Пять основных свойств дисперсных красителей:

Поднимающая способность, покрывающая способность, дисперсионная стабильность, чувствительность к pH, совместимость.

1. Подъемная сила
1. Определение подъемной силы:
Осветляющая способность — одно из важных свойств дисперсных красителей. Эта характеристика указывает на то, что при использовании каждого красителя для окрашивания или печати его количество постепенно увеличивается, и, соответственно, увеличивается глубина цвета на ткани (или пряже). Для красителей с хорошей осветляющей способностью глубина окрашивания увеличивается пропорционально количеству красителя, что указывает на более глубокое окрашивание; красители с плохой осветляющей способностью имеют плохое глубокое окрашивание. При достижении определенной глубины цвет перестает углубляться по мере увеличения количества красителя.
2. Влияние силы литья на процесс окрашивания:
Светоотражающая способность дисперсных красителей сильно варьируется в зависимости от конкретного вида. Красители с высокой светоотражающей способностью следует использовать для получения насыщенных и густых цветов, а красители с низкой светоотражающей способностью — для ярких и светлых оттенков. Только освоив характеристики красителей и рационально используя их, можно добиться экономии красителей и снижения затрат.
3. Тест на подъем тяжестей:
Красящая способность при высокотемпературном и высокодавленческом крашении выражается в %. При заданных условиях крашения измеряется степень истощения красителя в красящем растворе или непосредственно измеряется значение глубины цвета окрашенного образца. Глубина окрашивания каждого красителя может быть разделена на шесть уровней в соответствии с 1, 2, 3,5, 5, 7,5, 10% (OMF), а крашение проводится на малогабаритной машине при высокой температуре и высоком давлении. Красящая способность при крашении методом горячего расплава или текстильной печати выражается в г/л.
В контексте реального производства, осветляющая способность красителя — это изменение концентрации красящего раствора, то есть изменение оттенка готового изделия относительно окрашенного изделия. Это изменение может быть не только непредсказуемым, но и позволяет точно измерить значение глубины цвета с помощью прибора, а затем рассчитать кривую осветляющей способности дисперсного красителя по формуле глубины цвета.
2. Покрывающая способность

1. Какова кроющая способность красителя?

Подобно тому, как при окрашивании хлопка реактивными или кубовыми красителями происходит маскировка отмерших волокон хлопка, маскировка дисперсными красителями некачественного полиэстера здесь называется «закрашиванием». Ткани из полиэфирных (или ацетатных) волокон, включая трикотаж, часто приобретают цветовые оттенки после окрашивания дисперсными красителями. Причин для такого цветового профиля много: некоторые связаны с дефектами плетения, а другие проявляются после окрашивания из-за различий в качестве волокон.

2. Тест на покрытие:

При выборе низкокачественных полиэфирных нитей, окрашивании дисперсными красителями разных цветов и оттенков в одинаковых условиях окрашивания, возникают различные ситуации. Некоторые цветовые градации выражены сильно, а другие — слабо, что отражает наличие разных цветовых градаций у дисперсных красителей. Степень укрывистости. Согласно серому стандарту, 1-я градация характеризуется сильной цветовой разницей, а 5-я — отсутствием цветовой разницы.

Покрывающая способность дисперсных красителей в цветовом ряду определяется самой структурой красителя. Большинство красителей с высокой начальной скоростью окрашивания, медленной диффузией и плохой миграцией имеют низкую покрывающую способность в цветовом ряду. Покрывающая способность также связана с устойчивостью к сублимации.

3. Проверка красящих свойств полиэфирной нити:

Напротив, для определения качества полиэфирных волокон можно использовать дисперсные красители с низкой кроющей способностью. Нестабильные процессы производства волокон, включая изменения параметров вытягивания и закрепления, приводят к несоответствиям в свойствах волокон. Контроль качества окрашиваемости полиэфирных нитей обычно проводится с использованием типичного красителя с низкой кроющей способностью Eastman Fast Blue GLF (CI Disperse Blue 27), глубина окрашивания 1%, кипячение при 95–100℃ в течение 30 минут, промывка и сушка в соответствии со степенью различия в цвете.

4. Профилактика в производстве:

Для предотвращения появления цветовых оттенков в реальном производстве первым шагом является усиление контроля качества сырья из полиэфирного волокна. Ткацкая фабрика должна использовать излишки пряжи перед заменой изделия. Для заведомо некачественного сырья можно выбирать дисперсные красители с хорошей укрывной способностью, чтобы избежать массовой деградации готового изделия.

