摘要：本文主要阐述了让牛仔更环保的新型牛仔染整技术，包含牛仔的染色过程、后整理过程和成衣洗水过程等。文章从染料、染色技术、上浆技术、后整理技术以及成衣洗水技术等方面进行总结、分析，并对这几个方面的发展前景进行简单的预测。

    关键词：牛仔  环保  新型染整技术  染色技术  后整理技术  成衣洗水技术

    O 前言

    低廉的成本促使中国服装制造业的大面积、产业化发展，牛仔行业在我国已经取得了突飞猛进的发展，并在时尚中占据着一定的位置。可就在这时尚和舒适的背后，潜藏着严重的环境污染问题，精彩背后隐藏着惨痛的代价，牺牲环境换取光鲜亮丽的着装。牛仔裤主要耗水的阶段是在棉花种植、布料染整，与消费者买回家后平日的清洗，这三个阶段大概占了牛仔裤整个生命周期耗水的95％以上。其中布料染整阶段是一个耗水怪兽，绝大部分会成为废水，而且废水污染物的浓度很高。如今环保趋势之下，牛仔行业面临严峻考验，以环境为代价的生产方式将逐渐淘汰，新一轮环保强流掀起产业革新，各大牛仔厂商开始引进新技术、新设备、新助剂，重新华丽转身。

    1 染料

    1.1 植物靛蓝染料

    由于人们环保意识的增强及对身体健康的重视，植物染料在经历了150年的冷落之后，以其无毒、无害、无污染、色调高雅优美、对皮肤无过敏性和致癌性，具有较好的生物可降解性和环境相容性，还具有优良的抗菌特性，再次受到人们的关注。植物靛蓝染料是人类应用最早的染料，在19世纪合成靛蓝的商业化之前，植物靛蓝一直是从热带地区的木蓝和温带地区的菘蓝植物上提取。植物靛蓝染料作为天然染料中的还原染料，在我国用于染青和药用有着悠久的历史。植物靛蓝染料用天然植物加工而成，就安全性来说，植物靛蓝显然比化学合成靛蓝高出很多；在功能上，植物靛蓝一定的抗菌杀菌作用；植物靛蓝可以弥补化学靛蓝染色的不足，丰富了牛仔服装的魅力，同时现有的大部分水洗工艺技术仍然可以沿用。为了顺应纺织行业环保可持续性发展的要求，人们一直在研究新的生产植物靛蓝的方法，现能够提取靛蓝的植物本身并不含有靛蓝，但是靠积累吲哚酚衍生物和糖苷，可以在提取靛蓝的加工过程中转化成靛蓝。

    1.2 Dystar液体靛蓝

    Dystar液体靛蓝诠释了时尚与环保兼得的可能性方案，让牛仔散发出炫丽效果，实现化学反应的同时走可持续发展和环保的长远之路。Dystar液体靛蓝，代替传统靛蓝粉染色，能够降低70%的保险粉使用，每月可减少70%含盐废水的排放和对设备的损害，同时有利于提升牛仔的水洗风格。此外，德司达将“可持续发展”视为己任，推出了环保吊牌计划，旨在寻求从棉花到牛仔成衣整个工艺链的可靠工艺。Dystar 40%预还原靛蓝溶液已被GOTS认证，成为有机棉染色工艺中最可靠的工艺。Dystar40％液体靛蓝的优势：成本节省，物料节约，劳动力节约，操作更简便，批次减少，染色效率提高，可染更深的颜色，色差少稳定性高。另一方面环保费用节约，工厂卫生状况提高，减少工厂空气中的扬灰和粉尘，减少对人体和大气的危害。

    2 染色技术

    2.1 电化学技术在染色加工中的应用

    电化学技术易于操作，清洁方便，广泛应用在染整加工中。目前国外有很多大学和研究机构都在从事电化学染色的研究。对于这种新的染色工艺，其不仅反应条件温和、配位化物反应可逆、氧化还原电位可控制，而且在节能减排上发挥着一定的作用，因此这种新的染色方法对于传统还原染料染色有着很大的吸引力。Dystar公司研究出了完整的电化学染色新工艺，它能够成功应用于还原、靛蓝、硫化等染料的染色，公司申请并获得了这种工艺的专利，同时致力于研究将这种工艺投入大批量的生产实践中。Getzner

 Textile公司首次将电化学运用在筒子纱染色装置上，并且成功进行还原染料的还原染色，这种创新的电化学染色工艺，通过装置中的电流来对染料进行还原，而且对比与传统染色工艺，这种新工艺很大程度上的减少了染色过程中助剂的使用量，减少了排污量。

