پشم ورنگهای گیاهی
فرمت فایل : word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 80
این مقاله در مورد پشم ورنگهای گیاهی می باشد.
فصل اول
پشم:
بخشی از الیاف نساجی از روییش مدیین حیوانات تأمین می شود که در میان آنها پشم گوسفند مهم ترین الیاف حیوانی است و بقیه الیاف حیوانی به طور عموم از انواع بز، شتر و لاما تأمین می شود.
در این اواخر چهار نوع عمده پشم از بین انواع بیشمار آن مشخص شده است:
۱- پشم ظریف مرینوس اسپانیا
۲- پشم متوسط از نژادهای انگلیسی
۳- پشم بلند از نژادهای کاتسولد و شیواتز
۴- پشم بلند قالی
که از بین این نژادها پشم گوسفند مرینوس برجسته ترین آنهاست و به پشم مرینوس معروف است. در تجارت پشم، نوع آن را قبل از همه ظرافت نخ پشمی تعیین می کند.
خواص پشم عمدتاً مربوط به عواملی چون ظرافت، طول، رنگ، درخشندگی و پیچش (جعد) آن
است که بستگی به نوع و نژاد دام دارد. ظرافت پشم مهمترین عامل تعیین کننده ارزش اقتصادی آن می باشد. پشم حاصل از گوسفند حاوی واکس، مواد مترشحه عروق (سونیت)، کثافات و خار و خاشاک است که شستشو و سفیدگری آن را قبل از انجام هر گونه عملی الزامی می نماید. طول الیاف نیز با توجه به نوع دام فرق خواهد نمود و همراه با آن خواص فیزیکی و جعد آن.
پشم به صورت خاص یا مخلوط جزو الیاف مهم پارچه های مرغوب محسوب می شود. آمار نشان می دهد که میزان مصرف پشم در صنایع نساجی به تدریج کاهش یافته و به حدود نیم درصد رسیده است. مقدار مصرف پشم در اروپای غربی حدود دویست هزار تن در سال می باشد، یعنی دوازده و نیم درصد از کل منسوجات تولیدی اروپای غربی را کالای پشمی تشکیل می دهد.
قسمت های مختلف پشم
۱- کیوتیکل بر روی لایه.
در مشاهدات میکروسکوپی، فلسهای مسطح و تقریباً یکنواخت را در سطح لیف نشان می دهد که سطح لیف را پوشانیده است و این پوشش به نام کیوتیکل نامیده می شود. فلسها در جهت طول لیف به طور موازی و از طرف ریشه به طرف سر لیف قرار گرفته اند، لبه فوقانی فلسها روی قسمت تحتانی فلس بالاتر واقع شده است (شبیه فلسهای ماهی). در برخی از پشمها کیوتیکل فقط از یک فلس ضخیم تشکیل شده است و درجه قرار گرفتن لبه فلسها روی یکدیگر بسیار کوچک و کوتاه است. در حالی که در پشم هایی نظیر آلپاکا و یا موی خوک فلسها ضخیم اند و لبه فلسها مقدار زیادتری روی یکدیگر را پوشانیده اند.
ضخامت لایه کیوتیکل نیم تا یک میکرون و عرض آن سی و شش و طول قسمت مویی آن شانزده میکرون است. همه این ابعاد و همچنین ضخامت و تراکم فلسها در قسمتهای مختلف یک لیف و از یک لیف به لیف دیگر و از نژادی به نژاد دیگر تغییر می کند. برای مطالعه فلسها، آنها را با روشهای فیزیکی و شیمیایی و به وسیله ارتعاشات صوتی و اثر آنزیمها از لیف جدا می کند. خاصیت مهم این فلسها صرفنظر از محافظت لیف در مقابل آثار مخرب عوامل خارجی در ریسندگی این الیاف است که سبب درگیری بیشتر الیاف در همدیگر و ایجاد استحکام در نخ ساخته شده است.
۲- کورتکس
قسمت اعظم لیف را از ناحیه کورتکس تشکیل می دهد. در ناحیه کورتکس تقریباً نود درصد ماده تشکیل دهنده لیف متمرکز است. مطالعه مقطع عرضی لیف، این ناحیه را به درستی نشان نمی دهند. اما مقطع بیضوی آن حاکی از وجود سلولهای دوکی شکل در این ناحیه است. سلولهای دوکی این ناحیه حدود هشتاد تا صد میکرون طول و دو و نیم میکرون قطر دارند، که این مقدار بین یک و دو دهم تا دو و شش دهم تغییر می کند.
با استفاده از آنزیمهایی نظیر تریپزین، یا تجزیه شیمیایی به کمک
اسید سولفوریک یا اسید فرمیک، می توان این سلول های دوکی را از هم جدا کرد. این سلول های دوکی کورتیکل نامیده می شوند و هر کدام متشکل از مجموعه ای از لیفچه ها هستند که این لیفچه ها در اثر ایجاد برخی شرایط می تواند به اجزای کوچکتری به نام لیفچه های فرعی از یکدیگر تفکیک شوند و این حالت با استفاده از تصاویر میکروسکوپ های الکترونی به ثبوت رسیده است. به طور کلی عقیده بر این است که این اجزای کوچک نظیر میکروفیبریل ها و فیبریلها به وسیله یک ماده شبه سیمانی به یکدیگر چسبیده اند.
