家用紡織品的環(huán)保印花工藝

中國紡織工程學會染料專業(yè)委員會 胡木升

隨著人們生活水平的提高，人們除了重視紡織品的外觀美觀、舒適、實用外，越來越關注紡織品的環(huán)保和無害性，關注紡織品生產企業(yè)在自然環(huán)境保護、節(jié)能減排、生產環(huán)境安全性、社會責任等方面的標準和要求。當前，應該說廣大的紡織品生產企業(yè)環(huán)保理念和意識有了很大的提高，不論在染化料的選用、印染生產工藝的改進上，還是在新工藝、新材料、新設備的創(chuàng)新研究中，都能注意到環(huán)保無害及安全性。

環(huán)保染料、助劑的選用

用于印花、染色的染化料應選用那些不會分解出致癌的芳香胺，又不含重金屬等污染環(huán)境和生態(tài)安全問題的染化料。近年來，許多常用的不溶性偶氮染料、穩(wěn)定不溶性偶氮染料、酞菁、苯胺黑等，由于存在污染環(huán)境和存在生態(tài)安全問題被禁用或限用?；钚匀玖嫌捎诰哂猩珴甚r艷、色譜齊全、具有良好的染色牢度、色漿調制方便、印染成品手感良好、價格適中等，所以在目前已成為應用較廣的印染染料?；钚匀玖嫌』ㄒ殉蔀槌Ｓ糜』üに嚕谥苯佑』?、防印印花、拔染印花工藝和生產中做直接著色染料。色防、色拔中作著色染料，大量應用于天然纖維素纖維、再生纖維素纖維的印花或染色，該染料在絲綢纖維上也有應用。

活性染料尚存在不足之處，對環(huán)保造成影響具體表現(xiàn)在：

（1）常用的K型（一氯均三嗪）活性染料固色率不高，一般在60-70%，生產中會產生大量的有色污水，給廢水處理增加了難度。

（2）尿素用量較高，對環(huán)境的影響已引起人們的重視，取代尿素的研究在不斷進行。希望染料制造再做研究和改進，除考慮和滿足印花的一些因素外，還必須提高印花色漿的穩(wěn)定性。固色率要提高，尿素要大力減少，以進一步滿足環(huán)保的需要。

（3）兩相法印花，即在印漿中不加堿劑，而在印花烘干后再進行軋堿汽蒸固色的一種印花工藝。色漿穩(wěn)定性可大大提高，有利于防止“風印”疵病的產生，可較大幅度降低尿素的用量，減少污染，汽蒸時間短，節(jié)約能源。該印花工藝推廣的時間已有數(shù)十年的時間，其之所以未能在生產中大面積推廣，主要尚存在下列問題：

① 軋堿時所印制紋樣的滲化問題；

② 花紋摻色問題。

涂料印花是利用粘合劑將顏料固著于織物上面獲得花紋的印花工藝，也是目前織物印花常用的工藝之一。涂料印花印制花型輪廓清晰，可不經水洗，氯漂牢度、水洗牢度、日曬牢度優(yōu)于活性染料，但缺點是手感較硬、深色摩擦牢度不太理想。

隨著環(huán)保要求的提高，目前我國生產的大部分涂料的分子結構中，已不再包含禁止芳香胺類，在涂料加工中已逐步取消釋放乙二醇和甲醛的分散劑。但要求涂料色漿完全符合標準還需要加以選擇，尤其是APEO（烷基苯酚聚氧乙烯醚）還未得到有效控制。

涂料印花增稠劑開始應用的是以白火油為主要組分的乳化糊，由于白火油中含有有機揮發(fā)物，污染環(huán)境而受到限制。隨著水溶性合成的增稠劑的廣泛應用，對環(huán)境的影響有明顯的改善。但合成增稠劑在使用的過程中遇到的問題是不耐電介質，印漿的粘度會下降，印制輪廓較差，故現(xiàn)在織物印花，常采用的是全水性合成的增稠劑和少量的白火油為主要組分的乳化糊，或二者結合的半乳化糊等。

生物酶處理技術在發(fā)展

要使織物印花產品實現(xiàn)環(huán)保要求，不僅印花時應注意環(huán)保，同時要注意生產全過程每道環(huán)節(jié)的環(huán)保，作為環(huán)保型助劑需具備下列條件：

