以生态环保理念发展涂料印花技术

（摘要）强调了在当今时代以生态环保理念发展涂料印花技术的重要性，对涂料印花在生态环境的水和空气中的影响和控制、涂料印花纺织品的生态要求以及在生态要求下开发新型助剂和应用工艺作了分析。 （关键词〕涂料印花 助剂 质量 生态 环保 1 引言 在世界纺织品印花领域，涂料印花可以说是一种最重要的印花。无论是品种或数量，涂料印花产品从最低的乃至最高的质量水平，实际上几乎覆盖了整个纺织品范围，其它工艺不能与之相比。涂料印花之所以有此成就，主要归因于工艺简单、适应于各种纤维、能产生特殊印制效果以及不需要后水洗。无后水洗是涂料印花优越性的一个方面，从生态环境的角度来看，是一种负担最轻的印花加工方法；从当前来讲，符合国家清洁生产的产业发展政策导向。但涂料印花产品的不足也较为明显，即较粗糙的手感和耐摩擦牢度等级较低。因此，在现今的生态环境及毒性限度的要求下，提升涂料印花技术能级，改进涂料印花产品质量有其特定的意义。从近几年来的发展情况看，在确保高质量的涂料印花技术水平下，生态环境的进展并不对涂料印花增加负担，这方面尤其是在西方发达国家中已经做出例证。 2 涂料印花与生态环境的关系 2．1对于生态环境中的水质 虽然涂料印花没有后水洗，但仍有印花浆料进入废水，如洗涤料桶，清洗印花机组与清洗印花衬毯，以及有时由于不注意而产生的残浆（这在德国按照废水管理章程规定是不再允许的）近几年来在企业中采取了大量措施，目的在于减少废水中的印花浆料。前提是要做到按需配制印花浆料和操作过程中减少沾污。然而，现今小批量的生产定单日趋增长，因而各种配制的印浆在废水中也随之成比例地提高。 在涂料印花的废水生态环境的评价上，一个重要指标是合成增稠剂的可分解性或可去除性。其他情况或要求是，粘合剂虽不能分解，但具有可去除性，即能为淤泥所吸收；对使用的乳化剂要有很好的、或中等程度的分解性；交联剂及硅酮一般具有中等程度的去除性；至于颜料则有色素与分散剂之分，色素具有较好的去除性，而分散剂具有中等程度的去除性。 在无火油的涂料印花中，废水中的碳氢化合物主要来源于增稠剂。一般规定碳氢化合物的限量不能超过 20毫克每立方米，如果使用完全不含碳氢化合物的增稠剂（如： Lutexal P）则可免受此影响。使用的助剂如不含 APEO（烷基酚聚氧乙烯化合物）则减轻对水质的负担，因为APEO生物降解性差，降解代谢物也有毒性。此外，虽然AOX（可吸收的有机结合卤素）是废水的一个特定指标，但它在涂料印花助剂中是较少见的。例外的是含于少数用于阻燃整理的粘合剂。增调剂，在合成中有限制地使用了少量的氯化碳氢化合物，这些可在废水中检出。有机结合卤素通常主要来自颜料。为了调整色光及性能，卤素不得不成为其分子组成之一，对此目前尚很少有其替换品。然而如含有较高的AOX值，应尽可能将其减少。尚需说明的是，有机结合卤素不会如AOX那样流到清水过滤设备中，因颜料实际上已全部为淤泥所吸收。一些颜料，首先是蓝色和绿色范围内的颜料含有重金属，要区别是络合性的，还是沾污性的。铜酞箐系列的金属络合颜料属于没有沾污性的重金属。此外，一些颜料在合成时用了氯苯酚（PCP）作原料，这是一种环境激素。 2．2对于生态环境中的空气质量 涂料印花工艺中被忽视的废气排放现象早已大为改观，尤其是在实施了无火油涂料印花之后。然而不久前尚有各种误解，认为“无火油’即为无挥发物，其实，为了实际印制效果需要，或多或少会含有挥发性碳氢化合物。此外，高聚物（粘合剂）中的残留单体、游离甲醛以及交联剂中的游离甲醛在印花生产过程中都会成为废气而污染空气。 表1 涂料印花色浆组分可能的危害性 助剂 可能的危害性成分 水污染 空气污染 粘合剂 甲醛／衍生物 低 中等 APEO 中等 无 残留单体 低 中等 交联剂 甲醛／衍生物 低 中等 醇类 低 低 增稠剂 碳氢化合物 中等 中等 APEO 中等 无 残留单体 中等 中等 氨水 低 低 乳化剂 APEO 中等 无 溶剂／异丙醇 低 低 柔软剂 部分矿物油 中等 有烟雾 消泡剂 部分矿物油 中等 中等 APEO 中等 无 涂料 乙二醇 中等 中等 重金属 中等 无 AOX 中等 无 APEO 中等 无 颜料 部分 无 3 涂料印花纺织品的生态要求 涂料印花纺织品的使用，近几年来已越来越多地对生态学和毒性学所提出的要求引起重视。现在，生态纺织品的趋势已反映于许多遵守生态准则的纺织厂、商，以及为数众多的生态标志和生态标签中。