1染色工艺.doc

名词解释 1 染色 用染料按一定的方法使纤维 纺 织品获得颜色的加工过程 2 染色牢度 指染色产品在使用过程中或 以后的加工处理过程中 纺织物上的染料 经受各种因素的作用而在不同程度上能保 持原来色泽的性能 3 染料力份 染料力份也称染料强度 是 按一定浓度的染料做标准 标准染料强度 为 100 若染料的强度比标准染料浓一 倍 则其强度为 200 以此类推 所以 通常是一个相对的数字 指样品染料与标 准染料染色深度相比的相对着色强度 4 生态纺织品 是指那些采用对周围环境 无害或少害的原料制成的并对人体健康无 害的纺织产品 5 吸附等温线 在恒定温度下 上染达到 染色平衡时 纤维上的染料浓度和染液中 的染料浓度的关系曲线 6 半染时间 达到平衡吸附量一半所需要 的时间 表示染色达到平衡的快慢 7 亲和力 在标准状态下 纤维上染料标 准化学位和染液中染料标准化学位差值的 负值 8 直接性的定义较含糊 可以理解为染料 离开染液上染纤维的性能 9 染就是指染料在染色织物表面以及在纤 维内各部分分布的均匀程度 10 透染 纤维内外得色一致 无环染 11 移染 Migration 纤维上染料从高浓度 处解吸 通过染液向染料浓度低处转移 最终达染色均匀 12 直接染料 直接染料一般都含有水溶 性基团 如磺酸基 SO3Na 羧基 COONa 它可以不依赖其他介质而直 接染棉 麻 丝 毛和粘胶纤维 13 活性染料 染料分子中含有一个或多 个活性基团 在一定条件下能与纤维素 蛋白质等纤维中的羟基 氨基等基团发生 化学反应 使染料与纤维形成共价键结合 的水溶性染料 14 光敏脆损 经某些还原染料染色以后 的纤维或织物 在日光作用下会有脆损的 现象 15 还原染料 不含水溶性基团 本身不 能直接溶解于水 染色时需经强还原剂 如保险粉 在碱性溶液中还原处理后才 能上染纤维的染料 称为还原染料 酸性媒介染料 酸性媒介染料是一类能 与金属媒染剂形成螯合结构的酸性染料 15 酸性含酶染料 又称金属络合染料 是分子中已含有金属螯合结构的酸性染料 即合成时已将金属离子引入染料 16 阳离子染料 是一种在水溶液中 可 以电离 生成的色素离子带有正电荷的一 类染料 17 配伍性 指两个或两个以上染料拼色 时 上染速率相等 则随着染色时间的延 长 色泽深浅 色调 始终保持不变的性 能 只有浓淡变化 18 分散染料 是一类分子较小 分子量 200 500 结构比较简单的染料 不含 有磺酸基 羧基等水溶性基团 而只含有 一些羟基 氨基 硝基等弱极性基 是水 溶性很低的非离子型染料 19 染料的饱和系数 f 纤维的染色饱 和值 S f 与染料的染色饱和浓度 S D 之 比 20 印花 将各种颜色的染料或颜料制成 色浆 施加在织物上印制成图案的加工过 程 21 成糊率 调制成一定粘度的糊状物所 需固体糊料量占总糊料量的百分率 22 给色量 指相同量的染料印花后所得 色泽的浓淡程度 23 触变性 在一定的切应力作用下 流 体的应切速率随时间增大而增大 撤去应 力后恢复原状的现象 24 印花粘度指数 剪切速率相差 10 倍时 表观粘度的比值 必考题 1 为什么活性染料印花不能用淀 粉糊 答 因为淀粉分子上的 OH 容易 和活性染料反应 使活性染料失去上染纤 维的能力 2 涤纶纤维用 分散 染料染色 它的染 色方法有 载体 热熔 和 高温高压 法 晴纶织物用 阳离子 燃料染色 3 就纤维而言 羊毛的氨基含量最高 其 次是蚕丝 最低的是锦纶 蚕丝的氨基 含量相当于羊毛的 1 6 1 5 锦纶 66 和 锦纶 6 的氨基含量相当于羊毛的 1 20 和 1 10 因此 在正常染色条件下 染色饱 和值应是 羊毛 蚕丝 锦纶 但是 由 于锦纶的疏水性大于羊毛 在使用同一染 料染色时 染料以非离子键结合方式上染 