home
 

Есть ли смысл учиться, если ли смысл учить (зачем практике наука)? Ответ на примере: как получить воспроизводимую и качественную окраску.

автор: Кричевский Г. Е.
 
В практике химика-колориста, химика-отделочника задача получения качественной и воспроизводимой окраски является каждодневной, рутинной, но одновременно одной из самых сложных и требующих системных знаний из многих областей науки и техники задачей. Чтобы решать эти задачи на высоком профессиональном уровне следует, по крайней мере, усвоить основы многих общехимических, химико-технологических и инженерных дисциплин, а кроме того еще перед этим постичь физику, математику, а после всего, ряд специальных дисциплин (химическая технология текстильных материалов, практическое  колорирование, оборудование отделочного производства и т.д.).
Эта статья является своеобразным пособием (в широком смысле) преподавателям и молодым (и не очень) специалистам. Под этим углом зрения можно рассмотреть любую технологическую задачу.
Попробуем это (значимость науки для практики) доказать.
Для простоты остановимся только на двух характеристиках качества окраски воспроизводимости и ровноты по цветовым (спектральным) свойствам (интенсивность окраски и оттенок). Под воспроизводимостью будем понимать воспроизводимость окраски, получаемую в реальных условиях на фабрике, а не изменяющуюся в условиях эксплуатации изделия, потому что это другая проблема и ее нужно рассматривать отдельно. Ровнота окраски по длине, ширине, лицо-изнанка – это тоже воспроизводимость. Попробуем сформулировать основные факторы, определяющие воспроизводимость окраски.
Поскольку в процессе колорирования принимают участие текстильный материал (в разнообразной форме), как объект воздействия и краситель, как воздействующий агент, субъект, то конечно самыми главными факторами будут свойства текстиля во всем их многообразии и свойства красителей, тоже во всем их многообразии. Но, конечно, не только они!
Далее следует рассмотреть все условия и технологии, через которые проходит текстиль перед колорированием (крашение и печатание), например, подготовку к крашению и печатанию (расшлихтовка, отварка, отбелка и др.), а также условия и технологии, следующие после колорирования, например, технологии промывки, мыловки, сушки - заключительной отделки. На рис.1 показана схема решения поставленной проблемы, основные области знаний,  необходимые для решения, и технологические факторы, определяющие качество окраски.

 























Рисунок 1
Последовательно рассмотрим влияние всех этих факторов.
Текстиль. Через призму роли текстиля сформулируем важный принцип зависимости воспроизводимости  окраски от воспроизводимости (равномерности) всех составляющих, формирующих окраску, факторов, условий, технологий и т.д.
Окраска, если она формируется в определенных, постоянных (стандартных) условиях, всегда является индикатором на равномерность (химического строения, физической структуры волокон, воспроизводимости предшествующих и реализуемых условий и технологий).
На текстиле неравномерной структуры (в широком смысле) априори не возможно получить ровную окраску (по длине, ширине, лицо-изнанка и т.д.). Это справедливо, как для текстиля из природных, так и химических волокон, из волокон одной химической природы или из смеси волокон.
В основе этой закономерности лежат теоретические основы колорирования, как диффузионно-сорбционного явления. Скорость диффузии, сорбция красителя и, как следствие равномерность и интенсивность окраски зависят от равномерности сорбционной емкости текстиля (волокон, пряжи, нити, ткани, трикотажа, нетканого материала).
Диффузию и сорбцию изучают в дисциплинах «Физическая химия» и «Коллоидная химия», в специальном курсе «Химическая технология текстильных материалов». Эти два явления лежат в основе практически всех разнообразных методов использования отделки текстиля.
У природных и химических волокон влияние равномерности их свойств будет проявляться в колорировании специфически.
