染料是纺织品加工中的重要化工原料之一,它不仅为纺织品增添了绚丽多彩的颜色,而且美化人类生活。染料能赋予人类美的享受,使人类的生活更加丰富、瑰丽。早在两千多年前,我们的祖先费尽心机向自然界寻求染料,古代的炼丹师在含硫的矿石中找到了汞红;在茜草中找到了茜红,在胭脂虫中找到了胭脂红。《札记·月令》中有“仲夏之月令,毋刈蓝以染”,这是我国最早以文字记载,用蓝草染靛蓝的史料。然而,这些从动、植物和矿物中获取的天然染料,在色彩和加工方法上,都有一定的局限眭。为此,古代科学家一直在努力探索染料制造的奥秘。19世纪40年代,英国化学家津琴用煤焦油的副产品--硝基苯制成有机苯胺,从而为人工合成染料奠定了基础。随着石油工业的崛起,科学家们以芳香族有机化合物中的苯、萘、甲苯、蒽等作为基本原料,通过各种合成反应,成功研制了直接染料、酸性染料、硫化染料、碱陛染料等。20世纪初,德国研制成永不褪色的阴丹士林染料,使纺织品印染加工出现不少牢度好、色光鲜艳的染料品种。20世纪50年代初,我国和英国先后发明了涪陛染料,从而逐步取代价格昂贵的还原染料,为染料工业输送了新鲜血液。合成纤维的出现,促使分散染料、阳离子染料等染料的迅速发展。这些后来居上的合成纤维和新颖纤维素纤维,通过印染加工后,在纺织工业的大家庭中又开出了一朵朵光彩夺目的奇葩。
染料工业通常是指生产染料和染料中问体的化学工业,它包括染料中间体、染料和有机颜料、配套助剂、染料的商品加工等几个部分。染料除用于纺织品着色外,还可用于皮革、纸张、橡胶、塑料、涂料、化妆品、摄影材料、着色剂和指示剂等领域的生产中。有机颜料还可用于油墨、涂料、橡胶、陶瓷、文具用品等工业生产中,其中作为纺织染色和印花用的涂料,其应用范围已越来越广,并已引起印染界的重视和关注。染料工业的发展,使纺织品的印染加工大显身手,纺织新产品也层出不穷。目前,人工合成染料的总数已达万种,在纺织品印染加工中应用的有3500 多种。从染色理论和染色要求来看,染料工业生产和构成染料必须具备以下几个条件。
◆每一种染料必须对可见光谱中某一部分的光波有强烈的吸收、选择作用,以达到具有一定波长的色泽。
◆作为某一类纤维染色用的染料,必须对这类纤维具有一定的亲和力。
◆必须具有一定的染色稳定性,即在被染物上应具有一定的坚牢度,如耐皂洗、耐摩擦、耐晒、耐汗渍及在树脂整理中的适应性等。
◆作为染料必须是可溶性的,或经化学品作用后,使之呈可溶性或能分散在染色介质中。
至于涂料,它是有色物的分子聚集体,虽不溶于水,与纤维无亲和力,但其依靠高分子化合物(黏合剂)为介质,经加工后能黏附在纤维表面,再经处理而固着在纤维上形成具有耐磨性且有一定弹性的薄膜。染料用于纺织品印花或染色时,由于各种染料的结构和应用性能不同,它们对各种纺织纤维的适应性也就不同,而涂料对各种纺织纤维几乎都能适应。
由此可见,各种纺织纤维在选用染料上,应根据各种纺织品的要求和染料的应用性能、染色牢度等诸因素合理选择;而染料工业必须根据纺织品的发展动向和需求,满足多种纤维、多种颜色印染加工的需要。染料品种要不断更新,特别是20世纪末,环保型染料已成为世界纺织市场上对染料的基本要求。环保型染料的质量指标包括下列内容。
◆不含有德国政府和欧共体已明文确定的23种致癌芳香胺。
◆不含有过敏性染料。
◆不含有急性毒性染料。
◆不含有环境荷尔蒙染料。
◆不含有产生环境污染的化学物质。
◆不含有变异性化学物质和持久性有机污染物。
◆对重金属如锑、砷、铅、镉、铬、六价铬、钴、铜、锌、镍和汞等的含量有严格的限制。
◆甲醛的含量有严格限制。
◆农药种类和含量有严格的限制。
为此全世界各国染料制造厂商都已推出新型环保型染料。除此以外,染料工业中还涌现出不少后起之秀。如能随温度变化而改变颜色的热敏染料,利用荧光素能在黑暗中发光的发光染料;此外尚有激光染料、湿变色染料、液晶显示染料等。这些新型的有机合成染料,在纺织高科技产品领域中,已充分显示出其特殊功能,为纺织品的印染深加工、开发纺织新产品,创造了更为广阔的前景。
