隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的提高，人們?cè)絹碓街匾暛h(huán)境和自身的健康水平。穿用“綠色紡織品” 、“生態(tài)紡織品”成為當(dāng)今世界人們的生活需求。發(fā)展紡織工業(yè)的清潔生產(chǎn)，運(yùn)用有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境的綠色生產(chǎn)方式，向消費(fèi)者提供生態(tài)紡織品是世界紡織業(yè)進(jìn)入21世紀(jì)的全球性主題，是事關(guān)人類生存質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。綠色染色技術(shù)是今后紡織品染色重點(diǎn)發(fā)展方向。

綠色染色技術(shù)的主要特點(diǎn)在于應(yīng)用無(wú)害染料和助劑，采用無(wú)污染或低污染工藝對(duì)紡織品進(jìn)行染色加工。染色用水量少，染色后排放的有色污水量少且易凈化處理，耗能低，染色產(chǎn)品是“綠色”或生態(tài)紡織品。為此，近年來國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量的研究，提出和推廣應(yīng)用一些污染少或符合生態(tài)要求的新型染色工藝。

新型染色工藝包括非水、少水染色，節(jié)能染色，增溶染色，新型涂料染色，短流程、多效應(yīng)染整，計(jì)算機(jī)應(yīng)用和受控染色等。

  1．天然染料染色

隨著合成染料中的部分品種受到禁用，人們對(duì)天然染料的興趣又重新增濃，主要原因是大多數(shù)天然染料與環(huán)境生態(tài)相容性好，可生物降解，而且毒性較低。而合成染料的原料是石油和煤化工產(chǎn)品，這些資源目前消耗很快，從這點(diǎn)來說開發(fā)天然染料也有利于生態(tài)保護(hù)。雖然天然染料由于自身的許多不足，不可能完全替代合成染料，但作為合成染料的部分替代或補(bǔ)充是有價(jià)值的。

    目前對(duì)天然染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)還不十分清楚，提取的工藝也很落后。因此研究和開發(fā)對(duì)它的提取和應(yīng)用很有必要，特別是綜合利用植物的葉、花、果實(shí)及根莖，利用其他工業(yè)生產(chǎn)的廢料來提取天然染料也是很有現(xiàn)實(shí)意義的。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，利用基因工程可望得到性能好和產(chǎn)量高的天然染料。有關(guān)天然染料的性能和結(jié)構(gòu)了解還不多，值得加強(qiáng)研究。

    2．禁用染料的代用染料染色

    隨著Eeo-Tex標(biāo)準(zhǔn)100等生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，許多合成染料被禁用，迫使染料生產(chǎn)商近年來不斷生產(chǎn)出了一大批符合生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)的合成染料，今后還會(huì)有更多的染料出現(xiàn)，并開發(fā)它們的染色工藝。

    3．高固色率或高上染率染料的染色

    染色的主要生態(tài)問題之一，就是染色廢水中的染料的污染。開發(fā)和應(yīng)用高上染率或高固色率的染料，可以大大減少?gòu)U水中的染料，而且還可以提高染料利用率。目前已開發(fā)出一些高固色率的活性、分散和陽(yáng)離子染料，減少了廢水中的殘余染料，而且也減少了染色后水洗的用水量，廢水量也減少了。

    4．高染色牢度染料的染色

    染色紡織品的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)和染料的染色牢度有緊密關(guān)系，過去應(yīng)用的一些水溶性染料，例如染纖維素纖維的直接染料，染羊毛和蠶絲的酸性染料等，其染色濕牢度很差。這類染料不僅使紡織品的生態(tài)水平變差，而且染色廢水不易凈化處理。這類染料已逐漸被高染色牢度的染料所替代，例如應(yīng)用濕牢度高的活性染料。

分散染料過去主要用于合成纖維和醋酯纖維染色。由于分散染料溶解度很低，因此濕牢度較好，廢水也易于凈化處理。近年來正在研究開發(fā)用于羊毛、蠶絲紡織品染色的分散染料，而且特別適合這些纖維和合成纖維的混紡織物染色。這類染料的擴(kuò)大應(yīng)用也有利于“綠色”染色工藝的推廣。

5．一浴法、一步法和短流程染色

多種纖維的混紡或交織物，往往使用兩類以上的染料染色，不但工藝流程長(zhǎng)、成本高，而且耗能、耗水多，污水量大。研究開發(fā)一浴法染色有利于減少污水和節(jié)約能源。例如，分散／活性一浴法染色正受到重視，應(yīng)用愈來愈廣。

