一、染料的扩酸性与染液的流动性:
染料的扩散性能对酸性染料染羊毛有着重要的影响。
如果染液搅拌充分而染液浓度又足以使纤维表面的吸附保持平衡,那么上染速率便决定于染料在纤维上的扩散速率。扩散系数是随着纤维上的染料浓度变化而变化的,当纤维上的染料浓度超过一定范围后,扩散系数随着染料浓度的增加而急速增大。
由此可知,若始染时染液浓度比较高,这时一旦吸附不匀,扩散速率便产生很大差异,匀染性将受到严重影响。因染料亲和力较高(尤其是弱酸性和中性浴染色的酸性染料)而造成的染色不匀后,用延长染色时间的办法是较难补救的。为了使染料均匀上染,染料的上染速率必须与染液的流动速率相适应,以便使织物各部位的纤维处在温度、浓度比较均匀一致的染液中上染。
二、染液的pH值:
染液的 pH 值对羊毛的染色有着极其重要的影响。染料的结构不同,染料对羊毛的亲和力和平衡上染百分率也不同,上染所需要的 pH 值也不一样。
根据染料应用分类,匀染性酸性染料对羊毛的亲和力低,移染性好,在较低的 pH 值下才能获得很高的上染率,pH 值可控制在2.5~ 4。但是,由于匀染性酸性染料的湿处理牢度较差,这类染料在羊毛染色中已较少使用。
弱酸性浴染色的酸性染料 的移染性比较差,亲和力较高。如果在比较强的酸性染浴中上染,它们在羊毛表面很快被吸附,甚至在纤维表面发生超当量吸附,染料分子发生聚集,难以扩散进入纤维内部。因此,用它们染羊毛,必须很好地控制弱酸性(一般用醋酸调节),上染接近完毕时,为了增加上染量,可以再加一些酸。
中性浴染色的耐缩绒性酸性染料 对羊毛的亲和力更高,移染性更差,一般在加有硫酸铵或醋酸铵的染液中染色,随着染液温度的升高,铵盐逐渐水解,放出氨气,缓慢地降低染液 pH值,使上染率缓慢地增加。为了获得匀透的上染效果,染液中除了加硫酸铵外,始染时可酌情加入少量氨水使染液呈微弱碱性。
三、染色温度:
温度是控制染料上染的另一重要因素。羊毛的外层是结构紧密的鳞片层,鳞片层对染料的扩散有很大的阻力。羊毛在50℃以下在染浴中的溶胀度较小,染料的扩散速率较低,所以羊毛的始染温度可在50℃。当温度超过50℃后,羊毛的溶胀随着温度的升高而不断增加,且在酸性条件下纤维间的氢键被打开,纤维中空隙变大,染料可顺利地进人纤维内。
匀染性染料的移染性和匀染性较好,在低温的染浴中主要以分子或离子状态存在,在低温时染色可获得一定的上染百分率。在升温过程中造成的染色不匀,可通过高温保温一定时间得以匀染。
耐缩绒性酸性染料在50℃以下的染浴中,聚集程度较高,当温度升到一定值时,染料聚集体解聚,转变成分子分散状态,染料在纤维中的扩散速率才能明显增加。对于耐缩绒性酸性染料的上染,在60~80℃的临界温区内控制升温速率是十分重要的。由于该类染料亲和力高,移染性差,故通过延长保温时间,即通过移染的方法来提高匀染性的效果就较差。
为了获得匀透的染色效果,往往需要采用延长高温保温时间来进一步提高染料的移染性和染料在羊毛纤维中的扩散速率,所以羊毛需要长时间沸染。但是,长时间沸染对羊毛的损伤比较严重,尤其是深浓色染色需要更多的酸剂和更长的染色时间,这更加加重了羊毛的损伤。因此,采用低温染色法或等电点染色法对减少羊毛的损伤是极为有利的。
四、匀染剂:
为了增进匀染,匀染性酸性染料染色时,可用元明粉作缓染剂。元明粉可延缓染料的上染,还可增进染料的移染,提高匀染效果。元明粉的匀染作用与染料亲和力的大小及染料的磺酸基数目有关,对亲和力低和磺酸基数目多的染料的匀染作用更大。虽然氯离子对酸性染料也有明显的缓染作用,但是由于硫酸根离子的缓染作用更大,故实际生产中一般采用元明粉作缓染剂。
