بسپار شیمی سپیدان

بیش از دو دهه تجربه درزمینه بازرگانی و تأمین مواد اولیه کارخانه‌های تولیدی و صنعتی

معرفی رنگ های راکتیو \ Reactive Dyes

رنگرزی پارچه های بافته شده اغلب با رنگ های راکتیو انجام می شود؛ زیرا اغلب ویژگی های ثباتی خوبی را دارا هستند و کاربردهای متنوعی دارند. کاربرد راحت، محدوده شید وسیع، درخشندگی و ثبات مرطوب بالا، رنگزای راکتیو را برای پارچه سلولزی به انتخاب مناسبی تبدیل می کند. یکی از مهمترین ویژگی های رنگزای راکتیو ایجاد باند کووالانت با بستر است. برعکس سایر رنگ ها، این رنگ دارای باند کووالانس با سلولز است و در نهایت پس از ایجاد پیوند، آنچه شما دارید یک مولکول است، زیرا مولکول رنگ به بخش واقعی از الیاف تبدیل شده است. محصول رنگ شده با رنگ راکتیو نسبت به سایر رنگزاها از استمرار و دوام بیشتری برخوردار است. رنگ های راکتیو حاوی یک گروه فعال هستند که در شرایط قلیایی با الیاف سلولز پیوند شیمیایی برقرار می کند. رنگ های راکتیو، رنگ هایی با ثبات بالا و درخشان هستند و به میزان بیش از ۷۵% در رنگرزی پنبه مورد استفاده قرار می گیرند. به علاوه اینکه مقدار زیادی نمک لازم است تا باعث شود رنگ از حمام به الیاف منتقل شود و سرعت رمق کشی و تثبیت رنگ های راکتیو کاهش یابد. برای رنگ های راکتیو معمولی سرعت تثبیت اغلب کمتر از ۸۰% است و در نتیجه باعث اتلاف رنگ می شود، بنابراین برای از بین بردن رنگ های تثبیت نشده نیاز به شست و شوی گسترده با آب گرم دارد. در رنگرزی راکتیو، فرایند رنگرزی را به طور گسترده می توان به دو مرحله تقسیم کرد: رمق کشی و تثبیت. این روند طولانی است، زیرا زمان زیادی برای کنترل گرم کردن حمام رنگ و افزودن میزان هوشمندانه از نمک و قلیا به منظور اجتناب از وقت صرف می شود.


ویژگی رنگ های راکتیو

  • رنگ های راکتیو، رنگ هایی کاتیونیک هستند که برای رنگ آمیزی سلولز، پروتئین و الیاف پلی آمید استفاده می شوند.
  • رنگ های راکتیو به صورت پودر، مایع و خمیر یافت می شوند.
  • در هنگام رنگرزی، گروه واکنشی این رنگ به صورت پیوند کووالانسی با الیاف اتصال می یابد و در نهایت جزئی از لیف می شود.
  • رنگ های راکتیو محلول در آب هستند.
  • این رنگ ها از ثبات نوری خوبی برخوردار هستند (با درجه حدود ۶).
  • کالاهای رنگ شده با رنگ های راکتیو از ثبات شست و شویی خوبی برخوردار هستند و این گروه از رنگ های راکتیو از شفافیت و ثبات مالشی متوسطی برخوردار هستند.
  • روش رنگرزی رنگ های راکتیو آسان است و به زمان و درجه حرارت کم نیاز دارد.
  • این رنگ ها نسبتا ارزان هستند.
  • رنگ های راکتیو دارای ثبات بالای تعریقی هستند (ثبات ۵-۴).

ویژگی ثباتی رنگ های راکتیو

معمولا رنگ های راکتیو ویژگی های ثباتی خوبی را دارا هستند، اما اغلب خریداران از ثبات شست و شویی ضعیف آن ها شکایت می کنند که این پدیده را می توان به هیدرولیز رنگ در داخل سلولز نسبت داد. اگر آن ها بعد از رنگزی شسته نشوند مانند رنگ های مستقیم رفتار کرده و در اولین شست و شو توسط مشتری، از کالا خارج می شوند.


