تأثير صباغة أقمشة أغطية الرأس ببعض الصبغات الطبيعية علي الحماية من الأشعة فوق البنفسجية

المقدمة والمشکلة البحثية :

تعتبر صناعة النسيج من أقدم الصناعات التي عرفها الإنسان وتطورت مع تطوره وقد استخدمت مواد الطباعة والصباغة في زخرفة المنسوجات منذ عصور ما قبل التاريخ والتي تتميز بقدرتها علي إضفاء اللون علي المنسوجات .

وتعد الصباغة من أقدم الفنون المعروفة ، حيث کان قدماء المصريين يستعملون أصباغاً مستخرجة إما من النباتات أو الحشرات ، ولقد ظل استخدام الصبغات الطبيعية فترات طويلة وأزمنة عديدة حني اکتشفت أول صبغة صناعية بمحض الصدفة والتي کانت من قطران الفحم الحجري، وخلال النصف الأخير من القرن التاسع عشر أصبحت الصبغات الصناعية متاحة ومتوافرة نظراً لما تملکه من مجموعات عديدة من الظلال الناصعة مع إعطاء تحسن ملحوظ في خواص ثبات اللون أکثر مما توفره الصبغات الطبيعية . (3)

وبالرغم من تلک المميزات التي توافرت للصبغات الصناعية إلا أنها تسببت في العديد من الآثار الضارة الخاصة بمشکلة التلوث البيئي بالإضافة إلي تأثيرها السلبي علي صحة الإنسان ، لذا في السنوات الأخيرة أصبح هناک اهتمام متزايد بالصبغات الطبيعية لحماية البيئة حيث تعتبر أکثر صداقة للبيئة من الصبغات الصناعية .

ونظراً لأن الصبغات الطبيعية منها أنواع قليلة تعطي درجات ثبات عالية ، لذا کانت الصبغات الطبيعية تحتاج إلي معالجة کيميائية إضافية لتحسين امتصاص اللون ومنع بهتانه ومنع استنزاف اللون في حمام الصباغة وکذلک تغيير وتحسين الألوان وهذه العملية الکيميائية تعرف بعملية التثبيت . (7)

وعلي الجانب الآخر ومع التطور التکنولوجي والحضاري وابتکار الإنسان لمواد جديدة رغم أهميتها فهي غير صديقة للطبيعة ، ومن هذه المواد الکيميائية ( الکلور فلور کربون) والتي تسببت في تحطيم طبقة الأوزون التي تحمي الغلاف الجوي من الإشعاعات الصادرة من طبقات القشرة العليا (4)، ونتج عن تآکل طبقة الأوزون جزئياً أن يصل سطح الأرض جزء متناسب مع التآکل من الأشعة الفوق بنفسجية مما يؤدي إلي مشکلات صحية نذکر منها سرطان الجلد (14)، وقد لوحظ أن انخفاض يمثل 1% في طبقة الأوزون يتسبب عنه زيادة تصل من ( 0.5 – 5% ) في کمية الأشعة الفوق بنفسجية النافذة مما يزيد من نسبة إصابة الجلد بالسرطان (8)، ومن الأمراض الناتجة أيضاً تکون غشاء علي العيون وتقليل مناعة الجسم وحدوث حروق جلدية شديدة وتسارع أعراض الهرم علي
الجلد . (14)

ولما کانت المنسوجات والأقمشة الحاجز الوقائي لهذه الأشعة ، ولما کانت أغطية الرأس من المکملات الملبسية التي لا يمکن الاستغناء ، ونظراً للضرر الذي ينتج من استخدام الصبغات الصناعية في تجهيز هذه الأقمشة ، فقد عني البحث باتجاهين وهما صباغة أقمشة أغطية الرأس ببعض الصبغات الطبيعية باستخدام مثبتات مختلفة وتأثير ذلک علي الحماية من الأشعة فوق البنفسجية بهدف التوصل إلي أقمشة أغطية للرأس تحقق الناحية الصحية والوظيفية ، ومن هنا کان التساؤل الرئيسي للبحث في :

ما تأثير صباغة أقمشة أغطية الرأس ببعض الصبغات الطبيعية علي الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ؟

ويتفرع من هذا التساؤل تساؤلات فرعية هي :

1.  ما تأثير نوع الصبغة الطبيعية في إکساب أقمشة أغطية الرأس الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ؟

2.  ما تأثير نوع المثبت في إکساب أقمشة أغطية الرأس الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ؟

3.  ما درجة الجودة اللونية للصبغات والمثبتات المستخدمة ؟

4. ما أفضل الصبغات والمثبتات لصباغة أقمشة أغطية الرأس والتي تحقق الناحية
الوظيفية والصحية ؟

أهمية البحث:

1. التغلب علي المشکلات الصحية الناتجة من تجهيز أغطية الرأس بالصبغات الصناعية .

2. تحديد أفضل الصبغات الطبيعة والمثبتات تحقيقاً للحماية من الأشعة فوق البنفسجية .

3. إمکانية التوصل لنوع من أقمشة أغطية الرأس يحقق الراحة الصحية والوظيفية .

