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家用纺织品的环保印花工艺

来源: 2018-07-04  

随着人们生活水平的提高,人们除了重视纺织品的外观美观、舒适、实用外,越来越关注纺织品的环保和无害性,关注纺织品生产企业在自然环境保护、节能减排、生产环境安全性、社会责任等方面的标准和要求。当前,应该说广大的纺织品生产企业环保理念和意识有了很大的提高,不论在染化料的选用、印染生产工艺的改进上,还是在新工艺、新材料、新设备的创新研究中,都能注意到环保无害及安全性。

 
环保染料、助剂的选用
用于印花、染色的染化料应选用那些不会分解出致癌的芳香胺,又不含重金属等污染环境和生态安全问题的染化料。近年来,许多常用的不溶性偶氮染料、稳定不溶性偶氮染料、酞菁、苯胺黑等,由于存在污染环境和存在生态安全问题被禁用或限用。活性染料由于具有色泽鲜艳、色谱齐全、具有良好的染色牢度、色浆调制方便、印染成品手感良好、价格适中等,所以在目前已成为应用较广的印染染料。活性染料印花已成为常用印花工艺,在直接印花、防印印花、拔染印花工艺和生产中做直接着色染料。色防、色拔中作着色染料,大量应用于天然纤维素纤维、再生纤维素纤维的印花或染色,该染料在丝绸纤维上也有应用。活性染料尚存在不足之处,对环保造成影响具体表现在:
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%,生产中会产生大量的有色污水,给废水处理增加了难度。
2)尿素用量较高,对环境的影响已引起人们的重视,取代尿素的研究在不断进行。希望染料制造再做研究和改进,除考虑和满足印花的一些因素外,还必须提高印花色浆的稳定性。固色率要提高,尿素要大力减少,以进一步满足环保的需要。
3)两相法印花,即在印浆中不加碱剂,而在印花烘干后再进行轧碱汽蒸固色的一种印花工艺。色浆稳定性可大大提高,有利于防止“风印”疵病的产生,可较大幅度降低尿素的用量,减少污染,汽蒸时间短,节约能源。该印花工艺推广的时间已有数十年的时间,其之所以未能在生产中大面积推广,主要尚存在下列问题:
 轧碱时所印制纹样的渗化问题;② 花纹掺色问题。
涂料印花是利用粘合剂将颜料固着于织物上面获得花纹的印花工艺,也是目前织物印花常用的工艺之一。涂料印花印制花型轮廓清晰,可不经水洗,氯漂牢度、水洗牢度、日晒牢度优于活性染料,但缺点是手感较硬、深色摩擦牢度不太理想。
随着环保要求的提高,目前我国生产的大部分涂料的分子结构中,已不再包含禁止芳香胺类,在涂料加工中已逐步取消释放乙二醇和甲醛的分散剂。但要求涂料色浆完全符合标准还需要加以选择,尤其是APEO(烷基苯酚聚氧乙烯醚)还未得到有效控制。
涂料印花增稠剂开始应用的是以白火油为主要组分的乳化糊,由于白火油中含有有机挥发物,污染环境而受到限制。随着水溶性合成的增稠剂的广泛应用,对环境的影响有明显的改善。但合成增稠剂在使用的过程中遇到的问题是不耐电介质,印浆的粘度会下降,印制轮廓较差,故现在织物印花,常采用的是全水性合成的增稠剂和少量的白火油为主要组分的乳化糊,或二者结合的半乳化糊等。

