انواع مواد رنگزا ، پروسه و ماشین آلات مصرفی در نساجی

رنگرزی و چاپ فرآیندی است که در تبدیل الیاف نساجی خام به کالاهای تکمیل شده به کار می رود و به ظاهر پارچه های نساجی بسیار می افزاید. اکثر عیوب و اشکال محصولات نساجی تقریباً در هر مرحله قابل رنگرزی است. کالاهای پشمی با کیفیت غالباً به صورت الیاف رنگ می شوند. رنگزای مورد استفاده به نوع ماده، شرایط و نیازهای خاصی که باید برآورده شود بستگی دارد. از عوامل تاثیر گذار در انتخاب رنگزا می توان به مقاومت در برابر نور ، مقاومت شست و شویی و مالش و هزینه فرآیند رنگرزی اشاره کرد. آماده سازی موثر مواد برای رنگرزی ضروری است.

انواع رنگزاها

رنگززاهای نساجی را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود:

رنگزاهای اسیدی

که عمدتا برای رنگ آمیزی پشم، ابریشم و نایلون استفاده می شوند. این دسته به سه زیر مجموعه لولینگ، میلینگ و سوپرمیلینگ طبقه بندی می وند.

به ترتیب از لولینگ به سمت سوپر میلینگ آبدوستی کاهش و جرم مولکولی افزایش و راحتی در دستیابی به یکنواختی کاهش می یابد.

عمده جذب لولینگ ها به دلیل سایز مولکولی و راحتی حرکت آن ها می باشد در نتیجه بیش تر پیوند برقرار شده توسط آن ها از نوع یونی است. سرعت جذب در این دسته به دلیل سایز مولکولی بالا است و به همان راحتی که وارد کالا می گردند می توانند از آن خارج گردند لذا ثبات شست و شویی پایینی دارند. از طرف دیگر اما عمده پیوند برقرار شده توسط سوپر میلینگ ها به دلیل افینیته بالا این دسته پیوند واندروالسی می باشد که سبب افزایش ثبات شست و شویی می گردد.

نقش نمک در رنگرزی با لولینگ ها کند کردن رنگرزی از طریق ایجاد ر قابت بینن یون رنگزا و یون کلر و هدف از افزودن آن در رنگرزی سوپرمیلینگ سرعت دادن به رنگرزی از طریق خنثی کردن رنگزا و افزایش پیوند واندروالسی است.

برخی از رنگزاهای اسیدی در محیط قلیایی هیدرولیز می شوند از این رو کنترل pH محیط از طریق استفاده از نمک هایی مانند نمک سولفات و یا استات آمونیوم که به تدریج در محیط با افزایش دما اسید آزاد می کنند الزامی است.

رنگزاهای مستقیم

که ثبات کم اما میل بالایی به الیاف سلولزی دارند. این رنگزاها ساختار مسطح، خطی و طویل دارند و ایزوترم جذب آن ها به پنبه از نوع فرندلیچ می باشد.

رنگزاهای مستقیم به سه دسته خود یکنواخت شونده، کنترل شونده به وسیله نمک، کنترل شونده به وسیله نمک و دما تقسیم می شوند.

در حالت کنترل شونده به وسیله نمک، نمک در سه مرحله قبل از جوش و در حالت سوم در سه مرحله بعد از جوش افزوده می شود.

در حالت سوم رنگرزی غیر قابل اصلاح است اما بالاترین ثبات ها را نتیجه میدهد.

رفتار رنگزاهای مستقیم با دما متفاوت است لذا اگر هدف مخلوط کردن چند رتگزای مستقیم با یکدیگر است لازم است که دمای اپتیمم آن ها به یکدیگر نزدیک باشد.

از آن جا که هدف از افزودن نمک در این دسته خنثی سازی بار پنبه می باشد لذا جهت جلوگیری از نایکنواختی لزم است نمک در سه مرحله افزوده شود.

 رنگزاهای دندانه دار

که نیاز به افزودن مواد شیمیایی مانند نمک ها دارند تا تمایل آن ها به لیف جهت رنگرزی آن افزایش یابد. بعد از اینکه چنین مواد با نمکهای فلزی عمل شدند ، آنها را روی الیاف سلولزی ، پشم یا ابریشم قرار می دهند.

رنگزا های گوگردی رنگزاهایی ارزان اما با فرآیند رتگرزی سخت هستند که برای رنگرزی سلولز مورد استفاده قرار می گیرند. این رنگزاها ارزان هستند اما رنگ هایی بدون درخشندگی تولید می کنند. از این دسته برای رنگرزی عمق های سنگین استفاده می شود و دست یابی به عمق رنگی پایین با این دسته امکان پذیر نیست. به علاوه امکان دستیابی به فام قرمز در این دسته امکان پذیر نیست.

