纖維素纖維染色是指對棉、麻、粘膠和銅銨纖維紡織物進行染色的工藝過程。在染色前，棉麻纖維紡織物需要徹底清除纖維素共生物，而銅銨或粘膠纖維紡織物則需要注意減少張力和摩擦，以免影響產品質量。常用的染料包括直接染料、活性染料、不溶性偶氮染料、暫溶性還原染料、還原染料和硫化染料。
直接染料染色
直接染料是一種陰離子水溶性染料，能夠直接附著在纖維素纖維上，顏色種類豐富。主要使用浸染方法，對于一些對硬水敏感的染料，需要使用軟水或添加軟水劑。纖維素纖維帶負電荷，會對染料的陰離子產生排斥力，因此可以通過加入氯化鈉（食鹽）或硫酸鈉（元明粉）來控制上染過程。加入少量碳酸鈉有利于染料的溶解。當需要混色染色時，應該選擇上染性能相似的染料，以獲得均勻的顏色。染色完成后，可以根據染料特性進行適當的后處理，如使用陽離子固色劑提高水洗牢度，或者通過銅鹽處理提升水洗和日曬牢度。
活性染料染色
活性染料是纖維素纖維紡織物染色的常見染料，色彩鮮艷，色譜齊全。這些染料易溶于水，具有良好的勻染性和較高的水洗及日曬牢度。然而，某些品種不太耐漂白。在染色過程中，纖維素在堿性環境下會轉化為纖維素陰離子，與活性染料反應形成共價鍵結合。同時，氫氧根離子也會與染料反應，生成水解染料，最終固色后清洗掉。活性染料的直接性較低，勻染效果較好，建議使用小浴比并加入食鹽提高上染率。上染和固色的溫度以及所用堿劑的強度取決于染料的反應活潑性。通常采用染料與堿劑同浴浸軋，逐步均勻烘干，隨后進行蒸汽或烘焙固色。染液中加入尿素有助于染料溶解，添加海藻酸鈉可以減少烘干過程中的染料遷移。浸軋染液后，可通過打卷并在30℃左右緩慢轉動的方式完成固色過程，這種方法被稱為軋卷染色法，適合小批量多品種染色。染色后，需要用洗滌劑充分清洗以去除水解染料和浮色，確保達到所需的水洗牢度。
不溶性偶氮染料染色
不溶性偶氮染料又稱冰染料，是通過色酚和色基的重氮化和偶合反應在纖維上形成的不溶性有色物質。為了避免重氮鹽分解，其溶液通常用冰冷卻。這類染料顏色鮮艷，除了艷綠色以外，色譜基本齊全，具有優異的水洗牢度和良好的日曬牢度，是纖維素纖維紡織物染濃色的理想選擇。色酚呈弱酸性，不溶于水，但在氫氧化鈉（燒堿）溶液中可以形成鈉鹽。色基可以在鹽酸和亞硝酸鈉的作用下發生重氮化反應，生成重氮鹽。有些色基的重氮化反應難以控制，因此會在重氮化后加入穩定劑制成色鹽，顯色時只需用水溶解即可使用，但有效成分僅為色基的20%左右。顯色的pH值條件因重氮鹽和色酚的性質而異。
不溶性偶氮染料紡織物染色通常采用軋染法，紗線和針織物則使用浸染方式。軋染時，織物浸軋色酚溶液后應緩慢均勻烘干，避免色酚遷移，烘干后浸軋色基的重氮化溶液偶合顯色；浸染時，紡織物上染色酚后用鹽水洗去色酚浮色，脫水后，再浸入色基的重氮鹽溶液中偶合顯色。顯色后在接近沸騰的稀洗滌劑溶液中充分洗凈去除浮色，改善摩擦牢度，并使染料在纖維內部聚集，提高日曬牢度。
還原染料染色
還原染料色譜齊全，顏色鮮艷，染色品的各種牢度均表現優秀，是纖維素纖維的常用染料。按照化學結構大致分為靛類和蒽類兩種類型。某些黃色、橙色、紅色還原染料在暴露于陽光下時會使纖維變脆。還原染料不溶于水，分子結構中含有羰基，可以用連二亞硫酸鈉（保險粉）等還原溶解在氫氧化鈉溶液中，形成隱色體，之后再氧化恢復成不溶性染料固定在纖維上。隱色體在酸性介質中可以轉化成隱色酸，不溶于水。還原染料染色時，首先將染料還原成隱色體，配制染液進行上染，這被稱為隱色體染色法；也可以將懸浮狀態的染料微粒均勻沉積在纖維上，在纖維上還原成隱色體上染，這被稱為懸浮體染色法；還可以將隱色酸沉積在纖維上，再用保險粉-燒堿溶液處理，使隱色酸轉變為隱色體上染，這被稱為隱色酸染色法。其中，隱色體和懸浮體染色法更為普遍。隱色體染色法主要用于纖維素纖維紡織物的浸染，上染時間為45至60分鐘。上染后稍微水洗，然后用過氧化氫等稀溶液氧化，使隱色體恢復成不溶性染料。最后進行皂煮、水洗去除浮色，使產品顏色鮮艷，保證染色牢度。
