گوگرد (به انگلیسی: Sulfur ) یک عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نماد S شناخته میشود. پس رنگزا گوگردی در ساختار شیمیایی خود گورد دارد و این رنگ را بانام رنگ سولفور هم میشناسند و قالبا برای رنگرزی پارچه جین استفاده میشود.
مباحث کاربردی در رنگرزی با رنگزاهای گوگردی
رنگزاهای گوگردی به چند نوع طبقهبندی میشوند و از چه ویژگیهایی برخوردار میباشند؟
به طور کلی، رنگزاهای گوگردی را میتوان در دو بخش محلول و نامحلول طبقهبندی نمود که تفاوت هریک در میزان حلالیتشان در آب میباشد. بدین صورت که، رنگزاهای گوگردی محلول، قابلیت حلالیت در آب را دارند ولی، قبل از احیا شدن میل جذبی به سلولز ندارند. رنگزاهای گوگردی نامحلول، در آب نامحلول بوده و یا از حلالیت بسیار کمی در آب برخوردار میباشند که در اثر ترکیب با محلول سولفید سدیم(احیاکننده)، میتوانند در آب حل شوند.
از ویژگیهای مهم این رنگزا، میتوان به ثبات نوری نسبتاً مطلوب آن اشاره نمود و با وجود اینکه، این دسته از رنگزاها ثبات سایشی ایدهآلی ندارند؛ اما میتوان همین خصوصیت نامطلوب را به نقطه قوت تبدیل نمود. به عنوان مثال، در پوشاک مردانه همچون شلوار و پیراهن، از آنجایی که جذب رنگزا و کالا از نوع جذب سطحی است، در هنگام شستشو میتوان از این نوع جذب بهره جست و با عملیاتی همچون سنگشویی و استفاده از آنزیمهای مختلف، کالایی با افکتهای متنوع به بازار عرضه نمود و البته، به دلیل شیدهای خوبی که بعضی از آنها دارند، میتوان البسهای با رنگهای متنوع و مقرون به صرفه تولید کرد..
کاربرد این گروه از رنگزاها، بیشتر در شیدهای رنگی تیره همچون مشکی، قهوهای، سرمهای، زیتونی و …. است که البته نمیتوان گفت که دارای شید رنگی محدود یا ناقصی هستند، چرا که رنگزاهای گوگردی دارای رنگ زرد، صورتی و … نیز میباشند. به عنوان مثال، از رنگزای گوگردی میتوان یک نوع رنگ سبز خوشرنگ به نام سبز بیمارستانی را دریافت نمود که بسیار پرکاربرد در البسه بچهگانه است اما بیشتر در شید رنگی تیره از گوگردی استفاده مینمایند همانند مانتوهای زنانه به خصوص رنگ سورمهای و جنس مخلوط پلیاستر/پنبه که از ثبات شستشویی مناسبی برخوردار است.
فرآیند رنگرزی این دسته از رنگزاها به چه صورت است؟
جهت رنگرزی توسط رنگزاهای گوگردی، ابتدا بایستی رنگزا با سولفور سدیم (سدیم سولفید) و همچنین آب داغ مخلوط شود تا به شکل محلول درآید. سپس، به کمک نمک عملیات جذب بین کالا و رنگزا صورت پذیرد و در نهایت، وارد حمام اکسیداسیون گردد تا رنگ دوباره بر روی پارچه به صورت نامحلول درآید.
در مورد رنگرزی با رنگزای گوگردی در شید رنگی مشکی، میتوان به ازای هر درصد رنگ، از ۴/۱-۲/۱ برابر رنگ سولفور سدیم ۶۰% و ۸۰-۷۰ گرم بر لیتر نیز نمک استفاده کرد. اگر سولفور مصرفی ضعیفتر بود، میتوان میزان بیشتری را به کار برد. مدت زمان درگیری رنگزا و نمک حدود ۴۵ دقیقه تا ۱ ساعت است که پس از آن، میتوان عملیات شستشو با آب سرد را انجام داد. البته در صورت استفاده از ژیگر، شستشو توسط دوسر آب سرریز سرد صورت میگیرد که پس از آن وارد حمام اکسیداسیون حاوی ۵ گرم بر لیتر آب اکسیژنه، ۱ سی سی در لیتر اسیداستیک در دمای ۵۵ تا ۶۰ درجهسانتیگراد به مدت ۲۰ دقیقه میشود.
هنگام رنگرزی با رنگزای گوگردی به چه فاکتورهایی باید توجه نمود؟
یکی از فاکتورهای حائز اهمیت، توجه به مقدار سولفور است، البته به شرط آنکه سولفور مصرفی سالم باشد. بدین معنی که اگر سولفور در معرض هوا قرار گیرد، شروع به اکسید شدن میکند. در واقع، سولفور خودش را اکسید میکند و در نتیجه، قدرت آن کاهش مییابد به همین دلیل، جهت نگهداری سولفور، حتما باید درب بشکه یا کیسه، خوب بسته باشد و به هیچ وجه هوا وارد آن نگردد.
