1、原液着色彩色涤纶纤维行业必将迎来发展的春天摘要：传统的有色化学纤维需经纺丝、印染、后整理等多个环保制成有色，采用原液着色技术纺丝，通过在纺丝中进行色料添加，直接生产成彩色纤维，产品色彩多样，并从源头上节能减排，创造绿色低碳环保的发展模式，走出一条新型有色纤维环保发展之路。 关键词：原液着色；节能减排；绿色环保 2012 年，全球化学纤维产量首次超过 5000 万吨，达 5203 万吨，同比增加 5%。中国化学纤维产量 2012 年达 3646 万吨，同比增加 11%，在全球产量中所占比例由 2011 年的 66%升至 70%，是世界绝对意义上的最大的化纤生产大国；彩色涤纶纤维是涤纶中的一个小类
2、，我国彩色涤纶纤维产量约占涤纶总产量的 10%左右。 一、彩色涤纶纤维的发展现状 目前市场上的彩色涤纶纤维根据着色工艺的不同，可分为原液着色彩色涤纶纤维和染色彩色涤纶纤维。染色涤纶纤维采用传统的染整工艺，由于涤纶分子结构紧密，疏水性强，且分子中不含有-SO3-、-COO-等亲水基，难以在常温下用亲水性染料进行染色，因而需要在高温、高压下进行染色，色谱受到一定限制，且染色能耗大、成本高，染色排污量大，经济效益和社会效益有限。原液着色纺丝技术几乎是伴随化学纤维技术同步发展起来的一项相对经济直接的高分子材料成纤技术，只是由于纺织新产品的设计开发和产业化生产过程需要纤维色彩众多并必须随时尚流行千变万化
3、，而原液着色技术产品一旦纺出纤维则其色彩不能随后道设计需要任意改变，因此，在化纤技术飞速发展过程中，涤纶纤维的原液着色技术应用相对滞后、规模较小。相对而言，有色纤维纺纱及色丝色纱织造技术则是一项传统的基本纺织技术，随着数字纺织技术的成熟而在传统丝绸、毛纺织和棉色织等领域广泛应用、持续发展、日臻完善。目前，涤纶纤维的原液着色技术主要应用于产品规格变化不多而贸易订单相对较大的篷布、雨伞布、广告条幅及旗帜布、里子布、学生校服和军装面料等的色织领域，以及地毯丝线、绣花线、缝纫线、装饰绳索丝带等产品生产领域。相对于织后印染技术，原液着色涤纶纤维切片纺及其色纺色织技术产业化的意义在于免去了传统坯布前处理后
4、的水介质下的染色加工，因此，生产过程没有染色废水污染和反复水洗烘干能耗，属于典型的生态环保化纤技术，具有明显的“低碳经济”特征，成为代表化学纤维大规模差别化技术创新的重要方向。 1.传统后染色工艺流程问题 伴随着艳丽的化纤面料悄然走进家纺、服装面料等领域，印染面料企业对环境的污染与破坏也接踵而来，在色彩背后是数以亿吨的污水，即便我们付出巨额财力人力和能源来治理，但工业废水仍在恶化着我们的环境，不断见诸新闻媒体的各种癌症高发和癌症村就是其后果。 从图 1 和图 2 中对比可以看出，原液着色彩色涤纶纤维生产过程无任何污水产生排放，属于典型的从源头清洁生产。 3.原液着色彩色涤纶纤维经济社会效益 据
5、中国社会科学研究院数量经济与技术经济研究所测算，从纤维生产到织物成品面料加工的整个化纤纺织染整产业链考察，原液着色彩色涤纶纤维其“低碳性”经济和社会效益主要表现在：每吨产品仅需7.5kg 染料或颜料，适合各种彩色纤维；每吨产品可节省综合耗能折合电能 11000 度、节水 232 吨、节省化工染辅料 150 公斤；若通过工艺技术优化与设备改造，向产业链上游延伸，实现从切片纺生产向熔体直纺彩色丝领域拓展，建成聚酯熔体直纺彩色纤维生产线，每吨产品可再降低能耗 500 元。采用原液着色技术，从源头上控制污水产生排放，可节约染色费用 5000 元/吨以上，经济效益和社会效益均十分明显。原液着色技术在生产
6、成本、环境保护、产品质量等方面具有染色技术无法比拟的优势。 二、原液着色彩色涤纶纤维发展存在问题 目前，我国总的纺织纤维总量约为 4000 多万吨，服用纺织品约占51%（2040 万吨） ，产业用约占 18%（720 万吨） ，家纺、装饰用纺织品等约占 31%（1240 万吨） 。在 4000 万吨纤维总量中有 40%（即 1600 万吨）的天然纤维用于服用纺织品，也就是说只有 440 万吨的服用纺织品是采用涤纶为主的化学纤维，而这 440 万吨的绝大部分又是短纤维。涤纶长丝的主要应用领域已从服用纺织领域转到了产业用纺织品、家纺、装饰等新兴产业领域。国内服用纺织品目前所用到的原料，基本上是以涤
