染整概論-染色

紡織品染整概論

紡織品的染整加工

—練漂、染色、印花和整理KeyLabofAdvancedTextileMaterials&ManufacturingTechnologyNationalMinistryofEducation,Zhejiang

Sci-TechUniversity

紡織品染整概論課程主要內(nèi)容紡織品染整的基本概念紡織纖維及紡織品基本知識與染整相關(guān)的基本化學知識紡織品的練漂（前處理）紡織品的染色紡織品的印花紡織品的整理紡織品染整與環(huán)境紡織品的染色

染色(Dyeing)

染色是指用著色劑（Colorants）染著纖維，使織物獲得均勻、堅牢色澤的加工過程。

著色劑包括染料（Dyes）和顏料（Pigments）兩大類。

染料的染色常在溶液或分散液中進行，利用染料與纖維之間產(chǎn)生物理的、化學的或物理與化學相結(jié)合的作用對纖維著色，或者用化學方法使染料中間體在纖維上生成顏色。顏料對纖維的著色，常用高分子粘合劑將顏料粒子包覆并在纖維表面成膜后黏附在纖維上的方法。紡織品的染色

染色(Dyeing)

與紡織品染色相關(guān)的知識包括以下幾方面的內(nèi)容：

1）顏色的基礎(chǔ)知識2）染料的基礎(chǔ)知識3）染色工藝及染色設備的基本知識

以下將分別敘述。顏色的基礎(chǔ)知識基本概念物體為無色透明物體為白色物體為黑色補色關(guān)系染料的顏色染料顏色色調(diào)（hueofcolor）、明度（brightness）飽和度（degreeofsaturation）染料基礎(chǔ)知識紡織品的染色染料和顏料著色劑（Colorants)）分為兩類染料（Dyes)：大多能溶于水，或可以轉(zhuǎn)變成水溶性物質(zhì)，能和纖維發(fā)生物理或化學的結(jié)合而染著在纖維上。顏料(Pigments)：不溶于水，對纖維無親和力，本身不能與纖維發(fā)生物理或化學的結(jié)合，它們對纖維的著色需要借助粘著的方法。

以下主要介紹染料

紡織品的染色染料的含義染料是能將纖維或其它基質(zhì)染成均勻而堅牢顏色的有色有機化合物。

用于其它基質(zhì)的染料：生物染料，壓敏染料，液晶染料，熱敏染料，激光染料，化妝品染料，食品染料，毛發(fā)染料，紙張染料，皮革染料等。紡織品的染色染料應具備的特性有色；能上染纖維——對纖維具有直接性；

直接性：染料自發(fā)地由染液轉(zhuǎn)移到纖維上的特性。直接性來源：氫鍵、范德華力、離子鍵。有一定的染色牢度；可溶或可分散在染色介質(zhì)中。紡織品的染色染料發(fā)展簡史19世紀以前，天然染料，如：靛藍、茜素、胭脂紅；1856年，英國，Perkin,

第一只合成染料苯胺紫（堿性染料），開創(chuàng)了合成染料的新紀元；

堿性染料→酸性→媒介→硫化→靛族→不溶性偶氮→直接染料1901年，德國，Bohn,第一只稠環(huán)還原染料（還原蘭RSN），新的里程碑；1923年，Celanese,分散染料，用于醋酯纖維；1956年，英國ICI公司,活性染料（反應性染料）；目前，合成染料向著多能、混紡、環(huán)保、高色牢度方向發(fā)展。紡織品的染色染料的分類結(jié)構(gòu)分類——根據(jù)染料的共軛發(fā)色體系的結(jié)構(gòu)特征分應用分類——根據(jù)染料的應用性質(zhì)、對象、方法分紡織品的染色染料的結(jié)構(gòu)分類

偶氮染料

蒽醌染料芳甲烷染料靛族染料硫化染料菁類染料酞菁染料雜環(huán)類染料紡織品的染色結(jié)構(gòu)分類

偶氮染料特征結(jié)構(gòu):—N=N—數(shù)量：合成染料中占首位，50%包括：直接、酸性、金屬絡合、不溶性偶氮、活性、分散、陽離子染料。e.g.卡普隆桃紅BS紡織品的染色結(jié)構(gòu)分類

蒽醌染料數(shù)量：僅次于偶氮染料,占第二位包括：酸性、金屬絡合、分散、陽離子、還原染料e.g.分散紅3B紡織品的染色結(jié)構(gòu)分類

芳甲烷染料

數(shù)量：占第三位

包括：酸性、堿性（陽離子）染料。以色澤濃艷著稱。

三芳甲烷,二芳甲烷衍生物

e.g.孔雀綠

紡織品的染色結(jié)構(gòu)分類

靛族染料或

還原染料

特征結(jié)構(gòu)e.g.還原蘭4B(四溴靛蘭)紡織品的染色結(jié)構(gòu)分類硫化染料

具有復雜的含S結(jié)構(gòu)

開硫鏈

—S——Sx——SH—硫鍵多硫鏈硫酚基亞砜基含S雜環(huán)

噻唑噻蒽

吩噻嗪酮紡織品的染色結(jié)構(gòu)分類菁類染料

結(jié)構(gòu)特征：含一個或多個次甲基（—CH=）n

包括：陽離子染料（為主），分散染料（少量）e.g.

