摘要：文章針對紡織品深濃色染色較為困難的實(shí)際情況，從分析深色效果的基本理論著手，對染色中常用的提高織物上染率手段進(jìn)行比較分析，并對幾種取得深濃色效果的主要途徑作出綜述。
關(guān)鍵詞：深色效應(yīng)；深色染色；常規(guī)染色；主要途徑
中圖分類號：TS193.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-3028（2006）02-0017-04
染色過程中如何取得深色效果，是染色工作者經(jīng)常關(guān)心的課題之一。深色效應(yīng)于織物組織結(jié)構(gòu)、纖維性能、助劑性能以及染色工藝的制訂關(guān)系密切。近年來，染整工作者對影響織物深色效果的諸多因素作了廣泛研究與實(shí)踐，取得了一定的成果，然而與實(shí)際生產(chǎn)中深色織物的染色要求尚有一定的差距。這些染色手段或者僅僅提高了織物的表現(xiàn)上染率，卻影響了色牢度；或是取得了一定的深濃色效果，卻影響了染后織物的鮮艷度。總之，在如何取得深色效果于染后織物質(zhì)量、染化料投入等方面上，存在者顧此失彼的情況。本文擬結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，對染色過程中如何提高深色效果作一綜述。
1有關(guān)深色效應(yīng)的基本理論
1.1 染料發(fā)色理論
該理論認(rèn)為，物質(zhì)對不同光的選擇吸收就會呈現(xiàn)出各種顏色，物質(zhì)的顏色是它所吸收光波的補(bǔ)色。染料也是這樣，染料的顏色也是它們所吸收光波顏色的補(bǔ)色，是染料對光的吸收特性在人們視覺上產(chǎn)生的反映。
在染料分子結(jié)構(gòu)中，存在著對波長380~780nm范圍內(nèi)的發(fā)色基團(tuán)，除此之外，還具有對發(fā)色基團(tuán)起促進(jìn)作用的助色基團(tuán)，如-NH2、-NR2等。發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán)協(xié)同作用，使染料對光波產(chǎn)生了選擇性的吸收。而當(dāng)結(jié)構(gòu)中某些基團(tuán)產(chǎn)生有利于染料的發(fā)色時，染料對光波的吸收便向增加波長的方向進(jìn)行。發(fā)色理論把這種能增加吸收波長的效應(yīng)稱做深色效應(yīng)。
這種理論對研究開發(fā)深色染料幫助較大。例如，尼龍及醋纖織物上取得深色效果不太理想，一般只能染淺中色。傳統(tǒng)工藝中采用酸性及分散染料染色，為得到深濃色，只是在增加染料用量上下功夫，效果不太明顯，并且染料浪費(fèi)量很大。國外有報(bào)道使用三唑分散染料對尼龍纖維染色，增深作用明顯，并且染后織物具有較高的耐洗日曬牢度。其主要方法是將染料結(jié)構(gòu)用硫甲基（CH3S-）取代了三唑環(huán)上的氫原子，使這種染料對光波的吸收向長波方向移動，從而產(chǎn)生了深色效應(yīng)，在不追加染料用量的前提下，就能取得比原有染料更深的染色效果。
1.2 表面得色及反射理論
這是現(xiàn)在應(yīng)用較多的評價(jià)染后織物色澤深度的方法。一般是在有色物體的反射或投射光譜的最大吸收波長（λmax）處算出K/S值（KabelKamunk函數(shù)值），以該值來表示色澤的相對深淺。理論的指導(dǎo)下，通過染后對織物的后整理技術(shù)，改變?nèi)竞罂椢锉砻娴奈⒂^結(jié)果，使之對光波產(chǎn)生一定的漫反射，從而取得深色效果。