سفیدک زدن سولفور یا بلند شدن لایه نمکی از روی آن، نشاندهنده سولفور تقریباً ناسالم است و مصرف این سولفور، باعث ضعیف شدن رنگ میگردد یعنی، رنگ کاملاً لوکو نشده است؛ همچنین، اگر مقدار سولفور زیاد باشد، عملیات عکس صورت میپذیرد و لوکوی فوق احیایی ایجاد خواهد شد که در این شرایط، رنگ از حالت خود خارج میشود و جذب اسیدی صورت نمیگیرد و بدین ترتیب، مقداری از آن، از محیط خارج میشود. اگر مقدار سولفور هم کم باشد، رنگ لوکوی کافی را انجام نمیدهد و به علت کاهش قدرت رنگ، مقداری از آن از بین میرود و به عبارت دیگر، دورریز میشود. همراه با مقدار سولفور سدیم ذکر شده، میتوان جهت کمک به تشکیل لوکوی محلول رنگزا، از مقدار ۵ گرم بر لیتر کربنات استفاده نمود. در صورت عدم استفاده از محلول و اکسید مناسب، هم ثبات تر و هم ثبات خشک فوقالعاده کاهش مییابد. در نتیجه، اگر پس از شستشو، پساب رنگی نباشد، در صورت سایش کالای رنگ شده با کالای دیگر، آن کالا را رنگی میکند.
لطفاً به چند مورد از رنگزاهای گوگردی موجود در بازار اشاره بفرمایید.
انواع مختلفی از رنگزاهای گوگردی در بازار یافت میشود که هرکدام از آنها جهت مصارف خاص بسیار کارآمد میباشد تنها باید شناسایی گردند. یکی از این نوع رنگزاها، رنگ مشکی گوگردی با کدهای ۵۲۱ و ۵۲۲ از نوع چینی است که به ترتیب دارای ته رنگ آبی و ته رنگ قرمز است و معمولاً جهت مشکی کردن، از مخلوط این دو نوع رنگ (با نسبت یکسان) استفاده میگردد. از جمله رنگزاهای معروف گوگردی، رنگ سرمهای با کد ۵۰۷ است که در اصل مخلوطی از رنگزای خمی-گوگردی است. جهت دستیابی به شید رنگی مطلوب توسط این نوع رنگ، اگر مقدار احیاکننده را ۵/۱ برابر درنظر بگیریم، باید نصف سولفور و نصف هیدروسولفید همراه با ۵ گرم کربنات هم استفاده شود. این نوع رنگزاها، به شکل پودری هستند که جهت حل کردن آن میتوان از رنگزا، مقدار مشخصی سولفور، هیدرو و کربنات استفاده نمود و به محض ریختن این مخلوط داخل آب جوش، فرآیند حل شدن صورت میگیرد. مراحل پس از رنگرزی هم دقیقاً شبیه به رنگزای مشکی است که باید از نمک در جذب و آب اکسیژنه برای اکسیداسیون استفاده کرد. به منظور دستیابی به رنگهای زیتونی و قهوهای، درصد بیشتری رنگزا نیاز است.
رنگهای الوان دیگری در گوگردی موجود است که جهت حل کردنشان باید سولفور را دو برابر رنگ استفاده نمود همچون زرد، قهوهای، شکلاتی، سبز و زیتونی. این رنگها از شیدهای دیگری نیز برخوردارند مثل آبی شالی، صورتی و زرد لیمویی.
یک نوع رنگزای گوگردی محلول در بازار یافت میشود به نام هیدروزول که معمولاً جهت رنگرزی از دستگاه پداستیم استفاده میگردد. این نوع رنگزاها، پودری شکل هستند و جهت محلول شدن، باید از میزان سولفور کم استفاده شود. از سوی دیگر، در رنگزای سورمهای ۵۰۷ میتوان توسط سولفور و هیدرو، مقدار زیادی از ته رنگ قرمز آن را کاهش داد و رنگ آن را آبیتر نمود. جهت تیره کردن رنگ آن میتوان از مشکیB گوگرد (۵۲۱) استفاده نمود. از آنجاییکه، این نوع رنگها مات هستند و از ثبات نوری بالایی برخوردار میباشند، میتوان در رنگرزی پارچههای لباسی مردانه از نوع پنبه مورداستفاده قرار داد که بسیار مطلوبتر از رنگرزی با رنگزاهای مستقیم است. همچنین، از این رنگزا، میتوان جهت رنگرزی پارچههای برزنتی چادرهای خیمه استفاده نمود. این نوع رنگزا، تا حدودی سبب تغییر زیردست میگردد.