锦纶的吸附量将占有很大的比例 这也是 酸性染料对锦纶的亲和力大于羊毛的重要 原因 4 酸性染料染羊毛 加酸促染 中性电解 质在 PH 不同时分别起到缓染 促染作用 等电点以下 电解质起缓染作用 原因 无机阴离子优先占据 染座 而后被染 料阴离子取代 等电点以上 电解质起促染作用 原因 减少染料与纤维间的静电阻力 阳离子 染料染腈纶 加酸的目的 溶解染料和缓 染作用 原因 加酸可以抑制酸性基团的 电离 封闭染座 加入中性电解质起缓染作用 原因 其在 染浴中离解 Na 扩散快 可优先与纤维上 的酸性基团结合 同时也可有效减少或削 弱纤维表面的 Zeta 电位对染料的作用 从而延缓染料上染 活性染料加入电解质 起促染作用 直接染料染纤维纤维加入中 性电解质起促染作用 直接染料染色时 加入纯碱可以帮助染料 溶解 兼有软化水的作用 活性染料加碱 固色 总结 双组分纤维纺织品染色的基本方法 1 一种染料一浴一步法 一种染料在同一 染浴和同一染条件下同时染两种纤维 如 棉 麻织物用活性染料染色 2 两种染料一浴一步法 两种染料在同一 染浴中同时分别染两种纤维 如涤 棉混 纺织物用分散 直接染料同浴染色 3 两种染料一浴二步法 两种染料同浴分 二步染两种纤维 如涤 棉织物用分散 活性染料同浴二步法染色 始染加入两种 染料 先在高温高压下完成分散染料对涤 纶的染着过程 降温至 60 80 加入碱 剂 使活性染料与棉纤维发生反应 从而 完成棉纤维的染色过程 4 两种染料二浴法 两种染料按先后顺序 分别在两个染浴中染两种纤维 如涤 棉 织物先用分散染料染色 还原清洗后再用 活性染料套染 活性染料有那些类型 它们的染色条件有 何不同 答 X 型 低温染色 固色条件也低 弱 碱低温条件下固色 2 分 K 型 染色 温度高 固色条件也高 强碱高温条件下 固色 2 分 KN 型 染色和固色条件介 于 K 型和 KN 型之间 其它还有 M 型 B 型 及 KE 型等 它们的染色条件各不相 同 2 分 什么叫酸性染料 它和纤维之间以什么方 式结合 答 染料分子上含有酸性基团 在酸性条 件下可以对蛋白质纤维和锦纶染色的一类 染料 在强酸性条件下 它与纤维间以离 子键位主 在中性条件下 它与纤维之间 主要以氢键力和范德华力结合 再弱酸性 条件下 染 纤维间离子键和氢键 范德 华力都有 印花与染色的异同点 1 相同点 1 从染料上染纤维的机理而言 印花和 染色是相同的 印花也可以说是 局部染 色 2 纺织品染色和印花使用同一类型的染 料时 所用的化学助剂的物理与化学属性 是相似的 因此它们的着色及固色原理也 就相似或相同 3 对于同一品种的纤维制品 若用同一染 料染色和印花可具有相同的染色牢度 二 区别 1 着色的效果不同 染色是均匀着色 印花是局部的着色 得色或是均匀的 或 是表现层次的 相邻颜色之间的关系 可 以是颜色间边界干净 清晰 也可以相互 自然 均匀 地融合 2 染料上染的介质不同 染色为水 印 花为糊料 染色溶液 染料易溶解 不加 助溶剂 印花色浆 加较多助溶剂 3 获得的颜色数目不同 4 工艺的复杂程度不同 染色多是以单一种类染料的染色工艺进行 操作的 工艺相对简单 当然 也有两类 染料同时进行着色的加工 如 T C 混纺织 物等 更多类别的染料同时进行的加工则 较少使用 印花是以一种更多的是使用多种类型的染 料同时着色的工艺操 作 工艺较复杂 需要协调统一 也可以理解为同时进行多 个染色 5 染色时 染料渗透扩散充分 印花时 染料不易扩散渗透 要经过汽蒸或焙烘 6 对前处理的要求有所不同 有白地或白花的印花布 要求其半制品有 较高的白度 半制品要防止纬斜 尤其对 于花样呈格子形 横条格 正方形 正圆 形等更应注意 染色半制品要有较好的毛效 以利于染料 能在较短的时间内充分上染 但要注意毛 效对色浆流变性的要求 