أهداف البحث:

1.    دراسة تأثير بعض أنواع الصبغات الطبيعية علي الحماية من الأشعة فوق البنفسجية .

2.    دراسة تأثير بعض أنواع المثبتات علي الحماية من الأشعة فوق البنفسجية .

3. التوصل لأفضل الصبغات والمثبتات تحقيقاً لجودة الخواص اللونية وحماية من الأشعة
فوق البنفسجية.

فروض البحث:

1.   توجد علاقة إحصائية بين العينات البحثية ونفاذية الأشعة فوق البنفسجية عند الأطوال الموجية المختلفة .

2.   توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين کل من (أنوع الصبغات والمثبتات) ومعامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية.

3.   توجد علاقة إحصائية بين جودة الخواص اللونية للصبغات الطبيعية ومعامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية .

منهج البحث :

1.  المنهج الوصفي التحليلى.

2.  المنهج التجريبى.

حدود البحث :

1. حدود مکانية : أجريت التجارب المعملية فى کل من :

 - شرکة مصر للغزل والنسيج بالمحلة الکبرى.

 - معمل القياسات الضوئية بالمعهد القومى للقياس والمعايرة .

2 . حدود نوعية : يقتصر البحث علي :

 - قماش قطن 100%.

 - الصبغات الطبيعية المضادة للأکسدة (الفراولة ، الشاي الأخضر ، قشر البصل ).

 - المثبتات ( کبريتات الألمونيوم ، کبريتات الماغنسيوم ، کبريتات الحديدوز) .

الدراسات السابقة :

 المحور الأول : دراسات اهتمت بدراسة صباغة أقمشة أغطية الرأس بالصبغات الطبيعية :

دراسة (ايريني سمير مسيحه ، 2008) (3) : وهدفت إلي دراسة تأثير بعض عوامل الترکيب البنائي للأقمشة السليلوزية المصبوغة بالصبغات الطبيعية علي خواص الأداء الوظيفي لأغطية الرأس ، وقد تم استخدام ثلاث صبغات طبيعية هي (الکرکم – الکرکديه – قشر الرمان ) واستخدام مثبت الشبه ، وتم إجراء بعض الاختبارات المعملية مثل عمق اللون وخواص الثبات وقوة الشد والاستطالة وزاوية الانفراج ، وتوصلت النتائج إلي أن أفضل خامة تحقق خواص الأداء الوظيفي هي المخلوط (قطن / فسکوز) باستخدام لحمة 14/1 ومصبوغة بصبغة الکرکديه .

دراسة (أسماء سامي عبد العاطي ورانيا محمد أحمد ، 2014 ) (1) : وهدفت إلي دراسة تأثير ظروف عملية المرسرة علي تحسين خواص أقمشة مکملات الملابس (أغطية الرأس) المصبوغة بالصبغات الطبيعية ، وتم استخدام صبغة قشر البصل ومثبتات (الشبه ، الکروم ، القصدير) ، وقد تم إجراء اختبارات ثبات اللون وعمق اللون وقوة الشد والاستطالة ، ومن النتائج التي تم التوصل إليها أن أفضل مثبت الکروم ، وأفضل ترکيز للصودا الکاوية 250جم / لتر.

المحور الثاني : دراسات اهتمت بدراسة دور الملابس في الحماية من الأشعة فوق البنفسجية :

دراسة (Eckhardt,C.,&Rohwer,H. ، 2000) (19) : وهدفت إلي التعرف علي تأثير الأصباغ وعوامل امتصاص الأشعة فوق البنفسجية و الغسيل المتکرر علي خصائص المنسوجات الکيميائية وتقارب الحبک ، وأظهرت النتائج أن القطن أقل حماية إذا لم يتم معالجته إلا أنه أکثر استخداماً في الملابس الصيفية نظراً لقدرته علي الامتصاص والراحة ، ويؤکد البحث أن بعض أنواع الشعيرات کالقطن غير الملون والحرير والنايلون لها قابلية النفاذية للأشعة فوق البنفسجية أکثر من البوليستر والصوف .

دراسة ( مني عبد المنعم عقدة ،2002) (12) : وهدفت إلي التوصل لأقمشة للحماية من الأشعة فوق البنفسجية ، وقد أثبتت الدراسة أن الملابس المصنعة من القطن غير المبيض له معامل حماية من الشمس منخفض نسبياً بالمقارنة بالملابس المصنعة من القطن المبيض ، فالصباغات الطبيعية والشموع في القطن الغير معالج تعتبر ممتصات للأشعة فوق البنفسجية.

 دراسة (إيمان فضل عبد الحکم و غادة أحمد بيومي ، 2005) (4) : وهدفت إلي التعرف علي تأثير بعض عناصر الترکيب البنائى النسجى ( الخامة ، الترکيب النسجى ، کثافة الخيوط ، السمک) على نفاذية الأشعة فوق البنفسجية ، وقد أظهرت النتائج أن هناک اختلاف في نفاذية الخامات محل الدراسة للأشعة فوق البنفسجية باختلاف الطول الموجي کما حققت کثافة الخيوط 18/18 أعلي نفاذية فوق البنفسجية عند الأطوال الموجية المختلفة ووجد أن الترکيب النسجى الأعلى نفاذية للأشعة فوق البنفسيجية هو سادة 2/2 ممتد من الاتجاهين ، والأقل نفاذية هو مبرد 2/2 .