در عملیات شستشویی پس از رنگرزی، رعایت چه نکاتی ضروری است؟
هنگام استفاده از رنگزای گوگردی، شستشوی پس از عملیات رنگرزی از خود فرآیند مهمتر است. چرا که، اگر عملیات شستشو به نحو مطلوب صورت نپذیرد، رنگ باقیمانده به مرور زمان تبدیل به اسید سولفوریک میشود و موجب پوسیدگی پارچه و در نهایت، صدمه به بدن میگردد. به همین منظور، پس از رنگرزی و عملیات اکسیداسیون، بایستی توسط یک صابون مرغوب، به بهترین نحو ممکن کالا شسته شود. لازم به ذکر است که هنگام استفاده از رنگزای گوگردی، عملیات شستشویی زمانبری همچون راکتیو ندارد و با ۳۰ دقیقه جوشاندن میتوان سولفور و رنگدانههای اضافی را از پارچه زدود و در رنگرزی با شید مشکی، استفاده از صابون نانیوئیک ایدهآلتر است اما صابون کاتیونیک هم میتواند جهت این فرآیند مفید باشد. همچنین، استفاده از نرمکنهای کاتیونی به دلیل تحتالشعاع قرار دادن ثبات سایشی پارچه، مصرفش مناسب نمیباشد.
عملیات رنگبری به چه روشی صورت میگیرد؟
جهت رنگبری باید از (سولفور، کربنات، سود) و یا آب ژاول (کلر) استفاده نمود؛ همچنین، از عدم وجود نرمکن باید اطمینان حاصل کرد تا بتوان به یک رنگبری مطلوب دست یافت. هنگام استفاده از آب ژاول نباید دما از ۳۰ تا ۴۰ درجه سانتیگراد بالاتر رود؛ چرا که در دمای بالا، کلر تبدیل به اسیدکلریدریک میشود و منجر به خوردگی پنبه و در نهایت، پوسیدگی پارچه میگردد. لازم به ذکر است در حال حاضر، از نوع چینی رنگها در بازار بیشتر مصرف میشود.
رنگزاهای گوگردی با چه مشکلاتی مواجه هستند و جهت رفع آن، باید چه تدابیری را اندیشید؟
به طور کلی، رنگزاهای گوگردی از جمله رنگزاهای ارزان قیمت هستند که عملیات رنگرزی مقرون به صرفهای را به همراه دارند؛ اما، از سوی دیگر، مشکل بوی سولفور موجود در این نوع رنگزا است که همین امر موجب میشود تا حتماً کارخانه در محیطی دور از مناطق مسکونی باشد.
رنگرزی با رنگهای گوگردی معمولاً در دستگاه ژیگر صورت میپذیرد؛ از این رو، هنگام ورود پارچههای شلواری سنگین دارای حاشیه بافت ضخیم از درب باز ژیگر ، هوا از کنار پارچه ورود مینماید و تا حدودی باعث افزایش یا کاهش رنگ میشوند. جهت رفع این مشکل، میتوان از مادهای به نام اشتابیلیزر استفاده نمود که از پایدارکنندهها و فوق احیاییهای رنگزاهای گوگردی میباشد و باید به گونهای عمل نمود که از اکسیداسیون رنگزا هنگام ورود هوا به داخل دستگاه جلوگیری نماید.
از نکاتی که عدم رعایت آن میتواند موجب بروز مشکلات متعددی گردد، عدم توجه به سطح آب رنگرزی دستگاه ژیگر است که باید سطح آب بالاتری نسبت به سایر رنگزاها داشته باشد. به عنوان مثال، اگر در رنگرزی پنبه با رنگزای راکتیو، ۶۰درصد دستگاه را آب میگرفت، در رنگهای گوگردی باید۷۵ درصد ژیگر، آب رنگ باشد، طوریکه قرارگرفتن کالا در حمام رنگ و فاصلهاش با غلتک ژیگر حداقل باشد.
از دیگر مسائل موجود در استفاده از رنگزای گوگردی، حساسیت در میزان مواد مصرفی است که کمبود آن در محیط باعث نایکنواختی میگردد و در کارخانجات باید به تراز بودن ژیگر، موازی بودن غلتک با خط افق و سطح فوندانسیون توجه نمود تا موجب اختلاف شید طرفین نگردد. هنگام رنگرزی پارچه گردباف در ماشین هاسپل، باید اولاً سطح آب بالا باشد و درب آن تا حدودی باز باشد تا جذب کامل انجام گردد؛ البته، مقدار جذب رنگ در هاسپل کمتر از ژیگر است و باید مقدار رنگ بیشتری مصرف شود.
عملیات سنگشویی کالاهای رنگرزی شده با رنگزاهای گوگردی به چه صورت است؟
عملیات سنگشویی، با دو روش و دو نوع مواد انجام میگیرد. روش اول، آغشتهسازی سنگهای پوکه به آب ژاول(کلر) و روش دوم، آغشتهسازی به پرمنگنات میباشد. در روش اول، کالا را همراه با سنگهای آغشته شده به آب ژاول در ماشین سنگشویی قرار داده، پس از مدت بیست دقیقه، کالا را خارج کرده و اضافات سنگ را میگیرند. پس از آن، کالا وارد حمام متابیسولفید و یا یک نوع قلیایی میگردد تا کلر آن زدوده شده و خنثی گردد و سپس آبکشی میکنند.
در روش دوم، کالا را با سنگهای آغشته به پرمنگنات در ماشین سنگشویی ریخته و تحت عملیات خاص و مدت مشخص آن را خارج کرده و پس از هوادهی و گرفتن اثرات سنگ اضافی وارد حمام احیا که هیدروسولفید و یا اسیداگزالیک است، مینمایند و پس از پایان عملیات آبکشی میکنند.
