رنگرزی پشم
رنگرزی پشم
متداولترین روشهای رنگرزی پشم ، رنگرزی کلاف الیاف پشمی و رنگرزی نخ پشمی بعد از ریسندگی می باشد.
رنگرزی الیاف درست بلافاصله پس از شستشوی الیاف (stock deyed wool)
رنگرزی نخ پشمی پس از ریسندگی (yarn dyed)
شستشوی الیاف پشم جزو فرایندهای مقدماتی الیاف پشم به شمار می رود. این فرایند عبارت است از شستشوی پشم در آب داغ و صابون برای از بین بردن آلاینده هایی نظیر گریس ، چربی و آلاینده های گیاهی ، دمای مناسب برای شستشوی پشم 60 درجه بوده و به کارگیری یک صابون ملایم در محیط قلیایی ضعیف ( با استفاده از کربنات سدیم به عنوان عامل کنترل کننده pH) توصیه می شود. صابون پشم شویی R117-6 به علت عملکرد مطلوب حتی در آب های سخت و عدم ایجاد کمپلکس با یون های معدنی موجود در آب مناطق مختلف ، خاصیت چرک بری بالا و عدم وجود ترکیبات قلیایی شدید در ساختارش ، به ساختار سطحی الیاف آسیبی وارد نکرده و زیر دست آن را زبر نمی کند. معمولا توصیه می شود برای عملکرد بهتر صابون R117-6 مدتی پشم درون محلول آب و صابون خیسانده شود. در فرایندهای دوم و سوم شستشو باید از غلظت های پایین تر قلیا و R117-6 استفاده کرد.بهتر است حمام شستشوی آخر فقط حاوی آب باشد.
رنگزاهای زیادی برای فرایند رنگریزی پشم می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. اما به طور معمول در مقیاس های صنعتی از رنگزاهای شیمیایی مانند رنگزاهای اسیدی ، دیسپرس و دیسپرس راکتیو استفاده می شود. یک روش مرسوم برای رنگرزی یکنواخت کلاف الیاف یا دسته نخ پشمی ريال روش رمق کشی در محیط اسیدی قوی با رنگزاهای راکتیوی است که مولکول رنگزا حداقل دارای یک گروه فعال واکنش دهنده با الیاف تحت شرایط تثبیت باشد، برای مثال رنگزاهایی دارای گروه های وینیل سولفون که در محدوده ی دمایی 95 تا 106 درجه سانتی گراد رمق کشی می شوند. رنگرزی با افزودن سولفوریک اسید به حمام رنگرزی در بازه زمانی 10 تا 45 دقیقه و محدوده pH بین 2 تا 3 انجام می شود.
رنگرزی پشم با انواع رنگزاهای اسیدی (اسیدی ، میلینگ و سوپرمیلینگ )نیز از دیگر روش های مرسوم رنگرزی پشم به شمار می رود. در رنگرزی با مواد رنگزای اسیدی (loveiing) به علت کوچک بودن ابعاد مولکول های رنگزا تحرک مولکول ها زیاد بوده و حداکثر یکنواختی رنگرزی در دمای 60 درجه سانتی گراد قابل حصول است. کنترل کننده یکنواختی رنگرزی در رنگرزی با مواد رنگزای اسیدی (milling) درجه حرارت رنگرزی است. میلینگ ها دارای درجه حرارت بحرانی 80 درجه سانتی گراد بوده و کاهش نرخ افزایش درجه حرارت بین دمای 60 و 80 درجه سانتی گراد به یکنواختی رنگرزی کمک می کند.
رنگرزی پشم با زنگزاهای سوپرمیلینگ در pH های خنثی حدود 7 انجام می شود، و نیروی جاذبه بین الیاف و رنگزا از نوع نیروهای واندروالسی می باشد. بیشترین تمایل رنگزا به کالا در دمای حدود 80 درجه سانتی گراد بوده و کنترل دقیق دما تا رسیدن به این دما برای داشتن رنگرزی یکنواخت ضرورت دارد. در 15 دقیقه پایانی رنگرزی برای افزایش رمق کشی می توان از اسیدهای ضعیفی مانند اسید استیک و اسید فرمیک هم استفاده کرد.
برای جلوگیری از تجمع رنگزا و رنگرزی نایکنواخت، کنترل دقیق دما بین دماهای 60 تا 80 درجه و استفاده از یک عامل یکنواخت کننده ی شیمیایی می تواند بسیار موثر باشد، همچنین در نسخه رنگرزی پشم با مواد رنگزای اسیدی غالبا استفاده از عوامل ضدکف توصیه می شود. ضدکف سیلیکونی ESS3 با خاصیت اسیدی ضعیف و پایداری امولسیون بالا و سازگاری با سایر مواد تعاونی مورد استفاده در فرایند، برای این منظور توصیه می گردد.
