कपड़ों और कागज़ की रंगाई में मेथिलीन ब्लू: रंगाईघर में Basic Blue 9

किसी रोगी को दिए जाने से पहले मेथिलीन ब्लू पंद्रह वर्षों तक एक व्यावसायिक रंजक के रूप में इस्तेमाल होता रहा। हाइनरिख कारो ने 1876 में BASF में इसे वस्त्र रंजक के रूप में संश्लेषित किया था, और BASF का अपना इतिहास तथा अमेरिकन केमिकल सोसाइटी, दोनों इसे कपास के लिए बनाया गया रंजक बताते हैं। कोख का चिकित्सकीय अभिरंजन कार्य लगभग 1880 में आया, और 1891 में मलेरिया के उपचार उससे भी बाद में। यह यौगिक आगे चलकर जो कुछ भी बना—अभिरंजक, सूचक, दवा—उन सबकी शुरुआत रंजकों की सूची में एक प्रविष्टि से हुई।

औद्योगिक परिवेश में इस पदार्थ को समझने का सही आधार आज भी वही प्रविष्टि है। रंगाईघर की भाषा में यह मेथिलथायोनिनियम क्लोराइड नहीं है। यह Basic Blue 9 है।

एक यौगिक, दो संख्या प्रणालियाँ

कलर इंडेक्स हर व्यावसायिक रंजक की पहचान दो तरह से करता है। सामान्य नाम उसके अनुप्रयोग और उपयोग को बताता है; संरचना संख्या उसकी रासायनिक संरचना को बताती है। मेथिलीन ब्लू का सामान्य नाम C.I. Basic Blue 9 और संरचना संख्या C.I. 52015 है। इससे यह थायाज़ीन वर्ग में आता है, जिसके लिए 52000 से 52999 तक की संख्याएँ निर्धारित हैं। कलर इंडेक्स का एक हालिया विवरण मेथिलीन ब्लू को उदाहरण बनाकर इसकी पुष्टि करता है।

इन संख्याओं के पीछे का रसायन क्लोराइड के साथ युग्मित फीनोथायाज़ीन धनायन है: इसका निर्जल सूत्र C16H18ClN3S है, मोलर द्रव्यमान लगभग 319.9 g/mol और CAS 61-73-4 है; वहीं आम व्यावसायिक ट्राइहाइड्रेट का मोलर द्रव्यमान लगभग 373.9 g/mol और CAS 7220-79-3 है। व्यावसायिक लवण कांस्य जैसी चमक वाले गहरे हरे क्रिस्टल बनाता है, जो घुलकर गहरा नीला विलयन देते हैं। PubChem और आणविक गुणों की एक हालिया समीक्षा के अनुसार, ट्राइहाइड्रेट के 1 प्रतिशत विलयन का pH 3 से 4.5 होता है। ड्रम में खरीदने वाले किसी भी व्यक्ति को लेबल पर मौजूद CAS संख्या जाँचनी चाहिए, क्योंकि एक किलोग्राम ट्राइहाइड्रेट में एक किलोग्राम निर्जल लवण की तुलना में लगभग 15 प्रतिशत कम क्रोमोफोर होता है। रंगाई की कोई भी गणना करने से पहले यह स्पष्ट कर लेना उपयोगी है कि वास्तव में किस पदार्थ का वज़न लिया जा रहा है।

बंधन की अवधारणा: ऋणायनों की तलाश में एक धनायन

क्षारीय रंजक धनायनिक रंजक होते हैं। विलयन में रंगीन घटक पर धनात्मक आवेश होता है, इसलिए वह सबसे सहज रूप से उन रेशों से जुड़ता है जिन पर ऋणायनिक स्थल मौजूद हों। यही एक तथ्य लगभग पूरे अनुप्रयोग पैटर्न का अनुमान दे देता है।

ऐक्रिलिक रेशा इसका पाठ्यपुस्तकीय आधार है। इसमें आम तौर पर कार्बोक्सिलेट या सल्फोनेट समूह होते हैं, और इन स्थलों तथा रंजक धनायन के बीच आयनिक आकर्षण से रेशे के प्रति मज़बूत बंधुता मिलती है। इसका वर्णन ऐक्रिलिक की पारंपरिक धनायनिक रंगाई और ऐक्रिलिक रेशों के रसायन पर किए गए अध्ययनों में है। ऊन और रेशम भी ऋणात्मक आवेश वाले स्थलों पर क्षारीय रंजकों को सीधे ग्रहण करते हैं और चटख रंग देते हैं। हालाँकि, वस्त्र संबंधी संदर्भ चेतावनी देते हैं कि इन रेशों पर पुराने क्षारीय रंजकों का प्रकाश स्थायित्व आम तौर पर कम होता है। इस बात का सार वस्त्र रंगाई की एक मुक्त-सुलभ पाठ्यपुस्तक में दिया गया है।

