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1、一、什么是染色?是把纤维材料染上颜色的加工过程。具体是借助染料与纤维发生物理化学或化学的结合,或者用化学方法在纤维上生成颜料而使整个纺织品成为有色物体。要求:染色产品的色泽均匀;染色产品具有良好的染色牢度。第1页/共264页二、研究染色的目的 在于能够合理地选择和使用染料,正确制订染色工艺进行染色加工,获得高质量的染色成品。第2页/共264页第一节 概述一、染料概述 1、染料和颜料的概念 2、染料的分类和命名 3、染色牢度 4、禁用染料和天然染料二、颜色的形成和配色三、染色的基本理论四、染色方法和常用的染色设备第3页/共264页一、染料概述(一)什么是染料?能够通过介质与染着物以某种方式结合在
2、一起,从而使染着物带上颜色,并具有一定染色牢度的化学物质。第4页/共264页染料应具备的条件:1、有颜色 2、能溶于水或分散在水中。一般都是有色的有机化合物,大都能溶于水,或通过一定化学试剂处理,转变成可溶于水的物质。第5页/共264页3 3、能上染纤维 染料必须对纤维有亲和力。注意:不同类型的染料对不同种类的纤维有不同的亲和力,某类染料对某一种或几种纤维有较大的亲和力,而对其他种类的纤维却只有较小或无亲和力,因此应用染料时,要针对具体的纤维进行染料类别的选择。4 4、具有一定的染色牢度。第6页/共264页(二)颜料 也是一种有色物质,不溶于水,对纤维没有亲和力,不能直接上染纤维,但能依靠粘着
3、剂的作用,机械地附着在纤维材料表面。第7页/共264页染料与颜料的异同点:染料与颜料的异同点:共同点共同点:1 1、具有深浓的颜色和较高的化学稳定性;2 2、能以方便的方法,使被染物体着色;3 3、具有使用要求的染色牢度;第8页/共264页 颜料与染料的主要区别:颜料与染料的主要区别:1 1、颜料(涂料)不溶于水2 2、对纤维没有亲和力3 3、可以是有机物,也有无机物4 4、依靠粘合剂粘到织物上5 5、在油漆、油墨、橡胶行业也有广泛应用第9页/共264页(三)染料的分类 主要有两种:化学分类法和应用分类法。1、化学分类法 根据染料的分子结构类型(共同的特性基团)与制造方法来分。适用于对染料分子
4、结构和染料合成的研究。如:偶氮染料、蒽醌染料、靛料染料、硫化染料、甲川染料、三芳甲烷染料、杂环染料、酞菁染料等。第10页/共264页 偶氮染料:分子结构中含有偶氮基(N=N)的染料。根据偶氮基的数目可分为单、双、多偶氮染料,是整个染料品种中最多的一类,约占全部染料的60左右,以浅、中色居多。有直接、分散、活性、酸性、阳离子、冰染料等。优点:合成简单、色谱齐全,使用方便、价格低廉。第11页/共264页第12页/共264页蒽醌染料:分子结构中含有 的染料。数量仅次于偶氮染料。主要有还原、分散、活性、酸性、阳离子等。颜色以中、深色居多。第13页/共264页第14页/共264页三芳甲烷染料:染料分子结
5、构中还有三个芳基连接在一个碳原子上。包括碱性、酸性等染料。其色泽浓艳,但日晒牢度极差。第15页/共264页靛类染料:含有靛蓝和硫靛的染料结构主要是还原染料。第16页/共264页甲川染料:分子结构中含有甲川基(CH)n。染料品种主要是阳离子染料,含有少数分散染料。硫化染料:染料分子结构中含有S键,制造时要用硫磺或硫化钠进行硫化。称为硫化染料。颜色以蓝色和黑色为主。杂环染料:第17页/共264页2、应用分类法 根据染料的应用性质、使用对象、应用方法来分类。适用于对染料应用性能的研究。染色工艺是按应用分类来讲的。第18页/共264页如:直接染料 这类染料因不需依赖其他药剂而可以直接染着于棉、麻、丝、
6、毛等各种纤维上而得名。活性染料 又称反应性染料。它的分子结构中含有一个或一个以上的活性基因,在适当条件下,能够与纤维发生化学反应,形成共价键结合。第19页/共264页 还原染料 这类染料不溶于水,在强碱溶液中借助还原剂还原溶解进行染色,染后氧化重新转变成不溶性的染料而牢固地固着在纤维上。硫化染料 这类染料大部分不溶于水和有机溶剂,但能溶解在硫化碱溶液中,溶解后可以直接染着纤维。但也因染液碱性太强,不适宜于染蛋白质纤维。第20页/共264页 硫化还原染料 硫化还原染料的化学结构和制造方法与一般硫化染料相同,而它的染色牢度和染色性能介于硫化和还原染料之间,所以称为硫化还原染料。第21页/共264页