    2.2 环保型还原剂替代硫化染料染色中的Na₂S

    硫化染料是纤维素纤维染色应用中的主要染料之一。它的优点是生产工艺简短、价格低廉、日晒牢度良好、适用性强。尤其是它可以得到坚牢度好的黑、蓝、棕等色泽，

虽缺少理想的红色和紫色，但一直被广泛使用。而且硫化染料不含有偶氮基、重金属，和可吸附有机卤化物，一般也不是过敏性染料和致癌染料，被认为是一种无毒染料。然而，目前世界上90%的硫化染料应用时的还原剂仍是硫化钠，而且是过量的，其中过量部分的硫化钠就会产生含硫废水。这些硫化染料染色废水是较难治理的印染废水之一，如果将这样高浓度的含硫废水直接排放，还会释放出硫化氢，对生物产生危害，腐蚀污水系统，有气味放出，损害操作工人的健康。

    为了解决上述问题，人们采用对环境无污染（无硫或低硫）的还原剂来取代硫化钠。在人们所做过的工作中，被用来替代硫化钠的对环境无污染的还原剂有还原糖、二氧化

硫脲、硼氢化钠等。瑞士的Clariant公司生产的Diresul RDT染料，是用对环境和生态无害的葡萄糖和碱作还原剂取代硫化钠和碱，制成的一种20%的预还原硫化染料溶液，硫的含量为0.7%～4.0%，几乎没有硫化氢臭气。由于新染料大大地减少了废水中硫化物含量，消耗的水量又少，废水处理简单，而且氧化时使用双氧水、溴酸盐或过二硫酸盐作氧化剂，氧化废水也易治理。该公司的Diresul EV新型环保硫化染料，硫化物含量在50mg/L以下，废水中硫化物含量大大减少，废水的COD值也大幅度降低。

    3 上浆技术

    目前浆纱新技术的开发很多，主要集中在两个方面，一是从提高上浆质量着手，第二则是从节省材料，降低能耗、减少排放、改善生产环境着手。高压上浆是实现低碳生产的一个途径，结合“两高一低”上浆的思路，在生产实践中结合工厂设备的特点，适当降低浆液浓度，选择合适的压浆力，从而使棉纱获得均匀上浆。实践证明，这样做既保证了纱线的断裂强度和耐磨性，同时上浆质量也没有受到影响；既达到了减少浆料用量、降低上浆成本的目的，又减少后道退浆工序的工作时间和水资源的使用，并减少污水的排放，完全达到生态环保的要求。

    3.1 泡沫上浆技术

    泡沫上浆主要是利用泡沫所产生的巨大表面积，增加浆液与经纱的表面接触，以提高上浆效果。泡沫上浆技术以低能耗、快速为主要特征，可节省大量加工用水，减轻污水排放量以及对污水的处理压力。泡沫上浆使得上浆技术出现了一些新的发展，其优点体现在降低能耗，提高效益等方面。泡沫上浆研究的关键技术是研究泡沫上浆粘着剂及优化泡沫上浆工艺。泡沫上浆的实施过程主要是采用较高浓度的浆液，通过一个“泡沫发生器”使浆液大量起泡；并经过一个“泡沫供应器”将泡沫状浆液压出和喷涂到纱层上。在第一对压浆辊处，以较小压力挤压起到涂沫作用，使泡沫均匀地涂布在纱上；

第二对压浆辊着重于使泡沫崩溃，将浆液渗入到纱线内层。

    3.2 无PVA上浆技术

    PVA可以溶解于热水，成膜能力很好，浆膜强力高，伸度大，耐磨性好，对各类纤维均有良好的粘附性能，赋予纱线较高的强力，从而大大地提供织造效率，因此PVA曾被广泛使用。然而使用PVA进行浆纱生产，却存在着不易降解，退浆废水污染严重，退浆较其他浆料困难，对印染整理质量有影响；价格高，退浆污水处理成本高；易形成绿色壁垒制造者的借口和依据等缺陷。减少PVA的用量，有利于资源的可持续利用和纺织行业的可持续发展。为降低不环保浆料对生态环境的破坏，使用无PVA浆料来替代曾经广泛使用的PVA浆料，已成为浆料与浆纱工作者的共识。目前，无PVA上浆的概念更加严格：“即配方中明显无PVA组份、同时配方中的其他浆料组份中也不能含有PVA成份”，因为只要有PVA，就难降解，就不是生态友好。随着对节能减排环保要求的认识不断提高，反映了棉纺织企业对不用PVA上浆从被动→主动→积极响应的转变。

    FLOSIZE - FLOLINE（上海纤化）浆料上浆工艺中，无需传统淀粉/PVA/丙烯酸类组合，用量只有传统淀粉浆料的1/5，即每100公斤传统浆料只需要20公斤的新型浆料取代，而且大多数情况无需再使用蜡剂。织造过程中，可以提高织机效率，释放产能；飞纱少，干净，断纱率低；接头少，无浆斑，次品率低。后整理过程中退浆简单，只需2道热水洗，节省助剂及用水量，降低能耗，无需使用退浆酶。在废水处理中，可以减少至少30%的COD值；无PVA难降解问题；浆料成分帮助了废水絮凝结块。

