人々が環境から恩恵を受け、物や自分自身に特別な外観を与えたいと思うため、染料の必要性が生じました. そのため、多くの染料や染料が最初に自然から得られました。 これは、石器時代などの非常に古い時代でも見ることができます。 フランスとスペインの洞窟の壁に描かれた絵やオブジェは、キリストより何百年も前にさかのぼり、古代に染料や染料が存在したことを証明しています。 使用された最初の染料は、金属酸化物、粘土土壌、植物樹液の混合物でした。. これらを水で溶かして塗装面に塗布すると考えられます。 古代エジプト人は塗料に強度と輝きを与えるためにガムを混ぜていました。 これらはミイラから発見されています。 塗料を空気の影響から保護するために、塗料はワックスで覆われています。 染料は無機物ですが、繊維に使われる染料は有機物です。 無機染料の例は、Fe2O3、Cr2O3、Pb3O4、HgS、グラファイトなどです。 一方、染料は、ほとんどが天然由来のものと同様に合成です。 上記の例と歴史的な遺跡は、塗料が古代から使用されていたことを示しています。 今日使用されている染料のほとんどは、化学合成の結果として得られます。

塗料は、オブジェクトの表面を外部の影響から保護したり、オブジェクトをカラフルにして美しい外観を提供したりするために使用される物質です。 塗装されたオブジェクトの表面は厚い層で覆われています。 このプロセスは塗装ではなく、実際にカバーしています。 絵の具は、塗った面に見た目以外の変化を与えません。 それらは、こすることによって表面から分離されます。

一方、染料は、それ自体または適切な試薬とのいずれかで材料に親和性を持つ着色物質です。 染料は化合物であり、処理された物体に色を与えます。. 染料はすべて有機化合物です。 オブジェクトと染料は、継続的かつ耐久性のある方法で結合し、オブジェクトの表面を構造的に変化させます。 一般に、染料は化学的および物理化学的関係を通じて物体の表面と結合します。 塗料の物理的効果が表面に適用されると、表面は初期状態を取ることができません。

上で説明したように、染料と染料は同じ概念ではありませんが、それらの唯一の類似点は、両方とも着色剤であることです。 塗料は層で表面を覆いますが、染料と表面の結合は、この側面からこれら XNUMX つの概念を区別します。

オブジェクト（ファブリック、繊維など）自体を着色するために適用される物質に。 染料 これは呼ばれます。

 

 

 

 

ただし、すべての発色物質または有色物質が染料であるとは限りません。 染料による着色は、染料による着色とは異なります。 それらは、通常、溶液または懸濁液として、さまざまな染色方法で適用されます。 すべての染料は有機化合物です。 塗装する対象物は、染料と連続的かつ耐久性のある方法で結合することにより、対象物の表面を構造的に変化させます。 一般に、染料は、化学的または物理化学的関係を通じて物体の表面と結合します。 塗装面は、削る、拭く、洗うなどの物理的な処理では本来の無色の状態に戻ることができません。

天然繊維を染める染料

セルロース系製品を染色する染料

• 直接染料
• 反応染料
• 硫黄染料
• キューブ染料
• 顔料染料
• 可溶性キューブ染料
• 酸化染料：

この染料グループは、最も古い合成染料の XNUMX つです。 それらは、天然繊維製品を酸化中にうまく染色できる中間製品です。 次の XNUMX つのグループがあります。

1-アニリンブラック

2-ジフェニルブラック

酸化染料による染色の基本は、被染色物を適当な芳香族アミンで処理し、次いで、染色物上のアミンを酸化して染料を形成することである。

アニリンブラックは、アニリンの酸化によって綿に得られる黒色の染料です。 アニリン ブラックは、最も獰猛で最高のブラックの XNUMX つとして、このグループの例です。

• 洗濯・耐光性は良好です。
• 場合によっては、塩素堅牢度が良好です。
• 色の濃さは真似できません。
• 連続運転に適しています。

ジフェニルブラックはアニリンブラックよりも高価ですが、時間が経っても色調が緑色に変化せず、繊維を傷つけるリスクが少ないという利点があります。

タンパク質ベースの製品を染色する染料

• 酸性染料
• 反応染料
• クロム染料
• 金属錯体染料

合繊を染める染料

ポリアミド製品を染色する染料

• 酸性染料
• 分散染料
• クロム染料
• 金属錯体染料

ポリエステル製品を染色する染料

• 分散染料
• ポリアクリロニトリル製品を染色する染料
• カチオン染料
• 分散染料

溶解度による染料の分類

水溶性染料

染料分子は、少なくとも１つの塩形成基を有する。 染料の合成中に使用される出発物質が水溶性基を含まない場合、水溶性は、後でこの基を染料分子に付加することによって達成することができます。 これらの染料は、グループの特性に応じて塩を形成する可能性があります。

• 1-アニオン性水溶性染料: 水中 それらは、ほとんどが可溶性基としてスルホン酸 (-SO3¯) および部分カルボン酸 (-COO¯) のナトリウム塩を含んでいます。 酸性および直接染料は、このタイプの例です。

• 2) カチオン性水溶性染料: 分子内の可溶化基としての塩基性基（例えば-NH2）は、酸との塩として存在します。 有機酸[HClまたは(COOH)2]が酸として使用されます。
• 3) 両性イオン特性を持つ染料: 分子はその構造に酸性基と塩基性基の両方を含み、内部で塩が形成されます。 染色中、環境に応じて塩基性または中性アニオン染料の挙動を示します。