7、 分散染料 这类染料在水中溶解度很低,颗粒很细,在染液中呈分散体,属于非离子型染料,主要用于涤纶的染色,其染色牢度较高。酸性染料 这类染料具有水溶性,大都含有磺酸基、羧基等水溶性基因。可在酸性、弱酸性或中性介质中直接上染蛋白质纤维。第22页/共264页 碱性及阳离子染料 碱性染料早期称盐基染料,是最早合成的一类染料,因其在水中溶解后带阳电荷,故又称阳离子染料。目前世界各国生产的各类染料已有七千多种,常用的也有两千多种。由于染料的结构、类型、性质不同,必须根据染色产品的要求对染料选行选择,以确定相应的染色工艺条件。第23页/共264页染料类别染料类别适适用用对对象象棉棉麻麻丝丝毛毛锦锦涤涤腈腈直
8、接染料直接染料活性染料活性染料不溶性偶氮染料不溶性偶氮染料还原染料还原染料可溶性还原染料可溶性还原染料染料应用类别及其应用对象第24页/共264页染料类别染料类别适适用用对对象象棉棉麻麻丝丝毛毛锦锦涤涤腈腈硫化染料硫化染料酸性染料酸性染料酸性媒染染料酸性含媒染料酸性媒染染料酸性含媒染料分散染料分散染料阳离子染料阳离子染料第25页/共264页(四)染料命名 我国对染料的命名统一使用三段命名法,染料名称分为三个部分,即冠称、色称和尾注。1 1、冠称 表示染料的应用类别。即根据其应用方法或性质分类的名称,如分散、还原、活性、直接等。第26页/共264页2、色称 表示用这种染料染色后织物所能得的颜色的
9、名称,一般有下面四种方法表示。(1)采用物理上通用名称,如红、绿、蓝等。并可采用形容词“嫩、艳、深”等来修饰色泽。如:嫩黄、艳蓝、深绿等。(2)用植物名称,如桔黄、桃红、草绿、玫瑰等。(3)用自然界现象表示,如天蓝、金黄等。(4)用动物名称表示,如鼠灰、鹅黄等。第27页/共264页3、尾注 用一定的数字、符号来表示染料的色光、牢度及其它性质等。如:B-B-表示带蓝光或青光;G-G-表示带黄光或绿光;R-R-表示带红光;Y-Y-表示带黄光;O-O-表示橙光;V-V-表示带紫光等。第28页/共264页 有时可用两个或多个字母表明色光的强弱或性能差异的程度,例如:BBBB、BBBBBB(可以写成2B
10、2B或3B3B),其中2B2B较B B的色光稍蓝,3B3B又比2B2B稍蓝,依次类推。注意:由于各染料厂的标准不同,即使两个厂的同一类别,同一颜色,甚至是同一化学结构的染料,其色光符号也往往很难比较。第29页/共264页 C C 表示适用于染棉;W W 表示适用于染毛;S S 表示适用于染丝等。D D 表示适用于染色;表示稍暗;E E 表示适用于浸染;表示匀染性好;F F 表示染色坚牢度好;表示染料颗粒细;第30页/共264页 尾注中还常表示染料的力份。如:100%100%、200%200%等。染料的力份(又称强度):是指染料厂选择某一浓度的染料为标准,通常把标准染料的力份定为100%100%
11、;而将每批产品与它相比较而言,用百分数来表示。即同种染料,在相同条件下用相同用量,染出颜色的浓淡程度比较。则50%50%的力份是标准染料的一半浓,200%200%就比标准染料浓一倍。值得注意的是,100%100%,200%200%等并不是表示纯染料的实际百分含量,它们不是一个绝对值,而是一个相对值。第31页/共264页举例如下:还原蓝RSNRSN:还原为冠称,表示染料的应用类别;蓝为色称,表示染料的颜色;RSNRSN为词尾,R R表示染料的色光为红光,S S表示标准浓度,N N表示标准染法。分散蓝2BLN2BLN:分散为冠称,表示染料的应用类别;蓝为色称,表示染料的颜色;2B2B表示染料的色光
12、,L L表示染料的耐光牢度好,N N表示标准染法。第32页/共264页(五)染色牢度 衡量产品质量的重要指标之一。指染色织物在使用过程中或在染后的加工过程中,染料或颜料在各种外界因素影响下,能保持原来颜色状态的能力。染色牢度是多方面的,一般比较主要的包括:日晒、皂洗、汗渍、摩擦、刷洗、熨烫、烟气等牢度。第33页/共264页 评定染料的染色牢度,应将纺织物染成规定色泽浓度才能进行比较,这是由于染色浓度不同,会使测得的牢度亦不同之故。有关染后织物的各项染色牢度的试验方法,应根据国家规定的方法进行,各项牢度的标准也应以国家标准为准。日晒分八级,一级最差,八级最好。皂洗,摩擦,汗渍分五级,一级最好,五