陽離子桃紅FF

又稱：多甲川染料、次甲基染料紡織品的染色結(jié)構(gòu)分類酞菁染料

結(jié)構(gòu)特征：四個異吲哚結(jié)合而成的十六環(huán)共軛體,金屬原子在環(huán)的中間；塊形結(jié)構(gòu)；

包括：直接、還原、活性、縮聚、硫化染料；

色：鮮艷；翠藍、翠綠為主。

e.g直接翠藍

GL紡織品的染色結(jié)構(gòu)分類雜環(huán)類染料

結(jié)構(gòu)特征：含N、S、O雜環(huán)

堿性染料居多，其它各類染料中也有，分布廣。e.g.

陽離子翠蘭GB紡織品的染色染料的應用分類直接染料酸性染料金屬絡合染料還原染料硫化染料分散染料活性染料陽離子染料不溶性偶氮染料縮聚染料其它染料紡織品的染色應用分類

直接染料（Directdyes）

結(jié)構(gòu)特征：1）可溶于水的陰離子染料

D-SO3-Na+,D-COO-Na+

應用：2）線性或共平面性好1）纖維素纖維：棉，粘膠（最主要）2）蠶絲（部分）3）維綸（聚乙烯醇縮甲醛）

紡織品的染色直接翠藍

GL應用分類

直接染料（Directdyes）應用分類

酸性染料（Aciddyes）結(jié)構(gòu)特征：1）可溶于水的陰離子染料

D-SO3-Na+,D-COO-Na+

應用2）較直接染料分子結(jié)構(gòu)小、簡單強酸性染料—毛

弱酸性和中性染色的酸性染料—毛和絲

酸性媒染染料—毛紡織品的染色酸性大紅

G應用分類酸性染料（Aciddyes）應用分類

金屬絡合染料(Metal-complexdyes)

1:1型：一個金屬離子，一個染料分子絡合

應用：強酸浴，Wool

1:2型：一個金屬離子，二個染料分子絡合

應用：①弱酸浴或中性浴染色毛和絲 ②維綸又稱中性染料(Neutraldyes)又稱:酸性金屬絡合染料紡織品的染色應用分類

還原染料(Vatdyes)結(jié)構(gòu)特征：①含兩個或兩個以上羰基 ②不含水溶性基團

染色特點：(可溶)D

隱色體 D(不溶)

（不溶）

上染纖維保險粉、NaOH氧化劑、H+[H][O]應用：纖維素纖維（主要：棉）、維綸紡織品的染色應用分類

還原染料(Vatdyes)

還原藍

BC應用分類

還原染料(續(xù)）可溶性還原染料：還原染料的硫酸酯鈉鹽（D—OSO3Na）

應用：①纖維素纖維 ②蛋白質(zhì)纖維（Wool，Silk） ③維綸

紡織品的染色應用分類

硫化染料（Sulphurdyes）

結(jié)構(gòu)特點：①具復雜含S結(jié)構(gòu) ②不含水溶性基團（不溶于水）

染色特點：D

隱色體 D(不溶)

（不溶）

NaxS[H][O](可溶)(可溶)應用對象：纖維素纖維，維綸紡織品的染色上染纖維應用分類

分散染料（Dispersedyes）

結(jié)構(gòu)特點：①不含水溶性基團（水溶性很小）的非離子型染料②結(jié)構(gòu)小，簡單

染色特點：靠分散劑分散在染浴中呈分散狀態(tài)上染纖維應用：醋酯纖維，合成纖維（滌、錦、腈等）紡織品的染色應用分類

分散染料（Dispersedyes）應用分類

活性染料（Reactivedyes）

結(jié)構(gòu)特點：含活性基（反應性基團）D—B—R D—染料母體R—活性基團B—橋基（連接基）

應用：

堿性條件下染纖維素

酸性或中性下染蠶絲、羊毛和尼龍紡織品的染色應用分類

活性染料（Reactivedyes）

應用分類

陽離子染料（Cationicdyes）

結(jié)構(gòu)特點：大多為季胺鹽

D≡N+X-

在水中呈色素陽離子狀態(tài)D≡N+X-→D≡N++X-應用：

腈綸

Silk(少量)Cell-OH(少量)又稱:堿性染料，鹽基染料紡織品的染色應用分類

陽離子染料（Cationicdyes）e.g.

