رنگرزی گیاهی

مجموعه: مقالات مهندسي > مهندسی نساجی | کلمات کلیدی : رنگرزی+گیاهی+

رنگرزی گیاهی

مواد رنگزای طبیعی
رنگرزی سنتی با وجود تفاوتهایی كه در مناطق مختلف وجود دارد، دارای فرمول مشخصی است. ابریشم یا پشمی كه با مواد گیاهی رنگرزی می شود دارای نوعی جذابیت و زیبایی است كه به مرور زمان و در اثر استفاده و قرار گرفتن در معرض نور و مواد قلیایی و …. نه تنها از ارزش آن كاسته نمی شود، بلكه به ثبات و درخشندگی آن نیز افزوده می شود. علاوه بر این، رنگ های سنتی ( گیاهی و حیوانی) حاصل تجربه صدها ساله مردمان سخت كوش سرزمینی است كه همواره با اقتباس از طبیعت به زندگی خود رنگ بخشیده اند، به این سبب از ارزش معنوی و مادی بسیاری برخوردار هستند.

این رنگزاها همان طور كه از نامشان برمی آید ریشه طبیعی داشته و با توجه به منبع استخراج آنها در سه گروه زیر می توانند تقسیم بندی شوند:

• مواد رنگزای به دست آمده از گیاهان مثل نیل، روناس و غیره كه از ریشه، گل، برگ، میوه و پوست نباتات به دست می آیند.
• مواد رنگزای به دست آمده از حیوانات مثل قرمز دانه و صدف ارغوان.
• و آنهایی كه از مواد معدنی به دست می آیند مثل خاك سرخ.

پژوهش های باستان شناسی مؤید آن است كه ایرانیان در رنگرزی مانند سایر اقوام و ملل قدیم بسیار با تجربه بوده و مواد رنگزایی كه در منسوجات خود به كار می برده اند، بسیار با ثبات و چشمگیر بوده است. برای سال های متمادی مواد رنگزای طبیعی یكی از اقلام صادراتی ایران بوده است. در اواخر دوره قاجاریه كارگاه های متعدد رنگرزی در جوار كارگاه های قالی بافی فعالیت پررونقی داشتند. در این كارگاه ها فرآورده های گیاهانی از قبیل روناس، اسپرك، پوست گردو و انار را به مصرف می رسانیدند و تجار صادر كننده نیز مواد رنگزای گیاهی مازاد بر مصرف داخلی را كه در كارگاه های تولید رنگ بسته بندی شده بود را به خارج صادر می كردند.

دسته ای از گیاهان دارای رنگینه ها یی با ثبات عالی و متوسط هستند و در رنگرزی سنتی نقش مؤثری دارند. روناس، اسپرك، نیل، گل بابونه، برگ انگور عسگری، چغندر، پوست پیاز، برگ درخت توت، وسمه، گل رنگ، گل جعفری، برگ انجیر، پوست انار، بلوط، پوست گردو، هلیله، سماق، زعفران، جا شیر و غیره از گیاهانی هستند كه در ایران یافت شده و از مواد رنگزای آنها در رنگرزی استفاده می شده است.

روناس: ماده رنگزای روناس ترکیبی است به نام آلیزارین (یا 1 و2 دی هیدروکسی آنتراکینون) که در ریشه آن قرار گرفته است. با كم و زیاد كردن درصد دندانه و نوع آن، از این ماده شیدهای قرمز به دست می آید.

اسپرك (ورث): گیاهی است كه در تمام نقاط ایران یافت می شود. با رنگینه آ ن انواع رنگ های زرد به دست می آید مثل طلایی، زرد، زرد طلایی، زرد كدر و شفاف.

نیل: ایندیگو یا نیل، برای تهیه شید های آبی تا سرمه ای استفاده می شود. گاهی نیل را در جاشیر، همراه با دندانه می جو شانند و رنگ سبز می گیرند و با افزودن روناس به آ ن رنگ بنفش می سازند. از وسمه نیز رنگ آبی به دست می آید.