13、级最差 根据不同的加工:耐酸,碱,而氯漂牢度。第34页/共264页(六)禁用染料 1 1、禁用染料禁用染料是指某些染料因在生产制造过程中的劳动保护问题而被禁止生产的染料。如苯胺黑在生产过程中会产生有毒物质而被明令禁止生产。而现在指可以通过一个或多个偶氮基分解出有害芳香胺的染料。目前常用染料中涉及到的总共有240种(含涂料),这些禁用染料在整个染料种类中占有很大的比例,再加之配色的需要,纺织品上含有禁用染料的比例就更大。第35页/共264页 偶氮染料(含有致癌芳香胺的禁用染料)德国规定的首批禁用染料:直接染料77种;酸性染料共26种;不溶性偶氮染料色基6种;碱性染料有3种;活性染料及还原染料:较
14、少。活性染料中受禁用的均为国产染料;由于其染料中使用了某些芳香胺中间体而成为禁用染料。如:个别的硫化染料和涂料。第36页/共264页 致敏染料致敏染料 指指某某些些会会引引起起人人体体或或动动物物的的皮皮肤肤、粘粘膜膜或或呼呼吸吸道道过过敏敏的染料。的染料。强强过过敏敏性性染染料料,即即直直接接接接触触的的病病人人发发病病率率高高,皮皮肤肤接触试验呈阳性。接触试验呈阳性。较强过敏性染料较强过敏性染料,即有多起过敏性病例或多起皮肤接,即有多起过敏性病例或多起皮肤接触试验呈阳性。触试验呈阳性。一般过敏性染料一般过敏性染料,即发现国民性病例较少。,即发现国民性病例较少。轻微过敏性染料轻微过敏性染料,
15、即仅发现一起过敏性病例或较少皮,即仅发现一起过敏性病例或较少皮肤接触试验呈阳性。肤接触试验呈阳性。很轻微过敏性染料很轻微过敏性染料,即仅有一起皮肤接触试验呈阳性。,即仅有一起皮肤接触试验呈阳性。无过敏性的染料无过敏性的染料。第37页/共264页 目前市场上初步确认的致敏染料有2727种,其中有2626种分散染料,1 1种酸性染料。用分散染料染色的聚酰胺纤维及氨纶纤维,常常只有中等湿牢度,当用这些染色织物作内衣,出汗时可能就会有染料转移到皮肤上,从而引起过敏反应。分散染料对聚酯纤维染色的湿牢度一般较高,只要染色工艺恰当,就不会引起过敏。第38页/共264页致癌染料 致癌染料是指染料未经还原等化学
16、变化即能诱发人体癌变的染料。其中最著名的品红(C.I.C.I.碱性红9 9)染料早在100100多年前已被证实与男性膀胱癌的发生有关联。目前市场上已知的致癌染料有1414种,其中分散染料3 3种、直接染料3 3种、碱性染料3 3种、酸性染料2 2种和溶剂型染料3 3种。第39页/共264页(七)天然染料 从动物、植物、矿物中提取的。大多数是从植物中提取的,属于植物染料。天然植物染料一般无毒、无害,对皮肤无过敏性和致癌性,具有较好的生物可降解性和环境相容性,而且资源丰富,一些天然的植物染料来自药用植物,它本身也有一定的保健功效。第40页/共264页 但是用天然植物染料染色,也存在不少问题,主要以
17、下三点:(1)天然植物染料含量低,提取时需消耗的植物数量大,不利于环境保护,提取后的植物三废治理也是一个问题,而且成本也高。(2)天然植物染料除少数外,大多数的染色牢度较差,即使使用媒染剂牢度仍然不理想。而且不少天然植物染料在洗涤和使用过程中会变色泛旧或色光变灰。特别是拼色时,由于不同植物染料的牢度差异较大,变色更为明显。第41页/共264页 (3)植物染料染色大多数都要应用媒染剂来提高色牢度和固色率,许多媒染剂是有害的,会造成较严重的污染。但并不是来自天然植物的染料都是无毒的,目前对它们的毒性系统研究不多,因此有必要对它们的毒性进行评定。第42页/共264页二、色的形成与拼色(一)色的形成
18、1 1 1 1、光的颜色、光的颜色 可见光波长:380780nm 380780nm 人们对于光的颜色的感觉实际上是不同波长的光作用于人的肉眼所引起的视觉反映。一般对于正常人,650nm650nm左右的光波,视神经的感觉为红色,550nm550nm左右的光波,视神经的感觉为绿色,410nm410nm左右的光波,视神经的感觉为紫色。第43页/共264页 太阳光太阳光:是一种混色光,是各种颜色光的组是一种混色光,是各种颜色光的组合。合。如如果果将将白白光光中中的的蓝蓝光光滤滤掉掉,那那么么剩剩下下的的混混合合光光就就是是黄黄光光;将将红红光光滤滤掉掉,那那么么剩剩下下的的混混合合光光就就是是蓝蓝绿绿
19、光光。而而如如果果将将蓝蓝光光和和黄黄光光或或红红光光和和蓝绿光混合相加,得到的光都是白光。蓝绿光混合相加,得到的光都是白光。补色:补色:两种不同颜色的光按一定比例混合两种不同颜色的光按一定比例混合成为白光的现象称为补色现象,这两种光的颜成为白光的现象称为补色现象,这两种光的颜色称为互为补色。色称为互为补色。第44页/共264页互补色第45页/共264页2 2、物体的颜色:人类肉眼感觉到的颜色是物体发出的可见光或是物体对太阳光或另一光源发出的光部分吸收后反射或透射出来的光的颜色。3 3、色的三要素 色调(色相)纯度 亮度 第46页/共264页(二)拼色(配色)(二)拼色(配色)第47页/共26
