染色(1).ppt

1、第四章 纺织品的染色,第一节 概述 纺织品的染色是利用染料与纤维发生化学或物理化学的结合，或者用化学在纤维上去生成颜料，使纺织品获得一定的牢度的颜色的加工过程。,一、染料概述,（一）染料必备条件 颜色 能溶于水 具有一定的染色牢度。,（二）染料的分类,1、按应用方法分类 直接染料、活性染料、还原染料、可溶性还原染料、硫化染料、不溶性偶氮染料、酸性染料、酸性媒染染料、酸性含媒染料、阳离子染料、分散染料等。 2、按化学结构分类 偶氮结构、蒽醌结构、靛类结构、三芳甲烷染料等。,（三）染料的命名（三段命法）,冠称：表示染料的应用类别。（如直接、还原等） 色称：染料染色后呈现的色泽名称。 （如红、黄、蓝

2、等） 尾注：用数字、字母表示染料的色光、染色性能、状态、用途等。 如酸性红3B 、还原蓝RSN 力份：染料相对于“标准染料”的强度。,（四）染料牢度,染色牢度：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，能保持其原来色泽的能力。 牢度类型：耐晒、耐气候、耐洗、耐摩擦、耐氯漂、耐熨烫、耐汗渍牢度等。 牢度评价：除日晒八级外，其余均为五级九档。,耐洗牢度测定,40mm,100mm,在规定的洗液中洗涤30min后待测。,沾色卡,褪色卡,耐摩牢度测定,沾色卡,褪色卡,50mm,200mm,10s内摩擦10次，往复动程100mm。,耐光牢度测定,光照后评定,8级,7级,6级,5

3、级,4级,3级,2级,1级,6级,（五）天然染料,天然染料：来自自然界染料，有植物型、动物型、矿物型。 由于大部分没有亲和力或直接性，一般需用媒染剂。 （六）禁用染料 禁用染料： 染料或分解产物对人体有致癌、过敏、致畸形物质。 包括：对人体具有致癌性；对动物具有致癌性而对人体有致癌危险；怀疑致癌物质。 有22类118种。,二、光、色、拼色和电子计算机配色,（一）光和色 光：一种电磁波。可见光波在380780nm 色：是光作用于人眼所引起的一种视觉反映 染料具有颜色是对可见光选择性吸收的结果。 人们看到物体的颜色是其反射色。,色,黑色：物体完全吸收可见光。 白色：物体完全反射可见光。 无色：可见

4、光全部透过。 灰色：可见光均匀部分吸收。 色的三要素 色相（色调）：红、橙、黄等由波长决定。 明度：物体表面明亮程度。非彩色，白度最高，彩色 黄色较高。 彩度（饱和度）：单一波长最高。,（二）拼色（配色）,用两种或两种以上的染料拼得所需的色调。 原色 品红 黄 青 品红 黄 二次色 红 绿 蓝 红 三次色 黄灰 蓝灰 红灰 （三）电脑配色 配色速度快、试染次数少，提供处方多，经济效益高等。但染化料质量必须相对稳定。,三、染色基本理论,（一）染料在溶液中状态 离子型染料 阴离子染料的电离 D- Na+ D- + Na+ 阳离子染料电离 D+X-D+ + X- 非离子型染料 nD Dn,（二）染料

5、上染过程,1、染料的吸附 染料从染液向纤维表面扩散，并上染纤维表面。 2、染料的扩散 吸附在纤维表面的染料向纤维内部扩散。 3、染料在纤维中的固着 染料与纤维主要通过范德华力、氢键、离子键及共价键等方式结合。,染料上染过程,1、吸附 范德华力、氢键、静电引力。 直接性：染料离开溶液上染纤维能力。（受染色条件如温度、pH值、电解质、助剂影响） 亲和力：在标准状态下染料在溶液中及在纤维上标准化学位之差。 2、扩散 孔道模型：水溶性染料上染亲水性纤维 自由体积模型：疏水性染料上染疏水性纤维 平衡上染百分率：达到染色平衡时的上染百分率。 上染速率曲线：在恒温条件下，染料上染率随时间变化曲线。 半染时间

6、：上染率达到平衡浓度一半需要时间。 3、固着 染料与纤维通过范德华力、氢键、离子键、共价键结合。,染料上染及移染过程,染料上染,染料移染,四、染色方法和染色设备,（一）染色方法 1、按纺织品的形态分类 散纤维染色 纱线染色 织物染色 2、按染料施加于纺织品的方式 浸染：将纺织品浸渍在染液中，并使其固着的染色方法。 轧染：将织物浸轧染液后再经过汽蒸后处理使其固着的染色方法。 卷染：将织物卷在一只卷布辊上，浸渍染液后，卷到另一辊上。,（二）染色设备,、散纤维染色机123图 、纱线染色机123图 、织物染色机 绳状染色机124图 常压溢流染色机124图 卷染机126图7 轧染机127图8,第二节 直

