دانلود تحقیق رنگزا های طبیعی

چکیده:
    رنگزاهای طبیعی روناس، پوست‌ گردو و اسپرک و همچنین سه رنگ متالکمپکس به منظور رنگرزی نخهای پشمی مورد استفاده قرار گرفتند.

نخهای پشمی به دو روش متاکروم (همزمان دندانه-رنگرزی) و روش باتوکروم (اول دندانه سپس رنگرزی) به وسیله رنگزاهای طبیعی تحت عملیات رنگرزی قرار گرفتند و همچنین کلافهای پشمی در شرایط اسیدی با سه رنگ متاکمپلکس رنگرزی شدند.

جهت مقایسه خصوصیات نمونه‌های رنگرزی شده با رنگرزاهای طبیعی و مصنوعی، ثبات‌های شستشویی و ثبات نوری و همچنین استحکام نمونه‌ها طبق روش استاندارد اندازه‌گیری شد و نتایج مورد بررسی قرار گرفت.

واژه‌های کلیدی: رنگرزی پشم، اسپرک، پوست گردو، روناس، متال‌کمپلکس

مقدمه :

    رنگرزی فرایندی است برای رنگ کردن الیاف، نخ ویا پارچه که توسط آن رنگ جزئی از لیف می‌شود.

تکنیک‌های اولیه رنگرزی بر اساس فشردن خرده‌های گیاهان رنگزا برروی الیاف بوده است و به مرور زمان روشهای استفاده از گیاهان رنگزا پشرفت نمود و از روشهای جوشاندن کالا با گیاهان رنگزای متفاوت مورد استفاده قرارگرفت که امروزه به یک پروسه کاملا علمی و پیچیده تبدیل شده است.

    تا قبل از قزن بیستم، تمام رنگهای مصرفی ، طبیعی بودند بدین معنی که منبع دیگری به منظور تولید رنگزا وجود نداشت.

قدیمی‌ترین رنگ ساخته بشر از مخلوط کردن روغن حیوانات با نوعی گل افرا بود تا اینکه بشر به خاصیت رنگ دهی مواد گوناگون پیرامون خود پی‌برد برخی از رنگینه های معمول در آن زمان عبارتند از : روناس، وسمه، حنا، نیل و رنگینه های معروف قرمز دانه و ارغوانی تیران (Tyrian Purple) نیز رنگینه هایی کمیاب بودند.

در واقع مواد رنگزای آن زمان از گیاهان، حشرات، چوب درختان، نرمتنان دریایی و یا مواد معدنی طبیعی استخراج میشدند.

گیاهان زیادی وجود دارند که رنگینه هایی مناسب رنگرزی تولید میکنند و بسیاری نیز بطور وسیع در گذشته کشت میشدند.

حدود 80درصد رنگهای گیاهی در هند یافت میشوند.

به احتمال زیاد یکی از مشهور ترین رنگینه ها در گذشته، رنگینه ارغوانی تیران (Tyrian Purple) بوده است که از یک نرم تن (حلزون) مدیترانه ای گرفته میشده است.

فنیقی‌های اهل تیر (tyre ) در لبنان قبل از تاریخ ظهور خط ، قادر بودند این رنگینه گران قیمت را تولید کنند.

در بسیاری از مناطق دیگر نیز رنگینه های ویژه و معروفی تولید میکردهاند

    ارزش یک رنگینه تنها به قابلیت دسترسی به آن نیست، بلکه ثبات و دوام آن در طی مصرف روزمره آن مهم بوده و بایستی در برابر عواملی از قبیل شستشو، سایش، تابش خورشید، عرق بدن و بسیاری عوامل مهم دیگر بدون از دست دادن مقدار زیادی از رنگ خود، دوام بیاورد.

فام و شفافیت یک رنگینه نیز از عواملی هستند که در ارزش گذاری روی آن مؤثرند.

    روناس (Rubia Tinctorum )

    این گیاه از تیره (N.O.Rubia ceae) بوده و محل رویش آن جنوب اروپا (شامل جنوب بریتانیا)، کشورهای مدیترانه ای، شمال آفریقا و برخی مناطق در آسیا میباشد.

