專利名稱:無堿無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，我國工業(yè)上對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，工人勞動強度大，成本高，排出的廢水造成嚴重污染。
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多個毛細管的入口和出口，使其通過保持低壓的區(qū)域受到拉曳，上述區(qū)域同時也是在其四周設(shè)置了園筒形圈，用它產(chǎn)生高頻來產(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，對聚酯系染色布帛進行處理。
英國專利2097407A提出了化纖復合材料強度提高法，英國專利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，但無具體描述。
上述專利都未涉及到用等離子體氣體來處理棉花及其制品，而且這些專利應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棉花及其制品進行脫脂。具體說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，對該材料內(nèi)部沒有影響。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)反應去除掉這些雜質(zhì)，而棉纖維的強度與細度基本保持不變，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)明的詳細說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)更簡單，更方便，如附圖所示1-氣焊用氧氣瓶，2-流量計，3-針閥，4-氧氣進入口，5-機械泵，6-輝光放電等離子體室，7-電感耦合線圈，8-流過線圈的冷卻水，9-高頻電源，10-壓力計。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，溫度是個關(guān)鍵參數(shù)。因為等離子體分解、燃燒效應只在某個溫度以上才比較明顯，溫度的調(diào)節(jié)可以通過放電氣壓，放電輸入功率來實現(xiàn)。氣壓低，溫度就低，脫脂時間長，脫脂率不高。氣壓高，溫度亦高，脫脂時間短，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，脫脂處理時間較長，效果不好。
氧氣應由輝光區(qū)下游注入，通過擴散作用而進入輝光區(qū)進行放電，這時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，即使氣壓偏低，也容易燒糊棉纖維，且脫脂效果不好。
經(jīng)紡織科學研究院測試中心測試，原棉含油率為0.56%，經(jīng)本發(fā)明脫脂處理過的棉花含油率下降到0.35～0.14%，而棉纖維強度和纖維細度基本無變化。見下表。
編號 單纖維平均強力(克) 細度(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所測試由此可以看出，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)點是不用堿和水，生產(chǎn)周期短，勞動強度減輕，節(jié)省能源，成本低，無污染。由于氣體所需真空度不高(0.2～10乇)用機械泵即可達到，因此適宜于工業(yè)化生產(chǎn)，而所消耗的化學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)，處理時間4分鐘，經(jīng)檢測棉花含油率下降到0.14%，而棉花纖維的單纖維平均強力和細度基本無變化。
實例二，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)，處理時間3分鐘。由于棉布的含油率及強度測試需要較大面積(25×25cm2)，本發(fā)明所使用等離子體實驗裝置較小，故缺實驗檢測數(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度基本不變，當可推知棉布的強度也不應變化太大。
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棉花及其制品進行脫脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的脫脂方法，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，脫脂時間在0.5-10分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所說的脫脂方法，其特征是棉花及其制品應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棉花及其制品進行脫脂處理，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，棉纖維強度和細度脫脂前后基本無變化。
文檔編號D06M10/00GK86102453SQ86102453
公開日1987年10月21日 申請日期1986年4月12日
發(fā)明者趙庶陶 申請人:山東棲霞印染廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan