تأثير المثبتات على ثبات بعض الخواص للأقمشة المصبوغة بصبغات آمنة بيئيا

مقدمة البحث :

تعتبر صناعة النسيج من أقدم الصناعات التى عرفها الانسان وتطورت مع تطورة وقد استخدمت مواد الطباعة والصباغة فى زخرفة المنسوجات منذ عصور ما قبل التاريخ والتى تتميز بقدرتها على اضفاء اللون على المنسوجات .

وللملابس الجاهزة وصناعة النسيج أهمية کبيرة لما تتمتع به هذه التکنولوجيا من کونها صديقة للبيئة ⁽²⁾.

لذا فى السنوات الحديثة أصبح هناک اهتمام متزايد بالصبغات الطبيعية لحماية البيئة والتى تعتبر أکثر صداقة للبيئة من الصبغات الصناعية⁽¹¹⁾ .

وذلک لان من اهم مزايا الصبغات الطبيعية ان المنتج الملبسى الناتج يکون دون مواد سامة واقل سميه وحساسية مقارنة بالصبغات الکيميائية⁽¹³⁾ .

والجزيئات الموجودة بها تماثل الجزيئات الموجودة فى الطبيعة حتى ولو تم الحصول عليها عن طريق عمليات کيميائية ( وتسمى صبغات متماثلة طبيعيا) ⁽⁸⁾.

ونظرا لان الصبغات الطبيعية منها أنواع قليلة تعطى درجات ثبات عالية للضوء والغسيل.

لذا کانت کثير من الصبغات الطبيعية على أية حال تحتاج إلى معالجة کيميائية اضافيه لتحسين امتصاص اللون ومنع بهتانه ومنع استنزاف اللون في حمام الصباغة وکذلک تغيير وتحسين الألوان وهذه العملية الکيميائية تعرف بعملية التثبيت⁽⁹⁾ .

لذا کانت مشکلة البحث تتلخص في السؤال التالي :

ما مدى تأثير المثبتات موضع الدراسة على ثبات بعض الخواص للأقمشة القطنية المصبوغة بصبغات آمنه بيئيا .

الهدف من البحث :

1-         دراسة تاثير المثبت على خواص الثبات .

2-         ايجاد علاقة بين نوع الصبغة والمثبت .

3-         ايجاد العلاقة بين تجهيز القماش وخواص الثبات.

الفروض:

1-       توجد علاقة بين نوع المثبت وتأثير المثبت على خواص الثبات.

2-       توجد علاقة بين نوع الصبغة ونوع المثبت.

3-       توجد علاقة ذات دلالة إحصائية بين تجهيز القماش وخواص الثبات.

4-       توجد علاقة ذات دلالة إحصائية بين تجهيز الصبغات وخواص الثبات.

5-       توجد علاقة ذات دلالة إحصائية بين المثبتات وخواص الثبات.

6-       توجد علاقة ذات دلالة إحصائية بين خواص الثبات وکلا من الصبغات والمثبتات.

الإطـــــــــار النظري

تحتل الصناعة النسجية مکان الصدارة بين الصناعات الاستهلاکيه لکونها تعتمد على خامات رئيسية تعتبر مصدرا من مصادر الثروة وأهم هذه المصادر {القطن والصوف والألياف الصناعية} ويقف القطن منها جميعا فى المقام الأول حيث يشکل 40% تقريبا من فى عام (2000) من استهلاک العالم من الألياف النسجية.

وتضم الصناعات النسجية ثلاث مراحل أساسية تمر من خلالها الألياف النسجية حتى تصل إلى المستهلک فى شکل أقمشة أو ملابس وتحتل کل مرحلة منها صناعة فى حد ذاتها وهى:

-                               الغزل والنسيج والتريکو والأقمشة غير المنسوجة.

-                               التجهيز (متضمنا  التبييض والصباغة والطباعة والتجهيز النهائى)

-                               صناعة الملابس الجاهزة⁽³⁾.

وحيث أن الصباغة أحد هذه المراحل نجد أنه الآن وبعد أن وصل تحضير الصبغات التخليقية بأنواعها وألوانها الزاهية المتعددة إلى القمة ظهرت مشکلة تلوث البيئة والآثار الضارة للعديد من تلک الصبغات.

