生態(tài)紡織涂料印花掘金藍(lán)海引領(lǐng)未來

文 李平舟

當(dāng)下生態(tài)紡織技術(shù)的研發(fā)已受到廣泛關(guān)注，從前處理到染色、印花、后整理的生態(tài)工藝和生態(tài)染料助劑都在不斷面世，為在染整生產(chǎn)過程中實(shí)施清潔生產(chǎn)提供了可選擇的具體措施。生態(tài)印花工藝首先應(yīng)選用對人體無害的染料、涂料、糊料和助劑，用環(huán)保型糊料制備色漿，可采用天然糊料，并開發(fā)高增稠能力，易回收凈化的環(huán)保型糊料，這是實(shí)現(xiàn)生態(tài)印花工藝的途徑，值得業(yè)內(nèi)人士的重視。

涂料印花的生態(tài)要求、性能特點(diǎn)和急需解決的問題

涂料印花工藝簡單，符合節(jié)水、節(jié)能和環(huán)保要求，適合裝飾用布印花織物的開發(fā)。近年來，各國特別是歐盟，頒布了不少有關(guān)環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的法規(guī)與法則。從紡織印花行業(yè)和其用戶的眼光看，盡管這些法規(guī)和法則增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，在某種程度上削弱了產(chǎn)品的市場競爭力，但通過實(shí)踐認(rèn)識到這些法規(guī)和法則是必要的。它提供了一種機(jī)會，即企業(yè)按照對人體、環(huán)境和生態(tài)最合適的目標(biāo)與技術(shù)條件來研究產(chǎn)品的配方和生產(chǎn)技術(shù)，最終必將會節(jié)約生產(chǎn)成本。應(yīng)用涂料印花工藝簡單、流程短，不需水洗、無污水或少污水符合清潔生產(chǎn)原則，應(yīng)開發(fā)應(yīng)用環(huán)保型涂料粘合劑、增稠劑，并禁用火油乳化糊。采用數(shù)字噴墨印花工藝簡單，無需制網(wǎng)打樣，自動化程度高，顏色豐富多彩，分辨率高，無環(huán)境污染，是真正的生態(tài)高科技印花工藝，今后會飛速發(fā)展，當(dāng)前急需開發(fā)通用性強(qiáng)、成本低，不需進(jìn)行前處理的涂料墨水。目前廣泛應(yīng)用的為分散染料升華轉(zhuǎn)移印花，正在研發(fā)新型熱擴(kuò)散轉(zhuǎn)移印花和活性染料等一些離子性染料濕態(tài)轉(zhuǎn)移印花。如采用涂料轉(zhuǎn)移印花之后不需焙烘和水洗、無污水排放，但對涂料和粘合劑要求較高，而熱擴(kuò)散轉(zhuǎn)移印花是當(dāng)前最有發(fā)展前景的一種新型印花方式。

比較印花紡織品及其生產(chǎn)方法的環(huán)境和生態(tài)負(fù)荷有六個(gè)因素，即原材料消耗、能量消耗、土地利用、在空氣與水和土壤中的排放、危險(xiǎn)物質(zhì)的使用、可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)(例如運(yùn)輸和使用等)。大量實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，涂料印花方法的能耗、原材料消耗以及對土地的要求都要比使用得較多的活性染料印花低，這是因?yàn)橥苛嫌』ê笕∠撕笙礈旃ば?、減少了產(chǎn)生環(huán)境和生態(tài)負(fù)荷的源泉、減少了廢水和發(fā)生事故的危險(xiǎn)性。顯然，涂料印花具有以下特點(diǎn)：較低的生產(chǎn)成本和簡單的生產(chǎn)工藝；適用性強(qiáng)，不僅能得到要求的印花效果，而且?guī)缀鹾翢o疑問地適用于所有的纖維類型；在寬闊的范圍包括色澤、手感和牢度等幾乎不再與活性染料印花的水平相區(qū)別；低的環(huán)境和生態(tài)負(fù)荷，節(jié)能節(jié)時(shí)又比較安全。因此涂料印花應(yīng)用面不斷擴(kuò)大，再加上其生態(tài)保護(hù)性能不斷提高，已達(dá)到了一個(gè)很高的技術(shù)水平，而且獲得在印花紡織品中的主導(dǎo)地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)今全世界的印花織物中涂料印花超過了55%(活性染料印花占24%、還原染料印花的比例不到5%等)，其中美國占80%，印度為60%，我國約為20%。雖然涂料印花有許多生態(tài)保護(hù)上的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著以下值得注意的重要問題。

在涂料印花生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣里，含有的重要物質(zhì)和它們的產(chǎn)生源泉涉及到：一是礦物油產(chǎn)生源泉，如煤油、糊狀合成增稠劑、柔軟劑、消泡劑；二是甲醛產(chǎn)生源，如粘合劑、固著劑、防腐劑；三是單體產(chǎn)生源泉，如粘合劑、固著劑、增稠劑；四是煙霧產(chǎn)生源，如糊狀合成增稠劑、柔弱劑、尿素、乙二醇；五是揮發(fā)性有機(jī)化合物產(chǎn)生源，如煤油、糊狀合成增稠劑、柔軟劑、消泡劑、乙二醇。由于考慮到對涂料印花織物越來越高的牢度要求，目前國外的很多粘合劑仍在使用低甲醛的三聚氰胺類樹脂固著劑，國內(nèi)多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的粘合劑的自交聯(lián)單體也仍沿用N-羥甲基丙烯酰胺(占單體總量的3-5%)，它們在焙烘和儲藏過程中會釋放出游離甲醛，使印花織物上的游離甲醛含量很難確保在檢測限度以下，還有用于拔染印花的還原劑大都含有甲醛，因此這是一個(gè)急需解決的問題。