陽離子桃紅FF

應用分類

不溶性偶氮染料（Azoicdyes）又稱:納夫妥染料，冰染染料結(jié)構(gòu)特征：由兩部分組成

?色酚（酚類）：偶合組分?色基（芳伯胺）：重氮組分均含—N=N—

不含水溶性基團應用特點：染色過程是在纖維上合成染料的過程適用：纖維素纖維（棉）紡織品的染色應用分類

縮聚染料（Polycondensationdyes）

結(jié)構(gòu)特點：含水溶性基團，常為硫代硫酸基D—SSO3Na應用：纖維素纖維和維綸

染色特性D—SSO3NaNa2S或硫脲D—S—S—D紡織品的染色應用分類

其它染料

氧化染料（e.g苯胺黑）溶劑染料食品染料皮革染料丙綸染料等紡織品的染色染料的命名系統(tǒng)命名法:4－磺酸鈉基－２’－羥基偶氮苯萘問題：繁復；看不出顏色、性能；

三段命名法：酸性橙G;直接湖藍5B;分散蘭2BLN酸性橙G

紡織品的染色染料的命名

三段命名法第一段：冠稱(屬稱)—說明染料的應用類別 如：酸性、直接、分散第二段：色稱——表示染料的基本顏色如：橙、湖藍、黑第三段：尾注

色光和色的品質(zhì) 性質(zhì)和用途染料形態(tài)，強度，力份紡織品的染色染料的命名

尾注(1)表示色光和色的品質(zhì)

色光（副光）常用以下三個字母表示

B—帶藍光(德文Blau，英文Blue) R—帶紅光(德文Rot，英文Red) G—帶黃光(德文Gelb）或帶綠光(德文Grün，英文Green)

色的品質(zhì)

F—色光純(Fine) D—深色或色光稍暗(Dark) T—深(Tallish)

紡織品的染色染料的命名

尾注(2)表示性質(zhì)和用途

L－耐光牢度好（Light），勻染性好（Leveling）P－適用于印花（Printing）I(Indanthren)－相當于士林還原染料堅牢度M-(Mixture)－混合物，含雙活性基的活性染料S－易溶解（Soluble）

標準濃度（Standard)

適用于染絲（Silk）

升華牢度好（Sublimation）N－新型（New）

標準(Normal)

紡織品的染色染料的命名

尾注(3)

形態(tài)：Pdr—粉狀(Powder)

F—細粉(Fine)

Gr—粒狀(Grains)S.F—超細粉(Suprafine)

Pst—漿狀(Paste)

Liq—液狀(Liquid)濃度：

Conc—濃(Concentrated)

Ex.conc—特濃(ExtraConcentrated)強度（力份）：染料濃度的相對標量

e.g.100%,150%,200%表示染料形態(tài)、強度、力份紡織品的染色染料的命名

實例活性紅M-3B分散紅3B還原藍RSN應用分類分散染料應用分類活性染料應用分類還原染料主色調(diào)紅色主色調(diào)藍色主色調(diào)紅色色光藍光色光紅光色光藍光雙活性基團標準濃度標準染法染色牢度

染色制品在服用過程中或在染色后的加工處理過程中，染料經(jīng)受各種外界因素而保持原來色澤的能力。即：不褪色的能力。紡織品的染色染色牢度

染色牢度分類（一）與使用過程相關(guān)的牢度

耐曬、耐洗（原樣變色、白布沾色）、耐摩擦（干摩、濕摩）、耐氣候、耐汗?jié)n、耐煙薰（指受煙氣中的N2O3、SO3等酸性氣體的侵蝕而褪色變化的程度）、耐氯浸、耐熨燙、耐海水、耐干洗、耐刷洗等。（二）與加工處理過程相關(guān)的牢度

耐酸、耐堿，耐氯漂、耐縮絨、耐升華（耐熱）紡織品的染色染色牢度

染色牢度測定測定：模擬服用和加工過程的實際情況，在規(guī)定的條件下進行試驗，然后將試樣與原樣進行比較，借助于樣卡而定出牢度級別。級別：日曬牢度：八級制，1級最差，8級最好其它牢度：五級制，1級最差，5級最好紡織品的染色染色工藝及染色設備的基本知識紡織品的染色紡織品的染色

染色方法

浸染：也叫竭染，屬間隙式生產(chǎn)，有多種形式和相應設備，可用于散纖維、紗線、針織物、毛織物以及各種成衣得染色；適用于小批量、多品種加工：浸染時，被染物長時間或反復浸漬在染液中，被染物與染液充分接觸，使染料逐漸擴散進入被染物而染著。需要較大的浴比，染色過程中可以讓被染物和染液都運轉(zhuǎn)循環(huán)，也可以只循環(huán)其中一種。紡織品的染色