ونتيجة لتنامى الوعى البيئى لدى المستهلکين خاصة فى أسواق التصدير وکذا ظهور العديد من التشريعات فى تلک الأسواق خاصة فى أوربا وألمانيا والتي تحد من أو تحظر استخدام بعض الصبغات أو المواد المساعدة أو مواد التجهيز فى إنتاج المنسوجات.. أصبح البعد البيئي أحد العوامل الهامة التى تحکم ليس فقط ذوق المستهلک فى اختيار سلعته النسجية وإنما دخوله هذه السلعة من عدمه إلى أسواق التصدير.

ومن هنا کان لابد من البحث عن المثبتات للصبغات الطبيعية لکى نصل إلى الجودة والمثبتات هى عبارة عن أملاح معدنية تقوم بجذب النسيج والصبغة فى روابط لتحسين ثبات اللون على النسيج وفى بعض الأحيان تستخدم لإعطاء تأثيرات لونية مختلفة للصبغات بطبيعتها⁽¹⁰⁾.

ومن أهم المثبتتات التى تم استخدامها فى البحث

1. الشبه Alum

وهى مرکب مزدوج من کبريتات الالومنيوم والبوتاسيوم وتوجد فى صورة أشکال ذات ثمانية أسطح⁽¹⁰⁾.

1. کبريتات النحاس cupper

وهو يضاف إلى حمام الصباغة للحصول على الظلال البنية والصفراء، وهو هام بالنسبة للصبغات الخضراء ويوجد فى صورة بلورات زرقاء جميله⁽¹²⁾.

1. کبريتات الماغنسيوم Magnesium sulfate

وهى عبارة عن بلورات بيضاء عديمة الرائحة وطعمها مر ويطلق عليها اسم ملح ابيسوم "Epsom salt"

أما الصبغات التى تم استخدامها فکانت کالتالى:

1. الکرکديه Roselle

وهو عبارة عن شجرة ذات أزهار حمراء والجزء المستعمل منها هو السبلات (الأوراق) التى تحيط بالزهرة وتکون بعد تجفيفها اما حمراء داکنه أو فاتحة تحتوى سبلات الکرکديه على جيلوکوسيدات بالإضافة إلى مواد ملونة وأملاح اکسالات الکالسيوم وفيتامين ج ويتلون الکرکديه باللون الأحمر الداکن فى الوسط الحمضى بسبب وجود مرکبات بيتاسيانينه کما يحتوى على مواد هلامية ويستعمل کصبغة طبيعية⁽¹⁴⁾.

1. الکرکم turmeric (curcuma longa)

يعتبر الکرکم من أشهر الصبغات المنتجة للألوان الصفراء والمستخلصة من السيقان الأرضية سواء الجافة أو الطازجة⁽¹⁾.

1. الحنة Henna  (lawsonia inermis)

 أوراق الحنة الجافة تحتوى على الصبغة الحمراء المعروفة باسم (law sonia) وهى تستخدم فى صباغة الأقمشة والجلود والحرير والقطن^{(1، 14)}.

الجزء العملى

تم استخدام خامة (قطن 100%) محرر ، غير محرر

جدول (1) مواصفات القماش المستخدم

-  تم استخدام 3 صبغات (کرکديه- کرکم- حنه)

-  تم استخدام 3 مثبتتات ( کبريتات ماغنسيوم- کبريتات نحاس- شبه)

-  استخدم مسحوق اريال کلر

-  تم إجراء عدد دورات غسيل (دورتين غسيل)

-  الترکيزات المستخدمة:

 150جم/لتر من الکرکديه

100جم/ لتر من کلا من (الکرکم، الحنه)

20جم/لتر من المثبتات

الأجهزة والأدوات المستخدمة:

أدوات معملية لإعداد الصبغات وازابتها

-ماکينة الثرموزول pad-thermosol التى استخدمت فى عملية التجهيز حيث کانت درجة الحرارة للصباغه 110ºم والضغط 10 بار والسرعه 2م/دقيقة أما التحميص کانت درجة حرارته 160ºم والضغط 10 بار والسرعة 3م/دقيقة .

