专利名称：一种织物等离子体－微喷射处理方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种织物等离子体-微喷射处理方法及其应用，更特别的涉及一种不需加入化学助剂，而对涤纶织物退浆精练或涤/棉织物退浆、煮练的等离子体—微喷射处理技术。
背景技术：
涤/棉织物在我国的商品名称为棉的确凉，由于其强度和耐磨性都很好，缩水率极小，制成产品外形不易走样，且价格实惠，耐用性能好，一直深受人们的喜爱。涤纶是人工合成的纤维，品质比较纯净；棉纤维是天然产物，成份复杂，纤维素共生物主要有果胶物质、含氮物质、蜡状物质、色素等。为了使产品获得良好的渗透性能，并改善其外观，以满足服用要求，并为后续加工提供合格的半制品，必须对涤纶织物进行退浆精练，涤/棉织物进行退浆、煮练等前处理工序。
涤纶织物退浆精练的目的是除去纤维制造时加入的油剂和织造时加入的浆料、着色染料及运输和贮存过程中沾污的油剂和尘埃，所以退浆精练任务轻，条件温和，工艺简单。传统的退浆精练过程是在化学助剂的存在下，经过高温长时间浸渍，把浆料、油剂等杂质、污垢溶解、乳化、分散并给予去除。其工艺有精练槽间隙式退浆精练工艺，该工艺较为简单，但对退浆精练效果不是最理想，工艺流程为浸渍整理液(98～100℃，30～40分钟，纯碱3～4克/升，雷米邦2克/升，保险粉0.5克/升，浴比1∶(30～40)→热水洗→酸洗→冷水洗→脱水→烘干；喷射溢流染色机退浆精练工艺，该工艺是目前国内常用的工艺，但要选择的精练剂应具有更大的安全系数或对外界条件敏感性最低，且应严格控制工艺条件，提高处理效果的一致性，工艺流程为浸渍(120℃，15分钟，DaisurfMol-305(30％含固率)2～3％，氢氧化钠1％，浴比1∶10)→热水洗(80℃，5分钟)→热水洗(60℃，2分钟)→冷水洗→烘干；连续式松式平幅水洗机精练工艺，该工艺加工效率高，便于连续式生产，松式，强力较小，但易产生收缩不匀，造成皱印，该设备对上浆多的织物往往不能充分退浆精练，所以需要堆置后进行第二次精练，另外，此工艺是常温常压，故对于要求高温高压加工的织物不太适宜，工艺流程为浸轧(40℃，轧余率70％，Ultravon GP1～2克/升，纯碱1克/升)→汽蒸(80～90℃，60s)→热水洗→冷水洗→烘干。
涤/棉织物退浆、煮练的任务就是去除棉纤维的共生物以及一些人为的杂质，涤/棉织物中的涤纶与棉纤维混合在一起，因此在印染加工时只能在一个条件下进行反应。目前，涤/棉织物退浆方法有生物化学法、碱退浆法、氧化剂退浆法。其中生物化学法退浆采用的是淀粉酶退浆，其退除混合浆料的机理是在一般情况下，分子较小的物质往往包围较大分子物质，也就是聚乙烯醇包裹淀粉，淀粉酶可以从聚乙烯醇的孔隙中进入与淀粉作用。当淀粉水解后，外层聚乙烯醇破裂变形而从织物上脱落。此方法有利于环保，但对棉纤维的共生物及其它浆料去除效果很差，且只能用于淀粉浆料的退浆。其工艺流程为浸轧(BF-7658酶1～2克/升，氯化钠1～2克/升，非离子型表面活性剂1克/升)→堆置(30～60分钟，90～95℃)→水洗。碱退浆的原理是淀粉在热碱的作用下，产生强烈膨化，充分膨化后的淀粉，可以用热水洗除。用此工艺退浆后，白度和渗透效率较好，但效率不是很高。其工艺流程为浸轧(80℃，氢氧化钠5～10克/升，阴离子型表面活性剂1～2克/升)→堆置30～60分钟→水洗。