3. Дисперсионная стабильность

1. Дисперсионная стабильность дисперсных красителей:

Дисперсные красители заливают в воду, а затем диспергируют до мелких частиц. Распределение частиц по размерам расширяют по биномиальной формуле, при этом среднее значение составляет от 0,5 до 1 микрона. Размер частиц высококачественных коммерческих красителей очень близок, и наблюдается высокая доля таких красителей, что можно определить по кривой распределения частиц по размерам. Красители с плохим распределением частиц по размерам имеют крупные частицы разных размеров и плохую дисперсионную стабильность. Если размер частиц значительно превышает средний диапазон, может произойти перекристаллизация мельчайших частиц. Из-за увеличения количества крупных перекристаллизованных частиц красители выпадают в осадок и оседают на стенках красильной машины или на волокнах.

Для образования стабильной водной дисперсии мелких частиц красителя необходимо обеспечить достаточную концентрацию кипящего диспергатора красителя в воде. Частицы красителя окружены диспергатором, который предотвращает их сближение, взаимную агрегацию или агломерацию. Отталкивание зарядов анионов способствует стабилизации дисперсии. К обычно используемым анионным диспергаторам относятся природные лигносульфонаты или синтетические диспергаторы нафталинсульфоновой кислоты; существуют также неионогенные диспергаторы, большинство из которых представляют собой производные алкилфенолполиоксиэтилена, специально используемые для синтетической пастообразной печати.

2. Факторы, влияющие на стабильность дисперсии дисперсных красителей:

Примеси в исходном красителе могут негативно повлиять на его дисперсионное состояние. Изменение кристаллической структуры красителя также является важным фактором. Некоторые кристаллические состояния легко диспергируются, в то время как другие — нет. В процессе окрашивания кристаллическая структура красителя иногда изменяется.

При диспергировании красителя в водном растворе под воздействием внешних факторов стабильное состояние дисперсии нарушается, что может привести к увеличению количества кристаллов красителя, агрегации частиц и флокуляции.

Разница между агрегацией и флокуляцией заключается в том, что агрегация может исчезнуть, обратима и может быть повторно диспергирована путем перемешивания, тогда как флокулированный краситель представляет собой дисперсию, которую невозможно восстановить до стабильного состояния. Последствия флокуляции частиц красителя включают: цветовые пятна, замедление окрашивания, снижение выхода цвета, неравномерное окрашивание и загрязнение емкости для окрашивания.

К факторам, вызывающим нестабильность дисперсии красильного раствора, относятся, в общих чертах, следующие: низкое качество красителя, высокая температура красильного раствора, слишком длительное время, слишком высокая скорость насоса, низкое значение pH, неподходящие вспомогательные вещества и загрязненные ткани.

3. Проверка дисперсионной стабильности:

А. Метод с использованием фильтровальной бумаги:
В раствор дисперсного красителя концентрацией 10 г/л добавляют уксусную кислоту для регулирования значения pH. 500 мл раствора отбирают и фильтруют через фильтровальную бумагу № 2 на фарфоровой воронке для оценки тонкости частиц. Еще 400 мл раствора помещают в высокотемпературную и высокодавленную красильную машину для контрольного эксперимента, нагревают до 130°C, выдерживают в течение 1 часа, охлаждают и фильтруют через фильтровальную бумагу для сравнения изменений тонкости частиц красителя. После фильтрации нагретого до высокой температуры красильного раствора на бумаге отсутствуют цветовые пятна, что свидетельствует о хорошей стабильности дисперсии.

Б. Метод окрашивания домашних животных:
Концентрация красителя 2,5% (по весу к полиэстеру), соотношение красителя и полиэстера 1:30, добавить 1 мл 10% сульфата аммония, отрегулировать pH до 5 с помощью 1% уксусной кислоты, взять 10 грамм трикотажного полотна из полиэстера, прокатать его по пористой стенке и обеспечить циркуляцию красящего раствора внутри и снаружи. В высокотемпературной и высокодавленческой красильной машине для небольших образцов температуру повышают до 130°C до 80°C, выдерживают в течение 10 минут, охлаждают до 100°C, промывают и сушат в воде, после чего наблюдают наличие пятен от конденсированного красителя на ткани.

Четвертый аспект – чувствительность к pH.

1. Что такое чувствительность к pH?

Существует множество разновидностей дисперсных красителей, широкие хроматограммы и очень разная чувствительность к pH. Красящие растворы с разными значениями pH часто приводят к различным результатам окрашивания, влияя на глубину цвета и даже вызывая серьезные изменения цвета. В слабокислой среде (pH 4,5–5,5) дисперсные красители находятся в наиболее стабильном состоянии.

Значения pH коммерческих растворов красителей неодинаковы: некоторые нейтральны, другие слабощелочные. Перед окрашиванием pH раствора корректируют до заданного значения с помощью уксусной кислоты. В процессе окрашивания значение pH раствора иногда постепенно повышается. При необходимости для поддержания слабокислой среды в растворе можно добавить муравьиную кислоту и сульфат аммония.