還原染料隱色體對纖維素纖維的上染直接性高，但有些染料不易染得均勻，特別是對于組織緊密的織物，不易染透，此時使用懸浮體染色法可以克服這一問題。懸浮體染色法廣泛應用于筒子紗染色和織物軋染。筒子紗染色時，將懸浮體染液先在常溫下循環，然后逐漸升溫并加入硫酸鈉（元明粉），逐漸破壞懸浮狀態，使染料均勻地沉積在纖維表面，然后用保險粉-燒堿溶液循環使其還原上染，再進行氧化、皂煮和水洗。軋染時，織物應具有良好的濕潤性，浸軋染料懸浮液后均勻烘干，再將織物浸軋保險粉-燒堿溶液，然后汽蒸約40秒，也可以在卷染機中用保險粉-燒堿溶液還原、上染。最后進行氧化、皂煮和水洗。
暫溶性還原染料染色
暫溶性還原染料是還原染料隱色酸的硫酸酯，對纖維素纖維的上染直接性低，使用方便，在紡織物上易于染出均勻的顏色。它們在堿性介質中性質穩定，在酸和氧化劑的同時作用下轉變為相應的還原染料母體。主要用于染制淺色品種。浸染時，染料在含有亞硝酸鈉的中性或弱堿性染浴中對紡織物上染，上染溫度隨染料品種而定，一般為20至70℃。上染后用稀硫酸溶液顯色，最后經水洗、皂煮、洗凈。軋染時，先浸軋染料和亞硝酸鈉的混合溶液，再行顯色、中和、皂洗。
硫化染料染色
硫化染料不溶于水，染色品顏色不鮮艷，不耐氯漂，大多數染料品種的日曬和水洗牢度良好。硫化染料應用廣泛，主要用于染制深色產品，尤其是藍色和黑色。它們的分子結構中發色體是通過硫原子相連，能被硫化鈉還原生成-SNa基團，成為隱色體溶解于硫化鈉溶液中而上染于纖維，經過氧化處理轉變為不溶性染料而固定在纖維上。與還原染料隱色體染色相比，硫化染料的上染溫度較高，多在近沸點進行。硫化染料也可作為隱色體軋染，織物浸軋隱色體后，汽蒸1分鐘左右使染料充分上染，然后再進行氧化、皂煮和水洗。黑色硫化染料染色的紡織品在儲存中會出現脆化現象，這是由于染料受氧化產生硫酸所致。如果在染色后浸軋醋酸鈉等堿性物質，可以減輕脆化程度。有些硫化染料染色后還可進行固色處理，能提高日曬和水洗牢度。
苯胺黑和酞菁藍染色
苯胺的鹽酸鹽在氧化劑和催化劑的作用下，在纖維上通過氧化和縮合反應，形成苯胺黑顏料。苯胺黑主要用于棉織物染色，用氯酸鈉為氧化劑，硫酸銅為催化劑。織物一般不經煮練，用苯胺鹽酸鹽、氯酸鈉和硫酸銅的混合液浸軋后，均勻烘干，在特定溫濕度的氧化室內進行氧化、縮合，然后再浸軋重鉻酸鉀溶液，堆放數分鐘后完成染色過程，最后進行皂洗、水洗。苯胺黑染色應有良好的防污措施。在染色過程中由于鹽酸和氧化劑的存在，纖維受到一定程度的損傷，導致強力下降。如果適當控制染液的組成和工藝條件，織物強力損失可不超過12%。苯胺黑色澤烏黑，水洗、日曬牢度良好。
銅酞菁藍色顏料具有鮮艷的色澤和良好的日曬牢度。用1,3-二亞氨基異吲哚啉和銅鹽等組成的染液浸軋棉織物，均勻烘干后，在纖維上生成銅酞菁顏料，經過洗凈處理可得到各種染色牢度極好的艷藍制品。
參考資料 >
纖維素纖維染料的染色原理及特點.PDF.原創力文檔.2024-10-23
纖維素染色技術詳解:新型生物染料的應用與發展.愛采購.2024-10-23
第四章 直接染料染色.搜狐網.2024-10-23