کاتی در مورد رنگزای راکتیو
■متغیرها ( رنگزا ، سیستم رنگرزی)
■فرآیند رنگرزی و گراف
■علت یابی مشکلات پیش آمده در رنگرزی
در رنگرزی با رنگزاهای راکتیو این رنگزاها یک گروه فعاله دارند که این گروه با گروه هیدروکسیل لیف پنبه واکنش می دهد و پیوند کوالانسی ایجاد می کند و به همین دلیل رنگزاهای راکتیو ثبات شستشویی بالایی و عمدتا شفافیت خوبی نیز دارند. این پیوند در شرایط قلیایی برقرار می شود البته رنگزاهای راکتیو دیگری هم تولید شده اند که در شرایط اسیدی نیز با پنبه واکنش می دهند که بعدا به آن خواهیم پرداخت. در صورتی که رنگزا با گروه هیدروکسیل موجود در آب واکنش دهد در این صورت رنگزا هیدرولیز شده است این رنگزا دیگر با لیف واکنش نمی دهد و فقط روی پنبه می نشیند و در شستشو خارج شده و باعث کاهش عمق رنگی می گردد. برای جلوگیری از هیدرولیز رنگزا به عنوان مثال در روش رمق کشی نباید pH را به طور ناگهانی افزایش دهیم و در روش مداوم و نیمه مداوم باید به زمان ثبات رنگزا در محیط قلیایی توجه شود و رنگزا بیشتر از آن، در حمام قلیایی باقی نماند.
رنگزاهای راکتیو بر اساس نوع گروه فعاله دسته بندی می شوند:
رنگزاهای راکتیو سرد: گروه فعاله ی این دسته از رنگزاها مثل: منوفلوئورتری آزین (MFT)، تری کلروپریمیدین (TCP)، دی کلرو تری آزین (DCT) تمایل زیادی به لیف پنبه ای دارند به گونه ای که در حضور قلیا در دمای محیط می توان رنگرزی را انجام داد این ها برای رنگرزی به روش پد-بچ مناسب هستند.
رنگزاهای راکتیو گرم: این دسته رنگزاها مثل منوکلرو تری آزین قدرت واکنشی خود را در دمای بالا نشان می دهند. این رنگزاها برای رنگرزی به روش پد-بچ مناسب نمی باشند چون مدت زمان زیادی لازم است.
طبقه بندی رنگزاهای راکتیو:
- رنگزاهای راکتیو سرد: که رنگرزی آنها در دمای ۳۵-۲۵ درجه انجام می شود. این رنگزاها از لحاظ مصرف انرژی بهینه می باشد ولی مشکل آنها این است که مدت انبارداری آنها کوتاه است. عمده مصرف این دسته درچاپ باتیک است. مثال:Y 86,R 11,B 81
- رنگزاهای راکتیو گرم: این دسته از رنگزاها شفافیت خیلی خوبی دارند، دمای رنگرزی آنها ۸۵- ۸۰ درجه می باشد. چون واکنش پذیری کمتری دارند در نتیجه مقدار قلیای مصرفی اینها کمتر می باشد (pH=10.5). از نفوذ و مهاجرت بسیار خوبی در دمای بالا برخوردارند و برای رنگرزی ویسکوز و پنبه مرسریزه بسیار مناسب هستند. ثبات شستشویی خوبی دارند. سرعت فیکسه ی بالایی دارند و برای رنگرزی به روش رمق کشی توصیه می شوند. مثال: Y 84, R 120, B 160
- رنگزاهای راکتیو وینیل سولفون: گروه فعاله ی این دسته از رنگزا وینیل سولفون می باشد. این دسته بیشتر شامل شیدهای تیره می باشد مثلا همه ی مشکی ها جزو این دسته می باشند، دمای رنگرزی آنها ۶۰-۵۵ درجه سانتی گراد می باشد. اکثر رنگزاهای این دسته قابلیت برداشت دارند، ثبات نوری خیلی خوبی دارند و برای رنگرزی به روش cold-pad batch مناسب می باشند. این دسته از رنگزاها حساسیت بالایی نسبت به تغییرات نمک، قلیا L:G دارند. برای رنگرزی به روش رمق کشی، مداوم و ژیگر مناسب هستند و ثبات های خوبی دارند. مثال:Br 18, Blk 31, O 16
- *رنگزای آبی فیروزه ای (B.21) که جزو این دسته می باشد حتما باید در دمای ۸۵-۸۰ درجه رنگرزی گردد و توصیه می شود از سولفات سدیم بجای نمک طعام استفاده شود.
