將坯布(綢)經過漂煉處理後,通過加工上色給布染上各種顏色,就成為染色布。
絕大多數都是機械染色,但也有少量的手工染色的成品。
起源
根據人類學家的推測(並沒有足夠的證據去證實),是從泥染與炭灰開始的。當人們還是穿著獸皮時,在河邊活動時,和上了河裡的泥巴。泥巴中的礦物質就附著在獸皮上,不容易掉色;泥巴的顏色不同,染的色彩也不同。另外,炭染就是以煮食後,所剩餘的黑色木炭就是最好的染料。雖然這些染料的堅牢度都不是很高,拍拍即會掉落;但是取材容易,只要再塗染一次即可。這時的染的概念還沒成熟,只是停留在有限度的染;或者稱之為廣義的染色,也是包含了塗抹的累積性著色方法。這些用來塗抹上色的染料有礦物性的或動物性的,大部分是以植物性染料來染成的。中國的染色技術在西周時代就開始具有較完備的設施。周公旦攝政時期,政府機構中設有天官、地官、春官、夏官、秋官、冬官等六官。在天官下,就設有〝染人〞的職務,專門負責染色的工作;另外在地官下,有設有專管染色材料的收集工作的。如在〝周禮〞上記載著管理征斂植物染料的〈掌染草〉和負責染絲、染帛的〈染人〉等的官職,影響到秦代也設有〈染色司〉的官職,之後的各朝也都分別設有〈司染署〉,唐代設有〈染院〉,在染院裡也設有〈染人〉一職。到了最近的清代是設有〈藍靛所〉、〈江南織造局〉。
種類
按照坯布的織法可以分為:
梭織染色布和針織染色布二大類。按照原材料的不同分為:
全棉、化纖合成纖維、毛麻、絲綢、混紡等等染色布。染色工藝
一、 手工染色
二、 機器染色
機染主要有:浸染
亦稱竭染。就是將被染物浸漬於含染料及所需助劑的染浴中,通過染浴循環或被染物運動,使染料逐漸上染被染物的方法。將紡織物反覆浸漬在染液中,使之和染液不斷相對運動的染色方法。卷染
直接染料套用於織物的卷染,與浸染比較,各具優缺點。卷染的浸透度及纖維的遮蓋力雖不及繩狀浸染,但對緊密織物的平挺度來說,則為浸染所不及,尤其對粘膠絲織物顯得更為突出。採用松式卷染機染色,效果更好。用於卷染染色的品種很多,主要的有棉織物、粘膠織物、粘膠蠶絲交織物、維棉或維粘混紡織物等。
軋染
直接染料除採用浸染和卷染外,又可採用浸軋染色,簡稱軋染;並由於軋染後的織物必須經汽蒸固著,所以又稱軋蒸法。軋染對纖維的遮蓋力和卷染一樣,不及繩狀浸染,而且軋染不夠勻透。此外,由於有些常用直接染料染色的粘膠、蠶絲織物,一般都不適應軋染,故直接染料僅少量用於棉織物的軋染。一般紗線及針織物大都用浸染,而梭機織物大都用卷染和軋染。
染整工藝流程
練漂去除天然纖維里含有雜質,以及在紡織加工過程中又加入了各漿料、油劑和沾染的污物等。這些雜質的存在,既妨礙染整加工的順利進行,也影響織物的服用性能。練漂的目的是套用化學和物理機械作用,除去織物上的雜質,使織物潔白、柔軟,具有良好的滲透性能,以滿足服用要求,並為染色、印花、整理提供合格的半制品。純棉織物練漂加工的主要過程有:原布準備、燒毛、退漿、煮練、漂白、絲光。
1) 原布準備:
原布準備包括原布檢驗、翻布(分批、分箱、列印)和縫頭。原布檢驗的目的是檢查坯布質量,發現問題能及時加以解決。檢驗內容包括物理指標和外觀疵點兩項。前者包括原布的長度、幅度、重量、經緯紗線密度和密度、強力等,後者如紡疵、織疵、各種班漬及破損等。通常抽查總量的10%左右。原布檢驗後,必須將原布分批、分箱,並在布頭上列印,標明品種、加工工藝、批號、箱號、發布日期和翻布人代號,以便於管理。為了確保連續成批的加工,必須將原布加以縫接。2) 燒毛:
