عوامل موثر بر میزان جذب رنگ کاتیونی

رنگهای کاتیونی میل ترکیبی بالایی با الیاف اکریلیک دارند و به دلیل جذب سریع و انتشار آهسته در حین رنگرزی، رنگرزی ناهموار به راحتی امکان پذیر است. هنگامی که رنگرزی ناهموار رخ می دهد، اصلاح آن با افزایش زمان رنگرزی دشوار است. هنگام رنگرزی با رنگهای کاتیونی، برای به دست آوردن نتایج رنگرزی یکنواخت، باید سرعت رنگرزی را به طور مناسب کاهش داد. علاوه بر انواع الیاف اکریلیک، عوامل موثر بر میزان رنگرزی رنگهای کاتیونی به شرح زیر است:

1. دما

دما یک عامل مهم در کنترل سطح بندی است. هنگامی که الیاف اکریلیک با رنگ های کاتیونی رنگ می شوند، به ندرت در دمای زیر 75 درجه سانتی گراد رنگ می شوند. هنگامی که دمای رنگرزی به دمای انتقال شیشه ای فیبر (75-85 درجه سانتیگراد) می رسد، سرعت جذب رنگ به سرعت افزایش می یابد. بنابراین، هنگامی که دمای رنگرزی به دمای انتقال شیشه ای فیبر می رسد، دما باید به آرامی افزایش یابد، معمولاً 1 درجه سانتیگراد هر 2 تا 4 دقیقه. همچنین می توان آن را برای مدتی در دمای 85 تا 90 درجه سانتیگراد برای رنگرزی نگه داشت، سپس حرارت را تا زمان جوش ادامه داد.

2. pH حمام را رنگ کنید

افزودن اسید در حمام رنگرزی می تواند از تفکیک گروه های اسیدی در فیبر اکریلیک جلوگیری کند، تعداد گروه های آنیونی روی الیاف را کاهش دهد، جاذبه کولن بین رنگ و الیاف را کاهش دهد و سرعت رنگرزی را کاهش دهد. تأثیر pH بر میزان رنگرزی برای الیاف اکریلیک حاوی گروه های کربوکسیلیک اسید بیشتر است و میزان رنگرزی الیاف اکریلیک حاوی گروه های اسید سولفونیک کمتر تحت تأثیر pH حمام رنگرزی قرار می گیرد. مقدار pH حمام رنگ باید به طور منطقی در طول رنگرزی کنترل شود. رنگهای کاتیونی عموماً در برابر قلیایی مقاوم نیستند و pH بهینه برای رنگرزی معمولاً 4-4.5 است. هنگام رنگ آمیزی رنگ های تیره، مقدار pH حمام رنگ می تواند بالاتر باشد و رنگرزی رنگ های روشن باید با مقدار pH کمتر انجام شود. مقدار pH حمام رنگ به طور کلی با اسید استیک تنظیم می شود. اسید استیک نه تنها می تواند مقدار pH حمام رنگ را کاهش دهد، بلکه حلالیت رنگ را نیز بهبود می بخشد. افزودن استات سدیم به حمام رنگ به طور همزمان می تواند مقدار pH حمام رنگ را در محدوده مورد نیاز تثبیت کند.

3. الکترولیت

افزودن الکترولیت هایی مانند سولفات سدیم، نمک خوراکی و غیره به حمام رنگ می تواند سرعت رنگرزی را کاهش دهد. رنگهای کاتیونی و اثر رنگرزی کندی دارند. الکترولیت هیچ اثر کند کنندگی آشکاری روی رنگ‌هایی با مقدار K 1 تا 1.5 ندارد و روی رنگ‌هایی با ارزش K 3 تا 5 اثر کندکننده دارد. اثر رنگرزی آهسته الکترولیت با افزایش دمای رنگرزی کاهش می یابد. هنگام رنگ آمیزی رنگ های روشن، مقدار الکترولیت می تواند بیشتر باشد، حدود 5٪ تا 10٪ (owf)، و در هنگام رنگرزی رنگ های تیره اضافه نمی شود.

4. کند کننده

در رنگرزی کاتیونی ، یک کندکننده اغلب برای کاهش سرعت رنگرزی و به دست آوردن اثر رنگرزی یکنواخت اضافه می شود. کندکننده های رنگ کاتیونی شامل کندکننده های کاتیونی و کندکننده های آنیونی می باشند.

