ویژگی های ثبات رنگ منسوجات
Colour Fastness Properties in Textiles
ثبات رنگ چیست؟
ثبات رنگ اصطلاحی است که در رنگرزی منسوجات مورد استفاده قرار می گیرد؛ می توانیم ثبات رنگ را اینگونه تعریف کنیم: داشتن رنگی که با شستشو رنگ پس ندهد و کمرنگ نشود. پارچه های منسوج خواص بسیاری دارند که ثبات رنگ از جمله ویژگی های بسیار مهم آنها محسوب می شود. ثبات رنگ جزء ویژگی هایی است که به منسوجات رنگی امکان می دهد تا ويژگی های مختلف خود را حتی با وجود شرایط تخریبی مانند قرار گرفتن در معرض نور و خشکشویی نیز حفظ کنند.
یکی از دلایل عمده شکایات مصرف کنندگان در رابطه با منسوجات رنگ شده، ثبات رنگی متغیر و غیر قابل قبول آنهاست. پارچه های رنگ شده در صورت قرار گرفتن در شرایط مختلف مانند مالش، شستشو، تعریق و قرار گرفتن در معرض نور (در دوره استفاده از منسوجات یا لباس ها) رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند. شاید رنگ پارچه ها در شرایطی کاملاً ثابت باشد، اما ممکن است در شرایطی دیگر ثبات رنگی بسیار ضعیفی از خود نشان دهند. بنابراین پارچه باید براساس کاربرد نهایی آن مورد آزمایش قرار بگیرد. همچنین بایستی روش آزمایش آن به صورت کامل ذکر شود تا از بروز هرگونه عارضه جلوگیری به عمل بیاید. معمولاً مواردی مثل کلاس رنگینه، زیر مجموعه رنگینه، رنگ رنگینه، میزان تیرگی سایه رنگ و نوع فرآیند رنگرزی مورد استفاده تاثیر قابل توجهی بر درجه ثبات رنگ پارچه نهایی دارند.
ضمناً ذکر نحوه درجه بندی ثبات رنگ منسوجات بسیار مهم است. معمولاً دو روش برای انجام این کار وجود دارد. روش اول مبتنی بر ارزیابی ذهنی شخص ناظر است؛ در این روش شخص ناظر با استفاده از مقیاس خاکستری استاندارد تحت شرایط نوری استاندارد همان طور که در شکل آمده است، رنگ پارچه را مورد ارزیابی قرار می دهد. در این روش، پارچه براساس ارزیابی تفاوت در مقیاس خاکستری و مقایسه آن با اختلاف رنگ (در رنگ مشابه) آزمایش شده و آزمایش نشده پارچه درجه بندی می گردد.
درجه بندی نهایی با توجه به سطح تفاوت رنگ با مقیاس خاکستری انجام می شود. اما ممکن است ناظرهای مختلف به یک پارچه امتیازات متفاوتی دهند.
در روش دوم از ابزاری به نام اسپکتروفوتومتر (که در جدول 1 با ΔE نشان داده شده است) برای درجه بندی منسوجات استفاده می شود. در این روش هم درجه بندی براساس مقیاس خاکستری است که به رایانه داده می شود، اما درجه بندی با استفاده از ΔE انجام می گیرد؛ به همین دلیل می توان به راحتی از خطا و انحرافات انسانی جلوگیری کرد.
