第四節(jié)　現(xiàn)代染色的概念

近些年來，隨著高分子科學(xué)的飛速發(fā)展，創(chuàng)新性纖維及其紡織品不斷涌現(xiàn)，紡織市場花樣繁多。為了使紡織品獲得優(yōu)良的性能和特殊的功能，一種紡織面料往往由三種或三種以上的纖維混紡或交織而成。纖維和紡織品的“新”和“多”對紡織品染色提出了新的要求，為適應(yīng)“新”特性，需要選用新型染化料及其配套的染色工藝；為適應(yīng)“多”特性，需要使多種組分都能染上顏色，而且不同組分間的同色性要好，因此就要開發(fā)多種染料分浴或同浴染色的染料和工藝。再加之信息網(wǎng)絡(luò)及自動化技術(shù)不斷融合用于染色過程，導(dǎo)致了染色理論和染色技術(shù)不斷更新和深入，逐漸形成與傳統(tǒng)染色技術(shù)迥然不同的現(xiàn)代染色技術(shù)。

現(xiàn)代染色的基本要求是清潔生產(chǎn)，此外還要賦予紡織品高新性能和多種功能。為實現(xiàn)這些目標(biāo)，往往采用一系列現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)備。現(xiàn)代染色涵蓋的面很廣，主要有生態(tài)染色、新纖維和新品種染色、非水和節(jié)水染色、仿生著色、高信息網(wǎng)絡(luò)和高自動化染色等。

1.生態(tài)染色　生態(tài)染色指利用環(huán)保型的染料（如純天然的植物染料、生物染料）和助劑，采用無污染或低污染工藝對紡織品進(jìn)行的染色。染色后排放的有色污水量少，節(jié)水節(jié)能，染色產(chǎn)品符合生態(tài)紡織品的要求。生態(tài)染色是現(xiàn)代染色的核心理念，為了建立生態(tài)染色加工鏈，需要從原料、產(chǎn)品設(shè)計、加工和應(yīng)用整個過程共同努力，建立一個清潔染色生產(chǎn)體系。

2.新纖維和新品種染色　新纖維和新品種染色是隨著新型纖維和新型織物品種的迅速崛起而出現(xiàn)的一個嶄新的染色領(lǐng)域，其染色技術(shù)涉及多個領(lǐng)域。例如，滌綸超細(xì)纖維的染色，由于纖維的細(xì)度大大低于傳統(tǒng)聚酯纖維，這就要求所用分散染料的粒徑很小，而且其著色性、勻染性和色牢度特別好，配套的助劑和升溫工藝也與常規(guī)纖維不同。又如，滌綸與纖維素纖維、滌綸與錦綸、滌綸與腈綸；纖維素纖維與錦綸、纖維素纖維與羊毛、纖維素纖維與蠶絲；以及它們與氨綸的多組分纖維紡織品的染色，可采用分散/活性染料染色、分散/酸性染料染色、分散/陽離子染料染色、活性/酸性染料染色等染色技術(shù)，染色工藝有兩浴法、一浴兩步法和一浴法等，可實現(xiàn)一種染料染多種纖維、多種染料染多種纖維，從而在多組分纖維制品上獲得均一的染色效果。對新型纖維染色適用的染料及其染色技術(shù)也有多種文獻(xiàn)報道，部分已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用于生產(chǎn)。近年來國內(nèi)外染料生產(chǎn)公司通過篩選和研發(fā)，供應(yīng)各種系列專用染料。

3.非水和節(jié)水染色　非水和節(jié)水染色技術(shù)是指采用無水或少水的技術(shù)手段來進(jìn)行的染色。其中比較典型的是超臨界二氧化碳染色，這是一種非水染色法，利用超臨界二氧化碳流體作為介質(zhì)，實現(xiàn)分散染料對聚酯纖維的染色，由于無水介質(zhì)可反復(fù)利用，因而具有無污水排放、能耗低的特點。節(jié)水染色技術(shù)中比較典型的是濕短蒸染色，濕短蒸染色是近年來主要針對活性染料開發(fā)的新型染色技術(shù)。與傳統(tǒng)的活性染料軋—烘—軋—蒸工藝相比，濕短蒸染色省卻了烘干這道工序，織物浸軋染液后不經(jīng)干燥，濕布直接進(jìn)入汽蒸箱進(jìn)行短蒸，所采用的熱載體是150℃左右的過熱蒸汽（傳統(tǒng)的為100℃飽和蒸汽），汽蒸固色速度快，固色率高，可實現(xiàn)低堿、低鹽、低尿素，從而減少染色后處理所需水量，減少了環(huán)境污染，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)能降耗，而且重現(xiàn)性、勻染性和透染性好。

