染色基础
概述
染色（Dyeing）是将染料与纤维发生物理或化学结合，使织物获得均匀、坚牢颜色的加工过程。染色前需完成前处理工艺（包括退浆工艺、漂白工艺、丝光工艺）以确保良好的染色条件。染色质量是染整加工的核心指标，直接影响产品的外观和使用价值。
染料分类总览
| 染料类型 |
适用纤维 |
结合方式 |
结合力(kJ/mol) |
耐洗牢度 |
代表品种 |
| 活性染料 |
棉、粘胶 |
共价键 |
250-400 |
优(4-5级) |
X型、KN型、M型 |
| 分散染料 |
涤纶、锦纶 |
范德华力 |
20-50 |
优(4-5级) |
E型、SE型、S型 |
| 还原染料 |
棉 |
共价键 |
200-350 |
优(5级) |
还原蓝RSN、还原棕 |
| 直接染料 |
棉、粘胶 |
氢键 |
10-30 |
中(2-3级) |
直接冻黄G、直接蓝 |
| 酸性染料 |
锦纶、羊毛 |
离子键 |
30-80 |
良(3-4级) |
弱酸性艳蓝RAW |
| 阳离子染料 |
腈纶 |
离子键 |
50-100 |
优(4-5级) |
碱性品红、阳离子金黄 |
染色基本过程
四个阶段
染液 ──①吸附──→ 纤维表面 ──②扩散──→ 纤维内部 ──③固着──→ 纤维-染料结合
↓
④动态平衡（吸附⇌解吸）
吸附阶段
- 染料分子从染液向纤维表面转移
- 受浓度梯度、温度、搅拌影响
- 遵循Freundlich或Langmuir吸附等温线
扩散阶段
- 染料从纤维表面向内部扩散
- 受纤维结构、温度、染料分子大小影响
- 活化能Ea = 40-80 kJ/mol
固着阶段
- 染料与纤维发生化学或物理结合
- 决定染色牢度
- 不同染料结合力差异大
平衡阶段
- 吸附与解吸达到动态平衡
- 上染率不再增加
- 延长时间不能无限提高上染率
染色动力学参数
| 参数 |
符号 |
意义 |
典型范围 |
| 上染率 |
D% |
纤维上染料量/染液中染料总量 |
60-95% |
| 固着率 |
F% |
固着染料量/总上染量 |
50-90% |
| 匀染性 |
— |
染料分布均匀程度 |
越均匀越好 |
| 半染时间 |
t₁/₂ |
上染率达到一半的时间 |
5-30min |
| 扩散系数 |
D |
染料扩散速度 |
10⁻⁹-10⁻⁷ cm²/s |
影响染色的因素
温度影响
| 温度范围 |
作用机理 |
适用染料 |
关键说明 |
| 室温-40℃ |
初始吸附 |
所有染料 |
控制上染速度 |
| 40-80℃ |
加速扩散 |
直接、活性染料 |
关键升温段 |
| 80-100℃ |
充分上染 |
活性、还原染料 |
接近沸点 |
| 100-130℃ |
高温染色 |
分散染料（涤纶） |
高压设备 |
| 130-140℃ |
超高温染色 |
分散染料 |
特殊工艺 |
温度与上染速率关系
上染率(%)
100 ─────────────────────────────
90 ──────────────────┐
80 ───────────┐ │
70 ──────┐ │ │
60 ─┐ │ │ │
50 ─┤ │ │ │
└────┴────┴──────┴────────
40 60 80 100 120 温度(℃)
pH值影响
| pH范围 |
适用染料 |
纤维 |
作用机理 |
| 2-4（酸性） |
酸性、阳离子 |
锦纶、羊毛 |
纤维带正电 |
| 5-6（弱酸性） |
分散染料 |
涤纶 |
保护染料稳定性 |
| 6-7（中性） |
直接 |
棉 |
纤维中性 |
