カチオン染料は、ポリアクリロニトリル繊維を染色するための特殊な染料で、変性ポリエステル（CDP）の染色にも使用できます。今日はカチオン染料の基礎知識をお伝えします。
カチオン染料の概要
1.歴史
カチオン染料は、最初に製造された合成染料の 1 つです。1856年に米国のWHPerkinによって合成されたアニリンバイオレットと、その後のクリスタルバイオレットとマラカイトグリーンはすべてカチオン染料です.これらの染料は、以前は塩基性染料として知られており、タンニンと歯石で処理されたタンパク質繊維とセルロース繊維を染色できます.それらは明るい色をしていますが、耐光性はなく、後に直接染料とバット染料によって開発されました.そして酸性染料。
1950年代にアクリル繊維が工業生産された後、ポリアクリロニトリル繊維では、カチオン染料が高い直接性と明るい色を持っているだけでなく、タンパク質繊維やセルロース繊維よりもはるかに高い染色堅牢度を持っていることがわかりました.人々の興味をそそります。アクリル繊維などの合成繊維の用途にさらに適応するために、ポリメチン構造、窒素置換ポリメチン構造、ペルナラクタム構造など、堅牢度の高い多くの新しい品種が合成され、カチオン染料はポリアクリロニトリルになります。繊維染色の主要な染料の一種。
2.特徴：
カチオン染料は、溶液中で正電荷を帯びた着色イオンを生成し、塩化物イオン、酢酸基、リン酸基、メチル硫酸基などの酸陰イオンと塩を形成し、ポリアクリロニトリル繊維を染色します。実際の染色では、特定の色を形成するためにいくつかのカチオン染料が一般的に使用されます。しかし、カチオン染料の混合染色は、均一に同色光に染色することが難しく、まだらや層状になることが多い。したがって、カチオン染料の生産においては、品種と量の拡大に加えて、染料品種のマッチングにも注意を払う必要があります。染色を防ぐためには、均染性の良い品種の開発や、カチオン染料の蒸気堅牢度の向上にも注意を払う必要があります。そして耐光性。
第二に、カチオン染料の分類
カチオン色素分子の正電荷を帯びた基は、ある方法で共役系と結合し、アニオン基と塩を形成します。共役系における正に荷電した基の位置に応じて、カチオン染料は、孤立型と共役型の 2 つのカテゴリに分けることができます。
1. 孤立したカチオン染料
分散染料の分子末端に第 4 級アンモニウム基を導入するのと同様に、分離カチオン染料前駆体と正電荷基が分離基を介して接続され、正電荷が局在化されます。次の式で表すことができます。
正電荷が集中しているため、繊維と結合しやすく、染色率、染色率は比較的高いが、均染性は悪い。一般的に色合いが濃く、モル吸光度が低く、色合いが十分ではありませんが、耐熱性や耐光性に優れ、堅牢度が高いです。中色や淡色の染色によく使われます。代表的な品種は次のとおりです。
2. 共役カチオン染料
共役カチオン色素の正に荷電した基は、色素の共役系に直接接続され、正電荷は非局在化されます。このタイプの染料の色は非常に明るく、モル吸光度も高いですが、品種によっては耐光性や耐熱性に劣るものがあります。使用されるタイプのうち、共役タイプが90%以上を占めます。共役カチオン染料には多くの種類があり、主にトリアリールメタン、オキサジン、ポリメチン構造が含まれます。
3. 新規カチオン染料
1.移行カチオン染料
いわゆる移動性カチオン染料とは、比較的単純な構造、小さな分子量と分子体積、および良好な拡散性とレベリング性能を備えたクラスの染料を指し、現在ではカチオン染料の大きなカテゴリになっています。その利点は次のとおりです。
移行性とレベリング性が良好で、アクリル繊維に対する選択性がありません。さまざまなグレードのアクリル繊維に適用でき、アクリル繊維の均一な染色の問題をより適切に解決できます。遅延剤の使用量が少なく（2～3%～0.1～0.5%）、単色でも遅延剤を添加せずに染色できるため、染色コストを抑えることができます。染色工程を簡略化し、染色時間を大幅に短縮（従来45～90分→10～25分）。
2. 修飾用カチオン染料:
修飾された合成繊維の染色に適応するために、カチオン染料のバッチがスクリーニングされ、合成されました。以下の構造は、変性ポリエステル繊維に適しています。黄色は主に共役メチン色素、赤色はトリアゾール系またはチアゾール系アゾ色素と孤立アゾ色素、青色はチアゾール系アゾ色素とアゾ色素です。オキサジン染料。
3. 分散カチオン染料:
