1、1第九章 皮革染色 一、染色的目的 铬鞣后的胚革呈淡兰色,一般都要求染色。植鞣重革一般不染色。染色后,色彩鲜艳、美观、丰富多彩。1、对于需要涂饰的正面鞋面革、正面服装革等,要求所染底色接近成品色,底色要与成品涂饰的浆、膏相一致。2、对于不涂饰的劳动保护手套革、绒面革等所染的色,干后即为成品色,要求更为严格。 要求:色泽饱满、鲜艳、色差小、不允许有色花。服装、手套革还要求颜色染透。 常用染料:铬鞣革一般用直接染料、酸性染料、活性染料和金属铬合染料。 植鞣革:碱性染料 染色后一般要进行水洗,洗去浮色,因而染色后的革不易掉色。 二、染色要求: 1、植鞣革:碱性染料 2、染色后一般要进行水洗,洗去浮色
2、,因而染色后的革不易掉色。 3、染色要求: 4、颜色坚牢度好,不变色和褪色,不能有浮色。第一节 颜色理论 一、光和色的概念 概述:人们感受到某一物体有颜色,应具备三个条件: 1、光源:物体在阳光或荧光灯下,常有不同的色泽。 2、物体对光的选择吸收性质,对可见光不同的吸收赋 予物体不同的颜色。 人眼:1 不同人对颜色的分辨能力(如有人红、绿色盲,色弱) 2 同一人也会随情感变化,对颜色分辨也有区别。 光的性质; 在物理实验时,如让一束白光穿过狭缝射到一个玻璃三棱镜上,太阳光经过棱镜发生折射,即分解成各种不同的有色光。在另一侧面放置的屏上形成一条彩色光带,排 列的次序是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,
3、称为光谱。光谱中每一种有色光我们称为单色光。光线具有波动性。U=C/入 U=光波频率 C=光速(一定) 入=波长 光的颜色是由光波的频率决定的,各种单色的频率不同,红光的频率最小,紫光的频率最大。光的色散现象是不同频率的光波产生的分解现象。 颜色的调配。皮革染色第二节 染料 定义:染料一般是指能溶于一种或几种溶剂,为纤维或其它物体吸附或反应,而使被染物呈现各种颜色的一大类有机化合物。染料有天然染料和合成染料两大类,初期的合成染料是以苯胺 为原料合成的,而现在的合成染料是以一系列芳香烃为基本原料合成的,其中主要有苯、甲苯、萘、蒽等。 下面主要介绍合成染料:染料的分类、命名和特性 染料的分类化学结
4、构分类 分类方法: 应用分类按染料的化学结构分类:根据染料分子中相同或相似的结构及一些共同基团等进行分类。(或染料相似的制备方法及共同的反应性等) 。2 (1)硝基染料 (2)亚硝基染料 (3)偶氮染料 (4)芳香甲烷染料 (5)醌亚氨基染料 (6)蒽醌染料 (7)还原多环染料 (8)靛蓝和靛蓝染料(9)硫化染料 (10)酞菁染料 (11)多甲基染料 2按染料的应用进行分类 (1)直接染料 (2)酸性染料 (3)碱性染料 (4)金属络合染料 (5)活性染料 (6)媒染染料 (7)还原染料 (8)氧化染料 (9)分散染料 (10)缩聚染料 (11)醇溶性染料 (12)油溶性染料等 (二)染料的命
5、名 染料种类多,化学结构复杂,它的命名在世界上还没有统一。 1964 年我国对染料名称进行调整统一,使染料具有统一的三段式名称,即由“冠称、色名和尾注”三部份组成,这种命名叫“三段式命名法” 。冠 称 色 名 尾 注 直接 大红 4B 100%如: 酸性 黑 10B 100%1、冠称:表明染料的属性,它表示染料的性质和使用方法。2、色名:又称色或色相,用以表示染料染色后所呈现的颜色的色调。尾注:又叫字尾,它表示:(它表示的意义很杂乱,但大体上表示:) 该种染料本色的色光强度的级别 表示副强度(表明副色的强弱) 表明着色强度(尾注中的百分号表示染料的着色能力的强弱) 染料的特性 强度:即染料染色
6、能力的强弱,也称浓度或成份。 (尾注中的百分数) 染料强度愈大,染色时所用染料就少。 溶解度:在一定温度下,某染料在 100g 纯水中所能溶解的最多克数为该染料在此温度下的溶解度。 溶解度一般分为五级,从一级到五级溶解性增强。 1 级在 1g 以下,2 级 1 g,3 级 3g,4 级 5 g,5 级 10 g色光,即染料的副色,俗称“光头” “色头” ,如酸性;黑 10B,其副色为兰色,即黑色带有兰色。因此在配色时应消除色头。坚牢度:指被染物经染色后,抵抗外界作用而保持原来颜色的能力,如耐晒、耐水、耐摩擦坚牢度等。 (对于不涂饰的革,耐晒坚牢度尤为重要) 。 渗透度 与染料本身的性质和被染物
