等离子体织物表面改性处理机制造技术

一种用于织物表面改性的等离子体织物处理机，它由真空密封室筒体，等离子体发生天线组，退卷卷取系统和导布辊，射频电源，真空泵和工作气体输入系统组成，其等离子体发生天线组采用同极天线平行配置，织物在同极天线中间穿过，织物传输为恒张力恒线速传输。该机适用于各种不同类型织物的等离子体改性处理，工作状态稳定，不受织物厚薄影响，尤其适用于真丝绸等易折皱织物处理，且适用于１６００ｍｍ以内幅宽织物的批量处理。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及低温等离子体用于织物表面改性设备，以及该专用设备装置的设计。近年来，用等离子体处理方法来改变织物和纤维性质的研究和应用开始兴起，织物等离子体改性是通过等离子体独特的作用机理和过程，使织物或纤维表面的化学组成和结构(分子基团及其配置、交联度、极性、自由基等)发生改变，达到其表面性质(物理、化学、生物等)发生相应变化，从而满足特定的加工和使用性能。等离子体改性工艺具备表面刻蚀、接技、交联、氧化等过程，成为高科技物理改性工艺的首选。与常规化学改性相比具有以下优点限于表层，处理深度仅30-50nm，对织物物理性能的损失很小；干法处理，无环境污染；快速高效，无需洗涤、烘干工序；应用广泛，采用不同工艺条件，可满足不同功能的改性要求。等离子体是一种电离气体，是电子、离子、中性粒子的独立集合体，等离子体的能量将通过光辐射、中性分子流和离子流的形成来作用于被处理织物的表面，这些能量的消散过程就是织物表面获得改性的根本原因。织物经等离子体处理后润湿性和染色性的提高主要在于在织物表面形成了一些含氧或不含氧的自由基官能团，导致纤维亲水性增加。利用等离子体活化织物纤维，然后再进行染色或树脂整理加工，有利于提高上染率和织物纤维和各类整理剂发生反应，提高了手感、吸湿性等服用性能。经等离子体处理在织物纤维表面产生了更多的裂缝和断裂点，为化学药品的润湿和渗透提供了通道；在织造过程中织物表面沾污的油污等杂质被高能等离子体所裂解气化，洁净了织物表面也导致润湿性能的改善；纤维间裂解点的增多，纤维表面积相应增大，表面吸附能力亦增大，吸湿性也大大提高。等离子体放电方式按电源的频率可分为直流放电、射频放电和微波放电，按强度来分可分为暗放电、辉光放电、电弧放电。由于织物的等离子处理是属于低温等离子体处理的范畴，以及考虑到能量的强弱、稳定，电源的价格，以及微波的泄漏、高真空等问题，目前一般采用射频放电来产生低温等离子体。射频放电是在低气压或常压在一定条件下进行，由13.56MHz的高频交变电源作用于感应放电和耦合放电现象，如高频电源的电压较低，这一放电过程要在低气压条件下发生。当电压较高时，就能在常压下发生。由于高频电源和介质的制约目前一般采用低气压条件下的耦合射频放电来产生低温等离子体。现有的射频激励等离子体织物改性处理装置以中国专利ZL 01239813.6为例，该装置为散堆织物进料，从两阴阳平面极板中间穿过，电极间距2-10mm。由于织物要经过两对织物传动轴对夹持传输，不能处理易于产生褶皱的织物。因是散堆织物所以一次处理的织物十分有限，不利于批量生产。又由于织物是从一对阴阳平面极板中间穿过，这样等离子体状态不够稳定，对织物的处理不易于均匀。由于阴阳极板为平面极板，间距较小，对极板的平整度要求较高。在幅宽方向等离子体发生区域不可以改变。本技术的低温等离子体织物表面改性处理机设计要解决不同类型织物在现有等离子体织物表面处理机中难以进行稳定和可调节处理的问题。本技术为间隙式处理设备，由横向平移真空密封室筒体，织物退卷卷取系统，等离子体发生天线组，机架部件，射频电源系统，真空泵机组和氧、氮等气体输入系统组成，等离子体织物改性处理机结构如附图说明图1所示。本技术的织物传输系统采用了纺织印染生产中广泛使用的恒张力恒线速织物退卷卷取系统，织物的传输和离子体发生天线组如图2所示。具体结构如下真空密封室内二个卷布辊(1)设置在真空室的左侧，开幅辊(2)测速辊(3)和导布辊组(4)及等离子体发生天线组(5)设置在真空室的右侧。