染料是指能使其他物质获得鲜明而牢固色泽的一类有机化合物,由于现在使用的颜料都是人工合成的,所以也称为合成染料。染料和颜料一般都是自身有颜色,并能以分子状态或分散状态使其他物质获得鲜明和牢固色泽的化合物。
01
染料分类
1. 按化学结构分类
分为:偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料,此外还有其他结构类型的染料,如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。
2. 按应用性能分类
分为:直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂,此外,还有用于纺织品的氧化染料(如苯胺黑)、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。
3. 按染料性质及应用方法
分为:直接染料 ,不溶性偶氮染料,活性染料 ,还原染料,可溶性还原染料 ,硫化染料, 硫化还原染料 ,酞菁染料 ,氧化染料 ,缩聚染料 ,分散染料 ,酸性染料 ,酸性媒介及酸性含媒染料 ,碱性及阳离子染料。
02
各种染料简述
阳离子染料可溶于水,呈阳离子状态,早期的染料分子中具有氨基等碱性基团,常以酸盐形式存在。主要用于聚丙烯腈纤维的染色,染色时能与蚕丝等蛋白质纤维分子中的羧基负离子以盐键形式相结合。
活性染料
活性染料又称为反应性染料。这类染料分子结构中含有活性基团,染色时能够与纤维分子中的羟基、氨基发生共价结合而牢固地染着在纤维上。活性染料主要用于纤维素纤维纺织物的染色和印花,也能用于羊毛和锦纶纤维的染色。染料通过自身亲和力上染纤维,之后在碱剂的作用下通过共价键与纤维牢固结合。
不溶性偶氮染料
这类染料在染色过程中,由重氮组分(色基)和偶合组分(色酚)直接在纤维上反应,生成不溶性色淀而染着,这种染料称为不溶性偶氮染料。这类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。色基先重氮化,然后通过亲和力上染到用色酚打底的纤维织物,然后偶合形成不溶性色淀而牢固存在织物上。
分散染料
分散染料是一类结构简单,水溶性极低,在染浴中主要以微小颗粒的分散体存在的非离子染料。分散染料的化学结构以偶氮和蒽醌类为主,也有杂环类分散染料。分散染料主要用于聚酯纤维的染色和印花,同时也可用于醋酯纤维以及聚酰胺纤维的染色。染色时必须借助分散剂将染料均匀地分散在染液中,然后对各类合成纤维进行染色。
还原染料
还原染料大都属于多环芳香族化合物,其分子结构中不含有磺酸基,羧酸基等水溶性基团。它们的基本特征是在分子的共轭双键系统中,含有两个或两个以上的羰基,因此可以在保险粉的作用下,使羰基还原成羟基,并在碱性水溶液中成为可溶性的隐色体钠盐。还原染料主要用于纤维素纤维的染色。染色时,它们在含有还原剂(如Na2S2O4,连二亚硫酸钠,俗称保险粉)的碱性溶液中被还原成水溶性的隐色体钠盐后上染纤维,再经氧化后重新成为不溶性染料而固着在纤维上。
硫化染料
硫化染料是一类水不溶性染料,一般是由芳胺类或酚类化合物与硫磺或多硫化钠混合加热制得,这个过程叫做硫化。硫化染料主要用于纤维素纤维的染色。染色时,它们在硫化碱溶液中被还原为可溶状态,上染纤维后,经过氧化又成不溶状态固着在纤维上。
缩聚染料
缩聚染料是一类在上染过程中或上染以后,染料本身分子间或与纤维以外的化合物能够发生共价键结合,从而增大分子的染料。缩聚染料分子中含有硫代硫酸基(—SSO3Na),它们在硫化钠、多硫化钠等作用下,能将亚硫酸根从硫代硫酸基上脱落下来,并在染料分子间形成—S—S—键,使两个或两个以上的染料分子结合成不溶状态而固着在纤维上。缩聚染料可溶于水,它们在纤维上能脱去水溶性基团而发生分子间的缩聚反应,成为相对分子质量较大的不溶性染料而固着在纤维上。目前,此类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花,也可用于维纶的染色。