- غسالة فول اتوماتيک ايديال زانوسى 16 برنامج وتم استخدام رجة حرارة 60ºم فى عملية الغسيل.

الاختبارات:

تم اجراء اختبارات الثبات

1. الثبات ضد الغسيل⁽⁷⁾.
2. الثبات ضد العرق (قلوى ، حامضى، متعادل) ⁽⁵⁾
3. الثبات ضد الاحتکاک (جاف ، مبلل)⁽⁶⁾.
4. الثبات ضد الضوء⁽⁴⁾

الفرض الأول: توجد علاقة بين نوع المثبت وتأثير المثبت على خواص الثبات من الأشکال الآتية:

جدول (2) يوضح تأثير المثبتات على خاصية الغسيل

يتضح من الشکل (1) وجدول (2) أن جميع المثبتتات مع صبغة الکرکديه ومثبت الشبه مع الکرکم سجلوا أعلى درجة  ثبات بالنسبة للغسيل وأقلهم فى درجة الثبات للغسيل مثبت کبريتات الماغنسيوم مع الکرکم

جدول (3) يوضح تأثير المثبتات على خاصية العرق القلوى

يتضح من الشکل (2) والجدول (3) أن مثبتى کبريتات الماغنسيوم و الشبه مع صبغة الکرکديه، وکلا من مثبتات کبريتات النحاس والشبه مع الکرکم ومثبت کبريتات الماغنيسيوم مع الحنة سجلوا أعلى درجة ثبات للصبغات للعرق القلوى بينما سجل کلا من کبريتات الماغنيسيوم مع الکرکم وکبريتات النحاس مع الحنة على أقل درجة ثبات للعرق القلوى.

جدول (4) يوضح تأثير المثبتات على خاصية العرق الحامضى

يتضح من الشکل (3) والجدول (4) أن جميع المثبتات مع صبغة الکرکديه وکلا من مثبتات کبريتى النحاس والشبه مع صبغة الکرکم سجلوا أعلى درجة ثبات للعرق الحامضى بينما سجل کبريتات الماغنيسيوم مع کلا من صبغتى الکرکم والحنة أقل قيمة ثبات للعرق  الحامضى

جدول (5) يوضح تأثير المثبتات على خاصية العرق المتعادل

يتضح من الشکل (4) والجدول (5) أن جميع المثبتات مع صبغة الکرکم سجلت أعلى درجة ثبات للعرق المتعادل بينما سجل کبريتات الماغنيسيوم أقل درجة ثبات مع الکرکديه.

جدول (6) يوضح تأثير المثبتات على خاصية الاحتکاک الجاف

يتضح من الشکل (5) والجدول (6) أن جميع المثبتات مع صبغة الکرکديه سجلت أعلى درجة ثبات للاحتکاک الجاف بينما سجلت جميع المثبتات مع صبغتى الکرکم والحنة  أقل درجة ثبات وبنفس القيمة.

جدول (7) يوضح تأثير المثبتات على خاصية الاحتکاک المبلل

يتضح من الشکل (6) والجدول (7) أن جميع المثبتات مع صبغة الکرکديه سجلت أعلى درجات ثبات للاحتکاک المبلل بينما سجلت جميع المثبتات مع کلا من صبغتى الکرکم والحنة درجة أقل وبنفس القيمة.

جدول (8) يوضح تأثير المثبتات على خاصية الضوء

يتضح من الشکل (7) والجدول (8) أن جميع المثبتات مع صبغة الحنة ومثبت کبريتات النحاس مع الکرکديه  سجلوا  أعلى تقدير فى الثبات للضوء بينما سجلت کبريتات الماغنيسيوم مع الکرکم على اقل درجة ثبات للضوء.

جدول (9) يوضح تأثير المثبتات على خاصية الغسيل مع قماش قطن 100% غير محرر

يتضح من الشکل (8) والجدول (9) أن جميع المثبتات مع صبغة الحنة ومثبت کبريتات النحاس مع الکرکديه  سجلوا  أعلى تقدير فى الثبات للضوء بينما سجلت کبريتات الماغنيسيوم مع الکرکم على اقل درجة ثبات للضوء.