上卷布辊的织物经开幅辊、测速辊、导布辊组通过等离子体发生天线组后被下卷布辊卷取，上下卷布辊的卷绕方向可以变换，所以卷布辊的织物表面能够根据要求进行数次等离子体改性处理，卷布辊的恒张力恒线速电气控制系统使织物作恒张力和恒线速送卷和卷取，织物在平行配置的同极天线中间穿过，织物运行速度在2-15米/分无级连续可调，有自动计道，满卷自动停车等功能。低张力和恒线速使织物成卷状态良好，织物表面改性处理均匀，有很强的工艺适应性。本技术的等离子体发生天线采用园柱体杆状结构等离子体发生天线组，阴阳极天线组位于真空室右侧的中间。本技术的等离子体发生天线组采用阴阳同极天线平行配置，阴阳极间距为10mm-60mm，如图2所示为由四列二组阴阳极天线组成。阳极天线的直径粗于阴极天线的直径，阳极天线是和机器的外壳相连接，所以等离子体只在阴阳极天线组中间发生，有很好的射频屏蔽效果。织物经导布辊组在平行同极天线中间通过，在等离子体发生区域内进行表面改性处理。天线为园柱体杆状结构，中空通流动水冷却，阴阳极极间距为在10mm-60mm范围内根据射频电源的功率。电压可作调整。射频电源(6)经可调L型网络阻抗匹配器后和阴阳极天线组相并连接，在几十帕左右的低真空状态下产生稳定可靠的低温等离子体。等离子体发生天线组其相同极性天线间可采用并连连接，冷却水采用串连连接，采用并连接可以减小连接电缆的直径，降低和天线的连接难度。天线组阴阳极天线对数可根据功率和设计要求进行扩展。园柱形天线轴向宽度等离子体发生区域利用鞘层屏蔽技术其宽度可跟据织物宽度进行调节，在处理窄幅织物时能够减少功率消耗。其特征结构如图3所示。本技术的真空密封室为横向平移筒体结构，筒体由电机经二级蜗轮蜗杆减速器减速，经锥形摩擦盘组件把动力传至筒体支轴上的滚轮，使筒体实现开启和关闭。滚轮下的道轨为六角形冷拉钢，具有良好的定位效果。在关闭筒体真空室时，电机驱动力矩使真空室筒体法兰压紧主墙板密封圈，同时通过行程开关使得真空泵立即开始抽真空，真空室筒体在大气压强作用下压紧密封圈后，延时继电器才控制滚轮驱动电机停止工作，滚轮支轴上的锥形摩擦盘组件就起到了调节和传递传动力矩的作用。滚轮支轴上的锥形摩擦盘组件结构如图4所示，该结构内装有输入力矩滚子链链轮(1)的外锥形摩擦盘(2)活套于滚轮支轴(3)上，内锥形摩擦盘(4)通过导向键能在滚轮支轴上作轴向移动，在径向将传动力矩传递给滚轮支轴，通过调节弹簧(5)可改变内锥形摩擦型对外锥形摩擦盘的作用力，从而达到调节摩擦传动力矩的作用，实现了关闭筒体真空密封室、起动真空泵抽真空这一过程的自动化。织物传送系统为悬臂结构，悬臂固定端安装在机架上的主墙板上，通过6根悬臂支辊支撑起另一端的副墙板，副墙板上安装有弹簧滚轮支撑组件，使副墙板支持于横向平移真空密封室内下方的方杆上，起到了辅助支撑作用，弹簧滚轮支撑组件结构如图5所示。依托主墙板支板和副墙板安装了织物卷布辊和开幅辊测速辊及导布辊组，使织物作恒张力和恒线速送卷和卷取，织物运行速度无级可调。卷布辊传动轴都采用了MY型机械密封装置，有良好的真空动密封性能。二卷布辊由恒张力恒线速电控系统控制变频调速电机经齿轮减速器减速后直接拖动实现恒线速恒张力卷绕。卷取车速2-15米/分左右连续可调，该设备可较长时间工作在低速状态下连续运行。张力2-15公斤内可调，运行时织物张力波动小于20％，卷绕车速波动小于1％.可实现自动掉头，自动圈数、道数计数和自动停机功能，自动化程度高。本技术结构用说明书附图作直观形象表述，其中图1为本技术结构剖面图图中1——横向平移真空密封室筒体；2——织物退卷卷取系统；3——等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体织物表面改性处理机，在真空密封室筒体中，配置与射频电源连接的等离子体发生天线组，以及安装在机架上的织物传输系统，其特征是：等离子体发生天线采用圆柱体杆结构，其天线组配置采用阴阳同极天线平行排列，阴阳极极间距为１０ｍｍ－６０ｍｍ，每一对同极天线均位于织物传输通道的两侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶勇，杭志伟，缪仲勤，
申请(专利权)人：苏州丝绸科学研究所有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]