एसिड डाई, डायरेक्ट डाई और रिएक्टिव डाई सभी जल में घुलनशील डाई हैं। वर्ष 2001 में इनका उत्पादन क्रमशः 30,000 टन, 20,000 टन और 45,000 टन था। हालांकि, लंबे समय से हमारे देश की डाई उद्योग कंपनियों ने नई संरचनात्मक डाई के विकास और अनुसंधान पर अधिक ध्यान दिया है, जबकि डाई के पोस्ट-प्रोसेसिंग पर अनुसंधान अपेक्षाकृत कमज़ोर रहा है। जल में घुलनशील डाई के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मानकीकरण अभिकर्मकों में सोडियम सल्फेट, डेक्सट्रिन, स्टार्च व्युत्पन्न, सुक्रोज, यूरिया, नेफ़थलीन फॉर्मेल्डिहाइड सल्फोनेट आदि शामिल हैं। इन मानकीकरण अभिकर्मकों को मूल डाई में उचित अनुपात में मिलाकर आवश्यक सांद्रता वाले उत्पाद प्राप्त किए जाते हैं, लेकिन ये मुद्रण और रंगाई उद्योग में विभिन्न मुद्रण और रंगाई प्रक्रियाओं की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर पाते हैं। हालांकि उपर्युक्त डाई डाइल्यूएंट्स अपेक्षाकृत कम लागत वाले हैं, लेकिन इनकी वेटेबिलिटी और जल में घुलनशीलता कम है, जिससे अंतरराष्ट्रीय बाजार की आवश्यकताओं के अनुरूप ढलना मुश्किल हो जाता है और इन्हें केवल मूल रंगों के रूप में ही निर्यात किया जा सकता है। इसलिए, जल में घुलनशील रंगों के व्यावसायीकरण में, रंगों की वेटेबिलिटी और जल में घुलनशीलता ऐसे मुद्दे हैं जिनका तत्काल समाधान आवश्यक है, और इसके लिए उपयुक्त एडिटिव्स पर निर्भर रहना होगा।

डाई वेटेबिलिटी ट्रीटमेंट
सामान्य तौर पर, गीलापन सतह पर मौजूद किसी द्रव (गैस) के स्थान पर किसी अन्य द्रव के आने की प्रक्रिया है। विशेष रूप से, पाउडर या दानेदार सतह पर गैस/ठोस सतह होती है, और गीलापन की प्रक्रिया तब होती है जब कणों की सतह पर मौजूद गैस की जगह द्रव (पानी) आ जाता है। यह स्पष्ट है कि गीलापन सतह पर मौजूद पदार्थों के बीच होने वाली एक भौतिक प्रक्रिया है। डाई के पोस्ट-ट्रीटमेंट में गीलापन अक्सर महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। आमतौर पर, डाई को ठोस अवस्था में, जैसे पाउडर या दाने के रूप में, संसाधित किया जाता है, जिसे उपयोग के दौरान गीला करना आवश्यक होता है। इसलिए, डाई की गीलापन क्षमता उसके अनुप्रयोग प्रभाव को सीधे प्रभावित करती है। उदाहरण के लिए, घुलने की प्रक्रिया के दौरान, डाई का गीला होना मुश्किल होता है और पानी पर तैरना अवांछनीय है। आज डाई की गुणवत्ता संबंधी आवश्यकताओं में निरंतर सुधार के साथ, गीलापन क्षमता डाई की गुणवत्ता मापने के संकेतकों में से एक बन गई है। 