分散染料是染料行業裡最重要和主要的一大類,不含強水溶性基團,在染色過程中呈分散狀態進行染色的一類非離子染料。主要用於滌綸及其混紡織物的印染。也可用於醋酸纖維、錦綸、丙綸、氯綸、腈綸等合成纖維的印染。
1、簡介:
分散染料,一種微溶於水、在水中借分散劑作用而呈高度分散狀態的染料。分散染料不含水溶性基團,分子量較低,分子中雖含有極性基團(如羥基、氨基、羥烷氨基、氰烷氨基等),仍屬非離子型染料。這類染料後處理要求較高,通常需要在分散劑存在下經研磨機研磨,成為高度分散、晶型穩定的顆粒後才能使用。分散染料的染液為均勻穩定的懸浮液。
2、歷史:
分散染料於1922年由德國巴登苯胺純鹼公司開始生產,主要用於聚酯纖維和醋酯纖維的染色。當時主要用於醋酯纖維的染色。20世紀50年代後隨著聚酯纖維的出現,獲得了迅速發展,成為染料工業中的大類產品。
1、按分子結構分類:
按分子結構可分為偶氮型、蒽醌型和雜環型三類。
偶氮型的色譜較劑全,有黃、橙、紅、紫、藍等各種色澤。偶氮型分散染料可按一般偶氮染料合成方法生產,工藝簡單,成本較低。(佔分散染料的75%左右)
蒽醌型具有紅、紫、藍等色。(佔分散染料的20%左右)以鮮豔著稱的染料種族——蒽醌系染料
雜環型為新近發展起來的一類染料,具有色彩鮮豔的特點。(雜環型佔分散染料的5%左右)
蒽醌型及雜環型分散染料的生產工藝較複雜,成本較高。
2、按應用的耐熱性能分類:
可分為低溫型、中溫型和高溫型。
低溫型染料,耐升華牢度低,勻染性能好,適於竭染法染色,常稱為E型染料;
高溫型染料,耐升華牢度較高,但勻染性差,適用於熱熔染色,稱為S型染料;
中溫型染料,耐升華牢度介於上述兩者之間,又稱為SE型染料。
1、色牢度:
紡織品的顏色對與它在染整加工過程或使用、服用過程中遭受到各種物理、化學、生化作用的抵抗能力。
2、標準深度:
公認的深度標準系列,定義中等深度為1/1標準深度。同一標準深度的顏色,在心理感覺上是相等的,使色牢度可在同一基礎上進行比較。目前已發展到2/1、1/1、1/3、1/6、1/12及1/25共六檔標準深度。
3、染色深度:
以染料重量與纖維重量的百分比表示,染料濃度根據不同色澤而不同,一般染色深度為1%,藏青色的染色深度為2%,黑色的染色深度為4%。
4、變色:
經一定的處理後,染色織物的顏色在色光、深度或豔度方面的變化,或這些變化的綜合結果。
5、沾色:
經一定的處理後,染色織物的顏色向相鄰的貼襯織物上轉移,對貼襯織物的沾汙。
6、評定變色用灰色樣卡:
色牢度試驗中,為評定染色物的變色程度而使用的標準灰色樣卡,一般稱為變色樣卡。
7、評定沾色用灰色樣卡:
色牢度試驗中,為評定染色物對貼襯織物的沾色程度而使用的標準灰色樣卡,一般稱為沾色樣卡。
8、色牢度評級:
根據色牢度試驗,染色織物的變色程度及對貼襯織物的沾色程度,對紡織品色牢度性質進行評級。除耐光牢度為八級外(AATCC標準耐光除外),其餘為五級制,級數越高,表示牢度越好。
9、貼襯織物:
色牢度試驗中,為判斷染色織物對其他纖維的沾色程度,和染色織物一起進行處理的未染色的白色織物。
1、耐光色牢度:
紡織品的顏色耐人工光照射的能力。
2、耐洗色牢度:
紡織品的顏色對不同條件的洗滌作用的抵抗能力。
3、耐摩擦色牢度:
紡織品的顏色耐摩擦作用的抵抗能力,可分為幹、溼摩擦牢度。
4、耐升華色牢度:
紡織品的顏色抵抗熱作用而升華現象的程度。
5、耐汗漬色牢度:
紡織品的顏色對人體汗液的抵抗能力,根據試驗汗液的酸鹼性,又可分為酸、鹼汗漬牢度。
6、耐煙褪色牢度:
紡織品的顏色抵抗煙氣中氮氧化合物的能力。分散染料中,尤其是蒽醌結構的,遇到一氧化氮、二氧化氮,染料便會產生變色現象。
7、 耐熱壓色牢度:
紡織品的顏色抵抗熨燙及輥筒加工的能力。
8、耐乾熱色牢度:
紡織品的顏色抵抗乾熱處理的能力。
分散染料的五大染色性能
1、提升力的定義:
提升力是分散染料的重要性能之一。這一特性表示各個染料應用於染色或印花時,染料用量逐步增加,織物(或紗線)上得色深度相應遞增的程度。提升力好的染料,染色深度按染料用量比例增加,說明有較好的染深性;提升力差的染料,染深性差,達到一定深度時,得色就不再隨染料用量增加而加深。
2、提升力對染色的影響:
分散染料的提升力在具體品種之間存在很大的差別。染深濃色澤要選用提升力高的染料,染鮮豔的淺淡色澤可以選用提升率低的染料。掌握染料的特性,合理使用,方能達到節省染料、降低成本的效果。
3、提升力的測試:
高溫高壓染色的染料提升力用%表示,在指定的染色條件下,測得染液中染料的吸盡率,或直接測得染色試樣的色深數值。各染料的染色深度可按1、2、3.5、5、7.5、10%(O.M.F)分成六檔,在高溫高壓染色小樣機內進行染色。熱熔軋染或織物印花的染料提升力用g/L表示。
從生產實際而言,染料的提升力就是染液濃度的變化,即相對於印染成品得色深淺的變化情況。這種變化,既可以憑莫測,又可以藉助於儀器進行精確的測定色深值,再通過色深公式計算求得分散染料的提升力曲線。
1、什麼是染料的覆蓋力?