多種染料染色往往需經(jīng)兩階段來固色，例如分散／活性染色，分散染料需要高溫汽蒸或焙烘固色，而活性染料則需要飽和蒸汽汽蒸固色，應(yīng)用適當(dāng)助劑則可以使它們經(jīng)過高溫汽蒸或焙烘一步固色，即采用一步法固色。一步法染色工藝同樣可達(dá)到縮短染色工藝流程、節(jié)能、節(jié)水和提高生產(chǎn)效率的目的，有利于生態(tài)環(huán)境。

一浴法、一步法和短流程工藝還包括練漂和染色、染色和整理，甚至包括練漂、染色和整理加工結(jié)合在一浴、一步加工中，工藝流程更短。

6．低浴比、低給液染色

采用低浴比或低給液染色，不僅可節(jié)約用水，而且染料利用率高，廢水排放少。例如，目前一些新型的緩流和氣體噴射染色機(jī)染色的浴比極小，織物保持快速循環(huán)，染色廢水很少。

采用噴霧、泡沫以及單面給液輥系統(tǒng)給液，可以極大程度地降低給液率，特別適合軋染時(shí)施加染液或其他化學(xué)品，例如活性染料固色的堿液。這樣不僅可減少用水和污水，也可提高固色率，還可以節(jié)省蒸汽或熱能。

同理，應(yīng)用高效軋液機(jī)和真空吸液系統(tǒng)，可以提高浸軋和脫液效果，并可節(jié)能、節(jié)水和減少污染。

7．應(yīng)用計(jì)算機(jī)的受控染色

應(yīng)用計(jì)算機(jī)來控制染色以達(dá)到最佳的染色過程。例如，目前根據(jù)活性染料的染色特征值和上染及固色動(dòng)力學(xué)參數(shù)，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化和控制整個(gè)染色過程，不僅可以高效地進(jìn)行“第一次正確”染色，而且產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)周期短，成本低，用水耗能少，廢水少。這種工藝也可以用于其他類染料，例如分散染料等染色。

8．非水和無(wú)水染色

非水和無(wú)水染色是減少染色廢水的一種重要途徑，在20世紀(jì)60～70年代曾研究和推廣溶劑染色。溶劑染色雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但有些溶劑，例如鹵代烴本身就污染環(huán)境，而且要增加溶劑回收設(shè)備，所以未能推廣應(yīng)用。近年來，已有應(yīng)用超臨界CO2流體作為染色介質(zhì)染色，其最大特點(diǎn)是染色不用水，染后一般情況下可以不經(jīng)水洗或只輕度水洗，且CO2汽化后再變成超臨界流體仍可反復(fù)利用，被認(rèn)為是較理想的染色工藝。目前工業(yè)化生產(chǎn)的主要問題是生產(chǎn)設(shè)備成本高，以及只適用于非離子型染料，例如用分散染料染合成纖維，而且染料品種還不夠齊全，這些不足有待今后改進(jìn)。

還有將染料制成帶電荷或磁性的顆粒，然后在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中，通過靜電或磁性吸引施加到紡織品上，再經(jīng)過熱焙烘、汽蒸或熱壓等方式使紡織品上的染料吸附、擴(kuò)散和固著在纖維中，染后只需經(jīng)過一般性的洗滌或通過電場(chǎng)或磁場(chǎng)將未固著的染料從纖維上除去，即可完成染色過程。這種工藝目前還屬探索性研究。

氣相或升華染色也不用水作染色介質(zhì)，它是在較高溫度或真空條件下使染料升華成氣相，并吸附和擴(kuò)散于纖維中。這種工藝早已用于真空金屬鍍膜，不同的是金屬鍍膜只在物體表面（例如玻璃、塑料等）形成一層金屬薄膜，而氣相或升華染色時(shí)染料不僅吸附在紡織品表面，在一定溫度下還擴(kuò)散進(jìn)入到纖維內(nèi)部并固著在其中，即發(fā)生上染過程。這種染色的染料轉(zhuǎn)移和上染機(jī)理與熱轉(zhuǎn)移印花類似，要求染料有較強(qiáng)的升華性，目前主要是一些非離子型的分散染料或易升華的染料。染后也不必水洗，所以無(wú)廢水產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護(hù)。

