فایل ورد کامل مقاله فرآیند رنگرزی، چاپ و تکمیل؛ بررسی علمی و صنعتی روش‌های نوین در صنعت نساجی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله فرآیند رنگرزی، چاپ و تکمیل؛ بررسی علمی و صنعتی روش‌های نوین در صنعت نساجی دارای ۱۷۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله فرآیند رنگرزی، چاپ و تکمیل؛ بررسی علمی و صنعتی روش‌های نوین در صنعت نساجی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله فرآیند رنگرزی، چاپ و تکمیل؛ بررسی علمی و صنعتی روش‌های نوین در صنعت نساجی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله فرآیند رنگرزی، چاپ و تکمیل؛ بررسی علمی و صنعتی روش‌های نوین در صنعت نساجی :

کردان نقش:
کارخانه کردان نقش در سال ۱۳۷۴ توسط آقای کرباسیان تأسیس گردید. تولیدات این کارخانه به دو گروه عمده: ۱- تولیدات معمولی ۲- تولیدات سفارشی تقسیم شده است. به طور کلی تولیدات کارخانه شامل پارچه‌های چاپ و رنگرزی شده می‌باشد.

موقعیت جغرافیایی
این کارخانه با مساحتی حدود ۲۵۰۰۰ مترمربع در منطقه کردان کرج (جنوب اتوبان کرج- قزوین) قرار گرفته و نیز دارای یک دفتر مرکزی در تهران خیابان پانزده خرداد غربی است.

وضعیت نیروی انسانی:
تعداد کل کارخانه ۵۰ نفر است که خط تکمیل در یک شیفت و خط بافندگی در دو شیفت مشغول به کار هستند.

مشتریان عمده:
افراد متفرقه، اشخاص حقیقی بازار داخلی و تولیدکنندگان پوشاک.

مواد اولیه:
نخ، پارچه، رنگ و مواد تعاونی. که از شرکت‌های زیر خریداری می‌شود:
شرکتهای خارجی:
Byer (آلمان) تولیدکننده رنگ و مواد شیمیایی
Ciby Giby (انگلیس) تولیدکننده رنگ و مواد شیمیایی
Dicos (چین) تولیدکننده مواد شیمیایی
Yohaoo (چین) تولیدکننده رنگ
شرکتهای ایرانی:
چرمینه محراب، بهاران تولیدکننده رنگ پیگمنت سفید، اکسیر نساج تولیدکننده مواد تعاونی و بویاخ ساز بزرگترین تولید کننده رنگهای اسیدی و راکتیو.

واحدهای مختلف کارخانه
۱- واحد برنامه‌ریزی تولید:
توسط مدیریت کارخانه آقای کرباسیان انجام می‌گیرد، که پس از دریافت سفارشات با در نظر گرفتن اولویتها از یک طرف و محدودیتهای مربوط به تکنولوژی و تجهیزات از طرف دیگر، برنامه‌ریزی تولید را انجام می‌دهند.

۲- واحد طراحی پارچه:
در این قسمت طراحی شابلونها برای چاپ،توسط کارشناس طراحی پارچه انجام می‌گیرد. طراحی توسط سیستم کامپیوتری صورت می‌گیرد.

۳- واحد خرید و فروش:
فعالیتهای خرید و فروش نیز توسط مدیریت کارخانه و دفتر داخل شهر انجام می‌گیرد.

۴- واحد پشتیبانی:
شامل قسمت انبارها (دو انبار ۱۵۰۰ و ۱۲۰۰ مترمربع)، نگهبانی، سلف سرویس و ایمنی و بهداشت.

۵- واحد تأسیسات:
این واحد ۴۰۰ مترمربعی شامل دو دیگ بخار ۵ تنی، دو کمپرسور، قستم برق و تعمیرات آن، چند واحد کوچک آهنگری، جوشکاری و ژنراتور می‌باشد.
۶- واحد اداری:
شامل دفتر مدیریت، آرشیو فنی، کتابخانه، قسمت حسابداری و دفتر متخصصین برق و مکانیک که مسولیت رسیدگی به دستگاهها، بازدیدهای روزانه، تعمیرات دستگاهها اعم از پیش‌گیرانه، اضطراری و ادواری را به عهده دارند.

۷- واحد تولید:
این واحد شامل سالن پتوبافی و گردبافی، سالن بافندگی، سالن رنگرزی، سالن چاپ و تکمیل است. به طور کلی خط تولید کارخانه ۸۰۰۰ مترمربع مساحت دارد (سالن چاپ و رنگرزی ۳۰۰۰ مترمربع و سالن بافندگی ۱۲۰۰ مترمربع).

۸- واحد آزمایشگاه:
سفارشات پذیرفته شده مورد آزمایش قرار می‌گیرد، نسخه آنها تهیه گشته و به خط تولید اعلام می‌گردد تا بر طبق آن عملیات رنگرزی و چاپ صورت گیرد. این واحد شامل دو قسمت چاپ دستی و رنگرزی با HT می‌باشد.

۹- واحد شابلون‌سازی و عکاسی:
تهیه شابلونهای مخصوص چاپ در این واحد صورت می‌گیرد.

بافندگی

سالن پتوبافی و گردبافی
این بخش در حال راه‌اندازی و نصب می‌باشد. دستگاه‌های موجود در حالت نصب عبارتند از:
۱- پنج ماشین پتوبافی
ساخت کارخانه Textima آلمان شرقی سال ۱۹۸۲
۲- یک دستگاه چله‌کشی اکریلیک
نخ مورد استفاده در این بخش (پتوبافی) اکریلیک می‌باشد.
۳- دو ماشین خار زنی Raising
ساخت کارخانه Textima آلمان شرقی سال ۱۹۸۲
۴- ماشین تایرینگ
ساخت کارخانه Niki ژاپن سال ۱۹۸۲ (به منظور بلند کردن پرز در پتو)
۵- دو ماشین تیغ‌زنی Shearing

ساخت کارخانه Niki ژاپن سال ۱۹۸۲
۶- هشت ماشین گردبافی یک رو ساده با گیج ۲۰، ۲۴ و ۲۸
ساخت کارخانه Textima آلمان شرقی سال ۱۹۸۹

سالن بافندگی
سالن بافندگی به ابعاد ۴۲ * ۱۲ شامل ۲۵ ماشین بافندگی تخت می‌باشد. که حدوداً دوازده کارگر (چهار خانم و هشت مرد) در دو شیفت مشغول به کار هستند.
ماشینهای تخت این سالن ساخت کارخانه Sulzir روسیه سال ۱۹۸۹ می‌باشد. ماشینها از نوع پروژکتال بادومکی با طرحهای تافته و پاناما بوده که بیشتر نخهای پنبه، پلی‌استر و ویسکوز برای بافت استفاده می‌شد.

لازم به ذکر است که منبع تغذیه تمامی ماشینهای این قسمت برق است. تهویه سالن توسط فنهای مکنده هوا صورت می‌گیرد و همچنین سالن مجهز به سیستم رطوبت‌دهی است.
یکی از انواع پارچه‌هایی که در این سالن با توجه به تقاضای بازار بافته می‌شد، پارچه مکانیک می‌باشد. این پارچه‌ها ۱۰۰% پلی‌استر بوده که تار و پود آنها از پلی‌استر فیلامنتی تشکیل می‌شدو. در اینجا از نخهای رنگرزی شده و رنگرزی نشده به طور توام برای بافت استفاده می‌شود،‌تار و پود این نوع پارچه‌ها بدون تاب بوده و به جای تاب، الیاف را با هوا پوش داده و در بعضی قسمتها با پرس دوخت می‌دهند.

تکمیل و آماده‌سازی

مقدمه:
در بیشتر موارد پارچه پس از تولید به علت همراه داشتن موادی مثل آهار، روغن و همچنین ناخالصیهای دیگر قابل استفاده نبوده و لازم است که این مواد در مرحله مقدمات تکمیل به صورت مؤثر از کالا زدوده شود تا پارچه به صورت سفید درآمده و برای رنگرزی یا چاپ آماده شود و نهایتاً‌ در مرحله تکمیل که ممکن است از نوع مکانیکی و یا عالی باشد، خواص لازم با توجه به کاربرد کالا مثل جلا، زیر دست نرم، ضد آب و غیره به آن بخشیده می‌شود.
لازم به ذکر است که واژه تکمیل شامل سه مرحله زیر می‌باشد:
۱- مقدمات
۲- تکمیل مکانیکی
۳- تکمیل عالی

انجام مقدمات یکنواخت تضمین کننده گرفتن نتیجه یکنواخت در رنگرزی و چاپ می‌باشد. از اینرو از نقطه نظر کالا، انجام یکنواخت و مؤثر مقدمات اهمیت فراوانی را دارا می‌باشد. به علت بالا بودن مصرف پارچه‌های پنبه‌ای و به ویژه مخلوط پنبه- پلی‌استر، مقدمات آنها مورد توجه بوده و از آنجایی که این نوع پارچه‌ها به علت کاربرد خود نمی‌توانند قیمت چندان بالایی داشته باشند، نکات زیر کمک زیادی به پایین آوردن هزینه تکمیلی آنها نموده است:

۱- مداوم کردن عملیات
۲- انجام عملیات مختلف در یک مرحله (در صورت امکان)
۳- استفاده از روشهایی که انجام عملیات را بدون استفاده از انرژی گرمایی ممکن می‌سازد و هزینه کل را با صرفه‌جویی در مصرف گرما پایین می‌آورد.
پارچه‌های پنبه‌ای و مخلوط پنبه- الیاف مصنوعی نسبت به پارچه‌های دیگر به مراحل مقدماتی بیشتری احتیاج دارد و پارچه بایستی پس از اتمام مراحل مقدمات، از خواص زیر برخوردار باشد:
۱- درجه بالا و یکنواخت جذب رنگینه بر اثر تورم زیاد و یکنواخت
۲- عدم وجود مواد ناخالصی همراه پنبه

۳- عدم کاهش درجه پلی مریزاسیون پنبه در اثر تکمیل
۴- درجه سفیدی کافی برای کسب رنگهای روشن
۵- رطوبت یکنواخت

عوامل مؤثر در عملیات تکمیل:
برای بدست آوردن یک تکمیل مناسب در روی پارچه باید عوامل مؤثر در عملیات تکمیل را در نظر گرفت. این عوامل را می‌توان بطور کلی در پنج طبقه به شرح زیر قرار داد:
۱- نوع و جنس الیاف بکار رفته در پارچه، حالت و ترتیب قرار گرفتن آنها در نخ و یا در پارچه
۲- خواص فیزیکی پارچه، مانند قدرت تورم آن در آب بطوریکه هر گاه پارچه در حالت خنک یا مرطوب و یا در حرارت بالا و یا پایین و یا تحت تأثیر فشار و یا اصطکاک قرار گیرد حالت تکمیل شده آن متفاوت بوده و چگونگی این تغییرات بستگی به شرایط عملیات خواهد داشت.

۳- قدرت جذب و ترکیب با مواد شیمیایی و پایداری فعل و انفعالات شیمیایی حاصل
۴- حساسیت الیاف پارچه به مواد تکمیلی و شیمیایی و یا روشهای بکار رفته شده و شرایط عملیات مانند رطوبت، حرارت، فشار، زمان و ph محیط. مثلاً پارچه‌های ابریشمی و یا کتانی که خود دارای خواص جالبی هستند نیاز به عملیات تکمیلی زیادی ندارند در صورتیکه پارچه‌های فاستونی برای اینکه حالت پوشاکی خوبی داشته باشند نیاز به عملیات تکمیلی زیادی دارند.

۵- ساختمان بافت پارچه اثر زیادی در عملیات تکمیلی دارد مثلاً پارچه‌ای که دارای بافت ساده باشد قابلیت پذیرش اغلب تکمیلی را دارد. در صورتیکه پارچه‌ای که بافت پاچیده‌تری دارد عملیات تکمیلی را محدود می‌سازد. مثلاً اکثر پارچه‌های تریکو بافت را به علت ضعف در ثبات بعدی نمی‌توان تحت عملیات تکمیلی معمولی قرار داد.