پوست انار: مانند اسپرك رنگ زرد تولید می كند ولی ثبات آنرا ندارد. از گل زعفران، برگ مو (در اراك و مناطق مركزی ایران)، جاشیر (در فارس) و گندل (در لرستان و كردستان و دیگر مناطق غربی) نیز رنگ زرد و نارنجی به دست می آید.

پوست گردو: ماده رنگزای موجود در پوست گردو ترکیبی است به نام جاگلون که با آن انواع شیدهای قهوه ای روشن تا مشكی و خاكستری را می توان ایجاد نمود. تنوع این رنگ ها بستگی به استفاده از دندانه ها و مواد كمكی افزوده شده دارد. از گیاه سماق نیز برای تهیه رنگ های قهوه ای استفاده زیادی می شود.

جفت: جفت پوسته بین مغز و پوست میوه بلوط است كه از آن رنگ بژ به دست می آ ید.

قرمز دانه: بهترین ماده رنگزایی كه از حشره ای به همین نام تهیه می شود. این حشره اغلب بر روی درختان بلوط، سرو، كاج و كاكتوس زندگی می كنند. در آسیا، اروپا، آفریقا و آمریكای جنوبی فراوان است. قرمز دانه را خشك كرده و به صورت پودر در آب و اسیدهای معدنی حل می كنند. حاصل، رنگ قرمز خوبی است كه اگر به جای اسید از ماده ای قلیایی استفاده شود رنگ بنفش به دست می آید و از تركیب با رنگ های گیاهی، انواع شید های رنگی تولید می كند. معروفترین قرمز دانه ها؛ قرمز دانه نپال و كاسیل (مكزیك) است. نام علمی این رنگ “اسید كار منیك” است. انواع قرمز دانه عباتند از: قرمز دانه هندی، لهستانی، مكزیكی، ارمنی، كرم ورمیلو. برای دندانه قرمز دانه از آ ب زرشك، قا را و آب انگور استفاده می كنند.

 ابزار و مواد مورد نیاز در رنگرزی سنتی عبارتند از :

– ظرف (پاتیل) یا حمامی كه عملیات رنگرزی و دندانه كردن در آن صورت می گیرد و باید از جنس ضد زنگ و مقاوم در برابر حرارت باشد. معمولاً از ظروف استیل یا مسی استفاده می شود.

– ترازو برای توزین

– ترمومتر برای اندازه گیری دمای حمام رنگرزی

– همزن كه معمولاً از جنس چوب است و برای هم زدن الیاف در حمام رنگرزی به كار می رود.

– ظروف شیشه ای مدرج مانند بشر و… برای اندازه گیری و برداشتن اسیدها و قلیاها.

– نمك های فلزی چون زاج سفید، زاج سبز، زاج سیاه، دی کرومات سدیم، کلرید قلع و …

– مواد قلیایی مانند سود و آمونیاك و ….

– اسیدها مانند اسید تارتاریك، اسید لاكتیك، اسید اگزالیك، اسید استیك، اسید سیتریك و همچنین ممكن است از اسیدهای معدنی مانند اسید سولفوریك و اسید کلریدریک نیز استفاده شود. در گذشته به جای اسید لاكتیك از “دوغ” استفاده می شد.

– آب كه به دلیل استفاده مداوم در رنگرزی، باید از شرایط و خواص لازم برخوردار باشد.

مكانیزم جذب و نگهداری مواد رنگزای طبیعی توسط لیف:

 در استفاده از رنگینه های طبیعی از آنجایی كه در این رنگینه ها گروه های فعال جهت تشكیل پیوند با لیف در هنگام رنگرزی كالای پشمی و ابریشمی یا وجود ندارد یا اثرشان ضعیف می باشد، در اكثر مواقع جهت جذب بیشتر و تثبیت بهتر رنگینه روی كالا نیاز به یك ماده واسط می باشد و آن را اصطلاحاً دندانه یا Mordant گویند. یك دندانه در واقع یك فلز با ظرفیت حداقل دو می باشد كه در تشكیل پیوند شیمیایی بین رنگینه و لیف نقش بسیار مؤثری را ایفا می كند. دو نوع پیوند اساسی بین رنگینه- دندانه از یك طرف و دندانه- لیف از طرف دیگر به طور همزمان به وقوع می پیوندد كه این دو نوع پیوند در مقایسه با پیوندهای یونی، واندروالس و هیدروژنی بسیار محكم تر می باشند.