مهمترین عامل در رنگرزی با روناس، عمر ریشه می‌باشد

    اسپرک(weld)
    اسپرک از مهمترین رنگهای زرد طبیعی می‌باشد.

اسپرک گیاهی دوساله، بی کرک، دارای ساقه راست، زاویه دار و به ارتفاع نیم تا یک متر است.

میوه آن کپسول کوچک نوک تیز، کمی شبیه به کنجد است که پس از رسیدن شکافته شده و ماده رنگی آن خارج میشود .

    پوست گردو( Walnut Hull)

    درخت گردو، از گونه Juglans nigra‌ و خانواده Juglandaceae میباشد.

گیاهی است دائمی که ارتفاع آن بین 5 تا 25 متر میباشد.

اگر پوست یا برگ گردو را با دست مالش دهند، پوست دست سیاه شده و بسختی پاک میشود و این بعلت وجود ماده ای بنام تانین است که در تمام قسمتهای درخت گردو به فراوانی یافت میشود، ولی قسمت اعظم تانین (حدود 40 تا 60 درصد) در میان پوست میوه جای دارد که علاوه بر تانین دارای ماده دیگری بنام Juglone است که بسهولت در مجاورت هوا اکسید میشود و به رنگ قهوه ای مایل به سیاه در می آید.
    پوست درخت و میوه آن برای رنگرزی و عمل آوری چرم مورد استفاده قرار میگیرد.

این ماده بطور وسیع در رنگرزی ابریشم بکار میرود و هنگامی که با نمکهای مختلف بکار رود، فامهای متفاوتی از قهوه ای و زیتونی را حاصل میکند.

در رنگرزی خامه قالی از این گیاه همراه سایر رنگها برای بدست آوردن رنگهای تیره استفاده میکنند.

  
    آزمایش‌ها:
    1- وسایل و مواد مورد نیاز

در این تحقیق از نخ های پشمی دولا با نمره میانگین Tex 2/420 راست تاب با تاب 130 تاب در متر استفاده گردید.

به منظور رنگرزی کلاف‌های پشمی از روناس، اسپرک و پوست گردو و همچنین رنگزای مصنوعی متال‌کمپلکس استفاده گردید رنگزاهای طبیعی روناس و پوست گردو از استان فارس و رنگزای اسپرک از استان خراسان ( شهر مشهد ) تهیه گردیدند.

مواد افزودنی مورد استفاده در حمام‌های رنگرزی عبارتند از: سولفات مس، سولفات آهن، سولفات آلومینیم، کلروقلع و کرومات پتاسیم.

    2- آماده سازی کالای پشمی

    کلاف‌های پشمی قبل از عملیات رنگرزی و دندانه دادن تحت عملیات شستشو قرار می‌گیرند که این عملیات به منظور جداسازی مواد ناخالص و چربی از پشم می‌باشد تا رنگینه بتواند بصورت یکنواخت جذب لیف گردد.

در عملیات شستشو از یک شوینده غیر یونی به میزان g lit-1 3 (40:1 ; L:R) در دمای°c50 به مدت 20 دقیقه کلاف‌های پشمی تحت عملیات شستشو قرار گرفتند.
        3- عملیات دندانه دادن

    کلاف‌های پشمی به دو روش متا کروم و باتو کروم تحت عملیات دندانه دادن قرار گرفتند.

در این دو روش کلاف پشمی با دندانه‌های متفاوت به میزان 5٪ از هریک در حضور 3٪ اسید استیک تحت عملیات دندانه دادن قرار گرفتند.

در روش متا کروم که ابتدا کلاف‌های پشمی دندانه‌دار شده و سپس تحت عملیات رنگرزی قرار می‌گیرند ابتدا حمام دندانه با هریک از دندانه‌های ذکر شده آماده و حرارت داده می‌شوند.

ورود کالا به حمام در دمای °c 40، طی مدت 20 دقیقه حمام به دمای جوش (°c 86 ) می‌رسد و به مدت 30 دقیقه در دمای جوش عملیات دندانه دادن ادامه پیدا می‌کند سپس دما کاهش یافته و نمونه‌ها آبکشی شده و برای مرحله رنگرزی آماده می‌شوند.