氧化剂退浆是通过氧化剂的作用使浆料大分子链断裂，分子量降低，聚合度下降，而溶解度提高，使浆料很容易从织物上洗除。此工艺不仅能分解淀粉，也能分解合成浆料，但若条件控制不好，会损伤棉纤维。其工艺流程为浸轧(亚溴酸钠1.5～2克/升，非离子型表面活性剂1～2克/升，PH值9.5～10.5)→室温堆置15～30分钟→碱洗(氢氧化钠5克/升，85～90℃)→75～80℃水洗涤。煮练的方法主要有碱煮练法、溶剂煮练法。其中碱煮练就是通过碱和表面活性剂去除棉纤维共生物以及膨化和脱除棉籽壳，也可以去除涤纶上的一些玷污及齐聚物，使织物具有良好的润湿性。此法在印染厂中使用历史悠久，因为印染厂在前处理工序中产生大量稀碱液，这些碱用于煮练，节省了回收和蒸浓稀碱液所需的能量消耗，但对涤纶有损伤，涤纶强力下降。其工艺流程为浸轧(氢氧化钠8～10克/升，表面活性剂2～5克/升)→堆置(95～100℃，1小时)→水洗。溶剂法煮练主要是利用三氯乙烯去除棉纤维上的棉蜡，然后再借助于碱的作用来去除其它棉纤维的共生物。用此法煮练，能够迅速去除织物上的油污、沥青等物质和涤纶上的齐聚物；消耗热能低；溶剂可以回收并重复使用；用水少及排放废水少，或者完全不用水，无废水排出；织物渗透性优良，且煮练快速，但退浆后有时仍有残留棉籽壳。所以煮练后还得用碱处理。其工艺流程为浸轧(三氯乙烯，表面活性剂，过氧化氢)→汽蒸→碱洗→水洗。由此可以看到目前用于涤纶织物退浆精练或涤/棉织物退浆、煮练工艺都需在含有化学助剂的溶液中进行，不仅需要消耗大量的水、电、气，而且耗时长，且工艺繁琐，对棉纤维的损伤大。
纺织工业对环境污染和生态的破坏是十分严重的，尤其是染整行业对环境的污染最为严重，主要表现在污水的排放量大(其排放量已占据了纺织工业污水总量的80％)、水中有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等，由于这些污水的排放，使全国大多数江河均受到不同程度的污染，并在逐年加重，其中涤纶织物进行退浆精练或涤/棉织物退浆、煮练等前处理是产生印染废水的主要工艺之一。因此目前染整行业的污水治理，已成为我国当今保护自然环境急需解决的一大难题。随着目前人类环保意识的加强，以及能源的日益匾乏，实现对织物的节能、环保、清洁化加工，减少污染物的排放，已越来越受到重视。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有涤纶织物退浆精练或涤/棉织物退浆、煮练的耗时、耗能、环境污染严重、对棉纤维损伤大的缺点，提供一种工艺简单、节能高效，绿色清洁的涤纶织物退浆精练或涤/棉织物退浆、煮练的等离子体-微喷射处理工艺及其应用。
本发明的这个以及其他目的将通过下列详细说明和描述来进一步阐述。
本发明的织物等离子体-微喷射处理方法，先用真空等离子体对机织物或针织物进行表面处理，再用微喷射技术对其进行处理，其中真空等离子体采用的工作气体可以是氮气、氧气、空气中的一种或上述气体的混合物，背底真空度为1～5Pa，工作压力为50～100Pa，放电功率为100～200W，处理时间为3～7分钟。
进一步的，本发明的织物等离子体-微喷射处理方法，也可以先用常压等离子体对机织物或针织物进行表面处理，再用微喷射技术对其进行处理，其中常压等离子体前处理的电压为10～200V，电流为1～15KVA，速度1～20米/分钟。
