反応性染料は水への溶解性に非常に優れています。反応性染料は主に染料分子のスルホン酸基に依存して水に溶解します。ビニルスルホン基を含む中間温度反応性染料の場合、スルホン酸基に加えて、β -エチルスルホニル硫酸塩も非常に優れた溶解基です。

水溶液中でスルホン酸基と硫酸エチルスルホン酸基のナトリウムイオンが水和反応を起こし、染料が陰イオンを形成して水に溶解します。反応染料の染まりは、繊維に染まる染料のアニオンに依存します。

反応性染料の溶解度は 100 g/L を超え、ほとんどの染料の溶解度は 200 ～ 400 g/L で、​​一部の染料は 450 g/L に達する場合もあります。しかし、染色工程中に、さまざまな理由で染料の溶解度が低下します（または完全に不溶になる場合もあります）。染料の溶解度が低下すると、粒子間の大きな電荷反発により、染料の一部が単一の遊離アニオンから粒子に変化します。減少すると、粒子と粒子が互いに引き合い、凝集が生じます。この種の凝集は、最初に染料粒子を集めて凝集物にし、次に凝集物に変化し、最後に凝集物に変化します。フロックは一種の緩い集合体ですが、その周囲のプラスとマイナスの電荷によって形成される電気二重層のため、一般に染液が循環する際のせん断力によって分解されにくく、布地上に析出しやすいのです。表面が染まったり汚れたりすることがあります。

このような染料の凝集が発生すると、染色堅牢度が大幅に低下すると同時に、さまざまな程度のシミ、シミ、シミの原因となります。一部の染料では、染料溶液のせん断力により凝集がさらに加速され、脱水や塩析が引き起こされます。塩析が発生してしまうと、染めた色が極端に薄くなってしまったり、染まらなかったり、染めていても深刻な色移りやシミとなってしまいます。

色素凝集の原因

主な原因は電解質です。染色プロセスでは、主な電解質は染色促進剤 (ナトリウム塩と塩) です。染着促進剤にはナトリウムイオンが含まれており、染料分子内のナトリウムイオン当量は染着促進剤の当量よりもはるかに低くなります。ナトリウムイオンの当量数、通常の染色プロセスにおける染色促進剤の通常の濃度は、染浴中の染料の溶解度に大きな影響を与えません。

しかしながら、染着促進剤の量が増加すると、それに応じて溶液中のナトリウムイオンの濃度も増加します。過剰なナトリウムイオンは、染料分子の溶解基上のナトリウムイオンのイオン化を阻害し、それによって染料の溶解度を低下させます。 200 g/L を超えると、ほとんどの染料の凝集度が異なります。染色促進剤の濃度が 250 g/L を超えると、凝集の度合いが強まり、最初に凝集物が形成され、次に染料溶液中で凝集物が形成されます。凝集物や凝集物がすぐに形成され、溶解度の低い一部の染料は部分的に塩析されたり、脱水されたりすることがあります。異なる分子構造を持つ染料は、異なる抗凝集特性と耐塩析特性を持っています。溶解度が低いほど、凝集防止および耐塩性が高くなります。分析パフォーマンスが悪くなります。

染料の溶解度は、主に染料分子内のスルホン酸基の数とβ-エチルスルホン硫酸塩の数によって決まります。同時に、染料分子の親水性が高いほど溶解度は高くなり、親水性は低くなります。溶解度が低くなります。 （例えば、アゾ構造の染料は複素環構造の染料よりも親水性が高くなります。）また、染料の分子構造が大きいほど溶解度は低くなり、分子構造が小さいほど溶解度は高くなります。

反応染料の溶解性
大きく次の 4 つのカテゴリに分類できます。

クラス A、硫酸ジエチルスルホン (つまり、ビニル スルホン) と 3 つの反応性基 (モノクロロ トリアジン + ジビニル スルホン) を含む染料は、最も高い溶解度を持っています。たとえば、Yuan Qing B、Navy GG、Navy RGB、Golden: RNL、およびすべての反応性ブラックは、以下のとおりです。 Yuanqing B、ED タイプ、Ciba s タイプなどの 3 反応性グループ染料を混合します。これらの染料の溶解度は、ほとんどが 400 g/L 前後です。

クラスB、ヘテロ二重反応性基（モノクロロトリアジン+ビニルスルホン）を含む染料。黄3RS、赤3BS、赤6B、赤GWF、RR三原色、RGB三原色など。溶解度は200～300グラムに基づく。メタエステルの溶解度はパラエステルよりも高い。

