【集萃網(wǎng)觀察】1 前言 在紡織品的染整加工中，需要使用大量的水作為化學(xué)品的加工介質(zhì)，而實(shí)際需要的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于施加的量，其中絕大部分的水通過(guò)烘干而蒸發(fā)，這不僅消耗大量的能源，也導(dǎo)致了水的浪費(fèi)，有時(shí)甚至還要影響染整加工中的化學(xué)反應(yīng)（如染色過(guò)程中活性染料的水解），產(chǎn)生大量危害環(huán)境的廢水，而如果使用空氣代替部分的水作為稀釋劑，把染整工作液從液體形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榕菽螒B(tài)，再使用泡沫工藝將化學(xué)品施加到織物上去，可使織物的帶液率從常規(guī)浸軋的60-70%降低到20-30%，大大減少干燥過(guò)程中所需的熱能，而且還能節(jié)約用水，提高車速，減少化學(xué)品在織物上的泳移，提高染整加工的質(zhì)量。 用泡沫處理織物的設(shè)想，最早可追溯到1931年。此后不斷有人進(jìn)行探索。1971年，瑞士Sandoz公司研制成Sancoward工藝，但均未受到應(yīng)有的重視。1973年后，席卷世界的能源危機(jī)導(dǎo)致能源價(jià)格大幅上漲，能耗費(fèi)用由原來(lái)占產(chǎn)品成本的10%上升到15%-20%，甚至更高，在這一形勢(shì)下促使國(guó)內(nèi)外眾多專家學(xué)者對(duì)泡沫染整這項(xiàng)新的節(jié)能加工技術(shù)進(jìn)行了大力的研究和開發(fā)，我國(guó)在上世紀(jì)八十年代曾對(duì)泡沫染整技術(shù)進(jìn)行了大力的開發(fā)和推廣應(yīng)用，但在九十年代期間，泡沫染整的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用逐漸趨于緩慢，這樣一個(gè)節(jié)能型項(xiàng)目并未在國(guó)內(nèi)持續(xù)推廣應(yīng)用。究其原因主要有以下兩個(gè)方面：一是由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平限制；二是當(dāng)時(shí)人們的“環(huán)保”意識(shí)相當(dāng)?shù)�，各生產(chǎn)企業(yè)并沒有采取強(qiáng)有力的環(huán)保措施。 進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人們的觀念已發(fā)生了巨大的變化，“綠色環(huán)保”已成為工業(yè)生產(chǎn)的“主題”，國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，大力貫徹節(jié)能、降耗、減排的環(huán)保方針和政策。在此大好形勢(shì)下，可以確信，泡沫染整作為一種低給液、高節(jié)能加工技術(shù)必將成為21世紀(jì)最受歡迎的染整加工方法之一。
2 泡沫染整加工 在含有表面活性劑（發(fā)泡劑）的染整加工液中通入空氣，以機(jī)械剪切的方式形成泡沫，通過(guò)泡沫施加器把這些泡沫均勻地施加到織物上進(jìn)行泡沫染整加工。
3 泡沫染整設(shè)備 一臺(tái)專用的泡沫染整聯(lián)合機(jī)，主要由一臺(tái)泡沫發(fā)生器和一臺(tái)泡沫施加裝置以及常規(guī)的染整烘燥（和平洗設(shè)備）組成。 泡沫施加是整個(gè)加工的中心，必須精確控制工作液的發(fā)泡和泡沫的均勻施加。 發(fā)泡裝置主要分為兩大類：靜態(tài)發(fā)泡器（包括填料式和網(wǎng)式發(fā)泡器）和動(dòng)態(tài)發(fā)泡器。泡沫施加裝置主要有刮刀式、輥筒式、橡毯真空抽吸式、圓網(wǎng)式和狹縫式等不同形式，各有不同的加工特點(diǎn)。譬如，上海太平洋紡織機(jī)械成套設(shè)備有限公司目前研制的泡沫整理設(shè)備為動(dòng)態(tài)發(fā)泡器和狹縫式泡沫施加器的組合，主要適用于機(jī)織物的泡沫整理加工。