1.3 上染擴(kuò)散理論
染色理論認(rèn)為，要使染色對象取得深色效果，關(guān)鍵是提高染料對織物的上染率。上染率是指上染到織物上的染料量和投入染浴中的染料量的比率。由于這種對取得深色效果評價(jià)手段十分明確，反映結(jié)果明顯，所以在染色過程中總是作為染色工作首要考慮的問題之一。一些深色研究及深濃色染色大多是從提高織物上染率上著手的，對實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。
2深色織物的常規(guī)染色方法
對棉織物等上染比較容易的纖維，主要工藝條件合理，染料選擇正確，一般染中深色沒有技術(shù)上的問題，而一些要求比較高的滌綸及尼龍織物，一般較難取得深色效果，如特黑滌綸等，就需要用特殊的染色方法染得深淺色。我們曾在嘉興王江涇某印染廠調(diào)研，在滌/棉織物深色染色中，主要是靠大量投入染料取得深色效果，而這種靠增加染料用量的方法深色，其質(zhì)量問題可想而知。現(xiàn)對傳統(tǒng)深色織物染色手段歸結(jié)如下：
2.1 提高染色溫度
提高染色溫度，可使纖維結(jié)構(gòu)膨化，并使染料分子運(yùn)動功能加快，增加染料向纖維擴(kuò)散的機(jī)會。所以在染深色時，我們總是想盡辦法提高染色溫度，以提高上染率。然而片面提高染色溫度可能影響染色織物的強(qiáng)力，并且還可能造成某些染料的高溫色變或水解；化纖色點(diǎn)等病疵；某些染料隨著上染溫度的升高反而使上染率有所下降，即解吸現(xiàn)象；提高染色溫度對染色設(shè)備也提出了較高的要求。因而提高染溫對提高上染率的做法不太科學(xué)。
2.2 增加染料用量
有的工廠為染深濃色織物，大多采用增加染料用量的辦法取得深色。如深色操作工人在染后經(jīng)核樣后，發(fā)現(xiàn)色澤不深，便再次追加染料用量，然而最終效果并不理想。相反由于染料用量巨大，對染色污水的處理難度加大，有時即使染得深色效果，但染后織物的色牢度相當(dāng)差，這是因?yàn)檫@種染色僅僅只是增加了織物的表現(xiàn)不染率。市場上有些深色織物的服裝一下水便發(fā)生褪色的現(xiàn)象，大多是這種原因引起的，這在技術(shù)力量薄弱的印染廠尤為明顯。
2.3 加入電解質(zhì)促染
活性染料、直接染料上染過程中常加入如NaCl、Na2SO4等電解質(zhì)起促染作用，酸性染料染色中加入冰醋酸HAC、H2SO4等起促染作用，和些方法在一定程度上可提高織物的上染速率和上染率。然而，深色染色中由于染料用量相對較大，故通常促染劑的加入也是較多的。然而電解質(zhì)的過多加入，不但使染后織物的鮮艷度降低，并且由于電解質(zhì)用量過多，還可能造成染料的凝聚等，產(chǎn)生質(zhì)量問題，所以即使染料用量較大，實(shí)際染色中對促染劑的用量還是有一定的比例的。
3 染深色效果的其它幾種主要途徑
3.1 從染色織物的前處理著手
有效提高上染率是取得深色效果的手段之一，而上染率的提高又和纖維對染料的親和力、織物結(jié)構(gòu)、表面情況等密切相關(guān)。
3.1.1 加強(qiáng)對被染物的除雜除污處理
前處理充分，織物潤濕性好，毛細(xì)管效應(yīng)大，染料分子對染物的擴(kuò)散能力就有可能增加，從而提高上染率。所以加強(qiáng)對被染物的除雜、除污處理，可達(dá)到上述目的。
3.1.2 棉織物的絲光處理