涂料印花色漿是由顏料、分散劑、表面活性劑(乳化劑和潤濕劑)和水經(jīng)高速預(yù)分散后再經(jīng)高剪切力機(jī)械研磨加工而成的顏料漿狀體，顏料除黑(碳黑)、白(鈦白粉)之外，其他色譜均為有機(jī)顏料，按化學(xué)結(jié)構(gòu)分有偶氮型、雜環(huán)型和酞菁結(jié)構(gòu)，其中以偶氮顏料居多，大部分的黃、橙、紅色均為此類，雜環(huán)類顏料以紅、紫色為主，而酞菁結(jié)構(gòu)的顏料是藍(lán)色和綠色的顏料。受禁用的致癌芳香胺影響最大的是偶氮顏料，涉及的致癌芳香胺主要有三種即3、3′—氯聯(lián)苯胺(DCB)、3、3′—二甲基聯(lián)苯胺(DMB)和2—甲基-5-硝基苯胺(大紅G培司)，關(guān)系到國內(nèi)的黃、橙、紅、紫、棕等21個(gè)不同商品牌號的產(chǎn)品。目前用3.3′—二氯聯(lián)苯胺和3.3′—二甲基聯(lián)苯胺制成的有機(jī)顏料都被證明在標(biāo)準(zhǔn)檢測條件下檢測不出因內(nèi)源代謝裂解產(chǎn)生的致癌芳香胺，因此沒有會產(chǎn)生腫瘤的活性即不具有致癌性。研究發(fā)現(xiàn)，若使用一個(gè)過量的、強(qiáng)堿性的甲醇和氨的混合物即用比標(biāo)準(zhǔn)檢測法更苛刻的條件進(jìn)行檢測，可以發(fā)現(xiàn)某些用3.3′—二氯聯(lián)苯胺制成的偶氮顏料仍會裂解產(chǎn)生超過界限值的致癌芳香胺。而且這種裂解不僅與顏料結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與應(yīng)用方法和印染的質(zhì)量有關(guān)，包括所用的粘合劑體系、顏色深度和織物等因素。隨著國際市場一體化進(jìn)程不斷加快，僅僅依靠穩(wěn)定、一流的產(chǎn)品品質(zhì)還不足以使企業(yè)順利進(jìn)入廣闊的國際市場。為了與國際市場盡快接軌，這就要求紡織印花行業(yè)注意在生產(chǎn)加工時(shí)的生態(tài)要求，以及紡織品對人體的毒物學(xué)方面存在的問題。

涂料印花的生態(tài)環(huán)保引起國際社會的關(guān)注

在紡織品印花和涂層生產(chǎn)過程中排放出廢氣里的揮發(fā)性有機(jī)化合物，即VOC。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和社會的日益進(jìn)步，全世界各國對環(huán)境問題已經(jīng)極為關(guān)注。目前在歐盟成員國主要是借助歐盟VOC法則1999/13/EC來控制，瑞士和美國也有相應(yīng)的VOC法則。VOC是指揮發(fā)性有機(jī)化合物，是一個(gè)總和參數(shù)。作為VOC的物質(zhì)被定義為由碳元素與一個(gè)或多個(gè)氮、氧、氫、磷、硫、硅、鹵素等元素相結(jié)合的化合物。在20℃或運(yùn)行條件下它的蒸汽壓超過0.01kPa，且不發(fā)生化學(xué)變化。由于涂料印花要在120-180℃范圍內(nèi)被干燥而固著，對VOC定義中的蒸氣壓，也適用于這個(gè)溫度范圍(即運(yùn)行條件)。這樣，在乳化糊增稠劑中使用的礦物油。按照VOC的定義，是否為VOC必須符合其蒸汽壓超過0.01kPa的要求。

歐盟的VOC法則適用于紡織品涂料印花和涂層法則規(guī)定一個(gè)企業(yè)每臺設(shè)備每年的VOC消耗量的限界值為5噸。瑞士的VOC法則中對VOC的定義也考慮物質(zhì)的蒸氣壓，VOC應(yīng)在20℃時(shí)的蒸氣壓≥0.0lkPa，在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下沸點(diǎn)≤240℃，且不發(fā)生化學(xué)變化。