۳- مدولا
در برخی از الیاف ضخیم پشم و مو مخصوصاً موهای زبر و کلفت گوسفند که به پشم زبر معروف است یک ناحیه مرکزی به نام مدولا وجود دارد که از سلولهای بسیاری تشکیل شده است که اکثراً چند ضلعی هستند و روی یکدیگر قرار گرفته اند. از میان فضای مدولا کانالهایی عبور میکند که معمولاً حاوی هوا است و در برخی موارد سلول های مدولا از بین می‌رود و یک کانال خالی در مغز لیف باقی می ماند، به طور کلی تغییرات زیادی در شکل و ابعاد این ناحیه لیف دیده می شود.
۴- اپی کیوتیکل
تحقیقات عمیق تر راجع به ساختمان پشم در مورد فلسهای سطحی آن، وجود حبابها یا کیسه های کوچکی را در سطح فلسها به اثبات رسانیده است. بدین ترتیب که پشم عمل شده با آب کلر یا آب برم سبب تورم این حفره ها می شود به طوری که مقداری مایع در این کیسه ها جمع میشود. علت جذب این مایع را در وجود غشاء نازکی می دانند که روی فلسها را پوشانیده است. از طریق نیروی اسمزی، این مایع از غشاء نازک عبور میکند و درون حفره های کوچک را پر می کند. به طوری که به وسیله سوزن می توان این حفره ها را سوراخ کرد.
این غشاء نازک که اپی کیوتیکل نامیده می شود به نظر می رسد که یک جسم نیمه قابل نفوذ باشد. وجود این غشاء با عکس برداریهای میکروسکوپ الکترونیک به ثبوت رسیده است. به نظر می رسد این غشاء که از باقیمانده های پشم حل شده در سولفور سدیم است از ترکیبی ساخته شده است که این گونه واکنشهایی شیمیایی روی آن بی اثر است و ممکن است یک پلی ساکارید باشد.
اپی کیوتیکل باعث کاهش نفوذ رنگ و اسیدها به داخل لیف می شود و تحقیقات بیشتر نشان داده است که ضخامت این غشاء در الیاف مختلف پشم تغییر می کند و همچنین دیواره این حفره ها را خود غشاء اپی کیوتیکل و حتی در برخی موارد اپی کیوتیکل و کیوتیکل توأماً تشکیل داده‌اند.
ترکیبات شیمیایی پشم
تجزیه های اولیه پشم شسته شده وجود عناصر کربن، هیدروژن، ازت و گوگرد را در آن نشان می دهد. چنانچه اکسیژن را هم در نظر بگیریم این پنج عنصر مایع اولیه کلیه ترکیبات شیمیایی پشم هستند و می توان گفت که در مورد مو و شاخ و پر صدق می کند.
هیدرولیز پشم با اسیدها و قلیاها منجر به تشکیل و پیدایش مخلوطی
از اسیدهای آمینه به نام آلفا آمینو اسید می شود که فرمول کلی آنها NH2CHRCOOH است و با تحقیقات مختلفی که در این زمینه به عمل آمده است هجده نوع اسید آمینه مختلف نتیجه شده است.
باید گفت که تجزیه آنالیتیکی پشم و نتایج محققین مختلف در مورد مقادیر اسیدهای آمینه، تفاوتهایی با هم دارند و این ناشی از پیشرفت تکنیکهای اخیر و همچنین به کار بردن پشم خالص است. زیرا قبل از تعیین مقادیر اسیدهای آمینه باید پشم را بوسیله اتر، آب و الکل شستشو داد تا مواد غیر پروتئینی آن جدا شود. س
اده ترین نوع یک پشم را میتوان پلی پپتیدی مرکب از اسیدهای آمینه آلفا دانست.
پلی پپتیدیک پلیمر خطی است از اسیدهای آمینه که به وسیله اتصالهای پپتیدی CO-NII به یکدیگر متصل شده اند. ممکن است کلیه اسیدهای آمینه در تمام پلیمر از یک نوع باشند یا اسیدهای آمینه مختلفی پلیمر را تشکیل دهند. در دو طرف اتم کربن آلفا ممکن است دو اتم هیدروژن و یا یک اتم
هیدروژن و یک گروه R جانبی متصل شده باشند. این گروه های جانبی ممکن است از نظر اندازه و ماهیت شیمیایی تغییرات زیادی بکنند، به این معنا که برخی آبدوست (هیدروفیل) و برخی غیر آبدوست (هیدروفوب)، برخی اسیدی و گروهی قلیایی باشند و در مورد بخصوصی اسید آمینه سیستین گروه به وسیله یک اتصال پایل دو زنجیر پلی پپتید را به هم متصل کرده است.
نکات اساسی در ساختمان پشم
۱- الیاف پشمی از ماده پروتئینی که آن را اصطلاحاً کراتین نامیده میشود، ساخته شده است.
۲- کراتین از زنجیرهای پلی پپتید ایجاد شده است که به طور موازی در محور طولی الیاف قرار دارند و جاهایی که تعدادی از زنجیرهای طولی به هم نزدیک می شوند و به موازات هم قرار می گیرند، ایجاد قسمتهای کریستالی می کنند.
۳- زنجیرهای طولی به وسیله پیوندهای عرضی که دارای گروه ترکیبی هستند، به هم متصل می شوند.
۴- زنجیرهای طولی در حالت عادی منقبض شده اند و دارای ساختمان تا شده (آلفا – کراتین) هستند و وقتی که کشیده شوند و توسعه یابند (بتا – کراتین) نامیده می شوند.
واکنش پشم بستگی به گروه های شیمیایی که در مولکول کراتین موجود هستند، دارد و این گروه عبارتند از:
۱- پپتاید (-CO-NH) – که زنجیرهای مولکولی را از طریق طولی پیوند می دهند.
