एसिड रंग, प्रत्यक्ष रंग और प्रतिक्रियाशील रंग सभी पानी में घुलनशील रंग हैं। 2001 में उत्पादन क्रमशः 30,000 टन, 20,000 टन और 45,000 टन था। हालाँकि, लंबे समय से, मेरे देश के डाईस्टफ उद्यमों ने नए संरचनात्मक रंगों के विकास और अनुसंधान पर अधिक ध्यान दिया है, जबकि रंगों के बाद के प्रसंस्करण पर शोध अपेक्षाकृत कमजोर रहा है। पानी में घुलनशील रंगों के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मानकीकरण अभिकर्मकों में सोडियम सल्फेट (सोडियम सल्फेट), डेक्सट्रिन, स्टार्च डेरिवेटिव, सुक्रोज, यूरिया, नेफ़थलीन फॉर्मेल्डिहाइड सल्फोनेट आदि शामिल हैं। इन मानकीकरण अभिकर्मकों को आवश्यक ताकत प्राप्त करने के लिए अनुपात में मूल डाई के साथ मिलाया जाता है। लेकिन वे मुद्रण और रंगाई उद्योग में विभिन्न मुद्रण और रंगाई प्रक्रियाओं की जरूरतों को पूरा नहीं कर सकते हैं। यद्यपि उपर्युक्त डाई डाइलुएंट्स की लागत अपेक्षाकृत कम है, लेकिन उनमें घुलनशीलता और पानी में घुलनशीलता कम है, जिससे अंतरराष्ट्रीय बाजार की जरूरतों के अनुकूल होना मुश्किल हो जाता है और इन्हें केवल मूल रंगों के रूप में ही निर्यात किया जा सकता है। इसलिए, पानी में घुलनशील रंगों के व्यावसायीकरण में, रंगों की वेटेबिलिटी और पानी में घुलनशीलता ऐसे मुद्दे हैं जिन्हें तत्काल हल करने की आवश्यकता है, और संबंधित एडिटिव्स पर भरोसा किया जाना चाहिए।

डाई वेटेबिलिटी उपचार
मोटे तौर पर, गीला करना सतह पर एक तरल पदार्थ (एक गैस होना चाहिए) का दूसरे तरल पदार्थ द्वारा प्रतिस्थापन है। विशेष रूप से, पाउडर या दानेदार इंटरफ़ेस एक गैस/ठोस इंटरफ़ेस होना चाहिए, और गीला करने की प्रक्रिया तब होती है जब तरल (पानी) कणों की सतह पर गैस की जगह ले लेता है। यह देखा जा सकता है कि सतह पर पदार्थों के बीच गीला होना एक शारीरिक प्रक्रिया है। उपचार के बाद डाई में, गीला करना अक्सर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। आम तौर पर, डाई को ठोस अवस्था में संसाधित किया जाता है, जैसे पाउडर या दाना, जिसे उपयोग के दौरान गीला करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, डाई की वेटेबिलिटी सीधे अनुप्रयोग प्रभाव को प्रभावित करेगी। उदाहरण के लिए, विघटन प्रक्रिया के दौरान, डाई को गीला करना मुश्किल होता है और पानी पर तैरना अवांछनीय है। आज डाई गुणवत्ता आवश्यकताओं में निरंतर सुधार के साथ, गीलापन प्रदर्शन रंगों की गुणवत्ता को मापने के संकेतकों में से एक बन गया है। 