کارگاه آموزشی گروه پایش در کارخانه فام تکس

نکات کاربردی رنگرزی پنبه با رنگزای راکتیو

برگرفته از کارگاه آموزشی گروه پایش در کارخانه فام تکس

 

کارگاه آموزشی فرآیند رنگرزی کالای سلولزی با رنگزای راکتیور به همت گروه پایش پنج شنبه ۲۳/۸/۹۷ در محل کارخانه فام تکس برگزار شد. در این کارگاه عملی که با حضور برخی متخصصین و دانشجویان رشته نساجی برگزار گردید مهندس استاد، مهندس زرینه و مهندس عسگری به تبیین اصول رنگرزی و عملکرد ماشین آلات در حوزه رنگرزی کالای سلولزی پرداختند.

در ابتدا مهندس زرینه به بیان مراحل مختلف آماده سازی کالای پنبه ای پرداخت و افزود: “عملیات آماده سازی پارچه پنبه ای تخت به ترتیب عبارتند از: آهارگیری، تراش، پرزسوزی، مرسریزاسیون و سفیدگری. بهترین و پرراندمان ترین مواد مورد استفاده در آهارگیری پارچه آنزیم ها هستند که پایه آنها α آمیلازها هستند.  α آمیلازها انواع مختلفی دارند که عبارتند از: دمای پایین(بین ۲۰-۵۰)، دمای متوسط(بین ۴۰-۷۰)، دمای بالا(بین ۹۰-۱۱۰) و محدوده کامل دمایی(از ۴۰ تا جوش). قطعاً استفاده از نفوذ دهنده نانیونیک توصیه می شود و بسته به دمای کار با آنزیم، مقداری نمک نیز اضافه می گردد. علاوه بر آن از مواد دیگری همچون اکسیداتیوها، مواد قلیایی و اسیدی نیز می توان برای آهارگیری استفاده نمود اما هیچ کدام راندمان آنزیم را ندارند. همچنین روش‌های مختلفی برای آهارگیری همچون رمق کشی، پد رول، پد استیم وجود دارد.”

سپس ایشان در خصوص نوع آب مصرفی و شرایط نگهداری آنزیمها در بخش آهارگیری نیز  اظهار داشت: ” آب مورد استفاده دارای املاح است و ما نمی دانیم که چه املاحی داخل آن است چون خیلی از فلزات باعث ضعیف شدن و کشته شدن آنزیم می شوند. از این رو  همان طور که در پتنت های متعدد ذکر شده است برای آهارگیری از آب نرم استفاده می‌شود، اما داخل آن نمک اضافه می‌گردد. یکی دیگر از نکات مهم در مورد آنزیم این است که آنزیم یک موجود زنده است و شرایط نگهداری خاص خود را دارد. اگر آنزیم ها وکیوم باشد(پلمپ در شرایط خلاء) ۶ تا ۷ ماه ماندگاری دارد و اگر وکیوم نباشد معمولاً تا ۳ ماه فرصت استفاده دارد. همچنین جای آنزیم نباید کثیف باشد چون مستعد رشد باکتری و کپک است. بهترین دمای نگهداری آنزیم ها تا دمای ۱۵ درجه سانتیگراد است و اصلاً نباید در گرما نگهداری شود. آنزیمهایی که در دمای بیشتر حفظ می شوند دارای نگهدارنده هستند که اغلب از فرمالین به عنوان نگهدارنده استفاده می‌گردد. فرمالین ماده سمی است که می‌تواند قدرت نگهداری آنزیم را تا دمای بالا حفظ کند اما آنزیم با نگهدارنده نرمال طبیعی می بایستی در دمای ۱۰ تا ۱۵ درجه نگهداری شود.”

مهندس زرینه در ادامه گفت: ” یکی از عوامل موثر بر قدرت آنزیم، نوع آهار مورد استفاده روی پارچه است. در حال حاضر خیلی از کارخانجات به دلیل گرانی به جای پلی وینیل الکل از پلی وینیل استات استفاده می کنند که ارزان تر است. این ماده در بافت خوب عمل می کند اما در موقع آهارگیری مشکل ایجاد می‌نماید. پلی وینیل الکل ماده آهاری است که وقتی آب داغ به آن می خورد شل شده و خیلی راحت جدا می‌شود، اما برخلاف آن پلی وینیل استات وقتی روی پارچه خشک می شود به راحتی جدا نمی شود و دسترسی آنزیم به آهار را سخت تر می‌کند. ممکن است کاربر فکر کند که قدرت آنزیم پایین آمده در صورتیکه قدرت آنزیم یکسان است اما به دلیل وجود پلی وینیل استات سطح دسترسی آن کاهش یافته است. یکی دیگر از عوامل مهم نسبت L:R است. هر چه میزان L:R در یک میزان مشخص آنزیم کمتر باشد، قدرت آنزیم بیشتر می شود. همچنین نوع ماشینی که در آن آهارگیری انجام می شود نیز اهمیت دارد. معمولاً در ماشین‌هایی مثل ژیگر که تنش کمتری دارند زمان بیشتری برای آهارگیری وجود دارد. ماشین‌هایی که تنش زیاد دارند مثل جت خودشان به کنده شدن نشاسته کمک می کنند که این باعث کاهش زمان آهارگیری می شود. نفوذدهنده مصرفی در بخش آهارگیری حتماً باید غیرآنیونیک باشد، همچنین مدت زمان و دما از عوامل موثر دیگر در آهارگیری هستند. ”

