直接染料的染色方法及注意事项

直接染料能溶解于水，分子中含有磺酸基、羧酸基等可溶性基团，在水中能电离成染料阴离子。其相对分子质量较大，整个分子呈狭长扁平的线状结构，具有较好的共平面性和线性状态；分子中含有羟基、氨基等能生成氢键的基团，因此对纤维素纤维有较高的亲和力，不需借助媒染剂的作用就能直接上染纤维素纤维。直接染料的优点是染色简便，价格便宜，色谱齐全，曾广泛用于棉织物的染色。直接染料的染色牢度，特别是湿处理牢度较低，可以通过固色后处理来提高。

根据直接染料的染色牢度及固色后处理方法的不同，通常把直接染料分成三类：直接染料、直接耐晒染料和直接铜盐染料。直接耐晒染料的日晒牢度较高，一般在5 级以上，直接铜盐染料在染色后要用铜盐固色处理，以提高其染色牢度。

（一）直接染料对纤维素纤维的染色原理和染色性能

直接染料染色的特点是直接染料分子之间、直接染料与纤维素分子之间的范德瓦尔斯力和氢键作用力较大，在染液中具有较大的聚集倾向，能被纤维表面所吸附，在染液中加入中性电解质起促染作用。直接染料的分子较大，在纤维内扩散时所受到的机械阻力较大，染料分子与纤维分子之间的范德瓦尔斯力和氢键作用力也阻碍染料的扩散，所以染料从纤维表面向纤维内部的扩散是较慢的。为了提高扩散速率，直接染料染色时一般要用较高的温度。直接染料通过纤维的孔隙扩散到纤维内部后，通过与纤维分子之间的范德瓦尔斯力和氢键而固着在纤维内部。

直接染料化学结构相差很大，因此染色性能也不相同。根据染色性能的不同，直接染料可以分成三类。

1.A 类　这类染料的分子结构比较简单，在染液中的聚集倾向较小，对纤维的亲和力较低，在纤维内的扩散速率较高，匀染性好，食盐的促染作用不很显著。在常规的染色时间内，它们的平衡上染百分率往往随染色温度的升高而降低，因此染色温度不宜太高，一般在70～80℃染色即可。这类染料的湿处理牢度较低，一般仅适宜于染浅色。A 类染料习惯上也称为匀染性染料。

2.B 类　这类染料的分子结构比较复杂，对纤维的亲和力较高，且分子中有较多的水溶性基团，染料在纤维内的扩散速率低，匀染性较差，食盐等中性电解质对这类染料的促染效果显著，所以必须注意控制促染剂的用量、加入时间和加入速度，以获得匀染和提高上染百分率。若使用不当，则因初染率太高，容易造成染花。B 类染料也称为盐效应染料，这类染料的湿处理牢度较高。

3.C 类　这类染料的分子结构复杂，对纤维亲和力高，扩散速率低，匀染性差。染料分子中含有的磺酸基少。中性电解质对上染百分率的影响较小，染色时要用较高的温度，以提高染料在纤维内的扩散速率，提高移染性和匀染性。在实际的染色条件下，上染百分率一般随染色温度的升高而增加，但始染温度不能太高，升温速度不能太快，否则容易造成染色不匀。C 类染料也称为温度效应染料。这类染料的湿处理牢度高。

（二）直接染料对纤维素纤维的染色工艺

直接染料的染色方法比较简单，通常以浸染、卷染为主，轧染则应用较少。

直接染料会与硬水中的钙、镁、铁等离子作用生成沉淀，降低染料的利用率，并可能造成色斑等疵病。所以溶解染料及染色用水宜用软水。浸染时染液内一般含有染料、纯碱、食盐或元明粉。染料用量视颜色要求而定。纯碱可帮助染料溶解，兼有软化水的作用，用量一般为1～3g／L。也可用磷酸三钠或六偏磷酸钠，后者是优良的软水剂。食盐或元明粉可用来促染，用量一般为0～20g／L，主要用于B 类染料。对于促染作用不显著的染料或染浅色时，可少加或不加食盐。染色浴比一般为1 ∶20 ～1 ∶40。染色时，水中先加入纯碱，染料先用温水调成浆状，然后用热水溶解，必要时可在染液中加入适量的软水剂、润湿剂及匀染剂，如肥皂、雷米邦A、胰加漂T、太古油、平平加O 等。将染液稀释至规定体积，升温至50 ～60℃开始染色，逐步升温至所需染色温度，染色10min 后加入食盐，继续染30～60min，染色后进行后处理。