水不溶性染料

産業の特定の分野、特に繊維で使用され、水に不溶な染料をさまざまなグループに分類することができます。

• 基質可溶性染料: 合成繊維に分散法で塗布された染料はこのクラスに属し、水への溶解度は非常に低いです。
• 有機溶剤に可溶な染料： このグループの染料は、有機溶剤への溶解度が高い。 これらの染料は溶剤染料と呼ばれ、スプレーまたはラッカーの形で表面に塗布でき、インク、ワックス、石油製品の着色に使用されます。
• 一時的に溶解する染料: 繊維上で各種還元剤を可溶化して使用できます。 その後、繊維と一緒に酸化され、水に溶けなくなります。 これらの染料の例として、硫黄染料が挙げられる。
• 重縮合染料： これは開発された新しい方法であり、繊維に塗布された後、染料同士または他の分子と縮合して大きな分子を形成する染料として知られています。
• 繊維から生まれる染料
• 顔料

染色性による染料の分類

通常、染色業者は染料の化学構造ではなく、どのような方法で繊維を染色できるかを調べます。

これらの方法によると、染料は次のように分類されます。

a) 塩基性 (カチオン性) 染料

それらは有機塩基の塩酸塩の形をしており、着色部分にカチオン基を持っています。 それらは、正電荷キャリアとして N または S 原子を含んでいます。 それらは陽子場として作用するため、その構造上、陰イオン基を含む繊維によって結合されています。 主にポリアクリロニトリル、一部ウール、綿繊維の染色に使用されます。 繊維と染料の関係はイオン的です。 染料カチオンは、繊維のアニオン基と塩を形成します。

カチオン染料は、ポリアクリロニトリルの染色において最も重要な染料です。 ポリアクリロニトリル繊維は、製造中にコモノマーがその構造に追加されるため、浴中でアニオン構造を持っています。 ポリアクリロニトリル繊維のアニオン末端にカチオン染料を付着させることができる。 アクリル繊維に対するカチオン染料の耐光堅牢度と湿潤堅牢度は優れています。 優れた湿潤堅牢度は、染料と繊維の間の耐久性のある結合によってもたらされます。 完璧な耐光性は、染料と繊維の間のイオン結合によるものであり、アクリル繊維の疎水性は退色の原因となる水分や酸素を含みません。 カチオン染料による染色では、低濃度でも発色が良好です。 したがって、得られる色は明るく、低コストである。 ポリアクリロニトリル繊維は 75 ºC まで染料を吸収しません。この温度を超えると、急激に収縮します。 カチオン染料は移行性がないため、急激な引力により染色ムラが発生します。 そのためには、染料の繊維への吸い込みを制御し、一定温度以上になると染料が急激に抜けることによる染色ムラをなくす必要があります。 アクリル繊維は、適切な染色のためにリターダー法または80〜90℃の温度設定によってカチオン染料で染色されます。

b) 酸性染料

一般式が Bm-SO3¯ Na+（Bm：染料の着色部分）で表される酸性染料は、分子中に 3 つ以上の -SOXNUMXH スルホン酸基または -COOH カルボン酸基を含んでいます。 これらの染料は、主にウール、シルク、ポリアミド、カチオン変性アクリロニトリル繊維と紙、皮革、食品素材の染色に使用されます。 これらの染料が酸性染料と名付けられたのは、酸性浴で使用され、そのほとんどが有機酸の塩であるからです。

酸性染料は、タンパク質繊維との親和性を特徴とする特殊な光沢を持つアニオン染料です。

酸性染料は、ウール、ポリアミド、天然シルク繊維の染色に最も一般的に使用される染料です。

利点の側面

• 安いです
• 簡単で滑らかな塗装
• 耐光性が良い
• 鮮やかで明るい色が得られる

短所

• 種類によっては洗濯堅牢度が良くない。
• ドライクリーニングの堅牢度は普通
• 汗堅牢度が低い

酸性染料は主にアゾ染料です。 酸性染料は、XNUMX つまたは複数のスルホン酸塩またはカルボン酸塩の官能基を含みます。 これらは水への溶解性を提供します。

酸性染料は、染色方法や液の状態によって大きくXNUMXつに分類されます。 これらは:

• 強酸性媒体で染色する酸性染料（ウェルレベル）
• 弱酸性の媒質で染色（中均染）する酸性染料
• 弱酸性・中性媒体を染色する酸性染料（難クエンチ）

強酸性環境で染まる（レベリングの良い）酸性染料

強酸性環境では、羊毛繊維のアンモニウム（-NH3+）基の数が最も多くなり、染料の陰イオンもアンモニウム基に結合します。 この場合、アンモニウム基の数に応じて、非常に速い色素取り込みが達成されます。 結合を提供する主な力は静電引力であるため、繊維に対するそのような染料の親和性は高くありません。 したがって、特に沸騰温度での平滑化能力は非常に優れています。 染料がウール繊維によって迅速かつ不均一に除去されることは好ましくありません。 移行性が良いため、沸点では染料の多いところから少ないところへと移行が始まります。 移行性が高い（分子構造が小さく、繊維とのイオン結合が弱い）ため、均一な染色が容易です。. このため、「レベリング染料」とも呼ばれています。 耐光性が高いです。 しかし、湿潤堅牢度が悪い。 この状況は、ポスト スムージング機能を持つすべての染料で同じです。 一般に、それらの分子構造は小さいためです。 硫酸は、pH 2 ～ 3,5 の調整に使用されます。 さらに、硫酸ナトリウム塩は、繊維への染料の吸収を遅くするために使用されます。 染色が難しい製品（フェルト製品）や洗い物が少ない製品に適しています。

