第三节 分散染料的染色方法及其原理

四、载体法染色原理和染色方法
• 优点
– 100℃染色 ℃ – 可用常压设备
• 缺点
– 操作比较繁杂 – 染色时间长 – 匀染性差 – 载体不易除去耐晒牢度降低 – 有些载体有臭味和毒性 ∴载体染色所占比重日趋减少
二、热溶染色法
• 原理
– 热溶染色时，是用浸轧的方法使染料附着在 热溶染色时， 纤维表面，烘干后热溶时，由于温度高， 纤维表面，烘干后热溶时，由于温度高，纤 维无定形区的分子链段运动剧烈， 维无定形区的分子链段运动剧烈，形成较大 的瞬时空隙； 的瞬时空隙；染料颗粒解聚或发生升华形成 染料单分子而被纤维吸附， 染料单分子而被纤维吸附，并能迅速向纤维 内扩散。 内扩散。 – 在热溶时，没有水的增速溶胀作用，且热溶 在热溶时，没有水的增速溶胀作用， 时间较短， 时间较短，所以热溶温度比高温高压染色温 度高，约在170~220℃之间。 度高，约在 ℃之间。
二、热溶染色法原理和染色方法
• 热溶温度除和被染物的纤维性质有关外， 热溶温度除和被染物的纤维性质有关外， 还应与染料的性能相适应，即不同的染料， 还应与染料的性能相适应，即不同的染料， 要求不同的热溶温度。 要求不同的热溶温度。
– 有些染料耐热性能较好，升华牢度较高，热溶 有些染料耐热性能较好，升华牢度较高， 温度较高，一般得色越好。 温度较高，一般得色越好。 – 升华牢度中等的染料，开始时随热溶温度的提 升华牢度中等的染料， 高，固色率增加，到一定温度以后，温度增加， 固色率增加，到一定温度以后，温度增加， 固色率不再增加，甚至可能下降。 固色率不再增加，甚至可能下降。 – 升华牢度很差的染料 ，热溶温度提高，固色率 热溶温度提高， 反而下降。 反而下降。
四、载体法染色原理和染色方法
• 在染掖中加入某些酚、芳胺、联苯等称为载体或携 在染掖中加入某些酚、芳胺、 染剂的助剂，使分散染料在100℃左右就可以大大 染剂的助剂，使分散染料在 ℃ 加速对涤纶纤维的上染，提高上染百分率。 加速对涤纶纤维的上染，提高上染百分率。用常压 设备进行染色。 设备进行染色。 • 载体：对纤维起增塑作用，降低纤维的玻璃化温度， 载体：对纤维起增塑作用，降低纤维的玻璃化温度， 加快上染速率的一类有机化合物。 加快上染速率的一类有机化合物。 • 载体的作用机理：增塑及溶胀作用；溶解作用。 载体的作用机理：增塑及溶胀作用；溶解作用。 • 载体的用量应适当，用量增加，涤纶的 不断降 载体的用量应适当，用量增加，涤纶的Tg不断降 上染量也不断增加，但增加到一定程度后， 低，上染量也不断增加，但增加到一定程度后，上 染量不再随Tg降低而增加 降低而增加， 染量不再随 降低而增加，还会产生上染量的下 降。
• 热溶染色的温度范围一般是 热溶染色的温度范围一般是170~215℃，某 ℃ 染料适宜的热溶温度一般是该染料固色率 曲线中相对平坦部分所对应的温度。 曲线中相对平坦部分所对应的温度。
三、热溶染色法原理和染色方法
• 在热溶温度和时间这两个因素中，温 在热溶温度和时间这两个因素中， 度对固色率和扩散得影响是主要因素， 度对固色率和扩散得影响是主要因素， 一般宜采用较高的温度和较长的时间 为有利，目前常用的热溶时间是1~2 为有利，目前常用的热溶时间是 min。 。 • 热溶后织物应冷却，落布温度在 ℃ 热溶后织物应冷却，落布温度在50℃ 以下为宜，最好在处热溶室后安装冷 以下为宜， 却装置（如吹冷风，冷却辊筒）。 ）。热 却装置（如吹冷风，冷却辊筒）。热 溶后还要经过一定的后处理， 溶后还要经过一定的后处理，以去除 纤维的浮色。 纤维的浮色。
影响因素
