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深入浅出谈染色

集萃印花网 2024-09-03 00:00:00

染色是使面料或纤维纱线产生颜色的关键过程，是提升纺织品价值的关键过程，本文深入浅出的介绍了针对染色的各种知识。

染色的基本问题

01 染色过程

染色过程大致可以分为三个阶段：

（1）吸附（absorbing）

吸附就是染料附着到纤维表面的过程；染料在溶液中因分子间作用力、离子间静电引力等被纤维吸附。

（2）扩散渗透（diffusing and penetreating）　

吸附之后染料需要进入到纤维的内部，并保持在里面；被吸附的染料在一定条件下，从纤维表面向纤维内部扩散渗透，进入纤维无定形区，直至染液、纤维表面和纤维内部的染料浓度达到平衡。

（3）固着（fixing）　

这是染色牢度是否好的一个关键过程；进入纤维无定形区的染料借化学作用力（离子键或共价键）、分子间引力（范德华力）和氢键与纤维大分子相联，获得一定的结合牢度。

实际染色时，上述三个阶段是不能截然分清的。不同的染料、纤维、染色工艺，染色过程也是有差异的。

02 染料的亲和力和直接性

某染料在溶液中能自动地上染某种纤维，我们就说该染料对这种纤维有亲和力或直接性。上染速度越快，上染的百分率越高，则该染料的亲和力越大或直接性越高。这两个概念都是用来说明上染能力的大小，但亲和力是一个严格的热力学概念，具有一定的热力学数值；直接性没有确切的定量概念，只能笼统地说明染料的上染能力。

染料亲和力高，上染速度就快，不需要过多的促染，但是有色花的可能，亲和力低，需要促染，有染料浪费的可能。

03 染料的上染率

染色达到平衡时，已染着到纤维上的染料量与染液中原有的染料量之比，常用百分率表示，称作染料的上染率或平衡上染百分率。

04 染料的上染速率

上染速率指染料被纤维吸附染着的速度，常以“半染时间”，即在规定条件下，染料达到染色平衡上染率的一半所需的时间来表示。上染过快，易造成染色不匀，上染过慢，会延长染色时间。

05 染料的移染性（匀染性）

染料的移染性指的是已被纤维吸附的染料从纤维上解吸，重新进入染液并继而在纤维的另一部位上染的性能。移染性好的染料能不断地从染料浓度的高处解吸，在浓度低处上染，直至整个织物上的浓度差消失，因而对匀染有利。

染色机械设备

染色根据染品状态不同可分为纤维染色设备、纱线染色设备和织物染色设备；按染色所需温度压力不同可分为常压染色设备和高温高压染色设备；根据染色方式不同可分为间歇性浸染设备和连续性轧染设备。常用的设备有绳状染色机、卷染机、高温高压溢流染色机等多种。

纺织品的染色

01 直接染料染色

直接染料可用于各种棉制品和粘胶制品的染色。染色时纺织物先用水润湿，加入染液，升温至95℃，并加入中性盐促染，染色时间60min。染毕洗净，必要时用固色剂处理以提高色牢度。

蚕丝的染色常选用部分上染率高，色牢度较好的直接染料以补充酸性染料色谱的不足，主要是棕、黑、墨绿等深色。染色可在中性或微酸性浴中进行，也常加盐促染，染后为改善手感，可在稀醋酸浴中处理一定时间。

02还原染料及暂溶性还原染料染色

（1）还原染料的染色

还原染料色泽鲜艳，色谱齐全，牢度优异，是纤维素纤维染色的高档染料。还原染料的染色有隐色体浸染和悬浮体轧染两种不同的工艺。隐色体浸染时先将染料用保险粉（强还原剂）和烧碱处理，使其还原成隐色体溶解在碱液中，投入染色物，控制温度和调整食盐用量，确保上染率，必要时可加匀染剂控制上染速度。染色完毕须进行氧化处理，使隐色体重新变为非水溶性染料的原始状态而固着在纤维上。

最后进行皂洗，以改进染品色光，增加牢度。悬浮体轧染在连续轧染设备上进行。染料不经还原，配制成以微细颗粒悬浮的分散液，对织物进行浸轧，然后烘干，并进一步浸轧含保险粉的碱性还原液后，进入密闭的蒸箱，促使染料还原、溶解、扩散、渗透，最后在平洗单元机上进行氧化、皂洗。

（2）暂溶性还原染料的染色

暂溶性还原染料多为还原染料隐色体的硫酸酯盐，能直接溶于水，不须经还原步骤即可上染纤维。染色时，染浴中含染料、食盐和氧化剂亚硝酸钠，浸染或轧染后用稀硫酸溶液处理，使染料水解成隐色酸，继而被氧化剂或空气氧化而发色。

03 硫化染料染色

棉纺织品染深浓黑色和蓝色时，常用硫化染料。染色方法与还原染料类似，须首先使染料还原后溶解，上染后再进行氧化显色。但其还原剂常用价格便宜的硫化钠，氧化也较还原染料容易。以棉布卷染为例，织物在染料隐色体溶液中高温卷染一定时间，然后水洗氧化，最后用醋酸钠作防脆处理即可。

