عمل رنگرزی نخ پنبه حتی در دوران باستان نیز رایج بود. در آن زمان رنگرزی نخ پنبه به صورت دستی انجام میشد، آن را در یک خمره چوبی رنگ می کردند که در آن دسته های پنبه ای روی چوب های بامبو قرار می گرفت که توسط دو نفر در داخل محلول رنگی چرخانده می شد. امروزه رنگرزی نخ پنبه رونق گرفته است. مشخص شده است که علاوه بر ماشین های رنگرزی نخ و ماشین های نخ پیچی عوامل زیادی در رنگرزی نخ پنبه ای نقش دارند. آب و خود نخ پنبه نقش اصلی را ایفا می کنند. یک تکنسین خوب ماده شیمیایی مناسب را برای استفاده در شستشوی پنبه انتخاب می کند. فرایند رنگرزی از مکانی به مکان دیگر و پنبه ای به پنبه دیگر متفاوت است. تنوع بسیار زیاد کیفیت پنبه خام می تواند نتایج متفاوتی را ایجاد کند.

نتایج مطالعات نشان میدهد که پنبه ماهاراشترا و گجرات بهتر از پنبه پنجاب است.  همچنین، پنبه جنوبی هم مناسب است.  در رنگرزی نخ پنبه، متغیرهای متعددی دراین فرایند مانند کیفیت الیاف، رنگزا ‌ها و مواد شیمیایی به همراه شرایط فرآیند و تکنیک‌های رنگرزی وجود دارد. عوامل دیگری مانند چگالی بسته، زاویه نخ پیچی، اندازه بسته، فشرده سازی بسته، سرعت و جهت جریان، خشک شدن، فشار پمپ، هوای محبوس شده، میزان مواد شیمیایی،pH، دما و چرخه رنگرزی، چرخه شستشواز عوامل موثر بر فرآیند رنگرزی هستند.

در ادامه به مشکلات کلی رنگرزی پنبه ای اشاره می کنیم:

1. کاهش استحکام
2. سفیدی نایکنوخت
3. جذب رنگزا نایکنواخت
4. رنگرزی نامطلوب
5. تغییر شکل بسته بندی و ساییدگی نخ
6. تنوع فام رنگزا در لایه داخلی، میانی و بیرونی
7. رنگرزی متفاوت پنبه های مختلف با منشأهای مختلف

انتخاب مواد شیمیایی بسیار مهم است. با توجه به شرایط باید تصمیم گرفت. ابتدا باید رنگرزی بصورت آزمایشی در ماشین های رنگرزی نمونه انجام شود. سپس به فرآیند انبوه تبدیل می شود. آب نرم برای رنگرزی نخ پنبه ضروری است. مقادیر کم کلسیم و منیزیم می تواند بر خواص مهاجرت و انتشار رنگ های ری اکتیو تأثیر بگذارد. این عناصرمانع جذب یا حتی رسوب رنگزا می شود که منجر به کاهش بازده، نایکنواختی و کاهش ثبات می شود.

حداکثر سطح توصیه شده برای آب رنگرزی عبارت است از:

• سختی کل = 50-55 ppm
•  ph = 5-7
• مس= 05 میلی گرم در لیتر
• آهن =05 میلی گرم در لیتر
• یون کلرید = 300 میلی گرم در لیتر

کیفیت نمک استفاده شده تأثیر زیادی بر عملکرد رنگرزی دارد. کیفیت نمک معمولی موجود در بازار (کلرید سدیم) و نمک گلابرس (سولفات سدیم) می تواند بیشتر در pH، سختی و رطوبت متفاوت باشد.

نکات مهم شستشو پنبه پیش از رنگرزی

امروزه مواد شیمیایی همه کاره برای شستشوی نخ پنبه در دسترس است. باید بر اساس شیمی ترکیبی باشد. بهتر است برای از بین بردن هر نوع ناخالصی موجود در پنبه مناسب باشد. این ماده شستشودهنده باید یک ماده مرطوب کننده و شوینده کم کف باشد که دارای اثر امولسیون کننده، پخش کننده و استخراج کننده در حین شستشو و سفید کننده باشد. در حمام پیش فرایند قلیایی باید اثر تثبیت کننده و ضد کاتالیزوری داشته باشد. بهتر است خاصیت مرطوب کنندگی عالی و فوم پایدار کمتری داشته باشد.