دراسة (سعدية عمر خليل ، 2005) (8) : وهدفت إلي التعرف علي تأثير اختلاف نوع الخامة علي النسبة المئوية للأشعة فوق البنفسجية ، وذلک بإنتاج 25 عينة منسوجة ذات خامات مختلفة وهي (القطن ، الصوف ، البوليستر ، البولي بروبلين ، البولي أکريليک ) ثم إجراء اختبار نفاذية الأشعة فوق البنفسجية علي هذه الأقمشة عند الأطوال الموجية المختلفة ، وکذلک تم استنتاج أقل واعلي الخامات نفاذية لهذه الأشعة (حسابياً) من خلال نتائج بعض الاختبارات الطبيعية مثل نفاذية الهواء والسمک وامتصاص الماء.

دراسة (Biswa Ranjan Da ، 2010) (16) : وتناولت دور الملابس في حماية الجلد البشري من الإشعاعات فوق البنفسجية الضارة والعوامل المؤثرة علي مقاومة نفاذ الأشعة فوق البنفسجية مثل معامل التغطية ونوع الخامات الطبيعية والصناعية.

دراسة (نجلاء بن حمدان ،2011) (14) : وهدفت إلى التعرف علي الأضرار الناجمة لجلد الإنسان من أـشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية والتعرف علي أنواع الخامات والملابس التي توفر حماية أفضل للجلد ، وقد توصلت الدراسة من خلال إحصائية لأکثر أنواع السرطانات شيوعاً في المملکة العربية السعودية أنه لا يعتبر سرطان الجلد من الأکثر السرطانات شيوعاً مقارنة بأمريکا والدول الأوربية وهذا يرجع إلي العادات والتقاليد الاجتماعية السائدة في المجتمع السعودي باعتباره مجتمع محافظ .

دراسة ( G., E., Ibrahim ،2011) (20) : وتناولت دراسة تأثير العوامل البنائية المختلفة للأقمشة القطنية المعالجة لمقاومة نفاذية الأشعة فوق البنفسجية بهدف التوصل لتحقيق أفضل المعايير لتصميم وإنتاج أقمشة واقية ، وقد تم استخدام ثلاث تراکيب نسجية ( سادة 1/1، مبرد 3/1، أطلس6 ) وثلاث حدفات مختلفة (12 ، 30، 36 ) حدفة / بوصة و کانت نمر الخيوط (30/1 ، 40/1) .

المحور الثالث : دراسات اهتمت بدراسة تأثير الصبغات الطبيعية علي الحماية من الأشعة فوق البنفسجية :

دراسة (Shahid Adeel and Others ، 2011) (24) : وهدفت إلى استخدام مسحوق الکرکم بترکيزات مختلفة للحصول على تدرج فى اللون الأصفر لصباغة أقمشة قطنية مع استخدام مثبت الشبه ومثبت کبريتات الحديدوز بهدف الحصول على أفضل نسبة ترکيز تحقق جودة الصباغة بعد تعريض العينات للأشعة فوق البنفسجية .

دراسة (R. et alMongkholrattanasit ، 2011) (23) : وهدفت إلي استخراج صبغة طبيعية من أوراق شجرة الکينا أو الکافور eucalyptusواستخدامها في صباغة أقمشة الحرير والصوف باستخدام مثبتات مختلفة مثل کبريتات الحديدوز و کبريتات الألمونيوم والنحاس عند درجة 90 درجة مئوية لمدة 40 دقيقة ، وأظهرت النتائج أن الأصباغ الطبيعية المستخرجة من أوراق الکافور لها تطبيقات جيدة لصباغة المنسوجات وإنتاج أقمشة واقية من الأشعة فوق البنفسجية.

دراسة (et alDaniele Grifoni ، 2011) (17) : وتناولت دراسة خصائص الحماية من الأشعة فوق البنفسجية على الأقمشة المصنوعة من الألياف النباتية (القطن ، الکتان ، القنب ، الرامي) باستخدام تراکيب بنائية مختلفة ، وتم الصباغة باستخدام بعض الأصباغ الطبيعية الأکثر شيوعا مثل نبات الفوة Madder(اسم شائع لنبات من جنس روبيا ( (Rubia) ذي أزهار مصفرة و (Cochineal) (حشرة حرشفية يستخرج منها صبغة الکارمين القرمزي اللون) ، ثم قياس نفاذية الأشعة فوق البنفسجية ، واستخدمت قياسات النفاذية لحساب عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) ، وکشفت النتائج أن الأقمشة السميکة وذات معامل تغطية عالي تظهر مستويات جيدة لمقاومة نفاذ الأشعة فوق البنفسجية حتى إذا کنت غير مصبوغة ، وأن الأقمشة الخفيفة أظهرت مستوي عال من الحماية فقط بعد الصباغة مع الأخذ في الاعتبار ترکيزات عالية من الأصباغ المستخدمة.

