خمس خصائص رئيسية للأصباغ المشتتة:

قوة الرفع، قوة التغطية، استقرار التشتت، حساسية الرقم الهيدروجيني، التوافق.

1. قوة الرفع
1. تعريف قوة الرفع:
تُعدّ قوة الرفع إحدى الخصائص المهمة للأصباغ المشتتة. تشير هذه الخاصية إلى أنه عند استخدام أي صبغة في الصباغة أو الطباعة، تزداد كمية الصبغة تدريجيًا، وبالتالي يزداد عمق اللون على القماش (أو الخيوط). بالنسبة للأصباغ ذات قوة الرفع الجيدة، يزداد عمق الصباغة تبعًا لنسبة كمية الصبغة، مما يدل على جودة الصباغة العميقة؛ أما الأصباغ ذات قوة الرفع الضعيفة، فتكون جودة الصباغة العميقة فيها ضعيفة. وعند بلوغ عمق معين، يتوقف اللون عن التعمق مع زيادة كمية الصبغة.
2. تأثير قوة الرفع على الصباغة:
تختلف قدرة الصبغات المشتتة على رفع الألوان اختلافًا كبيرًا بين أنواعها المختلفة. يُنصح باستخدام الصبغات ذات القدرة العالية على رفع الألوان الداكنة والكثيفة، بينما تُستخدم الصبغات ذات القدرة المنخفضة على رفع الألوان الفاتحة والزاهية. ولا يمكن تحقيق وفورات في الصبغات وخفض التكاليف إلا بإتقان خصائصها واستخدامها استخدامًا رشيدًا.
3. اختبار الرفع:
تُقاس قدرة رفع الصبغة في الصباغة ذات درجة الحرارة والضغط العاليين كنسبة مئوية. في ظل ظروف الصباغة المحددة، يُقاس معدل استنفاد الصبغة في محلول الصبغة، أو تُقاس قيمة عمق اللون للعينة المصبوغة مباشرةً. يمكن تقسيم عمق الصباغة لكل صبغة إلى ستة مستويات وفقًا للنسب 1، 2، 3.5، 5، 7.5، 10% (OMF)، وتُجرى عملية الصباغة في جهاز صغير للعينات يعمل بدرجة حرارة وضغط عاليين. تُقاس قدرة رفع الصبغة في صباغة الوسادة بالذوبان الساخن أو طباعة المنسوجات بوحدة غرام/لتر.
من الناحية العملية، تُعرَّف قوة رفع الصبغة بأنها التغير في تركيز محلول الصبغة، أي التغير في درجة لون المنتج النهائي مقارنةً بالمنتج المصبوغ. هذا التغير ليس فقط غير قابل للتنبؤ، بل يمكن قياس قيمة عمق اللون بدقة باستخدام جهاز متخصص، ومن ثم حساب منحنى قوة رفع الصبغة المشتتة باستخدام معادلة عمق اللون.
2. قوة التغطية

1. ما هي قدرة الصبغة على التغطية؟

تمامًا كما يُخفي استخدام الأصباغ التفاعلية أو أصباغ الأحواض عيوب القطن عند صباغة القطن، يُطلق على إخفاء أصباغ التشتيت على البوليستر رديء الجودة اسم "التغطية". غالبًا ما تظهر تدرجات لونية في أقمشة خيوط البوليستر (أو ألياف الأسيتات)، بما في ذلك الملابس المحبوكة، بعد صباغتها جزئيًا بأصباغ التشتيت. وهناك أسباب عديدة لهذا التباين اللوني، بعضها عيوب في النسيج، وبعضها الآخر يظهر بعد الصباغة نتيجة اختلاف جودة الألياف.

2. اختبار التغطية:

عند اختيار أقمشة خيوط البوليستر منخفضة الجودة، وصبغها بأصباغ تشتيتية ذات ألوان وأنواع مختلفة في ظل ظروف صبغ متطابقة، ستظهر اختلافات لونية متباينة. فبعض درجات اللون تكون واضحة، بينما تكون أخرى غير واضحة، مما يعكس اختلاف درجات اللون في الأصباغ التشتيتية. وبحسب معيار اللون الرمادي، تُصنف الدرجة 1 على أنها ذات اختلاف لوني واضح، بينما تُصنف الدرجة 5 على أنها خالية من أي اختلاف لوني.

تعتمد قدرة تغطية الأصباغ المشتتة على طبقة اللون على بنية الصبغة نفسها. فمعظم الأصباغ ذات معدل الصباغة الأولي العالي، وبطء الانتشار، وضعف الهجرة، تُغطي طبقة اللون بشكل ضعيف. كما ترتبط قدرة التغطية بثبات اللون عند التسامي.

