生態(tài)紡織品染色技術(shù)是指用環(huán)保性的染料和助劑,采用無(wú)污染或低污染工藝對(duì)紡織品進(jìn)行染色,染色后排放的有色污水量少,且容易凈化處理,耗能低,染色產(chǎn)品是生態(tài)(綠色)紡織品,實(shí)現(xiàn)生態(tài)染色產(chǎn)品的關(guān)鍵除了染料品種外,還與加工方法有著密切的關(guān)系。
新的生態(tài)染色法——仿生染色
生物色素穩(wěn)定的分布在生物體的組織中,可以是固態(tài),也可以是液態(tài),他們和相鄰組成都有很好的相容性或相關(guān)性。有的是分子上直接連接了一些非色素組成,有的則是緊密吸附在相關(guān)組成上,這些特點(diǎn)對(duì)染料生產(chǎn)和染色加工具有重要的指導(dǎo)作用,模仿生物中色素的結(jié)構(gòu)、分布和功能,進(jìn)行仿生染色,是一種新的生態(tài)染色途徑。
仿生染色首先是開發(fā)仿生染料,人們根據(jù)天然色素的構(gòu)成,人工合成具有生物色素功能的染料,如酞菁顏料或染料,其基本法色體系和葉綠素很相似,和血紅素也相近;又如動(dòng)物黑色素的基本結(jié)構(gòu)和某些靛類染料及其中間體的基本結(jié)構(gòu)很接近。在天然色素基礎(chǔ)上,開發(fā)新的生態(tài)染料,其染色原理就是利用一些增溶染色助劑,不僅改善了染料在溶液中的溶解和分解性能,還改善了染料在纖維表面及纖維內(nèi)的吸附和分布,從而大大提高了染料的上染速度、上染率和染色牢度,甚至使原本很難上染的纖維也能夠染色;谶@個(gè)原理,增溶染色助劑改善了分散染料染氨綸、錦綸和蠶絲的染色性能。由于所用助劑是對(duì)人類、環(huán)境無(wú)害的,而其原理和生物色素的分布很相似,所以稱仿生染色。
超臨界二氧化碳流體染色
超臨界二氧化碳流體染色(SFD)是一種非水染色法。當(dāng)溫度和壓力超過二氧化碳的臨界溫度(31.3℃)和臨界壓力(7.39MPa)時(shí),二氧化碳就轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界流體狀態(tài),表現(xiàn)出不是固體、不是液體、也不是氣體的獨(dú)特性質(zhì),繼續(xù)加壓也不能變?yōu)楣腆w,呈現(xiàn)物質(zhì)的第四態(tài)--超臨界流體狀態(tài)。除在超臨界流體狀態(tài)的二氧化碳和氣體一樣,具有很強(qiáng)的擴(kuò)散性,均勻分布在容器中,通過控制壓力,又可以達(dá)到液體的密度,具有很好的溶解性和很強(qiáng)的滲透性,對(duì)疏水性的滌綸等合成纖維染色(分散染料)有很強(qiáng)的增塑作用,可以增加纖維中大分子鏈的活動(dòng)能力和擴(kuò)散自由體積,加快染料在纖維中的擴(kuò)散,提高上染速度,有很好的透染和勻染效果。超臨界二氧化碳流體染色適用于滌綸、錦綸、氨綸和醋脂纖維等化學(xué)纖維,在染色過程中的損耗率僅為2%~5%,具有無(wú)污染、能耗少的優(yōu)點(diǎn)。
短流程染色技術(shù)
新纖維的出現(xiàn)使多組分纖維紡織品大量出現(xiàn),不同紗線密度、收縮性各異、截面不同的絲混紡產(chǎn)品使印染加工的難度比普通紡織品的印染難度大大增加。對(duì)這些紡織品印染加工主要采用兩種技術(shù)線路,一種是采用各種單組分的染色工藝疊加,一種是采用短流程染色工藝線路,主要包括:采用退、煮、漂、染色濕短蒸工藝、過熱蒸汽連續(xù)染色等新的染色技術(shù);兩種染料一浴染多種纖維;一種染料一浴染多種纖維;纖維素纖維或纖維素纖維與滌、棉、麻、粘混紡織物采取一浴一步法工藝;單中活性染料染多種纖維等。短流程染色技術(shù)大大提高了生產(chǎn)效率,減少了技術(shù)流程,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性大大提高,降低了染色成本。
電化學(xué)染色
電化學(xué)染色是一種全新的染色方法,利用電化學(xué)陰極還原代替?zhèn)鞅kU(xiǎn)粉還原染色工藝,不但可以保持還原染料的優(yōu)點(diǎn),而且染液可重復(fù)使用,節(jié)約80%的化學(xué)試劑和大量的水,降低了染色成本,也大大降低了染色廠污水處理費(fèi)用。
活性染料(環(huán)保型)染色技術(shù)