یكی از این پیوندها، پیوند كووالانسی می باشد كه دندانه با گروه های هیدروكسیل كه هم در لیف (پشم و ابریشم) و هم در ماده رنگزای طبیعی وجود دارد، برقرار می كند و دیگری پیوند كئوردینانس می باشد كه از طریق گروه های الكترون دهنده چون اكسیژن متصل به كربن از طریق پیوند دوگانه (گروه كربونیل) ایجاد می گردد. در نتیجه تشكیل این پیوندها كمپلكس رنگی حاصل می شود كه اصطلاحاً آنرا لاك (Lake ) گویند. مجاور بودن گروه های مذكور جهت تشكیل حلقه های پنج و شش ضلعی كه از ثبات بالایی برخوردارند، به پایداری كمپلكس حاصله كمك كرده و در نتیجة این مهم، رنگینه دارای ثبات شستشویی بالایی در روی لیف خواهد بود.

از تركیبات متداولی كه به عنوان دندانه استفاده می شود می توان به سولفات مضاعف پتاسیم و آلومینیوم (زاج سفید)، سولفات آهن (زاج سیاه)، سولفات مس (زاج سبز)، كلرید قلع و دی كرومات پتاسیم اشاره نمود.

بر حسب تقدم و تأخر عمل رنگرزی و عمل دندانه دادن، رنگرزی با مواد رنگزای طبیعی به سه طریق ممكن است صورت پذیرد:

• اول رنگرزی، سپس دندانه كردن الیاف رنگرزی شده

• اول دندانه دادن و سپس رنگرزی

• عمل دندانه و رنگرزی توأم. در این روش كلاف ها را در حمام محتوای دندانه، رنگینه و مواد كمكی ریخته و یك روز بعد برای شستشو بیرون می آورند.

مراحل رنگرزی

1- خیساندن كلاف: كلاف پشمی یا ابریشمی را در حمام یا پاتیل آب گرم (30 تا40 درجه) برای 2 ساعت خیس می كنند، سپس آب كلاف را گرفته و در آب 30 تا 35 درجه همراه با مقدار كافی پاك كننده می شویند. پس از آن مجددا آبگیری كرده و با آب معمولی می شویند و پس از مرحله آبگیری خشك می كنند.

2- دندانه كردن پشم: ظرف حمام را گرم كرده و در آن آب می ریزند و در دمای 70 درجه سانتی گراد دندانه را اضافه كرده، بعد از 20 دقیقه كلاف شسته شده و نمدار را داخل حمام كرده و یك ساعت با دمای 80 درجه سانتی گراد ( برای ابریشم 70 درجه سانتی گراد ) قرار می دهند. قابل ذكر است كه زمان لازم برای دندانه های مختلف، متفاوت است. مثلا” دندانه كردن با زاج سیاه وقت كمتری لازم دارد.

3- رنگرزی: حمام رنگ را آ ماده كرده و كلاف های شسته و دندانه شده را به حمام رنگ وارد می كنند. دمای حمام را به تدریج به جوش رسانده و به مدت یك ساعت كلاف ها در رنگ می جوشند و هر 5 دقیقه كلاف را با چوب همزن در رنگ غوطه می دهند. بر اثر تبخیر حجم محلول رنگ كم می شود، بنا براین با اضافه كردن مقداری آب جوش محلول را همواره در 20 تا 30 برابر وزن كلاف نگه می دارند.

پس از اتمام زمان ( یك ساعت )، جوشاندن را متوقف كرده و می گذارند تا حمام رنگ به مرور سرد شود سپس كلاف ها را خارج كرده، اول با آب نیمه گرم و سپس با آب معمولی و سرد شسته و آبگیری می كنند و در مجاورت هوای خشك قرار می دهند.