涂料印花色漿是由顏料(著色劑)、分散劑、潤濕劑和水通過機(jī)械研磨加工而成的。著色劑中除了黑色為炭黑、白色為鈦白粉以外其它色譜都是有機(jī)顏料。有機(jī)顏料按其化學(xué)結(jié)構(gòu)分為偶氮型(＞50%)，雜環(huán)型(＜11%)和鈦菁(29%)。偶氮顏料應(yīng)用最多，多為黃、橙、紅色譜，雜環(huán)類以紅、紫色為主，酞菁以藍(lán)、綠為主。涂料印花存在一些生態(tài)環(huán)保問題，如著色劑有機(jī)顏料的涉嫌致癌芳香胺、粘合劑中的甲醛和APEO、增稠劑的VOC等。由于國內(nèi)外紡織品生態(tài)標(biāo)簽的要求和禁止在紡織品上存在有害物質(zhì)的法規(guī)出臺，對涂料印花也提出了生態(tài)環(huán)保的要求。涂料印花色漿中有機(jī)顏料所涉及的致癌芳香胺和有機(jī)顏料生產(chǎn)過程中帶來的有害殘余物，以及配制印花色漿所用的助劑，如粘合劑中所含有的甲醛和APEO，增稠劑中含有烴類化合物，這些都會帶來生態(tài)環(huán)保問題，所以觀察這些化學(xué)品對生態(tài)環(huán)保與人類健康的影響、是否符合國內(nèi)外有關(guān)生態(tài)紡織品法規(guī)的技術(shù)要求尤顯重要。有機(jī)顏料不同于染料之處主要在于不溶于水、汗液、血液、胃酸或所在介質(zhì)，各國化學(xué)家對于以DCB為重氮組份所合成的有機(jī)顏料進(jìn)行了廣泛的毒理研究，對這些有機(jī)顏料長期喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動物，在尿液、血液中培養(yǎng)，并在高濃含DCB有機(jī)顏料(230mg/m3)下生存，均未檢出DCB，也就是說用DCB合成的有機(jī)顏料是分解不出DCB來的，因此德國頒布了“食品及日用消費(fèi)品法”規(guī)定用DCB合成的偶氮顏料，由于在法定分析條件下不會斷裂，因此將不受限制。但大多數(shù)有機(jī)顏料中不可避免地會存在未反應(yīng)的痕量芳胺殘存物，DCB合成的有機(jī)顏料中也有超過30mg/kg限量的DCB。有許多案例證明應(yīng)用DCB合成的有機(jī)顏料加工和涂料印花織物上的DCB含量超過限定值。

在涂料印花中廣泛使用聚丙烯酸酯類(PA)粘合劑，它具有透明性好，對顏料粘著和對纖維粘附力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，PA粘合劑聚合物由三種單體組成，其一為硬單體，其二是軟單體，采用核殼聚合理論，制備軟單體為核，硬單體為殼的粘合劑，使其在網(wǎng)印時(shí)不至因軟單體組份而堵網(wǎng)。其三為功能單體，其中羧基單體對乳液聚合物作用時(shí)提高乳液穩(wěn)定性：交聯(lián)型單體(過去主要是N-羥甲基丙烯酰胺)，即自交聯(lián)單體，加入量為PA的3%-5%，可以與纖維交鏈和降低硬單體用量，因而提高了織物的牢度和手感。另外，PA不溶于水。為此必須在合成時(shí)加入乳化劑，聚合時(shí)成分散粒子而形成穩(wěn)定的乳液。

上述粘合劑的單體和聚合，生態(tài)環(huán)保上帶來一些問題，一是PA乳液聚合的乳化劑優(yōu)選，涉及乳液穩(wěn)定性及分散粒子的細(xì)度和粒子均勻性，一般粒徑應(yīng)控制在0.2-1.0μm。限定若化學(xué)品及其復(fù)配物中的APEO及AP(烷基酚)含量高于0.1%，則該化學(xué)品不能用于紡織品及皮革加工等。APEO主要包括壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚。實(shí)際上世界上著名測試公司定位在100mg/kg限量內(nèi)，紡織品更低，為20～50mg/kg。另一個(gè)問題是N-羥甲基丙烯酰胺自交聯(lián)單體，它是由丙烯酰胺與甲醛反應(yīng)而得，因?yàn)榈玫降腘-羥甲基丙烯酰胺是一種縮醛很不穩(wěn)定，其反應(yīng)存在動態(tài)平衡，因此該自交聯(lián)單體中存在一定量游離甲醛，而且在焙烘和儲存過程中不斷釋放甲醛，與游離甲醛一起的總?cè)?，將超過規(guī)定限量。如果用N-羥甲基三聚氰胺外交聯(lián)劑則甲醛超量更多。因此，國內(nèi)外先后推出手感柔軟、符合環(huán)保要求、無APEO和無(低)甲醛的粘合劑。涂料印花粘合劑中還有一大類是水性聚氨酯(PU)，具有高彈性、耐熱、耐寒、耐化學(xué)品穩(wěn)定性、耐曲磨性和良好的滲透性，手感特別柔軟，濕摩擦牢度好、滑爽性優(yōu)良、皮膜不發(fā)粘、不吸附灰塵，在針織物上印花時(shí)不會因織物拉伸而露花。但它的價(jià)格為聚丙烯酸酯的3-4倍。利用互穿網(wǎng)絡(luò)聚合(IPN)技術(shù)，可使聚氨酯(PU)和PA相互貫穿形成網(wǎng)絡(luò)體系。用聚氨酯改善PA粘合劑的不足，同時(shí)可降低成本。且分散穩(wěn)定性很好，PA聚合物可以不用APEO作為乳化劑，也不存在甲醛問題。涂料印花曾廣泛使用火油乳化糊或半火油乳化糊增稠劑，使印花花型輪廊清晰、得色鮮艷，觸變性好，但是它必須用高沸點(diǎn)的白火油，由其調(diào)制的涂料印花色漿在烘干或焙烘過程中會使這些火油散發(fā)于大氣中，污染了環(huán)境。同時(shí)由于石油含有少量芳香烴和烯烴，不易揮發(fā)除盡，從而給涂料印花織物上殘留火油味。

