第十一讲分散染料染色

染液中的染料分子
纤维上的染料
只有溶解在水中的单分子染料才能扩散进入结构 紧密的涤纶内部
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1.没有大的侧链或侧基酚环或芳环的线性大 分子链紧密排列。 2.分子链中不含亲水性基团，吸湿性差，标 准状态下回潮率仅为0.4%，不易染色。
• ①载体染色法：提高纤维可及度，有得于染 料扩散。 • ②高温高压染色法： • ③热熔染色法： • 后两种方法通过升高温度，增加染料分 子扩散性能，使热运动加剧，孔隙增大，提 高纤维可及度。
浸轧液 含有分散染料、分散剂、渗透剂、防泳 移剂等,染料颗粒要特别匀细，渗透性及分散 稳定性要好 二浸二轧，室温，涤棉织物轧余率一般为 50～60％ 温度根据染料升华牢度来选择，一般为 180～220℃，时间2～1min
• ①浸轧染液 • 染料颗粒 • 是悬浮体的形式轧染在纤维上，所以特别 要求染料颗粒要特别细小和均匀。一般在12μ m。 • 如果颗粒大，固色率低。这时因为热熔固 色很短，染料的扩散和升华还没有完成就出机 了,导致固色率降低。
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所以一般采用130℃的染色温度。
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染色时，染料分子到达纤维表面，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，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，不断提供单分子染料； • • 再吸附、扩散，直至完成染色过程。
要求染料的移染性和遮盖性要好。所以高 温高压染色选用升华点较低和分子量较小的低 温型染料。 E型, S型 ,SE型，不可选S 型，因为S型染 料分子大，不易渗透，遮盖性差。
高温高压染色应注意的问题
• 1、调浆：温度必须<45℃
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2、拼色：选择染料性能相似的（类型、 色光），以主色为主 3、温度控制：控温区严格控制升温速度， 90~130℃缓慢升温 4、避免焦油化问题
焦油化 • 概念：染液中形成的粘稠物粘附在织物上 形成染疵并沾污设备 易产生且出现后不易解决，须防止
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(3)浴比
• 1:10~1:30（最低的现已达1:3） (4)染浴的pH值 • 高温高压染色一般控制在弱酸性范围，pH＝ 5～6。 • 用酸或强酸弱碱盐调节 • 常用：冰醋酸0.5ml/L或磷酸二氢铵1~2g/L
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始染温度不宜过高，60~70℃入染 升温速度不宜过快，1℃/min 温度分段控制，控温区升温要慢 最后染色温度130℃（此时上染百分 率高，得色鲜艳、匀染性好，浮色少），一 般保温染色时间为40~60min
– 选择高温下分散性好的分散剂
– 尽量提高浴比，降低染色温度 – 高温排液，快速降温 – 缩短设备清洁周期
4、生产实例
• 浅红色：
– 分散红F3BS – 阴离子分散剂 – PH（HAC调节）
130℃ 2℃/min 60℃入染 水洗 皂洗 水洗
2%（对织物重） 0.5~1g/L 5~6
40min
• 1.特点： • 连续化生产，生产效率高； • 185～215℃干热条件下染色，用水量少； 缺点：但于高温高压相比，色泽鲜艳度和 • 手感稍差，固色率低， • 生产过程张力较大，适用涤棉混纺机织 物中涤纶染色，针织物不适合。
涤纶微结构影响染色性能
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一种主要的染色方法。它是在130℃密 封的高温高压设备中进行。 优点：
• • • • 高温高压法染物得色鲜艳、匀透，可染制浓色 织物手感柔软 适用的染料品种比较广 染料利用率较高
缺点：
间歇生产，生产效率较低，
压力密闭染色设备。
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100℃→120℃，染料的扩散速率提高20倍； 100℃→130℃，染料的扩散速率提高50倍
• 作用： 防止染料凝聚沉淀，有助于染浴稳定。 • 要求：耐高温，润湿性、扩散性、增溶性好，低泡， 防聚，易解聚，有一定匀染作用，无表面沾污。 • 选用阴离子+非离子或两性型表面活性剂复配分散剂， 效果较好。 • 用量是1-2g/l，浅色多加，深色少加。
