Loading article…
コールドパッドバッチ（CPB ）は、綿などのセルロース繊維を染色する 方法で、繊維を加熱するのではなく、低温状態で染料を浸透させます。CPBプロセスの利点は、染料の定着率が高く、熱エネルギーを必要としないことです。 [ 1 ] CPB染色された生地は、排気染色された素材よりも安価で、手触りが柔らかく、表面がきれいです。バッチ処理の工程は、色の濃さによって最大12時間かかる場合があります。欠点は、バッチ処理が時間のかかる長いプロセスであることです。[ 2 ] [ 3 ]このプロセスは1960年に開発されました。[ 4 ]
染色工程では、染料が素材に密着し、均一になることで、湿気、熱、光に強い均一な色が得られます。[ 5 ]優れた堅牢性と簡単な適用性から、反応染料は現在、綿の染色に最も一般的に使用されている染料です。[ 6 ] CPB技術は、水とエネルギーの使用量を削減します。このアプローチでは、反応染料の抽出に通常使用される塩が不要になり、染料の定着性が向上します。[ 7 ]
生地は通常、製造後に、生地を染料浴に浸すという工程を経て染色されます。しかし、パッド染色は、必ずしもコストを削減することなく染色工程を加速するために考案されました。[ 8 ]この工程では、染色する生地を染料浴とゴムローラーを備えた機械に通します。生地はローラーの上を通過し、染料浴に浸され、余分な染料を取り除くローラーを通過して染料容器に戻ります。[ 8 ]バット染色とパッド染色機の使用との違いは、後者では、生地が完全に飽和するまでバット内に静止しているのではなく、1つまたは複数の染料浴を連続的に通過することです。[ 8 ]
この方法は、室温でも適用可能な反応染料の特性を利用しています。[ 4 ]綿はさまざまな染料で染色できますが、反応染料が最も一般的です。これらの染料の活性基は、置換および/または付加によって綿のヒドロキシ基と共有結合を形成します。CPB法は染色に塩やエネルギーを使用しないため、他の方法よりも使いやすく、安価で、環境に優しいです。[ 1 ]
CPBは半連続プロセス[ 9 ]で、パディングマングルを使用して生地に染料液と適切なアルカリ[反応と定着のため]を染み込ませます。ロールに染み込ませた後、すぐに巻き取り、包装します。その後、6～24時間連続してバッチ処理または回転させます。このプロセスは「パッドバッチ」として知られています。次に、未定着の染料を除去するために材料を洗浄します。これは、連続洗浄ラインまたはバッチ染色機で行うことができます。[ 2 ]
CPBでは染色剤の選択が重要であり、染色剤はパッドバス（アルカリ）の安定性と適合し、適度な反応性があり、定着性が低いものであるべきである。[ 10 ]
繊維産業は、世界の水供給に大きな負担をかける水集約型産業です。[ 11 ]排気染色では、繊維と浴の比率が使用する水の量に最も大きな影響を与えます。浴比を1:10から1:8に変更すると、使用する水が20%減り、処理にかかる費用が15%減ります。低浴比染色機は、繊維を染色するのに使用する水が少ないだけでなく、塩とアルカリも少なくて済みます。これは、これらの物質を全浴の1リットルあたりグラムで添加するためです。浴の量を減らすことは、染料の吸収にも役立ちます。[ 6 ]排気染色と比較すると、パディング法は、染浴中の浴対繊維比が最も低く、残りの染浴溶液の量が少なく、染料の塗布が速く、布の染料の均一性の制御が容易で、電解質が不要です。[ 12 ] [ 3 ]
綿織物のパディング染色法は、持続可能性の観点から最も好ましい染色技術です。[ 13 ]コールドパッドバッチ法は水を節約します。[ 2 ] [ 14 ]コールドパッドバッチ法は、反応染料で綿を染色するのに必要な水の量の半分を使用します。[ 14 ]染色と仕上げにおける過剰な水消費は、より多くの水を染色温度まで加熱するためにより多くのエネルギーが必要となるため、エネルギーコストの上昇という間接的な影響をもたらします。染色工場で使用されるすべての熱エネルギーの約24.9%が廃水として失われます。[ 6 ]
繊維産業の漂白、染色、プリント、仕上げ工程は、染料や化学薬品を繊維に付着させる主な媒体として水を使用するため、主に問題となっています。[ 15 ] [ 6 ]過去数十年間、染料や工程が環境に与える影響について考えることは、染色業者の仕事のますます重要な部分となっています。[ 1 ]繊維湿式加工産業では、大量の淡水が使用され、汚染されています。消費者は環境問題への意識を高めており、繊維産業からの排水に関する環境法は厳しくなり、世界のいくつかの地域では水が不足しています。これらのすべてが、繊維産業にどれだけの水を使用し、排水がどれほど危険かを検討することを余儀なくさせています。水を節約する非常に有望な2つの方法は、超臨界二酸化炭素（SC - CO2）を使用して水を使わずに染色することと、繊維湿式加工で低浴比機械を使用することです。どちらのオプションにも、コストや従来の染色工場の改造などの課題があります。[ 6 ]
業界では、ニット綿製品の染色に主に反応染料が使用されてきました。染色工程で発生する塩分を含んだ着色廃液の処理は、業界の主要な懸念事項の1つです。[ 16 ]
コールドパッドバッチプロセスは、経済的であると同時に環境的にも持続可能です。反応染料の他の排気用途では避けられない塩の使用がありません。他の3つのパラメータ、つまり水、エネルギー、染料と化学薬品は大幅な節約になります。[ 2 ] [ 14 ]
研究者たちは、「利用可能な最良の技術」、つまり最適なプロセス技術を特定するにあたり、繊維染色におけるプロセス技術を予防的な環境保護の観点からどのように評価できるかを検討した。彼らは、最新世代の繊維染色技術が、使用資源量、廃棄物量、排出物量を削減するという予防的な環境保護目標の観点から、前世代の技術とどのように異なるかを調査した。
「予防的環境保護の観点からの繊維染色技術の比較評価」と題された研究では、最新技術を用いたパディング工程は、調査対象となった7つの状況のうち5つにおいて、両方の目標をより効果的に達成するために使用できることがわかった。[ 13 ]