با به کارگیری فناوری کالرزن این امکان فراهم می شود که شیوه های رنگرزی پنبه را به پایاترین و زیست سازگارترین شیوه های رنگرزی موجود در صنایع نساجی تبدیل کرد.
ترجمه: آزاده موحد
رنگرزی الیاف پنبه ای کالرزن منجر به صرفه جویی چشمگیری در مصرف آب، انرژی، رنگزا و زمان چرخه رنگرزی می شود. علاوه بر آن با این روش نیازی به اضافه کردن مواد شیمیایی سمی به حمام رنگرزی نبوده و امکان رنگرزی بدون نمک وجود دارد که در نتیجه ی آن پساب های تمیزتری خواهیم داشت. رنگرزی الیاف کالرزن در مقایسه با روش های متداول رنگرزی پنبه یک جهش بزرگ به سمت جلو محسوب می شود.
در رنگرزی کالاهای پنبه ای معمولا از رنگزاهای راکتیو به دلیل ثبات عمومی آن استفاده می شود. با استفاده از این رنگزاها به طیف گسترده ای از رنگ ها می توان دسترسی پیدا کرد. برای استفاده از رنگزاهای راکتیو بر روی پنبه نمک لازم است تا اندک بار منفی پنبه خنثی شود. برای رنگرزی با رنگزاهای قابل حل نیز از روش رمق کشی استفاده می شود. واکنش رقابتی هیدرولیز باعث کاهش تثبیت رنگزای راکتیو بر روی سلولز می شود و همواره مقداری از رنگزای هیدرولیز شده یا تثبیت نشده بر روی پارچه باقی می ماند که باید با انجام عملیات آبکشی پس از رنگرزی آن را از بین برد.
در روش های متداول رنگرزی پنبه با استفاده از رنگزاهای راکتیو، آب زیادی مورد نیاز است هم برای رقیق کردن و از بین بردن نمک مورد نیاز برای رنگرزی و هم برای از بین بردن رنگزاهای هیدرولیز شده از روی پارچه. در غیر این صورت خواص ثباتی به دست آمده در پایان رنگرزی قابل قبول نخواهد بود. فرایند متداول رنگرزی پنبه به دلیل مصرف بالای مواد اولیه خام و منابع طبیعی بسیار بدنام شده است. علاوه بر آن دور ریختن پساب هایی که حاوی مقادیر زیادی نمک هستند بدون تصفیه مناسب می تواند برای محیط زیست و زندگی دریایی بسیار مضر و سمی باشد.
نگرش های مختلف
برای رفع مشکلات موجود درروش های متداول رنگرزی پنبه با رنگزاهای راکتیو دیدگاه ها و فناوری های متفاوتی وجود دارد: ماشین های رنگرزی با نسبت حجم پایین حمام به وزن کالا، فناوری های آبکشی هوشمند، رنگزاهای راکتیو با کارایی بالا، رنگرزی پنبه در PH خنثی، رنگزاهای راکتیو کاتیونی و کنترل و نظارت لحظه ای حمام رنگرزی. مشکل بیشتر این فناوری ها و نوآوری ها، هزینه ی لازم برای به کارگیری آن هاست.
بسیاری از فعالان عرصه رنگرزی حاضر به صرف هزینه های گزاف برای تجهیزات جدید در این بازار جهانی رقابتی نیستند به ویژه وقتی که خود در حال کار با روش هایی اند که اگرچه ممکن است ناکارا باشند اما شناخته شده هستند و امتحان خود را پس داده اند. علاوه بر آن مراحل متفاوت و جانبی سنتز رنگزاهای راکتیو با بازدهی بیشتر اغلب به معنای هزینه های بیشتر برای کارخانه یا کارگاه رنگرزی در مقایسه با روش های متداول است.
بیساری از نوآوری های صورت گرفته در عرصه ی رنگرزی پنبه به آسانی قابل به کارگیری در فرایندهای واقعی نمی باشد. البته فناوری پنبه کاتیونی به عنوان مناسب ترین و پایاترین جایگزین روش های متداول، به سرعت در حال شناخته شدن است.
صرف نظر از نوع عامل کاتیونی مورد استفاده برای کاتیونی کردن پنبه، به محض این که پنبه کاتیونی شد دارای مکان های مثبت ثابتی شده که منجر به ایجاد پنبه با بارهای مثبت می شود. این بارهای مثبت امکان رنگرزی پنبه با رنگزاهای آنیونی را بدون نیاز به نمک فراهم می کند و درصد استفاده از رنگزا را به صد در صد می رساند. با حذف نمک و افزایش استفاده بهینه از رنگزا در هنگام تولید کالاهای پنبه ای رنگرزی شده تا حد زیادی در مصرف مواد اولیه خام و مواد مصرفی دیگر صرفه جویی می شود. البته رنگرزی پنبه کاتیونی حتی با وجود مزایای زیست محیطی آن تا کنون مورد استقبال زیادی در صنعت نساجی قرار نگرفته است تا وقتی که الیاف پنبه ای کالرزن معرفی شد.