酸性染料 中強酸性環境での染色

これらは pH 4 ～ 5,5 のギ酸または酢酸で染色されます。 それは、酸性染料の他の4つのグループの間の値で堅牢性を与えます. 染色の最後に蟻酸を加えて絞りを完成させます。 生命は、H ブリッジとファン デル ワールス力、および静電引力によってつながっています。 後は平滑性が低いので、最初からしっかりと染料をとらなければなりません。 この目的のために、アンモニウム基の数が少ない pH 5,5 ～ 5 で研究されます。 知られているように、ウールは pH 7 ～ 1 付近（等イオン領域）で中性を示します。 つまり、正に帯電したアンモニウム基と負に帯電したカルボキシル基は同じです。 したがって、リカーへの硫酸ナトリウムの添加は、取り込みを増加させたり遅らせたりすることはありません。 ただし、素材の親和性の違いによる染色ムラを防ぐため、硫酸ナトリウムを添加しています。 3 ～ 60% の酢酸 (4%)。 生成物をしばらく処理した後、5,5～5℃、10～40%のか焼硫酸ナトリウム(芒硝)を含むpH(50～0)の液に染料を加える。 30〜45分で80〜850℃に達し、45〜90分間染色を続ける。 この酸性染料群で得られる湿潤堅牢度は、レベリングタイプよりも優れています。 ニュアンスも同じ温度で出来ます。

弱酸性・中性環境で染まる酸性染料

それらは、ウールのウェット仕上げ（特に休息）に対する高い堅牢性を備えた酸性染料です。 通常、弱酸性または中性の染色浴でタンパク質繊維に適用されます。 リスニングの速さの良さから これらは静止色素と呼ばれます。 湿潤堅牢度に優れ、耐光堅牢度が良好です。 ただし、染めムラの危険性が高いです。 染料の移行性が低いため、染色はかなり困難です。 適切に染色するのは難しいため、布地の染色にはお勧めできません。 フリース、スキャンテープ、糸の染色に使用されます。 これらのタイプの染料は、構造的にはジスアゾ クラスに属し、親和性が高いため、さまざまな結合 (静電引力、H ブリッジ、ファン デル ワールス力) によってウール繊維に結合します。 したがって、繊維によるこのタイプの染料の取り込みは非常に遅くなければなりません。 なめらかなはがしでなめらかな染色ができます。 弱酸性または中性環境 (pH 5,5 ～ 6,5) では、ウール繊維は中性または陰イオンを含んでいます。 染料の陰イオンと繊維の陰イオンは反発します。 したがって、静電引力によって染料を結合することはできません。 染料が繊維に確実に吸収されるように、培地に塩を加えます。 塩は染料の凝集度を高めることで反発を減らし、取り込みを促進します。 色調の増加に応じて、塩分量も増加します。

c) 直接染料

これらは通常、スルホン酸、時にはカルボン酸のナトリウム塩です。 直接染料と酸性染料の構造に明確な境界はありません。 染色方法が異なります。 直接染料は、前処理なしで染料溶液からセルロースまたはウールに直接引き出されます。 それらは、化学結合を形成することなく、繊維の内部ミセルに保存されます。 着色部分に塩基性基を含む直接染料は、水溶液中で陰イオンと陽イオンの両方として存在します。

直接染料とは、セルロース繊維を染色する際、前処理を必要とせずに直接染色できる染料です。. それらは直接染料とも呼ばれます。 セルロース繊維に対する高い直接性により、塩基性染料や酸性染料とは異なります。 コンゴレッドは最初の直接染料でした。 それらは酒から直接引き出されます。 これらの染料は、均一にならすことができ、材料に浸透する染料が得られます。 それらは水に溶けます。 イオン化により、これらの染料はアニオン染料です。 これらの染料の湿潤堅牢度は良くありません。 ただし、適切な材料の助けを借りて、湿潤堅牢度を向上させることができます。 直接染料の中には耐光性に優れたものもあり、これらは銅錯体です。 しかしながら、これらの染料の煮沸堅牢度および塩素堅牢度は低い。

有利な側面:

• 安いです
• 水溶性
• 塗装作業はとても簡単
• 染色中に強いpH値を必要としません
• 濃色で良好な染色結果を与える

直接染料の欠点:

• 直接染料は湿潤堅牢度が低いです。
• 老化堅牢度は低いです。
• これらの染料のかなりの部分は、発がん作用があります。

直接染料のほとんどは、ジスアゾ基、ポリアゾ基を含むアゾ染料です。 チアゾール、フタロシアニン、アントラキノンにも直接染料が含まれています。 この点で、直接染料の化学構造は酸性染料と似ています。 直接染料の構造には、染料分子を水に溶解できるアニオン基があります。

それぞれの染料の挙動が異なるため、直接染料 XNUMX つのグループに分けて分析しました。

クラス A (セルフレベリング染料):

このグループに属する染料は、優れた移行特性を持っています。 特別な注意を払わなくても、スムーズな染色が実現します。 老化堅牢度は低いです。

B種（塩分でコントロールできる染料）：

これらの染料の移行能力は低いです。 したがって、適切な染色特性を示しません。 ドラフトとレベリングのステップを調整するには、塩の追加が必要です。 最初に定期的に繊維に取り込まれなければ、後で滑らかにするのは非常に困難です.

クラスC（温度制御可能な染料）：

それらは、塩に非常に敏感で、セルフレベリングができず、移行の可能性が低い染料です。 それらの魅力は、塩の添加によって適切に制御することはできません. また、温度管理により均一な染色が可能です。

d) 反応染料

反応染料 Ç-Kr-KR の構造

ここ;

• C – 解決策を提供するグループ
• Kr – 発色団 (色を与える) グループ
• K – ブリッジ グループ
• R – 反応基

意味。

反応性染料は繊維に共有結合しているため、移行能力は良くありません。 このため、染色においては適切に摂取することが不可欠です。 ウールへの反応性染料の結合; これは、強酸性媒体では -SH (チオアルコール) 基、弱酸性媒体では - NH3 + (アンモニウム) 基の共有結合によって提供されます。