جدول (10) يوضح تأثير المثبتات على خاصية العرق القلوى مع قماش قطن 100% غير محرر

يتضح من الشکل (9) والجدول (10) أن مثبت الشبه مع الکرکديه سجل أعلى درجة ثبات للعرق القلوى بينما سجل کلا من مثبتى کبريتات الماغنيسيوم والشبه مع صبغة الکرکم على اقل درجة ثبات للعرق القلوى وبنفس القيمة.

جدول (11) يوضح تأثير المثبتات على خاصية العرق الحامضى مع قماش قطن 100% غير محرر

يتضح من الشکل (10) والجدول (11) أن کلا من مثبتى کبريتات الماغنيسيوم وکبريتات النحاس مع صبغة الکرکديه سجلوا أعلى درجة ثبات للعرق الحامضى بينما سجلت کبريتات النحاس مع الحنة اقل درجة ثبات للعرق الحامضى

جدول (12) يوضح تأثير المثبتات على خاصية العرق المتعادل مع قماش قطن 100% غير محرر

يتضح من الشکل (11) والجدول (12) أن مثبت کبريتات الماغنيسيوم مع الکرکديه سجل أعلى درجة ثبات للعرق المتعادل  بينما سجل کلا من الشبه مع الکرکديه، کبريتات الماغنيسيوم والشبه مع الکرکم، کبريتات الماغنيسيوم مع الحنه أقل درجة ثبات للعرق المتعادل وبنفس القيمة.

جدول (13) يوضح تأثير المثبتات على خاصية الاحتکاک الجاف مع قماش قطن 100% غير محرر

يتضح من الشکل (12) والجدول (13) أن کبريتات الماغنيسيوم مع الکرکديه سجلت أعلى درجة ثبات للاحتکاک الجاف بينما سجلت کبريتات الماغنيسيوم مع الحنة اقل درجة ثبات للاحتکاک الجاف.

جدول (14) يوضح تأثير المثبتات على خاصية الاحتکاک المبلل مع قماش قطن 100% غير محرر

يتضح من الشکل (13) والجدول (14) أن جميع المثبتات مع جميع الصبغات سجلت نفس القيمة للاحتکاک المبلل.

جدول (15) يوضح تأثير المثبتات على خاصية الضوء مع قماش قطن 100% غير محرر

يتضح من الشکل (14) والجدول (15) أن کلا من مثبت کبريتات النحاس مع الکرکديه، وکبريتات الماغنسيوم وکبريتات النحاس مع الکرکم، وکبريتات الماغنيسيوم وکبريتات النحاس مع الحنه سجلوا أعلى قيمة ثبات للضوء بينما سجل کلا من مثبتى کبريتات الماغنيسيوم والشبه مع الکرکديه، ومثبت الشبه مع کلا من الکرکم والحنة أقل درجة ثبات للضوء وبنفس القيمة.

الفرض الثانى: توجد علاقة بين نوع الصبغة ونوع المثبت.

جدول (16) يوضح أفضل مثبت مستخدم مع قماش قطن 100% محرر مصبوغ بالکرکديه

يتضح من الشکل (15) والجدول (16) أن أفضل مثبت کبريتات النحاس يليه الشبه ثم کبريتات الماغنيسيوم.

جدول (17) يوضح أفضل مثبت مستخدم مع قماش قطن 100% محرر مصبوغ بالکرکم

يتضح من الشکل (16) والجدول (17) أن أفضل مثبت الشبه يليه کبريتات النحاس ثم کبريتات الماغنيسيوم.

جدول (18) يوضح أفضل مثبت مستخدم مع قماش قطن 100% محرر مصبوغ بالحنة

يتضح من الشکل (17) والجدول (18) أن أفضل مثبت الشبة يليه کبريتات الماغنيسيوم  ثم کبريتات النحاس.

جدول (19) يوضح أفضل مثبت مستخدم مع قماش قطن 100%  غير محرر مصبوغ بالکرکديه

يتضح من الشکل (18) والجدول (19) أن أفضل مثبت کبريتات النحاس يليه کبريتات الماغنيسيوم  ثم الشبه.

