3.2. Техническая классификация красителей

В настоящее время в мире производится несколько тысяч марок красителей для колорирования текстильных материалов из различных видов волокон. Для удобства их применения пользуются технической классификацией красителей.

Техническая классификация учитывает технологические особенности красителей, отношение к волокнам различной природы, характер связи красителя с волокном, а также способность красителя растворяться или не растворяться в воде.

Наибольшее применение в текстильной технологии получили следующие группы красителей:

Растворимые в воде – прямые, активные, кислотные, катионные.

Нерастворимые в воде – кубовые, сернистые, дисперсные, пигменты.

Образующиеся на волокне – азоидные, чёрный анилин.

Поскольку основной ассортимент выпускаемых в настоящее время тканей включают смеси волокон, для их крашения созданы композиции на базе красителей различных классов. Они равномерно и однотонно закрашивают компоненты волокнистой смеси в устойчивые цвета. При составлении таких композиций учитывают колористические характеристики красителей (цвет, оттенок, яркость), показатели устойчивости окрасок и условия крашения соответствующих волокон определенным классом красителей.

Принятая в России номенклатура красителей основана на их технической классификации. В названии красителей указывается группа его принадлежности к данному классу технической классификации, его цвет и оттенок. Например, кубовый ярко-зеленый 2Ж. Буква указывает оттенок красителя (Ж – желтоватый, К – красноватый и т.д.), а цифра – степень его выраженности. Кроме того, в названии красителя часто отражается качество окраски, его химическое строение, область применения, выпускная форма и т.д.

Полное название красителя позволяет технологам определять область и условия его практического применения.

3.3. Крашение и печатание тканей из целлюлозных волокон

Для колорирования тканей из целлюлозных волокон (хлопок, лён, гидратцеллюлоза) используют прямые, активные, кубовые, сернистые, азоидные красители, а также пигменты и чёрный анилин.

Несмотря на различия в химическом строении и технологических свойствах, все красители, применяемые для окрашивания целлюлозных волокон, имеют общие признаки. Это, прежде всего, склонность к образованию больших по размерам агрегированных частиц. Процесс агрегации представляет собой взаимодействие молекул красителя друг с другом за счет образования водородных связей между электронодонорными –ОН и –NH₂ группами (ауксохромные группы). Последние являются неотъемлемой составляющей любого красителя. В общем виде процесс можно представить так:

Ввиду того, что поглощение красителя волокном возможно лишь в виде отдельных ионов или молекул, задача диспергирования частиц красителей до мономолекулярного состояния за счёт их дезагрегации (разрушения агрегатов), является одной из первостепенных. При крашении этого добиваются повышением температуры и введением в красильную ванну растворителей или диспергаторов.

Основным параметром технологического процесса крашения является скорость перехода красителя на волокно. От этого зависит интенсивность и равномерность окраски.

При погружении в воду или технологические растворы целлюлозные волокна приобретают отрицательный заряд за счёт диссоциации гидроксильных и карбоксильных групп:

Целл – ОН  Целл – О^- + Н⁺

Целл – СООН  Целл – СОО^- + Н⁺

Все красители для целлюлозных волокон относятся к классу анионных, то есть в водных растворах они диссоциируют с образованием отрицательно заряженных ионов. Это относится к прямым, активным, сернистым, кубовым красителям, кубозолям и азосотавляющим азоидных красителей. Например, для молекул прямых и активных красителей справедлива запись:

В процессе крашения отрицательно заряженные частицы красителя будут отталкиваться от одноименно заряженной поверхности волокна, что замедлит переход окрашенных частиц на волокно. Для преодоления сил отталкивания при крашении целлюлозных волокон в пропиточные растворы вводят нейтральные электролиты, обычно хлорид или сульфат натрия. Последние, диссоциируя в водных растворах по схеме: NaCl  Na⁺ + Cl^-, поставляют в раствор положительно заряженные ионы, которые нейтрализуют отрицательный заряд волокна и красителя. Следствием этого является более быстрый и полный переход красителя на волокно, что приводит к повышению интенсивности окрасок и меньшему загрязнению сточных вод красителями.

Наиболее важным фактором, управляющим процессами крашения, является температура. Выбор температурного режима зависит от природы красителя и его технологических свойств. Однако, в любом случае, в условиях реализации периодического способа содержание красителя на волокне изменяется с ростом температуры и достигает максимума при её оптимальном значении (Т_опт.). Эта величина индивидуальна для каждого красителя и приводится в специальных колористических справочниках. Необходимость соблюдения оптимальной температуры крашения можно объяснить следующим образом. В начале процесса с ростом температуры увеличивается растворимость красителя, растет доля мономолекулярной фракции (дезагрегация), возрастает активность красителя и его поглощение волокном. Параллельно увеличивается скорость набухания волокна и облегчается процесс внутренней диффузии. При достижении Т_опт., по мере дальнейшего роста температуры и увеличения кинетической энергии молекул красителя, его связь с волокном может разрушаться.

В связи с существующей в настоящее время тенденцией к объединению отделочных и швейных предприятий, развитием малого бизнеса и необходимости производить как само сырье, так и готовые изделия, знание общих принципов технологического процесса крашения специалисту швейного производства крайне необходимо.