燒毛的目的在於燒去布面上的絨毛,使布面光潔美觀,並防止在染色、印花時因絨毛存在而產生染色不勻及印花疵病。織物燒毛是將織物平幅快速通過高溫火焰,或擦過赤熱的金屬表面,這時布面上存在的絨毛很快升溫,並發生燃燒,而布身比較緊密,升溫較慢,在未升到著火點時,即已離開了火焰或赤熱的金屬表面,從而達到燒去絨毛,又不操作織物的目的。3) 退漿:
紡織廠為了順利的織布,往往對經紗上漿以提高強力和耐磨性。坯布上的漿料即影響織物的吸水性能,還影響染整產品的質量,且會增加染化藥品的消耗,故在煮練前應先去除漿料,這個過程叫退漿。棉織物上的漿料可採用鹼退漿、酶退漿、酸退漿和氧化劑退漿等方法,將其從織物上退除。鹼退漿使漿料膨化,與纖維粘著力下降,經水洗從織物上退除。酶、酸、氧化劑使澱粉降解,在水中溶解度增大,經水洗退除。由於酸、氧化劑對棉纖損傷大,很少單獨使用,常與酶退漿、鹼退漿聯合使用。4) 煮練:
棉纖維生長時,有天然雜質(果膠質、蠟狀物質、含氮物質等)一起伴生。棉織物經退漿後,大部分漿料及部分天然雜質已被去除,但還有少量的漿料以及大部分天然雜質還殘留在織物上。這些雜質的存在,使綿織布的布面較黃,滲透性差。同時,由於有棉籽殼的存在,大大影響了棉布的外觀質量。故需要將織物在高溫的濃鹼液中進行較長時間的煮練,以去除殘留雜質。煮練是利用燒鹼和其他煮練助劑與果膠質、蠟狀物質、含氮物質、棉籽殼發生化學降解反應或乳化作用、膨化作用等,經水洗後使雜質從織物上退除。5) 漂白:
棉織物經煮練後,由於纖維上還有天然色素存在,其外觀不夠潔白,用以染色或印花,會影響色澤的鮮艷度。漂白的目的就在於去除色素,賦於織物必要的和穩定的白度,而纖維本身則不受顯著的損傷。棉織物常用的漂白方法有次氮酸鈉法、雙氧水法和亞氯酸鈉法。次氯酸鈉漂白的漂液PH值為10左右,在常溫下進行,設備簡單,操作方便、成本低,但對織物強度損傷大,白度較低。雙氧水漂白的漂液PH值為10,在高溫下進行漂白,漂白織物白度高而穩定,手感好,還能去除漿料及天然雜質。缺點是對設備要求高,成本較高。在適當條件下,與燒鹼聯合,能使退漿、煮練、漂白一次完成。亞氯酸鈉漂白的漂液PH值為4~4.5,在高溫下進行,具有白度好,對纖維損傷小的優點,但漂白時易產生有毒氣體,污染環境,腐蝕設備,設備需要特殊的金屬材料製成,故在套用上受到一定限制。次氯酸鈉和亞氯酸鈉漂白後都要進行脫氯,以防織物在存在過程中因殘氯存在而受損。
6)染色
染色是一個比較複雜的工藝,不同品質的布染色的工藝就不同,全棉、滌棉、麻棉、毛紡呢絨、絲綢製品 化纖製品、混紡製品、等等有的使用軋染、卷染就可以了,有的就必須使用高溫高壓染色,有的只染一次,有的要多次上色。使用不同的染料也有不同的工藝,僅以基本的全棉布為例:
雖然染色通過一台軋車就可以了,但也是最難的一道工序,因為染色的顏色控制除了已知的,還有許多的未知東西在裡面,比如染料在不同溫度下的穩定性,蒸汽的控制,軋車壓力的控制等,都是很精細的活.。
染色的長車分為兩個部分,前車染色,後車固色.染色方式根據選用染料品種的不同而有差異,染料一般有活性,士林,硫化,塗料.它們各有優缺點,一般情況下看要求的顏色而定,而且不可互相替換,其中,士林的色牢度最好,但價格貴,不適宜染深色,淺色的顏色不夠艷.除了因為染深色會增加成本,還有染深色相對活性染料教難控制,容易出現布面花等現象.活性的色牢度相比士林要差,但是染淺色比較艷麗,深色教容易控制,成本相應教少.硫化最差,色牢度不怎么好,禁AZO還不達標,但現在有一種液體硫化(也叫水硫化)禁AZO可以達標,但價格跟士林接近,染色不易控制還不能普及,只有少數的人追求它的褪色效果而採用.