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徐憬，李翠萍，姚登辉，杨立波
(中国纺织科学研究院江南分院，浙江绍兴312071)0前言
等离子体加工工艺属于干态加工，具有加工周期短、清洁、环保的特点。
本院所使用的常压低温等离子体设备是与中科院合作研制的。该设备的基本特征是：以介质阻挡方式实现大面积均匀放电，可混入不同气体，气体流量可以控制，放电强度也可根据工艺要求调节。此设备为平幅连续式，门幅达到2m，车速可达50m／min。在用其对纯棉织物进行前处理时，通过放电，等离子体中高能粒子对织物表面发生刻蚀作用和化学改性，使棉纤维上浆料和蜡质的连续覆盖状态被氧化和破坏。浆料的分子链被切断，杂质的可溶性提高，易于被去除。所以，应用等离子体技术可优化传统的退煮工序，达到节能减排、清洁生产的目的。
1试验
1．1试验材料
织物14．8tex×14．8tex378根／10cm×378根／10cm78g／m2纯棉府绸PVA浆坯布(绍兴海神印染有限公司)
助剂氢氧化钠(化学纯，北京试剂化学公司)，精练剂YH．1000(上海洪洋化工有限公司)，螯合剂FK-425(绍兴中纺化工有限公司)，双氧水(广州成畅化工有限公司)，稳定剂FK-601(绍兴中纺化工有限公司)，螯合分散剂710(100％，苏州联胜化学有限公司)，以上均为工业级。
1．2试验仪器
常压低温等离子体设备(中样机，自行研制)；烧毛机LMH003(江阴市江南纺印机械有限公司)；煮漂联合机LH-022(江苏红旗印染机械有限公司)；丝光机LM082—340(黄石纺织机械厂)；DatacolorSpectraflashSF600X测色光谱仪(美国Datacolor公司)；LCK-800型纺织品毛细效应测定仪(山东纺织研究院测控设备开发中心)；YG026断裂强力仪(江
(中国纺织科学研究院江南分院，浙江绍兴312071)0前言
等离子体加工工艺属于干态加工，具有加工周期短、清洁、环保的特点。
本院所使用的常压低温等离子体设备是与中科院合作研制的。该设备的基本特征是：以介质阻挡方式实现大面积均匀放电，可混入不同气体，气体流量可以控制，放电强度也可根据工艺要求调节。此设备为平幅连续式，门幅达到2m，车速可达50m／min。在用其对纯棉织物进行前处理时，通过放电，等离子体中高能粒子对织物表面发生刻蚀作用和化学改性，使棉纤维上浆料和蜡质的连续覆盖状态被氧化和破坏。浆料的分子链被切断，杂质的可溶性提高，易于被去除。所以，应用等离子体技术可优化传统的退煮工序，达到节能减排、清洁生产的目的。
1试验
1．1试验材料
织物14．8tex×14．8tex378根／10cm×378根／10cm78g／m2纯棉府绸PVA浆坯布(绍兴海神印染有限公司)
助剂氢氧化钠(化学纯，北京试剂化学公司)，精练剂YH．1000(上海洪洋化工有限公司)，螯合剂FK-425(绍兴中纺化工有限公司)，双氧水(广州成畅化工有限公司)，稳定剂FK-601(绍兴中纺化工有限公司)，螯合分散剂710(100％，苏州联胜化学有限公司)，以上均为工业级。
1．2试验仪器
常压低温等离子体设备(中样机，自行研制)；烧毛机LMH003(江阴市江南纺印机械有限公司)；煮漂联合机LH-022(江苏红旗印染机械有限公司)；丝光机LM082—340(黄石纺织机械厂)；DatacolorSpectraflashSF600X测色光谱仪(美国Datacolor公司)；LCK-800型纺织品毛细效应测定仪(山东纺织研究院测控设备开发中心)；YG026断裂强力仪(江
苏南通三思机电科技有限公司)。
1．3试验方法
1．3．1工艺流程及处方
(1)工艺流程
工艺一原布→等离子体处理→烧毛→半煮练→漂白
工艺二原布→等离子体处理→烧毛→煮练→漂白
工艺三原布→等离子体处理→烧毛→直接漂白
工艺四原布→烧毛→退浆→煮练→漂白(传统工艺)
(2)工艺条件及处方
烧毛车速100m／min，一正一反
等离子体处理氩气10L/min，氧气0．6L／min，车速50m／min
退浆烧碱10g/L，渗透剂5g/L，汽蒸102℃×40min
煮练NaOH30g／L，精练剂YH一10004g/L，螯合剂FK-4253g/L，汽蒸102℃×60min
半煮练即把煮练的助剂用量和汽蒸时间适当减少(NaOH20g／L，汽蒸时间40min)
漂白H2O23．5g/L(100％双氧水)，精练剂YH一10002g／L，稳定剂FK-6015g/L，螯合分散剂710—100％2g／L，汽蒸102℃×45min
1．3．2测试方法
毛效按FZ／T01071--1999《纺织品毛细效应试验方法》测定。
