Facteurs affectant la résistance à la lumière des colorants et méthodes d'amélioration

Introduction

La solidité à la lumière fait référence à la capacité des matériaux teints à conserver leur couleur d’origine sous la lumière du soleil. Conformément aux réglementations générales, la détermination de la résistance à la lumière se base sur la lumière du soleil. Afin de faciliter le contrôle en laboratoire, des sources de lumière artificielle sont généralement utilisées et corrigées lorsque cela est nécessaire. Les sources de lumière artificielle les plus couramment utilisées sont les lampes au xénon, mais également les lampes à arc de carbone. Lorsque les matériaux teints sont exposés à la lumière, le colorant absorbe l'énergie lumineuse, le niveau d'énergie augmente, les molécules sont dans un état excité, le système de couleur des molécules de colorant change ou est détruit, entraînant la décomposition du colorant et une décoloration ou une décoloration.

1. L'effet de la lumière sur les colorants

Lorsqu’une molécule de colorant absorbe l’énergie d’un photon, les électrons de valence externes de la molécule passent de l’état fondamental à l’état excité.

Selon la structure, les molécules de colorant peuvent subir différents processus d'excitation sous l'action d'ondes lumineuses de différentes longueurs d'onde, notamment π → π*, n → π*, CT (transfert de charge), S → S (singulet), S → T (triplet), état fondamental → premier état excité et état fondamental → deuxième état excité. L'état fondamental de l'état singulet est écrit S0, et les premier et deuxième états singulet excités sont écrits respectivement S1 et S2. Les états triplet correspondants sont représentés par T0, T1 et T2.

Au cours du processus d'excitation, les molécules de colorant sont excitées dans des états électroniques excités de différents niveaux d'énergie vibratoire, et leurs niveaux d'énergie vibratoire diminueront rapidement, convertissant l'énergie en chaleur et se dissipant. Ce processus d’abaissement des niveaux d’énergie est appelé passivation vibratoire. Au cours du processus de passivation vibratoire, l'état excité S2 avec un faible niveau d'énergie vibratoire sera également transformé en état excité S1 avec un niveau d'énergie vibratoire plus élevé, et la passivation vibratoire continuera à se produire. De cette manière, l’état excité S2 d’origine avec un niveau d’énergie plus élevé est rapidement converti en l’état excité S1 avec le niveau d’énergie vibratoire le plus bas. La conversion entre les états énergétiques électroniques S2 et S1 dans des conditions d’intersection d’énergie égale n’inclut pas le changement de multiplicité de spin électronique, appelé conversion interne. La conversion se produit également entre les états singulet et triplet, de l'état excité S1 à l'état excité T1. Ce type de conversion d’état d’énergie électronique accompagné d’un changement de multiplicité de spin électronique dans des conditions d’intersection d’énergie égale est appelé croisement intersystème. En raison de la loi « interdite » de sélection de spin électronique, le taux de croisement intersystème est généralement relativement faible.

La réaction photochimique entre les molécules de colorant excitées et d’autres molécules entraîne une décoloration du colorant et une perte de fragilité à la lumière de la fibre.

2. Facteurs affectant la résistance à la lumière des colorants

1. Source lumineuse et longueur d’onde de la lumière irradiée ;

2. Facteurs environnementaux ;

3. Propriétés chimiques et structure organisationnelle des fibres ;

4. Force de liaison entre le colorant et la fibre ;

5. Structure chimique du colorant ;

6. Concentration de colorant et état d’agrégation ;

7. L’influence de la sueur artificielle sur la décoloration de la lumière colorante ;

8. L'influence des auxiliaires.

L'influence de la couleur flottante du colorant, du lavage incomplet au savon après la teinture et des résidus de colorants non fixés et de colorants hydrolysés sur le tissu affectera également la solidité à la lumière du tissu teint. Leur résistance à la lumière est nettement inférieure à celle des colorants réactifs fixes. Plus le lavage au savon est minutieux, meilleure est la solidité à la lumière. L'application d'agents fixateurs cationiques de faible poids moléculaire ou de type résine condensée polyamine et d'assouplissants cationiques dans la finition des tissus réduira considérablement la solidité à la lumière du tissu teint. Par conséquent, lors du choix des fixateurs et des adoucissants, il faut prêter attention à leur influence sur la solidité à la lumière du tissu teint.

3. Méthodes pour améliorer la résistance à la lumière des colorants

1. Améliorer la structure du colorant afin qu'elle puisse minimiser l'influence du système de développement de la couleur du colorant tout en consommant de l'énergie lumineuse, conservant ainsi la couleur d'origine ; c'est-à-dire ce qu'on appelle colorants à haute résistance à la lumière . Ces colorants sont généralement plus chers que les colorants ordinaires. Pour les tissus nécessitant une exposition solaire élevée, la première chose à faire est la sélection des teintures.

2. Si le tissu a été teint et que la résistance à la lumière ne répond pas aux exigences, elle peut également être améliorée par des auxiliaires. Ajoutez des auxiliaires appropriés pendant ou après la teinture, afin qu'ils réagissent avant le colorant lorsqu'ils sont exposés à la lumière, consommant de l'énergie lumineuse, protégeant ainsi les molécules du colorant. Généralement divisé en absorbeurs d'UV et agents anti-UV, collectivement connus sous le nom d'améliorateurs de solidité au soleil.

4. Colorants à haute luminosité et absorbeurs UV recommandés avec de meilleurs effets :

Offrant une excellente résistance à la lumière, cette série répond à diverses exigences en matière de tissus. Il réduit les coûts de teinture tout en maintenant des normes élevées d’exposition à la lumière. Convient aux tissus nécessitant une résistance durable à la lumière.

Agent de Finition Anti-UV Sylic®

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