۲- آمینو (-NH2) – که در آخر زنجیرهای پلی پپتاید و همچنین در آخر زنجیرهای عرضی بعد از آمینو اسیدها وجود دارد.
۳- ایمینو (-NH) – که در زنجیرهای طولی و همچنین زنجیرهای عرضی بعضی از آمینو اسیدها وجود دارند.
۴- کربوکسیل (-COOH) – که در آخر زنجیرهای طولی و همچنین در آخر زنجیرهای عرضی بعضی از آمینو اسیدها وجود دارد.
۵- هیدروکسیل (-OH) – که در آخر زنجیرهای عرضی وجود دارند.
۶- دی سولفید (-S-S) که در آمینو اسید سیستین وجود دارد و باعث ایجاد پیوند در زنجیرهای طولی مجاور می شود.
اثر اسید
اثر اسید در پشم بستگی به آسیب دیدگی پیوندهای پپتاید یا پیوند نمکی دارد. اگر اسید در پیوند نمکی اثر بگذارد، باعث تورم الیاف می شود و مقاومت آن در مقابل کشش کاهش می یابد. به علت اینکه زنجیرهای پلی پپتاید به وسیله پیوندهای عرضی نگهداری می شوند، تضعیف می شوند و در نتیجه حرکت زنجیرهای طولی پلیمر افزایش می یابد. اگر چنانچه پیوندهای پلی پپتاید آسیب ببیند، قدرت مقاومت الیاف کاهش می یابد و هیدرولیز شدن کامل پیوندهای پلی پپتاید باعث می شود که به صورت آمینو اسیدهای متفاوت، به حالت دیسپرس در محلول درآید.
آسیب زدن اسید به الیاف بستگی به غلظت اسید، درجه حرارت و زمان عملیات دارد. محلول رقیق اسیدهای معدنی آسیب جدی به الیاف نمی‌رساند و این اساس عملیات کربونیزه کردن پشم را تشکیل می دهد. پشم مقدار زیادی از اسید را در درجه حرارت اتاق جذب می کند و جذب آن در پیوندهای نمکی انجام می گیرد. با شستشوی مجدد با آب، اسید از الیاف خارج می شود و پیوندهای نمکی مجدداً بوجود می آیند.
اثر قلیا
اثر قلیاها در پشم بستگی به عواملی نظیر درجه حرارت و غلظت قلیایی دارد. به عنوان مثال کربنات سدیم برای شستشوی پشم استفاده می شود. ولی قلیای قوی نظیر هیدروکسید سدیم یا هیدروکسید پتاسیم و درجه حرارت ۵ تا ۱۰ درجه سانتیگراد به مدت ۵ دقیقه قرار گیرد، هیچ گونه آسیبی نمی بیند. ترکیبات پشم در محلول قلیایی، ابتدا بوسیله پیوند نمکی انجام می گیرد و قلیای ترکیب شده را مانند اسید می توان به وسیله شستشو با آب از بین برد که بدین وسیله پیوند نمکی بین پیوندهای عرضی دوباره برقرار می شود.
در اثر این ترکیب، مقاومت الیاف در مقابل کشش به دلایلی که قبلاً گفته شد کاهش می یابد، ولی در PH بالاتر از ۱۰ پیوند دی سولفید به کلی آسیب می بیند. اگر عملیات در شرایط سخت تری انجام گیرد پیوند پپتاید میز هیدرولیز می شود. ابتدا فلسهایی که سطح الیاف را پوشانده اند، باز می شوند و در نتیجه مقاومت کورتکس کاهش می یابد و پس از مدتی پشم در محلول قلیایی حل می شود.
اثر اکسیداسیون
چون در عملیات تکمیلی پشم، نظیر ضد جمع شدگی واکنشهای اکسیداسیون انجام می گیرد دقیق نبودن عملیات باعث می شود که پشم آسیب ببیند. معمولاً اکسیداسیون در سپستین پشم اتفاق می افتد و از هیدرولیز شدن پشم اکسید شده اسید سیستیک به دست می آید.
وجود گروه سولفونیک باعث می شود که تمایل آن به رنگهای اسیدی کاهش یابد. اگر عملیات
اکسیداسیون در شرایط معتدلی انجام گیرد آسیبی به پشم نمی رسد و به وسیله شستشوی بعدی می توان آن را خارج کرد. دی آمینه کردن پشم به وسیله اسیدنیتر و (HNO2) انجام می گیرد. این عمل اهمیت پیوند عرضی بین گروه آمینو و کربوکسیل را نشان می دهد. عملیات تثبیت دائمی در بخار با پشم دی آمینه شده امکان پذیر نیست و این نشان دهنده آن است که گروه آمینو نقش مهمی دارند.
اثر هالوژنها
در عملیات ضد جمع شدگی پشم، کلر مورد استفاده قرار می گیرد. اگر عملیات به خوبی کنترل شود تغییراتی در سطح الیاف به وجود می آید و باعث کاهش خصوصیات نمدی شدن پشم می شود. عملیات کلرینه کردن ممکن است به وسیله گاز کلر یا در محلول هیپوکلریت در حالت اسیدی انجام گیرد.