به کار بردن رنگ روی پارچه

۴ روش برای بکار بردن رنگ راکتیو روی پارچه سلولزی وجود دارد:

  • رمق کشی (batchwise)
  • پروسه نیمه پیوسته (semi-continuous)
  • پروسه رنگرزی پیوسته (continuous)
  • چاپ (printing)

رنگرزی به روش رمق کشی

دستورالعمل کلی در پروسه رنگرزی به روش رمق کشی به این صورت است که مقداری رنگ با استفاده از محیط آبی خنثی یا اسیدی ضعیف بر روی پارچه قرار می گیرد که مقدمه ای برای مرحله تثبیت می باشد. حمام اولیه شامل یک رنگ کاملا حل شده در آب،  ماده حل کننده از قبیل اوره و یک الکترولیت مانند نمک رایج یا نمک طعام (Glouber salt) می باشد. تحت این شرایط، رنگ فعال نیست و یا اینکه فعالیت بسیار کمی دارد تا مرحله جذب سطحی رنگ بر روی الیاف حاصل شود. pH حمام توسط افزودن قلیا افزایش می یابد، بنابراین تثبیت رنگ بر روی الیاف اتفاق می افتد. انواع خاص از رنگ های راکتیو باید تحت دمای خاص قرار گیرند. مرحله بعد، مرحله شست­وشو است تا رنگ های تثبیت نشده، قلیا و نمک نیز زدوده شوند.

این شیوه رنگرزی اغلب به ۴ مرحله تقسیم می شود:

  • روش رنگرزی رایج

این روش شامل افزودن مواد رنگرزی و الکترولیت به حمام رنگرزی در زیر دمای تثبیت و سپس گرم کردن حمام تا دمای تثبیت قبل از افزودن قلیایی است. این روش زمانی مناسب است که رمق کشی سریع، مطلوب نیست و تجهیزات رنگرزی قادر به کنترل گرما هستند. اگر سرعت افزودن نمک و افزایش دما به خوبی کنترل نشود، ممکن است رنگرزی نایکنواخت رخ دهد.

  • روش رنگرزی در دمای ثابت

در این روش، دما در شروع سیکل ثابت شده و در حین پروسه رنگرزی ثابت می ماند. همچنین رنگ در شروع پروسه اضافه می شود. ممکن است در شروع، الکترولیت به صورت قسمت به قسمت اضافه شود و سپس قلیا پس از زمان مناسب به منظور تثبیت رنگزا اضافه خواهد شد. از این پروسه به طور وسیع استفاده می شود. مسئله مهم در این پروسه کنترل دما است زمانیکه باید به طور کامل حذف شود.

  • روش رنگرزی در دمای بالا (High temperature)

این روش شامل شروع پروسه رنگرزی از دمای بالا است و سپس قبل از افزودن قلیا اجازه می دهند تا دما ثابت شود. شروع رنگرزی در دمای بالا سرعت پخش رنگ را نیز بهبود می دهد و یکنواختی و مهاجرت رنگ افزایش می یابد؛ همچنین رمق کشی در رنگ هایی با تمایل بالا کاهش می یابد. این دستور العمل برای رنگرزی پارچه هایی از نخ هایی با تاب بالا استفاده می شود، کالاهایی با بافت های متراکم یا برای پارچه های ویسکوز ریون.

  • روش تک مرحله ای

این روش شامل افزودن رنگ، نمک و قلیا در ابتدای پروسه است. از آنجایی که قلیا در ابتدای پروسه اضافه می شود، برای به حداقل رساندن هیدرولیز، دمای شروع باید کم باشد. از مزایای این روش سادگی و کاهش زمان پروسه است، زیرا مواد شیمیایی و رنگ در ابتدای پروسه اضافه می شوند. با این حال، این روش برای کالاهایی که تراکم زیادی دارند و نفوذ در آن ها دشوار است، از اهمیت کمتری برخوردار است.

در بافت های پنبه ای رنگرزی به صورت رمق کشی و بر روی دستگاه ژیگر و برای پارچه های بافته شده یا سبک وزن، ماشین جت مناسب است.

