引用

的
{dy}节 染色基本概念

纺织品染色是使纺织品获得一定牢度的颜色的加工过程。染色（颜色产生）是利用染料与纤维发生物理、化学或物化结合，或在纤维上生成颜料，从而使纺织品具有一定牢度的颜色。
一定牢度颜色：与纤维、染料两者性能相关。

一、染料
染料——与纤维有亲和力的有色的有机化合物，染色过程中溶于水或溶剂，能成分子状态入纤维内部。
颜料——不溶于水，不能借助溶液染色工艺深入纤维内部，但可在纺丝液中加入，加在固化前液态物质中固化着色，靠粘着剂粘在织物表面，涂色。
染料分类


染料命名
国际：CI索引
国产商品染料：三段法
冠称（类别）＋色称（色泽）＋字尾
商品染料是复合物，不是纯品。这与染料合成、应用有关。即使同一染料，同厂不同批也不一样，染料中通常有填充剂、盐类、分散剂等。
染色牢度
是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下，能保持其原色泽不变的能力。 染色牢度很重要，是衡量染色质量指标。 染色牢度种类很多，依据使用环境和后续工艺要求不同种类的染色牢度，还没有能符合所有种类要求的染色牢度。
染色牢度分级：五级制，第五级{zh0}。日晒、气候牢度八级制，八级{zh0}。ISO标准测试方法。
影响染色牢度因素：染料、纤维、工艺、色泽深浅。

二、染料颜色与配色
光：可见光，400~780nm。七种色：光谱色（单色光）。 太阳白光可分色，单色光可互补成白光。
互补：红---绿； 橙---青；黄--- 蓝；黄绿---紫。
物体给人色感：白色---全反射可见光；黑色---全吸收；
灰色---均匀一部分吸收；颜色---吸收部分波长
颜色属性：色调（色相）、明度、彩度（纯度）
拼色：三原色原理

电脑配色：快速测色、调配染料、打样。

三、染色理论化学
1、染料在溶液中的状态：
水溶性染料：
有可电离带电荷的水溶性基团。阴离子型：D-、 阳离子型：D+
染料分子有机性强，尽管电离，但在水中有聚集倾向，不利于染色，加助溶剂。
染色平衡： n D ---D --- D - +M +(或D + +X -)
难溶性 染料：在水中主要借助于表面活性剂的分散作用。以微小颗粒存在于溶液中，但染色时仍需以分子态进入纤维。
染色平衡：

上染
1）吸附 染料---纤维表面
吸附力：范得华力、氢键力、静电力
染料直接性：一定条件下，染料向纤维表面转移、不容易再离开纤维表面的特性。定性表征染料吸附性能。
上染百分率：上染在纤维上的染料量与原染液总染料量之比
亲和力：标准溶液状态（25℃，1atm，单位浓度）下，染料上染纤维的能力，仅与染料分子有关，是染料属性。
匀染性：吸附可逆与匀染有关，反复吸附和解吸才能匀染。
影响吸附因素：
温度---高，使吸附解吸速率都加快，平衡上染率降低。
pH值---影响纤维和染料带电荷性和量，从而影响吸附
电解质（盐）--- 影响纤维与染料之间的电荷作用力。
有促染剂或缓染剂作用。
2）扩散： 从纤维表面---到内部
FX= -D (dc/dx)
D ---扩散系数， dc/dx---染料浓度梯度
孔道模型：纤维内有小空隙，相互连通，染色时溶胀。
自由体积模型：紧密结构、难溶胀纤维如涤纶在高温时热胀冷缩，分子间隙扩大，并且分子链可活动，某一瞬间空隙变大，染料分子进入。增塑剂，溶胀剂。
扩散慢，是瓶颈。扩散也可逆，扩散平衡
染料扩散系数：与染料结构、纤维结构、染料直接性等有关
半染时间：上染百分率达平衡时一半
3）固着：染料固定在纤维内部不移出决定染色牢度。
固着方法：不溶处理，化学键合处理。

染色方法和染色设备:
染色目的：均匀，牢度
设备

染液循环


液、布都动，匀，避免起毛、摩损

连续、大批量生产。防泳移，轧后先低温预烘。

第二节 直接染料及其染色

直接染料：溶于水，不需媒染剂，直接上染纤维素纤维或蛋白质纤维。优点：应用方便、色谱品种全、成本低、用途广。缺点：耐洗牢度不高，固色处理，日晒牢度有些也差。
直接染料分类：匀染性直接染料    分子小，移染、水洗牢度差。
             盐效应染料       分子复杂，上染慢，加盐促染剂。
             温度效应染料     分子复杂，上染慢，温度促染，电荷少，盐促染不明显。
匀染性直接染料