رنگرزی نخ پشمی
نخ پشمی را معمولا به صورت هنک یا کلاف و بوبین رنگرزی می کنند. متئاول ترین فرآیند رنگرزی نخ پشمی به صورت کلاف رنگ کنی است. به این ترتیب که نخ ها در یک وضعیت آزاد در دسته بندی حلقه ای و کلافی قرار می گیرند، سپس این کلاف ها روی حلقه ای آویخته شده و در یک مخزن بزرگ درون حمام رنگرزی غوطه ور می شوند. در این روش نفوذ رنگزا عالی بوده و الیاف دارای زیر پرزی تر و نرم تری خواهند بود. این سیستم رنگرزی اغلب برای نخ های پشمی و اکریلیک بالکی مورد استفاده قرار می گیرند.
رنگرزی الیاف پشمی: (کلاف رنگ کنی)
الیاف پشم تمیز و الیاف سنتتیک نو بدون هیچگونه عملیات اضافی دیگری برای پاک کردن و تمیزکردن آلاینده ها وارد پروسه رنگرزی می شوند. الیافی هم که معمولا از منابع خارجی تهیه می شوند، به صورت عدل تحویل صنایع نساجی داده می شوند. در سایت های تولید پیوسته ای که خودشان واحد شستشوی پشم دارند، الیاف به صورت دسته های آزاد بین واحدهای شستشو و مخلوط کردن با سایر الیاف انتقال داده می شوند.
در صورتیکه از پشم شسته شده به عنوان ماده خام استفاده می شود به ماشین آلات سرباز مجهز و خاصی نیاز نیست. در چنین مواردی معمولا عدل الیاف بعد از وزن کشی وارد اتاق رنگ شده و به مقدار مورد نیاز در مخازن رنگرزی بارگذاری می شوند.
دستگاه های مختلفی که برای رنگرزی الیاف پشم و الیاف مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از :
Radial flow
Pear shaped
Conical pan
الیاف معمولا به صورت دستی به این سیستم ها وارد می شوند. رنگزا و مواد تعاونی قبل از اضافه شدن به مخزن رنگرزی باید در آب داغ حل شوند. و سپس توسط نگرز به سیستم های رنگرزی سرباز اضافه گردند. به ندرت از سیستم های رنگرزی تحت فشار برای رنگرزی الیاف پشم استفاده می شود مگر در مواردی که این الیاف با الیاف مصنوعی ترکیب شده باشند، چرا که پشم معمولا در فشار محیط ولی الیاف الیاف مصنوعی تحت فشار رنگرزی می شوند.
قبا از شروع سیکل حرارت دهی، دمای حمام رنگرزی برای حصول اطمینان از نفوذ مواد تعاونی به درون دسته الیاف بهتر است 10 الی 15 دقیقه ثابت نگه داشته شود. سپس این دما با نرخ 1 الی 2 درجه سانتی گراد بر دقیقه به دمای 98 درجه سانتی گراد رسیده و تا رسیدن به این دما 60 دقیقه زمان نیاز بوده و pH حمام رنگرزی با اضافه کردن اسید به منظور جذب سریع رنگزا کنترل می شود. فرایند رنگرزی معمولا به صورت چشمی کنترل و یک نمونه الیاف برای مقایسه یا به عنوان نمونه شاهد انتخاب می گردد. زمانیکه رنگرزی به شید مدنظر رسید، رنگرزی خاتمه یافته و ماشین آلات رنگرزی را آبکشی می کنند. آبکشی با آب سرد برای حذف رنگزاهای سطحی جذب نشده در انتهای رنگرزی و قبل از تخلیه دستی حمام انجام می شود. معمولا به علت مصرف بالای آب و هزینه های بالای دفع پساب از روش آبکشی سیلابی استفاده نمی شود. اگر تعداد دفعاتی که یک شید یکسان قرار است رنگرزی شود زیاد باشد، محلول درون حمام رنگرزی را بازیافت می کنند، به این ترتیب که محلول را پس از رنگرزی به یک تانک ذخیره ( رزرو ) پمپ می کنند و در زمان مورد نیاز این محلول دوباره به حمام رنگرزی برگردانده می شود. با این وجود این روش نیز به علت ورود محلول رنگرزی در دماهای بالا باعث ایجاد نایکنواختی هایی در پروسه رنگرزی می شود که از معضلات این روش به حساب می آید.