• 温度
– T↑，纤维分子段运动剧烈，瞬时孔隙大 ，纤维分子段运动剧烈， 且多，染料扩散快， 短 且多，染料扩散快，t短 – T↑，压力增大，对设备要求高 ，压力增大，
高温高压染色法特点
• 优点：高温高压法染物得色鲜艳、匀 优点：高温高压法染物得色鲜艳、 透，可染制浓色。织物手感柔软，适 可染制浓色。织物手感柔软， 用的染料品种比较广， 用的染料品种比较广，染料利用率较 高（80%~90%） ） • 缺点：间歇生产，生产效率较低，需 缺点：间歇生产，生产效率较低， 要压力染色设备。 要压力染色设备。
二、热溶染色法
• 特点
– 热溶染色是连续生产，生产效率高，适宜于大 热溶染色是连续生产，生产效率高， 批量生产 – 能染浅、中色，染料利用率比高温高压法染色 能染浅、中色， 低 – 对染料的升华牢度要求较高 – 织物所受张力较大
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• 应用
– 主要用于涤纶机织物的染色 – 目前是分散染料染涤/棉混纺织物的主要方法 目前是分散染料染涤 棉混纺织物的主要方法
分散染料的上染
• 原理
染料颗粒 染料单分子 胶束中的染料
纤维上染料
• 染料和纤维之间主要是范德华力、氢键 染料和纤维之间主要是范德华力、 和电荷转移力
分散染料的上染过程
• 分散染料的悬浮液中，有少量分散染料溶 分散染料的悬浮液中， 解成为单分子， 解成为单分子，因此在染料的悬浮液中存 在着大小不同的染料颗粒和染料单分子， 在着大小不同的染料颗粒和染料单分子， 染料溶液呈饱和状态。 染料溶液呈饱和状态。 • 染色时，已溶解的染料分子到达纤维表面， 染色时，已溶解的染料分子到达纤维表面， 被纤维表面所吸附， 被纤维表面所吸附，并在高温下向纤维内 部扩散，随着染液中染料单分子被吸附， 部扩散，随着染液中染料单分子被吸附， 染液中的染料颗粒不断溶解， 染液中的染料颗粒不断溶解，分散剂胶束 中的染料也不断释放出来， 中的染料也不断释放出来，不断提供单分 子染料，再吸附、扩散， 子染料，再吸附、扩散，直至完成染色过 程。
三、热溶染色法原理和染色方法
• 热溶设备
– 热风导辊式：最常用，时间长，幅度不 热风导辊式：最常用，时间长， 易控制 – 热风针板式：可控制幅度，但热溶时间 热风针板式：可控制幅度， 难以保证 – 高温过热蒸汽式：相同时间，则温度可 高温过热蒸汽式：相同时间， 低些；相同温度，则时间可短些 低些；相同温度， – 接触加热式：相同时间，则温度可低些； 接触加热式：相同时间，则温度可低些； 相同温度， 相同温度，则时间可短些
一、高温高压染色法
• 为什么选用高温高压染色法？ 为什么选用高温高压染色法？ ∵高温、高湿效应提高了涤纶的染色性能 高温、
– 高温利于染料上染
• 纤维分子链段运动加剧，分子间微隙增大 纤维分子链段运动加剧， • 染料溶解度提高，染料分子运动动能增加 染料溶解度提高，
– 高湿利于染料上染
• 水的增塑作用，使纤维分子间微隙增大 水的增塑作用，
第三节 分散染料 的染色方法及其原 理
一、高温高压法染色法 二、热熔法染色法 三、载体法染色法
一、高温高压法染色法
• 高温高压染色法是涤纶织物的一种主要的 染色方法。它是在 染色方法。它是在120~130℃，197~295kPa ℃ 压力下于密封的高温高压设备中进行。 压力下于密封的高温高压设备中进行。 • 散纤维、毛条、纱——高温高压染纱机 散纤维、毛条、 高温高压染纱机 • 针织物 针织物——溢流或喷射染色机 溢流或喷射染色机 • 机织物——高温高压卷染机 机织物 高温高压卷染机