04 不溶性偶氮染料染色

不溶性偶氮染料由色酚和色基两个组分组成，其染色过程实质上是两个水溶性组分在纤维上反应生成不溶性色淀的过程。染色时，先用色酚的碱溶液浸轧织物，俗称“打底”，低温烘干后，再浸轧色基溶液进行显色，透风或汽蒸一定时间后，进行水洗和皂煮，最后用清水洗净。该染料也可采用浸染的方法染色，同样要分成“打底”和“显色”两步进行。

05 活性染料染色

活性染料分子中含有活性基团，能与纤维上的某些基团反应生成共价键结合，因而水洗和摩擦牢度都很高，而且不仅可以用于纤维素纤维的染色，也可以用于羊毛、蚕丝、锦纶的染色。

（1）纤维素纤维的染色

纤维素纤维分子上的羟基在碱性条件下能与活性染料反应，因此染色时必须有碱的存在。在浸染和连续轧染工艺中，通常都先用不含碱剂的染液处理织物，然后在染液中加碱或在织物上施加碱液使染料与纤维反应，最后充分水洗，皂煮，去除浮色。

一种节能的染色方法是冷轧堆工艺，染色时织物先浸轧反应能力较高的染料并同步定量施加碱液，不经任何热处理，直接打卷在室温下堆置一定时间，使染料完成扩散、固着的过程，最后进行水洗和皂煮。

（2）羊毛、蚕丝和锦纶的染色

羊毛和蚕丝纤维含有多种能与活性染料反应的基团，这些基团中的某些在弱酸性至中性介质中具有反应能力，因此它们用活性染料染色时，工艺条件与纤维素纤维染色有差异。

羊毛染色常在弱酸性条件下进行，用醋酸调节PH，以元明粉作缓染剂，染后进行中和及水洗。蚕丝可采用弱酸性和中性染色或碱性条件染色的不同工艺，也可先在弱酸性或中性浴中上染，再在碱性浴中固着的方法。锦纶的反应性基团比羊毛、蚕丝少，用活性染料难以染成深色，其染色工艺与蚕丝相仿。

06 酸性染料、酸性媒染染料及酸性含媒染料染色

酸性染料、酸性媒染染料及酸性含媒染料染色这三种染料均属水溶性染料，是羊毛、蚕丝和锦纶的专用染料，但它们的结构、性能和应用范围有一定的差异。酸性染料结构简单，按它们分子结构的大小可分为强酸性染料（又称匀染性酸性染料，分子较小）和弱酸性染料（又称耐缩绒酸性染料，分子较大）两类。

前者可在强酸性介质中染羊毛，色泽鲜艳，匀染性好；后者可在中性或弱酸性介质中染羊毛、蚕丝和锦纶，牢度较高，但匀染性和色泽鲜艳度不如强酸性染料。酸性媒染染料具有酸性染料的基本结构，但其结构中还含有能与媒染剂铬离子生成络合联结的基团。该类染料主要用于羊毛染色，水洗、日晒牢度都优于酸性染料，但色泽较暗。染色常采用浸染方法，染后用重铬酸钾作媒染处理一定时间即可。

酸性含媒染料的结构中已含有铬络合结构，染色时不需进行媒染处理，应用方便。酸性含媒染料有两种类型：一种是一个铬离子和一个染料分子络合的１∶１型含媒染料，另一种是一个铬离子和二个染料分子铬合的１∶２型含媒染料。前者的染色与强酸性染料相似，主要用于羊毛；后者常用于羊毛、蚕丝和锦纶的中性浴染色，故又叫中性染料，其染色牢度较高，但色泽较暗。

07 分散染料染色

分散染料是染合成纤维、尤其是涤纶纤维的主要染料，在涤纶上具有很好的上染性能，各项牢度都较高。分散染料结构中不含离子化基因，属非离子疏水性染料，在水中不能溶解，只能以微粒悬浮分散状稳定在染液中；此外其结构简单，分子较小，因此对疏水性、结构紧密的涤纶纤维有亲和力，且能扩散进入纤维内部，有很高的上染率。

分散染料染涤纶时，必须有120℃以上的高温条件，原因是只有在此高温下，涤纶大分子链段的热运动程度才足以产生染料扩散所需的“瞬时微隙”。分散染料对涤纶的染色有载体法、高温高压法和热熔法三种。其中高温高压法是最常用的方法，染色在密闭的高压容器中进行，染温可达130℃，因此可以得到很高的上染率，为控制色光和染色均匀性，常加醋酸和匀染剂助染。

08 阳离子染料染色

阳离子染料是腈纶纤维染色的主要染料，不仅色泽鲜艳，上染率高，而且牢度也很好。由于腈纶纤维的大分子中含有酸性基因，在水中电离后带负电荷，对阳离子染料有很高的吸附力，染色时上染速度和平衡上染率都高。

阳离子染料在腈纶上的移染性差，加之上染速度较快，极易发生染色不匀病疵，必须严格控制染色过程并使用匀染剂。常用的匀染剂有醋酸、元明粉和阳离子表面活性剂。染色一般采用浸染方法，以醋酸等调节染浴pH＝4.5，并加入匀染剂，室温入染，并严格控制升温速度，至沸后续染一定时间再缓缓冷却并水洗。

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