В случае химических волокон, рукотворных, эта равномерность в значительной мере в руках технологов по производству волокон. От равномерности по химическому строению, т.е. по содержанию концевых и боковых функциональных групп (в цепи макромолекул), которые являются активными центрами для взаимодействия с красителями. От этого вида равномерности (химического) зависит ровнота окраски по длине моноволокон, что является  одной из труднейших практических проблем при колорировании тканей из полиамидных волокон кислотными красителями.
Неравномерность по физической структуре химических волокон, т.е. неравномерность по степени ориентации макромолекул, соотношения аморфных и кристаллических областей и другие характеристики надмолекулярной структуры будут существенно влиять на диффузионную проницаемость волокон по отношению к красителям на прямую, а также опосредственно через изменение температуры стеклования Тд термопластичных химических волокон. Последняя определяет поведение этих волокон при крашении, поскольку диффузия красителей в эти волокна происходит по механизму диффузии через свободный объем и скорость диффузии является функцией зависимости от температуры свободного объема при рабочей температуре крашения Тр;


где Vск.кр – скорость крашения, ΔТ = (Трр1).
Эта зависимость приводит к тому, что изменения температуры крашения в зоне Тр>Тд всего на 5°С в два раза изменяет скорость крашения. Отсюда становится понятным, что если надмолекулярная структура химических термопластичных волокон неравномерна, то мы получим неровную окраску текстиля из этих волокон. Чтобы знать, понимать и решать эту проблему, нужно изучить дисциплину «Физика и химия полимеров». Эту проблему лучше чувствуют химики-колористы, потому что она их напрягает постоянно, от ее решения зависит их профессиональное решение, а значит и материальное положение. Но решить эту проблему без производителей волокон практически не возможно. А они далеко и территориально и ментально и, чаще всего, и не задумываются об этой проблеме и решают свои, не менее сложные задачи. Эта проблема «равномерности» технологии производства химических волокон. У производителей волокон ведущих фирм мира эта проблема решается в тесном контакте волоконщиков и колористов, и поэтому гораздо лучше, чем у отечественных.
У синтетических волокон есть еще одна проблема (не такая системная, как предыдущая) – наличие в структуре волокон определенной олигомерной фракции, хоть и небольшой (~ 1%). Студент, изучивший дисциплину «Химия и физика полимеров», конечно, знает, что при синтезе полимеров, в том числе и волокнообразующих, наряду с фракциями высокомолекулярными (определяют основные свойства волокон) в конечном продукте присутствуют олигомеры, т.е. продукты, содержащие в коротких цепях до нескольких десятков мономерных звеньев. Олигомеры в условиях крашения ведут себя иначе, чем полноценные, длинные макромолекулы волокон. Олигомеры «выпотевают» из внутренней структуры волокон на поверхность и частично в красильную ванну. Олигомеры, также как и полимер волокна, имеют сродство к красителям, окрашиваются ими и образуют окрашенные твердые частицы на поверхности волокон, т.е. возникает брак – крап.
Существуют разнообразные приемы, как избежать этого брака в крашении, чаще всего используя различные текстильно-вспомогательные вещества (ТВВ). Но лучше всего, чтобы химика-колориста по возможности избавили бы от этой проблемы производители волокнообразующих полимеров и волокон на их основе. Такие возможности имеются  и опять же зарубежные производители эту проблему решают лучше, чем отечественные.
Видимо первые лучше усвоили дисциплину «Физика и химия полимеров», чем отечественные специалисты.
Для химических вискозных волокон на основе природного полимера целлюлозы добавляется еще проблема неравномерности физической структуры вискозных гидратцеллюлозных волокон по сечению. Для этих волокон в силу особенностей технологии формования волокон, когда вязкий раствор вискозы (ксантогенат целлюлозы) попадает в осадительную кислотную ванну, где происходит гидролиз ксантегеннового эфира целлюлозы и формируется гидратцеллюлоза, и при последующем вытягивании волокна формируется на поверхности волокон плотная ориентационная рубашка. Последняя представляет собой препятствие, барьер для диффузии красителей. От равномерности (по толщине, плотности и т.д.) этой ориентационной рубашки будет зависеть и ровнота окраски.