断裂强力按GB／T3923．1—1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测定。
白度用DatacolorSpectraflashSF600X测色光谱仪测定。
2结果与讨论
2．1不同生产工艺处理对织物性能的影响
试验工艺流程均在煮练后取样，工艺三在直接漂白后取样，检测样品的毛细效应。不同工艺的毛效比较见表
注：原布经向强力310．6N／5cm，纬向强力233．2N／5cm。
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
1．3试验方法
1．3．1工艺流程及处方
(1)工艺流程
工艺一原布→等离子体处理→烧毛→半煮练→漂白
工艺二原布→等离子体处理→烧毛→煮练→漂白
工艺三原布→等离子体处理→烧毛→直接漂白
工艺四原布→烧毛→退浆→煮练→漂白(传统工艺)
(2)工艺条件及处方
烧毛车速100m／min，一正一反
等离子体处理氩气10L/min，氧气0．6L／min，车速50m／min
退浆烧碱10g/L，渗透剂5g/L，汽蒸102℃×40min
煮练NaOH30g／L，精练剂YH一10004g/L，螯合剂FK-4253g/L，汽蒸102℃×60min
半煮练即把煮练的助剂用量和汽蒸时间适当减少(NaOH20g／L，汽蒸时间40min)
漂白H2O23．5g/L(100％双氧水)，精练剂YH一10002g／L，稳定剂FK-6015g/L，螯合分散剂710—100％2g／L，汽蒸102℃×45min
1．3．2测试方法
毛效按FZ／T01071--1999《纺织品毛细效应试验方法》测定。
断裂强力按GB／T3923．1—1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》测定。
白度用DatacolorSpectraflashSF600X测色光谱仪测定。
2结果与讨论
2．1不同生产工艺处理对织物性能的影响
试验工艺流程均在煮练后取样，工艺三在直接漂白后取样，检测样品的毛细效应。不同工艺的毛效比较见表
注：原布经向强力310．6N／5cm，纬向强力233．2N／5cm。
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10μm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。
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：
78g／m2×1．6(幅宽)×10-3×10000×(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4t，煮练6t；而等离子体处理最佳工艺用汽量为4t。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23t。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80kW，退浆机用电负荷为30kW，每万米增加的耗电费用为：
(80—30)kWh×0．75歹己／kWh÷(60m／min×60min)×10000m=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
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10μm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。
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：
78g／m2×1．6(幅宽)×10-3×10000×(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4t，煮练6t；而等离子体处理最佳工艺用汽量为4t。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23t。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80kW，退浆机用电负荷为30kW，每万米增加的耗电费用为：
(80—30)kWh×0．75歹己／kWh÷(60m／min×60min)×10000m=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。
(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。