7、的状况都有关 系。染料不同在被染料中的渗透程度不一致。皮革具有一定的厚度,有的能渗透到内层,有的只能在革的表面染色。另与皮革结构有关,如松软的,易渗透。坚实的就差些。 上染百分率:指染色达到平衡时,上染到纤维上的染料与染液中原有的染料总量的百分比,与操作的方法和染料及被染物的性质有关。亲和力:指染料被纤维吸附和结合的能力。可用不加促染剂时的上染百分率表示。制革常用染料及其性质皮革最常用的染色方法是转鼓染色,鼓内常有一定的浴量。 所以我们常用的皮革染料是指在转鼓中使用的染料。 即上节我们讲染料的应用分类时,前面的几种染料,如:酸性染料、直接染料、碱性染料、金属络合染料、活性染料等。 酸性染料 酸
8、性染料是指在酸性或弱酸性溶液中使革纤维染色的一大类染料。它的结构有偶3氮型、多偶氮型、三芳基甲烷型等。都是芳香族化合物的磺酸钠盐,可用通式: DSO3Na 表示: 1酸性染料种类:它是一大类染料的总称,它又分为: (1)强酸性染料(又称匀染酸性染料)如:酸性橙(其结构式如下;) 、酸性黑10B 等。又称酸性黑 ATT。 酸性橙的结构式 这类染料分子结构简单,分子较小,溶解度大等,具有良好的渗透性和匀染性,所以又称匀染酸性染料。 但为了加强与革纤维结合,染色染液 PH 值一般控制在 2.54 范围内,这样有利它与革纤维结合. (2)弱酸性染料;这类酸性染料要么分子较大,要么磺酸基占的比例很小,用
9、它染色,它与革纤维结合力比较好,它一般在弱酸范围染色(即 PH 值一般控制在 4-6 范围内) 。 (3)酸性媒染染料:是指在染色时或染色前,或染色后,要用媒染剂处理以增加颜色鲜艳或增加上染率和坚牢度,如酸性媒介棕 RH 等。 媒染料一般为能形成络合染物的金属盐。如铬盐、铁盐、铝盐等。 (4)酸性络合染料:是在媒染料的基础上发展起来。它不是在染色时主染料与金离子反应,而是在制造染料时就加入金属 使之络合而成络合染料。 酸性络合染料一般是 1:1 型的金属络合染料:它可用于作喷色的材料, (如做水染革时,为了增大颜色的浓度和饱满度,革干燥、伸展后进行喷色。 ) (因染色坚牢度好,耐晒,耐洗,耐湿
10、擦,着色浓艳) 。 小结一下:酸性染料,除金属络合染料外,都用于浴染。并在染色中,不再分强酸性,弱酸性等。采用统一的染色条件。PH 值一般控制在 4-6 之间, (因为:1、铬革带正电荷,及易使阴离子染料上染。 2、PH 值过低,影响铬在革中的结合) 。 酸性染料的性质:主要介绍在应用中的性质 酸性染料由于含有水溶性基团(多为磺酸钠盐)在水中会离解: DSO3Na DSO3-+Na+(酸性染料) (染料阴离子) 遇酸生成色素酸沉淀: DSO3-+H+ DSO3H ( 色素酸 只是生成色素酸要求 PH 值随着染料不同而异,一般强酸性染料 PH 值要在 2.5 以下才能生成色素酸沉淀。所以,在皮革
11、染色的条件下,一般不会生成色素酸沉淀。 与金属盐形成色绽: 2DSO3-+CU2+ (D-SO3)2CU 与铬、铅等重金属会生成沉淀。 遇阳离子染料、碱性染料或固色剂等要发生反应生成沉淀。 DSO3-+ DSO3 或中+ 表示阳离子染料、碱性染料、固色剂 Y、阳离子表面活性剂、阳离子复鞣剂等。 在染液中加入中性盐可抑制酸性染料的离解,因而有一定的缓染作用。 DSO3Na DSO3-+Na+ 加入中性盐 Na2SO4 SO42-+ Na+ 溶液中 Na+浓度增加了,由于同离子效应,使平衡向左移动,故抑制了酸性染料的4离解。所以有缓染作用。 3酸性染料的应用 酸性染料分子较小,易溶于水,渗透力强,
12、使用方便,匀染性好,色谱较全,色泽鲜艳,对日光、水洗、酸、熨烫有一定坚牢度,但不耐碱液洗涤,对植物鞣革无亲和力,故多用 于铬鞣革染色。由于它亲水基较多,耐水洗坚牢度不够高。 一般与直接染料混合染色,其用量约为削匀革重的 0.8%1.2%,须染透的革约为 2.0%2.5%。水温控制在 6065, PH 值 4.55.5,在染色泽较淡的革时,多加入 0.51%的扩散剂 NNO。 (简称扩散剂N) 直接染料 直接染料:在水溶液中不须酸、碱、媒染剂或硫化物的帮助而 直接在革纤维上着色,所以称之为直接染料。 它的分子结构多数为直线型偶氮芳香族有色化合物的磺酸钠盐,分子一般比酸性染料大,一般为双偶氮,三偶