این گونه عملیات باید بدقت کنترل شود؛ چون در غیر این صورت فلسهایی که سطح الیاف را پوشانده اند بلکی باز می کنند و در نتیجه به لمس کردن در زیر دست اثر می گذارند. سرعت جذب بیشتر رنگها روی الیاف کلرینه شده افزایش می یابد و کلر باعث شکستن پیوند دی سولفاید می شود و بعد از عملیات کلرینه شدن پشم ماده اکسید شده رفتار می کند. اکسید شده کامل بوسیله کلر باعث می شود که هفتاد درصد پشم در محلول آمونیاک حل شود.
واکنش با برم کاملاً مورد مطالعه قرار نگرفته است. ولی بنظر می رسد که شبیه واکنش با کلر باشد. ید هم چون کمتر حالت ترکیبی دارد کاملاً باعث اکسیده کردن پشم نمی شود.
شستشوی پشم
معمولی ترین و متداولترین روش بکار برده شده در جهان در مقیاس بسیار وسیع و گسترده، شستن پشم با آب گرم حاوی شوینده و کربنات سدیم می باشد. پساب حاصل از شستشوی پشم از ترکیبات ذیل برخوردار است. واکس نیم تا چهار درصد، صابون یک دهم تا چهار دهم درصد، کثافات یک درصد و PH محلول هم نه تا ده و نیم است.
رنگرزی پشم
پشم را می توان بصورت الیاف، فتیله، نخ، پارچه و یا پوشاک رنگرزی کرد. بدون شک رنگرزی الیاف از نظر اقتصادی کم هزینه ترین و از نظر حصول یکنواختی بهترین شیوه است ولی با توجه به اینکه رنگ نهایی محصول را الیاف رنگرزی شده تعیین می کنند و این الیاف رنگ شده باید مسیری طولانی را تا انتهای خط تکمیل و تبدیل شدن به محصول نهایی طی کند، پس این پروسه زمان بر است. این مشکلات را تأثیرات الیاف می‌نامند و تنها ایراد وارد به این روش می تواند باشد.
در روش رنگرزی نخ، فاصله تا مرحله انتهایی خط تکمیل کمتر بوده و امکان تولید نخ های الوان نیز وجود دارد. اگر رنگرزی نخ به صورت کلافی انجام شود هزینه بر است و علت این امر سرعت پایین چرخش کلاف در محلول رنگرزی و محدودیت ظرفیت ماشین می باشد. در صنعت پشم باقی رنگرزی کالاهای کشباف تاری پودی به صورت پارچه با پوشاک و جوراب نیز طرفداران زیادی دارد. زیرا این کالاها تا مرحله فروش فاصله چندانی ندارد و می توانند به سرعت وارد بازار فروش شوند. در این گونه پروسه ها یکی از فاکتورهای مهم یکنواختی رنگرزی است. کلیه کالاهای پشمی بدون توجه به روش ریسندگی، اجزای مخلوط و روش تولید پارچه یا مرحله ای که در آن رنگرزی می شوند قبل از فروش نیاز به عملیات تکمیلی خشک یا تر دارد.
رنگهای مدرن برای رنگرزی نخ پشم به چندین طبقه تقسیم می شوند که هر یک روش رنگرزی و خاصیت نهایی مختص به خود را دارا میباشند. انتخاب هر یک از طبقات رنگهای وفق بستگی به قسمت سهولت کار و دقت یکنواختی و ثبات آن در مقابل نور، شستشو و مالش و غیره دارد.
رنگزاهای طبیعی
به نظر می رسد که انسان ابتدا برای ایجاد تنوع از الیاف رنگی موجود در طبیعت استفاده کرده و به تدریج استفاده از مواد طبیعی برای رنگرزی را تجربه کرده است و برای پاسخ به تنوع طلبی خود به خلق فامهای رنگی پرداخته است. علم نفوذ ماده رنگی به داخل الیاف و ایجاد فام متفاوت به رنگرزی مشهور است. به منظور ایجاد تنوع و جذابیت در فرش باید از رنگ استفاده شود و بنابراین اهمیت رنگ و رنگرزی بر کسی پوشیده نیست.
در سال ۱۸۵۶ دانشمندی به نام پرکین به هنگام تلاش برای سنتز کینین بطور تصادفی رنگ زرشکی پرکین را کشف نمود و این رویداد دریچه ای نو در صنعت شیمی و سایر صنایع گشود. با گذشت زمان و رسیدن به عصر حاضر پای رنگهای شیمیایی به ایران نیز باز شد و این تجربه نخستین بار با استفاده از رنگهای جوهری و گروهی از رنگهای اسیدی قوی، که در برابر نور و شستشو دوام زیادی ندارند به کار گرفته شد و در نتیجه برای همگان این باور پدید آمد که کیفیت رنگهای گیاهی از رنگهای شیمیایی بهتر و مناسب تر است، هرچند که تهیه رنگهای گیاهی دشوارتر است.
رنگزاهای طبیعی موجود
اولین مواد رنگزای طبیعی مورد استفاده بشر، گیاهان و تفاله های گیاهی مثل پوست انار بودند. پس از آن انسان آموخت که می تواند از برخی حیوانات و نمک های معدنی نیز به عنوان ماده رنگزا و بهبود کیفیت آن استفاده نماید. به علاوه بشر در طی قرنها یاد گرفت تا با استفاده درست از این مواد طبیعی فام مورد نظر را بر روی الیاف بوجود آورد و ثبات لازم را در آنها ایجاد نماید.