در روش باتو کروم عملیات دندانه دادن همزمان با عملیات رنگرزی انجام می‌شود.

    4- عملیات رنگرزی

    برای رنگرزی کلاف‌های پشمی از رنگزاهای طبیعی و مصنوعی استفاده می‌شود که جهت ایجاد یک محیط اسیدی برای جذب رنگ از 3٪ اسی استیک در حمام رنگرزی استفاده می‌شود و کلاف‌های پشمی با توجه به نسخه رنگرزی ذیل (جدول1) تحت عملیات رنگرزی قرار می‌گیرند.

در دمای°c40 کالا وارد حمام رنگرزی شده و سپس دمای حمام ظرف مدت 30 دقیقه به جوش می رسد و در دمای جوش به مدت 50 دقیقه رنگرزی ادامه پیدا می‌کند سپس دمای حمام کاهش می‌یابد و نمونه در نهایت آبکشی می‌شوند.    

    به منظور جداسازی رنگهای جذب نشده سطحی از روی الیاف پشمی، نمونه‌ها رنگرزی شده با یک شوینده غیر یونی به میزان g lit-1 3 در دمای °c50 به مدت 30 دقیقه تحت عملیات شستشو قرار می‌گیرند.

    5- استحکام نمونه‌ها

    ابتدا نمونه‌های در شرایط دمایی°c 25 و رطوبت نسبی 65٪ به مدت 24 ساعت تحت شرایط آماده سازی قرار گرفتند سپس استحکام نخ های پشمی رنگرزی شده با دستگاه استحکام سنج مجهز به کامپیوتر ساخت شرکت کیمیا بهریس و بر اساس استانداردD2256 انجام گرفت که فاصله فکها 20 سانتیمتر و سرعت فکها برابر باmin-1 cm25 تنظیم گردید.

    
    6- ثبات شستشویی و ثبات نوری

    جهت تعیین ثبات نوری نمونه‌های رنگرزی شده از دستگاه نور مصنوعی ساخت شرکت کیمیا بهریس استفاده گردید که نمونه‌ها با توجه با استاندارد ISO 105-B01:1994 به مدت 48 ساعت در معرض نور دهی قرار گرفتند و تغییرات رنگی نمونه‌ها با نمونه‌های استاندارد مقیاس آبی مقایسه گردید.

ثبات شستشویی نمونه‌ها بر اساس استاندارد ISO 105C01:1989 تعیین گردید و تغییرات رنگی و میزان لکه‌گذاری نمونه‌ها اندازه‌گیری شد.

ثبات شستشویی نمونه‌ها بر اساس استاندارد ISO 105C01:1989 تعیین گردید و تغییرات رنگی و میزان لکه‌گذاری نمونه‌ها اندازه‌گیری شد.

بحث و نتایج : 1- استحکام نمونه‌ها نتایج حاصل از اندازه‌گیری استحکام نمونه‌ها و همچنین ازدیا طول تا حد پارگی در جدول 1 نشان داده شده است.

در این جدول ویژگی‌ نمونه‌ها بر اساس نوع رنگزا و روش رنگرزی و نوع دندانه استفاده شده لیست شده است.

روند تغییرات استحکام نمونه‌ها بر اساس نوع دندانه مصرفی و همچنین روش رنگرزی مورد استفاده در رنگزای‌های طبیعی در شکل‌های 1، 2 و 3 نشان داده شده است.

همانطور که از مقایسه نمونه‌های رنگرزی شده با دو روش باتو کروم و متا کروم مشاهده می‌شود به طور کلی در هر سه رنگزای طبیعی نمونه‌های رنگرزی شده به روش متا کروم دارای دارای استحکام کمتری می‌باشند و نمونه‌ای که در این روش با سولفات آلومینیم دندانه داده شده است در هر سه رنگزای طبیعی دارای کمترین استحکام می‌باشد.