کالرزن با استفاده از ایده پنبه کاتیونی و اصلاح آن با فناوری ثبت شده ی خود، الیاف سلولزی را ایجاد کرد که به طور دایمی دارای مکان هایی با بار مثبت می باشند. این مکان ها از راه واکنش یک ترکیب چهارتایی آمونیوم و ملکول سلولز حاصل می شوند. پارچه های پنبه ای تهیه شده از الیاف کالرزن به آسانی و بدون نیاز به نمک توسط رنگزاهای آنیونی قابل رنگرزی می باشد. با این روش از رنگزاهای آنیونی مختلفی نظیر رنگزاهای راکتیو، مستقیم و اسیدی برای رنگرزی پنبه می توان استفاده کرد بدون آن که نیازی به نمک باشد و در ضمن کالای رنگرزی شده ی حاصل دارای ثبات رنگی خوبی نیز هست.
فرایند منحصر به فرد رنگرزی کالرزن باعث ایجاد یکنواختی در مکان های رنگزا و در نتیجه یکنواختی پنبه رنگرزی شده می شود. کالرزن با درک این که انجام چنین فرایندی در کارخانه ی مشتری می تواند باعث کسب نتایج متغیری شود، مدل تولیدی خود را به وجود آورد تا تمامی جنبه ها و نسبت های شیمیایی این سیستم بسته به طور مداوم کنترل و ثبت شود. این عمل سختگیرانه باعث می شود تا قابلیت رنگ پذیری و ریسندگی هر محموله از عدل های الیاف کالرزن با محموله ی قبلی و بعدی آن یکسان باشد.
توجه به این نکته لازم و ضروری است که صرفه جویی هایی که با استفاده از الیاف کالرزن می شود نباید با مصرف بیش از حد منابع برای آماده سازی الیاف خنثی شود و از بین برود. به همین جهت طراحی خط تولید ما به گونه ای است که میزان بهره برداری از مواد شیمیایی حداکثر و میزان تخلیه ی پساب ها به محیط زیست حداقل می باشد. کل پساب های کارخانه تنها کسر کوچکی از آب و انرژی صرفه جویی شده در فرایند رنگرزی پنبه کالرزن می باشد.
صرفه جویی
رنگرزی پارچه های کالرزن باعث صرفه جویی های چشمگیری خواهد شد برای مثال میزان مصرف آب با این روش 90 درصد، انرژی 75 درصد، مواد شیمیایی 95 درصد و رنگزا 50-30 درصد کاهش خواهد یافت. علاوه بر آن مدت زمان رنگرزی نیز تا 70 درصد کمتر خواهد شد. حذف مراحل اضافه کردن نمک و قلیا و همچنین شستشو با آب داغ و صابون به منظور از بین بردن نمک و رنگزاهای هیدرولیز شده از روی پارچه ی رنگرزی شده در روش های متداول رنگرزی با رنگزاهای راکتیو عامل اصلی صرفه جویی های فوق است. روش رنگرزی کالرزن همچنین باعث کوتاه تر شدن مدت زمان رنگرزی نیز می شود.
رنگرزی پارچه های تهیه شده از الیاف کالرزن در مقایسه با پارچه های پنبه ای معمولی یا بسیاری از انواع پارچه های دیگر سریع تر و ساده تر است. این پارچه ها در دماهای پایین تری قابل رنگرزی بوده و میزان مصرف آب و انرژی آن ها در مقایسه با پارچه های پنبه ای معمولی بسیار کمتر است. برای تکمیل فرایند رنگرزی آن ها نیز نیازی به نمک و کربنات سدیم نمی باشد. مدت زمان چرخه رنگرزی بسته به نوع تجهیزات مورد استفاده حدود سه ساعت و نیم است.
در فرایند رمق کشی رنگرزی الیاف کالرزن با رنگزاهای آنیونی، نسبت حجم حمام به وزن کالا از اهمیت چندانی برخوردار نیست. کارایی تجهیزات رنگرزی بزرگ تر در کسب رمق کشی کامل مشابه ماشین های رنگرزی با نسبت پایین تر حجم حمام به وزن کالاست. رمق کشی 95 درصدی در رنگرزی الیاف کالرزن با شیدهای تیره نه تنها باعث کاهش نیاز به تصفیه پساب ها می شود بلکه امکان استفاده مجدد از حمام رنگرزی را نیز فراهم می کند. همین تفاوت هاست که باعث زیست سازگاری فرایند رنگرزی کالرزن می شود و در عین حال خاطر نشان می کند که برای انجام یک فرایند رنگرزی پاک تر و کاراتر باید یک سری تدابیر خاص را به کار گرفت.