درجه بندی اسپکترومتر مقیاس خاکستری براساس ΔE
|
مقیاس خاکستری |
ΔE |
|
|
5 |
<0.4 |
≥0 |
|
4-5 |
<1.25 |
≥0.4 |
|
4 |
<2.10 |
≥1.25 |
|
3-4 |
<2.95 |
≥2.10 |
|
3 |
<4.10 |
≥2.95 |
|
2-3 |
<5.80 |
≥4.10 |
|
2 |
<8.20 |
≥5.80 |
|
1-2 |
<11.60 |
≥8.20 |
|
1 |
≥11.60 |
|
انواع مختلف ثبات رنگ پارچه ها
آزمون های مختلفی برای بررسی ثبات رنگ پارچه وجود دارد. مهمترین آزمون های بررسی ثبات رنگ پارچه عبارتند از:
- ثبات رنگ در برابر مالش
- ثبات رنگ در برابر شستشو
- ثبات رنگ در برابر نور
- ثبات رنگ در برابر تعریق
- ثبات رنگ تا تصعید
- ثبات رنگ در برابر آب
- ثبات رنگ در برابر آب دریا
- ثبات رنگ در برابر فشار داغ
- ثبات رنگ در برابر آب کلردار
در این مقاله درباره 5 ویژگی مرتبط با ثبات رنگ (از 1 تا 5) بحث می کنیم.
ثبات رنگ در برابر مالش
این آزمایش میزان رنگی که در شرایط خاص مالشی از نمونه رنگ شده به پارچه سفید منتقل می شود را مورد ارزیابی قرار می دهد. این کار با استفاده از تجهیزات چرک سنجی انجام می گیرد که می توانند به صورت دستی یا موتوری کار کنند. دو آزمون اصلی برای تعیین اثر مالشی وجود دارد؛ یکی از این روشها، BS EN ISO-105-X12 است، در حالیکه در روش دوم در قالب آزمون روش AATCC-8 از چرک سنج استفاده می شود. در روش آزمون BS EN ISO-105-X12، ابعاد پارچه رنگ شده نباید از 50 در 140 میلیمتر کمتر باشد. اما در روش آزمون AATCC-8، ابعاد نمونه باید حداقل 50 در 130 میلیمتر در نظر گرفته شود.
ضمناً سازمان AATCC، روش دیگری به عنوان چرک سنج دوار عمودی AATCC-116 را توسعه داده است که برای نمونه های کوچک تر و برای پارچه های چاپ شده مورد استفاده قرار می گیرد. در این آزمایش، نمونه پارچه رنگ شده بر روی پایه دستگاه چرک سنج قفل می شود، سپس پارچه سفید رنگی که ابعاد آن 5 در 5 سانتیمتر است بر روی انگشتی سوار شده و به پارچه رنگ شده مالیده می شود. انگشتی با سرعت 10 دور در ثانیه به پارچه رنگ شده مالیده می گردد. در ادامه پارچه سفید از روی انگشتی برداشته شده و با استفاده از مقیاس خاکستری نشان داده شده در شکل 1 ارزیابی می گردد.
در این آزمایش درجه بندی در مقیاس 1 تا 5 صورت می گیرد. روش آزمایش ثبات رنگ مالش خیس کاملاً مشابه روش خشک است و این یعنی انجام آزمایش ربطی به خیس بودن یا نبودن پارچه انگشتی از ابتدا ندارد. حتماً باید قدرت پارچه در زمینه جذب مایعات در حد 65% باشد، در غیر این صورت ممکن است تغییرات قابل توجهی گزارش شود. می توان این روش آزمون را برای تعیین درجه مالشی برای انواع پارچه های رنگ شده و پارچه هایی که بعد از رنگرزی عمل آوری می شوند مورد استفاده قرار داد.
ثبات رنگ در برابر شستشو
از این روش برای ارزیابی مقاومت پارچه رنگ شده در برابر انواع شستشو با آب و صابون، و یا آب و مواد شوینده استفاده می شود. روش های اصلی و فرعی زیادی برای ارزیابی ثبات رنگ پارچه رنگ شده در برابر شستشو وجود دارد، زیرا شرایط شستشو از کشوری به کشور دیگر و از مصرف کننده ای به مصرف کننده دیگر متفاوت است. بنابراین آزمون های مختلفی در این زمینه تدوین شده است. در ادامه به دو روش اصلی که توسط بسیاری از سازمان های بین المللی تائید شده اند، پرداخته می شود. اولین آزمایش به آزمایش منسوجات در برابر ثبات رنگ BS EN ISO 105-C06:2010 مربوط می شود (بخش C06 ثبات رنگ در برابر شستشوی خانگی و تجاری). دومین آزمایش، روش آزمون ثبات رنگ در برابر شستشوی خانگی و تجاری AATCC Test Method 61-2003 است. روش های مختلفی براساس روش های استاندارد ISO برای ارزیابی ثبات رنگ در هنگام شستشو وجود دارند که در قالب روش های C01 تا C06 تدوین شده اند. روش های C01 تا C06 در درصد صابون، دما، زمان شستشو و سطح شستشو با هم تفاوت دارند (که با جزئیات در جدول 2 نشان داده شده اند).