7、纶短纤、棉、涤棉纱、粘胶纤维、天然纤维为主；涤纶短纤已替代了涤纶长丝主要用于服用纺织品；涤纶长丝由于其特性决定的无法与棉等天然纤维混纺，因此近 80%的涤纶长丝现在主要用于产业用纺织品、家纺、装饰等，只有 20%的涤纶长丝用于服用纺织品方面，而且仅限用于部分时装、休闲或体育、工作或学生制服和服装里、衬等。特别值得注意的是：用于产业用纺织品、家纺、装饰等的涤纶长丝，是完全可以用原液着色技术生产的。同时，印度、越南、土耳其等新兴纺织国家由于劳动力生产成本低优势，给中国纺织产业造成了巨大的冲击，中国依靠廉价劳动力的成本优势已不复存在。以粘胶纤维为例，由于其能耗高、污染十分严重，资源制约，发达国家基本
8、上已经没有粘胶纤维产业，就连印度等新兴国家在纺织行业发展中都不引进发展粘胶纤维产业（印度的粘胶纤维还是从中国进口的） ，而中国目前却还在大力发展高能耗、污染十分严重的粘胶纤维产业。我国 16 万吨粘胶长丝耗水等于 1200 万吨涤纶耗水的总和，而所用浆粕一半以上需要进口，所有这些关键细节都在决策过程被无形中淡化了。如照目前形势发展下去，没有根本上的结构调整，10年内我国东部一大批纺织企业将在巨大的环保和资源压力下不得不彻底从纺织行业中退出。同时，未来生态环境对化纤的发展制约作用将会更加明显，行业节能减排形势仍很严峻，化纤产能最为集中的江苏、浙江两省的大部分地区的环境承载能力已经非常有限，无法支
9、持按照传统模式持续发展。 业平均水平. 尽管原液着色涤纶纤维色纺色织技术具有明显的低碳经济特征，但是，由于改革开发 30 多年来纺织产业资本结构和生产经营模式的变化，尤其是重新加入 WTO 以来纺织品进出口业务经营权放开后的生产方式与国际贸易渠道变化，我国纺织产业对客户订单的过度依赖和仿样设计、来样加工业务比例偏大，客户订单允许的产品开发周期急剧缩短、同规格异花色要求越来越高，导致彩色纤维纺织加工无法适应。其问题主要表现为： 1.业内对原液着色彩色涤纶纤维发展的重要战略意义认识不足，缺乏政策的支持和引导，对彩色涤纶纤维的人力、物力、财力投入严重不足。 到目前为止，尚有许多人认为原液着色技术仅能
10、生产灰、黑等几种普通简单色彩，而事实情况是目前原液着色的彩色涤纶纤维颜色规格品种已达 3000 多种颜色、10000 多种规格，完全能满足客户对颜色的各种需求。 2.新产品试样原料数量要求过小，化纤企业生产线很难在可承受的成本范围内承担试纺加工；若放量试样，导致不能成交的试样颜色原料大量积压，造成化纤企业长时间库存庞大、流动资金占用严重，无法承受。而下游纺纱织造企业新产品开发又找不到试样所需特殊颜色规格的纤维原料，生产经营接单困难。 3.纺织产业链各环节分布特点是末端贸易和织造整理环节相对集中而前端纤维生产环节比较分散，目前尚无彩色涤纶纤维的全色系数字颜色国家级或行业级标准实物样卡，对于可实现
11、从彩色纤维开始大样试织的单一色彩大批量订单，往往也会因为不能迅速找到相应彩色纤维原料而无法开展及时的异地选色订购快速打样开发。 4.由于差别化功能化白丝市场需求旺盛，学术领域基础研究和产业领域技术创新主要集中在各种新型聚酯熔体直纺技术装备开发和工艺优化方面，原液着色涤纶纤维切片纺及其色纺色织技术产业化研究长期被边沿在规模越来越小的切片纺领域。目前，聚酯熔体直纺彩色涤纶的成熟技术非常缺乏。国内现行环保和节能考核体系将纤维生产与后道纺织染整加工从产业链中割裂开来，在对切片纺彩色涤纶纤维生产企业考核中并未考虑其产品对整个产业链节能环保和碳排放贡献，还将其定义为高能耗的产业予以限制，也在一定意义上从政
12、策层面挫伤了原液着色彩色纤维生产企业的发展动力和积极性。 三、原液着色彩色涤纶纤维发展方向 我国化纤“十二五”规划中提出：“十二五”比“十一五” ，实现主要污染物排放总量下降 10%，万元工业增加值用水下降 20%的约束性指标；到 2015 年，化学纤维差别化率达到 60%，其中原液着色技术要占四分之一的比重。 原液着色涤纶纤维切片纺及其色纺色织技术产业化发展中尽管遭遇着诸多难题，但是，从目前实际运行状况看，由于找到了非常适合的产品应用领域和生产经营模式，这种生态环保技术所带来的经济和社会效益已经在部分生产企业开始突显。尽管这些企业的产能和实际产量在整个涤纶生产中所占比例还小，但所预示的市场需