رنگزاهای گیاهی مورد استفاده بیشتر شامل روناس، اسپرک، نیل، حنا، سمه، باشیر، گندل و انواع دیگر گیاهان بوده است. تفاله های گیاهی حاوی مواد رنگزا بیشتر شامل پوست انار، پوست گردو، پوست پیاز و انواع و اقسام تفاله های گیاهان محلی بوده اند. رنگزاهای طبیعی شامل نمک فلزات واسطه یا همان دندانه ها بوده اند که خود می توانند به عنوان ماده رنگزا در رنگرزی نیز مورد استفاده قرار گیرند. در این صورت به ماده دیگری جهت ایجاد پیوند مستحکم بین لیف و ماده رنگی نیاز می باشد.
یکی دیگر از مواد رنگزاهای طبیعی که کاربرد زیادی داشت، ماده رنگزای استخراج شده از درخت بقم بود و به مقدار زیاد رنگرزی با دانه کروم برای ایجاد رنگهای سیاه مورد استفاده قرار می گرفت. قرمز دانه ماده رنگزایی بود که از یک نوع حشره بدست می آید و در رنگرزی با دندانه آلومینیوم، رنگ قرمز سیر (لاکی) روی کالا ایجاد می گردد. این رنگزا تا سالهای اخیر برای رنگرزی اونیفورم مخصوص افسران گارد در جشنها به کار برده می شد. برای ایجاد فام متفاوت از ترکیب این رنگزاها و یا مواد غیر آلی (نمک فلزات چند ظرفیتی) مانند کات کبود، سولفات آهن، دی کرومات پتاسیم و امثال آن بهره می جویند. استفاده از نمک فلزات به عنوان واسطه ایجاد کمپلکس با مولکول رنگزا و جهت
افزایش ثبات های عمومی رنگزا بر کالا صورت می گیرد. این نمکها که دندانه خوانده می‌شوند ممکن است مانند نمک های AL و قلع بی رنگ باشند که در این صورت برای حصول ثبات عمومی رضایت بخش بکار برده می شوند و یا نمکهای رنگی سولفات آهن، سولفات مس و بی کرومات
پتاسیم باشند که در این حال هم افزایش ثبات عمومی و هم فام مورد نظر، می تواند مدنظر باشد.
از قدیم تصور می کردند که دندانه سبب ایجاد خوردگی ناموزون در سطح و از بین رفتن فلسها می شود و در نتیجه سطح ناصاف الیاف می‌تواند سبب نفوذ بیشتر رنگزا به کالا شود. به همین علت از اصطلاح دندانه برای آن استفاده می کردند، ولی امروزه عمل دندانه دادن تنها سبب ایجاد یک کمپلکس دندانه با مولکول ماده رنگزا می شود که در نتیجه مولکول حجیمی از ماده رنگزا و دندانه در لیف تشکیل می شود که به راحتی نمی تواند در اثر شستشو از منافذ لیف خارج و یا در اثر نور تخریب می گردد.
علل تمایل مصرف کنندگان به استفاده از رنگزاهای طبیعی
۱- توجه به مسائل زیست محیطی و خطرات ناشی از فرآیند تولید رنگزاهای مصنوعی و پساب حاصل از آنها.
۲- توجه بیشتر به آرامش آدمی همراه با استفاده از مواد طبیعی
۳- خطرات ناشی از مصرف رنگزاهای مصنوعی به سلامتی انسان
۴- امکان تمام شدن مواد اولیه لازم برای تولید رنگزاهای مصنوعی و لزوم یافتن مواد جایگزین.
مشکلات موجود در راه توسعه استفاده از رنگزاهای طبیعی
۱- اغلب رنگزاهای طبیعی بدون تانن می باشند و به منظور افزایش ثبات عمومی آنها به یک ماده کمپلکس کننده نیاز است. این مواد کمپلکس کننده به مقدار زیادی در فرآیند رنگرزی مصرف می شوند که مقداری از آنها جذب نشده و در پساب باقی می ماند و در نهایت وارد محیط زیست می شوند و مشکلاتی را بوجود می آورند.
۲- با توجه به محدود بودن منابع تولید، لزوم مصرف بسیار زیاد مواد گیاهی در فرآیند رنگرزی از مشکلات دیگر استفاده از رنگزاهای گیاهی است.
۳- عدم امکان دوباره تولید مواد رنگزا و ایجاد فام کاملاً مشابه به روی الیاف، از جمله مشکلات اساسی دیگر در تولید نخ با فام یکسان به صورت انبوه است.
۴- فرآیند رنگرزی طبیعی اغلب یک فرآیند دراز مدت است و گاه چند روز به طول می انجامد.
۵- تولید مواد رنگزا از منابع دیگر مثل جلبکها، از مواردی است که در مراکز تحقیقاتی مورد بررسو توجه قرار دارد و چه بسا ممکن است این روش بتواند جایگزین روشهای شیمیایی گردد.
سازندگان رنگهای صنعتی به واکنش شدید عمومی در مقابل رنگهای مصنوعی بوسیله توسعه خط تولید جدید رنگهای آلی که بطور گسترده ای جانشین رنگهای مصنوعی غیرآلی با پایه فلزات سنگین پاسخ دادند که همان کیفیت رنگی را با پس ماندهایی با درصد سمی کمتر ارائه می کنند.
پیشنهاداتی برای توسعه استفاده از رنگزاهای طبیعی:
با انجام تحقیقات به منظور آسان سازی فرآیند رنگرزی طبیعی، معرفی دندانه های دوستدار محیط زیست (Environmentally Friendly Mordants) ، بهبود کیفیت تولید مواد رنگزای طبیعی، یافتن روشهای نوین برای تهیه رنگزاهای طبیعی با استفاده از کشت جلبکها و شناسایی گونه ها و تفاله های گیاهی ناشناخته حاوی درصد بالای مواد رنگزا، میتوان به استفاده بیشتر و بهتر از رنگزاهای طبیعی کمک کرد.
