剥離（繊維）

繊維加工において、ストリッピングは染色された繊維材料から部分的にまたは完全に色を除去するために使用される色除去技術です。繊維染色業界では、染色プロセスとその後の繊維材料加工段階で、染色のムラや欠陥、布地の表面に色の斑点が現れるなどの課題に直面することがよくあります。ストリッピングは、染色された材料の望ましくない色や欠陥を修正するために使用される再処理方法の 1 つです。このプロセスの有効性は、染料の種類、繊維材料、および使用されるストリッピング剤などの要因に依存します。また、この手順は、バックストリッピングまたは破壊的ストリッピングという別の用語で知られています。

繊維製品における初回からの正確な生産には、最初の染色の試みで正確さを達成することが必要であり、その結果、剥離、手直し、または再染色の必要性が減ります。^[1]

ストリッピングは繊維産業で採用されている再加工方法であり、染色工程で布地から色を取り除くことが不可欠になります。この方法は、染色工程で発生した問題を是正したり、余剰布地の色を変えてその後の利用に利用したりするために採用できます。^{[2] [3]} ストリッピング工程は染色と同じくらい複雑で、染料の種類、材料、還元剤、コストなど、さまざまな要素に細心の注意を払う必要があります。^[4]布地から染料を取り除く場合、バックストリッピングと破壊的ストリッピングを区別することが重要です。^[5]

バックストリッピングは、繊維産業で布地から染料を部分的に除去する目的で採用されている技術です。この方法では、布地自体に大きな損傷を与えることなく、繊維基材から染料分子を選択的に抽出または置換します。バックストリッピングは色の濃さにのみ影響します。^{[5] [6]}バックストリッピングは主に適切な化学薬品、溶剤、または洗剤を使用し、多くの場合、温度と pH 条件を制御しながら行われます。^[2]その目的は、染料分子を繊維に固定している化学結合を 逆転または弱め、染料分子を剥離または洗い流せるようにすることです。 ^[5]たとえば、95 ℃ の温度で塩とアルカリ処理を施すと、反応染色された材料で染料を 20～40% 削減できます。これは、染料繊維結合の加水分解により発生します。 ^[7]このプロセスは一般にそれほど強力ではなく、色補正を目的としています。^{[5] [6] [2]}

一方、破壊的剥離は、布地から染料を除去するためのより積極的なアプローチです。この方法では、強力な化学薬品、強酸を使用します。破壊的剥離の主な目的は、染料分子を除去することです。この技術は、染料の完全な除去を優先する場合に使用できます。破壊的剥離は、布地を完全に再染色する場合によく使用されます。破壊的剥離の場合、たとえば、アゾ基(N=N-) を持つ染料は、化学還元剤を使用して化学的に還元して、ほぼ無色のアミン分子にすることができます。 ^{[5] [2]}包括的な化学剥離へのアプローチは、適用される特定の染料によって異なります。^[5]破壊的剥離を実行するには、還元のみ、酸化のみ、または両方の組み合わせを含むいくつかの方法があります。別のオプションは、還元の後に酸化を行うか、酸化の後に還元処理を行うことです。^[7]

直接染料は、アルカリ性の亜硫酸ナトリウムで布地を煮沸するか、次亜塩素酸ナトリウムで布地を漂白するか、ギ酸または酢酸を使用してpH3～4に調整した1～2％の亜塩素酸ナトリウムで布地を煮沸することによって除去されます。^[2]

反応染料は、綿やビスコースなどのセルロース物質の染色工程で使用される着色剤の重要なカテゴリーを構成します。^[8]セルロース材料の染色に使用される染料の80％以上が反応染料です。^{[8]これらの染料は、その名前が示すように、セルロース材料に存在するヒドロキシル基と化学的に反応し、}共有結合を形成する固有の能力を持っています。その結果、この化学反応は染色された材料に優れた堅牢性を付与します。^{[9] [8]}

バット染料は還元化学物質にさらされても除去されにくい性質を示す。^[4]