رنگرزی الیاف درست بلافاصله پس از شستشوی الیاف (stock deyed wool)
رنگرزی نخ پشمی پس از ریسندگی (yarn dyed)
شستشوی الیاف پشم جزو فرایندهای مقدماتی الیاف پشم به شمار می رود. این فرایند عبارت است از شستشوی پشم در آب داغ و صابون برای از بین بردن آلاینده هایی نظیر گریس ، چربی و آلاینده های گیاهی ، دمای مناسب برای شستشوی پشم 60 درجه بوده و به کارگیری یک صابون ملایم در محیط قلیایی ضعیف ( با استفاده از کربنات سدیم به عنوان عامل کنترل کننده pH) توصیه می شود. صابون پشم شویی R117-6 به علت عملکرد مطلوب حتی در آب های سخت و عدم ایجاد کمپلکس با یون های معدنی موجود در آب مناطق مختلف ، خاصیت چرک بری بالا و عدم وجود ترکیبات قلیایی شدید در ساختارش ، به ساختار سطحی الیاف آسیبی وارد نکرده و زیر دست آن را زبر نمی کند. معمولا توصیه می شود برای عملکرد بهتر صابون R117-6 مدتی پشم درون محلول آب و صابون خیسانده شود. در فرایندهای دوم و سوم شستشو باید از غلظت های پایین تر قلیا و R117-6 استفاده کرد.بهتر است حمام شستشوی آخر فقط حاوی آب باشد.
رنگزاهای زیادی برای فرایند رنگریزی پشم می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. اما به طور معمول در مقیاس های صنعتی از رنگزاهای شیمیایی مانند رنگزاهای اسیدی ، دیسپرس و دیسپرس راکتیو استفاده می شود. یک روش مرسوم برای رنگرزی یکنواخت کلاف الیاف یا دسته نخ پشمی ريال روش رمق کشی در محیط اسیدی قوی با رنگزاهای راکتیوی است که مولکول رنگزا حداقل دارای یک گروه فعال واکنش دهنده با الیاف تحت شرایط تثبیت باشد، برای مثال رنگزاهایی دارای گروه های وینیل سولفون که در محدوده ی دمایی 95 تا 106 درجه سانتی گراد رمق کشی می شوند. رنگرزی با افزودن سولفوریک اسید به حمام رنگرزی در بازه زمانی 10 تا 45 دقیقه و محدوده pH بین 2 تا 3 انجام می شود.
رنگرزی پشم با انواع رنگزاهای اسیدی (اسیدی ، میلینگ و سوپرمیلینگ )نیز از دیگر روش های مرسوم رنگرزی پشم به شمار می رود. در رنگرزی با مواد رنگزای اسیدی (loveiing) به علت کوچک بودن ابعاد مولکول های رنگزا تحرک مولکول ها زیاد بوده و حداکثر یکنواختی رنگرزی در دمای 60 درجه سانتی گراد قابل حصول است. کنترل کننده یکنواختی رنگرزی در رنگرزی با مواد رنگزای اسیدی (milling) درجه حرارت رنگرزی است. میلینگ ها دارای درجه حرارت بحرانی 80 درجه سانتی گراد بوده و کاهش نرخ افزایش درجه حرارت بین دمای 60 و 80 درجه سانتی گراد به یکنواختی رنگرزی کمک می کند.
رنگرزی پشم با زنگزاهای سوپرمیلینگ در pH های خنثی حدود 7 انجام می شود، و نیروی جاذبه بین الیاف و رنگزا از نوع نیروهای واندروالسی می باشد. بیشترین تمایل رنگزا به کالا در دمای حدود 80 درجه سانتی گراد بوده و کنترل دقیق دما تا رسیدن به این دما برای داشتن رنگرزی یکنواخت ضرورت دارد. در 15 دقیقه پایانی رنگرزی برای افزایش رمق کشی می توان از اسیدهای ضعیفی مانند اسید استیک و اسید فرمیک هم استفاده کرد.
برای جلوگیری از تجمع رنگزا و رنگرزی نایکنواخت، کنترل دقیق دما بین دماهای 60 تا 80 درجه و استفاده از یک عامل یکنواخت کننده ی شیمیایی می تواند بسیار موثر باشد، همچنین در نسخه رنگرزی پشم با مواد رنگزای اسیدی غالبا استفاده از عوامل ضدکف توصیه می شود. ضدکف سیلیکونی ESS3 با خاصیت اسیدی ضعیف و پایداری امولسیون بالا و سازگاری با سایر مواد تعاونی مورد استفاده در فرایند، برای این منظور توصیه می گردد.