Неравномерность в химическом строении и физической структуре химических волокон наиболее ярко проявляются в случае филаментных нитей. Для штапельной формы, даже если эта неравномерность существует, она не проявляется в такой мере, т.к. сама механическая технология прядения производства выравнивает свойства путем многократного технологического перемешивания штапельных волокон до стадии получения суровых тканей или трикотажа. Неравномерность может проявиться при крашении только в случае сильного отличия между партиями штапельных волокон с одного или разных заводов.
Природные (нерукотворные) волокна. И в этом случае равномерность, воспроизводимость окраски системно зависит от равномерности свойств природных волокон, т.е. от равномерности по химическому строению, составу, физической (надмолекулярной и морфологической) структуры. Если в случае химических волокон равномерность их свойств в значительной мере зависит от производителя волокон (его квалификации, желания, заинтересованности), то в случае природных волокон все зависит от природы, а она, создавая растения хлопчатника, лубяных волокон, животных (овцы, кролики, верблюды, тутовые шелкопряды, пауки и др.), не имела в виду, что человек когда-то догадается все это оборотить себе на пользу, в том числе научится делать текстиль из этого природного сырья. И, конечно, тутовый шелкопряд и овца и растения хлопчатника создают, вынашивают волокна с существенной неравномерностью в зависимости от условий (климат, состав почвы, питания и т.д.), в которых они формируются, а затем производятся и хранятся перед тем, как попасть на текстильный фабрики. Природе эта равномерность и не очень нужна. Она как раз любит разнообразие. Возьмем для примера самое распространенное природное волокно – хлопок. В зависимости от климата, погоды в данный сезон вызревания, сроки и методы сбора (раньше, позже, во время, с применением химикатов (ядохимикаты) хлопок будет отличаться по следующим очень важным показателям: содержание целлюлозы, ее молекулярная масса, физическая структура, содержание сопутствующих веществ, морфологическая структура. Эти показатели зависят от многих факторов, в том числе от зрелости хлопка. А все эти показатели будут влиять на накрашиваемость хлопка, а равномерность этих свойств на ровноту и воспроизводимость окраски. Химику-колористу следует вспомнить дисциплины «Материаловедение» и «Химическая технология текстильных материалов», из которых можно понять причинно-следственные связи между всеми перечисленными свойствами хлопка и его поведением при крашении и печати, понимая, что они будут проявлять себя через термодинамику (сродство) и кинетику  (скорость диффузии) колорирования. При этом придется учитывать особенности каждого выбранного класса красителей. Так выбор активных красителей, вступающих в химическую реакцию с волокном, с целлюлозой хлопка, добавится влияние равномерности распределения и доступности гидроксильных групп целлюлозы волокна не только для диффузии и физической сорбции на них красителей, но и равномерности протекания химической реакции красителя с волокном. Образование прочной ковалентной связи активного красителя с волокном исключает последующую миграцию красителя и выравнивание окраски, что возможно для других классов красителей.
Поэтому хлопок и вискозные волокна, имеющие разную физическую структуру и доступность гидроксильных групп, фиксируют разное количество активных красителей.
Каждый класс красителей добавляет свои достаточно существенные особенности. Например, кубовые красители (правильнее пигменты), один из самых трудных объектов с точки зрения получения ровных окрасок, особенно в темные цвета по непрерывным технологиям. И опять же одна из причин этого состоит в том, что кубовые красители, имея высокое сродство к волокну, являются очень сильными маркерами равномерности свойств целлюлозных волокон.
Откуда будущий специалист может получить информацию об этих зависимостях? Из тех же самых дисциплин, прежде всего, из специального курса «Химические технологии текстильных материалов».
