【集萃網(wǎng)觀察】我國是紡織大國，水資源緊缺。印染集中在江浙。廢水污染太湖和江南水系，印染廢水有機(jī)物濃度高，色度深成分復(fù)雜。每立方體積的廢水將污染20體積水體，其污染可想而知。研發(fā)節(jié)水技術(shù)，爭取零排放，已迫在眉睫！也是雪豹人應(yīng)盡的責(zé)任。

    現(xiàn)況：

    印染廢水脫色采用：1、吸附法2、絮凝法3、氧化法4、生物法5、電化學(xué)法，投資和運(yùn)行費(fèi)用高，且治標(biāo)不治本。處在污染——處理——再污染——再處理的怪圈。雪豹公司童湘總工程師設(shè)想是否能另辟蹊徑，研究環(huán)保、節(jié)能、節(jié)水融為一體的技術(shù)；三年前帶領(lǐng)課題組深入浙江嘉興地區(qū)，研發(fā)“天然織物零排放的轉(zhuǎn)移印花技術(shù)”（無水印花）取代傳統(tǒng)的有水印花，向干法印染過渡，取得初步成效。

    按童湘的理念，利用可再生并能持續(xù)發(fā)展的天然纖維原料（棉、麻、絲、毛），是節(jié)約資源回歸自然的方向。可促使種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)和諧發(fā)展，既能節(jié)水又無污染，對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和資源利用的合理化都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

    國內(nèi)外已有很多專家試用改性、搭橋、涂膜的方法進(jìn)行研究，但由于得色率差、泳移（遷移）、色牢度差而無功而返。因此解決得色率、色牢度、遷移問題將是成敗之關(guān)鍵。前處理劑（命名為“天然纖維轉(zhuǎn)移印花固色整挺劑”）和前處理工藝條件（包括前處理設(shè)備和色墨的配套）的研發(fā)是重點(diǎn)基礎(chǔ)。

    2006年5月，童湘帶領(lǐng)的課題組已基本攻克了技術(shù)瓶頸，解決了困擾人們的得色率、遷移和色牢度問題。如何在節(jié)能減排的形勢下，完善推廣直至應(yīng)用是雪豹人和童湘總工程師的愿望。

    從大量的生產(chǎn)性試驗(yàn)中，領(lǐng)悟出一個(gè)新技術(shù)推廣是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。諸如，相匹配的色墨，前處理工藝和設(shè)備互補(bǔ)支撐。

    問題一：前處理劑是處理布面、紗線還是處理纖維？

    實(shí)踐證明是處理纖維表面。如果是處理布面無異于擴(kuò)大化了的“涂層印花”，其手感、吸水性和透氣性很差。（離經(jīng)叛道）如果是處理紗線，則無異于上漿工序。所以名正言順的前處理劑應(yīng)該以處理纖維為目標(biāo)。

    天然纖維的特點(diǎn)：1，棉、麻纖維的單體是葡萄糖，是單體的天然高分子化合物。其纖維中有大量羥基和大量氫鍵，不同品種的棉、麻其結(jié)晶區(qū)所占比例不同。結(jié)晶區(qū)可理解為有機(jī)物的無機(jī)物現(xiàn)象，這是各種物理、化學(xué)作用的作用區(qū)域。絲、毛為蛋白質(zhì)纖維。它的單體為多種氨基酸（15—20種），單體復(fù)雜并且具有兩性性質(zhì)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜同樣存在非結(jié)晶區(qū)和結(jié)晶區(qū)。種屬差異極大，如羊毛和藏羚羊毛的差別。2，天然纖維具有很大的表面積和比表面積。布的表面積小于紗線表面積又小于纖維表面積。所以處理纖維和處理布面有著本質(zhì)的區(qū)別。這就要求前處理劑具有復(fù)雜的多元體系（多單體并有相當(dāng)量的多功能活性單體，多組分多結(jié)構(gòu)。）并具有在熱、光驅(qū)動(dòng)下的交聯(lián)與自交聯(lián)能力。其單體的官能度應(yīng)大于2。

    問題二：如何處理天然纖維？

    1、前處理劑如何進(jìn)入纖維間隙？絞在一起的纖維具有毛細(xì)管效應(yīng)，因其是固態(tài)物質(zhì)，并有游離的極性基團(tuán)，其吸水性和液滴附壁效應(yīng)是處理纖維的有利因素。前處理劑在表面活性劑作用下與浸潤時(shí)順利地進(jìn)入纖維間隙。

    實(shí)踐證明淀粉和PVA在纖維上的殘留物所產(chǎn)生的負(fù)面作用——改變了前處理劑的成分，部分割斷了前處理劑和纖維表面的作用，結(jié)果是濕擦牢度和皂洗牢度下降。而未上漿或退漿的紡織品經(jīng)過前處理后升華轉(zhuǎn)移印花織物的濕擦牢度和皂洗牢度都在四級(jí)以上。

    凡是用乳化硅油類柔軟劑處理過的紡織品都產(chǎn)生不同程度的暈色現(xiàn)象，（即色墨顆粒向周圍遷移，圖案線條邊界模糊。）纖維表面過量的殘留物干擾破壞了前處理劑的體系與結(jié)果。