荧光增白剂
荧光增白剂可看作一类无色的染料,它们上染到纤维、纸张等基质后,可吸收紫外线,发出蓝色光,从而抵消织物上因黄光反射量过多而造成的黄色感,在视觉上产生洁白、耀目的效果。
不同类型的荧光增白剂可用于各种纤维的增白处理。它们直接处理到织物上,通过自身亲和力或交联剂而固着在纤维上。
涂料
适合于所有纤维,通过树脂机械的附着纤维,深色织物会变硬,但套色很准确,大部分耐光牢度好,水洗牢度良好,尤其是中、浅色。
03
染料命名
上面所介绍的各类染料,不但数量多,而且每类染料的性质和使用方法又各不相同。为了便于区别和掌握,对染料进行统一的命名方法已经正式采用。只要看到染料的名称,就可以大概知道该染料是属于哪一种类染料,以及其颜色、光泽等。我国对染料的命名统一使用三段命名法,染料名称分为三个部分,即冠称、色称和尾注。
1. 冠称
主要表示染料根据其应用方法或性质分类的名称,如分散、还原、活性、直接等。
2. 色称
表示用这种染料按标准方法将织物染色后所能得的颜色的名称,一般有下面四种方法表示
(1)采用物理上通用名称,如红、绿、蓝等。
(2)用植物名称,如桔黄、桃红、草绿、玫瑰等。
(3)用自然界现象表示,如天蓝、金黄等。
(4)用动物名称表示,如鼠灰、鹅黄等。
3.尾注
表示染料的色光、性能、状态、浓度以及适用什么织物等,一般用字母和数字代表。染料的三段命名法,使用比较方便。例如还原紫RR,就可知道这是带红光的紫色还原染料,冠称是还原,色称是紫色,R表示带红光,两个R表示红光较重。有关染料的命名尚未在世界各国得到统一,各染厂都为自己生产的每种染料取一个名称,因此出现了同一种染料可能有几个各称的情况。
04
染料命名用词
1. 冠称
直接,直接耐晒,直接铜蓝,直接重氮,酸性,弱酸性,酸性络合,酸性媒介,中性, 阳离子,活性,还原,可溶性还原,分散,硫化,色基,色酚,色蓝,可溶性硫化,快色素,氧化,缩聚,混纺等。
2. 色称
嫩黄,黄,金黄,深黄,橙,大红,红,桃红,玫红,品红,红紫,枣红,紫,翠蓝,湖蓝,艳蓝,深蓝,绿,艳绿,深绿,黄棕,红棕,棕,深棕,橄榄绿,草绿,灰,黑等。
3.色光
B-带蓝光或青光;G-带黄光或绿光;R-带红光 色光品质 F-表示色光纯;D-表示深色或稍暗;T-表示深。
各国染料冠称基本上相同,色称和词尾有些不同,也常因厂商不同而异。
05
染料应用
1. 根据纤维性质选择染料
各种纤维由于本身性质不同,在进行染色时就需要选用相适应的染料。例如棉纤维染色时,由于它的分子结构上含有许多亲水性的羟基,易吸湿膨化,能与反应性基团起化学反应,并较耐碱,故可选择直接、还原、硫化、冰染料及活性等染料染色。涤纶疏水性强,高温下不耐碱,一般情况下不宜选用以上染料,而应选择分散染料进行染色。
2. 根据被染物用途选择染料
由于被染物用途不同,故对染色成品的牢度要求也不同。例如用作窗帘的布是不常洗的,但要经常受日光照射,因此染色时,应选择耐晒牢度较高的染料。作为内衣和夏天穿的浅色织物染色,由于要经常水洗、日晒,所以应选择耐洗、耐晒、耐汗牢度较高的染料。
3. 根据染料成本选用染料
在选择染料时,不仅要从色光和牢度上着想,同时要考虑染料和所用助剂的成本、货源等。如价格较高的染料,应尽量考虑用能够染得同样效果的其他染料来代用,以降低生产成本。
4. 拼色时染料的选择
在需要拼色时,选用染料应注意它们的成分、溶解度、色牢度、上染率等性能。由于各类染料的染色性能有所不同,在染色时往往会因温度、溶解度、上染率等的不同而影响染色效果。因此进行拼色时,必须选择性能相近的染料,并且越相近越好,这样可有利于工艺条件的控制、染色质量的稳定。
5. 根据染色机械性能选择染料
