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酸性染料、直接染料、反応染料はすべて水溶性染料です。2001 年の生産量は、それぞれ 30,000 トン、20,000 トン、45,000 トンでした。しかし、長い間、私の国の染料企業は、新しい構造染料の開発と研究により多くの注意を払ってきましたが、染料の後処理に関する研究は比較的弱いものでした.一般的に使用される水溶性染料の標準化試薬には、硫酸ナトリウム(硫酸ナトリウム)、デキストリン、デンプン誘導体、ショ糖、尿素、ナフタレンホルムアルデヒドスルホン酸塩などがあります。これらの標準化試薬は、必要な強度が得られる割合で元の染料と混合されます。しかし、それらは、印刷および染色業界のさまざまな印刷および染色プロセスのニーズを満たすことができません。上記の染料希釈剤は比較的安価ですが、濡れ性や水溶性に劣るため、国際市場のニーズに対応することが難しく、オリジナル染料として輸出するしかありません。したがって、水溶性染料の製品化においては、染料の濡れ性と水溶性が早急に解決されなければならない問題であり、対応する添加剤に頼らなければなりません。

染料濡れ処理
大まかに言えば、湿潤とは、表面上の流体 (ガスである必要があります) を別の流体で置き換えることです。具体的には、粉末または粒状の界面は気体/固体の界面である必要があり、湿潤のプロセスは、粒子の表面で気体が液体 (水) に置き換わるときです。湿潤は、表面上の物質間の物理的なプロセスであることがわかります。染料の後処理では、湿潤が重要な役割を果たします。一般に、染料は粉末や顆粒などの固体状態に加工され、使用中に湿らせる必要があります。したがって、染料の濡れ性は、アプリケーションの効果に直接影響します。例えば、溶解過程で染料が濡れにくく、水に浮くのは好ましくない。今日の染料品質要件の継続的な改善により、湿潤性能は染料の品質を測定する指標の 1 つになりました。水の表面エネルギーは 20℃ で 72.75mN/m で、温度の上昇とともに減少しますが、固体の表面エネルギーは基本的に変化せず、一般に 100mN/m 未満です。通常、金属とその酸化物、無機塩などは濡れやすく、表面エネルギーが高いと呼ばれます。固体の有機物や高分子の表面エネルギーは一般の液体と同程度であり、これを低表面エネルギーと呼びますが、固体の粒子径や空隙率によって変化します。粒子サイズが小さいほど、多孔質形成の程度が大きくなり、表面エネルギーが高いほど、サイズは基板に依存します。したがって、染料の粒子サイズは小さくなければなりません。染料が塩析やさまざまな媒体での粉砕などの商業処理によって処理された後、染料の粒子サイズが細かくなり、結晶性が低下し、結晶相が変化し、染料の表面エネルギーが向上し、濡れが促進されます。

酸性染料の溶解処理
小浴比と連続染色技術の採用により、捺染・染色の自動化を進めてきました。自動フィラーとペーストの出現、および液体染料の導入により、高濃度で安定性の高い染料液と印刷ペーストの調製が必要になります。しかし、国内の染料製品における酸性染料、反応性染料、直接染料の溶解度は、特に酸性染料の場合、約 100g/L にすぎません。20g/L程度しかない品種もあります。染料の溶解度は、染料の分子構造に関連しています。分子量が高く、スルホン酸基が少ないほど、溶解度は低くなります。それ以外の場合は、より高くなります。さらに、染料の溶解度に影響を与える染料の結晶化方法、粉砕の程度、粒子サイズ、添加剤の添加など、染料の商業的処理は非常に重要です。染料がイオン化しやすいほど、水への溶解度が高くなります。しかし、従来の染料の商業化と標準化は、硫酸ナトリウムや塩などの大量の電解質に基づいています。水に大量の Na+ があると、染料の水への溶解度が低下します。したがって、水溶性染料の溶解性を向上させるには、まず市販の染料に電解質を追加しないでください。

