Синтетические красители производятся из органических молекул. До того, как в 1856 году были открыты синтетические красители, красители производились из натуральных продуктов, таких как цветы, корни, овощи, насекомые, минералы, древесина и моллюски. Партии натуральных красителей никогда не были абсолютно одинаковыми по оттенку и интенсивности, в то время как синтетические красители можно производить постоянно. Использование компьютеров и компьютерного подбора цветов (CCM) позволяет получить одинаковый цвет от партии к партии.
Случайное открытие
Уильям Генри Перкин, восемнадцатилетний английский химик, искал лекарство от малярии, синтетический хинин, и случайно открыл первый синтетический краситель. Он обнаружил, что окисление анилина может окрашивать шелк. Из производного каменноугольной смолы он сделал красновато-фиолетовый краситель. Блестящий пурпурный цвет называли розовато-лиловым. Краситель не был устойчив к солнечному свету или воде и легко выцветал до цвета, который в настоящее время называется розовато-лиловым, бледно-фиолетовым. Это открытие привело к дополнительным исследованиям производных каменноугольной смолы и других органических соединений, и родилась целая новая индустрия синтетических красителей. В двадцать первом веке синтетические красители дешевле, имеют лучшую цветостойкость и полностью доминируют в отрасли по сравнению с натуральными красителями. В мире производятся тысячи совершенно разных синтетических красителей.
Классификация
Красители классифицируют по их химическому составу, типам волокон, на которые они могут быть нанесены, по оттенку или по способу нанесения. Молекулы красителя могут прикрепляться к поверхности волокна, поглощаться волокном или взаимодействовать с молекулами волокна. Каждое волокно по-разному реагирует на красители. Модификации волокна также будут по-разному реагировать на один и тот же краситель. В рамках классификации красителей разные оттенки будут иметь разную стойкость цвета.
Общество красильщиков и колористов (SDC) и Американская ассоциация текстильных химиков и колористов (AATCC) классифицируют красители по их химическому составу. В публикации The Color Index International красители перечислены по их общему названию, которое указывает на класс применения, и по номеру состава Color Index (номер CI), который указывает на химическую структуру.
Кислотные красители
Кислотные (анионные) красители представляют собой водорастворимые красители, наносимые на шерсть, шелк, нейлон, модифицированную вискозу, некоторые модифицированные акриловые и полиэфирные волокна. Волокна, которые будут повреждены кислотами, такими как целлюлоза, не могут быть окрашены этим семейством красителей. Красители этого класса различаются по своему химическому составу, но все они используют кислотную ванну. Эти красители дают яркие цвета и имеют полную цветовую гамму, но цветостойкость варьируется.
Азойные красители
Азойные (нафтоловые) красители производятся внутри волокна целлюлозных волокон. Волокно пропитывают одним компонентом красителя с последующей обработкой другим компонентом, таким образом формируя краситель. Когда два компонента соединяются в подходящих условиях (используется низкотемпературная водяная баня), внутри волокна образуется большая нерастворимая окрашенная молекула. Поскольку цвет находится внутри волокна, стойкость цвета превосходна. Излишняя краска на внешней стороне волокна стирается (трескается), если ее не удалить.
Базовые красители
Основные (катионные) красители очень яркие, но плохо окрашиваются; они имеют ограниченное применение для целлюлозных и белковых волокон. Шерсть и шелк можно красить основными красителями в красильной ванне, содержащей кислоту. Хлопковое волокно можно красить основными красителями, но только в присутствии протравы, обычно соли металла. Окрашенная часть молекулы красителя несет положительный заряд. Основные красители относительно устойчивы к окраске акриловых волокон. Нейлоновые и полиэфирные волокна, модифицированные для приема основных красителей, демонстрируют превосходную цветостойкость. К этому классу принадлежит первый синтетический краситель — мовеин.