20℃ पर जल की पृष्ठीय ऊर्जा 72.75 मिलीएन/मीटर होती है, जो तापमान बढ़ने के साथ घटती है, जबकि ठोस पदार्थों की पृष्ठीय ऊर्जा लगभग अपरिवर्तित रहती है, आमतौर पर 100 मिलीएन/मीटर से कम होती है। आमतौर पर धातुएँ और उनके ऑक्साइड, अकार्बनिक लवण आदि आसानी से गीले हो जाते हैं, जिन्हें उच्च पृष्ठीय ऊर्जा कहा जाता है। ठोस कार्बनिक पदार्थों और पॉलिमर की पृष्ठीय ऊर्जा सामान्य तरल पदार्थों के समान होती है, जिन्हें निम्न पृष्ठीय ऊर्जा कहा जाता है, लेकिन यह ठोस कणों के आकार और सरंध्रता की मात्रा के साथ बदलती रहती है। कण का आकार जितना छोटा होगा, सरंध्रता की मात्रा उतनी ही अधिक होगी, और पृष्ठीय ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। आकार सब्सट्रेट पर निर्भर करता है। इसलिए, डाई के कणों का आकार छोटा होना चाहिए। विभिन्न माध्यमों में लवणीकरण और पीसने जैसी व्यावसायिक प्रक्रियाओं द्वारा डाई को संसाधित करने के बाद, डाई के कणों का आकार और भी महीन हो जाता है, क्रिस्टलीयता कम हो जाती है और क्रिस्टलीय अवस्था में परिवर्तन होता है, जिससे डाई की पृष्ठीय ऊर्जा में सुधार होता है और गीलापन आसान हो जाता है।

अम्लीय रंगों का विलेयता उपचार
छोटे बाथ रेशियो और निरंतर रंगाई तकनीक के उपयोग से छपाई और रंगाई में स्वचालन का स्तर लगातार बढ़ रहा है। स्वचालित फिलर्स और पेस्ट के विकास और तरल रंगों के उपयोग से उच्च सांद्रता और उच्च स्थिरता वाले डाई लिकर और प्रिंटिंग पेस्ट तैयार करना आवश्यक हो गया है। हालांकि, घरेलू रंग उत्पादों में अम्लीय, प्रतिक्रियाशील और प्रत्यक्ष रंगों की घुलनशीलता केवल लगभग 100 ग्राम/लीटर है, विशेष रूप से अम्लीय रंगों के लिए। कुछ किस्मों की घुलनशीलता तो केवल लगभग 20 ग्राम/लीटर ही होती है। रंग की घुलनशीलता रंग की आणविक संरचना से संबंधित है। आणविक भार जितना अधिक होगा और सल्फोनिक अम्ल समूहों की संख्या जितनी कम होगी, घुलनशीलता उतनी ही कम होगी; अन्यथा, घुलनशीलता उतनी ही अधिक होगी। इसके अलावा, रंगों का व्यावसायिक प्रसंस्करण अत्यंत महत्वपूर्ण है, जिसमें रंग के क्रिस्टलीकरण की विधि, पीसने की मात्रा, कण का आकार, योजकों का मिश्रण आदि शामिल हैं, जो रंग की घुलनशीलता को प्रभावित करते हैं। रंग जितना आसानी से आयनित होता है, पानी में उसकी घुलनशीलता उतनी ही अधिक होती है। हालांकि, पारंपरिक रंगों का व्यावसायीकरण और मानकीकरण सोडियम सल्फेट और नमक जैसे इलेक्ट्रोलाइट्स की बड़ी मात्रा पर आधारित है। पानी में Na+ की अधिक मात्रा रंग की घुलनशीलता को कम कर देती है। इसलिए, पानी में घुलनशील रंगों की घुलनशीलता को बेहतर बनाने के लिए, सबसे पहले व्यावसायिक रंगों में इलेक्ट्रोलाइट न मिलाना चाहिए।

योजक पदार्थ और घुलनशीलता
⑴ अल्कोहल यौगिक और यूरिया सह-विलायक
