【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)，而實際需要的量遠遠小于施加的量，其中絕大部分的水通過烘干而蒸發(fā)，這不僅消耗大量的能源，也導(dǎo)致了水的浪費，有時甚至還要影響染整加工中的化學(xué)反應(yīng)（如染色過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導(dǎo)致能源價格大幅上漲，能耗費用由原來占產(chǎn)品成本的10%上升到15%-20%，甚至更高，在這一形勢下促使國內(nèi)外眾多專家學(xué)者對泡沫染整這項新的節(jié)能加工技術(shù)進行了大力的研究和開發(fā)，我國在上世紀八十年代曾對泡沫染整技術(shù)進行了大力的開發(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，這樣一個節(jié)能型項目并未在國內(nèi)持續(xù)推廣應(yīng)用。究其原因主要有以下兩個方面：一是由于當時技術(shù)水平限制；二是當時人們的“環(huán)�！币庾R相當?shù)�，各生產(chǎn)企業(yè)并沒有采取強有力的環(huán)保措施。 進入21世紀以來，人們的觀念已發(fā)生了巨大的變化，“綠色環(huán)�！币殉蔀楣I(yè)生產(chǎn)的“主題”，國家加強了對環(huán)境保護的重視，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，以機械剪切的方式形成泡沫，通過泡沫施加器把這些泡沫均勻地施加到織物上進行泡沫染整加工。
3 泡沫染整設(shè)備 一臺專用的泡沫染整聯(lián)合機，主要由一臺泡沫發(fā)生器和一臺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。譬如，上海太平洋紡織機械成套設(shè)備有限公司目前研制的泡沫整理設(shè)備為動態(tài)發(fā)泡器和狹縫式泡沫施加器的組合，主要適用于機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，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，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 泡沫印花可以說是以空氣來增稠印花色漿，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：（1）節(jié)省糊料費用（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，在一般銅輥印花機或平網(wǎng)與圓網(wǎng)印花機上印花，其最大問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，泡沫也會一部分自然破滅，造成體系密度的變化。在銅輥印花機或圓網(wǎng)印花機上，受到刮刀刮漿時的剪切作用，又會把空氣壓進泡沫體系，使泡沫的容積增加，致使印出的色澤發(fā)生變化。這些機械性的影響，任何泡沫穩(wěn)定劑都無法控制或防止；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。 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，同時兼有染色和印花的雙重效果，這是一般染色方法所不能達到的。泡沫多彩染色由于其顯著的優(yōu)點在一些領(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)備進行生產(chǎn)。當時發(fā)展的機型主要有單面染色機、雙面染色機、多色染色機等，其中雙面泡沫染色機，賦予織物兩面不同的染色效果。而多色染色（又稱無規(guī)則染色）是利用泡沫的流變性，使用適當?shù)氖┘臃椒▉慝@得常規(guī)染色法難以得到的獨特的無規(guī)則染色效果，而地毯特別適合于染成無規(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)泡后進入泡沫貯槽，然后通入兩組由電磁閥進行控制的泡沫噴口，兩組噴頭可交錯排列，泡沫自噴口噴出后淌到主動輥筒的表面，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，并且取得了重大進展。 在用泡沫進行連續(xù)染色的過程中，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，但在實際應(yīng)用過程中，泡沫必須具有適當?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，因此在進行染色時就特別困難，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，在其正面施加陽離子染料，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主要用于該類織物的染色。 我國上海紡織科學(xué)研究院在上世紀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，可以對絨類織物如薄絨、立絨、燈芯絨及不同絨毛長度的人造毛皮等進行多色染色的加工，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行泡沫染色，試驗表面，染料經(jīng)發(fā)泡后上染纖維并不會改變?nèi)玖系娜旧匦�，染色后的各項染色牢度與常規(guī)染色無異，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程中也存在著它本身的一些問題：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施加的泡沫染色樣機在國內(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)域還需進一步開拓。 5 展望 綜上所述，泡沫染整是一項節(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。但是，在應(yīng)用泡沫染整進行工業(yè)化生產(chǎn)的過程中還有種種難題，一方面來自設(shè)備，另一方面是來自工藝。因此，以后可以從以上兩個方面加大對泡沫染整的研究和開發(fā)。近年來，隨著人們環(huán)保意識進一步加強，國家對環(huán)境保護的重視，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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