કાપડ અને કાગળના રંગકામમાં મિથિલીન બ્લૂ: રંગશાળામાં Basic Blue 9

કોઈએ મિથિલીન બ્લૂ દર્દીને આપ્યું તે પહેલાં તે પંદર વર્ષ સુધી વ્યાપારી રંગ તરીકે વપરાતું હતું. હાઇનરિખ કારોએ 1876માં BASF ખાતે કાપડના રંગદ્રવ્ય તરીકે તેનું સંશ્લેષણ કર્યું હતું, અને BASFનો પોતાનો ઇતિહાસ તથા અમેરિકન કેમિકલ સોસાયટી બંને તેને કપાસ માટે બનાવાયેલા રંગ તરીકે વર્ણવે છે. કોખનું તબીબી અભિરંજનનું કામ લગભગ 1880માં આવ્યું, અને 1891માં મલેરિયાની સારવારમાં તેનો ઉપયોગ તેનાથી પણ પછી થયો. આ સંયોજન પાછળથી જે કંઈ બન્યું—અભિરંજક, સૂચક, દવા—તે બધાની શરૂઆત રંગોની સૂચિમાંની એક નોંધથી થઈ હતી.

ઔદ્યોગિક સંદર્ભમાં આ પદાર્થને સમજવાની યોગ્ય રીત આજે પણ એ જ નોંધ છે. રંગશાળાની ભાષામાં તે મિથિલથાયોનિનિયમ ક્લોરાઇડ નથી. તે Basic Blue 9 છે.

એક સંયોજન, બે ક્રમાંકન પદ્ધતિઓ

કલર ઇન્ડેક્સ દરેક વ્યાપારી રંગને બે રીતે ઓળખે છે. સામાન્ય નામ તેના પ્રયોગ અને ઉપયોગનું વર્ણન કરે છે; બંધારણ ક્રમાંક તેના રાસાયણિક બંધારણનું વર્ણન કરે છે. મિથિલીન બ્લૂનું સામાન્ય નામ C.I. Basic Blue 9 અને બંધારણ ક્રમાંક C.I. 52015 છે. તે 52000થી 52999 સુધીના ક્રમાંકો ધરાવતા થાયાઝીન વર્ગમાં આવે છે. કલર ઇન્ડેક્સ અંગેનો તાજેતરનો અહેવાલ મિથિલીન બ્લૂનું ઉદાહરણ લઈને આ વાતની પુષ્ટિ કરે છે.

આ ક્રમાંકો પાછળનું રસાયણ ક્લોરાઇડ સાથે જોડાયેલો ફિનોથાયાઝીન ધનાયન છે: તેનું નિર્જળ સૂત્ર C16H18ClN3S છે, મોલર દળ લગભગ 319.9 g/mol છે અને તેનો CAS 61-73-4 છે; જ્યારે સામાન્ય વ્યાપારી ટ્રાઇહાઇડ્રેટનું મોલર દળ લગભગ 373.9 g/mol અને CAS 7220-79-3 છે. આ વ્યાપારી ક્ષાર કાંસાની ચમક ધરાવતા ઘેરા લીલા સ્ફટિકો બનાવે છે, જે ઓગળીને ઘેરું વાદળી દ્રાવણ આપે છે. PubChem અને આણ્વિક ગુણધર્મોની તાજેતરની સમીક્ષા અનુસાર ટ્રાઇહાઇડ્રેટના 1 ટકા દ્રાવણનો pH 3થી 4.5 હોય છે. ડ્રમના જથ્થામાં ખરીદનાર કોઈએ પણ લેબલ પર કયો CAS ક્રમાંક છે તે તપાસવું જોઈએ, કારણ કે એક કિલોગ્રામ ટ્રાઇહાઇડ્રેટમાં એક કિલોગ્રામ નિર્જળ ક્ષાર કરતાં લગભગ 15 ટકા ઓછો વર્ણજનક ભાગ હોય છે. રંગકામની કોઈ પણ ગણતરી કરતાં પહેલાં ચોક્કસ કઈ સામગ્રીનું વજન લેવાઈ રહ્યું છે તે સ્પષ્ટ કરવું યોગ્ય છે.

બંધનનો ખ્યાલ: ઋણાયનો શોધતો ધનાયન

બેઝિક રંગો ધનાયનિક રંગો છે. દ્રાવણમાં રંગ ધરાવતી રાસાયણિક પ્રજાતિ ધન વિદ્યુતભાર ધરાવે છે, તેથી તે સૌથી સહજ રીતે એવા રેસા સાથે બંધાય છે જે ઋણાયનિક સ્થાનો પૂરા પાડે છે. આ એક જ હકીકત પરથી તેના ઉપયોગની લગભગ આખી રૂપરેખા સમજાઈ જાય છે.

એક્રિલિક રેસો તેનું પાઠ્યપુસ્તકમાં આવતું આદર્શ આધારદ્રવ્ય છે. તેમાં સામાન્ય રીતે કાર્બોક્સિલેટ અથવા સલ્ફોનેટ સમૂહો હોય છે, અને એ સ્થાનો તથા રંગના ધનાયન વચ્ચેનું આયનિક આકર્ષણ રંગને રેસા સાથે મજબૂત રીતે જોડે છે. આ વાત એક્રિલિકના પરંપરાગત ધનાયનિક રંગકામ અને એક્રિલિક રેસાના રસાયણશાસ્ત્ર અંગેના અભ્યાસોમાં વર્ણવાઈ છે. ઊન અને રેશમ પણ ઋણ વિદ્યુતભાર ધરાવતા સ્થાનો પર બેઝિક રંગોને સીધા ગ્રહણ કરે છે અને ચટક રંગછટાઓ આપે છે. જોકે કાપડ અંગેના સંદર્ભગ્રંથો ચેતવે છે કે આ રેસા પર જૂના બેઝિક રંગોની પ્રકાશ સામેની સ્થિરતા સામાન્ય રીતે નબળી હોય છે. આ મુદ્દાનો સાર કાપડના રંગકામ અંગેના મુક્તપણે ઉપલબ્ધ પાઠ્યપુસ્તકમાં આપ્યો છે.

કપાસ એ અગત્યનો અપવાદ છે. પ્રક્રિયા ન કરેલા સેલ્યુલોઝને પરંપરાગત બેઝિક રંગો પ્રત્યે બહુ ઓછું આકર્ષણ હોય છે, અને કારોના “કપાસ માટેના રંગ”ને સહાયની જરૂર હતી તેનું ચોક્કસ કારણ આ જ છે. ઐતિહાસિક પદ્ધતિમાં કપાસને ટેનિક એસિડથી રંગબંધક પ્રક્રિયા અપાતી અને સામાન્ય રીતે ટાર્ટર એમેટિક (એન્ટિમની પોટેશિયમ ટાર્ટ્રેટ)થી તેને સ્થિર કરાતું, જેથી રેસા પર અદ્રાવ્ય ટેનિન-રંગ સંકુલ બનતું. તે સમયનું કપાસ રંગવાનું માર્ગદર્શક પુસ્તક કપાસનાં કાપડનું રંગકામ આ ત્રણ પ્રક્રિયાઓ—ટેનિનની પ્રક્રિયા, સ્થિરીકરણ અને પછી રંગકામ—સમજાવે છે. સામાન્ય નાયલોન માટે પણ આવી જ શરત લાગુ પડે છે: તે મુખ્યત્વે એસિડ રંગો માટેનું આધારદ્રવ્ય છે. માત્ર સલ્ફોનેટ સમૂહો ઉમેરીને ખાસ ફેરફાર કરેલું નાયલોન જ બેઝિક રંગોને મજબૂત રીતે ગ્રહણ કરે છે. તે ધનાયનિક રંગોથી રંગી શકાય તેવા નાયલોન તરીકે વેચાય છે અને US6312805B1 જેવા દસ્તાવેજોમાં તેનું વર્ણન છે.

આથી રેસા અંગેનો સાર ટૂંકો છે. ઐતિહાસિક કારણોસર કપાસ માટે ટેનિન રંગબંધક; ઊન અને રેશમ પર સીધું રંગકામ, પરંતુ રંગ ઝાંખો પડી જાય છે; એક્રિલિક રસાયણની દૃષ્ટિએ સ્વાભાવિક આધુનિક આધારદ્રવ્ય; અને સામાન્ય નાયલોન મોટાભાગે ઉપયોગયોગ્ય નથી.

ચટક, પરંતુ ઝાંખો પડી જતો

નબળી કડી ક્યારેય રંગ ચડાવવાની નહોતી. તે રંગ ટકાવી રાખવાની હતી. 2019ના એક અભ્યાસમાં કપાસ, રેશમ અને ઊનને મિથિલીન બ્લૂ ટ્રાઇહાઇડ્રેટથી સીધા રંગવામાં આવ્યાં હતાં. ISO 105-B02 હેઠળ ત્રણેય રેસા માટે પ્રકાશ સામે રંગની સ્થિરતાનું રેટિંગ 1, એટલે કે માપક્રમનું સૌથી નીચું સ્તર, મળ્યું હતું. માત્ર સ્મેક્ટાઇટની અનુપ્રક્રિયા પછી જ રંગ ટકી રહેવામાં સુધારો થયો હતો, જેમ RSC Advancesમાં નોંધાયું છે. જૂનું સાહિત્ય પણ તે સમયની ભાષામાં એ જ વાત કહે છે: ઘણા બેઝિક રંગો પ્રકાશમાં ઝાંખા પડી જાય છે, જેમ 1911ના એન્સાઇક્લોપીડિયા બ્રિટાનિકાના રંગકામ અંગેના લેખમાં નોંધાયું છે.

રંગસ્નાનનું રસાયણ બીજી સાવચેતી ઉમેરે છે. બેઝિક રંગો સામાન્ય રીતે તટસ્થથી હળવી અમ્લીય પરિસ્થિતિમાં વપરાય છે, અને પ્રબળ આલ્કલી ખાસ કરીને મિથિલીન બ્લૂ માટે હાનિકારક છે: 0.1 M જલીય આલ્કલીમાં તે યથાવત્ રહેવાને બદલે જલવિઘટન દ્વારા મુખ્યત્વે બર્ન્થસેનના મિથિલીન વાયોલેટમાં ફેરવાય છે, જે ઘેરો રંગ ધરાવતું ચરબીપ્રિય ઉત્પાદન છે. આ વાત મિથિલીન બ્લૂ પર આલ્કલીની અસર અંગેના અભ્યાસમાં જણાવાઈ છે. તેથી કાપડમાં રહી ગયેલો આલ્કલીય સફાઈ પ્રક્રિયાનો અવશેષ અથવા આલ્કલીય અનુપ્રક્રિયા રંગછટા બદલી શકે છે; આ ફેરફારનાં રાસાયણિક કારણોને રંગના સ્થિરીકરણ સાથે કોઈ સંબંધ નથી. રંગના ફેરફારો પાછળનું રેડોક્સ ચક્રણ અલગ વિષય છે, પરંતુ વ્યવહારુ નિયમ સરળ છે: રંગસ્નાનને પ્રબળ આલ્કલીથી દૂર રાખો.

કાગળ, શાહી અને કાર્બન નકલો

કાગળનું રંગકામ હાલના વ્યાપારી ઉપયોગ તરીકે દસ્તાવેજીકૃત છે. Basic Blue 9નો એક સપ્લાયર પોતાની ઉત્પાદનના ઉપયોગ અંગેની માહિતીપત્રિકામાં રેશમ, શણ, લાકડું અને વાંસના રંગકામની સાથે કાગળનું રંગકામ, તેમજ શાહી અને લેક રંગદ્રવ્યનું ઉત્પાદન સૂચવે છે. શાહી માટે દસ્તાવેજી પુરાવા વધુ મજબૂત છે: ભારતમાં એક સમયે શાહી ઉદ્યોગ માટેના મિથિલીન બ્લૂ રંગનું વિશિષ્ટ ધોરણ IS 2230:1962 હતું. તે હવે પાછું ખેંચાયેલું છે, પરંતુ BISના 1962થી 1963ના વાર્ષિક અહેવાલમાં નોંધાયેલું છે અને સૂચિમાં પાછું ખેંચાયેલું તરીકે દર્શાવેલું છે.

કાર્બન પેપરનો ઉપયોગ પણ નોંધાયેલો છે. કાર્બન પેપરના લેપ માટેની 1933ની અમેરિકન પેટન્ટ US1925235Aમાં મિથિલીન બ્લૂ સહિતના એનિલીન રંગો ધરાવતી તેલ અને મીણની શાહીનું વર્ણન છે. ઐતિહાસિક વાદળી નકલ પેન્સિલો અંગેના 2024ના વારસા-વિજ્ઞાન અભ્યાસમાં મિથિલીન બ્લૂ સૌથી સામાન્ય રંગદ્રવ્યોમાંનું એક હોવાનું મળ્યું. સાથે જ રંગશાળા જેની આગાહી કરે તેવું જ વર્તન દસ્તાવેજીકૃત થયું: પ્રકાશ પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલતા અને ભીનું થતાં રંગ ફેલાવાની વૃત્તિ. આ અભ્યાસ npj Heritage Scienceમાં પ્રકાશિત થયો હતો. ચટક નકલ બનાવતી અને સૂર્યપ્રકાશમાં ઝાંખી પડી જતી પેન્સિલનું રસાયણ, ચટક રંગાયેલું અને બારી પાસે ઝાંખું પડી જતું કપાસ ધરાવે છે તે જ છે.

ગુણવત્તાના ત્રણ પ્રકાર, વિશિષ્ટતાઓની ત્રણ પદ્ધતિઓ

આ સૌથી અગત્યની સરખામણી છે, કારણ કે એક જ નામ હેઠળ પરસ્પર અસંગત વિશિષ્ટતાઓ પ્રમાણે બનાવેલી સામગ્રીઓ મળે છે. કાપડ માટેની ગુણવત્તા, જૈવિક અભિરંજક અને ઔષધીય ગુણવત્તા એ એક જ શુદ્ધતા-નિસરણીનાં પગથિયાં નથી. તે અલગ પ્રશ્નોના જવાબ છે.

કોષ્ટકમાંની બે ગેરસમજ પર ભાર મૂકવો જરૂરી છે. પ્રથમ, “100 ટકા” કાપડનો રંગ એટલે 100 ટકા શુદ્ધ વર્ણજનક ભાગ નહીં; ISO 105-Z10 રંગશક્તિને સંદર્ભ રંગની સરખામણીએ વ્યાખ્યાયિત કરે છે. બીજું, 82 ટકા રંગદ્રવ્ય ધરાવતું પ્રમાણિત અભિરંજક એ નિષ્ફળ ઔષધીય ઉત્પાદન નથી; તેણે જુદી કસોટી પાસ કરી છે. ઔષધીય પાસું એક પ્રક્રિયા-વિકાસ અહેવાલથી સમજાય છે, જેમાં કુલ ધાતુઓ 20 ppmથી નીચે, Azure B 2 ટકાથી નીચે અને અન્ય અશુદ્ધિઓ 0.5 ટકાથી નીચે રાખવામાં આવી હતી. પ્રકાશિત Proveblue અભ્યાસમાં આપેલા આ આંકડા તે ચોક્કસ પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરે છે, કાપડના રંગ માટેની કોઈ સર્વમાન્ય વિશિષ્ટતાનું નહીં. Azure B માટે પોતાનું સંદર્ભ ધોરણ હોવાનું કારણ એ છે કે તે મુખ્ય ડિમિથિલેશન અશુદ્ધિ હોવા ઉપરાંત પોતાની રીતે ઔષધીય ક્રિયા ધરાવતો ચયાપચયજ પણ છે; આ વિષય Azure B અંગેના સંશોધનમાં ચર્ચાય છે.

રંગશાળા માટે આવતી સામગ્રીની વ્યવહારુ તપાસો ડાબા સ્તંભ પરથી નક્કી થાય છે: ધોરણની સરખામણીએ રંગછટા, સાપેક્ષ રંગશક્તિ, દ્રાવ્યતા અને અદ્રાવ્ય પદાર્થ, ભેજ તથા જથ્થાઓ વચ્ચે સુસંગતતા. આ યાદીમાંનું કંઈ પણ તે ડ્રમને પ્રયોગશાળામાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય ઠરાવતું નથી, સેવન માટે તો બિલકુલ નહીં.