———
علی رغم مشکلات زیست محیطی که در مورد رنگزاهای گوگردی عنوان می شود آنها جایگاه مهمی برای رنگرزی الیاف سلولزی با شیدهای مشکی ٬ قهوه ایی ٬ آبی ٬ سبز در عمق های متوسط تا زیاد به خود اختصاص داده اند.این رنگزاها دارای ثبات نوری و شستشویی خوبی میباشند اما به خوبی رنگهای خمی و آزوییک نیستند.
رنگزاهای گوگردی به چهار گروه اصلی طبقه بندی میشوند :
رنگزاهای گوگردی نامحلول CI Sulphur Dyes
رنگزاهای گوگردی لوکو CI Leuco Sulphur Dyes
رنگزاهای گوگردی محلول CI Solublised Sulphur Dyes
رنگزاهای گوگردی متراکم CI Condensed Sulphur Dyes
رنگزاهای گوگردی نامحلول غیر قابل حل در آب بوده و گوگرد به صورت قسمتی از ساختمان رنگی مولکول و به صورت زنجیر های پلی سولفیدی در آن وجود دارد.این رنگزاها در شکل احیا شده (لوکو) جذب الیاف سلولزی گردیده و سپس به کمک عملیات اکسیداسیون در داخل لیف به شکل نامحلول اولیه در می آیند. رنگزاهای گوگردی نسبت به رنگزاهای خمی راحتتر احیا می شوند اما اکسید کردن مجدد آنها مشکل تر است .
لوکوی یک رنگزای گوگردی (بصورت لوکوی محلول در آب رنگزای اولیه به همراه یک احیا کننده مناسب) دارای شماره ساختمانی مشابه با رنگزای گوگردی نامحلول اولیه Parent Sulphur Dyeمیباشند٬ اما یک رنگزای گوگردی محلول دارای شماره ساختمانی متفاوتی نسبت به رنگزای نامحلول اولیه خود میباشد زیرا لوکوی حاصله مشتق شیمیایی رنگزای اولیه است که میل جذبی به سلولز ندارد ولی در طی عملیات رنگرزی به شکل متمایل به کالا تبدیل میشود . اگرچه رنگزاهای گوگردی متراکم نیز در ساختار خود حاوی گوگرد هستند اما از نظر ساختمان و روش تولید ٬ شباهت کمی به رنگزاهای گوگردی کلاسیک Traditional Sulphur Dye دارند.
رنگزاهای گوگردی به شکل های مختلف نظیر پودر ٬ پودر های احیا شده ٬ دانه بندی ٬ پودرهای پخش شده ٬ خمیر های پخش شده ٬ مایع و انواع محلول در آب به بازار عرضه میشود.
مراحل اصلی کاربرد رنگزاهای گوگردی نامحلول در آب بصورت زیر است :
احیا ٬ که به موجب آن رنگزای نامحلول در آب به شکل محلول در آب در می آید .
رنگرزی ٬ که به موجب آن رنگزای محلول در آب جذب کالا میشود.
آبکشی که به موجب آن همه رنگزاهای آزاد و مواد تعاونی اضافی قبل از مرحله اکسیداسیون از کالا حذف می شوند.
اکسیداسیون که به موجب آن رنگزای جذب شده توسط کالا به شکل نامحلول در آب اکسید می شود.
صابونی کردن ٬ که منجر به افزایش درخشندگی و نیز بهبود ثبات رنگ کالا میشود.
مواد کمکی مورد استفاده در رنگرزی با رنگزاهای گوگردی ششامل احیا کننده ها ٬ آنتی اکسیدان ها ٬ مواد کمپلکس دهنده ٬ مواد تر کننده ٬ اکسید کننده و تثبیت کننده ها میباشند.
در رنگرزی با رنگزاهای گوگردی با توجه به نوع رنگزا از سولفید سدیم Na2S ٬ هیدرو سولفید سدیم NaHS و یا دی تیونیت سدیم Na2S2O4 به عنوان احیا کننده استفاده میشود.
مخلوط سود سوزآور / دی تیونیت سدیم ترکیب شیمیایی متداول برای احیا رنگزای خمی میباشد اما کنترل کنترل این سیستم در رنگرزی با رنگزاهای گوگردی مشکل است و به جز برای برخی رنگزاهای گوگردی – خمی نتایج ثابتی نمی دهد. مخلوط کربنات سدیم / دی تیونیت سدیم برای رنگزاهای گوگردی نا محلول در آب قلیایی ضعیفی است و برای جلوگیری از احیا بیش از حد و بالطبع راندمان رنگی پایین نیاز به کنترل دقیق دارد.پلی سولفید سدیم و بورو هیدرید سدیم میتوانند به عنوان آنتی اکسیدان برای جلوگیری از اکسیداسیون زودرس ٬ بهبود پایداری حمام رنگرزی و کاهش احتمالی برنزه شدن و ثبات سایشی ضعیف استفاده میشوند.