وی مرسریزاسیون را برای دستیابی به عمق و جلای بهتر رنگ روی پارچه قبل از رنگرزی کالای پنبه ای ضروری دانست و گفت “از آنجائی که  مرسریزاسیون باعث نزدیک نمودن سطح مقطع الیاف نارس به سطح مقطع الیاف رسیده می‌گردد،  با این عملیات پارچه باکیفیت تری به دست مشتری می رسد. بعد از مرسریزاسیون، سفیدگری انجام می شود.  در سفیدگری نفوذدهنده مناسب و پایدارکننده آب اکسیژنه خوب بسیار موثر است. آنجه بعد از سفیدگری اهمیت دارد از بین بردن آب اکسیژنه باقی مانده بر روی کالاست. آب اکسیژنه را یا به روش سنتی(شستشوی مکرر) یا با استفاده از آنزیم (پراکساید کیلر) از بین می برند. از آنجایی که یک سری مواد همچون محیط قلیایی، فلزات سنگین و آنزیم‌ها باعث تبدیل آب اکسیژنه به مشتقات با فعالیت بالاتر می شوند، باید بعد از سفیدگری، آب اکسیژنه اضافه  از بین برود تا اثرات مضر بر روی پارچه نگذارد. کمترین تاثیر این آب اکسیژنه، متفاوت بودن شید در پارت‌های مختلف رنگرزی است و برای زدودن آب اکسیژنه از آنزیم کاتالاز استفاده می کنند که پراکساید را از بین میبرد و  کالا را آماده رنگرزی می‌نماید.”

در ادامه کارگاه آموزشی مهندس استاد در خصوص زدودن آب اکسیژنه اضافی موجود روی پارچه افزود: “در سیستم‌های رنگرزی و تکمیل پارچه‌های تاری-پودی، وجود خشک کن حدفاصل رنگرزی و سفیدگری باعث از بین رفتن آب اکسیژنه اضافه می شود. البته اگر آب اکسیژنه زیاد باشد و دمای خشک کن نیز زیاد باشد پارچه زرد می شود. پس چنانچه بعد از سفیدگری زردی روی کالا مشاهده شد یا آب اکسیژنه زیاد زده شده است یا دما را خیلی بالا برده‌ایم. زدون آب اکسیژنه علاوه بر تکرارپذیری شیدهای روشن به شفافیت رنگ خیلی کمک می کند. البته یک سری کیت هایی هستند که مقدار آب اکسیژنه روی کالا را مشخص می کند و حتی بر اساس آن می توان میزان مصرف پراکسایدکیلر را نیز تعیین نمود. همچنین در سفیدگری نیز باید آب کاملاً نرم باشد. آب سخت حاوی املاح و فلزات است و در میان فلزات آهن بیشتر از هر چیزی به کالا آغشته می شود که این موضوع باعث فعال سازی آب اکسیژنه می شود و قدرت آب اکسیژنه را ابتدا و انتهای کار متفاوت می‌نماید.”

مهندس عسگری مدیرتولید شرکت فام تکس نیز در ادامه به روش رنگرزی کالای پنبه ای با رنگزای راکتیو پرداخت و بیان داشت: “رنگرزی کالای پنبه ای راکتیو در محیط قلیایی انجام می شود. پنبه در آب دارای بار منفی است و رنگ راکتیو نیز دارای بار منفی است پس جذب رنگ با مشکل مواجه می شود و عملاً باید بار منفی الیاف سلولز یا پنبه خنثی شود تا بتوان رنگ را روی کالا نشاند که نمک (NaCl و Na_۲SO_۴) این کار را برای ما انجام می دهد. NaCl تجزیه می شود و Na⁺ روی کالا نشسته و بار منفی را خنثی مینماید و می توان جذب رنگزای راکتیو را افزایش می‌دهد. بعد از جذب رنگزا عمل فیکس شدن انجام می‌گردد که در محیط قلیایی است. pH مورد نیاز برای رنگرزی راکتیو بین ۸/۱۰تا ۱۱ است.”

ایشان ضمن اشاره به مشکلات رنگرزی راکتیو نیز گفت:  “یکی از مشکلات در رنگرزی راکتیو از نظر یکنواختی- هیدرولیز رنگ است که در محیط قلیایی رخ می دهد. نکته مهم در اینجا افزایش تدریجی pH است، از این رو کربنات یا سودی که اضافه می کنیم باید خیلی ملایم و در طول زمان رنگرزی کم کم افزوده شود و نه به صورت ناگهانی تا هیدولیز کمتر و در نتیجه یکنواختی بالاتری بدست آید. بافرهای قلیایی برای این کار بسیار مناسب هستند چون وقتی سود و کربنات استفاده می‌شود، در محدوده ۱۱=pH ، نوسانات pH ابتدا و انتهای رنگرزی بسیار زیاد است، اما بافرهای قلیایی این محدوده pH قلیایی را ثابت نگه می دارند و به هیدرولیز کمتر و جذب بهتر کمک می کند؛ ضمن اینکه بافرهای قلیایی با شیب کندتری به حالت نرمال خود می رسند.”

