رنگدهنده ها (Colorants) گروهی از مواد شیمیایی به حساب می آیند که به طور کلی قابلیت انتقال رنگ به ماده دیگری را دارند. رنگدهنده ها به دو گروه اصلی پیگمنت (Pigment) و دای (Dye) تقسیم می شوند. بسیاری از مردم فکر می کنند که به هر پودر رنگی پیگمنت گفته می شود در حالی که تفاوت بسیار زیادی بین پیگمنت و دای وجود دارد که مهم ترین آن ها قابلیت انحلال در ماده دیگری می باشد. به طور کلی دای ها موادی محلول به حساب می آیند در حالی پیگمنت ها موادی نامحلول هستند. برای درک بهتر مفهوم انحلال کافیست نحوه حل شدن مقداری نمک و مقداری خاک را در داخل آب با یکدیگر مقایسه کنید. نمک به طور کامل در داخل آب حل می شود و شفافیت آب را حفظ می کند در حالی که خاک پس از مدتی ته نشین می شود. پیگمنت ها در بستر مورد نظر پخش یا معلق (Disperse) می شوند و با کمک واسطه های هایی مانند بایندر ها (Binders) این قابلیت را حفظ می کنند ولی دای ها در بستر مشخص به طور کامل حل می شوند و معمولا نیازی به وجود بایندر ها نیست. علت محلول بودن دای ها نسبت به پیگمنت ها می توان در تفاوت اندازه ذرات آنها جست. دای ها نسبت به پیگمنت ها بسیار ریز تر هستند و برای فهم این نسبت کافیست سر یک سوزن را با یک توپ فوتبال مقایسه کنید. دای ها به طور کلی به دو خانواده دای های پایه حلال یا همان سالونت دای (Solvent Dyes) و دای ها پایه آب (Water Based Dye) تقسیم می شوند.
دای های در بستر مورد نظر کاملا حل می شوند. یکی از نشانه های حل شدن این است که شفافیت ماده حلال تغییری نمی کند. در واقع در این فرآیند مولوکول های ماده محلول با ایجاد یک پیوند شیمیایی، بخشی از مولوکول های حلال می شوند.
سالونت دای ها گروهی از خانواده دای ها به شمار می آیند که محلول در حلال های آلی هستند. این مواد در داخل آب به طور مستقیم به هیچ عنوان حل نمی شوند. سالونت دای ها ترکیبات شیمیایی هستند که عموما به صورت سنتزی در کارخانجات تولید می شوند. تاریخچه استفاده از دای ها به حدود 4000 سال پیش بر می گردد هنگامی که بشر از مواد طبیعی مانند حشرات برای رنگ آمیزی پشم و منسوجات چوبی استفاده می کردند. تولید دای ها از موادی طبیعی در گذشته فرآیندی زمان بر و پرهزینه بوده است برای مثال برای بدست آوردن دای بنفش هزاران صدف باید جمع آوری و آسیاب می شد به طوریکه که ارزش دای بنفش از فلزات گرانبهایی مانند نقره نیز بیش تر بود. اولین سالونت دای سنتزی در دنیا توسط شیمیدان بریتانیایی، ویلیام هنری پرکین (William Henry Perkin) از قطران ذغال سنگ بدست آمد. این دای که به ماوین (Mauveine) یا بنفش پرکین(Perkin Purple) مشهور است انقلابی در صنعت رنگ بوجود آورد.
پارچه رنگ شده توسط بنفش پرکین. بنفش پرکین اولین سالونت دای سنتزی است که انقلابی در صنعت رنگ بوجود آورد. تا پیش از اخترع این سولونت دای، رنگ بنفش بدلیل قیمت بالایی که داشت، تنها مخصوص طبقه اشراف بود.
گروه آزو رایج ترین خانواده از سالونت دای ها به شمار می آیند. این گروه از دای ها به خاطر رنگ های شادابی که دارند در بین صنعتگران بسیار مشهور هستند. نامگذاری این گروه از دای ها به خاطر گروه عاملی آزو (-N=N-) در ترکیبات شیمیایی آن ها می باشد. تکرار این گروه عاملی در این خانواده از دای ها آن را به دسته های Monoazo، Biazo، Triazo تقسیم بندی می کند.
