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【集萃网观察】1 前言 在纺织品的染整加工中，需要使用大量的水作为化学品的加工介质，而实际需要的量远远小于施加的量，其中绝大部分的水通过烘干而蒸发，这不仅消耗大量的能源，也导致了水的浪费，有时甚至还要影响染整加工中的化学反应（如染色过程中活性染料的水解），产生大量危害环境的废水，而如果使用空气代替部分的水作为稀释剂，把染整工作液从液体形态转变为泡沫形态，再使用泡沫工艺将化学品施加到织物上去，可使织物的带液率从常规浸轧的60-70%降低到20-30%，大大减少干燥过程中所需的热能，而且还能节约用水，提高车速，减少化学品在织物上的泳移，提高染整加工的质量。 用泡沫处理织物的设想，最早可追溯到1931年。此后不断有人进行探索。1971年，瑞士Sandoz公司研制成Sancoward工艺，但均未受到应有的重视。1973年后，席卷世界的能源危机导致能源价格大幅上涨，能耗费用由原来占产品成本的10%上升到15%-20%，甚至更高，在这一形势下促使国内外众多专家学者对泡沫染整这项新的节能加工技术进行了大力的研究和开发，我国在上世纪八十年代曾对泡沫染整技术进行了大力的开发和推广应用，但在九十年代期间，泡沫染整的研究开发和推广应用逐渐趋于缓慢，这样一个节能型项目并未在国内持续推广应用。究其原因主要有以下两个方面：一是由于当时技术水平限制；二是当时人们的“环保”意识相当淡漠，各生产企业并没有采取强有力的环保措施。 进入21世纪以来，人们的观念已发生了巨大的变化，“绿色环保”已成为工业生产的“主题”，国家加强了对环境保护的重视，大力贯彻节能、降耗、减排的环保方针和政策。在此大好形势下，可以确信，泡沫染整作为一种低给液、高节能加工技术必将成为21世纪最受欢迎的染整加工方法之一。
2 泡沫染整加工 在含有表面活性剂（发泡剂）的染整加工液中通入空气，以机械剪切的方式形成泡沫，通过泡沫施加器把这些泡沫均匀地施加到织物上进行泡沫染整加工。
3 泡沫染整设备 一台专用的泡沫染整联合机，主要由一台泡沫发生器和一台泡沫施加装置以及常规的染整烘燥（和平洗设备）组成。 泡沫施加是整个加工的中心，必须精确控制工作液的发泡和泡沫的均匀施加。 发泡装置主要分为两大类：静态发泡器（包括填料式和网式发泡器）和动态发泡器。泡沫施加装置主要有刮刀式、辊筒式、橡毯真空抽吸式、圆网式和狭缝式等不同形式，各有不同的加工特点。譬如，上海太平洋纺织机械成套设备有限公司目前研制的泡沫整理设备为动态发泡器和狭缝式泡沫施加器的组合，主要适用于机织物的泡沫整理加工。
4 泡沫染整的发展和应用 4.1 泡沫整理 泡沫染整加工工艺中最先得到应用和发展，也是发展得最快的是泡沫整理。泡沫整理就是将含有发泡剂的整理液发泡后再施加到织物上的一种染整加工方法。 泡沫整理具有泡沫染整的一切加工优点，到目前为止，泡沫整理已成功地应用于泡沫树脂整理、泡沫柔软整理、泡沫阻燃涂层整理、泡沫拒水以及吸湿整理、泡沫增白整理等，此外还发展了综合各种整理效果的泡沫多功能整理。 因此可以预计，泡沫整理作为一种低给液、高节能加工技术必将得到更加深入的研究和发展，成为21世纪最受欢迎的染整加工方法之一。 4.2 泡沫印花 泡沫印花可以说是以空气来增稠印花色浆，以代替传统使用的天然或合成糊料，它具有以下一些主要优点：（1）节省糊料费用（2）节约烘干能耗；（3）印浆容易洗干净，既减少用水，又节约能耗；（4）改善印花后织物的手感。 泡沫印花工艺的主要困难是怎么样使泡沫的发生设备和施加设备能适用于薄型的机织物和针织物；把饱含空气的泡沫印浆，用常规水溶液印浆的印花方法，在一般铜辊印花机或平网与圆网印花机上印花，其最大问题是泡沫密度的变化。泡沫是一种亚稳定体系，即使静止不动，泡沫也会一部分自然破灭，造成体系密度的变化。在铜辊印花机或圆网印花机上，受到刮刀刮浆时的剪切作用，又会把空气压进泡沫体系，使泡沫的容积增加，致使印出的色泽发生变化。这些机械性的影响，任何泡沫稳定剂都无法控制或防止；此外，印花色浆中常常含有大量的水溶性或不溶性的染料，要制成3：1到10：1范围内的发泡比，也是很困难的。 