塗料不具有可比性,它的掉色很嚴重,是服裝洗後追求褪色效果的最佳選擇.可以與士林,活性靈活套用,得到不同的水洗效果(一般士林或活性打底,塗料套面色,可以解決單染塗料的白點問題,成本相應增加). 活性,士林和硫化的染色前車基本相同,要說差異,就是紅外線預烘開一組,兩組或者不開.後車則完全不同.活性的採用鹽和純鹼固色,士林的採用雙氧水還原固色(所以士林也叫還原染料),硫化的則要高溫蒸煮固色,水溫必須95度以上. 塗料的染色以後根據色牢度的褪色要求決定是否培烘固色.培烘溫度195-210度左右. 染色不可能百分百好的,修色,剝色再所難免.輕微的調整比如淺了套塗料,深了用純鹼洗.。
7) 絲光:
絲光是指棉織物在室溫或低溫下,在經緯方向上都受到張力的情況下,用濃的燒鹼溶液處理,以改善織物性能的加工過程。棉織物經過絲光後,由於纖維膨化,纖維縱向天然扭轉消失,橫截面成橢圓形,對光的反向更有規律,因而增進了光澤。纖維無形定區的增加,使染色時染料的上染率增加。取向度的提高,使織物強力增加,同時還有定形作用。絲光後,一定要採用沖吸去鹼或蒸箱去鹼,或平洗地去鹼等方法充分去鹼,直至織物呈中性。
染色染色是借染料與纖維發生物理或化學的結合,或用化學方法在纖維上生成顏料,使整個紡織品具有一定色澤的加工過程。染色是在一定溫度、時間、PH值和所需染色助劑等條件下進行的。染色產品應色澤均勻,還需要具有良好的染色牢度。織物的染色方法主要分浸染和軋染。浸染是將織物浸漬於染液中,而使染料逐漸上染織物的方法。它適用於小批量多品種染色。繩狀染色、卷染都屬於此範疇。軋染是先把織物浸漬於染液中,然後使織物通過軋輥,把染液均勻軋入織物內部,再經汽蒸或熱熔等處理的染色方法。它適用於大批量織物的染色。
8)後整理
後整理就是賦予服裝面料服用性能和美觀的紡織技術工程。以下是目前常見的紡織後整理的種類:,主要設備有:燒毛機、退漿機、絲光機、液氨機、定型機、預縮機、軋光機、水洗機、磨毛機、抓毛機、塗層機等。
主要作用:
1、磨毛
2、軋光或者叫壓光
3、軋花或者叫壓花
4、植絨 、轉移燙花。
5、塗層(a,乾法塗層;b,濕法塗層;c,轉移塗層也叫離心紙塗層)
6、PVC壓延 、壓花處理
7、複合(a,TPU膜貼膜PTFE膜貼膜;b,面料複合)
8、洗水、石磨、噴墨、固色處理。
9、防水、防風、防絨處理。
10、抗靜電處理
11、阻燃處理
12、防紫外線處理
13、拉絨 、磨絨、抗起球處理
14、壓皺 起皺、發泡處理
15、拉幅定型、柔軟預縮等等處理
紡織後整理工藝對於開發一些具有特殊功能的面料,對賦予面料特殊的功能和提升服用效果有著極其重要的作用。隨著技術的進度,還會不斷地出現後整理的新工藝,新材料。
色牢度
染色牢度是染色布最重要的指標。
印染紡織物經受外界的作用而保持原來色澤的能力,也稱色牢度。紡織物經過染色、印花以後,有時還要經過其他工序,如毛織物的縮絨、合成纖維紡織物的熱定形等;在服用過程中要接觸大氣、汗漬,經受洗滌、摩擦和熨燙等外界作用。這些都能使印染紡織品發生不同程度的褪色、變色。影響印染紡織物染色牢度的工藝主要是縮絨、炭化、氯漂、升華等。染料或顏料在紡織物上的染色牢度,與它們的化學結構、在纖維上的濃度和所處狀態以及纖維的性質有關。各項染色牢度的測試方法,是模擬各種服用或工藝條件制訂的。