روش‌های تکمیل:
روشهای تکمیل را می‌توان به سه دسته مختلف زیر طبقه‌بندی کرد:
۱- روشهای فیزیکی: مانند تراش پارچه، خارزنی، اطو کردن، برس
۲- روشهای شیمیایی: مانند تکمیل رزین، سفید کردن و مقاوم کردن پارچه در برابر آتش. در این روش معمولاً در اثر فعل و انفعالات شیمیای حاصل بین لیف و ماده شیمیایی مصرف شده عمل تکمیل بدست می‌آید و یا اینکه ماده شیمیایی مصرف شده در اثر رسوب کردن و یا اضافه شدن در روی پارچه، تکمیل مورد نظر را می‌دهد، که در نتیجه باعث تغییر در خواص مورد نظر پارچه می‌شود، مانند آهار دادن پارچه‌های پنبه‌ای با مخلوط مواد پلیمری.
۳- روشهای مکانیکی شیمیایی: در این حالت از روشهای شیمیایی و

فیزیکی توام استفاده می‌شود مثل تثبیت حرارتی پارچه و بشور بپوش کردن پارچه.
لازم به ذکر است که در هر کارخانه‌ای با توجه به عوامل زیر فقط برخی از تکمیلهای ممکنه را روی منسوجات تولیدی خود انجام می‌دهند. این عوامل عبارت‌اند از:
۱- انواع الیاف بکار رفته در منسوج. چرا که برای هر نوع لیفی عملیات تکمیلی خاصی را باید انجام داد.
۲- هدف از تهیه پارچه هر چه که باشد عملیات تکمیلی متناسب با آن روی پارچه یا لیف انجام می‌گیرد. به عنوان مثال ضد آب کردن، ضد آتش کردن، جلا دادن، سفیدگری و … .
۳- شرایط اقتصادی که تعیین کننده چگونگی انجام عملیات، مواد کاربردی، تعدد مراحل انجام کار و … می‌باشد.
۴- کیفیت محصول حاصل

ه. یعنی با توجه به اینکه بخواهند کیفیت تا چه حد بالاتر باشد، عملیات تکمیلی بیشتری را با توجه به نوع کالا و … روی آن انجام می‌دهند.
از آنجایی که در کارخانه «کردان نقش» بیشتر پارچه‌های پنبه‌ای (اعم از تار و پودی و یا تریکو) و یا پارچه‌های پلی‌استری یا مخلوط آنها و گاهی پارچه‌های نایلونی مورد تکمیل این نوع پارچه‌ها می پردازیم. به طور کلی تکمیلهایی که روی پارچه پنبه‌ای انجام می‌گیرد عبارت‌اند از:
۱- تراش Brushing or Shearing

۲- پرز سوزی Gassing of Singeing
۳- آهارگیری Desizing
۴- شستشو Scouring
۵- مرسریزاسیون Mercerizing (در صورت لزوم)
۶- سفیدگری Bleaching (در صورت لزوم)
۷- رنگرزی یا چاپ Dyeing or printing (در صورت لزوم)
۸- عملیات تکمیلی فیزیکی و یا شیمیایی دیگر مانند: کرکی کردن پارچه یا خار زدن، سانفریزه کردن، عریض کردن یا سانتتر کردن، آهار دادن و تکمیل با رزینهای مناسب به منظور ضدچروک کردن و یا پلیسه کردن.

در مورد تکمیل پارچه‌های حاصل از الیاف مصنوعی نیز می‌توان گفت که مهم‌ترین و حساس‌ترین عملیات تکمیل در روی پارچه‌های حاصل از الیاف مصنوعی عمل تثبیت آنها می‌باشد، لذا لازم است که تثبیت آنها قبل از هر عمل تکمیلی دیگر حتی شستشو صورت گیرد تا پارچه یک ثبات بعدی پیدا کند و بتواند تحت عملیات تکمیلی قرار گیرد ولی بعضی مواقع به علت وجود ناخالصیهای خارجی در پارچه، تثبیت آن قبل از شستشو مقدور نخواهد بود. زیرا تحت شرایط تثبیت، ناخالصیها در روی پارچه ثابت خواهند گردید. در چنین شرایطی لازم است عملیات شستشو را در صورت امکان قبل از عملیات تثبیت انجام داد در غیر این صورت لازم است که ابتدا یک تثبیت ملایم روی پارچه داده و پس از مرحله شستشو تثبیت کامل را دنبال کرد.

در اینجا به بررسی برخی از تکمیلهای فوق ابتدا از لحاظ تئوری و سپس به بررسی نحوه عمل در آزمایشگاه و سپس در خط تولید می‌پردازیم. قبلاً توضیح می‌دهیم که هیچگونه عملیات تکمیلی مکانیکی در این کارخانه انجام نمی‌شد از این رو به بررسی هیچکدام نمی‌پردازیم.

آهار و آهارزدایی:
در مقدمات بافندگی، پارچه‌های پنبه‌ای و مخلوط پنبه- پلی‌استر، با آهار پوشش داده شده و سپس خشک می‌گردند. به این ترتیب، انتهای آزاد الیاف روی سطح نخ به بدنه اصلی آن چسبانده می‌شود. فرآیند آهار علاوه بر استحکام نخ مقاومت سایشی آن را هم افزایش می‌دهد و در ن

تیجه، کاهش گسیختگی نخ باعث افزایش راندمان بافندگی می‌گردد. مقدار و نوع آهار به عوامل زیر بستگی دارد:
۱- نمره و نوع نخ: نخهای ظرفیتر به آهار قویتر احتیاج دارند. و به نخهای قوی و چند لا آهار زده نمی‌شود.
۲- تراکم تار و پود: هر چه ازدیاد تراکم داشته باشیم به آهار قویتری احتیاج داریم.
۳- نوع بافت: از آنجایی که در بافتهای ساده اصطکاک بیشتری بین نخهای تار وجود دارد لذا آهار قویتری برای تارهای آن نیاز است.
۴- نوع الیاف: آهار زنی الیاف طبیعی به دلیل سطح نایکنواخت و جذب رطوبت بالاتر آسانتر است.
به طور کلی مواد آهاری به دو گروه طبیعی و مصنوعی تقسیم می‌شوند. آهارهای طبیعی عبارتند از :
۱- نشاسته‌ها و مشتقات آنها
۲- مشتقات سلولزی
۳- پروتئینها
نشاسته و مشتقات آن:
خواص نشاسته‌ها از نظر اثر به عنوان آهار و آسانی زدودن آنها متفاوت است. از بین نشاسته‌های طبیعی، نشاسته سیب‌زمینی که به طور کلی بهترین شناخته شده است به عنوان آهار بیشتر بکار گرفته می‌شود. کاربرد آن بیشتر برای نخهای پنبه و گاهی مخلوط پنبه و الیاف مصنوعی است.

و مقدار لازم آن بین ۸-۲ درصد نسبت به وزن نخ متغیر است. نشاسته‌ها حلالیت کمی در آب داشته و زدودن آنها از الیاف فقط توسط آنزیمها، متدهای شیمیایی ویژه و یا هیدرولیز امکان‌پذیر است و علیرغم قیمت ارزان آنها، مشکل زدودن آنها از الیاف، از کاربرد آنها کاسته است.
وجود نشاسته روی پارچه به کمک تست ید (Lodine Test) ثابت می‌گردد. آهارهای نشاسته بایستی قبل از شروع دیگر عملیات مقدمات، از الیاف جدا گردند چون وجود آنها نفوذ مواد را به داخل نخ و الیاف مشکل ساخته و اثر عملیات را یکنواخت می‌سازد.

مشتقات سلولزی:
مهمترین آهار از نوع مشتقات سلولزی، کربوکسی متیل سلولز (CMC) است. از این نوع آهار به تنهایی و یا از مخلوط آن با آهارهای مصنوعی برای آهار زدن نخ (مخصوصاً ویسکوز ریون) استفاده می‌گردد. حلالیت آن در آب نسبتاً خوب بوده و در آب داغ سریعتر حل می‌گردد.

پروتئینها:
آهارهای پروتئینی (ژلاتین) علیرغم ارزان بودن، به علت داشتن کیفیت متغیر، خواص ضعیف آهاری و مشکل زدودن، کمتر بکار گرفته می‌شوند. این مواد بیشتر به عنوان چسب مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آهارهای مصنوعی نسبتاً در آب به سادگی حل می‌شوند. و عبارت‌اند از:
۱- انواع پلی‌وینیل الکل که برای انواع نخ بکار می‌رود و دارای قدرت چسبندگی خوبی است.
۲- انواع پلی‌اکریلات برای انواع نخ به ویژه نخ‌های فیلامنتی بکار می‌رود و به آسانی زدوده می‌شود.
۳- انوا کوپلیمر استایرین و مالئیک اسید. به آسانی قابل شستشو است و به مقدار محدود برای آهارزنی فیلامنتهای استات و ویسکوز ریون بکار می‌‌رود.

روشهای آهارگیری:
بطور کلی برطرف کردن آهار نشاسته با یکی از چهار روش زیر ممکن است:
۱- آهارگیری با اسید Acid steeping of “Grey scouring”
۲- آهارگیری با روش تخمیر Rot steeping
۳- آهارگیری با اکسید کننده ها Oxidising agents
۴- آهارگیری با آنزیم Treatment with ensymes
از بین روشهای فوق آهارگیری با آنزیم و اکسید کننده ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند از این رو ما هم به بررسی آنها می پردازیم.

۱- آهارگیری با اکسید کننده ها:
به کمک موادی مثل الف) پرسولفات سدیم یا آب اکسیژنه و ب) دی پرسولفات آمونیوم و اسید منوپرسولفات و ج) سدیم برومیت انجام می شود.

در روش اول کالا را در محلول آب اکسیژنه ۲-۱ حجمی که حاوی ۱۵-۷ گرم در لیتر سود است در حرارت ۴۰-۲۰ درجه سانتیگراد خیسانده و بعد به مدت ۵/۱-۱ دقیقه بخار می دهند. هرگاه زمان بخار دادن به ۳-۵/۲ دقیقه افزایش یابد، علاوه بر آهارگیری سفیدگری هم انجام می شود.
در روش دوم کالا را در جعبه اختناق از محلول قلیایی اکسید کننده در حرارت ۹۰-۶۰ درجه سانتیگراد عبور داده و پد می کنند. در این روش مقدار قابل توجهی از آهار در عرض ۳۰ ثانیه حل می گردد.۲- آهارگیری با آنزیم:
آنزیمها از نظر شیمیایی پروتئینهایی هستند با وزن مولکولی زیاد و با کاتالیزورهای شیمیایی معمولی تفاوت دارند زیرا در حرارت و ph محدودی عمل می کنند.

نامگذاری آنها براساس نام ماده ای است که باید تجزیه گردد مثلا آنزیمهایی که آمیلوز (Amylose) و آمیلوکتین (Amylopectin) یعنی آهار نشاسته را تجزیه می کنند، آمیلازها (Amylopectin) یعنی آهار نشاسته را تجزیه می کنند، آمیلازها (Amylose) نامیده می شوند. آمیلازها به دو دسته آمیلاز آلفا که تولید کننده دکسترین است و آمیلازبتا که تولید کننده ساکاروز است، تقسیم می شوند.

آمیلاز آلفا و بتا به طور مشابه اتصال گلوکزی را هیدرولیز می کنند اما محل فعل و انفعال آنها متفاوت است. آمیلاز آلفا زنجیره پلیمری نشاسته را به صورت راندم پاره کرده و درجه پلیمریزاسیون را به سرعت کم می کند ولی آمیلاز بنا زنجیر را از واحد مالتوز در انتهای مولکول احیا می کند لذا جهت آهارگیری سریع مناسب نیست. در جدول زیر درجه حرارت و ph مناسب جهت عملکرد چهار نوع آمیلاز که از روشهای مختلف تهیه شده اند و همچنین اثر دو نوع الکترولیت در محیط عمل (حداقل ۰۳/۰ نرمال) آنها نشان داده شده.