    4 后整理技术

    4.1 丝光碱回收技术

    为达到增加棉纤维的持久性光泽和低染料的亲和力以及提高织物尺寸的稳定性，对棉纤维要用烧碱进行丝光处理。丝光后棉纤维上剩余的碱被冲洗下来，这些冲洗下来的废碱的浓度约在40-50g/L左右。如对这些淡液碱不加回收利用，不但浪费，而且排入污水则会大大增加污水的处理难度，使生化处理无法进行。为了规范印染行业建设，促进结构调整，保护环境，减少污染，实现印染行业可持续发展，废碱采用套用或综合利用。丝光碱回收不但具有经济价值，亦逐渐成为染整工厂中不可缺少的成套设备。

4.2 印染废水的资源化利用

    据不完全统计，我国目前每年印染废水年排放量约为20亿吨，占综合排放量的60～80%，位于全国工业废水排放量第5位。并且每千克布耗水量是国外的2-3倍，能耗是国外的3-5倍，印染废水具有色度大、COD变化大、碱性大、可生化性差和水温水量变化较大，加工品种及产量经常变化等特点。印染废水已成为我国当前最主要的水体污

染源之一，并且印染废水的资源化利用不到10%，远远低于其它行业。在全球水资源日益短缺的今天，若能实现印染废水的强化深度处理与资源化利用，符合可持续发展的战

略方针。

    在牛仔生产过程中产生的废水，CODcr高达2200-2800mg/L，SS浊度300-400 mg/L，

pH值11-13，色度1500-1800倍，污染较大。水质因加工工艺不同也变化很大，如生产丝光蓝、丝光黑、特深蓝和特深黑等产品的废水污染物浓度就很高。废水通过处理后，

使CODcr、SS浊度、pH值、色度等主要指标达到各工艺流程生产用水和中水回用标准，然后应用于染色、漂洗、绿化、清洁、冲厕等，并逐渐增加中水的资源化利用场所，不断提高利用率。

    4.3 泡沫技术

    泡沫技术是采用少量液体，将空气通过一定设备和发泡剂混入液体中，形成泡沫染

整技术工艺要求的亚稳态泡沫，并将泡沫在均匀状况下施加到织物上，以达到想要的效

果的一种新型染整技术手段。泡沫染整加工技术是典型的低给液节能型工艺，保证在最小给湿量条件下使化学药剂均匀的分布，完全符合绿色染整的发展方向。泡沫技术的发展瓶颈并不在于泡沫染整加工原理的不完善和工艺本身的局限，关键是如何将泡沫均匀的施加到织物上，其中最为核心的因素是泡沫施加装置。泡沫技术的优势：节约能源（低带液量、低热损耗、低化学试剂使用量）； 提高生产效率（缩短工艺流程、时间）；减少或消除泳移、降低纤维损耗、提高产品质量；工艺过程中能够均匀施加染化料、助剂；减少环境污染、毒性小、排水量小、良好的社会生态效益；适用于不同品种的织物加工，不受织物组织结构及其组成的影响。

    5 成衣洗水技术

    5.1 臭氧洗水技术

    臭氧技术在牛仔服装加工中具有诸多应用优点，包括降低水和化学品的消耗，缩短工艺时间和流程，清洁环保等^【12】。臭氧水洗机能够将臭氧发生器产生的臭氧施加于成衣水洗过程，通过臭氧产生消色漂白效果，此类设备主要用于牛仔产品的仿旧处理，通过调节臭氧发生量，可实现不同程度的处理效果。臭氧水洗机无需使用化学品，可节省大量水资源，因此符合生态环保的要求。此外，采用臭氧整理技术可实现不同风格的牛仔服装的加工生产，赋予牛仔服装独特的全新效果，使牛仔面料从视觉、功能上不仅体现牛仔的粗犷，同时也表现出舒适与柔和的手感。