3. فحص أداء صباغة خيوط البوليستر:

على النقيض من ذلك، يمكن استخدام الأصباغ المشتتة ذات التغطية الضعيفة للكشف عن جودة ألياف البوليستر. تؤدي عمليات تصنيع الألياف غير المستقرة، بما في ذلك التغييرات في معايير السحب والضبط، إلى تباينات في قابلية الألياف للصبغ. عادةً ما يتم فحص جودة قابلية صبغ خيوط البوليستر باستخدام صبغة Eastman Fast Blue GLF (CI Disperse Blue 27) ذات التغطية الضعيفة، بعمق صبغ 1%، وغليها عند درجة حرارة 95-100 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة، ثم غسلها وتجفيفها وفقًا لدرجة اختلاف اللون.

4. الوقاية في الإنتاج:

لتجنب حدوث تفاوت في الألوان أثناء الإنتاج، تتمثل الخطوة الأولى في تعزيز إدارة جودة المواد الخام لألياف البوليستر. يجب على مصنع النسيج استهلاك فائض الخيوط قبل استبدال المنتج. أما بالنسبة للمواد الخام ذات الجودة الرديئة المعروفة، فيمكن اختيار أصباغ تشتيت ذات قدرة تغطية جيدة لتجنب التلف الكبير للمنتج النهائي.

3. استقرار التشتت

1. استقرار تشتت الأصباغ المشتتة:

تُسكب الأصباغ المشتتة في الماء ثم تُشتت إلى جزيئات دقيقة. يتوسع توزيع حجم الجزيئات وفقًا للصيغة ذات الحدين، بمتوسط ​​يتراوح بين 0.5 و1 ميكرون. تتميز الأصباغ التجارية عالية الجودة بتقارب حجم الجزيئات، ونسبة عالية منها، وهو ما يُمكن ملاحظته من خلال منحنى توزيع حجم الجزيئات. أما الأصباغ ذات التوزيع الضعيف لحجم الجزيئات، فتتكون من جزيئات خشنة بأحجام مختلفة، وتتميز بضعف استقرار التشتت. إذا تجاوز حجم الجزيئات النطاق المتوسط ​​بشكل كبير، فقد تحدث إعادة تبلور للجزيئات الدقيقة. نتيجةً لزيادة حجم الجزيئات الكبيرة المُعاد تبلورها، تترسب الأصباغ على جدران آلة الصباغة أو على الألياف.

لتحويل جزيئات الصبغة الدقيقة إلى معلق مائي مستقر، يجب أن يكون تركيز مُشتِّت الصبغة المغلي في الماء كافيًا. يُحيط المُشتِّت بجزيئات الصبغة، مما يمنعها من الاقتراب من بعضها البعض، وبالتالي يمنع تكتلها. ويُسهم التنافر الشحني للأنيون في استقرار المعلق. تشمل المُشتِّتات الأنيونية الشائعة الاستخدام الليغنوسلفونات الطبيعية أو مُشتِّتات حمض النفثالين سلفونيك الاصطناعية. كما توجد مُشتِّتات غير أيونية، معظمها مشتقات ألكيل فينول بولي أوكسي إيثيلين، والتي تُستخدم خصيصًا في طباعة المعاجين الاصطناعية.

2. العوامل المؤثرة على استقرار تشتت الأصباغ المشتتة:

قد تؤثر الشوائب الموجودة في الصبغة الأصلية سلبًا على حالة تشتتها. كما يُعد تغير بلورات الصبغة عاملًا مهمًا، فبعض البلورات سهلة التشتت، بينما يصعب تشتت بلورات أخرى. وخلال عملية الصباغة، قد تتغير بلورات الصبغة أحيانًا.

عندما يتم تشتيت الصبغة في المحلول المائي، وبسبب تأثير العوامل الخارجية، يتم تدمير حالة التشتت المستقرة، مما قد يتسبب في ظاهرة زيادة بلورات الصبغة وتجمع الجسيمات وتلبدها.

الفرق بين التكتل والتلبد هو أن الأول قابل للاختفاء، وقابل للانعكاس، ويمكن إعادة تشتيته بالتحريك، بينما الصبغة المتكتلة عبارة عن تشتت لا يمكن استعادة استقراره. تشمل عواقب تكتل جزيئات الصبغة: بقعًا لونية، وبطء التلوين، وانخفاض كثافة اللون، وعدم انتظام التلوين، وتراكم الرواسب في خزانات التلوين.

العوامل التي تسبب عدم استقرار تشتت سائل الصبغة هي تقريبًا كما يلي: رداءة جودة الصبغة، وارتفاع درجة حرارة سائل الصبغة، وطول المدة، وسرعة المضخة العالية جدًا، وانخفاض قيمة الرقم الهيدروجيني، والمواد المساعدة غير المناسبة، والأقمشة المتسخة.