آمیلاز PH درجه حرارت
اثر NaCl اثر CaCl2
پانکریتی
مالت- آلفا
مالت- بتا
باکترئی ۶۸-۷۰
۴۶-۵۲
۴۶-۵۲
۵۰-۷۰ ۴۰-۵۵
۵۵-۶۵
۴۰-۵۰
۶۰-۷۰ +
–
–
۰ +
+
–
+
با افزایش درجه حرارت فعالیت آنزیم افزایش می یابد ولی پایداری آن کاهش می یابد و با افزایش زمان فعالیت آنزیم کاهش می یابد. در محدوده PH معینی آنزیم حداکثر فعالیت خود را خواهد داشت و در محدوده معین دیگری حداکثر پایداری خود را که این دو محدوده بر هم منطبق نیستند لذا در انتخاب PH باید نهایت دقت را کرد. در ضمن حضور بعضی نمکها بر فعالیت آنزیمها موثر است. در مورد هر آنزیم باید به تاثیر نمکهای مورد استفاده در حمام یا نمکهای موجود در آب سخت بر آن، توجه کرد.

جهت آهارگیری کالا به صورت عرض باز یا طنابی با محلول آنزیم آغشته می شود و سپس برای مدتی به همان حال انبار می گردد تا آنزیم اثر خود را روی آهار نشاسته بگذارد. به منظور یکنواختی عملیات و جلوگیری از تبخیر و خشک شدن لایه های سطحی، مخزن را با پوششهای لاستیکی می پوشانند. این عمل با توجه به جنس و وزن و تراکم پارچه تغییر کرده و با توجه به دمای محیط بین ۶-۴ ساعت و گاهی یک شب طول می کشد.

عمل آهارگیری را می توان در ماشینهای وینچ- ژیگر و ماشینهای مداوم مخصوص انجام داد و یا پارچه را با محلول آهارگیر پد کرده و بچ حاصل را در حال حرکت انبار کرد. در آهارگیری با دستگاههای مداوم چون دما بالاتر بوده و زمان واکنش کمتر است معمولا از آنزیمهای با باکتریهایی که مقاومتشان در برابر حرارت بیشتر است، استفاده می گردد.
توجه: آهارگیری به کمک آنزیم دارای این عیب است که امکان ادغام آن با عملیات دیگر مثل پخت و سفیدگری وجود ندارد. ولی انجام آهارگیری با مواد اکسید کننده همزمان با عملیات مقدماتی دیگر در یک مرحله امکان پذیر است.

تست نشاسته همراه پارچه:
محلول تست به روش زیر تهیه می گردد:
مقدار ۵ گرم یدید پتاسیم (KI) و ۲ گرم ید در یک لیتر آب حل گردیده و از آن به عنوان محلول تست نشاسته استفاده می گردد. جهت تست ابتدا پارچه را خیس کرده و بعد از گرفتن آب اضافی آن توسط کاغذ فیلتر ، چند قطره محلول تست به پارچه اضافه می گردد. در صورت عدم وجود نشاسته رنگ خاکستری مشاهده می شود.

پخت: (Scouring)
پنبه خام دارای مقداری چربی و موم می باشد که به آن زیردستی نرم می بخشد ولی در مقابل باعث دفع آب گردیده و تکمیل را با مشکلاتی مواجه می سازد. این مواد همچنین باعث سفیدگری و رنگرزی نایکنواخت می گردند. جهت جدا کردن ناخالصیهای پنبه از پخت استفاده می گردد. گرچه جدا شدن چربیهای همراه پنبه از آن باعث نفوذ بیشتر آب در پارچه می گردد به هر حال باقی ماندن مقدار کمی چربی روی پنبه زیر دست لیف را بهبود می بخشد. از این رو باید سعی شود تا از به صفر رساندن چربی روی پنبه جلوگیری شود.

در فرآیند پخت پارچه پنبه ای در محلول قلیا و در دمای ۱۳۰-۱۰۰ درجه سانتیگراد پخت می گردد و چنانچه در حرارت جوش انجام شود آن را پخت معمولی و در صورت تحت فشار بودن آن را پخت تحت فشار گویند. در حین پخت، چربیها صابونی شده و صابون حاصل، خود به جدا شدن ناخالصیهای دیگر از پنبه کمک می کند. در پخت، اکسیژن هوا و قلیا قادر به صدمه زدن به الیاف پنبه می باشند.

در پخت تحت فشار به دلیل بسته بودن محفظه تحت عمل به الیاف صدمه کمتری می رسد. جهت کاهش صدمه در ضمن پخت می توان مواد احیا کننده ویژه به حمام اضافه کرد، که این امر مقدار سود مصرفی را هم می تواند بالا ببرد. مقدار سود برای پخت بدون مواد احیا کننده محافظ الیاف در حدود ۱۹-۹ گرم درلیتر است. پخت را می توان توسط ماشینهای ژیگر- وینچ و به روشهای مداوم و نیمه مداوم انجام داد.

مرسریزاسیون:
مرسریزاسیون یک فرآیند شیمیایی- مکانیکی است که از طریق فرو بردن الیاف سلولزی در محلول قلیایی با غلظت معین، نفوذ محلول در شرایط لازم به داخل لیف، سپس عملیات شستشو، خنثی سازی، شستشوی مجدد و خشک کردن صورت می گیرد. عمل مرسریزاسیون موجب تورم قطری و کوتاه شدن طولی الیاف می شود و این باعث ازدیاد شفافیت و جلای کالای سلولزی می گردد.

قلیاهای مصرفی عبارتند از : سود، پتاس، هیدروکسید لیتیم، هیدروکسید روبیدیم، آمونیاک و غیره. که اغلب از سود به دلیل ارزانی آن استفاده می شود . مرسریزاسیون می تواند با اعمال کشش نیز انجام شود. به این ترتیب که ابتدا کالای پنبه ای درون حمام قلیا قرار می گیرد، طول کالا براثر نفوذ قلیا کاهش یافته و پدیده جمع شدگی رخ می دهد. با اعمال کشش می توان کالا را به صورت اولیه برگرداند. اعمال کشش می تواند درون حمام قلیا، هنگام شستشو، هنگام خنثی

سازی و یا هنگام خشک کردن صورت گیرد که هر یک ویژگیهای خاصی دارد. براثر مرسریزاسیون جلای پنبه افزایش می یابد علت افزایش جلای پنبه بعد از مرسریزاسیون ناپدید شدن پیچیدگیها در طول پنبه و دایره ای شکل شدن سطح قاعده در نتیجه صاف شدن سطح ناهموار آن توضیح داده می شود. سطح صاف پنبه مرسریزه انعکاس نور را بیشتر و یکنواخت تر می کند علاوه بر آن استحکام نیز افزایش می یابد. این افزایش ممکن است تا ۵۰% استحکام اولیه برسد ولی در عوض ارتجاعیت آن کاهش می یابد. افزایش استحکام براثر مرسریزاسیون را می توان چنین توضیح داد که براثر کشش در حالت تورم مواضع کریستالی الیاف در جهت محور لیف جهت گیری می کنند. بر اثر مرسریزاسیون قدرت تورم پنبه در آب و در نتیجه جذب رنگ افزایش می یابد. پنبه مرسریزه شده به طور کلی در مقایسه با پنبه مرسریزه نشده، در شرایط رنگرزی مساوی پررنگتر جلوه می کند.

مرسریزاسیون پارچه:
پارچه را می توان به صورت خام، بعد از مقدمات و یا حتی بعد از رنگرزی مرسریزه کرد. پارچه معمولا بعد از آهارگیری و پخت و در بعضی موارد بعد از پخت و سفیدگری مرسریزه می شود. از آنجایی که ممکن است درجه سفیدی پارچه تا حدی بر اثر مرسریزاسیون آسیب ببیند در صورت امکان،

مرسریزاسیون قبل از سفیدگری انجام می شود. مرسریزاسیون را می توان روی پارچه خشک و یا تر انجام داد. غلظت سود باید در طول عمل ثابت بوده و کنترل شود. بهترین غلظت آن ۳۰-۲۵ درجه حاصل می گردد. از آنجایی که مدت زمان مرسریزاسیون حداکثر ۳۰ ثانیه است الیاف پنبه صدمه ای نمی بینند. اصولاً الیاف پنبه در حرارتهای پایین بهتر متورم می شوند و به همین علت بهتر است

دمای مرسریزاسیون بین ۱۵-۱۳ درجه سانتیگراد انتخاب شود. اگر محلول رقیق تر باشد از دمای ۲۰ هم می توان استفاده کرد. در طول عمل باید دما ثابت باشد ، در غیر این صورت مرسریزاسیون نایکنواخت و در نتیجه رنگرزی نایکنواخت خواهیم داشت.

سفیدگری:
پنبه مثل الیاف طبیعی دیگر دارای رنگدانه می باشد که ظاهر آن را زردرنگ تا قهوه ای روشن نشان می دهد. هدف از سفیدگری از بین بردن این رنگدانه ها و در نتیجه سفید جلوه دادن الیاف پنبه است. سفیدگری بعد از پخت، جداسازی کامل رنگدانه ها و ناخالصیهای دیگر را از پنبه امکان پذیر می سازد. بطور کلی اهداف آن عبارتند از :
۱- بالا بردن کیفیت رنگرزی و چاپ
۲- بهتر جلوه دادن ظاهر پارچه

۳- بهبود زیر دست لازم
سفیدگری بیشتر با مواد اکسید کننده مثل کلریت سدیم و هیپوکلریت سدیم و آب اکسیژنه انجام می شود. در بین سفید کننده ها، آب اکسیژنه بیشتر کاربرد دارد و کاربرد سفید کننده های کلردار چندان معمول نیست. به کمک آب اکسیژنه و سود سوزآور می توان پخت و سفیدگری را در یک مرحله انجام داد.

سفیدگری با آب اکسیژنه:
امروزه آب اکسیژنه متداول ترین سفید کننده است و عامل سفیدگری آن هم اکسیژن اتمی آزاد است که در محیط قلیایی آزاد می شود. مقداری اکسیژن مولکولی هم براثر تجزیه آب اکسیژنه آزاد می شود که خاصیت سفید کنندگی ندارد.

چنانچه آب اکسیژنه توسط قلیا فعال گردد، غلظت آنیون پراکسید هیدروژن با ازدیاد آنیون زیاد شده و همزمان تولید اکسیژن مولکولی هم افزایش می یابد که باعث وارد آمدن صدمه به پنبه در سفیدگری گشته و آنها را ضعیف می کند. از این رو جهت کنترل و کاهش سرعت تجزیه آب اکسیژنه، به محلول قلیایی آن مواد با ثبات کننده اضافه می شود. وجود کاتالیست ها (فلزات) هم سرعت تجزیه آب اکسیژنه را افزایش می دهد که باید آنها را هم قبل از سفیدگری در مرحله پخت از بین ببریم.
در محیطهای اسید برخلاف محیط قلیایی، آب اکسیژنه با ثبات است و برای سفیدگری به کمک آن باید از فعال کننده استفاده کرد، تا تجزیه آب اکسیژنه آغاز شود. آب اکسیژنه اسیدی قادر به کاهش سختی آب بوده و به پارچه خواص زیر دست نرم و جذب آب عالی می دهد و کمترین اثر را بر روی پارچه های رنگرزی شده دارد و از این جهت، برای سفیدگری پارچه های رنگرزی شده مناسب می شود.

به منظور سفیدگری با آب اکسیژنه می توان از ژیگر- وینچ با بخار تحت فشار به روش نیمه مداوم یا مداوم استفاده کرد.

سفیدگری با هیپوکلریت سدیم (آب ژاول):
هیپوکلریت ها مواد اکسید کننده قوی هستند و با انرژی کمی اکسیژن اتمی آزاد می کنند، از اینرو دقت در سفیدگری با هیپوکلریت ها جهت جلوگیری از صدمه دیدن الیاف لازم می باشد. هیدرولیز و سفیدگری آن با واکنشهای زیر صورت می گیرد:

ph در حدود ۶ باعث هیدرولیز کامل هیپوکلریت سدیم می شود و در نتیجه الیاف پنبه هم صدمه می بیند. با اسیدی تر شدن محیط گاز کلر آزاد می شود ولی در محیط قلیایی (۱۱-۹=ph) اسید هیپوکلریت به مقدار کمتری تولید و در نتیجه اکسیژن اتمی صدمه کمتری به الیاف می زند. ازدیاد دما نیز سبب آزاد شدن زیاد اکسیژن اتمی و در نتیجه صدمه به الیاف می شود. بهترین دما برای این کار ۲۵ درجه سانتیگراد است، همچنین باید با عملیات پخت قبل از سفیدگری نمک های فلزات کاتالیست را از الیاف جدا کرد تا باعث صدمه نشوند.