عمل شستشوی استخراجی، باید ناخالصی ها را به ترکیبات کوچکتر تبدیل کند و متعاقباً به معلق ماندن آنها در حمام کمک کند و از رسوب مجدد آنها جلوگیری کند. حذف کامل پوسته بذر باید انجام شود. این شستشو دهنده باید ساختار مولکولی اصلاح شده داشته باشد و بتواند به پکتین ها، پروتئین ها، پوسته بذر (کیتی) و هر هیدروکربن دیگری به شکل حشره کش، آفت کش و غیره حمله کرده و حذف کند. اثر شستشو با حداقل کاهش وزن همراه باشد.  به دلیل خاصیت پخش کنندگی و امولسیون کنندگی، ناخالصی های محلول در آب و ناخالصی های نامحلول موجود در سلولز را استخراج می کند.

این فرایند باید جذب سریع رنگزا در پنبه را فراهم کند که نشان دهنده حذف کامل ناخالصی ها است. فرایند نفوذ  رنگزا یکنواخت و برابر را تضمین می کند. همچنین شاخص سفیدی و درخشندگی ارتقا می دهد. ضریب آسیب الیاف باید کمتر از 0.1 باشد. آب دوستی باید 3 ثانیه بر سانتی متر باشد. این زنجیر سلولزی را برای میل ترکیبی بیشتر به مولکول های رنگ باز می کند. از هرگونه افت نامطلوب در استحکام کششی جلوگیری می کند. زنجیر سلولزی را برای افینیته بیشتر به مولکول های رنگزا باز می کند.باید غیر یونی و کف کم داشته باشد، باید در شرایط قلیائی بالا و دماهای بالا (بیش از 100 درجه سانتیگراد) پایدار باشد. مصرف آب را تا 75 درصد کاهش و زمان چرخه نیز کمتر است.

در حال حاضر شستشوی آنزیمی برای جلوگیری از کاهش استحکام و وزن در نظر گرفته می شود. کاهش وزن در این فرایند تنها 1٪ است، در حالیکه در شستشوی قلیایی 4-5٪ کاهش وزن رخ میدهد.

نکات مهم جاذب پراکسید

یک نوع ان  بازدارنده آلی تجزیه پراکسید هیدروژن برای عملیات پیش از رنگرزی است. و دیگری مبتنی بر آنزیم است که هر اثری از پراکسید هیدروژن را با تبدیل آن به اکسیژن و آب از بین می برد. به آن جاذب پراکسید نیز می گویند. می توان آن را قبل از مرحله رنگرزی به حمام اضافه کرد. برای رنگزا‌هایی که به فرآیندهای اکسیداسیون حساس هستند، قابلیت تکرار فام رنگزا را بدون از دست دادن عملکرد رنگ بهبود می‌بخشد. مزیت جاذب پراکسید نوع آنزیم، این است که بر روی الیاف نساجی یا مواد رنگزا اثری ندارد و از این رو می توان رنگرزی را در همان حمام ادامه داد. pH و دما باید در این فرآیند انعطاف پذیر باشند. پس از پیش عملیات و قبل از جذب پراکسید PH حمام باید 5.5 تا 6.5 باشد. دما باید زیر 50 درجه سانتیگراد باشد، شروع به غیرفعال کردن پراکسید در دمای اتاق رخ میدهد و میزان پساب را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

نکات مهم عامل یکنواخت کننده

در فرآیندهای طولانی‌مدت، بدون رسوب‌دهنده ، تشکیل رسوب به ماشین‌آلات آسیب می‌رساند، نامطلوب‌ترین ناخالصی‌ها در نخ، آب، نمک معمولی، گلابرس، سودا اش و کاستیک سودا کاتیونهای دو و سه ظرفیتی هستند که این یون ها سختی حمام فرآیند را افزایش می دهند. کلسیم و منزیم درشرایط قلیایی واکنش داده و به صورت مواد چسبنده روی نخ رسوب می‌کنند که باعث ایجاد نایکنواختی رنگرزی می‌شود. بنابراین باید ترکیبی از دیسپرس کننده، یکنواخت کننده و سختی گیر باشد.  قبل از افزودن رنگ، pH حمام رنگ باید روی 6.5 تنظیم شود. سختی در حمام رنگ باید حدود ppm 100 و TDS در حمام رنگزا باید کمتر از 1000 ppm باشد. در مورد فام های روشن و حساس، افزودن سودا باید در آب شیرین انجام شود. سرعت بالای مرحله جذب که منجر به رنگرزی سطحی می شود را کنترل می کند. بافر از شوک در شرایط قلیایی جلوگیری می کند و تثبیت یکنواخت را تضمین می کند و حلالیت رنگزا را بهبود می بخشد.

