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文|柳丝园a

编辑|柳丝园a

前言

现在世界上的人越来越多，我们生活得越来越好，比如工业变多了。但是，我们用的化石燃料也越来越多，像石油、煤炭之类的东西。大家知道，用太多化石燃料不好，因为它们的储备会变少得很快，而且对环境不好，会影响我们的健康，还会让全球变暖，天气变化很大。这变化和能源、水资源有关，最严重的问题就是全球变暖，就是因为温室气体越来越多，像二氧化碳、甲烷这些。它们在空气里越来越多，让热量不容易从地球表面散发出去，所以地球会变热。这种变化也让水变少，全球的水储备都减少了。为了解决这问题，科学家们一直在想办法，想出了一些新技术，可以节约能源，用水更少一些，这样资源就能用得更好。

如果把纺织公司用的能量和其他行业的能量相比较，我们会发现纺织工业用了很多能量。特别要注意的是，纺织企业里整理部门是最费能的部分。在整理部门，能耗的 45-75% 用在了湿法处理，15-40% 用在干燥和固定过程，还有8-18% 用在其他步骤和通风上。虽然整理部门用的电不多，但是用了很多热能和水。因此，在后整理过程中，节能和节水技术非常重要。

常见纺织品

虽然纺织品整理可以适用于不同的材料，纤维、毛线、纱线、织物等，但最常见的是织物的整理。无论用在哪种材料上，我们都希望整理后效果均匀，不会损坏纤维，不会让织物断裂，同时还要有经济效益、可以重复使用，并且对环境影响要小，要减少能源和水的使用。为了满足这些要求，不同的应用技术被研究出来，以获得所需的纺织材料性能。这些技术主要是湿法工艺，包括耗竭法、浸渍法、真空应用、最大限度涂布技术，以及低液量应用技术中的喷涂、涂层、转移和泡沫法。除了这些方法，近年来还变得越来越重要的微胶囊技术、等离子体应用、溶胶-凝胶技术和层压技术也在后整理中得到应用。

现在在纺织工业中，我们使用的方法和技术不仅需要织物具有功能性、耐用性、可重复使用性和成本效益，还需要注重环保、节水和节能。随着各种各样的工业需求增加，单一功能的织物可能不能满足所有要求，所以我们更需要多功能的织物。

有时候，织物的正反两面都要具备不同的功能，这会增加成本，也可能影响使用效率。举个例子，对于运动服装来说，织物内部要能吸汗，外表要防水、防油和防污。如果整个织物都具备防水功能，那么防水化学物质就会影响织物内部吸汗的效果，带来使用上的困扰，还会增加后续处理的成本。

由于常规的内衬施加方法无法将不同的化学物质应用在不同的侧面，所以织物的两面都被同样的化学物质处理。这样做既不能完全满足预期要求，还会增加成本。因此，有些功能需要只应用在织物的单面上，这样能更好地满足不同的需求。

在一个洗涤液中同时提供多种功能性在很多情况下都有问题，因为所有所需的功能都要在同一个洗涤液中混合在一起。第一个问题是，不同种类的化学物质，包括碱性和辅助性化学品，可能无法在同一个洗涤液中很好地相容。因为它们的化学结构和作用方式都不同，所以混合在一起可能会出现问题。

第二个问题是，由于所有的化学品都混在一起，无论织物的正面还是背面，不同的功能都会以混合的方式呈现出来。这可能会导致不需要的功能出现在错误的一面，或者实现不了预期的效果，或者没有达到所需的功能水平。所以，考虑到这些问题和要求，工业和学术界都认为，为了实现多功能性，需要在织物的同一面或不同的面上，根据使用需求，以有效和持久的方式应用一种以上的功能。

还有一种方法是通过将不同功能的织物层使用层压方法等方式组合在一起，以实现多功能性。但是，因为每一层织物都有自己的功能，最终的产品会占用更多的空间，并增加材料的成本。因此，考虑到用户的需求，多功能单层织物应该具备便携性、实用性、灵活性，并且要节省材料成本。

湿整理工艺

该工艺指的是处理纺织品时使用水和化学物质的方法。大部分纺织品在后整理过程中都会使用湿法工艺。这些湿法工艺包括排气、浸渍、涂布、转移、喷涂和发泡等。要注意的是，处理时需要用适量的染液，这样化学物质才能充分分布到织物中。这个适量的值，也叫临界附加值，会根据纤维类型、织物结构和之前的预处理而不同。

湿法工艺早已存在，但近些年来在许多方面都得到了更新，比如在浸渍机中使用新技术，以降低织物对水的吸收率，或者在新型化学泡沫应用中确保化学物质均匀分布，还有去除喷嘴堵塞的问题。最小应用方法是湿法工艺中一个重要的部分，因为相较于传统方法，它在节水和节能方面有很大优势。近年来，在处理纺织品的过程中，如提高水-油-土壤排斥性、阻燃性、抗菌性等多种功能，最小应用方法变得越来越重要。还有更新的低用量方法，它们在湿整理工艺中的应用。

排气过程

排气过程就是在很长时间的湿法处理中，使用大量的液体，让待处理的产品充分吸收整理剂。这个方法有时候也被称为全浴法或间断法。实际操作中，研究中使用的液体和待处理物的比例在1：2到1：100之间。要使这个方法有效，使用的整理剂必须与纺织物很好地结合，换句话说，整理剂要愿意从液体中被纺织物吸收出来，这样才能达到理想的效果。

在纺织工艺中，染色是很重要的环节，可以用于染色纤维、纱线、织物或服装。但是，不同类型的纤维形态需要不同的染色方法。有些染色是用捆绑或篮子装载纤维来进行的，这叫做纤维染色。还有一种涂料或溶液染色，是在纤维挤出之前将颜色混合到聚合物溶液中的方法。