رنگزاهای آزوئیک

رنگدانه های نامحلولی هستند کهابتدا با یک ترکیب محلول و سپس با یک پایه دی ازو روی الیاف بوسیله روش پد قرار میگیرند. رنگزاهای خمی قدیمی ترین رنگزاهای طبیعی هستند. اولین مرحله در این رنگرزی  تبدیل رنگزای نامحلول به لوکوی اسیدی از طریق احیا کننده و سپس تبدیل آن به لوکوی محلول در آب از طریق  استفاده از قلیای است. سلولز این ترکیبات بی رنگ را جذب می کند که متعاقباً با استفاده از یک احیا کننده مجدد به حالت نامحلول در لیف تبدیل میشوند. این دسته شید رنگی گسترده ای را پوشش میدهند.

 رنگزاهای دیسپرس

سوسپانسیون رنگدانه های غیر محلول و آلی هستند که برای رنگزی الیاف آبگریز مانند پلی استرها، نایلون و استات سلولز استفاده می شوند.

رنگزاهای راکتیو

مستقیماً با لیف از طریق واکنش جانشینی هسته دوستی یا افزایشی هسته دوستی  ترکیب می شوند و در نتیجه رنگ پذیری عالی دارند.  نکته حائز اهمیت در این دسته آن است که رنگزا قبل از ایجاد پیوند باید جذب لیف گردد.

این رنگزاها ساختار کوچک، وزن مولکولی پایین و آبدوستی بالایی دارند و فام های شفافی حاصل میکنند.

 

Fibres and dyes
fibres	application classes
Natural fibres
Animal
wool	acid, basic, mordant, reactive, (solubilized vat)
wool blends (wool-cotton, wool-viscose, etc.)	acid, direct, mordant, reactive
silk	acid, basic, direct, mordant, (reactive), (solubilized vat)
Vegetable
cotton	azoic, basic, direct, mordant, oxidation, reactive, sulfur, vat
bast (linen, flax, hemp, jute, ramie)	acid, direct, (disperse), reactive, vat, solubilized vat
Modified cellulose fibres
viscose	direct, mordant, pigment, reactive, sulfur, vat, solubilized vat
secondary acetate	disperse
triacetate	disperse
Synthetic fibres
polyamide (nylon, Perlon, Rilsan)	acid, disperse, mordant, pigment, reactive
polyester (Dacron, Terylene)	disperse, pigment
polyacrylonitrile (Acrilan, Courtelle, Orlon)	basic, disperse, pigment
polyvinyl chloride (Envilon, Thermovyl)	basic, disperse
polyolefines (Meraklon, Prolene)	disperse
elastomers (Glospan, Lycra)	acid, disperse, reactive, (wool), vat

پروسه رنگرزی به چه صورتی است؟

رنگرزی الیاف نساجی در محلول، عموماً آبی، معروف به حمام رنگ انجام می‌گیرد. برای اینکه جای تنها لکه گذاری، رنگرزی واقعی انجام گیرد، رنگرزی باید نسبتاً دائمی باشد – یعنی رنگ با شستشو در آب یا روش‌های معمول شستشو به راحتی از بین نرود. علاوه بر این، رنگ بابد ثبات نوری خوبی نیز داشته باشد و به راحتی با تابش نور از بین نرود. یکی از مراحل اصلی در فراند رنگرزی  جذب اولیه یعنی تمرکز مولکول های رنگ بر روی سطح لیف است.

رنگزاها می توانند از طریق چهار نوع پیوند به لیف متصل شوند: (1) پیوند یونی ، (2) پیوند هیدروژنی ، (3پیوند واندروالس و (4) پیوندهای شیمیایی کووالانسی. در رنگرزی پشم ، که یک پروتئین پیچیده است و حاوی حدود 20 اسید آمینه مختلف است ، اسید سولفوریک اضافه شده به حمام رنگ ، پیوندهای یونی با گروهه ای آمینه پروتئین ایجاد می کند. در فرآیند رنگرزی ، آنیون سولفات (یون منفی) با آنیون رنگزا جایگزین می شود. در رنگرزی الیاف پشم ، ابریشم و الیاف مصنوعی احتمالاً بین گروههای آزو، آمینو ، آلکیل امینو و سایر گروهها و آمیدو -CO-NH- ، پیوندهای هیدروژنی ایجاد می شود. در رنگرزی پنبه بین واحدهای مولکولی الیاف و مولکول های خطی و گسترده رنگزای مستقیم، نیروهای واندروالس شکل میگیرند. پیوندهای شیمیایی کووالانسی در واکنش های شیمیایی بین یک مولکول رنگزا، حاوی گروه های واکنش پذیر مانند رنگزای راکتیو و گروه هیدروکسی الیاف پنبه، در حضور مواد قلیایی ایجاد می شود.