اهمیت رنگهای گیاهی
مسلم است که رنگ آمیزی در میان مردم فلات ایران سابقه دیرینه دارد، هر چند که از نقطه آغاز آن بی خبریم و قادر نیستیم به دقت نخستین جماعتی را که در این فلات به کار رنگ آمیزی پرداختند مشخص کنیم.
اما می توان گفت اقوام اولیه در برخورد با گیاهانی که دارای مواد و مایعات رنگین بوده اند توانسته اند وسایل خاصی از لوازم زندگی را رنگ‌آمیزی کنند. به علاوه، با توجه به مدارک باستان شناسی و مردم‌شناسی درخود آرایی نیز این رنگها را به کار می برده اند. این مردمان تن و روی مردگان خود را نیز با رنگ زینت می بخشیند. تا آنان را هر چه با شکوهتر به جهان دیگر روانه کنند و این رسم دیر زمانی پیش، تا هزاره سوم ق.م، در ایران خاصه در نواحی «سیلک» کاشان، معمول بود.
بدیهی است که رغبت خاص جماعات بدوی به رنگ آمیزی لوازم زندگی و همچنین خودآرایی، آنان را به تلاش برای بدست آوردن مواد رنگی برانگیخته است، ولی مشخص نیست چه مدت طول کشید تا برخورد تصادفی با ماده رنگین گیاهان و طبیعی به شناخت رنگها و استفاده مداوم از آنها منتهی شود.
با گذشت زمان و رسیدن به عصر حاضر پای رنگهای شیمیایی به ایران باز شد و این تجربه نخستین بار با استفاده از رنگهای جوهری و گروهی از رنگهای اسیدی قوی، که در برابر نور و شستشو دوام زیادی ندارند، به کار گرفته شد و در نتیجه برای همگان این باور پدید آمد که کیفیت رنگهای گیاهی از رنگهای شیمیایی بهتر و مناسبتر است، هر چند که تهیه رنگهای گیاهی دشوارتر است.
بنابراین، بسیاری از صاحبنظران و دست اندرکاران فرش بر این باورند که رنگهای شیمیایی دارای ثبات خوبی در برابر نور و شستشو و سایش نیستند، در صورتی که رنگهای طبیعی و گیاهی از این ثبات برخوردارند.
تردیدی نیست که کلیه نیازهای بشر از طبیعت تأمین می گردد. این نکته نیز روشن است که بسیاری از این امکانات و ذخایر طبیعی روزی پایان خواهد یافت. افزایش جمعیت و نیاز روزافزون بشر به زمینهای کشاورزی و محصولات خوراکی دیگر جایی برای کشت و پرورش گیاهان صنعتی نمی گذارد. به همین علت با توسعه و پیشرفت علم در تمامی زمینه ها و استفاده بیشتر از طبیعت و دستیابی به روشهای جدید و صرفه جویی در وقت و هزینه، سبب روی آوردن به شیوه های تولید مصنوعی و شیمیایی گردید و در این زمینه تلاشهای بسیاری انجام گرفت. به همین علت در طی چند دهه اخیر در ایران نیز شاهد ظهور و توسعه انواع رنگهای شیمیای (سنتتیک) بوده ایم. غافل از اینکه سرزمین ایران دارای موقعیت جغرافیایی منحصر به فرد و هوای چهار فصل با گستردگی
عرضی نسبتاً مناسب است و آب و هوای گرم و خشک، معتدل و مرطوب و کوهستانی را توأماً داراست و از این بابت دارای موقعیت ویژه ای است. وجود گیاهان خودرو و امکان کاشت و تکثیر این گیاهان صنعتی، به خصوص گیاهان رنگ دار، و معادن غنی، ایران را به صورت کشوری ثروتمند درآورده که متأسفانه به دلایل متعدد وابستگی به صنایع شیمیایی بهره برداری مناسبی از آن نشده است. به علاوه استفاده از مواد شیمیایی اثرات نامطلوبی بر انسان می گذارد که در صورت استفاده از مواد طبیعی به هیچ وجه مشاهده نمی‌شود.
همچنین استفاده گسترده و بی رویه از مواد و رنگهای شیمیایی موجب آلودگی شدید محیط زیست می شود که رسانه های گروهی بارها از خطرات آن سخن گفته اند. در حالی که به سادگی می توان از بسیاری گیاهان خودرو، که قابلیت رنگ دهی دارد، آن چنان استفاده کرد که هیچگاه با این ضایعات و خطرات مواجه نشد و همچنین با پرورش، کشت و آموزش روشهای کاشت و برداشت آنها، در ترویج و احیای این گیاهان پرارزش همت گماشت.