活性染料染色,隨著新型助劑的開發(fā),使用面積越來越大,不僅用于纖維素纖維,還擴(kuò)大到蛋白質(zhì)纖維及合成纖維,可替代直接、還原和不溶性偶氮染料,酸性酶染染料等。目前活性染料雖然開發(fā)出許多環(huán)保型產(chǎn)品,但染料利用率較低,活性染料對(duì)纖維素纖維直接性低,染色時(shí)會(huì)發(fā)生水解,流失率達(dá)到50%,為適應(yīng)活性染料市場(chǎng)的要求,不但要提高活性染料本身的生態(tài)性能(環(huán)保型),還要開發(fā)出一些生態(tài)染色技術(shù)。
低鹽染色,降低電解質(zhì)污染:為解決活性染料浸染時(shí)需加入大量中型電解質(zhì)從而導(dǎo)致的電解質(zhì)污染問題,國(guó)內(nèi)外開發(fā)了低鹽染色的活性染料和染色工藝。低鹽染色法主要包括三方面的內(nèi)容,一是適合低鹽染色的染料,二是低鹽染色工藝,三是合理染色后處理工藝。低鹽染色工藝的特點(diǎn)是用鹽量低,只是傳統(tǒng)工藝的1/3~1/2,而且在較小的浴比和較低的溫度下染色,也能保證染色均勻,固色率高。
深濃色染色,降低水解染料污染:活性染料染深色越來越多,特別是染藏青和黑色,為降低染色污染,可以通過三個(gè)途徑來控制,一是增加染料分子深染的顯色性,如選用新的發(fā)色體,提高發(fā)色程度等;二是科學(xué)混配染料,改進(jìn)染料的深染性,利用一些分子結(jié)構(gòu)相似的染料所具有的協(xié)同效應(yīng),合理混配,提高上染率;三是合理控溫,添加電解質(zhì)和助劑、堿劑,最好根據(jù)染料的染色特征值進(jìn)行受控染色。
堅(jiān)牢染色,降低染料褪色污染:活性染料雖然可與纖維形成共價(jià)鍵結(jié)合,但由于斷鍵等原因,易造成褪色,表現(xiàn)為耐曬牢度差。增加色牢度的方法包括選用堅(jiān)牢度好的活性染料;對(duì)纖維進(jìn)行改性處理,如物理改性或化學(xué)改性,增加染料反應(yīng)程度,在纖維上引入對(duì)染料有保護(hù)作用的組成等;選用適當(dāng)固色劑或交聯(lián)劑進(jìn)行處理等方法。
其他染色新技術(shù)
涂料染色:涂料染色工藝采用涂料著色劑(非致癌性)和高強(qiáng)度粘合劑(非醛類交聯(lián)劑)制成軋染液,通過染色、烘干、焙烘即得成品。對(duì)于常溫自交聯(lián)型粘合劑不需焙烘即固著在織物上,與傳統(tǒng)染料相比,節(jié)省了顯色、固色、皂洗、水洗等諸多工序,減少了水、汽、電的消耗。
分散染料生態(tài)染色:低溫染色,減少齊聚物,擴(kuò)大染料應(yīng)用范圍,既可染滌綸等合成纖維,還可染羊毛等不耐高溫纖維和滌綸混紡織物;新發(fā)色體染料如苯并二呋喃酮發(fā)色體等的出現(xiàn)深濃染色,節(jié)約染料,減少染料污染得以實(shí)現(xiàn);最近開發(fā)出一種具有異雙活性基的芳化劑來改性天然纖維,與纖維反應(yīng)后,增加了纖維的疏水性,因而可用分散染料染色,這種改性特別是和處理滌棉等混紡物,改性后能用一種染料染兩種纖維。
氣相染色:是在較高強(qiáng)度或真空條件下使染料(一些非離子性的分散染料和易發(fā)生氣相的顏料)升華成氣相并吸附在織物表面,其擴(kuò)散并固著于纖維內(nèi)部,發(fā)生染色過程,它不經(jīng)洗滌,無(wú)廢水產(chǎn)生,有利于環(huán)境保護(hù)。
靜電或磁性染色:靜電或磁性染色是將染料制成帶電荷或磁性的粉末,然后在電廠或磁場(chǎng)中通過靜電作用或磁性吸引作用,染料粉末緊貼在織物表面,經(jīng)過焙烘、氣蒸(或熱壓),使染料固著在纖維中,經(jīng)一般洗滌等方法清除未固著的染料粉末,完成染色過程。但此工藝還處在研究和試驗(yàn)階段。
冷染染色:冷染技術(shù)在歐洲是節(jié)能、高上染率的成熟技術(shù),這種染色方法主要是工藝技術(shù)(流程與參數(shù))的變革,設(shè)備投資少,易于推廣應(yīng)用。
電子化管理技術(shù):改革染色打樣、試放樣的傳統(tǒng)做法,使用集約化、母液化、超濾加自動(dòng)配液的電子化管理(計(jì)算機(jī)測(cè)色、配色并進(jìn)行定性、定量的分析),減少操作失誤,提高附樣率,減少殘液的污染。
冷軋堆深色染色:棉織物用活性染料(Remazol)深色冷軋堆染色,工藝簡(jiǎn)單,操作方便,特別適用于小批量、多品種的生產(chǎn),Remazol活性染料是乙烯砜磺酸鹽化合物,它溶于水,但不顯示活性,可用于冷軋堆染色法。