ساختار شیمیایی Solvent Red 24. این سالونت دای بدلیل وجود دو گروه عاملی آزو جزو دسته Biazo به حساب می آیند. Red 24 از مشهور ترین سولونت دای های آزو در صنعت پتروشیمی به شمار می آیند.
گروه آنتراکینون به خاطر دوام و ماندگاریشان در بین صنعتگران مشهور هستند. این گروه از سالونت دای ها در صنایعی که به مقاومت نوری و حرارتی بیشتری احتیاج دارند مصرف می شوند. حلالیت دای های آنتراکینون نسبت به دای های آزو کم تر هست ولی مقاومت بهتری از خود نشان می دهند.
پلاک ساخته شده از Solvent Violet 13. بنفش 13 به دوام بسیار بالا و رنگ بسیار زیبای آن از مشهور ترین سالونت دای های آنتراکینون در صنعت پلاستیک به شمار می آیند.
گروه تری آریل متان در صنعت به خاطر رنگ های براقی که دارند شناخنه شده اند. اسکلت اصلی ساختار شیمیایی این گروه از دای ها از تری فنیل متان ساخته شده است. سالونت دای های تری آریل متان کاربرد زیادی در صنعت پلاستیک و مرکب دارند.
ساختار شیمیایی یک سالونت دای تری آریل متان. همانطور که مشاهده می کنید تری فنیل متان اسکلت اصلی این سولنت دای ها را تشکیل می دهد.
گروه متال کامپلکس همانطور که از نامشان پیداست به خاطر وجود یون های فلزی دوام بسیار بالایی دارند. این گروه از نسبت گروه های دیگر حلالیت قابل قبولی در حلال های قطبی دارند.
نمایی از فیلم های متالایز. سولونت دای های متال کامپلکس بدلیل براقیت خارق العاده و دوام بی نظیر آن ها، اصلی ترین رنگدانه در ساخت این فیلم ها به شمار می آیند. سری زرد این سالونت دای ها، مشهور ترین رنگ در بین صنعتگران این حوزه هستند چراکه رنگدانه اصلی برای ساخت رنگ های طلایی فیلم های متالایز به شمار می آیند.
گروه هتروسیکلیک به خاطر وجود کامپلکس و ساختار ناجور حلقه رنگ های بسیار براقی دارند. این گروه به خاطر رنگ های فلورسنتی کاربرد زیادی در ساخت پلاستیک های مهندسی و جوهر های امنیتی دارند.
پلاک ساخته شده از Solvent Green 5 سبز 5 را می توان مشهور ترین سولونت دای هتروسیکیلیک به شمار آورد. این سالونت دای بدلیل رنگ فلورسنتی خیره کننده آن، در ساخت مستربچ های ظروف پلاستیکی استفاده می شوند.
سالونت دای ها به طور کلی مولکول های غیر قطبی یا مقدار کمی قطبی هستند از این رو بیشتر در حلال های غیر قطبی حل می شوند. سالونت دای های کاربرد بسیار زیادی در صنایع مختلف دارند که به شرح زیر می باشد:
ساختار غیر قطبی سالونت دای ها باعث شده است که این رنگدانه ها کاربرد زیادی در صنعت پلاستیک داشته باشند. سالونت دای ها در ساخت مستربچ ها و پلاستیک هایی نظیز پلی اتیلن ترفتالات (PET)، پلی پروپیلین (PP)، ABS، پلی آمید و … به وفور استفاده شوند. سالونت دای ها بر خلاف پیگمنت ها که ظاهری پوششی دارند، نور را از خود عبور می دهند و برای ساخت پلاستیک های شفاف رنگی به کار گرفته می شوند. استفاده از سالونت دای ها برای صنعتگران این حوزه جذابیت زیادی دارد چراکه علاوه بر تنوع رنگی کم نظیر ، رنگدهی بسیار بالایی دارند، از این رو استفاده از این مواد بسیار به صرفه هست. امروزه به لطف پیشرفت علم شیمی در حوزه رنگ، دانشمندان موفق به تولید سالونت دای هایی با تحمل نوری بالا شده اند که کاربرد زیادی در ساخت چراغ های اتوموبیلی و نایلون های رنگی گلخانه ای دارند.