| 8-11（碱性） |
活性、还原 |
棉 |
促进共价键形成 |
| 11-14（强碱） |
还原染料 |
棉 |
还原溶解 |
浴比
| 浴比类型 |
浴比范围 |
染料利用率 |
匀染性 |
用水量 |
适用 |
| 小浴比 |
1:3-1:5 |
高 |
较差 |
少 |
溢流染色 |
| 中浴比 |
1:5-1:10 |
中 |
中等 |
中 |
常规染色 |
| 大浴比 |
1:10-1:20 |
低 |
好 |
多 |
绳状染色 |
其他影响因素
| 因素 |
影响方式 |
控制要点 |
| 电解质 |
促染或缓染 |
控制种类和浓度 |
| 表面活性剂 |
渗透、匀染 |
选择合适类型 |
| 水质 |
影响溶解度和色光 |
使用软水 |
| 织物结构 |
影响渗透和匀染 |
调整工艺 |
配色基础
三原色选择
| 染料类型 |
红色三原色 |
黄色三原色 |
蓝色三原色 |
| 活性染料 |
活性红M-2B |
活性黄M-RE |
活性蓝M-BRN |
| 分散染料 |
分散红FB |
分散黄S-3GL |
分散蓝2BLN |
| 还原染料 |
还原红RK |
还原黄G |
还原蓝RSN |
配色方法
| 方法 |
原理 |
精度 |
效率 |
成本 |
适用 |
| 计算机配色 |
测色仪+软件 |
高 |
高 |
高 |
大批量 |
| 目测配色 |
经验+色卡 |
中 |
低 |
低 |
小批量 |
| 光谱配色 |
光谱分析 |
最高 |
中 |
最高 |
精密配色 |
色差评价
| 色差范围ΔE |
评价 |
接受性 |
| 0-0.5 |
微小差异 |
优秀 |
| 0.5-1.0 |
极小差异 |
良好 |
| 1.0-2.0 |
小差异 |
一般可接受 |
| 2.0-3.5 |
明显差异 |
部分接受 |
| > 3.5 |
显著差异 |
不可接受 |
染色牢度指标
| 牢度项目 |
评价标准 |
等级范围 |
说明 |
| 耐洗牢度 |
GB/T 3921 |
1-5级 |
5级最好 |
| 耐摩擦牢度 |
GB/T 3920 |
1-5级 |
分干/湿摩擦 |
| 耐日晒牢度 |
GB/T 8427 |
1-8级 |
8级最好 |
| 耐汗渍牢度 |
GB/T 3922 |
1-5级 |
分酸/碱汗 |
| 耐升华牢度 |
GB/T 5718 |
1-5级 |
主要考核分散染料 |
| 耐氯漂牢度 |
GB/T 7069 |
1-5级 |
漂白产品考核 |
| 耐光汗牢度 |
GB/T 14576 |
1-5级 |
运动面料 |
染色设备选择
| 设备类型 |
适用织物 |
浴比 |
特点 |
产量 |
| 绳状染色机 |
针织物 |
1:8-1:15 |
柔和处理 |
中 |
| 溢流染色机 |
各类织物 |
1:5-1:10 |
匀染好 |
中高 |
| 轧染联合机 |
机织物 |
1:3-1:5 |
连续高速 |
高 |
| 卷染机 |
机织物 |
1:5-1:10 |
灵活换色 |
低 |
| 冷轧堆染色 |
棉织物 |
— |
节能环保 |
中 |
常见染色问题汇总
| 问题 |
可能原因 |
解决方向 |
| 色差 |
配方不准/工艺波动 |
校准配方/稳定工艺 |
| 色花 |
上染过快/搅拌不匀 |
降低上染速度 |
| 色点 |
染料未溶解/聚集 |
改善溶解条件 |
| 色斑 |
前处理不匀 |
加强前处理 |
| 牢度差 |
后处理不充分 |
加强皂洗 |
| 色光不符 |
配色偏差 |
重新配色 |
| 色变 |
化学品影响 |
检查助剂兼容性 |
相关链接