國際標準化組織(ISO)參照英國和美國的染化學會(SDC和AATCC)以及歐洲大陸牢度協會(ECE)等組織(見紡織標準)所定的標準,陸續制訂了各項染色牢度的國際標準和測試、評定方法。中國也訂有各項主要染色牢度的國家標準,如:①日曬牢度,也稱耐光牢度,分為8級,以1級最不耐曬,8級牢度最好。各級都有一個用規定的染料按規定的濃度染成的藍色羊毛織物參比標樣,稱為藍色標樣。試驗時,將試樣和8個藍色標樣按規定條件一起曝曬相當時間後,與藍色標樣作比較,評定試樣的日曬牢度級別。由於日曬試驗的時間較長並受到氣候變化的限制,一般多採用人工光源,常用的是氙氣燈和碳弧燈,氙氣燈的光譜能量分布與日光比較接近。②耐洗牢度,分為褪色和沾色兩種,分別用規定的灰色標樣,分5級進行評定,逐級的色差成幾何級距。試驗時,將試樣和白布疊縫在一起,在規定條件下進行洗滌,洗後晾乾。將試樣與白布分開,褪色牢度根據試樣洗滌前後的色差,用灰色褪色樣卡對比評定。1級色差最大,5級目測無色差。將白布的沾色與灰色沾色樣卡進行對比,評定試樣對白布的沾色牢度。1級沾色最嚴重,5級目測無沾色。耐洗牢度的測試溫度有95℃、60℃、50℃和40℃四種,按印染紡織物的使用要求而定。③耐摩擦牢度,也分為5級。試驗時,將試樣按規定條件用乾態和濕態的白布分別對試樣進行摩擦,然後將白布上的沾色程度與灰色沾色樣卡分別比較評定。對乾態白布摩擦所得的結果為乾摩擦牢度;對濕態白布摩擦所得的結果為濕摩擦牢度。其他染色牢度可按照規定條件進行試驗,將試驗結果與灰色褪色樣卡或灰色沾色樣卡對比評定級數。
發展動向
近年來隨著纖維、染料和助劑化學品的發展,也隨著設備和計算機的發展和套用,染色技術也有了很大進步,特別表現在加工堅牢、環保的產品,提高加工效率,降低能耗,節約染化料,改善生態環境的一些新工藝。
1)冷軋堆染色技術的新進展
近年來DyStar(德司達)公司作為領先的紡織技術解決方案提供者與Kuesters(寇司德)公司等世界領先機械製造商緊密合作,提供最佳化的染料套用條件,並通過相應控制來實現"可控冷軋堆染色技術"(ControlledpatBatchTcchnology)的目標。
目前的CPB工藝進展主要有以下方面:
(1)計量泵的開發(Hoechst公司);(2)將矽酸鈉用作固色鹼(Hoechst公司);(3)微波和烘箱實驗室固色方法的開發(Hoechst公司);(4)在實際條件下對軋染液穩定性的數學測定(Hoechst公司)、OptidyeCR(DyStar公司);(5)不含矽酸鹽鹼液的開發(DyStar公司)。
2)濕短蒸染色
近年來開發的濕短蒸工藝主要是通過電腦進行嚴格精確的控制,使溫度和染料的上染和固著速度相適應,以達到最佳的上染和固色。例如Monforts和BASF聯合開發的Econtrol的軋染濕蒸聯合機,不僅適用於機織物,也適用於針織物的濕短蒸染色加工。套用這種工藝的最大特點是流程短,固色率高,節能和化學品,可以不用尿素,減少了污染,勻染和透染性也好。
3)超臨界流體染色
目前超臨界CO2染色仍處於實驗室階段。據報導,德國UHDA公司於1995年製造成了1台帶染液循環系統的動態染色設備,後幾經改進,於1999年定型,其自動化控制更加完備,主要性能指標代表了當前國際最先進水平,目前已和德國西北紡織研究中心合作,把該項技術推向產業化。美國北卡州立大學、法國里昂紡織研究中心及我國台灣新竹工業技術研究中心均研製了各自的中試設備。日本株式會社日阪製作所也開發了超臨界流體成衣染色設備,並已商業化。
