直接染料は、媒染剤の助けを借りずに、中性または弱い結合相媒体中で加熱および沸騰させることができる染料です。 直接染料は、直接染料と綿繊維の間の水素結合ファンデルワールス力によって形成されます。 主に繊維、絹、綿紡績、皮革などの産業で使用され、製紙などの産業でも使用されます。 直接染料はその構造によりアゾ系、スチルベン系などに分類されます。 用途分類によると、主に通常の直接染料、直接耐光性染料、直接アゾ染料が含まれます。
染料の原理
直接染料はスルホン酸基（-SO3H）やカルボキシル基（-COOH）などの水溶性基を持ち、分子構造が直線状に並んでいます。 芳香環構造が同一平面上にあり、
したがって、直接染料はセルロース繊維に対する親和性が高く、乾燥水に染料を溶解するだけで中性媒体中で直接染色できます。
染料は溶液中で繊維の表面に吸着され、繊維の非晶質領域に連続的に拡散し、繊維高分子との水素結合とファンデルワールス力の組み合わせを形成します。
誘導染料には、直接耐光性染料および直接銅塩染料が含まれる。
染料の特徴
直接染料には、-SO3Na や -COONa などの水溶性基が含まれています。 溶解度は温度の上昇とともに大幅に増加します。 溶解度の低い直接染料の場合は、溶解を助けるためにソーダ灰を添加できます。 直接染料は硬水に耐性がなく、ほとんどがカルシウムイオンやマグネシウムイオンと結合して不溶性染料を形成する可能性があります。
直接染料の製造プロセス
沈殿は染色された布地にシミの原因となるため、直接染料を軟水に溶かす必要があります。 製造時に使用する染色水の硬度が高い場合は、ソーダ灰やヘキサメタリン酸ナトリウムを添加すると、染料の溶解を助けるだけでなく、水を軟化させることができます。
直接染料は、他の染料よりもセルロース繊維により直接的に作用します。 これは主に、直接染料の分子量が大きいこと、直線的な分子構造、良好な対称性、長い共役系、良好な共平面性、および染料と繊維の分子間の大きなファンデルワールス力によるものです。 同時に、直接染料分子にはアミノ、ヒドロキシル、アゾなどの基が含まれており、セルロース繊維の水酸基、タンパク質繊維の水酸基およびアミノ基と水素結合を形成することができ、染料の直接性がさらに向上します。
直接染料を使用してセルロース繊維を染色する場合、塩は染色を促進する役割を果たします。 染色促進メカニズムは、直接染料が溶液中で顔料アニオンに解離し、セルロース繊維を染色することです。 セルロース繊維も水中ではマイナスの電荷を持ちます。 染料と繊維の間には電荷の反発が存在します。 染料溶液に塩を添加すると、電荷を減らすことができます。 反発力により染着率、染着率が向上します。 直接染料塩が異なれば、染料促進効果も異なります。 分子内により多くのスルホン酸基を含む塩効果直接染料は、顕著な染料促進効果を持っています。 染色するときは、均一に染色するために塩を数回に分けて添加する必要があります。 染料の取り込み率が低い直接染料にはより多くの塩を添加する必要があり、具体的な量は染料の種類と染色の深さに応じて決定できます。 高度な染色が要求される淡色の製品の場合、局所的な染色ムラや色花などの染色欠陥を避けるために、塩の量を適切に減らす必要があります。
温度の影響
染料が異なれば、染色特性に対する温度の影響も異なります。 高い染色率と良好な拡散性能を備えた直接染料の場合、最も深い色は 60-70 度で得られ、90 度を超えると染色率が低下します。 この種の染料を染色する場合、染色時間を短縮するために、染色温度は80-90度になります。 一定時間染色した後、染料溶液の温度が徐々に低下し、染料溶液中の染料が繊維を染色し続け、染料の取り込み率が増加します。 凝集度が高く、染色速度が遅く、拡散性能が低い直接染料の場合、温度を上げると染料の拡散が速くなり、染色速度が上がり、染液中の染料の消耗が促進され、染色率が増加します。 従来の染色時間内で、最も高い染料取り込み率が得られる温度を最大染料取り込み温度と呼びます。 最高染色温度の違いに応じて、直接染料は、最高染色温度が 70 度未満の低温染料、最高染色温度が 70-80 度である中温染料、最高染色温度が 70 度未満の染料に分けられることがよくあります。染色温度は90-100度です。 高温染料。 実際の生産では、綿とビスコース繊維のニット生地は通常約 95 度で染色されますが、シルクニット生地は温度が高すぎると繊維の光沢が損なわれるため、より低い温度で染色されます。 最適な染色温度は60～90度です。 染色温度を適切に下げ、染色時間を延長すると、生産に有利になります。