1 泡沫染整加工技術(shù)的發(fā)展背景
泡沫整理工藝是20世紀(jì)70年代末受能源危機(jī)的影響，在國(guó)外迅速發(fā)展起來(lái)的一種低給液、高節(jié)能的染整加工技術(shù)。我國(guó)曾在20世紀(jì)80年代掀起了一波對(duì)其研究開(kāi)發(fā)的高潮，其相關(guān)技術(shù)成果先后被國(guó)內(nèi)許多印染企業(yè)應(yīng)用，生產(chǎn)加工了各種織物近億米，產(chǎn)品經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)合格后投放到國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。但受當(dāng)時(shí)的設(shè)備條件和技術(shù)水平等限制，此項(xiàng)技術(shù)沒(méi)能得到持續(xù)發(fā)展和進(jìn)一步推廣應(yīng)用。近年來(lái)，隨著能源緊張和環(huán)境問(wèn)題加劇，人們環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)。在國(guó)家節(jié)能、降耗、減排等政策推動(dòng)下，清潔生產(chǎn)的呼聲日益高漲，再加之原料成本急劇上漲，以及全球競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，人們要求通過(guò)改進(jìn)和創(chuàng)新加工技術(shù)以降低成本，來(lái)贏得市場(chǎng)，但必須強(qiáng)調(diào)在減少能耗、提高效率的同時(shí)，有效降低對(duì)環(huán)境的影響。而泡沫加工技術(shù)已證明是有助于達(dá)到上述目的的一種方法，并且被應(yīng)用到印染行業(yè)的諸多領(lǐng)域中，達(dá)到了與常規(guī)染整工藝相當(dāng)?shù)男Ч?，有些方面甚至超過(guò)常規(guī)工藝。因此泡沫染整工藝作為～種節(jié)能、節(jié)水的新型加工技術(shù)將會(huì)重新受到人們的重視和青睞。
2 泡沫染整加工技術(shù)的原理
所謂泡沫整理，就是采用盡可能多的空氣來(lái)取代配制整理液時(shí)所需要的水，通過(guò)空氣，將整理劑在水或其他溶液中的濃溶液或懸浮液膨脹轉(zhuǎn)化成泡沫，然后強(qiáng)制泡沫擴(kuò)散到被加工織物的表面并滲透到織物的內(nèi)部，這樣就能保證在最小給濕量條件下化學(xué)藥劑的均勻分布。泡沫加工的實(shí)質(zhì)是用空氣來(lái)代替部分水，將整理劑、染料或涂料的工作液制成一定發(fā)泡比的泡沫，使其在半衰期內(nèi)能穩(wěn)定地到達(dá)織物表面，在施泡裝置系統(tǒng)壓力、織物毛細(xì)效應(yīng)及泡沫潤(rùn)濕能力的作用下，迅速破裂排液并均勻地施加到織物上。
在泡沫加工過(guò)程中，工作液中的部分水被空氣替代，替代程度愈高，水的消耗愈少，節(jié)能愈多。泡沫加工可以節(jié)約用水量及烘燥織物上所含水分所需的能源，并在某種程度上提高加工成品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減少?gòu)U水的排放量，降低染料及化學(xué)品的泳移，能更有效地利用工作液中的化學(xué)品和染料，減少化學(xué)品的消耗以及控制染料和化學(xué)品在纖維或織物內(nèi)部的滲透。