如同活性染料或還原染料在染棉時的死棉遮蓋性,分散染料對品質差的滌綸的遮蓋性這裡稱做覆蓋力。滌綸(或醋纖)長絲織物,包括針織品,在用分散染料匹染後,常會出現色檔。色檔產生的原因有多種,有的屬於織疵,也有因為纖維品質的差異,通過染色以後暴露出來。
2、覆蓋力的測試:
選擇品質低劣的滌綸長絲織物,在相同的染色條件下,用各色不同品種的分散染料進行染色,會出現不同的情況,有些色檔嚴重,有些不明顯,這反映分散染料對色檔有不同程度的覆蓋能力。按灰色標準評級,色差嚴重的為1級,無色差的為5級。
分散染料對色檔的覆蓋力決定於染料結構本身,染料初染率高、擴散慢、遷移性差的品種,多數對色檔的覆蓋力也差。覆蓋力與升華牢度也有一定關係。
3、 滌綸長絲染色性能的檢驗:
相反,用覆蓋力差的分散染料可以來檢測滌綸纖維的品質優劣,纖維製造工藝不穩定,包括牽伸和定型參數的變化,都會引起纖維親和力的不一致。滌綸長絲染色性品質檢驗,通常是用典型的覆蓋力差的染料Eastman Fast Blue GLF(C.I.分散藍27),染色深度1%於95~100℃沸染30分鐘,水洗烘乾後按色差程度評級分等。
4、生產中的預防:
生產實際中為杜絕色檔的發生,首先是加強滌綸纖維原料質量的管理,織廠必須用完剩紗再更改產品。對已知品質較差的原坯,可選擇覆蓋力好的分散染料,以免成品大批量的降等。
1、分散染料的分散穩定性:
分散染料傾入水中隨即分散成細小的粒子,粒度分布按二項式展開,平均值在0.5~1微米。品質高的商品染料粒度大小十分接近,有一個高的百分數,可用粒度分布曲線表明。粒度分布差的染料,帶有大小不等的粗粒,分散穩定性也差。若是粒度大大超過平均值範圍,即可能出現微小粒子重結晶。由於重結晶大粒子增多,導致染料析出,沉積在染色機壁上或纖維上。
為使染料微小細粒成為穩定的水分散體,水中要有足夠濃度沸染分散劑。染料微粒被分散劑包圍,不使染料彼此靠近,防止相互聚集或結塊成團。陰離子的電荷斥力有助於分散體的穩定。常用的陰離子分散劑包括天然的木質素磺酸鹽或合成的萘磺酸系分散劑:另有非離子分散劑,多數是烷基酚聚氧乙烯衍生物,專用於合成糊料印花。
2、影響分散染料分散穩定性的因素:
原染料中的雜質可能對分散狀態產生不利影響。染料結晶的改變也是重要因素,有些結晶狀態容易分散,而另一些狀態則不很容易。在染色過程中,染料的晶態有時也會發生變化。
染料分散在水溶液中,因受外界因素影響,使分散的穩定狀態遭到破壞,有可能產生染料結晶增大、粒子聚集和絮凝現象。
聚集和絮凝的區別在於,前者可以重新消失,是可逆的,通過攪拌再得到分散,而絮凝的染料是無法再恢復穩定的分散液。由於染料粒子絮凝造成的後果有:產生色點,上色減慢,得色降低,染色不勻,染槽積垢等。
造成染液分散體不穩定的因素大致有:染料品質低劣、染液溫度偏高、時間過長、泵速太快、pH值偏低、助劑不當、織物不淨等。
3、分散穩定性的測試:
A、濾紙法:
配10克/升分散染料染液,加醋酸調節pH值。取500毫升用#2濾紙在瓷漏鬥上抽濾,觀察顆粒細度。另取400毫升於高溫高壓染色機內作空白試驗,加熱至130℃,保溫1小時後,降溫冷卻,再用濾紙過濾,比較染料顆粒細度沸染變化。用高溫加熱後的染液經過濾,紙上無色點,表示分散穩定性良好。
B、Colour pet法:
染料濃度2.5%(對滌綸重),浴比1:30,加10%硫酸銨1毫升,用1%醋酸調節至pH5,取滌綸針織物10克卷於多孔壁上,放在染液內外循環的高溫高壓染色小樣機內,於80℃升溫至130℃,保溫10分鐘,冷卻至100℃,水洗晾乾,觀察織物上有無染料凝聚色點。
1、何為pH敏感性?