20、4页(三)配色基本原则 1、选择同一应用类型的染料进行拼色,以便于工艺的制定及控制。2、选择性能相同或相近的染料进行拼色。如应选择直接性、上染速率、染色牢度等性能相同或相近的染料进行拼色,以避免染色过程中或服用过程中出现色泽不匀,褪色程度不匀的现象。第48页/共264页 3、拼色时染料个数越少越好,一般不超过三只。这就是说在配色时,应选择最接近于来样颜色的染料作为基础染料,在此基础上加以适当的调整,争取就近出发,以减少拼色染料的个数,便于颜色的调整。例如拼一个绿色,应尽可能选择一只绿色的染料,再加以调整,不必选择黄色染料和青色来拼混绿色,然后再进行调整,这样,一方面颜色调整难度增加,另一方面拼
21、色染料越多,所得颜色就越灰暗。第49页/共264页(三)电脑测配色 三种方法:色号归档检索 反射光谱匹配 三刺激值匹配第50页/共264页三、染色过程三、染色过程 大致可以分为三个基本阶段大致可以分为三个基本阶段:1.1.吸附:当纤维投入染浴以后,染料先扩散到纤维表面 ,然后渐渐地由溶液转移到纤维表面,这个过程称为吸附。2.2.扩散:吸附在纤维表面的染料向纤维内部扩散,直到纤维各部分的染料浓度趋向一致。3.3.固着:是染料与纤维结合的过程,随染料和纤维不同,其结合方式也各不相同。第51页/共264页第二节第二节 染色方法染色方法一、按纺织品形态不同:织物染色:应用最多 纱线染色:色织物,针织物
22、二、按加工方式不同 浸染:染品浸入染液中,织物与染液相互接触一定时间,完成染色过程。特点:间歇式生产,劳动强度大。适用于散纤维,纱线,小批量织物,丝绸织物,毛织物等。另外,浴比大。第52页/共264页 轧染:是先把织物浸渍染液,然后使织物通过轧辊的压力,把染液均匀轧入织物内部,再经过汽蒸或热熔等处理的染色方法。特点:连续式生产,劳动效率高,劳动强度低,它适用于大批量织物的染色。第53页/共264页第三节第三节 常用染色设备常用染色设备 在染色过程中,要提高劳动生产率,获得匀透坚牢的色泽而不损伤纤维的纺织品,首先应有先进的加工方法。要根据不同的产品、不同的染料,合理选择和制订染色工艺过程,所用染
23、色设备必须符合工艺要求。染色设备直接影响染料的上染速度、匀染性、染料的利用率、染色操作、劳动强度、生产效率、能耗、染色成本及加工质量。染色设备对染色工艺及染色产品的适应性是评价染色设备好坏的重要标准。第54页/共264页 染色设备的种类很多 1、按照机械运转性质 可分为间歇式染色机和连续式染色机;2、按照染色方法 可分为浸染机、卷染机、轧染机等;第55页/共264页3、按被染物状态 可分为散纤维染色机、纱线染色机、织物染色机。合理选用染色机械设备对改善产品质量、降低生产成本、提高生产效率有着重要作用。第56页/共264页1、散纤维染色机第57页/共264页2、筒子纱染色机第58页/共264页3
24、、织物染色机第59页/共264页第60页/共264页溢流染色机 溢流染色机是特殊形式的绳状染色机。由于染色时织物处于松弛状态,受张力小,染后织物手感柔软,得色均匀,故都用于高压条件下合纤织物、经编织物、弹力织物等的染色。近年来也制造了一些常压溢流染色机,可供天然纤维织物常压染色之用。该机容易操作,使用简便,但染色时浴比大,染料和用水量大。第61页/共264页喷射染色机 喷射染色机占地小,产量高,可节约材料、动力和劳动力。它不仅有高温高压式,而且有常压式;不仅能用于合成纤维,也能用于天然纤维;不仅能用于染色,也能用于前后处理。因为有其通用性,更受生产厂家欢迎。由于染液的喷射作用有助于染液向绳状织
25、物内部渗透,染色浴比也小,织物所受张力更小,因而获得了更优于溢流染色机的染色效果。第62页/共264页第63页/共264页第64页/共264页图2 23 3 溢流染色机第65页/共264页图2 24 4 喷射染色机11织物 22主缸 33导辊 4U4U形染缸 55喷嘴 66热交换器77循环泵 88配料缸 99加料泵 1010装卸口第66页/共264页卷染机 卷染机是一种间歇式的染色机械,根据其工作性质可分为普通卷染机、高温高压卷染机。染色时,织物由被动卷布辊退卷入槽,再绕到主动卷布轴上,这样运转一次,称为一道。织物卷一道后又换向卷到另一轴上,主动轴也随之变换。染毕织物打卷出缸。普通卷染机的缺点