泡沫染整加工屬于低給液率加工技術(shù)。與浸軋法的最大的差別是：泡沫染整加工系統(tǒng)可以控制工作液在被加工織物中的滲透距離。既可以使工作液只停留在織物表面，也可以使工作液浸透織物。因此，應(yīng)用泡沫染整加工系統(tǒng)，可以對(duì)織物兩面進(jìn)行不同的加工，如對(duì)一面防水、一面親水的所謂單撥單吸面料的加工，也可以進(jìn)行單面防水加阻燃的加工。甚至可以進(jìn)行雙撥單吸的加工，即正反兩面都防水，而織物中間吸水，還可以把織物的兩面染上不同的顏色等，這是浸軋法根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。但是它又完全不同于涂層整理。涂層整理由于加工方式的要求，化學(xué)品通常只是在織物表面形成具有一定厚度的膜，分布于織物組織結(jié)構(gòu)之間，很少有滲透到纖維內(nèi)部的可能，因此耐洗性、手感相比之下都要差一些。而泡沫染整加工時(shí)，工作液中通常只需要增加起泡劑和穩(wěn)泡劑，與浸軋法的工作液并沒(méi)有大的差別，所以施加到織物上，破泡后可以迅速滲透到纖維內(nèi)部，因此加工后的織物耐洗性和手感都比較好。
3 泡沫染整加工技術(shù)的應(yīng)用
泡沫染整加工技術(shù)已在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家取得了良好效果，在我國(guó)也得到了越來(lái)越多的關(guān)注。如應(yīng)用于紡織品前處理的上漿、絲光和增白，還有人嘗試使用泡沫加工的方法，對(duì)棉織物以及滌棉混紡織物進(jìn)行漂白和煮練，獲得較好的效果；此外在涂料染色、涂料印花、活性染料染色等方面，也取得了非常滿意的效果，單面染色織物以其獨(dú)特風(fēng)格而被受人們關(guān)注；其它方面還有后整理的抗皺、拒水拒油、親水、柔軟、阻燃、防縮、抗菌、抗紫外整理等，在這些整理中使用泡沫技術(shù)可以得到很好的效果，還可對(duì)紡織品單面進(jìn)行泡沫整理，或者實(shí)現(xiàn)紡織品雙面不同功能的需求，并能減少能耗，同時(shí)降低對(duì)環(huán)境的污染。
泡沫加工的一般過(guò)程為：發(fā)泡→施加泡沫→泡沫迅速破裂被織物吸收→烘干→（焙烘）→后處理。
3.1 泡沫上漿
泡沫上漿是以泡沫為介質(zhì)對(duì)經(jīng)紗進(jìn)行上漿的一種新工藝。經(jīng)紗泡沫上漿是利用可以產(chǎn)生泡沫的漿液均勻地分布在經(jīng)紗上，粘附于經(jīng)紗的泡沫漿經(jīng)過(guò)壓漿輥時(shí)，泡沫在軋點(diǎn)處破裂，氣體溢出，漿液附著在經(jīng)紗上，使經(jīng)紗獲得可織性。泡沫上漿技術(shù)以低能耗、快速為主要特征，可節(jié)省大量加工用水，減輕污水排放量以及對(duì)污水的處理壓力。泡沫上漿新工藝正以其吸液率低、節(jié)能好、車速高、毛羽少、纏結(jié)少和滲色少等優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的重視。泡沫上漿與普通上漿的主要區(qū)別是：普通漿料上漿時(shí)，漿料溶解或分散在水中，以水為介質(zhì)將漿料傳送到織物上；而泡沫上漿工藝中，泡沫（空氣和水）是傳送介質(zhì)。
3.2 泡沫染色
泡沫染色作為一種節(jié)能、節(jié)水的新型加工技術(shù)逐漸被人們所重視。泡沫是由液膜包圍著氣體所形成的。它是由大量氣體分散在少量液體之中形成的微泡聚集體，并以液體薄膜相互隔離，且具有一定的幾何形狀，是一種微小多相、粘狀不穩(wěn)定的體系。利用泡沫染色法進(jìn)行還原染料懸浮體染色，可使懸浮體均勻地分布，提高懸浮體染色的勻染性能。發(fā)泡劑一般為表面活性劑，不僅可以發(fā)泡，同時(shí)還具有分散作用。將泡沫染色與常規(guī)染色比較可發(fā)現(xiàn)，前者賦予織物更好的勻染性。用這兩種方法進(jìn)行懸浮體染色對(duì)比發(fā)現(xiàn)，織物的摩擦牢度、汗?jié)n牢度、水洗牢度以及日曬牢度基本相同。