盐效应染料

温度效应染料

直接染色
染色性能：结构带苯环，具共平面性，与纤维分子接触面大，作用点多。因而直接性高。染色用软水，因为染料有不耐硬水基团。
染色方法：（染棉举例）
配方：染料 2~10g/L
      纯碱 1g/L （软化水、溶解）
      食盐 20g/L （促染）
      润湿剂 4g/L
      浴比 1:20

直接染料固色处理:
直接染料水溶性较强，在纤维上仅靠分子间力固着，水洗时易溶出，为此，需进行固色处理。
直接染料固色方法:1、金属盐后处理：生成不溶性盐.用铜盐(如CuSO4)。
                2、阳离子固色剂处理：高分子带正电荷。与染料形成不溶性缔合物。固色剂Y、固色剂M、
直接染料：可染丝、粘胶纤维。 

 第三节 活性染料

活性染料：水溶性，含与纤维分子反应的活性基团的染料。优点：水洗牢度、摩擦牢度高，成本也低，色全、艳。缺点：耐氯漂牢度差，利用率低，染深色不易。
活性染料结构通式：

活性橙X-G：(X－高浓度，G-绿色光）

活性染料分类
根据应用分类：棉用、丝用、毛用、锦纶用活性染料。
活性染料特点：
1）活性染料分子小，直接性低，为促染用盐量大。低盐染色活性染料是发展方向。
2）活性染料在固色阶段活性基与纤维反应而固着。
染色反应
二氯均三嗪型：

乙烯砜型：

活性染料染色过程:
上染过程：
吸附、扩散:在吸附、扩散过程中，由于分子小，溶解性好，对纤维亲和力低，加大量盐促染。盐太多，染料会聚沉，污水负担重。
固色：与纤维反应过程。反应在碱性才进行，调pH至碱性。碱剂有烧碱、磷酸钠、纯碱、小苏打（NaHCO3）。pH值高，固色、水解速率都快，pH值低，都慢。固色时pH、温度、时间确定依据染料活性。 固色率---与纤维结合染料量占染液中总染料量之比。 提高固色率方法：
浸染时，先中性染液，再加碱剂。
活性染色
皂洗：固色率达不到百分百，皂洗除浮色，即水解反应、未与纤维结合的染料。
染色方法：
1）浸染 直接性高活性染料
一浴一步法---药剂全加人，简便。利用率低
一浴二步法---中性浴先染再加碱。小批量
二浴法---中性浴染色，另一碱性浴固色
2）其他 卷染、轧染、冷轧堆 染色
过程： （一浴轧染） 浸轧染液 --- 烘干---汽蒸固色(100~102℃)---水洗皂洗水洗---烘干
染色例子
xx(X型）：
活性艳红X-B 0.2%
食盐 20g/L
磷酸三钠 3g/L
温度 30~40℃
pH值 9~9.5
浴比 1:30
操作（一浴二步法）：
溶盐 溶染料 水30~40℃--- 染色(15min)---加磷酸钠---染色(15min)---水洗---皂煮---洗、烘

第四节 还原染料

还原染料：不溶于水，须在碱性溶液中用强还原剂（保险粉）还原溶解、上染、氧化显色、而不溶的染料。优点：耐洗、耐晒牢度高，色艳。缺点：价高、色缺红色，某些有光脆受损现象
染色过程：
还原溶解---隐色体上染---隐色体氧化---皂洗处理
1）还原溶解：
还原染料结构多为靛类、蒽醌结构，能被强还原剂还原，还原后结构为酸性基、在碱性水中无色或浅色，因称还原后中性结构为隐色酸，所溶盐（钠盐）称染料隐色体。
还原剂---保险粉，Na2S2O4。
还原条件---强碱溶液，NaOH。
靛蓝染料还原反应

影响还原反应因素---还原染料易还原性，用染料氧化还原电位衡量。电位高易被还原，还原反应进行可能性大，还原xx。
---颗粒、浓度、温度等影响还原速率和副反应（过度还原、水解、重排等）发生，用半还原时间表征还原速率。
2）隐色体上染
隐色体阴离子，与其它染料上染纤维一样，先吸附后扩散，可加盐促染，但低温能达高的上染百分率，初染快，需促进移染。
3）隐色体的氧化
隐色体吸附在纤维上，遇空气氧化形成还原染料不溶性本体，这步处理称水洗透风，难氧化时借助氧化剂。
4）后处理
除纤维表面沾浮色，稳定内部颗粒结构。
还原染料染色方法:
1、隐色体染色法
全浴法：染液中还原，
干缸法：浓缩还原（预还原），还原速率慢的染料
甲法：碱多，盐无，55℃，易聚扩散慢者
乙法：碱中，盐有，45℃，
丙法：碱少，盐多，20℃，不聚扩散快者
2、悬浮体轧染法---染料颗粒轧后分布在布上。纳米颗粒。
染色举例（棉纱编织衣）：
xx：
    还原艳绿FFB     0.2%
    太古油          0.2%
    烧碱(30%)       4ml/L
    保险粉(85%)     2.5g/L
    浴比            1:30
操作（全浴法）：
水60℃--- 加染剂还原---入衣30min---洗、脱水---透风--- 皂煮---洗、干