بارمثبت
تمایل طبیعی رنگزا به پنبه کالرزن دارای بار مثبت بدین معناست که هجوم اولیه رنگزا به سمت الیاف باید کنترل شده باشد. پس از پیوند یونی ملکول های رنگزا با مکان های مثبت موجود در الیاف کالرزن، مهاجرت این ملکول ها به حداقل می رسد. با عواملی نظیر دما و زمان می توان سرعت هجوم رنگزا را کنترل کرد اما استفاده از ریتاردر یا عامل کندکننده نیز می تواند مفید باشد. نتایج استفاده از چندین ریتاردر آنیونی در این رابطه مثبت بوده است. این ریتاردرها با اشغال کردن مکان های مثبت این امکان را فراهم می کنند که ملکول های رنگزا با بالا رفتن دما به طور یکنواخت رمق کشی شوند.
استفاده از یک روان کننده پلیمری در حمام رنگرزی نیز توصیه شده است چون باعث حرکت یکنواخت پارچه در طول فرایند و رنگرزی یکنواخت تر پارچه می شود. از آن جایی که رنگرزی پارچه های کالرزن بسیار سریع تر از پارچه های پنبه ای معمولی است، روان کننده باعث بهتر حرکت کردن پارچه و هجوم یکنواخت رنگزا به پارچه در حالت طنابی آن بر روی دستگاه می شود.
برای رنگرزی الیاف کالرزن با رنگزاهای راکتیو نیازی به استفاده از نمک و کربنات سدیم نمی باشد. البته ممکن است به دلیل طبیعت بعضی از رنگزاها مقدار اندکی کربنات سدیم برای رنگرزی بهتر نیاز باشد. به طور معمول حدود 5-2 درصد کربنات سدیم کافی است.
دانسیته جامع
پنبه کالرزن به صورت الیاف عمل شده و در عدل های استاندارد و با دانسیته عمومی برای مصرف کنندگان ارسال می شود. این الیاف قابلیت ریسیده شدن به نخ هایی با نمره های مختلف را دارا هستند. همچنین می توان آن ها را با الیاف پنبه ای عمل نشده ترکیب و پارچه ملانژ صد در صد پنبه ای تولید کرد که امکان تولید پارچه خام و رنگرزی آن بر حسب تقاضا را ایجاد می کند و می توان طیف گسترده ای از رنگ ها را حاصل کرد. در این پارچه ها الیاف کالرزن عمل شده رنگزا را به خود جذب می کنند و الیاف پنبه ای معمولی به صورت رنگ نشده باقی می مانند.
با استفاده از این روش امکان ایجاد راه های رنگی و سایر افکت ها نیز وجود دارد: برای تولید پارچه خام راه راه که بعدا قابل رنگرزی باشد می توان الیاف صد در صد کالرزن را با الیاف ترکیبی جایگزین کرد. پوشاک تهیه شده از پارچه پنبه ای کالرزن را می توان پس از تولید رنگرزی کرد تا بتوان به سرعت پاسخگوی نیاز بازار بود. با استفاده از نخ دوخت تهیه شده از الیاف کالرزن در یک لباس نیز می توان ضمن حفظ رنگ انتخابی در آن لباس، چند رنگ مختلف از همان طراحی در اختیار داشت.
چندین قرن است که رنگرزی پنبه انجام می شود و نوآوری های مختلفی نیز در طول این سال ها برای کاهش اثرات مخرب زیست محیطی این فرایند صورت گرفته که موفقیت چندانی به همراه نداشته است. صرفه جویی در مصرف آب، کاهش مصرف انرژی و به صفر رساندن میزان مواد سمی مورد استفاده از جمله فعالیت هایی هستند که به همین منظور در صنعت نساجی انجام شده اند. این ها همان اهداف کالرزن هم بوده اند که با استفاده از پنبه کالرزن و رنگرزی آن قابل دست یابی می باشند.
در حال حاضر کارخانجات تولیدی، برندها و خرده فروشان این فرصت را دارند که برای تولید منسوجات رنگرزی شده ی واقعا پایا با کالرزن همکار کنند و آغازگر بخش جدیدی در فرایند رنگرزی پنبه و محیطی که پنبه در آن رنگرزی می شود، باشند.