泡沫染色可降低水和各種助劑的用量，染色廢水量也相應(yīng)減少，可降低對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)可縮短加工時(shí)間，提高織物的表面得色量及減少染料的泳移。但是由于染料本身的特性、泡沫施加的均勻性以及泡沫的穩(wěn)定性，泡沫染色工藝控制不佳會(huì)造成勻染性問(wèn)題。
3.3 泡沫印花
泡沫印花最早應(yīng)用在地毯印花中，進(jìn)而推廣到絨類織物印花及一般紡織品的印花。泡沫印花是借助于空氣，使少量的液體形成泡沫，泡沫攜載著染料或涂料及各種助劑，施加到足以均勻覆蓋全部織物的程度，從而以較低的給濕量完成整個(gè)印花過(guò)程，形成表面印花效果，進(jìn)而達(dá)到節(jié)省能源染化料，改善織物手感的目的。在泡沫印花加工中，由于刮刀和軋輥等對(duì)泡沫施加的壓力及纖維和毛細(xì)管作用使泡沫破裂，染料由于沒(méi)有“糊料”的載體，就立即停留在原處，這樣就構(gòu)成了其精細(xì)的印花效果，所以一旦泡沫色漿觸及織物，要求盡快破裂，這對(duì)印花質(zhì)量是有益的。
泡沫印花色漿需要的泡沫應(yīng)該是在印到織物上之前，泡沫應(yīng)十分穩(wěn)定；印到織物上以后，又要求迅速破裂。如泡沫不穩(wěn)定在印花前便發(fā)生破裂，色漿粘度下降，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)泡沫印花；若泡沫穩(wěn)定性太高，印花后泡沫在織物上不能均勻地破裂，會(huì)給印花質(zhì)量造成影響。與傳統(tǒng)印花相比，泡沫印花質(zhì)量更高，圖案更清晰，手感更柔軟。若通過(guò)控制染料的滲透量，可在淺色上疊印深色，還可使?jié)?濕加工工藝成為可能，如泡沫印花后織物無(wú)需中間烘干就可直接進(jìn)行泡沫后整理。
近三十年來(lái)，我國(guó)紡織工業(yè)取得了飛躍式的發(fā)展。隨著廣大消費(fèi)者消費(fèi)水平的提高，對(duì)印染產(chǎn)品品種，質(zhì)量，風(fēng)格和功能性的要求發(fā)生了日新月異的變化。由于紡織品市場(chǎng)趨于供大于求而形成了賣方市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)也日益白熱化。為了滿足市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，要求企業(yè)深加工，精加工，小批量，多品種，快交貨，以及加強(qiáng)功能性紡織品的開(kāi)發(fā)。在目前的紡織品中，色織布的市場(chǎng)份額比例越來(lái)越高，開(kāi)發(fā)的功能性產(chǎn)品也越來(lái)越多，如免燙，抗菌，抗紫外線，親水整理，護(hù)膚，蓄熱加工，阻燃，抗靜電等等，有的是在纖維中直接添加助劑形成功能化，有的是通過(guò)整理技術(shù)形成功能化，然而總體來(lái)說(shuō)，單一功能的產(chǎn)品比較多，而具有三種以上功能的色織布面料還比較少。我公司是生產(chǎn)高檔襯衫的生產(chǎn)廠家，一直致力于功能性產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，在一件襯衫上同時(shí)給人于防止紫外線和抵抗細(xì)菌的侵襲，又給人舒適的感覺(jué)，這樣的服用性能相信能給消費(fèi)者很大的吸引力。
2 關(guān)于抗紫外線，吸濕排汗和抗菌
