به علت ساختار شيميايي و فيزيكي خاص الياف پلي استر و جذب رطوبت خيلي كم اين الياف، رنگرزي پلي استر با اغلب مواد رنگزا غير ممكن مي باشد . در عمل الياف پلي استر با مواد رنگزاي ديسپرس رنگرزي مي شوند و طيف وسيعي از رنگ ها با قدرت رنگي و ثبات خوب و كافي براي اكثر مصارف به وجود مي آورند .ميزان جذب يا رمق كشي ماده ي رنگزاي ديسپرس تحت شرايط عادي رنگرزي بر روي الياف پلي استر بسيار كم مي باشد و سرعت نفوذ ماده ي رنگزا در داخل اين الياف خيلي كم مي باشد . بنابر اين براي ايجاد يك رنگرزي رضايت بخش بر روي كالاي پلي استري لازم است زمان رنگرزي افزايش يابد . از آنجايي كه زمان رنگرزي طولاني بر روي پلي استر غير ممكن و مقرون به صرفه نمي باشد، مي توان سرعت رنگرزي الياف پلي استر با مواد رنگزاي ديسپرس را تا حدود زيادي كه از نظر تجاري قابل قبول مي باشد، افزايش داد . رنگرزي پلي استر با مواد رنگزاي ديسپرس در حمامی كه ماده رنگزا در آن به طور پراكنده و معلق در آب در آمده است انجام مي شود . براي اينكه ذرات بسيار ريز ماده رنگزا به طور مداوم و يكنواخت به حالت پراكنده و معلق در آيند از مواد كمكي ديسپرس كننده در حمام رنگرزي استفاده مي شود . افزايش بيش از حد ماده ديسپرس كننده سبب كاهش درصد جذب ماده رنگزا به ليف مي گردد . بنابراين هنگام مصرف ديسپرس كننده بايد دقت نمود كه مقدار آن كم يا زياد نشود. معمولاً مقدار ماده ديسپرس كننده مصرفي در رنگرزي الياف پلی استر با رنگزای دیسپرس 0.5% تا 1% نسبت به وزن كالا است . این میزان در کاتالوگ محصول دیسپرس شرکت ها مشخص شده است.
افزایش 0.5 تا 3% اسید استیک به حمام رنگرزی برای تامین PH در محدوده 5.5 تا 6 لازم است.
روش های رنگرزی پلی استر با رنگزای دیسپرس به 3 روش انجام میشود:
- استفاده از مواد كمكي متورم كننده ي كرير
- انجام رنگرزي به روش پد- ترموزول
- انجام رنگرزي در درجه حرارت بالا (HT)
استفاده از مواد كمكي متورم كننده ي كرير
استفاده از كرير در رنگرزي پلي استر با مواد رنگزاي ديسپرس، سرعت رنگرزي را تا حد معمول افزايش مي دهد ولي كرير هاي باقيمانده بر روي كالا سبب كاهش ثبات نوري رنگزا هاي ديسپرس بر روي پلي استر مي شوند .كريرها، مواد كمكي در رنگرزي پلي استر با مواد رنگزاي ديسپرس مي باشند كه در دماي كمتر از جوش سبب متورم شدن و باز نمودن ساختمان الياف پلي استر در زمان رنگرزي مي گردند تا ماده ي رنگزاي ديسپرس راحت تر، سريع تر و آسان تر جذب الياف پلي استر گردد. كرير ها از طريق باز كردن ساختمان داخلي الياف به ماده ي رنگزا اين اجازه را مي دهند كه ماده ي رنگزا با سرعت بيشتر و در زمان كوتاه تري به داخل الياف نفوذ كنند.
كرير هاي مصرفي بايد پس از رنگرزي از روي كالا زدوده شوند تا هم سميت آنها در كالا از بين برود و هم ويژگي هاي رنگي كالا از قبيل ثبات شستشويي و نوري تحت تاثير قرار نگيرد و كاهش نيابد. جهت حذف كرير هاي مصرفي از روي كالا از روش شستشوي احيايي استفاده ميشود كه به آن کریرزدایی مي گويند.
کریرهای معروف در رنگرزی دیسپرس عبارتند از:
- بوتیل بنزوئات (Butylbenzoate)
- متیل نفتالن (methylnaphthalene)
- دی کلروبنزن (dichlorobenzene)
- دی فنیل (diphenyl)
- اورتو فنیل فنول (o-Phyenylphenol)
انجام رنگرزي به روش پد– ترموزول
جهت رنگرزي پلي استر خالص يا مخلوط پلي استر با الياف سلولزي مي توان از روش رنگرزي پد- ترموزول استفاده كرد . در اين روش، ماده ي رنگزا پس از پد يا آغشته شدن بر روي پارچه در قسمت فولارد ، در دماي حدود 100 درجه ي سانتي گراد خشك مي شود و در دستگاه ترموزول يا استنتر عمل تثبيت رنگزا بر روي كالا در دماي 175 تا 220 درجه ي سانتي گراد صورت مي گيرد . در اين دما ساختمان داخلي الياف پلي استر نرم و باز مي شود و پليمر پلي استر شروع به ارتعاش كردن مي كند، بنابراين ورود مولكول هاي ماده ي رنگزا به داخل ليف آسا نتر مي گردد و حبس فيزيكي رنگزا اتفاق مي افتد . از طرف ديگر ماده ي رنگزا در اين دما تصعيد مي شود و به صورت بخار در مي آيد و به شدت جذب الياف مي گرد و در بين زنجير هاي مولكولي واقع مي شود . پس از تثبيت رنگزا و خنك كردن كالاي رنگرزي شده ، كالا را با محلول صابون يا شوينده در دماي 75 درجه سانتي گراد به مدت 15 دقيقه شستشو مي دهند تا مواد رنگزاي اضافي سطحي و مواد كمكي از روي پارچه زدوده شوند .
