[科普中國]-泡沫染整

泡沫染整是以盡可能多的空氣來替代染整溶液中的水，通過空氣將染整的濃溶液或懸浮液膨脹轉化為泡沫，然后再經過一定的裝置強制將泡沫均勻擴散到織物表面上，以此在最低給濕量的條件下，使織物獲得均勻分布的染色或整理效果。因此，泡沫的產生和對織物的均勻施加，是泡沫染整的兩個關鍵部分。

泡沫染整的基本原理分析和了解泡沫的類型及穩(wěn)定性，可以有效控制發(fā)泡過程。通過發(fā)泡劑和穩(wěn)定劑的作用，能夠控制泡沫的大小和穩(wěn)定性。獲得均勻穩(wěn)定的泡沫后，對織物實施泡沫破裂，可使織物獲得所需染料或整理液，從I而達到織物所需的染整效果。泡沫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，具有一定幾何形狀。它是一種微小多相、黏度和熱力學不穩(wěn)定的體系。泡沫的形成過程是：氣泡首先在含有表面活性劑的水溶液中，被一層表面活性劑的單分子膜所包覆；當該氣泡沖破表面活性劑與空氣的界而時，第二層表面活性劑就包覆著第一層表面活性劑膜，形成一種含有中間液層的泡沫薄膜層。這種泡沫薄膜層中含有織物染整所需的化學品液體，當相鄰的氣泡聚集在一起時，就形成了泡沫。

根據(jù)Gibbs原理，體系表面能總是趨向于維持最低狀態(tài)，因而泡沫具有白發(fā)破裂的傾向。在實際應用中，泡沫的穩(wěn)定性及流動性是滿足使用要求的兩個重要特性。泡沫的穩(wěn)定性是保持其所含液體及維持白身存在所具有的能力，與排液速率的快慢和液膜的強度有關。氣泡間的液體在壓力和重力的作用下不斷被排出，而氣泡的液膜在氣、液相對密度和界面兩側之問的壓差作用下，會逐漸變薄。體相黏度大的液體排液速率較慢，泡沫相對較穩(wěn)定。1

泡沫染整中泡沫的類型泡沫類型可分為穩(wěn)定性泡沫、亞穩(wěn)定性泡沫和不穩(wěn)定性泡沫三種。具體特性和使用要求如下。

(1)穩(wěn)定性泡沫。其穩(wěn)定性較好，即使在烘干后也不會破裂，并仍然保持其原有結構，但在織物打卷前必須對其擠壓（如軋光）或復合。該類型泡沫的穩(wěn)定性，使其對織物的滲透性變差，但能夠穩(wěn)定地保持在織物底層表面上。穩(wěn)定性泡沫經擠壓破裂后，其液層中的聚合物就可附著在織物底層上，并且牢度較好。所以比較適于織物的泡沫涂層整理。

(2)亞穩(wěn)定性泡沫。泡沫組分在單位施用面積內仍然處于穩(wěn)定狀態(tài)，當泡沫施加在織物上時還存在部分泡沫，烘干時所有空氣就會破泡而f}{，而泡沫中化學品留在織物上。亞穩(wěn)定性泡沫相當于涂層增稠劑，施加在織物上后會破裂。在家用紡織品染整加工中，可以利用這一特性，對織物正反兩面分別施加兩種不同的化學助劑，以獲得不同的使用性能。例如在織物正面施加阻燃整理劑，并同時在反面利用泡沫封閉體系施加柔軟劑或碳氟化合物整理劑。這樣既可以滿足使用性能，又可節(jié)能和降低成本。

(3)不穩(wěn)定性泡沫。泡沫的化學組成使其在形成過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，但施加到織物上就會立即破裂，空氣隨即離去，而留下的是液體，并且黏度與水相當。其中組成為水、化學品和發(fā)泡劑。不穩(wěn)定性泡沫可由攪拌器產生，輸送到給液器，然后通過給液器上縫隙持續(xù)、均勻地施加在織物上。用于紡織品和無紡布浸軋時，其施加的量可以決定對織物的滲透量。低施加量即為單面施加，而高施加量則意味著兩面施加。該類型泡沫可用于裝飾、家紡和產業(yè)用紡織品的阻燃和防水整理。1

泡沫染整的特點泡沫染整與常規(guī)染整有許多不同點，但最重要的是以空氣替代部分水，節(jié)約水和能耗。歸納起來有以下幾點。

1、降低用水泡沫染整是大量的空氣取代整理液和染液中的水溶劑，使得耗水和化學品消耗大為降低。此外，染液中不需要添加增稠劑，染色后的水洗簡單，耗水量減少。有實驗顯示，采用泡沫染整，單位織物耗水量比常規(guī)工藝減少50%，有些甚至可達80%~ 90%，污水排放量也隨之下降。

2、節(jié)省能耗常規(guī)織物染整濕加工過程中，織物的含濕率為50%~ 80%，而泡沫染整的織物含濕量則大為下降，例如純棉平紋織物在泡沫染整中的含濕率僅為15%~ 30%，織物含濕量的降低，減少了烘干時的能耗。

3、工藝流程短且可靠 由于帶液量與織物的含濕量無關，所以可以進行“濕一濕”加工，取消了中間的烘十過程，縮短了工藝流程。通過程序控制，可以精確地控制織物總帶液率。能夠迅速將泡沫送到織物中所有纖維表面，保證所需的滲透深度。

4、泡沫染整的局限性泡沫技術在過去二十多年的發(fā)展過程中，主要是從兩個方面進行研究。一是控制氣體與液體滿足印染要求的精度：二是泡沫產牛后在施加過程中，如何解決將不斷衰減的泡沫橫向均勻地施加在運行的織物上。這里既涉及織物吸濕性的變化對其帶液率的影響，同時關系到泡沫染整裝置的控制精度、因而，泡沫染整技術更為成功的還是泡沫整理。1

泡沫染色工藝泡沫染色的浴比小，可節(jié)約大量的用水，并可降低各種助劑（如鹽、堿和染料）的用量。泡沫染色過程中，染液對織物的滲透性較小，當泡沫與纖維表面接觸后，因泡沫內的染料濃度高而水分少，來不及滲透到纖維內部就均勻地破裂于纖維的表面，使織物的表面得色量增加常規(guī)染色織物帶液率一般為60%~ 80%，而泡沫染色的織物帶液率一般為10%-40%不僅能夠使織物表面獲得較高的得色量，而且還可減少染色廢水處理量，降低對環(huán)境的污染泡沫染色是在染液巾加入發(fā)泡劑，將染液制成泡沫的形態(tài)后再施加到織物上。與常規(guī)染色工藝相比，泡沫染色可精確控制給液量，不容易產生頭尾色差，通過控制噴人深度可實現(xiàn)單面染色。如何將染料均勻分布在織物上，是泡沫單面染色技術的關鍵。為此，目前從兩個方面進行研發(fā)，即通過泡沫染色設備提高勻染性；開發(fā)泡沫多色工藝，獲得染色和印花雙霞效果，降低對勻染性的要求。

當然，相對泡沫整理而言，泡沫染色在實際生產巾應用難度要更大一些，主要是勻染性問題。其影響因素主要有染料性能（如直接性）、泡沫施加的均勻性和穩(wěn)定性等。岡此，從目前的應用情況來看，泡沫染色主要應用于地毯、絨類厚織物及多彩染色。1

本詞條內容貢獻者為:

王寧 - 副教授 - 西南大學