在本发明的织物等离子体-微喷射处理方法中，所述的微喷射技术为直接用水对机织物或针织物进行喷射处理，水的压力为14Mpa～20Mpa，喷射水流速度为150～250米/秒，较好的喷射水流速度为180～220米/秒，织物移动速度为50米/分钟～80米/分钟，可以对机织物或针织物的单面或双面进行喷射处理，喷射孔直径为0.1～0.3毫米，喷射头的孔间距为15孔/厘米～30孔/厘米，孔的排列为1～10排，较好的是4～6排。
本发明的织物等离子体-微喷射处理方法，可以用在涤纶织物退浆精练或涤/棉织物退浆、煮练中，所述的织物为经气体烧毛工艺处理后的涤/棉平布织物、涤/棉细纺织物、涤/棉府绸织物和涤/棉卡其织物，其中，涤/棉混纺比例可以是80/20～20/80，所述的涤纶织物为涤纶双绉织物，涤纶乔其纱织物、涤纶顺纡织物、涤纶花瑶织物、涤纶绉缎织物和涤纶巴厘纱织物。
本发明与现有技术相比具有下列优点由于本发明利用了等离子体气氛中的高活性粒子与织物表面的分子链产生断链、氧化等反应，使涤纶纤维表面的浆料，油污、着色染料和棉纤维最表面角皮层中的油蜡、果胶等物质都可以受到等离子体的作用而被氧化、降解、并接枝，使纤维表面的难溶性大分子断链，导入含氧的亲水基团使之水溶性大大提高；同时由于微喷射处理技术是通过高能量水对织物进行冲击，这样且使织物达到了有效地清洁，消除了涤纶织物或涤/棉织物上的瑕疵，达到涤纶织物退浆精练或涤/棉织物退浆、煮练的目的。因此，本发明所采用的技术具有缩短工艺流程，不需使用化学助剂来退浆精练或退浆、煮练，无污水的排放，降低了生产成本，有利于清洁生产和环境保护的明显优点。
在本发明中使用的所有原材料和设备等均是常规使用的，可以从市场购得。
下面结合实施例对本发明进行具体的描述。由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，下列实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包含。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述实施例1取经气体烧毛工艺处理后的65/35的涤/棉府绸生坯一块(幅宽，30厘米长)，将涤/棉织物进行真空等离子体处理，工作气氛为空气，以5Pa的背底真空度开始冲入空气，当达到80Pa气压后，以150W的功率处理3分钟；取出后经微喷射技术处理，喷射孔直径为0.10毫米，喷射头的孔间距为15孔/厘米，六排孔，双面处理，水的压力为14Mpa，生产速度为60米/分钟，完成退浆、煮练。再经漂白、丝光、定形后按下列处方染色工艺1分散红3B10克/升，活性红B-2BF10克/升，碳酸氢钠10克/升，防泳移剂10克/升；工艺2分散黄SE-NGL10克/升，活性黄B-4RFN10克/升，碳酸氢钠10克/升，防泳移剂10克/升；工艺3分散蓝S-BGL10克/升，活性蓝B-RV10克/升，碳酸氢钠10克/升，防泳移剂10克/升。
常规涤/棉织物染色的处方为分散染料10克/升，活性染料10克/升，碳酸氢钠10克/升，尿素50克/升，防泳移剂10克/升，非离子型表面活性剂2克/升。
表1是采用实施例1退浆、煮练与常规退浆、煮练后涤/棉织物的主要性能指标对比。其中，失重率是按照处理前织物的干重减去处理后织物的干重除以处理前织物干重的百分比来计算；毛效测试按照标准FZ/T01071-1999进行，取经、纬向织物在LFY-215型毛效测试仪进行测试；强力在YG-026A型电子织物强力机上进行测定。