26、是织物运行的线速度不一致,张力较大,劳动强度较大。等速卷染机及自动卷染机可以克服上述缺点,自动卷染机还能调向、记道数和停车自动化。第67页/共264页第68页/共264页图2 22 2高温卷染机第69页/共264页连续轨染机 连续轧染机适用于大规模连续化的印染加工,是棉、化纤及其混纺织物最主要的染色设备。根据所使用的染料不同,连续轧染机的类型也不同,但它们的组成大致可分为以下几个部分:1.1.轧车 织物浸轧染料的主要装置。2.2.烘干装置 包括红外线、热风和烘筒烘燥三种。3.3.蒸箱 有的染料染后要汽蒸,在蒸箱内通入饱和蒸汽,使纤维膨化,染料及其它化学药品扩散进入纤维内部。4.4.平洗装置 它
27、包括多格平洗槽,可用于冷水、热水、皂煮以及根据不同染料进行的后处理。5.5.染后烘干装置 染后的烘干都采用烘筒烘干。第70页/共264页图21连续轧染机1进布装置2、6均匀轧车3红外线烘燥机4横导辊热风烘燥机5烘筒烘燥机7透风辊8还原蒸9平洗槽10皂洗箱11长蒸箱12平洗槽13烘筒烘燥机14落布装置第71页/共264页第四节第四节 常用染料染色常用染料染色一、直接染料染色 (一)什么是直接染料?直接染料一般易溶解于水(也有少数染料要加一些纯碱帮助溶解),它可不依赖其他助剂而直接上染棉、麻、丝、毛和粘胶等纤维,所以叫直接染料。第72页/共264页(二)特点 1、优点:染色方便。染色方法简单,使用
28、方便。色谱齐全,色泽鲜艳。价格低廉,2、缺点:最大的缺点是这类染料的染色牢度(水洗和耐光牢度)较差,尤其是水洗牢度。第73页/共264页 针对染色牢度较差的缺陷,人们作了许多改革,例如采用化学药品,把已经染上颜色的布进行后处理,提高色布的耐洗和耐晒牢度;也有采用新型的交链固色剂来提高染色织物的后处理牢度。第74页/共264页(三)直接染料的性质1、易溶于水。2、除能上染纤维素外,还能在弱酸浴中上染羊毛和蚕丝。3、能与钙、镁等金属离子结合生成难溶于水的化合物,产生沉淀。、染色时加入中性电解质(食盐、元明粉)起促染作用。、遇到还原剂能使染料破坏。第75页/共264页(四)直接染料的应用分类 1 1
29、、匀染性直接染料(甲类)特点:染料分子结构较简单,染料对纤维的直接性低,染料本身的聚集倾向也低,匀染性能好,染色时食盐的促染作用并不显著,它们的上染百分率往往随着温度的升高而降低,因此染色温度宜控制在7080,这类染料湿牢度较差,多用于染浅色。例如直接耐晒黄5G,直接蓝G。第76页/共264页2 2、盐效应直接染料(乙类)特点:染料分子结构复杂,对纤维的直接性较高,匀染性差,染料分子中含有较多的水溶性基团,食盐的促染性比较显著,可以借食盐来控制上染速率及匀染性,所以称盐效应直接染料。染色工艺中必须控制促染剂的用量和加入时间,若使用不当,易造成染花。一般不适合染浅色。这类染料的湿处理牢度较高。例
30、如 直接天蓝FF,直接紫R。第77页/共264页3 3、温度效应直接染料(丙类)特点:染料分子结构比较复杂,对纤维的直接性较高,匀染性很差,因分子中含磺酸基少,因此盐效应促染效果小,染色时需借助温度来提高匀染效果,始染温度不能太高,染色时严格控制升温过程,否则会因上染太快而染色不匀,染料的水洗牢度较好,上染百分率随染色温度的升高而增加,一般用于染浓色。例如,直接黑RN,直接金黄R。第78页/共264页(五)染色方法 1 1、直接染料染棉 直接染料的染色方法比较简便,可以采用浸染、卷染、轧染和轧卷等方法染色。直接染料浸染可在普通绳状染色机中进行,染色方法较为简单。(1 1)一般工艺流程为:配制染
31、液 染色水洗固色水洗(柔软处理)脱水烘干第79页/共264页直接染料浸染法染色的参考工艺处方染料、助剂及工艺染料、助剂及工艺淡淡色色中中色色浓浓色色染料染料()0.5以下以下0.5225纯碱纯碱()0.51121.52食盐食盐()03312浴比浴比1:20l:301:151:201:101:15第80页/共264页(2 2)助剂作用:纯碱:纯碱可以帮助染料的溶解并兼有软水的作用 。食盐(元明粉):促使染料上染。(3 3)浴比:卷染 1 1:3 34 4;浸染 1 1:10103030(4 4)染色温度:70709595。(5 5)染色时间:30306060分钟。第81页/共264页具体操作:将
