رنگرزی الیاف سلولزی با رنگینه های مستقیم

رنگرزی الیاف سلولزی با رنگینه های مستقیم
رنگینه های مستقیم ، نمک های سدیم رنگینه های آلی سولفونیک اسیدی است که از نقطه نظر پایه شیمیایی بیشتر به گروه رنگینه ها یآزو تعلق دارد . رنگینه های مستقیم از محلول به طرف الیاف رفته و بعد در داخل آن ها نفوذ کرده و توسط نیرو های فیزیکی در داخل آن ها نگه داشته می شود .حرکت مولکول های رنگینه از محلول به طرف الیاف و جذب آن ها توسط الیاف تا حد تعادل ادامه پیدا می کند . در حالت تعادل نیروی جذب مولکول رنگینه توسط آب و الیاف برابر است ، در نتیجه رنگینه بیشتری به داخل الیاف نفوذ نمی کند . جذب رنگینه در مدت زمان قابل قبول برای رنگرزی (۶۰-۴۵ دقیقه ) ، به درجه حرارت حمام ، نسبت حجم حمام به وزن کالا (L:R) و مقدار الکترولیت ( نمک طعام – سدیم سولفات ) بستگی دارد . معمولا هر چه حجم حمام کمتر شود و غلظت رنگینه بالا تر 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 می رسد وسپس به کاهش مبدل می گردد . برای رنگینه های مختلف ، دمای جذب حداکثر ممکن است بین ۲۰ تا ۹۵ درجه ی سانتیگراد متغیر باشد . مقدار الکترولیت هم به همین ترتیب بر جذب رنگینه اثر می گذارد .معمولا جذب حداکثر رنگینه با اضافه کردن الکترولیت به حمام رنگرزی به مقدار ۱۵ تا ۲۵ درصد نسبت به وزن کالا حاصل می گردد .
در درجه حرارت های پایین مقدار رنگینه جذب شده به لیف در حالت تعادل بیشتر از درجه حرارت های بالا می باشد ولی سرعت رسیدن به این حالت بسیار کم است .

مواد رنگزای مستقیم برای کالای سلولزی (پنبه ای و ویسکوز) مناسب است.

رنگرزی مستقیم آسان است، به طور فیزیکی با کالا پیوند برقرار می کند(نیروی واندروالس) بنابر این ثبات شستشو پایین است.

رنگ مستقیم که به آن مواد رنگزای سوبستانتیو نیز می گویند، این مواد رنگی محلول در آب هستند و میل ترکیبی به الیاف سلولزی دارند و مستقیما جذب می شوند، مانند مشتقات بنزیدین. رنگ‌های مستقیم معمولاً ارزان هستند و به راحتی رنگرزی می‌شوند و می‌توانند رنگ‌های روشن ایجاد کنند. شستشوی ضعیف است اما ممکن است با درمان بعدی بهبود یابد. بیشتر رنگ های بسته بندی شده که برای مصارف خانگی فروخته می شوند، رنگ های مستقیم هستند.

منحنی رنگرزی:

نکته 1: نقش نمک (common salt) در رنگرزی پنبه با رنگ های مستقیم (direct dyes) افزایش جذب رنگ است. در رنگرزی پنبه با رنگ های مستقیم برای افزایش جذب رنگ از مواد تعاونی کلرید سدیم و سولفات سدیم استفاده می شود .

نکته 2: به منظور تثبیت رنگ مستقیم روی کالا از فیکسه کننده (fixing agent) استفاده می شود.

نکته3: با افزایش میزان نمک در حمام رنگرزی کالای پنبه ای با رنگ مستقیم ٬ ابتدا افزایش جذب رنگ و سپس کاهش جذب رنگ ایجاد می شود .

نکته: در کلاس A ٬ مواد رنگزای مستقیم ٬ افزایش نمک در چند نوبت الزامی نیست .

نکته: قدرت یکنواخت شوندگی رنگ ٬ در کلاس A رنگ مستقیم بیشتر است .

نکته: کلاس C رنگ های مستقیم در حضور نمک و دمای زیاد تمایل به جذب ذاتی رنگ نسبت به الیاف سلولزی بیشتر است .

نکته‌: عملیات بعدی روی کالای سلولزی با رنگ های مستقیم به منظور افزایش ثبات رنگ انجام می گیرد .