第五节 可溶性还原染料

印地科素---溶靛素和溶蒽素两种。结构为还原染料隐色体硫酸酯盐。溶于水，亲和纤维。对碱和还原剂稳定。在酸性条件下，酯水解，遇氧化剂反应，被还原为染料分子显色，避光保存，可酸性上染，因此可染羊毛。价贵。
显色条件：硫酸 ＋ 亚硝酸钠。
染色时因染料直接性低，用盐促染，染浅、中色。
溶靛素艳桃红IR

工艺：卷染、轧

第六节 硫化染料

硫化染料：不溶于水，结构中含多硫键，结构复杂难定的杂稠环分子化合物。优点：成本低，耐洗牢度高。缺点：只染深色， 色少，耐氯漂差，纤维脆损现象。

硫化染料
硫化染料的染色原理：
Na2S + H2O---NaHS + NaOH
2NaHS + 3H2O---Na2S2O3 + 8[H]
R-S-S-R’ +2[H]--- R-SNa + NaS-R’
硫化钠用量适当：少，还原不全；过，脆化织物。
染色方法：
流程：
准备隐色体染液---染色---水洗---氧化--- 水洗---皂洗--- 水洗--- 防脆、固色--- 烘干
染色例子
xx：
防脆硫化黑 10%
硫化钠 6%
纯碱 (软化水) 2%
浴比 1:30
染色例子

第七节 不溶性偶氮染料

不溶性偶氮染料：含—N=N—基团，不含水溶基团，不溶于水，由染料半体（色酚、色基）在纤维上偶合生成染料。又称显色染料、冰染染料。
染料生成:
色酚（偶合剂）＋色基（显色剂）--- 染料色淀
优点：耐洗、耐氯漂牢度高，色艳，成本低。
缺点：只染深色。染料安全性
色酚性质：溶于烧碱成钠盐，无色。对纤维素纤维具直接性，织物用色酚上染过程称打底。
色酚AS：

色基
芳族伯胺化合物，经低温重氮化反应形成重氮盐，在织物上与色酚进行偶合反应形成偶氮染料，不溶于水。
大红G色基形成：

偶合反应：注意控制pH值在4～8，温度5～15℃。

染色方法
工艺流程（浸染）：
打底---脱水---显色---水洗---皂洗---水洗

第八节 酸性染料

酸性染料：溶于水，分子较小，含阴离子基团，可在酸性条件下染色。对纤维素纤维直接性低，染蛋白质纤维、聚酰胺纤维。
分类:
酸性染料强酸性染料：分子小，匀染性好。pH2～4染色，加盐缓染。有染色饱和值。
弱酸性染料：分子复杂些，与纤维不仅有离子键，还有分子间力。pH4～6染色。等电点附近，盐作用小。超过－NH2+染色饱和值。
中性染料：分子更复杂，中性pH染羊毛，加盐促染。

酸性染料
弱酸性染料：

中性浴弱酸性染料：

羊毛染色特点：沸染。染后缩绒用耐缩绒染料
丝染色特点：弱酸性或中性染料。要固色处理
酸性染料染羊毛衫
第九节 酸性媒染染料

酸性媒染染料：与酸性染料结构相似，在－N=N－附近有给电子基团，可与金属络合的染料。
特点：必须经媒染剂（ K2Cr2O7 ）处理，才耐洗、耐晒、耐缩绒处理。染中、深色。价低。但有含铬废水。
酸性媒染黑A ：

染料与羊毛结合:
羊毛酸性媒染：

染色方法
预媒染法---先媒染剂处理，后染色
后媒染法---先染色，后媒染剂处理
同浴媒染法---染色、媒染剂一浴
pH值3~4，K2Cr2O7媒染剂

第十节 酸性含媒染料

酸性含媒染料：又称金属络合染料（中性染料）。是将酸性媒染染料和金属媒染剂制成可直接使用的染料，不需媒染处理。
有二种：（金属离子与染料分子比例）
1:1型：强酸性浴染色，染羊毛，中浅色。
1:2型：弱酸性浴染色，水溶性差，用软水溶解，可染羊毛、丝、锦纶、维纶。色不艳

1:2酸性含媒染料结构:

1:2型酸性含媒染料染锦纶:

 