32、处方规定用量的染料用温软水调成浆状,然后用热水溶解,必要时可在染液中加入适量润湿剂如太古油,纯碱,然后溶入染浴中,加水至规定浴比,升温至50506060开始投入用温水润湿过的染物进行染色,逐步升温至所需染色温度,染色lOminlOmin后加入食盐,继续染303060min60min,染色后再进行固色处理。第82页/共264页(六)提高染色牢度的方法、金属盐后处理 1 13%3%硫酸铜或重铬酸盐及0.30.31%1%醋酸,6060处理3030分钟。牢度提高,颜色变暗。第83页/共264页、阳离子固色剂处理 固色剂M M(蓝剂):不适合浅色或鲜艳织物,不但提高水洗牢度,而且提高日晒牢度。固色剂Y
33、Y(白剂):适合浅色或鲜艳织物,只提高水洗牢度。101030g/L30g/L,40406060微酸性条件下处理3030分钟,然后水洗,烘干。第84页/共264页2 2、直接染料染粘胶纤维 染色方法和工艺流程基本与棉相同。主要区别:(1)要用松式设备(2)染色温度比棉高,染色时间比棉长。第85页/共264页3 3、直接染料染蛋白质纤维 主要用于染蚕丝。中性或弱酸性条件下进行,以中性浴染色较多。第86页/共264页二、活性染料染色(一)什么是活性染料?染料分子中含有一个或多个活性基团,在一定条件下能与纤维素、蛋白质等纤维中的羟基、氨基等基团发生化学反应,使染料与纤维形成共价键结合的水溶性染料。活性
34、染料又称为反应性染料。第87页/共264页(二)特点 1 1、色泽鲜艳,色谱齐全。2 2、使用方便,价格较低廉,能适应多种纤维染色。3 3、匀染性好,耐洗和耐摩擦牢度优良。但耐光和耐气候牢度一般不及还原染料,耐氯牢度也较差,某些染料染色后遇酸或碱易使共价键断裂而影响牢度。4 4、活性染料染色时在水中会发生水解而降低染料利用率。5 5、染色时无机盐用量较大,影响废水处理。第88页/共264页 活性染料目前存在的主要问题是某些染料的耐晒牢度和耐氯漂牢度较差;有些染料的耐气候牢度较低,染物在贮存和使用过程中,暴露在空气中的一面易褪色,与里层产生明显色差;有些染料的利用率不高等。总之,活性染料品种繁多
35、,性能和牢度差别较大,应用时应根据染色产品的性质和用途加以选择。近年来不但合成了许多具有新的活性基团的染料,而且对染料的染色性能以及染色工艺也做了很大的改进,同时还发展了专供羊毛、聚酰胺纤维染色的活性染料。第89页/共264页(三)应用地位:主要用于纤维素纤维的染色和印花加工。也可用于蛋白质和聚酰胺纤维的染色。大量用于印花织物,特别是一些夏季的花布。正品率极高。在染色上主要是棉和T/CT/C染浅色,也可用于针织品。第90页/共264页(四)活性染料的类型及染色性能 活性染料的结构可用下列通式表示:式中:S水溶性基团 (Solubilizing group)D染料母体 (Parent dye)B
36、桥基 (Bridge link)R活性基 (Reactive group)染料母体部分活性基部分 SDBR第91页/共264页染料母体部分 活性基部分 活性基 桥基以活性艳红X3B为例:第92页/共264页 活性染料根据其活性基因不同,一般可以分为不同类型。1.1.二氯均三嗪活性染料 国产X X型活性染料属此类。这类染料的活性基因为含有两个活泼氯原子的三聚氯氰(均三嗪型)。特点:化学性质非常活泼,反应能力较强,能在低温(20203030)下与纤维发生化学反应而染色,同时也只需在低温和较弱碱剂的条件下完成固色,但染液的稳定性较差。又称为普通型(或称冷染性)活性染料 。第93页/共264页二氯均三
37、嗪通式:可简写为 国产X型进口的普施安(procion)等属于这一类。第94页/共264页 2.2.一氯均三嗪型活性染料 国产K K型活性染料属此类。它的活性基因也是由三聚氯氰(均三嗪)组成,只是活性基团上仅有一个活泼氯原子。特点:化学活性较低,反应能力也差,因此在与纤维进行反应时要求条件较为剧烈,固色温度要达90左右,同时还需较强的碱剂,固色时间也要比X型活性染料长,但染液相对稳定。又称为热固型活性染料。第95页/共264页一氯均三嗪型通式:可简写为国产K型,部分KD型。进口的普施安(procion)、汽巴克隆(Cibacron)等属于这一类。第96页/共264页3 3、乙烯砜型活性染料 国