13、求空间和发展潜力却非常巨大。 1.原液着色涤纶纤维色纺色织技术产业化的发展趋势 （1）随着三原色配色测色技术的进一步深化，颜色品种将进一步完善和形成标准。 三原色测配色法在实际应用中有 RGB 法和 CMY 法。 RGB 法（即 700nm 的红色 Red，简写为 R，435.8nm 的蓝色 Green，简写为 G 和 546.1nm 的绿色 Blue，简写为 B）属于光的三原色，又称为物理三基色。通过透射体现颜色，其叠加后是白色，称为色光加法混色法，如图 3（a）所示。三原色中的 2 种或三种色光混合后，可得红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光，这些色光组成一个封闭颜色环。 CMY 法（即青
14、色 Cyan，简写为 C，品红色 Magenta，简写为 M，黄色Yellow，简写为 Y）是色料的三原色（或三基色） ，它是靠反射体现颜色，叠加后是黑色，它是吸收光，称为色料减法混色法，如图 3（b）所示。理论上说，任何一种由颜料表现的颜色都可以用这三种基色按不同的比例混合而成，这种颜色表示方法称 CMY 颜色空间表示法。 在上述两种混色体系中，加法混色三原色即红、绿、蓝两两叠加后形成的二次色正好是减法混色的三原色，即青色、品红色和黄色。CMY 空间正好与 RGB 空间互补，也即用白色减去 RGB 空间中的某一颜色值就等于同样颜色在 CMY 空间中的值。纤维纺丝用色母粒由着色剂、载体聚脂和添
15、加剂构成。纤维着色取决于其中的着色剂，色母粒复配实质上也就是着色剂的复配，其原理即是基于上述颜料混合的减色原理。 依此原理，将青、品红、黄三原色色母粒作为三种基色，通过两种或三种三原色基色母粒按某种比例混合，即可得到一种特定颜色，用其与 PTA 或本白色聚酯切片混合纺丝，就能纺得所需颜色的有色涤纶纤维，从而实现无限彩配色。在市场现有 3000 多颜色体系基础上不断深化建立起彩色涤纶纤维的国家标准样品。 （2）由于核心技术的差异将导致切片纺彩色涤纶丝产品市场的进一步细分和专业化，迫切需要通过设备技术改造实现彩色纤维的差别化和功能化； （3）为了降低成本、提升产品竞争力、实现规模效应，常用颜色（如
16、元黑、藏青、军绿和大红等色系）产品将率先在熔体直纺生产线上实现实质性突破，并向产业链各环节相对比较容易实现完整健全的区域集中； （4）高附加值产品将从电脑绣花线、针织用丝线等服用和装饰用向广告灯箱布、缆绳、遮阳防虫网、篷布和传输带、汽车内饰布等产业用高强低伸、阻燃、抗紫外功能性方向过渡。 2.原液着色彩色涤纶纤维技术创新的突破方向 （1）国家级 “全色系数字颜色纤维实物样卡”标准的编制与纱线织物结构及其后处理加工工艺对彩色纤维色彩的影响研究； （2）彩色涤纶 FDY 免上浆织造工艺技术研究与新产品开发； （3）PET 熔体着色技术及其着色剂在熔体中的均匀混合技术研究； （4）多功能复合色母粒技
17、术及其功能彩色纤维新产品开发； （5）彩色纤维的数字网络管理立体仓库仓储式集中配送快速供应体系及其控制管理系统软件设计开发。 四、结论 本文通过原液着色涤纶纤维现状、问题及发展趋势分析，通过技术攻关，实现原液着色彩色涤纶纤维的无限彩配色及产业化生产，从源头上节能减排，创造巨大的经济效益和生态环保效益。 可以预见，在国际科技不断发展和环保压力等多重作用下，从源头上节能减排的原液着色彩色涤纶纤维行业必将迎来发展的春天，为人类社会的健康发展做出积极的贡献。 参考文献： 1http：/，生意社 2013 年 02 月 18 日讯，日本化学纤维协会发布预测 2012 年全球化纤产量. 2李冬梅 武海良 段亚峰：多色系有色涤纶绣花线的开发及应用J.纺织导报，2009， （2）：42-44. 3朱 松：彩色涤纶短纤维色差的控制J.聚酯工业，2009， （1）：12-14.