20℃ पर पानी की सतह ऊर्जा 72.75mN/m है, जो तापमान बढ़ने के साथ घटती जाती है, जबकि ठोस पदार्थों की सतह ऊर्जा मूल रूप से अपरिवर्तित रहती है, आमतौर पर 100mN/m से नीचे। आमतौर पर धातुएँ और उनके ऑक्साइड, अकार्बनिक लवण आदि को गीला करना आसान होता है, जिसे उच्च सतह ऊर्जा कहा जाता है। ठोस कार्बनिक पदार्थों और पॉलिमर की सतह ऊर्जा सामान्य तरल पदार्थों के बराबर होती है, जिसे निम्न सतह ऊर्जा कहा जाता है, लेकिन यह ठोस कण आकार और सरंध्रता की डिग्री के साथ बदलती है। कण का आकार जितना छोटा होगा, छिद्रपूर्ण गठन की डिग्री उतनी ही अधिक होगी, और सतह की ऊर्जा जितनी अधिक होगी, आकार सब्सट्रेट पर निर्भर करता है। इसलिए, डाई के कण का आकार छोटा होना चाहिए। डाई को वाणिज्यिक प्रसंस्करण जैसे नमकीन बनाना और अलग-अलग मीडिया में पीसने के बाद, डाई के कण का आकार महीन हो जाता है, क्रिस्टलीयता कम हो जाती है, और क्रिस्टल चरण बदल जाता है, जिससे डाई की सतह ऊर्जा में सुधार होता है और गीला होने की सुविधा मिलती है।

एसिड रंगों का घुलनशीलता उपचार
छोटे स्नान अनुपात और निरंतर रंगाई प्रौद्योगिकी के उपयोग के साथ, मुद्रण और रंगाई में स्वचालन की डिग्री में लगातार सुधार हुआ है। स्वचालित भराव और पेस्ट के उद्भव, और तरल रंगों की शुरूआत के लिए उच्च-सांद्रता और उच्च-स्थिरता वाले डाई शराब और प्रिंटिंग पेस्ट की तैयारी की आवश्यकता होती है। हालाँकि, घरेलू डाई उत्पादों में अम्लीय, प्रतिक्रियाशील और प्रत्यक्ष रंगों की घुलनशीलता केवल 100 ग्राम/लीटर है, विशेष रूप से एसिड रंगों के लिए। कुछ किस्में तो केवल 20 ग्राम/लीटर तक ही होती हैं। डाई की घुलनशीलता डाई की आणविक संरचना से संबंधित है। आणविक भार जितना अधिक होगा और सल्फोनिक एसिड समूह जितना कम होगा, घुलनशीलता उतनी ही कम होगी; अन्यथा, उच्चतर. इसके अलावा, रंगों का व्यावसायिक प्रसंस्करण अत्यंत महत्वपूर्ण है, जिसमें डाई की क्रिस्टलीकरण विधि, पीसने की डिग्री, कण आकार, योजकों को जोड़ना आदि शामिल है, जो डाई की घुलनशीलता को प्रभावित करेगा। डाई को आयनित करना जितना आसान होगा, पानी में उसकी घुलनशीलता उतनी ही अधिक होगी। हालाँकि, पारंपरिक रंगों का व्यावसायीकरण और मानकीकरण बड़ी मात्रा में इलेक्ट्रोलाइट्स, जैसे सोडियम सल्फेट और नमक पर आधारित है। पानी में Na+ की अधिक मात्रा पानी में डाई की घुलनशीलता को कम कर देती है। इसलिए, पानी में घुलनशील रंगों की घुलनशीलता में सुधार करने के लिए, सबसे पहले व्यावसायिक रंगों में इलेक्ट्रोलाइट न मिलाएं।

योजक और घुलनशीलता
⑴ अल्कोहल यौगिक और यूरिया सहविलायक