それらは、繊維構造内の官能基と真の共有結合を形成できる反応基を含む染料です。 これらの染料は、セルロース繊維の染色やプリントに使用され、近年開発されたもので、ウール、シルク、ポリアミドの染色にも使用されています。 共有結合により、それらは繊維に強く付着しています。 反応基は、分子の着色部分に結合します。 すべての反応性染料に共通する特徴は、分子に溶解性を与える反応性基と、発色団を持つ着色基をすべて含んでいることです。

反応染料は、アゾ染料の重要な部分を形成します。 アゾ染料は、産業の非常に広い分野で使用されています。 反応染料は通常、XNUMX つまたは XNUMX つの官能基を含み、これらの基は特定の基質と共有結合することができます。

それらは、染色される繊維構造の官能基と実際の共有結合を形成できる反応基を含む染料です。 それらは、真の共有結合により、繊維に強く付着しています。 反応基は、分子の着色部分に結合します。

すべての反応染料に共通する特徴。

• それらのすべては、着色された構造を与える発色団基に加えて、反応性基と分子に溶解性を与える基を持っています。

反応染料はわが国で最も消費されている染料です。 反応基の反応性に応じて、反応性の高い染料と反応性の低い染料の XNUMX つのクラスに分類されます。 反応性の高い染料は、ビニルスルホン、ジクロロトリアジン、ジフルオロピリミジンなどの反応性基を含む染料です。 反応性の高い染料は、反応性の低い染料に比べて染色が早く、同時に薬品やエネルギーの消費が少なくてすみます。 反応性の低い染料を用いた染色工程では、加水分解のリスクが少ないため、染料の損失が少なくなります。

他のすべての染料とは異なり、反応性染料は繊維高分子と反応し、実際の共有結合で繊維に結合できる染料です。 直接染料と同様に水溶性の高いアニオン染料です。 綿製品を染色するのに十分な堅牢度を備えた最も広く使用されている染料です。

反応染料の利点:

• 明るい色の幅広いカラー パレット
• 暗い色
• 優れた湿潤堅牢度
• 通常の染色装置に適用可能な簡易染色法

反応染料の欠点:

• 塩素堅牢度が低い。
• 塩基性媒体では、反応基が加水分解される危険があります。
• 染色後の洗浄工程では、水やエネルギーの消費量、時間がかかります。

反応染料にはXNUMXつのグループがあります。

• 1-可溶化基 (S): この基により、染料が水に溶解します。
• 2-発色団（着色剤）（C）：染料分子に色を与える基です。
• 3-ブリッジ基（反応基を持つ部分）（B）：分子内の着色基と反応基をつなぐ-NH、-CO、-SO2などの基です。
• 4-反応基（R）：繊維中の官能基と共有結合する基です。 繊維と相互作用し、繊維と染料の間に共有結合を作ります。

反応染料は反応速度によって分類されます。 試薬グループの反応性に応じて、XNUMX つのグループで検査されます。

• 1-寒冷染料（反応性が高い）
• 2-温染染料（適度な反応性）
• 3-熱で染まる染料（反応性が少ない）

1-コールド染料 (高反応性-IK) 染料

これらの染料は反応性が高いため、低温（20～40℃）で染色できます。

これらの染料による染色の利点:

• より速く塗装することが可能です。
• より少ない化学物質とエネルギーが消費されます。
• 高い染料収量が得られます。
• 再現性は良好です。
• 染色後は、直接的な染色が少ないため、洗浄が容易です。

このタイプの反応染料。 例としては、シバクロン F、プロシオン MX、レマゾール、ドリマレン R/K、ラバフィックス E/EA/EN-H、HE、HX などがあります。

2-暖かさで染まる染料 (中反応性IW) 染料

このグループはもはや一般的ではありません。 一般的にコールドグループで評価されます。

3-熱で染まる染料（低反応性-IN）

このクラスの染料の反応性は非常に弱いです。 そのため、染色温度を上げ（60～80℃）、アルカリ量を増やす必要があります。 これにより、アクティビティが提供されます。 染色温度が高いため、非常に滑らかな染色結果が得られます。 このクラスの染料の浸透能力は優れています。 これらの染料の最大の利点は、加水分解のリスクが低く、より良い結果が得られることです。 反応性の低い反応染料。 Procion H-EKL、Cibacron E、Drimaren X/XN、Basilen E/P がその例です。

e) 分散染料

それらは水にわずかに溶解する染料であるため、水に分散させて適用することができます。 染料は、染色プロセス中の拡散によって分散媒から疎水性繊維に引き寄せられます。 染色は染料が繊維に溶け込むことで起こります。 分散染料は、主にポリエステル繊維の染色に使用されます。 また、ポリアミドとアクリル繊維を染色します。

ポリエステル繊維の染色に最も一般的に使用される染料は分散染料です。 分散染料は、ポリエステル繊維に対して適切な堅牢度と十分なカラー パレットを備えています。 液体または粉末の形で市販されています。 分散染料の水への溶解は、他の水溶性染料の溶解とは異なります。 ポリエステルの染色時に、分散染料を浴に懸濁させます。 すなわち、染料分子は溶解せずに浴中に浮遊したままである。 顔料染料のように完全に水に溶けないわけではありません。 分散染料ができ始めた頃は、以前は分子量の小さいものがあり、堅牢度が低かった。 技術の発展に伴い、より大きな分子を持ち、堅牢度の高い分散染料が製造されました。

市場には主に XNUMX 種類の分散染料があります。

• 低分子分散染料：これらの染料を用いて押し出し法で染色を行います。
• 中分子分散染料： 染色は収縮によって行われ、時にはサーモゾル法によって行われます.
• 高分子分散染料： 一般的にはサーモソル法が用いられます。 場合によっては、引き手法でも使用されます。