3. اختبار استقرار التشتت:

أ. طريقة ورق الترشيح:
باستخدام محلول صبغة التشتيت بتركيز 10 غ/لتر، أضف حمض الخليك لضبط درجة الحموضة. خذ 500 مل من المحلول وقم بترشيحه باستخدام ورق ترشيح رقم 2 على قمع خزفي لملاحظة نعومة الجزيئات. خذ 400 مل أخرى في آلة صباغة عالية الحرارة والضغط لإجراء اختبار مرجعي، سخّنها إلى 130 درجة مئوية، وحافظ على دفئها لمدة ساعة، ثم برّدها، وقم بترشيحها باستخدام ورق ترشيح لمقارنة التغيرات في نعومة جزيئات الصبغة. بعد ترشيح سائل الصبغة المسخن عند درجة حرارة عالية، لن تظهر أي بقع لونية على الورق، مما يدل على استقرار التشتيت بشكل جيد.

ب. طريقة تلوين الحيوانات الأليفة:
تركيز الصبغة 2.5% (وزن إلى بوليستر)، نسبة الحمام 1:30، أضف 1 مل من كبريتات الأمونيوم بنسبة 10%، اضبط الرقم الهيدروجيني إلى 5 باستخدام حمض الخليك بنسبة 1%، خذ 10 غرامات من نسيج البوليستر المحبوك، لفه على الجدار المسامي، وقم بتدويره داخل وخارج محلول الصبغة. في آلة صباغة العينات الصغيرة ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي، يتم رفع درجة الحرارة إلى 130 درجة مئوية عند 80 درجة مئوية، والحفاظ عليها لمدة 10 دقائق، ثم تبريدها إلى 100 درجة مئوية، وغسلها وتجفيفها في الماء، ولاحظ ما إذا كانت هناك بقع لونية مكثفة من الصبغة على القماش.

رابعًا، حساسية الرقم الهيدروجيني

1. ما هي حساسية الرقم الهيدروجيني؟

تتنوع أصباغ التشتيت بشكل كبير، وتتميز بنطاقات كروماتوغرافية واسعة، وحساسية متفاوتة للغاية لدرجة الحموضة. غالبًا ما تؤدي محاليل الصباغة ذات قيم الحموضة المختلفة إلى نتائج صباغة متباينة، مما يؤثر على عمق اللون، بل وقد يتسبب في تغيرات لونية ملحوظة. في وسط حمضي ضعيف (درجة حموضة تتراوح بين 4.5 و5.5)، تكون أصباغ التشتيت في أكثر حالاتها استقرارًا.

تختلف قيم الرقم الهيدروجيني لمحاليل الصبغة التجارية، فبعضها متعادل وبعضها الآخر قلوي قليلاً. قبل الصبغ، اضبط الرقم الهيدروجيني باستخدام حمض الخليك. أثناء عملية الصبغ، قد يرتفع الرقم الهيدروجيني لمحلول الصبغة تدريجياً. عند الضرورة، يمكن إضافة حمض الفورميك وكبريتات الأمونيوم للحفاظ على محلول الصبغة في حالة حمضية ضعيفة.

2. تأثير بنية الصبغة على حساسية الرقم الهيدروجيني:

بعض الأصباغ المشتتة ذات التركيب الآزوي حساسة للغاية للقلويات وغير مقاومة للاختزال. معظم الأصباغ المشتتة التي تحتوي على مجموعات إستر أو سيانو أو أميد تتأثر بالتحلل المائي القلوي، مما يؤثر على لونها الأصلي. يمكن صبغ بعض الأنواع في نفس الحمام مع الأصباغ المباشرة، أو صبغها بطريقة التبطين في نفس الحمام مع الأصباغ التفاعلية، حتى لو تم صبغها في درجة حرارة عالية في ظروف متعادلة أو قلوية ضعيفة، دون أي تغيير في اللون.

عند طباعة الألوان، يجب استخدام أصباغ التشتيت والأصباغ التفاعلية لضمان الطباعة بنفس الحجم. يُنصح باستخدام الأصباغ المقاومة للقلويات فقط لتجنب تأثير بيكربونات الصوديوم أو رماد الصودا على اللون. يجب إيلاء اهتمام خاص لمطابقة الألوان. من الضروري إجراء اختبار قبل تغيير نوع الصبغة، والتحقق من نطاق استقرارها عند درجات الحموضة المختلفة.
5. التوافق

1. تعريف التوافق:

في عمليات الصباغة واسعة النطاق، وللحصول على نتائج قابلة للتكرار، يُشترط عادةً أن تكون خصائص الصباغة للأصباغ الثلاثة الأساسية المستخدمة متشابهة لضمان ثبات فرق اللون بين دفعات الصباغة المختلفة. كيف يمكن التحكم في فرق اللون بين دفعات المنتجات النهائية المصبوغة ضمن نطاق الجودة المسموح به؟ هذا هو السؤال نفسه المتعلق بتوافق ألوان تركيبات الصباغة، والذي يُسمى توافق الصبغة (أو توافق الصباغة). كما يرتبط توافق الأصباغ المشتتة بعمق الصباغة.

تتطلب الأصباغ المشتتة المستخدمة في صباغة أسيتات السليلوز عادةً تلوينها عند درجة حرارة تقارب 80 درجة مئوية. فدرجة حرارة التلوين لهذه الأصباغ إما مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا، مما لا يساعد على مطابقة الألوان.

2. اختبار التوافق:

عند صبغ البوليستر في درجات حرارة وضغوط عالية، غالبًا ما تتغير خصائص صبغ الأصباغ المشتتة نتيجةً لإضافة صبغة أخرى. ويتمثل المبدأ العام في اختيار أصباغ ذات درجات حرارة صبغ حرجة متقاربة لتحقيق تطابق الألوان. وللتحقق من توافق الأصباغ، يمكن إجراء سلسلة من اختبارات صبغ عينات صغيرة في ظروف مشابهة لظروف معدات إنتاج الصبغ، مع تغيير معايير العملية الرئيسية مثل تركيز التركيبة، ودرجة حرارة محلول الصبغ، ومدة الصبغ، وذلك لمقارنة ثبات اللون والضوء في عينات الأقمشة المصبوغة. ثم تُصنف الأصباغ ذات التوافق الأفضل في فئة واحدة.

3. كيف نختار توافق الأصباغ بشكل معقول؟

عند صبغ الأقمشة المخلوطة من البوليستر والقطن بتقنية الصهر الساخن، يجب أن تتمتع أصباغ مطابقة الألوان بنفس خصائص الأصباغ أحادية اللون. ينبغي أن تتوافق درجة حرارة الصهر ومدة الصهر مع خصائص تثبيت الصبغة لضمان أعلى إنتاجية لونية. لكل صبغة أحادية اللون منحنى تثبيت خاص بها في تقنية الصهر الساخن، والذي يمكن استخدامه كأساس للاختيار الأولي لأصباغ مطابقة الألوان. عادةً لا يمكن لأصباغ التشتيت عالية الحرارة مطابقة الألوان مع نظيراتها منخفضة الحرارة، لأنها تتطلب درجات حرارة صهر مختلفة. أما أصباغ درجات الحرارة المتوسطة، فلا تقتصر على مطابقة الألوان مع أصباغ درجات الحرارة العالية فحسب، بل تتوافق أيضًا مع أصباغ درجات الحرارة المنخفضة. يجب أن تراعي مطابقة الألوان المناسبة التوافق بين خصائص الأصباغ وثبات اللون. ينتج عن مطابقة الألوان العشوائية عدم استقرار في درجة اللون وضعف في دقة إعادة إنتاج اللون في المنتج.

يُعتقد عمومًا أن شكل منحنى تثبيت الصبغات بالذوبان الساخن يكون متماثلًا أو متقاربًا، وأن عدد طبقات الانتشار أحادية اللون على غشاء البوليستر يكون متساويًا أيضًا. عند صبغ صبغتين معًا، يظل لون الضوء في كل طبقة انتشار ثابتًا، مما يدل على توافق الصبغتين جيدًا في مطابقة الألوان. على النقيض من ذلك، إذا اختلف شكل منحنى تثبيت الصبغة بالذوبان الساخن (على سبيل المثال، يرتفع أحد المنحنيات مع ارتفاع درجة الحرارة، بينما ينخفض ​​الآخر)، فإن طبقات الانتشار أحادية اللون على غشاء البوليستر تختلف أيضًا. عند صبغ صبغتين بأعداد مختلفة، تختلف درجات الألوان في طبقة الانتشار، لذا لا يمكن مطابقة ألوانهما، بينما لا ينطبق هذا القيد على الصبغات ذات اللون الواحد. لنأخذ مثالاً: يتميز كل من اللون الأزرق الداكن المشتت HGL والأحمر المشتت 3B أو الأصفر المشتت RGFL بمنحنيات تثبيت مختلفة تمامًا عند الذوبان الساخن، كما يختلف عدد طبقات الانتشار على غشاء البوليستر اختلافًا كبيرًا، ولذلك لا يمكن استخدامهما لمطابقة الألوان. أما اللون الأحمر المشتت M-BL والأحمر المشتت 3B، فيمتلكان درجات لونية متقاربة، لذا يمكن استخدامهما في مطابقة الألوان على الرغم من اختلاف خصائص الذوبان الساخن لديهما.