在直接染料浸染中，控制染料上染的工艺因素主要是中性电解质和温度。对于中性电解质来说，除了注意控制其用量外，还要注意电解质的加入时间。中性电解质应该在染色一定时间，即待染液中的染料大部分上染纤维后再分次加入，否则容易造成染色不匀。染色温度包括始染温度、升温速率和最后染色温度。始染温度和升温速率在前面已谈及，最后染色温度影响上染百分率和匀染性，染色温度高，平衡上染百分率低，匀染性好。在常规染色时间（例如1h）内，扩散性能好的染料基本上已达到染色平衡，上染百分率随温度升高而降低，所以染色温度不宜太高。扩散性能差的染料，在常规的染色时间内如果未达到染色平衡，则上染百分率一般随染色温度的升高而升高。在常规染色时间内，得到最高上染百分率的温度称为最高上染温度。根据最高上染温度的不同，生产上常把直接染料分成：最高上染温度在70℃以下的低温染料；最高上染温度为70～80℃的中温染料；最高上染温度为90 ～100℃的高温染料。

卷染的情况基本上与浸染相同，浴比为（1 ∶2）～（1 ∶3），染色温度根据染料性能而定，染色时间60min 左右。染料溶解后开始和第一道末分两次加入，食盐在染色的第三、第四道末分次加入。

轧染时，轧液内一般含有染料、纯碱（或磷酸三钠）0.5 ～1.0g／L，润湿剂2 ～5g／L。开车时轧槽始染液应适当稀释，以保持织物前后色泽一致。凡亲和力高的直接染料，稀释程度宜大；亲和力低者宜小。稀释程度大者应适当补充除染料外的其他助剂。轧液温度为40 ～60℃，溶解度小的染料温度可适当提高，较高的轧染温度有利于匀染。工艺流程一般为：二浸二轧→汽蒸（102～105℃，45～60s）→水洗→（固色处理）→烘干。汽蒸时间长有利于提高上染百分率，获得均匀的染色。染料浓度高时，汽蒸时间应较长。

（三）直接染料染物的固色后处理

直接染料可溶于水，上染纤维后，仅仅依靠范德瓦尔斯力和氢键固着在纤维上，当染物与水接触时，染物上部分染料便有可能重新溶解、扩散在水中，因而直接染料染物湿处理牢度较低。根据直接染料的分子结构，采用不同的后处理方法，可以使直接染料染物的牢度得到一定程度的提高。

1.金属盐后处理　当直接染料分子中具有能与金属离子络合的结构，染物用金属盐后处理，纤维上的染料与金属离子生成水溶性较低的稳定络合物，从而提高染物的湿处理牢度。常用的金属是铜盐，例如硫酸铜、醋酸铜、酒石酸铜。因此，把这类染料称为直接铜盐染料。经铜盐处理后，颜色一般比未处理时略深而暗。所以一般适用于深色品种。(www.xing528.com)

铜盐用量随织物上染料的多少和处理浴比大小而定，但要维持固色液中有一定的固色剂浓度。铜盐用量不足，不能使染料完全络合；用量过多，染物上过量的铜盐洗除较困难。

例1：

温度50～60℃，时间15～25min，浴比1 ∶2，固色后要充分水洗。

例2：

铜盐B （Copratex B）　50% （对染料重）

温度80～85℃，时间25～35min，浴比1 ∶2。

铜盐B 是含铜的阳荷性三聚氰胺甲醛树脂，专用于直接铜盐染料染物的固色后处理，除可提高湿处理牢度外，还可显著提高耐晒牢度。

连续轧染的固色可在平洗槽内浸轧硫酸铜5 ～10g／L，醋酸（30%）1 ～1.7mL／L，然后透风10～20s，再充分水洗。

2.阳离子固色剂后处理　直接染料是阴离子染料，当用阳离子固色剂处理时，阳离子固色剂和阴离子染料结合，封闭了水溶性基团而生成沉淀，从而提高染物的湿处理牢度。阳离子固色剂和染料阴离子的作用可用下式表示：

这种处理方法简便，对各种结构的直接染料都适用，处理后没有显著的颜色变化。

常用的阳离子固色剂有树脂型固色剂和反应性固色剂。其中，树脂型多胺化合物是无甲醛固色剂的典型代表，这类固色剂能与染料中阴离子基团形成离子键结合，且呈网状结构，因此能有效地提高染色的湿处理牢度。但是，该固色剂需要经过高温固化（180℃）处理，容易产生色变现象。反应性固色剂除了与阴离子型染料结合外，还能与纤维及染料进行反应交联，全面提高染色的湿处理牢度，固色交联剂DE 是代表性助剂，其结构式如下：

3.阳离子交联剂固色处理　阳离子交联剂除具有阳离子固色剂的作用外，还能与纤维和染料发生反应，交联成膜，从而提高湿处理牢度。

例如：

固色交联剂DE 1%～2% （owf）

浴比1 ∶2，温度50～55℃，时间20～30min。

用其他交联剂，如交联剂EH、交联剂P 处理，也有提高染色牢度的作用。