纺织品绿色染整加工技术　保护人类生存环境

　　由于在染整生产加工过程中，大量使用了对环境有影响和妨碍人体健康的染化料助剂，其生物降解性差，毒性大，游离甲醛含量高，重金属离子的含量超标。这些助剂，以气体、液体、固体的形态排放而污染环境，危害人类的健康，所以，绿色染整是人们对环保的重要性有了充分认识以后，对染整加工技术提出来的一个努力方向与最终目标。所谓绿色印染生产，即染整工艺对生态环境无公害，包括排出废弃物对人类生存环境无害，工艺操作环境对劳动者无害，以及成品给人们使用无害，这种工艺又可称之为清洁性无害生产工艺。

　　目前国内外关于绿色染整加工技术的研究和开发浪潮高涨，一些具有前瞻性、创新性和实用性的新工艺被开发出来，极大地提高了印染业的环保水平。

　　1.应用于染整加工技术的物理方法

　　在近二三十年里，等离子体技术、微波技术、电子束及辐射技术、超声波技术、激光技术、电磁场技术等足染整行业的新型加工技术，对纺织品可进行“干”加工，在染整加工中的纤维改性、练漂前处理、染色、印花、后整理及水洗烘燥中得到应用，推动着这些方面的设备及加工技术的新发展和产品质量的提高。这些加工技术污染较少，无污水排放，具有很高的应用价值。年来国内外已有相当多的研究，应用范围也在不断扩大。

　　1.1等离子体应用

　　等离子体技术在纺织上的应用始于50年代，我国从80年代开始对等离子体处理纺织品进行研究J。等离子体技术在纺织加工中的应用面十分广泛，常用来提高纤维可纺性；改善羊毛防毡缩；提高纤维亲水性；增加纤维表面粘结力；改进染色性能，提高染色深度；赋予纤维拒水拒油性能；提高天然纤维前处理效果(去油腊，脱胶等)；进行各种功能整理一一防皱、阻燃、抗菌、抗静电；通过表面处理，提高染料和整理剂对织物的固着率。等离子体处理采用干法加工，不用水和化学助剂，从而可以节能节水、减少废水、减少污染，有利于生态环保。

　　1.2辐射能的应用

　　紫外线辐射在染整中的应用：紫外线是波长为100～400nm的电磁波。紫外线有在纺织染整上有广泛的应用，用紫外线处理纺织品的优点是，一方面它具有很高的能量，能够对纺织材料进行改性或加工，另一方面它不需在真空状态，或不需引用专门的气体，只需在常压空气中就能加工。利用紫外线辐射来改善棉织物的染色性能，紫外线辐射改善羊毛的染色和印花能，大大提高羊毛对染料的吸附和固着能力，紫外线辐射改善蚕丝的染色和印花性能，对蚕丝进行紫外线低温染色试验，发现可显著提高某些染料的上染率。

　　1.3激光辐射在染整加工中的应用

　　近年来激光在纺织染整加工中的应用也越来越受到重视。这包括切割材料、热处理、测试检验以及在纤维材料改性、雕刻和染色印花设备控制等方面。

　　1.4超声波在染整加工中的应用

　　近年来，超声波在纺织行业中得到了广泛的应用，并且其应用技术日益成熟，它可以改善退浆、煮练、漂。白、染色、整理与洗涤等多种纺织加工工艺。

　　2.生物酶对纺织品的处理

　　生物酶应用于纺织工业始于1857年，最初是用麦芽提取物去除织物上的淀粉浆料。1900年，德国的Diaman公司应用退浆酶进行退浆，它与老的酸退浆法相比，不但退浆效率高，而且对织物无损害。酶制剂作为一种生物制剂，无毒性，污水排放少，有利于生态环保，加工工艺也比较简单，在印染工业上展示了良好的前景。

　　2.1生物醇去除纤维上的杂质

　　果胶是原棉和麻纤维中的一种伴生物，除了果胶质外，还伴有其他一些天然杂质，这些伴生物在煮练时应该加以除去。棉和其他纤维素纤维的煮练通常是在碱性介质中进行的，而且还要加入表面活性剂等助剂。利用果胶酶来去除棉纤维中的果胶质，使纤维表面的纤维素大分子分解，同时果胶呈游离状态，达到棉纤维表皮杂质去除的效果。