分散染料的品種多、色譜廣,對pH的敏感性很不一樣,不同pH值的染液常會導致不同的染色結果,影響得色深淺,嚴重的甚至產生色變。在弱酸性介質(pH4.5~5.5)中,分散染料處於最穩定狀態。
商品染料溶液的pH值不盡相同,有些是中性,也有些帶微鹼性。染色前,都要用醋酸調節至規定的pH值。染色過程中,有時染液的pH值會逐漸升高,必要時可加蟻酸和硫酸銨,使染液始終保持弱酸性狀態。
2、染料結構對pH敏感性的影響:
偶氮結構的分散染料有些對鹼十分敏感,也不耐還原作用。帶酯基、氰基或醯胺基的分散染料,多數會受鹼水解作用,影響正常的色光。也有些品種即使在中性或弱鹼性條件下高溫染色,無色變現象,可以和直接染料同浴染色,或與活性染料同浴軋染。
印花色漿在需要用分散染料和活性染料同漿印花時,只能選用對鹼穩定的染料品種,方可不受小蘇打或純鹼的作用影響色光,在拼色時尤其要注意。在更換染料品種前必須通過試驗,並查明該染料對pH值穩定的範圍。
1、配伍性的定義:
在大批量的染色生產時,為獲得好的重現性,通常要求拼用的三原色染料的染色性能相近,以確保顏色色差的前後批次一致。怎樣把染色成品批與批之間的色差控制在質量允許範圍以內,這是涉及染色處方拼色相容性的同題,稱為染料的配伍性(又稱染色相容性)。分散染料的配伍性與染色深度也有一定的關係。
醋纖染色用的分散染料,通常要求在近80℃上色,染料的上色溫度過高或過低,均不利於相互拼色。
2、配伍性的測試:
滌綸高溫高壓染色時,分散染料的上染特性常會因另一染料的拼入而發生變化。一般的原則是選擇臨界染色溫度相近的染料進行拼色。為考察染料配伍性的好壞,可在與染色生產設備近似條件下,做一系列的小樣染色試驗,用變更處方濃度、染液溫度和染色時間等主要工藝參數,對比染色布樣色光一致性,把染色配伍性較好的染料歸併一類。
3、如何合理選擇染料配伍?
滌棉混紡織物熱熔染色時,拼色染料也必須具有與單色染料一樣的性質。熱熔溫度和時間要與染料的固著特性相適應,以保證最高的得色量。各單色染料都有特定的熱熔固色曲線,可作為拼色染料初步選擇的依據。高溫型的分散染料通常不能與低溫型然來拼色,兩者所要求的熱熔溫度不同。中溫型染料既可以與高溫型染料拼色,又可與低溫型染料具有相容性。合理的拼色,必須考慮染料之間性能和染色牢度之間的一致性,任意拼色的結果是色光不穩定,產品顏色的重現性不好。
一般認為,染料的熱熔固色曲線形狀相同或相似,在滌綸薄膜上的單色擴散層數也相同的兩隻染料拼染時,每一擴散層中的色光不變,則說明該兩隻染料相互拼色的配伍性好;反之,染料的熱熔固色曲線形狀不同(如一曲線是隨溫度提高而上升,另一曲線是隨溫度提高而下降),在滌綸薄膜上的單色擴散層數也不相同的兩隻染料拼染時,擴散層中的色光有差異,則不適宜相互拼色,但同色相的可不受此限制。舉個慄子:分散深藍HGL和分散紅3B或分散黃RGFL的熱熔固色曲線的形狀完全不同,在滌綸薄膜上擴散層數相差也較多,不能相互拼色。而分散紅M-BL和分散紅3B因為色相相近,兩者熱熔性能雖不一致,仍可拼色時用。
源於 染整百科
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