4 泡沫染整的發(fā)展和應(yīng)用 4.1 泡沫整理 泡沫染整加工工藝中最先得到應(yīng)用和發(fā)展，也是發(fā)展得最快的是泡沫整理。泡沫整理就是將含有發(fā)泡劑的整理液發(fā)泡后再施加到織物上的一種染整加工方法。 泡沫整理具有泡沫染整的一切加工優(yōu)點(diǎn)，到目前為止，泡沫整理已成功地應(yīng)用于泡沫樹脂整理、泡沫柔軟整理、泡沫阻燃涂層整理、泡沫拒水以及吸濕整理、泡沫增白整理等，此外還發(fā)展了綜合各種整理效果的泡沫多功能整理。 因此可以預(yù)計(jì)，泡沫整理作為一種低給液、高節(jié)能加工技術(shù)必將得到更加深入的研究和發(fā)展，成為21世紀(jì)最受歡迎的染整加工方法之一。 4.2 泡沫印花 泡沫印花可以說(shuō)是以空氣來(lái)增稠印花色漿，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的天然或合成糊料，它具有以下一些主要優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)省糊料費(fèi)用（2）節(jié)約烘干能耗；（3）印漿容易洗干凈，既減少用水，又節(jié)約能耗；（4）改善印花后織物的手感。 泡沫印花工藝的主要困難是怎么樣使泡沫的發(fā)生設(shè)備和施加設(shè)備能適用于薄型的機(jī)織物和針織物；把飽含空氣的泡沫印漿，用常規(guī)水溶液印漿的印花方法，在一般銅輥印花機(jī)或平網(wǎng)與圓網(wǎng)印花機(jī)上印花，其最大問(wèn)題是泡沫密度的變化。泡沫是一種亞穩(wěn)定體系，即使靜止不動(dòng)，泡沫也會(huì)一部分自然破滅，造成體系密度的變化。在銅輥印花機(jī)或圓網(wǎng)印花機(jī)上，受到刮刀刮漿時(shí)的剪切作用，又會(huì)把空氣壓進(jìn)泡沫體系，使泡沫的容積增加，致使印出的色澤發(fā)生變化。這些機(jī)械性的影響，任何泡沫穩(wěn)定劑都無(wú)法控制或防止；此外，印花色漿中常常含有大量的水溶性或不溶性的染料，要制成3：1到10：1范圍內(nèi)的發(fā)泡比，也是很困難的。 4.3 泡沫染色 泡沫染色是在染液中加入發(fā)泡劑，將染液加工成泡沫的形態(tài)后再施加到織物上去。與常規(guī)技術(shù)相比，泡沫染色具有節(jié)約烘燥能源、節(jié)約用水、提高車速等優(yōu)點(diǎn)。 然而在染色加工中染料的均勻分布是它的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在泡沫單色染色中，染料的均勻分布還不理想。因此，為了提高染色均勻性，提高染色質(zhì)量，一方面大力開發(fā)泡沫染色施加設(shè)備，另一方面，也發(fā)展泡沫多彩染色。泡沫多彩染色在均勻性上不象泡沫單色染色那樣要求高，同時(shí)兼有染色和印花的雙重效果，這是一般染色方法所不能達(dá)到的。泡沫多彩染色由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)在一些領(lǐng)域里得到了成功的應(yīng)用。 4.3.1 地毯泡沫染色 地毯泡沫染色是迅速得到認(rèn)同和應(yīng)用的泡沫染色工藝之一，發(fā)展到80年代初期，已有多家公司使用地毯泡沫染色設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)發(fā)展的機(jī)型主要有單面染色機(jī)、雙面染色機(jī)、多色染色機(jī)等，其中雙面泡沫染色機(jī)，賦予織物兩面不同的染色效果。而多色染色（又稱無(wú)規(guī)則染色）是利用泡沫的流變性，使用適當(dāng)?shù)氖┘臃椒▉?lái)獲得常規(guī)染色法難以得到的獨(dú)特的無(wú)規(guī)則染色效果，而地毯特別適合于染成無(wú)規(guī)則色澤效果。多色染色設(shè)備目前最多只能做四色染色，其基本原理是，四種染料分別經(jīng)發(fā)泡器發(fā)泡后進(jìn)入泡沫貯槽，然后通入兩組由電磁閥進(jìn)行控制的泡沫噴口，兩組噴頭可交錯(cuò)排列，泡沫自噴口噴出后淌到主動(dòng)輥筒的表面，然后經(jīng)擋板施加到地毯織物上去。 