2。1 紫外線通常分為UV-A（400-320nm），UV-B（320-280nm）， 這兩種波段如果過(guò)量照射，會(huì)使人體黑色素增多，皮膚老化，嚴(yán)重的還會(huì)使皮膚起水泡，紅斑，甚至導(dǎo)致皮膚癌。隨著社會(huì)進(jìn)步和生活的科學(xué)化，人們對(duì)服裝的要求開(kāi)始轉(zhuǎn)向舒適型和功能保健型。紫外線防護(hù)整理有紫外線吸收和紫外線屏蔽兩種。常用的紫外線吸收劑有苯酮類和苯并三唑類，它們吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能；紫外線屏蔽劑有ZnO，TiO2，它們有較高的折射率，紫外線屏蔽能達(dá)到84%-89%。在這里我選用CLARIANT公司的反應(yīng)性抗紫外線助劑RAYOSAN C，RAYOSAN P，它們能與纖維牢固的結(jié)合，耐水洗，而ZnO，TiO2與纖維的結(jié)合需要粘合劑，而粘合劑對(duì)吸濕排汗功能有嚴(yán)重的影響，因此不能使用。
2。2 吸濕排汗產(chǎn)品近幾年來(lái)大量涌現(xiàn)，纖維型的如杜邦公司的COOLMAX，儀佂化纖的COOLBEST，這類纖維通過(guò)改變纖維的表面形狀，使水份能快速傳輸，散發(fā)，增加了人體的舒適感；而通過(guò)后整理技術(shù)來(lái)達(dá)到舒適感是在纖維上添加一層親水性物質(zhì)，如CLARIANT公司，CIBA公司，3M公司都有較好的產(chǎn)品。
2。3 抗菌劑按化學(xué)機(jī)構(gòu)，大致可分為：有機(jī)硅季銨鹽類，有機(jī)硅，氯苯咪唑類，胍類，鹵化苯醚類，殼聚糖和銀離子類等?，F(xiàn)有的抗菌整理范圍很廣，與微生物的作用方式有：與細(xì)胞膜作用，在新陳代謝過(guò)程中作用或在芯材中作用。氧化劑例如甲醛，鹵素，過(guò)氧化物先攻擊細(xì)菌的細(xì)胞膜，或滲透細(xì)胞質(zhì)，對(duì)其酶起作用。脂肪醇作為凝固劑，使微生物中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不可逆地變性。脫乙酰甲殼質(zhì)子化的氨基能夠鍵合帶負(fù)電荷的細(xì)菌的細(xì)胞表面而抑菌。季銨鹽類，雙胍胺表現(xiàn)出特殊的聚陽(yáng)離廣性，多孔性和吸收性能，當(dāng)應(yīng)用與紡織纖維時(shí)，這些抗菌劑與微生物的細(xì)胞膜結(jié)合，使疏油的多糖化物結(jié)構(gòu)斷裂，最終導(dǎo)致細(xì)胞膜的穿刺的細(xì)胞破裂。銀化合物是由于絡(luò)合作用而阻止微生物的新陳代謝。
對(duì)于以上三種整理，各自性能不同，離子性也不同，在纖維上的反應(yīng)機(jī)理亦不相同，因此，如何制定工藝，選用合適的助劑，盡量互不干擾，發(fā)揮各自的功能性就相當(dāng)重要。
3 試驗(yàn)材料
CVC（55/45）45×45 110×80 45×45 120×80 45×45 130×80
抗紫外線助劑：CLARIANT公司 RAYOSAN C RAYOSAN P SANDOTOR HV SANITIZED T9620
4 測(cè)試方法
抗紫外線按AS/NZS 4399標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，以紫外防護(hù)因子UPF的大小表征織物紫外線防護(hù)功能。
吸濕排汗：30分鐘布面爬升的高度，水滴在布面上完全散開(kāi)時(shí)的時(shí)間，30分鐘25×C殘留水份。
抗菌性能：AATCC TEST METHOD 100 采用菌種為SN 195 920 Staphylococcus aureus ATCC 6538
5 工藝流程
燒毛→退漿→絲光→吃料（抗紫外線）→焙烘（150×C 3MIN）→水洗→拉幅（吃吸濕排汗，抗菌料）→焙烘（150×C 3MIN）→預(yù)縮
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