شرایط آزمایش ثبات رنگ در روش های C01 تا C06
| آزمایش |
لیکور |
درجه حرارت (سانتیگراد) |
زمان (دقیقه) |
بازتولید عمل |
| C01 | صابون 0.5% | 40 | 30 | شستشوی دستی |
| C02 | صابون 0.5% | 50 | 45 | تکرار شستشوی دستی |
| C03 | صابون 0.5%
سودا 0.2% |
60 | 30 | شستشوی متوسط سلولز
شستشوی شدید پشم |
| C04 | صابون 0.5%
سودا 0.2% |
95 | 30 | شستشوی شدید سلولز |
| C05 | صابون 0.5%
سودا 0.2% |
95 | 240 | شستشوی بسیار شدید سلولز |
| C06 | مرجع 4 g/L
مواد شوینده + پربورات |
مختلف | مختلف | شستشوی خانگی |
در روش آزمون BS EN ISO 105-C06:2010، پارچه های رنگ شده باید حداقل دارای ابعاد 10 در 4 سانتیمتر بوده و با نوارهای استاندارد چند الیافی به هم دوخت شده باشند. دو نوع نوار چند الیافی مختلف وجود دارد که هر کدام از آنها حاوی شش نوع الیاف مختلف هستند؛ نوع DW پشمی است، در حالیکه نوع TV غیر پشمی می باشد. می توان الیافی که دارای رنگینه های بی ثبات هستند را با فشرده سازی نمونه ها با روش لایی گذاری و سپس دوختن فاصله آنها با نوارهای چند الیافی مورد ارزیابی قرار داد. برای آزمایش می توان نخ های رنگی را به پارچه بافتنی تبدیل کرد و یا می توان روش فوق الذکر که برای الیاف سست است را برای نخ ها نیز تکرار نمود. سپس نمونه براساس یکی از مجموعه شرایط جدول بالا با ماشین لباسشویی (با سرعت 40 دور در دقیقه) شسته می شود. محلول شستشوی مورد استفاده در این آزمایش با حل شدن 4 گرم مواد شوینده در هر لیتر آب تهیه می گردد. ممکن است شوینده مرجع مورد استفاده در این آزمایش مواد شوینده AATCC 1993، WOB (بدون شفاف کننده نوری) یا ECE (موسسه ثبات رنگ اروپا) به صورت ترکیب با فسفات ها باشند. با توجه به الزامات می توان شانزده آزمون فرعی مختلف را مورد پذیرش قرار داد.
حجم محلول، دمای شستشو، سطح کلر، سطح پربورات، تعداد گلوله های فولادی و سطح پی هاش در این آزمون های فرعی متفاوت است.
عمل سایش بر روی پارچه های رنگ شده با مقدار کمی محلول و با استفاده از تعداد زیادی گلوله های فولادی صورت می گیرد. درجه بندی مقیاس خاکستری برای تغییر رنگ و ثبات رنگ را می توان با استفاده از مقیاس های خاکستری مربوطه ارائه داد. ضمناً می توان نمونه ها را در قالب مقیاس 1 تا 5 رتبه بندی کرد. روش C06 برای همه رنگینه های طبیعی و مصنوعی قابل استفاده است. ماشین لباسشویی که در این روش مورد استفاده قرار می گیرد مشابه ماشین لباسشویی استاندارد ISO C06 است، اما اندازه نمونه و شرایط شستشو در این آزمایش متفاوت خواهد بود. اندازه نمونه برای آزمون شماره 1A، 50 در 100 میلیمتر و برای نمونه های 2A، 3A، 4A و 5A، 50 در 150 میلیمتر است.
