專利名稱:無(wú)堿無(wú)水棉花及其制品的脫脂加工方法
本發(fā)明屬于棉花脫脂加工。
迄今為止，我國(guó)工業(yè)上對(duì)棉花及其制品的脫脂采用的是堿法，即把棉花棉布等浸泡在堿性溶液中，經(jīng)蒸煮、水洗、烘干而成。這樣做需要消耗大量的堿、水和能源，且生產(chǎn)周期長(zhǎng)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，成本高，排出的廢水造成嚴(yán)重污染。
日本專利昭54-74527提出了芳香族聚酰胺纖維的粘性改良方法。其技術(shù)特征是將該纖維穿過(guò)多個(gè)毛細(xì)管的入口和出口，使其通過(guò)保持低壓的區(qū)域受到拉曳，上述區(qū)域同時(shí)也是在其四周設(shè)置了園筒形圈，用它產(chǎn)生高頻來(lái)產(chǎn)生等離子氣體。
日本專利昭56-107819提出了聚酯系染色布帛的親水加工方法。其技術(shù)特征是使氧或含有氧氣的混合氣體在0.1-100乇低壓條件下，用高頻產(chǎn)生等離子氣體，將該氣體引到等離子氣體以外，對(duì)聚酯系染色布帛進(jìn)行處理。
英國(guó)專利2097407A提出了化纖復(fù)合材料強(qiáng)度提高法，英國(guó)專利2098636A提出了吸濕電解液的化纖改性法，該二專利雖提到了氧等離子體的作用，但無(wú)具體描述。
上述專利都未涉及到用等離子體氣體來(lái)處理棉花及其制品，而且這些專利應(yīng)用的是等離子體的接枝、沖擊作用。本發(fā)明的目的是用等離子體氣體對(duì)棉花及其制品進(jìn)行脫脂。具體說(shuō)明等離子體氣體溫度的作用，即在一定氣體溫度下等離子體對(duì)要處理材料的氧化分解燃燒作用。棉花纖維內(nèi)部是纖維素，而外表極薄一層是臘質(zhì)、果膠質(zhì)和礦物質(zhì)。而輝光等離子體與要處理材料的作用范圍是極薄的，對(duì)該材料內(nèi)部沒(méi)有影響。本發(fā)明正是利用這一特性，即活性氧與纖維表面作用，與臘質(zhì)、果膠質(zhì)和礦物質(zhì)反應(yīng)去除掉這些雜質(zhì)，而棉纖維的強(qiáng)度與細(xì)度基本保持不變，獲得了好的吸水性與染色性，這就是所謂的脫脂作用。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明我們采用了電感耦合或電容耦合兩種放電形式，其基本作用是一樣的。電感耦合結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，更方便，如附圖所示1-氣焊用氧氣瓶，2-流量計(jì)，3-針閥，4-氧氣進(jìn)入口，5-機(jī)械泵，6-輝光放電等離子體室，7-電感耦合線圈，8-流過(guò)線圈的冷卻水，9-高頻電源，10-壓力計(jì)。本發(fā)明采用的是13.56MHZ電源，其電壓和電流(0～200mA)均可調(diào)節(jié)，最大輸出功率200W。為了避免棉花纖維在放電管壁處燒糊，電感線圈需通冷卻水，以便把熱量帶走，降低等離子體室內(nèi)溫度。
在用等離子體氣體使棉纖維脫脂，溫度是個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。因?yàn)榈入x子體分解、燃燒效應(yīng)只在某個(gè)溫度以上才比較明顯，溫度的調(diào)節(jié)可以通過(guò)放電氣壓，放電輸入功率來(lái)實(shí)現(xiàn)。氣壓低，溫度就低，脫脂時(shí)間長(zhǎng)，脫脂率不高。氣壓高，溫度亦高，脫脂時(shí)間短，脫脂效果好。但若氣壓太高，則棉纖維易燒糊。本發(fā)明采用氣壓范圍是0.2～10乇。調(diào)節(jié)放電電流和電壓也可改變氣體溫度，調(diào)節(jié)諸參數(shù)使輝光區(qū)氣體溫度在100～220℃。脫脂處理時(shí)間為0.5～10分鐘。
在輝光區(qū)氧等離子體的活性粒子數(shù)多，沒(méi)有衰減，因此，棉花及其制品放在輝光區(qū)脫脂效果好，處理時(shí)間也短;若棉花及其制品放在輝光區(qū)外，雖然也可脫脂，但因氧的活性粒子數(shù)因碰撞而減少，脫脂處理時(shí)間較長(zhǎng)，效果不好。