7、接染料染色,染料品种多、色谱全、用途广，成本低，但耐洗牢度较差。 一、直接染料的分类及其染色性能 均染性染料：分子结构简单，均染性好，但耐洗牢度差。 盐效应染料：分子结构较复杂，均染性较差，盐促染效果明显。 温度效应染料：分子结构复杂，均染性差。温度对上染影响较大。,直接染料结构,直接大红4B（刚果红）,直接黑BN,直接湖蓝6B,二、直接染料的染色方法,、工艺流程（浸染） 化料 入染 促染 染色 固色 、工艺说明 染料处方： 直接染料 x% Na2CO3 13g/L NaCl或Na2SO4 020g/L 浴比 1：201：40,二、直接染料的染色方法,染色温度 低温染料 70以下 中温染料 7

8、080 高温染料 90100 染色时间 3060min 固色处理 阳离子固色 DSO3-Na+F+X- DSO3F +Na+X- 反应型固色剂 同时具有阳离子型作用和固色交联作用。,直接染料染色,直接染料染粘胶 染色方法及流程与棉基本相同，由于粘胶纤维存在明显皮芯层结构，为了染透，不宜用轧染，且温度较高，时间较长。 直接染料染蛋白质 主要用于蚕丝染色，用来补充酸性染料色谱不足。,第三节 活性染料染色,色泽鲜艳、色谱全、价格较低，染色牢度好，但利用率较低，耐晒、耐氯牢度低。 一、活性染料的基本类型及染色性能 、型：在较低温度和较弱碱性条件下染色，稳定性较差。 、型：在较高温度和较强碱性条件下染色

9、，稳定性较好。 、型：染色介于型和型之间。 、型：双活性基活性染料，稳定性较好，利用率较高。 5、型：双活性基活性染料，稳定性较好，利用率较高。,染料的结构,活性染料的结构 SDBRe,染料母体结构,活性部分,S：水溶性基团 D：染料母体 B：桥基 Re：反应性基团,二、活性基类型,活性基决定染料与纤维反应性 决定着与纤维间共价键稳定性及溶解性、扩散性、直接性等 （一）含氮杂环类 1、均三嗪类,二氯均三嗪,一氯均三嗪,一氟均三嗪,活性染料类型,2、卤代嘧啶,二氟一氯嘧啶,三氯嘧啶,3、乙烯砜型,活性染料类型,5、-卤代丙烯酰胺活性染料,4、膦酸基活性染料,活性染料类型,相同双活性基,不同双活性

10、基,二、活性染料与纤维的反应,1、亲核取代反应 如K型：纤维素取代染料上的一个氯原子 2、亲核加成反应 如KN型：纤维素与染料上的双键加成,二、活性染料与纤维的染色机理,1、含氮杂环亲核取代反应 2、乙烯砜型亲核加成反应,与蛋白质纤维的反应,-溴丙烯酰胺 Lanasol 汽巴,三、活性染料染色过程,1、染色过程 上染（吸附、扩散） 染料与纤维间分子间力较弱，上染率低。 加盐能促染 固色 加碱固色（适当的pH值、固色温度） 皂洗 洗除表面浮色、提高水洗牢度,染料的上染速率曲线,1、随染色进行，逐渐趋向于平衡。 2、加碱破坏平衡，染料继续上染。 3、上染染料不能全部固着，即有浮色。,四、染色特征值

11、,1、S值 未加盐时平衡上染百分率。 2、E值 加碱后竭染性能。 3、R值 加碱5min时的固色率。 4、F值 染色结束时染料固色率。,三、活性染料染色方法,1、浸染（一浴二步法） 工艺流程 化料 入染 促染 固色 水洗 皂洗 水洗 烘干 工艺条件 染色 浴比 ：2030 时间 1030min 固色 时间 3060min。 Na2CO3或Na3PO4 1020 g/L 皂洗 合成洗涤剂 12 g/L 95100， 1020min,三、活性染料染色方法,染色温度和固色温度 染色温度 固色温度 型 30 35 40左右 型 4070 8590 型 4060 6070 型 6090 6095 (一浴

12、一步法）将染料、促染剂、碱剂全部加入染液中。 （二浴法）织物先在中性浴中染一定时间再在碱性浴中固色。,2、卷染,卷染 一浴二步法 70%染料入染 一道末30% 加盐促染 加碱固色,3、轧染：,A：工艺流程（一浴法） 浸轧染液 烘干 固色（汽蒸或焙烘） 水洗 皂洗 水洗 烘干 B：工艺流程（二浴法） 浸轧染液 烘干 浸轧固色液 汽蒸 水洗 皂洗 水洗 烘干,4、冷轧堆染色,工艺流程 浸轧染液 打卷堆置 后处理（水洗、皂洗、水洗、烘干） 特点 设备简单、匀染性好、能耗低、染料利用率高 染液组成 染料、碱剂、助溶剂、促染剂、渗透剂,5、短流程湿蒸工艺,工艺流程： 浸轧染液 湿蒸 水洗 皂洗 水洗 烘