另外，纱线染色可以用于制作条纹、格子等复杂的设计。而经轴染色则是将多根纱线排列在一个穿孔经轴上，这可以是数百甚至上千根纱线绕在一根轴上。织物或片染是最有效率和生产率最高的方法，包括喷射染色机、织物染色机等。所有这些机器，以及大部分的纱线染色机都是分批或排气式的机器。

浸渍法

浸渍法就是在很短的时间内，把纺织品放入洗液中，然后用压力挤压，让洗液充分渗透，这就是浸渍法。当织物被浸泡后，在通过卷筒压榨之前，洗液会以以下方式分布：纤维的内部、纤维之间的毛细区域、以及织物表面。浸渍法有两个主要特点：使用的液体较少，处理时间很短。

在使用浸渍法时，重要的是不要使用与纺织物不相容的整理剂，或者只使用少量。由于这是个连续过程，开始时纺织品吸收的液体浓度应该和结束时的浓度相同。但是，如果使用高浓度的染色剂，就会产生“拖尾效应”，当用轧染法染色时，由于时间推移，染料浓度逐渐降低，导致颜色在织物上逐渐变化。

在纺织前处理中，大多数使用的化学品与纤维的相容性并不是很高，不像在染色过程中使用的那些化学品。因此在这些情况下，最常用的应用技术是浸渍法。浸渍机的工作方式类似于图上所示的填充机制。然而这种方法也有一些缺点，具体表现在不同系统上，例如使用高浓度的整理化学品和长时间的处理，会产生染色过程中的“拖尾效应”等。

此外浸渍法需要大量的劳动和高耗能的蒸汽，还需要跳汰机等设备，导致成本较高。另外，需要注意的是，与衬垫系统相关的高吸湿性是不利的，因为在热干燥过程中，洗液会从织物内部向外部迁移，导致化学物质不均匀分布，降低织物的耐久。

这是关于浸渍机工作方式的图示，有不同的工艺路径，这个方法分成两种类型：干浸和湿浸。因为干燥的纺织品更容易在含有整理材料的液体中吸收，由于毛细现象，纤维对液体有很强的吸附能力，所以干-湿浸渍法比湿-湿浸渍法需要更短的处理时间。但是如果在湿整理之后还需要进行第二次湿整理工艺，并且把干燥步骤当作昂贵的中间过程，那么采用干-湿浸渍法的优势就在于可以跳过这个中间的干燥步骤，从而间接地节省能源。另外，在染料/整理剂固定在纤维上之前的干燥过程中，通过避免中间的湿-湿浸渍过程，可以减少整理剂的迁移风险。

转移方式

在这种特殊的应用方法中，使用了一种特制的软布，这种方法叫做转移方式。在这个方法中，织物本身不被浸泡在处理液中。相反整理液带有整理剂，通过辊轮传送到织物的背面。这就像是涂抹或吻合一样，所以这种系统被称为“吻滚喷头”。转移方式适用于粘度较高的整理液。通过转移辊或者刮刀，将多余的液体从织物上刮掉。展示了四种不同的传送系统，它们在滚筒数量、桨叶位置和测量技术等方面有所不同。Triatex MA机器使用在线监测来控制湿度值，接吻辊的转速可以自动调节，以维持所需的湿度，这是通过探测β射线来测量织物相对于速度的。

不同类型的转移整理方法有几种，如下所示：两辊刮刀式、三辊转移式等等。整理剂转移到纺织品上的数量取决于多个因素：转移辊的设计，刮刀和其他辊的状态，液体的黏度，织物通过的速度，以及转移辊的旋转速度。使用更少的液体有两个好处：首先，在后续的干燥过程中需要蒸发更少的水，这样可以节省能源；其次，减少了在干燥过程中尚未固定的染料或整理剂迁移的风险。然而这种方法也存在一些问题。

在这种方法的操作中，一个主要问题是如何在转印辊上形成均匀的涂敷液。涂敷液的均匀性不仅取决于辊的表面结构，还与液体的成分密切相关。第二个问题是如何确保在纺织材料上连续地应用相同数量的整理液。

喷涂方法

在整理工艺中，喷涂方法已经在纺织品上使用了很长时间，但是由于传统的喷嘴喷涂机存在一些问题，多年来没有太多改进：很难连续地将相同量的液体均匀喷涂在织物上，喷嘴容易堵塞，尤其是在使用粘性化学品时。有些被喷成细颗粒的液体可能会落在机器的其他部分，而不是织物上，导致过度污染和化学损失。

特别是在1974年的石油危机后，随着对低吸湿值应用的重视，喷涂方法得到了改进。为了克服传统喷涂方法的问题，出现了一种叫做Farmer Norton和Weko喷涂机的新型喷涂系统。在这些系统中，喷雾通过一个比例泵从容器中抽取整理液，然后通过一个快速旋转的旋转盘或转子产生。这种方法除了适用于小型应用系统外，还有其他优点，比如适合湿织物的喷涂，即使使用有亲和力的化学品也不会产生拖尾效应，可以在织物的一侧或两侧进行喷涂。

结语

除了上述方法，还有一些环保技术，比如等离子技术。这种技术被用于纺织工业和学术研究中的试点研究，它可以在不使用水的情况下，利用部分电离气体或单体来赋予织物功能。人们利用这项技术进行了大量的研究，以创造出具有各种功能的纺织品，比如含有银纳米颗粒的抗菌棉织物，还有具有防水和抗菌特性的聚酯混纺织物，以及抗菌和防静电的聚酯织物。