در هر فرآیند رنگرزی ، از هر کلاس شیمیایی رنگی که استفاده می شود ، باید گرمای مورد نیاز برای حمام رنگ تامین گردد این گرما به منظور تامین انرژی لازم برای انتقال مولکولهای رنگزا از محلول به لیف و همچنین ایجاد تورم در لیف برای پذیرایی بیشتر استفاده می شود. اصطلاح فنی فرآیند انتقال رمق کشی است. یکنواختی رنگرزی کیفیت مهمی در رنگرزی انواع الیاف طبیعی و مصنوعی است.

رنگرز با توجه به لیف یا مخلوطی از الیافی که قصد دارد رنگرزی کند و همچنین با توجه به کاربرد نهایی و مقاومتی که محصول نهایی در شرایط مختلف نیاز دارد، رنگزای مصرفی خود را انتخاب می کند. به طور کلی، هرچه استاندارد پایداری بالاتر باشد، رنگزا گرانتر است و ممکن است انتخاب نهایی سازشی بین استانداردهای پایداری مطلوب و هزینه رنگزاها باشد.

رنگزاها به طور کلی به منظور دستیابی به فام و یا شیدهای متفاوت به صورت ترکیبی استفاده می شوند. اگر ماده ای که باید رنگ شود فقط از یک نوع الیاف مانند پشم تشکیل شده باشد، مخلوط رنگزا  فقط از رنگزاهای مصرفی برای پشم تشکیل می شود. اما اگر پارچه حاوی بیش از یک نوع لیف باشد و از نظر ویژگی های رنگرزی با یکدیگر متفاوت باشند، در این صورت از مخلوط هایی از کلاسهای مختلف رنگزا استفاده می گردد.

ماشین آلات و تجهیزات مورد استفاده در رنگرزی

ماشین آلات رنگرزی مدرن از فولادهای ضد زنگ ساخته می شوند. فولادهای حاوی حداکثر 4 درصد مولیبدن برای مقاومت در برابر شرایط اسیدی رایج ترجیح داده می شوند. نوع دستگاه به کار رفته به نوع کالایی که باید رنگ شود بستگی دارد. هزینه های کار و انرژی در رابطه با کل هزینه های رنگرزی زیاد است. هدف از استفاده از ماشین آلات رنگرزی، کوتاه کردن زمان رنگرزی برای صرفه جویی در بخار و انرژی الکتریکی و جلوگیری از فساد کالا است.

عمومادر ماشین آلات رنگرزی محلول ثابت و کالا در حرکت است مانند ماشین های jigger و winch . اما دو مورد استثنا وجود دارد.

• ماشین beam که در آن پارچه ثابت و محلول در حرکت است
• ماشین jet که هم محلول و هم کالا در حرکت هستند

چاپ در نساجی 

چاپ یک فرآیند تزئین پارچه های نساجی با استفاده از رنگدانه ها ، رنگزا ها یا سایر مواد مرتبط با استفاده از یک الگو می باشد. چنین روش هایی از قدمت زیادی نیز برخوردار هستند.

چهار روش اصلی چاپ پارچه شامل چاپ بلوک ، غلتکی(روتاری) ، صفحه و چاپ انتقالی است. پروسه کلی تمامی این روش هااستفاده از رنگ، معمولاً با استفاده از یک خمیر غلیظ، سپس تثبیت معمولاً با بخار یا گرم کردن، و در آخر از بین بردن رنگ اضافی با شستشو ، می باشد. سبک های چاپ به عنوان مستقیم ، برداشت یا مقاومتی طبقه بندی می شوند. در چاپ مستقیم ، خمیرهای رنگی مستقیماً روی پارچه چاپ می شوند. برای چاپ برداشت ، پارچه ابتدا با رنگ زمینه رنگ می شود ، که توسط واکنش دهنده ها یا مواد کاهنده حمل شده در خمیر چاپ الگوی مورد نظر رنگش از بین می رود. این عمل ممکن است طرح تخلیه شده را روی زمینه رنگی سفید نشان دهد ، اگرچه خمیر چاپ نیز ممکن است حاوی مواد رنگی باشد که توسط عامل تخلیه از بین نرفته و یک طرح رنگی تولید کند. در فرآیند مقاومت ، پارچه ابتدا با ماده ای با خاصیت مقاومتی چاپ می شود و از این مناطق چاپ شده در برابر پذیرش رنگ محافظت می کند. وقتی پارچه رنگ شد یا رنگدانه پر شد، فقط قسمتهایی که با مقاومت چاپ نشده اند رنگ می شوند.

شرکت دانش بنیان شیمیایی سلیس با بیش از 30 سال سابقه تولید کننده انواع مواد تعاونی نساجی می باشد. جهت دریافت دیتاشیت و نمونه و یا اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید.