Kationtová barviva, známá také jako kationaktivní barvy nebo bazická barviva, tvoří specifickou skupinu syntetických barviv, která se vyznačují kladně nabitou molekulou. V textilním průmyslu nacházejí široké uplatnění zejména při barvení polyakrylonitrilových (PAN) vláken, modifikovaných polyesterů, polyamidů, ale také celulózových vláken s kationtovou úpravou.
Kationtové barvy vykazují vynikající barevnou brilanci, stálobarevnost a intenzivní sytost odstínů, což z nich činí důležitý nástroj při tvorbě živých, lesklých a trvanlivých textilních produktů.
Chemická struktura a vlastnosti kationtových barviv
Kationtová barviva jsou tvořena organickými molekulami obsahujícími kvartérní amoniové skupiny nebo jiné kationtové centra. Tato pozitivně nabitá centra umožňují iontovou vazbu na aniontově nabité skupiny na povrchu vlákna.
Mezi klíčové vlastnosti kationtových barviv patří:
Vysoká afinita k akrylovým vláknům, která jsou elektronegativní.
Nerozpustnost v běžných organických rozpouštědlech – rozpouští se ve vodě.
Vysoká barvicí síla – malá dávka barviva postačuje k dosažení sytého odstínu.
Výborná světlostálost u moderních typů barviv (zejména C.I. Basic Blue 159, Basic Red 46 atd.).
Dělení kationtových barviv
Podle aplikačních vlastností se dělí na tři základní třídy:
Třída I – nízká migrační schopnost, nižší afinita, vhodná pro rychlé barvení.
Třída II – střední migrační schopnost, dobrý kompromis mezi vybarvením a rovnoměrností.
Třída III – vysoká afinita, potřebují delší fixační čas a přesné řízení pH a teploty.
Textilní substráty vhodné pro barvení kationtovými barvivy
Polyakrylonitrilová vlákna (PAN) – nejčastější substrát, běžný v úpletech, tkaninách, kobercích.
Modifikovaný polyester (např. cationic dyeable polyester – CDP).
Polyamidová vlákna – nižší afinita, nutnost pečlivé regulace.
Celulózová vlákna s kationizací – úprava vláken kationtovým činidlem (např. CHPTAC) umožňuje barvení kationtovými barvami bez příměsi jiných typů.
Technologický postup barvení kationtovými barvivy
Nejčastěji používaná metoda je barvení v lázni s řízeným pH (typicky 4,0–5,0), kdy barviva tvoří iontovou vazbu s vláknem.
Příprava materiálu – důkladné odmaštění a odstranění zbytků chemikálií.
Příprava barvicí lázně – voda, barvivo, octová/forová kyselina, případně stabilizátory.
Barvení – zahřátí na teplotu 95–100 °C (PAN), 120–130 °C (polyester), udržení po dobu 30–60 min.
Oplach a fixace – studený i teplý oplach, případně přídavek kationtového fixačního prostředku pro zvýšení stálobarevnosti.
Sušení a finální úprava – např. měkčení, antistatická úprava.
Výhody a nevýhody kationtových barviv
Výhody:
Výrazně jasné, syté barvy s vysokým leskem.
Vysoká stálost vůči praní, světlu a otěru (při správné fixaci).
Nízká spotřeba barviva díky vysoké barvicí síle.
Nevýhody:
Vysoká citlivost na změny pH, voda s vysokou tvrdostí může způsobit srážení barviva.
Horší rovnoměrnost barvení u vláken s nepravidelnou strukturou.
Omezené spektrum použitelných vláken bez předúpravy.
Environmentální aspekty
Moderní kationtová barviva jsou navrhována tak, aby minimalizovala environmentální zátěž:
Nízký odpad barviva ve výpěrných vodách – vysoká fixace na vlákno.
Možnost barvení bez soli – ekologičtější než reaktivní barvení.
Využívají se biologicky odbouratelné nebo snadno čistitelné pomocné látky.
Závěr
Kationtové barvy představují významný typ barviv v moderním textilním průmyslu. Jejich hlavní přínos spočívá v dosažení brilantních odstínů s vysokou stálobarevností na specifických typech syntetických vláken. Díky rostoucímu vývoji v oblasti modifikovaných polymerů a ekologických barvicích metod je jejich použití stále rozšířenější. Správná aplikace vyžaduje důslednou kontrolu technologických parametrů, především pH, teploty a doby působení.