　　亚麻、苎麻等麻纤维的前处理，传统是先将纤维发酵，然后用碱精练来去除其中的果胶质。对于亚麻，若用此法精练，则纤维容易互相缠结，从而难于进行纺织，目前脱胶常采用碱液煮练，此法对纤维造成一定程度的损伤，且煮练残液中含有较多的碱，污水处理难度大，从环保角度考虑，酶法及微生物法脱胶被认为是极有发展前途的。

　　2.2去除织物上的残留物退浆是织物练漂的重要过程，它不仅可以去除织物上的浆料，而且还可以去除棉纤维上大部分杂质，传统的棉织物退浆采用氧化剂、酸等退浆剂。采用化学试剂来退浆时，退浆剂在与淀粉作用的同时，也会与纤维素发生作用，使纤维损伤，降低织物的强力，并且残留液中含有大量的表面活性剂。由于酶有高度的催化专一性，可以将淀粉催化水解变成可溶状态，易于洗去，即达到高效的退浆目的，而又不会损伤纤维素纤维。酶在漂白的用途是去除过氧化氢，棉纺织品或其它纤维的纺织品经过氧化氢漂白后，部分纺织品要进行染色或印花。如果残留有过氧化氢，在染色和印花时会破坏染料或使染色不匀，或降低上染率。为了除尽残留的过氧化氢，在漂白后用过氧化氢酶处理纺织品，将残留过氧化氢分解成水和氧而提高水洗效率，改善纺织品的染色性能。

　　2.3改善织物的服用性能

　　织物表面的抛光整理：用纤维素酶对纤维素纤维织物进行整理，减少织物表面茸毛、小球，提高织物的光洁性，即进行所谓抛光整理。毛羽的存在会使织物外观显得不光洁，染色织物的颜色不鲜艳，手感不滑爽。生化抛光主要用于棉、麻天然纤维以及容易起毛起球的Tencel等人造纤维织物。此外，还用于去除染色等加工产生的表面茸毛，使纤维和织物表面变得光洁。

　　牛仔布的水洗和石磨处理：近年来水洗褪色风格的织物或服装大量流行。在这类加工中，最为重要的是牛仔布的洗涤和石磨加工。牛仔布通常是加工成服装后，用冷水及热水进行水洗，以后用次氯酸钠漂白褪色。后来为了产生穿旧感，推出用金刚砂纸进行部分磨白洗涤整理，也有加石磨洗涤。它是将牛仔布服装与浮石等磨料一起用转鼓水洗机进行洗涤，不过使用浮石洗涤时，容易造成断纱等损伤现象，浮石等碎石砂粒也会残留于牛仔布服装里面，甚至使洗涤设备出现问题。近年来，随着酶在纺织工业中的应用，开始不用浮石，而采用纤维素酶来加工，以获得石磨洗涤的效果。羊毛纺织品的防毡缩：传统防毡缩整理是用氧化或还原方法使纤维表面改性，或施以树脂整理，或前两种方法的结合使用。这些改性方法，例如氯化改性或树脂整理，不仅会造成环境污染，而且羊毛纺织品手感也会变差。所以应用酶来处理，达到防毡缩的目的很有吸引力。最初用酶对羊毛处理的目标是改善羊毛织物的舒适性，减少粗毛纱的刺痛感，发现经酶处理后的羊毛织物，大大减少了起球，外观也明显改善，手感特别柔软。一些较粗的羊毛经酶处理后可能变细，具有开司米的手感，并改善了它们的可纺性。

　　Tence1人丝织物的风格整理：Tencel类纤维在湿处理过程中由于物理摩擦容易产生原纤化，其原纤维较长，易相互缠结，伏在织物表面而影响外观。通过生物酶处理，可去除原纤茸毛，经干态下转鼓处理，产生次级原纤化，这时的原纤与水洗湿处理所产生的初级原纤维不同，它通过酶对轴向最上部的纤维切断，在其末端形成微原纤维。微原纤比较短，而且均匀，不会发生相互缠结，具有桃皮绒的效果，解决Tencel纤维难以解决的原纤化问题。

　　棉纤维的超级柔软整理：利用纤维素酶对棉的水解作用使织物表面改性，控制减量率在3%~5%左右，就能得到丝一般的超级柔软手感，获得新的织物风格。纤维索酶同样也可用于处理麻织物或粗麻纱，让酶作用于纤维或纱线表面伸出的羽毛，将其硬而直的尖端部分原纤化，使之柔软，以改善粗硬麻制品的肌肤触感和穿着舒适感，亦可将粗麻纱变为毛羽少、条干均匀、可挠度高的细麻纱，尤适合于针织品，提高麻制品品位和质量。