- رنگزاهای راکتیو بای فاکشنال ) Bi Fuctional): این رنگزاها دارای دو گروه واکنش دهنده هستند: وینیل سولفون و منو کلروتری آزین. رنگرزی آنها در دمای ۶۰ درجه انجام می شود و این رنگزاها کمترین حساسیت را در برابر تغییرات نمک، قلیا دارند و تکرار پذیری و یکنواختی (به خصوص در شیدهای ترکیبی مثل زیتونی) خیلی خوبی دارند. مثال: Y 145, R 195, B 222
- رنگزاهای راکتیو چاپ: این دسته رنگزاهای منوکلروتری آزین می باشند که به دلیل تمایل کمتری که دارند پایداری خمیر چاپ بیش تر خواهد بود و نیز در هنگام شستشو مهاجرت رنگزا از حمام به زمینه ی سفید پارچه کمتر خواهد بود. مثال: Y 85, R 24, B 25
- رنگزاهای راکتیو مولتی فاکشنال (Multi Fuctional): این دسته از رنگزاهای دارای چندین گروه واکنش دهنده هستند در نتیجه سرعت جذب بالایی دارند و بیش تر برای شیدهای عمیق از این دسته استفاده می شود.
رنگزاهای راکتیو-پشم:
۱- رنگزا های راکتیو آلفا -برم اکریل آمید
این گروه از رنگ ها شامل گروه راکتیو آلفا -برم اکریل آمید بوده که برای رنگرزی پشم به کار می رود. می تواند واکنش اضافی و جانشینی با لیف پروتینی داشته باشد. این گروه برای محصولات پشمی با کیفیت بالا مثل مرینوفاستونی، قالی و غیره مناسب است.
۲- رنگزاهای راکتیو کامپوزیت
این گروه دارای فعالیت بالا، پایداری خوب در برابر اسید، هیدرولیز شدن کم در محیط قلیایی،یکنواختی و مهاجرت بسیار خوب است. با تنظیم pH حمام رنگرزی در نقطه ایزوالکتریک و دمای ۸۰ تا ۹۰ درجه سانتی گراد، تخریب لیف پشم کاهش یافته و زیر دست آن نیز حفظ می شود . این گروه دارای شید های درخشان و کامل،ثبات بالا،هیدرولیز شدن پایین و ثبات نوری بالا می باشد. از این رنگ ها برای کالاهای پشمی که تکمیل ضد جمع شدگی بر روی آنها انجام شده نیز استفاده می شود.
☆☆چند نکته در پاسخ به یک سوال؛ چرا رنگزای راکتیو ؟
√ رنگرزی با رنگزاهای راکتیو ٬رنگزاهای راکتیو در بین رنگزاهای مورد استفاده برای رنگرزی الیاف سلولزی بدلیل داشتن تنوع رنگی، شفافیت بالا ، ثبات تر عالی و کاربرد آسان ، جایگاه ویژه ایی دارند.
√√ رنگزاهای راکتیو تحت شرایط قلیایی با الیاف پیوند کووالانسی برقرار میکنند.
همچنین رنگزاها دارای فاکتور ( ضریب) Substantivity Factorتمایل هستند .
