本發(fā)明涉及一種管狀織物表面處理裝置及其使用方法，特別是用于水龍帶帶坯等管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置及其方法。

背景技術(shù)：

在消防設(shè)施中，水龍帶是一種重要的救火器材，一般采用管狀織物內(nèi)層或內(nèi)外層粘合膠管或涂層的方法加工而成，需要在較高壓力下輸送水或泡沫滅火液。隨著對(duì)水龍帶帶坯輕質(zhì)高強(qiáng)要求的提高，高強(qiáng)錦綸絲、高強(qiáng)滌綸絲、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等越來越多被用作織造原料，但由于它們有著較高的結(jié)晶度，使得纖維表面過于光滑，反應(yīng)活性較差，因而難以與丁腈橡膠、聚氨酯、三元乙丙橡膠等膠管材料復(fù)合，在使用過程中帶坯與膠管之間易產(chǎn)生剝離現(xiàn)象，從而影響其使用壽命。

為了提高高強(qiáng)錦綸絲、高強(qiáng)滌綸絲、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等高強(qiáng)纖維與膠管或涂層粘結(jié)強(qiáng)度，研究者使用各種方法對(duì)纖維加以改性，主要有酸處理法、氧化法、輻照法、接枝法、等離子體處理法等。北京化工大學(xué)王楊等采取磷酸水溶液對(duì)芳綸纖維進(jìn)行表面處理,結(jié)果表明20wt％磷酸溶液處理的芳綸纖維，在制備的復(fù)合材料時(shí)纖維與樹脂的界面性能最佳[請參考期刊：芳綸纖維的磷酸表面處理及其樹脂基復(fù)合材料界面性能[J],復(fù)合材料學(xué)報(bào),2007,24(3):7-12]；東華大學(xué)的金軍采用超聲下鉻酸溶液處理纖維的改性方法,使超高分子量聚乙烯纖維的粘結(jié)性能得到較大的改善[請參考期刊：超聲下液態(tài)氧化法對(duì)超高分子量聚乙烯纖維的表面改性研究[D]，東華大學(xué)，2010]；東華大學(xué)的魏寒利用γ射線對(duì)超高分子量聚乙烯纖維表面進(jìn)行輻照，成功接枝了聚丙烯酸甲酯，從而改善了超高分子量聚乙烯纖維的界面性能[請參考期刊：超高分子量聚乙烯在γ射線作用下的預(yù)輻照接枝改性[D]，東華大學(xué)，2013]；專利201110435669.X中公布，采用等離子體處理的方法對(duì)超高分子量聚乙烯進(jìn)行改性，使之與橡膠的粘結(jié)牢度得到了一定的提高。

以上酸處理法和氧化法容易產(chǎn)生廢液而污染環(huán)境，輻照法需要大型輻照裝置投資較大，等離子體處理法設(shè)備投資較小且不產(chǎn)生有害氣體液體，是一種有效可行的處理方法。而且上述表面處理方法包括等離子體處理法多見于處理纖維、普通織物和非織造布的表面處理，未見用于水龍帶帶坯等管狀織物，而對(duì)水龍帶帶坯表面進(jìn)行處理后，能夠顯著提高使得水龍帶帶坯等管狀織物和膠管或涂層的粘結(jié)度，進(jìn)而提高改善水龍帶性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置及其使用方法，將管狀織物在兩電極間通過，經(jīng)等離子體處理后，管狀織物表面得到改性、刻蝕，清除織物表面的油劑和漿料，進(jìn)而在后道復(fù)合工藝中，顯著提高織物與膠管或涂層的粘合度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置，包括等離子體發(fā)生裝置、吊裝裝置、冷卻系統(tǒng)和卷繞裝置；

所述等離子體發(fā)生裝置包括電源、內(nèi)部電極和外部電極；

所述內(nèi)部電極包括內(nèi)部電極主體、第一頭蓋、第二頭蓋和第一電極端子，所述內(nèi)部電極主體為內(nèi)表面涂覆導(dǎo)電膏的管狀絕緣體，所述第一頭蓋與第二頭蓋均為球頭管狀或橢球頭管狀，所述內(nèi)部電極主體的上部和下部分別嵌入在所述第一頭蓋和第二頭蓋內(nèi)，所述第一電極端子位于所述內(nèi)部電極上端口；

所述外部電極包括外部電極主體、第一限位管、第二限位管、第二電極端子和電極保護(hù)套，所述外部電極主體為外表面涂覆導(dǎo)電膏的管狀絕緣物，所述電極保護(hù)套位于所述外部電極主體外側(cè)，所述第一限位管和第二限位管分別位于所述外部電極主體的上部和下部，所述第二電極端子位于所述外部電極上端口；

所述內(nèi)部電極的第一頭蓋與所述外部電極的第一限位管相對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述內(nèi)部電極的第二頭蓋與所述外部電極的第二限位管相對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述電源分別與第一電極端子和第二電極端子相連；

所述吊裝裝置與所述內(nèi)部電極相連，所述冷卻系統(tǒng)與所述內(nèi)部電極和外部電極相連，所述內(nèi)部電極和外部電極之間穿過的管狀織物，由所述卷繞裝置卷繞。

進(jìn)一步的，在所述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置中，所述第一頭蓋的頂端設(shè)有一通孔。

進(jìn)一步的，在所述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置中，所述吊裝裝置包括吊裝繩索和升降裝置，所述吊裝繩索與所述升降裝置相連，且所述吊裝繩索從所述通孔中引入并固定在所述第一頭蓋上。

進(jìn)一步的，在所述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置中，所述外部電極上設(shè)有進(jìn)氣孔和出氣孔，所述進(jìn)氣孔和出氣孔分別位于所述外部電極的上部和下部。