染色布对前处理 半制品的要求 要更均匀 直接染料染液的组成及作用 染料 上染纤维 染色 溶解用水 软水 染色的介质 电解质 电解质的作用是促 染 纯碱的作用 直接染料染色时 加入纯碱 可以帮助染料溶解 兼有软化水的作用 影响固色反应速率及效率的因素 染料结构 直接性 活性基团 扩散性 纤维的结构和性质 染色条件 pH 温 度 浴比 电解质 助剂 染料的反应性强 固色反应速率快 但固 色效率不一定提高 反应性比值越大 固 色效率越高 活性染料的亲和力或直接性越高 在一定 条件下吸附到纤维上的染料浓度越高 越 有利于染料和纤维的反应 固色效率和固 色速率都可提高 染料的直接性越大 染料的上染率越高 一定范围内固色率随直接性迅速增加 到 一定程度后增加不再明显 染料的扩散性能 上染速率 匀染性 透染性 反应速率 固色效率 染液 pH 越高 染液的碱性越强 越利于 纤维素的离子化 纤维素负离子的浓度增 加 纤维的溶胀增大 因此健合反应速率 提高 固色率一般也将提高 提高温度可使染料的水解以及染料和纤维 的反应速率都增高 经测定 温度每上升 10 固色反应速率约提高 2 3 倍 但 水解反应速率提高更大 温度越高 竭染 常数或固色率越低 总之 温度越高 固 色速率越高 而固色效率越低 加入电解质 染料的固色率及竭染常数均 增加 助剂或添加剂 增加固色率 其它条件相同时 浴比小 增加染料和纤 维的反应结合 减少了染液中的染料水解 损耗 固色效率提高 纤维溶胀 使孔隙尺寸 染料在纤维 中的扩散就快 染料的固色效率 此外 纤维的半径 纤维比表面积 固色速率及固色效率 还原染料的染色过程 染料还原溶解 隐色体上染 氧化固色 后处理 影响还原速率的因素 染料的结构 一般规律 靛蓝染料 隐色体电位负值较小 还原 速率较低 温度 温度提高 还原速率也增大 据试验得知 温度每增加 20 可增加速率 3 倍左右 反应物的浓度 反应物浓度提高 还原速率也提高 颗粒的大小 染料颗粒越大还原速率越小 所以一般生 产中染料的颗粒为 1 左右 还原液中烧碱 保险粉的浓度对染料的还 原速率也有重要的影响 如烧碱和保险粉 的浓度都增加 5 倍 许多还原染料的还原 速率可以提高 3 倍左右 蒽醌类染料 隐色体电位负值较大 还原速率较高 还原的方法 全浴还原法 又称养缸还原法 干缸还原法 又称小浴比还原法 还原染料的染色方法 3 种 隐色体染色 悬浮体染色 1 定义 悬浮体轧染法 将还原染料的超细粉配 成的悬浮体溶液直接浸轧在织物上 然后 轧还原液 在汽蒸条件下使染料被还原成 隐色体 从而吸附 上染纤维的染色方法 2 工艺流程 浸轧染料悬浮液 烘干 浸 轧还原液 汽蒸 水洗 氧化 皂煮 水 洗 烘干 3 优点 可以克服隐色体染色初染率高和移染性能 差的缺点 不会有 白芯 现象 隐色酸染色 减少泳移的措施 在染液中加入适量防泳移剂如海藻酸钠 降低轧余率 采用合理的烘干方式 羊毛 蚕丝 锦纶不同的染色工艺条件 一 羊毛的染色 1 染料扩散性能和染液的流动 为了使染料均匀上染 染料的上染速率 必须与染液的流动速率相适应 以便使织 物各部位的纤维处在温度 浓度比较均匀 一致的染液中上染 2 染液 pH 值 匀染性酸性染料对羊毛染色 pH 值可控制 在 2 5 4 弱酸性浴染色的酸性染料染羊 毛 pH 为 4 5 中性浴染色的耐缩绒酸性染 料对羊毛染色 pH 为 6 8 始染时可酌情加 入少量氨水使染液呈微弱碱性 3 染色温度 为了获得匀透的染色效果 往往需要采用 延长高温保温时间来进一步提高染料的移 染性和染料在羊毛纤维中的扩散速率 所 以羊毛需要长时间沸染 但是 长时间沸 染对羊毛的损伤比较严重 尤其是深浓色 染色需要更多的酸剂和更长的染色时间 这更加加重了羊毛的损伤 4 助剂 中性电解质 中性电解质在 PH 不同时分别起到缓染 