定義
染色加工是建立在更加安全完善的生產加工鏈上進行,纖維材料、染料和化學品是環境友好的,對人體和環境不產生有害影響;生產加工過程是安全、生態的,不會破壞資源和污染環境;是高效和高度自動化的;產品是安全、有益健康和多功能的,以及整個生產鏈是受到嚴格監控的。為了建立清潔染色加工鏈,需要從原料、產品設計、加工和套用整個過程共同努力,建立一個清潔染色生產體系。
生態染色使用的染料
必須符合生態要求,其首選是純天然的植物染料,這種染料來自於大自然,可分解,無毒害,對人體和環境不會造成傷害。其次是生物染料,這也是自然的產物,和植物染料有異曲同工的功效;由於天然色素,特別是生物色素是地球上生物長期進化而來的,保持著生態平衡,對生物危害很小或沒有危害。再次是經過改良的人工合成染料,這種染料由於進行了改良,把一些不符合環保的物質去除或降低到最低限度。
生態染色工藝
1、純天然植物染色:
這是採用了純天然的植物染料、生物染料及一部分天然礦物染料,在染色加工過程中,不使用化學合成助劑,是一種最安全,最環保的染色工藝,尤其對有機棉這樣的生態纖維染色有極好的效果,保證了紡織品的有機性。
2、仿生染色:
模仿生物中色素的結構、分布和功能,進行仿生染色,是一種新的生態染色途徑。
仿生染色首先是開發仿生染料,人們根據天然色素的構成,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;又如動物黑色素的基本結構和某些靛類染料及其中間體的基本結構很接近。在天然色素基礎上,開發新的生態染料,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。基於這個原理,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。由於所用助劑是對人類、環境無害的,而其原理和生物色素的分布很相似,所以稱仿生染色。
3、超臨界二氧化碳流體染色(sfd)
是一種非水染色法。當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,二氧化碳就轉變為超臨界流體狀態,表現出不是固體、不是液體、也不是氣體的獨特性質,繼續加壓也不能變為固體,呈現物質的第四態--超臨界流體狀態。除在超臨界流體狀態的二氧化碳和氣體一樣,具有很強的擴散性,均勻分布在容器中,通過控制壓力,又可以達到液體的密度,具有很好的溶解性和很強的滲透性,對疏水性的滌綸等合成纖維染色(分散染料)有很強的增塑作用,可以增加纖維中大分子鏈的活動能力和擴散自由體積,加快染料在纖維中的擴散,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於滌綸、錦綸、氨綸和醋脂纖維等化學纖維,在染色過程中的損耗率僅為2%~5%,具有無污染、能耗少的優點。
4、 短流程染色技術
新纖維的出現使多組分纖維紡織品大量出現,不同紗線密度、收縮性各異、截面不同的絲混紡產品使印染加工的難度比普通紡織品的印染難度大大增加。對這些紡織品印染加工主要採用兩種技術線路,一種是採用各種單組分的染色工藝疊加,一種是採用短流程染色工藝線路,主要包括:採用退、煮、漂、染色濕短蒸工藝、過熱蒸汽連續染色等新的染色技術;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、粘混紡織物採取一浴一步法工藝;單中活性染料染多種纖維等。短流程染色技術大大提高了生產效率,減少了技術流程,產品質量穩定性大大提高,降低了染色成本。
5、電化學染色
電化學染色是一種全新的染色方法,利用電化學陰極還原代替傳保險粉還原染色工藝,不但可以保持還原染料的優點,而且染液可重複使用,節約80%的化學試劑和大量的水,降低了染色成本,也大大降低了染色廠污水處理費用。
6、活性染料(環保型)染色技術
活性染料染色,隨著新型助劑的開發,使用面積越來越大,不僅用於纖維素纖維,還擴大到蛋白質纖維及合成纖維,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出許多環保型產品,但染料利用率較低,活性染料對纖維素纖維直接性低,染色時會發生水解,流失率達到50%,為適應活性染料市場的要求,不但要提高活性染料本身的生態性能(環保型),還要開發出一些生態染色技術。
7、低鹽染色,降低電解質污染:
為解決活性染料浸染時需加入大量中型電解質從而導致的電解質污染問題,國內外開發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,三是合理染色後處理工藝。低鹽染色工藝的特點是用鹽量低,只是傳統工藝的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。
8、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,如選用新的發色體,提高發色程度等;二是科學混配染料,改進染料的深染性,利用一些分子結構相似的染料所具有的協同效應,合理混配,提高上染率;三是合理控溫,添加電解質和助劑、鹼劑,最好根據染料的染色特徵值進行受控染色。
9、堅牢染色,降低染料褪色污染:
活性染料雖然可與纖維形成共價鍵結合,但由於斷鍵等原因,易造成褪色,表現為耐曬牢度差。增加色牢度的方法包括選用堅牢度好的活性染料;對纖維進行改性處理,如物理改性或化學改性,增加染料反應程度,在纖維上引入對染料有保護作用的組成等;選用適當固色劑或交聯劑進行處理等方法。
10、其他染色新技術
塗料染色:塗料染色工藝採用塗料著色劑(非致癌性)和高強度粘合劑(非醛類交聯劑)製成軋染液,通過染色、烘乾、焙烘即得成品。對於常溫自交聯型粘合劑不需焙烘即固著在織物上,與傳統染料相比,節省了顯色、固色、皂洗、水洗等諸多工序,減少了水、汽、電的消耗。
分散染料生態染色:低溫染色,減少齊聚物,擴大染料套用範圍,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;新發色體染料如苯並二呋喃酮發色體等的出現深濃染色,節約染料,減少染料污染得以實現;最近開發出一種具有異雙活性基的芳化劑來改性天然纖維,與纖維反應後,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,改性後能用一種染料染兩種纖維。
氣相染色:是在較高強度或真空條件下使染料(一些非離子性的分散染料和易發生氣相的顏料)升華成氣相併吸附在織物表面,其擴散並固著於纖維內部,發生染色過程,它不經洗滌,無廢水產生,有利於環境保護。
靜電或磁性染色:靜電或磁性染色是將染料製成帶電荷或磁性的粉末,然後在電廠或磁場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,經過焙烘、氣蒸(或熱壓),使染料固著在纖維中,經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階段。
冷染染色:冷染技術在歐洲是節能、高上染率的成熟技術,這種染色方法主要是工藝技術(流程與參數)的變革,設備投資少,易於推廣套用。
電子化管理技術:改革染色打樣、試放樣的傳統做法,使用集約化、母液化、超濾加自動配液的電子化管理(計算機測色、配色並進行定性、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,工藝簡單,操作方便,特別適用於小批量、多品種的生產,Remazol活性染料是乙烯碸磺酸鹽化合物,它溶於水,但不顯示活性,可用於冷軋堆染色法。
生態染色的前景
伴隨現代經濟、科技的發展,社會文明的進步,人們越來越關注個人的生活環境、工作環境及自身的健康、壽命。為了適應和改善人們的生活環境和工作環境,提高人們的生活質量和生命質量,擴充人類的活動空間,天然生態織品在人們的流行生活中占據了越來越大的比重。出於對生態環保的考慮,越來越多的消費者開始關注和購買生態內衣、生態童裝、生態家紡、生態玩具。。。。。。
在當前紡織業嚴峻的形勢面前,必須大力發展天然生態功能性紡織品。巨大的市場商機已經擺在我們面前,天然生態功能性紡織品必將會成為紡織服裝業中的新生力量,市場前景一片光明。