表2是采用实施例1退浆、煮练后再经漂白，丝光，定形工序后涤/棉织物染色与常规工艺染色后涤/棉织物的主要染色性能指标对比。用GretagMacbeth Color-Eye 7000A测色仪测定试样的K/S值；染色试样摩擦牢度的评定用摩擦牢度仪按照GB/T3920-1997测定，用沾色灰色样卡(GB251-1984)进行评级；皂洗牢度的测定是将染色织物在浓度为5g/L的肥皂溶液中皂洗，温度为40℃，时间30分钟，浴比1∶50；再水洗，晾干。用评定变色用灰色样卡(GB251-1984)进行评级。
表1
表2
由表1、2数据可以看到，经真空等离子体—微喷射技术处理后，涤/棉织物的失重率、毛效、强力优于常规退浆、煮练工艺；涤/棉织物在不加尿素，非离子型表面活性剂的条件下，染色性能提高。
实施例2取经气体烧毛工艺处理后的65/35的涤/棉府绸生坯一块(幅宽，30厘米长)，将涤/棉织物进行常压等离子体处理，其条件为电压为90V，电流为10KVA，生产速度为15米/分钟；取出后经微喷射技术处理，喷射孔直径为0.10毫米，喷射头的孔间距为20孔/厘米，十排孔，织物单面处理，水的压力为15Mpa，生产速度为60米/分钟，完成退浆、煮练。再经漂白、丝光、定形后按实施例1的染色处方进行染色。
表3是采用实施例2退浆、煮练与常规退浆、煮练后涤/棉织物的主要性能指标对比。表4是采用实施例2退浆、煮练后再经漂白，丝光，定形工序后涤/棉织物染色与常规工艺染色后的主要染色性能指标对比。
表3
表4
由表3、4数据可以看到，利用常压等离子体—微喷射技术对涤/棉织物进行退浆、煮练，可以获得与常规工艺相当的失重率、毛效，而强力优于常规工艺；涤/棉织物在不加尿素，非离子型表面活性剂的条件下，染色性能提高。
实施例3取经气体烧毛工艺处理后的50/50的涤/棉卡其生坯一块(幅宽，30厘米长)，将涤/棉织物进行真空等离子体处理，工作气氛为氧气，以5Pa的背底真空度开始冲入氧气，当达到100Pa气压后，以200W的功率处理5分钟；取出后经微喷射技术处理，喷射孔直径为0.18毫米，喷射头的孔间距为25孔/厘米，二排孔(孔的数量比布幅稍宽)，双面处理，水的压力为20Mpa，生产速度为80米/分钟，完成退浆、煮练。再经漂白、丝光、定形后按实施例1的染色处方进行染色。
其它条件和方法同实施例1。
表5是采用实施例3退浆、煮练与常规退浆、煮练后涤/棉织物的主要性能指标对比。表6是采用实施例3退浆、煮练后再经漂白，丝光，定形工序后涤/棉织物染色与常规工艺染色后涤/棉织物的主要染色性能指标对比。
表5
表6
由表5、6数据可以看到，经真空等离子体—微喷射技术处理后，涤/棉织物的失重率、毛效、强力优于常规退浆、煮练工艺；涤/棉织物在不加尿素，非离子型表面活性剂的条件下，染色性能提高。
实施例4取经气体烧毛工艺处理后的50/50的涤/棉卡其生坯一块(幅宽，30厘米长)，将涤/棉织物进行常压等离子体处理，电压为100V，电流为15KVA，速度为10米/分钟；取出后经微喷射技术处理，喷射孔直径为0.12毫米，喷射头的孔间距为30孔/厘米，四排孔，单面处理，水的压力为15Mpa，生产速度为60米/分钟，完成退浆、煮练。再经漂白、丝光、定形后按实施例1的染色处方进行染色。
其它条件及方法同实施例1。
表7是采用实施例4退浆、煮练与常规退浆、煮练后涤/棉织物的主要性能指标对比。表8是采用实施例4退浆、煮练后再经漂白，丝光，定形工序后涤/棉织物染色与常规工艺染色后涤/棉织物的主要染色性能指标对比。