دراسة (et alDaniele Grifoni ، 2014) (18) : وتناولت دراسة تأثير صباغة أقمشة الکتان والقطن بصبغات طبيعية من مستخلصة من نباتات مائية ، وقد تم استخدام بعض المثبتات مثل الشبه والبوتاسيوم ، ثم قياس نفاذية الأشعة فوق البنفسجية باستخدام مقياس الطيف الضوئي ، وقد أظهرت بعض العينات نتائج ممتازة لمقاومة الأشعة بعد التعرض للغسيل والضوء لعدة مرات.

تعقيب :

 استفاد البحث الحالي من المحاور الثلاث السابقة للبحوث والدراسات السابقة ، فمن خلال المحور الأول تم التعرف علي أهمية الصباغة الطبيعية لأقمشة أغطية الرأس والتعرف علي تأثير الصبغات والمثبتات المختلفة ، ومن خلال المحور الثاني تم التعرف علي دور الملابس في الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ، أما المحور الثالث والذي يتفق في الهدف مع البحث الحالي تم الاستفادة منه في التعرف علي دور الصبغات الطبيعية وأهميتها في زيادة الحماية للأقمشة ضد الأشعة فوق البنفسجية ، ومن الملاحظ من خلال تلک الدراسات ندرة وجود دراسة تطبيقية لتأثير الصباغات الطبيعية والمثبتات المستخدمة علي مقاومة أقمشة أغطية الرأس لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية .

الجانب النظري للبحث :

المحور الأول : الصبغات الطبيعية

 تعتبر الصبغات الطبيعية أول ما استعمل الإنسان من صبغات وکانت مصادرها النباتية جذور النباتات أو بذورها ، کما استعملت بعض الحشرات کمصادر حيوانية ، أما المصادر المعدنية فکانت مياه الآبار الطبيعية ولکن هذه الصبغات الأخيرة تسبب ضعفاً للألياف . (2)

 وتعتبر الصبغات ذات الأصل النباتي من أکثر الصبغات التي تم الإبداع في ألوانها الکثيرة وترجع أهميتها إلي أن نسبة السمية بها منخفضة جداً وتعطي ألواناً ساطعة ولامعة . (15)

 وتنقسم الصبغات النباتية حسب الجزء المشتقة منه کما يلي :

1.  اللحاء : مثل لحاء أشجار التفاح و الکرز والصفصاف .

2.  الجذور : مثل Lady’s bed straw - Blood root.

• ·   الثمار : مثل البرقوق والفراولة .
• ·   الزهور : مثل Golden rod ، البانسيه Pansy.
• ·   الأوراق وسيقان النبات : مثل القراص Stinging rettles ، الکنباث ، الشاي 0
• ·   القشرة : مثل قشور البصل Onionوقشر الرمان Pome granate . (25)

مميزات الصبغات الطبيعية :

1.   لها مظهر مميز وتعطي تأثيرات کثيرة لألوان نادرة .

2.   ليس لها تأثيرات سامة وإن وجدت فهي منخفضة جداً . (21)

3.   يتم الحصول عليها من مصادر متجددة .

4.   صديقة للبيئة .

5.   توفر إمکانية أن يکون المنتج النسجي مصنوعاً من منتجات طبيعية کلياً .

6.   آمنة أثناء تحضيرها بل تعمل أحياناً علي حماية الصحة . (1)

عيوب الصبغات الطبيعية :

1.   تکلفتها غالية وظلالها اللونية محدودة.

2.   أنواع قليلة منها تعطي درجات ثبات ممتازة للضوء والغسيل .

3.   بعض المثبتات التي تستخدم مع بعض الأصباغ ضارة ببعض الأنسجة . (3)

4. إحلال الصبغات الطبيعية محل الصبغات التخليقية يؤدي إلي تدمير المملکة النباتية ، ويمکن التغلب علي ذلک بتجنب استخدام جذور النباتات والمواد الخام ذات القيمة الدوائية واستخدام المواد قليلة الاستعمال التجاري. (11)

المثبتات :

 وهي مواد معالجة کيميائية إضافية تقوم بجذب النسيج والصبغة في روابط ، و تضاف لتحسين امتصاص اللون ومنع بهتانه ومنع استنزاف اللون في حمام الصباغة وکذلک تغيير وتحسين الألوان ، وفي بعض الأحيان تستخدم لإعطاء تأثيرات لونية مختلفة للصبغات بطبيعتها . (7)

أنواع المثبتات :

1.   أملاح معدنية أو مثبتات معدنية .

2.   التانين وحامض التانيک .