繊維への分散染料の付着率（吸着率）は、ガラス化点以下の80℃以下では非常に低くなります。 吸着速度は 85 ºC から増加し始め、100 ºC を超えると連続的に上昇します。 分散染料の選択は、染色の品質に直接影響する要因のXNUMXつです。 そのためには、混染で使用する染料同士が相溶している必要があります。 レシピを作成する際に使用する染料のメーカーのカタログで、染料の吸引曲線や堅牢度の値など、染色の品質に直接影響する同じ要素を持つ染料が選択されます。

f) 顔料染料

オーガニックなものが好ましいです。 顔料には繊維親和性がありません。 それらは化学結合と吸収をしません。 それらはバインダーと呼ばれる合成樹脂で繊維の表面に付着しています。

繊維材料の着色において、有機および無機顔料に使用されます。 これらは水に溶けないため、繊維との親和性はありません。 それらは化学結合もコロイド吸着もできません。 したがって、古典的な意味での染色を行うことはできません。 顔料は、バインダーと呼ばれる合成樹脂（アルブミン、カゼインなどの高分子天然物質）の助けを借りて生地に付着しています。. それらは水に不溶であるため、水中油型または油中水型エマルジョンのいずれかで、微細に分散して適用されます。 どちらの場合も、顔料は油相に存在します。 エマルジョンが布地に浸透した後、エマルジョンは崩壊し、顔料は繊維上に分散したままになります。 その後、生地を絞って乾燥させます。 140～170℃で熱固定されます。 この温度での樹脂の重縮合により、生地に顔料を付着させる薄膜層ができます。 この層は仕上げとしても機能するため、通常、染色後の洗浄は必要ありません。 ただし、樹脂が時間の経過とともに分解し、においがする場合などは、洗い流したほうがよい場合もあります。 顔料染料としては、水不溶性のアゾ染料、イヤリング染料、アニリンブラック、フタロシアニン等が使用される。 ほとんどのアゾイック顔料は、繊維上に形成されたものと同じです。 しかしながら、繊維上に形成される成分（特にナフトール成分）の選択は限定されるが、そのような限定はない。 顔料染料は、織物繊維のほか、ワニス、ラッカー、印刷インキ、プラスチック材料の着色にも使用されます。 アゾイック顔料で選択されるクランプ成分は、ナフトール AS 染料とは異なり、安価なものが好まれます。 たとえば、β-ナフトールは Naftol AS に取って代わります。 黄色顔料の製造では、ナフトール AS 染料では使用されていない、2,4-ジヒドロキシキノリンであるムキシリダイドが使用されます。

顔料染料には繊維との親和性がないため、レベリングが容易で、繊維混合物でも同じ色調が得られます。 顔料染料による染色の興味深い点は、最大の耐光性を持つ顔料を選択できることです。 適切なバインダーを使用すると、洗濯堅牢度は高い水準に達します。 耐光性と耐洗濯性は淡色で良好です。 染色工程は、しわ防止および硬化仕上げと組み合わせることができます。 染色も仕上げも、パディング→ドライ→サーモフィックスの順だから。 このように、用途が簡単で、少ない労働力で大量生産が可能であることから、このクラスの染料への関心が高まっています。 染料はバインダー液系に微細に分散しなければならないため、顔料染料では粒子サイズも非常に重要です。 しかし、合成品を粉砕するのではなく、製造時のキレート化、ろ過、乾燥などの工程を工夫することで、微細な分散が可能になります。

顔料染色の欠点;

• 高い摩擦堅牢度の欠如
• 暗い色が得られない
• バインダーフィルム層の風化
• バインダーは、生地のハンドル（手触り）に悪影響を及ぼします。つまり、生地を硬化させます。

近年、研究が強化され、これらの欠陥を排除するために多くの進歩がなされてきました。

コネクタを選択する際の考慮事項は次のとおりです。

• 染色が高い湿潤堅牢度を持つためには、顔料を繊維に永久的に結合できなければなりません。
• 生地は、手触りへの悪影響を最小限に抑えるのに十分なほど柔らかく柔軟でなければなりません。
• その粘度は、パディングの適切な値に調整できる液体の形である必要があります。
• そのモノマーは、繊維上で重合または重縮合することにより、不溶性の形態に変換できなければなりません。

上記の条件をすべて満たすバインダー システムを見つけるのは容易ではありません。 使用または提供されるコネクタは次のとおりです。:                                             

• 天然ポリマー：カゼイン、グルー、ゼラチンをホルムアルデヒドで不溶化し、グリセリンやグリコールを加えて可塑化。 それらの洗濯堅牢度は一般に低い。 それらは、最新のシステムではメインのバインダーとして使用されていません。
• 変性天然高分子：酢酸セルロース、硝酸セルロースなどのセルロースエステルもバインダーとして使用されていますが、素材が硬くなる、発火が早い、繊維に浸透しにくい、高価であるなどの欠点があります。

そのため、アルカリ可溶性ヒドロキシエーテルやセルロースエーテルが提案されている。 生地に顔料を加えたエーテルのアルカリ溶液をパディングした後、酸で処理すると、セルロースエーテルが沈殿して生地を顔料で覆い、すすぎ、石鹸で洗い、乾燥させます。 バインダーとしてセルロースザンテート（粘性溶液）が提供されています。 顔料を添加したセルロースザンテート溶液を布にパディングした後、酸処理すると、セルロースが布に分離する。 これも触り心地が変わったり、浸透が悪いなどのデメリットがあります。

• 3) 合成樹脂とポリマー: バインダーとして使用される合成樹脂の数は非常に多いです。 このうち、フェノール樹脂は光の影響で分解してしまうので十分ではありません。 尿素およびメラミン ホルムアルデヒド樹脂 (特に、ポリビニル アセテート、ポリビニル アルコール、合成ゴムなどのアルキドまたはエチレン系ポリマーを変性または混合した場合) は、より良い結果をもたらします。 水に溶けるが、アルカリで処理すると不溶性になり、アミノ基またはイミノ基を含むポリアクリル酸エステルも特許を取得しています。 これらすべての製品の化学構造に関する公開情報は非常に少ないです。