कपास एक महत्वपूर्ण अपवाद है। अनुपचारित सेल्यूलोज़ में पारंपरिक क्षारीय रंजकों के प्रति बहुत कम बंधुता होती है, और यही कारण है कि कारो के “कपास के रंजक” को सहायक उपचार की ज़रूरत थी। ऐतिहासिक विधि में कपास को टैनिक अम्ल से रंगबंधित किया जाता था, जिसे आम तौर पर टार्टर इमेटिक (ऐंटिमनी पोटैशियम टार्ट्रेट) से स्थिर किया जाता था। इससे रेशे पर अघुलनशील टैनिन-रंजक संकुल बनता था। उस दौर की कपास रंगाई की एक पुस्तिका, कपास के कपड़ों की रंगाई, इन तीन क्रियाओं का वर्णन करती है: टैनिन उपचार, स्थिरीकरण, और फिर रंगाई। साधारण नायलॉन के मामले में भी इसी तरह की शर्त लागू होती है: यह मुख्य रूप से अम्लीय रंजकों के लिए उपयुक्त आधार है। केवल सल्फोनेट समूहों से जानबूझकर संशोधित नायलॉन, जो धनायनिक रंजकों से रंगने योग्य नायलॉन के रूप में बेचा जाता है और जिसका वर्णन US6312805B1 जैसे दस्तावेज़ों में है, क्षारीय रंजकों को मज़बूती से ग्रहण करता है।

इसलिए रेशों का सार संक्षिप्त है। ऐतिहासिक कारणों से कपास को टैनिन रंगबंधक के साथ रंगा जाता है; ऊन और रेशम को सीधे, लेकिन उनका रंग टिकाऊ नहीं होता; ऐक्रिलिक रासायनिक रूप से स्वाभाविक आधुनिक आधार है; और साधारण नायलॉन अधिकांशतः अनुपयुक्त है।

चटख, लेकिन जल्दी फीका पड़ने वाला

कमज़ोर पक्ष कभी रंग चढ़ाना नहीं था। समस्या उसे टिकाए रखने की थी। 2019 के एक अध्ययन में कपास, रेशम और ऊन को सीधे मेथिलीन ब्लू ट्राइहाइड्रेट से रंगा गया। ISO 105-B02 के तहत तीनों रेशों का प्रकाश स्थायित्व मान 1 पाया गया, जो पैमाने का सबसे निचला स्तर है। रंग का टिकाव केवल स्मेक्टाइट से बाद में उपचार करने पर बेहतर हुआ, जैसा कि RSC Advances में बताया गया है। पुराना साहित्य भी अपने समय की भाषा में यही बात कहता है: अनेक क्षारीय रंग प्रकाश में फीके पड़ जाते हैं, जैसा कि 1911 के एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका के रंगाई संबंधी लेख में दर्ज है।

रंगाई स्नान का रसायन एक और सावधानी जोड़ता है। क्षारीय रंजक सामान्यतः उदासीन से हल्की अम्लीय परिस्थितियों में लगाए जाते हैं, और प्रबल क्षार मेथिलीन ब्लू के लिए विशेष रूप से हानिकारक है। मेथिलीन ब्लू पर क्षार के प्रभाव पर किए गए एक अध्ययन के अनुसार, 0.1 M जलीय क्षार में यह अपरिवर्तित रहने के बजाय मुख्य रूप से बर्न्थसेन के मेथिलीन वायलेट में जल-अपघटित हो जाता है, जो तीव्र रंग वाला लिपोफिलिक उत्पाद है। इसलिए कपड़े में बचा हुआ क्षारीय धुलाई द्रव, या बाद में किया गया क्षारीय उपचार, ऐसे रासायनिक कारणों से रंग की छटा बदल सकता है जिनका स्थिरीकरण से कोई संबंध नहीं है। रंग बदलने के पीछे का रेडॉक्स चक्र एक अलग विषय है, लेकिन व्यावहारिक नियम सरल है: रंगाई स्नान को प्रबल क्षार से दूर रखें।