13、氮的结构多。 如:直接耐晒黑 G(又称直接黑 BN) 、直接耐酸大红 4BS 等。 1直接染料的性质:1、直接染料一般与酸性染料的区别是分子量高,分子中有较多的发色基团,较长的共轭链,较多的极 性基团以增加染色的直接性。 2、直接染料的分子一般比酸性染料大,故渗透性较差,遮盖力较好,色泽浓厚。在对皮革染色时,主要是表面着色,所以常与酸性染料配合, 在同浴中染铬革可兼两者的优点。但倾向于聚集的直接染料, (直接染料聚集倾向大于酸性染料) ,在革粒面有伤残处易于沉积,造成浓斑。当有酸或水的硬度较大的,其缺陷愈加明显。 染料的聚集的是一个放热反应,加热可减小分子的聚集,有助于染料的分散和溶解。因此,
14、直接染料在染色时,温度高时上染效果好些,生产中常是 58-60的内温染色。 可讲一下:制革厂化开染料的例子 先用少量冷水浸泡,使之发胀。 再用 80-85的热水溶化。 3、电离特性:直接染料因分子量较高,故大多数带有多个亲水基。 在水中的缔合度比酸性染料高。在水中和酸性染料一样离解成染料阴离子和金属钠离子: XD(SO3)Na - XD (SO3)- + XNa+ (染料阴离子) 式中 X 为染料的总价数。 直接染料形成的染料阴离子比酸性染料的更大,所以更易沉淀,例如:直接染料对酸更不稳定。 比酸性染料更易生成色素酸沉淀,对硬水也比酸性染料更敏感,与硬水中的Ca2+、Mg2+生成沉淀。 2DS
15、O3- + Ca2+ DSO3- Ca2+ -3OSD 所以染色时对水质要求高些。 4、直接性染料与阳离子表面活性剂,阳离子染料、碱性染料、阳离子固色剂、阳离子复鞣剂等生成沉淀。5 2直接染料的应用 由于直接染料染色具有直接性,所以它不像酸性染料那样不能对植鞣革着色,它可以染植鞣革。同样的原因,直接染料对粒面的伤残处,有过多堆积的倾向,从而形成显而见的浓斑, 这对做彩色革极为不利。难于补修。直接染料,匀染性较差,不易渗透,故革须仔细中和,但色谱较齐,坚牢度与酸性染料差不多,色泽浓厚,在皮革染色中常与酸性染料混用。染色条件也与酸性染料相同。总结:由于直接染料与酸性染料在结构上有很多的相同或相似之
16、处,如都是偶氮结构,相同的亲水基(SO3Na) ;性质上也有相同或相似之处,如溶解性,电离性能,与酸碱作用与阳离子物质作用等。 但由于直接染料分子较大,所以也有一些不同之处:与酸作用更易产生色素酸沉淀,但加碱又溶解。如制革生产,染色前,在染浴中加入 0.5%氨水,提高染料的溶解度,降低着色速度。起缓染作用。 染色后期,加入一定量的有机酸(如 HAC 0.40.5%)起固色作用.另可加入带正电荷的复鞣剂、金属鞣剂。即起复鞣,填充作用,又能使颜色增深。 直接染料由于分子大,着色能力强, 色泽浓厚,可以染带负电荷的植物鞣革。对于轻涂饰的服装革。与酸性染料搭配使用,可以做到重染、轻涂的目的。使酸性染料
17、渗透深入、染透,使用直接染料遮盖力好, 使颜色浓厚。 例:猪皮服装革等 1中和:液比 1.5 T 内 28-32 小苏打 1% 醋酸钠 0.4% 转 60测 PH值在 6.0-6.2 2.水洗 40 闭干水 3.染色:液比 1.5 外温 85 内温58-60 先用 0.2%氨水 转 10加入事先化开的染料: 转 60直接黑 BN 1.5% (直接耐晒黑 G) 酸性黑 ATT (即酸性黑 10B) 0.8% 酸性大红 0.06% 如:要染透,酸性染料要多点;不染透,可用 0.5-0.6% 4.加油:15%(植物油脂,动植油结合进行) 60 5.固色:甲酸 0.4% 30 6.金属络合鞣剂 H 1
18、.5% 60 (成都望红化工厂) 或上海皮化工厂的含铬鞣剂 CR HS 多功能鞣剂(以栲胶为主体的多金属铬合鞣剂) 7、阳离油 1.2%转 30 水洗 10出鼓 碱性染料 碱性染料是三芬基甲烷型或偶氮型等具有颜色的有机碱与无机酸或有机酸生成的盐。所以,就称盐基性染料。 碱性染料既不是染色时需要碱,也不是它的水溶液呈碱性。 碱性染料溶液的 PH 值是在酸性或弱酸性范围,我可以理解为强酸弱碱盐的缘故。 1、碱性染料的性质 (1)碱性染料易溶于水,在水中形成染料阳离子。 D-NH2HCL=D-NH3+CL- (2)在碱性液中,碱性染料要生成沉淀,如碱性品红在碱性液中要生成沉淀。 (3)与还原剂作用6