タイプC：ヘテロ二重反応性基でもある紺色：BF、紺色3GF、紺色2GFN、赤色RBN、赤色F2Bなど、スルホン酸基が少ないか分子量が大きいため、溶解度も低く、わずか100 -200g/ライズ。クラスD: モノビニルスルホン基と複素環構造を持ち、溶解度が最も低い染料。ブリリアントブルー KN-R、ターコイズブルー G、ブライトイエロー 4GL、バイオレット 5R、ブルー BRF、ブリリアントオレンジ F2R、ブリリアントレッド F2G など。このタイプの染料の量はわずか約 100 g/L です。このタイプの染料は、電解質に対して特に敏感です。このタイプの染料は一度凝集すると、直接塩析する凝集のプロセスを経る必要さえありません。

通常の染色プロセスでは、染色促進剤の最大量は 80 g/L です。このような高濃度の染色促進剤を必要とするのは、暗い色だけです。染色浴中の染料濃度が 10 g/L 未満の場合、ほとんどの反応性染料はこの濃度でも良好な溶解性を維持しており、凝集しません。しかし、問題は水槽にあります。通常の染色工程では、まず染料を添加し、染料が染浴中で均一になるまで十分に希釈された後、染色促進剤を添加します。染色促進剤は基本的にバット内での溶解プロセスを完了します。

以下の手順で操作します

仮定：染色濃度5％、液比1：10、布重量350Kg（二重管液流）、水位3.5T、硫酸ナトリウム60g/リットル、硫酸ナトリウム総量200Kg（50Kg） /梱包合計4梱包)) (原料タンクの容量は一般的に約450リットルです)。硫酸ナトリウムを溶解する工程では、染料槽の還流液がよく使われます。還流液には、先に添加した染料が含まれています。通常、原料槽に還流液300Lを入れ、その後硫酸ナトリウム2袋（100kg）を注入します。

問題は、この濃度の硫酸ナトリウムでは、ほとんどの染料が程度の差はあれ凝集してしまうことです。このうちCタイプは凝集が激しく、D染料は凝集だけでなく塩析も起こります。一般的なオペレーターは、原料槽内の硫酸ナトリウム溶液を主循環ポンプを介して染料槽にゆっくりと補充する手順に従います。しかし、300リットルの硫酸ナトリウム溶液中の染料は凝集物を形成し、さらには塩析した。

材料槽内のすべての溶液が染色槽に満たされると、槽の壁と槽の底に油っぽい染料粒子の層があることがはっきりとわかります。この染料粒子をこすり落としてきれいな水に入れると、一般的には困難です。再度溶解します。実際、染料槽に入る300リットルの溶液はすべてこのようになっています。

円明パウダーも 2 パックあり、この方法で溶解して染料バットに再充填することを忘れないでください。そうなると、明らかな凝集や塩析がなくても、シミ、シミ、シミが必ず発生し、表面染色により堅牢度が著しく低下します。溶解度の高いクラス A およびクラス B では、色素の凝集も発生します。これらの染料はまだ凝集を形成していませんが、染料の少なくとも一部はすでに凝集体を形成しています。

これらの凝集体は繊維に浸透することが困難です。綿繊維の非晶質領域のみがモノイオン染料の浸透と拡散を可能にするためです。繊維の非晶質ゾーンに凝集体が入ることはできません。繊維の表面にのみ吸着されます。染色堅牢度も著しく低下し、ひどい場合は色移りやシミも発生します。

反応染料の溶解度はアルカリ剤に関係します

アルカリ剤を添加すると、反応性染料のβ-エチルスルホン硫酸塩が脱離反応を起こし、遺伝子に非常に溶けやすい本物のビニルスルホンを形成します。脱離反応には非常に少量のアルカリ剤しか必要としないため（多くの場合、プロセス投入量の 1/10 未満しか占めない）、追加されるアルカリ投入量が増えるほど、反応を除去する染料の量も多くなります。脱離反応が起こると、染料の溶解度も低下します。

同じアルカリ剤は強力な電解質でもあり、ナトリウムイオンを含みます。したがって、アルカリ剤の濃度が高すぎると、ビニルスルホンを形成した染料が凝集したり、塩析したりすることもあります。原料タンクでも同様の問題が発生します。アルカリ剤を溶解する場合（ソーダ灰を例にします）、還流液を使用する場合。このとき、還流液には既に通常の処理濃度で染着促進剤と染料が含まれている。染料の一部は繊維によって使い果たされている可能性がありますが、残っている染料の少なくとも 40% 以上は染液中にあります。運転中にソーダ灰パックを注入し、タンク内のソーダ灰濃度が 80 g/L を超えたとします。このとき還流液中の染着促進剤が80g/Lであってもタンク内の染料は凝集してしまいます。 C および D 染料は塩析する可能性があり、特に D 染料の場合、ソーダ灰の濃度が 20 g/l に低下した場合でも、局所的に塩析が発生します。中でもブリリアントブルーKN.R、ターコイズブルーG、スーパーバイザーBRFが最も高感度です。