3.   مثبتات زيتية . (1)

المحور الثاني : الأشعة فوق البنفسجية (UV)

 تعرف الأشعة بأنها جزء من خط الکهرومغناطيسي الذي يقع بين الأشعة غير المرئية من جهة والأشعة المرئية من جهة أخري . (14)

 وتنقسم الأشعة الفوق بنفسجية إلي ثلاثة أقسام :

• ·  الأشعةUV-A : وهي ذات الطول الموجي (315 : 400نانوميتر) وتسمي الضوء الأسود .
• · الأشعةUV-B : وهي ذات الطول الموجي (280 : 315 نانوميتر) وتسبب الالتهاب
  للجلد واحمراره.
• ·  الأشعة UV-C : وهي ذات الطول الموجي (200 : 280 نانوميتر) وهي تعتبر منطقة إبادة جرثومية وهي أشعة قاتلة للحياة البشرية وتحدث أضرار بالجلد وقد تحدث نوعاً من الأورام السرطانية . (14) ، (22)

 وتعتبر الأشعة فوق البنفسجية سلاحاً ذي حدين فهي ضرورية لتکوين فيتامين (د) داخل جسم الإنسان ، وضارة في الطول الموجي 280 : 320 نانوميتر ، ولذلک يحتاج الإنسان للوقاية منها (12) ، إذ أن هذه الأشعة لها القدرة علي اختراق طبقات الجلد لتتسبب في حدوث حروق والتهابات للجلد وبعض الخلايا في تلک الطبقات التي تحمل صبغة الميلانين والتي تعطي اللون البني الذي يزيد من الحماية الذاتية للجلد ضد الأشعة فوق البنفسجية ، ولکن مع مرور الوقت وتکرار التعرض للشمس يؤدي ذلک إلي حدوث تغيرات في الحمض النووي ويحدث تدمير للخلايا الجلدية وبالتالي يحدث سرطان الجلد . (8)

دور الأقمشة في الوقاية من الأشعة فوق البنفسجية :

 يتغير معامل حماية الأقمشة ضد الأشعة فوق البنفسجية تبعاً لنوع الشعيرات ، الترکيب النسجي ، معامل التغطية ، لون القماش وکثافة الصبغات ، التجهيز ، وکذلک ظروف عملية الغسيل . (8)

• ·   نوع الشعيرات : تتباين الخامات النسجية في مقدار ما يمتص أو ينعکس أو ينفذ من الإشعاعات غير المؤينة .
• · الترکيب النسجي : القماش ذو الترکيب النسجي السادة أفضل من سائر التراکيب النسجية في الحماية من الإشعاع فوق البنفسجي عند ثبات باقي العوامل . (6)
• · معامل التغطية : يعتبر معامل التغطية وما يرتبط به من ترکيب نسجي ومسامية ووزن متر مربع من أکثر العوامل المؤثرة علي مستوي نفاذية الأشعة فوق البنفسجية . (9) ، وکلما کانت الخيوط في الأقمشة ذات کثافة عالية – کانت نسبة الحماية أکبر ، وذلک عند ثبات جميع المواصفات التنفيذية الأخري . (8) ، (16)
• · سمک الأقمشة : يؤثر سمک الأقمشة علي معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ، فالمنسوجات السميکة التي تستخدم کحاجز للضوء تعطي حماية للإنسان من هذه الأشعة الناتجة عن ضوء الشمس المباشر تصل إلي 99 % تقريباً . (8)
• · التجهيز : يوصي باستخدام مادة السيراميک في التجهيز لأنها تمتص الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي (280 – 400) وتعکس الأشعة المرئية تحت الحمراء ، أما الألمونيوم وسليکات الألمونيوم فلها قدرة فائقة علي انعکاس الأشعة فوق البنفسجية ، أما أکسيد التيتانيوم فيمتص هذه الأشعة . (12)
• · الصبغات : لها دور کبير في زيادة معامل الحماية الشمسية (14) ، فالألوان الداکنة عادة تعطي حماية أفضل (26) ، وهي أفضل من متوسطة القيمة أو الفاتحة في مستوي الحماية من الإشعاع فوق البنفسجي ، ويمکن رفع مستوي الحماية للأشعة فوق البنفسجية باستخدام بعض أنواع الصبغات أو التجهيزات الماصة أو القاطعة لها . (6)

المحور الثالث : أغطية الرأس

 وتشمل القبعات والبونيهات والايشاربات ، وتعتبر الايشاربات من أکثر المکملات المؤثرة والتي يمکن استخدامها بأساليب عديدة . (13)

 وتعد أغطية الرأس أحد المکونات الرئيسية في الأزياء السائدة في المجتمع الشرقي والمتوائمة مع الزى السائد في تصميمات الأزياء في الوقت الحالي . (5)

 وأصبحت أغطية الرأس من القطع الملبسية الهامة لمعظم فئات المجتمع من الفتيات والسيدات في مصر والعالم العربي ، لما تمثله تلک القطع من لمسة جمالية رقيقة للمرأة فتعد بمثابة اللمسة الأخيرة التي بدونها لا يکتمل المظهر الخارجي ، کما تعد عنصر من عناصر الحماية وإضافة بارزة لعنصر الاحتشام من جهة أخري .(10)

التجارب العملية والاختبارات المعملية :

أولاً : مواصفة القماش المستخدم :

- نوع الخامة : قطن 100%.

- نمرة خيط السداء : 40 /1.

- نمرة خيط اللحمة : 40 /1.

- عدد فتل البوصة : 45 فتلة .

- عدد لحمات البوصة : 35 حدفة .

- الترکيب النسجي : سادة 1/1 .

- وزن المتر المربع : 120 جم .

