【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，印染廢水有機物濃度高，色度深成分復雜。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，爭取零排放，已迫在眉睫！也是雪豹人應盡的責任。
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、電化學法，投資和運行費用高，且治標不治本。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；三年前帶領課題組深入浙江嘉興地區(qū)，研發(fā)“天然織物零排放的轉移印花技術”（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，對產(chǎn)業(yè)結構和資源利用的合理化都將產(chǎn)生深遠的影響。
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鍵。前處理劑（命名為“天然纖維轉移印花固色整挺劑”）和前處理工藝條件（包括前處理設備和色墨的配套）的研發(fā)是重點基礎。
2006年5月，童湘帶領的課題組已基本攻克了技術瓶頸，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)性試驗中，領悟出一個新技術推廣是一項系統(tǒng)工程。諸如，相匹配的色墨，前處理工藝和設備互補支撐。
問題一：前處理劑是處理布面、紗線還是處理纖維？
實踐證明是處理纖維表面。如果是處理布面無異于擴大化了的“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該以處理纖維為目標。
天然纖維的特點：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、麻其結晶區(qū)所占比例不同。結晶區(qū)可理解為有機物的無機物現(xiàn)象，這是各種物理、化學作用的作用區(qū)域。絲、毛為蛋白質(zhì)纖維。它的單體為多種氨基酸（15—20種），單體復雜并且具有兩性性質(zhì)，結構復雜同樣存在非結晶區(qū)和結晶區(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雜的多元體系（多單體并有相當量的多功能活性單體，多組分多結構。）并具有在熱、光驅(qū)動下的交聯(lián)與自交聯(lián)能力。其單體的官能度應大于2。
問題二：如何處理天然纖維？
1、前處理劑如何進入纖維間隙？絞在一起的纖維具有毛細管效應，因其是固態(tài)物質(zhì)，并有游離的極性基團，其吸水性和液滴附壁效應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順利地進入纖維間隙。
實踐證明淀粉和PVA在纖維上的殘留物所產(chǎn)生的負面作用——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)過前處理后升華轉移印花織物的濕擦牢度和皂洗牢度都在四級以上。
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果。
2、前處理劑（乳液）是如何破乳的？當紡織品浸漬于前處理劑時，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。當前處理劑徹底干燥時，其體積縮小十倍。這是一個強制破乳的過程。
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量的關系。過多不浪費，
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。
實踐證明全棉織物在同樣濃度的浸軋液中浸漬后，當軋輥壓力為3Kg/cm2時，軋余率為61-67.2%；當軋輥壓力為4Kg/cm2時，軋余率為46.5~50.0%；當軋輥壓力為5Kg/cm2時，軋余率為42.0~43.1%。
當軋余率大于60%時手感偏硬；
當軋余率在45~50%時手感較好；
當軋余率在45%以下時好。
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——由分散相轉化為連續(xù)相。此脫水過程中同時進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，是防止遷移和提高色牢度的微觀結構保證。
干燥過程是一個加速交聯(lián)的聚合物的成熟過程。如何在常溫下任其自交聯(lián)達到交聯(lián)終止需要20~22天。因此干燥過程應認定為固定過程。應該階梯式升溫。烘道進口溫度約為110℃，出口溫度可到160℃，時間不少于40秒。然后存放12小時讓其繼續(xù)交聯(lián)，接著就可以進行傳統(tǒng)的轉移印花了。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。時間不少于40秒。
我們認為將前處理后的棉織物先分級干燥固定，再在短波紫外燈或汞燈的適度照射下，將會加速交聯(lián)。（因為復合交聯(lián)劑中有光敏單體。）
問題四：如何篩選分散染料（色墨）？如何確定轉移印花的工藝條件？
選分散染料應符合下列條件：
a，不含偶氮結構；
b，相近的升華溫度（發(fā)色溫度）；
c，相近的顆粒大小。
2.移印花溫度和時間之間的關系大致如下：
183~190℃時，時間為18~20秒；
200~210℃時，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�。�。它的作用有點類似于分子篩。交聯(lián)或自交聯(lián)需要時間和能量，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)染料顆粒的運動方向而分為：a氣相遷移：即染料顆粒向空氣中遷移。當溫度高于50℃時，遷移速度加快。別人研制的前處理劑在70℃時烘箱中數(shù)小時后，染料幾乎全部氣相遷移。b纖維遷移：染料顆粒因為格柵的初步形成而阻止了氣相遷移，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，體形結構完成的過程中，聚合物的極性迅速下降，其耐水性和機械強度同步提高。色牢度就解決了。
因此在整個工藝中通過加熱及光照促進交聯(lián)。適當存放讓其自交聯(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械振蕩達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？
因為不是處理布面，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制造出織物的正反面來，同時又想節(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，直接影響轉印效果；劑量過多也會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升溫脫水的過程來確定。破乳是一個過程，水分向上蒸發(fā)時，必然把相當量的正在交聯(lián)的聚合物順著纖維帶向表面，當干燥固定完成時處于上層、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動方向遞增。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，為隨后的升華轉印創(chuàng)造條件。
一個成熟的技術必須具備可行性、可靠性和可操作性。一個成熟的前處理劑必須有效、安全、穩(wěn)定。
升華轉印技術從只能用于合成纖維中的滌綸擴大到能在天然纖維、人造纖維和各種混紡織物上，不僅提高了升華轉印工藝的生命力，同時擴大了它的應用范圍。纖維的的多樣性決定了紡織品的多樣性。對不同品種不同要求的紡織品通過系統(tǒng)試驗，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。
專家和有識之士表示，雪豹總工程師童湘帶領課題組所研發(fā)的這項技術具有技術水準高，一旦推廣將利國利民，為人類的文明作了貢獻，有專家指出這項技術應命名為“童氏無水轉印法”�？梢韵嘈�，這項技術在政府層面的支持下終究會得到應用和發(fā)展。
無錫龍達公司的吳強先生、陳偉先生、劉巍先生曾給予課題組無私的支持并配合試驗；吳江盛澤宏勝公司的俞國慶先生支持進行多次1000米級全棉織物的上機試驗；杭州印象公司的歐陽順生先生曾協(xié)助試驗，他們都是具有遠大理想的功臣。
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?shù)臅r候到北京舉行大型研討會或發(fā)布會造就氛圍，促使我國政府高層、業(yè)內(nèi)高層和社會的更廣泛關注。
愿“傷心橋下春波綠，猶是驚鴻照影來”還原青山綠水早日實現(xiàn)。
來源：數(shù)碼印花網(wǎng)
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