    5.2 低浴比洗水技术

    洗水工艺是牛仔行业重要生产环节，但因高耗能、高耗水、高污染而饱受诟病。洗水相关技术创新发展缓慢，装备落后陈旧，导致耗能耗水严重，人工劳动强度大，且污水排放量大。意大利Tonello公司开发的水洗设备具有高效、节能、节水等优点，小浴比(1:5-1:7)处理能力好，配置最新专利的JET SYSTEM系统可达到1:2-1:3的浴比。“基于牛仔服装工业洗水的环保自动化工艺技术与成套装备”项目由广东省均安牛仔服装研究院、顺德区唯宝机械制造有限公司和武汉纺织大学共同承担研发，针对目前牛仔服装成衣洗水生产过程中耗能、耗水、耗汽、耗人力的现状，研发出基于牛仔服装工业洗水的环保自动化工艺技术与成套装备。与传统工艺创新不同的是，新设备着眼于污染源的处理，从牛仔服装洗水源头上解决问题，以达到节能减排、降耗提效的目的。自动化控制系统装备的应用，减少了人工，降低了劳动强度，提高了生产效率；循环喷染系统及工艺的开发，降低了浴比，可节水30%以上、节省蒸汽20-50％、节省洗水助剂和染料40%-60%。该技术对低浴比条件下的洗水工艺进行研究，研究了低浴比洗水工艺的循环喷染过程，开发出一套先进的自动化控制循环喷染洗水设备，实现洗水机的自动化操作，重点解决自动对门、自动控温、变频控制转速和正反转次数、精确控制水量和时间等功能；实现洗水工艺的自动化完成，并中可以在该系统中自动储存洗水工艺参数；该系统实现了中央系统控制；并开发出一套循环喷染系统。

    5.3 全酶法洗水工艺（上海纤化）

    全酶法洗水工艺通过在牛仔加工过程中使用酶制剂替代化学品，创造出新的牛仔风格，确保牛仔成衣加工对环境的影响最小。

    (1) 退浆酶特点

    退浆快，效率高；更适合染色，减少色差；手感更柔软，不损伤纤维；降低COD，更加环保。

    (2) 石磨起花酵素特点

    减少断线、烂口、白印，减少石子或石粉残留；使布身花点更均匀、立体，提高产品品质；降低对设备的磨损，延长使用周期；减少因采石挖矿所引起的植被破坏；降低污水处理难度，减少污泥处理量，减轻对环境的影响。

    (3) 中性纤维素酶特点

    有效地去除导致织物起球和残旧感的死棉和绒毛，使织物长久保持光鲜，可赋予织

物持久的性能。光洁的表面，织物纹理清晰；改善抗起毛起球性能；经多次穿着和水洗后历久如新；改善织物悬垂性和柔软度。

    (4) 冷漂酶特点

    冷漂技术基于氧化还原酶系统，通过氧化靛蓝和活性等染料达到漂白和色光改变的

效果。常温使用，无需加热；操作方便，无需解漂；对布料强力弹力无损伤；与漂水和高锰漂白色光不同，开发新风格；对人体无伤害（除了少数人酶过敏）；对靛蓝可漂白程度高，对硫化和部分活性染料有一定漂白效果；牛仔去回染（漂白浮色）；环保。

    (5) 后整理柔软酶特点

    替代柔软剂，达到持久柔软的效果；织物手感更趋柔软与光滑；对环境、操作人员及设备无害；降低废水中COD、BOD指数，减少环境污染；作业环境安全。

    5.4 激光雕花

牛仔激光雕花工艺直接代替了牛仔水洗中的手擦、喷药剂等工艺，并可在牛仔面料

上制作出不会褪色的影像图案、渐变花型、猫须、磨砂等效果，在提高产品附加值的同

时，也大大减少了水资源浪费和化学品排放污染。以光、机、电为加工手段的牛仔激光

雕花，彻底摒弃了喷砂、氧化、印染等各种高污染源，大大降低了含有染料、浆料、助

剂、纤维屑等水洗废水的排放，既保证了加工环境的清洁安全，又迎合了国家节能减排的政策，形成可持续发展的环保工业。激光雕花采用自动化运控系统与激光无接触式热加工原理，通过软件制作的石磨、喷砂、3D猫须、破烂等牛仔服个性化水洗效果，代替传统人工手擦工序，相比牛仔猫须、马骝、破烂、磨旧等传统人工的繁琐工序，激光雕花只需一次导入加工图形，多个加工工序即可一次性完成，效率更高，并可省去大量人工成本。相比传统手工只能加工比较简单的图形，激光雕花可以在牛仔面料上产生清晰雕刻效果的艺术图案，这些图案可以包括文字、数字、标志、图像，还可以通过精确激光印花工艺呈现出马骝、猫须、磨旧效果，不受任何图形限制的牛仔激光雕花，可以轻易与时尚元素相结合，提升其广阔的个性化增值空间。

    6 结语

    一件牛仔服装是否环保，取决于生产的各个环节和所用的原料。为了整个牛仔产业的可持续发展，各大生产型企业逐步走在了转型升级的道路上。随着纺织印染企业环保要求的日益严格，以及来自非政府组织的压力等因素的推动，劳动密集型的牛仔产业感受到了非常大的压力。环保成为牛仔产业前进发展的一道障碍，新型染整技术成就环保将是未来的发展趋势。

    参考文献

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