（1）40 ℃温水化料，过滤 （2）慢慢升温至120-130 ℃，在升至染色 转变温度以上时，上染速率迅速提高， 应严格控制升温速率，保证染料均匀上 染 （3）继续保温染色45～60min （4）然后降温，进行还原清洗，水洗等后 处理，彻底去除浮色，以提高染色 产品的染色牢度和鲜艳度
2、工艺处方
• 分散染料 • 分散剂NNO（或胰加漂T） • 冰HAC x％（对织物重） 0~0.5g/L
0.5ml/L（调节PH=5~6）
• （或磷酸二氢铵
1~2g/L）
3、工艺说明
(1)染料的选择 • 必须有良好的分散稳定性和较好的移染性、 遮盖性。 • 染色工艺条件如PH值、升温速度等变化 时，对上染百分率和色光影响较小 • 以相对分子质量较小的低温型染料为宜。 • 拼色时所选用的各分散染料的染色性能要 相似
在玻璃化温度以上时，纤维大分子链段发生剧 烈运动，聚合物分子间空隙增大，自由容积增加， 提高染色速率 可采用 升高染色温度（高温高压染 色法、热熔染色法）
或使用纤维膨化剂及染色促进剂 （载体染色法） 两种途径实现。
氢键 ——涤纶中酯基含量约46％，分散染料含有-OH、NH2，此外涤纶苯环也可形成氢键 范德华力 疏水键力 ——纤维与染料间通过疏水部分相互作用,根据 相似相溶原理，染料可看作“溶解”在固体纤维上的 无定形区中。
• 浸轧压力 • 要均匀，如果不匀，压力大的色浅，压力小 的色深。出现色差。 • 轧槽的容积 • 小宜有利于染液快速更新保持染液新鲜， 这样对保持色泽均匀，染液的稳定非常有帮助。 但容积太小，则液面控制困难。
• 轧余率
• 纯涤织物控制在40％，T/C织物控制在5060%,轧余率太大使烘干的负担
烘干
(2) 助剂：分散剂 • 作用：扩散、匀染，提高得色量 • 分散剂用量适当
– 过多，降低上染量，产生焦油状物 – 过少，分散液稳定性差 – 常用：磺酸盐类阴离子表面活性剂，如分散剂NNO、胰加 漂T，扩散效果较好，高温时较稳定，对得色量影响小 – 平平加O有明显分散作用，并有匀染作用，但对得色量有 一定影响
染色温度控制分三个阶段：
（1）染色升温阶段 在70～110℃温度区间，染料上染速率很 快，要严格控制1～2℃/min，保证染料均匀 吸附
（2）染色保温阶段 染料向纤维内部扩散，并增进染料移染， 染匀染透 （3）降温阶段 在玻璃化温度以上，降温速率应适当慢 些，其后快速降温，避免引起织物产生折皱 和手感粗糙
氨基发生质子化， D-NH2+H+ D-NH3+ 影响染色性能及染色产品色光
分散染料染色时，染浴pH值控制 在5～6，染色织物的上染百分率高， 色泽鲜艳度好
分散染料基团中约有50％为偶氮类结构的染料 偶氮基团不耐还原剂，会导致染料结构变化， 发生消色作用， 分解产物对纤维亲和力降低.
• A. 地色染料 • 不耐还原剂的分散染料可用作拔染印花 的地色染料
渗透剂 可缩短染色时间，得到良好的染色效果
提高溶解度，有利于单分子染料的吸附和 扩散，提高染色速率 但染料溶解度不能太高，否则染料亲水能 力大于亲纤维的能力，平衡上染百分率降低
实际染色时，染色温度应高于染色转变温 度，此时纤维无定形区的大分子链段发生剧 烈运动，产生瞬间孔穴。 一般染色转变温度比玻璃化温度高十几度， 染料分子量越大，二者相差越大
• A匀染剂（非离子表面活性剂）： • • 途径一缓染，会降低上染速率 • • 注意非离子型表面活性剂随温度的升高而 降低，使它称为不溶时的温度称为浊点。 • • 浊点一定要高于染色温度，否则易于聚集 并引起染料的聚沉，反而会破坏染液的稳定。
• 途径二 移染 • 载体对纤维的增塑作用，使染料在纤维 中扩散增快， • 染料的吸附速率和解吸速率都增加通过 移染来达到匀染目的。 • 载体有毒 • 加入载体容易损伤纤维强度或影响光泽， • 要慎重并限制其用量。
• ②温度： 145 ℃。
一般选125℃-135 ℃，不超过
• ③染料颗粒 • 要求充分研磨（颗粒达1μm左右） • 选择适当助剂制成易于分散和稳定的悬浮 液。
• ④PH值
•
大部分分散染料在高温强碱作用下会被 水解破坏； • 当PH>7的时候剥皮效应显著， • • 因此高温高压染色一般控制在弱酸性范 围，PH＝5-6。
•
匀染性 好
分子 小
（适用于浸染、移染印花）
• SE类 中等 中等 中等（适用于热熔） • S类 高 差 大 （适用于热熔） • • 可以利用这种性能进行气相染色，转移印花。
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1.聚酯纤维的染色性能 涤纶属于疏水性纤维，纤维缺乏能与染 料发生结合的基团，不能使用水溶性染料染 色； 涤纶结构紧密，常压沸染，染料难以扩 散进入纤维内部，把纤维染透
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1.在水中的溶解度很低（零点几mg/l，25℃）， 和涤纶纤维的疏水性相适应。 2. 分散染料的溶解度比还原染料的高。 3.温度提高，溶解度随之提高。 4.调配染液，温度<45℃.