کالای سفیدگری شده با هیپوکلریت سدیم بعد از مدتی به زردی می گراید و این یکی از عیوب سفیدگری با هیپوکلریت سدیم می باشد. پخت و سفیدگری را می توان همزمان با سودا و هیپوکلریت در ژیگر- وینچ، به صورت مداوم یا نیمه مداوم انجام داد. بعد از سفیدگری، کلر باقی مانده روی کالا که بعدها براثر تبدیل به اسید اثر تخریبی زیادی روی کالا خواهد داشت، به کمک موادی مثل بی سولفیت سدیم و یا پیرو سولفیت سدیم کلرزدایی می گردد.

سفیدگری با کلریت سدیم:
محلول آن قلیایی بوده و ph آن در حدود ۵/۸ است. عامل سفید کننده مانند دو حالت قبل اکسیژن اتمی است و بیشترین مقدار اکسیژن آزاد در ۴/۴-۳=ph تولید می شود. با اسیدی تر شدن محیط خطر صدمه زدن به الیاف افزایش می یابد. از اینرو برای کاهش بیشتر Ph از ۳، از بافر دی سدیم فسفات استفاده می شود و دمای کار بین ۹۵-۷۰ است و مکانیسم کار به شکل زیر است:

پنبه سفید شده با کلریت سدیم هم ممکن است بعد از مدتی به زردی گراید ولی این زردی در مقایسه با پنبه سفیدگری شده با هیپوکلریت سدیم کمتر می باشد. سفیدگری با کلریت سدیم را می توان به کمک ژیگر یا وینچ Pad- Roll انجام داد.

مقدمات پارچه های بافته شده پنبه- پلی استر:
الیاف پلی استر که بیش از الیاف مصنوعی دیگر برای مخلوط شدن با الیاف سلولزی انتخاب می شود تمییز بوده و بندرت ناخالصی به همراه خود دارد که احتیاج به سفید شدن داشته باشد. به طور کلی می توان گفت که ناخالصیهای همراه مخلوط پنبه – پلی استر تماماً به پنبه تعلق دارد. مخلوط ویسکوز- پلی استر معمولا مشکلی در مقدمات تکمیل خود ندارد.

پخت:
پخت پارچه های پنبه- پلی استر مثل پارچه های تمام پنبه امکان پذیر نمی باشد، چون غلظت بالایی قلیا پلی استر را صابون کرده و آن را تضعیف می کند، با انتخاب صحیح قلیا، مدت زمان واکنش و درجه حرارت، می توان صدمه وارد بر الیاف پلی استر را بر اثر پخت به حداقل رساند.

مدت زمان طولانی حتی در غلظتهای پایین به الیاف پلی استر صدمه می زند به همین جهت در پخت پارچه های پنبه – پلی استر معمولا زمانهای کوتاه انتخاب می شوند. به طور کلی در حرارت حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد غلظت و زمان واکنش باید دقیقاً محدود گردند و برای مدت زمان نسبتا طولانی باید از افزایش درجه حرارت به بیش از ۸۰ درجه سانتیگراد خودداری کرد. توصیه می شود که حتی از حرارتهای پایین تر استفاده شود.

سفیدگری:
معمولا مخلوط های پنبه- پلی استر حداقل ۵۰% پلی استر دارند و سفیدگری آنها به صورت مداوم یا غیرمداوم صورت می گیرد.
سایر عملیات تکمیل این پارچه ها مانند پارچه تمام پنبه است.

نرم کننده ها:
نرم کننده ها جهت نرم تر کردن و تهیه ساختن زیر دست پارچه به آن اضافه می گردند. اکثر این مواد همزمان خاصیت پرسازی هم دارند. نرم تر شدن زیردست با کاهش خصوصیات اصطکاکی حاصل می گردد، این مواد را می توان به سه گروه تقسیم بندی کرد:

۱- نرم کننده های آنیونی:
که معمول ترین آنها عبارتند از:
۱- روغنها و چربیهای سولفونه شده
۲- آلیکل سولفاتها
۳- مواد کندانسه اسیدهای چرب

این مواد به طور کلی به پارچه زیر دست پر می دهند. چنانچه نرم کننده همزمان با مواد تکمیلی رزینی بکار گرفته شود باید در مقابل گرما مقاوم باشد و از این نظر آلکیل سولفاتها و مواد کندانسه اسیدهای چرب مناسب تر می باشند. نرم کننده های آنیونی در مقایسه با نرم کننده های دیگر به علت عدم تغییر رنگ در مقابل گرما، اثر نرمی کمتری به پارچه می بخشند. بیشتر نرم کننده های

آنیونی در محیط های قلیایی تا ۹ : PH ثابت دارند و ثبات آنها در محلولهای اسیدی کمتر است.
در تکمیل عالی کالای سفید معمولا از سفید کننده های نوری استفاده می گردد. از آنجائیکه سفید کننده های نوری برای الیاف سلولزی بیشتر آنیونی می باشند لذا فقط نرم کننده های آنیونی و غیریونی را می توان با آنها به کار گرفت.

۲- نرم کننده های کاتیونی:
این نرم کننده ها بیشتر از مواد زیر انتخاب می شوند:
۱- نمکهای آمونیوم
۲- آمینو استرها
۳- آمینو آمیدها
آنها دارای اثر نرم کنندگی عالی بوده و تقریبا برای تمام الیاف موثر هستند و از آنها برای تکمیل پارچه های رنگرزی شده استفاده می گردد. این نوع نرم کننده ها زیر دست را تحت تاثیر قرار نمی دهد کاربرد آنها با سفید کننده های نوری به دلیل تشکیل رسوب تولید اشکال می کند.

۳- نرم کننده های غیریونی:
علاوه بر پارافین و امولسیونهای چرب، آنها را از مواد زیر تهیه می کنند:
۱- پلی گلیکول اترها
۲- پلی گلیکول استرها
۳- مواد اکسی اتیلاسیون دیگر

گرچه این نرم کننده ها دارای اثر نرم کنندگی کمتری در مقایسه با نوع کاتیون آن می باشند ولی عدم وابستگی آنها به PH و آب سخت و مقاومت در برابر گرما از مزایای آنها است نرم کننده های آمفوتر هم جزء این دسته هستند این نوع نرم کننده ها در محیط اسیدی خاصیت قلیایی ضعیف نشان داده و در PH بیش از ۷ غیریونی اند. نرم کننده های سیلیکن که اثر دفع آب نسبتا متوسط دارند زیر دست نرم و ابریشم مانند ایجاد می کنند.

رنگرزی

رنگرزی پلی استر- مقدمه:
پلی استر اصلاح نشده را تنها با کلاسهایی از رنگهای نساجی می توان رنگرزی کرد که در آب حلالیت کمی داشته باشند لذا در این میان از رنگهای دیسپرس، بعضی از ترکیبات آزوئیک که با روش خاصی مصرف می گردند و از ترکیبا خاصی که معمولا رنگهای خمی و یا پیگمنت که وزن مولکولی و حلالیت کمی دارند و قادر به نفوذ به روزنه های الیاف هستند می توان استفاده نمود.

بعضی از رنگهای کلاس دیگر شامل رنگهای بازیک، گوگردی، راکتیو، کرومی، متال کمپلکس، اسیدی و مستقیم که در آنها نسبت خاصیت آبدوستی به آب گریزی کم باشد قابلیت رنگی نمودن طیف را دارند ولی این رنگین نمودن همیشه به صورت سطحی و به شکل لکه گذاری ضعیف بوده که خواص ثباتی پایینی را داراست. بعضی از این رنگها مانند رنگهای خمی محلول آنچنان پارچه را لکه گذاری می نمایند که به دلیل داشتن ثباتهای بسیار مناسب ارزش تجاری لازم را نیز کسب نموده است.

الیاف پلی استر اصلاح شده که به صورت کوپلیمرهایی با منومرهای اسیدی مانند ۵-sulphoisophthalic acid می باشد قابلیت رنگرزی با رنگهای کاتیونیک را دارند. رنگهای بازیک اصلاح شده ای که برای الیاف اکریلیکی معمولی به کار برده می شوند بر روی این الیاف قابل استفاده بوده و ثبات های لازم خصوصا ثبات نوری مورد نیاز را دارا هستند.

تلاشهای فراوانی برای تولید پلی استر اصلاح شده ای که قابلیت رنگرزی با رنگهای اسیدی را داشته باشد صورت گرفته است ولی تاکنون الیاف تولید شده ارزش تجاری نیافته اند.
رنگهای دیسپرس مهمترین رنگهایی هستند که برای رنگرزی الیاف پلی استر بکار برده می شوند و این رنگها محدوده وسیعی از فامها را همراه با قدرت پوشانندگی خوب و ثباتهای موردنظر ایجاد می نمایند. این رنگها نسبت به سرعت جذبی که بر روی سایر الیاف مصنوعی دارند از سرعت کمتری بر روی این لیف برخوردار بوده ولی تمایل آنان به پلی استر خوب است.

با افزایش حرارت به ۱۳۰ درجه سانتیگراد و یا با افزایش شتاب دهنده ها و کریرها در جوش، سرعت رنگرزی رنگهای دیسپرس را بر روی این لیف می توان تا حد قابل قبول اقتصادی بالا برد. رنگهای دیسپرس را در تحت شرایط حرارتی خشک می توان بر روی الیاف پلی استری نشاند. اصول کلی این روش براساس غوطه ور ساختن کالا در رنگ دیسپرس مناسب و خشک نمودن و فیکسه کردن بعدی کالا در حرارت ۱۹۰ الی ۲۲۰ درجه سانتیگراد است.

از ترکیبات آزونیک برای شیدهای تیره مانند مشکی و سرمه ای استفاده می گردد. از این گونه ترکیبات برای حصول شیدهای قهوه ای، آبی، گلی سیر، قرمز سیر نیز استفاده می شود ولی باید یادآور گردید که در صورتی که مولکول رنگ کوپله شده به اندازه کافی بزرگ نباشد تمایل به خروج رنگ از لیف در طی هر عمل تثبیت حرارتی یا بخار وجود دارد که باعث کدر شدن شید و ایجاد ثابت سایشی پایین می گردد.
بجز ۲ hydroxy – ۳ nophthonic acid از آمیدها و آمینهای ساده تر با وزن مولکولی پایین برای گلی ها و قرمزها استفاده می شود.
از رنگهای خمی بطور وسیع در رنگرزی الیاف پلی استری استفاده نمی شود. روش حرارت بالا و پخت (bake) روش نسبتا متوالی در این مورد است. از تعداد کمی از رنگهای خاص خمی در هنگامی که ثباتهای مرطوب بالایی مورد نیاز باشد به روش ذرات بسیار ریز دیسپرسیون یعنی حالت پیگمنتی رنگهای خمی و یا به صورت فرم لوکوی اسیدی استفاده می شود. در استفاده از رنگهای خمی، کریرها نقش عمده ای ندارند ولی استفاده از حرارت بین ۱۳۰ تا ۱۴۰ درجه سانتیگراد الزامی است. بعضی از شیدهایی که توسط رنگهای خمی بر روی الیاف پلی استر حاصل می شوند بسیار شفاف هستند. بعنوان مثال قرمزهای حاصل از تئوایندیگوئیدها (thioindigiod) بسیار شفاف و روشن و به صورت صورتی فلورسانس می باشند.

رنگرزی با رنگهای دیسپرس:
بیشتر بحثهای انجام شده بر روی رنگرزی پلی استر با رنگهای دیسپرس به این موضوع می پردازند که رنگ دیسپرس عمدتا در حالت تک مولکولی در درون لیف قرار می گیرد. در پایان فرآیند رنگرزی، رنگی که جذب لیف گردیده است در تعادل ترمودینامیکی با رنگ باقیمانده در حمام رنگرزی قرار دارد. این استنباط نیز معقول است که انتقال رنگ به لیف نیز در حالت تک مولکولی از داخل محلول رنگ صورت می گیرد.