經(jīng)絲光處理后的棉織物，其對染料吸附能力明顯提高，比未經(jīng)絲光的處理的棉織物，更能取得中深色效果，并且表面光澤改善。
3.1.3 滌綸織物的堿減量處理
滌綸大分子結(jié)晶度高，纖維結(jié)構(gòu)緊密，折射率和表面反射率均高，纖維表面平滑，對光以鏡面反射主，用分散染料染得黑色后，因?yàn)橛写罅康姆瓷涔庥煽椢锉砻嬉园咨膺M(jìn)入人的視線，所以深黑色較難獲得。經(jīng)堿減量處理后，使滌綸原來光滑的表面變成粗糙表面，形成凹凸不規(guī)則反射層，也就是我們常說的“刻蝕”效應(yīng)，而產(chǎn)生一定的深色效果，并且經(jīng)減量處理后織物活動自由度增加，染料的附力有所上升。
3.1.4 低溫等離子體技術(shù)的應(yīng)用
等離子體技術(shù)是屬于在織物表面進(jìn)行處理的方法，是屬于現(xiàn)代染色技術(shù)的干洗物理加工。例如，經(jīng)等離子處理的滌綸纖維著經(jīng)接枝聚合后，在纖維表面形成低折射率的薄膜，可明顯提高上染率及色澤深度；又如對于難染色的亞麻織物用等離子體處理后，織物毛細(xì)效應(yīng)是未處理的1~1.5倍，對染料吸附量大大增加，易染得深濃色，深色效果明顯。
3.1.5 超聲波技術(shù)處理
超聲波是人耳聽覺無法感知的振動波，正常頻率在2×104~2×109Hz的聲波叫超聲波，而頻率大于109Hz的稱為特超聲波或微波超聲波。織物染前經(jīng)超聲波技術(shù)處理后，纖維集中程度有一定的松散，使纖維內(nèi)部的比表面積增大，從而增加了纖維對染料的吸附量，提高了織物的上染率，能取得中深色效果。經(jīng)研究，這種技術(shù)對具有鱗片層的羊毛纖維及表面結(jié)構(gòu)緊密的亞麻織物效果明顯。
3.2 從纖維改性著手
纖維的接枝與改性是染色工作者研究較多的課題之一。一些上染率較低，只能染淺色的纖維經(jīng)接枝或改性處理后，上染率明顯提高，能染得中深色的色澤。
3.2.1 纖維素纖維的改性
對纖維素纖維的改性包括物理改性和化學(xué)處理，以化學(xué)改性為主，改性過程可以在染前或染后進(jìn)行，經(jīng)改性后的纖維素纖維可大大增加對活性染料、直接染料等陰離子染料的吸附能力。改性一般是通過對纖維作銨化或季銨化處理，在纖維素大分子上引入對具有陰離子基團(tuán)的染料有親合力的-NH2或季銨基；另外，這些活性基團(tuán)的引入還可改善活性染料的固色率。
3.2.3 Lyocell纖維的技術(shù)處理
Lyocell纖維是以木漿為原料并用溶紡生產(chǎn)加工的人造絲。由于纖維易原纖化，在水中易于溶脹，織物濕態(tài)下結(jié)構(gòu)緊密且僵硬，一般以淺中色為主。采用諸如丙烯算酯類等化合物接枝處理后，一方面由于引入了極性基團(tuán)，另一方面接枝后的纖維原纖化程度降低，使其對活性染料及直接染料的上染率明顯增加，可染得中深色色澤。
3.2.3 苧麻織物的陽離子改性
經(jīng)陽離子化改性的苧麻織物，改變了染料對苧麻纖維的上染機(jī)理，由依靠范德華力及氫鍵結(jié)合方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽快o電引力結(jié)合為主，染色親和力大大提高。活性染料分子中的部分反應(yīng)基團(tuán)還能和亞麻纖維上的羥基形成共價(jià)鍵結(jié)合。多種鍵合形式的出現(xiàn)，使其上染率及固色率增加。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，以季銨基改性后的苧麻纖維，在相同染料用量下，經(jīng)改性的苧麻織物表面得色深度（K/S值）增加50%~468%，一般為100%~200%；所以在染相同深度時，經(jīng)陽離子改性的纖維可節(jié)約染料用量30%~90%，因此這是一種較有前途的改性染色技術(shù)。