یکی از اصلی ترین کاربرد های سالونت دای، صنایع پتروشیمی هستند. از آنجا که سالونت دای ها محلول در حلال های آلی هستند، برای اهداف مشخص از آن ها برای رنگ کردن محصولات پتروشیمی مانند بنزین، گازوییل، روغن موتور و … استفاده می شود. دای هایی که برای این اهداف استفاده می شوند به دای های سوختی یا Fuel Dye نیز مشهور هستند. در بسیاری از کشور ها از دای برای رنگ کردن سوخت هایی استفاده می شود که مالیات و هزینه های دولتی به آن ها تعلق نمی گیرد. همچنین از دای ها برای رنگ کردن دیگر مشتقات روغنی مانند وازلین, گریس و … برای مصارف مختلف استفاده می شود.
از دیگر کاربرد های اصلی سالونت دای می توان به صنایع شمع سازی اشاره کرد. سالونت دای ها از آنجا که حلالیت خوبی در انواع واکس ها مانند پارافین دارند و همچنین به دلیل رنگدهی بسیار بالای خود، یکی از محبوب ترین و به صرفه ترین رنگدانه ها در صنعت شمع سازی به حساب می آیند. همانطور که ذکر شد سالونت دای ها از لحاظ ساختار شیمیایی به گروه های مختلفی تقسیم می شوند از رو میزان انحلال آن ها در مواد مختلف متفاوت است. بدین منظور بعضی از صنعتگران این حوزه، در ابتدا دای را در داخل یک حلال واسطه مانند روغن پارافین حل می کنند و سپس به پارافین اضافه می کنند.
کاربرد سالونت دای ها را در صنعت چاپ به دو بخش تقسیم کرد:
سالونت دای ها را می توان از اصلی ترین مواد اولیه در ساخت انواع جوهر و مرکب دانست. سالونت دای ها رنگدانه اصلی در ساخت جوهر های چاپگر جوهر افشان (Inkjet Ink) به شمار می آیند. در صنعت مرکب سازی برای ساخت مرکب های افست، فلکسو و گراور از سالونت دای ها به عنوان تونر (Toner) به منظور اصلاح کننده رنگی استفاده می شود. برای مثال صنعتگران این حوزه برای ساخت مرکب های طلایی، به جای استفاده از پیگمنت طلایی متالیک که معمولا قیمت بالایی دارد، از ترکیب سالونت دای زرد طلایی یا همان Solvent Dye Yellow 83 با خمیر های نانلیفینگ نقره ای (Non-Leafing Aluminum Pastes) به منظور کاهش قیمت محصول نهایی، استفاده می کنند.
فیلم های متالایز ورق هایی پلیمری معمولا از جنس پلی اتیلن ترفتالات یا به اختصار PET هستند که یک لایه نازک از فلز آلومینیوم به روش انباشت بخار فیزیکی(PVD)، بر روی آن ها رسوب داده می شود. فیلم های متالایز کاربرد زیادی در صنعت بسته بندی مواد غذایی، روکش های اتوموبیلی و گلیتر (Glitter) دارند. یکی دیگر از اصلی ترین کاربرد های این ورق ها صنعت چاپ می باشد. نوع خاصی از این ورق ها که به Hot Stamp مشهور هستد، در صنعت چاپ برای چاپ داغی (Hot Stamp Printing) یا همان چاپ طلاکوب استفاده می شود. رنگ پایه ای این ورق ها نقره ای می باشد. برای ساخت ورق های رنگی یک لایه نازک رنگی شفاف بر روی این ورق های نقره ای قرار می گیرد. سالونت دای ها کامپلکس به دلیل براقیت فوق العاده و همچنین دوام بسیار بالایی که دارند، اصلی ترین رنگدانه ها در ساخت این لایه رنگی شفاف به شمار می آیند. به لطف وجود سالونت دای ها، امروزه تنوع رنگی کم نظیری را در فیلم های متالایز شاهد هستیم.
در صورتیکه دای های پایه آب کاربرد گسترده ای در رنگرزی منسوجات نخی، پشمی و ابریشمی دارند، از سالونت دای ها برای رنگ آمیزی منسوجات چرمی و الیاف مصنوعی مانند پلی استر استفاده می کنند. سالونت دای با ترکیب در انواع حلال و رزین های مخصوص مانند ایزوپروپانول، اتانول، زایلن و… برای رنگ آمیزی چرم های طبیعی و مصنوعی به کار گرفته می شود. معمولا از از سالونت دای ها به روش اسپری بر روی چرم استفاده می شود.