19、 三芬基甲烷型的碱性染料(偶氮型的碱性染料无此反应)在还原剂的作用下, 生成隐色剂,在大多数情况下,通过氧化又恢复原来的颜色。 (4)能与阴离子型化合物生成沉淀 DNH3+XDNH3X 碱性染料在水溶液中带阳电荷,式中X为阴离子染料,阴离子表面活性剂、植物鞣质、阴离子型加脂剂、阴离子合成鞣剂、碳酸根或碳酸氢根离子等。 碱性染料与水中的 CO32-HCO3-生成沉淀,所以对硬水敏感,在遇硬水时,可先加入醋酸以减少其硬水度。 2、碱性染料的应用 碱性染料色谱较齐,色泽鲜艳饱满,使用方便,价格便宜,但是不耐日晒、 摩擦及酸碱作用。 碱性染料主要是对植鞣箱包革等革进行染色,但应充分溶化和掌握好染色条件
20、,否则易出现古铜色调。 染色时须充分洗涤,染色方法与酸性染料相同。 (四)金属络合染料 金属络合染料是指某些染料(如酸性染料、直接染料、活性染料等)与金属离子(如铬、铜、钴、镍等离子)经络合而成的一类染料。 如前面讲的酸性络合染料是 1:1 型的金属络合染料,其结构为:(如酸性络合蓝GGN 的结构式): 可见,1:1 型的络合染料是 1 个金属原子与一个染料分子的络合物。可溶性的基团仍然是磺酸基。 1:2 型金属络合物染料,是一个金属原子和两个染料分子络合在一起。 这类染料能被皮革吸收起来,吸尽度高,着色饱满,对光、水和摩擦均具有较好的坚牢度。可利用它进行喷染和鼓染,以提高皮革的染色质量。 尤
21、其对于染色要求高,或不需要涂饰的革如水染革,绒面革等。具有重要意义。用于皮革涂饰,对于要求保持皮革天然粒的轻涂饰革,苯胺革等也是十分理想的着色材料。第三节 皮革染色理论 一、染色过程 皮革染色是一个复杂的物理、化学过程,其基本历程可以分为三个阶段: 1、染色由溶液中的被吸附在皮革的表面,其吸附速度较快, 染色一开始,很快就能达到平衡。 2、染料由皮革表面不断向革的内层扩散(渗入) ,扩散打破了表面吸附的平衡,这时,又从染浴中吸附染料建立新的平衡, 如此不断地扩散、吸附,染色过程向前推进。 (如同学们排队买饭,前面的走了,后面) 。3、染料在革纤维上固着。这个过程既有物理作用(如分子间的引力)又
22、有化学的作用 (如氢键、离子键、共价键、配位键的结合) 。不同种类的染料和不同性质的纤维(即经过不同处理的坯革)所发生的相互作用是各不相同。甚至不同种类的染料和相同性质的纤维 或者同一种染料和不同性质的纤维所发生的相互作用也不一样。在整个染色过程中,吸附、扩散、渗透和固定是相互影响、相互交替的,它是染料分子对革纤维的渗透与结合的物理作用与化学作用的总效应。 二、染料的吸附扩散和对革的亲和力 (一)染料在溶液中会由于氢键和分子间引力作用,会发生不同程度的聚集,可能7以不同的形态存在,示意如下: M(DM)n(DM)+DM1 、DM2、DM3 DMmn D-1 、D- 2、D- 3D-mn n(D
23、M) M+1 、M+2、M+3 、M+mn n(DM)XD-X、XMX+ (mnx)D-(mnx) (mnx)M+ 式中 m 、n、 x 为聚集字数。染料在溶液中,存在一定聚集度,聚集度大小直接影响着色速度(聚集度大,上染慢,反之则快)如当增大染料的浓度、增加中性盐或加入某种匀染剂,染料的聚集度就加大,有利缓慢上染;如提高温度,增大液比,染料的聚集度就减小。 (二)亲和力在染色过程中,还要求染料对纤维有足够的亲合力,染料对革纤维有亲合力,就能使它染色,否则就不能染色。 亲和力:包括分子间引力、氢键、纤维活性基团与染料离子的静电引力等。 。亲合力大小与染料分子的化学结构、大小形状以及纤维种类、性