ثبات رنگ در برابر نور
این آزمایش برای ارزیابی کمرنگ شدن پارچه در حالتیکه نمونه در زیر منبع نوری خاصی نگهداری می شود، انجام می گیرد. در خلال این آزمایش، نمونه های آزمایشی براساس درخواست مشتری تحت شرایط خاصی از لحاظ منبع نور، دما و رطوبت برای مدت زمان مشخصی (24، 36، 48، 72 و غیره) در معرض نور قرار می گیرند، سپس با نمونه های استاندارد مقایسه می شوند. برای تعیین میزان تغییر رنگ از مقیاس آبی استفاده می شود. این آزمایش برای تولید کنندگان مواد رنگی، واحدهای رنگرزی و خرده فروشان بسیار مهم است. برخی از محصولات مانند فرش، پرده و لوازم داخل خانه به دلیل الزامات عملکردی، باید ثبات رنگی بسیار خوبی در برابر نور داشته باشند.
دو روش آزمایشی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از (1) آزمایش ثبات رنگ منسوجات، BS EN ISO 105- B02:2014;: ثبات رنگ در برابر نور مصنوعی: آزمایش با لامپ رنگی بر قوس زنون و آزمایش AATCC Test Method 16. معمولاً طیف نوری یک منبع نوری مبتنی بر قوس زنون مشابه طیف نوری روز است، به همین دلیل غالباً از آن استفاده می شود. علاوه بر این برای کنترل شدت نور باید از یک فیلتر موثر بین لامپ و نمونه استفاده گردد. این متغیر ها می توانند به آسانی منجر به تغییرات قابل توجهی در درجه بندی ثبات رنگ در برابر نور شوند. بنابراین در هنگام اعلام نتیجه آزمایش باید شرایطی که نمونه در معرض آن قرار می گیرد را به صورت کامل توضیح داد.
نمونه های آزمایش شده و مرجع استاندارد پشم آبی در یک منبع نوری خاص و در شرایط استانداردی نگهداری می شوند. طبق استاندارد بخشی از نمونه ها تا حدی پوشانده می گردند و بقیه نمونه در معرض منبع نور خاصی قرار می گیرد. سپس نمونه هایی که در معرض نور بوده اند، آنهاییکه در معرض نور نبوده اند و نمونه های استاندارد که همگی دارای یک رنگ یکسان هستند با هم مقایسه می شوند و براساس نتایج ذهنی، نمونه درجه بندی می گردد. در این درجه بندی، مقیاس 1 (کمترین) و مقیاس 8 (بیشترین) امتیاز را دارند. مقیاس های آمریکایی و اروپایی از دو مجموعه مختلف مرجع استاندارد استفاده می کنند. امتیاز بندی در مقیاس اروپایی از 1 تا 8 است، در حالیکه امتیاز بندی در مقیاس آمریکایی از L2 تا L9 می باشد. باید به این نکته توجه کرد که نمی توان این مقیاس ها را به هم تبدیل نمود و در هنگام درجه بندی منسوجات، مقیاسی که منسوج براساس آن درجه بندی شده است را باید ذکر کرد.