由于純火油乳化糊增稠劑存在火油揮發(fā)造成VOC超量和不安全，開始出現(xiàn)聚己二醇非離子型增稠劑，它是一種高分子化合物的乳液，適應(yīng)性強(qiáng)，使用方便，在調(diào)制成增稠糊時(shí)還需要一定量的火油，其增稠效果不及陰離子型增稠劑強(qiáng)。但它對電解質(zhì)不敏感，印花織物的手感和鮮艷度均較好。聚丙烯酸類陰離子型增稠劑，因含可電解的羧酸基團(tuán)的聚乙烯鏈，增稠效果很好，它的流變性良好，廣泛用于篩網(wǎng)涂料印花。環(huán)保型增稠劑的開發(fā)重點(diǎn)是無VOC載體制造糊狀合成增稠劑，也有低礦物油含量的糊狀合成增稠劑，如瑞士CHT公司開發(fā)的新一代涂料印花增稠劑Tubiris Eco-400、Eco-650是一種無VOC，而以天然油作載體的糊狀合成增稠劑，對電解質(zhì)穩(wěn)定，滲透性好，印制輪廓清晰。

新型生態(tài)染色印花的方法與環(huán)保措施

所謂生態(tài)家紡紡織品印花技術(shù)就是選擇對人體無害的染料或顏料(滌科)及印花助劑，用環(huán)保型印花糊料制備色漿，對環(huán)境無污染，并且滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的印花生產(chǎn)工藝。常用的印花工藝多為篩網(wǎng)印花、滾筒印花和轉(zhuǎn)移印花。其中，滾筒印花的環(huán)境污染最為嚴(yán)重，篩網(wǎng)(平網(wǎng))印花比滾筒印花來講，其制網(wǎng)容易且污染小，其廢棄物污染也比轉(zhuǎn)移印花小，但由于這些工藝中所用的染料、涂料、添加劑、印花糊料等藥品，很多都是生態(tài)紡織禁用的有害物質(zhì)，因此，新型生態(tài)印花技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。幾種成熟的新型生態(tài)印花技術(shù)介紹如下。

轉(zhuǎn)移印花是先將染料或涂料的花紋圖案印在紙上，制成轉(zhuǎn)印紙，然后在一定條件下使轉(zhuǎn)印紙上的染料或涂料轉(zhuǎn)移到紡織品上去的印花方法。利用熱使染料從轉(zhuǎn)印紙升華轉(zhuǎn)移到紡織品上的方法叫熱轉(zhuǎn)移法；在一定溫度、壓力和溶劑的作用下，使染料從轉(zhuǎn)印紙上剝離而轉(zhuǎn)移到紡織品上的方法叫濕轉(zhuǎn)移法。轉(zhuǎn)移印花以在純滌綸織物上的效果最好，滌棉混紡織物上因棉纖維不被分散染料著色，得色要比純滌綸織物淺，塊面大的花形還有雪花(留白)現(xiàn)象。純錦綸織物也能轉(zhuǎn)移印花，但得色量較低，濕處理牢度較差。轉(zhuǎn)移印花法消耗的轉(zhuǎn)印紙為織物長度2倍，廢紙及印后殘留染料難以回收，且印深色有困難，故多應(yīng)用于部分織物如變形絲織物和針織物進(jìn)行局部印花，以及一些裝飾性的印花。轉(zhuǎn)移印花適合于印制小批量的品種，印花后不需要后處理，減少了污染，屬于清潔加工。印制的圖案豐富多彩，花型逼真，藝術(shù)性強(qiáng)，印花疵病少，但轉(zhuǎn)印紙的耗量大，成本高。目前主要用于滌綸、錦輪紡織品的印花，在天然纖維紡織品上進(jìn)行轉(zhuǎn)移印花還有待創(chuàng)新發(fā)展。

數(shù)碼噴墨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(jī)的計(jì)算機(jī)分色處理噴嘴噴射到被染基材上，由計(jì)算機(jī)按設(shè)計(jì)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(dāng)處理(如烘焙加工)，使紡織品具有一定的牢度和鮮艷度。實(shí)際操作中，先用掃描或數(shù)碼相機(jī)數(shù)字化輸入圖稿，然后應(yīng)用圖形軟件或?qū)I(yè)的印花分色與設(shè)計(jì)軟件處理圖案，最后再通過噴印控制軟件將數(shù)字化信息傳輸?shù)綌?shù)碼噴印機(jī)，噴射出圖案。其印花速度比滾筒印花低很多，成本比傳統(tǒng)印花高。對紡織品進(jìn)行數(shù)碼印花時(shí)，一般要對紡織品進(jìn)行前處理，染料也應(yīng)根據(jù)數(shù)碼印花的方式和要求選用專用的染料做油墨。一般來講，數(shù)碼噴墨印花用墨水的各項(xiàng)牢度均高，而且染料是按需噴射到基質(zhì)上，廢水、能耗和廢料的排除都是很少的，幾乎沒有什么紡織廢料和染料排出物，而且噴墨印花的噪聲低，對操作人員健康有利。另外，噴射印花技術(shù)與常規(guī)印花相比，大大縮短了技術(shù)流程，可免去繁復(fù)的花樣制版和色漿調(diào)制工序，印制靈活，操作簡單，適應(yīng)性廣，生產(chǎn)周期短，特別適合小批量、多品種、快捷反應(yīng)、個(gè)性化、高質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)。機(jī)臺占地少，技術(shù)簡單，省去了制網(wǎng)、調(diào)漿，自動化程度高，產(chǎn)品疵品率大大下降；噴射印花環(huán)境友好，無廢棄染化料，能耗、用水量極低，處理費(fèi)用也最少，工作環(huán)境清潔，無噪聲，因此是重點(diǎn)發(fā)展的生態(tài)印花技術(shù)。

靜電印刷是近年來發(fā)展起來的一種新穎印刷工藝，由日本京都、理光等4家公司于2002年在日本試制成功。它利用一種較簡單的靜電裝置，即印刷涂料與織物之間保持一定間隔，在不直接接觸情況下，由于靜電場作用使印墨轉(zhuǎn)移到織物上。為了使印刷圖案在織物上有一定色牢度，在完成復(fù)印之后還必須進(jìn)行固著后處理。由于靜電印刷速度快，可將花紋圖案一次性直接印制在織物上，比目前使用的其他印刷方法簡捷方便，是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ男路f印刷方法；且靜電電子印花具有效率高、流程短、成本低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，是生態(tài)紡織品印花首選的印花方法。靜電電子印花裝置與噴射印花機(jī)完全不同，不使用噴嘴，運(yùn)轉(zhuǎn)率比噴射印花高20%以上，清晰度為720dpi，生產(chǎn)速度是噴射印花機(jī)的50倍，而每平方米所需染料、油墨的價(jià)格則為噴射印花的1/200，它將帶來21世紀(jì)全球印花工藝的極大變革。

紡織品靜電印花是將客戶的設(shè)計(jì)要求由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)存儲；經(jīng)電腦處理后的圖形圖像，通過靜電潛像顯影，將適用于織物的彩色墨粉轉(zhuǎn)印到被印織物上；再經(jīng)高溫固色，得到所需的圖案花紋。噴墨印花則是由計(jì)算機(jī)按設(shè)計(jì)要求，控制含有色素的油墨在壓力驅(qū)動下，經(jīng)由噴嘴噴射到被印織物上形成花紋圖案；根據(jù)油墨系統(tǒng)的性能，經(jīng)適當(dāng)后處理使織物具有一定牢度和鮮艷度。近年來，數(shù)碼印花以其精細(xì)的照片效果越來越受到消費(fèi)者的喜愛并得到長足的發(fā)展。但以噴墨技術(shù)為基礎(chǔ)的噴墨數(shù)碼印花卻由于其速度慢、成本高，大大影響了它的應(yīng)用與推廣。于是，人們將目光轉(zhuǎn)向了以靜電復(fù)印技術(shù)為核心的靜電數(shù)碼印花。據(jù)報(bào)道，美國及日本都在進(jìn)行靜電數(shù)碼印花的研究并取得了極好的效果，靜電數(shù)碼印花機(jī)的印花速度已達(dá)5-10m/min，而在成本方面，靜電數(shù)碼印花也大大低于噴墨數(shù)碼，甚至低于傳統(tǒng)的圓網(wǎng)印花，因此人們都看好靜電數(shù)碼印花的前景。越來越多的科技工作者致力于靜電數(shù)碼印花的相關(guān)研究。但在進(jìn)一步的研究中發(fā)現(xiàn)，靜電數(shù)碼印花的底灰現(xiàn)象卻限制了靜電數(shù)碼印花速度的進(jìn)一步提高。近年來，電子油墨在印刷上的成功應(yīng)用讓印刷行業(yè)的發(fā)展真正進(jìn)入了數(shù)碼印刷的新時(shí)代。

超聲波既是一種波動形式，又是一種能量形式。由于它所具有的聲波特點(diǎn)和聲空化作用，在印染前處理中正逐漸引起人們的注意。超聲波是入耳聽覺無法感知的振動波，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(yùn)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。不少報(bào)道說明，在退漿、精練和漂白等前處理加工中都應(yīng)用了超聲波設(shè)備，去除纖維表面的天然的和外來的雜質(zhì)。在退漿工藝中采用超聲波研究紡織用淀粉上漿和退漿表明，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。超聲波應(yīng)用于纖維素織物的還原染料染色當(dāng)中，以期降低染色時(shí)間。在相同條件下，超聲波染色可以顯著地縮短染色時(shí)間，或者是在相同的染色條件下降低染液的染料濃度，由于超聲染色可不用或少用在常規(guī)染色中所使用的各種助劑，因此超聲染色還能明顯地改善染色廢液對環(huán)境的污染程度，以及降低藥品消耗等。

超聲波漂白棉或?qū)椢镞M(jìn)行染色：有研究表明，采用超聲波對棉織物進(jìn)行雙氧水漂白，可以提高漂白速度，縮短漂白時(shí)間，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。近代物理技術(shù)尤其超聲波技術(shù)以其方便、迅速、有效、安全而引人注目，因此超聲波技術(shù)在紡織上的應(yīng)用已經(jīng)越來越受到重視。