表7
表8
由表7、8数据可以看到，经常压等离子体—微喷射技术处理后，涤/棉织物的失重率、毛效可与常规工艺相当，强力优于常规工艺；涤/棉织物在不加尿素，非离子型表面活性剂的条件下，染色性能提高。
实施例5取经气体烧毛工艺处理后的50/50的涤/棉卡其生坯一块(幅宽，30厘米长)，将涤/棉织物进行真空等离子体处理，工作气氛为氧气，以5Pa的背底真空度开始冲入氧气，当达到100Pa气压后，以200W的功率处理5分钟；取出后经微喷射技术处理，喷射孔直径为0.15毫米，喷射头的孔间距为15孔/厘米，五排孔，单面处理，水的压力为16Mpa，生产速度为65米/分钟，完成退浆、煮练。再经漂白、丝光、定形后按实施例1的染色处方染色。
其它条件及方法同实施例1。
表9是采用实施例5退浆、煮练与常规退浆、煮练后涤/棉织物的主要性能指标对比。表10是采用实施例5退浆、煮练后再经漂白，丝光，定形工序后涤/棉织物染色与常规工艺染色后涤/棉织物的主要染色性能指标对比。
表9
表10
由表9、10数据可以看到，在真空等离子体工艺参数不变的条件下，改变微喷射技术的工艺参数时，涤/棉织物的退浆、煮练效果有所改变。提高微喷射技术工艺参数中的喷射孔直径，降低生产速度，退浆、煮练的效果改善，且优于常规工艺；涤/棉织物在不加尿素，非离子型表面活性剂的条件下，染色性能提高。
由此可见，应用等离子体—微喷射技术来对涤/棉织物进行退浆、煮练可以代替常规退浆、煮练的前处理工艺，具有缩短工艺流程，不需使用化学助剂来退浆、煮练，清洁、无污水的排放，降低了生产成本，有利于清洁生产和环境保护的明显优点。
实施例6取涤纶双绉织物一块(幅宽，30厘米长)，将涤纶织物进行真空等离子体处理，工作气氛为空气，以5Pa的背底真空度开始冲入空气，当达到80Pa气压后，以180W的功率处理7分钟；取出后经微喷射技术处理，喷射孔直径为0.28毫米，喷射头的孔间距为20孔/厘米，三排孔，单面处理，水的压力为16Mpa，生产速度为70米/分钟，完成退浆精练。再经预定形后按照浸轧染液(室温，轧余率40％，分散染料，海藻酸钠)→烘干→焙烘(190℃～220℃，1分钟～1.5分钟)的工艺流程进行染色工艺1高温型分散染料分散蓝S-BGL，分散红玉2GFL，分散黄棕S-2RFL；工艺2中温型分散染料分散蓝SE-2R，分散红玉SE-2R，分散黄SE-NGL，工艺3低温型分散染料分散蓝2BLN，分散红3B，分散黄RGFL。
常规染色的工艺为浸轧染液(室温，轧余率40％，分散染料，海藻酸钠，分散剂，表面活性剂)→烘干→焙烘(190℃～220℃，1分钟～1.5分钟)其它条件及方法同实施例1。
表11是采用实施例6退浆精练与常规退浆精练后涤纶织物的主要性能指标对比。表12是采用实施例6退浆精练后再经预定形工序后涤纶织物染色与常规工艺染色后涤纶织物的主要染色性能指标对比。
表11
表12
由表11、12数据可以看到，经真空等离子体—微喷射技术处理后，涤纶织物的失重率、强力优于常规退浆精练工艺；涤纶织物在不加分散剂、表面活性剂的条件下，染色性能提高。
实施例7取涤纶双绉织物一块(幅宽，30厘米长)，将涤纶织物进行常压等离子体处理，电压为200V，电流为15KVA，速度为10米/分钟；取出后经微喷射技术处理，喷射孔直径为0.25毫米，喷射头的孔间距为15孔/厘米，一排孔，单面处理，水的压力为18Mpa，生产速度为60米/分钟，完成退浆精练。再对涤纶织物预定形后按照实施例6的染色工艺对涤纶织物进行染色。