कागज़, स्याही और कार्बन प्रतियाँ

कागज़ की रंगाई इसके वर्तमान व्यावसायिक अनुप्रयोग के रूप में दर्ज है। Basic Blue 9 का एक आपूर्तिकर्ता अपनी उत्पाद अनुप्रयोग पत्रक में कागज़ के साथ रेशम, भांग के रेशों, लकड़ी और बाँस को रंगने तथा स्याही और लेक वर्णक बनाने के उपयोग सूचीबद्ध करता है। स्याही के उपयोग का दस्तावेज़ी आधार अधिक मज़बूत है: भारत में कभी स्याही उद्योग के लिए मेथिलीन ब्लू रंजक का एक समर्पित मानक, IS 2230:1962, था। अब यह वापस ले लिया गया है, लेकिन 1962 से 1963 की BIS वार्षिक रिपोर्ट में दर्ज है और सूची में वापस लिया गया बताया गया है।

कार्बन पेपर का उपयोग भी दर्ज है। कार्बन पेपर की परतों के लिए 1933 का एक अमेरिकी पेटेंट, US1925235A, तेल और मोम आधारित स्याहियों का वर्णन करता है जिनमें मेथिलीन ब्लू सहित ऐनिलीन रंजक होते हैं। ऐतिहासिक नीली कॉपी करने वाली पेंसिलों पर 2024 के एक विरासत विज्ञान अध्ययन में मेथिलीन ब्लू सबसे आम रंगकारकों में पाया गया। साथ ही, उसमें ठीक वही व्यवहार दर्ज हुआ जिसकी कोई रंगाईघर अपेक्षा करता: प्रकाश के प्रति अत्यधिक संवेदनशीलता और गीला होने पर रंग फैलने की प्रवृत्ति। यह अध्ययन npj Heritage Science में प्रकाशित हुआ। चटख प्रतियाँ बनाने और धूप में फीकी पड़ने वाली पेंसिल का रसायन वही है जो चटख रंगने और खिड़की की रोशनी में फीका पड़ने वाले कपास का है।

तीन ग्रेड, तीन विनिर्देश प्रणालियाँ

यह तुलना सबसे महत्वपूर्ण है, क्योंकि एक ही नाम ऐसे पदार्थों के लिए इस्तेमाल होता है जो अलग-अलग, परस्पर असंगत विनिर्देशों के अनुसार बनाए जाते हैं। वस्त्र ग्रेड, जैविक अभिरंजक और औषधीय ग्रेड किसी एक शुद्धता की सीढ़ी के पायदान नहीं हैं। वे अलग-अलग सवालों के जवाब हैं।

तालिका में दो भ्रमों पर ज़ोर देना ज़रूरी है। पहला, “100 प्रतिशत” वस्त्र रंजक का मतलब 100 प्रतिशत शुद्ध क्रोमोफोर नहीं है; ISO 105-Z10 रंग-शक्ति को संदर्भ रंजक के सापेक्ष परिभाषित करता है। दूसरा, 82 प्रतिशत रंजक मात्रा वाला प्रमाणित अभिरंजक कोई असफल औषधीय पदार्थ नहीं है; उसने एक अलग परीक्षण पास किया है। औषधीय पक्ष का उदाहरण एक प्रक्रिया विकास रिपोर्ट में मिलता है, जिसमें कुल धातुओं को 20 ppm से नीचे, Azure B को 2 प्रतिशत से नीचे और अन्य अशुद्धियों को 0.5 प्रतिशत से नीचे रखा गया था। प्रकाशित Proveblue अध्ययन के ये आँकड़े उस प्रक्रिया का वर्णन करते हैं, किसी सार्वभौमिक वस्त्र विनिर्देश का नहीं। Azure B का अपना संदर्भ मानक होने का कारण यह है कि यह मुख्य डिमेथिलेशन अशुद्धि होने के साथ-साथ अपने आप में औषधीय रूप से सक्रिय मेटाबोलाइट भी है। इस विषय पर Azure B संबंधी शोध में चर्चा की गई है।

रंगाईघर के लिए आने वाली सामग्री की व्यावहारिक जाँचें बाएँ स्तंभ से तय होती हैं: मानक के मुकाबले रंग-छटा, सापेक्ष रंग-शक्ति, घुलनशीलता और अघुलनशील पदार्थ, नमी, तथा लॉटों के बीच एकरूपता। इस सूची की कोई भी जाँच ड्रम की सामग्री को प्रयोगशाला के लिए योग्य नहीं ठहराती, सेवन के लिए तो बिल्कुल नहीं।