- تم تجهيز القماش الخام قبل الصباغة علي مرحلتين ( الغليان – التبييض) .

ثانياً : الصبغات الطبيعية المستخدمة :

تم استخدام بعض الصبغات الطبيعية المضادة للأکسدة وهي :

• ·   الفراولة Strawberry (Fragaria x ananassa)
• ·   الشاي الأخضرGreen teaCamellia sinensis) )
• ·   قشر البصلPeel onions(Allium cepa)
• ·   الترکيز المستخدم : 70 جم / 400 مل ماء .

ثالثاً : المثبتات المستخدمة :

• ·   کبريتات الألمونيوم - الشبه Aluminum sulfate
• ·   کبريتات الحديدوز Iron sulfate
• ·   کبريتات الماغنسيوم Magnesium sulfate
• ·   الترکيز المستخدم : 8 جم / 400 مل ماء .

رابعاً : إجراءات الصباغة :

استخلاص الصبغة :

1. الفراولة :

 وزن 200جم من الفراولة - غليان بدون ماء لضعف اللون الموجود بها و الحصول علي کمية الصبغة اللازمة لعملية الصباغة - تصفية وترشيح لاستبعاد الشوائب .

2. قشر البصل :

 تحضير قشور البصل الجافة وطحنها إلي قطع صغيرة - وزن 50 جم من القشور ثم الغلي لمدة نصف ساعة في 375 مل ماء - تصفية وترشيح لاستبعاد الشوائب .

3. الشاي الأخضر :

 وزن 50 جم من الشاي الأخضر ثم الغلي لمدة نصف ساعة في 375 مل ماء - تصفية وترشيح لاستبعاد الشوائب .

تحضير العينة المعملية :

1.   وزن وتحضير العينات التي سيتم صباغتها حيث تزن العينة ( 10 جم) .

2. تحضير حمام الصباغة بوضع العينة في محلول 400مل ماء يحتوي علي 70 جم من محلول الصبغة المستخلصة ويضاف اليه 8 جم من المثبت ( حيث عند التشغيل في عملية الصباغة يتم الصباغة علي ( L.R 1: 40) ، وهذه النسبة تعبر عن العلاقة بين وزن العينة وحجم المحلول الموجود به الصبغة ، أي أن کل 1جم من القماش يوضع له 40 مل ماء.

عملية الصباغة :

1. تمت عملية الصباغة باستخدام ماکينة الصباغة بقطاع التجهيز بشرکة الغزل والنسيج بالمحلة الکبري ، وتحتوي علي عدد خمس حوامل يثبت بها عدد من الأوعية محکمة الغلق حيث يوضع محلول الصبغة والعينات في هذه الأوعية وتثبت بالجهاز .

2.   تم ضبط درجة الحرارة والزمن المستخدم عند 90 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة .

3.   تقوم الماکينة بتقليب الأوعية بصورة مستمرة لضمان انتظام الصبغة ، ثم يقوم الجهاز بعد انتهاء الزمن بتبريد الأوعية تدريجياً .

4.   تنقل العينات من الأوعية ثم تشطف جيدا بالماء الجاري ثم الغسيل باستخدام الصابون والماء مرة أخري وتشطف جيداً.

5.   التجفيف باستخدام مجفف هواء ساخن .

خامساً : الاختبارات المعملية :

• ·    اختبار قياس نفاذية الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet Radiation:

 تم قياس النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية بمعمل القياسات الضوئية بالمعهد القومي للقياس والمعايرة علي النحو التالي :

- باستخدام جهاز : VIS - Spectrophotometry PerkinElmer)/ (UV

- طبقاً للمواصفة القياسية :

(AATCC Test Method 183-2014 Transmittance or Blocking of Erythemally Weighted Ultraviolet Radiation through Fabrics)

- تم القياس عند الأطوال الموجية المختلفة :

 (315 : 400 نانوميتر) UV- A

 (290 : 315 نانوميتر) UV- B

- تم استخدام قياسات النفاذية في استنتاج معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet Protective Factor (UPF) من خلال برنامج إحصائي بمعمل القياسات.

• ·    اختبارات خواص اللون :

 تم إجراء اختبارات خواص اللون للعينات البحثية بمعامل الفحص والجودة بشرکة مصر للغزل والنسيج بالمحلة الکبري علي النحو التالي :

 1. اختبار قياس عمق اللون k/s :

تم قياس عمق اللون طبقاً للمواصفة القياسية المصرية 2864/1995 باستخدام جهاز

Data colour International – Model S.F600+). Spectro photometer,)

2. اختبار ثبات اللون للاحتکاک :

 تم إجراء ثبات اللون للاحتکاک (جاف – رطب) تبعاً للطريقة القياسية AATCC Test Method 8-1977وذلک باستخدام جهاز (Crok-Meter) ، وتم تقييم العينات باستخدام المقياس الرمادي (Gray scale) .

3 . اختبار ثبات اللون للعرق :

 تم إجراء ثبات اللون للعرق (حامضي – قلوي) تبعاً للطريقة القياسية AATCC Test Method15-1973وذلک باستخدام جهاز Perspiration TesterAATCC، وتم تقييم العينات باستخدام المقياس الرمادي (Gray scale).

