在纺织工业中应用等离子清洗设备是一个创新的突破,是实现纺织印染生态工业的重要途径,具有重大的环境、社会和经济效益。在传统的生产工艺中,棉布印染前要进行退煮漂等工序,耗水量大,形成很多的污水,嚴重破坏环境。采用等离子技术可优化或替代传统的预处理退煮漂工艺,减低成本费用,减小水土资源消耗和化学工业污物排出。同时,等离子清洗机设备对提高纤维染色印刷性能、色牢度、羊毛防毡收缩性能和织物手感风格也有明显效果。
当前对等离子清洗机设备在纺织材料处理方面的研究已取得了丰富的学术成果,许多实验室小样实验效果非常理想,但在实际纺织工业中还没有成熟的应用。形成这一结果的重要原因之一是缺少适合工业化生产的等离子体设备,这嚴重制约了等离子洁净纺织技术产业化进程的开展,如实用工艺优化、系统成本评估等。所以,当务之急就是研制适合工业化生产的稳定可靠的等离子体设备,并以此为突破口,逐步解决等离子清洁纺织技术工业化过程中遇到的问题。
等离子清洗机设备是一个复杂系统,研制过程涉及等离子体物理、电力电子、纺织染整等相关专业知识,而其中的关键技术是如何保证采用现代电力电子技术的高压电源能够实现大面积、大功率常压均匀等离子体放电,满足纺织品处理的要求。纺织工业生产所需的等离子清洗机设备具有其特殊性,主要体现两个大方向:
(1)等离子清洗机设备形成的等离子体的形状和强度不应损坏纺织品。等离子技术已经成功应用于许多行业,有许多特定的形式。例如,塑料薄膜电晕放电是一个接一个常用的等离子体形式。然而,当等离子体应用于纺织品处理时,很容易造成损伤,显示出纺织品对等离子体形式的敏感性,这也是不能复制现有常用等离子体形式之一。实际上,等离子体形式不仅与电极结构、放电气氛有关,更重要的是与高频高压波形施加在电极上,有效的电源控制技术可以克服目前常用的等离子体形式不能用于纺织加工的缺点,满足纺织品加工的要求。
(2)满足工业生产的大功率等离子清洗机设备电源。成功地应用一项新技术,不仅要有实验室所给予的显著效果,还要满足工业化生产的需要,如时间、成本等方面的考虑。具体地说,目前印染行业的有效幅宽可达1.8米以上,连续处理速度需达到几十米/分钟以上,电浆设备只有在满足这些基本条件的基础上,才能实现工业化生产。但不容乐观的是,实验室小试验的试验条件远不能与上述条件相匹配。举例来说,实验室中小样品试验的处理时间通常是分钟级,或处理环境为低气压等,根本不能满足实际生产的需要。这也是等离子清洗机设备在许多实验室小试效果非常理想,然而在实际纺织工业中却未见成熟应用的一个重要的原因。