    2、前處理劑（乳液）是如何破乳的？當(dāng)紡織品浸漬于前處理劑時(shí)，乳液均勻地滲入纖維間隙，并飽含其中。只有前處理劑破乳后才能從分散相向連續(xù)相轉(zhuǎn)化。纖維表面帶弱酸性（PH值低于7）或者帶有正電荷，將有利于破乳。但破乳的主要條件是干燥脫水過程。當(dāng)前處理劑徹底干燥時(shí)，其體積縮小十倍。這是一個(gè)強(qiáng)制破乳的過程。

    3、如何控制前處理劑的量？前處理劑和纖維表面一定存在著一個(gè)量的關(guān)系。過多不浪費(fèi)，

    而且多余的聚合物將充填于纖維間隙，使部分纖維粘連，影響手感；（箱包用布、帳篷用布等除外。）用量不足則纖維表面尚有空白區(qū)，不僅影響得色率，防止遷移和提高色牢度都難以保證。

    生產(chǎn)中控制前處理劑和纖維間的量的方法只有兩種：1、調(diào)節(jié)浸軋液的濃度即調(diào)節(jié)前處理劑的加水量；2、調(diào)節(jié)軋輥壓力為3~5Kg/cm2。

    濕態(tài)的軋余率和干態(tài)的增重百分比是確定前處理劑量的簡單手段。

    實(shí)踐證明全棉織物在同樣濃度的浸軋液中浸漬后，當(dāng)軋輥壓力為3Kg/cm2時(shí)，軋余率為61-67.2%；當(dāng)軋輥壓力為4Kg/cm2時(shí)，軋余率為46.5~50.0%；當(dāng)軋輥壓力為5Kg/cm2時(shí)，軋余率為42.0~43.1%。 

    當(dāng)軋余率大于60%時(shí)手感偏硬；

    當(dāng)軋余率在45~50%時(shí)手感較好；

    當(dāng)軋余率在45%以下時(shí)好。

    在干燥后（干燥溫度160℃），其增重率（即棉織物吸收前處理劑的干物重），低的為1.45%左右，中的1.80%左右，高的2.45%左右。轉(zhuǎn)移印花后的顏色鮮艷度、圖案、線條的清晰度無明顯差異。凡增重率小于1.50%者手感良好；增重率在1.80%左右手感較好；增重率等于或大于2.45%者手感偏硬。

    問題三：干燥是前處理劑簡單的脫水過程還是前處理劑的固定過程？

    干燥過程并非簡單的脫水過程或簡單的破乳過程——由分散相轉(zhuǎn)化為連續(xù)相。此脫水過程中同時(shí)進(jìn)行的是纖維上聚合物的交聯(lián)。由于前處理劑中交聯(lián)劑的作用，三維立體交聯(lián)過程不斷形成孔徑不同的格柵。估計(jì)格柵直徑在5~15納米間。這些格柵的形成為以后鎖住分散染料顆粒提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，是防止遷移和提高色牢度的微觀結(jié)構(gòu)保證。

    干燥過程是一個(gè)加速交聯(lián)的聚合物的成熟過程。如何在常溫下任其自交聯(lián)達(dá)到交聯(lián)終止需要20~22天。因此干燥過程應(yīng)認(rèn)定為固定過程。應(yīng)該階梯式升溫。烘道進(jìn)口溫度約為110℃，出口溫度可到160℃，時(shí)間不少于40秒。然后存放12小時(shí)讓其繼續(xù)交聯(lián)，接著就可以進(jìn)行傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)移印花了。如果軋輥壓力不夠（即織物含水量很高），可采用100~110℃干燥1~2分鐘，然后在160℃下固定。時(shí)間不少于40秒。

    我們認(rèn)為將前處理后的棉織物先分級(jí)干燥固定，再在短波紫外燈或汞燈的適度照射下，將會(huì)加速交聯(lián)。（因?yàn)閺?fù)合交聯(lián)劑中有光敏單體。）

    問題四：如何篩選分散染料（色墨）？如何確定轉(zhuǎn)移印花的工藝條件？

    選分散染料應(yīng)符合下列條件：

    a，不含偶氮結(jié)構(gòu)；

    b，相近的升華溫度（發(fā)色溫度）；

    c，相近的顆粒大小。

    2.移印花溫度和時(shí)間之間的關(guān)系大致如下：

    183~190℃時(shí)，時(shí)間為18~20秒；

    200~210℃時(shí)，是為10~15秒；

    超過23秒有黃變可能。

    問題五：遷移是如何發(fā)生的？

    很多聚合物（天然的和合成的）都能在轉(zhuǎn)移印花中很好地完成升華上色過程，但遷移現(xiàn)象很難防止。究其根本原因是經(jīng)過前處理的纖維表層聚合物對(duì)分散染料吸附力不夠，更主要的是沒有交聯(lián)而形成的格柵將染料顆粒封閉（即鎖�。�。它的作用有點(diǎn)類似于分子篩。交聯(lián)或自交聯(lián)需要時(shí)間和能量，只要“格柵群”已基本形成，遷移現(xiàn)象就因染料顆粒被格柵包裹而根本消除。

    遷移可根據(jù)染料顆粒的運(yùn)動(dòng)方向而分為：a氣相遷移：即染料顆粒向空氣中遷移。當(dāng)溫度高于50℃時(shí)，遷移速度加快。別人研制的前處理劑在70℃時(shí)烘箱中數(shù)小時(shí)后，染料幾乎全部氣相遷移。b纖維遷移：染料顆粒因?yàn)楦駯诺某醪叫纬啥�阻止了氣相遷移，但因纖維上的“格柵群”尚不完整（交聯(lián)度不足）而發(fā)生的染料顆粒沿著纖維向背面遷移。比如其具體表現(xiàn)為顆粒較小的黃色染料首先向背面跑，造成復(fù)合色中鮮亮的橘紅色逐漸變成紅色；黃棕色變?yōu)樯钭厣��?/FONT>

    問題六：如何提高色牢度？

    聚合物通過交聯(lián)及存放中的自交聯(lián)使分子量變大，體形結(jié)構(gòu)完成的過程中，聚合物的極性迅速下降，其耐水性和機(jī)械強(qiáng)度同步提高。色牢度就解決了。

    因此在整個(gè)工藝中通過加熱及光照促進(jìn)交聯(lián)。適當(dāng)存放讓其自交聯(lián)都是十分有效的方法。

    問題七：如何在無水狀態(tài)下提高織物柔軟度？

    在清潔化生產(chǎn)過程中解決手感的辦法有振蕩法。即讓天然纖維織物通過一定頻率及功率的機(jī)械振蕩達(dá)到使纖維適度松散而柔軟的目的。

    問題八：前處理劑能用噴、涂、刷代替一浸一軋嗎？用什么方法制造出前處理后織物的正、反面？

    因?yàn)椴皇翘幚聿济�，所以噴、涂、刷是不可行的。噴、涂、刷的不均勻性是顯而易見的。提出這種操作者，其目的是想在前處理時(shí)制造出織物的正反面來，同時(shí)又想節(jié)約前處理劑并降低成本。此操作中如劑量不足則造成分布不均勻，直接影響轉(zhuǎn)印效果；劑量過多也會(huì)因滲透而充滿纖維間隙同樣需要再軋。

    前處理后織物的正反面只能通過逐級(jí)升溫脫水的過程來確定。破乳是一個(gè)過程，水分向上蒸發(fā)時(shí)，必然把相當(dāng)量的正在交聯(lián)的聚合物順著纖維帶向表面，當(dāng)干燥固定完成時(shí)處于上層、中層和底層的纖維段將自然形成聚合物的濃度梯度。聚合物含量將隨著水分子運(yùn)動(dòng)方向遞增。因此上層含量略高，低層含量略低。這樣就通過前處理工藝制造出了織物的正反面，為隨后的升華轉(zhuǎn)印創(chuàng)造條件。

    一個(gè)成熟的技術(shù)必須具備可行性、可靠性和可操作性。一個(gè)成熟的前處理劑必須有效、安全、穩(wěn)定。

    升華轉(zhuǎn)印技術(shù)從只能用于合成纖維中的滌綸擴(kuò)大到能在天然纖維、人造纖維和各種混紡織物上，不僅提高了升華轉(zhuǎn)印工藝的生命力，同時(shí)擴(kuò)大了它的應(yīng)用范圍。纖維的的多樣性決定了紡織品的多樣性。對(duì)不同品種不同要求的紡織品通過系統(tǒng)試驗(yàn)，摸索和篩選出一整套不同的‘度’、不同的‘量’、不同的多因素多水平的最佳工藝組合來，這將是印染行業(yè)明智的選擇。

    專家和有識(shí)之士表示，雪豹總工程師童湘帶領(lǐng)課題組所研發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)具有技術(shù)水準(zhǔn)高，一旦推廣將利國利民，為人類的文明作了貢獻(xiàn)，有專家指出這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)命名為“童氏無水轉(zhuǎn)印法”。可以相信，這項(xiàng)技術(shù)在政府層面的支持下終究會(huì)得到應(yīng)用和發(fā)展。

    無錫龍達(dá)公司的吳強(qiáng)先生、陳偉先生、劉巍先生曾給予課題組無私的支持并配合試驗(yàn)；吳江盛澤宏勝公司的俞國慶先生支持進(jìn)行多次1000米級(jí)全棉織物的上機(jī)試驗(yàn)；杭州印象公司的歐陽順生先生曾協(xié)助試驗(yàn)，他們都是具有遠(yuǎn)大理想的功臣。

    雪豹日化總部將加大投入，加大宣傳力度和宣傳范圍，擬在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候到北京舉行大型研討會(huì)或發(fā)布會(huì)造就氛圍，促使我國政府高層、業(yè)內(nèi)高層和社會(huì)的更廣泛關(guān)注。

    愿“傷心橋下春波綠，猶是驚鴻照影來”還原青山綠水早日實(shí)現(xiàn)。

    來源：數(shù)碼印花網(wǎng)