چهار مرحله از مکانیزم پیشنهادی برای رنگهای دیسپرس بر روی الیاف پلی استری به شرح زیر است:
۱- مقداری از رنگها در حمام رنگرزی حل می شوند.
۲- مولکولهای رنگ از محلول به سطح رویی لیف انتقال می یابند.
۳- بوسیله حل شدن مقدار بیشتری از رنگ جامد موجود به حالت دیسپرسیون، مجددا مقداری رنگ به صورت محلول درمی آید (با توجه به کسب تعادل ثابت)

۴- رنگ جذب شده بر لایه سطحی لیف به صورت تک مولکولی به داخل لیف نفوذ می نماید.
پروسس انتقال رنگ از محلول مائی به لیف با استخراج یک جسم حل شده در یک حلال توسط حلال دیگر قابل مقایسه است. حلالهای مخلوط نشدنی و قوانین مشابه جداسازی در اینجا نیز قابل کاربرد است. ضرایب توزیع که به حلالیت رنگ در فازهای آب و لیف مربوط می شود، برای درجه حرارتهای مختلف می تواند بدست آید گرچه آنها ممکن است تحت تاثیر تعادل مشابه ای بین فاز

مائی و جامد رنگ واقع شوند. سرعت اولیه و دومین مرحله از مکانیزم پیشنهادی بوسیله حلالیت تعیین می شود. حلالیت مائی رنگ دیسپرس بسیار کم است و این مقدار در حرارت ۱۰۰ درجه سانتیگراد بین ۳% تا ۲۰۰ میلی گرم در لیتر و حرارت ۱۳۰ درجه سانتیگراد بین ۶% تا ۹۰۰ میلی گرم در لیتر می باشد. اگرچه اغلب رنگهای دیسپرس در حرارت ۱۳۰ درجه سانتیگراد حلالیتی بین ۲ تا ۷۰ میلی گرم در لیتر دارند.

کریستالهای هیدروفوب رنگ دیسپرس خالص بسیار آهسته در آب حل می گردد ولی در یک رنگرزی معمولی شکل محلول به صورت ذرات بسیار ریز پایدار و تفکیک شده ای است که توسط دیسپرس کننده ها ایجاد گردیده است. شکل کریستالی رنگ نیز بسیار حائز اهمیت است.
در شرایط حقیقی رنگرزی، پایداری سیستم رنگهای دیسپرس جامد- آب- لیف معمولا از شرایط ایده آل به دور است و این تمایل برای ذرات بزرگتر دیسپرس شده وجود دارد که اندازه خود را با ادغام با ذرات کوچکتر بزرگتر نماید که در نهایت باعث ایجاد تجمع رنگ خواهد شد. این تمایل که با حضور

الکترولیت و یا حتی بعضی از سطح فعالها تشدید می شود در نهایت منجر به زوال و نابودی دیسپرسیون شده و رنگهای مجتمع شده بر روی کالای رنگ شده قرار می گیرند. به این دلیل انتخاب شرایط در فرآیند رنگرزی بسیار مهم بوده به نحوی که فرآیند رنگرزی قبل از تخریب دیسپرسیون به درجه و حالت مطلوبی برسند.

اختلاف مهمی که بین رفتار رنگرزی بین الیاف پلی استر سایر الیاف قابل رنگرزی با رنگ دیسپرس (مانند دی استات و نایلون) وجود دارد سرعت رنگرزی آنهاست. الیاف پلی استر در حرارت زیر ۱۰۰ درجه سانتیگراد بسیار آهسته رنگ می گردند. در دمای ۸۵ یعنی حرارتی که به طور عادی برای رنگرزی الیاف استاتی بکار برده می شود، سرعت رنگرزی پلی استر با یک رنگ خاص بین ۷۰۰ الی ۱۰۰۰ بار کمتر از سرعت رنگرزی دی استات و نایلون با همان رنگ است. ولی باید یادآور گردید که در انتها در صورتی که زمان لازم برای نزدیک شدن به تعادل در همان رنگرزی برای لیف پلی استری فراهم گردد میزان رنگ برداشته شده توسط پلی استر تقریبا مشابه دی استات بوده و دو برابر بیشتر از نایلون می باشد. الیاف پلی استر تمایل زیادی به رنگهای دیسپرس دارند و این تمایل باعث جذب سریع اولین رنگ بر سطح لیف می گردد.

سرعت نفوذ کم رنگ به لیف باعث می گردد که از فرایند انتقال با توجه به غلظت رنگ نشسته شده سطحی جلوگیری گردد زیرا به دلیل تعادل موجود تا زمانی که انتقال از یک فاز به فاز دیگر یعنی انتقال از سطح رویی لیف به درون آن صورت نپذیرد، سیکل مزبور قابل تکرار نخواهد بود.
افزایش سرعت رنگرزی همچنان که دما بالا می رود به طور خارجی با افزایش حلالیت رنگ و به طور داخلی با سرعت نفوذ رنگ در لیف ارتباط دارد.

عاملی که در رنگرزی پلی استر نقش مهمی دارد سرعت مهاجرت داخلی است و تقریبا تمامی این افزایش سرعت در رنگرزی ناشی از تغییر ساختمان داخلی لیف به دلیل افزایش حرارت می باشد. بخشی از تغییرات به افزایش خاصیت جذب آب در درجه حرارت بالا توسط لیف نسبت داده می شود. این مسئله با عمل و نقشی که کریرها در افزایش شتاب رنگرزی در جوش دارند مقایسه می شود. به هر حال نقش اصلی در بالا رفتن سرعت نفوذ رنگ در تاثیر حرارت در افزایش رحکت و تحرک زنجیرهای مولکولی در ساختمان لیف می باشد. این تغییرات را به مشابه تغییرات در رفتار و

ویسکوالاستیکی لیف به دلیل افزایش حرارت می توان در نظر گرفت. فضاهای داخلی الیاف که مناطق قابل نفوذ رنگ هستند. مرزها و ابعاد کوچکتری را نسبت به مولکولهای رنگ نشان می دهند و لذا مولکولهای رنگ در محدوده نیروهایی که برای اتصال پلیمر می باشد محصور می‌مانند.
شرایط در سطح لیف نیز در حرارت بالا تغییر می یابد. در ۱۳۰ درجه حلالیت مائی رنگهای دیسپرس را می توان ۵/۳ برابر بیشتر از حلالیت آنان در ۹۵ درجه انتظار داشت و به این دلیل رنگرزی در شرایط H.T اثرات یکنواختی و قدرت پوشانندگی بهتری را عاید می سازد.

استفاده از کریر در روش های H.T نیز به منظور حصول یکنواختی بهتر در هنگام رنگرزی متداول است. علاوه بر آن استفاده از کریر باعث بالاتر رفتن قدرت پوشانندگی رنگ می گردد. رفتار کریر در این مواقع با رفتار آن در جوش متفاوت بوده و کریر بیشتر نقش حلال را پیدا می کند از متیل نفتالن ها (methyl naphthalene) و بنزن های کلره شده (chlorinated benzene) به مقدار ۵% تا دو گرم در لیتر به این منظور استفاده می شود.
استفاده از موادی مانند بوتیل بنزوات (buttyl benzoote) که در حرارتهای پایین (جوش) اثر کریری متوسطی بر روی الیاف پلی استری دارند در روش H.T متداول می باشد.

مواد تعاونی در رنگرزی:
مهمترین این مواد دیسپرس کننده‌ها هستند که به دلیل کمک به حصول رنگهایی با ذرات ریز در هنگام آسیاب نمودن رنگ توسط سازنده رنگ به آنها اضافه شده‌اند. هیچ ماده اضافه دیگری که باعث تأثیر منفی بر خاصیت دیسپرس شوندگی رنگ شود نباید به حمام اضافه گردد. در حرارت H. T تمایل آب گریز ماده دیسپرس کننده برای جدا شدن از سطح رنگ افزایش می‌یابد و لذا عاقلانه

است که مقادیر استاندارد شده اضافی از دیسپرس کننده در مراحل شروع رنگرزی به حمام اضافه گردد. مقادیری از دیسپرس کننده که در این موارد لازم می‌‌باشد متناسب با عمق رنگ مورد نظر متفاوت است و در عمقهای سنگین و نسبت حجم حمام به وزن کالای کم این مقدار در محدوده ۰۷۵- l g/l پیشنهاد شده است.

رنگرزی به روش H. T:
ph حمان رنگرزی می‌باید با استفاده از اسید ضعیف مانند اسید استیک با استفاده از اسید ضعیف مانند استات سدیم به محدوده ۵/۴ تا ۵ کنترل شود. رنگرزی از شروع شده و حرارت حمام در ظرف مدت ۳۰ دقیقه به افزایش می‌یابد و متناسب با عمق و شید مورد نظر به مدت ۳۰ تا ۹۰ دقیقه در این حرارت نگاهداری می‌شود. بدیهی است سرعت نفوذ رنگ از عوامل تعیین کننده در زمان رنگرزی است. استفاده از مواد دیسپرس کننده و یکنواخت کننده صرفاً در صورت ضرورت در این روش لازم است.

خواص کالای پلی‌استری رنگ شده با رنگ دیسپرس
ثبات نوری:
کالای پلی‌استر رنگ شده با رنگ دیسپرس بطور عمومی ثباتهای خوب و قابل توجهی دارند ولی ثبات نوری تعداد کمی از رنگهای قدیمی بر روی پل‌استر پایین است. رنگهایی مانند آبی روشن یعنی دیسپرسهای آبی شماره ۱۳ و ۱۴ در هنگامی که در معرض نور قرار گیرند قرمزتر و خفته‌تر و رنگ پریده می‌گردند ولی می‌توان رنگهایی را در میان رنگهای دیسپرس برای پلی‌استر یافت که از ثبات نوری خوبی برخوردار باشند و بتوان از آنها برای مصارف بیرونی و کالای حساسی ماند رومبلی براحتی استفاده نمود.

ثبات تصعیدی:
شاید مهمترین خاصیت ثباتی کالای پلی‌استری رنگ شده با رنگ دیسپرس پس از ثبات نوری ثبات تصعیدی آن باشد. خواص مهاجرتی و همچنین ثبات شستشویی الیاف رنگ شده در اغلب موارد در ارتباط با ثبات تصعیدی است. به دلیل انجام عملیات پرس و اتو بر روی پارچه و یا لباس رنگ شده، ثبات در برابر حرارت بسیار حائز اهمیت است. بسیاری از پارچه‌های رنگ شده قبل از رنگرزی تثبیت حرارتی می‌شوند ولی ممکن است بعضی از آنها را پس از رنگرزی تثبیت حرراتی کنند.
به دلایل فوق و دلایل متعددی دیگری، توجه به انتخاب رنگ متناسب با مصرف نهایی کالا ضروری است.

رسوب سطحی رنگ:
آزمایشات استانداردی مربوط به عرق بدن و آب معمولاً در حرارت بدن صورت می‌پذیرد و شستشوهای خانگی نیز معمولاً در محدوده حرارتی ۲۰ تا ۶۰ درجه سانتیگراد انجام می‌شود در چنین شرایطی خروج رنگ از لایه‌های داخلی لیف پلی‌استر بسیار آهسته بوده و منجر به کاهش قابل ملاحظه‌ای در رنگ و یا لکه‌گذاری جزء در عمقهای سنگین و یا رنگهایی که متعلق به

کلاسهای سریع‌النفوذ هستند نمی‌گردد. اما در صورتی که در سطح لیف مقادیر بسیار جزئی مثلاً حتی کمتر از ۲۰۰ میلی‌گرم در رنگ در گرم لیف بصورت تثبیت نشده وجود داشته باشد می‌تواند باعث کاهش قابل ملاحظه‌ رنگ و همچنین لکه‌گذاری بر روی منسوجات سفید رگدد. برای زدودن این رنگهای سطحی ضروری است از فرآیندهایی استفاده شود که بر رنگهای نفوذ کرده بی‌اثر باشند اما قادر به پاک نمودن لکه سطحی باشند.