添加物と溶解性
⑴ アルコール化合物と尿素共溶媒
水溶性染料はスルホン酸基やカルボン酸基を一定数含んでいるため、染料粒子は水溶液中で解離しやすく、一定量の負電荷を帯びています。水素結合形成基を含む共溶媒を添加すると、色素イオンの表面に水和イオンの保護層が形成され、色素分子のイオン化と溶解が促進され、溶解度が向上します。ジエチレングリコールエーテル、チオジエタノール、ポリエチレングリコールなどのポリオールは、通常、水溶性染料の補助溶剤として使用されます。それらは色素と水素結合を形成できるため、色素イオンの表面は水和イオンの保護層を形成し、色素分子の凝集と分子間相互作用を防ぎ、色素のイオン化と解離を促進します。
⑵非イオン性界面活性剤
染料に特定の非イオン性界面活性剤を添加すると、染料分子間および分子間の結合力が弱まり、イオン化が促進され、染料分子が水中でミセルを形成し、分散性が良好になります。極性色素はミセルを形成します。可溶化分子は、ポリオキシエチレンエーテルまたはエステルなどの溶解度を改善するために、分子間の相溶化のネットワークを形成します。しかし、共溶媒分子が強力な疎水基を欠いている場合、染料によって形成されたミセルに対する分散および可溶化効果は弱くなり、溶解度は大幅に増加しません。したがって、染料と疎水結合を形成できる芳香環を含む溶媒を選択するようにしてください。例えば、アルキルフェノールポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル乳化剤、その他ポリアルキルフェニルフェノールポリオキシエチレンエーテル等。
⑶リグノスルホン酸分散剤
分散剤は、染料の溶解度に大きな影響を与えます。染料の構造に応じて適切な分散剤を選択すると、染料の溶解度が大幅に向上します。水溶性染料では、染料分子同士の相互吸着(ファンデルワールス力)や凝集を防ぐ役割があります。リグノスルホン酸塩は最も効果的な分散剤であり、中国ではこれに関する研究があります。
分散染料の分子構造には強い親水基が含まれておらず、弱い極性基のみが含まれているため、親水性は弱く、実際の溶解度は非常に小さくなります。ほとんどの分散染料は25℃の水にしか溶けません。1~10mg/L。
分散染料の溶解度は、次の要因に関連しています。
分子構造
「分散染料の水への溶解度は、染料分子の疎水性部分が減少し、親水性部分(極性基の質と量)が増加するにつれて増加します。つまり、相対分子量が比較的小さく、-OH や -NH2 などのより弱い極性基を持つ染料の溶解度は高くなります。相対分子量が大きく、弱極性基が少ない染料は、溶解度が比較的低くなります。例えば、ディスパースレッド(I)、そのM=321、溶解度は25℃で0.1mg/L未満、溶解度は80℃で1.2mg/Lです。Disperse Red (II)、M=352、25℃での溶解度は7.1mg/L、80℃での溶解度は240mg/Lです。
分散剤
粉状の分散染料では、一般に純染料の含有量は40%から60%で、残りは分散剤、防塵剤、保護剤、硫酸ナトリウムなどです。このうち、分散剤の割合が大きくなります。
分散剤(拡散剤)は、染料の微細な結晶粒子を親水性のコロイド粒子にコーティングし、水中で安定に分散させることができます。臨界ミセル濃度を超えると、ミセルも形成され、小さな色素結晶粒子の一部が減少します。ミセルに溶解すると、いわゆる「可溶化」現象が起こり、それによって色素の溶解度が増加します。また、分散剤の品質が良く、濃度が高いほど可溶化・可溶化効果が大きくなります。
異なる構造の分散染料に対する分散剤の可溶化効果は異なり、その差は非常に大きいことに注意してください。分散染料に対する分散剤の可溶化効果は、水温の上昇とともに減少します。これは、分散染料に対する水温の効果とまったく同じです。溶解度の効果は反対です。
分散染料と分散剤の疎水性結晶粒子が親水性コロイド粒子を形成した後、その分散安定性は著しく改善される。また、この染料コロイド粒子は、染色工程において染料を「供給する」役割を果たします。溶解状態の染料分子が繊維に吸収された後、コロイド粒子に「保存された」染料が時間内に放出され、染料の溶解バランスが維持されるためです。
分散液中の分散染料の状態
1-分散剤分子
2 色素微結晶 (可溶化)
3-分散剤ミセル
4色素単分子(溶解)
5-染料穀物
6-分散親油性ベース
7分散親水性ベース
8-ナトリウムイオン (Na+)
色素微結晶の 9 凝集体
しかし、染料と分散剤の「凝集力」が大きすぎると、染料一分子の「供給」が遅れたり、「供給が需要を上回る」現象が起きます。したがって、染色率を直接下げて染色率のバランスを取るため、染色が遅くなり、色が薄くなります。
分散剤を選択して使用する場合、染料の分散安定性だけでなく、染料の色への影響も考慮する必要があることがわかります。
(3)染色液温度
分散染料の水への溶解度は、水温の上昇とともに増加します。たとえば、80°C の水での Disperse Yellow の溶解度は、25°C での溶解度の 18 倍です。80°C の水での Disperse Red の溶解度は、25°C での溶解度の 33 倍です。Disperse Blue の 80°C の水への溶解度は、25°C の場合の 37 倍です。水温が100℃を超えると、分散染料の溶解性がさらに高まります。
特別な注意点があります。分散染料のこの溶解特性は、実際の用途に隠れた危険をもたらします。例えば、染液が不均一に加熱されると、温度の高い染液が温度の低いところに流れます。水温が下がると染液が過飽和になり、溶解していた染料が析出し、染料の結晶粒が成長して溶解度が低下します。、染料の取り込みが減少します。
(4)染料の結晶形
分散染料の中には、「同型」という現象を持つものがあります。つまり、同じ分散染料でも、製造過程で分散技術が異なるため、針状、棒状、フレーク状、顆粒状、ブロック状など、いくつかの結晶形が形成されます。塗布工程、特に130℃での染色では、不安定な結晶形が安定した結晶形に変化します。
安定性の高い結晶形ほど溶解度が高く、安定性の低い結晶形ほど溶解度が低いことに注意してください。これは、色素取り込み率と色素取り込み率に直接影響します。
(5) 粒度
一般に、粒子の小さい染料は溶解性が高く、分散安定性に優れています。大きな粒子の染料は、溶解度が低く、分散安定性が比較的低くなります。
現在、国産分散染料の粒子径は0.5~2.0μmが一般的です(注:浸漬染色の粒子径は0.5~1.0μmが必要です)。


投稿時間: Dec-30-2020