Прямые красители
Прямые (вещественные) красители растворимы и имеют сродство к волокнам целлюлозы. Электролит, соль, добавляется в ванну с красителем для контроля скорости поглощения красителя волокном. Краситель впитывается волокном; стойкость цвета к свету хорошая, а стойкость цвета к стирке – нет. Прямые красители лучше всего использовать, когда влажная уборка ограничена. Проявленные прямые красители — это те, которые проявляются на ткани после окрашивания. Они производят нерастворимый краситель, который образует химическую связь с молекулами волокна. Разработанные прямые красители обладают лучшей стойкостью к стирке, но меньшей светостойкостью по сравнению с прямыми красителями. Оба используются на недорогих тканях.
Дисперсные красители
Дисперсные красители были впервые разработаны для окрашивания ацетатных волокон. Гидрофобные волокна имеют небольшое сродство к водорастворимым красителям. Разработан метод окрашивания гидрофобных волокон путем диспергирования окрашенных органических веществ в воде с поверхностно-активным веществом. Мелко окрашенные частицы наносятся в виде водной дисперсии, и краситель растворяется в гидрофобном волокне. Дисперсные красители — лучший метод окрашивания ацетата и полиэстера. Акриловые, арамидные, модакриловые, нейлоновые, олефиновые и полиэфирные красят дисперсными красителями; цветостойкость от хорошей до отличной.
Пигментные красители
Пигментные красители — это не красители, а нерастворимые красящие частицы. Пигменты добавляются в прядильный раствор (жидкое волокно перед экструзией) синтетических волокон и становятся неотъемлемой частью волокна. Цветостойкость отличная. Пигменты также печатаются на ткани с использованием смоляных связующих. Клей придает цвет ткани. Цветостойкость зависит от используемого связующего или клея, а не от пигмента. Пигментная печать — это экономичный и простой способ окраски тканей.
Реактивные красители
Реактивные (реактивные для волокон) красители соединяются с молекулами волокон путем добавления или замещения. Цвет не может быть удален, если правильно нанесен. Цвета яркие с очень хорошей цветостойкостью, но подвержены повреждению хлорными отбеливателями. Реактивные красители окрашивают целлюлозу (хлопок, лен и вискоза), шелк, шерсть и нейлон. Реактивные красители используются в сочетании с дисперсными красителями для окрашивания смесей полиэфирных и целлюлозных волокон. Они были представлены в промышленности в 1956 году.
Серные красители
Сернистые красители нерастворимы, но растворяются в полисульфиде натрия. Они обладают отличной цветостойкостью к воде. Еще одним преимуществом является их низкая стоимость и простота применения. Темные оттенки — черный, коричневый, темно-синий — типичны для серных красителей. Более новые красители серы доступны в более ярких цветах. Они хорошо работают, если их правильно применять. Они восприимчивы к повреждению хлорными отбеливателями. Серные красители окрашивают преимущественно целлюлозу, такую как плотный хлопок и вискозу.
Кубовые красители
Кубовые красители нерастворимы в воде, но растворяются при восстановлении в присутствии щелочи. Окисление окрашенной ткани дает водонерастворимый краситель. Термин «кубовые красители» происходит от больших сосудов, используемых для нанесения красителя. К этому классу относится первый синтетический краситель индиго, введенный в промышленность в 1896 году. Кубовые красители имеют неполный цветовой диапазон, но цветостойкость от хорошей до превосходной. Они в основном используются для окрашивания хлопчатобумажной рабочей одежды, спортивной одежды, принтов, драпировок и смесей хлопка и полиэстера. (1068)
См. также Крашение ; Натуральные красители .
Библиография
Аспланд, Дж. Р. Крашение и окраска текстиля. Research Triangle Park, Северная Каролина: Американская ассоциация текстильных химиков и колористов, 1997.
Перкинс, Уоррен С. Окраска и отделка текстиля. Дарем, Северная Каролина: Каролина Академик Пресс, 1996.
Общество красильщиков и колористов и Американская ассоциация текстильных химиков и колористов. Международный индекс цвета . 9 тт. 3-е изд. Западный Йоркшир, Англия: Брэдфорд, 1971–1992 гг. Четвертое издание (2004 г.) доступно в Интернете по подписке http://www.colour-index.com/ .