由于染色机械不同,对染料的性质和要求也不相同。如果用于卷染,应选用直接性较高的染料;用于轧染,则应选择直接性较低的染料,否则就会产生前深后浅、色泽不匀等不符合要求的产品。
06
染色牢度
染色牢度是指染色织物在使用过程中或在以后的加工过程中,染料或颜料在各种外界因素影响下,能保持原来颜色状态的能力。新印染表示染色牢度是衡量染色成品的重要质量指标之一,容易褪色的染色牢度低,不易褪色的染色牢度高。染色牢度在很大程度上取决于其化学结构。此外,染料在纤维上的物理状态、分散程度、染料与纤维的结合情况、染色方法和工艺条件等也有很大影响。
染色牢度是多方面的,对消费者来说,一般比较主要的包括:日晒、皂洗、汗渍、摩擦、刷洗、熨烫、烟气等牢度。另外,纺织品的用途不同或加工过程不同,它们的牢度要求也不一样。为了对产品进行质量检验,纺织部门和商业部门参照纺织品的使用情况,制订了一套染色牢度的测试方法和标准,下面分别予以简单介绍。
1. 日晒牢度
染色织物的日晒褪色是个比较复杂的过程。在日光作用下,染料吸收光能,分子处于激化态而变得极不稳定,容易产生某些化学反应,使染料分解褪色,导致染色织物经日晒后产生较大的褪色现象。新印染表示日晒牢度随染色浓度而变化,浓度低的比浓度高的日晒牢度要差。同一染料在不同纤维上的日晒牢度也有较大差异,如靛蓝在纤维素纤维上日晒牢度仅为3级,但在羊毛上则为7~8级,日晒牢度还与染料在纤维上的聚集状态、染色工艺等因素有关。日晒牢度共分8级,1级最差,8级最好。
2. 皂洗牢度
指染色织物在规定条件下于肥皂液中皂洗后褪色的程度,包括原样褪色及白布沾色两项。原样褪色是印染织物皂洗前后褪色情况。白布沾色是将白布与已染物缝叠在一起,经皂洗后,因已染物褪色而使白布沾色的情况。新印染表示皂洗牢度与染料的化学结构和染料与纤维的结合状态有关。除此之外,皂洗牢度还与染料浓度、染色工艺、皂洗条件等有关。新印染表示皂洗牢度的试验条件随构成织物的纤维品种而不同,常用皂洗温度可分为40℃、60℃和95℃三种(每个染厂都有自己的特定皂洗温度)。测试样品经试验、淋洗、晾干后即用“灰色褪色样卡”按国家规定标准评级。皂洗牢度按分为五级九档,其中一级最差,五级最好,沾色也分为五级九档,一级沾色最严重,五级为不沾色。
3. 摩擦牢度
染色织物的摩擦分为干摩擦及湿摩擦牢度两种。前者是用于白布摩擦织物,看白布的沾色情况,后者用含水100%的白布摩擦染色织物,看白布沾色情况。湿摩擦是由外力摩擦和水的作用而引起,其湿摩擦牢度一般低于干摩擦牢度。新印染表示织物的摩擦牢度主要取决于浮色的多少、染料与纤维的结合情况和染料渗透的均匀度。如果染料与纤维发生共价键结合,则它的摩擦牢度就较高。染色时所用染料浓度常常影响摩擦牢度,染色浓度高,容易造成浮色,则摩擦牢度低。摩擦牢度由“沾色灰色样卡”依五级九档制比较评级,一级最差,五级最好。汗渍牢度和氯漂牢度按五级九档制评级。新印染表示评定染料的染色牢度,应将纺织物染成规定色泽浓度才能进行比较,这是由于染色浓度不同,会使测得的牢度亦不同之故。有关染后织物的各项染色牢度的试验方法,应根据国家规定的方法进行,各项牢度的标准也应以国家标准为准。
07
测定标准
1. GB/T2396-2003 分散染料固色率的测定
2. GB/T2397-2003 分散染料提升力的测定
3. GB/T2402-2003 阳离子染料染腈纶时对其他各种织物污染的测定
4. GB/T2383-2003 染料筛分细度的测定
5. GB/T2398-2003 分散染料对棉沾污性能的测定
6. GB/T10663-2003 分散染料移染性的测定
7. GB/T2390-2003 水溶性染料pH值的测定
8. GB/T2399-2003 阳离子染料染色色光和强度的测定
9. GB/T4465-2003 碱性染料染色色光和强度的测定
