染料

  染料是有颜色的物质。但有颜色的物质并不一定是染料。作为染料,必须能够使一定颜色附着在纤维上。且不易脱落、变色。染料通常溶于水中,一部份的染料需要媒染剂使染料能黏着于纤维上。
  染料和色素吸收部份波长的光,所以看起来带有颜色。与染料比较,色素并不溶于水中,亦不会附着于其他物质上。
  考古资料显示,染色技术于印度中东已有超过五千年历史。当时的染料从动植物或矿物质而来,甚少经过处理。大多数染料来自植物界(如植物的根、莓类、树皮、叶子和木料等),但此类染料甚少被广泛用于商业上。

有机染料

  第一种人造的有机染料苯胺紫(mauveine)由威廉·珀金(William Henry Perkin)于一八五六年发明。其后共有上千种染料被发明出来。现今我们根据染料着色的方式来将它们分类。
  酸性洗染是利用水溶性阴离子染剂进行染色,广泛的应用于丝绸、羊毛、尼龙和改造过的乙酰纤维等可以使用中性到酸染浴的材质的染色。染剂对纤维的附着能力至少有一部分是归因于染剂中的阴离子与纤维中的阳离子行成盐类的反应。所以酸染料不能附着于纤维素构成的纤维。
  碱性洗染是用水溶阳离子洗染,主要应用对丙烯酸酯纤维,也有少部分用于羊毛和丝绸。通常会加入乙酸帮助纤维吸收染料。另外,碱性洗染还应用于色纸上色。
  直接洗染又名实体洗染,通常配合中立或轻微碱性染浴,或是在靠近沸点的温度之下进行,有些还会配合加入氯化钠(NaCl)或硫酸钠(Na2SO4)。直接洗染被用在棉花,纸,皮革,羊毛,丝绸和尼龙的染色。另外还用在酸碱度显示和和生物体的染色。
媒染顾名思义就是需要媒介,它可以增强染料固著的坚牢度并可使染料抗水,光和发汗。媒介的选择是很重要的,因为它可以很明显的改变最后染出来的颜色。大部分天然物质的洗染都属于媒染,因此有很多关于技巧介绍的文献。最重要的媒染是综合性媒介洗染,或镀铬物洗染,用在羊毛染色上;这些包括一些羊毛专用的30%洗染,另外这种染色法对于海军服的深色染特别有用。媒染的一种媒介──重铬酸钾──主要作用是后续处理。要注意的是许多媒染用媒介都含有重金属盐类,可能对健康造成严重危害所以使用时必须小心。
  大桶洗染用的染料基本上是不溶于水也不能附着在纤维上。但是可以先利用在碱性水溶液中进行还原反应产生染料的无色碱金属盐类,借由这型式来附着在纤维上。随后以氧化反应来使染料重新呈色以完成洗染。
  易反应染料是运用含有容易与纤维起反应的取代基的发光团化合物进行染色。因为与纤维形成共价键因此这种染色法堪称最耐久的染色法。目前有所谓冷性易反应的染料,譬如Procion MX 、Cibacron F,和Drimarene K,可以在室温之下进行反应所以容易运用、所以易反应的染料显然是在家庭或是艺术工作室中染棉花或纤维素的最佳选择。
  分散洗染最初是被开发来染醋酸纤维素,并且具有极不溶于水的特性。染料均匀的被混合在分散基质中,以糊状型式或先透过喷雾干燥法来制成粉末出售。它们也可被使用来洗染尼龙、三乙酸酯纤维素、聚酯和乙酰纤维。在某些情况下,洗染需要在130 .C下进行,同时还要配合高压力。极度微小的染料颗粒可以增大接触面积所以容易溶解并被纤维吸收。染色的效率受到分散基质的影响。
偶氮洗染是一种直接让不溶于水的偶氮染料直接生成在纤维上或纤维里的技术。这种方式由加入偶氮及耦合化合物进行反应来达成。适当调整染浴的条件及各成分的比例产生不能溶解的偶氮染料。这个技术洗染是极为独特的,因为最后的颜色由偶氮化合物及耦合化合物控制。
  硫磺染料是用来将棉化染成暗色的染料。起始的染浴给予一种黄色或苍白淡黄绿颜色。接下来进行氧化反应形成我们在袜子蓝色牛仔裤上可以看到的的靛蓝色的黑暗的黑色。

染料命名

  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。
  目前,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。   

·中国染料命名用词

   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。
  性质与用途   
  C-耐氯,棉用
  I-士林还原染料的坚牢度;
  K-冷染(中国活性染料K表示热染)
  L-耐光牢度或均染性好;
  M-混合物;
  N-新型或标准;
  P-适用于印花;
  X-高浓度(中国活性染料X表示冷染)。
  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。中国根据需要,拟采取统一的命名法则。

染色牢度

·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。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。   

