未來發(fā)展的綠色染色工藝

綠色染整加工已經(jīng)成為我國紡織行業(yè)關(guān)注的問題。目前國內(nèi)外關(guān)于綠色染整工藝的研究和開發(fā)浪潮高漲，一些具有前瞻性、創(chuàng)新性和實用性的新工藝被開發(fā)出來，極大的提高了印染業(yè)的環(huán)保水平。本文對此進行簡要介紹。

生態(tài)前處理工藝

冷軋堆前處理工藝

常規(guī)的前處理需要經(jīng)過退漿、煮練、漂白和絲光等工序，工序長，耗能多，加工時間長。采用高效前處理助劑，適當增加助劑的濃度。采用高效設(shè)備加工，可以大大縮短處理時間，并能減少助劑和水的用量。目前較為常用的是冷軋堆前處理工藝。冷軋堆工藝是指在室溫條件下將退漿煮練漂白合并成一道工藝的前處理工藝方法，它解決了常規(guī)煮練工藝中經(jīng)常產(chǎn)生的折子、卷邊、擦傷、緯斜等疵點。在常溫條件下，將堿和雙氧水、穩(wěn)定劑、精練劑等混合的處理浴對布進行浸軋，上卷，然后包裹密封在室溫下堆置。工藝流程短，設(shè)備少，結(jié)構(gòu)簡單，投資不大，室溫能源消耗少。采用此工藝可以節(jié)約1/3以上的能源和時間，減少2/3的污水量。

生物酶前處理技術(shù)

生物酶是一種無毒、環(huán)境友好的生物催化劑。生物酶用于染整加工業(yè)具有很多優(yōu)越性：

·作為一種生物催化劑無毒無害；

·處理需要的條件（溫度、pH值等）較溫和；

·用量較少；

·反應(yīng)后釋放的酶可以進一步催化另一反應(yīng)；

·處理產(chǎn)生的廢水可以生物降解。以生物酶取代燒堿進行前處理，可大幅度降低排出廢水中的COD值，經(jīng)實驗結(jié)果表明，由19000mg/L降到了800mg/L，同時可減少10%的燒堿用量。

1．生物酶退漿。生物酶應(yīng)用于染整工業(yè)最早是從織物退漿開始的，目前仍然是去除織物上淀粉漿料的重要方法。染整加工退漿的淀粉酶主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶等，使用溫度50～70℃，pH為6～7左右。目前用于退漿的淀粉酶主要向高溫高效方向發(fā)展。高溫淀粉酶不僅可以提高退漿效率，而且可以同時去除混合漿料中的PVA等化學(xué)漿料，簡化工藝流程，減少污水排放。

2．生物酶精練棉織物。精練的主要目的就是去除棉織物的天然雜質(zhì)，為后續(xù)染色、印花、整理加工創(chuàng)造條件。應(yīng)用于生物酶精練的主要是果膠酶，脂肪酶和纖維素酶等。果膠酶可以去除棉纖維表面的果膠物質(zhì)，但是單純使用果膠酶很難達到理想效果，在果膠酶精練中加入少量非離子表面活性劑，不但可以大大提高織物吸濕性，而且明顯減小果膠酶的用量和處理時間。在精練過程中施加適度的機械攪拌以及選擇相容性和協(xié)同效應(yīng)好的生物酶混合使用，會提高酶的活性和精練效率。生物酶精練大大降低了精練污水的毒性。

3．過氧化氫酶漂白。將過氧化氫酶應(yīng)用于棉織物的過氧化氫漂白不僅可以去除織物上殘留的過氧化氫，而且可以直接染色，具有效率高、節(jié)能、無污染的特點。用過氧化氫酶去除織物上殘留的雙氧水，能增加織物的染色深度。過氧化氫酶每分鐘能分解五百萬個雙氧水分子，并且分解溫度低，有利于節(jié)省能源。過氧化氫酶去除殘留雙氧水的最佳工藝條件為：溫度20℃，pH值為6～8，酶用量4ml，處理5分鐘。

超聲波前處理技術(shù)

超聲波是人耳聽覺無法感知的振動波，通常把頻率在2×104～2×108Hz的聲波叫超聲波。超聲波作為一種波動形式可以以橫波在固體、液體、氣體中傳播，或者在液體、氣體中以縱波形式傳播。超聲波在前處理操作中的運用，其目的是從纖維表面去除天然和外來的污染物質(zhì)，在這些過程中超聲波的使用都會提高處理速度。

1．超聲波退漿。與一般的淀粉上漿和退漿相比，使用降解淀粉上漿后再用超聲波退漿可以節(jié)約許多能量。使用超聲波退漿，可以減輕纖維的降解，紡織物的白度與潤濕性和傳統(tǒng)退漿方法相同。在退漿過程中，超聲波空化作用引起的分散作用使大分子之間產(chǎn)生分離，促進漿料與纖維的粘著變松。而超聲波的乳化作用使可以去除的漿料溶解性能提高，使其具有較好的退漿效果。由于超聲波的吸熱效應(yīng)可以使反應(yīng)保持在一定的溫度，為反應(yīng)提供了能量從而節(jié)省了其他能量。

2．超聲波煮練。超聲波在煮練工藝中的作用主要是源于空化作用引起的彌散作用、乳化作用、洗滌作用以及解聚等作用。超聲波空化作用是使粘附在纖維上的污物表面張力降低，因此在各個表面上和低凹處起著清潔作用，同時空化作用使污物和油垢得以乳化，協(xié)助清除油垢和污物。

3．超聲波漂白。Safonov采用超聲波對棉織物進行雙氧水漂白，觀察到漂白速度提高，漂白時間縮短，織物的白度也優(yōu)于傳統(tǒng)漂白法。用超聲波處理后的漂白棉織物對于直接染料、活性染料的上染率是很有效的。超聲波的空化作用可以使藥劑與纖維充分接觸，一方面超聲波作用于纖維，使纖維的比表面積加大，從而增加了纖維吸附化學(xué)藥劑的比表面積，提高反應(yīng)速率；另一方面超聲波的空化作用有助于破壞發(fā)色體系，從而起到消色的作用。超聲波也可用于染色，利用超聲波染色技術(shù)可以賦予織物較好的上染率、日曬牢度和洗滌牢度，并且能源消耗少。

生態(tài)染料

天然染料

隨著合成染料中的部分品種受到禁用，人們重新提起了對天然染料的興趣。主要原因是大多數(shù)天然染料與環(huán)境生態(tài)相溶性好，生物可降解，且毒性較低。加上石油資源的消耗已顯示合成染料原料不足，也促進了開發(fā)天然染料來補充合成染料。天然染料一般無毒和低毒，主要來源是植物的葉花果實和根莖，容易生化降解，不會造成污染。還有的天然染料來自于動物和礦物?，F(xiàn)在人們又發(fā)現(xiàn)細菌和真菌等微生物產(chǎn)生的色素也可作為天然染料來源。英國研究人員指出：掌狀革菌、粗毛纖孔菌等大型真菌都可以作為天然染料用于染色，主要用于聚酯纖維、聚酰胺纖維和聚丙烯腈纖維。

新型傳統(tǒng)合成染料

傳統(tǒng)合成染料中發(fā)展最快的要數(shù)活性染料和分散染料，特別是活性染料已是纖維素纖維紡織品應(yīng)用最廣的一類染料，大有取代還原、直接、硫化和不溶性偶氮染料的趨勢。

納米生態(tài)染料

納米生態(tài)染料開創(chuàng)了印染工藝新時代，納米染料是指染料利用納米技術(shù)制造，其產(chǎn)品粒子三維尺寸均小于100nm，而普通染料粒徑小于175nm?！凹{米染料”有粘合劑成分，其生態(tài)含義是指染料本身、印染過程中及印染產(chǎn)品均符合生態(tài)要求。其色牢度優(yōu)良，工藝性能良好，對各種纖維無選擇性。

生態(tài)染色工藝

超臨界二氧化碳染色

當溫度和壓力超過二氧化碳的臨界值（31.3℃，7.39MPa）后，二氧化碳就轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界流體狀態(tài)。即使怎樣加熱它不會變成氣體，不管如何加壓，它也不會變成液體和固體，它可以和氣體一樣，均勻分布在整個容器中。通過控制壓力，可達到和液體一樣的密度，它又有很強的滲透作用，對物質(zhì)的溶解能力比氣體大得多，甚至比液體還強。染色的纖維包括滌綸、錦綸、醋酸纖維，也曾研究用于丙綸和芳綸的染色，最近又有人在研究用于羊毛和天然纖維的染色，其中最有前途的首推滌綸的染色。超臨界二氧化碳流體在紡織工業(yè)中的應(yīng)用，除了染色之外，還可用于織物的前處理和后整理加工。它具有以下優(yōu)點：

·上染速率快，1分鐘內(nèi)就可完成上染；

·勻染、透染、重演性好；

·染色過程短，大多數(shù)情況下不必還原清洗；

·非水染色，染后不必烘干，無廢水產(chǎn)生；

·未上染的染料可重復(fù)使用，減少污染，提高利用率。

低溫染色工藝

1．活性染料冷軋堆技術(shù)?；钚匀玖侠滠埗咽菍⒖椢锝埲疽汉螅谑覝叵麓蚓矶阎?，并不斷緩慢轉(zhuǎn)動，使染料均勻上染和固色，然后進行正常的水洗加工，去除水解染料等浮色。冷軋堆染色的活性染料分子的活性基結(jié)構(gòu)主要有二氯均三嗪、一氯均三嗪和乙烯砜等。