24、质等有关。 (三)革的等电点和表面电荷对染色的影响。 胶原是生皮的主要成份,胶原的等电点是由其结构所决定的, 未经处理的胶原的等电点约在 7.5 左右,生皮所在的电解质溶液的H+ ,羧基的电离被抑制,正电荷便相应增加;在碱性电解质溶液中,负电荷增加。 书上 541 表: 用甲醛、植物鞣质和合成鞣革等鞣成的革,其纤维表面带负电荷,而用碱式硫酸铬或碱式氯化铝等鞣成革,其表面带正电荷。染色时,如果染液的 PH 值距革的等电点的 PH 值很远时, 则革对染料的吸收和结合就很迅速,很可能造成染色的不均匀。如染液的 PH 值距革的等电点 PH 值较近时,染料与革结合缓慢而容易渗透。或者说,两者电荷相反,它
25、们的亲合力则强; 两者的电位差减小或电荷相同,则亲和力减弱或无亲合力。 在实际生产中,为了控制皮革着色程度(表面染色或染透) ,一般是通过调节染浴或皮革的 PH 值来实现。为了增加革的颜色浓度, 就可以加大染液 PH 值与革的等电点 PH 值间的距离来促进表面着色。 如:蛋白质主链 D-O-H 染料分子 在染色的过程中,两者形成的氢键越多,染料与革的结合也就越牢固。 3、对制革生产中的应用 (1)染色前:用铬鞣剂等得鞣,提高革中铬的含量,革的正电荷加强,可提高颜色的饱满度。 (2)染色后:用铬鞣剂或金属鞣剂等复鞣可起固色作用。 三、染料与铬鞣革的作用1、铬鞣革含有带正电荷的游离氨基,染色时主要
26、采用阴离子型染料。在染色时,染料能与铬鞣革中的游离氨基作用,形成离子键的结合 NH3+ P COO-铬络离子+Na+-O3S-D 8 铬鞣革 阴离子型染料 P COO-铬络离子 NH3+D-SO3- +Na+ 染色后的铬鞣革 由此式可见,铬鞣革中含铬量越大,革的正电荷增强,便能结合更多的阴离子型染料,颜色就越饱满。2、染料对铬鞣革的染色,除了上述以离子键的形式结含外, 还有一种不忽视的作用,就是染料分子内的一些羟基、氨基等。有可能与蛋白质结构内的肽键、氨基、羟基以及结合的铬盐离子等进行氢键结合。 四、染料与植物鞣革的作用 1、植物鞣质主要是与胶原的肽健以氢键结合以及与一部份游离的氨基结合,而不
27、与胶原的羰基,因此植物鞣革带有负电荷,它与碱性染料(阳离子染料)具有较大的亲合力,容易使染料固着在革的表面。 NH3+P NH3OTCOO+ - OT(植物鞣质) P COO植物鞣革 NH3OTP NH3OTCOO + +H3NMe P COO-H3N-Me 碱性染料 2、在制革生产中的应用由上述可知,用阳离子型染料染植物鞣革时,着色迅速,故往往容易出现染色不匀的现象,为了克服这一缺点:(1)在染色前可添加少量的酸,起匀染作用。(2)染前充分水后,把革表面未结合的鞣质及其聚集体除去。如讲碱性染料时,工艺举例“植鞣箱包革”染色。第四节 皮革染色的影响因素皮革的染色工艺涉及面较广,影响的因素也较多
28、。除了构成染浴的各种成分相互影响外,染色前的坯革状态,染色进程中 PH 值、温度、浓度、添加的助剂以及前后工艺的配合等 因素也很重要。 一、染色前坯革的状况 染色前要求坯革的颜色。无必是整张革,一批革或批与批之间应尽可能的一致(铬鞣革应呈均匀的淡湖蓝色) 。在外观 上应没有前工序造成的印痕和花斑。这是保证染色均匀一致的前提(鞣革是浅色革)。 一般在染前可能引起色差和色花的因素: 1、机械伤痕:如片皮伤,削匀伤。磨焦伤等。 2、原皮带来的伤痕:如:痦疤、鞭伤、肥皱及堆置时污染,都有可能造成不同程度的色花。 3、工艺操作不当,也可能引起色差和色花。 革坯的染色前处理也是影响染色结果的一个重要因素。
29、用 阴离子型染料对铬革坯进行染色时,若革坯预先经过阴离子型材料处理,如先复鞣后染色。先加脂后染色等。革坯表面着色能力会有明显下降。当然这种下降程度会随材料的品种用量不同 而有别。实际的工艺实施中已表明,在相同条件下,革坯径预处理后表面上染能力: 铬复鞣 戌二醛复鞣 合成鞣剂 树脂鞣剂 (其中合成鞣剂,树脂鞣剂均为阴离子型)9 因此,在要求染出有浓艳色调的情况下,如绒面革,水染革的制造,应尽可能避免或少用这类材料在染前处理。 二、染色中条件控制对上染的影响 染色过程中的条件通常是指时间、PH 值、温度及液比。 1、上染时间 通常指从染料被加入鼓内到基本上完成上染达到平衡的时间。实际上这种时间是人