地毯泡沫染色，最先采用的是Sandoz公司研制的間歇式染色工藝，稱之為“Sancowad工藝”。隨后開發(fā)了連續(xù)式染色工藝，并且取得了重大進(jìn)展。 在用泡沫進(jìn)行連續(xù)染色的過(guò)程中，由于泡沫是可以按生產(chǎn)線上消耗量相等的速度連續(xù)制成，因此泡沫所需要的穩(wěn)定性很低，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，泡沫必須具有適當(dāng)?shù)姆�(wěn)定性 。 4.3.2 絨類織物的泡沫染色 絨類織物由于纖維的高吸液性，因此在進(jìn)行染色時(shí)就特別困難，在干布上30%-40%的泡沫吸液率，能最大限度地節(jié)能和節(jié)水，但這樣小的水量，在泡沫破裂時(shí)不能把染料均勻地分布到織物結(jié)構(gòu)中被吸收，結(jié)果是局部區(qū)域的組織由于液量有限而吸收不足，而別的地方則吸收過(guò)多。這種現(xiàn)象在單色染色中，常常明顯地造成兩邊、頭尾和整個(gè)組織結(jié)構(gòu)在色澤深度上的差異。 研究者依據(jù)絨類織物正面為腈綸絨面，底板為純棉的特點(diǎn)，在其正面施加陽(yáng)離子染料，反面施加直接染料，獲得了較好的染色效果。Kusters公司研制的雙面泡沫染色機(jī)主要用于該類織物的染色。 我國(guó)上海紡織科學(xué)研究院在上世紀(jì)八十年代曾試制了一套適用于絨類織物泡沫多色染色工藝的發(fā)泡和施加聯(lián)合裝置，可以對(duì)絨類織物如薄絨、立絨、燈芯絨及不同絨毛長(zhǎng)度的人造毛皮等進(jìn)行多色染色的加工，經(jīng)處理所獲得的圖案具有印花和染色的雙重效果。圖案中如需要出現(xiàn)規(guī)定的花型則可采用網(wǎng)印，既可單色，亦可雙色或更多的自然拼色，是目前傳統(tǒng)印花工藝所不及的。 4.3.3 棉織物的泡沫多彩染色 在棉織物上采用的泡沫染色研究得較多的是棉織物的單色染色。前蘇聯(lián)的Н.М.ОРЛОВА研究了棉織物用活性染料采用泡沫染色的可能性；日本的刑部守采用了乙烯砜系、一氯均三嗪系等不同結(jié)構(gòu)形式的活性染料在棉織物進(jìn)行泡沫染色，試驗(yàn)表面，染料經(jīng)發(fā)泡后上染纖維并不會(huì)改變?nèi)玖系娜旧匦�，染色后的各�?xiàng)染色牢度與常規(guī)染色無(wú)異，但是單色泡沫染色常常造成染色不勻，這大大制約了其在泡沫染整加工中的應(yīng)用。因此為了規(guī)避單色染色不勻的問(wèn)題，泡沫多彩染色應(yīng)用于棉織物上不失為一種新的研究方向。但是在研究泡沫多彩染色的過(guò)程中也存在著它本身的一些問(wèn)題：如適用于泡沫多彩染色的發(fā)泡劑和染料的篩選；發(fā)泡染液間的系統(tǒng)相容性；適用于三種或者更多種顏色同時(shí)施加的泡沫染色樣機(jī)在國(guó)內(nèi)還未生產(chǎn)；如何控制染色質(zhì)量的穩(wěn)定性等；由于泡沫多彩染色的效果特別，它的應(yīng)用領(lǐng)域還需進(jìn)一步開拓。 5 展望 綜上所述，泡沫染整是一項(xiàng)節(jié)能效果非常顯著的染整加工技術(shù)，它具有設(shè)備投資少、節(jié)能、節(jié)水和節(jié)約化學(xué)品以及開發(fā)特殊功能產(chǎn)品、提高生產(chǎn)效率等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是，在應(yīng)用泡沫染整進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的過(guò)程中還有種種難題，一方面來(lái)自設(shè)備，另一方面是來(lái)自工藝。因此，以后可以從以上兩個(gè)方面加大對(duì)泡沫染整的研究和開發(fā)。近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，大力貫徹節(jié)能、降耗、減排的環(huán)保方針和政策，泡沫染整必將受到印染企業(yè)的歡迎和重視，具有十分廣闊的推廣和應(yīng)用前景。
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