発泡加工技術の紡績印染業界における応用

一、泡染め加工技術の発展背景

バブル整理技術は1970年代末にエネルギー危機の影響を受け、國外で急速に発展した低給液、高省エネの染整加工技術である。中國はかつて20世紀80年代にその研究開発のクライマックスを巻き起こし、その関連技術成果は前後して國內の多くの印染企業に応用され、各種織物を1億メートル近く生産加工し、製品は品質検査に合格した後、國內外の市場に投入された。しかし、當時の設備條件や技術レベルなどの制限を受けて、この技術は持続的な発展とさらなる普及応用を得ることができなかった。

近年、エネルギーの緊張と環境問題の激化に伴い、人々の環境保護意識は次第に強まっている。國の省エネ、消費削減、排出削減などの政策の推進の下で、クリーン生産の聲は日増しに高まり、原料コストの急激な上昇と世界の競爭は日増しに激しくなり、人々は加工技術の改善と革新を通じてコストを下げ、市場を勝ち取ることを要求しているが、エネルギー消費を減らし、効率を高めると同時に、環境への影響を効果的に低減することを強調しなければならない。発泡加工技術は、上記の目的を達成するのに役立つ方法であり、印刷業界の多くの分野に応用され、従來の染め仕上げプロセスに相當する効果を達成し、一部の面では従來のプロセスを上回ることも実証されている。

そのため、発泡染整技術は～種の省エネ、節水の新型加工技術として再び重視され、愛顧されるだろう。

二、泡染め加工技術の原理

フォームアレンジとは、アレンジ液を調製する際に必要な水の代わりにできるだけ多くの空気を用い、空気を通して、アレンジ剤の水や他の溶液中の濃溶液や懸濁液を膨張させてフォームに変換し、その後、被加工織物の表面に強制的に拡散させ、織物の內部に浸透させることである。これにより、最小給濕量條件下での化學薬剤の均一な分布が保証される。発泡加工の本質は、一部の水の代わりに空気を用いて、整理剤、染料または塗料の作動液を一定の発泡比の発泡泡とし、半減期內に織物表面に安定に到達させ、発泡裝置システムの圧力、織物毛細効果および発泡濡れ能力の作用の下で、迅速に排液を破裂させ、均一に織物に塗布することである。

発泡加工の過程で、作動液中の一部の水は空気に取って代わられ、代替の程度が高いほど、水の消費が少なくなり、省エネが多くなる。泡加工は用水量と乾燥織物に含まれる水分に必要なエネルギーを節約し、ある程度加工製品の品質を高め、生産効率を高め、廃水の排出量を減らし、染料と化學品の泳動を低減し、作業液中の化學品と染料をより効果的に利用することができる?；瘜W品の消費を低減し、繊維または織物內部への染料および化學品の浸透を制御する。

発泡染整加工は低給液率加工技術に屬する。

浸漬圧延法との最大の違いは、発泡染め加工システムが被加工織物中の作動液の浸透距離を制御できることである。作業液を織物表面に留まらせることもできるし、作業液を織物に浸透させることもできる。従って、発泡染め加工システムを適用すると、織物の両面に対して異なる加工を行うことができ、例えば一面防水、一面親水性のいわゆる単撥単吸生地の加工を行うことができ、片面防水と難燃性の加工を行うことができる。さらに、正反対両面が防水で、織物の間が水を吸い、織物の両面を異なる色に染めるなど、二重ダイヤル単吸の加工も可能であり、浸漬圧延法では実現できない。

しかし、コーティングの整理とは全く違います。コーティング整理加工方式の要求により、化學品は通常、織物表面に一定の厚さを有するフィルムを形成するだけであり、織物組織構造の間に分布し、繊維內部に浸透する可能性は少ないため、耐洗浄性、手觸りに比べて劣る。一方、発泡染整加工の場合、作業液には通常、発泡剤と安定泡剤を加えるだけで、浸延法の作業液と大きな差はないので、織物に塗布すると、破泡後に繊維內部に急速に浸透するので、加工後の織物の耐洗浄性と手觸りが良い。

三、泡染め加工技術の応用

バブル染め加工技術はすでに歐米先進國で良好な効果を得ており、わが國でもますます注目されている。紡績品の前処理に応用されるスラリー、糸光、増白など、発泡加工の方法を試み、綿織物や紡績綿混紡物を漂白し、煮練し、より良い効果を得た人もいる。また、塗料染色、塗料プリント、活性染料染色などの面でも非常に満足のいく効果が得られ、片面染色織物はその獨特なスタイルで注目されている。その他の面では、後整理の抗しわ、撥水撥油、親水性、柔軟性、難燃性、防縮、抗菌、抗紫外整理などがあり、これらの整理に発泡技術を用いることで良好な効果を得ることができ、紡績品の片面を発泡整理したり、紡績品の両面の異なる機能の需要を実現したりすることができ、エネルギー消費を減らし、同時に環境への汚染を低減することができる。