در رنگرزی به روش رمق­کشی، حد پایین نسبت حجم حمام به کالا در حدود ۱:۱۰ تا ۱:۵ است یا در تجهیزات ویژه نسبت حجم حمام به کالا بسیار کم (ultra-low-liquor ratio) طراحی شده است (احتمالا در حدود ۱:۳). روش های پد بیش تر در حدود ۱:۱ تا ۱:۰۵ مورد مصرف قرار می گیرند. بنابراین می توان با استفاده از فرآیندهای رنگرزی پیوسته و نیمه پیوسته، مرحله رمق کشی و تثبیت را با نسبت L:R پایین بهبود داد.


پروسه رنگرزی نیمه پیوسته (semi-continuous) یا پد کردن (pad-batch)

این یک روش رمق کشی است که با نسبت L:R بسیار کم و در دمای محیط انجام می شود. با استفاده از این فرایند کالا در حدامکان به صورت یکنواخت رنگرزی می گردد. پس از مرحله پد، کالا به همراه پلاستیک پیچیده می شود تا از تبخیر آب و واکنش قلیا با دی اکسیدکربن موجود در هوا جلوگیری شود. غلتک ها جهت جلوگیری از مهاجرت تدریجی رنگ چرخانده می شود و کالاهایی که تحت کنترل دمایی نگهداری می شوند از میزان تکرارپذیری بیشتری برخوردار هستند. رنگ در طول زمان رنگرزی به آرامی اما به طور مساوی واکنش نشان خواهد داد. زمان رنگرزی برای رنگ­هایی با واکنش پذیری بالا می تواند ۶- ۲۴ ساعت و برای رنگ­هایی با واکنش پذیری کم ۲۴ ساعت باشد. سپس می توان کالا را با جریان آرامی از آب سرد یا آب گرم روی غلتک های مشبک شست و شو داد.

از مزایای استفاده از پد نسبت به رنگرزی به روش رمق کشی می توان به هزینه اولیه پایین، کاهش مصرف آب، انرژی و مواد شیمیایی، کاهش کنترل پساب و هزینه کار، افزایش قابلیت بهره وری و بهبود کالاهای رنگی مانند ثبات بالای رنگی و تکرارپذیری بالا اشاره کرد. یکی دیگر از مزایای مرتبط با پروسه پارچه های بافته نشده، تمایل به کوچک تر شدن محیط مورد نیاز در روش های پد نیمه پیوسته می باشد. درحالیکه در پروسه پد مداوم کمترین جایی که در نظر گرفته می شود در حدود ۵۰۰۰ متر است.


پروسه رنگرزی پیوسته

از دیدگاه سازمان و مدیریت، روش های رنگرزی مداوم در مواقعی که به صورت طولانی مدت طیف محدودی از رنگ ها مورد نیاز باشد، مزایای اقتصادی زیادی را دربر دارد. تکرارپذیری عالی با صرفه جویی در هزینه های نیروی کار امکان پذیر است. روش اصلی به این صورت است که پارچه را به شکل پهن باز کرده و توسط پدکردن، رنگ را به پارچه انتقال می دهیم. این مرحله می تواند با یک فرایند تک حمامه یا دو حمام انجام شود. در یک فرایند تک حمامه، قلیایی ها در همان حمام قرار می گیرند، درحالیکه در فرایند دو حمام قلیایی از حمام دوم به پارچه اضافه می شود. سپس کالای آغشته شده در معرض فرایند تثبیت قرار می گیرد که عموما با استفاده از گرمای خشک مانند ترموفیکس بخار (Steam fixation) و به دنبال آن مرحله شست و شو قرار گیرد.


فرایند رنگرزی متعارف (pad-dry-pad-steam)

ابتدا رنگ با استفاده از دستگاه پد به پارچه اضافه شده و سپس پارچه خشک می شود. از آنجاکه بسیاری از رنگ ها به راحتی می توانند بعد از خشک شدن مهاجرت کنند به منظور دستیابی به رنگرزی یکنواخت، نمک و ماده ضدمهاجرت در پد اول ممکن است لازم باشد. پس از خشک شدن، کالاها از طریق حمام پد دوم حاوی نمک و قلیا عبور می کند و شره در داخل حمام پد باید حداقل باشد. سپس کالاها بخار داده شده و شسته می شوند. این روش برای رنگرزی مخلوط پلی استر/پنبه هنگامی که یک مرحله ترموزول بین خشک شدن و مرحله پد دوم قرار دارد مناسب است.