結合剤、顔料、顔料の微細分​​散剤、適切な触媒および安定剤は、水中油型または油中水型エマルション中で組み合わされる。 油中水型エマルションの調製では、高速ミキサーで混合した油相に水相をゆっくりと加えます。 水はエマルションを増粘するので、エマルションの粘度は加える水の量によって制御されます。 油相については、様々なバリエーションが提案されている。 すべての溶剤可溶性樹脂タイプが適しています。 例えば、キシレン中のアルキド樹脂、溶剤可溶性エチルセルロース、ブタジエン-スチレン、ブタジエン-アクリロニトリル共重合体など。

顔料染料の分類

a) 堅牢度による分類:

• 弱～中抵抗の方。
• 基本染料ラッカー。
• フタロシアニン顔料に極めて強い耐性を持つもの。
• フタロシアニン顔料

b) カラーインデックス番号による分類:

この分類は、特に商取引で使用される分類で、カラーインデックス（CI）システムで指定されたコード番号に従って作成されます。

c) 化学分類:

発色団基に基づく染料の従来の分類は、顔料内で行うことができる。 顔料は、異なる発色団グループ、異なる色、堅牢度を考慮して、次のように分類できます。

• アセトアセトアリールアゾ顔料
• β-ナフトールアゾ顔料
• 2-ヒドロキシ-3-ナフトアリライド アゾ顔料
• 2-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸アゾ顔料
• ナフトールスルファン酸アゾ顔料
• トリフェニルメタンアゾ顔料
• フタロシアニンアゾ顔料
• アントラキノンおよびインジゴイドアゾ顔料
• キナクリドン顔料
• ジオキシアジン顔料
• アゾメチン顔料
• フルルビン色素
• ナフチンドリジンジオン顔料

g) 媒染染料

媒染剤という言葉は、染料を繊維に定着させる物質または組成物を意味します。 多くの天然および合成染料がこのクラスに分類されます。 それらは酸性または塩基性官能基を含み、植物および動物繊維と不安定な化合物を形成します。 したがって、繊維と染料の両方に対して同じ化学的親和性を持つ物質（媒染剤）が最初に繊維に置かれます。 次に繊維と染料を反応させて水不溶性化合物を得る。 このような 染料が繊維に確実に付着するようにします。 水不溶性水酸化物を形成するAl、Sn、Fe、Cr塩が媒染剤として使用されます。

h) 金属錯体染料:

金属錯体染料は水溶性染料で、ポリアミド繊維を容易に染色でき、酸性染料よりも堅牢度が高い染料です。

しかし、酸性染料の色はこれらの染料よりも明るく鮮やかです。 金属錯体染料は酸性染料の一種です。 それらは、主要な着色剤と同様に、構造内にクロム、ニッケル、またはコバルト金属のXNUMXつ以上の原子を含む高分子染料です。

金属錯体染料は堅牢度が高いため、濃色の染色に好まれます。 ポリアミド繊維との親和性が高い反面、移行性が低いため、均一に染色するには最初から染料を慎重に使用する必要があります。 引く必要があります。 そのためには、pH、温度、補助薬品、時間などの要素に注意を払う必要があります。

メリット

• 安いです
• 耐光性が良い
• 耐老化性は良好です

デメリット

• 生き生きと明るくない
• 移行能力は良くない

ポリアミド繊維の染色に非常に好まれる金属錯体染料の製造中に、主要な着色剤と金属イオンの間で錯体が形成されます。 これらの染料は、金属イオンと染料分子の複合体によって、次のようにXNUMXつのクラスに分けられます。

• 1:1 金属錯体色素
• 1:2 金属錯体色素

1:1 金属錯体染料

金属イオンと色素分子が錯体を形成する色素を1:1金属錯体色素と呼びます。 このクラスの染料の湿潤堅牢度は、1:2 金属錯体染料よりも低いです。 濃色染色では堅牢度を上げる必要があります。 スジ染めの恐れがありますので、補助剤をご使用ください。 移行性が悪いので、レベリング剤を使用する必要があります。 1:1 金属錯体染料は、ポリアミド繊維との親和性が高く、ファン デル壁、引力、水素架橋などの強力な結合で結合するため、後で染色を滑らかにすることは困難です。 このため、最初から染料をきちんととらなければなりません。 適切な除去は、ポリアミド繊維に対する染料の親和性が最も低い強酸性環境で行う必要があります。 アミノ基は強酸性環境下で正電荷のアンモニウム基に変換されるため、静電引力のみで結合します。 強酸性環境下では配位結合が形成されないため、後から平滑化することが可能です。 1:1 金属錯体染料は、強酸性環境でレベリング酸性染料として機能します。 培地のpHは、ギ酸で3～4の範囲に調整されます。 強い酸性環境はポリアミドを劣化させるため、硫酸は使用されません。

1:2 金属錯体染料

金属イオンと 1 つの色素分子が錯体を形成する色素は、2:1 金属錯体色素と呼ばれます。 これらの染料の堅牢性は、1:1 金属錯体染料や酸性染料と比較して非常に優れています。 濃色染色でも高い耐光性、耐洗濯性を有します。 これらの特性により、中色および濃色の優れた堅牢性に使用されます。 ただし、その色は酸性染料ほど明るくはありません。 ポリアミド繊維に対する 2:1 金属錯体染料の親和性は非常に高いです。 染料分子が非常に大きいため、染色ムラが多い。 このため、染色の pH を適切に調整する必要があります。 淡色染色ではｐＨ値を上げ、濃色染色ではｐＨ値を下げる。 pH値が低いほど除去速度が速くなり、特にライトトーンの染色では、浴中の染料濃度が低いため、少量の染料は急速に吸収されて適切に除去することが困難になります. 2:6,5 金属錯体染料による染色は、pH 7 ～ XNUMX で開始されます。 色の濃さに応じてpH値を下げることで、浴に残った染料を吸収します。