4.3 泡沫染色 泡沫染色是在染液中加入发泡剂，将染液加工成泡沫的形态后再施加到织物上去。与常规技术相比，泡沫染色具有节约烘燥能源、节约用水、提高车速等优点。 然而在染色加工中染料的均匀分布是它的关键环节，在泡沫单色染色中，染料的均匀分布还不理想。因此，为了提高染色均匀性，提高染色质量，一方面大力开发泡沫染色施加设备，另一方面，也发展泡沫多彩染色。泡沫多彩染色在均匀性上不象泡沫单色染色那样要求高，同时兼有染色和印花的双重效果，这是一般染色方法所不能达到的。泡沫多彩染色由于其显著的优点在一些领域里得到了成功的应用。 4.3.1 地毯泡沫染色 地毯泡沫染色是迅速得到认同和应用的泡沫染色工艺之一，发展到80年代初期，已有多家公司使用地毯泡沫染色设备进行生产。当时发展的机型主要有单面染色机、双面染色机、多色染色机等，其中双面泡沫染色机，赋予织物两面不同的染色效果。而多色染色（又称无规则染色）是利用泡沫的流变性，使用适当的施加方法来获得常规染色法难以得到的独特的无规则染色效果，而地毯特别适合于染成无规则色泽效果。多色染色设备目前最多只能做四色染色，其基本原理是，四种染料分别经发泡器发泡后进入泡沫贮槽，然后通入两组由电磁阀进行控制的泡沫喷口，两组喷头可交错排列，泡沫自喷口喷出后淌到主动辊筒的表面，然后经挡板施加到地毯织物上去。 地毯泡沫染色，最先采用的是Sandoz公司研制的间歇式染色工艺，称之为“Sancowad工艺”。随后开发了连续式染色工艺，并且取得了重大进展。 在用泡沫进行连续染色的过程中，由于泡沫是可以按生产线上消耗量相等的速度连续制成，因此泡沫所需要的稳定性很低，但在实际应用过程中，泡沫必须具有适当的稳定性 。 4.3.2 绒类织物的泡沫染色 绒类织物由于纤维的高吸液性，因此在进行染色时就特别困难，在干布上30%-40%的泡沫吸液率，能最大限度地节能和节水，但这样小的水量，在泡沫破裂时不能把染料均匀地分布到织物结构中被吸收，结果是局部区域的组织由于液量有限而吸收不足，而别的地方则吸收过多。这种现象在单色染色中，常常明显地造成两边、头尾和整个组织结构在色泽深度上的差异。 研究者依据绒类织物正面为腈纶绒面，底板为纯棉的特点，在其正面施加阳离子染料，反面施加直接染料，获得了较好的染色效果。Kusters公司研制的双面泡沫染色机主要用于该类织物的染色。 我国上海纺织科学研究院在上世纪八十年代曾试制了一套适用于绒类织物泡沫多色染色工艺的发泡和施加联合装置，可以对绒类织物如薄绒、立绒、灯芯绒及不同绒毛长度的人造毛皮等进行多色染色的加工，经处理所获得的图案具有印花和染色的双重效果。图案中如需要出现规定的花型则可采用网印，既可单色，亦可双色或更多的自然拼色，是目前传统印花工艺所不及的。 4.3.3 棉织物的泡沫多彩染色 在棉织物上采用的泡沫染色研究得较多的是棉织物的单色染色。前苏联的Н.М.ОРЛОВА研究了棉织物用活性染料采用泡沫染色的可能性；日本的刑部守采用了乙烯砜系、一氯均三嗪系等不同结构形式的活性染料在棉织物进行泡沫染色，试验表面，染料经发泡后上染纤维并不会改变染料的染色特性，染色后的各项染色牢度与常规染色无异，但是单色泡沫染色常常造成染色不匀，这大大制约了其在泡沫染整加工中的应用。因此为了规避单色染色不匀的问题，泡沫多彩染色应用于棉织物上不失为一种新的研究方向。但是在研究泡沫多彩染色的过程中也存在着它本身的一些问题：如适用于泡沫多彩染色的发泡剂和染料的筛选；发泡染液间的系统相容性；适用于三种或者更多种颜色同时施加的泡沫染色样机在国内还未生产；如何控制染色质量的稳定性等；由于泡沫多彩染色的效果特别，它的应用领域还需进一步开拓。 5 展望 综上所述，泡沫染整是一项节能效果非常显著的染整加工技术，它具有设备投资少、节能、节水和节约化学品以及开发特殊功能产品、提高生产效率等诸多优点。但是，在应用泡沫染整进行工业化生产的过程中还有种种难题，一方面来自设备，另一方面是来自工艺。因此，以后可以从以上两个方面加大对泡沫染整的研究和开发。近年来，随着人们环保意识进一步加强，国家对环境保护的重视，大力贯彻节能、降耗、减排的环保方针和政策，泡沫染整必将受到印染企业的欢迎和重视，具有十分广阔的推广和应用前景。