10. GB/T1866-2003 中性染料染色色光和强度的测定
11. GB/T2375-2003 直接染料染色色光和强度的测定
12. GB/T2376-2003 硫化染料染色色光和强度的测定
13. GB/T2378-2003 酸性染料染色色光和强度的测定
14. GB/T2379-2003 酸性络合染料染色色光和强度的测定
15. GB/T2380-2003 媒介染料染色色光和强度的测定
16. GB/T17520-1998 在电解质存在下反应染料溶解度和溶液稳定性的测定
17. GB/T3671.1-1996 水溶性染料溶解度和溶液稳定性的测定
18. GB/T3671.2-1996 水溶性染料冷水溶解度的测定
19. GB19601-2004 染料产品中23种有害芳香胺的限量及测定
20. GB/T19681-2005 食品中苏丹红染料的检测方法高效液相色谱法
21. GB/T19942-2005 皮革和毛皮化学试验禁用偶氮染料的测定
22. GB/T6686-2006 染料分类
23. GB/T20383-2006 纺织品致敏性分散染料的测定
24. GB/T6687-2006 染料名词术语
25. GB/T20382-2006 纺织品致癌染料的测定
26. GB/T4841.3-2006 染料染色标准深度色卡2/1、1/3、1/6、1/12、1/25
27. GB/T17592-2006 纺织品禁用偶氮染料的测定
28. GB/T2392-2006 染料热稳定性的测定
29. GB/T2391-2006 反应染料固色率的测定
30. GB/T4841.2-2006 染料染色标准深度色卡藏青和黑色
31. GB/T2394-2006 分散染料色光和强度的测定
32. GB/T2381-2006 染料及染料中间体不溶物质含量的测定
33. GB/T2401-2006 阳离子染料染腈纶时纤维饱和值、染料饱和值及饱和因数的测定
34. GB/T4841.1-2006 染料染色标准深度色卡1/1
35. GB/T9339-2006 反应染料染料与纤维素纤维结合键耐酸耐碱性的测定
36. GB/T4469-2006 还原染料还原速率的测定汽蒸法
37. GB/T2389-2006 反应染料水解染料与标准样品相对含量的测定
38. GB/T1639-2006 可溶性还原染料溶解度的测定
39. GB/T1637-2006 可溶性还原染料色光和强度的测定
40. GB/T2387-2006 反应染料色光和强度的测定
41. GB/T2400-2006 阳离子染料染腈纶时配伍指数的测定
42. GB/T2403-2006 阳离子染料染腈纶时染浴pH 适应范围的测定
43. GB/T2386-2006 染料及染料中间体水分的测定
44. GB/T4467-2006 染料悬浮液分散稳定性的测定
45. GB/T2377-2006 还原染料色光和强度的测定
46. GB/T4464-2006 染料泳移性的测定
47. GB20814-2006 染料产品中10种重金属元素的限量及测定
48. GB/T3899.2-2007 纺织品用染料产品命名标准色卡
49. GB/T2374-2007 染料染色测定的一般条件规定
50. GB/T5540-2007 分散染料分散性能的测定双层滤纸过滤法
51. GB/T3899.1-2007 纺织品用染料产品命名原则
52. GB/T2385-2007 染料中间体结晶点的测定通用方法
53. GB/T5541-2007 分散染料高温分散稳定性的测定双层滤纸过滤法
54. GB/T5542-2007 染料大颗粒的测定单层滤布过滤法
55. GB/T2384-2007 染料中间体熔点范围测定通用方法
56. GB/T2382-2007 硫化染料游离硫磺含量的测定
57. GB/T12680-2008 醇溶染料一般性能的测定