ثبات رنگ
 بنابه تعریف ثبات رنگی یک رنگینه عبارتست از: مقاومت رنگی خامه قالی رنگرزی شده در مقابل عوامل مختلف چون شستشو، نور، سایش و حلال های شیمیایی که در طول عمر مفید خود با آن مواجه می شود. هنگامی که یک خامة قالی رنگ شده در معرض عوامل مذکور قرار می گیرد، یک یا چند تغییر ممکن است، اتفاق افتد. از نقطه نظر کالای رنگرزی شده به تنهایی ممکن است اختلاف در عمق رنگی، در فام رنگی و یا در شفافیت صورت پذیرد. علاوه بر این تحت شرایط مشخص مثلاً شستشو، بخش های سفید کالا ممکن است رنگی شده و بخش های رنگی نیز به دلیل مهاجرت رنگینه از نقاط دیگر به آنها دارای رنگ جدیدی گردند. این پدیده تحت عنوان لکه گذاری شناخته می شود. لذا ثبات رنگ خامه فرش دستباف به مقاومت این قبیل تغییرات تحت شرایط مشخص شناخته می شود.

اکثر رنگینه های طبیعی دارای ثبات نوری از ضعیف تا متوسط هستند و این در حالی است که رنگینه های شیمیایی دارای محدوده وسیعی از ثبات ها یعنی از ضعیف تا عالی می باشند.

ثبات نوری یک خامه رنگرزی شده به عوامل داخلی چون ساختار شیمیایی رنگینه، حالت فیزیکی رنگینه، غلظت رنگینه، ماهیت خامه رنگرزی شده و خلاصه نوع دندانه مورد استفاده بستگی دارد.

ساختار شیمیایی یک مولکول رنگینه به دو بخش تقسیم می شود: بخش اصلی یا کروموفور رنگینه که رنگین بودن ملکول رنگینه به آن بستگی دارد و بخش دوم که خصلت کاربردی و یونی بودن رنگینه را باعث می گردد که به عنوان گروه های آکسوکروم شناخته می شوند. به طور کلی کروموفور و بخش اصلی رنگینه ثبات نوری یک رنگینه را تعیین می کند و گروههای آکسوکروم بمراتب اثرات کمتری را در این مهم ایفا می نمایند. آنالیز مواد رنگزای طبیعی فهرست شده در کتاب مرجع رنگ نشان می دهد که تقریباً 50 درصد از کل مواد رنگزای طبیعی از خانواده فلاونوئیدها بوده و مابقی از خانواده آنتراکینون، نفتوکینون و ایندیگوئیدها می باشند. ترکیبات فلاونوئیدها دارای ثبات نوری بالایی بوده ولیکن رنگینه های آنتراکینون و ایندیگوئیدها دارای ثبات های نوری عالی هستند. البته قابل ذکر است که ثبات نوری رنگینه های آنتراکینون با افزایش استخلاف گروه های هیدروکسیل در ملکول رنگینه کاهش می یابد. همچنین بزرگی ساختار می تواند ثبات نوری را بهبود بخشد.

حالت فیزیکی رنگینه معمولاً مهتر از ساختار شیمیایی می باشد و به طور کلی هر چه تجمع ملکولی رنگینه در لیف بیشتر باشد، ثبات نوری رنگینه بیشتر است. در مطالعاتی که Cox – Crews در سال 1987 روی سرعت رنگ پدیدگی بعضی از رنگینه های طبیعی انجام داد مشخص گردید که سرعت رنگ پریدگی روناس و اسپرک دندانه داده شده با فلزات آلومینیوم و قلع مشابه بیشتر رنگینه های شیمیایی در ابتدا زیاد ولی بعد از مدتی با شیب کمتر به صورت ثابت ادامه دارد. همچنین مشاهده شد که سرعت رنگ پریدگی ایندیگو و قرمزدانه دندانه داده شده با فلزات آلومینیوم و قلع با سرعت ثابت اتفاق می افتد.

ثبات نوری خامه فرش دستباف رنگرزی شده معمولاً با افزایش غلظت رنگینه در لیف افزایش می یابد.