جدول (20) يوضح أفضل مثبت مستخدم مع قماش قطن 100% غير محرر مصبوغ بالکرکم

يتضح من الشکل (19) والجدول (20) أن أفضل مثبت کبريتات النحاس يليه الشبه ثم کبريتات الماغنيسيوم .

جدول (21) يوضح أفضل مثبت مستخدم مع قماش قطن 100% غير محرر مصبوغ بالحنة

يتضح من الشکل (20) والجدول (21) أن أفضل مثبت کبريتات النحاس يليه کبريتات الماغنيسيوم ثم الشبه.

الفرض الثالث: توجد علاقة ذات دلالة إحصائية بين تجهيز القماش وخواص الثبات.

جدول (22) يوضح اختبار الفروق فى خواص الثبات وفقا لاختلاف تجهيز القماش

(**) معنوى جدا عند مستوى معنوية 0.01، (*) معنوى عند مستوى معنوية 0.05

من نتائج الاختبار تبين ان متوسط العرق القلوى فى قماش قطن 100% محرر بلغ نحو 0.73 فى حين بلغ نحو 0.60 فى القماش غير المحرر وأشارت فيه معامل الاختلاف (الانحراف المعيارى) الى التباين فى حالة القماش غير المحرر 0.14 مقارنة مع القماش المحرر 0.08 حث يعکس الأخير درجة ملحوظة من الثبات، کما عکست فيه (T) المحسوبة للفرق فى العرق القلوى الاختلاف المعنوى احصائيا وفقا لاختلاف تجهيز القماش حيث بلغت فيه (T) المحسوبة نحو 2.41 وهى معنوية عند مستوى 0.05.

ومن ذلک نجد أن  تجهيز القماش أثر على خاصية العرق القلوى فقط وکان لصالح القماش المحرر.

الفرض الرابع: توجد علاقة ذات دلالة إحصائية بين تجهيز بين الصبغات وخواص الثبات.

جدول (23) يوضح اختبار اثر الصبغات على الخواص لقماش قطن 100% محرر وغير محرر 

(**) معنوى جدا عند مستوى معنوية 0.01، (*) معنوى عند مستوى معنوية 0.05

من نتائج الاختبار تبين ان متوسط الغسيل للصبغة الاولى 0.88 وفى الصبغة الثانية 0.67 فى حين بلغ نحو 0.70 فى الصبغة الثالثة، وأشار معامل اختلاف (الانحراف المعيارى) الى التباين بين الصبغات حيث کان فى الصبغة الثالثة 0.11 والصبغة الثانية 0.21 بينما فى الصبغة الأولى 0.04 حيث تعکس الاخيرة درجة ملحوظة من الثبات کما عکست فيه (F) المحسوبة للفرق فى خاصية الغسيل الاختلاف المعنوى احصائيا وفقا لاختلاف نوع الصبغة حيث بلغ فيه (F) المحسوبة نحو 4.35 وهى معنوية عند مستوى 0.05.

ومن ذلک نجد أن نوع الصبغة اثر على خاصية الغسيل وکان لصالح الصبغة الأولى (الکرکديه).

کما تبين أن متوسط العرق الحامضى للصبغة الاولى 0.78 والصبغة الثانية 0.63 بينما بلغ نحو 0.58 فى الصبغة الثالثة، وأشار معامل الاختلاف (الانحراف المعيارى) إلى التباين بين الصبغات حيث کان فى الصبغة الثالثه 0.16 والصبغة الثانية 0.15 بينما فى الصبغة الأولى 0.04 حيث تعکس الاخيرة درجة ملحوظة من الثبات، کما عکست فيه (f) المحسوبة الفرق فى خاصية العرق الحامضى الاختلاف المعنوى احصائيا وفقا لاختلاف نوع الصبغة حيث بلغت فيه (f) المحسوبة نحو 3.9 وهى معنوية عند مستوى 0.05

ومن ذلک نجد ان لنوع الصبغة أثر على خاصية العرق الحامضى وکان لصالح الأولى الکرکديه.