紡織工業(yè)是一個(gè)用水多、產(chǎn)生污染量大的行業(yè)，據(jù)中國紡織工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，全行業(yè)年耗水量超過100億噸，在新鮮水量的取用方面，排在全國各行業(yè)的第二位。此外，據(jù)國家環(huán)?？偩纸y(tǒng)計(jì)，印染行業(yè)排放廢水總量位于全國制造業(yè)排放總量的第5位，印染企業(yè)的單位產(chǎn)品耗水量一般是發(fā)達(dá)國家的3倍左有，而水的重復(fù)利用率卻落后于制造業(yè)平均水平，僅為7%，印染廢水占全國紡織廢水排放量的80%，且污染物超標(biāo)排放現(xiàn)象依然嚴(yán)峻。紡織印染行業(yè)開展節(jié)水、節(jié)能、減污、環(huán)保新技術(shù)研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和必要性。同時(shí)，有限的資源決定了中國紡織行業(yè)必須走循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路。

涂料印花生態(tài)環(huán)保性及發(fā)展趨勢

生態(tài)紡織品印花技術(shù)既是環(huán)境的要求，又是提高產(chǎn)品附加值的要求。印染行業(yè)在紡織工業(yè)的發(fā)展中有著重要地位，紡織品的印染后整理水平在一定程度上反映了一個(gè)國家紡織加工的水平，它也是體現(xiàn)紡織企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值和提高紡織行業(yè)產(chǎn)品及服裝附加值的重要因素。但由于中國的紡織印染工業(yè)屬于傳統(tǒng)工業(yè)，其高新技術(shù)含量相對較低，隨著紡織工業(yè)新產(chǎn)品、新技術(shù)的開發(fā)，進(jìn)入印染廢水中各種難以用生物降解的有機(jī)物質(zhì)越來越多，使得印染廢水的處理問題愈加復(fù)雜。近期，印染廢水的處理方法主要有物理化學(xué)法、化學(xué)法和生物法。各種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，有時(shí)往往需要將幾種方法和幾個(gè)處理單元組成的系統(tǒng)處理后才能達(dá)到要求。同時(shí)，對印染污泥的處理與處置技術(shù)，以及對印染廢水的綜合治理技術(shù)的研究和應(yīng)用也是紡織行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)破解我國資源環(huán)境約束、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的唯一出路。

近年世界紡織市場上出現(xiàn)了許多新型紡織纖維，發(fā)展最快的化學(xué)纖維，其重點(diǎn)是具有特殊性能與高附加值的綠色纖維和向超細(xì)、差別化、功能化方向發(fā)展的新型合成纖維和傳統(tǒng)纖維相比，新纖維結(jié)晶度和取向度比較高，纖維比較細(xì)，因此，對染整加工及染料和助劑提出了新的要求。新合成纖維發(fā)展很快，種類很多，目前最重要是大力開發(fā)的主要由超細(xì)纖維、聚乳酸纖維、聚對苯二甲酸二醇酯纖維、聚氨酯纖維和異型纖維等等。超臨界二氧化碳染色技術(shù)是一種新型的染整技術(shù)，具有染色時(shí)間短、勻染透染性好、染后不用還原清洗等優(yōu)點(diǎn)，整個(gè)染色過程中不會造成任何污染。解決了傳統(tǒng)染色工藝資源消耗量大、環(huán)境污染嚴(yán)重及有機(jī)溶劑染色的生態(tài)、成本、難以工業(yè)化應(yīng)用等問題。

超臨界二氧化碳染色采用二氧化碳來代替以水為介質(zhì)的染整加工技術(shù)，工藝中無需清洗，無需烘干，二氧化碳可循環(huán)再利用。該技術(shù)可避免大量廢水對環(huán)保帶來嚴(yán)重污染問題。保護(hù)了水資源，省去還原清洗和烘干工序，降低了能源消耗，染色過程無有害氣體排放，殘余染料可循環(huán)使用，提高了染料利用率。此外，超臨界二氧化碳流體染色主要適用于非離子類的難溶性分散染料，對分散染料有很好的溶解能力，并且對疏水性的滌綸等合成纖維有很強(qiáng)的增塑作用，可增加纖維中大分子鏈的活動能力和擴(kuò)散自由體積，加快染料在纖維中的擴(kuò)散，從而大大提高上染速率，有很好的透染和勻染效果。超臨界二氧化碳染色工藝以超臨界二氧化碳為介質(zhì)對織物印染染色，是一種新型的無水染色技術(shù)。與傳統(tǒng)染色方法相比，具有節(jié)水、環(huán)保、節(jié)能和無需使用助劑等優(yōu)點(diǎn)。其前處理、染色、清洗過程可一步完成，且染色時(shí)間短，可縮短生產(chǎn)周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。因此，推進(jìn)該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，對推動染整清潔生產(chǎn)及節(jié)能減排具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，一些發(fā)達(dá)國家已相繼開展該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化研究，其中德國Uhde公司研制的產(chǎn)業(yè)化設(shè)備已有詳細(xì)的文獻(xiàn)報(bào)道，國內(nèi)也有公司開展產(chǎn)業(yè)化研究。

氣相或升華染色主要采用部分非離子型分散染料或易升華染料，染后不需水洗，無廢水產(chǎn)生。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(kuò)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(jī)理與熱轉(zhuǎn)移印花類似，要求染料有較強(qiáng)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(hù)。