染料の凝集や塩析は、染料が完全に加水分解されたことを意味するわけではありません。染色促進剤による凝集や塩析であっても、再溶解できれば染色可能です。ただし、再溶解させるためには染助剤を十分量（例えば尿素20g/l以上）加え、十分に撹拌しながら90℃以上に昇温する必要があります。実際のプロセス操作では、明らかにそれは非常に困難です。
溶解度の低い染料C、Dや染料A、Bを濃く濃く染める場合は、槽内での染料の凝集や塩析を防ぐため、転写染色を行う必要があります。

プロセスの運用と分析

1.染色促進剤を染色バットに戻し、バット内で加熱して溶解させます（60～80℃）。淡水には染料が存在しないため、染色促進剤は生地との親和性がありません。溶解した染色促進剤をできるだけ早く染色槽に充填することができます。

2. ブライン溶液を 5 分間循環させた後、染色促進剤が基本的に完全に均一になった後、事前に溶解した染料溶液を添加します。還流溶液中の染色促進剤の濃度はわずか 80 グラム /L であり、染料は凝集しないため、染料溶液は還流溶液で希釈する必要があります。同時に、染料は（比較的低濃度の）染色促進剤の影響を受けないため、染色の問題が発生します。このとき、染色液を染色槽に充填する時間を管理する必要はなく、通常10〜15分で完了します。

3. アルカリ剤は、特に C および D 染料の場合、できるだけ水和する必要があります。このタイプの染料は、染料促進剤の存在下ではアルカリ剤に非常に敏感であるため、アルカリ剤の溶解度は比較的高くなります (60 ℃でのソーダ灰の溶解度は 450 g/L)。アルカリ剤を溶解するために必要なきれいな水は多量である必要はありませんが、アルカリ溶液の添加速度はプロセスの要件に応じる必要があり、一般的には増分方式でアルカリ溶液を添加することがより適切です。

4. カテゴリー A のジビニルスルホン染料の場合、60℃でアルカリ剤に特に敏感であるため、反応速度が比較的高くなります。瞬間的な色固着や色ムラを防ぐため、アルカリ剤を低温で1/4量加えておきます。

転写染色プロセスでは、供給速度を制御する必要があるのはアルカリ剤のみです。転写染色は加熱法だけでなく恒温法にも適用可能です。一定温度法では、染料の溶解度が高まり、染料の拡散と浸透が促進されます。 60℃での繊維の非晶質部分の膨潤率は、30℃での膨潤率の約2倍になります。したがって、定温プロセスはチーズ、ハンクに適しています。ワープビームには、高い浸透性と拡散性、または比較的高い染料濃度を必要とするジグ染色など、液比の低い染色方法が含まれます。

現在市販されている硫酸ナトリウムは比較的アルカリ性の場合があり、PH 値が 9 ～ 10 に達する場合があることに注意してください。これは非常に危険です。純粋な硫酸ナトリウムと純粋な塩を比較すると、塩の方が硫酸ナトリウムよりも染料の凝集に大きな影響を与えます。これは、同じ重量の食塩中のナトリウムイオン当量が硫酸ナトリウム中のナトリウムイオン当量よりも高いためです。

染料の凝集は水質に大きく関係します。一般に、150ppm 未満のカルシウムおよびマグネシウムイオンは、染料の凝集に大きな影響を与えません。ただし、水中の第二鉄イオンやアルミニウム イオンなどの重金属イオン (一部の藻類微生物を含む) は、染料の凝集を促進します。例えば、水中の第二鉄イオンの濃度が２０ｐｐｍを超えると、染料の抗凝集能が著しく低下する可能性があり、藻類の影響がより深刻になる。

染料の凝集防止および耐塩析性試験を添付：

判定１：染料０．５ｇ、硫酸ナトリウムまたは塩２５ｇを秤量し、精製水１００ｍｌに２５℃で約５分間溶解する。点滴チューブを使って溶液を吸引し、ろ紙上の同じ位置に2滴連続で滴下します。

判定２：染料０．５ｇ、硫酸ナトリウムまたは塩８ｇ、ソーダ灰８ｇを秤量し、精製水１００ｍｌに約２５℃で約５分間溶解する。スポイトを使用してろ紙上の溶液を連続的に吸引します。 2滴。

上記の方法は、染料の耐凝集性、塩析性を簡易的に判定することができ、基本的にどの染色方法を採用すべきかを判断することができる。