纺织品染色

第二章染色

染色是把纤维材料染上颜色的加工过程。它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染料而使整个纺织品成为有色物体。染色产品不但要求色泽均匀，而且必须具有良好的染色牢度。

根据染色加工的对象不同，染色方法可分为织物染色、纱线染色和散纤维染色等三种。其中织物染色应用最广，纱线染色多用于色织物和针织物，散纤维染色则主要用于混纺或厚密织物的生产，都以毛纺织物为主。

研究染色的目的在于能够合理地选择和使用染料，正确制订和进行染色加工，获得高质量的染色成品。

第一节染色基础知识

一、染色理论概述

把纤维浸入一定温度下的染料水溶液中，染料就从水相向纤维中移动，此时水中的染料量逐渐减少，经过一段时间以后，就达到平衡状态。水中减少的染料，就是向纤维上移动的染料。在任意时间取出纤维，即使绞拧，染料也仍留在纤维中，并不能简单地使染料完全脱离纤维，这种染料结合在纤维中的现象，就称为染色。若把海绵浸入染液中，染料溶液也能进入海绵内部，可是即使时间长，染料溶液的浓度也不变化，将海绵取出绞拧时，染料和水同时又从海绵内挤出来，所以说海绵并未被染色。

(一)染色基本过程按照现代的染色理论的观点，染料之所以能够上染纤维，并在纤维织物上具有一定牢度，是因为染料分子与纤维分子之间存在着各种引力的缘故，各类染料的染色原理和染色工艺，因染料和纤维各自的特性而有很大差别，不能一概而论，但就其染色过程而言，大致都可以分为三个基本阶段。

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。随着时间的推移，纤维上的染料浓度逐渐增加，而溶液中的染料浓度却逐渐减少，经过一段时间后，达到平衡状态。吸附的逆过程为解吸，在上染过程中吸附和解吸是同时存在的。

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。由于吸附在纤维表面的染料浓度大于纤维内部的染料浓度，促使染料由纤维表面向纤维内部扩散。此时，染料的扩散破坏了最初建立的吸附平衡，溶液中的染料又会不断地吸附到纤维表面，吸附和解吸再次达到平衡。

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。

上述三个阶段在染色过程中往往是同时存在，不能截然分开。只是在染色的某一段时间某个过程占优势而已。

(二)染料在纤维内的固着方式染料在纤维内固着，可认为是染料保持在纤维上的过程。不同的染料与不同的纤维，它们之间固着的原理也不同，一般来说，染料被固着在纤维上存在着两种类型。

1.纯粹化学性固色指染料与纤维发生化学反应，而使染料固着在纤维上。

例如：活性染料染纤维素纤维，彼此形成醚键结合。通式如下：

DRX+Cell-OH →DR-0-Cell+HX

DRX：活性染料分子

X：活性基团

Cell-OH：表示纤维素

2.物理化学性固着由于染料与纤维之间的相互吸引及氢键的形成，而使染料固着在纤维上。许多染棉的染料，如直接染料、硫化染料、还原染料等都是依赖这种引力而固着在纤维上的。

二、染料基础

(一)染料分类按染料性质及应用方法，可将染料进行下列分类。

l.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、毛等各种纤维上而得名。它的染色方法简单，色谱齐全，成本低廉。但其耐洗和耐晒牢度较差，如采用适当后处理的方法，能够提高染色成品的牢度。

2.不溶性偶氮染料这类染料实质上是染料的两个中间体，在织物上经偶合而生成不溶性颜料。因为在印染过程中要加冰，所以又称冰染料。由于它的耐洗、耐晒牢度一般都比较好，色谱较齐，色泽浓艳，价格低廉，所以目前广泛用于纤维素纤维织物的染色和印花。

3.活性染料又称反应性染料。这类染料是50年代才发展起来的新型染料。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。它可以用于棉、麻、丝、毛、粘纤、锦纶、维纶等多种纺织品的染色。

4.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。由于染液的碱性较强，一般不适宜于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维的染色。这类染料色谱齐全，色泽鲜艳，色牢度好，但价格较高，且不易均匀染色。

5.可溶性还原染料它由还原染料的隐色体制成硫酸酯钠盐后，变成能够直接溶解于水的染料，所以叫可溶性还原染料，可用作多种纤维染色。这类染料色谱齐全，色泽鲜艳，染色方便，色牢度好。但它的价格比还原染料还要高，同时亲和力低于还原染料，所以一般只适用于染浅色织物。

6.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。这类染料色谱较齐，价格低廉，色牢度较好，但色光不鲜艳。

7.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。染色时可用烧碱-保险粉或硫化碱-保险粉溶解染料。

8.酞菁染料酞菁染料往往作为-个染料中间体，在织物上产生缩合和金属原子络合而成色淀。目前这类染料的色谱只有蓝色和绿色，但由于色牢度极高，色光鲜明纯正，因此很有发展前途，

9.氧化染料某些芳香胺类的化合物在纤维上进行复杂的氧化和缩合反应，就成为不溶性的染料，叫做氧化染料。实质上这类染料只能说是坚牢地附着在纤维上的颜料。

10.缩聚染料用不同种类的染料母体，在其结构中引人带有硫代硫酸基的中间体而成的暂溶性染料。在染色时，染料可缩合成大分子聚集沉积于纤维中，从而获得优良的染色牢度。

11.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。

12.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，但湿处理牢度较差。

13.酸性媒介及酸性含媒染料这类染料包括两种。一种染料本身不含有用于媒染的金属离子，染色前或染色后将织物经媒染剂处理获得金属离子；另一种是在染料制造时，预先将染料与金属离子络合，形成含媒金属络合染料，这种染料在染色前或染色后不需进行媒染处理，这类染料的耐晒、耐洗牢度较酸性染料好，但色泽较为深暗，主要用于羊毛染色。

14.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。这类染料色泽鲜艳，色谱齐全，染色牢度较高，但不易匀染，主要用于腈纶的染色。

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。

(二)染料应用与选择

1.根据纤维性质选择染料各种纤维由于本身性质不同，在进行染色时就需要选用相适应的染料。例如棉纤维染色时，由于它的分子结构上含有许多亲水性的羟基，易吸湿膨化，能与反应性基团起化学反应，并较耐碱，故可选择直接、还原、硫化、冰染料及活性等染料染色。涤纶疏水性强，高温下不耐碱，一般情况下不宜选用以上染料，而应选择分散染料进行染色。

2.根据被染物用途选择染料由于被染物用途不同，故对染色成品的牢度要求也不同。例如用作窗帘的布是不常洗的，但要经常受日光照射，因此染色时，应选择耐晒牢度较高的染料。