我國東華大學國家染整工程技術研究中心於2001年也自行設計並研發了我國第一台動態超臨界流體染色設備,攻克了關鍵技術染液循環裝置,達到了國際先進水平,並在此設備上進行了滌綸染色工藝參數、染色機理以及分散染料結構對上染率影響的研究。還研製了一套溶解度測定裝置,用來研究不同結構的分散染料受超臨界CO2溫度和壓力影響的變化規律與上染率的關係。
現在該中心已與上海紡織控股集團公司合作,正在開發研製超臨界CO2染色的生產型設備,將該技術產業化,近日通過了上海市科委的小試驗收,中試樣機即將面世。這種無水染色技術如果在全國推廣,每年可節水20億m3(接近上海全部本地水資源24.98億m3的總量),減少污水排放18億t,減少用電、用汽、助劑、治污等成本投入總計574億元。
4)電化學染色
纖維素纖維使用還原、靛藍、硫化染料進行染色時,需用保險粉等還原劑處理,存在廢水對環境污染的問題。為此,人們開始研究通過電還原方式形成還原染料隱色體的電化學吸盡染色方法。奧地利Innsbruck大學的紡織化學和物理學院與德國的電池製造商DeNora公司合作,組成TET研究組,由染料製造商DyStar公司和機械製造商Thies公司採納其研發項目,進行商業化生產。
目前由DyStar公司申請專利的電化學染色工藝即將進行中試,中試按大樣生產的條件進行。奧地利的GetruznerTextilAG公司將成為世界上首家套用電化學染色技術進行筒子紗還原染色的染廠。
5)微波染色
微波一般是指波長範圍在lmm-lm頻率介於300-30000MHz之間的電磁波。微波技術是以軍事和工業生產需要而發展起來的,在紡織工業中的套用也越來越廣泛。與傳統技術相比,它具有快速、高效、資源回收利用率高、不會造成二次污染及成本低等顯著憂點。
微波染色可採用織物或絲束加工方式,不僅可用於親水性纖維的染色,在加大適當助劑的情況下,還可用於疏水性纖維的染色。染料可採用分散染料、活性染料、直接染料和陽離子染料等,染色後的處理與常規方法相同。其基本原埋如下:染色時按常規的方法將織物浸軋染液,然後導入密閉的微波加熱室中,當浸軋在染料溶液中的織物受到微波照射後,由於纖維中的極性分子(如水分子)的偶極子受到微波高頻電場的作用,因而發生反覆極化和改變排列方向,在分子間反覆發生摩擦而發熱,這樣可迅速將吸收的微波能量轉變為熱能。與此同時,一些染料分子在微波的作用下,也可發生誘導而升溫,從而達到快速上染和固色的目的。
6)微懸浮體染色
微懸浮體染色新技術是我國的原創技術,該技術從染料分子在染浴中的聚集狀態,到染料對纖維表面的吸附模式以及染料分子向纖維內部的固著,均與常規染色有著本質不同。該工藝上染率可達到95%以上,縮短了染色流程,節省染料並明顯減少染色廢水處理量,染色時間及能源均減少了1/3,提高了生產效率,降低了能耗,符合清潔生產要求。
7)仿生染色
色素在生物中具有良好的相容性,這是因為色素中除了發色體系外,還具有可以和周邊組成充分結合的結構。色素以各種不同結構,在生物中通過不同形式與生物體中不同組成結合,而不是簡單地分散在生物體中,這種結合原理套用於染色加工,就可大大改善染料的結合狀態,甚至使一些無法染色的染料也能上染纖維由於纖維表面結構的物理形態不同,會產生不同波長的干涉波和散射波,使纖維表面呈現不同的顏色。根據這一理論,在纖維的表面進行某種特定的處理,就會使纖維的表面具有所希望的顏色,包括色散生色、散射生色、干涉生色和衍射生色。從色素生色和結構生色兩種起因考慮,開發新色素(染料、顏料)纖維以及紡織品結構加工劑,減少染料用量、節水、節能、減少污水。提高生色效果。