المواد المستخدمة في عملية الصباغة

فوق أكسيد الهيدروجين

يعتبر ماء الاكسجين (فوق اكسيد الهيدروجين ) من المركبات الهامة جدا صناعيا نظرا لقدرته المؤكسدة المعتدلة والأهم من ذلك أن ناتج عمليةالأكسدة هو الماء أي أنه صديق للبيئة وهذه الأخيرة جعلته في هذه الفترة مهم جداحيث :
يستخدم كعامل مبيض ومطهر ومعقم لمجال واسع من التطبيقات منها :
مطهر للجروح – تبييض الشعر وتغيير لونه – تبييض الخيوط – معقم فى الصناعات التجميلية والدوائية وصناعة المنظفات وغيرها
تحضيره
يحضر صناعيا من تفاعل فوق أكسيد الباريوم مع حمض الكبريتيك لتترسب كبريتات الباريوم ويفصل فوق اكسيد الهيدروجين (ماء الأكسجيني ) وفق التفاعل الاتى :
BaO2 + H2SO4 --------------- BaSO4 + H2O2

الكلور

الكلور غازٌ سامٌّ ذو لون أصفر مخضرّ ورائحةٍ نفاذةٍ كريهة। يسبِّب الكلور تهيُّجًا في الأنف والحلق والرئتين، إلاّ أنه ينتج كلوريد الصوديوم ـ أي ملح الطعام ـ عندما يتَّحد مع فلز الصوديوم।
حضَّر عالم الكيمياء السويدي كارل ولهلم شيل الكلور لأول مرة عام 1774م، بعد معالجة حمض المورياتيك، أي حمض الهيدروكلوريك، بمادة ثاني أكسيد المنجنيز. وفي عام 1810، أكَّد عالم الكيمياء الإنجليزيّ السير همفري ديفي أنَّ الكلور عنصرٌ كيميائيّ.

مصادر الكلور. يوجد الكلور في الطبيعة في صورة مركبات فقط، ويتوافر بصفة رئيسية في معادن الكلوريد مثل كلوريد الصوديوم. وتوجد الكلوريدات في ترسبات الصخور الملحية ومياه البحر والبحيرات المالحة.

استخدامات الكلور يقتل الكلور البكتيريا في الماء، ولذا يُستخدم على نطاقٍ واسع في تنقية مياه الشرب ومياه حمَّامات السباحة. يتفاعل الكلور بشدة مع الهيدروجين في وجود ضوء الشمس لينتج كلوريد الهيدروجين. ويذوب هذا المركب في الماء فيعطي حمض الهيدروكلوريك الذي يستخدم في الصباغة وتنظيف المعادن.
ينتج الكلور، عند إذابته في هيدروكسيد الصوديوم، خليطًا من كلوريد الصوديوم وهيبوكلوريت الصوديوم. وكثيرًا ما استخدم هذا الخليط في قصر (تبييض) المنسوجات وفي التطهير.
ويستخدم أرباب الصناعات مركبات الكلور، في إنتاج الورق والبلاستيك ومبيدات الحشرات وسوائل التنظيف ومضادات التجمد. كما يستخدم الكلور أيضًا في إنتاج العقاقير الطبية ومواد الطلاء وفي صناعة منتجات النفط.
يحصل الصناعيون على غاز الكلور، بتمرير تيارٍ كهربائيّ في محاليل كلوريد الصوديوم المذاب في الماء. انظر: التحليل الكهربائي. وتنتج هذه العملية، في الوقت نفسه، مادة هيدروكسيد الصوديوم (الصودا الكاوية). وتمثل هذه العملية أساس إحدى أكبر الصناعات الكيميائية، وهي صناعة قلويات الكلور أو الكاويات الكلورية. ويمكن ضغط الكلور وتحويله إلى سائل.

خواصه الكيميائية. ينتمي الكلور إلى مجموعة العناصر اللافلزية المسماة الهالوجينات، أي مكونات الأملاح. ويتميز الكلور النقيّ بنشاطه الفائق كيميائيًّا، وينحو مثل غيره من الهالوجينات إلى الاتحاد مع العناصر الأخرى عن طريق تلقي الإلكترونات منها. وهو عاملٌ مؤكسدٌ قويّ ويتسبب في إطلاق إلكترونات المواد الأخرى.
يرمز للكلور في الكيمياء بالرمز Cl، وعدده الذريّ 17، ووزنه الذري 35,453، وتبلغ كثافته عند درجة حرارة 20°م نحو 0,00295جم/ سم§. ويمكن تكثيف غاز الكلور ليصبح سائلاً يغلي عند درجة حرارة – 34,05°م ويتجمد عند درجة حرارة -100,98°م.

