鍍鋅染色工藝自1981年問世以來,盡管染出了五彩繽紛的成品,但對(duì)染色的機(jī)理仍不夠清楚。因此有必要對(duì)染色機(jī)理進(jìn)行探討,進(jìn)而改進(jìn)工藝、提高染色質(zhì)量,并根據(jù)此機(jī)理把染色工藝推廣到其他鍍層中去。
1.染色的三個(gè)作用力
(1)物理吸附作用 在染色時(shí),鋅層表面對(duì)染料分子產(chǎn)生吸附力,這是分子間的作用力,這個(gè)引力稱范德華引力。它沒有選擇性,可在任何分子間進(jìn)行。它的作用范圍有限,但相互作用可形成多分子層。它的作用強(qiáng)度低,吸附容易,脫附也容易,因而吸附不牢固,染色效果不好。這種吸附,純粹是物理作用,沒有伴隨發(fā)生任何反應(yīng),清洗極易掉色,實(shí)用價(jià)值不大。
(2)離子吸附作用經(jīng)過化學(xué)處理后的鋅鍍層,其表面存在各種離子,遍布帶電荷質(zhì)點(diǎn),產(chǎn)生了強(qiáng)烈的吸附活性,吸引了帶異種電荷的染料,被染上顏色。鋅鍍層經(jīng)化學(xué)處理后,表面布滿帶電荷的離子,開始時(shí)吸附力是很強(qiáng)的,但隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步減弱,甚至消失。所以在實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn):化學(xué)處理后立即染色,效果最好,牢度也高。在化學(xué)處理膜潮濕的情況下染色,效果最佳,這可能是水作為極性分子對(duì)染料的靜電引力作用所致。這種離子的吸附作用,有選擇性。離子所帶電荷越多,吸附力也越大。
(3)化學(xué)反應(yīng)的作用 經(jīng)化學(xué)處理的鋅鍍層表面附著的活性離子,與染料形成化合物,這種化合物保持著染料的原有色澤,而且表面膜對(duì)染料的結(jié)合最牢固。這種反應(yīng)有明顯局限性。如媒染染料能與鋅鍍層發(fā)生這種化學(xué)反應(yīng)因而容易染色而且牢固,它在介面上往往是單分子層,所以色澤很均勻。而其他品種染料卻不能進(jìn)行這種反應(yīng)。凡能與鋅鍍層發(fā)生化學(xué)作用的染料,都是最適合染色使用的染料。
2.染色層的位置
通過試驗(yàn)可以清楚地了解到染色層在鍍層最外表的一層,如鍍鋅鈍化的鈍化膜一樣。這不可能是染料沉積在鍍鋅表面的裂紋中。因?yàn)槿旧珪r(shí)鋅層是濕潤(rùn)的,不可能存在著大量的裂紋,除非化學(xué)處理后過度烘干,但烘干又影響了離子吸附作用及化學(xué)作用,因而難以染好。它也不像鋁氧化染色那樣,染料鉆到微孔中,而是三個(gè)作用力的結(jié)合。
正因?yàn)槿旧珜釉谧畋砻?,染色后涂罩光膜作保護(hù)層就很有必要了,一方面增加耐磨性,保持外表色澤;一方面使表面隔絕空氣,防止氧化,延長(zhǎng)使用壽命。
從以上分析可以看出,鋅層染色有三個(gè)作用力:物理吸附最普遍,效果差;離子吸附作用是主要作用,效果好;化學(xué)反應(yīng)結(jié)合力最優(yōu),但適用的染料較少。因此在染色時(shí),不可能是單一作用,往往是三個(gè)作用力都有,只是主次不同而已。