3.3 從染色助劑上著手
3.3.1 利用稀土染色 提高織物上染率
稀土元素是指原子序數(shù)為57~71的15個元素與地質(zhì)礦物鈧（Sc）與釔（Y）共17個元素。在染色中一般以稀土氧化物或混合物作為染色助劑，在前幾年曾被染色工作者廣泛研究，并取得了相應(yīng)的成果。
麻類織物染色困難，經(jīng)氯化稀土處理后，纖維無定形區(qū)增加，手感蓬松，并且稀土還能與活性染料分子作用形成有色混合物，使染料溶液增深；另外，稀土與麻纖維作用后增加了活性基團(tuán)，使之在染色過程中起橋梁作用，可提高活性染料的上染率，從而取得深色效果。
經(jīng)針織染色廠實(shí)驗(yàn)證明，在分散染料濃度為3%，稀土用量為0.44時，pH值在6左右，染色溫度130℃，保溫時間30min，部分分散染料在滌綸針織上的增深等級可提高0.5~2級。
另外，在植物染料被不斷采用的今天，如何提高植物染料的染色牢度及提高植物染料的上染率也是我們考慮的問題之一。林細(xì)姣等研究認(rèn)為，采用混合氧化稀土、高銅氧化稀土，以植物染料對苧麻織物等染色，上染率及染色牢度改善明顯。
3.3.2 專用增深劑的應(yīng)用
為提高染色增深效果，目前市場有專用的增深助劑。如國產(chǎn)增深劑P、日本化藥Kayadeeper1003等。這類增深劑如果與染料同時使用，一般均可能產(chǎn)生染色病疵，通常在后整理焙烘中使用為多，其增深原理主要是改變整理后織物的表面反射強(qiáng)度為止，并以在合纖上應(yīng)用為多。如滌綸特黑色染后可采用增深劑（增添樹脂）處理，由于它對滌綸織物吸附量大，能在纖維表面形成沉積，焙烘后使織物表面產(chǎn)生凹凸不平的漫反射效應(yīng)，黑度有所提高。
3.3.3 對染色織物進(jìn)行低折射率處理
通常采用有機(jī)硅、聚氨脂類樹脂，這類化合物的折光率低于滌綸，所以可大大降低滌綸織物表面折光率，使顏色更濃。染整加工方法為：將染色后的織物浸軋樹脂化合物，然后焙烘使其在表面形成低折射率的反射層，經(jīng)測定織物深度指數(shù)可提高30%~40%左右。市場專用的染色增深助劑的增深原理基本也是這樣。
另外，針對滌綸纖維分子結(jié)構(gòu)緊密的特點(diǎn)，打破傳統(tǒng)或者高溫高壓染色，或者用有毒性的載體染色的方法，采用類似于稀土的安全型滌綸染色助劑，如高效助染劑P等，由于助劑分子比染料小，在染浴中快速滲入滌綸纖維內(nèi)部，纖維膨化，對深色織物的染色有一定的促進(jìn)作用。
除以上取得織物深色效果的方法外，染料選擇及染料性能的改進(jìn)也是非常重要的途徑。如提高活性染料的反應(yīng)性及固色率，開發(fā)上染性能優(yōu)異的中深色染料等，都是我們應(yīng)該研究的問題之一。如Ciba公司經(jīng)過改性的新苯并二呋喃結(jié)構(gòu)的染料，染料出現(xiàn)明顯的增深現(xiàn)象，使得在飽和值并不很高的情況下能得到濃艷的色澤。總之，隨著染整生產(chǎn)技術(shù)及染料合成技術(shù)的不斷研究成熟，織物深濃色品質(zhì)的染色將變得不再困難。
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