مواد کمپلکس دهنده برای تکشیل کمپلکس های محلول در آب با یونهای فلزی آب وکاهش فعالیت آنها استفاده می شوند تا از ثبات سایشی ضعیف ٬یا نایکنواختی ناشی از یونهای چند ظرفیتی موجود در محلول رنگزا یا در کالا جلوگیری نمایند . مواد تر کننده نیز ممکن است برای بهبود تر شوندگی کالا و افزایش نفوذ بیشتر و یکنواخت رنگزا به داخل کالا استفاده شوند.
بهترین سیستم اکسیداسیون سنتی ٬ استفاده از دی کرومات سدیم/ اسید استیک می باشد زیرا قادر است همه رنگزاهای گوگردی احیا شده را بطور کامل و سریع اکسید نماید و راندمان رنگی و خصوصیات ثباتی بالایی را نتیجه می دهد. هرچند که به خاطر مساپل زیست محیطی و تاثیر نامناسبشان روی زیر دست و قابلیت دوزندگی کالا ٬ بخصوص با رنگزاهای مشکی گوگردی مورد انتقاد روز افزون هستند.
افزودن 1 گرم بر لیتر سولفات مس به حمام های اکسیداسیون این رنگزاها ثبات نوری را بهبود می بخشد اما ممکن است سبب کدر شدن شید و خشن شدن زیر دست گردد.
همچنین استفاده از سولفات مس برای شیدهای تیره توصیه نمی شود چراکه ممکن است تخریب فیزیکی اسیدی را افزایش دهد.
تثبیت کننده هایی نظیر مواد آلکیل دار کننده بر اساس اپی کلرو هیدرین منجر به افزایش فوق العاده ثبات شستشویی رنگزاهای گوگردی می شوند.اما ممکن است ثبات نوری را کاهش دهند. ضمن آنکه در صورت نیاز به اصلاح رنگرزی انجام شده در مورد رنگرزی گوگردی آلکیل دار شده ٬ عملیات رنگبری بسیار مشکل است.
مهمترین مشکلاتی که در رنگرزی با رنگزاهای گوگردی رخ می دهد تخریب اسیدی و برنزه شدن Bronziness کالا میباشند. برنزه شده به ظاهر براق کالای رنگرزی شده با رنگهای گوگردی اطلاق میشود. این عیب به علت تجمع بیش از حد ماده رنگزا روی سطح پارچه ایجاد میگردد.در بعضی از موارد کالای رنگرزی شده با رنگزاهای گوگردی بخصوص در مورد فام مشکی می توانند شرایط مرطوب و دمای بالا در انبار ها مقدار کمی اسید سولفوریک در الیاف سلولزی تولید کنند که منجر به کاهش استحکام کالای رنگرزی شده میگردد در این رابطه از آزمون AATCC 26-1994 استفاده میشود.
مشکلات رنگرزی با رنگزای گوگردی و دلایل آن
تخریب اسیدی کالا
شستشوی و خنثی سازی ناقص پارچه رنگرزی شده.
برنزه شدن کالا
مقدار ناکافی احیا کننده
کیفیت پایین احیا کننده
غلظت بیش از حد الکترولیت
غلظت بیش از حد قلیا
تماس بیش از حد کالای رنگی با هوا قبل از عملیات شستشو و اکسیداسیون
L:R پایین
دمای نامناسب رنگرزی
ناخالصی آب
حضور کلسیم یا منیزیم در پنبه
حذف ناقص محلول اضافی قبل از رنگرزی
اکسیداسیون زودرس رنگزای احیا شده
عمق رنگی بالا
لکه های مقاوم / نواحی بی رنگ / نواحی رنگی تیره
آماده سازی ناقص کالا
ناخالصی های طبیعی و مصنوعی باقیمانده در کالا
ناخالصی آب
ناخالصی مواد شیمیایی مصرفی
ناسازگاری مواد کمکی حمام رنگرزی
پایداری کم پخش شدگی رنگزا
سرعت جذب اولیه زیاد رنگزا روی کالا
L:R پایین
شستشو / آبکشی نامناسب بعد از رنگرزی
گردش خیلی زیاد کالا طی عملیات رنگرزی
غلظت بیش از حد سطح فعال
رنگ های گوگردی
علی رغم مشکلات زیست محیطی که در مورد رنگزاهای گوگردی عنوان می شود آنها جایگاه مهمی برای رنگرزی الیاف سلولزی با شیدهای مشکی ٬ قهوه ایی ٬ آبی ٬ سبز در عمق های متوسط تا زیاد به خود اختصاص داده اند. این رنگزاها دارای ثبات نوری و شستشویی خوبی میباشند اما به خوبی رنگهای خمی و آزوییک نیستند. رنگزاهای گوگردی به چهار گروه اصلی طبقه بندی میشوند :
رنگزاهای گوگردی نامحلول CI Sulphur Dyes
رنگزاهای گوگردی لوکو CI Leuco Sulphur Dyes
رنگزاهای گوگردی محلول CI Solublised Sulphur Dyes
رنگزاهای گوگردی متراکم CI Condensed Sulphur Dyes
رنگزاهای گوگردی نامحلول غیر قابل حل در آب بوده و گوگرد به صورت قسمتی از ساختمان رنگی مولکول و به صورت زنجیر های پلی سولفیدی در آن وجود دارد.این رنگزاها در شکل احیا شده (لوکو) جذب الیاف سلولزی گردیده و سپس به کمک عملیات اکسیداسیون در داخل لیف به شکل نامحلول اولیه در می آیند. رنگزاهای گوگردی نسبت به رنگزاهای خمی راحتتر احیا می شوند اما اکسید کردن مجدد آنها مشکل تر است .