وتبين ايضا أن متوسط الاحتکاک الجاف للصبغة الاولى 0.87 والصبغة الثانية 0.80 فى حين  بلغ نحو 0.77 فى الصبغة الثالثة، وأشار معامل الاختلاف (الانحراف المعيارى) إلى التباين بين الصبغات حيث کان فى الصبغة الثالثه 0.08 والصبغة الأولى 0.05 والصبغة الثانية 0.001 حيث تعکس الاخيرة درجة ملحوظة من الثبات، کما عکست فيه (F) المحسوبة الفرق فى خاصية الاحتکاک الجاف الاختلاف المعنوى احصائيا وفقا لاختلاف نوع الصبغة حيث بلغت فيه (F) المحسوبة نحو 5.00 وهى معنوية عند مستوى 0.05

ومن ذلک نجد ان لنوع الصبغة أثر على خاصية الاحتکاک الجاف وکان لصالح الصبغة الثانية الکرکم.

کما تبين من نتائج الاختبار أن متوسط الاحتکاک المبلل للصبغة الاولى 0.5 والصبغة الثانية 0.4 وبينما بلغ نحو 0.4 فى الصبغة الثالثة، وأشار معامل الاختلاف (الانحراف المعيارى) إلى التباين بين الصبغات حيث کان فى الصبغة الأولى 0.11 بينما فى کلا من  والصبغة الثانية والثالثة 0.001 حيث تعکس الأخيرتان درجة ملحوظة من الثبات، کما عکست فيه (F) المحسوبة الفرق فى خاصية الاحتکاک المبلل الاختلاف المعنوى احصائيا وفقا لاختلاف نوع الصبغة حيث بلغت فيه (F) المحسوبة نحو 5.00 وهى معنوية عند مستوى 0.05

ومن ذلک نجد ان لنوع الصبغة أثر على خاصية الاحتکاک المبلل وکان لصالح  کلا من الصبغتى الثانية (الکرکم) والثالثة (الحنة).

الفرض الخامس: توجد علاقة ذات دلالة إحصائية بين المثبتات وخواص الثبات.

جدول (24) يوضح اختبار اثر المثبتات على الخواص لقماش قطن 100% محرر وغير محرر 

(**) معنوى جدا عند مستوى معنوية 0.01، (*) معنوى عند مستوى معنوية 0.05

من نتائج الجدول السابق والذى عکست فيه (F) المحسوبة لکل الخواص عدم وجود اختلاف معنوى احصائيا وقفا لاختلاف المثبتات.

الفرض السادس: توجد علاقة ذات دلالة إحصائية بين خواص الثبات وکلا من الصبغات والمثبتات.

جدول (25) يوضح اختبار الفروق الاحصائية فى اتجاهين لخواص الثبات وفقا لاختلاف نوع المثبت والصبغة 

(**) معنوى جدا عند مستوى معنوية 0.01، (*) معنوى عند مستوى معنوية 0.05

الجدول السابق  عکست فيه (ف) المحسوبة فى اتجاهين ان الصبغة تعکس الاختلاف المعنوى احصائيا على خاصية الغسيل بينما لم تتأکد معنوية الخلاف فى المثبت، ومن الجدير بالذکر ان التداخل بين الصبغة والمثبت عکس الاختلاف المعنوى فى الخاصية موضع الدراسة.

کما نجد أن قيمة (ف) المحسوبة فى اتجاهين للصبغة ايضا تعکس الاختلاف المعنوى احصائيا على خاصية الاحتکاک الجاف بينما لم تتأکد معنوية الاختلاف مع المثبت أو التداخل ما بين الصبغة والمثبت.

ومن ذلک يتضح لأن وجود کلا من الصبغة والمثبت معا لهم تأثير على خاصية الثبات للغسيل.

التوصيات

1. حث وتشجيع استخدام الصبغات الطبيعية لأنها آمنة بيئيا.
2. البحث عن مثبتات آمنة بيئيا للوصول إلى درجات ثبات عالية للصبغات الطبيعية والآمنة بيئيا.
3. الاستفادة من الأبحاث العلمية الجديدة ومواکبة التقدم العلمى فى مجال الصباغة الطبيعية.