شکل 4 استحکام نمونه‌های رنگرزی شده با رنگزاهای متال کمپلکس را نشان می‌دهد که این رنگزاها تا حدودی دارای استحکام یکسان می‌باشند و فقط نمونه رنگرزی شده با رنگزای زرد متال‌کمپلکس به مقدار خیلی جزئی دارای استحکام بالاتری می‌باشد و این نمونه‌ها در مقایسه با نمونه‌های رنگرزی شده با رنگزاهای طبیعی دارای استحکام کمتری می‌باشند.

2- ثبات رنگ نتایج حاصل از اندازه‌گیری ثبات شستشویی نمونه‌های رنگرزی شده با رنگزاهای طبیعی و مصنوعی در جدول 3و 4 نشان داده شده است.

همانطور که مشاهده می شود رنگزای طبیعی روناس نسبت به دو رنگزای طبیعی دیگر دارای ثبات شستشویی بهتری می‌باشد و همچنین این رنگزا با دندانه‌های سولفات مس و سولفات آهن دارای بهترین ثباتهای شستشویی نسبت به سایر دندانه‌ها به کاربرده می‌باشد.

در مقایسه ثباتهای شستشویی رنگزاهای طبیعی با رنگزاهای مصنوعی می‌توان عنوان کرد که رنگزاهای طبیعی اندکی دارای ثبات شستشویی بهتری می باشند.

نتایج حاصل از اندازه‌گیری ثبات نوری نمونه‌های رنگرزی شده با رنگزاهای طبیعی و مصنوعی در جدول 5و 6 نشان داده شده است.

رنگزاهای طبیعی اسپرک، پوست گردو و روناس با دندانه‌های متفاوت در مدت زمان نوردهی 48 ساعت دارای ثبات نوری بسیاری خوبی می‌باشند همچنین رنگزاهای متال‌کمپلکس زرد، آبی و قرمز استفاده شده نیز دارای ثبات نوری بسیار خوبی می‌باشند.

نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج حاصل از اندازه‌گیری استحکام نمونه‌ نخ‌های پشمی رنگرزی شده می‌توان عنوان کرد که نمونه‌های رنگرزی شده با رنگزاهای طبیعی دارای استحکام مطلوب‌تری نسبت به نمونه‌های رنگرزی شده با رنگزاهای متال‌کمپلکس را دارا می‌باشند و همچنین نمونه‌های رنگرزی شده به روش باتوکروم نسبت به نمونه‌های رنگرزی شده به روش متاکروم دارای استحکام بالاتری می باشند.

رنگزاهای طبیعی نسبت به رنگزاهای متال‌کمپلکس دارای ثبات شستشویی بهتری می‌باشند و در بین رنگزاهای طبیعی، رنگزای طبیعی روناس نسبت به دو رنگزای طبیعی دیگر دارای ثبات شستشویی بهتری می‌باشد و همچنین این رنگزا با دندانه‌های سولفات مس و سولفات آهن دارای بهترین ثباتهای شستشویی نسبت به سایر دندانه‌های به کاربرده می‌باشند.

ولی ثبات‌های نوری نمونه‌های رنگرزی شده با رنگزاهای طبیعی و متال‌کپلکس تفاوت چندانی ندارند.

مراجع: [1] http://practicalaction.org/docs/technical_information_service (Natural Dyeing of Textiles) [2] McKenna,N., “Medieval Textiles”, Complex Weavers` Medieval Textile Study Group, pp1-10, v.29, Sept 2001.

[3]Kerry, G., and Cooke, G., “Dyes from plants: Past usage, present understanding and potential”, Plant Growth Regulation, pp57-69, V.34, 2001.

[4] Kramer, J., “Plants and Processes”, Charles Scribner`s Sons, New York, N.Y., 1972 [5] Ferreira, E., Hulme, A., McNab, H., and Quye, A., “The natural constituents of historical textile dyes”, Chemical Society Reviews, pp329-336, v.33, 2004.

[6] Cristea,D., and Vilarem, G., “Improving light fastness of natural dyes on cotton yarn”, Dyes and Pigments, pp238-245, v.70, 2006.

8.

ویکتوریا جهانشاهی افشار، " فرآیند و روشهای رنگرزی الیاف با مواد طبیعی"، انتشارات دانشگاه هنر، تهران، 1380