نکته:  سولفات مس و بی کرومات پتاسیم یا سدیم ٬ پس از عملیات رنگرزی کالای سلولزی با رنگ مستقیم و برای افزایش ثبات رنگ به کار می رود .

درجه حرارت راندمان حداکثر و قدرت جابه جایی رنگینه بایستی در مخلوط کردن رنگینه ها با یکدیگر مورد توجه کامل قرار گیرد و رنگینه هایی که دارای درجه حرارت راندمان حداکثر و قدرت جابه جایی نسبتا نزدیک به هم می باشند با یکدیگر مخلوط گردند . به همین منظور S D C رنگینه های مستقیم را از نظر قدرت جا به جایی به سه گروه A ، B و C تقسیم بندی می کند .
گروه اول A به رنگینه هایی گفته می شود که از قدرت جابه جایی نسبتا بالایی برخوردار بوده و در رنگرزی از نظر نایکنواختی مشکل چندانی را ایجاد نمی کند .
گروه B شامل رنگینه هایی می شود که قدرت جابه جایی 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 هایی اطلاق می شود که از نظر قدرت جابه جایی ضعیف تر از کلاس های A و B می باشند و رنگرزی آن ها بایستی در درجه پایین 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.
رنگرزی الیاف سلولزی با رنگینه های راکتیو
رنگینه های راکتیو دارای یک عامل فعال می باشند که می تواند تحت شرایط قلیایی با گروه های هیدروکسیل (OH) الیاف سلولزی پیوند شیمیایی تشکیل دهد . به همین جهت ، این رنگینه ها ، راکتیو ( واکنشی) نام گرفته اند . دارای ثبات شستشویی بالا می باشند .
بعضی از عوامل فعال مثل دی کلرو تری آزین ، تری کلرو پریمیدین و منو فلوئو رو تری آزین دارای میل زیادی به انجام واکنش با گروه های هیدروکسیل سلولز می باشد به نحوی که می توان رنگرزی را در حضور قلیا و در دمای اتاق رنگرزی انجام داد . این رنگینه ها که دارای قدرت رنگرزی بالای می باشند به رنگینه های سرد معروف است . عوامل فعال دیگر مثل منو کلرو تری آزین قدرت واکنشی خود را در دمای بالا نشان می دهد . از این رو رنگینه های دارای این نوع گروه های فعال به رنگینه های گرم معروف است .
در رنگرزی با رنگینه های راکتیو ، عوامل فعال در محیط قلیایی با گروه هیدروکسیل سلولز به صورت شیمیایی برقرار کند که در این صورت رنگینه به حالت غیر فعال در آمده و دیگر نمی تواند با گروه هیدروکسیل سلولز پیوند شیمیایی تشکیل دهد ، به عبارت دیگر رنگینه هیدرولیز می گردد . در رنگرزی با رنگینه های راکتیو می باید به این مسئله توجه گردد و تا حد امکان مقدار هیدرولیز به حداقل کاهش داده شود . رنگینه های هیدرولیز شده به الیاف پنبه متصل نبوده و در شست و شو از الیاف جدا شده و کاهش عمق رنگ را باعث می گردد . جهت جدا کردن مولکول های رنگینه ی هیدرولیز شده و ترکیب نشده از الیاف ، بعد از رنگرزی به شست و شوی موثری با آب داغ و دترجنت احتیاج است . در رنگرزی به روش نیمه مداوم و مداوم باید به زمان ثبات رنگینه در محیط قلیایی توجه شود و رنگینه بیش از آن در حمام قلیایی باقی نماند تا مقدار رنگینه هیدرولیز شده به حداقل ممکن کاهش یابد . رنگینه های راکتیوی که در محیط اسیدی با سلولز پیوند برقرار می کنند هم تولید شده اند

این مثلث رنگ در هنرستان رازی اصفهان انجام شده است.

عملیات بعد از رنگرزی:

یک عامل ثابت کننده مناسب پس از رنگرزی برای بهبود خواص ثبات رنگ استفاده می شود. معمولاً این فرآیند در دمای 30-40 درجه سانتیگراد است. گاهی اوقات دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت 15-20 دقیقه یا طبق توصیه فروشنده استفاده می شود. پس از آخرین حمام آبکشی، یک نرم کننده کاتیونی به پارچه اضافه می شود تا خواص زیردست را افزایش دهد. این فرآیند در دمای 40-50 درجه سانتیگراد به مدت 15-20 دقیقه انجام می شود.