رنگرزی نخ پشمی
نخ پشمی را معمولا به صورت هنک یا کلاف و بوبین رنگرزی می کنند. متئاول ترین فرآیند رنگرزی نخ پشمی به صورت کلاف رنگ کنی است. به این ترتیب که نخ ها در یک وضعیت آزاد در دسته بندی حلقه ای و کلافی قرار می گیرند، سپس این کلاف ها روی حلقه ای آویخته شده و در یک مخزن بزرگ درون حمام رنگرزی غوطه ور می شوند. در این روش نفوذ رنگزا عالی بوده و الیاف دارای زیر پرزی تر و نرم تری خواهند بود. این سیستم رنگرزی اغلب برای نخ های پشمی و اکریلیک بالکی مورد استفاده قرار می گیرند.
رنگرزی الیاف پشمی: (کلاف رنگ کنی)
الیاف پشم تمیز و الیاف سنتتیک نو بدون هیچگونه عملیات اضافی دیگری برای پاک کردن و تمیزکردن آلاینده ها وارد پروسه رنگرزی می شوند. الیافی هم که معمولا از منابع خارجی تهیه می شوند، به صورت عدل تحویل صنایع نساجی داده می شوند. در سایت های تولید پیوسته ای که خودشان واحد شستشوی پشم دارند، الیاف به صورت دسته های آزاد بین واحدهای شستشو و مخلوط کردن با سایر الیاف انتقال داده می شوند.
در صورتیکه از پشم شسته شده به عنوان ماده خام استفاده می شود به ماشین آلات سرباز مجهز و خاصی نیاز نیست. در چنین مواردی معمولا عدل الیاف بعد از وزن کشی وارد اتاق رنگ شده و به مقدار مورد نیاز در مخازن رنگرزی بارگذاری می شوند.
دستگاه های مختلفی که برای رنگرزی الیاف پشم و الیاف مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از :
Radial flow
Pear shaped
Conical pan
الیاف معمولا به صورت دستی به این سیستم ها وارد می شوند. رنگزا و مواد تعاونی قبل از اضافه شدن به مخزن رنگرزی باید در آب داغ حل شوند. و سپس توسط نگرز به سیستم های رنگرزی سرباز اضافه گردند. به ندرت از سیستم های رنگرزی تحت فشار برای رنگرزی الیاف پشم استفاده می شود مگر در مواردی که این الیاف با الیاف مصنوعی ترکیب شده باشند، چرا که پشم معمولا در فشار محیط ولی الیاف الیاف مصنوعی تحت فشار رنگرزی می شوند.
قبا از شروع سیکل حرارت دهی، دمای حمام رنگرزی برای حصول اطمینان از نفوذ مواد تعاونی به درون دسته الیاف بهتر است 10 الی 15 دقیقه ثابت نگه داشته شود. سپس این دما با نرخ 1 الی 2 درجه سانتی گراد بر دقیقه به دمای 98 درجه سانتی گراد رسیده و تا رسیدن به این دما 60 دقیقه زمان نیاز بوده و pH حمام رنگرزی با اضافه کردن اسید به منظور جذب سریع رنگزا کنترل می شود. فرایند رنگرزی معمولا به صورت چشمی کنترل و یک نمونه الیاف برای مقایسه یا به عنوان نمونه شاهد انتخاب می گردد. زمانیکه رنگرزی به شید مدنظر رسید، رنگرزی خاتمه یافته و ماشین آلات رنگرزی را آبکشی می کنند. آبکشی با آب سرد برای حذف رنگزاهای سطحی جذب نشده در انتهای رنگرزی و قبل از تخلیه دستی حمام انجام می شود. معمولا به علت مصرف بالای آب و هزینه های بالای دفع پساب از روش آبکشی سیلابی استفاده نمی شود. اگر تعداد دفعاتی که یک شید یکسان قرار است رنگرزی شود زیاد باشد، محلول درون حمام رنگرزی را بازیافت می کنند، به این ترتیب که محلول را پس از رنگرزی به یک تانک ذخیره ( رزرو ) پمپ می کنند و در زمان مورد نیاز این محلول دوباره به حمام رنگرزی برگردانده می شود. با این وجود این روش نیز به علت ورود محلول رنگرزی در دماهای بالا باعث ایجاد نایکنواختی هایی در پروسه رنگرزی می شود که از معضلات این روش به حساب می آید.