Otsevärvid on värvained, mida saab kuumutada ja keeta neutraalses või nõrga sidemega faasikeskkonnas ilma peitsi abita. Otsesed värvained tekivad van der Waalsi vesiniksideme jõul otsevärvide ja puuvillakiudude vahel. Seda kasutatakse peamiselt kiu-, siidi-, puuvillaketrus-, naha- ja muudes tööstusharudes ning seda kasutatakse ka paberitootmises ja muudes tööstusharudes. Otsesed värvained võib nende struktuuri järgi jagada aso-, stilbeen- ja muudeks tüüpideks. Vastavalt kasutusalade klassifikatsioonile hõlmavad need peamiselt tavalisi otsevärve, otseseid valguskindlaid värvaineid ja otseseid asovärve.
Värvi põhimõte
Otsesed värvained sisaldavad vees lahustuvaid rühmi, nagu sulfoonhapperühmad (-SO3H) või karboksüülrühmad (-COOH) ja nende molekulaarstruktuurid on paigutatud lineaarselt. Aromaatsed tsüklistruktuurid on samas tasapinnas,
Seetõttu on otsevärvidel suurem afiinsus tsellulooskiudude suhtes ja neid saab värvida otse neutraalses keskkonnas, lahustades värvaine lihtsalt kuivas vees.
Värv adsorbeeritakse lahuses oleva kiu pinnale ja seejärel difundeerub pidevalt kiu amorfsesse piirkonda, moodustades kiu makromolekulidega vesiniksidemete ja van der Waalsi jõudude kombinatsiooni.
Tuletatud värvainete hulka kuuluvad otsesed valguskindlad värvained ja otsesed vasksoolavärvid.
Värvi omadused
Otsesed värvained sisaldavad vees lahustuvaid rühmi nagu -SO3Na ja -COONa. Lahustuvus suureneb oluliselt temperatuuri tõustes. Halva lahustuvusega otsevärvide puhul võib lahustumiseks lisada soodat. Otsesed värvained ei ole vastupidavad karedale veele ja enamik neist võib ühineda kaltsiumi- ja magneesiumiioonidega, moodustades lahustumatuid värvaineid.
Otsene värvitootmisprotsess
Sade tekitab värvitud kangastele plekke, seetõttu tuleb otsevärvid lahustada pehmes vees. Kui tootmises kasutatava värvimisvee karedus on kõrge, võib lisada soodat või naatriumheksametafosfaati, mis mitte ainult ei aita lahustada värvainet, vaid ka pehmendab vett.
Otsesed värvained on otsesemad tsellulooskiududele kui teised värvained. See on peamiselt tingitud otseste värvainete suurest molekulmassist, lineaarsest molekulaarstruktuurist, heast sümmeetriast, pikast konjugeeritud süsteemist, heast tasapinnalisusest ning suurtest van der Waalsi jõududest värvi- ja kiudainemolekulide vahel. Samal ajal sisaldavad otsevärvi molekulid amino-, hüdroksüül-, aso- ja muid rühmi, mis võivad moodustada vesiniksidemeid hüdroksüülrühmadega tsellulooskiududes ning hüdroksüülrühmade ja aminorühmadega valgukiududes, parandades veelgi värvi otsekohesust.
Kui tsellulooskiudude värvimiseks kasutatakse otsevärve, mängib sool värvainet soodustavat rolli. Värvimise soodustamise mehhanism seisneb selles, et otsesed värvained dissotsieeruvad lahuses pigmendianioonideks ja värvivad tselluloosikiude. Tsellulooskiududel on ka vees negatiivsed laengud. Värvainete ja kiudude vahel on laengutõrjumine. Soola lisamine värvilahusele võib laengut vähendada. Tõrjuv jõud suurendab värvimiskiirust ja värvimisprotsenti. Erinevatel otsevärvi sooladel on erinev värvust soodustav toime. Soolaefektiga otsevärvidel, mille molekulis on rohkem sulfoonhapperühmi, on oluline värvainet soodustav toime. Värvimisel tuleks soola lisada partiidena, et tagada ühtlane värvimine. Madala värvaine omastamise protsendiga otsevärvid peavad lisama rohkem soola ning konkreetse koguse saab määrata vastavalt värvitüübile ja värvimissügavusele. Kõrgete värvimisnõuetega heledate toodete puhul tuleks soola kogust vastavalt vähendada, et vältida ebaühtlast kohalikku värvimist ja värvimisvigu, nagu lillede värv.
Temperatuuri mõju
Temperatuuri mõju erinevate värvainete värvimisomadustele on erinev. Suure värvimiskiiruse ja hea difusioonivõimega otsevärvide puhul saadakse kõige sügavam värv 60-70 kraadi juures ja värvimiskiirus väheneb üle 90 kraadi. Seda tüüpi värvide värvimisel on värvimisaja lühendamiseks värvimistemperatuur 80-90 kraadi . Pärast teatud aja möödumist värvimist värvilahuse temperatuur järk-järgult langeb ja värvaine lahuses olev värv jätkab kiudude värvimist, et suurendada värvi omastamise protsenti. Suure agregatsiooniastme, aeglase värvimiskiiruse ja halva difusioonivõimega otsevärvide puhul võib temperatuuri tõstmine kiirendada värvi difusiooni, suurendada värvimiskiirust ja soodustada värvaine ammendumist värvaines, suurendades värvimisprotsenti. Tavapärase värvimisaja jooksul nimetatakse temperatuuri, mille juures saavutatakse kõrgeim värvaine neeldumisprotsent, värvi maksimaalseks neeldumistemperatuuriks. Vastavalt maksimaalse värvimistemperatuuri erinevusele jagatakse otsevärvid sageli madala temperatuuriga värvaineteks, mille maksimaalne värvimistemperatuur on alla 70 kraadi, keskmise temperatuuriga värvideks, mille maksimaalne värvimistemperatuur on 70-80 kraadi, ja värvideks, mille maksimaalne värvimistemperatuur on 70-80 kraadi. värvimistemperatuur 90-100 kraadi. Kõrge temperatuuriga värvained. Tootmispraktikas värvitakse puuvillast ja viskooskiust silmkoekangast tavaliselt umbes 95 kraadi juures, siidist trikookangaid aga madalamal temperatuuril, kuna liiga kõrge temperatuur kahjustab kiu läiget. Optimaalne värvimistemperatuur on 60-90 kraadi. Värvimistemperatuuri õige alandamine ja värvimisaja pikendamine on tootmisele kasulik.