انتخاب رنگهای دیسپرس:
انتخاب رنگ مناسب به شدت تحت تأثیر شرایطی است که رنگرزی در آن انجام می‌گیرد و طبیعتاً به ماشین‌آلات موجود در کارگاه نیز بستگی دارد. بدیهی است مطابق معمول مبنای انتخاب براساس برآورد نمودن ثبات مورد نظر متناسب با مصرف نهایی کالا و قدرت و فام مورد نیاز می‌باشد و در این میان مسائل تجاری هم چون قسمت رنگ نیز از عوامل تعیین است. طبیعی است شرایط عمل و انتخاب رنگ و مواد تعاونی مناسب نیز می‌باید متناسب با امکانات و جهت حصول یکنواختی و نفوذ خوب انتخاب شوند.

رنگرزی با رنگهای مستقیم:
مقدمه: علت اینکه این رنگها را مستقیم (direct) می‌نامند ایست که این کلاس رنگی اولین کلاسی بود که قابلیت رنگرزی پنبه را بطور مستقیم را دارا بود. این رنگها را سابستنتیویته (substantive) نیز می‌نامند. سابستننتیویته را جاذبه بین کالا و رنگ یا هر ماده جذب شدنی دیگر در تحت شرایطی که آزمایش صورت می‌گیرد تعریف نموده‌اند. تا قبل از سال ۱۸۸۴ پنبه را توسط رنگهای بازیک با ایجاد دندانه بر روی پنبه و یا توسط رنگ ایندیگو از کلاس رنگهای خمی می‌باشد رنگ می‌نمودند لذا این رنگها اولین رنگهایی بودند که با برخورداری از یک تمایل ذاتی قادر به رنگرزی پنبه با روشهای بسیار ساده و اقتصادی بودند.

ثباتهای مرطوب علی‌الخصوص ثبات شستشویی کالای رنگرزی شده با رنگهای مستقیم مطلوب نبوده و حتی بعد از عملیات مناسب بعد از رنگرزی (aftertreat) نیز در بسیاری از موارد هنوز نامطلوب است. با این حال هنوز این کلاس رنگی در صنایع نساجی کاربرد وسیعی دارد. بدیهی است استقبال از این رنگها معطوف به منسوجاتی می‌گردد که ثباتهای مرطوب بالایی نیاز ندارند. در موارد متعددی تکمیلهای بعدی (resing finish) کالا باعث افزایش ثباتهای مرطوب می‌گردد هر چند به دلیل احتمال تغییر فام و کاهش ثبات نوری در انتخاب رنگ می‌باید توجه کافی مبذول داشت علاوه بر صنعت نساجی از این کلاس رنگی در صنایع دیگر مانند رنگرزی کاغذ و رنگرزی چرم نیز استفاده می‌شود.

اصول جذب رنگهای مستقیم:
همانگونه که قبلاً گفته شد رنگهای مستقیم در محلوله‌های مائی بصورت ذرات مجتمع شده حضور دارند. در چنین حالتی از مجموع سطوح خارجی مولکولهای رنگ کاسته شده و لذا از سطح تماس بین رنگ و لیف کاسته می‌گردد و وقوع چنین امری از نیروی جاذبه بین رنگ و لیف خواهد کاست. از سوی دیگر منافذ داخلی الیاف نیز اندازه محدود و معینی داشته و به اندازه‌ای بزرگ نیستند که بیش از دو یا سه مولکول مجتمع شده وارد آنها شوند ولی بدیهی است در صورتیکه مولکولهای رنگ بطور جداگانه وارد لیف گردند امکان تجمع دوباره آنان متناسب با اندازه منافذ میسر است.

با عنایت به دو مورد فوق به نظر می‌رسد که شکستن ذرات مجتمع شده رنگها جهت غلبه بر مشکلات فوق‌الذکر ضروری است. آزمایشات انجام شده نشان داده است که درجه تجمع رنگها در حرارتهای بین ۹۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد خیلی کم بوده و بخش بیشتر رنگها بصورت مولکولهای جداگانه در می‌آیند.
علت تمایل رنگهای مستقیم به الیاف سلولزی کاملاً مشخص نیست. S. D. C رنگهای مستقیم را به عنوان رنگهای آنیونیکی که به الیاف سلولزی تمایل (سوبستانتیویته) دارند و معمولاً در یک حمام مائی حاوی الکترولیت بکار می‌روند تعریف نموده است.
از آنجا که سلولز فاقد گروههایی است که با رنگ مستقیم ایجاد پیوند نمکی نمایند لذا تصور می‌گردد که نیروی جاذبه بین مولکول رنگ و لیف نیروهای فیزیکی باشند. از سوی دیگر اهمیت دو عامل زیر در رنگ و لیف قابل توجه است.

۱- اهمیت گروههای هیدروکسیل در لیف:
نقش اساسی این گروهها در لیف مشخص است زیرا در صورتیکه این گروهها استیله شوند تمایل لیف به رنگهای مستقیم ازدست می‌رود (الیاف استاتی) در صورتیکه گروههای استیله شده هیدرولیز گردند با ظهور مجدد گروههای هیدروکسیل تمایل رنگ و لیف پیدا خواهد شد.
۲- ضرورت خطی و صفحه‌ای بودن مولکول رنگهای مستقیم:
این تئوری از سال ۱۹۲۸ و توسط آقای مایر عنوان شد. بر مبنای نظریه وی هرگاه یک ماده رنگی دارای ساختمان مولکولی خطی باشد می‌تواند بر روی مولکول خطی سلولز کاملاً دراز کشیده و در صورت وقوع چنین امری نیروهای موثر در جذب رنگ بر روی سلولز قیوتر از حالتی خواهد بود که مولکول خطی نباشد. تقریباً فرمول تمامی رنگهای شناخته شده مستقیم را می‌‌توان بصورت خطی

و صفحه‌ای رسم کرد و هرگونه انحراف از حالت خطی بودن با از دست دادن سابستنتیویته همراه است. بدیهی است در همین زمینه آرایش فضایی و ایزومرهای سیس وترانس نیز می‌تواند تعیین کننده باشد. بطور مثال در یک رنگ آزو شکل ترانس می‌تواند خطی باشد ولی شکل سیس چنین امکانی را ندارد و لذا کاملاً مشخص است که تنها ایزومر ترانس سابستیو است. رنگهای تجاری مخلوطی تعادلی از هر دو ایزومر هستند و اعتقاد بر این است که تبدیل سیس به ترانس در حین رنگرزی صورت گرفته و رنگ جذب لیف خواهد شد.

مکانیزم نگهداری رنگ توسط لیف:
در خصوص نیروهای موثر در جذب رنگهای مستقیم بر روی سلولز تا چندی قبل عقیده بر این بوده که نیروی نگهدارنده رنگ توسط لیف اتصالات هیدروژنی است. طبق این تئوری اتم هیدروژن مخصوصا‌ً هنگامی که به ازت و یا اکسیژن متصل باشد می‌تواند یک الکترون گیرنده باشد و از طرفی عواملی مانند اکسیژن و ازت را که یک زوج الکترون با خود حمل می‌نمایند می‌توان دهنده الکترون (Donner) دانست. بنابراین احتمال ایجاد پیوند هیدروژنی با توجه به حضور گروه هیدروکسیل در مولکول سلولز و گروه‌های آزو، آمینو، آمید و یا فنل در مولکول رنگ وجود دارد.

ROSE و Paine با ساختن مدل اتمی رنگهای مستقیم و سلولز عقیده داشتند که باندهای هیدروژنی در فواصل ۸/۱۰ آنگسترومی که مطابقت با تکرار گروههای هیدروکسیل در سلولز وجود دارد بوجود می‌آید.
در ابتدا ارتباط بین فواصل گروههای هیدروکسیل در سلولز و گروه‌هایی در مولکول رنگ که ایجاد باند هیدروژنی می‌نمایند قانع کننده بود ولی با ساختن مدلهای اتمی صحیحتر و دقیقتر که توسط Robinson و همکارانش ارائه گردید نظریه ارائه شده رد گردید. بعضی از رنگهای مستقیم دارای تمایل فوق‌العاده خوبی هستند فاقد گروههای گیرنده و یا دهنده الکترون در فاصله دقیق ۸/۱۰ آنگسترومی می‌باشند و لذا این نتیجه گرفته شده که اتصال هیدروژنی در امکانهای قبلی ایجا

د می‌شود و لازم نیست که با تکرار فواصل واحدهای سلولزی حتماً مطابقت داشته باشد در سال ۱۹۵۵ پیترز (peters) و سومر (sumner) به این نکته اشاره کردند که اتصال هیدروژنی تنها توجیه کننده تمایل بسیاری از رنگهای خمی نمی‌باشد، زیرا آنها نه ساختمان خطی دارند و نه حاوی گروه‌های اتصال دهنده هیدروژنی هستند. لذا اتصال رنگ به لیف می‌‌باید با توجه به نیروی واندروالس صورت پذیرد.

آنها هیچگاه اتصال هیدروژنی را نفی نکردند و عنوان نمودند که حضور گروه‌های اتصال دهنده در مولکول رنگ باعث افزایش سابستنتیویته رنگ می‌گردد. موادی مانند استیلن ۴- سولفونیک اسید علی‌رغم اینکه هیچ گروه تشکیل دهنده اتصال هیدروژنی را ندارند سابستنتیو هستند.
جایلز (Giles) و حسن (hassan) نیز با پیگیری این موضوع پیشنهاد کردند که مولکولهای آب حلقه‌های کمپلکسی آب- سلولز را با لیف ایجاد می‌نمایند که به اندازه کافی از نزدیک شدن مولکولهای رنگ به سلولز جهت ایجاد اتصالات هیدروژنی ممانعت به عمل می‌آورد. با چنین فرضیه‌ای لازم است که جاذبه بین رنگ و لیف از نوع نیروهای غیرپلار واندروالس باشند.

در بعضی از منابع به سمت جذب نور پلاریزه توسط مولکولهای رنگ توجه گردیده است. اگر مولکولهای رنگهای مستقیم همانطور که پیشنهاد گردیده است به زنجیرهای سلولزی اتصال پیدا کنند می‌بایست جهت اتصال آنها موازی محور لیف باشد و از این رو می‌باید رفتار دو رنگی (دی‌کرماتیزم) داشته باشد. پریستون (preston) نشان داد که در صورتی که سلولز با رنگ مستقیم CongoRed و یا سایر رنگهای مستقیم رنگرزی شود جذب نور هنگامی که جهت تابش نور پلاریزه در جهت محور لیف است بزرگتر از حالت عمود بر آن است. این خاصیت دورنگی

(دی‌کروماتیزم) هنگامی که مولکولهای سلولز در لیف آرایش یافته‌تر باشند تشدید می‌گردند. این قبیل مشاهدات منجر به این بحث گردید که مولکولهای رنگ در جهت طولی زنجیرهای سلولزی و موازی با محور لیف جذب می‌شوند و لذا مکانیزم اساسی و اصلی، تثبیت در سطح مناطق کریستالی و این نکته است که مولکولهای رنگ جهت رسیدن به این مناطق و اتصال این گونه از قسمتهای آمورف عبور می‌نمایند می‌باشند.

عامل دیگری که می‌باید در نظر گرفته شود تأثیر گروه‌های سولفونیک در رنگ است. وجود این گروه‌ها که جهت حل کردن رنگ الزامی است باعث می‌گردد که رنگ تمایل بیشتری به انحلال در آب داشته باشد تا اینکه جذب سلولز گردد. از طرف دیگر گروه‌های سولفونیک عامل ایجاد بار منفی در رنگ می‌شود و از آنجا که سلولز در آب نیز به میزان کمی یونیزه و دارای بار منفی می‌شود، دفع رنگ صورت گرفته و لذا سابستنتیویته کاهش می‌یابد. بطوری که هرگاه در حمام رنگرزی رنگ C. I. Direc Bluel که دارای چهار گروه سولفونه است الکترولیت اضافه نشود پنبه رنگرزی نخواهد شد. در صورتی که رنگ C.I.Derect Yellow 12 که دارای دو گروه سولفونه است حتی بدون حضور الکترولیت تا حدودی پنبه را رنگرزی می‌نماید.