i) キューブ染料

キューブ染料は、セルロース繊維の染色と印刷の両方に使用されます。 天然由来の立方体染料は古くから知られています。 その代表例がインディゴ染料です。 キューブ染料はインディゴとアントラキノンの誘導体で、水に不溶で、染色のために可溶化されています。 アントラキノイド染料が見られる最も重要な染料クラスであるため、すべてのインジゴイド染料もこの染料クラスに含まれます。 キューブ染料は、炭酸染料の中で最も重要なクラスです。 キューブ染料の第一の特徴は、水に溶けないことです。 したがって、染色の最初のステップは、バット染料を水溶性にすることです（キュービングまたはタグ付け）。 溶解は、還元剤（例えばハイドロサルファイト）を用いて塩基性媒体（例えば灰汁）中で行う。 繊維は水溶性染料で染色され、その後、酸化（酸化）の結果、繊維内で水不溶性染料になります。 キューブ染料は還元・酸化しやすいです。 しかし、これらの手順には注意が必要です。 これらの染色の湿潤堅牢度は非常に良好です。なぜなら、酸化の結果として繊維内で再生された染料は水性媒体にまったく溶解しないからです。 収縮度と速度が良いため、セルロースとの親和性が高いです。 また、キューブ染料の色域は広いですが、反応染料に比べて色がくすんでしまいます。

キューブ染料は不溶性顔料です。 キューブ染料は、還元剤を用いて水溶性にしています。 次に、生地を染料溶液に通します。 水溶性であるため、染料は水素架橋とファンデルワールス力によって繊維に結合します。 次の工程で、染料を外気と接触させたり、重クロム酸塩などの酸化浴に浸すことで、染料を再び不溶化させ、染色を行います。

建染染料の分子構造と染色に必要な条件には密接な関係があります。 溶液中では、色素分子は凝集体として存在します。 直接染料や硫化染料と同様に、キューブ染料は浴中に単独で存在するのではなく、いくつかの分子が結合した凝集体の形をしています。

染料の分子サイズが大きくなるにつれて、凝集体を形成する能力も高まります。 凝集体では、分子は水素橋によって互いに接続されています。 凝集度（染料分子の集まり）が増すと、吸着速度も速くなります。 凝集率が高いと、拡散速度が遅くなります。 大きな凝集体が繊維に入るには、それらをモノマーに分解する必要があるためです。 これは、染色中に長い時間がかかります。 拡散工程が染色速度を決定するため、染色速度を上げるためには会合度を下げる必要がある。 このために、染色温度を上げることができる。 同時に、塩基濃度を高めることができます。 温度や塩基ほど重要ではありませんが、リカー中の染料の濃度もある程度会合度に影響します。 キューブ染料; 粉末、ペースト、ディスパージョンの形態でご利用いただけます。 粉末染料顔料は、他の分散染料に比べて顔料が大きいです。 キュビング時間も長くなります。

キューブ染料;

• 寒い中
• 暖かい中で
• 暑さの中で

染色立方体染料としてXNUMXつのクラスに分けて検討されています。 各クラスの温度、染色方法、使用される化学薬品の比率も異なります。

• 寒色（IK）（20～25℃）で染まる着色料
• ウォーム染料 (IW) (45–50°C)
• 熱染色染料 (IN) (55–60°C)

染色方法、浴に加える繊維助剤（苛性アルカリ液、ハイドロサルファイト、塩の量）は、キューブ染料のカタログに記載されています。 IKおよびIW法に従って染色する染料では、塩を浴に添加する必要があります。 一般的には、か焼硫酸ナトリウムと食卓塩が使用されます。 IW 染料は、その分子サイズ、染色特性、したがって染色条件の点で、IK および IN 染色法の XNUMX つです。

IN 染料に必要なハイドロサルファイトの量は、IK 法に必要な量よりも多くなります。 その理由は、高温でのハイドロサルファイトの酸化分解の増加です。 立方体の染料と他の染料との違いは、還元された、つまり立方体の染料の色が、望ましい実際の色とは大きく異なる可能性があることです。 たとえば、得られる色は黄色ですが、イヤリングの色は茶色や紫など、非常に異なる色にすることができます。 実際の色は酸化の最後に現れ、色の変化は視覚的に観察できます。

バッチ染料、セミバッチ染料、および連続染色法がバット染料用に開発されました。

バッチ (プル) メソッド

• 温度ステップ法
• 色素温度ステップ法
• 前色素沈着法

ハーフバッチ法

• パッドジグ工法
• パッド布梁工法

連続染色法

• パッドスチーム法
• ワンバスパッドスチーム方式
• 湿式蒸気法
• 改良湿式蒸気法
• ウィリアムズ単位法

j) 開発用色素

それらは、特定の基および金属イオンとのいくつかのアゾ染料の錯体形成によって形成される染料です。 アゾ基は、複合体の形成に役割を果たします。 金属陽イオンとしては、Co、Cr、Cu、Ni イオンが使用されます。 クロム錯体は主にウール、ポリアミドに使用され、銅錯体は綿や革の染色に使用されます。

化学構造による染料の分類

染料を構造的に分類する際には、分子の基本構造に加えて、分子の色原体および発色特性を基礎として捉えることができます。

a) アゾ染料

有機染料の中で最も重要なクラスを構成するアゾ染料の数は、他のすべてのクラスの合計に等しい。 それらは、その構造の発色団グループであるアゾ (N=N-) グループによって特徴付けられます。 このグループの窒素原子は、sp2 ハイブリダイゼーションによって炭素原子に結合しています。 アゾ基に結合した炭素原子の１つは、芳香族（ベンゼン、ナフタレンおよび誘導体）または複素環であり得、他のものは、エノール化可能な脂肪族連鎖結合基であり得る。 したがって、分子内に少なくともXNUMXつのアリール基があります。 アゾ染料は一般に、Ar-N=NR として処方できます。 ここで、R はアリール、ヘテロアリール、またはエノール化可能なアルキルです。 それらは、分子内のアゾ基に応じて、モノ、ビス、トリス、テトラキス......アゾ染料として定義されます。 アゾ基をXNUMXつ以上含むもの ポリアゾ染料ともいう。