चूँकि पानी में घुलनशील रंगों में एक निश्चित संख्या में सल्फोनिक एसिड समूह और कार्बोक्जिलिक एसिड समूह होते हैं, इसलिए डाई के कण जलीय घोल में आसानी से अलग हो जाते हैं और एक निश्चित मात्रा में नकारात्मक चार्ज ले जाते हैं। जब हाइड्रोजन बांड बनाने वाले समूह वाले सह-विलायक को जोड़ा जाता है, तो डाई आयनों की सतह पर हाइड्रेटेड आयनों की एक सुरक्षात्मक परत बन जाती है, जो घुलनशीलता में सुधार करने के लिए डाई अणुओं के आयनीकरण और विघटन को बढ़ावा देती है। पॉलीओल्स जैसे डायथिलीन ग्लाइकोल ईथर, थियोडिएथेनॉल, पॉलीइथाइलीन ग्लाइकॉल आदि का उपयोग आमतौर पर पानी में घुलनशील रंगों के लिए सहायक विलायक के रूप में किया जाता है। क्योंकि वे डाई के साथ हाइड्रोजन बंधन बना सकते हैं, डाई आयन की सतह हाइड्रेटेड आयनों की एक सुरक्षात्मक परत बनाती है, जो डाई अणुओं के एकत्रीकरण और अंतर-आणविक संपर्क को रोकती है, और डाई के आयनीकरण और पृथक्करण को बढ़ावा देती है।
⑵नॉन-आयनिक सर्फेक्टेंट
डाई में एक निश्चित गैर-आयनिक सर्फैक्टेंट जोड़ने से डाई अणुओं के बीच और अणुओं के बीच बंधन बल कमजोर हो सकता है, आयनीकरण में तेजी आ सकती है, और डाई अणु पानी में मिसेल बना सकते हैं, जिसमें अच्छा फैलाव होता है। ध्रुवीय रंग मिसेल बनाते हैं। घुलनशील अणु घुलनशीलता में सुधार करने के लिए अणुओं के बीच अनुकूलता का एक नेटवर्क बनाते हैं, जैसे पॉलीऑक्सीएथिलीन ईथर या एस्टर। हालाँकि, यदि सह-विलायक अणु में एक मजबूत हाइड्रोफोबिक समूह का अभाव है, तो डाई द्वारा गठित मिसेल पर फैलाव और घुलनशीलता प्रभाव कमजोर होगा, और घुलनशीलता में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होगी। इसलिए, सुगंधित छल्ले वाले सॉल्वैंट्स चुनने का प्रयास करें जो रंगों के साथ हाइड्रोफोबिक बंधन बना सकते हैं। उदाहरण के लिए, एल्काइलफेनॉल पॉलीऑक्सीएथिलीन ईथर, पॉलीऑक्सीएथिलीन सॉर्बिटन एस्टर इमल्सीफायर, और अन्य जैसे पॉलीएल्काइलफेनिलफेनोल पॉलीऑक्सीएथिलीन ईथर।
⑶ लिग्नोसल्फ़ोनेट फैलाव
डाई की घुलनशीलता पर फैलाव का बहुत प्रभाव पड़ता है। डाई की संरचना के अनुसार एक अच्छा फैलाव चुनने से डाई की घुलनशीलता में सुधार करने में काफी मदद मिलेगी। पानी में घुलनशील रंगों में, यह आपसी सोखना (वैन डेर वाल्स बल) और डाई अणुओं के बीच एकत्रीकरण को रोकने में एक निश्चित भूमिका निभाता है। लिग्नोसल्फ़ोनेट सबसे प्रभावी फैलाव है, और चीन में इस पर शोध चल रहे हैं।
फैलाने वाले रंगों की आणविक संरचना में मजबूत हाइड्रोफिलिक समूह नहीं होते हैं, बल्कि केवल कमजोर ध्रुवीय समूह होते हैं, इसलिए इसमें केवल कमजोर हाइड्रोफिलिसिटी होती है, और वास्तविक घुलनशीलता बहुत छोटी होती है। अधिकांश फैलाने वाले रंग केवल 25℃ पर पानी में घुल सकते हैं। 1～10mg/L.