ساختار شیمیایی و پارامترهای فیزیکی لیف می تواند روی ثبات نوری خامه رنگرزی شده تأثیر گذار باشد. به عنوان مثال کومینگ و همکارانشان رنگ پریدگی روی الیاف پنبه را به اکسید شدن سلولز نسبت می دهند، در حالی که الیاف پروتئینی مثل پشم، کرک و ابریشم خاصیت احیائی دارند.
نیل (ایندیگو) روی پشم نسبت به پنبه دارای ثبات نوری بیشتری است در حالی که روناس رفتاری برعکس دارد.
ثبات نوری رنگینه های دندانه ای همچنین به نوع دندانه و روش دندانه دادن بستگی دارد. زیرا در هنگام دندانه دادن کمپلکس های متفاوتی با انواع دندانه ها ممکن است تشکیل شود که اینها از نظر مقاومت نسبت به نور با یکدیگر متفاوت هستند. همچنین خود فلز می تواند اثرات کاتالیزوزی مثبت یا منفی روی تخریب نوری رنگینه داشته باشد. در مطالعاتی که Cox – Crews روی 18 نوع رنگینه زرد طبیعی انجام داد مشخص گردید که تاثیر دندانه حتی از ساختار خود رنگینه روی ثبات نوری مهم تر است. همچنین او نتیجه گرفت که تغییرات رنگی (رنگ پریدگی) نمونه های پشمی رنگرزی شده و دندانه شده با فلزات قلع و آلومینیوم نسبت به فلزات مس، کروم و آهن خیلی بیشتر است.
عوامل خارجی همچون منبع نوری، شدت نور، دما، رطوبت و آلودگی محیط نیز می تواند روی رنگ پدیدگی یک کالای رنگرزی شده مؤثر باشد.

ماهیت نور تابیده شده و نوع منبع نوری عامل خیلی مهم در رنگ پدیدگی می باشد. رنگینه های بی ثبات با تابش نور مرئی کم رنگ می شوند در حالی که رنگینه های با ثبات نوری بالا تحت تابش اشعه ماورای بنفش رنگ خود را از دست می دهند. اشعه ماورای بنفش فاکتور بسیار مهم در رنگ پدیدگی بوده که تأثیر آن روی رنگینه های زرد و نارنجی بیشتر است.

تحت شرایط عادی تابش نور، دما و رطوبت هر دو می توانند روی سرعت رنگ پدیدگی کالای نساجی (خامه فرش دستباف) تأثیر داشته باشند. به عنوان مثال کاهش درصد رطوبت از 65 به 25 باعث کاهش شدید در رنگ پریدگی می گردد.آلودگی محیط چون حضور دی اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن و ازون در هوا می توانند با رنگینه ها حتی در غیاب نور واکنش دهند.

حضور بعضی مواد کمکی در لیف که هنگام رنگرزی یا قبل و بعد از رنگرزی روی خامه فرش آورده شده اند ممکن است روی رنگ پریدگی موثر باشند. به طوریکه وجود موادی چون نشاسته فرآیند رنگ پریدگی را تشدید میکند. و بالعکس عملیات بعدی ابریشم با اسید تانیک خواص ثباتی بعضی از رنگینه های طبیعی را بهبود می بخشد.
در مطالعاتی که Cristea و همکارش به منظور بهبود ثبات نوری رنگینه های طبیعی روی پنبه انجام دادند مشخص شد که استفاده از ویتامین C و اسید گالیک که به عنوان مواد آنتی اکسیدان و جاذب اشعه ماورای بنفش هستند می توانند ثبات نوری رنگینه های روناس، اسپرک و وسمه را بهبود بخشند.

منابع:

1)         صدری نسرین، رنگرزی الیاف و نخ؛ پشم، ابریشم، پنبه.
2)         دکتر امیر شاهی، رنگرزی الیاف طبیعی (پشم و پنبه).
3)         منصور ورزی، هنر و صنعت قالی در ایران.
4)         قالی ایران، سسیل ادواردز.

www.smsm.ir

رنگرزی گیاهی

کلمات کلیدی : رنگرزی,گیاهی,رنگرزی گیاهی , مقالات مهندسي , مهندسی نساجی , کامپیوتر، مکانیک، برق، عمران، شیمی، پزشکی رنگرزی+گیاهی+

آخرین مطالب مشاهده شده توسط کاربران :