Basic Blue 9ની માહિતીપત્રિકા કેવી રીતે વાંચવી

સામાન્ય તકનીકી માહિતીપત્રિકામાં ચાર આંકડા હોય છે, અને દરેક જુદા પ્રશ્નનો જવાબ આપે છે. સપ્લાયરના સંદર્ભ જથ્થાની સરખામણીએ ટકાવારીમાં દર્શાવેલી રંગશક્તિ રંગકામ કરનારને જણાવે છે કે ઇચ્છિત રંગઘનતા માટે કેટલા રંગનું વજન લેવું; 105 ટકા રંગશક્તિ ધરાવતા જથ્થા માટે ધોરણ કરતાં લગભગ 5 ટકા ઓછું વજન જોઈએ. રંગદ્રવ્યનું પ્રમાણ દર્શાવેલું હોય ત્યારે તે વાસ્તવિક વર્ણજનક ભાગનો રાસાયણિક અંશ છે. તે હંમેશાં રંગશક્તિના આંકડા પરથી સૂચવાતા પ્રમાણ કરતાં ઓછું હોય છે, કારણ કે વ્યાપારી પાઉડરમાં ભેજ અને સાંદ્રતા ઘટાડવા માટેના પદાર્થો હોય છે. પાણીમાં અદ્રાવ્ય પદાર્થ માટે 1.5 ટકા જેવી મહત્તમ મર્યાદા રંગછટાને બદલે ટપકાં અને ફિલ્ટર બંધ થવાની શક્યતા સૂચવે છે. ભેજ આ ચિત્ર પૂરું કરે છે, અને તેનો હાઇડ્રેટના પ્રશ્ન સાથે સંબંધ છે: ટ્રાઇહાઇડ્રેટમાં સ્ફટિકીકરણના પાણીના ત્રણ અણુ હોય છે, તેથી તેના એક કિલોમાં નિર્જળ ક્ષારના એક કિલો કરતાં લગભગ છ-સપ્તમાંશ જેટલો વર્ણજનક ભાગ હોય છે. એક હાઇડ્રેટ માટે લખેલી રંગકામની વિધિમાં બીજાનું વજન લેવાય તો કાપડ રંગસ્નાનમાં જાય તે પહેલાં જ રંગઘનતા એટલા અંશથી ઓછી પડશે.

ઔદ્યોગિક નિકાલજળ અંગે એક નોંધ

મિથિલીન બ્લૂનો રંગ ઘેરો હોય છે અને સ્પેક્ટ્રોફોટોમેટ્રીથી તેને માપવાનું સરળ છે. અધિશોષણના અભ્યાસોમાં સામાન્ય રીતે 663થી 665 nmની આસપાસનું તેનું દૃશ્યપ્રકાશ શોષણ માપવામાં આવે છે, જેમ જૈવ અધિશોષણના એક અભ્યાસમાં અને હાઇડ્રોજેલ અધિશોષણના એક અભ્યાસમાં. આ સગવડને કારણે તે ગંદા પાણીના સંશોધનમાં આદર્શ ધનાયનિક રંગ બન્યું: જર્નલ ઑફ હેઝર્ડસ મટિરિયલ્સની એક મુખ્ય સમીક્ષા ઓછી કિંમતની સામગ્રીઓ પર અધિશોષણ દ્વારા તેને દૂર કરવા અંગેના અભ્યાસોની સમીક્ષા કરે છે, જેમાં કાપડ, કાગળ અને છાપકામનું નિકાલજળ આવરી લેવાયું છે.

આદર્શ પદાર્થ તરીકેની તેની સ્થિતિની બે બાજુ છે. અધિશોષણ અંગે મોટી સંખ્યામાં સંશોધન લેખો હોવા એ સાબિત કરતું નથી કે મિથિલીન બ્લૂ પોતે આધુનિક કાપડ ઉદ્યોગના મુખ્ય પ્રદૂષકોમાંનું એક છે; તે સાબિત કરે છે કે સામાન્ય રીતે ધનાયનિક રંગોના પ્રતિનિધિ તરીકે આ સંયોજન સગવડભર્યું છે. નિકાલજળ અંગેના દાવા વાંચતી વખતે આ ભેદ ધ્યાનમાં રાખો.

નામ જ ચેતવણી છે

Basic Blue 9, C.I. 52015, મિથિલથાયોનિનિયમ ક્લોરાઇડ: એક જ વર્ણજનક ભાગનાં ત્રણ નામ, જે ઓછામાં ઓછી ત્રણ અલગ વિશિષ્ટતા-પદ્ધતિઓ હેઠળ વેચાય છે. કારોએ કપાસ માટે બનાવેલી કાપડની સામગ્રી ગળી શકાય તેવી હોવાની જરૂરિયાત ક્યારેય નહોતી, અને રંગછટા તથા રંગશક્તિ માટે લખાયેલું કોઈ પ્રમાણપત્ર તેને તેવી બનાવી શકતું નથી. જ્યારે પ્રયોગશાળાના શેલ્ફ પરના ડ્રમ પર એ જ નામ દેખાય, ત્યારે તમારી પાસે શું છે તે રંગ નહીં, પરંતુ વિશિષ્ટતા જણાવે છે.