剥離（繊維）
繊維における色除去技術

繊維加工において、ストリッピングとは、染色された繊維材料から部分的または完全に色を除去するために用いられる色除去技術です。繊維染色業界では、染色工程およびその後の繊維材料加工工程において、染色ムラや染色欠陥、生地表面に色斑が発生するといった課題にしばしば直面します。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用いられる再処理方法の一つです。この処理の有効性は、染料の種類、繊維材料、使用するストリッピング剤などの要因に依存します。また、この処理は、バックストリッピングまたは破壊的ストリッピングとも呼ばれます。

最初から正しい

繊維製品における初回からの正確な生産とは、最初の染色の試みで正確さを達成することを意味し、その結果、剥離、手直し、または再染色の必要性が低減されます。[1]

ストリッピングは繊維産業において用いられる再加工方法であり、染色工程において布地から色を取り除くことが不可欠となる。この方法は、染色工程で発生する問題を解消したり、余剰布地の色を変えて再利用するために用いられる。[2] [3] ストリッピング工程は染色と同様に複雑であり、染料の種類、材料、還元剤、コストなど、複数の要素に細心の注意を払う必要がある。[4]布地から染料を除去する際には、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ある。[5]

種類

バックストリップ

バックストリッピングは、繊維産業において布地から染料を部分的に除去する技術です。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のみに影響します。[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、染料分子を繊維に結合させている化学結合 を反転または弱め、染料分子を剥離または洗い流すことです。 [5]例えば、95℃の温度で塩とアルカリ処理を施すことで、反応染色された素材の染料を20～40%減少させることができます。これは、染料繊維結合の加水分解によって起こります。 [7]この処理は一般的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]

破壊的な剥離

一方、破壊的剥離は、布地から染料を除去するためのより強力なアプローチです。この方法では、強力な化学薬品、強酸が使用されます。破壊的剥離の主な目的は、染料分子を除去することです。この手法は、染料の完全な除去を優先する場合に用いられます。破壊的剥離は、布地を完全に再染色する必要がある場合によく用いられます。例えば、破壊的剥離の場合、アゾ基（N=N-）を持つ染料は、化学還元剤を用いて化学的に還元され、ほぼ無色のアミン分子となります。 [5] [2]包括的な化学剥離へのアプローチは、使用される染料の種類によって異なります。[5]破壊的剥離にはいくつかの方法があり、還元のみ、酸化のみ、または両方を組み合わせることができます。また、還元処理の後に酸化処理を行う、または酸化処理の後に還元処理を行うという選択肢もあります。[7]

染料

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系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ています。[8]セルロース系物質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、その名称が示すように、セルロース系物質に存在するヒドロキシル基と化学反応を起こし、共有結合を形成するという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物質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]

その他の要因

水とよく反応する親水性繊維からの色落ちは、通常、染料の化学的性質に依存しており、複雑ではありません。水中で反応する水溶性薬剤が色落ちを担うことが多く、プロセスは容易です。[11]水をはじく疎水性繊維の扱いは、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、複雑な化学的性質を巧みに操らなければなりません。[11]

剥離剤

剥離目的に使用できる様々なハイドロサルファイト化合物が存在する。[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

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得られる廃水は、化学的酸素要求量が大幅に減少しており、従来の除去方法で生成される排水よりも約97%低いことが示されています。[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に最適な条件は、オゾン量10g/h、曝露時間45分、pHレベル5の維持です。[12]

生化学物質

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

利点

繊維メーカーは、染料の不均一かつ不十分な分布という課題にしばしば直面しており、これが最終的な生地の品質に悪影響を及ぼしています。この問題は、様々な根本要因から生じています。[14]ストリッピングは、染色の欠陥を修正するための再処理方法として役立ちます。[2]

色抜きは、廃棄物の回収と効率的な利用に利用されています。[11]繊維材料から色を剥離するプロセスには、複数の目的があります。繊維、糸、織物の染色ムラや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え、市場性を高めるためにも使用されます。[11]

繊維リサイクル

ファッション業界は、ファストファッションのビジネスモデルの普及に伴う繊維廃棄物の増加により、大きな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の拡大に​​直面している繊維業界は、持続可能な技術の導入を急務としています。綿などのセルロース系素材だけでなく、ポリエステルやナイロンなどの合成繊維を含む、あらゆる主要繊維タイプに対応し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処理によるリサイクルプロセスにおいて、色を完全に除去することは極めて重要なステップです。[17]繊維の色除去には、主に染料破壊法と染料抽出法という2つの方法が用いられています。[17]しかし、どちらの方法も、ポリマーの完全性を維持しながら、持続的かつ徹底的な色除去を達成することは困難でした。染料破壊法に含まれる酸化や光分解などのプロセスは、しばしばポリマーに損傷を与え、再生繊維の染色性に変化をもたらす可能性があります。[17]染料抽出法は法医学において頻繁に用いられる手法ですが、繊維から完全に色を除去するには至っていません。[17]

デメリット

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、環境および健康への影響も懸念されます。[11] [18]

