1 泡染色加工技術の開発背景
泡仕上げ工程は、液体供給が少なく、エネルギー節約率の高い染色仕上げ技術の一種で、エネルギー危機の影響により、1970年代末に海外で急速に開発されました。1980年代、中国では研究開発の波が巻き起こり、その関連技術成果は多くの国内印刷染色企業に次々に応用されました。10億メートル近くの各種織物が生産・加工され、製品は品質検査に合格した後、国内外の市場に投入されました。しかし、当時の設備条件や技術レベルなどの制限により、この技術は持続可能な発展とさらなる普及・応用を実現することができませんでした。近年、エネルギー不足と環境問題の深刻化に伴い、人々の環境保護意識は徐々に高まっています。省エネ、消費削減、排出削減などの国家政策の推進により、クリーン生産への要請が高まっています。また、原材料費の高騰と世界競争の激化により、人々はコストを削減して市場を獲得するために、加工技術の改善と革新を求めています。しかし、エネルギー消費量を削減し、効率を向上させると同時に、環境への影響を効果的に削減する必要があることを強調する必要があります。泡加工技術は、上記の目標を達成するのに役立つ方法であることが証明されており、印刷および染色業界の多くの分野に適用され、従来の染色仕上げプロセスと同じ効果を達成し、いくつかの側面では従来のプロセスを超えています。したがって、泡染色仕上げプロセスは、新しいタイプの省エネおよび節水加工技術として、人々に再評価され、好まれるでしょう。
2 泡染色仕上げ技術の原理
いわゆる泡仕上げとは、仕上げ液の調製に必要な水をできるだけ空気で置き換えることです。空気を通じて、水またはその他の溶液中の仕上げ剤の濃縮溶液または懸濁液が泡に膨張し、次に泡が加工された布地の表面に拡散し、布地の内部に浸透するように強制され、最小限の水分供給の条件下で化学物質の均一な分布を確保します。泡加工の本質は、空気を使用して水の一部を置き換え、仕上げ剤、染料、または塗料の作業流体を一定の発泡率で泡にし、半減期内に安定して布地表面に到達できるようにすることです。泡塗布装置のシステム圧力、布地の毛細管効果、および泡の濡れ性の影響により、液体はすばやく分解されて排出され、布地に均一に塗布されます。
発泡加工の過程で、作動流体中の一部の水分が空気に置き換えられます。置換度が高いほど、水の消費量が少なくなり、エネルギーが節約されます。発泡加工により、布地に含まれる水分を乾燥するために必要な水の消費量とエネルギーを節約でき、加工製品の品質をある程度向上させ、生産効率を高め、廃水の排出を減らし、染料や化学物質の移動を減らし、作動流体中の化学物質や染料をより効果的に使用し、化学物質の消費を減らし、繊維や布地への染料や化学物質の浸透を制御できます。
泡染色仕上げ工程は、低液量加工技術に属します。浸漬ロール法との最大の違いは、泡染色仕上げシステムは加工された生地における加工液の浸透距離を制御できることです。加工液を生地の表面にのみ留めることも、加工液を生地に浸透させることもできます。そのため、泡染色仕上げ加工システムの応用により、生地の両面に異なる加工を施すことができます。たとえば、片面が防水でもう一方が親水性のいわゆるシングルディップシングルサクション生地の加工や、片面防水難燃加工などです。ダブルディップとシングルサクション加工も可能で、両面が防水で、生地の中央で水を吸収します。また、浸漬ロール法では実現できない、生地の両面に異なる色を染めることもできます。ただし、コーティング仕上げとはまったく異なります。加工方法の要求により、コーティング仕上げは通常、織物の表面に一定の厚さのフィルムを形成するだけで、織物構造の間に分散され、繊維に浸透する可能性はほとんどありません。そのため、耐洗濯性や手触りが比較的悪いです。泡染色および仕上げの際には、作業液に発泡剤と泡安定剤のみを添加する必要があり、これは浸漬ロール法の作業液と変わりません。そのため、織物に塗布すると、泡は破断後に繊維に素早く浸透するため、加工された織物の耐洗濯性や手触りは良好です。
3 泡染色仕上げ技術の応用
泡染色仕上げ技術は、欧米の先進国ですでに良好な成果を上げており、中国でもますます注目を集めています。例えば、繊維の前処理の糊付け、シルケット加工、白化に応用されており、泡加工法を用いて綿織物やポリエステル綿混紡織物の漂白・精練を試みて良好な成果を上げている人もいます。また、ペイント染色、ペイントプリント、反応染料染色などの分野でも満足のいく成果を上げています。片面染めの織物は、その独特な風合いで注目を集めています。その他の特徴としては、しわ防止、撥水・撥油、親水性、柔軟、難燃性、防縮性、抗菌性、紫外線防止加工などがあります。これらの仕上げに泡技術を使用すると、良好な成果を上げることができます。また、織物の片面に泡仕上げを施したり、織物の両面で異なる機能の要求を満たしたりすることができ、同時にエネルギー消費と環境汚染を減らすことができます。
フォーム加工の一般的な工程は、発泡→フォーム塗布→フォームが急速に破裂し生地に吸収される→乾燥→（焼成）→後処理となります。
3.1 フォームのサイズ調整
フォームサイジングは、フォームを媒体とする経糸サイジングの新しい技術です。経糸フォームサイジングは、フォームを生成できるサイズを使用して経糸に均一に分散させることです。経糸に付着したフォームサイズがサイジングローラーを通過すると、転がり点でフォームが破裂し、ガスが溢れ、サイズが経糸に付着して、経糸を織ることができます。フォームサイジング技術は、エネルギー消費が少なく、速度が速いという特徴があり、処理水を大幅に節約し、汚水の排出量と下水処理への圧力を軽減できます。新しいフォームサイジングプロセスは、液体の吸収が少ない、エネルギーを節約できる、速度が速い、毛羽立ちが少ない、絡まりが少ない、色にじみが少ないなどの利点があるため、ますます注目を集めています。フォームサイジングと通常のサイジングの主な違いは、通常のサイジングでは、サイズが水に溶解または分散され、水を媒体としてサイズが生地に伝達されるのに対し、フォームサイジングプロセスでは、フォーム（空気と水）が伝達媒体です。
3.2 泡染色
泡染色は、省エネ・節水の新たな加工技術として、徐々に評価されてきました。泡は液膜が気体を囲んで形成されます。これは、少量の液体に分散した大量の気体によって形成された微小気泡の集合体であり、液膜によって互いに隔離され、一定の幾何学的形状を持ち、小さな多相、粘性、不安定なシステムです。バット染料懸濁染色に泡染色法を使用すると、懸濁液を均一に分散させ、懸濁染色の均染性能を向上させることができます。発泡剤は一般に界面活性剤であり、発泡するだけでなく、分散効果もあります。泡染色と従来の染色を比較すると、前者の方が布地に優れた均染性を与えることがわかります。この2つの方法を使用した懸濁染色を比較すると、布地の摩擦堅牢度、汗堅牢度、洗濯堅牢度、日光堅牢度は基本的に同じであることがわかりました。
泡染色は水や各種助剤の量を減らすことができ、染色廃水の量もそれに応じて減らすことができるため、環境汚染を減らすことができます。同時に、処理時間を短縮し、布地の表面色収率を向上させ、染料の移動を減らすことができます。しかし、染料の特性、泡塗布の均一性、泡の安定性により、泡染色プロセスの制御が不十分な場合は、均一性の問題が発生します。
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