1. 染料的溶解性对染色性能的影响
染料应具有一定的溶解度，保证染色均匀和 提高染色速率 溶解度过低——染料上染速率会很慢 溶解度过大——染料与水作用力增大，与纤 维亲和力降低，上染速率和 上染百分率下降
（1）分散剂影响
稳定染浴，抑制染料发生晶型转变和晶体 增长, 起增溶作用，染色时能及时释放单分子 染料
（2）颗粒大小
染料颗粒直径在0.5～2μm之间
（1）酸碱稳定性 在高温碱性条件
含酯基、酰胺基、氰基等基团的分散染料，会 发生水解——染料色光变化，上染百分率变化. 碱浴中，含羟基的染料会发生羟基离子化 D-OH+OH- → D-O-+H2O 影响染色性能及染色产品色光
• • 红外线预烘→烘筒烘干 红外线预烘→热风烘干→烘筒烘干
防泳移
• 从工艺上考虑：一方面降低轧液率。一般涤纶织物的含水率 在25％以下，T/C在30%以下，泳移较不明显。 • 另一方面在染液中加入一些防泳移剂。
（1）温度升高
A. 纤维大分子运动加剧，大分子链发生剧烈 转动，纤维自由容积增大，扩散空间阻力减少，扩 散速率增大； B. 染料扩散动能增加，有利于更多染料向纤维 内部扩散； C. 染料溶解度提高，提高染色速率
染色温度从85℃提高到100℃，扩散速率增加近 48倍。
膨化剂 有利于纤维膨化，降低纤维的玻璃化温度，使纤 维自由容积增大，从而提高染料向纤维内部扩散 促进剂 促进染料纤维表面吸附，增加纤维表面染料浓度， 提高内外浓度差，提高染色速率 部分载体 同时具有纤维膨化剂和染色促进剂的双重作用
• • B. 还原清洗
利用分散染料在稀碱性还原液中易被还原分解 而去除的性质，来去除浮色（并去除染色时涤纶 织物析出的低聚物等杂质）以提高染色牢度
• 1.定义：物质由固态不经液态直接转变 成汽态的过程。
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2.染料按升华牢度分类： ①低温型E ②中温型SE ③高温型S
• 升华牢度 • E类 差
浴比： 小，节能节水，但易使织物产生折皱、 擦伤、染色不匀 大，耗能耗水 匹染：10：1～30：1
• 1、工艺流程及主要条件 冷水进缸→温水2道（60~65℃，2道）→60℃起染
色2道→1道升温至100℃→ 1道升温至110℃→ 1道升温
至120℃→1道升温至130℃→130℃保温染色6道→冷水 洗2道→还原清洗（38% NaOH 3ml/L、85%保险粉 2.5g/L、表面活性剂3g/L，70~80℃，2道）→水洗 （40~50℃，1道）→冷水洗→出缸
分散染料染色
分子量小（分子量200-500） 非离子染料 不含强离子化基团，如-SO3Na 和-COONa， 含有-OH，-NH2，-NO2，-CN等极性基 团 在水中溶解度较小。
分散染料以细小晶体均匀地分散在染液中，形成 稳定的悬浮液，部分染料溶解在分散剂所形成的 胶束里。 染料颗粒 胶束中的染料
（1）分子量小、极性基团多的，溶解度大 （2）晶体小、不稳定晶型的，溶解度大； 反之，则小 （3）分散剂具有增溶作用 （4）染液温度提高，溶解度提高 （5）若染浴中的化学试剂能引起染料结构变 化，将影响溶解度
（6）染浴温度太高或研磨颜料温度太高，染 料晶型将从不稳定晶型向稳定晶型转变
（7）染液温度不匀或突然降温，发生晶体增 长现象，染料难于扩散，上染速率降低，易 产生染色不匀（色斑）等疵点