58. GB/T21881-2008 酸性染料匀染性的测定
59. GB/T21876-2008 溶剂染料及染料中间体灰分的测定
60. GB/T21880-2008 酸性染料移染性的测定
61. GB/T9291-2008 表面活性剂高温条件下分散染料染聚酯织物时匀染剂的抑染作用测试法
62. GB/T21877-2008 染料及染料中间体堆积密度的测定
63. GB/T21882-2008 液体染料黏度的测定
64. GB/T21878-2008 水溶性硫化染料分光强度的测定
65. GB/T21879-2008 水溶性染料溶解度的测定点滤纸法
66. GB/T21875-2008 染料提升力的测定
67. GB/T6688-2008 染料相对强度和色差的测定仪器法
68. GB/T23345-2009 纺织品分散黄23和分散橙149染料的测定
69. GB/T23496-2009 食品中禁用物质的检测碱性橙染料高效液相色谱法
70. GB/T6693-2009 染料粉尘飞扬性的测定
71. GB/T9337-2009 分散染料高温染色上色率的测定
72. GB/T24164-2009 染料产品中多氯苯的测定
73. GB/T24165-2009 染料产品中多氯联苯的测定
74. GB/T23973-2009 染料产品中甲醛的测定
75. GB/T23975-2009 染料及颜料产品中四氯苯酐的测定
76. GB/T23977-2009 染料含盐量的测定电导率法
77. GB/T23978-2009 液体染料氯离子含量的测定离子色谱法
78. GB/T23980-2009 直接染料拔染性的测定
79. GB/T24101-2009 染料产品中4-氨基偶氮苯的限量及测定
80. GB/T24167-2009 染料产品中氯化甲苯的测定
81. GB/T24102-2009 染料及染料中间体产品检验规则
82. GB/T24103-2009 染料中间体产品标志、标签、包装、运输、贮存通则
83. GB/T24166-2009 染料产品中含氯苯酚的测定
84. GB/T23974-2009 染料产品中邻苯基苯酚的测定
85. GB/T23976.2-2009 染料上染速率曲线的测定色深值测定法
86. GB/T23976.1-2009 染料上染速率曲线的测定上色率测定法
87. GB/T25248-2010 830nm数字制版材料用红外吸收菁染料含量的测定高效液相色谱法
88. GB/T25810-2010 染料产品标志、标签、包装、运输和贮存的基本规定
89. GB/T25811-2010 染料试验用标准漂白涤纶布
90. GB/T25812-2010 染料试验用标准漂白棉布
91. GB/T25813-2010 染料试验用标准漂白棉线
92. GB/T27594-2011 分散染料原染料相对强度的测定分光光度法
93. GB/T27596-2011 染料颗粒细度的测定显微镜法
94. GB/T27597-2011 染料扩散性能的测定
95. GB/T27592-2011 反应染料轧染固色率的测定
96 GB/T17592-2011 纺织品禁用偶氮染料的测定
97. GB/T9292-2012 \104 GB/T9292-1988表面活性剂高温条件下分散染料染聚酯织物用匀染剂的移染性测试法
98. GB/T2398-2012 分散染料对棉沾色性能的测定
99. GB/T2397-2012 分散染料提升力的测定
100. GB/T4465-2012 碱性染料色光和强度的测定
101. GB/T2378-2012 酸性染料染色色光和强度的测定
102. GB/T2402-2012 阳离子染料染腈纶时对其他各种织物沾色的测定
103.GB/T1866-2012 中性染料染色色光和强度的测定