Shirm برعکس نظریات بالا، عنوان داشت که یک خاصیت قطبی توسط گروه‌های سولفونیک در سراسر مولکول ایجاد و توزیع می‌گردد که به سابستنتیویته رنگ مک می‌نماید. در این صورت رنگ کاملاً بر روی زنجیره‌های سلولزی قرار گرفته و گروه‌های سولفونیک به سمت خارج از سلولز جهت می‌گیرند. به نظر می‌رسد در صورتی که چنین شکلی صحیح باشد باید سلولز رنگ شده با رنگ مستقیم به دلیل حضرو گروه‌های سولفونه در موقعیت‌های ذکر شده هیدروفیلتر از سلولز رنگ نشده باشد. آزمایشات انجام شده نشان داده است که پنبه رنگ شده با رنگ Diamond Sky Blue جاذب‌الرطوبه‌تر از پنبه رنگ نشده می‌باشد و همینطور پنبه‌ای که توسط رنگ بازیک لکه‌گذاری (رنگرزی) شده در مقایسه با پنبه رنگ نشده کمتر جاذب‌الرطوبه است.

هنگامی که سلولز در محلول رنگ مستقیم فرو برده شود تا هنگام حصول تعادل رنگ را از محلول جذب می‌نماید و در حالت تعادل بیشتر رنگها توسط لیف جذب شده‌اند. سرعت حصول تعادل و مقدار رنگ جذب شده تا رسیدن به این نقطه برای رنگهای مختلف متفاوت است. مقدار رنگ رمق‌کشی شده تا مرحله تعادل نسبت به رنگهای باقیمانده در حمام به عنوان سابستنتیویته شناخته می‌شود.

S. D. C سابستنتیویته را به عنوان جاذبه بین لیف و ماده رنگی و یا هر ماده دیگری در شرایط آزمایشی تعریف نموده است در کارهای کمی از ترم افینته می‌باید استفاده گردد زیرا این ترم ترمودینامیکی بطور دقیق می‌تواند با یک مقدار عددی بیان شود (معمولاً‌ در اوحد ژول بر مول).
افنیته را می‌توان به صورت اختلاف بین پتانسیل شیمیایی رنگ در حالت استاندارد در لیف و مطابق آن در حمام رنگرزی تعریف نمود.
اختلاف در مقدار جذب رنگهای مستقیم تا کسب تعادل بین پنبه مرسریزه شده و نشده مورد بررسی قرار گرفته است. جذب تا رسیدن به تعادل به رنگهای C. I. Derect Yellow 2 و C. I. Derec Blue 1 بر روی پنبه اکسیده شده با مواد اکسید کننده خاص و احیای اکسی سلولز مورد مطالعه واقع شده و نشان داده شده است که تبدیل گروه‌های هیدروکسیل در سلولز به گروه‌های کربنیل بر روی جذب رنگ بی‌تأثیر است. درخصوص ایزوترم جذب رنگهای مستقیم نظریات متفاوتی وجود دارد. در یکی از این نظریات با بررسی و پیدا نمودن گرمای رنگرزی برای تعداد زیادی از رنگهای مستقیم با غلظت‌های مختلف و بر روی الیاف پنبه‌ای، ویسکوز و کوپر ادعا شده است که جذب رنگهای مستقیم در مکانهای مشخص صورت می‌پذیرد و لذا ایزوترم جذب لانگ میور پیشنهاد شده است.
در نظریه دیگری ایزوترم جذب برای رنگ C. I. Derect Yellow 12 که ادعا شده است برای اغلب رنگهای مستقیم نیز بدست می‌آید از نوع فریندلیش پیشنهاد گردیده است.

عوامل مؤثر در جذب و یکنواختی رنگ و رنگرزی:
اولین مرحله در رنگرزی جذب رنگ بر سطح لیف است که Strike نامیده می‌شود. بطور ایده‌آل یک رنگرزی یکنواخت هنگامی حاصل خواهد شد که نفوذ بعدی و یکنواختی از رنگ تا رسیدن به حالت تعادل در توزیع رنگ بین فاز لیف و حمام رنگرزی صورت پذیرد. عوامل اصلی و مؤثر در جذب یکنواخت رنگهای مستقیم توسط سلولز در حمام‌های مائی حرارت و زمان رنگرزی، نسبت حجم آب به وزن کالا و نمک و حلالیت اولیه و نظری رنگهای مستقیم بکار رفته می‌باشد و استفاده از مواد تعاونی یکنواخت کننده نیز به درجات کمتری در این خصوص مؤثر است.

حرارت:
جذب سطحی و نفوذ به طور کلی تابعی از حرارت می‌باشند و با افزایش دما بهبود می‌یابند ولی بدیهی است که مقدار رنگ جذب شده با افزایش حرارت کاهش می‌یابد. تأثر دما علاوه بر کاهش درجه تجمع رنگ، باز کردن منافذ لیف نیز می‌‌باشد. رنگرزی در بالاتر از نقطه جوش که با استفاده از ماشینهای رنگرزی تحت فشار مقدور می‌باشد برای رنگهای پایدار در چنین شرایطی نتیجه یکنواخت‌تر و نفوذ بالاتر همراه با مزیتهای اقتصادی فراوانی از قبیل کاهش زمان رنگرزی را به دنبال خواهد داشت.
در یک زمان مشخص از رنگرزی هر یک از رنگهای مستقیم مناسبترین درجه حرارت رنگرزی را جهت کسب بالاترین مقدار رمق‌کشی همراه با یکنواختی مناسب را دارند که این دما الزاماً جوش نمی‌باشد.

جدول زیرا اپتیمم دمای رنگرزی را برای تعدادی از رنگهای مستقیم بر روی پنبه در زمانهای عادی و متداول در رنگرزی نشان می‌دهد.
C. I Direct Yellow 12 20- 60
C. I. Direct Red 81 60
C. I. Direct Yellow 28 100
بطور کلی رنگهای مستقیم خود یکنواخت شونده، بالاترین رمق‌کشی را در ۶۰ درجه‌سانتی‌گراد یا کمتر از خود نشان می‌دهند. توجه به حرارت مناسب رنگرزی در هنگام اختلاط رنگهای مستقیم با یکدیگر ضروری است زیرا در این غیر این صورت مشکلات متعددی من جمله عدم امکان دوباره تولید رنگ بروز خواهد آمد.

زمان رنگرزی:
حصول یک رنگرزی یکنواخت همراه با نفوذ جذب بطور کلی با افزایش زمان رنگرزی حاصل می‌شود، اگر چه طولانی شدن رنگرزی در دمای جوش در صورتی که با حضور تعدادی رنگ جهت انجام رنگ هماهنگی نیز همراه باشد می‌تواند منجر به تجزیه رنگهای مستقیم گردد. این مشکل با اضافه نمودن سولفات آمونیوم به حمام رنگرزی می‌تواند رفع شود.

نسبت حجم حمام رنگرزی به وزن کالا: (Liquor- Ratio: L: R)
رمق‌کشی در حمام رنگرزی تابعی از L: R است ولی عواملی دیگر مانند حلالیت رنگها در آب و خصوصیات رنگرزی و جذب سطحی نیز در همین رابطه می‌بایست مورد توجه قرار گیرند. تغییرات زیادی در نسبت L: R متناسب با ماشین رنگرزی بکار رفته در هنگام رنگرزی پنبه، و سیکوز و سایر الیاف سلولزی دیده می‌شود: فرآیندهای پد (Pad) در نسبتهای L: R بسیار پایین۲:۱ یا کمتر و رنگرزی با ماشین ژیگر در L: R بین ۳:۱ و ۵:۱ رنگرزی الیاف و نخ بصورت بوبین در L: R حدود ۵:۱

انجام می‌شود رنگرزی نخ بصورت کلاف در ماشینهایی با L: R حدود ۲۵:۱ تا ۲۰:۱ و رنگرزی پارچه در ماشین وینچ با L: R حدود ۴۰:۱ انجام می‌شود. در ماشین رنگرزی (Jet) این نسبت به ۵:۱ یا کمتر نیز می‌رسد.
از آنجا که به جز فرآیند پد در سایر ماشینهای رنگرزی مبنای محاسبه رنگ و وزن کالا می‌باشد لذا در صورتی که عامل L:R در نظر گرفته نشود رنگرزی کالاهای کاملاً یکسان با رنگهای مستقیم و شرایط رنگرزی یکسان در ماشینهای رنگرزی دارای L:R متفاوت نتایج مختلفی را از حیث مقدار رنگ رمق‌کشی و یکنواختی خواهد داشت در صورت استفاده از یک مقدار مشخص از رنگ و یکسان بودن سایر شرایط بجز L:R، ماشینی که L:R بالاتری دارد محصول رنگ شده کم‌عمق‌تری خواهد داشت ولی احتمال وقوع نایکنواختی در آن کم‌تر خواهد بود.

کنترل توسط نمک:
نمک نقش دو گانه‌ای در رنگرزی با رنگهای مستقیم دارد. از یک طرف با خنثی‌سازی بار سطحی منفی روی سلولز امکان جذب سطحی رنگ را میسر می‌سازد و از سوی دیگر توانایی کسب رنگرزی یکنواخت را فراهم می‌سازد.

قابلیت فراهم نمودن یک رنگرزی یکنواخت و یا نایکنواخت را برای هر رنگ مستقیم قدرت یکنواختی آن رنگ می‌نامند. رنگهای مستقیم همانگونه که بعداً نیز مورد بحث قرار خواهد گرفت قدرت یکنواختی متفاوتی دارند و نمک از عواملی است که امکان حصول رنگرزی یکنواخت با رنگهایی که دارای قدرت یکنواختی خوبی نیستند را فراهم می‌سازد.
یون سدیم الکترولیتهای خنثی مانند کلرور سدیم و سولفات سدیم (گلابرسالت) به خنثیسازی بار سطحی لیف کمک کرده و در نتیجه سرعت جذب سطحی رنگ را افزایش می‌دهد. مقدار الکترولیت مورد نیاز با افزایش غلظت رنگ افزایش می‌یابد و بستگی به رنگهای بکار رفته و تعداد گروههای سولفونه در رنگ دارد. بطور کلی رنگهایی که تعداد گروههای سولفونه آنها زیاد است در صورت عدم حضور نمک رمق‌کشی و جذب کمتری خواهد داشت.
خاطرنشان می‌سازد که نمک گلابر (سولفات سدیم) می‌تواند باعث رسوب سولفات کلسیم بر روی کالای رنگ شده در آبهای سخت گردد که نتیجه این امر زیر دست زبر و خشن کالا خواهد بود و از این رو استفاده از نمک طعام (کلرور سدیم) در آبهای سخت ترجیح داده می‌شود.

حلالیت رنگ:
رنگهایی که حلالیت بالایی داشته باشند در فرآیند رنگرزی با L:R پایین ترجیح داده می‌شوند.
این موضوع در فرآیند رنگرزی پد که دما پایین نیز می‌باشد تشدید می‌شود.

رنگهای مستقیم یکنواخت شونده توسط نمک دارای حداقل مقدار نمک به عنوان یک ماده افزودنی هستند (در سایر رنگها نمک به عنوان یک ماده افزودنی توسط سازنده به رنگ اضافه شده است).
از آنجا که افزایش نمک از حلالیت رنگ می‌کاهد لذا در هنگامی که حلالیت رنگ مشکل‌آفرین باشد می‌باید به مقدار الکترولیت موجود در آب مصرفی جهت رنگرزی نیز توجه لازم مبذول داشت.

اثر PH:
عملیات رنگرزی معمولاً در محیط خنثی صورت می‌گیرد. از آنجا که تعدادی از رنگهای مستقیم در محیط اسیدی تغییر شید می‌دهند لذا در این مورد رنگها حمام قدری قلیایی نیز می‌گردد. استفاده از قلیایی ضعیفی مانند Sodash علاوه بر برآورده نمودن منظور فوق می‌تواند باعث کاهش سختی آب شود.

مواد یکنواخت کننده:
انواع مختلفی از مواد یکنواخت کننده جهت بهبود خواص یکنواختی رنگهای مستقیم مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بسیاری از این ترکیبات اتیلن اکسایدهای خنثی مشتق شده از الکلهای چرب، اکلیل فنل‌ها و یا ترکیبات هیدروفیلیک مانند پلی‌مرهای اکسید پروپلین هستند. مواد دیگری نیز بر پایه Alkylbenzimidazole sulphonates و phosphoric acid esters و alkylarylpolyglycol ethers نیز به بازار عرضه شده است.