発泡加工の一般的な過程は、発泡→発泡の印加→発泡の急速な破裂が織物に吸収される→乾燥→(焙煎)→後処理である。

3.1発泡スラリー

発泡スラリーは、発泡體を媒體として経糸をスラリーする新しいプロセスである。経糸発泡スラリーは、発泡體を発生させることができるスラリーを用いて経糸に均一に分布し、経糸に付著した発泡スラリーがプレスローラを通過すると、発泡體が圧延點で破裂し、ガスが溢れ、スラリーが経糸に付著し、経糸に織り性を得る。発泡スラリー技術は低エネルギー消費、高速を主な特徴とし、大量の加工用水を節約し、汚水排出量と汚水の処理圧力を軽減することができる。発泡スラリーの新技術は吸液率が低く、省エネがよく、車速が高く、毛羽が少なく、絡み合いが少なく、浸透色が少ないなどの利點で、ますます重視されている。発泡スラリーと一般スラリーの主な違いは、一般スラリーがスラリーに塗布されると、スラリーが水に溶解または分散し、水を媒體としてスラリーを織物に伝達することである。一方、発泡スラリープロセスでは、発泡體(空気と水)は輸送媒體である。

3.2泡染色

発泡染色は省エネ、節水の新型加工技術として徐々に重視されている。泡は液膜がガスを囲んで形成される。それは大量のガスが少量の液體中に分散して形成されたマイクロバブル凝集體であり、液體薄膜で互いに隔離され、一定の幾何學的形狀を有し、微小多相、粘狀不安定な系である。発泡染色法により還元染料懸濁體染色を行い、懸濁體を均一に分布させ、懸濁體染色の均一染色性能を向上させることができる。発泡剤は一般に界面活性剤であり、発泡のみならず分散作用も有する。発泡染色を従來の染色と比較すると、前者は織物により良好な均一染色性を與えることが分かった。この2つの方法で懸濁體染色を比較したところ,織物の摩擦強さ,汗漬け強さ,水洗強さおよび日焼け強さはほぼ同じであることが分かった。

発泡染色は水と各種助剤の使用量を低減することができ、染色廃水量も相応に減少し、環境への汚染を低減することができる。同時に、加工時間を短縮し、織物の表面著色量を向上させ、染料の泳動を減少させることができる。しかし、染料自體の特性、発泡適用の均一性、及び発泡の安定性のため、発泡染色プロセスの制御が不十分であると均一染色性の問題が生じる。

3.3フォームプリント

発泡プリントはカーペットプリントに最も早く応用され、さらに絨類織物プリント及び一般紡績品のプリントに普及した。発泡プリントは空気を借りて、少量の液體を発泡させ、発泡體は染料や塗料や各種助剤を攜えて、すべての織物を均一に覆うのに十分な程度に塗布し、それによって低い給濕量でプリント過程全體を完成させ、表面プリント効果を形成し、さらにエネルギー染化材を節約し、織物の手觸りを改善する目的を達成する。フォームプリント加工では、ブレードやロールなどのフォームへの圧力や繊維や毛細管の作用によりフォームが破裂し、染料は「ペースト」の擔體がないため、直ちに元の場所に留まり、その微細なプリント効果を構成するので、フォームパルプが織物に觸れると、できるだけ早く破裂することが要求され、プリント品質に有益である。

発泡プリントパルプに必要な発泡體は、織物に印刷する前に、発泡體が非常に安定しなければならない?？椢铯擞∷ⅳ筏酷?、迅速な破裂を要求した。泡が不安定でプリント前に破裂し、パルプ粘度が低下すると、泡プリントを実現できない。発泡安定性が高すぎると、プリント後の発泡體が織物上で均一に破裂せず、プリント品質に影響を及ぼす。伝統的なプリントに比べて、泡プリントの品質が高く、図案がはっきりしていて、手觸りが柔らかいです。染料の浸透量を制御することによって、淺い色に濃い色を重畳することができ、また、泡プリント後の織物が中間乾燥する必要がなく、直接泡後整理を行うことができるように、濕?濕加工プロセスを可能にすることができる。

3.4泡の整理

3.4.1樹脂整理

綿織物のしわ防止整理は、現在最もよく使われている整理剤は主に樹脂整理剤である。織物は樹脂で整理された後、満足のいくしわ回復角に達することができるが、このような満足のいくしわ回復角は、織物の強さと耐摩耗性能を犠牲にする代価である。大量の試験により、整理時に整理剤の塗布が不均一であることが主な原因であり、不均一な塗布が発生する主な原因は、織物の焙煎過程において整理剤の泳動移動によるものであることが分かった。

含浸圧延→プレベーキング→ベーキングの処理方式を用いると、純綿織物の約28%の溶液が泳動する。耐久プレス樹脂乾燥時の泳動移動は、綿織物の伝統的な整理過程で最も深刻な問題の一つであるが、発泡整理を採用すると、帯液率が減少するため、泳動移動の程度が大幅に低下し、泳動量を10%以下に下げることができ、織物の強さを大幅に向上させることができる。これは、帯液量の減少により、織物の乾燥時に水分蒸発が減少し、織物毛細管中の整理液も表面液體の減少による液差に伴って織物表面に泳動移動することがなく、乾燥中の泳動量が減少するためである。また、同じ整理効果を達成するとともに、発泡整理法を用いることで、従來の浸漬圧延法よりも樹脂及び助剤の使用量を約10%?30%節約し、織物の手觸りを改善することができる。

