中國鐵道部科學研究院
[拼音]:ranse
[英文]:dyeing
紡織材料用染浴處理,使染料和纖維發生化學或物理化學結合,或在纖維上生成不溶性有色物質的工藝過程。染料在紡織物上應有一定的耐水洗、日晒、摩擦等效能,這種效能稱為染色牢度。紡織物的染色,歷史悠久。《詩經》中有用藍草、茜草染色的記載,可見中國在東周時期使用植物染料已較普遍。長沙馬王堆出土的絢麗多彩的絲織物(見中國染整史),表明2000年前中國的染色和印花技術已達到一定的水平。印度河和尼羅河流域的古代居民,很早就掌握了相當水平的染色技術。小亞細亞腓尼基人用一種海螺分泌物作為紫色染料,羅馬帝國的貴族曾用這種染料染制袍服。19世紀中葉以前,染色所用的天然染料主要是植物的花、葉、根或果實浸出物。1856年英國人W.H.珀金髮明紫色合成染料並設廠生產。以後,各類合成染料相繼問世,價格低廉,使用方便,且質量穩定、色澤鮮豔,逐漸取代了天然染料,染色工藝也隨之發展。第二次世界大戰以後,各種合成纖維發展迅速,導致了許多新染料的出現和染色技術的革新。
染色前處理
紡織物一般先經預處理去除雜質方有良好的潤溼性,使染液均勻進入纖維間,染色勻透。滌等熱塑性纖維有時還要經過熱定形,以減少染色過程中的收縮變形。
染色方式和方法
有散纖維、條子、絞紗、筒子、織物等染色形式,分別用相應的染色機械。散纖維和條子染色主要用於毛紡織物和某些混紡織物;絞紗和筒子染色主要用於紗線製品和色織物。以織物染色的生產效率較高。染色一般用水作介質,在一定的溫度、pH值等條件下進行,按使用的裝置分浸染和軋染兩種方法。散纖維、條子和紗線等常用浸染法;織物用繩狀或平幅浸染法和平幅軋染法。
(1)浸染:將紡織物反覆浸漬在染液中,使之和染液不斷相對運動的染色方法。染液與紡織物的重量之比稱為浴比。隨著時間延續,染液中的染料逐漸向纖維轉移,這個過程稱為上染。提高液溫可以加速上染,上染過速會引起紡織物的染色不勻。一般採取逐步升溫的辦法並控制溫度,還可在染浴中加入適量的勻染劑或緩染劑,使上染均勻。染上紡織物的染料對所用染料總量的百分比,就是上染百分率。有些染料上染後洗去紡織物上的浮色即完成染色,有的還要經過固色或顯色處理。降低染料的水溶性,使染料與纖維發生化學結合的處理叫做固色;使染料發生化學變化而呈現色澤的處理稱為顯色。
(2)軋染:織物浸漬染液後受軋輥壓力,使染液透入織物並去除餘液的染色方法。織物所沾染液的重量百分比稱為帶液率。軋染後的織物還要經過汽蒸等後處理來完成染色過程。浸軋和後處理也可在連續裝置上進行,稱為連續軋染,適宜於大批量生產。織物經浸軋後,往往要經過烘乾。在烘乾過程中,織物表面的水分蒸發,內部染液會經由毛細管向表面移動並蒸發濃縮,造成染色不勻,這種現象稱為泳移。改善烘乾方法,並在染液中加入水溶性高聚物作為防泳移劑,可以防止或減少泳移現象。易於變形的紡織物染色應在鬆式裝置上進行。
染料
上染時染料從染液中向纖維轉移的特性稱為直接性,染色熱力學中稱為染色親和力,簡稱親和力。在一定條件下,染料對纖維的親和力大小是由染料和纖維的性質決定的。各類纖維有各自適用的染料,可根據要求選用。
纖維素纖維常用染料的類別有:直接染料、硫化染料、還原染料、暫溶性還原染料、不溶性偶氮染料和活性染料(見纖維素纖維染色)。
蛋白纖維常用的染料類別:羊毛常用染料有酸性染料、含有金屬螯合結構的酸性含媒染料以及酸性媒染染料。蠶絲常用染料有酸性染料、酸性含媒染料、直接染料和活性染料,生絲有時也可用還原染料染色(見蛋白質纖維染色)。
醋酯纖維常用分散染料染色。合成纖維的常用染料按纖維性質而不同:錦綸纖維用酸性染料、酸性含媒染料和分散染料;滌綸纖維用分散染料,有時也可用不溶性偶氮染料;腈綸纖維用陽離子染料(也稱鹼性染料);維綸纖維用硫化染料、還原染料和酸性媒染染料,有時也用直接染料染色(見合成纖維染色)。
染色工藝條件
染浴的pH值、溫度等引數根據纖維和染料的性質決定。纖維素纖維在鹼性或中性染浴中上染。染料分子結構較小的在30℃左右便能上染;分子結構較大的需在90℃左右上染。在染浴中加食鹽或元明粉可提高上染百分率。蛋白質纖維不耐鹼,染色一般在酸性或近中性染浴中進行。羊毛有鱗片層結構,對染料分子進入纖維內部阻礙較大,一般都在近沸溫度上染。滌綸結構緊密,在水中也很少溶脹,對染料分子進入內部阻礙更大,在130℃左右的染浴中方能上染,在染浴中如加入載體助劑,則可在常壓近沸溫度上染。滌綸紡織物也可浸軋分散染料染液,烘乾後加熱到200℃左右染料即迅速進入纖維內部,這種方法名為熱溶染色。
混紡及交織物的染色
對不同類的纖維可選用染色牢度基本一致的染料。化學性質相異或互相干擾的染料,可先後分浴對不同纖維進行染色,染色效能基本一致的可同浴染色。滌綸/纖維素纖維的混紡或交織物,可先用分散染料染滌綸,然後用還原或活性染料染纖維素纖維。腈綸/羊毛混紡織物,可用陽離子染料和酸性染料先後分浴染色。錦綸/羊毛混紡織物可選用對羊毛和錦綸上染效能差別較小的酸性染料或酸性含媒染料同浴上染。