30、为控制的。下面是 BASF 公司对 染料的上染研究结果: 原料 黄牛兰湿坯革 原 1.5mm 以削匀革重计 水洗 水温:40 液比:3 10 中和 水温:40 液比:1 Neutuigamp4 0.8% 小苏打 1.2% 转 40 水洗 温度:50 液比:3 30 染色 温度:50 液比:2 染料 1% 转 40 +Lipoderm lig SC 50% 60 加脂 +甲酸 0.5% 20 加脂 +甲酸 0.5 % 20 排液、水洗 伸展、挂晾、回湿、震荡、绷板 实验中采用了五种染料。对不同时间内各染料上染情况进行了 检查,结查见表下:(其中染料品牌为 BASF 公司的 luganil 系列,
31、染料吸收率与时间关系) (PH6.5) 染料 5102030 棕 N3G74%88%96%98% 棕 NGB79%91%97%98% 棕 NT77%90%96%98% 枣红 N63%77%87%92% 灰 GC64%80%92%95% 表中的五种染料的应用条件相同从表中看出几个特点: (1)每种染料的上染速度都快,5均超过 60%,有些已近 80%。 (2)尽管花 30内各染料变化速度有差别,但 30后均已达到了基本吸净。 (3)在实际生产中,表面上染或者说吸附染料的速迅性被较多的采用。如染色2030后进行工序,只是在要求染透或深度染色时才延长固定染料的时间。 2、染色时 PH 值 染色中的
32、PH 值可以指染浴和革坯两方面。染浴的 PH 值影响染料在溶液中分散与溶解。染料的品种不同,这种效果是不同的。单纯染色时,自然水的 PH 在 6.5 以上即可满足要求。但当在 含有其它材料的浴液中就应考虑 PH 值。革坯的 PH 值是决定染料上染的关键。应在染色前应被调整。不同的 PH 值对上染速度影响是较大的,按前述的实验方法,若将革坯的 PH 值调到 3.5,上染结果见下表: 染料吸收率与时间关系(PH 值 3.5) 染料 5102030 棕 N3G97%98%98%99%10 棕 NGB94%98%99%99% 棕 NT99%99%99%99% 枣红 N98%99%99%99% 灰 GC
33、81%89%93%97% 可见与前表比,当革坯 PH 值 3.5 时,在 10内上染率就达到甚至超过了当 PH 值6.5 时 30的上染率.如此迅速的上染会使我们放虑到降低 PH 值的固色效果,放虑到匀染与 PH 值关系的重要性.在有些工艺中,在染浴内加入少量氨水不仅对染料 溶解有利, 对表面减缓上染也是有利的. 3.染浴的温度 前面提到染料的上染与温度有关,对革坯讲升高温度有利于上染,如将同样条件下温度不同的染色作为对比,见下表,下表是用 Luqawil 棕 NT 作为 实物,在坯革PH6.5 时上染 与时间关系 .由此可见,低温时不仅上染速度较慢,而且最终上染率似乎也将低于较高温度时的结果
34、.实际经验表明,较低温度下染色有时往往是必要的. 温度与染料的吸收速度(PH6.5) 温度 5102030 62% 79% 95% 97% 71% 83% 96% 98% 当革坯不易受到较高温度作用时或要求染料有较均匀上染并有良好渗透时,较低的温度会更有意义.因此,对常规的染色温度 4060范围内选择哪一点应根据实际情况而决定. 4.液比 液比的大小意味着染料作用坯革的浓度.在同样染料用量 下,采用大液比,染料向革内的扩散渗透力减小,良好的离解使之反应活性增加,结果倾向于表面上染.小液比或这种被称为干染,采用高浓度非离子染料与革坯作用或采用大液比,低浓度都可获得匀染效果.但从生产实践中发现大液
35、比更多被采用.尤其在少量染料染色或浅色革染色时大液比为 3.0,甚至使用的染料的量越少,越多增大液比.事实证明,当液比为 2.5 以上时都可获得良好的匀染效果. 5.机械作用:在染色中对染料的分散,渗透及均匀上染起重要作用.工厂多用悬挂式转鼓,直径 22.5m.转速 12 转/分以上.较大直径,转速较慢,在短时间内匀染困难,但直径小,装载量小. 三、染后操作对染色的影响 在工艺安排中,为了使染色不受或不受其他操作的影响,往往将其放在复鞣加脂之前。但是,由于复鞣剂与加脂剂都存在着与革坯的结合,相同的结合方式也及为相同。因此,后在工序对染色效果或多或少存在影响。 1、染色后复鞣 染色后复鞣工艺主要