微波遠(yuǎn)紅外染色是利用微波加熱具有好的穿透性不需要傳熱過程，可大大縮短染色時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速勻染，降低能耗，提高產(chǎn)品的競爭力。微波是一種波長極短的電磁波，它和無線電波、紅外線、可見光一樣，都屬于電磁波。微波加熱就是將微波作為一種功率源來使用。當(dāng)微波與物質(zhì)分子相互作用，產(chǎn)生分子極化、取向、磨擦、吸收微波能而產(chǎn)生加熱效應(yīng)。微波加熱是物體的吸收微波后的自身發(fā)熱，加熱是從物體的內(nèi)部開始，能做到里外同時(shí)加熱。微波能技術(shù)適用于滌綸布、滌棉布、腈綸布、滌腈布等的染色。傳統(tǒng)的染色方法長達(dá)幾小時(shí)，熱能損失多，工作環(huán)境惡劣。在微波的照射下，染液運(yùn)動加劇，促進(jìn)溶于水的染料分子在織物纖維中擴(kuò)散而上染，因此染色時(shí)間短一般為1-10min，比傳統(tǒng)的染色節(jié)約能源很多。染色后的織物色牢度、色澤等各項(xiàng)指標(biāo)均比傳統(tǒng)工藝有所提高。染料可采用活性染料、直接染料和陽離子染料等。染色時(shí)按常規(guī)的方法將織物浸軋染液，然后導(dǎo)入密閉的微波加熱室(反應(yīng)箱)中，在微波的作用下，織物迅速升溫，可加快染料在纖維中的擴(kuò)散或固色反應(yīng)。染色后的處理與常規(guī)方法相同。例如，利用分散染料染滌綸以及油溶性染料和分散染料染醋酸纖維時(shí)，用微波進(jìn)行固色都可取得較好的效果。若在印花色漿中加入一些助劑(如尿素)，則可加快固色的速度并提高固色的效果。實(shí)踐證明，微波更適用于產(chǎn)品價(jià)值高、質(zhì)量要求嚴(yán)、熱傳導(dǎo)率低、用傳統(tǒng)工藝難以加工的物料。而對于含水量過大的物料，單純用微波脫水有時(shí)也是不經(jīng)濟(jì)的。如果將微波與熱風(fēng)、蒸氣或遠(yuǎn)紅外等方法相結(jié)合，常會得到“事半功倍”的效果。這種具有科學(xué)性、實(shí)用性的組合，既無任何環(huán)境污染，又高效節(jié)能，大大延長產(chǎn)品保質(zhì)期。

如今人體舒適和保健的綠色紡織品將成為家庭健康消費(fèi)的最基本內(nèi)容。大部分內(nèi)衣、睡衣等貼身衣物對染整加工的環(huán)保生態(tài)要求也就更高了。天然染料大都有藥物作用，有的可抗菌消炎，有的可活血化淤。所以用天然染料染制的紡織品將會成為保健內(nèi)衣的生力軍。

綠色天然染料最直接的來源應(yīng)該是染料植物。從眾多的染料植物中可以提取純天然的植物染料，用于天然纖維的染色，而不用合成染料。天然染料包含一種或幾種金屬鹽保證在日照和洗滌條件下理想的顏色牢度。天然染料是指從植物、動物或礦產(chǎn)資源中獲得的，很少或沒有經(jīng)過化學(xué)加工的染料。在科技日益發(fā)展物質(zhì)不斷豐富的今天，人們對衣食住行的要求不斷提高，不僅追求美觀舒適，更注重保健功能，而合成染料染色織物一方面對皮膚有刺激性易引起皮膚病變；另一方面在生產(chǎn)及使用過程中還對環(huán)境產(chǎn)生大量污染。因此天然染料以其獨(dú)特的無毒無害對皮膚無過敏性和致癌性，且有較好的生物降解性而重新回到人們的視野中。隨著合成染料中的部分品種受到禁用，人們對天然染料的興趣又重新增濃。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，而且毒性較低。加上石油資源的消耗已顯示合成染料原料不足，也促進(jìn)開發(fā)天然染料來補(bǔ)充合成染料。隨著人們生活水平的提高，家紡產(chǎn)品將由經(jīng)濟(jì)實(shí)用型向功能型和綠色環(huán)保型轉(zhuǎn)化。由天然染料染制的床單、被罩、浴巾等家紡產(chǎn)品必然會因符合生態(tài)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和具有醫(yī)療保健功能而受到人們的青睞。合成染料雖然鮮明亮麗，但天然染料的莊重典雅也是合成染料不能比擬的。除染色功能外，天然染料還具有藥物、香料等多種功能。天然染料大多為中藥，在染色過程中，其藥物和香味成分與色素一起被織物吸收，使染后的織物對人體有特殊的藥物保健功能。在當(dāng)今人們崇尚綠色消費(fèi)品的浪潮沖擊下，必將有更廣闊的發(fā)展前景。目前此類染料已經(jīng)在國內(nèi)研制成功，并用于規(guī)?；a(chǎn)天然染料和適合應(yīng)用于開發(fā)高附加值的綠色產(chǎn)品，用天然染料染色的織物，其發(fā)展前景非?？春?。