配色是印染生产中一项重要工作,这里所讲的配色(俗称打小样)是指用传统的配色方法,运用一种染料或几种染料,通过合理的配伍和合理的染色加工获得所需求的色泽。至于电子配色是利用电子计算机,根据颜色的定量测定的数据来计算配色所需染色的处方。一个有经验的打样人员,应掌握配色原理和各种染料的性能,能很快打出符合要求的染色小样。打样不仅是追求色相和色光上的统一,同时还必须考虑染色牢度、经济效益,以及大样生产的可行性。
色的混合有两种类型:一种是光的混合,例如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种有色光线混合后,可得到白光;另一种是有色物质的混合,用上述七种颜色的染料拼混,却不能得到白色,结果是一种混沌的黑色。因此染料的色与光线的色,在性质上是完全不同的,光的三原色也绝不是染料的三原色。同时,染料的色质也是不纯的,所以几种染料拼混后的色光,比同样几种光线混合后的颜色鲜明度要差。在染色应用中,人们习惯地把红、黄、蓝三种染料称为三原色,实际上品红、黄、青三种色光的染料是代表色的三原色。等量的三原色拼色后,可以得到黑色,原色与原色相混合可以得到二次色。例如红色染料与黄色染料混合可产生橙色;红色与蓝色染料产生紫色;蓝色与黄色染料产生绿色。三次色是通过三种一次色拼色所得到的,主要有暗黄、暗红、暗蓝、暗橙、暗绿、暗紫、灰;暗橙也可以叫棕色,暗绿可以叫橄榄绿或墨绿,暗紫可以叫紫酱。由此看来,凡是带有灰光的色泽都属于三次色。二次色和三次色都是由一次色拼成的。由于拼色比例不同,呈现出来的色泽也就不同。黄的比例较多,就呈现带黄光;红的比例多,就呈现带红光。必须指出,配色时既要考虑色光与色相,又要考虑染料的力份和染料尾称中的代号。例如还原染料RSN蓝,它的色光偏红,如果用等量的RSN蓝与等量的红色还原染料拼混,所获得色的紫色,其色光必然与还原蓝BC与还原红色染料所拼成的紫色不同,前者带红光,而后者拼成的紫色较纯。在配色时,最好能选择一种最近似来样的染料作为基本染料,然后根据色光作合理调整,这样可以达到事半功倍的效果。例如,来样是深火红色,要求用活性染料染色。可在活性染料中找到色光接近的染料(如活性红X-8B),通过打样,如色光不够鲜艳,可用少量橙XGN或橙X-G调整色光,如缺乏蓝光,可用活性红X一8B调整。同时,选择拼色染料时还应注意掌握五个原则。
◆争取“就近出发”,而不要“就远出发”。例如,要求的色泽为绿色,应该争取从绿出发,而不应该用黄与蓝来拼色。
◆争取“就近补充”,而不要“就远补充”。例如,要求的色泽为红光蓝,就应该用紫来补充红光,而不应该用红来补充红光。
◆争取“一补两全”,而不要“两补两全”。例如,要求的色泽为军绿色,应该从绿出发,用暗黄来补充黄光和灰光;而不应该用艳黄、嫩黄与灰来分别补充黄光和灰光。
◆争取“一补一全”,而不要“两补一全”。例如,要求的色泽为红光蓝色,应该从蓝出发,用紫来补充红光;而不应该用紫与艳红来重复补充红光。
◆争取“多方供给”,而不要“一方供给”。例如,要求色泽为军绿色,应该用暗绿同暗黄来拼色,灰光亦由暗绿与暗黄两方面供给,而不应由艳绿与暗黄或暗绿与艳黄来拼色。由此可见,如果要求色泽是棕色,最好是从棕色出发,暗黄来补充黄光,暗红来补充红光,缺蓝光则用暗蓝补充,缺黄光和红光用暗橙来补充,缺黄光和蓝光则用暗绿来补充,缺红光和蓝光可用暗紫来补充。如果没有适当的棕色可利用,则用暗黄和暗红拼色。总之,要求的色泽为三次色,应争取用三次色来拼,或用三次色和二次色来拼;要求的色泽为二次色,应从二次色来拼,或用二次色和一次色来拼。一般尽量避免用单纯的一次色来拼色。有时候也可用补色原理来调整色光,但只能是微量的调节。例如,有一带红光的蓝色,如认为红光太重不符合要求,可加少量绿色(红色的余色)来消除红光。
配色时除了应掌握上述原则外,还应考虑同一类染料的类型。如直接染料上染率的不同;还原染料的甲、乙、丙法;分散染料的E型、SE型和S型;阳离子染料的K值;活性染料的X型、H型、M型、KE型等。另外,还要考虑染料的相容性、pH值敏感性、浴比依存性、染料的提升力等。总之,配色工作是一项既复杂又细致的工作,既要有一定的实践经验,又要科学地、合理地掌握拼色。技术,才能获得理想的效果。