Basic Blue 9 की डेटा शीट कैसे पढ़ें

एक सामान्य तकनीकी डेटा शीट में चार आँकड़े होते हैं, और हर आँकड़ा एक अलग सवाल का जवाब देता है। आपूर्तिकर्ता के संदर्भ लॉट के मुकाबले प्रतिशत में व्यक्त रंग-शक्ति बताती है कि वांछित रंग-गहराई के लिए रंगाई करने वाले को कितना रंजक तौलना चाहिए; 105 प्रतिशत रंग-शक्ति वाले लॉट का वज़न मानक से लगभग 5 प्रतिशत कम चाहिए। रंजक की मात्रा, यदि दी गई हो, वास्तविक क्रोमोफोर का रासायनिक अंश बताती है। यह हमेशा रंग-शक्ति के आँकड़े से अनुमानित मात्रा से कम होती है, क्योंकि व्यावसायिक पाउडर में नमी और तनुकारक शामिल होते हैं। पानी में अघुलनशील पदार्थ, जिसकी सीमा 1.5 प्रतिशत जैसे स्तरों पर रखी जाती है, रंग-छटा के बजाय धब्बों और फ़िल्टर के जाम होने का संकेत देता है। नमी इस तस्वीर को पूरा करती है, और इसका संबंध हाइड्रेट के प्रश्न से भी है: ट्राइहाइड्रेट में क्रिस्टलन जल के तीन अणु होते हैं, इसलिए इसके एक किलो में निर्जल लवण के एक किलो की तुलना में लगभग छह-सातवाँ क्रोमोफोर होता है। एक हाइड्रेट के लिए लिखी गई रंगाई विधि में दूसरे हाइड्रेट को तौलकर इस्तेमाल करने पर, कपड़ा रंगाई स्नान में जाने से पहले ही रंग-गहराई का हिसाब उतने अंश से चूक जाएगा।

अपशिष्ट जल पर एक टिप्पणी

मेथिलीन ब्लू का रंग बहुत गहरा होता है और स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री से इसकी निगरानी करना आसान है। अधिशोषण अध्ययन आम तौर पर लगभग 663 से 665 nm पर इसके दृश्य प्रकाश अवशोषण को मापते हैं, जैसा कि एक जैव-अधिशोषण अध्ययन और एक हाइड्रोजेल अधिशोषण अध्ययन में किया गया है। इस सुविधा ने इसे अपशिष्ट जल अनुसंधान का मॉडल धनायनिक रंजक बना दिया। Journal of Hazardous Materials की एक प्रमुख समीक्षा वस्त्र, कागज़ और मुद्रण के अपशिष्ट जल को शामिल करते हुए कम लागत वाली सामग्रियों पर अधिशोषण द्वारा इसे हटाने के तरीकों का सर्वेक्षण करती है।

मॉडल के रूप में इसकी स्थिति के दोनों पहलू हैं। अधिशोषण पर शोधपत्रों की बड़ी संख्या यह साबित नहीं करती कि मेथिलीन ब्लू स्वयं आधुनिक वस्त्र उद्योग का एक प्रमुख प्रदूषक है; यह साबित करती है कि यह यौगिक सामान्य रूप से धनायनिक रंजकों का एक सुविधाजनक प्रतिनिधि है। अपशिष्ट जल संबंधी दावों को पढ़ते समय इस अंतर को ध्यान में रखें।

नाम ही चेतावनी है

Basic Blue 9, C.I. 52015, मेथिलथायोनिनियम क्लोराइड: एक क्रोमोफोर के तीन नाम, जो कम-से-कम तीन विनिर्देश प्रणालियों के अंतर्गत बेचा जाता है। कारो ने कपास के लिए जो वस्त्र सामग्री बनाई थी, उससे कभी निगले जाने योग्य होने की अपेक्षा नहीं की गई थी, और रंग-छटा तथा रंग-शक्ति के लिए जारी कोई प्रमाणपत्र उसे ऐसा नहीं बना सकता। जब ड्रम पर लिखा वही नाम किसी प्रयोगशाला की शेल्फ़ पर दिखाई दे, तो आपके पास क्या है, यह रंग नहीं बल्कि विनिर्देश बताता है।