38、产KNKN型活性染料。特点:反应活性介于X型与K型活性染料之间,固色温度为6065。在酸性和中性溶液中非常稳定,即使煮沸也不会水解,溶解度较好,但染料或染料与纤维的结合键耐碱性水解的能力很差。第97页/共264页乙烯砜基类活性染料通式:D-SO2CH2CH2OSO3Na这类活性基一般为性能较稳定的硫酸酯乙基砜的形式。染色时在弱碱性介质中先脱去硫酸酯基,形成乙烯砜活性基后再与纤维反应,所以称为乙烯砜活性基。硫酸酯乙基砜活性基 乙烯砜国产KN型第98页/共264页4 4、双活性基类活性染料由于在染色时往往有部分活性基会发生水解等副反应而失去活性,如果染料分子中只含单个活性基,则有部分染料不能与纤维
39、反应形成共价键,一般固色率较低,通常不超过70%,既浪费染料,又增加沾色。为了提高固色率,研制了在一个染料分子中含有两个甚至两个以上相同或不相同活性基的染料,当染料中的一个活性基因水解而失去活性后,另一个活性基仍可与纤维反应,这样,既可增加活性基与纤维反应的机会,又可发挥两种不同活性基的长处而使固着率提高。第99页/共264页()一氯均三嗪和乙烯砜类通式:国产型、型、型属于此类。此类复合活性基一般都位于染料分子的同一侧,为单侧型双活性基结构。此类染料兼具均三嗪类活性基和乙烯砜类活性基的长处,反应性较高,固色率高,形成共价键的耐酸碱稳定性较好,染色牢度好,适应性广,是发展最快的一类染料。第100
40、页/共264页(2 2)两个一氯均三嗪活性基通式:架桥型双一氯均三嗪 双侧型双一氯均三嗪染料国产型、型,部分型属于此类。第101页/共264页特点:稳定性与型染料相似,但固色率高,染料与纤维结合键的稳定性较好。比较适合于粘胶纤维、蚕丝纤维的染色。第102页/共264页5 5、其他活性基类型 (1 1)卤代嘧啶类活性染料二氟一氯嘧啶 二氯一氟嘧啶 三氯嘧啶 (国产F型)其中二氟一氯嘧啶因具有较高的活泼性,与纤维反应能力强,固着率较高,染料与纤维结合键的稳定性较好,所以使用较广泛。但价格较高。第103页/共264页()磷酸基型通式:国产的P型和国外的Procion T型染料属于此类。这种活性染料可
41、在弱酸性(pH6)条件下与纤维反应,适用于涤/棉混纺织物的一浴法染色,避免了加碱反应对分散染料的影响,在热溶固色时可与纤维素羟基形成膦酸酯键,成键稳定性好。第104页/共264页()卤代丙烯酰胺型通式:国产的PW型和国外的Lanasol染料。这类活性染料主要用于弱酸性条件下羊毛、蚕丝、锦纶和皮革的染色。水解速率低,染色牢度好。第105页/共264页6 6、新型活性染料(1)低盐活性染料(2)活性分散染料第106页/共264页 (固着染料)(水解染料)(五)活性染料与纤维的反应 1 1、亲核取代:第107页/共264页2 2、亲核加成 第108页/共264页 以上两类反应都需要在碱性条件下进行,
42、所以染料上染纤维素纤维后,染浴中需要加入碱剂,使纤维素纤维成负离子而和染料反应。第109页/共264页(六)活性染料染色过程 1 1、染色:活性染料染色时,能将染料直接染到布上,同时由于它有较好的扩散能力,容易使染料扩散进入纤维内部,完成染料的吸附、扩散,这个过程称为染色。2 2、固色:染料上染到纤维上后尚未与纤维起化学反应,很容易用水把大部分染料洗掉,因此必须用碱剂促使染料与纤维产生化学反应,把染料固着在纤维上。这个过程称为固色。3 3、后处理:经充分水洗、皂洗去除水解染料、牢度,提高染色牢度和色泽鲜艳度。第110页/共264页上染率或固色率%SREF100500染料中性盐时间(min)碱剂
43、上染率曲线固色率曲线加碱后10分钟活性染料的染色曲线与染色特征值第111页/共264页 1 1、活性染料染纤维素纤维 (1 1)浸染 宜采用直接性较高的染料。适宜小批量、多品种的生产。它染色方便,周转灵活,能染浅、中、深色。根据染色时染料和碱剂是否一浴及上染和固色是否一步,浸染可分为:(七)活性染料染色工艺 第112页/共264页 一浴一步法:染料与碱剂在同一浴同时放入,染色与固色同时进行。一浴二步法:染料与碱剂在同一浴,织物先在中性浴中染一定时间,然后加入碱剂固色。二浴法:染料与碱剂不在同一浴,织物在中性浴染一定时间,取出放入另一碱性浴固色。常用一浴二步法染色。由于染料类型不同,对纤维的直接
44、性大小亦不相同,因此染色条件、固色温度、碱剂用量和电解质用量等也各不相同。第113页/共264页 一浴二步法浸染工艺:工艺流程:练漂半制品(水洗润湿)染色 固色 水洗皂洗热水洗 冷水洗脱水烘干第114页/共264页工艺处方及条件:第115页/共264页工艺分析 、配染液。先用少量的水将染料调成浆状,再加适量水使染料溶解。然后加入盛有规定水量的染机内搅匀,加热至规定温度开始染色。、染色时间取决于染料的性能、色泽浓度及染色效果。一般来说,亲和力大而扩散性差的染料染色,时间长一些;染料用量大的染料染色,时间长一些。第116页/共264页 、染色用水不宜用含有铁、铜等金属离子。它们会使染料溶解度降低或
