略谈少水及无水染整工艺

略谈少水及无水染整工艺

宋攀锋

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摘要：我国是印染大国，在印染行业生产中会排放大量的废水，造成严重的水资源浪费和环境污染问题。针对这种情况，需要对少水与无水染整工艺进行深度研发，有效减少印染行业的用水量，实现节水节能生产。本文主要对少水、无水染整工艺技术进行分析，旨在进一步提升少水、无水染整工艺水平，促进整体印染行业节水水平的提升。

关键词：少水 无水 染整工艺

水是人类赖以生产的重要物质基础，但是随着工业化水平的提升，水资源受到的极大的污染和破坏、尤其是纺织印染行业在生产中会排放大量的污水，严重破坏水体环境。因此，为节约用水，减少水环境污染，需要对少水、无水染整工艺进行深度研究，促进绿色的生态印染技术水平的提升。随着人们环保意识的增强，国家出台的相关规定，要求印染企业在生产加工中的产品能耗与新鲜水取水量需要达到规定要求，水重复利用率要超过40%。虽然纺织印染企业进行了技术创新，开发和应用了新燃料、新助剂，但是印染废水成分较为复杂，难以处理。针对这种情况，需要对少水、无水染整工艺进行优化应用，实现源头控制，其中包含小浴比染色、低给液泡沫技术等，促进了纺织印染行业的新发展。

一、小浴比染色

小浴比染色技术通常是指浴比为1:3-1:6的染色技术，其中包含织物的溢喷染色、气流染色、筒子纱染色技术等。随着科学技术的发展，小浴比染色装备水平日益提升，可以在低浴比情况下，减少染整加工过程中的水消耗，并提升染整效果[1]。

（一）小浴比溢喷染色技术

使用该技术可以把浴比控制到1:5-1:6，单位布加工节水量达到33%-50%。在加工过程中主机中的主体循环染液会在循环过程中充满主循环管路，并部分主回液管、部分储布槽，通过对主回液管、主循环管路的优化设计，可以有效减少染液循环的无效空间，从而减少浴比。

（二）气流雾化染色

该技术应用中主要是利用空气动力系统，对气流与染液混合雾化，并将其均匀的喷射到织物表面，主要通过气流对织物提供运行动力，从而有效控制浴比，并节省大量燃料和助剂。该方式主要适用于化纤织物，因为该织物回潮率较低，可以保障染色均匀性[2]。

（三）小浴比筒子纱染色

当筒子纱染色浴比达到1：6时，即成称为小浴比染色技术，该技术在应用中可以减少染色时间，并节能能耗，降低污水排放量。在现代化科学技术发展背景下，筒子纱数字化、智能化、自动化染色技术水平提升，应用前景广阔。

二、低给液染色

（一）泡沫染整技术

该技术应用中主要是通过发泡技术使空气代替水作为化学品的介质，这样可以减少配制染液、整理液中消耗的水，在具体应用中可以利用发泡设备使空气把染化料、整理液中在水中的浓溶液或悬浮液膨胀转化为具有稳定性和粒径分布的泡沫，并将其施加到织物表面，也可以渗透到织物内部，从而有效减少带液率，促进节能、节水效果的提升，也可以减少染化料的使用量，是一种低能耗、低排污技术[3]。

（二）亚微米分散染料轧染技术

该技术应用中主要使用高分子亚微米染色助剂，染色加工设备为多为空纤维低带液轧辊的连续轧染设备，带液率为30%，单位染色用水量可以节约70%，降低能耗60%，并有效节约生产成本。利用该技术进行生产加工，可以增加涤纶面料的耐水洗色劳度，并减少水洗尺寸变化率，应用效果较好。

三、超临界二氧化碳染色技术

该技术主要是在染色加工过程中把二氧化碳的温度和压力调节到二氧化碳的临界点以上，使其处于一种与气态、液态不同的流体状态，而且同时具备液体的密度和溶剂性质，而且兼具气体的性质，整体黏度不大，具有较高的扩散系数。在染色加工中可以替代水发挥作用，作为染色介质应用于分散染料染涤纶。而且染色后的织物处于干燥状态，不需要再进行烘干工序，有效减少能源消耗；在染色过程中不需要添加分散剂，能够对织物表面浮色进行循环清洗，减少水资源消耗；同时对残余燃料进行回收，减少污水排放量，真正实现染色零污染[4]。

