由表1可见,工艺一、二、四的毛效和白度差不多,即织物经工艺一、二处理后,已完全达到纺织品后道工序的要求,且省略了退浆工序。这是因为织物上的PVA浆料经氯气和氧气低温常压等离子体处理后,聚乙烯醇分子链不同程度地断裂;棉纡维上蜡质连续覆盖状态被破坏,形成含-OH、-C00H等水溶性基团的物质,织物润湿性提高。利用等离子体以上特性可改进传统工艺,即织物先经等离子体处理和烧毛后,直接进入煮练,以替代传统的退浆工序。
工艺三的毛效和白度较差,达不到质量要求,说明等离子体处理纯棉织物还不能完全替代退浆及煮练。而织物经等离子体处理和烧毛后进行半煮练,则可以达到要求,即工艺一比较理想。
应用低温常压等离子体处理工艺,棉纤维的损伤比工厂传统工艺要小。这是因为棉纤维经氩/氧低温常压等离子体的高能粒子撞击后,尽管棉纤维上个别部位连接的β-D-葡萄糖剩基上的1,4-甙键被击断,但平均聚合度(DP)下降很小,而且低温常压等离子体处理仅在纤维表面10 μm深度内发生作用,加之纤维表面有浆料和其它杂质,所以对纤维损伤不大。表1表明,工艺一、二和三的经纬向强力都大于工艺四。
2.2最佳工艺和工厂传统工艺实际成本比较
通过大量试验,确定工艺一为最佳工艺,它与工厂常规工艺的具体参数比较见表2。
表2等离子体处理与常规工艺参数
与常规工艺相比,等离子体处理工艺成本较低,如下所示:
(1)节省碱剂用量
按28%浓度的液碱价格0.75元/kg,带液率为90%计,每万米布节省碱的成本为:
78 g/m2×1.6(幅宽)×10 -3×10 000×(10+30-20)÷28%×90%×0.75×10 -3=60元
(2)节省蒸汽消耗量
每万米布常规工艺用汽量,退浆4 t,煮练6 t;而等离子体处理最佳工艺用汽量为4 t。每吨汽按150元计,则每万米布节省蒸汽900元。
(3)节省水用量并减少排放
每万米布等离子体处理节省退浆用水23 t。按每吨水(含污水处理费用)3元计,则每万米布节省69元。
(4)增加的等离子体处理加工成本
等离子体设备用负荷为80 kW,退浆机用电负荷为30 kW,每万米增加的耗电费用为:
(80—30)kWh×0.75歹己/kWh÷(60 m/min×60 min)×10 000 m=104元
用等离子体处理工艺,每万米节约如I成本为:
(60+900+69)-104=925(元)
此外,应用等离子体技术,能减少碱用量,降低污水COD值,具有明显的环境效益。
3 结论
(1)纯棉织物应用等离子体处理工艺,对工厂的传统前处理方法进行改进,完全能达到实际生产的要求,半成品的各项指标与工厂常规工艺产品接近。等离子体技术处理纯棉织物的最佳工艺是:原布等离子体设备处理→烧毛→半煮练→漂白。
(2)在纯棉织物前处理中应用等离子体技术连续生产,可降低工厂生产成本,节能环保,提升经济效益。