备注:仅参考
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拼色原则
拼色是一项复杂、细致而重要的工作,打样入员除了应具备色彩基本知识、敏锐的辩色能力外,还应掌握拼色基本原理、规则等,并注意不断积累打样素材及经验。
拼色是以“减法”混色原理作为理论基础的,常以红,黄,蓝为三原色,在实际生产中,为使配色能做到快速、准确、经济,要掌握一些原则,否则盲目行事,欲速则不达。
1. 拼色染料的染色性能应相近
染料的染色性能包括配伍性(亲和力、上染速率等)、上染温度、匀染性、染色牢度等。应尽量选择同一应用大类及小类的染料拼色,否则染色工艺制定困难,并且染色时易出现色光不一,使用过程中褪色程度不同等现象。各类染料中的三原色往往是经过筛选的应用性能优良且应用性能一致的染料,所以拼色时应考虑选用这些染料。
2. 拼色染料的只数不宜过多
面料配色一般不要超过3只染料,这样便于色光的调整及控制。尤其是鲜艳度要求较高的色泽,若拼色只数太多,则吸收光强度增强,鲜艳度下降。
3. 尽量做到“就近出发”、“就近补充”、“一补二全”、“多方供给”
如拼绿色,可以采用“黄 蓝”,但黄、蓝两染料的色光不同,拼色效果会受到影响,并且调整也较困难。因此,在条件允许的情况下,好选择一只比较合适的绿色染料,即从“绿”出发,然后再选择其他染料来调整色光。又如拼红光蓝色,尽量不要用“蓝 红”,应选择与蓝色相近的颜色(紫色)补充红光,做到“就近补充”,这样拼色操作更方便、更经济。新印染表示又如拼军绿色,尽量不要用“绿 黄 灰”,应选择“绿 暗黄”,由暗黄色提供黄色成分,同时补充军绿色所必需的消色成分,即做到“一补二全”。
还可以选择“暗绿 暗黄”,即由暗绿和暗黄两方同时提供消色成分,这样可避免因拼色染料太多而造成色光调整困难。同时,还应了解各拼色染料的组分(因为许多染料本身就是由几只染料拼混而成的),尽量选用原组分中的染料补充或调整色光,以减少拼用染料的只数。否则,还是用三原色拼色为宜,因为三原色一般不是混拼染料,且它们的染色性能十分相近。
4. 掌握好余色原理、严格控制色光
一般来说,对于大红、妃、果绿等鲜艳度高的颜色,一定要注意余色关系,否则配色结果虽能满足色调的要求,却往往会造成亮度和纯度的降低,使颜色灰暗。拼果绿时,黄染料宜选择带绿光的黄染料与青色染料相拼,而拼大红时,则必须选择带红光的黄染料与品红色染料相拼。
5. 色光调整只做“微调”
色光调整是以余色关系作为理论依据的。如前所述,所谓余色即为互相起消色作用的两种颜色。红与绿互为余色,即我们可以用绿色来消减红色。如某色红光太重,可以加一点绿色来使红光减少。因为消减的结果是生成黑色,所以利用余色关系来调整色光只能是微量的,如果用量稍多,则会使色泽变深、变暗,影响色泽鲜艳度,严重时还会影响色相。新印染表示如标样为红光蓝色,经拼色打样后获得的蓝色偏绿光,为了消除绿光,可加入绿色的余色,即红紫色染料。加入少量红紫色染料,紫色中的红可消去绿光且补充红光,而蓝色不受影响,可得到红光蓝;若加入过量红紫色,虽然消除了绿光,但将产生蓝色与紫色的混合色,使主色调发生变化。
6. 充分考虑拼色染料的加和性
用分散染料染色时,每只染料对于各种不同的纤维都有一个染色饱和值。当染料用量超过此纤维的染色饱和值后,染料上染率将不随染料用量的增加而提高。所以染色饱和值低的染料不易染得深浓色。新印染提示有时合理选择拼混染料,会使得色更深浓。此时,宜选择相对分子质量差异大的染料进行拼色,因为这些染料的饱和值具有可加和性,即拼色后的染色饱和值等于各个拼色染料单独染色时的饱和值之和。新印染表示所以可以通过合理选择拼色染料,降低染料用量,同时获得浓色效应。不少商品分散染料就是利用染料的这个性质合理拼混而成的。反之,即使染料的染色饱和值较高,若拼色染料选择不当,也将会导致染色饱和值的降低。