بازتاب مهم صنعت رنگرزی با مواد طبیعی بیشترین کاربرد خویش را در هنر و صنعت فرش بافی به جای گذاشته است و قالی ایران صنعتی کاملاً مستقل محسوب می شود که ضمن رفع نیازهای مصرفی دارای حالتی هنری نیز هست. دست اندرکاران تولید قالی ایران که از مواد اولیه ارزان و فراوان، فرآورده های گران قیمت به وجود می آورند، از گذشته‌های دور و دراز از شهرتی در خود برخوردار بوده اند و غرق‌آمیز نیست اگر گفته شود که تا سالها، دیگر ممالک، ایران را به عنوان
پشتوانه قالیهای نفیس و گران قیمت می شناختند. از آنجا که بافت قالی ترکیبی از هنر و صنعت است و بازتاب سرپنجه های هنرمندان و صنعتگران قالی‌باف، دارای ویژگیها و خصوصیاتی است که از هیچ جهت به سایر انواع و فرآورده های هنری و صنعتی شبیه نیست. رشد ماشینسم، به رغم آنکه عرصه را بر بسیاری از فرآورده های دیگر هنری تنگ کرده، هنوز موفق به سلب هویت قالی ایران نشده و این صنعت کماکان توان آن را داراست تا حیرت معاصران را برانگیزد و زبانها را به
تحسین بگشاید.
در قالی دستباف، چگونگی ترکیب رنگها با یکدیگر و کیفیت بافت نقش تعیین کننده را به عهده دارد، گو اینکه مصرف مواد اولیه مرغوب‌تر باعث نفاست بیشتر فرآورده ها می شود. ولی آنچه عمدتاً به قالی اهمیت و ارزش می بخشد مواد اولیه آن نیست و در واقع، قالی ایران، علاوه بر اینکه دارای کلیه خصوصیات یک هنر ظریف و یک صنعت قوی است، میتوان آن را آیینه تمام نمای افکار، احساسات، روحیات و خلق و خوی مردمی دانست که در گوشه و کنار کشور به کار تولید مشغول اند.
متأسفانه طی سالهای گذشته به دلیل بالا بودن میزان تقاضای قالی ایرانی، اگر نه همه، ولی بسیاری از دست اندرکاران این حرفه، که اکثراً خود نیز نقشی در تولید نداشتند و بیشتر به صورت واسطه عمل می‌کردند، استفاده از رنگهای بی ثبات شیمیایی را جانشین رنگهای مقاوم و آسیب ناپذیر گیاهی ساختند و تا حد امکان از کیفیت مواد اولیه و تنوع نقوش کاستند. حتی در سرمایه گذاریها در پاره ای از کشور همجوار که برخوردار از نیروی کار ارزان قیمت هستند کوشیدند تا نقشه های ایرانی را اجرا و از این طریق منافع بیشتری کسب کنند.
ولی خوشبختانه هیچ کدام از این عوامل نتوانست به حیثیت فرش ایران لطمه وارد سازد و این هنر و صنعت اصیل و پرسابقه کماکان توانست به حیات سالم خود ادامه دهد.
یکی از علل مرغوبیت و معروفیت قالی ایران زیبایی و ثبات و دوام رنگهای آن است. رنگرزی مواد مورد نیاز فرش بافی کاری است که هم نیازمند ذوق و دید هنری است و هم دقت کارآموز صنعتی را می طلبد. اساتید رنگرزی در فرش با استفاده از مواد رنگی سنتی از قبیل پوست گردو، روناس، پوست انار و دیگر مواد مشابه کم قیمت رنگهای ثابت و ترکیبی را به وجود می آورند که صدها سال از گزند نور و هوا و دیگر عوامل طبیعی مصون مانده و هر قدر به عمر و فرسایش فرش افزوده شود بر درخشش و جلای آن بیفزاید.
روناس
فرمول شیمیایی
ماده رنگی این گیاه در ریشه آن می باشد که دارای یک ساختمان اصلی (آلیزارین ۱۰و ۹ آنتراسن دی اون) و ساختمانهای فرعی مشتق آن است.
مشخصات گیاه روناس:
گیاهی علفی، پایا، به ارتفاع ۰/۵ تا ۱/۵ متر که به حالت وحشی در منطقه مدیترانه از اسپانیا تا آسیای صغیر و همچنین در شمال آفریقا و برخی نواحی آسیا می روید. ساقه خشک این گیاه، چهار گوش و پوشیده از خارهای کوچک و قلاب مانند است که به آن وسیله به تکیه گاهها ارتباط پیدا می کند. این خارها در کناره های برگ و رگبرگ میانی نیز دیده می‌شوند. برگهای آن، بیضوی
دراز و نوک تیز است و با آن که به ظاهر، مجتمع به تعداد شش تائی در طول ساقه دیده می شوند. معهذا بیش از دوتای آنها برگ نیست و بقیه استیپولهایی با ظاهر برگ مانند می باشند. گلهای آن کوچک، زرد و مجتمع بصورت چترهای متعدد در محور ساقه و یا در قسمتهای انتهایی آن است.
میوه آن به صورت سته، گوشتدار و به رنگ قرمز تیره است. قسمت مورد استفاده این گیاه، اعضای زیرزمینی یعنی ریزوم و ریشه آن است که به ضخامت انگشت است و طول آن به یک متر می رسد. زراعت روناس در بسیاری از نواحی اروپا و آسیا بمنظور بدست آوردن ماده رنگی آلیزارین از ریشه آن، در سابق معمول بوده است. ریشه خشک شده روناس، گاهی بصورت قطعاتی بطول ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر و به قطر ۲ تا ۵ سانتیمتر در بازار یافت می شود. در سطح خارجی این قطعات، خطوط طولی به موازات محور طولی ریشه دیده می شود. پوست ریشه روناس، رنگ قهوه ای قرمز داشته و بسهولت از طبقات پایین خود، که قرمز روشن یا مایل به زرد دارند جدا می شود طعم آن ابتدا ملایم ولی بعد گس و تلخ می شود. زراعت روناس با تهیه آسان آلیزارین در صنعت بسیار کم شد.