45、使染料色泽萎暗。、染色用水不宜使用硬水。因为钙、镁离子不仅会降低染料溶解度,还会与纯碱反应形成沉淀,影响固色速率、色泽鲜艳度及染色牢度。第117页/共264页 、浸染浴比不宜过大,也不宜过小,一般1:1012。并选用亲和力较大的染料,以提高染料利用率。、染色过程中需要加入一定量的中性电解质进行促染。中性电解质的用量取决于染料的溶解度、亲和力和匀染性。一般为2060g/L,为了获得良好的匀染性,一般在染色10分钟后分次加入。第118页/共264页 、染色温度和固色温度根据染料的类别而定。如:X型,上染和固色温度一般为室温;KN型、M型B型等,一般上染温度一般为2040,固色温度6070。K型染料
46、一般上染温度一般为4060,固色温度8090。、固色碱剂的种类和用量根据所用染料类型选用。如:X型可用小苏打;KN型、M型B型等可用纯碱;K型可用磷酸三钠。第119页/共264页 、后处理:固色后应立即进行热水洗及皂煮处理,目的是去除织物上助剂及未与纤维反应的染料及水解染料,提高染色织物的色泽鲜艳度和染色牢度。条件:一般用采用中性合成洗涤剂1g/L左右,9095,510分钟。注意:一般不用纯碱。尤其是KN型染料易产生风印。第120页/共264页、粘胶纤维染色工艺 粘胶维有皮层结构,染料的扩散速率低,一般宜选用扩散性好,反应性较低的染料,否则透染性和匀染性较差。粘胶纤维的无定形区含量较高,并有皮
47、芯层结构,染色结果受温度及pH值影响较棉敏感。因此,电解质要分次加入,使染料上染均匀。染色温度可适当提高。同时由于粘胶纤维湿强力低,应选用张力小的染色设备。第121页/共264页(2 2)卷染 卷染也属于浸染。染色过程和通常的浸染基本相同,通常采用一浴二步法染色。只是染色时的浴比较小,染色浴比小于1:5。一般用1:23。染色和固色一般采用相同温度,便于控制。染料用量根据色泽要求而定,分次加入。一般染色开始加60%的染料,第一道末再加余下的40%。电解质可在染色一定时间后分次加入,一般在第3、第4道分两次加入。同时电解质应事先用水溶解后加入染液,并搅拌均匀。同时织物的卷不能太大,否则易产生头尾色
48、差。尤其对亲和力高的染料更要注意。第122页/共264页 工艺流程 卷染(46道)固色(46道)冷水洗(2道)热水洗(90,23道)冷水洗(12道)上卷 第123页/共264页染液组成和染色条件第124页/共264页第125页/共264页(3 3)轧染 活性染料的轧染分一浴和二浴法。一浴法:是将染料和碱剂放在一起,采用的碱剂是小苏打,轧后经汽蒸或焙烘,小苏打分解出Na2C03,使pH升高,有利于染料固色,X型活性染料多用一浴法。二浴法:是经浸轧染料溶液后浸轧含碱剂的固色液,再汽蒸固色,采用的碱剂可以是纯碱或磷酸三钠,也可在第一浴中加入小苏打,第二浴固色时加纯碱。第126页/共264页 一浴法轧
49、染工艺工艺流程:染轧染液烘干汽蒸或焙烘 冷水洗2格 7080 热水洗2格 95 皂洗4格 8090 热水洗2格 冷水洗1格 烘干 第127页/共264页第128页/共264页二浴法轧染工艺工艺流程:浸轧染液烘干 浸轧固色液汽蒸(100103,13分钟)水洗 皂洗 水洗 烘干 第129页/共264页工艺处方及工艺条件第130页/共264页第131页/共264页工艺分析:、碱剂的种类和用量应根据染料的反应性和用量而定,反应性低的染料,需要用较强的碱剂,用量也要多一些。染料用量高,碱剂的用量也应高。、染液中含有碱剂,染料容易水解,因此制备一浴法染液时,碱剂应在临用前加入。由于二浴法固色浴中没有染料,
50、固色所用碱剂的碱性可适当增强,使染料能在较短的时间内完成固色。第132页/共264页 、染液中尿素的作用是助溶,即帮助染料溶解,有利于染料在纤维中扩散,提高染料的固色率。但如用KN型焙烘固色时,不能使用尿素,否则固色率会下降。、染液中防染盐S的作用是防止染料在汽蒸过程中,因受还原性物质或还原性气体的影响,使染料的颜色萎暗。第133页/共264页 、抗泳移剂常用海藻酸钠,也可用其他的抗泳移剂。主要作用是减少在烘干时织物上的染料发生泳移。泳移:染料随水分而移动的现象。、浸轧染液一般采用室温条件,一浸一轧或二浸二轧,轧余率不宜太高。、汽蒸或焙烘的温度和时间主要根据染料的反应性、扩散性而定。如:X型,