13、干 碱剂(NaHCO3) 1020g/L,第四节 还原染料染色,色泽鲜艳、染色牢度好，价格较高，红色品种较少。 一、还原染料的染色过程 、染料的还原溶解 、隐色体的上染（初染率高、匀染性差） 、隐色体的氧化（透风氧化、氧化剂氧化） 4、后处理 （皂煮去除浮色、提高牢度、稳定色光）,靛族类还原染料,颜色变浅，因为还原破坏了原有共轭体系。,靛蓝,无色,蒽醌类还原染料,颜色变深，因为共轭体系能贯穿整个分子。,共轭体系,共轭体系,共轭体系,共轭体系,共轭体系,还原染料,染料的还原性能 还原难易 隐色体电位 还原速率 半还原时间 影响还原因素： 温度、烧碱、保险粉浓度 不正常还原： 过度还原、水解、分子

14、重排、脱卤,二、还原染料的染色方法,、隐色体染色法 工艺流程 染料还原溶解 染色 水洗 氧化 皂洗 水洗 工艺说明 染料还原溶解，干缸法和全浴法 染色方法： 甲法：较高烧碱、不加盐，5560。易聚 乙法：烧碱中等、4550 ，加盐（1015g/L元明粉）促染 丙法：较少碱、2030 ，较多盐（1525g/L元明粉）易扩散 氧化：空气或氧化剂（H2O2 ，3050 1015min） 皂洗：肥皂35g/L、纯碱3g/L，95 ， 510min。,2、悬浮体轧染法,工艺流程 浸轧染料悬浮体 红外线预烘 热风烘燥 烘筒烘干 透风冷却 浸轧还原液 汽蒸（102105 4060s ） 水洗 氧化 皂洗 水

15、洗 烘干 工艺： 颗粒直径2m 还原汽蒸 102105，4060s， 氧化 H2O2 0.51.5g/L或过硼酸钠35g/L 特点: 适应性强、匀染性、透染性好。,二、可溶性还原染料,1、可溶性还原染料（印地科素）分溶靛素、溶蒽素 2、对纤维有亲和力、染料扩散性、匀染性较好， 3、牢度好、匀染性好，主要用于浅、中色染色。 4、工艺流程（轧染） 浸轧染液 烘干（或透风） 显色（H2SO42540g/L，5070 ） 水洗 中和（Na2CO358g/L,5060 ) 皂洗 水洗 烘干,第五节 硫化染料染色,染料价格低，染色牢度较好，但色泽不够鲜艳，贮存过程中对纤维有脆损。 液体硫化染料：色泽鲜艳、

16、使用方便、稳定性较差、贮存易氧化析出。 一、硫化染料的染色过程 、还原成隐色体 （Na2S） 、隐色体上染纤维 （加盐促染） 、氧化处理（透风或氧化剂） 4、净洗、防脆或固色处理。（固色剂Y或固色剂M）,二、硫化染料的染色方法,、工艺流程 (卷染) 制备染液 染色 水洗 氧化 水洗 皂洗 水洗 固色或防脆处理 、染液处方（以硫化黑为例） 硫化染料 1113%（对织物重） 52%硫化钠 80100%（对织物重） Na2CO3 23g/L 浴比 1：2030 染色温度 沸染（100 ） 染色时间 6080min,第六节 酸性染料染色,酸性染料色泽鲜艳、色谱齐全、含酸性基团，在酸性条件下上染蚕丝、羊

17、毛、锦纶、大豆纤维等的染色。 一、酸性染料的分类 、强酸浴染色的酸性染料 、弱酸浴染色的酸性染料 、中性浴染色的酸性染料,酸性染料染色性能,酸性染料染色原理,强酸性染料 染料结构简单、上染率低，加酸促染，加盐缓染，用硫酸调pH 24。染料与纤维间离子键。 弱酸性染料 染料结构较复杂、水溶性基团较多，中性电解质影响小，用醋酸调pH 46。染料与纤维间离子键及范德华力、氢键。 中性染料 分子结构复杂、水溶性基团少，加盐促染作用，用醋酸钠或硫酸钠调pH 67。染料与纤维间范德华力和氢键。,二、酸性染料的染色方法,、工艺流程（弱酸性染料染羊毛） 制备染液 入染（50 ） 升温至沸 染色（100 ，4560min） 水洗 、工艺处方 弱酸性染料 x （对织物重） 醋酸 0.52% 调pH=46 匀染剂（如平平加） 12g/L,酸性染料染色,酸性染料染蚕丝 弱酸性染料是蚕丝主要染料，用醋酸调pH44.5。 丝织物轻薄，且长时间沸染易擦伤，故95染色。 染色后织物湿处理牢度低，故用固色剂Y进行固色。 酸性对锦纶染色 酸性染料是锦纶常用染料，上染率染色牢度较好，但匀染性、遮盖性较差，用于染深色。 常用弱酸性染料上染快、扩散性差、移染性差，故降低始染温度缓慢升温及加入