微膠囊技術(shù)是指利用天然的或合成的高分子材料，用化學(xué)或機(jī)械的方法，將目的物包覆其中，形成直徑從幾微米到上千微米的核一殼結(jié)構(gòu)的微小粒子的技術(shù)。微膠囊是將某種物質(zhì)用某些高分子化合物或無機(jī)化合物，采用機(jī)械或化學(xué)方法包覆起來制成顆粒直徑1-500μm、在常態(tài)下為穩(wěn)定的固體微粒，而該物質(zhì)原有的性質(zhì)不受損失，在適當(dāng)條件下它又可釋放出來，這種微粒稱為微膠囊。微膠囊技術(shù)是指把分散的固體物質(zhì)、液滴或氣體完全包封在一層致密的薄膜中形成復(fù)合核殼材料微膠囊的技術(shù)。按照形成的微膠囊壁材不同，可分為不透性和半透性微膠囊兩種。不透性微膠囊的殼壁比較厚，因此為芯材提供一個(gè)相對密封的環(huán)境，使其與外部隔離，在需要釋放時(shí)利用加壓、升溫或者輻射等方法將壁材破壞，從而使芯材釋放。半透性微膠囊不用破壞壁材即可將芯材釋放，原因是壁材具有選擇透過性，芯材和外部小分子可通過壁材而使內(nèi)外達(dá)到一定的平衡，從而達(dá)到緩釋和控制釋放的功能。因此微膠囊具有目標(biāo)選擇性、緩釋性及保護(hù)活性物質(zhì)特性，并且具有隔離性能等。同時(shí)微膠囊還能夠改變物質(zhì)的外觀和性能，能夠提高它們的儲存穩(wěn)定性?；谖⒛z囊的諸多優(yōu)點(diǎn)，已在紡織工業(yè)中得到應(yīng)用，特別是染整方面。具體應(yīng)用表現(xiàn)在微膠囊染料和印花、微膠囊功能整理劑等方面。

如今微膠囊技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，特別是在日用化學(xué)品、生物制品等方面，并取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。微膠囊用于紡織品染色的技術(shù)核心是先將染料作為芯材制成微膠囊。染色時(shí)直接將染料微膠囊投入染浴，利用纖維、染浴和膠囊中染料的濃度差，使染料不斷釋放、吸附和上染纖維實(shí)現(xiàn)無助劑染色。利用微膠囊隔離和緩釋的作用，不僅染色均勻性能夠得以較好的保證，還可以達(dá)到染料的“零”排放和纖維的免水洗等目的，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。紡織領(lǐng)域的研究工作者一直以來也正積極地將微膠囊技術(shù)應(yīng)用于這個(gè)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，以期望賦予織物一些更新的功能，提高產(chǎn)品的檔次或改善一些傳統(tǒng)的工藝流程。

近10年來世界各國頒布了不少有關(guān)環(huán)境和生態(tài)保護(hù)的法規(guī)與法則，從紡織印花行業(yè)和其用戶的眼光看，盡管這些法規(guī)和法則增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，在某種程度上削弱了產(chǎn)品的市場競爭力，但通過實(shí)踐認(rèn)識到這些法規(guī)和法則是必要的，并提供了一種機(jī)會即企業(yè)按照對人體、環(huán)境和生態(tài)最合適的目標(biāo)與技術(shù)條件來研究產(chǎn)品的配方和生產(chǎn)技術(shù)，最終必將會節(jié)約生產(chǎn)成本。不僅如此，隨著國際市場一體化進(jìn)程不斷加快，僅僅依靠穩(wěn)定、一流的產(chǎn)品品質(zhì)還不足以使企業(yè)順利進(jìn)入廣闊的國際市場，為了與國際市場盡快接軌，企業(yè)必須做到產(chǎn)品質(zhì)量要上新臺階，它包括產(chǎn)品本身的技術(shù)質(zhì)量，還要實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)，滿足國內(nèi)外消費(fèi)者對綠色生態(tài)紡織品的需要；企業(yè)要提高創(chuàng)新能力、產(chǎn)品質(zhì)量也需要?jiǎng)?chuàng)新；企業(yè)要提高快速反應(yīng)能力，產(chǎn)品的營銷能力、企業(yè)的決策能力、質(zhì)量的創(chuàng)新能力都需要快速。

隨著全球能源危機(jī)的加劇以及環(huán)保呼聲的高漲，綠色生產(chǎn)已成為紡織印染企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，各類節(jié)能減排型技術(shù)得到重視并得以發(fā)展。涂料印花技術(shù)具有節(jié)水、節(jié)能、節(jié)約化學(xué)品、少排放等優(yōu)勢，符合節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)保的要求，涂料印花順應(yīng)市場的需求，將會在紡織品應(yīng)用中占有一席之地，必將會有十分廣闊的應(yīng)用前景。

結(jié)束語

總之，織物染色印花是造成環(huán)境污染的重要一環(huán)，治理污染廢水是紡織行業(yè)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大勢所趨。如何在染色過程中避免污染，改變傳統(tǒng)的染色印花方法，研發(fā)新型生態(tài)染色技術(shù)是至關(guān)重要的一項(xiàng)措施?，F(xiàn)代化學(xué)、生物技術(shù)在紡織印染的發(fā)展中起了積極的促進(jìn)作用。近代物理技術(shù)如等離子技術(shù)、電磁場技術(shù)、激光技術(shù)也已經(jīng)滲入到了染整加工的各個(gè)方面，現(xiàn)代高新技術(shù)在紡織印染中所發(fā)揮的作用已經(jīng)越來越大，縮短了印染加工時(shí)間，降低了環(huán)境污染，節(jié)省了能源，同時(shí)保持甚至提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。綠色染整加工技術(shù)同我國染整行業(yè)生存、發(fā)展密切相關(guān)，實(shí)現(xiàn)綠色染整生產(chǎn)工藝，將使我國紡織品獲得持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大生命力。