Investigation Of Different Bio-Mordants On Cotton Dyeing With Harmal Seed Extracted Natural Dyes

तकनीकी सारांश: हरमल बीज से प्राप्त प्राकृतिक रंगों के साथ कपास की रंगाई पर विभिन्न बायो-मॉर्डेंट्स (Bio-Mordants) के अन्वेषण का अध्ययन

समस्या विवरण
कपड़ा उद्योग महत्वपूर्ण पर्यावरणीय चुनौतियों का सामना कर रहा है क्योंकि यह सिंथेटिक रंगों और रासायनिक सहायक पदार्थों (auxiliaries) पर निर्भर है, जो उच्च जैविक ऑक्सीजन मांग (BOD) और रासायनिक ऑक्सीजन मांग (COD) वाले विषाक्त अपशिष्ट उत्पन्न करते हैं। इन अपवाहों (effluents) में कार्सिनोजेनिक (कैंसरकारी) और उत्परिवर्तजन (mutagenic) यौगिक होते हैं जो जलीय पारिस्थितिकी तंत्र और मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करते हैं। हालांकि प्राकृतिक रंग एक बायोडिग्रेडेबल और गैर-विषाक्त विकल्प प्रदान करते हैं, लेकिन उनकी व्यापक स्वीकार्यता खराब कलर फास्टनेस (रंग पक्का होने की क्षमता) और कम रंग शक्ति के कारण बाधित है। इसके अलावा, पारंपरिक प्राकृतिक रंगाई के लिए अक्सर धातु लवणों को मॉर्डेंट के रूप में उपयोग करने की आवश्यकता होती है, जो अपने आप में पर्यावरणीय जोखिम पैदा करते हैं। यह शोध एक टिकाऊ रंगाई प्रक्रिया की आवश्यकता को संबोधित करता है जो सिंथेटिक इलेक्ट्रोलाइट्स या भारी धातुओं पर निर्भर हुए बिना, प्राकृतिक रंग स्रोतों और पर्यावरण के अनुकूल बायो-मॉर्डेंट्स का उपयोग करके सेल्युलोसिक सबस्ट्रेट्स पर प्राकृतिक रंगों के प्रदर्शन को बेहतर बनाता है।

कार्यप्रणाली
इस अध्ययन में पेगनम हार्माला (हरमल) बीजों से निकाले गए प्राकृतिक रंग का उपयोग करके 100% सूती कपड़े को रंगने के लिए एक तुलनात्मक विश्लेषण किया गया। शोध में एक नमक-मुक्त (salt-free) रंगाई प्रक्रिया का उपयोग किया गया जहाँ कपास के कपड़ों को प्री-मॉर्डेंट (pre-mordant) किया गया था ताकि डाई के निष्कर्षण (exhaustion) को सुगम बनाया जा सके, जिससे पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट्स की आवश्यकता समाप्त हो गई।

तीन अलग-अलग बायो-मॉर्डेंट्स का अध्ययन किया गया:

1. साइट्रिक एसिड: एक संदर्भ सिंथेटिक बायो-मॉर्डेंट के रूप में उपयोग किया गया।
2. केले के छिलके का अर्क: एक कृषि-अपशिष्ट स्रोत जो फेनोलिक यौगिकों और पोटेशियम से समृद्ध है।
3. चकोतरा (Grapefruit) के छिलके का अर्क: एक कृषि-अपशिष्ट स्रोत जिसमें साइट्रिक एसिड, फ्लेवोनोइड्स और पेक्टिन शामिल हैं।

प्रायोगिक प्रक्रिया में शामिल था:

• निष्कर्षण (Extraction): हरमल बीजों को पीसकर वॉटर बाथ विधि (70°C से 85°C) द्वारा निकाला गया। केले और चकोतरे के छिलकों को भी सक्रिय मॉर्डेंट समाधान प्राप्त करने के लिए इसी तरह संसाधित किया गया।
• प्री-मॉर्डेंटिंग (Pre-Mordanting): कपास के नमूनों को तीन मॉर्डेंट्स के साथ विभिन्न सांद्रता (10% से 100% कपड़े के वजन पर, owf) पर 70°C पर 30 मिनट के लिए उपचारित किया गया।
• रंगाई (Dyeing): प्री-मॉर्डेंटेड कपड़ों को एल्केलाइन बाथ (pH 9–11.5) में 85°C पर 45 मिनट के लिए हरमल अर्क का उपयोग करके रंगा गया।
• विशेष लक्षण वर्णन (Characterization): रंगे हुए कपड़ों का स्पेक्ट्रोफोटोमीटर (580 nm पर) का उपयोग करके कलर स्ट्रेंथ (K/S मान) के लिए मूल्यांकन किया गया। फास्टनेस गुणों का मूल्यांकन वॉशिंग (AATCC 61), रगड़ने/क्रॉकिंग (AATCC 08), प्रकाश (AATCC 16), और पसीने (AATCC 15) के लिए AATCC मानकों के अनुसार किया गया।