其它条件及方法同实施例1。
表13是采用实施例7退浆精练与常规退浆精练后涤纶织物的主要性能指标对比。表14是采用实施例7退浆精练后再经预定形工序后涤纶织物染色与常规工艺染色后涤纶织物的主要染色性能指标对比。
表13
表14
由表13、14数据可以看到，经常压等离子体—微喷射技术处理后，涤纶织物的失重率可与常规退浆精练工艺相当，强力优于常规工艺；涤纶织物在不加分散剂、表面活性剂的条件下，染色性能提高。
权利要求
1.一种织物等离子体-微喷射处理方法，其特征在于先用真空等离子体对机织物或针织物进行表面处理，再用微喷射技术对其进行处理，其中真空等离子体采用的工作气体可以是氮气、氧气、空气中的一种或上述气体的混合物，背底真空度为1～5Pa，工作压力为50～100Pa，放电功率为100～200W，处理时间为3～7分钟。
2.一种织物等离子体-微喷射处理方法，其特征在于先用常压等离子体对机织物或针织物进行表面处理，再用微喷射技术对其进行处理，其中常压等离子体前处理的电压为10～200V，电流为1～15KVA，速度1～20米/分钟。
3.根据权利要求1或2所述的织物等离子体-微喷射处理方法，其特征在于所述的微喷射技术为直接用水对机织物或针织物进行喷射处理，水的压力为14Mpa～20Mpa，喷射水流速度为150～250米/秒，织物移动速度为50米/分钟～80米/分钟。
4.根据权利要求3所述的织物等离子体-微喷射处理方法，其特征在于喷射水流速度为180～220米/秒。
5.根据权利要求3所述的织物等离子体-微喷射处理方法，其特征在于可以对机织物或针织物的单面或双面进行喷射处理。
6.根据权利要求3所述的织物等离子体-微喷射处理方法，其特征在于喷射孔直径为0.1～0.3毫米，喷射头的孔间距为15孔/厘米～30孔/厘米。
7.根据权利要求3所述的织物等离子体-微喷射处理方法，其特征在于孔的排列为1～10排，较好的是4～6排。
8.根据权利要求1或2所述的织物等离子体-微喷射处理方法的应用，其特征在于可以用在涤纶织物退浆精练或涤/棉织物退浆、煮练中。
9.根据权利要求8所述的织物等离子体-微喷射处理方法的应用，其特征在于所述的织物为经气体烧毛工艺处理后的涤/棉平布织物、涤/棉细纺织物、涤/棉府绸织物和涤/棉卡其织物。
10.根据权利要求8所述的织物等离子体-微喷射处理方法的应用，其特征在于所述的涤纶织物为涤纶双绉织物，涤纶乔其纱织物、涤纶顺纡织物、涤纶花瑶织物、涤纶绉缎织物和涤纶巴厘纱织物。
全文摘要
本发明公开了一种织物等离子体－微喷射处理方法，先用真空等离子体或常压对机织物或针织物进行表面处理，再用微喷射技术对其进行处理，其中真空等离子体采用的工作气体可以是氮气、氧气、空气中的一种或上述气体的混合物，背底真空度为1～5Pa，工作压力为50～100Pa，放电功率为100～200W，处理时间为3～7分钟。本发明具有节能高效、缩短工艺流程、无污染等特点，对于解决染整行业的污水治理问题，具有积极的意义和推广价值。
文档编号D06M10/00GK1786329SQ20051011527
公开日2006年6月14日 申请日期2005年11月15日 优先权日2005年11月15日
发明者刘必前, 李兰, 汪前东, 冀旭, 宋延林 申请人:中国科学院化学研究所