特定のアゾ化合物を除去するには、1グラムのハイドロサルファイトと6立方センチメートルの苛性ソーダ77TW [32%水酸化ナトリウム溶液] ^[10]の使用が推奨されます。^[4]

水とよく反応する親水性繊維からの色除去は通常は複雑ではなく、染料の化学反応に依存しています。水中で反応する水溶性薬剤が色除去を行うことが多いため、プロセスは簡単です。^[11]水をはじく疎水性繊維の取り扱いは染色業者にとってより困難です。染色業者は、剥離剤と染料を同じ環境で反応させるという課題に直面し、化学的な複雑さを乗り越えなければなりません。^[11]

剥離目的で使用できる様々な亜硫酸水素化合物がある。^[4]

亜硫酸ナトリウムを除く主なものは以下のとおりです。^[4]

• 亜鉛フォルモスル (Br) またはデクロリン (TG) は、不溶性の塩基性亜鉛スルホキシレートホルムアルデヒドです。
• フォルモスル (Br) またはロンガリット C (IG) は、水溶性のスルホキシル酸ナトリウム-ホルムアルデヒドです。
• Redusol Z（Br）またはDecroline Soluble Conc.（IG）は、水溶性の中性亜鉛スルホキシレートホルムアルデヒドです。^[4]

オゾンによる反応性染料の除去は、従来の化学薬品に代わる代替技術であり、より環境に優しいアプローチを提供します。^[12]オゾン除去プロセスから生じる廃水は、化学的酸素要求量が大幅に減少していることが実証されており、従来の除去方法で生成される排水よりも約97％低くなっています。^[12]「反応性染料で染色された綿布の除去におけるオゾンの応用」と題された研究調査の結果によると、反応性染料のオゾン法による色除去の最適条件は、オゾン量10 g/h、曝露時間45分、pHレベル5の維持です。^[12]

ブラックBなどの特定の反応性染料の除去は、カークの基礎塩培地で、 5種類の白色腐朽菌（WRF）、特に霊芝（Ganoderma lucidum ）の土着株を使用することで達成できます。 ^[13]

繊維メーカーは、染料の不均一で不十分な分布という課題にしばしば取り組んでおり、これが生地の最終的な品質に悪影響を及ぼしています。この問題は、多くの根本的な要因から生じています。^[14]ストリッピングは、欠陥のある染色を修正することを目的とした再処理方法として機能します。^[2]

色の除去は、廃棄された材料を回収し、効率的に利用するために利用されます。^[11]繊維材料から色を剥がすプロセスには、複数の目的があります。繊維、糸、布地の不均一で不適切な染色を修正するために使用されます。^{[2] [11]}さらに、染色された繊維の色をより望ましい色合いに変更し、それによって市場性を高めるためにも使用されます。^[11]

ファッション業界は、ファストファッションビジネスモデルの急増に起因する繊維廃棄物の増加により、かなりの環境フットプリントを及ぼしています。^[15]環境フットプリントが拡大し続ける中、繊維業界は持続可能な技術を緊急に模索しています。綿などのセルロース素材やポリエステルやナイロンなどの合成繊維を含むすべての主要な繊維タイプに合わせた化学ベースのリサイクルソリューションを積極的に追求しています。 ^[16]

染色された繊維廃棄物の化学ベースのリサイクルプロセスでは、色を完全に除去することが重要なステップです。^[17]繊維の色除去の分野では、染料破壊と染料抽出という2つの主要な方法が普及しています。^[17]しかし、両方のアプローチは、関与するポリマーの完全性を維持しながら持続可能で徹底的な色除去を達成するのに苦労しています。染料破壊に分類される酸化や光分解などのプロセスは、多くの場合ポリマーを損傷し、再生繊維の染色性の変化につながる可能性があります。^[17]染料抽出は法医学で頻繁に使用される技術ですが、繊維から完全に色を除去するには至っていません。^[17]

剥離は、処理された材料の強度を低下させる可能性のある技術です。さらに、生産コストに顕著な影響を与え、環境や健康への懸念を引き起こします。^{[11] [18]}