（1）必須無毒、無致癌物，重金屬離子、游離甲醛不超標，APEO、有機鹵化物AOX值要低；

（2）產品在紡織物上殘留物必須符合環(huán)保要求，生產廢水便于處理；

（3）產品在使用中不對環(huán)境造成污染，產品生物降解性要好。

傳統(tǒng)織物前處理過程中，較多應用堿、酸、氧化劑、表面活性劑等，生物酶處理工藝在節(jié)能環(huán)保方面有著明顯的優(yōu)勢，已成為最有可能在紡織工業(yè)中得到廣泛應用的技術之一。

生物酶在紡織工業(yè)的應用可追溯到三千多年前，我國已出現(xiàn)了以微生物發(fā)酵為手段的麻類的污漬脫膠，淀粉酶在紡織工業(yè)的應用是工業(yè)化應用的最早的酶制劑，生物酶在紡織工業(yè)化中應用已有成熟的經驗，有的已在工業(yè)化生產中廣泛使用：

（1）淀粉酶α-淀粉酶品種，有耐高溫型、中溫型、非耐熱型、寬溫幅型等。主要用于纖維素纖維的淀粉退漿工藝，經淀粉酶退漿的織物退漿率高，布面柔軟。

（2）纖維素酶目前主要應用在兩個方面：一是生物拋光通過纖維素酶的作用，使纖維表面的原纖弱化，并通過機械沖擊的配合，即可將絨毛除去，從而達到改善手感平滑柔軟，表面光潔毛頭減少，光澤良好，紋路清晰的目的。該工藝在生物拋光時，要注意的是長時間作用，纖維堿量高，導致纖維強度受損要予以防止；二是返舊整理，通過纖維素酶的作用，對織物表面纖維的剝蝕作用，使織物表面被磨損，染料被剝離，產生水洗石磨返舊的外觀，達到返舊整理的效果。

針織物前處理以纖維素酶進行“食毛”，使織物起生物拋光作用；牛仔服裝采用返舊整理代替石磨水洗都取得一定效果，在工業(yè)化生產中廣泛使用。

（3）蛋白水解酶主要被用于真絲的脫膠、真絲的砂洗。

生物酶在應用上同時也存在問題和局限性，酶的專一性限制了酶的作用，棉纖維除了纖維素外還含有多種雜質（伴生物），單靠一種酶不能多種雜質全部分解，必須要多種酶協(xié)同，但不同的酶的適用條件不同，這樣會影響酶的作用效果，這一問題還有待于研究和探索。目前，酶品種的發(fā)展還在深入，在不斷試驗和試用，如用于精煉的果膠酶，用于脫色處理的漆酶，用于清潔生產的各種新型酶制劑，如PVA降解酶、溶菌酶等等，目前商品化酶的品種還不多，有待于開發(fā)和發(fā)展。

數(shù)碼技術的應用

數(shù)碼印花給紡織印染行業(yè)帶來了一個全新的概念，其憑借著與眾不同的技術特點在印染行業(yè)中獨樹一幟，在不斷滿足市場需求中逐漸顯現(xiàn)出其特有的產業(yè)價值，與傳統(tǒng)印花有著無可比擬的技術優(yōu)勢：

（1）簡化工藝流程，生產時間縮短，打樣便捷，不用制版。

（2）色彩豐富，實現(xiàn)了比傳統(tǒng)印染更加豐富的圖案需求和色彩效果，特別在顏色的多層次色彩漸變和云紋等類似照片高精度圖案的印制中，更顯現(xiàn)出數(shù)碼印花不可比擬的優(yōu)勢。

（3）能夠完成個性化設計。設計樣稿可在計算機上任意修改，設計效果就是成形后面料圖案的效果，做到現(xiàn)場設計，現(xiàn)場制作，實現(xiàn)個性化。以家紡為主導的室內軟裝飾領域，除常規(guī)的純棉床品外，比如床蓋、窗簾、紗簾、帷帳、臺布、壁掛、軟包家具等，其使用價值以平面化的靜態(tài)觀賞為主，在各自的使用功能基礎上構成對居室環(huán)境的裝飾美化。以觀賞性為主的家紡產品正好與數(shù)碼印花技術特點相契合。

（4）按需噴墨降低污染環(huán)保程度大幅提高，節(jié)能減排。使用傳統(tǒng)印花設備印花時，大致有30%的染料不能與纖維結合，以致織物水洗造成有色污染環(huán)境。而數(shù)碼印花染料用量只有傳統(tǒng)的40%左右，而且僅有5%的墨水在后處理時被洗去，產生的污水量僅是傳統(tǒng)印花工藝的1/15-1/25。

