本發(fā)明屬于氣體放電領(lǐng)域和高分子材料表面改性領(lǐng)域，主要涉及一種基于輝光放電等離子體的纖維織物表面處理裝置。

背景技術(shù)：
近年來(lái)，高分子材料因具有許多金屬和無(wú)機(jī)材料無(wú)法取代的優(yōu)點(diǎn)而得到了巨大發(fā)展。高分子材料按照物理形態(tài)主要分為橡膠、塑料和纖維。纖維按其來(lái)源又可分為天然纖維和合成纖維。天然纖維具有良好的吸濕性能和透氣性能；而合成纖維則具有密度小、耐磨性好、耐腐蝕性高、電絕緣性好等顯著優(yōu)點(diǎn)。兩種纖維各有優(yōu)勢(shì)，發(fā)展迅速，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與人民日常生活所必不可少的重要材料，廣泛應(yīng)用于服裝、建筑、醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域。而在合成纖維的應(yīng)用中，纖維織物又幾乎是最重要的一種應(yīng)用形式。然而，由于合成纖維特殊的大分子結(jié)構(gòu)使其普遍具有結(jié)晶度高、取向度高等特點(diǎn)，從而導(dǎo)致其親水性能、染色性能、粘結(jié)性能等均較差。而纖維織物作為合成纖維的重要應(yīng)用形式，自然會(huì)存在相同的缺點(diǎn)。隨著纖維織物產(chǎn)量的迅速增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，同時(shí)由于工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)纖維織物的需求范圍越來(lái)越廣，要求的性能也越來(lái)越高，常規(guī)纖維織物經(jīng)濟(jì)效益急劇下降，難以滿足人們的需要。為改善纖維織物原有的缺點(diǎn)，提高其應(yīng)用性能，必須對(duì)其表面進(jìn)行改性處理。目前，應(yīng)用于纖維織物表面改性的方法主要有：化學(xué)改性、光改性、臭氧改性和等離子體表面改性。等離子體作為一種表面處理技術(shù)，與傳統(tǒng)改性方法相比，具有清潔、高效、無(wú)污染等顯著優(yōu)點(diǎn)。等離子體中存在大量電子、離子、亞穩(wěn)態(tài)粒子等高能粒子，它能根據(jù)需要在纖維織物表面引發(fā)接枝、交聯(lián)、聚合等一系列反應(yīng)，在不影響材料主體性質(zhì)的基礎(chǔ)上改善其表面性能。應(yīng)用于纖維織物表面處理的等離子體放電形式主要有電暈放電等離子體、低氣壓輝光放電等離子、常規(guī)介質(zhì)阻擋間隙放電以及大氣壓輝光放電等離子體。其中，電暈放電等離子體放電極不均勻，放電功率低，導(dǎo)致對(duì)纖維織物的改性不夠均勻，改性效果不佳；低氣壓輝光放電雖然放電均勻，對(duì)纖維織物改性效果良好，但是必須配備必要的真空設(shè)備，處理工序復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用；常規(guī)介質(zhì)阻擋放電雖然具有足夠的能量且可以在大氣壓空氣環(huán)境下對(duì)纖維織物進(jìn)行連續(xù)處理，但放電不夠均勻，容易產(chǎn)生細(xì)絲狀的流注放電，從而引起放電處溫度局部過(guò)高，導(dǎo)致被處理材料局部灼傷或穿孔；而大氣壓輝光放電則可以避免上述問(wèn)題，放電均勻，功率適中，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，是進(jìn)行材料表面處理的最佳放電形式。但是，在大氣壓空氣條件下很難形成均勻穩(wěn)定的輝光放電等離子體。目前，存在一些對(duì)纖維織物進(jìn)行等離子體表面處理的發(fā)明專利。其中，公開(kāi)號(hào)為CN1932132A、名稱為紡織品和無(wú)紡布等離子體表面處理裝置的中國(guó)專利申請(qǐng)，公開(kāi)了一種采用絲狀放電對(duì)纖維織物進(jìn)行表面處理的裝置，該專利采用的放電形式是一般意義上的介質(zhì)阻擋放電，高壓電極和接地電極間存在空氣間隙，放電電壓偏高，放電成細(xì)絲狀的流注放電；在處理過(guò)程方面，高壓電極和低壓電極均為靜止?fàn)顟B(tài)，被處理材料從兩種電極之間的放電間隙通過(guò)，實(shí)現(xiàn)改性處理；在處理效果方面，由于放電為不均勻的流注放電，造成對(duì)纖維織物處理不夠均勻，且容易引起放電處溫度局部過(guò)高，導(dǎo)致被處理材料局部灼傷或穿孔。