کندکننده کاتیونی متداول ترین کندکننده مورد استفاده برای آن است رنگهای کاتیونی که بیشتر آنها سورفکتانت کاتیونی هستند، مانند سورفکتانت 1227 (عامل تراز کننده TAN)، 1631 سورفکتانت (عامل تراز کننده IV). کندکننده های کاتیونی میل ترکیبی به الیاف اکریلیک دارند. برای کندکننده‌های کاتیونی با مولکول‌های کوچک و میل ترکیبی کم با الیاف، به دلیل سرعت انتشار سریع، در هنگام رنگرزی ابتدا جایگاه رنگ را روی الیاف اشغال می‌کنند. پس از ورود کاتیون رنگ به فیبر، میل ترکیبی بین کندکننده و الیاف کمتر از رنگ و الیاف است. میل ترکیبی رنگ به تدریج با رنگ جایگزین می شود و در نتیجه سرعت رنگرزی کاهش می یابد. مقدار این نوع کندکننده نباید خیلی زیاد باشد در غیر این صورت رنگرزی در مرحله بعدی رنگرزی متمرکز می شود که باعث رنگرزی ناهموار می شود. برای بازدارنده‌های رنگ کاتیونی با ساختار مولکولی پیچیده و میل ترکیبی بیشتر با الیاف، می‌توانند در طول رنگرزی با رنگ‌های کاتیونی رقابت کنند و در نتیجه میزان جذب رنگ رنگ‌های کاتیونی را کاهش دهند. با این حال، به دلیل اینکه کندکننده های کاتیونی موقعیت رنگرزی خاصی را در الیاف اشغال می کنند، در نتیجه درصد جذب رنگ کاتیونی کاهش می یابد. هر چه مقدار این نوع کندکننده کاتیونی بیشتر باشد، اثر کند کنندگی بیشتر است، اما رنگ ماده رنگ شده روشن تر می شود.

مقدار کندکننده کاتیونی به ماهیت و غلظت رنگ مورد استفاده بستگی دارد. برای رنگ های با مقدار K پایین یا رنگرزی رنگ های روشن، میزان کندکننده کاتیونی بیشتر است. برای رنگ هایی با مقادیر K بزرگتر یا رنگرزی با رنگ های تیره، میزان کندکننده کمتر است. بازدارنده های رنگ کاتیونی برای الیاف اکریلیک نیز دارای مقادیر اشباع هستند و مشکل سازگاری با رنگ های کاتیونی وجود دارد. رنگهای کاتیونی با میل ترکیبی بیشتر باید با رنگهای کاتیونی با میل ترکیبی بالاتر استفاده شوند. در نسخه رنگرزی، مجموع مقدار کندکننده کاتیونی و رنگ کاتیونی نباید از مقدار اشباع رنگرزی فیبر بیشتر شود.

علاوه بر کندکننده های کاتیونی که در بالا ذکر شد، نوع دیگری از کندکننده های کاتیونی وجود دارد که کندکننده های کاتیونی پلیمری هستند، مانند کندکننده A. این نوع کندکننده دارای مولکولی بزرگ با درجه پلیمریزاسیون چند صد نفری است. هر درشت مولکول حاوی چند صد گروه کاتیونی است. نمی تواند وارد فیبر شود و فقط می تواند سطح الیاف را بپوشاند، که باعث می شود جاذبه کولمبی بین رنگ کاتیونی و فیبر اکریلیک به شدت افزایش یابد. کاهش، در نتیجه کاهش میزان جذب رنگ. این نوع کندکننده نسبت به سورفکتانت های کاتیونی توانایی کند کنندگی قوی تری دارد و جای رنگ در فیبر را اشغال نمی کند و بر ارزش اشباع رنگ فیبر اکریلیک تأثیر نمی گذارد.

بیشتر کندکننده های آنیونی سولفونات های هیدروکربن آروماتیک با بار منفی هستند که می توانند با رنگهای کاتیونی یک کمپلکس با حلالیت کم تشکیل می دهند و با کمک اثر پراکندگی مواد افزودنی غیر یونی در حمام رنگ معلق می شوند. کمپلکس حاصل بر فیبر تأثیر می گذارد و میل ترکیبی کمتر است. پس از افزودن ویتکس آهسته رنگرزی آنیونی به حمام رنگرزی، به دلیل کاهش غلظت کاتیون رنگ آزاد، سرعت جذب رنگ کاهش می یابد. با افزایش دمای رنگرزی، کمپلکس به تدریج تجزیه شده و کاتیون های رنگ آزاد آزاد می کند، به طوری که سرعت رنگرزی به تدریج افزایش می یابد تا به هدف تسطیح دست یابد. به دلیل حلالیت کم ترکیب، به منظور جلوگیری از رسوب، لازم است یک سورفکتانت غیریونی و همزمان با افزودن یک کندکننده آنیونی اضافه شود. استفاده از کندکننده آنیونی می تواند درصد جذب رنگ را به میزان قابل توجهی نسبت به کندکننده کاتیونی کاهش دهد.

پس از استفاده از کندکننده آنیونی، رنگ‌های کاتیونی و رنگ‌های آنیونی را می‌توان در یک حمام رنگ کرد و شرایطی را برای رنگرزی یک حمام پارچه‌های ترکیبی الیاف اکریلیک با رنگ‌های کاتیونی/رنگ‌های اسیدی و رنگ‌های کاتیونی/رنگ‌های واکنش‌پذیر ایجاد می‌کند.