फैलाने वाले रंगों की घुलनशीलता निम्नलिखित कारकों से संबंधित है:
आणविक संरचना
“पानी में फैलाने वाले रंगों की घुलनशीलता बढ़ जाती है क्योंकि डाई अणु का हाइड्रोफोबिक हिस्सा कम हो जाता है और हाइड्रोफिलिक हिस्सा (ध्रुवीय समूहों की गुणवत्ता और मात्रा) बढ़ जाता है। कहने का तात्पर्य यह है कि, अपेक्षाकृत छोटे सापेक्ष आणविक द्रव्यमान और अधिक कमजोर ध्रुवीय समूहों जैसे -OH और -NH2 वाले रंगों की घुलनशीलता अधिक होगी। बड़े सापेक्ष आणविक द्रव्यमान और कम कमजोर ध्रुवीय समूहों वाले रंगों में अपेक्षाकृत कम घुलनशीलता होती है। उदाहरण के लिए, डिस्पर्स रेड (I), इसका M=321, घुलनशीलता 25℃ पर 0.1mg/L से कम है, और 80℃ पर घुलनशीलता 1.2mg/L है। फैलाना लाल (II), एम=352, 25℃ पर घुलनशीलता 7.1mg/L है, और 80℃ पर घुलनशीलता 240mg/L है।
छितरे
पाउडर फैलाने वाले रंगों में, शुद्ध रंगों की सामग्री आम तौर पर 40% से 60% होती है, और बाकी फैलाने वाले, धूलरोधी एजेंट, सुरक्षात्मक एजेंट, सोडियम सल्फेट इत्यादि होते हैं। उनमें से, फैलाने वाले का अनुपात बड़ा होता है।
फैलानेवाला (प्रसार एजेंट) डाई के महीन क्रिस्टल कणों को हाइड्रोफिलिक कोलाइडल कणों में लेपित कर सकता है और इसे पानी में स्थिर रूप से फैला सकता है। महत्वपूर्ण मिसेल सांद्रता पार हो जाने के बाद, मिसेल भी बनेंगे, जिससे छोटे डाई क्रिस्टल अनाज का हिस्सा कम हो जाएगा। मिसेल में घुलने पर, तथाकथित "घुलनशीलता" घटना घटित होती है, जिससे डाई की घुलनशीलता बढ़ जाती है। इसके अलावा, फैलाव की गुणवत्ता जितनी बेहतर होगी और सांद्रता जितनी अधिक होगी, घुलनशीलता और घुलनशीलता प्रभाव उतना ही अधिक होगा।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विभिन्न संरचनाओं के फैलाने वाले रंगों पर फैलाने वाले का घुलनशील प्रभाव अलग-अलग होता है, और अंतर बहुत बड़ा होता है; पानी के तापमान में वृद्धि के साथ फैलाने वाले रंगों पर फैलाव का घुलनशील प्रभाव कम हो जाता है, जो कि फैलाने वाले रंगों पर पानी के तापमान के प्रभाव के समान ही होता है। घुलनशीलता का प्रभाव विपरीत होता है।
फैलाने वाली डाई के हाइड्रोफोबिक क्रिस्टल कणों और फैलाने वाले के हाइड्रोफिलिक कोलाइडल कणों के बनने के बाद, इसकी फैलाव स्थिरता में काफी सुधार होगा। इसके अलावा, ये डाई कोलाइडल कण रंगाई प्रक्रिया के दौरान रंगों की "आपूर्ति" की भूमिका निभाते हैं। क्योंकि विघटित अवस्था में डाई अणुओं को फाइबर द्वारा अवशोषित किए जाने के बाद, कोलाइडल कणों में "संग्रहीत" डाई को डाई के विघटन संतुलन को बनाए रखने के लिए समय पर जारी किया जाएगा।
फैलाव में डाई के फैलाव की स्थिति
1-फैलाने वाला अणु
2-डाई क्रिस्टलीय (घुलनशील)
3-फैलानेवाला मिसेल
4-डाई एकल अणु (घुलित)
5-अनाज को रंगना