修飾された合成繊維の染色に適応するために、カチオン染料のバッチがスクリーニングされ、合成されました。以下の構造は、変性ポリエステル繊維に適しています。黄色は主に共役メチン色素、赤色はトリアゾール系またはチアゾール系アゾ色素と孤立アゾ色素、青色はチアゾール系アゾ色素とアゾ色素です。オキサジン染料。
4. 反応性カチオン染料:
反応性カチオン染料は、カチオン染料の新しいクラスです。反応基が共役または孤立した染料分子に導入された後、この種の染料には特別な特性が与えられ、特に混紡繊維では、明るい色を維持するだけでなく、さまざまな繊維を染色できます。
第四に、カチオン染料の性質
1.溶解性：
カチオン染料分子中の塩形成アルキル基およびアニオン基は、染料の溶解度に影響を与えると上述されている。また、染色媒体中にアニオン性界面活性剤やアニオン染料などのアニオン性化合物が存在する場合、それらもカチオン染料と結合して沈殿物を形成します。ウール/ニトリル、ポリエステル/ニトリル、およびその他の混紡生地は、一般的なカチオン染料と酸性染料、反応性染料、分散染料を使用して同じ浴で染色することはできません。そうしないと、沈殿が発生します。このような問題を解決するために、一般に沈殿防止剤が添加される。
2. pH に対する感受性:
一般に、カチオン染料はpH2.5～5.5の範囲で安定です。pH値が低い場合、色素分子のアミノ基がプロトン化され、電子供与基が電子求引基に変換され、色素の色が変化します。染料の沈降、変色、退色が生じます。たとえば、オキサジン染料は、アルカリ性媒体中で非カチオン染料に変換され、アクリル繊維に対する親和性を失い、染色できなくなります。
3. 互換性:
カチオン染料は、アクリル繊維との親和性が比較的大きく、繊維への移行性が悪く、レベリングが困難です。異なる染料は、同じ繊維に対して異なる親和性を持ち、繊維内の拡散速度も異なります。染色率の大きく異なる染料を混ぜると、染色工程で色の変化や染めムラが発生しやすくなります。同程度の比率の染料を混合すると、染浴中の濃度比は基本的に変わらないため、製品の色が一定に保たれ、染色がより均一になります。この染料の組み合わせの性能を染料の相溶性といいます。
便宜上、人々は数値を使用して染料の適合性を表し、通常はK値として表されます。黄と青の標準染料を1セット使用し、各セットは染色率の異なる5つの染料で構成され、5つの相溶値（1、2、3、4、5）があり、染料の相溶値は染色率が小さいと、染料の移行性と均一性が悪く、染色率が小さい染料は相溶性値が大きく、染料の移行性と均一性が優れています。被験染料と標準染料を順次染色し、染色効果を評価して被験染料の相溶性値を求めます。
染料の相溶性値とその分子構造の間には一定の関係があります。疎水性基が染料分子に導入され、水溶性が低下し、繊維への染料の親和性が増加し、染色率が増加し、相溶性値が減少し、繊維上の移行と均一性が減少し、色の供給が増加します。染料分子のいくつかの基は、幾何学的構成により立体障害を引き起こします。これにより、染料の繊維への親和性が低下し、相溶性値が増加します。
4. 耐光性:
染料の耐光性は、その分子構造に関連しています。共役カチオン色素分子のカチオン基は、比較的敏感な部分です。光エネルギーによって作用した後、カチオン基の位置から容易に活性化され、発色団システム全体に移動して、破壊されて退色します。共役トリアリールメタン オキサジン、ポリメチン、オキサジンの耐光性は良くありません。単離されたカチオン染料分子中のカチオン基は、連結基によって共役系から分離される。光エネルギーの作用で活性化されたとしても、色の共役系にエネルギーを伝達するのは容易ではないため、色はよく保存されます。耐光性は共役型より優れています。
5. 拡張読書: カチオン生地
カチオン生地は、2 つの異なる全ポリエステル原料から織られた 100% ポリエステル生地ですが、変性ポリエステル繊維が含まれています。この変性ポリエステル繊維と通常のポリエステル繊維を異なる染料で着色し、二度染色しています。カラー、ポリエステル1回染め、カチオン1回染め、経糸方向にカチオン糸、緯糸方向に通常のポリエステル糸を使用するのが一般的です。染色には、ポリエステル糸用の通常の分散染料と、カチオン糸用のカチオン染料（カチオン染料とも呼ばれます）の2つの異なる染料が使用されます。分散カチオン染料を使用することができます)、布の効果は 2 色の効果を持ちます。
投稿時間: Jul-21-2022