該專利主要為了解決絲狀放電不均勻的技術(shù)問(wèn)題。公開(kāi)號(hào)CN203128919U、名稱為紡織品表面處理機(jī)的中國(guó)實(shí)用新型專利，采用的結(jié)構(gòu)域前述發(fā)明專利申請(qǐng)類似，也是采用絲狀放電的形式對(duì)表面織物進(jìn)行處理，CN02151228.0中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，也是采用類似的間隔開(kāi)的電極產(chǎn)生絲狀放電的形式對(duì)表面織物進(jìn)行處理。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出一類憑借旋轉(zhuǎn)接觸式電極結(jié)構(gòu)，可以在大氣壓空氣條件下產(chǎn)生輝光放電等離子體并能對(duì)纖維織物表面進(jìn)行大面積連續(xù)處理的裝置。該裝置無(wú)需真空和密封設(shè)備，放電電壓低，放電均勻，并且擁有良好的改性效果。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于輝光放電的纖維織物表面處理裝置，包括一底座，所述底座上安裝有下部電極支架，底座通過(guò)壓緊裝置連接有上部電極支架；其中，上部電極支架上安裝有與高壓高頻電源的高壓電極連接的導(dǎo)電托輥，下部電極支架上安裝有與高壓高頻電源的接地電極連接的從動(dòng)輥輪或平板，導(dǎo)電托輥在壓緊裝置的作用下與從動(dòng)輥輪或平板緊密接觸，纖維織物在外力牽引作用下通過(guò)導(dǎo)電托輥和從動(dòng)輥輪或平板之間；被壓緊的導(dǎo)電托輥的兩側(cè)所構(gòu)成的狹縫中會(huì)形成強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，率先產(chǎn)生輝光放電等離子體，并逐漸向外擴(kuò)散，形成等離子體放電區(qū)，對(duì)經(jīng)過(guò)的纖維織物進(jìn)行改性處理。所述上部電極支架上間隔設(shè)置有若干組導(dǎo)電托輥，導(dǎo)電托輥為包裹有絕緣熱縮管的圓柱狀金屬電極，導(dǎo)電托輥通過(guò)引線與高壓高頻電源的高壓電極連接。所述的絕緣熱縮管的絕緣材料介質(zhì)為聚四氟乙烯。所述壓緊裝置為壓緊夾具或連接螺栓桿。所述上部電極支架安裝有軸承座，軸承座上安裝有軸承，所述導(dǎo)電托輥通過(guò)導(dǎo)電軸安裝在軸承上。所述下部電極支架的下端設(shè)置有橡膠墊。所述的導(dǎo)電托輥和從動(dòng)輥輪或平板的兩端尖角部分打磨成圓滑形狀或在尖角部分增加額外的絕緣介質(zhì)層，避免電極兩端產(chǎn)生尖端放電。所述的平板包裹有絕緣介質(zhì)或平板表面覆蓋有絕緣介質(zhì)薄膜。所述導(dǎo)電托輥和從動(dòng)輥輪或平板設(shè)置在一空腔內(nèi)，空腔設(shè)有進(jìn)料口、出料口、汽化接枝單體進(jìn)口和工作氣體進(jìn)口；汽化接枝單體和工作氣體分別通過(guò)汽化接枝單體進(jìn)口和工作氣體進(jìn)口進(jìn)入并充滿空腔；互相接觸的導(dǎo)電托輥和從動(dòng)輥輪或平板的間隙會(huì)構(gòu)成強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，率先產(chǎn)生輝光放電等離子體，并逐漸擴(kuò)散，形成等離子體放電區(qū)，對(duì)電極間的纖維織物進(jìn)行表面處理；放電過(guò)程中，汽化接枝單體通過(guò)與經(jīng)過(guò)等離子體活化處理的纖維表面接觸，產(chǎn)生接枝共聚物，實(shí)現(xiàn)接枝改性。其中，本發(fā)明的纖維織物表面處理裝置，導(dǎo)電托輥與從動(dòng)輥輪的組合，為雙電極組合，即每一個(gè)電極組合由一個(gè)高壓電極配合一個(gè)接地電極組成。一個(gè)組合中的兩個(gè)電極上下平行布置，并保持兩電極相互壓緊的狀態(tài)。還可以采用所述的三電極組合，即：每個(gè)電極組合由一個(gè)高壓電極配合兩個(gè)接地電極或兩個(gè)高壓電極配合一個(gè)接地電極組成。