参考文献

  1. ^ カドルフ、サラ・J. (1998). テキスタイル. アッパー・サドル・リバー、ニュージャージー州: メリル社. p. 370. ISBN 978-0-13-494592-7。
  2. ^ abcdefg US 4227881、Fono、Andrew、「New process of color stripping dyed textile fabric」、1980 年 10 月 14 日公開、Royce Chemical Co. に譲渡。 
  3. ^ Uddin, Mohammad Gias; Islam, Md. Mazedul; Islam, Md. Rashedul (2015-06-24). 「反応性染料の還元脱脂が綿布の品質に及ぼす影響」. Fashion and Textiles . 2 (1): 8. doi : 10.1186/s40691-015-0032-y . hdl : 10536/DRO/DU:30096333 . ISSN  2198-0802.
  4. ^ abcdef Stabkie, J. (1947). 「ハイドロサルファイト化合物を用いた染色繊維の剥離」 . Journal of the Society of Dyers and Colourists . 63 (11): 340– 343. doi :10.1111/j.1478-4408.1947.tb02435.x. ISSN  0037-9859.
  5. ^ abcdef Uddin, Mohammad Gias; Islam, Md. Mazedul; Islam, Md. Rashedul (2015-06-24). 「反応性染料の還元脱色による綿織物の品質への影響」. Fashion and Textiles . 2 (1): 8. doi : 10.1186/s40691-015-0032-y . hdl : 10536/DRO/DU:30096333 . ISSN  2198-0802. S2CID  55576972.
  6. ^ ab Chatha, Shahzad Ali Shahid; Asgher, Muhammad; Ali, Shaukat; Hussain, Abdullah Ijaz (2012-01-15). 「生物学的カラーストリッピング：セルロース繊維からの染料除去のための新技術」 . Carbohydrate Polymers . 87 (2): 1476– 1481. doi :10.1016/j.carbpol.2011.09.041. ISSN  0144-8617.
  7. ^ ab Aspland, J. Richard (1997). 繊維の染色と着色. AATCC. p. 130. ISBN 978-0-9613350-1-4。
  8. ^ abc Raja, ASM; Arputharaj, A.; Krishnaprasad, G.; Saxena, Sujata; Patil, PG (2021-01-01), Muthu, Subramanian Senthilkannan (ed.)「4 - 反応染料によるセルロース繊維の染色における課題と実用的な持続可能な実現可能性」『繊維とファッションにおける化学管理』 The Textile Institute Book Series, Woodhead Publishing, pp.  79– 98, ISBN 978-0-12-820494-8、 2023年8月20日閲覧
  9. ^ Dockery, CR; Stefan, AR; Nieuwland, AA; Roberson, SN; Baguley, BM; Hendrix, JE; Morgan, SL (2009-06-18). 「キャピラリー電気泳動によるセルロース繊維からの直接染料、反応染料、バット染料の自動抽出と法医学分析」 .分析・生化学化学. 394 (8): 2095– 2103. doi :10.1007/s00216-009-2876-8. ISSN  1618-2642. PMID  19536528. S2CID  20678951.
  10. ^ 「技術情報シート：苛性ソーダ液70Tw」（PDF）。2023年8月20日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
  11. ^ abcdef American Dyestuff Reporter 1953-03-30: Vol 42 Iss 7. American Association of Textile Chemists and Colorists. 1953-03-30. p. 190.
  12. ^ abc Arooj, Fariha; Ahmed, Nasir; Shaikh, Irfan Ahmed (2020-07-03). 「反応性染料で染色した綿布の剥離におけるオゾンの応用」 .オゾン：科学と工学. 42 (4): 319– 330. Bibcode :2020OzSE...42..319A. doi :10.1080/01919512.2019.1667750. ISSN  0191-9512. S2CID  204137290.
  13. ^ Chatha, Shahzad AS; Ali, Shoukat; Asgher, Muhammad; Haq Nawaz Bhatti (2011). 「白色腐朽菌を用いた染色綿布の微生物剥離の可能性に関する調査」 Textile Research Journal 81 ( 17): 1762– 1771. doi :10.1177/0040517511411973. ISSN  0040-5175. S2CID  101738296.
  14. ^ Latif, Zainab; Shafique, Javeria; Summuna, Baby; Lone, Bashir; ur Rehman, Munib; El-Sheikh, Mohamed A.; Hashim, Maha J.; Vladulescu, Carmen; Shafique, Tahira (2021). 「Reactive Blue 21で染色した綿布の生物学的剥離に有効なGanoderma lucidum株の開発」. Saudi Journal of Biological Sciences . 28 (12): 7550– 7560. Bibcode :2021SJBS...28.7550L. doi :10.1016/j.sjbs.2021.09.038. PMC 8626342. PMID  34867059 . 
  15. ^ Sanchis-Sebastiá, Miguel; Ruuth, Edvin; Stigsson, Lars; Galbe, Mats; Wallberg, Ola (2021-02-15). 「ファッション業界のための新たな持続可能な代替手段：酸加水分解による廃繊維の化学的リサイクル法」. Waste Management . 121 : 248– 254. Bibcode :2021WaMan.121..248S. doi : 10.1016/j.wasman.2020.12.024 . ISSN  0956-053X. PMID  33388647. S2CID  230487189.
  16. ^ Alex Scott (2022年3月28日). 「繊維の変革」. C&EN Global Enterprise . 100 (11): 22– 28. doi : 10.1021/cen-10011-cover . ISSN  2474-7408.
  17. ^ abcd Mu, Bingnan; Yang, Yiqi (2022-01-01). 「廃繊維の費用対効果の高いリサイクルのためのポリマー材料からの着色剤の完全分離」.化学工学ジャーナル. 427 131570. Bibcode :2022ChEnJ.42731570M. doi : 10.1016/j.cej.2021.131570 . ISSN  1385-8947.
  18. ^ Tayyaba, Noor; Younas, Touseef; Ali, Shaukat (2021). 「反応性染料で染色したセルロース繊維の化学的色剥がし」(PDF) .国際科学革新研究ジャーナル. 2 (5): 416. ISSN  2724-3338.
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