36、也是为了更少影响染色效果,但染色使用的复鞣剂品种很多,影响各异。按下面工艺进行试验观察。 原料铬鞣兰湿坯革以削匀重计 水洗: 温度 30 液比 2 10 中和: 温度 30 液比 1 甲酸钠 1% 小苏打 0.7% 转 60 终点 PH 值 5.0 排水 水洗 10 分钟 染色 水温 50 液比 2.011 染料 1% 40 复鞣 复鞣剂 5% 60 排水 加脂 内温 50 液比 2 加脂剂 10% 40排液 固定 水温 30 液比 2 甲酸(85%稀释)10% 30 分钟 实验发现,所含有合成鞣剂、阴离子树脂鞣剂都有使革坯褪色的作用。其中取代型鞣剂褪色作用最强。而且发现这种由复鞣剂作用后引起
37、的浅色效应有两种情况:(1)将革坯表面已上 染的染料褪下进入浴液被洗去;(2)被复鞣剂将染料从表面“推入”革坯内部使色变。 2、染色后加脂 与染色后复鞣相似,染色后加脂也会出现浅色效应,随着加脂剂品质不同差别很大,尤其是具有与革坯亲合活性基的加脂剂影响最大。实践证明,一些难以或未被固定的加脂剂在革坯干燥时,发生迁移将表面染料带入革内,有时这种潜在的隐患还表现在干燥及革制品使用中,使颜色变浅、发白,有时并非加脂 剂本身问题,而是加脂后固定方法和力度不足造成。 顶层加脂是改善成革表面感观及加工性能,适当的用顶层阳离子加脂剂可使表面泽更浓,但有时用一些品种阳离子加脂剂,当用量较大时,不仅不增色,反而
38、出现褪色效应。总之, 染色后加脂,由于加脂剂用量较复鞣剂多(如鞣革类) 。因此褪色效应也相对较染色后复鞣时强。 3、染色后水洗 染色后期进行固定,然后用水洗去表面浮色及染料中的中性盐(被革吸收) 。这种浮色来自生产中不易与革坯结合的组分和分子高的染料在革坯上的吸附。这些浮色不去除在成革中造成向内或外迁移而使革变色。向外迁移还使涂层不耐湿擦。 第五节 染色方法 皮革染色的方法按工具设备可分为鼓染、槽染、刷染、喷染、辊印等。实际使用中最多也最普遍的鼓染。其它方法如喷染也较常见,喷染为单面染色,工艺中被用于补充色调或增加染色效应用而实施。 转鼓染色是铬鞣坯革的主要染色方法,操作方便,易透染匀染,染色
39、坚牢度好。根据革坯状态的差异,以及色调的要求,鼓染的操作有多种。 一、染色操作方法 1、一次染色法:该法在染色操作前先配好染料,用高温水将染料溶解,搅匀,调好鼓内浴温及水量,转动转鼓,从轴孔加入染液,转够时间继续后工序或固定。这种方法均匀性好。 2、分次染色法:将配好的染料化均匀,先加入部份,通过染色后进行固定。在此后可插入一些操作工序如复鞣加强,干燥与回温等。再将其余染料加入染色。这种方法有时审美观 点称为预染与复染,或者称透染与表染。前一部份染料目的往往要求透入革内,后一部份要求加强表面染色。尤其在前一部份染色后采用固定使表面 PH 值降低或阴电荷性降低,使后面染料只能在表面结合。这种操作
40、结果可使革色调饱满、浓艳。 3、异步染色法:目前制革厂较多采用。一者可以节约染料成本,二者可以调整表12面色光。根据染料渗透性差异或者当革内外色调并不要求完全一致时可以采用的方法。如一些绒面革绒毛面上要求某种色光,而这种色光是渗透性好的染料形 成,这时应先用渗透性好染料打基色(底色) ,然后用另一染料调色光。如要求染黄绿色,可先用天蓝色染底色,固定后再用嫩黄(渗透极好)调表色。 4、套染色:套染得出的革色调最浓艳;但不易匀染,而且操作不便。通常是先用阴离子型染料染色,固定后再用阳离子型染料套色。这种方法较多地用在有机鞣革或重植复鞣、重合成鞣剂复鞣的革坯上,这时,即使少量的染料也可使色调十分饱满
41、。 二、革的品种与染色要求 过去,革坯的染色要求及特征常以革的种类讨论,现在,随着人们消费观念转变,将感观、穿着性能及价格结合考虑,使得对革坯的染色要求不能明确的分类定论。下面再根据革的要求举例讨论。 1、重染:通常指要求染透,色调深、饱满,如一些深色调的绒面革,运动鞋革及磨砂革(先染后磨)等,不仅要求表面色浓艳,革内切口与表面色调基本一致这时,坯革要求良好的透彻中和,较多的染料和长时间助染剂的使用。对表面色泽浓艳。 革内只要求透的革如一些服装,水染革及一些全面轻涂饰革等。可采用多次染色,将深度染色与表面染色分开,保证最后染色不受干扰。 2、轻染:对一些只要求表面染色的品种可采用少量染料,如浅