मुख्य परिणाम

• रंग शक्ति (K/S मान):
  • साइट्रिक एसिड: इसने 70% सांद्रता पर इष्टतम रंग शक्ति प्राप्त की। K/S मान संतृप्ति तक सांद्रता के साथ बढ़ा, जिसके बाद प्रतिस्पर्धी ज़ेटा पोटेंशियल प्रभावों के कारण मामूली गिरावट आई।
  • केले के छिलके का अर्क: इसने 70% सांद्रता पर सर्वश्रेष्ठ K/S मान दिखाया। अध्ययन में नोट किया गया कि उच्च सांद्रता और तापमान (85°C) थर्मोलैबाइल (ताप-संवेदनशील) फेनोलिक यौगिकों के आंशिक क्षरण का कारण बन सकते हैं, जिससे आगे की वृद्धि सीमित हो जाती है।
  • चकोतरा (Grapefruit) के छिलके का अर्क: इसने 60% सांद्रता पर उच्चतम व्यक्तिगत K/S मान 15.78 प्राप्त किया। यह बेहतर अवशोषण स्वाभाविक रूप से मौजूद साइट्रिक एसिड, फ्लेवोनोइड्स और पेक्टिन के सहक्रियात्मक प्रभाव (synergistic effect) के कारण था, जो मॉर्डेंट के रूप में कार्य करते हैं।
• फास्टनेस गुण:
  • प्रकाश फास्टनेस (Light Fastness): सभी मॉर्डेंटेड नमूनों ने "बहुत अच्छी" लाइट फास्टनेस रेटिंग प्रदर्शित की। लेखक इस प्रभाव को हरमल डाई में निहित UV-अवशोषक अल्कलॉइड्स (हारमीन, हारमालाइन, हारमोल और हारमोलॉल) की उपस्थिति के कारण बताते हैं, न कि विशिष्ट मॉर्डेंट प्रकार के कारण।
  • रगड़ने की फास्टनेस (Rubbing Fastness): सभी नमूनों ने अच्छी से उत्कृष्ट ड्राई और वेट रगड़ने की फास्टनेस (रेटिंग 4–4.5) प्रदर्शित की, जो चेलेटिंग (chelating) और क्रॉसलिंकिंग तंत्र के माध्यम से डाई, मॉर्डेंट और फाइबर के बीच मजबूत अंतःक्रिया का संकेत देती है।
  • वॉशिंग और पसीना फास्टनेस: वॉशिंग फास्टनेस 3 से 3.5 के बीच रही, जो सेल्युलोसिक सबस्ट्रेट्स पर प्राकृतिक डाई सिस्टम के लिए सामान्य है। पसीना (perspiration) फास्टनेस को 3.5 और 4.5 के बीच रेट किया गया।
• फ्लोरोसेंस (Fluorescence): सभी रंगे हुए नमूनों ने UV प्रकाश के तहत फ्लोरोसेंस प्रदर्शित किया, जो कपड़े की सतह पर हरमल अल्कलॉइड की उपस्थिति की पुष्टि करता है।

महत्व और दावे
यह शोध दावा करता है कि यह कपास को हरमल बीज के अर्क से रंगने के लिए साइट्रिक एसिड, चकोतरा छिलका अर्क और केले के छिलका अर्क का तुलनात्मक मूल्यांकन करने वाला पहला अध्ययन है। इस कार्य का प्राथमिक महत्व यह प्रदर्शित करना है कि कृषि-अपशिष्ट (केले और चकोतरे के छिलके) साइटिक एसिड जैसे सिंथेटिक मॉर्डेंट्स के प्रभावी, टिकाऊ और कम लागत वाले विकल्प के रूप में कार्य कर सकते हैं।

अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि जबकि साइट्रिक एसिड प्रभावी है, चकोतरे के छिलके के अर्क का उपयोग बेहतर रंग शक्ति (K/S = 15.78) प्रदान करता है क्योंकि इसकी रासायनिक संरचना जटिल है। इसके अलावा, शोध कार्यात्मक कपड़ा अनुप्रयोगों की क्षमता को उजागर करता है, विशेष रूप से यह सुझाव देता है कि रंगे हुए कपड़े के UV-अवशोषक और फ्लोरोसेंट गुणों का उपयोग UV-सुरक्षात्मक वस्त्रों के लिए किया जा सकता है, हालांकि लेखक नोट करते हैं कि भविष्य के सत्यापन के लिए मात्रात्मक SPF माप की आवश्यकता है। इस प्रक्रिया को एक पर्यावरण के अनुकूल, नमक-मुक्त विधि के रूप में प्रस्तुत किया गया है जो स्वीकार्य फास्टनेस गुणों को बनाए रखते हुए अपवाह (effluent) को कम करती है।