طبقه‌بندی رنگهای مستقیم بر پایه رفتار رنگرزی:
رفتار و خصوصیات رنگرزی رنگهای مستقیم با یکدیگر بسیار متفاوت است. این مسئله لزوم بذل توجه زیاد به انتخاب رنگ علی‌الخصوص در مخلوطها را می‌طلبد زیرا در غیر این صورت اشتباهاتی مانند عدم نفوذ کافی، عدم یکنواختی مناسب، تشدید اثر نایکنواختی کنارها در ماشین ژیگر ظاهر خواهد شد. روشهای آزمایشگاهی مناسبی جهت تعیین خصوصیات رنگرزی در این رنگها تدوین گردیده است.
در اولین کارهایی که در انگلستان در دهه ۱۹۴۰ صورت گرفت پشنهاد گردید که زمان نیمه رنگرزی یعنی زمانی که ۵۰% از رنگ قابل جذب در حالت تعادل توسط لیف برداشته شده است برای رنگهای مستقیم بر روی و ویسکوز در شرایط کاملاً مشخص بعنوان عاملی جهت بیان اخلتاف کاربردی رنگها در نظر گرفته شود. این زمان برای رنگهای مستقیم بین ۷۲% تا ۲۸۰ دقیقه متغیر است. بر مبنای این آزمایشات پیشنهاد گردیده رنگهایی که زمان نیمه رنگرزی مشابهی دارند در

مخلوطها انتخاب شوند. چندی بعد گفته شد که تعیین سرعت رنگرزی که در واقع مرتبط به زمان نیمه رنگرزی است نمی‌تواند عامل کافی در انتخاب رنگها برای مخلوطها باشد زیرا سرعت رنگرزی رنگها بطور انفرادی به نحو رضایت‌بخشی دلالت بر سازگاری آنها در ترکیبات ندارد و سرعت مهاجرت و کنترل رنگ توسط نمک به مراتب مهم‌تر از آن است.
بر این اساس S. D. C چهار فاکتور مهاجرت (قدرت یکنواختی)، کنترل رنگ توسط نمک و اثر حرارت و اثر L:R بعنوان مبانی تقسیم‌بندی کاربردی رنگهای مستقیم تعیین نمود.
آزمایشات خاصی جهت تعیین مهاجرت و کنترل رنگ توسط نمک تدوین گردیده است ولی تأثیرات حرارت و L:R صرفاً توسط بیان این فاکتورها است و آزمایش تدوین نشده است.
S. D. C بر مبنای مطالب فوق رنگهای مستقیم را به سه کلاس زیر تقسیم بندی نموده است:

کلاس A:
رنگهایی با خاصیت یکنواختی و مهاجرتی خوب که به رنگهای خود یکنواخت شونده معروفند.

کلاس B:
رنگهایی که خود یکنواخت شونده نیستند ولی می‌توانند با استفاده از نمک از حیث یکنواختی کنترل شوند این رنگها به رنگهای حساس در مقابل نمک معروفند
(Salt-Controlable) در واقع با افزایش تدریجی نمک در حین فرایند رنگرزی می‌باید یکنواختی را کنترل نمود.

کلاس C:
رنگهایی که خود یکنواخت شونده نیستند و به شدت به نمک حساس هستند. رمق کشی این رنگها نمی‌تواند به نحو رضایت‌بخشی توسط نمک به تنهایی کنترل شود و نیاز به یک کنترل کننده دیگر یعنی حرارت دارد این رنگها به رنگهای حساس در مقابل دما معروفند (Temprature Contrloble). در واقع افزایش تدریجی نمک و حرارت تنها راه حصول رنگرزی یکنواخت با این رنگها می‌باشد.
کلاسه‌بندی ABC رنگهای مستقیم توسط اغلب سازندگان رنگ قبول و در کاتالوگهای منتشره توسط آنان به نوع کلاس رنگهای تولیدی اشاره شده است.
بطور تقریبی ۲۰% از رنگهای مستقیم از کلاس A و ۴۰% از آنها از کلاس B و ۴۰% از کلاس C هستند.
دیده شده است که در دماهای پایین افزایش حرارت باعث افزایش مهاجرت بیشتر کلاسهای A, B در مقایسه با کلاس C می‌شود. بهترین غلظت الکترولیت جهت بیشترین مهاجرت در کلاس A, B دیده می شود ولی رنگهای کلاس C در مقابل افزایش غلظت الکترولیت تغییر چندانی در مهاجرتشان ندارند.
افزایش L:R باعث افزایش مهاجرت کلاس‌های B, C می‌گردد ولی این افزایش کمتر از کلاس A است.
آشفتگی و تلاطم تمام حمام رنگرزی باعث افزایش مهاجرت تمامی کلاسهای فوق‌الذکر می‌گردد.
خصوصیات حرارتی رنگهای مستقیم در انتخاب رنگهای مستقیم در مخلوطها بسیار حائز اهمیت است.
انتخاب رنگهای سازگار با یکدیگر جهت رنگرزی با ماشین رنگرزی ژیگر و یا پد صرفاً بر مبنای کلاسه‌بندی A, B, C نمی‌تواند صورت گیرد. پیشنهاد گردیده است که جهت انتخاب رنگهای سازگار برای مخلوطها برای رنگرزی به روش‌های فوق‌الذکر نمونه‌های کوچکی بهمدت کوتاه یک تا دو دقیقه به دنبال هم در حمامی حاوی رنگهای مورد نظر رنگرزی شوند و سپس نمونه‌ها از نقطه نظر فام و عمق با یکدیگر مقایسه گردد. وجود اختلاف محسوس در نمونه‌ها مبین عدم سازگاری رنگهای بکار رفته در مخلوط است.

عملیات بعد از رنگرزی (After- treazment):
پایین بودن ثبات شستشوی رنگهای مستقیم در بسیاری از موارد نامطلوب می‌باشد. روشهای گوناگونی جهت ازدیاد وزن مولکولی رنگهای مستقیم جذب شده توسط الیاف سلولزی پیشنهاد شده است تا شاید بتوان از حلالیت رنگها در آب کاسته شود و در ضمن اندازه‌ مولکولی رنگ جذب شده افزایش یابد که نتیجه هر دوی آنها بهبود ثبات شستشوی رنگ است. واضح است که در صورتی که مولکول رنگ بزرگ باشد نفوذ آن به داخل لیف مقدور نبوده و در صورتی که با روشهایی بتوان مولکول رنگ را به داخل لیف نفوذ داد حتماً نایکنواختی بسیار شدیدی در رنگرزی ایجاد خواهد شد. بنابراین ضروری است که هر نوع افزایش وزن مولکولی و یا تجمع رنگها در داخل الیاف صورت گیرد.

چاپ

مقدمه:
چاپ در حقیقت رنگرزی موضعی و یا از بین بردن موضعی رنگ می‌باشد که برای ایجاد تنوع در روی پارچه استفاده می‌شود. چاپ را می‌توان بر روی پارچه سفید و یا پارچه رنگرزی شده استفاده کرد. که در صورت دوم باید ترکیب رنگها و تغییر شیدها را نیز مدنظر گرفت. ضمناً با استفاده از طرحهای پیچیده و رنگهای تیره می‌توان پارچه‌های راکد دچار عیبهای بافندگی و یا عملیات یخس شده‌اند بوسیله چاپ آنها را ازنظر و دید مخفی داشت.

گرچه با استفاده از ماشین بافندگی و یا کشبافی نیز می‌توان نقشی را با نخهای رنگی و یا حتی یک نخ روی پارچه بوجود آورد ولی چاپ یک نقش روی پارچه غالباً آسانتر بوده و ارزانتر تمام می‌شود.
پارچه‌های بافته شده بیشتر از سایر پارچه‌ها چاپ می‌گردد. به هر حال پارچه‌های کشباف (تریکو) به مقدار کمتر و بدون بافت به مقدار بسیار کمتر جهت چاپ مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته از چاپ برای رنگین کردن انواع دیگر منسوجات از قبیل کلاف نخ- چاپ چله- چاپ فتیله شانه شده و غیره نیز می‌توان استفاده کرد که نیازی به توضیح درباره آنها در اینجا احساس نمی‌گیرد.

رنگینه‌های مناسب برای چاپ:
رنگینه‌هایی که در چاپ مورد استفاده قرار می‌گیرند باید دارای خواص مخصوصی باشند رنگینه محلول در آب که برای چاپ در نظر گرفته می‌شود باید دارای حلالیت بالا باشد چون مقدار آب موجود در خمیر چاپ در زمان تثبیت، بخار بسیار کمتر از مقدار آب در حمام رنگرزی است. در مورد رنگینه‌هاینامحلول نیز باید بتوانند تعلیق یکنواختی را تشکیل دهند. استفاده از رنگینه‌های با ثبات

شستشوی پایین در چاپ به مرابت کمتر از رنگرزی می‌باشد چون در شستشوی زمینه پارچه توسط این رنگها لک می‌گردد. رنگینه مناسب با توجه به جنس پارچه انتخاب می‌شود. به عنوان مثال برای الیاف سلولزی از رنگینه‌های راکتیو- خمی- خمی محللو و نفتلی، در چاپ پلی‌استر از رنگهای دیسپرس و الیاف پلی‌آمیدی از رنگینه‌های اسیدی- متال کمپلکس- دیسپرس- راکتیو مخصوص استفاده می‌شود.
پیگمنت هم با توجه به خواص و ثباتش برای هر لیفی و یا با مخلوط چند لیف می‌تواند بکار رود.

غلظت‌دهنده:
نقش و اهمیت غلظت‌دهنده در خمیر چاپ:
از آنجاییکه چاپ، رنگرزی موضعی است، نقش چاپ شده باید دارای مرز مشخصی باشد. جهت کسب خطوط مرزی مشخص نمی‌توان رنگینه را از محلول و یا تعلیق‌های رقیق روی پارچه آورد لذا لازم است که محلول و یا تعلیق رنگینه را غلیظ کنیم تا از پخش رنگینه به خارج خطوط مرزی جلوگیری شود.

بخش اصلیخمیر چاپ را غلظت دهنده تشکیل می‌دهد که محلول و یا تعلیق رنگینه و مود کمکی را به خمیر تبدیل می‌کند. ویسکوزیته خمیر باید به مقدار مناسبی باشد چرا که اگر مثلاً زیاد باشد در سرعتهای بالا ماشین چاپ غلطکی وقت کافی جهت انتقال مقدار خمیر لازم به پارچه وجود ندارد در نیتجه طرح به طور کامل و مناسب چاپ نمی‌گردد و اگر این غلظت پایین باشد رنگینه از حدود مرزی فراتر رفته به اصطلاح در زمینه پخش می‌شود.

لازم به ذکر است که غلظت‌دهنده بعد از چاپ باید تا حد امکان با شستشو یا عملیات حرارتی از پارچه زدوده شود. بنابراین در اتخاب غلظت‌دهنده باید نکات زیر ر در نظر داشت:
۱- ثبات خمیر چاپ: غلظت دهنده‌ها بخصوص انواع طبیعی آن ممکن است توسط میکروارگانیزم‌های موجود در هوا تجزیه و فاسد شود. همچنین در اثر فعالیتهای آنزیمها طول زنجیره‌های آنها کوتاه می‌شود که سبب کاهش ویسکوزیته می‌شود. جهت جلوگیری از فساد آنها می‌توان از موادی مانند فرم آلدئید و یا فتل استفاده کرد همچنین غلظت‌دهنده‌های طبیعی ممکن است به مرور زمان بین ماکرو و مولکولهایش پیوند ایجاد شود و سفت و نامحلول در آب شوند.

از نظر شیمیایی نیز غلظت‌دهنده باید دارای ساختاری متناسب با رنگینه مورد استفاده در چاپ داشته باشد و با آن واکنش نداده یا هیدرولیز نشود.
۲- در مواردی که پارچه بعد از چاپ شسته نمی‌شود (چاپ با رنگدانه) غلظت‌دهنده انتخاب شده باید نرم و انعطاف‌پذیر باشد و حداقل مواد جامد را روی پارچه باقی بگذارد.