لوکوی یک رنگزای گوگردی (بصورت لوکوی محلول در آب رنگزای اولیه به همراه یک احیا کننده مناسب) دارای شماره ساختمانی مشابه با رنگزای گوگردی نامحلول اولیه Parent Sulphur Dyeمیباشند٬ اما یک رنگزای گوگردی محلول دارای شماره ساختمانی متفاوتی نسبت به رنگزای نامحلول اولیه خود میباشد زیرا لوکوی حاصله مشتق شیمیایی رنگزای اولیه است که میل جذبی به سلولز ندارد ولی در طی عملیات رنگرزی به شکل متمایل به کالا تبدیل میشود . اگرچه رنگزاهای گوگردی متراکم نیز در ساختار خود حاوی گوگرد هستند اما از نظر ساختمان و روش تولید ٬ شباهت کمی به رنگزاهای گوگردی کلاسیک Traditional Sulphur Dye دارند.
رنگزاهای گوگردی به شکل های مختلف نظیر پودر ٬ پودر های احیا شده ٬ دانه بندی ٬ پودرهای پخش شده ٬ خمیر های پخش شده ٬ مایع و انواع محلول در آب به بازار عرضه میشود.
مراحل اصلی کاربرد رنگزاهای گوگردی نامحلول در آب بصورت زیر است :
احیا ٬ که به موجب آن رنگزای نامحلول در آب به شکل محلول در آب در می آید .
رنگرزی ٬ که به موجب آن رنگزای محلول در آب جذب کالا میشود.
آبکشی که به موجب آن همه رنگزاهای آزاد و مواد تعاونی اضافی قبل از مرحله اکسیداسیون از کالا حذف می شوند.
اکسیداسیون که به موجب آن رنگزای جذب شده توسط کالا به شکل نامحلول در آب اکسید می شود.
صابونی کردن ٬ که منجر به افزایش درخشندگی و نیز بهبود ثبات رنگ کالا میشود.
مواد کمکی مورد استفاده در رنگرزی با رنگزاهای گوگردی ششامل احیا کننده ها ٬ آنتی اکسیدان ها ٬ مواد کمپلکس دهنده ٬ مواد تر کننده ٬ اکسید کننده و تثبیت کننده ها میباشند.
در رنگرزی با رنگزاهای گوگردی با توجه به نوع رنگزا از سولفید سدیم Na2S ٬ هیدرو سولفید سدیم NaHS و یا دی تیونیت سدیم Na2S2O4 به عنوان احیا کننده استفاده میشود.
مخلوط سود سوزآور / دی تیونیت سدیم ترکیب شیمیایی متداول برای احیا رنگزای خمی میباشد اما کنترل کنترل این سیستم در رنگرزی با رنگزاهای گوگردی مشکل است و به جز برای برخی رنگزاهای گوگردی – خمی نتایج ثابتی نمی دهد. مخلوط کربنات سدیم / دی تیونیت سدیم برای رنگزاهای گوگردی نا محلول در آب قلیایی ضعیفی است و برای جلوگیری از احیا بیش از حد و بالطبع راندمان رنگی پایین نیاز به کنترل دقیق دارد.پلی سولفید سدیم و بورو هیدرید سدیم میتوانند به عنوان آنتی اکسیدان برای جلوگیری از اکسیداسیون زودرس ٬ بهبود پایداری حمام رنگرزی و کاهش احتمالی برنزه شدن و ثبات سایشی ضعیف استفاده میشوند.
مواد کمپلکس دهنده برای تکشیل کمپلکس های محلول در آب با یونهای فلزی آب وکاهش فعالیت آنها استفاده می شوند تا از ثبات سایشی ضعیف ٬یا نایکنواختی ناشی از یونهای چند ظرفیتی موجود در محلول رنگزا یا در کالا جلوگیری نمایند . مواد تر کننده نیز ممکن است برای بهبود تر شوندگی کالا و افزایش نفوذ بیشتر و یکنواخت رنگزا به داخل کالا استفاده شوند. بهترین سیستم اکسیداسیون سنتی ٬ استفاده از دی کرومات سدیم/ اسید استیک می باشد زیرا قادر است همه رنگزاهای گوگردی احیا شده را بطور کامل و سریع اکسید نماید و راندمان رنگی و خصوصیات ثباتی بالایی را نتیجه می دهد. هرچند که به خاطر مساپل زیست محیطی و تاثیر نامناسبشان روی زیر دست و قابلیت دوزندگی کالا ٬ بخصوص با رنگزاهای مشکی گوگردی مورد انتقاد روز افزون هستند.