但与涂料印花有关的生态要求，是它所涉及的游离甲醛和重金属的指标参数，以及所用颜料是不含有可能被还原成对人体有致癌作用的芳香胺及其他有害物质。 涂料印花纺织品的主要生态指标参数 项目 与皮肤直接接触 不与皮肤直接接触 婴幼儿用品 装饰用品 甲醛（PPM） 75 300 20 / 铜 50 50 25 / PCP 0.5 0.5 0.05 / 致癌颜料 n.d n.d n.d / 致敏颜料 n.d n.d n.d / 注：n．d．一不得检出。 经涂料印花的纺织品释出的甲醛,既来自涂料印花，也有少量来自织物本身。有鉴于此，并不要求绝对无甲醛，而仅要求涂料印花接近于无甲醛。涂料印花成品甲醛的主要来源首先是交联剂。它通常存在于三聚氰胺甲醛缩聚物中，一般很少存在于自交联构成的粘合剂中。当不用外交联剂时，甲醛值可控制达到约小于规定的20ppm，但印花产品常常不能达到非常好的耐摩擦牢度。 现在低、超低或无甲醛交联剂已较多，应该可以有较多选择，但采用传统的三聚氰胺甲醛缩合物，甲醛值在大多场合下不符合要求。 对涂料印花所提及的重金属通常是含铜的颜料。这是一种不能进行生物处理的铜酞管所络合的铜以及不能从纺织品上释出的铜。然而另一方面，尚混有以溶解状态存在的沾污性的铜，它们也溶解于人的汗水中而沾在皮肤上，因而要按生态指标参数规定的限量使用。 4 生态要求下的涂料印花的研究 对涂料印花的改进，使其进一步有利于生态而不影响如前所述的印花质量，就要研究涂料印花各种助剂，使它们有低的或没有甲醛、MEO和碳氢化合物等物质。 4．1粘合剂 采用丙烯酸酯和丁二烯类的粘合剂时，在分散液中的甲醛含量一般是很低的，在烘燥和固着期间以及在印花织物上可释放的甲醛也是很低的。值得注意的是，乳液聚合过程中添加的乳化剂宜避免选用APEO型。但国内丙烯酸酯粘合剂还存在品种少、成本高、乳液稳定性差、印花织物手感硬、牢度差等缺点。近日，德国BASF公司开发了一种手感柔软、印花牢度好的丙烯酸酯新型粘合剂TOW。近几年来，国内外均在开展水溶性聚氨酯粘合剂的研究，其分子组成兼有软、硬链段，配比适当能赋予膜较好的柔软性和机械强度，并将涂料微粒固着干纤维表面，它含有端基一NCO，可与纤维素纤维中的一OH发生交联反应，再则，大分子重复单元上含有活泼氢，能与分子本身未反应一NCO形成交联，进一步提高涂料印花的各项牢度。 4．2交联剂 交联剂中的醚化的N一羟甲基团起着散发甲醛的作用，虽然二甘醇上， 3一丙二醇的反应，产生甲醛释放水平在85ppm左右，以乙二醛尿素为基础的已有代用品。为安全起见，要重视颜料中的AOX和PCP的影响。 5、应用工艺 为迎合当今世界纺织品消费潮流，各种新工艺相继出现，尽管应用前景乐观，但按照生态纺织品标准的要求，技术仍待完善。要进一步开发与完善特种印花，如： 仿烂花印花一一种采用特殊的涂料印花浆，印制在织物上形成半透明效果的工艺。印浆主要组分为聚氨酯。 金属箔印花一多用于制作妇女的上衣或裙子、阿拉伯妇女的头巾等，具有富丽华贵之感。关键是一种特殊粘合剂。 闪烁印花一是在织物上印制带有闪烁金属光泽的花型，它能在一些起绒织物或轻薄织物A乔其纱类织物上印制出闪烁金属光泽的效果。 涂料罩印花一又称仿拔染印花，分白罩印和彩色罩印，前者技术比较成熟，后者往往对地色的遮盖性以及与色涂料拼混时的发色性或者手感等问题不能很好解决，需采用优质粘合剂，配以颜色失真度最小的底粉制成印花浆。 6 展望 涂料印花以具有印花工艺流程短、节时节能、无大量废水排放，适用于各种纤维的优点，近年来在国内外不间断地在发展。进入新世纪后，随着生态环保理念的提升，对纺织品质量的要求更高，进一步研究发展涂料印花技术更具有现实意义。除了重点推进在棉、化纤及其混纺织物的印花技术发展外，还应拓宽其在新纤维上的应用。在国家环保总局和国家经贸委联合发布的（印染行业废水污染防治技术政策）中提出的推进清洁生产指导原则，涂料印花技术是鼓励发展的。作为纺织工业伙伴的化学工业，近几年来也特别注重于产品在技术上和生态要求上进行研究。因此可以预见，在未来几年中，在满足日益严格的生态环境与毒性规定的要求下，涂料印花纺织品的质量会得到全面的提高。（上海华申国际企业（集团）有限公司 姜建华） 主要参考资料 ［1］陈荣所，生态环保对印花工艺中所用染料及助剂的影响，印花专辑，2000年增刊，24－26 ［2］何中琴译，纺织物生态学印花的动向，印染译丛，1999（1），45—46 ［3］唐志翔译，纺织品印花的环保问题，印染译丛，1995（4），96－102