　　3.生态染色印花技术

　　染色印花是造成环境污染的重要一环，如何在染色过程中避免污染，改变传统的染色印花方法，研发新型生态染色技术是至关重要的一项措施。下面介绍一些新型的生态染色印花方法。

　　3.1新型染色工

　　超临界二氧化碳染色：它是采用二氧化碳来代替以水为介质的染整加工技术，工艺中无需清洗，无需烘干，二氧化碳可循环再利用。该技术可避免大量废水对环保带来严重污染问题。保护了水资源，省去还原清洗和烘干工序，降低了能源消耗，染色过程无有害气体排放，残余染料可循环使用，提高了染料利用率。此外，超临界二氧化碳流体染色主要适用于非离子类的难溶性分散染料，对分散染料有很好的溶解能力，并且对疏水性的涤纶等合成纤维有很强的增塑作用，可以增加纤维中大分子链的活动能力和扩散自由体积，加快染料在纤维巾的扩散，从而大大提高上染速率，有很好的透染和匀染效果。

　　超声波染色：超声波应用于纺织染色是由SokolovTumansky在1 94 1年首先开始的，随后Brauer又将该方法应用于纤维素织物的还原染料染色当中，以期降低染色时间。在相同条件下，超声波染色可以显著地缩短染色时间，或者是在相同的染色条件下降低染液的染料浓度，还由于超声染色可以不用或少用在常规染色中所使用的各种助剂，因此超声染色还能明显地改善染色废液对环境的污染程度，以及降低药品消耗等。气相或升华染色：气相或升华染色不用水作为染色介质，它是在较高温度或真空条件下使染料升华成气相，并吸附和扩散于纤维中，即发生上染过程。这种染色的染料转移和上染机理与热转移印花类似，要求染料有较强的升华性，目前主要是一些非离子型的分散染料或易升华的颜料，染后不必水洗，有利于环境保护?。微波远红外染色：利用微波加热具有好的穿透性，不需要传热过程，可大大缩短染色时间，实现快速匀染，降低能耗，提高产品的竞争力。微波能技术适用于涤纶布、涤棉布、涤睛布等的染色。传统的方法长达几小时，热能损失多，工作环境恶劣。在微波的照射下，染运动加剧，促进溶于水的染料分子在织物纤维中扩散而上染，因此染色时间短，一般为1-10 min，比传统的染色节约能源很多。染后的织物色牢度、色泽等各项指标均比传统丁艺有所提高。

　　绿色天然染料染色：天然染料是一种从植物物质和动物剩余物提取的染料。包含一种或几种金属盐保证在日照和洗涤条件下理想的颜色牢度。随着合成染料中的部分品种受到禁用，人们对天然染料的兴趣又重新增浓。主要原因是大多数天然染料与环境生态相溶性好，生物可降解，而且毒性较低。加上石油资源的消耗已显示合成染料原料不足，也促进开发天然染料来补充合成染料。

　　3.2新的印花工艺

　　光电成像印花：光电成像印花是将染料制成带电荷或磁性的颗粒，然后在电场或磁场中，通过静电或磁性吸引施加到纺织品上，再经过汽蒸或热压方式使染料吸附、扩散并固着在纤维中。这是一种不接触成像技术，无污染，不需分色制网和调浆，印制精密度高。在光电成像中，电子摄影机取代的普通照相机，磁盘取代了卤化银胶片。如果该系统与适当印刷机相连接，则可得到全色复制品或印染产品。热转移印花：热转移印花，或称干法转移印花、升华法转移印花。用于聚醋纤维、聚酰氨织物，以及它们的混纺织物与交织物。染料热扩散转移技术是目前最有希望成像技术之一，具有巨大的市场。其所用染料主要是升华性的分散染料、油溶性染料和碱性染料。数码喷墨印花：数码喷墨印花是集电脑、网络、数字和信息技术、精密机械加T和精细化工于一体的新技术群体。早在1991年ITMA国际纺机展上，荷兰斯托克公司的数码喷墨印花机首次亮相便引起了参观者极大的兴趣，经过十几年的努力，数码喷墨印花工艺和设备已从实验室逐步进人了工业化生产。数码喷墨印花是将含有色素的墨水在压缩空气的驱动下，经由喷墨印花机的计算机分色处理喷嘴喷射到被染基材上，由计算机按设计要求控制形成花纹图案，根据墨水系统的性能，经适当处理(如焙烘加工)，使纺织品具有一定的牢度和鲜艳度。数码喷墨印花无废弃的染化料产生；废水减少到最低量，废水处理费用也最少等优点。