صباغة الألياف السيليلوزية بالأصبغة المباشرة

1. بنية القطن:

يتميز القطن ببنيته السيليلوزية القادرة على امتصاص بعض المركبات الكيميائية الكبيرة الحجم الجزيئي لاحتوائها على مجموعة من زمر الهيدروكسيل علاوة عن طبيعة بنية سلاسلها الغلوكوزيدية، والتي نجد منها الأصبغة المباشرة القادرة على الارتباط بهذه البنية بمجموعة من الروابط الفيزيائية، كالروابط الهيدروجينية والقطبية و…

   ولعل صباغة الألياف السيليلوزية بالأصبغة المباشرة واحدةً من أبسط عمليات الصباغة كونها تتميز بـِ :

• بساطة تطبيق وبناء الحمام الصباغي.
• سهولة عمليات إعادة التسوية عند الاضطرار.
• عدم احتياجها لدرجات حرارة أعلى من تلك التي نحققها تحت الضغط الجوي العادي.

2. تحضير الألياف السيليلوزية للعملية الصباغية:

تجري أولاً عملية تحضير أولية للألياف السيليلوزية تتناسب واللون المطلوب، إذ يحتوي القطن علاوة عن السيليلوز بعض المواد المانعة للماء كالزيوت والمواد الدسمة، والمركبات الملونة التي تعطيه لونه الخام المصفر، وبعض الأكاسيد والأملاح المعدنية، لذا يتم اختيار المعالجة الأولية على الشكل:

1. حوض الغلي: ويتم بحوضٍ يحوي على عوامل منظفة وهيدروكسيد الصوديوم، ويتم من خلاله التخلص من موانع التبلل كالزيوت والمواد الدسمة وبعض المركبات الآزوتية لتحويلها لمركبات حلولة أو قابلة للاستحلاب بالماء، ويتبقى قسم لا بأس به من مكونات بذرة القطن، وتناسب هذه المعالجة الألوان الغامقة كالأسود والبني والكحلي والزيتي و…

2. حوض القصر: ويطبق بحوض يزيد عن الحوض السابق بعامل مؤكسد مثل الماء الأكسجيني، فيزيد عن الحوض السابق بإمكانية التخلص من بقايا البذرة السوداء اللون، وتناسب هذه المعالجة الألوان الفاتحة. مثل السماوي و…

ويتبع حمام المعالجة هذا والذي يتم تطبيقه عادةً عند درجة الغليان لمدة ساعة تقريباً، أحواض شطف وتعديل، عبر حمامات شطف ستاخنة نتبعها بحمامات شطف باردة.

3. تصنيف الأصبغة المباشرة:

صنفت الشركات الصانعة للأصبغة المباشرة أصبغتها في صفوف تسويةٍ ثلاث: A, B, C بحسب قدرة الصباغ الذاتية على التسوية والتي تتعلق بقدرة الصباغ على الهجرة وإعادة الهجرة الذاتية ، فقدرة الصباغ الذاتية على إعادة الهجرة ” أي من الألياف إلى ماء الحمام الصباغي ” تساعد على رفع معدلات تحقيق درجة تجانس توزيع الأصبغة على كامل السطح وفي كل نقاط الخامة.

وترتبط هذه الميزة بنيوياً بعدد ونوع الزمر الداخلة في تركيب الصباغ، والتي تساعد على رفع شراهية الجزيئة الصباغية نحو الماء، كأن تكون زمرة سلفون أو زمرتين، أم زمرة كربوكسيلية، فازدياد فعالية وعدد هذه الزمر يرفع من شراهية الصباغ نحو الطور المائي مساعداً على الهجرة المعاكسة ورافعاً درجة التسوية ، وخافضاً في الآن عينه من الثباتية للغسيل والبلل، علاوة عن أن التباين في عدد ونوعية هذه الزمر المساعدة على الانحلال يلعب دوراً مهماً في انحراف طول الموجة الممتصة بحيث أنه قد يرفع أو يخفض من درجة سطوع اللون وزهوه.

4. بناء الحمام الصباغي:

بعد الانتهاء من مراحل التحضير الأولية نبدأ عملية الصباغة على الشكل:

1.4. تعبئة الماء الطري: نبدأ بإضافة كمية الماء الطري اللازمة بما يضمن تدوير سلس وسهل لحبل القماش بحسب طبيعة القماش وطراز وتصميم آلة الصباغ كأن تكون نسبة الحمام 1/5، 1/10… ومن الضروري جداً التحقق هنا من صلاحية درجة قساوة المياه للعملية الصباغية، وإلا أضفنا ما يلزم من عوامل التحلية.

2.4. إضافة العوامل المساعدة: التي ترفع من سلامة بناء الحمام الصباغي كالعوامل:

• المبللة: لرفع معدلات اختراق الصباغ لعمق الألياف .
• المبعثرة: لمنع تكتل الأصبغة بسبب المفعول الغروي لشوارد الصباغ السالبة الشحنة.
• التسوية: والتي تلعب دوراً مهماً في تنظيم معدلات الهجرة واستحلاب بواقي عمليات التجهيز، وغالباً ما تُستخدم كعوامل تسوية إيتوكسيلات الأغوال الدسمة وزمرة السلفونات العطرية اللتان تمكننا من الاستغناء عن العوامل المبعثرة لخواص البعثرة العالية لهما.