ثبات رنگ در برابر تعریق
این آزمایش برای ارزیابی تغییر رنگ پارچه در هنگام تعریق انجام می شود. در این آزمایش نمونه های مورد آزمایش در محلولی غوطه ور می شوند که عمدتاً از هیستیدین تشکیل گردیده اند. سپس نمونه در دستگاه پرسیومتر (perspirometer) قرار می گیرد و در آنجا با محلول هیستیدین عمل آوری می شود؛ ضمناً یک نمونه استاندارد نیز به صورت جداگانه خشک می گردد. برای تعیین تغییر رنگ و لکه گذاری می توان از مقیاس خاکستری استفاده کرد. دو روش آزمون که در این زمینه بسیار مورد توجه قرار گرفته اند، عبارتند ازAATCC Test Method 15 و BS EN ISO 105-E04. در هر دو آزمایش، تعریق براساس پی هاش محلول است. در محلول قلیایی، پی هاش محلول با استفاده از NaOH در سطح 8 حفظ می شود؛ از سایر ترکیبات این محلول می توان به 0.5 گرم هیستیدین منوهیدروکلراید منوهیدرات، 5 گرم کلرید سدیم و 2.5 گرم هیدروژن فسفات سدیم در هر لیتر اشاره کرد. پی هاش محلول اسیدی باید در سطح 5.5 حفظ گردد. سایر مواد تشکیل دهنده این محلول مانند محلول قلیایی است.
با فروبردن نمونه در محلول به مدت نیم ساعت در دمای محیط، نمونه پارچه ای کاملاً با محلول اسیدی (یا محلول در پایه پی هاش مورد نظر) خیسانده شده و نمونه دارای نسبت محلول 50:1 می شود. برای از بین بردن محلول اضافی، نمونه توسط دو میله شیشه ای پاک شده و سپس تحت فشار توصیه شده 12.5 kPa بین دو صفحه پرسیومتر قرار می گیرد. در مرحله بعد، نمونه به مدت 4 ساعت در آون با دمای 37 درجه سانتیگراد خشک می شود. در انتها نمونه با استفاده از مقیاس خاکستری درجه بندی می گردد.
ثبات رنگ تا تصعید
ثبات رنگ یک کالای رنگ شده نه تنها تحت تاثیر شستشو، آب یا مالش قرار دارد؛ بلکه در قالب شرایط مختلفی مانند فشار، گرمای خشک یا حرارت و رطوبت تحت تاثیر گرما هم قرار می گیرد. برخی از رنگینه ها به گرما حساس هستند و به همین دلیل ممکن است در اثر گرما کمرنگ شده یا رنگ پس بدهند. این آزمایش برای ارزیابی مقاومت رنگ در برابر تاثیر گرمای خشک، البته بدون در نظر گرفتن پرس یا اتو کردن، انجام می شود. به طور کلی دو روش برای ارزیابی ثبات رنگ در برابر گرمای خشک وجود دارد: (1) آزمون ثبات رنگ در برابر گرمای خشک، ISO 105–P01 (به استثنای پرس) و (2) AATCC Test Method 117-2004- ثبات رنگ در برابر حرارت: خشک (به استثنای پرس). این روش ها برای انواع مختلف پارچه قابل استفاده هستند و براساس پایداری الیاف در دماهای مختلفی انجام می شوند؛ ضمناً ثبات رنگ در برابر گرما ممکن است تحت تاثیر مواد شیمیایی مورد استفاده در هنگام رنگرزی، چاپ، فرآوری شیمیایی و عوامل فیزیکی دخیل در تغییر رنگ و لکه گذاری قرار بگیرد. در این آزمایشات پارچه رنگ نشده متصل به نمونه های مورد آزمایش در معرض گرما قرار می گیرد و بر اساس مقیاس خاکستری درجه بندی می شود.
یک نمونه آزمایشی از نمونه تحت آزمایش به مدت 30 ثانیه تحت دما و فشار مشخص عمل آوری می گردد. سه گزینه دمایی برای انجام آزمایش عبارتند از 2 ± 150، 2 ± 180 و 2 ± 210 درجه سانتیگراد؛ ضمناً حتماً باید درجه حرارتی که نمونه در معرض آن قرار گرفته بیان شود، زیرا تغییر درجه حرارت می تواند به میزان قابل توجهی نتایج را تغییر بدهد. در طول آزمایش، فشار 1 ± 4 kPa به نمونه وارد می شود. در انتها نمونه های عمل آوری شده با استفاده از مقیاس خاکستری از نظر تغییر رنگ و لکه گذاری بر روی پارچه مجاور، ارزیابی و رتبه بندی می گردند.