4.仿生染色　仿生染色是指模仿生物中色素的結(jié)構(gòu)、分布和功能進(jìn)行的染色，是一種新的生態(tài)染色途徑。天然染料染色存在染色批差、資源有限等問題，所以更有效的途徑是人工合成具有生物色素功能的染料。事實上，許多合成染料具有與天然色素相似的結(jié)構(gòu)，例如，酞菁染料，它的基本發(fā)色體系和葉綠素很相似，和血紅素也相近，只是中心金屬原子和芳環(huán)結(jié)構(gòu)不同。又如動物黑色素的基本結(jié)構(gòu)和某些靛類染料及其中間體的基本結(jié)構(gòu)很接近。仿生染色首先是開發(fā)仿生染料，即在天然色素基礎(chǔ)上，開發(fā)新的生態(tài)染料。其染色原理是加入一些增溶染色助劑提高染料的上染速率、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。

5.高信息網(wǎng)絡(luò)和高自動化染色　高信息網(wǎng)絡(luò)和高自動化染色是隨著機(jī)械電子化技術(shù)的蓬勃發(fā)展而日新月異的。進(jìn)入21世紀(jì)以來，國內(nèi)外染整新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，使染色過程越來越趨于自動化、智能化。利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可建立從市場需求、原料供應(yīng)、小樣設(shè)計、訂貨交接、指標(biāo)分析到各道生產(chǎn)工序的管理系統(tǒng)；計算機(jī)測色配色已經(jīng)是一種普遍使用的先進(jìn)生產(chǎn)工具和測試手段，在快速打樣和精確配色方面具有人工打樣無可比擬的優(yōu)勢；自動滴液系統(tǒng)打樣改變了傳統(tǒng)的手工打樣、放樣做法，使用集約化、母液化、超濾加自動配液的電子化管理系統(tǒng)（計算機(jī)測色配色并進(jìn)行染化料的定性、定量分析與取樣）和中央控制室控制自動泵供系統(tǒng)，提高了自動化程度，減少操作誤差，提高染色的重現(xiàn)性，減少殘液的污染；小浴比染色使用各類小浴比的染色設(shè)備，可將染色浴比降低到3:1～5:1，用水量少，節(jié)約染化料，減少污染物的排放量；電化學(xué)染色利用電化學(xué)陰極還原代替?zhèn)鹘y(tǒng)的保險粉還原染色工藝，不但可以保持還原染料的優(yōu)點，而且染液可重復(fù)使用，節(jié)約80%的化學(xué)試劑和大量的水，也降低了染色廠污水處理的費用；超聲波染色可利用超聲波在染色體系中起到分散、除氣和擴(kuò)散作用，從而加速染料的吸收，提高得色量；微波染色利用微波使水分子和染料分子產(chǎn)生振動，使織物迅速升溫，促進(jìn)染料的溶解和擴(kuò)散；低溫等離子體染色可改變紡織材料的結(jié)構(gòu)與性能，引起染料與纖維發(fā)生反應(yīng)，改善織物的染色性能和服用性能。無論是連續(xù)式還是間歇式染色設(shè)備，節(jié)能、環(huán)保、高效是21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的方向，短流程以及自動化技術(shù)、人機(jī)對話、在線檢測與控制、遠(yuǎn)程診斷等手段的廣泛使用是未來染色機(jī)械的發(fā)展趨勢。隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高，所有加工都將在自動化設(shè)備控制下進(jìn)行，生產(chǎn)環(huán)境將大大改善，無人生產(chǎn)車間將會越來越普遍。