一個(gè)組合中的三個(gè)電極呈三角交錯(cuò)布置，電極間均保持平行，異極性電極保持相互壓緊，而同極性電極則需要隔開(kāi)一定距離。高壓電極和接地電極間可以采用等徑電極組合，也可以采用不等徑的電極組合。前述的纖維織物表面處理裝置，其中所述的高壓電極和接地電極所用的金屬材料可以是鋼、鐵、銅等具有較好的導(dǎo)電性且具有一定的機(jī)械強(qiáng)度的金屬材料。前述的纖維織物表面處理裝置，其中所述的絕緣熱縮管可以是聚四氟熱縮管、PET熱縮管、PE熱縮管等具有熱縮性質(zhì)且具有較好絕緣性能的絕緣材料。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出的一系列纖維織物處理裝置均采用旋轉(zhuǎn)接觸式電極結(jié)構(gòu)，通過(guò)接觸式電極之間的納米小間隙構(gòu)成的強(qiáng)電場(chǎng)產(chǎn)生初始電子，進(jìn)而形成大氣壓空氣條件下的輝光放電。這種放電形式相較于傳統(tǒng)的介質(zhì)阻擋間隙放電，放電電壓更低，處理更加均勻，避免了絲狀放電對(duì)被處理物產(chǎn)生燒蝕的現(xiàn)象；相較于傳統(tǒng)低氣壓輝光放電，省去了放電所需的真空設(shè)備，簡(jiǎn)化了處理裝置的結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本；通過(guò)采用旋轉(zhuǎn)電極結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)纖維織物的連續(xù)改性處理，提高了生產(chǎn)效率。在對(duì)纖維織物進(jìn)行處理的過(guò)程中，高壓電極和接地電極時(shí)刻保持良好接觸，并隨被處理織物的傳動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。這種旋轉(zhuǎn)接觸式電極結(jié)構(gòu)與電極靜止且存在間隙的布置形式存在區(qū)別。本發(fā)明提出的接枝改性裝置是在前述纖維織物處理裝置的基礎(chǔ)上，增添接枝設(shè)備制成的。該裝置采用的等離子體接枝方法是氣相法。纖維織物表面在經(jīng)等離子體處理的同時(shí)，與空腔中的汽化接枝單體接觸，產(chǎn)生接枝共聚物，實(shí)現(xiàn)接枝改性。相較于化學(xué)接枝、輻射接枝等傳統(tǒng)接枝方法，等離子體接枝只作用于材料表面而不影響基體性能，且具有接枝工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)環(huán)境溫度低，處理均勻性好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用；相較于等離子體接枝的其它方法，等離子體接枝氣相法可以實(shí)現(xiàn)等離子體活化和接枝單體接枝同步進(jìn)行，接枝工藝更加簡(jiǎn)單，在滿足接枝率要求的前提下，可以大大提高生產(chǎn)效率。附圖說(shuō)明當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中：圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1的側(cè)視圖；圖3為圖1中導(dǎo)電托輥結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4為圖1中導(dǎo)電托輥與從動(dòng)輥輪的組合的結(jié)構(gòu)和放電簡(jiǎn)圖；圖4A為圖4中I部局部放大圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例1設(shè)置有霧化接枝處理的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例1：圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1的側(cè)視圖；圖3為圖1中導(dǎo)電托輥結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4為圖1中導(dǎo)電托輥與從動(dòng)輥輪的組合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；如圖1、圖2、圖3以及圖4所示，本發(fā)明的一種基于輝光放電的纖維織物表面處理裝置，包括一底座1，所述底座1上安裝有下部電極支架2，底座1通過(guò)壓緊裝置3連接有上部電極支架4；上部電極支架上4上間隔設(shè)置有若干組導(dǎo)電托輥5，導(dǎo)電托輥5為包裹有絕緣熱縮管7的圓柱狀金屬電極，導(dǎo)電托輥5通過(guò)引線與高壓高頻電源6的高壓電極連接，所述的絕緣熱縮管7的絕緣材料介質(zhì)為聚四氟乙烯。