تاریخچه گیاه روناس:
رنگ قرمز حاصل از روناس در گذشته رنگ قرمز برتر بوده و اکنون نیز مورد استفاده دارد. البسه رنگرزی شده با آن در گورستانهای یونان مربوط به ۶۰۰۰ سال پیش یافت شده است. این رنگ در گیاه روناس یافت می شود. در سال ۱۹۸۴ تنوع گیاهان شناخته شده به ۵۰ رسید. گونه روبیا تینکتروم و روبیا پریجرینا بیشترین مقدار رنگ از ۱% تا ۲% را دار می باشد. روبیا تینکتروم و سایر نمونه ها در بسیاری از قسمتهای آسیا و اروپا و نواحی استوایی رشد می کنند. روناس قبل از
حداقل ۱۸ ماه و حداکثر ۲۸ ماه برای بدست آوردن حداکثر رنگ نباید برداشت شود. ریشه‌های گیاه روناس از زمین خارج، شسته و خشک می شوند و بصورت پودر به فروش می رسند. قسمتهای بالای گیاه دارای مقدار کمی رنگزا است و اغلب بعنوان علوفه استفاده می شود و گوسفندی که از این علوفه تغذیه کرده شیر زرشکی و ارغوانی خواهد داشت. در فرانسه و هلند کشاورزان می
دانستند که روناس برای ایجاد فام قرمز در شیر حیوان و فام زرد در کره نقش دارد. رنگرزی پنبه با آلیزارین از هندوستان سرچشمه گرفت و سرانجام به ترکیه رسید آلیزارین با آب سخت همراه با دندنه K AL (SO4). 12H2O رنگرزی و رنگ قرمز حاصل ثبات خوبی دارد و برای پنبه و ابریشم و کتان و پشم کاربرد دارد. لیکن فام آن بیشتر مات بوده و شفافیت مواد رنگرزی شده با اسید کرمیسیک را ندارد.
تحقیق علمی مربوط به آلیزارین در سال ۱۸۱۶ آغاز شد. آلیزارین همراه با گلیکوزید در گیاه موجود می باشد و بنام اسید روبریتیک شناخته شده است. هیدرولیز آنزیمی این محصول سبب ایجاد آلیزارین و قندی به نام Primeverose می کند بعدها اسید روبریتریک سنتز شد.
اگرچه رنگرزها از آلیزارین مصنوعی که صد درصد ۱ و ۲ دی هیدروکسی آنتراکینون بود استقبال کردند ولی آلیزارین طبیعی همیشه دارای مقادیر مختلفی از سایر پلی هیدورکسی آنتراکینونها می باشد. امروزه روستاییان ترجیح می دهند که خامه قالی را با رنگزاهای مصنوعی رنگرزی کنند زیرا رنگزاهای مصنوعی به راحتی در دسترس بوده و کاربرد راحت تری دارند. لیکن بعضی از هنرمندان و رنگرزهای خانگی معتقدند که آلیزارین طبیعی فامهای رنگی خاصی دارد که حصول آنها با آلیزارین مصنوعی ممکن نیست.
ترکیبات شیمیایی
ریشه روناس دارای گلوکزیدی به نام آلیزارین (Alizarine) ، پورپورین (Purpurin بمقدار کم)، روبیادین (Rubiadine) ، گلوکز، مواد پکتیک، مواد رزیتی، چربی و غیره است. اسید روبریتریک (Ruberythirque acid) اسید روبریرتینیک (Ruberythrinc acid) ، روبیان (Rubian) ، اسید روبیانیک (Rubianic acid) به فرمول C25H26O13 و وزن مولکولی ۴۶/۵۳۴ ، از ریشه روناس استخراج شده است.
اسید روبریتریک، به صورت بلورهای زرد طلایی، ابریشمی، براق با ظاهر منشوری یا سوزنی دراز، متبلور می شود. نقطه ذوب آن که در آب گرم و قلیایی حل و در بنزن غیرمحلول است.
روبیادین (Robiadine) به فرمول C15H1004 و وزن مولکولی ۲۳/۲۵۴ است. از بعضی از گیاهان تیره روناس مانند Rubia Tinctorunm و Morinda citriofolia Linn بدست می آید.
روبیادین به صورت بلورهای سوزنی شکل درخشان و فاقد بو است که در درجه ذوب می شود. در آب، سولفور کربن و آب آهک، غیرمحلول ولی در الکل، اتر و بنزن به مقادیر زیاد حل می شود.
آلیزارین (Alizarine) به فرمول C14H804 ، وزن مولکولی ۲۰/۲۴۰ که از ریشه روناس بدست می آید. آلیزارین با دو مولکول گلوکز، ایجاد اسید روبریتریک و دو ملکول آب می کند. آلیزارین نخستین بار در سال ۱۸۲۳ میلادی Robiquet Colin شناخته شد. آلیزارین به حالت آزاد در ریشه خشک روناس وجود دارد بطوریکه بوسیله الکل جوشان، می توان آنرا استخراج کرد در حالیکه از ریشه تازه گیاه
، این ماده به صورت بلورهای سوزنی شکل ارتورومبیک و به رنگ نارنجی در الکل مطلق و با روش تصعید متبلور می شود. در گرمای ۲۹۰ درجه ذوب و قابلیت تصعید دارد. در ۳۰۰ قسمت آب جوش و به مقدار کمی در الکل حل می شود. در بنزن، تولوئن، زایلن، سولفور کربن و اسید استیک خالص حل می شود.
مقاله پشم ورنگهای گیاهی