У шерсти помимо всех общих закономерностей колорирования текстильных материалов добавляются особенности, связанные с ее морфологией, а именно наличием чешуйчатого слоя, который является главным препятствием для диффузии красителей в основную часть шерстяного волокна – корковый слой. Конечно, равномерность очень сложной структуры коркового слоя также влияет на формирование окраски, но чешуйчатый слой с очень плотной структурой ороговевших чешуек оказывает очень сильное влияние на скорость накрашивания и ровноту окраски. Очевидно, что равномерность свойств чешуйчатого слоя изменяется внутри партии, от партии к партии, что зависит от породы овец, условий их содержания, сроков стрижки и т.д. Для шерсти, как волосяного покрова животных, неравномерность свойств проявляется по длине шерстяного волоса. Верхушечная часть значительную часть времени подвергается действию солнечного света и разрушается его УФ-составляющей сильнее, чем часть волоса, находящегося ближе к шкуре животного. Естественно, что и накрашиваемость волоса по длине может быть неровной. И об этом, т.е. о связи между фотодеструкцией полимеров и их последующем поведении при крашении необходимо знать и уметь решать эту проблему. Например, в Австралии и Новой Зеландии овец одевают в специальные светозащитные жилетки.
Подготовка текстиля к колорированию
~ 20% брака в колорировании связано с плохой, в том числе неравномерной подготовкой к колорированию.  Попробуем понять эту связь.
Понятие «подготовка» к крашению и печати имеет широкий смысл и включает в себя две основные цели:
- придание высокой и устойчивой сорбционной (смачиваемость, капиллярность) способности по отношению к красителям (и не только);
- придание высокой и устойчивой белизны.
Обе цели включают обязательное достижение устойчивости эффекта, поскольку в определенных условиях приданная высокая сорбционная способность и белизна могут во времени частично ухудшиться.
И сорбционная способность и белизна достигаются за счет удаления загрязнений из текстиля или за счет их разрушения. Для каждого вида волокон и сурового текстиля характерен свой набор загрязнений. Для природных волокон, содержащих помимо основного полимера другие вещества различного химического строения, их можно считать загрязнениями только с точки зрения технолога отделочника, а для природы они совсем не загрязнения, а сопутствующие вещества, с определенными назначением и свойствами. Например, воскообразные, содержащиеся в первичной стенке хлопка, защищают основную часть хлопка – целлюлозу от атмосферного разрушения (УФ, влага), придавая хлопку гидрофобность.
А для химика-отделочника воскообразные хлопка не просто загрязнения, а самые трудно удаляемые загрязнения.
Для других природных волокон существует другой ассортимент загрязнений – сопутствующих веществ. У льна самым трудным «орешком» для колориста являются сопутствующие целлюлозе лигниновые вещества, у натурального шелка – серициновый клей (белок), у шерсти – жиропотовыделения.
Химические волокна естественно не содержат природных загрязнений но тоже как и природные содержат вещества, используемые на предыдущих переходах для достижения определенных технологических целей. Там они не загрязнения, а текстильно-вспомогательные вещества, а в отделочном производстве они типичные загрязнения, т.к. препятствуют последующим операциям крашения и печатания.
Сформулируем один принцип подготовки – для получения качественной, ровной, воспроизводимой окраски не менее, а порой более важным является не только полнота но и равномерность удаления загрязнений.
Равномерность окраски зависит и от равномерности подготовки и равномерности распределения оставшихся загрязнений. Пример из практики: фабричные технологи-отделочники знают, что добиваться абсолютно полного удаления воскообразных из хлопка и не нужно и дорого.
А вот обеспечить равномерное удаление воскообразных по ширине ткани и длине партии значит обеспечить равномерную капиллярность и, как следствие, ровную окраску. Контролировать это можно не только по высоте подъема окрашенной жидкости по полоске х/б ткани, но и по равномерности подъема.
Воскообразные на единичных волокнах хлопка после подготовки могут располагаться дескретно, лишь бы не сплошно.
Требование равномерности удаления загрязнений относятся как к природным сопутствующим веществам, так и к технологическим загрязнениям, т.е. замасливателям, шлихте и всем препаратам, используемым на стадии прядения химических волокон.