盡管如此，但由于數(shù)碼印花在實現(xiàn)大規(guī)模產業(yè)化的過程中仍存在諸多問題，故一般認為它不會大規(guī)模地取代傳統(tǒng)印花工藝，二者長期并存優(yōu)勢互補。存在的問題具體表現(xiàn)在：

（1）數(shù)碼印花機對紡織產品的適應性問題，不是所有的紡織產品都能印出高質量的圖案來。

（2）生產成本高，數(shù)碼印花所用的主要耗材——墨水價格高，另外噴頭堵塞損壞需調換，所用費用也較高，設備維修成本高。

（3）生產速度較慢，碰到批量較大的定單，生產所需的時間較長，客戶無法接受。為此，數(shù)碼印花還有必要進一步改進創(chuàng)新，發(fā)揮技術優(yōu)勢，克服不足。

天然染料的開發(fā)和利用

使用天然染料和顏料在我國具有悠久的歷史，十九世紀中葉合成染料問世并傳入后，由于色光操作和色牢度等方面的優(yōu)越性，合成染料逐漸取代了天然染料。目前隨著人們環(huán)保意識的增強，合成染料在生產和應用過程中帶來的問題，致使越來越多地引起人們的注意和關注。天然染料與環(huán)境良好的相容性，以及藥用保健的功能又開始為人們所重視。

當今在國外有好多國家進行天然染料染色研究，我國對天然染料也在積極地探索之中，天然染料的提取技術、勻染性以及染色牢度的提高的研究方面取得一定的成果，除靛蘭染色和印花一直沿用至今，有成熟生產加工產業(yè)化的經驗外，茜草、紫草、黃岑、西洋參果、荷葉等，均有染成的織物，黃褐土染成燈芯絨，深受消費者的青睞。一批天然染料提取與制造的方法申請了專利。在加工對象的研究方面，不局限于對棉、麻、絲、毛等天然纖維進行印染，而且對合成纖維如聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯腈纖維等進行印染，進行研究和探索。

天然染料具有廣闊的發(fā)展前景，但目前實現(xiàn)產業(yè)化尚有困難，具體表現(xiàn)在：

（1）天然染料尚難大量生產，大量生產天然染料就要大量采摘或砍伐植物或獵取動物，一是會造成生態(tài)破壞，二是有相當多的植物是名貴的中草藥，將它們用于染料提取這要權衡利弊。

（2）染色重現(xiàn)性及染色牢度差。植物產地不同、氣候條件不同、采取的時間不同，都會影響色素的組成、色澤，以致產生染色產品的重現(xiàn)性差；另外天然染料對纖維親和力小，色牢度差，以往過去使用的媒染劑，大多含重金屬離子，屬生態(tài)紡織品所禁用范圍。

天然染料有沒有希望？從最近天然染料制取的思路及新進展來看，是有廣闊發(fā)展前景的：首先，從天然染料制造原料的來源來看，制造原料不光來源于植物、動物和礦物，現(xiàn)在人們發(fā)現(xiàn)，微生物產生的色素也可作為天然染料的來源。我國研究人員用紅曲米色素來染絲綢獲得美麗的深紅色，經測定這些微生物是非病源菌，該色素是安全的。

第二，利用微生物工程的方法，培育可作為制造天然染料原料的織物。生物培育方法可使細胞生長速度大大加快，這可使天然染料生產可以不依賴于自然界的植物，產量可大幅提高，現(xiàn)已人工培育了紫草、茜草等多種植物。

第三，考慮開發(fā)天然染料的等同體，這種等同體與某種天然染料結構完全一致。等同體系合成生產其純度高、性能穩(wěn)定、原料保證，不與糧食爭地，可大量生產，只要不含重金屬等有害物質，安全無問題即可。

天然染料適用于開發(fā)高附加值的綠色產品，天然染料大多有藥物作用，如抗菌消炎類、活血化瘀，故用天然染料染制的紡織品將成為保健內衣的生力軍，隨著人們生活水平的提高，家紡產品將由經濟實用型向功能型和綠色環(huán)保型轉化，由天然染料染印的床單、被罩、浴巾等家紡產品，符合生態(tài)環(huán)保標準和具有醫(yī)療保健功能而受到人們的青睞。