促染作用 等电点以下 电解质起缓染作 用 原因 无机阴离子优先占据 染座 而 后被染料阴离子取代 等电点以上 电解质起促染作用 原因 减少染料与纤维间的静电阻力 表面活性剂缓染 5 尖染效应 毛尖染色时浓时淡的现象称为尖染效 应 毛尖染色的浓淡决定于染料性质 一般用 匀染性酸性染料染色时得色较淡 而用耐 缩绒酸性染料染色时得色较浓 为了降低 毛尖 毛根之间的色差 多倾向于选用匀 染性较好 的酸性染料 并选用合适的匀染剂 二 蚕丝的染色 1 染料的选择 蚕丝织物般选用弱酸性染 料染色 2 染色 pH 值 染色 pH 值 4 4 5 3 中性电解质的影响 中性电解质对弱酸性染料在中性浴染色时 有促染作用 但它们会给蚕丝纤维的光泽 和手感带来不利的影响 4 染色温度 蚕丝纤维一般宜采用 95 左右染色 5 匀染剂 蚕丝染色对匀染剂的要求没有羊毛和锦纶 的要求高 国内广泛使用的匀染剂是非离 子型的平平加 O 阴离子型的匀染剂和弱 阳离子型的烷基胺聚氧乙烯醚匀染剂也可 应用于蚕丝染色 阳离子型的匀染剂极少 使用 6 对半制品的要求 要求脱胶程度均匀一致 通常染色织物半 制品的脱胶率应略低于练白成品 这样有 利于染色时保护蚕丝纤维 7 固色 蚕丝染色后 需要用阳离 子型固色剂固色 三 锦纶的染色 1 染料 锦纶大多采用弱酸性染料染色 2 染色温度 锦纶的最终染色温度基本 上可控制在 98 100 3 染液 pH 值 pH 值为 3 6 的范围内 进行染色比较合适 4 热定形对染色的影响 锦纶染前在空气中干热定形 端氨基容易 受到氧化 染料的上染速率和平衡上染量 明显降低 相反 用蒸汽定形后 不少染料的上染速 率非但不降低 反而增高 蒸汽温度越高 上染速率增加得也越多 5 匀染剂 锦纶染色用匀染剂可以分为 亲纤维型和亲染料型两大类 6 固色处理 现在均采用合成单宁类固色 剂固色 其固色机理主要有两方面 1 固色剂在锦纶表面形成一个阻止染 料向外扩散的薄膜或阻挡层 2 固色 剂上的磺酸基与染料阴离子之间的排斥力 阻止了染料从纤维内向外的扩散 酸性媒介染料的染色方法 预媒染法预媒染法是羊毛染前先用媒染剂 处理 再用酸性媒介染 料染色 这是最古老的媒染方法 2 特点 预媒染法的优点是可及时控制颜色浓度 仿色比较方便 特别适用于染淡色和中色 缺点是染色过程繁复 工艺过程较长 而 且羊毛经铬媒处理后 媒介染料上染太快 容易染花 染色物摩擦牢度偏低 因此这 种方法极少使用 后媒染法 后媒染法是先按酸性染料的染 色方法进行染色 然后再用媒染剂进行媒 染处理 特点 优点 匀染和透染性好 缩绒 煮呢效果 好 皂洗牢度好 尤其是深浓色 而且在 整理过程中色光变化小 此外 又有利于 部分混纺物的匹染 因为在酸性浴中酸性 媒介染料对棉或粘胶纤维的沾色较少 缺点 是染色过程长 能源消耗较多 色 光和仿色不易控制 因为染色物的正常颜 色只有在媒染之后才能表现出来 但如果 严格控制工艺条件和掌握染料染色性能 还是可以克服的 同浴媒染法 同浴媒染法是将酸性媒介染 料和媒染剂放在同一染浴中染色 特点 优点 是将两个过程在同一浴中完成 工 艺简单 染色时间短 色光容易控制 羊 毛的损伤小 毛制品手感好 缺点 是适用的染料品种受到限制 给拼 色带来麻烦 因上染与络合反应同时完成 染料在纤维内的扩散往往不够充分 染深 浓色时产品的摩擦牢度不及后媒染法好 这种方法应用较少 尤其在染深浓色时一 般不使用这种方法 l 1 型酸性含媒染料的染色 1 染色原理 1 1 型酸性含媒染料主要用于羊毛的染色 其染色方法大体与强酸性染料相似 2 染料与纤维的作用力 NH3 与 S 盐式键 染料的磺酸基与纤 维上离子化的氨基形成离子键 COO 与 Cr3 配价键 染料上的铬原子 与纤维上的羧基 或氨基 形成配价键 染料与纤维之间还有范德华力 