9．新型涂料染色

涂料染色不發(fā)生上染過程，涂料主要靠粘合劑粘著在織物上。它最大的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，不論是單一的天然、合成纖維織物，還是各種纖維的混紡織物，都只需用涂料一次染色，而且染后不需要水洗或只需輕度水洗，因此廢水少，也節(jié)能。其最大缺點(diǎn)是手感差，有些粘合劑有毒（例如含有甲醛或有毒的游離單體）。研究新型涂料染色，首先是選用無(wú)害的涂料和粘合劑，其次是改善染色織物的手感和顏色鮮艷度，目前已有一些符合生態(tài)要求的涂料和粘合劑出現(xiàn)。為了改善織物的手感，生產(chǎn)一些特別柔軟的粘合劑，或減少粘合劑的用量，合理控制粘合劑在織物上的分布。例如研究開發(fā)粘合劑包覆的涂料，用它來染色，紡織品的手感和透氣性有很大改善，而且牢度也好。

10．無(wú)鹽或低鹽染色

離子染料，特別是一些直接性低的活性、直接染料染色時(shí)， 為了增加染料上染率，往往需要加入大量的中性電解質(zhì)，例如食鹽和元明粉。這些電解質(zhì)染色后全部排放到染色廢水中使江河受到污染。選用直接性高的染料可以減少鹽用量。此外對(duì)纖維化學(xué)改性，提高纖維吸附染料的能力同樣可以減少鹽用量。近年來對(duì)纖維素纖維進(jìn)行胺化改性，在纖維素纖維上接上帶正電荷的季銨基后，大大增強(qiáng)了直接、活性等陰離子染料對(duì)纖維的吸附能力，可以進(jìn)行低鹽或無(wú)鹽染色?；钚匀玖先旧珪r(shí)，甚至可在中性條件下固色，減少了用堿量，這些都有利于生態(tài)環(huán)境。

11．應(yīng)用“綠色”染色助劑

染色紡織品上的重金屬除了來自纖維材料和紡織加工用料外，還主要來自染色加工用料。如一些染料或顏科可能含有重金屬離子，一些染色用的媒染劑（如六價(jià)鉻鹽）和固色劑（如二價(jià)銅鹽）也含有有害的重金屬離子。近年來研究開發(fā)了不用或代用含有害重金屬離子的染料、媒染劑和固色劑。特別是酸性媒染染料不用重鉻酸鹽作媒染劑，直接染料不用銅鹽作固色劑。研究開發(fā)的一些新型媒染劑和固色劑中不含有甲醛等有害物質(zhì)，如無(wú)甲醛固色劑。有害染色助劑還包括一些含有鹵代芳烴的載體及高溫勻染劑，這些助劑也應(yīng)用無(wú)害的助劑來代用。

12．低溫染色

通常染色都需在溫度近100℃下進(jìn)行，分散染料高溫高壓染色溫度高達(dá)130℃左右。染色溫度高不僅耗能多，而且纖維和染料也容易發(fā)生損傷或破壞。因此，國(guó)內(nèi)外在積極開發(fā)低溫染色工藝，例如羊毛紡織品于80～90℃下低溫染色；活性染料冷軋堆染色；應(yīng)用特種染色助劑的增溶染色，可降低分散染料、酸性染料等的染色溫度；應(yīng)用物理化學(xué)或化學(xué)方法對(duì)紡織品改性后也可以降低染色溫度，進(jìn)行低溫染色。

13．物理和物理化學(xué)法增強(qiáng)染色

通過物理和物理化學(xué)方法可以增強(qiáng)染色，使染料上染速度大大加快，或者提高染料的吸附量。物理方法的典型例子是超聲波在染色過程中的應(yīng)用。在超聲波的作用下，染料上染速度大大加快，而且可以顯著改善透染和勻染效果。目前對(duì)直接染料和活性染料染色應(yīng)用研究較多，它還可以減少肋劑和電解質(zhì)用量，有利于環(huán)境保護(hù)。低溫等離子體對(duì)紡織品改性后，可以增強(qiáng)纖維的染色性。例如羊毛和一些合成纖維用低溫等離于體處理后可以提高上染速度和降低染色溫度。利用紫外線、微波以及高能射線處理紡織品，也可改善纖維的染色性，有的直接用于固色。

物理和物理化學(xué)方法增強(qiáng)染色可以減少染色廢水的化學(xué)污染，不過在處理紡織品時(shí)要注意勞動(dòng)保護(hù)。目前這些染色方法還處在研究開發(fā)階段。