क्योंकि जल में घुलनशील रंगों में कुछ संख्या में सल्फोनिक अम्ल समूह और कार्बोक्सिलिक अम्ल समूह होते हैं, इसलिए ये रंग कण जलीय विलयन में आसानी से विघटित हो जाते हैं और उन पर कुछ मात्रा में ऋणात्मक आवेश होता है। जब हाइड्रोजन बंध बनाने वाले समूह युक्त सह-विलायक मिलाया जाता है, तो रंग आयनों की सतह पर हाइड्रेटेड आयनों की एक सुरक्षात्मक परत बन जाती है, जो रंग अणुओं के आयनीकरण और विघटन को बढ़ावा देती है, जिससे घुलनशीलता में सुधार होता है। डाइएथिलीन ग्लाइकॉल ईथर, थायोडिएथेनॉल, पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल आदि जैसे पॉलीओल्स आमतौर पर जल में घुलनशील रंगों के लिए सहायक विलायक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। क्योंकि ये रंग के साथ हाइड्रोजन बंध बना सकते हैं, इसलिए रंग आयन की सतह पर हाइड्रेटेड आयनों की एक सुरक्षात्मक परत बन जाती है, जो रंग अणुओं के एकत्रीकरण और अंतर-आणविक अंतःक्रिया को रोकती है और रंग के आयनीकरण और विघटन को बढ़ावा देती है।
⑵गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट
डाई में एक विशिष्ट गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट मिलाने से डाई अणुओं के बीच और उनके बीच के बंधन बल को कमजोर किया जा सकता है, आयनीकरण को तेज किया जा सकता है और डाई अणु पानी में माइसेल बना सकते हैं, जिससे उनकी अच्छी फैलाव क्षमता बढ़ जाती है। ध्रुवीय डाई माइसेल बनाती हैं। घुलनशीलता बढ़ाने वाले अणु, जैसे कि पॉलीऑक्सीएथिलीन ईथर या एस्टर, अणुओं के बीच एक अनुकूलता नेटवर्क बनाते हैं जिससे घुलनशीलता में सुधार होता है। हालांकि, यदि सह-विलायक अणु में एक मजबूत हाइड्रोफोबिक समूह की कमी है, तो डाई द्वारा निर्मित माइसेल पर फैलाव और घुलनशीलता का प्रभाव कमजोर होगा और घुलनशीलता में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होगी। इसलिए, ऐसे विलायकों का चयन करने का प्रयास करें जिनमें सुगंधित वलय हों जो डाई के साथ हाइड्रोफोबिक बंध बना सकें। उदाहरण के लिए, एल्काइलफेनॉल पॉलीऑक्सीएथिलीन ईथर, पॉलीऑक्सीएथिलीन सॉर्बिटन एस्टर इमल्सीफायर, और अन्य जैसे पॉलीएल्काइलफेनिलफेनॉल पॉलीऑक्सीएथिलीन ईथर।
⑶ लिग्नोसल्फोनेट फैलाने वाला पदार्थ
रंग की घुलनशीलता पर प्रकीर्णक का गहरा प्रभाव पड़ता है। रंग की संरचना के अनुसार उपयुक्त प्रकीर्णक का चयन करने से उसकी घुलनशीलता में काफी सुधार होता है। जल में घुलनशील रंगों में, यह रंग अणुओं के बीच परस्पर अधिशोषण (वैन डेर वाल्स बल) और एकत्रीकरण को रोकने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। लिग्नोसल्फोनेट सबसे प्रभावी प्रकीर्णक है, और चीन में इस पर शोध जारी है।
डिस्पर्स रंगों की आणविक संरचना में प्रबल जल-प्रेमी समूह नहीं होते, बल्कि केवल दुर्बल ध्रुवीय समूह होते हैं, इसलिए इनमें जल-प्रेमता बहुत कम होती है और वास्तविक घुलनशीलता भी बहुत कम होती है। अधिकांश डिस्पर्स रंग 25℃ पर पानी में केवल 1～10 मिलीग्राम/लीटर तक ही घुल सकते हैं।
डिस्पर्स रंगों की घुलनशीलता निम्नलिखित कारकों से संबंधित है:
आणविक संरचना