对于耐缩绒性酸性染料而言,中性盐所起的作用与 pH值有很大的关系。若 pH值低于羊毛的等电点,中性盐起缓染作用;若 pH值高于羊毛的等电点,中性盐起促染作用。即使起缓染作用,对耐缩绒性酸性染料的缓染作用也较小。因此,对于耐缩绒性酸性染料需要选用其他缓染剂。经常使用的主要有阴离子、非离子和阳离子类的缓染剂。
阴离子型缓染剂 在酸性介质中对纤维具有一定的亲和力,与染料阴离子一起对纤维发生竞染作用,它们的扩散速率比染料阴离子快,先于染料上染纤维,又由于它们的亲和力比染料低,故随后又逐渐被染料阴离子取代下来,从而起到延缓染料上染的作用。阴离子型缓染剂会降低染料的最终上染量,降低的程度取决于它们的扩散速率、对纤维的亲和力及其用量。
阳离子型缓染剂 的作用是通过在染液中与染料阴离子发生作用,形成结合松弛的复合物,降低染液中有效或游离的染料浓度来达到。阳离子型缓染剂不仅会降低染料的上染速率,而且会使染料的最终上染量受到较大的影响,甚至引起染液稳定性降低,严重时造成染料凝聚和沉淀,因此阳离子型缓染剂的用量应严格限制,并加入非离子型的分散剂,提高染液稳定性。
非离子型缓染剂 在染液中也能与染料发生作用,降低游离染料的浓度,从而起到缓染作用。但在羊毛染色时它们的缓染作用比阴离子和阳离子型缓染剂均弱。
由于阴离子和阳离子型的缓染剂往往降低了染料在羊毛上的最终上染量,因此,两性离子类聚醚型匀染剂和阳离子/非离子复配型匀染剂在实际生产中得到很多应用。两性离子类聚醚型匀染剂对染料具有亲和力,在染液中能与染料阴离子形成离子型复合物,降低染液中游离染料的浓度,当染色温度升高时,复合物才逐渐解体,因此具有缓染作用。两性离子类聚醚型匀染剂与染料阴离子形成的复合物还能吸附在羊毛的尖端,从而还有利于降低毛尖和毛根吸附染料的差异。此外,它们大大提高了羊毛的润湿性能,使羊毛的吸附性质均匀化,这对均匀染色起着十分重要的作用。这类匀染剂与其他匀染剂有降低染料最终上染量的趋势相反,在用量适当的情况下,它们还能提高染料的最终上染量,这与它们能被羊毛吸收,中和了羊毛纤维上的部分负电荷,即减小了羊毛与染料之间的斥力有关。
由于两性离子类聚醚型匀染剂具有匀染作用的同时,对染料上染羊毛又具有促进作用,而且能改善羊毛纤维的润湿、渗透性能,有利于降低染料在羊毛中的扩散屏障,故利用该类匀染剂还可以达到低温染色的目的。
五、尖染效应:
在羊毛的生长过程中,毛尖经常受到日光、空气、雨水和摩擦作用,使得其化学组成和染色性能不同于中部和根部。毛尖和毛根对染料的吸附量存在差异,毛尖有时染得浓,有时染得淡,易产生色差,毛尖染色时浓时淡的现象称为尖染效应(tip dyeing)。
毛尖染色的浓淡取决于染料性质。 一般用匀染性酸性染料染色时得色较淡,而用耐缩绒性酸性染料染色时得色较浓。匀染性酸性染料扩散性能、移染性能和匀染性能均较好,染色初期吸附量大,而在后面的染色过程中,毛尖部分所吸附的染料逐渐解吸,并移染或迁移至纤维的其他部位,所以造成毛尖得色淡。而耐缩绒性酸性染料的疏水性强,对羊毛的亲和力大,当染色温度超过临界温度时,染料的上染能力较强,同时耐缩绒性酸性染料的移染性差,使毛尖保持了初染时所吸附的染料量,因而得色较浓。为了降低毛尖、毛根之间的色差,多倾向于选用匀染性较好的酸性染料,并选用合适的匀染剂。