氢键的 结合 3 加酸起什么作用 缓染 加酸 NH3 结合 加酸 NH3 结合 COOH 抑制离解 总趋势 缓染 加酸是匀染作用 与 酸性染料染色时不同 在染色时必须加入较多的硫酸 达到缓染 和匀染的目的 经过水洗洗除硫酸后 纤 维上的羧基便发生离子化 离子化的氨基 也变为游离的氨基 这时两者与铬原子发 生络合 从而使纤维与染料牢固地结合 4 染色条件 羊毛用 1 1 型酸性含媒染料染色时 为了 降低上染速率 提高匀染性 应在强酸性 条件下染色 5 工艺流程 30 左右加入助剂和染料溶液 60 70min 内升温至沸 沸染 75 90min 染毕逐步降温 清洗 当清 洗液 pH 值为 4 5 时 再加碱中和 40 中和处理 20 30min 工艺说明 1 硫酸的用量以调节 pH 值为 1 5 2 为准 pH 值是获得较高的上染百分率和 较好匀染的关键因素 必须很好控制 2 元明粉起缓染和匀染作用 对于染料 分子中含两个或两个以上磺酸基的染料作 用较大 对于分子中只含一个磺酸基的染 料作用较小 3 若染液中加 1 5 2 平平加 O 则 660B 硫酸用量可降至 4 4 5 对纤 维重 控制 pH 值为 2 2 2 4 以后中和 时中和剂的用量也适当降低 4 酸性络合染料初染速率高 所以始染 温度宜低 升温速度要慢 沸染时间要长 些 以获得较好的匀染 否则易造成色花 等疵病 5 中和处理前染物一般先冲洗到 pH 值 为 4 5 中和后洗液 pH 值为 6 7 羊 毛挤出液 pH 值为 5 6 中和时的用碱量 应根据 pH 值作调整 中和后若染物 pH 值过低 以后蒸呢时用的包布易脆损 长 期贮存时 羊毛会损伤 1 2 型酸性含媒染料的染色 1 染色原理 1 2 型酸性含媒染料由于染料分子中的金 属原子已与染料完全络合 故它不能再与 羊毛 蚕丝和锦纶上的供电子基发生配价 键结合 2 染色特点 l 2 型酸性含媒染料分子复杂 相对分子 质量大 对纤维的亲和力高 初染速度快 在纤维内的扩散速度慢 染料的移染性差 对由纤维微细结构差别引起的染色疵病的 遮盖性差 当温度低于某一范围时 染料 的聚集程度较高 3 工艺条件 染浴 pH 值以控制在微酸性或中性为宜 工艺说明 1 羊毛在中性染液中长时间沸染易 受损伤 所以调节染液 pH 值至 6 7 较好 2 若在染液中加少量醋酸 得色较鲜 艳 并有促染作用 3 加入中性电解质一般也有促染作用 细旦涤纶织物染色特点 细旦涤纶属于聚酯纤维 仍用分散染料 染色 但细旦涤纶的染色性能与普通涤纶 的染色性能有很大差异 其染色特点如下 1 难染深浓色 具有很大表面反射光的细旦或超细旦纤 维 当与普通涤纶上染的染料数量相同时 其色泽却要浅得多 即表明细旦纤维难染 深浓色泽 纤维线密度越小 则表面反射光越大 越难染深浓色 2 匀染性差 细旦涤纶线密度小 比表面积大 染料的 吸附速率快 容易造成染色不匀 3 染色牢度较差 耐光牢度 耐日晒牢度 湿处理牢度 耐 摩擦牢度 耐升华牢度均较普通纤维差 由于细旦涤纶比表面积大 从而增加了纤 维与光的接触面积 致使染料受光的影响 较大 细旦纤维表面积大 浮色难以洗净 湿处 理牢度也较普通涤纶低 细旦涤纶受热时 热定形 纤维内的染料易 于向纤维表面扩散 导致耐摩擦牢度降低 细旦涤纶染深浓色 染料用量高 加之表 面积大 染料升华机会大 耐升华牢度比 常规涤纶差 阳离子染料造成匀染性差的原因 1 亲和力大 阳离子染料对腈纶纤维的 亲和力一般较高 初染率高 阳离子染料 在腈纤上迁移性差 一旦染不匀 难以纠 正 2 存在玻璃化温度 在腈纶纤维的玻璃化转变温度以下时 染 料的上染速率很慢 当达到玻璃化温度时 腈纶纤维的结构逐渐松弛 染色速率显著 增加 大量的染料在较短的时间内迅速上 染纤维 3 腈纶纤维的结构紧密 扩散性 移染性差