泡沫整理工艺及其优势

（一）泡沫整理（foam finishing）的由来和发展

在常规的印染加工中通常以水为稀释剂，把染化料制成水的工作液，然后通过浸轧或浸渍的方式使其浸轧到织物上去。通常织物带液率较高，其中纯棉织物的带液率一般在70%左右，涤／棉织物的带液率在60%左右。在这些浸轧到织物上去的液体中所含固体物质极少，通常只占0.5%～5%，其中绝大部分是水，而这些水分必须通过加热烘干而被去除，这样就消耗了大量的能源。据国外不完全统计，印染加工行业所耗用的能源约占整个纺织工业耗能的60%，因此如何在印染加工中节约能源，研究各种节能新工艺，一直受到印染界人士的重视，泡沫整理就是人们寻求的各种节能新技术之一。泡沫整理是在浓度较高的整理工作液中加入发泡剂（foaming agent），再利用发泡设备（foaming device）使其与气体（一般为空气）混合，形成一定质量的泡沫，然后通过泡沫施加器把泡沫均匀地施加到织物上去，这样就大大降低了织物的带液率（take⁃up），一般能使纯棉织物的带液率从传统浸轧的70%左右下降到30%以下，涤／棉织物的带液率从传统浸轧的60%左右下降到20%以下，从而具有显著的节水和节能效果。由于带液率低，减少或消除了织物在烘干过程中树脂的游移，提高织物弹性或节约树脂用量，由于带液率降低而大大提高了烘干的车速，提高了劳动生产率。另外泡沫整理既可以进行单面泡沫施加，也可以进行两面含有不同药剂的泡沫施加，有利于开发新品种。

由于泡沫整理的均匀性受到一定限制，而且对工人的操作技术要求较高，目前在树脂整理方面应用较少，但一些企业较多地把它应用到中厚乃至厚重织物（如牛仔布，家具布）的柔软、上浆整理和给湿拉幅等加工中去。

（二）泡沫的形成和泡沫稳定性（foam stability）

泡沫是泡沫整理中的关键，它是以薄层液膜相互隔离的气泡的集合体，其中以气体为分散相，液体为连续相，组成一种气—液分散体系。由单独的两相形成的泡沫，表面积比原来的两相增大了许多倍，因此泡沫的表面自由能比原来的单独两相大得多，这就意味着泡沫不能自发形成，必须从外部加入能量才能发泡（这是发泡的条件之一）。形成泡沫的方法有两种：一种是分散法，即通过机械搅拌、振荡、剪切等方式将气体分散在发泡液中；另一种是聚集法，即在发泡液中加有产生气体的物质，在减压或发生化学反应时在发泡液中产生气体聚集形成泡沫。在泡沫整理中都采用分散法，聚集法则在立体发泡印花等工艺中采用。不论采用哪种方法发泡，形成的泡沫都是不稳定体系，都有自发破裂的倾向。

为提高泡沫的稳定性，就要提高泡沫壁的回弹性以增强其修复泡壁的能力，或者延长泡壁薄化所需的时间。工艺上通常加入与发泡剂结构相似的物质作泡沫稳定剂，用以提高泡壁弹性，或加入高分子物质作泡沫稳定剂，用以提高发泡液本体的黏度，阻止泡壁中液体的流失，延长泡壁薄化所需时间，从而增加泡沫的稳定性。

泡沫的发泡性能常以泡沫冲击高度（在特定的容器里，一定量的发泡液从一定高度流下，冲击形成的泡沫高度）和发泡倍率（blow ratio，发泡液发泡后的泡沫体积是原发泡液体积的倍率，BR）来衡量；泡沫的稳定性则以泡沫初见液时间（一定体积的泡沫出现第一滴液体所需的时间，t0）和泡沫半衰期（half⁃decay times，泡沫破裂出现的液体达到组成泡沫液体体积的一半所需的时间，t1／2）来衡量。

（三）发泡剂和泡沫稳定剂

1.发泡剂（foaming agent）　发泡剂都是表面张力较低的表面活性剂，如阴离子型的十二烷基硫酸酯钠盐（NaLS）、十二烷基苯磺酸钠（ABS）、十六烷基磺酸钠（AS）；非离子型的平平加O、净洗剂JU、分散剂WA 等；阳离子型的1227、抗静电剂SN 等。

2.泡沫稳定剂（foaming stabilizer）(www.xing528.com)

能增加NaLS 泡沫表面弹性的泡沫稳定剂有正十二醇、月桂酰胺、月桂酸等；增加泡沫黏度的泡沫稳定剂有羟乙基纤维素（HEC）、羧甲基纤维素（CMC）、聚乙烯醇（PVA）、合成龙胶等。

（四）泡沫整理工艺

在狭缝式泡沫整理加工中，必须根据生产的实际情况控制好主要的工艺条件，这些工艺条件包括泡沫整理液的配方、织物的带液率、发泡液流量、车速、发泡倍率、泡沫的初见液时间、泡沫施加的均匀性、织物张力和泡沫回压等，它们在泡沫整理生产中起着不同的作用。要正确控制织物上药剂的施加量，必须正确控制发泡流量、织物带液率和车速，它们的相互关系为：

如涤／棉织物泡沫防水整理工艺如下：

（1）织物：涤65／棉35 纱绢，12.9tex×2／12.9tex×2433 根／10cm×217 根／10cm。

（2）配方：

（3）工艺条件：发泡倍率（BR）＝9.4，t0 ＝65s，正面施加泡沫，织物带液率为27.7%，车速60m／min，泡沫回压4.52～4.71kPa，焙烘条件（190℃，30s）。

经泡沫整理的织物的断裂强力和弹性均高于传统的浸轧工艺，织物正面的拒水性优于传统浸轧工艺，反面低于传统工艺，使用时只要正确区分正反面就能收到良好的效果。

泡沫整理是20 世纪70～80年代迅速发展起来的节能技术，在能源紧张、水资源缺乏的今天还应有更好的发展前景。