 
生物酶处理技术在发展
要使织物印花产品实现环保要求,不仅印花时应注意环保,同时要注意生产全过程每道环节的环保,作为环保型助剂需具备下列条件:
1)必须无毒、无致癌物,重金属离子、游离甲醛不超标,APEO、有机卤化物AOX值要低;
2)产品在纺织物上残留物必须符合环保要求,生产废水便于处理;
3)产品在使用中不对环境造成污染,产品生物降解性要好。
传统织物前处理过程中,较多应用碱、酸、氧化剂、表面活性剂等,生物酶处理工艺在节能环保方面有着明显的优势,已成为最有可能在纺织工业中得到广泛应用的技术之一。
生物酶在纺织工业的应用可追溯到三千多年前,我国已出现了以微生物发酵为手段的麻类的污渍脱胶,淀粉酶在纺织工业的应用是工业化应用的最早的酶制剂,生物酶在纺织工业化中应用已有成熟的经验,有的已在工业化生产中广泛使用:
1)淀粉酶α-淀粉酶品种,有耐高温型、stry工艺技术中温型、非耐热型、宽温幅型等。主要用于纤维素纤维的淀粉退浆工艺,经淀粉酶退浆的织物退浆率高,布面柔软。
2)纤维素酶目前主要应用在两个方面:一是生物抛光通过纤维素酶的作用,使纤维表面的原纤弱化,并通过机械冲击的配合,即可将绒毛除去,从而达到改善手感平滑柔软,表面光洁毛头减少,光泽良好,纹路清晰的目的。该工艺在生物抛光时,要注意的是长时间作用,纤维碱量高,导致纤维强度受损要予以防止;二是返旧整理,通过纤维素酶的作用,对织物表面纤维的剥蚀作用,使织物表面被磨损,染料被剥离,产生水洗石磨返旧的外观,达到返旧整理的效果。
针织物前处理以纤维素酶进行“食毛”,使织物起生物抛光作用;牛仔服装采用返旧整理代替石磨水洗都取得一定效果,在工业化生产中广泛使用。
3)蛋白水解酶主要被用于真丝的脱胶、真丝的砂洗。
生物酶在应用上同时也存在问题和局限性,酶的专一性限制了酶的作用,棉纤维除了纤维素外还含有多种杂质(伴生物),单靠一种酶不能多种杂质全部分解,必须要多种酶协同,但不同的酶的适用条件不同,这样会影响酶的作用效果,这一问题还有待于研究和探索。目前,酶品种的发展还在深入,在不断试验和试用,如用于精炼的果胶酶,用于脱色处理的漆酶,用于清洁生产的各种新型酶制剂,如PVA降解酶、溶菌酶等等,目前商品化酶的品种还不多,有待于开发和发展。数码技术的应用
数码印花给纺织印染行业带来了一个全新的概念,其凭借着与众不同的技术特点在印染行业中独树一帜,在不断满足市场需求中逐渐显现出其特有的产业价值,与传统印花有着无可比拟的技术优势:
1)简化工艺流程,生产时间缩短,打样便捷,不用制版。
2)色彩丰富,实现了比传统印染更加丰富的图案需求和色彩效果,特别在颜色的多层次色彩渐变和云纹等类似照片高精度图案的印制中,更显现出数码印花不可比拟的优势。
3)能够完成个性化设计。设计样稿可在计算机上任意修改,设计效果就是成形后面料图案的效果,做到现场设计,现场制作,实现个性化。以家纺为主导的室内软装饰领域,除常规的纯棉床品外,比如床盖、窗帘、纱帘、帷帐、台布、壁挂、软包家具等,其使用价值以平面化的静态观赏为主,在各自的使用功能基础上构成对居室环境的装饰美化。以观赏性为主的家纺产品正好与数码印花技术特点相契合。
4)按需喷墨降低污染环保程度大幅提高,节能减排。使用传统印花设备印花时,大致有30%的染料不能与纤维结合,以致织物水洗造成有色污染环境。而数码印花染料用量只有传统的40%左右,而且仅有5%的墨水在后处理时被洗去,产生的污水量仅是传统印花工艺的1/15-1/25
尽管如此,但由于数码印花在实现大规模产业化的过程中仍存在诸多问题,故一般认为它不会大规模地取代传统印花工艺,二者长期并存优势互补。存在的问题具体表现在:
1数码印花机对纺织产品的适应性问题,不是所有的纺织产品都能印出高质量的图案来。
2)生产成本高,数码印花所用的主要耗材——墨水价格高,另外喷头堵塞损坏需调换,所用费用也较高,设备维修成本高。
3)生产速度较慢,碰到批量较大的定单,生产所需的时间较长,客户无法接受。为此,数码印花还有必要进一步改进创新,发挥技术优势,克服不足。

 
天然染料的开发和利用
使用天然染料和颜料在我国具有悠久的历史,十九世纪中叶合成染料问世并传入后,由于色光操作和色牢度等方面的优越性,合成染料逐渐取代了天然染料。目前随着人们环保意识的增强,合成染料在生产和应用过程中带来的问题,致使越来越多地引起人们的注意和关注。天然染料与环境良好的相容性,以及药用保健的功能又开始为人们所重视。
当今在国外有好多国家进行天然染料染色研究,我国对天然染料也在积极地探索之中,天然染料的提取技术、匀染性以及染色牢度的提高的研究方面取得一定的成果,除靛兰染色和印花一直沿用至今,有成熟生产加工产业化的经验外,茜草、紫草、黄岑、西洋参果、荷叶等,均有染成的织物,黄褐土染成灯芯绒,深受消费者的青睐。一批天然染料提取与制造的方法申请了专利。在加工对象的研究方面,不局限于对棉、麻、丝、毛等天然纤维进行印染,而且对合成纤维如聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维等进行印染,进行研究和探索。
天然染料具有广阔的发展前景,但目前实现产业化尚有困难,具体表现在:
1)天然染料尚难大量生产,大量生产天然染料就要大量采摘或砍伐植物或猎取动物,一是会造成生态破坏,二是有相当多的植物是名贵的中草药,将它们用于染料提取这要权衡利弊。
2)染色重现性及染色牢度差。植物产地不同、气候条件不同、采取的时间不同,都会影响色素的组成、色泽,以致产生染色产品的重现性差;另外天然染料对纤维亲和力小,色牢度差,以往过去使用的媒染剂,大多含重金属离子,属生态纺织品所禁用范围。天然染料有没有希望?从最近天然染料制取的思路及新进展来看,是有广阔发展前景的:
首先,从天然染料制造原料的来源来看,制造原料不光来源于植物、动物和矿物,现在人们发现,微生物产生的色素也可作为天然染料的来源。我国研究人员用红曲米色素来染丝绸获得美丽的深红色,经测定这些微生物是非病源菌,该色素是安全的。
第二,利用微生物工程的方法,培育可作为制造天然染料原料的织物。生物培育方法可使细胞生长速度大大加快,这可使天然染料生产可以不依赖于自然界的植物,产量可大幅提高,现已人工培育了紫草、茜草等多种植物。
第三,考虑开发天然染料的等同体,这种等同体与某种天然染料结构完全一致。等同体系合成生产其纯度高、性能稳定、原料保证,不与粮食争地,可大量生产,只要不含重金属等有害物质,安全无问题即可。
天然染料适用于开发高附加值的绿色产品,天然染料大多有药物作用,如抗菌消炎类、活血化瘀,故用天然染料染制的纺织品将成为保健内衣的生力军,随着人们生活水平的提高,家纺产品将由经济实用型向功能型和绿色环保型转化,由天然染料染印的床单、被罩、浴巾等家纺产品,符合生态环保标准和具有医疗保健功能而受到人们的青睐。