3.4.2発泡防水透濕整理

現在、シャツなどの織物には従來の浸漬圧延法を撥水整理工蕓として用いており、織物の両面に撥水性があり、汗を吸うことができず、著用時に不快感を覚える。整理の過程でまず泡で撥水剤を加えて、撥水剤を織物の半分の厚さにしか浸透させないようにして、裏面に同じ方法で吸濕剤を加えても、半分浸透すれば撥水効果もあり、吸汗と排汗機能もある両面整理織物を作ることができ、織物の裏面の吸濕性が向上し、透濕効果も理想的である。両面発泡整理の技術的鍵は、整理時に発泡體の密度と塗布量を制御し、整理剤を裏面に浸透させないことである。

発泡コーティングは、ポリウレタンとポリアクリレートとの混合物を水に分散させ、発泡體を形成する。安定剤を添加することによって発泡體を安定化させ、その後、織物の一面を塗布し、乾燥した後、微細孔コーティングを形成する。重要なのは、形成された微細孔の大きさは水蒸気を浸透させることができるが、液體水の浸透を防止することである。布地は最後に低圧下で圧縮され、コーティングが布地によく接著される。発泡體の直徑が比較的大きいため、フッ素含有化合物を用いて防水性能を改善した。このコーティングの生産過程は有機溶媒を用いず,生産方式が比較的環境にやさしい。

3.4.3発泡難燃コーティングの整理

生地を難燃化する方法は多種あり、例えば浸漬難燃液、直接裏塗り、発泡コーティングなどがあり、現在國內で一般的に使用されているのは前の2種類である。浸圧延難燃液は色変、手觸りが硬くなりやすく、鶏の爪印、塩析などが発生する。直接裏塗りも手觸りに影響し、通気性が悪い。國外の英、米などの少數の國は難燃コーティングの面で比較的先進的な発泡コーティングを採用し、生地の裏面に難燃発泡ゴム層を塗布し、この層の難燃層を利用して織物を著火させにくい。発泡コーティングの利點は、難燃性が良く、手觸りが柔らかく、通気性が良く、コストが低いため、この方法は非常に広い発展の見通しがある。

朱光林らは、重厚な織物を新しい発泡プロセスで難燃整理加工し、エチレン系ポリマーをコーティング接著剤とし、臭素系及び窒素リン系難燃剤などを加えて十分に攪拌し、一定の発泡比で発泡し、低粘性液體を発泡増粘させ、塗布可能な狀態にした。コーティング時にコーティングナイフによって押圧され、泡は低粘性液體に破砕され、織物內に浸透する。その結果、従來技術と比較して、泡難燃整理を採用した。プロセスを簡素化し、生産コストを削減します。整理織物は難燃効果が高く、織物の手觸りが柔らかく、通気性がよく、安全性が高い。この織物はテント、軍用紡績品、家庭用紡績品、自動車、飛行機などの內裝物に広く応用できる。

四、泡染め加工技術の將來展望

上述したように、紡績品のスラリー、染色、プリント、後整理等は、いずれも発泡加工の方法を用いることができる。しかし、発泡加工技術には、発泡の不安定性、発泡染色の均一性、発泡加工技術自體の限界などの欠點がある。しかし、これは発泡加工技術の將來の生産加工における応用と普及を阻害するものではない?，F在のエネルギー危機とクリーン生産の大背景の下で、発泡加工技術はその獨特な優位性でエネルギー節約、生産効率の向上、汚水排出の減少などの要求を満たしているからだ。泡染めには、次のような利點があります。

（1）単位質量織物の乾燥に必要なエネルギーを減少する。

(2)加工時間が著しく減少し、生産性が向上する。

(3)溶液の吸液率は、織物の含濕量の影響を受けず、乾燥を必要とせず、織物を直接加工することができる。

（4）織物の吸水性の影響を受けず、織物を均一に加工し、自動的に給液量を制御することができる。

(5)織物の吸液率が低いため、乾燥工程において染料等の化學品の泳動が低下する。

(6)加工中に織物の表面を変形させることなく、柔軟性を向上させることができ、ダウン織物は圧延を必要としない。

(7)変換プロセスは簡便で時間を節約し、柔軟性と汎用性が高く、一次プロセス中に両面コーティング、給液、プリントまたは組み合わせて使用することができる。

(8)環境汚染を減らす。

五、結びの言葉

バブル整理は環境にやさしい技術として、エネルギー消費を低減し、企業の生産効率と製品品質を高める上で良い効果がある。新世代のバブル整理技術の発展は、人々がバブル整理技術の省エネ?排出削減の性能、バブル整理設備のクリーン生産の性能、および生産された製品が社會の特殊な需要に適応しているかどうかにもっと注目し、掘り起こすだろう。エネルギーの緊張、環境保護の任務が重い今日、バブル整理技術がもたらした多くの優位性は、関連企業の製品染整技術にもっと便利な道を提供することができる。