第十一节 阳离子染料 阳离子染料：水溶性、在水中电离后染色部分带正电荷的染料。 又称盐基染料、碱性染料。 染色对象：腈纶 特点：色鲜艳，色谱全。耐洗、耐磨。 阳离子染料结构特点： 1）共轭型---正电荷中心含在发色结构中。色浓艳. 阳离子黄2RL： 阳离子染料 2）非共轭型或称隔离型阳离子染料---正电荷中心与发色体系之间有乙基隔开，不参与发色。染色牢度高，匀染性差，色不如共轭型浓艳。 阳离子红GTL： 一、腈纶染色性能 腈纶分子结构示意式： 腈纶染色原理： 纤维—COOH + D+————纤维—COOD + H+ 纤维—SO3H + D+ ————纤维—SO3D + H+ 第三单体酸性强弱和数量决定了腈纶染色饱和值、上染速率、和pH值对染色影响。 腈纶染色性能 腈纶染色饱和值：腈纶在染色达平衡时，可接受{zd0}染料量。饱和值大，易染深色。 第三单体为弱酸，腈纶染色饱和值受pH值影响，pH值高，电离，饱和值高。 腈纶染色饱和值的测量：400分子量孔雀绿为标准染料，100℃，pH4.5,1:100浴比,4h，95%上染百分率时，染料对纤维的质量百分数为该腈纶染色饱和值。 腈纶玻璃化温度对染色影响： 水中，Tg~70-85℃。高于Tg，上染速率迅速提高。 二、阳离子染料染色性能 在碱性条件下分子不稳定，会分解。弱酸中稳定。与分散染料相似，在弱酸介质中染色， pH4~5。 阳离子染料的染色饱和值：f = SF/SD f---染料饱和系数； SD---染料染色饱和值； SF---腈纶染色饱和值 f对确定阳离子染料是常数。SD在分母，f小，上染量大。 主要用于染色时，染料用量确定：不超过该染料饱和值。或拼色时，几种染料用量总和不超过纤维的染色饱和值。 阳离子染料竞染性：拼色时由于染料对纤维亲和力和扩散性差异，竞争染座，会导致色相随时间变化。 用竞染性相似染料配色---称配伍值。配伍值5级制，1级上染最快。相近值配色。 三、影响阳离子染料染色的因素 阳离子染料染腈纶，由于吸附快扩散慢，低温表面染色，高温上染快，移染差。容易染色不匀，难延时修正。 为均匀染色，控制以下因素： 1）温度 >75℃染色，缓慢升温，在85~90 ℃保温染色一段时间，再升温至沸染。 2）pH值 4~4.5，用HAc-NaAc控制。染深色，pH高些。 3）电解质 硫酸钠、食盐有缓染作用，对配伍值（K值）3~5明显，对K值1~1.5不明显缓染。 4）缓染剂 阳离子缓染剂---阳离子表面活性剂1227、1631。它们分子小、扩散快，与纤维染座先结合，再被染料取代。会使染料上染百分率降低。 聚阳离子缓染剂，吸附于纤维表面，仅降低电荷引力，对染色影响小。 阴离子缓染剂---与阳离子染料在染液中形成复合物，降低亲和力、上染速率，升温逐渐释放。防沉淀。上染百分率也会下降。 可与阴离子染料同浴共染。染毛/腈、涤/腈织物。 染色例子

第十二节 分散染料

分散染料：分子小、水中溶解度很小、没有水溶基团、借助分散剂分散在水中的非离子型的染料。
染色对象：涤纶，锦纶，腈纶，醋酯纤维。

一、分散染料的结构和性能
结构特点：分子小；含碱性亲水性基团；分子极性小，与涤纶分子相容。有－N=N－型和蒽醌型两种结构。

分散染料:


二、 涤纶的染色性能
涤纶特点：疏水分子；结构紧密；热塑性纤维。 用分散染料，由于其分子小，对涤纶有亲和力，再借助高温热胀、柔化分子链作用，或溶胀剂膨胀作用，分散染料进入涤纶内部，在使用温度下，由于物理、几何束缚作用，从而达到染色牢度。
1. 高温高压法染色原理和染色方法
130℃左右的温度下, 用分散染料的悬浮液进行染色 .
高温高压卷染染色举例：
染液xx：分散染料 x分散剂NNO(或胰加漂T) 0—0．5g／L冰醋酸0．5mL／l (或用磷酸二氢铵1～2 g／L，调节pH 5～6)

2、载体染色法
<100℃水中，加化学药剂---载体。
载体：联苯、邻苯基苯酚、水杨酸甲酯
栽体作用：
1）增塑涤纶；
2）增溶染料，增加涤纶表面吸附染料，促扩散
载体缺点：毒性、污染，残留影响涤纶日晒牢度
优点：染涤毛、涤腈不耐高温处理织物。

3、热溶（熔）染色法1
70~220 ℃无水染色。热溶处理仅1~2min.，染料瞬间入织物。
热溶染色工艺：

纯涤纶连续化加工，大批量生产。手感、鲜艳度差

第十三节 混纺及交织产品的染色