"पानी में डिस्पर्स रंगों की घुलनशीलता रंग अणु के हाइड्रोफोबिक भाग के घटने और हाइड्रोफिलिक भाग (ध्रुवीय समूहों की गुणवत्ता और मात्रा) के बढ़ने के साथ बढ़ती है। कहने का तात्पर्य यह है कि अपेक्षाकृत कम आणविक द्रव्यमान और अधिक दुर्बल ध्रुवीय समूहों जैसे -OH और -NH2 वाले रंगों की घुलनशीलता अधिक होगी। अधिक आणविक द्रव्यमान और कम दुर्बल ध्रुवीय समूहों वाले रंगों की घुलनशीलता अपेक्षाकृत कम होती है। उदाहरण के लिए, डिस्पर्स रेड (I), जिसका आणविक द्रव्यमान 321 है, की घुलनशीलता 25℃ पर 0.1 मिलीग्राम/लीटर से कम है और 80℃ पर 1.2 मिलीग्राम/लीटर है। डिस्पर्स रेड (II), जिसका आणविक द्रव्यमान 352 है, की घुलनशीलता 25℃ पर 7.1 मिलीग्राम/लीटर है और 80℃ पर 240 मिलीग्राम/लीटर है।"
छितरे
पाउडर वाले डिस्पर्स रंगों में, शुद्ध रंगों की मात्रा आम तौर पर 40% से 60% होती है, और शेष भाग डिस्पर्सेंट, डस्टप्रूफ एजेंट, प्रोटेक्टिव एजेंट, सोडियम सल्फेट आदि होते हैं। इनमें से डिस्पर्सेंट का अनुपात अधिक होता है।
डिस्पर्सेन्ट (प्रसार कारक) डाई के महीन क्रिस्टल कणों को जल-प्रेमी कोलाइडल कणों में लेपित कर सकता है और इसे पानी में स्थिर रूप से फैला सकता है। क्रिटिकल माइसेल सांद्रता से अधिक होने पर, माइसेल भी बनेंगे, जो डाई के छोटे क्रिस्टल कणों के एक हिस्से को कम कर देंगे। माइसेल में घुलने पर, तथाकथित "घुलनशीलता" की घटना घटित होती है, जिससे डाई की घुलनशीलता बढ़ जाती है। इसके अलावा, डिस्पर्सेन्ट की गुणवत्ता जितनी बेहतर होगी और सांद्रता जितनी अधिक होगी, घुलनशीलता और प्रसार प्रभाव उतना ही अधिक होगा।
यह ध्यान देने योग्य है कि विभिन्न संरचनाओं वाले प्रकीर्ण रंगों पर प्रकीर्णक का विलेयकरण प्रभाव भिन्न होता है, और यह अंतर काफी बड़ा होता है; जल के तापमान में वृद्धि के साथ प्रकीर्णक का विलेयकरण प्रभाव कम होता जाता है, जो कि जल के तापमान के प्रकीर्ण रंगों पर पड़ने वाले विलेयता प्रभाव के ठीक विपरीत है।
प्रकीर्ण रंग और प्रकीर्णक के जल-विरोधी क्रिस्टलीय कण जब जल-प्रेमी कोलाइडल कण बनाते हैं, तो इसकी प्रकीर्णन स्थिरता में उल्लेखनीय सुधार होता है। इसके अलावा, ये रंग कोलाइडल कण रंगाई प्रक्रिया के दौरान रंगों की "आपूर्ति" करने का कार्य करते हैं। क्योंकि जब घुलित अवस्था में रंग के अणु रेशे द्वारा अवशोषित हो जाते हैं, तो कोलाइडल कणों में "संग्रहित" रंग समय पर मुक्त होकर रंग के घुलने के संतुलन को बनाए रखता है।
फैलाव में बिखरे हुए रंग की स्थिति
1-डिस्पर्सेंट अणु
2-रंग क्रिस्टलीय (घुलनशीलता)
3-डिस्पर्सेंट माइसेल
4-डाई का एकल अणु (घुला हुआ)
5-रंग के दाने
6-डिस्पर्सेंट लिपोफिलिक बेस
7-डिस्पर्सेंट हाइड्रोफिलिक बेस
8-सोडियम आयन (Na+)
9-रंग क्रिस्टलीय कणों के समूह