Так если неравномерно удалить шлихту (крахмальная) из ткани из целлюлозных волокон, то возникнут проблемы равномерности окраски, особенно в случае активных красителей. Крахмал, как и целлюлоза, является полисахаридом, и поэтому и крахмал и целлюлоза будут конкурировать за реакцию с красителями. И как следствие, неровная окраски и неэффективное использование красителей.
При подготовке текстиля из химических, термопластичных волокон проводят операцию термостабилизации, назначение которой выравнить структуру волокон, снять локальное напряжение в надмолекулярной структуре, уменьшить последующую усадку в жидкостных операциях и у потребителя. Эта операция проводится при температуре выше температуры стеклования, переводя тем самым волокно в расстеклованное высокоэластическое состояние, в котором происходят релаксационные процессы и сопровождающая их перестройка надмолекулярной структуры (перекристаллизация). Это не может не сказаться на диффузионной проницаемости волокон при последующем крашении. Если операция термостабилизации будет проведена неравномерно из-за неравномерности температурного поля по ширине ткани и длине партии, то откликом на это будет неровнота окраски по ширине и длине. Для понимания этого явления, когда краситель, окраска является индикаторами, маркерами неровноты физической структуры волокон, необходимо усвоить дисциплины «Физика и химия полимеров», «Химическая технология текстильных материалов», «Основы производства химических волокон». Естественно, что каждый вид текстиля в зависимости от волоконного состава проходит определенный набор операций, каждая из которых может вызвать неровноту в свойствах (если она проведена неравномерно) и вызвать проблемы получения ровной окраски.
Еще одно замечание по поводу подготовительных операций: лучшие результаты по ровноте подготовки тканей дают жидкостные операции, проведенные широким полотном, а не жгутом. В последнем случае не весь объем и поверхность текстиля оказываются равнодоступными для рабочей жидкости. Как следствие, оборудование жгутового типа вытеснена оборудованием, работающим в расправку.
Собственно операции колорирования
С точки зрения ровноты окраски и ее воспроизводимости процессы крашения являются более сложными, чем печать, в которой ровнота окраски визуально проявляется только в случае больших площадей рисунка и самого окрашенного фона. Поэтому сосредоточимся на крашении. В печати много других проблем. И все же рассмотрим общие и для крашения и для печатания проблемы.
Выбор класса и индивидуальных марок красителей
Конечно, класс красителей выбирается исходя, прежде всего, из наличия у красителей этого класса сродства к волокнам данной химической природы (курс «Химические технологии текстильных материалов»).
Если к данному волокну сродство проявляют несколько классов красителей, то выбор может учитывать склонность красителей каждого класса к подчеркиванию и нивелированию неровноты свойств текстиля. К примеру, крашение текстиля из целлюлозных волокон можно проводить многими классами красителей: прямые, кубовые, активные, нерастворимые азо- и другие. Для первых (прямых) проблема неровноты практически не возникают, а для кубовых она одна из самых трудных. В последнем случае это связано с высоким сродством восстановленной лейкоформы кубовых красителей к целлюлозным волокнам. Решается эта проблема химико-технологическими приемами, а именно реализацией 1-ой стадии непрерывного крашения с помощью тонкодисперсной формы пигмента красителя (не имеет сродства к волокну и равномерно распределяется на ткани) и только на второй стадии восстанавливают пигмент до лейкоформы, диффундирующей в волокно. Активные красители, если они образуют химическую связь с волокном, не способны к миграции и выравниванию окраски. Поэтому, как и в случае кубовых красителей, 1-ую фазу периодического крашения активными красителями целлюлозных волокон проводят в условиях (нейтральная среда) исключающих неравномерное распределение красителя в текстиле. На 2-ой стадии вводят в красильную ванну щелочной  агент и активизируют химическую реакцию красителя с волокном. В результате получают и ровную и устойчивую окраску.
Проблема получения ровной окраски чрезвычайно актуально в случае крашения шерсти и полиамидных волокон кислотными красителями из-за высокого сродства красителей этого класса к этим волокнам и неровноты химического строение и физической структуры этих волокон.