6-फैलाने वाला लिपोफिलिक आधार
7-फैलाने वाला हाइड्रोफिलिक बेस
8-सोडियम आयन (Na+)
9-डाई क्रिस्टलीयों का समुच्चय
हालाँकि, यदि डाई और फैलाने वाले के बीच "सामंजस्य" बहुत बड़ा है, तो डाई एकल अणु की "आपूर्ति" पीछे रह जाएगी या "आपूर्ति मांग से अधिक" की घटना होगी। इसलिए, यह सीधे रंगाई दर को कम करेगा और रंगाई प्रतिशत को संतुलित करेगा, जिसके परिणामस्वरूप धीमी रंगाई और हल्का रंग होगा।
यह देखा जा सकता है कि फैलाने वालों का चयन और उपयोग करते समय, न केवल डाई की फैलाव स्थिरता पर विचार किया जाना चाहिए, बल्कि डाई के रंग पर प्रभाव भी होना चाहिए।
(3) रंगाई के घोल का तापमान
पानी के तापमान में वृद्धि के साथ पानी में फैलाने वाले रंगों की घुलनशीलता बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, 80°C पानी में डिस्पर्स येलो की घुलनशीलता 25°C पर 18 गुना है। 80°C पानी में डिस्पर्स रेड की घुलनशीलता 25°C पर 33 गुना है। 80°C पानी में डिस्पर्स ब्लू की घुलनशीलता 25°C पर 37 गुना है। यदि पानी का तापमान 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, तो फैलाने वाले रंगों की घुलनशीलता और भी अधिक बढ़ जाएगी।
यहां एक विशेष अनुस्मारक है: फैलाने वाले रंगों की यह घुलनशील संपत्ति व्यावहारिक अनुप्रयोगों में छिपे खतरे लाएगी। उदाहरण के लिए, जब डाई लिकर को असमान रूप से गर्म किया जाता है, तो उच्च तापमान वाली डाई लिकर उस स्थान पर प्रवाहित होती है जहां तापमान कम होता है। जैसे-जैसे पानी का तापमान घटता है, डाई लिकर सुपरसैचुरेटेड हो जाता है, और घुली हुई डाई अवक्षेपित हो जाएगी, जिससे डाई क्रिस्टल कणों की वृद्धि होगी और घुलनशीलता में कमी आएगी। , जिसके परिणामस्वरूप डाई का उपयोग कम हो गया।
(चार) डाई क्रिस्टल रूप
कुछ बिखरे हुए रंगों में "आइसोमोर्फिज्म" की घटना होती है। यानी, विनिर्माण प्रक्रिया में अलग-अलग फैलाव तकनीक के कारण एक ही फैलाव वाली डाई, कई क्रिस्टल रूप बनाएगी, जैसे सुई, छड़, गुच्छे, दाने और ब्लॉक। अनुप्रयोग प्रक्रिया में, विशेष रूप से 130 डिग्री सेल्सियस पर रंगाई करते समय, अधिक अस्थिर क्रिस्टल रूप अधिक स्थिर क्रिस्टल रूप में बदल जाएगा।
यह ध्यान देने योग्य है कि अधिक स्थिर क्रिस्टल रूप में अधिक घुलनशीलता होती है, और कम स्थिर क्रिस्टल रूप में अपेक्षाकृत कम घुलनशीलता होती है। इसका सीधा असर डाई ग्रहण दर और डाई ग्रहण प्रतिशत पर पड़ेगा।
(5) कण आकार
आम तौर पर, छोटे कणों वाले रंगों में उच्च घुलनशीलता और अच्छा फैलाव स्थिरता होती है। बड़े कणों वाले रंगों में कम घुलनशीलता और अपेक्षाकृत खराब फैलाव स्थिरता होती है।
वर्तमान में, घरेलू फैलाने वाले रंगों का कण आकार आम तौर पर 0.5 ~ 2.0μm होता है (नोट: डिप रंगाई के कण आकार के लिए 0.5 ~ 1.0μm की आवश्यकता होती है)।