हालांकि, यदि डाई और डिस्पर्सेंट के बीच "संसंजन" बहुत अधिक हो जाता है, तो डाई के एकल अणु की "आपूर्ति" कम पड़ जाएगी या "आपूर्ति मांग से अधिक" की स्थिति उत्पन्न हो जाएगी। परिणामस्वरूप, इससे रंगाई की दर और रंगाई प्रतिशत में सीधा असंतुलन आ जाएगा, जिससे रंगाई धीमी होगी और रंग हल्का होगा।
यह देखा जा सकता है कि जब फैलाने वाले पदार्थों का चयन और उपयोग किया जाता है, तो न केवल रंग की फैलाव स्थिरता पर विचार किया जाना चाहिए, बल्कि रंग के रंग पर पड़ने वाले प्रभाव पर भी विचार किया जाना चाहिए।
(3) रंगाई घोल का तापमान
पानी का तापमान बढ़ने के साथ-साथ डिस्पर्स रंगों की घुलनशीलता भी बढ़ती है। उदाहरण के लिए, 80°C तापमान पर डिस्पर्स येलो की घुलनशीलता 25°C तापमान पर डिस्पर्स येलो की घुलनशीलता से 18 गुना अधिक होती है। इसी प्रकार, 80°C तापमान पर डिस्पर्स रेड की घुलनशीलता 25°C तापमान पर डिस्पर्स ब्लू की घुलनशीलता से 33 गुना अधिक होती है। 80°C तापमान पर डिस्पर्स ब्लू की घुलनशीलता 25°C तापमान पर डिस्पर्स ब्लू की घुलनशीलता से 37 गुना अधिक होती है। यदि पानी का तापमान 100°C से अधिक हो जाता है, तो डिस्पर्स रंगों की घुलनशीलता और भी अधिक बढ़ जाती है।
यहां एक विशेष चेतावनी है: डिस्पर्स रंगों के इस घुलने के गुण से व्यावहारिक अनुप्रयोगों में कुछ छिपे हुए खतरे उत्पन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, जब रंग के घोल को असमान रूप से गर्म किया जाता है, तो उच्च तापमान वाला रंग का घोल कम तापमान वाले स्थान पर बह जाता है। जैसे-जैसे पानी का तापमान घटता है, रंग का घोल अतिसंतृप्त हो जाता है, और घुला हुआ रंग अवक्षेपित हो जाता है, जिससे रंग के क्रिस्टल कणों की वृद्धि होती है और घुलनशीलता कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप रंग का अवशोषण कम हो जाता है।
(चार) डाई क्रिस्टल रूप
कुछ प्रकीर्ण रंगों में "समरूपता" की घटना पाई जाती है। अर्थात्, निर्माण प्रक्रिया में विभिन्न प्रकीर्णन तकनीकों के कारण, एक ही प्रकीर्ण रंग कई क्रिस्टलीय रूप धारण कर लेता है, जैसे सुईनुमा, छड़नुमा, परतदार, दानेदार और ठोस। प्रयोग की प्रक्रिया में, विशेषकर 130°C पर रंगाई करते समय, अधिक अस्थिर क्रिस्टलीय रूप अधिक स्थिर क्रिस्टलीय रूप में परिवर्तित हो जाता है।
यह ध्यान देने योग्य है कि अधिक स्थिर क्रिस्टल रूप की घुलनशीलता अधिक होती है, जबकि कम स्थिर क्रिस्टल रूप की घुलनशीलता अपेक्षाकृत कम होती है। इसका सीधा प्रभाव डाई अवशोषण दर और डाई अवशोषण प्रतिशत पर पड़ेगा।
(5) कण का आकार
सामान्यतः, छोटे कणों वाले रंगों की घुलनशीलता अधिक होती है और फैलाव स्थिरता अच्छी होती है। बड़े कणों वाले रंगों की घुलनशीलता कम होती है और फैलाव स्थिरता अपेक्षाकृत खराब होती है।
वर्तमान में, घरेलू डिस्पर्स रंगों के कणों का आकार आमतौर पर 0.5～2.0μm होता है (नोट: डिप डाइंग के लिए कणों का आकार 0.5～1.0μm होना आवश्यक है)।