Для полиамидных волокон эта проблема решается отказом от кислотных красителей и выбором класса дисперсных красителей.
Дисперсные красители не чувствительны к химической неровноте полиамидных волокон, поскольку не образуют ионной связи с концевыми аминогруппами полиамидных волокон, но чувствительны к неровноте по физической структуре.
В случае крашения шерсти кислотными красителями проблема получения ровных окрасок решается комплексом средств: выбор красителей с низким сродством, добавка электролита, крашение при температуре кипения, введение в красильную ванну выравнивателей.
Не менее остро встает проблема получения ровных окрасок в случае акриловых волокон и катионных красителей, имеющих высокое сродство к этим волокнам. И в этом случае используют выравниватели различной природы, задача которых замедлить сорбцию и дать возможность сформировать ровную окраску. Но в этой паре катонный краситель – акриловое волокно добавляется еще один важный фактор, затрудняющий получение ровной окраски. Акриловые волокна относятся к термопластичным волокнам и повышение температуры крашения на 5°С ускоряет скорость крашения в два раза. Следовательно, неравномерность нагрева приведет к неровноте окраски.
По поводу выбора подходящего класса красителей можно еще многое добавить, но из сказанного следует вывод, что для грамотного решения задачи необходимо знание многих общехимических и специальных дисциплин. И не просто знаний, но и умения ими пользоваться.
В случае смесей волокон, задача их колорирования усложняется в разы и этому посвящены специальные монографии, книги и учебные пособия.
Возникает проблема совместимости классов красителей. В печати эта проблема решается выбором пигментов, но в крашении и для пигментов возникает проблема ровноты окраски
Дополнительные факторы
Вода – это среда и одновременно расходный материал при жидкостных операциях и от качества воды зависит качество окраски. К основным показателям качества воды относятся: рН, жесткость, состав. Каждый класс красителей выставляет свои специфические требования к качеству воды. Так активные красители чувствительны к рН; щелочная среда может вызвать неконтролируемый и преждевременный гидролиз; кислая среда не позволит провести фиксацию красителей.
Для всех водорастворимых красителей жесткость воды может привести к образованию нерастворимых кальциевых солей водорастворимого красителя и отложение их в виде крапа на поверхности текстиля. Повышенное содержание в воде хлора (используется при дезинфекции воды) может вызвать окисление красителя и осветление окраски.
Каждая красильно-отделочная фабрика должна иметь станцию водоподготовки, если ее руководители ставят задачу получения качественной окраски. Затраты на водоподготовку окупятся быстро, поскольку заказчик может «закошмарить»  штрафами по некачественной окраске.
Корректировка качества воды за счет ТВВ (комплексоны, буферы и т.д.). только полиативное решение. Качество воды необходимо регулярно проверять.
Оборудование. В крашении используется широкий набор оборудования периодического, полунепрерывного и непрерывного типа и для каждой технологии крашения и вида оборудования имеются весьма существенные особенности, влияющие на качество окраски, что излагается в курсе «Оборудование отелочного производства». Но существуют общие требования ко всем видам красильного оборудования:
1. Максимальная ровнота (по длине, ширине, объемы и т.д.) температурного воздействия на текстиль во время крашения; температура является самым важным технологическим фактром, определяющим качество (ровноту, воспроизводимость) окраски;
Практически все методы крашения реализуются при температурах близких к кипению или выше. Крашение при низких температурах без подогрева практически не идет. Нагрев оказывает влияние на волокно и на краситель.
Волокна гидрофильные под действием температуры набухают и становятся более доступными для диффузии красителя, термопластичные волокна переходят в высокоэластическое состояние и предоставляют для диффузии и сорбции красителя растеклованные аморфные области.
Молекулы и ионы красителя с повышением температуры повышают свою кинетическую энергию и при прочих равных условиях по законам диффузии быстрее проникают в волокна.