·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。

·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。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。
  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。

禁用染料

  近年来,国际上对环境质量的恶化与生态平衡的失调十分关切,人类正面临有史以来最严重的环境危机,在环境污染中,大部分直接与工业和工业产品的污染有关。作为染料中间体的芳胺,已被一些国家的政府机构列为可疑致癌物,其中联苯胺的乙萘胺已被确认为是对人类最具烈性的致癌物。为此,在世界各国,关注染料生产、强调环境保护已成为当务之急,美国、欧洲、日本已建立了研究染料生态安全和毒理的机构,专门了解和研究染料对人类健康与环境的影响,并制订了染料中重金属含量指标。美国染料制造商协会生态委员会独立地研究染料与助剂对于环境的影响,确定了各种类商品染料中金属杂质的浓度范围。
  1992年4月德国在关于日用品法律的第一条款中写上了有关禁用染料的内容,但不明确,于是在1994年7月、1994年12月、1995年7月、1996年7月分别发布了第二次至第五次修正案,并于1997年7月再就有关条款进行更详细的补充公布。按德国Bayer公司1994年的分析,在德国市场上涉及的禁用染料有118只,依其应用类别包括直接染料77只、酸性染料26只、分散染料6只、冰染色基5只、碱性染料3只和氧化色基1只。在1999年SDC resource file 中登载着德国VCI(德国化学工业协会)根据内部研究和1994年第三版“染料索引”所收集的可还原裂解出22种致癌芳香胺的偶氮染料有141只,它们与德国Bayer公司1994年提出的118只禁用染料相比,有113只染料结构是相同的。若将VCI与Bayer公司提出的禁用染料合并,则共有禁用染料146只,其中直接染料84只、酸性染料29只、分散染料9只、碱性染料7只、冰染料色基5只、氧化色基1只、媒染染料2只和溶剂染料9只。
  根据2000年所发布的Eco-Tex Standard 100新版测试纺织品中有毒物质的标准,涉及到的禁用染料还包括过敏性染料、直接致癌染料和急性毒性染料,另外还包括含铅、锑、铬、钴、铜、镍、汞等重金属超过限量指标,甲醛含量超过限量指标,有机农药超过限量指标的染料,以及含有环境激素、含有产生环境污染的化学物质、含有变异性化学物质、含有持久性有机污染物的染料等。   
  从染料分子结构分析和染色织物实测说明,以致癌芳香胺作为中间体合成的染料,包括偶氮染料和其它染料,如未经充分提纯,即使有微量存在,该染料也属禁用之列。目前市场上70%左右的合成染料是以偶氮结构为基础的,广泛应用的直接染料、酸性染料、活性染料、金属络合染料、分散染料、阳离子染料及缩聚染料等,都含有偶氮结构。偶氮染料不仅用于纺织品的印染,还用来染皮革、纸张、食品等。应该指出,一般情况下偶氮染料本身不会对人体产生有害影响,但部分用致癌性的芳香胺类中间体合成的偶氮染料,当其与人体皮肤长期接触之后,会与人体正常新陈代谢过程中释放的物质结合,并发生还原反应使偶氮基断裂,重新生成致癌的芳香类化合物,这些化合物被人体再次吸收,经过活化作用,使人体细胞发生结构与功能的改变,从而转变成人体病变诱发因素,而增加了致癌的可难性。同时禁用染料也不局限于偶氮染料,在其它结构的染料中,如硫化染料、还原染料及一些助剂中也可能因隐含有这些有害的芳香胺而被禁用。

环保染料

  按照生态纺织品的要求以及禁用118种染料以来,环保染料已成为染料行业和印染行业发展的重点,环保染料是保证纺织品生态性极其重要的条件。环保染料除了要具备必要的染色性能以及使用工艺的适用性、应用性能和牢度性能外,还需要满足环保质量的要求。环保型染料应包括以下十方面的内容:   
  (1)不含德国政府和欧共体及Eco-Tex Standard 100 明文规定的在特定条件下会裂解释放出22种致癌芳香胺的偶氮染料,无论这些致癌芳香胺游离于染料中或由染料裂解所产生;   
  (2)不是过敏性染料;   
  (3)不是致癌性染料;   
  (4)不是急性毒性染料;   
  (5)可萃取重金属的含量在限制值以下;   
  (6)不含环境激素;   
  (7)不含会产生环境污染的化学物质;   
  (8)不含变异性化合物和持久性有机污染物;   
  (9)甲醛含量在规定的限值以下;   
  (10)不含被限制农药的品种且总量在规定的限值以下;   
  从严格意义上讲,能满足上面要求的染料应该称为环保型的染料,真正的环保染料除满足上面要求外,还应该在生产过程中对环境友好,不要产生“三废”,即使产生少量的“三废”,也可以通过常规的方法处理而达到国家和地方的环保和生态要求。