4 . اختبار ثبات اللون للغسيل :

 تم إجراء الثبات للغسيل تبعاً للطريقة القياسية AATCC Test Method 61- 1975وذلک باستخدام جهازLaunder- ometer standard Instrument، وتم تقييم العينات باستخدام المقياس الرمادي (Gray scale).

5. اختبار ثبات اللون للضوء :

 تم إجراء الثبات للضوء تبعاً للطريقة القياسية AATCC Test Method16 A- 1971 ، وتم تقييم العينات باستخدام المقياس الأزرق ( Blue scale) .

سادساً : النتائج والمناقشة

 تم تحليل نتائج الدراسة إحصائياً عن طريق :

 ( حساب المتوسطات - تحليل التباين الأحادي في اتجاهين Two – Way ANOVA)) - اختبار Tukey للمقارنات المتعددة - تقييم الجودة کما تم استخدام Radar Charts - معامل ارتباط الرتب لسبيرمان) .

• ·   الفرض الأول :

توجد علاقة إحصائية بين العينات البحثية ونفاذية الأشعة فوق البنفسجية عند الأطوال الموجية المختلفة

1. نتائج النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية عند الأطوال الموجية المختلفة
للعينات البحثية :

جدول (1) يوضح نتائج النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية

عند الأطوال الموجية المختلفة للعينات البحثية

شکل(1) يوضح نتائج النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية

عند الأطوال الموجية المختلفة للعينات البحثية

يتضح من جدول وشکل (1) أن العينة (بدون صباغة) اکثر العينات نفاذية للأشعة فوق البنفسجية عند الأطوال الموجية المختلفة يليها العينة المصبوغة (بصبغة الفراولة باستخدام مثبت کبريتات الألمونيوم والماغنسيوم) ، بينما أقل العينات نفاذية کانت العينة المصبوغة (بصبغة الشاي الأخضر ومثبت کبريتات الحديدوز) .

2.   متوسط نتائج النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية عند الأطوال الموجية ( 315 – 400 ) (UV- A) :

جدول (2) يوضح متوسط نتائج النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية

عند الأطوال الموجية ( 315 – 400 ) (UV- A)

شکل (2) يوضح متوسط نتائج النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية

عند الأطوال الموجية ( 315 – 400 ) (UV- A)

يتضح من جدول وشکل (2) أن العينة (بدون صباغة) اکثر العينات نفاذية للأشعة فوق البنفسجية عند الاطوال الموجية (315 : 400 ) نانوميتر ، بينما أقل العينات نفاذية کانت العينة المصبوغة ( بصبغة الشاي الأخضر ومثبت کبريتات الحديدوز) .

3.  متوسط نتائج النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية عند الأطوال الموجية (290– 315) (UV- B):

جدول (3) يوضح متوسط نتائج النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية

عند الأطوال الموجية ( 290 – 315) (UV- B)

شکل (3) يوضح متوسط نتائج النسبة المئوية لنفاذية الأشعة فوق البنفسجية

عند الأطوال الموجية ( 290 – 315) (UV- B)

 يتضح من جدول وشکل (3) أن العينة (بدون صباغة) أکثر العينات نفاذية للأشعة فوق البنفسجية عند الاطوال الموجية (290: 315 ) نانوميتر ، بينما أقل العينات نفاذية کانت العينة المصبوغة ( بصبغة الشاي الأخضر ومثبت کبريتات الحديدوز) .

4.  نتائج معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (U P F)

جدول (4) يوضح متوسط نتائج معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (U P F)

شکل (4) يوضح نتائج معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ( (U P F

 يتضح من جدول وشکل (4) أن العينة المصبوغة ( بصبغة الشاي الأخضر ومثبت کبريتات الحديدوز) هي أکثر العينات حماية من الأشعة فوق البنفسجية حيث کان معامل الحماية (63.73) ، بينما کانت العينة (بدون صباغة) أقل العينات حماية من الأشعة فوق البنفسجية حيث کان معامل الحماية (3.87) يليها العينة المصبوغة (بصبغة الفراولة باستخدام مثبت کبريتات الماغنسيوم) .

ومن خلال الجداول والأشکال السابقة يتضح العلاقة بين (UV- A) و (UV- B)و (U P F)

شکل (5) يوضح (UV- A) و (UV- B) و (U P F) للعينات البحثية

• ·    الفرض الثاني :

توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين کل من (أنوع الصبغات والمثبتات) ومعامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية

جدول (5) يوضح تحليل التباين الأحادي في اتجاهين Two – Way ANOVA))

لتأثير الصبغات والمثبتات علي معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF)

R²= 0.91

يتضح من نتائج الجدول السابق وجود فرق دال إحصائياً عند مستوي 0.05 بين متوسطات کل من الصبغات والمثبتاتحيث بلغت قيمة ف (14.25) و (6.108) علي الترتيب وهي معنوية التأثير .