Как и все химические и физико-химические процессы и диффузия, в том числе их скорость, зависят от температуры по закону Аррениуса:


где DT – коэффициент диффузии при рабочей температуре, Е – энергия активации диффузии.
Т.е. скорость возрастает от температуры экспоненциально; многое зависит от Е, т.е. от специфики волокон, красителей и т.д. С повышением температуры на 10°С скорость диффузии возрастает существенно (в разы). Отсюда следует, что несоблюдение равномерности температурного режима крашения неизбежно, автоматически приведет к неровноте окраски и ее воспроизводимости.
Современное оборудование укомплектовано средствами автоматизации, программами, процессорами и т.д., которые учитывают роль уравнения Аррениуса, т.е. поддерживают температуру в соответствии с программой время-температура (температурный профиль).
2. Максимальная равномерность гидрадинамической ситуации, условий крашения независимо от того перемешивается ли красильная жидкость в красильном аппарате или через нее движется текстиль
Диффузия красителя в волокно существенно ускоряется при переходе от ламинарного (медленного) режима гидродинамически к турбулентному (быстрому). Законы гидродинамики, изучаемые в дисциплине «процессы и аппараты» и в специальном курсе «Химическая технология текстильных материалов» дают объяснения этой зависимости и, прежде всего, через трактовку роли пограничного гидродинамического и диффузионных слоев. Очевидно, что неравномерность гидродинамической ситуации, режима в процессах крашения приведет в неровноте окраски. Решение этих проблем путем совершенствования оборудования дается в курсе «Оборудование отделочного производства».
Точность взвешивания красителя определяет воспроизводимость окраски. Точность рецепта, рассчитанного на специальном приборе типа Datacolor не гарантирует воспроизводимость, если взвешивание не воспроизводимо. Ведь от взвешивания зависит концентрация красящего вещества. А дальше вступает в действие закон Ланберта-Бера, дающий зависимость между числом поглощающих свет центров и экстиницей раствора красителя. Поэтому лучше потратиться на автоматическую станцию приготовления красильных растворов, вспомнив курс «Практическое колорирование»,.
На воспроизводимость окраски может оказывать влияние состояние красителя при хранении. Влажность атмосферы приведет к увлажнению красителя и ошибке при взвешивании и, следовательно, к ошибке в рецептуре, т.к. изменится концентрация красителя. Для активных красителей возможен гидролиз и дезактивация красителя во время хранения. Следовательно, условия хранения красителей должны быть постоянны, а состояние красителей контролироваться.
Если рецепт предусматривает использование смесей красителей, то помимо проблем их совместимости по сорбционно-диффузионным свойствам, устойчивости к свету и стиркам добавляется проблема разной чувствительности красителей смеси к точности взвешивания.
ТВВ могут оказывать влияние на воспроизводимость и ровноту окраски через воспроизводимость их свойств. Матирующие вещества химических волокон снижают яркость окраски за счет оптического эффекта (поглощение большей части света). Другой пример, интенсификаторы крашения дисперсными красителями  снижают светостойкость окраски. Существенное влияние на качество окраски оказывают ТВВ, используемые в заключительной отделке. Так многие препараты N-метилольного ряда для малосминаемой отделки изменяют оттенок азокрасителей и снижают светостойкость окраски. Похоже себя ведут некоторые антипирены, придающие огнезащитные свойства текстилю.
Многие силиконовые мягчители в форме макроэмульсий изменяют оттенок окраски, вызывая миграцию красителей из объема волокон к поверхности
Модуль ванны. Если он меняется в процессе крашения или от партии к партии, то это влияет на воспроизводимость окраски, т.к. изменение модуля означает изменение концентрации красителя в ванне и по законам диффузии и сорбции приводят к изменению содержания красителя на волокне.
Температура сушки после крашения влияет на оттенок через изменение состояния красителя на ткани (агрегация, кристаллизация, миграция). При высоких температурах происходит «тушение» цвета, «бронзовение» окраски сернистыми красителями.