افزودن ۱ گرم بر لیتر سولفات مس به حمام های اکسیداسیون این رنگزاها ثبات نوری را بهبود می بخشد اما ممکن است سبب کدر شدن شید و خشن شدن زیر دست گردد. همچنین استفاده از سولفات مس برای شیدهای تیره توصیه نمی شود چراکه ممکن است تخریب فیزیکی اسیدی را افزایش دهد.
تثبیت کننده هایی نظیر مواد آلکیل دار کننده بر اساس اپی کلرو هیدرین منجر به افزایش فوق العاده ثبات شستشویی رنگزاهای گوگردی می شوند.اما ممکن است ثبات نوری را کاهش دهند. ضمن آنکه در صورت نیاز به اصلاح رنگرزی انجام شده در مورد رنگرزی گوگردی آلکیل دار شده ٬ عملیات رنگبری بسیار مشکل است.
مهمترین مشکلاتی که در رنگرزی با رنگزاهای گوگردی رخ می دهد تخریب اسیدی و برنزه شدن Bronziness کالا میباشند. برنزه شده به ظاهر براق کالای رنگرزی شده با رنگهای گوگردی اطلاق میشود. این عیب به علت تجمع بیش از حد ماده رنگزا روی سطح پارچه ایجاد میگردد.در بعضی از موارد کالای رنگرزی شده با رنگزاهای گوگردی بخصوص در مورد فام مشکی می توانند شرایط مرطوب و دمای بالا در انبار ها مقدار کمی اسید سولفوریک در الیاف سلولزی تولید کنند که منجر به کاهش استحکام کالای رنگرزی شده میگردد در این رابطه از آزمون AATCC 26-1994 استفاده میشود.
رنگهای گوگردی
باید توجه داشت که رنگهای گوگردی سریعتر از رنگهای خُمی در هوا اکسیده میشوند. همچنین قدرت رنگی رنگهای گوگردی کم و قیمت آنها نیز ارزان است. به همین دلیل بیشتر برای کاغذهایی که ارزان بوده و در شرایطی مصرف زیادی دارند به کار میرود. رنگهای گوگردی برای رنگرزی الیاف نیز به کار برده میشوند. مواد رنگزای گوگردی عمدتاً کدر هستند و شفافیت دیگر طبقات مواد رنگزا را ندارند. ولی به دلیل ارزان بودن در مواردی که زیبایی رنگ زیاد مطرح نیست مانند رنگرزی لباسها و چادرهای ارتشی و برزنت از آنها استفاده میکنند
نکته ۱۰۹۱ – اولین بار در سال ۱۸۹۳ از مواد رنگزای گوگردی ٬ رنگی به نام ویدال بلک توسط شخصی به نام ریموند ویدال کشف و به کارخانه های نساجی ارائه شد .
نکته ۱۰۹۲ – مواد رنگزای گوگردی چنانکه از نام آن ها مشخص است حاوی عنصر گوگرد در ساختمان شیمیایی خود هستند .
نکته ۱۰۹۳ – از مواد رنگزای گوگردی حدود یکصد سال است که برای رنگرزی کالاهای سلولزی به کار می برند .
نکته ۱۰۹۴ – مواد رنگزای گوگردی مانند خمی جزو مواد رنگزای تشکیل شونده در مکان هستند و به علت نامحلول بودن آن ها در آب ٬ تمایلی به جذب شدن روی الیاف سلولزی از خود نشان نمی دهند .
نکته ۱۰۹۵ – با استفاده از احیا کننده ها می توان مواد رنگزای گوگردی را در آب حل کرد و مانند مواد رنگزای مستقیم عمل رنگرزی کالای سلولزی را انجام داد .
نکته ۱۱۲۶ – توسط اکسیدکننده ها مواد رنگزای گوگردی جذب شده روی کالای سلولزی را دوباره به صورت نامحلول در آب در می آورند .
نکته ۱۱۲۷ – با مواد رنگزای گوگردی می توان اکثر شیدها را ایجاد نمود ولی ثبات شیدهای مختلف با هم یکسان نیست .
نکته ۱۱۲۸ – مواد رنگزای گوگردی با ثبات کم نیز نسبت به مواد رنگزای مستقیم دارای ثبات نوری و شستشویی بالاتری بوده ولی در مقایسه با مواد رنگزای خمی دارای ثبات کم تری هستند .
نکته ۱۱۲۹ – مواد رنگزای گوگردی عموما کدر هستند و شفافیت دیگر طبقات مواد رنگزا را ندارند .
نکته ۱۱۳۰ – مواد رنگزای گوگردی به دلیل ارزان بودن در مواردی که زیبایی رنگ مطرح نیست مانند رنگرزی لباس ها و چادرهای ارتشی و برزنت از آن ها استفاده می کنند. .
نکته ۱۱۶۱ – مواد رنگزای گوگردی دارای ساختمان پیچیده هستند و واکنش احیا آن ها نیز با تولید مواد گوناگون همراه است .
