگینه های راکتیو

آشنائی

رنگینه های راکتیو دارای یک عامل فعال می باشند که می تواند تحت شرایط قلیایی با گروههای هیدروکسیل (OH) الیاف سلولزی پیوند شیمیایی تشکیل دهد. به همین جهت، این رنگینه ها، راکتیو (واکنشی) نام گرفته اند. وجود پیوند شیمیایی بین مولکول رنگینه و لیف باعث ایجاد ثبات شستشویی بالا برای این رنگینه ها شده و آنها را از رنگینه های مستقیم که دارای ثبات شستشویی بسیار پائین تری است متمایز می سازد. رنگینه های راکتیو ممکن است دارای عامل فعال متفاوت باشد و با توجه به این گروهها تقسیم بندی گردند. مثلاً

بعضی از عوامل فعال مثل دی کلروتری آزین (DCT) ، تری کلروپریمدین (TCP) و منوفلوئوروتری آزین (MFT) دارای میل زیادی به انجام واکنش با گروههای هیدروکسیل سلولز می باشد به نحوی که می توان رنگرزی را در حضور قلیا و در دمای اطاق رنگرزی انجام داد. این رنگینه ها که دارای قدرت واکنشی بالا می باشند به رنگینه های سرد معروف بوده و برای رنگرزی به روش پد- بچ مناسب است. عوامل فعال دیگری مثل: منوکلروتری آزین (MCT) قدرت واکنشی خود را در دمای بالا نشان می دهد. از این رو رنگینه های دارای این نوع گروههای فعال به رنگینه های گرم معروف است و برای روشهایی مثل پد-بچ که در آن از انرژی گرمایی استفاده نمی شود مناسب نیست. چون ممکن است به زمان بیش از حتی 45 ساعت جهت انجام واکنش بین عوامل فعال و گروه هیدروکسیل در حضور قلیا احتیاج باشد. جدول 1-3 سال تولید، نام تجارتی، شرکت تولید کننده، بنیان شیمیایی عوامل فعال و همچنین نوع پیوند با سلولز را برای تعدادی از رنگینه های راکتیو متداول در صنعت نشان می دهد.