الصباغة ( Dyeing )

أولا: قبل أن نشرع قي عملية الصباغة يجب أن يكون الخام الذي نريد صباغته قد تمت له عملية النصف بياض أو الغلية حسب اللون المطلوب من حيث كونه لون فاتح أو غامق يحتاج إلي نصف بياض أو غلية وقد لا يحتاج إلي هاتين العمليتين كما في صباغة البولي إستر فيكفي تنظيف الخام فقط بالماء أو مع بعض الإضافات المستخدمة

ثانيا: قبل أن نقوم بالصباغة يجب إجراء بعض العمليات الهامة وهي كالأتي:- -إذا كان الخام قد تم له عملية نصف بياض فيجب التأكد من عدم تواجد أي بواقي للأكسجين ونقيس ذلك بالورق المخصص لذلك لأن وجود أي بواقي منه تتسبب في تكسير جزيئات الصبغة بعد ذلك

- نحدد وزن الخام وهذا يكون معلوم لدينا قبل تحميل الماكينة وذلك لتحديد نسبة الماء المطلوب أي حساب Liquor Ratio حيث=1:10 Range of L.Rوكذلك تحديد وزن الصبغات المطلوبة (حيث أن وزن الصبغة يكون عبارة عن حاصل ضرب نسبة الصبغة لعينة المعمل X وزن الخام X 10 ) وكذلك نحدد كميات المواد المضافة كعوامل مساعدة مع الصبغة تبعا لكمية الماء داخل الماكينة والتي تم تحديدها حسب وزن الخام.

- قبل الصباغة يجب معالجة عسورة الماء ((Hardnessعن طريق Sequester والتأكد من إزالة العسورة بقياس نسبتها في الماء بالورق المخصص لذلك؛ ثم نقوم بضبط قيمة الـ pH المطلوب الصباغة عندها عن طريق وضع Acetic acid حتي نصل إلي القيمة المطلوبة وهي غالبا pH= 5 : 5.5

ثالثا يوجد طرق عديدة للصباغة تختلف فيما بينها تبعا لنوع الخام المصبوغ ومن ثما نقوم بتحديد الطريقة المثلي للصباغة علي حسب نوع الخام الذي نريد صباغته من حيث كونه ( قطن – كتان – بولي إستر - داكرون - ........... إلخ إلخ ) وبالطبع تختلف أنواع الصبغات حيث يوجد صبغات خاصة فقط بصباغة القطن مثلا لا تصلح مع البولي إستر والعكس صحيح.

وفيمــــــا يلي بعض الطرق المستخدمة في عالم الصباغة وتقسم تبعا لنوع الصبغة المستخدمة ونوع الخامات التي تقوم بصباغتها.

1- Reactive Dyeهذا النوع من الصبغة والتي تعرف بالصبغة النشطة أو Reactive dye مناسبة تماما لصباغة الخامات الآتية: ( قطن – كتان – فسكوز )

* أولا: المواد والكيماويات اللازمة لهذا النوع من الصباغة ودور كلا منها:-

1- ماء (Water) : ويجب أن يعالج من العسورة وتطبط له الـ pH كما سبق.

2- الصبغة (Dye): وهي التي تلعب الدور الأساسي في إعداد الألوان المطلوبة فقد تكون صبغة واحدة للون معين كالأصفر أو الأحمر أو الأزرق( إلخ...) يصبغ بها الخام ويسمي هذا النوع بصباغة Self Shade وقد يتكون اللون من مجموعة من الصبغات صبغتين أو أكثر يتحدو لتكوين لون معين أي عمل مزج أو خلط يسمي بـ Combination।

3- ملح (Salt ): ويستخدم الملح في الصباغة كوسيط بين الصبغة والخام فهو يقوم بنقل الصبغة من الماء وتوزيعها علي الخام ويوجد منه نوعان أساسيان هما

1- ملح كلوريد الصوديوم

2- ملح جلوبر أو كبريتات الصوديوم (Na2SO4 ) Sodium Sulphate4- - صودا اّش أو كربونات الصوديوم (Na2CO3 ) Sodium Carbonate: وتستخدم في تثبيت الصبغة علي الخام برفع قيمة الأس الهيدروجيني.

3- صودا كاوية Caustic Soda (NaOH) Sodium hydroxide: وتستخدم في حالة الألوان القاتمة التي تحتاج إلي نسبة كبيرة من الصبغة تؤدي بدورها إلي استخدام كمية كبيرة من الصودا اّش التي تستخدم كقاعدة فبدلا من هذا نضيف إلي جانب الصودا اّش قاعدة أخري تغني عن زيادة الصودا اّش هي الصودا الكاوية.

6- حمض الخليك CH3COOH: ويستخدم بعد الصباغة حيث يعطي الخام بعد صباغته حمام خل علي حرارة أقل من 60 درجة مئوية حتي لا يحدث له تكسير وذلك لمعادلة الخام بعد صباغته والتخلص من بقايا الصودا اّش أو الصودا الكاوية إن وجدت ويساعد في إزالة الزيادة من اللون علي الخام أي قطع اللون.