وجاءت معادلة الانحدار الخطي علي النحو التالي:

y= -0.676 + 13.49x₁ +3.748 x₂

حيث أن : y= الخاصية المقاسة ، X₁ = الصبغات ، X₂ = المثبتات.

ولتحديد اتجاه الفروق بين( الصبغات) ، وبين (المثبتات) تم تطبيق اختبار Tukey للمقارنات المتعددة کما يلي :

جدول (6) يوضح الفروق بين المتوسطات لتأثير الصبغات علي معامل الحماية

من الأشعة فوق البنفسجية (UPF)

حيث م = متوسط ،    *= فرق معنوي عند مستوي (0.05)

يتضح من الجدول السابق أن هناک فروقاً دالة بين صبغة الفراولة وکل من الشاي الأخضر وقشر البصل في تأثيرها علي معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ، بينما لا يوجد فروق معنوية بين صبغة الشاي الأخضر وقشر البصل ، ويمکن ترتيب الصبغات وفق تأثيرها في ضوء المتوسطات (الشاي الأخضر، قشر البصل، الفراولة) .

جدول (7) يوضح الفروق بين المتوسطات لتأثير المثبتات علي معامل الحماية

من الأشعة فوق البنفسجية (UPF)

يتضح من الجدول السابق أن هناک فروقاً دالة بين مثبت کبريتات الألمونيوم والحديدوز، وبين مثبت کبريتات الحديدوز والماغنسيوم في التأثير علي معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ، بينما لا يوجد فروق معنوية بين مثبت کبريتات الألمونيوم والماغنسيوم ، ويمکن ترتيب المثبتات وفق تأثيرها في ضوء المتوسطات (کبريتات الحديدوز، کبريتات الماغنسيوم ،
کبريتات الألمونيوم).

شکل (6) يوضح الفروق بين المتوسطات لتأثير الصبغات والمثبتات علي معامل الحماية

من الأشعة  فوق البنفسجية (UPF)

• ·   الفرض الثالث :

توجد علاقة إحصائية بين جودة الخواص اللونية للصبغات الطبيعية ومعامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية

أولاً : معامل جودة نتائج الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ((UPF للصبغات الطبيعية باستخدام المثبتات المختلفة:

جدول (8) يوضح معامل جودة الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ((UPF للصبغات الطبيعية

باستخدام المثبتات المختلفة

شکل (7) يوضح معامل جودة الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ((UPF للصبغات الطبيعية

باستخدام المثبتات المختلفة

ثانياً : معامل جودة الخواص اللونية للصبغات الطبيعية باستخدام المثبتات المختلفة

جدول (9) يوضح متوسط نتائج الخواص اللونية للصبغات الطبيعية باستخدام المثبتات المختلفة

جدول (10) يوضح معامل جودة الخواص اللونية للصبغات الطبيعية باستخدام المثبتات المختلفة

شکل (8) يوضح معامل جودة الخواص اللونية للصبغات الطبيعية باستخدام المثبتات المختلفة

شکل (9) يوضح أفضل العينات في جودة الخواص اللونية

[صبغة الشاي الأخضر بمثبت کبريتات الحديدوز بمعامل جودة (74.12)

ومساحة مثالية (741.18)]

شکل (10) يوضح أقل العينات في جودة الخواص اللونية

[صبغة الفراولة بمثبت کبريتات الماغنسيوم بمعامل جودة (70.38)

ومساحة مثالية (703.84)]

ثالثاً : العلاقة الارتباطية بين جودة الصبغات الطبيعية في الخواص اللونية ومعامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF):

لبحث العلاقة الارتباطية بين ترتيب الصبغات في الخواص اللونية مع ترتيب الصبغات في UPF تم حساب معامل ارتباط الرتب لسبيرمان کما هو موضح بالجدول التالي :

جدول (11) يوضح العلاقة الارتباطية بين جودة الصبغات الطبيعية في الخواص اللونية

 مع معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF)

شکل (11) يوضح ترتيب الصبغات في الخواص اللونية مع ترتيب الصبغات في UPF))

ملخص النتائج :

1. افضل العينات البحثية حماية من الأشعة فوق البنفسجية (العينة المصبوغة بصبغة الشاي الأخضر باستخدام مثبت کبريتات الحديدوز) يليها (العينة المصبوغة بصبغة قشر البصل باستخدام مثبت کبريتات الحديدوز) ، بينما أقل العينات حماية من الأشعة فوق البنفسجية (العينة الغير مصبوغة) يليها (العينة المصبوغة بصبغة الفراولة باستخدام مثبت
کبريتات الماغنسيوم).

2. توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين (أنواع الصبغات) ، (أنواع المثبتات) المستخدمة في التأثير علي معامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية UPF)).

3.  توجد علاقة ارتباطية دالة موجبة بين جودة الخواص اللونية ومعامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية UPF)).

توصيات البحث :

1.  التوسع في دراسة تأثير الصبغات الطبيعية المختلفة علي الحماية من الإشعاع الضار بالإنسان.

2.  إجراء تجارب مماثلة للبحث باستخدام متغيرات نسجية مختلفة .

3.  الاستفادة من التجارب العملية في مجال تصنيع التکنولوجيا الصديقة للبيئة.