絕緣熱縮管7會(huì)抑制二次電子的發(fā)射，是實(shí)現(xiàn)大氣壓輝光放電的重要因素。下部電極支架2上安裝有與高壓高頻電源6的接地電極連接的從動(dòng)輥輪8，導(dǎo)電托輥5在壓緊裝置3的作用下與從動(dòng)輥輪8緊密接觸，纖維織物9在外力牽引作用下通過(guò)導(dǎo)電托輥5和從動(dòng)輥輪8之間；被壓緊的導(dǎo)電托輥5的兩側(cè)所構(gòu)成的狹縫中會(huì)形成強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，率先產(chǎn)生輝光放電等離子體，并逐漸向外擴(kuò)散，形成等離子體放電區(qū)a1（圖4A中示出），對(duì)經(jīng)過(guò)的纖維織物進(jìn)行改性處理。其中，壓緊裝置3可以采用壓緊夾具或連接螺栓桿，本發(fā)明采用連接螺栓桿的形式。上部電極支架4安裝有軸承座10，軸承座10可用于對(duì)上部電極支架4進(jìn)行局部調(diào)節(jié)，軸承座10上安裝有軸承11，所述導(dǎo)電托輥5通過(guò)導(dǎo)電軸12安裝在軸承11上。下部電極支架2的下端設(shè)置有橡膠墊13，用于實(shí)現(xiàn)纖維織物兩側(cè)電極的軟接觸。導(dǎo)電托輥5和從動(dòng)輥輪8的兩端尖角部分打磨成圓滑形狀14，或在尖角部分增加額外的絕緣介質(zhì)層，避免電極兩端產(chǎn)生尖端放電。如圖5所示，導(dǎo)電托輥5和從動(dòng)輥輪8設(shè)置在一空腔15內(nèi)，空腔15設(shè)有進(jìn)料口16、出料口17、汽化接枝單體進(jìn)口18和工作氣體進(jìn)口19；汽化接枝單體和工作氣體分別通過(guò)汽化接枝單體進(jìn)口18和工作氣體進(jìn)口19進(jìn)入并充滿空腔；互相接觸的導(dǎo)電托輥5和從動(dòng)輥輪8的間隙會(huì)構(gòu)成強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，率先產(chǎn)生輝光放電等離子體，并逐漸擴(kuò)散，形成等離子體放電區(qū)，對(duì)電極間的纖維織物9進(jìn)行表面處理；放電過(guò)程中，汽化接枝單體通過(guò)與經(jīng)過(guò)等離子體活化處理的纖維表面接觸，產(chǎn)生接枝共聚物，實(shí)現(xiàn)接枝改性。實(shí)施例2：如圖6所示，在其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同的基礎(chǔ)上，將所述的從動(dòng)輥輪8采用包裹有絕緣介質(zhì)或表面覆蓋有絕緣介質(zhì)薄膜的平板20代替。在該裝置工作過(guò)程中，待處理的纖維織物9被夾于導(dǎo)電托輥5和平板電極20之間，并被靜止平放在平板電極20上，而導(dǎo)電托輥5則在纖維織物9上面滾動(dòng)。與此同時(shí)，通過(guò)在上部電極支架4上施加外力來(lái)保持導(dǎo)電托輥5、纖維織物9和平板電極20之間相互壓緊。高壓高頻電源6將220V的交流電轉(zhuǎn)換成符合要求的高頻高壓電并通過(guò)導(dǎo)線接于導(dǎo)電軸12和平板電極20上。此時(shí)，在導(dǎo)電托輥5和平板電極20所構(gòu)成的狹縫中會(huì)形成強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，率先產(chǎn)生輝光放電等離子體，并逐漸向外擴(kuò)散，形成等離子體放電區(qū)，對(duì)經(jīng)過(guò)的纖維織物9進(jìn)行改性處理。所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。