42、色革修面革的染色,这时只要做好匀染的条件准备,大液比,匀染剂的使用可得到满意的效果。 三、工艺举例 1、猪正面服装革 (兰坯革厚 0.5-0.6mm,称重按削匀坯重计) (1)漂洗 水 35 液比 2 平匀加 0 (固) 0.5% 时间 60(转停结合) 排液,水洗一次 (2)复鞣 温度 35 液比 1.5 亚硫酸化鱼油 1.5% 丙烯酸树脂鞣剂(CAR-1 CAR-)各 1.5% 60 +铬粉(B=40,23%) 4% 转 2h, 停鼓过夜 次日晨转 20 排液 (3)中和: 温度 35 液比 1.5 NaAC 1% 10 NH4HCO3 1.3% 60 排液,水洗 2 次 (4)染色 水温
43、(50) 液比 2 酸性黑 ATT 1.5% 直接耐晒黑 0.5% 酸性大红 0.05% 20 (5)加油: 合成加脂剂 8% 鱼油加脂剂 6% 结合型加脂剂 5% 柔软剂 2% 90 甲酸(85%,稀释) 1.0% 315 每次转 20 (6)顶染(复染) 直接耐晒黑 0.5%13 直接红棕 0.03% 20 甲酸(85%) 0.5% 215每次转 20 阳离子加脂剂 1.5% 30 工艺分析:该工艺采用预染及复染,预染目的为了使染料透入革内,复染使表面色调浓艳. 预染以酸性小分子染料为主,复染以大分子直接性染料为主,不要求渗透.该工艺用染料较少,革内虽然染透但表面黑度较少,可能满足一般服装
44、革的要求.工艺最后用甲酸固色.用阳离子加脂剂可使表面色更浓.当要加强固色时,也可在甲酸后加入少量铬盐固定(不宜过多,以防兰色加重). 2.山羊绒面革染色 干磨后,重量计于干坯革重量. (1)回湿 水温 50 液比 6 氨水(22%,稀释) 2% 60 2)水洗: 水温 50 液比 6 15 (3)染色 水温 50 液比 2 加脂剂 CNS 2% 皮革黑 R 6% 40 甲酸(85%,稀释) 2% 15 皮革黑 JX-NB 2.5% 皮革棕 KDW 0.6% 20 甲酸(85%,稀释) 3% 310每次转 10终点 PH 值 4.2 排液 (4)套染 水温 50 液比 1 碱性黑 0.75% 1
45、5 排液,冷水洗,出鼓. 本工艺通过阴离子型染料套染,增加黑度,可以减少染料用量.该工艺为干磨法,即坯革已通过复鞣、加脂、干燥、磨革,然后加湿染色. 加脂剂的种类和性质 1、加脂剂的选择的用量 加脂剂种类繁多,以不同的油脂为基础的或同一种油脂用不同方法处理改性的加脂剂性能各异,赋予成革不同的性质, 另一方面加脂坯革的性质及对成革的要求不同,这些因素的变化多样性要求在加脂剂的选择和确定加脂剂配方时应首先考虑如下条件: (1)革的前处理情况:鞣法、复鞣、中和等。 (2)对成革的性能要求:外观,柔软度,弹性,丰满度,物理机械性能等。 (3)加脂后工序的操作对油脂的结合,分布的影响。 对于铬鞣革,主要
46、是选用阴离子型加脂材料。阳离子型加脂剂只是用于革的顶层加脂来增加革表面油感或调节的电荷性。非离子加脂剂可以与阳离子或阴离子加脂剂混合使用,增加加脂乳液的稳定性促进加脂剂的渗透和均匀分布。两性加脂剂的应用范围较广,但目前产品品种较少。 1、以动物油脂为基础的加脂剂,可使成革柔软、丰满、油润性好。 (1)牛蹄油,鲸脑油被公认为较好的加脂剂,不仅有良好的柔软性,而且较强的填充性。 (2)鱼油是较常用的加 脂材料,通常的亚硫酸化产品形式使用,渗透性强,柔软性好,但其用量要控制。特别是组织结构空松的革,用量大,易松面。碘值高的鱼油(含不饱和键较多)不适含铬鞣革的加油,因为它容易变黄,也易产生树脂状斑点。(3)羊毛脂加脂剂柔软性,油感好,用于绒面革的丝光感较强。14 2、植物油加脂剂,渗透性好,但加油后革面手感干枯,油润性差。 3、矿物油对革的亲合力小,但润滑好,加脂革柔软。在加脂中加入少量矿物油,常使革的柔软性明显增加,但矿物油用量多时,革的身骨差,强度(抗胀强度,撕裂强度)有所降低。适量的矿物油会促进加脂剂的渗透。减少“油霜”的生成。但矿物油加油后的手感干枯,易迁移挥发,用量大时,迁移到革面,影响涂层的粘着情。 4、由于天然油脂大多数量食用油,鲸脑油,鱼油,牛蹄油等。来原有限。所以合成油是加脂剂发展的方向。合成加脂剂具有耐光,耐热,耐电解质,填