مهمترين مزاياي رنگرزي پلي استر با رنگزا هاي ديسپرس با ماشين پد- ترموزول عبارت اند از:
- فرايند رنگرزي پد- ترموزول مداوم و براي متراژ هاي زياد پارچه مقرون به صرفه مي باشد .
- امكان ايجاد شيد هاي عميق و پر رنگ
- تثبيت حرارتي و رنگرزي كالا به طور هم زمان انجام مي شود .
- عدم نياز به ماده ي كمكي كارير
- امكان برداشت بالاي رنگزا
- مصرف كمتر آب و انرژي
- امكان رنگرزي پارچه با عرض باز و عدم تشكيل چين و چروك و رگه رگه شدن
استفاده از روش رنگرزي پد- ترموزول محدوديت هايي نيز دارد . مثلاً از تمامي مواد رنگزاي ديسپرس به اين روش نمي توان استفاده كرد، زيرا ممكن است دماي بالا باعث تجزيه و از بين رفتن برخي از مواد رنگزا شود
انجام رنگرزي در درجه حرارت بالا (HT)
براي رنگرزي الياف پلي استر به روش دما بالا از ماشين هاي رنگرزي توده الياف، نخ و پارچه استفاده مي شود . عموماً الياف در ماشين رنگرزي توده الياف و نخ به صورت بوبين رنگرزي مي شود . پارچه ها نيز اغلب در ماشين هاي رنگرزي بيم و جت رنگرزي مي شوند. گر چه ماشين هاي رنگرزي پارچه كه بتوانند دماي مورد نظر را تأمين كنند قادرند پلي استر را رنگرزي نمايند ولي جهت كسب درجه حرارت هاي بالا (120 تا 130 درجه ي سانتي گراد) لازم است از ماشين هاي دربسته ي مخصوص كه فشار حاصل از اين دما را تحمل مي كند، استفاده شود. ماشين هاي رنگرزي در بسته با قابليت رنگرزي تحت فشار بالاي 1 اتمسفر، ممكن است ماشين هايي نظير جت، الياف رنگ كني و بوبين رنگ كني و . .. باشد كه در زمان كار كردن با اين ماشين ها بايد به اقدامات ايمني و پيشگيرانه توجه شود. در اغلب ماشين هاي رنگرزي دماي بالا ، كنترل فشار و دما به صورت اتو ماتيك طبق برنام هاي كه به پروگرامر ماشين داده مي شود، صورت مي گيرد .رنگرزي پلي استر با مواد رنگزاي ديسپرس در درجه حرارت بالا امكان استفاده از مولكو لهاي با اندازه ها بزرگتر را فراهم مي سازد.
در مرحله اول و دوم ماشين رنگرزي آزمايشگاهي آماده شده و به آن آب، مواد رنگزاي ديسپرس، ديسپرس كننده و اسيد استيك در دماي اتاق اضافه ميشود . ميزان مصرف مواد رنگزاي ديسپرس به عمق رنگي مورد نياز بستگي دارد . براي مثال ممكن است براي به دست آوردن يك رنگ آبي روشن فقط به 0.5%ماده رنگزا بر روي وزن كالا نياز داشته باشد در حالي كه براي دستيابي به رنگ آبي سير با همانماده رنگزا،نیاز به2% ماده رنگزا می باشد.
دیسپرس کننده در حدود0.5 تا1% و اسید استیک در حدود0.5 تا3% برای تامین PH در حدود5-5.5 استفاده میشود.
در مرحله سوم كالا در حمام رنگرزي قرار داده شده و رنگرزي از دماي اتاق شروع شده و دما با شيب 3 درجه سانتي گراد در هر دقيقه افزايش مي يابد تا دما به 90 درجه سانتي گراد برسد . افزايش دما در اين مرحله به تدريج و با شيب 1 درجه سانتي گراد در هر دقيقه ادامه م ييابد تا دماي محلول رنگرزي به 130 درجه سانتي گراد برسد.
در مرحله چهارم رنگرزي به مدت 45 تا 60 دقيقه در دماي 130 درجه سانتي گراد ادامه مي يابد.
در مرحله پنجم رنگ به وجود آمده بر روي كالا با رنگ نمونه تطبيق مي شود . اگر رنگ كالا روشن تر از رنگ نمونه باشد، حمام را سرد كرده تا دما به 90 درجه سانتي گراد برسد. سپس رنگرزي در اين دما به مدت 30 دقيقه ادامه مي يابد.
در مرحله ششم كالاي رنگرزي شده با صابون يك گرم در ليتر در دماي جوش به مدت 15-20 دقیقه شسته می شود.
در صورتي كه كالا با رنگزاي تيره رنگرزي شده باشد يا از كالاي رنگ شده درجه ثبات رنگ خيلي بالايي انتظار داشته باشيم بايد عمل شستشو در حمام احياء كه PH قلیایی دارد انجام گیرد. به اين عمل شستشوي احيايي يا رداكشن كليرينگ(reduction clearing) می گویند.