2．分散染料增溶染色。染料上染纖維必須在水中有足夠高的溶解度，還要較快擴散進入纖維，并和纖維結(jié)合固著，對難溶性的分散染料來說，分子中不含水溶性的離子基團，所以染色溫度很高，也不易擴散進入親水纖維，并再固著在纖維內(nèi)部。其具有以下優(yōu)點：

·加快上染速率；

·提高勻染、透染、重演性；

·降低染色溫度，羊毛可低溫染色，滌綸不用載體也可在較低溫度下染色；

·使難溶性分散染料可上染親水性的羊毛、蠶絲纖維。因此使用一浴法用分散染料染滌綸與錦綸、羊毛、蠶絲纖維的混紡織物；

·擴大了染料的應(yīng)用范圍，有利于選用分散染料代用被禁用的酸性染料染羊毛和蠶絲紡織品。

3．氣相或升華染色。氣相或升華染色不用水作為染色介質(zhì)，它是在較高溫度或真空條件下使染料升華成氣相，并吸附和擴散于纖維中，即發(fā)生上染過程。這種染色的染料轉(zhuǎn)移和上染機理與熱轉(zhuǎn)移印花類似，要求染料有較強的升華性，目前主要是一些非離子型的分散染料或易升華的顏料，染后不必水洗，有利于環(huán)境保護。

4．微波遠紅外染色。微波是一種波長極短的電磁波，當微波與物質(zhì)分子相互作用，使分子極化、摩擦，吸收微波能產(chǎn)生加熱效應(yīng)。微波加熱是物體吸收微波后的自身發(fā)熱，加熱是從物體內(nèi)部開始的，能做到從里到外同時加熱。微波加熱具有好的穿透性，是整體加熱，不需要傳熱過程，可大大縮短染色時間，實現(xiàn)快速勻染，降低能耗，提高產(chǎn)品的競爭力。微波能技術(shù)適用于滌綸布、滌棉布、滌腈布等的染色。傳統(tǒng)的方法長達幾小時，熱能損失多，工作環(huán)境惡劣。在微波的照射下，染液運動加劇，促進溶于水的染料分子在織物纖維中擴散而上染，因此染色時間短，一般為1～10分鐘，比傳統(tǒng)的染色節(jié)約更多能源。染后的織物色牢度、色澤等各項指標均比傳統(tǒng)工藝有所提高。

生態(tài)印花工藝

光電成像印花

光電成像印花是將染料制成帶電荷或磁性的顆粒，然后在電場或磁場中，通過靜電或磁性吸引施加到紡織品上，再經(jīng)過汽蒸或熱壓方式使染料吸附、擴散并固著在纖維中。這是一種近代不接觸成像技術(shù)，無污染，不需分色制網(wǎng)和調(diào)漿，印制精密度高。其印制過程如下：

1．給鼓狀或連續(xù)帶狀的光導(dǎo)層表面上帶上均勻的靜電荷；

2．將均勻電荷的表面在透過圖像或從圖像上反射出來的光線中曝光，在印有圖像處，光被阻或不反射而不能進入電荷層，但曝光部分的電荷被消除，因此在光導(dǎo)層上形成一個潛在的靜電圖像；

3．帶相反電荷的有色（或發(fā)色）顆粒，被吸引到潛在的正圖像上，圖像在光導(dǎo)層表面顯影；

4．顯現(xiàn)出來的圖像再通過靜電吸收，用偏電流輥或其他方法轉(zhuǎn)移到被印織物上；

5．使被印物上的圖像固著；

6．清掃。

數(shù)碼印花

數(shù)碼印花是將含有色素的墨水在壓縮空氣的驅(qū)動下，經(jīng)由噴墨印花機的計算機分色處理噴嘴噴射到被染基材上，由計算機按設(shè)計要求控制形成花紋圖案。根據(jù)墨水系統(tǒng)的性能，經(jīng)適當處理（如焙烘加工），使紡織品具有一定的牢度和鮮艷度。數(shù)碼印花技術(shù)主要有以下幾點：

·理論上沒有顏色和重復(fù)單元大小的限制；

·生產(chǎn)效率高；

·節(jié)約成本；

·印花過程中無廢料排放，無污染，能夠滿足消費者個性化需求。

熱轉(zhuǎn)移印花

熱轉(zhuǎn)移印花或稱干法轉(zhuǎn)移印花、升華法轉(zhuǎn)移印花。用于聚酯纖維、聚酰氨織物，以及它們的混紡織物與交織物，或和低于35%的其他纖維的混紡織物與交織物的印花，還可用于二醋酯、表面未經(jīng)皂化處理的三醋酯織物的印花。用一種像紙一樣的特制金屬箔，先承印花紋圖案，然后將花紋轉(zhuǎn)移至織物上，在熱轉(zhuǎn)印后可重復(fù)使用，基本上無損耗。以金屬箔代替紙，可避免造紙和廢紙再生造成的環(huán)境污染，還能降低15%以上的生產(chǎn)成本，具有十分良好的工業(yè)應(yīng)用前景。