پروسه رنگرزی پد-بخار (pad-steam)

در این پروسه رنگ، قلیایی و نمک در کنارهم به حمام اضافه می شوند، اگر رنگ و قلیایی به طور مداوم از مخازن جداگانه به حمام تغذیه شود، هیدرولیز رنگ نباید مشکل ایجاد کند. با این حال، غلظت نمک ممکن است باعث مشکل حلالیت رنگ شود. این فرایند به گونه ای تدوین شده است که می توان مرحله خشک کردن و هزینه های میانی را از بین برد. کاربرد اصلی این سیستم برای پارچه هایی است که می توان مرحله خشک کردن میانی و مشکلات مهاجرت را شامل شوند. این روش در پارچه های حوله ای و پرزدار مورد مصرف قرار می گیرد که هزینه و دشواری خشک کردن کالاهای رنگ شده را ندارد. برای این روش رنگ هایی با واکنش پذیری بالا پیشنهاد داده می شود.


روش تر روی تر (pad-pad-steam & wet on wet)

پارچه با محلول رنگی پد می شود و سپس قبل از بخار دادن با محلول رقیق قلیایی و نمک آغشته می شود تا رنگ روی الیاف فیکس شود. این توالی مرطوب روی مرطوب در غلظت های بالایی از نمک منجر به مشکل جدی شره رنگ به داخل حمام می شود. این روش برای حوله و پارچه های پرزدار مورد استفاده قرار گرفته و در سطح بالایی از فیکس قرار می گیرد.


روش پد-خشک-پد (pad-dry-cure method)

برخی از رنگ های واکنشی در حضور بی کربنات سدیم و اوره روی پنبه قرار می گیرند. اوره به عنوان یک ماده جاذب رطوبت عمل می کند، رطوبت لازم را به الیاف می دهد تا بدین وسیله به تثبیت رنگ راکتیو کمک کند. با این حال، محدودیت این فرایند استفاده از اوره است که باعث ایجاد دود در هنگام پخت می شود.


چاپ (Printing)

چاپ پارچه یک مسئله بسیار مهم برای کاربرد رنگ های راکتیو است. در اصل تکنیک های بکار بردن رنگ راکتیو در روش رنگرزی در مقابل تکنیک های چاپ تفاوت اساسی وجود ندارد.

در حین چاپ، به جای اینکه از محلول آبی استفاده شود، یک رنگ راکتیو در یک خمیر چاپ حاوی ماده غلظت دهنده و مواد کمکی مانند اوره، قلیا و مواد اکسیدکننده استفاده می شود. دو روش اصلی برای تثبیت رنگ در چاپ رنگ های راکتیو وجود دارد:

  • بخار جوی با استفاده از بخار اشباع
  • گرمای خشک

برای اینکه رنگ های راکتیو برای این کاربرد مناسب باشند، این رنگ ها باید حلالیت خوبی در آب داشته باشند. با این حال، این رنگ ها نسبت به رنگ های مورد استفاده در رنگرزی تمایل کمتری نسبت به سلولز دارند. واکنش این رنگ ها باید به گونه ای باشد که در دما و زمان نرمال تثبیت شوند. در همین زمان، خمیر چاپ حاوی قلیا برای مدت طولانی باید پایدار بماند. شست و شوی رنگ های هیدرولیز شده نیز باید آسان باشد. شست و شوی راحت سبب تاثیر کم رنگ بر نواحی سفید می شود. تثبیت رنگ راکتیو بر روی پنبه در چاپ بالا نیست. در حالیکه میزان تثبیت در رنگرزی بیش از ۹۰% حاصل می شود. رنگ های راکتیو مورد مصرف در چاپ غالبا دارای میزان ۶۰% تثبیت هستند.


دانلود کاتالوگ رنگ های راکتیو:

     BCS-Reactive Dyes Cataloge