مهندس عسگری در ادامه افزودن نمک را یکی از عوامل موثر در رنگرزی دانست و افزود: ” یکی از موارد مهم دیگر مقدار نمک است که در جاهای مختلف بسیار متفاوت و تقریباً سلیقه‌ای است؛ چنانچه نمک بیش از حد استفاده شود چون نمی‌توان خنثی سازی نمک را به طور کامل انجام داد و جذب کامل نداریم باعث کاهش حلالیت و جذب کمتر رنگ می شود. به صورت کلی یک محدوده کلی برای نمک تعریف می شود که بازهم به نوع نمک مورد استفاده بستگی دارد. املاح داخل نمک و ناخالصی های داخل آن نیز بسیار مهم است، بطوری که اگر نمک بی کیفیت استفاده شود در مراحل تکمیلی، داخل پارچه پر از املاح است و عملاً نمک نیست بلکه ناخالصی‌های آن است. میزان نمک مصرفی با شیدهای مختلف متفاوت است و در جداولی که برای هر رنگ در کاتالوگ وجود دارد دستور العمل و میزان مصرف نمک ذکر شده است اما رنگ های مختلف رفتار های مختلف نشان میدهند و تنها می توان برای درصد رنگ های مختلف محدوده ای را مشخص نمود. مثلاً برای رنگ‌های زیر ۱%، ۲۰-۱۵ گرم بر لیتر، برای رنگ‌های ۱-۳ % معمولاً ۴۵-۲۰  گرم بر لیتر و برای رنگ‌های  ۳% حدود۸۰-۵۰  گرم بر لیتر نمک می زنند.”

وی مرحله بعدی را اضافه نمودن قلیا دانست و بیان کرد: “یک شیوه حرارتی داریم که معمولاً C/min ◦  ۱ تعریف می شود و در ۶۵ یا ۸۰ درجه بسته به اینکه چه راکتیوی استفاده می شود، یک زمانی را در دمای رمق کشی نگه می داریم و سپس شستشو را انجام می دهیم. در نمونه گیری برای جلوگیری از بروز مشکل در رنگرزی انتخاب ترکیب رنگ بسیار مهم است. استفاده از یک تیپ رنگ خیلی از مشکلات رنگ همانندی را حل می کند چون شرایط رنگرزی آنها یکسان است و در یکنواختی بسیار موثر  است . تجربه شخصی ما این است که بعد از تخلیه رنگ یک شتسشوی انجام می دهیم تا خنثی سازی انجام شود. اگر رنگرزی راکتیو انجام دادیم و یک ایرادی مثل شکستگی ریز وجود داشت با یک شستشوی کربناتی معمولی و نمک زدن جذب مجدد انجام می شود. در واقع داریم در محیط قلیایی مجدداً پارچه را شستشو می دهیم؛ اگر در محیط قلیائی صابون هم اضافه کنیم و در آب جوش ببریم بخشی از رنگ های جذب شده خارج می شود. بنابراین اول خنثی سازی نموده و بعد، از شستشوی های متوالی استفاده می نماییم. صابون های مورد استفاده معمولاً باید کاتیونیک باشند تا به خاطر بار منفی رنگ راکتیو عملاً همدیگر را خنثی کنند.”

در ادامه مهندس استاد به انواع شیدها و نحوه رنگرزی آنها پرداخت و گفت: “رنگ های فیروزه ای در رنگ های راکتیو ( وینیل سولفون) دارای دانه های درشت هستند. در تمام رنگ های فیروزه ای اعم از دیسپرس، مستقیم و اسیدی دانه های رنگ درشت است و برای جذب آن باید کار خاصی انجام داد یعنی فشار را بر جذب افزایش داد. مثلاً هنگامی که به رنگ Blue 21  وینیل سولفون کربنات اضافه می نماییم مجبوریم تا دما را تا ۹۰ درجه سانتی گراد  بالا ببریم چون در ۶۰ درجه انحلال کامل نمی‌شود. به علاوه اگر نمک را برای همه رنگ‌ها به عنوان مثال ۸۰ گرم بر لیتر استفاده می کنیم، برای این رنگ باید ۱۰۰ گرم بر لیتر بزنیم. هم چنین زمان عملیات قلیائی و یا به عبارتی زمان رنگرزی اگر برای همه رنگ ها یک ساعت می‌گیریم برای این نوع رنگ یک ساعت و بیست دقیقه نیاز است.”

ایشان در پایان اظهار داشت: ” فرآیند جذب رنگزاهای راکتیو چند بخش است؛ یک بخش جذب رنگ بر روی کالاست که بوسیله نمک انجام می‌شود. بخش دوم واکنش رنگ و لیف است که بوسیله کربنات انجام می شود و بخش آخر که خیلی برای آن وقت باید گذاشت  شستشوی کالا است.”