ا
نکته ۱۱۶۲ – احیا کننده متداول برای مواد رنگزای گوگردی ٬ سولفید سدیم با فرمول شیمیائی ( Na۲S ) است .
نکته ۱۱۶۳ – در بعضی موارد برای مواد رنگزای گوگردی از احیا کننده های بسیار قوی مانند هیدروسولفیت سدیم و رنگالیت نیز می توان استفاده کرد .
نکته ۱۱۶۴ – استفاده از احیاکننده های بسیار قوی مانند هیدروسولفیت سدیم و رنگالیت ٬ باعث احیا بیش از حد شده و شید رنگ ها را کاهش می دهد و رنگ پس از اکسیداسیون ٬ رنگ قبلی نخواهد بود .
نکته ۱۱۶۵ – کم بودن مقدار احیا کننده در مواد رنگزای گوگردی ٬ نایکنواختی در رنگرزی کالای سلولزی به وجود می آید و در صورت زیاد بودن احیا کننده ٬ زمان عمل اکسید اسیون ٬ طولانی می شود.
نکته ۱۱۹۶ – مقدار احیا کننده مورد نیاز معمولا توسط کارخانه های سازنده ٬ در کاتالوگ های مربوط به آن تعیین می شود .
نکته ۱۱۹۷ – به دلیل تمایل کم مواد رنگزای گوگردی بر روی کالای سلولزی ٬ معمولا برای رمق کشی بیش تر از نمک استفاده می شود.
نکته ۱۱۹۸ – نمک مورد استفاده در مواد رنگزای گوگردی بر روی کالای سلولزی ٬ معمولا نمک طعام و یا سولفات سدیم است
نکته ۱۱۹۹ – میزان مصرف نمک در مواد رتگزا ی گوگردی ٬ به شید رنگ بستگی دارد .
نکته ۱۲۰۰ – در مواد رنگزای گوگردی بر روی کالای سلولزی ٬ شید های تیره ٬ احتیاج به نمک بیش تری دارند .
نکته ۱۲۳۱ – در رنگرزی مقدار نمک معمولا با توجه به غلظت ماده رنگزا توسط کارخانجات سازنده تعیین می شود.
نکته ۱۲۳۲ – اکسید کننده های متداول در رنگرزی با مواد رنگزای گوگردی بی کرومات پتاسیم و پراکسید ئیدروژن ( آب اکسیژنه ) هستند .
نکته ۱۲۳۳ – در رنگرزی با مواد رنگزای گوگردی ٬ عمل اکسیداسیون در معرض هوا نیز امکان پذیر است ولی مدت زمان عمل افزایش می یابد .
نکته ۱۲۳۴ – اخیرا نوعی از مواد رنگرای گوگردی که در آب محلول است به کارخانجات نساجی ارائه شده است که به نام مواد رنگزای گوگردی محلول شناخته شده اند.
نکته ۱۲۳۵ – از ویژگی های مواد رنگزای گوگردی محلول ٬ مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی است ٬ چون با حذف زمان لازم برای احیا ٬ سرعت رنگرزی را افزایش می دهد.
نکته ۱۲۶۶ – مراحل رنگرزی کالای سلولزی با مواد رنگزای گوگردی عبارت اند از :
۱ – حل کردن ماده ی رنگزای گوگردی به وسیله ی سولفید سدیم و کربنات سدیم .
۲ – شروع عملیات رنگرزی در دمای ۴۰ درجه سانتی گراد .
۳ – رساندن دمای محلول به جوش در مدت حدود ۳۰ دقیقه .
۴ – ادامه عملیات رنگرزی در دما ی جوش به مدت حدود ۱۵ دقیقه .
۵ – اضافه کردن نمک طعام به میزان ۱۰ گرم در لیتر به حمام رنگرزی برای افزایش رمق کشی .
۶ – ادامه ی عملیات رنگرزی در دمای جوش به مدت حدود ۳۰ دقیقه .
۷ – شستشو دادن کالای بعد از رنگرزی با آب سرد و سپس با آب گرم .
۸ – قرار دادن کالای رنگرزی شده به مدت ۱۵ دقیقه در معرض هوا تا عمل اکسیداسیون به طور کامل انجام گیرد و رنگ بر روی کالا ظاهر شود .
نکته ۱۲۶۷ – برای تهیه محلول مواد رنگزای گوگردی ٬ معمولا دو برابر مقدار ماده رنگزا ٬سولفید سدیم و نصف مقدار ماده رنگزا ٬ کربنات سدیم به کار می برند .
نکته ۱۲۶۸ – اگر در مواردی تهیه محلول مواد رنگزای گوگردی مشکل باشد ٬ می توان آن را حرارت داد تا حلالیت ماده رنگزا در آب افزایش یابد .
نکته ۱۲۶۹ – در تهیه محلول مواد رنگزای گوگردی عمل همزدن باید به آرامی انجام گیرد .
نکته ۱۲۷۰ – در تهیه محلول مواد رنگزای گوگردی ٬ عمل همزدن سریع ٬ اکسیژن هوا ٬ وارد خمیر شده و مانع از عمل اجیا می شود .