染色方法

軋染：連續(xù)化生產(chǎn)，適用于大批量機織物的染色；設備多為聯(lián)合機組，占地多，投資大，產(chǎn)量高。軋染時，被染物先浸漬染液，經(jīng)軋輥均勻壓軋后進入蒸箱氣蒸，使染料擴散進入被染物而染著。

紡織品的染色

浸染染色設備絞紗染色機筒子紗染色機散纖維染色機示意圖染液循環(huán)，被染物不動紡織品的染色

浸染染色設備

織物繩狀染色機被染物循環(huán)而染液不循環(huán)

紡織品的染色

浸染染色設備

織物卷染機織物經(jīng)軸染色機被染物循環(huán)而染液不循環(huán)

染液循環(huán)而被染物不循環(huán)

紡織品的染色

浸染染色設備

溢流/噴射染色機O型缸J型缸被染物和染液都循環(huán)

紡織品的染色

浸染染色設備

溢流/噴射染色機紡織品的染色

軋染染色設備

連續(xù)軋染機組紡織品的染色

染色過程

吸附：染液中染料逐漸轉(zhuǎn)移至纖維上的過程：

擴散：纖維上的染料向纖維內(nèi)部擴散的過程；固著：染料與纖維以一定形式結(jié)合的過程。

三個過程并不能截然分開，有交叉。染料不同，染色的過程也有很大差異紡織品的染色染料在溶液中狀態(tài)染料的吸附染料的擴散染料的固著纖維與分子間的作用力

范德華力氫鍵庫侖力

共價鍵配價鍵促染和緩染電解質(zhì)酸表面活性劑勻染和透染

被染物染料染色方法

紡織品的染色

染色理論

染色理論涵蓋很寬的學科領(lǐng)域，主要是物理化學領(lǐng)域。染色理論中存在的一些問題是：

1）染色過程中和染色以后，染料的狀態(tài)；

2）染色速率：3）染料-纖維界面現(xiàn)象；

4）染料與纖維相互作用的本質(zhì)；5）熱力學理論對染色的解釋和描述；6）纖維結(jié)構(gòu)及其對染色速率和平衡的影響。

紡織品的染色

染色原理及工藝簡介直接染料染色特點：適用于纖維素纖維，上染率高，但牢度不佳；染色原理：染料與纖維以分子間力相互作用而染著；

染色工藝條件：

鹽—克服纖維表面負電位阻礙，促進染料上染

溫度—高溫有利于染料擴散和勻染，但對上染率有負面影響；

pH—

中性條件較好；

浴比—小浴比利于提高染料利用率，不利于均勻染色，不利于染料溶解；

紡織品的染色酸性染料染色特點：適用于蛋白質(zhì)和聚酰胺纖維染色，種類多，色譜全染色原理：染料與纖維以離子鍵力相互作用而染著；

染色工藝條件：

pH—

酸性條件為主，視具體情況有一定差異；

鹽—降低上染速率（緩染），有利勻染；

溫度—高溫有利于染料上染速率提高，易造成染色不勻，常采取逐步升溫來控制；

染色原理及工藝簡介1）勻染性酸性染料2）堅牢性酸性染料3）耐縮絨性酸性染料4）高耐縮絨性酸性染料上染率勻染性高高耐縮絨染料不加鹽，通過溫度來控制上染速度。勻染性、堅牢性染料染色pH<4,縮絨性染料染色pH=5-7.紡織品的染色酸性媒染和金屬絡合染料染色特點：與酸性染料類似，適用于蛋白質(zhì)和聚酰胺纖維染色但色牢度較高；染色原理：染料與纖維以離子鍵力相互作用而染著，同時由于與金屬原子絡合，分子量增大，色牢度提高；染色工藝條件：

媒染染料的染色條件與酸性染料相似，但染后須進行媒染處理；

1：1金屬絡合染料在強酸浴中染色；

1：2金屬絡合染料在中性條件下染色。

媒染染料在染色后用媒染劑處理時發(fā)生絡合；金屬絡合染料則分子中已經(jīng)含絡合的金屬原子1：1金屬絡合染料1：2金屬絡合染料紡織品的染色活性染料染色特點：染料上活性基與纖維發(fā)生反應生成化學鍵而上染，水洗色牢度高，適用于多種纖維染色。但染料親和力低、易水解，有上染率、固著率不高的問題。染色原理：與纖維以共價鍵結(jié)合而染著，可對含各種親核基團（-OH,-NH2,-NH,-SH等）的纖維染色。染色工藝條件：