氧氣應(yīng)由輝光區(qū)下游注入，通過(guò)擴(kuò)散作用而進(jìn)入輝光區(qū)進(jìn)行放電，這時(shí)棉花及其制品的脫脂效果好;若相反，氧氣由輝光區(qū)上游注入。在輝光區(qū)內(nèi)直接形成宏觀氣體流動(dòng)，即使氣壓偏低，也容易燒糊棉纖維，且脫脂效果不好。
經(jīng)紡織科學(xué)研究院測(cè)試中心測(cè)試，原棉含油率為0.56%，經(jīng)本發(fā)明脫脂處理過(guò)的棉花含油率下降到0.35～0.14%，而棉纖維強(qiáng)度和纖維細(xì)度基本無(wú)變化。見(jiàn)下表。
編號(hào) 單纖維平均強(qiáng)力(克) 細(xì)度(米/克)原棉 3.98 5400經(jīng)本發(fā)明脫 3.94 5400脂處理樣品北京市紡織纖維檢驗(yàn)所測(cè)試由此可以看出，輝光放電等離子體使棉花及其制品脫脂效果與堿法相比不相上下，其優(yōu)點(diǎn)是不用堿和水，生產(chǎn)周期短，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，節(jié)省能源，成本低，無(wú)污染。由于氣體所需真空度不高(0.2～10乇)用機(jī)械泵即可達(dá)到，因此適宜于工業(yè)化生產(chǎn)，而所消耗的化學(xué)試劑僅為氣焊用氧氣，易于得到，且消耗量不大。
本發(fā)明的實(shí)例一，原棉含油率0.56%，將3～4克原棉經(jīng)輝光放電等離子體處理，輝光區(qū)氣體溫度160℃，氣壓0.9乇，電流120mA，棉花放在輝光區(qū)內(nèi)，處理時(shí)間4分鐘，經(jīng)檢測(cè)棉花含油率下降到0.14%，而棉花纖維的單纖維平均強(qiáng)力和細(xì)度基本無(wú)變化。
實(shí)例二，將待脫脂的棉布條(2×6cm2)，經(jīng)輝光放電等離子體處理，輝光區(qū)氣體溫度170℃，氣壓10乇，電流150mA，棉布條放在輝光區(qū)，處理時(shí)間3分鐘。由于棉布的含油率及強(qiáng)度測(cè)試需要較大面積(25×25cm2)，本發(fā)明所使用等離子體實(shí)驗(yàn)裝置較小，故缺實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，僅用肉眼觀察脫脂效果，未脫脂的棉布不吸水，放在墨水中不染色，而經(jīng)等離子體脫脂的棉布放在水中立刻吸水，并沉入水底，放入墨水中能立刻染色，由于棉纖維脫脂前后強(qiáng)度基本不變，當(dāng)可推知棉布的強(qiáng)度也不應(yīng)變化太大。
權(quán)利要求
1.一種棉花及其制品的脫脂方法，其特征是不用堿和水，而是利用電耦合產(chǎn)生的輝光放電等離子體的氧化分解燃燒作用對(duì)棉花及其制品進(jìn)行脫脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說(shuō)的脫脂方法，其特征是調(diào)節(jié)產(chǎn)生等離子體的諸參數(shù)，使輝光放電等離體室(6)的溫度在100-220℃，氣體壓力0.2-10乇，脫脂時(shí)間在0.5-10分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所說(shuō)的脫脂方法，其特征是棉花及其制品應(yīng)放在輝光放電等離子室(6)，為了保證好的脫脂效果，不使棉花燒糊，需要在流過(guò)線圈處(8)通冷卻水。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2和3的脫脂方法，其特征是氧氣由輝光放電等離子室(6)的下游注入。
專利摘要
本發(fā)明采用輝光放電等離子體對(duì)棉花及其制品進(jìn)行脫脂處理，避免了目前工業(yè)上常用的堿法脫脂需要大量的堿和水。沒(méi)有污染，生產(chǎn)成本低。棉花及其制品經(jīng)等離子體脫脂處理后具有較好的吸水性和染色性，棉纖維強(qiáng)度和細(xì)度脫脂前后基本無(wú)變化。
文檔編號(hào)D06M10/00GK86102453SQ86102453
公開(kāi)日1987年10月21日 申請(qǐng)日期1986年4月12日
發(fā)明者趙庶陶 申請(qǐng)人:山東棲霞印染廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan