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还原染料可用于棉及涤棉和维棉混纺织物的染色。按染料上染形式不同,可分为隐色体染色法及悬浮体轧染法。另外还有隐色酸染色法,因不常用,故在此不作讨论。
隐色体染色法
隐色体染色是把染料预先还原成隐色体,在染浴中被纤维吸附,然后再进行氧化、皂洗的一种染色方法。它可分为浸染、卷染和轧染等,多用于浸染和卷染。隐色体浸染适用于纱线染色,卷染法染色透芯程度差,有白芯现象。根据染料性质不同,可采取不同的还原方式。
(1)干缸法:在浸染染色时,有的染料还原速度较慢,采用较为剧烈的条件来提高染料的还原速率,这种还原方法称为干缸法。
干缸法还原是先将染料用少量水和太古油或拉开粉调成稀浆,然后加入适量温水和规定量的烧碱、保险粉,在规定温度下还原10~15min,待染料充分还原后再经过滤加入含有烧碱、保险粉溶液的染缸中,并冲稀至所需浓度进行染色。由于还原时用水量极少、相当于提高了烧碱、保险粉浓度,加快了染料的还原速率,使还原反应正常完成。
(2)全浴法:这种还原方式适用于还原速率较快的还原染料。其方法是直接将染料放入染槽内,加入规定量的烧碱及保险粉,使染料还原,还原10~15min后即可进行染色。若对这类染料采用较为剧烈的还原条件,则易造成染料的水解或过度还原,影响染色成品质量
载体染色法是在常压下加热进行。它是利用一些对染料和纤维都有直接性的化学品,在染色时当这类化学品进入涤纶内部时,把染料分子也同时携入,这种化学药品称为载体或携染剂。
利用载体对涤纶染色的原理是涤纶中的苯环与染料分子中的芳核间有较大分子间引力,涤纶能吸附简单的烃类、酚类等,这些化学品就成为载体。由于载体与涤纶之间的相互作用,使涤纶分子结构松弛,纤维空隙增大,分子易进入纤维内部。同时由于载体本身能与纤维及染料分子产生直接吸引力,不但能帮助染料溶解,把染料单分子带到纤维表面,增加染料在纤维表面的浓度,而且能减少纤维的表面张力,使运动着的染料分子迅速进入纤维空隙区域,提高了染料分子的扩散率,促使染料与纤维结合,从而完成染色步骤。染色结束后,利用碱洗,使载体完全去除。常用载体有邻苯基苯酚、联苯、水杨酸甲酯等,由于大都具有毒性,对人体有害,已很少应用,故这里只作一般介绍。
2.高温高压染色法
高温高压染色法是在高温有压力的湿热状态下进行。染料在100℃以内上染速率很慢,即使在沸腾的染浴中染色,上染速率和上染百分率也不高,所以加压在2atm(2.02×105Pa)以下,染浴温度可提高到120~130℃,由于温度提高,纤维分子的链段剧烈运动,产生的瞬时孔隙也越多和越大,此时染料分子的扩散也增快,增加了染料向纤维内部的扩散速率,使染色速率加快,直至染料被吸尽而完成染色。
分散染料的高温高压染色方法是一种重要的方法,适合升华牢度低和分子量较小的低温型染料品种。用这类染料染色匀染性好,色泽浓艳,手感良好,织物透芯程度高,适合于小批量、多品种生产,常用于涤棉混纺织物的染色。
分散染料的高温高压染色可在高温高压卷染机和喷射、溢流染色机上进行,适宜于染深浓色泽,染色pH值一般控制在5~6,常用醋酸和磷酸二氢铵来调节pH值。为使染浴保持稳定,染色时尚需加入分散剂和高温匀染剂。
阳离子染料是随着石油化工的发展而产生,20世纪50年代随着丙烯腈纤维的出现,瑞士Geigy公司和德国的Bayer公司相继开发出用于丙烯腈纤维的阳离子染料。我国在60年代初也相继研究开发生产出代多种阳离子染料。70年代又开发出第二代X型阳离子染料,扩大了色谱范围,改进了染色性能,考虑了三元色之间的配伍性。70年代试制生产了第三代M型阳离子染料,称之为迁移性阳离子染料,可适用于各种丙烯腈纤维染色。
世界生产染料的发达国家,其生产阳离子染料和碱性染料产量的总和只占染料总产量的10%以下。上世纪90年代中统计我国阳离子染料产量有2千多吨/年,只占染料总产量1%多,而且还部分出口。阳离子染料中以X型三原色和阳离子桃红FG及艳红5GN 为产量较大的品种。
近年来国内外致力于研究开发染色性能优良、性,结构新的品种,以及老产品工艺改进,节能降耗、三废治理等领域。
温度对不同染料上染性能的影响是不同的。对于上染速率高、扩散性能好的直接染料,在60一70℃得色深,90℃以上上染率反而下降。这类染料染色时,为缩短染色时间,染色温度采用80一90℃,染色一段时间后,染液温度逐渐降低,染液中的染料继续上染纤维,以提高染料的上染百分率。对于聚集程度高、上染速率慢、扩散性能差的直接染料,提高温度可以加快染料扩散,提高上染速率,并促使染液中的染料吸尽,提高上染百分率。在常规染色时间内,得到高上染百分率的温度称为高上染温度。根据高上染温度的不同,生产上常把直接染料分成高上染温度在70℃以下的低温染料,高上染温度在70一80℃的中温染料和高上染温度在90一100℃的高温染料。在生产实践中,棉和粘胶纤维针织物通常在95℃左右染色,真丝针织物的染色温度较低,因为过高的温度有损纤维光泽,其佳染色温度为60一90℃。适当降低染色温度,延长染色时间对生产有利。
无机颜料是有色金属的氧化物,或一些金属不溶性的金属盐,无机颜料又分为天然无机颜料和人造无机颜料,天然无机颜料是矿物颜料。
以天然矿物或无机化合物制成的颜料。天然矿物颜料一般纯度较低,色泽较暗,但价格低廉。而合成无机颜料品种色谱,色泽鲜艳、,遮盖力强。
人类很早就使用无机颜料,史前时代烟黑、白垩、色土、天然氧化铁已被作为颜料使用。在公元前3000~前2000年,就已掌握了铅白的生产方法。公元前200年左右,中国就用人工炼制银朱(HgS)作颜料。1704年德国迪斯巴赫发明彩色颜料普鲁士蓝〔一种深蓝色颜料,主要成分Fe4【Fe(CN)6】3·xH2O〕的制造法。1809年法国L.-N.沃克兰制成铬黄,1831年法国I.B.吉梅在里昂附近建厂生产群青,1874年英国奥氏锌白公司所属的威德尼斯工厂生产了锌钡白。1916年钛复合颜料(含TiO225%)、1923年纯二氧化钛(钛白)投入生产,使颜料生产水平推进了一大步。无机颜料的色谱,基本上已配套。
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