• モノアゾ染料
• ジアゾ染料
• トリスアゾ色素
• テトラキスアゾ染料

4種類あります。

b) ニトロおよびニトロソ染料

このクラスの染料は、化学構造にニトロ基またはニトロソ基とともに電子供与基を含んでいます。 フェノールまたはナフトールは、HNO2 で処理するとニトロソ化されます。

c) ポリメチン染料:

d) アリールメタン染料およびアザ類似体

e) アゾアヌレン染料

f) カルボニル染料: 構造中に共役二重結合をXNUMXつ以上含む化合物の総称です。

g) 硫黄染料: それらは、フェノールと硫黄、多硫化ナトリウム、硫化ナトリウムと芳香族アミンとの反応の結果として形成される、水不溶性のマクロ構造の有色有機化合物と呼ばれます。 その一般式は BM-SS-BM で表され、塩基性培地中で Na2S とともに煮沸すると、ジスルフィド基 (...-SS-...) がメルカプト基 (...-S'Na4) に変換され、水に溶けてロイコ化合物を形成します。

水に溶けない染料です。 硫黄染料は、硫化ナトリウム（Na2S）で水に溶けやすくなります。 染色後、重クロム酸カリウム（K2Cr2O7）や過酸化水素（H2O2）などの酸素を多く含む酸化剤で酸化し、染料を繊維内で水に不溶化します。

硫黄染料は、水素結合とファンデルワールス力によってセルロース繊維に結合しています。

構造に硫黄原子を含み、通常は硫化ナトリウム溶液で染色する染料の一種です。 硫黄染料は 1879 年に初めて製造され、綿麻に使用されました。 それは、染料-硫黄-硫黄-着色剤として象徴することができます。 主にカーキ、ネイビー ブルー、ブラウン、ブラックなどのダークでマットな色に使用されます。

• 年齢、汗、耐光性は良好です。
• 耐熱性および耐薬品性は一般的に中程度です。
• 安いことも大きなメリットです。
• 塩素堅牢度は一般的に悪いです。
• 長期保管により生地の強度が低下し、色のニュアンスが変化する場合があります。
• 明るい色はありません。

硫黄染料は、次の XNUMX つのグループで検査されます。

• 1- 水不溶性硫化染料
• 2-水溶性硫化染料
• 3-Cube 硫化染料

1- 水不溶性構造の通常の硫黄染料

水に溶けにくく、セルロースとの親和性はありません。 還元することで溶けやすくなります。 還元は、主に硫化ナトリウム (Na2S) を使用して基本的な媒体で行われます。 人々の間ではジルニクとしても知られています。 還元硫化染料はセルロース繊維との親和性が高く、染色には注意が必要です。 ペインティング; 高温、アルカリ性環境、塩分過多環境で作られています。 このグループの硫黄染料は、オーバーフロー染色により適しています。 硫化染料を溶解しておくために、浴は温かく保たれなければなりません。 ただし、温度が上昇すると、染料の取り込みも増加します。 このため、含浸方法では生地の最初と最後で、特に淡色では色調に違いが生じます。

2-水に溶ける硫黄染料

還元硫化染料をチオ硫酸化処理することにより、通常の状態では酸化されず、水に溶ける硫化染料です。 そのため、染料には親和性はありませんが、水に溶けます。 これらの特性により、このグループの硫化染料は、不連続および連続染色法により適しています。

3-硫黄キューブ染料

硫黄染料と立方体染料の中間の染料クラスです。 キューブ染料よりも安価です。 耐光性と洗濯堅牢度は良好ですが、塩素堅牢度は低く、簡単に下げることができます。 これらを用いた染色では、澱粉加工を避ける。 このグループの染料は、連続および不連続染色法に適しています。

染料の応用方法

1-酸性染料の塗布方法

主にウール、シルク、ポリアミド繊維、カチオン変性ポリアクリロニトリル繊維の染色に使用されます。 染色プロセスは、酸性 (pH = 2-6 浴) で実行する必要があります。これは、分子量が 300 ～ 500 のスルホン酸のナトリウム塩です。これらの染料が染色される間、環境の温度は 60 °C まで上昇します。適用。

2-直接染料の塗布方法

天然の再生セルロース繊維を染色できる直接染料を適用するために、媒染の必要はありません。 つまり、前処理なしで直接塗装が可能です。 媒染が不要な理由は、これらの染料の繊維に対する吸着性（染料が繊維に吸収される能力）が高いからです。 このため、このグループは直接染料とも呼ばれます。. これらの染料を適用している間、環境の温度は80℃まで上昇します。

3-反応染料の塗布方法

それらは、織物繊維と共有結合を形成するために反応する染料です。 構造内の反応基は、セルロース、ウール、シルク、ポリアミドなどの繊維タイプと反応する可能性があるため、これらの繊維クラスで使用されます。 これらの染料を適用している間、環境の温度は 80 °C まで上昇します。

4-分散染料の塗布方法

すべての合成繊維やアセテートシルクを染色できる分散染料は、従来の意味で水に溶けません。 繊維の染色は、染料の水性懸濁液中で行われます。 染色中に浴に溶けて微量に存在します。 染料が繊維に吸収されると、同じ量の染料が溶液に再分散します。 これらの染料を適用している間、環境の温度は 130 °C まで上昇します。