Влажность и температура текстиля влияют на оттенок окраски, особенно в случае гидрофильных волокон (сорбируют влагу из воздуха). Поэтому оценку цвета окраски следует производить в стандартных условиях не только по освещению, но и по температурно-влажностному режиму. Особенно чувствительны к условиям влажности и температуры желтые и красные красители (возможно,  это  связано  с  цис-трансизомерией  азокрасителей).
Совместимость красителей в сложных рецептах. Для получения ровной и воспроизводимой окраски при использовании смесей красителей, имеющих сродство к волокну (т.е. не пигменты), необходимо чтобы они имели одинаковые или близкие сродство и скорость диффузии. Но априори, достичь этого полностью теоретически не возможно, т.к. эти свойства являются функцией химического строение красителя (молекулярная масса, вид хромофора, число –SO3Na групп, компленарность и т.д. и т.п.). И не могут, например, красители азоструктуры желтого и красного цвета иметь одинаковые сродство и скорость диффузии.  К этому еще добавляется конкуренция этих красителей за активные центры волокна. Это характерно для прямых красителей и целлюлозных волокон, кислотных красителей и белковых волокон, катионных красителей и акриловых волокон.
А для активных красителей добавляется еще и совместимость по реакицонной способности. Пока эту проблему совместимости красителей никому еще не удалось до конца решить.
Помимо всего сказанного выше, для достижения воспроизводимости окраски необходимо соблюдать стандарты.
Стандарты во всех технологиях, на все виды суровья и на готовую продукцию, стандарты в оценке качества (ровнота, разнооттеночность, воспроизводимость), стандарты условий измерения цвета окраски и т.д.
И, конечно, необходим постоянный и тесный контакт с заказчиком. Взаимопонимание, общие термины и понятия. Постоянное взаимное обучение, доверие и уважение.
Командный метод. Даже самый лучший специалист все знать не может. Но он должен знать у кого спросить, где прочитать, что «кликнуть» в Интернете, кого взять в команду для решения конкретной задачи.
Цель этого доклада и адресаты: студенты, аспиранты, преподаватели, специалисты.
Студенты и аспиранты должны научиться прослеживать очевидные для старших коллег причинно-следственные связи между наукой и практикой.
Преподаватели должны взять за методологический принцип эти связи и доводить их до студентов и аспирантов. ВУЗ это место, где учат не эмпирике, а интеграции науки и практики. Если это соблюдать, то выпускник технического ВУЗа независимо от того, чем он будет заниматься  - будет системно решать конкретные задачи. Специалист, химик-колорист конкретно решающий проблемы качества, воспроизводимости окраски, не может рассматривать этот материал, как рецепт, а только как методологию ее решения, которую необходимо подкрепить персональным опытом и новыми знаниями в многочисленных книгах и периодической литературе.

 Рекомендуемая литература:
  1. Г.Е.Кричевский «Химическая технология текстильных материалов». Учебник в 3-х томах. М., МГУ, 2000-2002 гг.
  2. Г.Е.Кричевский «Колорирование текстильных материалов из смеси волокон». М., РИО РосЗИТЛП, 1998 г., 40 с.
  3. Г.Е.Кричевский «Толковый словарь терминов: текстиль и химия». М., МГУ, 2005 г., 296 с.
  4. Методы исследования в текстильной химии. Под редакцией Г.Е.Кричевского. М., 1993 г., 401 с.
  5. Р.Х.Петерс. «Текстильная химия» (Физическая химия крашения). Перевод под редакцией Г.Е.Кричевского. Т.1,2. М., Легпромбытиздат, 1998 г.
  6. А Хвала, В.Ангер. «Текстильные вспомогательные вещества». Т.1,2. Перевод под редакцией Г.Е.Кричевского. Т.1,2. М., Легпромбытиздат, 1991 г.
  7. J.Gegara, P.Puente, J.Valldeperas. The dyeing of textile materials. Comett Eurotex, Textilia, 1992, 703 p.
  8. Encyclopedia of textiles. Third Edition. Doric Pubb. Comp. 1980, 636 p.
Наши контакты