四、溶剂染色技术

该技术应用中主要是以有机溶剂为介质，可以对纤维、织物等实施有效性染色。在生产加工中不需要用水，并可以对溶剂进行回收循环利用。在实际应用中，需要对纤维、染料的具体特性进行全面了解，并掌握不同溶剂对各种染料的溶解性特点，从而选择合适的溶剂进行染色。当前D5非水介质染色、棉籽油/水体系等溶剂类型，可以对分散染料染涤纶、活性染料染棉。

（一）D5非水介质染色

该技术主要用于分散染料染涤纶、棉纶，活性染料染棉等。利用该技术进行加工生产，可以节约大量的水自愿，并提升活性染料以及分散染料的利用率，同时减少污染排放量，缩短染色时间，真正实现少碱、无盐染色，并能够对染色之后的织物的各项色牢度进行优化[5]。同时还可以洗去表面浮色，不需要后道水洗，有效节约水资源。当其感技术的染色全过程节水效果可以达到95%，并实现零污水排放，具有较高的发展前景。

（二）活性染料溶剂染色

活性染料主要是以离子染料为主，在非极性溶剂性难以溶解，但是在极性溶剂中可以有效性溶解。但是单独使用极性溶剂对纤维素纤维进行染色时，难以达到理想的效果。所以在实际的应用中，需要对非极性和极性溶剂进行科学性混合，从而达到良好的染色效果。如可以利用棉籽油与水两相体系作为溶剂对棉纤维进行染色。

五、结构生色

由于某些固体物质的微结构较为特殊，在与自然光相遇时容易发生干涉、衍射、散射、反射等作用，从而形成颜色效果。其中自然界中结构生色的产物偶孔雀羽毛、蝴蝶翅膀等。而且观察角度不同，结构色会发生相应变化，即虹彩效应。在纺织品加工中融入结构生色技术，可以减少用水量，降低污水排放，达到无水染色的目的。

（一）薄膜干涉法结构生色

薄膜的折率率与空气折射率不同，因此当光穿透薄膜时会形成反射和折射作用，当薄膜层数增加时，其反射和折射次数也会随之增多，形成明显的结构色，这是薄膜形成的一种光干涉作用。磁控溅射是对该技术的实践应用方法，可以在物理气相沉积中制备薄膜。选择合适的靶材，并对参数进行严格控制，使其达到纳米镀膜的要求，就可以形成结构生色。该技术在应用中不需要水、蒸汽，也不需要使用任何化学品，不会对环境造成污染，应用前景较为广阔[6]。

（二）光子晶体结构生色

光子晶体是周期性电解质结构，而且具有光子带隙，包含若干个不同介电常数的材料。在光子晶体的传播过程中，光可以在周期性结构表面产生相干衍射，当光频率处于可见光范围内时，能够被人眼感知到，从而形成绚丽的结构色。胶体微球就是结合这一原理研究而来，主要的利用重力沉积法、涂覆法等方式对微球实现有序组装和控制，并在各种织物表形成结构色，在具体的染整加工过程中主要使用涂覆和喷印方式进行使用，产业化可行性较高。

结语

综上所述，少水、无水染整工艺的研发和应用，可以减少染色加工中的水消耗和能源消耗，实现节能、节水目标，同时减少染化料、助剂的消耗，并提高染色效率，缩短染色加工时间，推动染整技术的绿化、生态化、环保化发展。

参考文献

[1]本刊编辑部,刘凯琳.少水及无水染整技术、装备与工艺研究进展[J].纺织导报,2021(05):25.

[2]陈英,宋富佳,李成红,刘凯琳,刘正.少水及无水染色技术的研究进展[J].纺织导报,2021(05):26-31.

[3]王磊,李竹君.节水、无水印染技术及其发展[J].广东化工,2018,45(10):187-188.

[4]夏建明. 发展中的无水、少水印染技术[C]//.“科德杯”第六届全国染整节能减排新技术研讨会论文集.,2011:137-140.

[5]夏建明.发展中的无水、少水印染技术[J].纺织导报,2010(11):28-30.

[6]薛迪庚.新世纪的染整工程及功能性产品[J].印染,2000(03):50-53+4.