3.4. إذابة وإضافة الصباغ: تبين الشركات المنتجة للأصبغة مقدار ما ينحل منها في ليتر ماء، وعليه فإننا نأخذ بقسطٍ من كمية الماء اللازمة بدرجة حرارة لا تتجاوز 40 ْم ونبدأ بعجن الصباغ ثم نضيف باقي الماء ونحرك جيداً، وقد تستلزم الإذابة الصحيحة إضافة بعض عوامل البعثرة أو التسوية أو اليوريا، ومن ثم نصفي المحلول ونبدأ إضافته ببطء واحتراس للحمام الصباغي، ويستحسن أن تتم الإضافة من خلال مضخة خزان التغذية الخاص بآلة الصباغة عند توفره.

4.4. إضافة الكهرليت: يضاف الكهرليت عادة لرفع معدلات هجرة الصباغ التي يمانعها مفعول زيتا الذي ينشأ بسبب التدافع بين جزيئات الصباغ السالبة الشحنة، والألياف السيليوزية لاكتسابها شحنة سالبة عند ابتلالها، والعادة أن يكون الكهرليت كبريتات الصوديوم ملح غلوبر أو كلور الصوديوم ” ملح الطعام ” بشرط نقاوتهما، ويستحسن إضافة الملح على دفعات عند وصولنا لدرجة الغليان.

5.4. إضافة كربونات الصوديوم: تستلزم بعض الأصبغة المباشرة وسطاً قلوياً لطيفاً لدرجات عمق اللون من وسط إلى الغامق، لِذا فإننا قد نضيف ما يقارب من 2غ/ل كربونات الصوديوم .

6.4. رفع الحرارة: بعد إضافة مواد بناء الحمام الصباغي ندور لمدة 5 ـ 10 دقائق على البارد لضمان أعلى درجة توزع لمواد الحمام والجزئيات الصباغية ثم نبدأ برفع درجة الحرارة بمعدل يرتبط بـِ: نسبة الحمام، درجة تسوية الأصبغة ونسبتها أو وزنها، خصوصية طراز الآلة: ونش ، أوفرفلو ، جت… ومعدلات غزارت المياه فيها وسرعة دوران حبل القماش، ونستمر عند درجة حرارة الغليان ” زمن التخمير” بما يتلائم مع نسبة الأصبغة بحيث نحقق أعلى درجة اختراق أو انتشار للأصبغة لعمق ألياف الخامة ضمانة الوصول لأعلى درجتي تسوية وثباتيات ” مثل الثباتيات على النور والاحتكاك والغسيل … “، إذ أن ارتباط الأصبغة على السطح فقط يؤدي لتراجعها جميعاً.

7.4. التبريد: تتراوح درجة الحرارة اللازمة لتحقيق درجة الامتصاص العظمى للأصبغة المباشرة ما بين 60 ـ 80 ^°م حسب الصباغ وطبيعة الزمر المرتبطة به ومواد الإنهاء الداخلة في تحضير مسحوقه، وهكذا فإن عينة اللون يجب ألا نعتمدها إلا عند درجات الحرارة التي يتم عندها إنهاء الحمام.

ويُستحسَن استبدال ماء حمام الصباغة عند الإنهاء دون توقيف القماش منعاً لإعادة توضع بواقي الصباغ ومواد الحمام على سطح الخامة مسببةً بعض مظاهر التلطيخ والتبقيع، وتتم العملية عادة بضخ الماء البارد من أسفل الحمام والتصريف من الأعلى ” شطف جاري “.

5. إعادة التسوية:

تتم عمليات إعادة التسوية عادة بإعادة عملية الغلي بوجود كميات أعلى من مادة التسوية والتي غالباً ما تكون ايتوكسيلات الأغوال الدسمة، وتستمر عملية الغلي حتى زوال مظاهر عدم التسوية بالعين المجردة، وإن أمكن إجراء إعادة التسوية عند الدرجة 110 ْم في آلات الضغط العالي نضمن نتيجةً أفضل.

6. رفع ثباتية الأصبغة المباشرة على البلل:

تعاني الألياف السيليلوزية المصبوغة بالأصبغة المباشرة من ضعف عام في الثباتيات، وتعمل الشركات على رفع ثباتيتها على الغسيل من خلال معالجتها بمثبتات خاصة تستطيع تشكيل طبقةٍ ” أو فيلم ” يحميها من الإجهادات المباشرة لعملية التبلل بالماء والذي يتسبب بحدوث إعادة هجرة تستنزف الصباغ من الخامة إلى الماء.

وأهم ما يعيب هذه المعالجة تسببها بتراجع ثباتية الصباغ على النور ما يدعونا لأن نلجأ لدراسة الجدوى من هذه المعالجة أولاً بعدم تعميمها بالشكل المطلق. وتنتج شركة كلارينت (ساندوز) أنماط مثبتاتٍ ثلاث:

• ثنائي ميتيلول ثنائي هيدروكسي ايتيلين يوريا DMDHEU
• يوريا فورم ألدهيد DMU
• ميلامين فورم ألدهيد MF

ويتم تطبيق المثبت عادةً برفع درجة حرارة حمام التثبيت حتى 40 ْ م وبدرجة حموضة pH : 6 وبنسبة 1 ـ 4% من وزن القماش، حسب فعالية المثبت وتركيز الصباغ، وهذا ما تحدده الشركات عادةً في نشرة استخدام المثبت. وقد منعت حالياً مجموعة المثبتات التي يدخل فيها الفورم ألدهيد لأسبابٍ بيئية.