(تعریف ؛ ضریب تمایل برابر است با نسبت غلظت رنگزای جذب شده به کالا در پایان رنگرزی ، به غلظت رنگزای اولیه موجود در حمام رنگرزی . )
√√√ بیشتر رنگزاهای راکتیو دارای فاکتور تمایلی بین ۴۰ تا ۸۰ % هستند ( متوسط به بالا)، فاکتور ۸۰درصد در یک رنگزا رقم بالاییست ! بطوریکه رنگزایی با چنین فاکتور تمایلی ، تهاجم سریعی به کالا دارد ، به سختی مهاجرت میکند و شستشو آن به سختی انجام میگیرید.
بهترین فاکتور برای رنگرزی به روش روق کشی Exhaust حدود ۶۰% است.
√√√√ باتوجه به مکانیزم عملکرد رنگزاهای راکتیو روی کالاهای سلولزی ، همیشه این امکان وجود دارد که درصدی از رنگزای راکتیو مصرفی ، بجای سلولز ، با مولکولهای آب موجود در حمام رنگرزی واکنش داده و هیدرولیز شوند. این رنگزاها دیگر قابلیت برقراری پیوند کووالانسی با کالای سلولزی را نخواهند داشت. در نتیجه باید با بهینه کردن شرایط رنگرزی میزان رنگزاهای تثبیت نشده و هیدرولیز شده را به حداقل رساند.
☆☆متغیر های رنگزا در رنگرزی
√ ساختمان شیمیایی رنگزا
دو جز مهم رنگزاهای راکتیو ساختمان رنگی مولکول و گروه فعاله است . ویژگی هایی مثل محدوده فامی ، ثبات نوری، قابلیت حلالیت ، تمایل به جذب و نفوذ تحت تاثیر ساختمان رنگی مولکول هستند. ( آزو ، آنتراکینون و فتالوسیانین).
از طرف دیگر ویژگی های واکنش پذیری ، پایداری پیوند رنگزا – لیف ، راندمان واکنش بالیف تحت تاثیر گروه فعاله رنگزاست.
( گروه فعاله مثل رنگزاهای دارای سیستم وینیل سولفون)
√ تمایل به جذب
تمایل به جذب بالای رنگزا ممکن است منجر به رمق کشی اولیه بالاتر شود همچنین حساسیت کم رنگزا به تغییرات PH و دما ، نفوذ و یکنواختی کم ، احتمال بیشتر نایکنواختی در رنگرزی و حذف مشکلتر رنگزای جذب نشده از سطح پارچه را نتیجه میدهد.
√ واکنش پذیری
واکنش پذیری بالای رنگزا یکی از دلایل کاهش زمان پروسه رنگرزی است . واکنش پذیری یک رنگزا را میتوان توسط تغییر Ph و دما کنترل کرد.
√ قابلیت حلالیت
رنگزاهای دارای حلالیت بیشتر میتوانند آسانتر وبهتر در لیف نفوذ کنند در نتیجه مهاجرت و یکنواختی بهتری را حاصل میکنند.
رنگزای راکتیو
☆☆ متغییر های سیستم رنگرزی
√ دما
رنگرزی در دمای بالا ( معمولا ۶۰درجه به بالا) منجر به سرعت رنگرزی بالاتر ، راندمان رنگی کمتر ، نفوذ بهتر و سریعتر رنگزا ، یکنواختی بهتر و احتمال هیدرولیز بیشتر رنگزا و تمایل کمتر به کالا میشود ( دما با توجه به نپع رنگزا انتخاب میشود) . بالا بردن دما به منظور تورم الیاف ، دسترسی به گروه های هیدروکسیل، افزایش تحرک و واکنش پذیری مولکولهای رنگزا است.
PH √
در بحث PH باید هم به میزان PH حمام و هم داخل لیف دقت شود ، Ph لیف همیشه کمتر از PH خارجی است . از آنجاییکه واکنش تخریب رنگزا کاملا در محلول رخ می دهد بالا بودن PH محلول سبب افزایش تمایل رنگزا به تخریب بجای واکنش با لیف میشود .