نکات مهم عامل شستشودهنده

این یک محصول کوپلیمر اکریلیک بدون کف است که دارای خاصیت شستشوی عالی است که در عملیات‌های پس از رنگرزی مورد نیاز است و خاصیت پایداری مناسبی دارد. باید قدرت پراکندگی و جداسازی داشته باشد. ماهیت آن آنیونی است که به دلیل خاصیت کی لیت ساز متوسطی که دارد، تشکیل نمک های کلسیمی رنگزای هیدرولیز را که به سختی شسته می شوند و ثبات سایشی را کاهش میدهد را از بین میبرد.  یک عامل شستشو گر مواد رنگزای راکتیو جذب نشده یا هیدرولیز شده از سطح نخ حذف میکند. در محدوده وسیع pH از 5.5 تا 8.5 بکار میرود. اثرات نامطلوب نمک های کلسیم و منزیم هیدرولیزهای فعال را که به سختی شسته می شوند، از بین می برد.

نکات مهم عامل تثبیت کننده رنگزا

ماهیت این ماده غیر فرمالدئید و کاتیونی است و با هیدرولیز آزاد شده ترکیب می شود.  عامل های تثبیت کننده رنگرزا قدیمی محصولات متراکم بر پایه فرمالدئید اند که حاوی فرمالدئید آزاد هستند. چون سازگار با محیط زیست نیست، در بازار صادرات ممنوع است. مواد رنگزا یک مولکول پیچیده و نامحلول است، بنابراین تمایل به رنگ پس دادگی رنگرزی را کاهش می دهد و ثبات رطوبتی رنگزاهای راکتیو را بهبود می بخشد. عامل تثبیت کننده کمترین تأثیر را در ثبات نوری دارد. با تغییر کم یا بدون تغییر در شید نهایی رنگرزی، تثبیت خوبی ایجاد می کند. قبل از افزودن این ماده، pH حمام باید به 5.5 تنظیم شود.

نکات مهم عامل نرم کننده

نرم کننده های کاتیونی بکار میروند . خواص سر خوردن را بهبود می بخشد و به روند باز شدن بدون شکستگی کمک می کند. نرم کننده ها یک امولسیون از پارافین، پلی اتیلن آمید و اسید چرب است. قبل از افزودن نرم کننده، pH حمام باید روی 5.5 تنظیم شود. امروزه یک نرم کننده کاتیونی اصلاح شده همراه با نرم کننده سیلیکونی واکنش پذیر بکار میرود. نرم کننده ها زیر دست نرم و ابریشمی غیر روغنی به نخ میبخشد که خواص دوخت را بهبود میبخشد، همچنین عملیات های بعدی مانند پیچاندن، پیچیدن و بافندگی را تسهیل می کند.

انتخاب رنگزا

باتوجه به تقاضای روز افزون خریداران بین المللی پارچه، طیف رنگرزی صنعتی کاربردی که دقیق ترین مشخصات ثبات را برآورده می کند باید انتخاب شود. جدای از الزامات اساسی مانند سازگاری، یکنواختی، تکرارپذیری باید دارای خواص زیر باشد:

1. مشخصات ایده‌آل افینیته، رمق کشی و نرخ تثبیت، آن را قادر می‌سازد زمانیکه بصورت ترکیبی استفاده میشود، عملکرد بسیار مشابه و کمترین حساسیت را نسبت به متغیرهای کوچک فرایند داشته باشد.
2.  به دلیل رفتار تثبیت یکنواخت و شاخص مهاجرت بالا خواص یکنواختی رنگرزی عالی داشته باشد.
3.  ثبات بالا در برابر مرسریزاسیون، کلرینه کردن داشته باشد.
4. ثبات نوری بالا
5.  خواص اشتعال پذیری نداشته باشد.
6.  خواص شستشوی عالی، که هزینه های پساب را به حداقل می رساند