7- الصابون Soap : ويستخدم في نهاية عملية الصباغة للتنظيف تماما والتخلص من أي شوائب وبقايا للصبغة علي الخام في درجة حرارة تتراوح من 70 إلي 90

8- مثبت: أحيانا نحتاج بعد عملية الصباغة لعملية تثبيت للصبغة وذلك يكون بعد حمام الصابون حيث يسحب المثبت في وسط قيمة الأس الهيدروجيني له pH=5।5

ونضبطها بـ Acetic acid ثانيا : الخطوات العملية للصباغة النشطةProcedure of Reactive Dye1- نذيب الصبغة جيدا في ماء ساخن درجة حرارته لا تتعدي 80 درجة مئوية حيث تذاب الصبغة في عشر أضعاف وزنها ماء 2- بعد التأكد من ذوبان الصبغة جيدا نقوم بسحب الصبغة تدريجياDosing) ) علي الخام حتي لا يحدث صدمة تؤدي إلي تواجد تجمعات من الصبغة علي الخام تظهر كعيب بعد الصباغة لذا نقوم بسحب الصبغة تدريجيا خلال 15 دقيقة ।3- بعد الإنتهاء من سحب الصبغة ننتظر 10 دقائق ثم نقوم بوضع أو بسحب الملح تدريجياDosing) ) خلال نصف ساعة(30 دقيقة)تقريبا حيث نقسمه إلي ثلاث أو أربع دفعات وبعد الإنتهاء من وضعه ننتظر من 10دقائق إلي 15 دقيقة ।4- بعد ذلك نقوم بسحب الصودا اّش بعد إذابتها جيدا في ماء نظيف ونسحبها أيضا تدريجياDosing) ) خلال 30 إلي 40 دقيقة ( أما إذا كان هناك صودا كاوية ستوضع بعد ذلك نسحب الصودا اّش في نصف الزمن السابق خلال 15 إلي 20 دقيقة ) وبعد الإنتهاء من سحبها تماما ننتظر لمدة 10 دقائق قبل رفع الحرارة ।5- بعد ذلك نقوم برفع الحرارة تدريجيا gradually إلي 60 درجة مئوية بحيث نرفع درجة في الدقيقة ،( ودور الحرارة هو تثبيت الصبغة علي الخام ). وبعد الرفع إلي 60 درجة ننتظر لمدة ساعة كاملة حيث نكون في مرحلة الثبات حيث تقوم الحرارة بدورها في التثبيت।6-

6- في حالة استخدام صودا كاوية أثناء عملية الصباغة نقوم بعمل الأتي بعد رفع الحرارة 60 درجة مئوية ننتظر 10 دقائق ثم نقوم بسحب الصودا الكاوية تدريجياً خلال 15 دقيقة وبعدها نثبت الحرارة علي 60درجة لمدة ساعة.

7- بعد مرحلة الثبات لمدة ساعة نقوم بعمل Overflow أي شطف بالماء حتي نتخلص من بقايا المواد والصبغة ثم نعمل Drain أي صرف لكل الماء بما يحتويه من شوائب وصبغة.

8- بعد ذلك ندخل ماء جديد ونعطي حمام خل بحيث نسحب الخل علي الخام الذي تمت صباغته ورفع الحرارة إلي 60 درجة مئوية والإنتظار لمدة 10 دقائق ثم عمل Overflow لمدة 15 دقيقة ثم صرف الماء بما يحتويه أي عمل . Drain 9- بعد ذلك نعطي حمام صابون علي ماء نظيف بحيث نسحب الصابون علي الخام الذي صبغ ثم رفع الحرارة من 70 إلي 90 درجة حسب الحاجة إلي ذلك والإنتظار لمدة 10 دقائق ثم عمل Overflow لمدة 15 دقيقة أو حتي ينقطع اللون ثم صرف الماء بما يحتويه أي عمل Drain وقد تحتاج بعض الألوان القاتمة(Dark Shade) إلي أكثر من حمام صابون حتي تقطع لون أو تحتاج أحيانا بعد حمام الصابون إلي حمام ماء علي درجة حرارة عالية (90 درجة مثلا ). 10- قد تحتاج بعض الألوان إلي مثبت فبعد حمام الصابون ندخل ماء جديد ونضبط الـ pH علي 5.5 بـ Acetic acid ثم نسحب المثبت بعد مزجه بالماء تدريجيا Dosing) ) في درجة حرارة 40 درجة مئوية وننتظر لمدة 15 دقيقة ثم نصرف الماء بما يحتويه أي عمل Drain وبهذا تكون عملية الصباغة قد تمت؛ ثم يعصر الخام ويجفف وتجري له عملية تجهيز بعد ذلك.