بالا بردن مقدار پی اچ به اندازه یک واحد با یک افزایش ۲۰ درجه ایی دما مشابه است!
افزایش PH بالاتر از ۱۱ سبب کاهش سرعت واکنش و راندمان تثبیت میشود .
√ الکترولیت
افزودن الکترولیت منجر به افزایش سرعت و میزان رمق کشی میشود.
الکترولیت ها مثل ؛ سولفات سدیم Na2So4 ، نمک NaCl .
در مورد استفاده از نمک باید گفت ناخالصیهایی نظیر سولفات کلسیم ، سولفات منیزیم ، آهن ، مس و.. میتواند وجود داشته باشد که مشکلاتی در رنگرزی ایجاد میکند.
√ نسبت حجم محلول به کالا L:G
در نسبتهای محلول پایین تر ، رمق کشی بهتر و راندمان رنگی بالاتر حاصل میشود .
رنگزای راکتیو
■■فرآیند رنگرزی :
روش عمومی رنگرزی برای اکثر رنگهای راکتیو مثل: REMAZOL,NIGOZOL,…
۱- ماشین را راه اندازی کرده و آب را اضافه می کنیم و PH را در پایین تر از ۷ تثبیت می کنیم. در صورت لزوم برای تنظیم PH از اسید استیک استفاده می کنیم.
۲- دما را تا ۴۰ درجه سانتیگراد بالا می بریم. مواد تعاونی مثل سختی گیر و ضد شکستگی را اضافه میکنیم.
۳- ماده رنگی را پس از حل کردن در آب به آرامی به دستگاه تزریق می کنیم.
۴- رنگرزی را با این شرایط به مدت ۱۰ دقیقه ادامه می دهیم.
۵- نمک را در سه مرحله اضافه میکنیم ( معمولا ۳ مرحله و تزریق هر محله ۱۰ دقیقه) .
۶- رنگرزی را با این شرایط(۴۵ درجه سانتیگراد) به مدت ۲۰ دقیقه ادامه می دهیم.
۷- دما را تا ۶۰ درجه و برای بعضی رنگها حداکثر تا ۸۰ درجه بالا می بریم و ۱۰ دقیقه دیگری رنگرزی را ادامه می دهیم تا دما کاملا همگن شود.
۸- به آرامی و در مدت ۲۰ دقیقه ( بسته به حساسیت رنگ ۴ تا ۶ مرحله)، قلیا را اضافه می کنیم.
۹- رنگرزی را به مدت ۱ ساعت ادامه می دهیم.
۱۰- پس از پایان این مدت شید را بررسی می کنیم.
درصد رنگ و نمک
مراحل شستشو:
۱- اضافه کردن صابون و حرارت دادن بمدت ۱۵ دقیقه در دمای ۸۵ درجه سانتیگراد
۲- برای خنثی سازی مقدار ۱ یا ۱.۵ گرم در لیتر اسید استیک بکار می بریم.
۳- آبکشی در ۸۰ درجه در دو مرحله
۴- شستشو تا صاف شدن آبرنگ
مشکلات رنگرزی و دلایل آنها
Resist spots/ stains/ blotches/dark colored areas
√ لکه های مقاوم- نواحی بی رنگ – نواحی رنگی تیره
۱. آماده سازی ناقص کالا
۲. ناخالصی های طبیعی و مصنوعی باقیمانده در کالا
۳. ناخالصی آب
۴. ناخالصی موجود در مواد مصرفی ( نمک ، قلیا)
۵. ناسازگاری مواد کمکی و رنگزا در حمام
۶. سرعت جذب اولیه بالای رنگزا روی کالا
۷. L:R پایین
۸. شستشو / آبکشی نامناسب بعد از رنگرزی