2. Влияние структуры красителя на чувствительность к pH:

Некоторые дисперсные красители с азогруппой очень чувствительны к щелочам и не устойчивы к восстановлению. Большинство дисперсных красителей с эфирными, цианогруппами или амидными группами подвержены щелочному гидролизу, что влияет на нормальный оттенок. Некоторые разновидности можно окрашивать в одной ванне с прямыми красителями или подвергать пропитке в одной ванне с реактивными красителями, даже при высокой температуре в нейтральных или слабощелочных условиях, без изменения цвета.

При печати с использованием дисперсных и реактивных красителей одинакового размера следует применять только щелочестойкие красители, чтобы избежать влияния пищевой соды или кальцинированной соды на оттенок. Особое внимание следует уделить подбору цвета. Перед изменением типа красителя необходимо провести тест и выяснить диапазон pH-стабильности красителя.
5. Совместимость

1. Определение совместимости:

В массовом производстве красителей для достижения хорошей воспроизводимости обычно требуется, чтобы красящие свойства трех основных используемых красителей были схожими, чтобы обеспечить постоянство разницы в цвете до и после каждой партии. Как контролировать разницу в цвете между партиями окрашенной готовой продукции в пределах допустимого диапазона качества? Это тот же вопрос, что и совместимость красящих составов, которая называется совместимостью красителей (также известной как совместимость окрашивания). Совместимость дисперсных красителей также связана с глубиной окрашивания.

Для окрашивания ацетата целлюлозы обычно требуется использовать дисперсные красители, температура окрашивания которых составляет около 80 °C. Слишком высокая или слишком низкая температура окрашивания красителей не способствует достижению нужного цвета.

2. Проверка совместимости:

При окрашивании полиэстера при высокой температуре и высоком давлении характеристики окрашивания дисперсными красителями часто изменяются из-за добавления другого красителя. Общий принцип заключается в выборе красителей с похожими критическими температурами окрашивания для достижения соответствия цвета. Для исследования совместимости красителей можно провести серию небольших пробных испытаний по окрашиванию в условиях, аналогичных оборудованию для окрашивания, изменяя основные параметры процесса, такие как концентрация рецептуры, температура красящего раствора и время окрашивания, чтобы сравнить цвет и светостойкость окрашенных образцов ткани. Красители с лучшей совместимостью по красящим свойствам следует отнести к одной категории.

3. Как разумно выбрать совместимость красителей?

При окрашивании смесовых тканей из полиэстера и хлопка методом горячего плавления красители, соответствующие заданному цвету, должны обладать теми же свойствами, что и монохромные красители. Температура и время плавления должны соответствовать характеристикам фиксации красителя, чтобы обеспечить максимальную интенсивность окраски. Каждый монохромный краситель имеет специфическую кривую фиксации при горячем плавлении, которая может служить основой для предварительного выбора красителей, соответствующих заданному цвету. Высокотемпературные дисперсные красители обычно не могут соответствовать цветам низкотемпературных красителей, поскольку требуют разных температур плавления. Красители средней температуры могут не только соответствовать цветам высокотемпературных красителей, но и совместимы с низкотемпературными красителями. Разумное соответствие цвета должно учитывать соответствие между свойствами красителей и стойкостью окраски. Результатом произвольного соответствия цвета является нестабильность оттенка и низкая воспроизводимость цвета изделия.

Принято считать, что форма кривой термофиксации красителей одинакова или схожа, и количество монохроматических диффузионных слоев на полиэфирной пленке также одинаково. При одновременном окрашивании двумя красителями цветовая интенсивность в каждом диффузионном слое остается неизменной, что указывает на хорошую совместимость двух красителей при подборе цвета; напротив, форма кривой термофиксации красителей различна (например, одна кривая поднимается с повышением температуры, а другая опускается с повышением температуры), и при одновременном окрашивании двумя красителями с разным количеством оттенков в диффузионном слое монохроматической пленки оттенки в диффузионном слое различаются, поэтому они не подходят друг к другу для подбора цвета, но одинаковый оттенок не подчиняется этому ограничению. Возьмем, к примеру, каштан: дисперсный темно-синий HGL и дисперсный красный 3B или дисперсный желтый RGFL имеют совершенно разные кривые термофиксации, и количество диффузионных слоев на полиэфирной пленке значительно различается, поэтому они не могут быть подобраны по цвету. Поскольку дисперсный красный M-BL и дисперсный красный 3B имеют схожие оттенки, их все еще можно использовать для подбора цвета, несмотря на непостоянные свойства термоплавкого покрытия.