進(jìn)一步的，在所述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置中，所述冷卻系統(tǒng)包括由輸氣管依次相連的儲(chǔ)氣罐、氣泵和冷卻器，其中，所述氣泵還與所述外部電極上的出氣孔相連，所述輸氣管與所述上端頭蓋的通孔和所述外部電極上的進(jìn)氣孔相連。

進(jìn)一步的，在所述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置中，所述外部電極由絕緣的固定裝置固定。

進(jìn)一步的，在所述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置中，所述內(nèi)部電極主體、外部電極主體、第一頭蓋和第二頭蓋的材質(zhì)為絕緣材料，所述絕緣材料為玻璃或陶瓷。

基于上述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置，本發(fā)明還提出了使用上述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置的使用方法，主要包括以下步驟：

(a)內(nèi)部電極從管狀織物成形的圓織機(jī)織口處插入管狀織物內(nèi)部；

(b)外部電極置于所述管狀織物外側(cè)且位于所述內(nèi)部電極相對(duì)應(yīng)的位置；

(c)使電源分別為所述內(nèi)部電極和外部電極提供電壓，使所述內(nèi)部電極和外部電極之間形成預(yù)定電勢差，產(chǎn)生等離子體對(duì)所述管狀織物表面進(jìn)行處理；

(d)卷繞裝置卷繞處理后的管狀織物。

進(jìn)一步的，在管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置使用方法中，在對(duì)所述管狀織物進(jìn)行表面處理時(shí)，使用冷卻系統(tǒng)向所述內(nèi)部電極和外部電極注入輔助氣體，用于改變表面處理的氣體氛圍。

進(jìn)一步的，在管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置使用方法中，所述輔助氣體為氬氣、氮?dú)?、氧氣或二氧化碳中的一種或多種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過管狀織物套入在內(nèi)部電極和外部電極之間，當(dāng)內(nèi)部電極的端頭蓋和外部電極的限位圓管相對(duì)時(shí)，兩電極之間間隙較小且尺寸穩(wěn)定，兩電極通電后，在兩電極間隙中產(chǎn)生等離子體，管狀織物從此間隙中穿過時(shí)，內(nèi)外表面將同時(shí)受到等離子體處理，管狀織物中的纖維表面被刻蝕、纖維表面的油劑被清除以及織物表面產(chǎn)生活性基團(tuán)，進(jìn)而在后道復(fù)合工藝中，顯著提高織物與膠管或涂層的粘合強(qiáng)度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中內(nèi)部電極的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中內(nèi)部電極的第一頭蓋的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中外部電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置及其使用方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明提出的一種管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置，包括等離子體發(fā)生裝置100、吊裝裝置200、冷卻系統(tǒng)300和卷繞裝置400。

在本實(shí)施例中，所述等離子體發(fā)生裝置100包括電源110、內(nèi)部電極120和外部電極130。所述吊裝裝置200與所述內(nèi)部電極120相連，所述冷卻系統(tǒng)300與所述內(nèi)部電極120和外部電極130相連，所述內(nèi)部電極120和外部電極130之間套有一管狀織物102，所述卷繞裝置400連接所述管狀織物102，用于對(duì)其進(jìn)行卷繞收集處理。

具體的，如圖2所示，所述內(nèi)部電極120包括內(nèi)部電極主體121、第一頭蓋122、第二頭蓋123和第一電極端子124，所述內(nèi)部電極主體120為內(nèi)表面涂覆導(dǎo)電膏101的管狀絕緣體，所述第一頭蓋122與第二頭蓋123均為球頭管狀或橢球頭管狀，這種形狀設(shè)計(jì)可有效避免第一頭蓋122與第二頭蓋123進(jìn)出管狀織物時(shí)勾纏織物，所述第一頭蓋122和第二頭蓋123的橫截面成方形齒狀(如圖3所示)，且其管身較長，所述內(nèi)部電極主體121的上部和下部分別嵌入在所述第一頭蓋122和第二頭蓋123內(nèi)，因此，可以通過改變內(nèi)部電極主體121未嵌入管身的長度來調(diào)整電極有效工作長度，從而改變等離子體對(duì)管狀織物處理的時(shí)長。

如圖4所示，所述外部電極130包括外部電極主體131、第一限位管132、第二限位管133、第二電極端子134和電極保護(hù)套135，所述外部電極主體131為外表面涂覆導(dǎo)電膏101的管狀絕緣物，所述電極保護(hù)套135位于所述外部電極主體131外側(cè)，所述第一限位管132和第二限位管133分別位于所述外部電極主體131的上部和下部，且所述第一限位管132和第二限位管133的邊緣光滑，從而使得管狀織物通過時(shí)不易勾纏纖維；

所述內(nèi)部電極的第一頭蓋122與所述外部電極的第一限位管132相對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述內(nèi)部電極的第二頭蓋123與所述外部電極的第二限位管133相對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述電源110分別與第一電極端子124和第二電極端子134相連，其中，所述第一電極端子124位于所述內(nèi)部電極120上端口，所述第二電極端子134位于所述外部電極130的上端口。

當(dāng)所述內(nèi)部電極120第一頭蓋122與第二頭蓋123的管身與所述外部電極130第一限位管132和第二限位管133相對(duì)時(shí)，所述內(nèi)部電極120與外部電極130之間的間隙較小，管狀織物102從兩電極之間穿過時(shí)，能夠在兩電極之間獲得穩(wěn)定的電極間距離和等離子體強(qiáng)度，使得水龍帶等管狀織物中的纖維表面得到改性、刻蝕、清除油劑和漿料，在后道復(fù)合工藝中，與膠管或涂層的粘合強(qiáng)度得到提高。

在本實(shí)施例中，所述第一頭蓋122的頂端設(shè)有一通孔125，電源線可由所述通孔125引入并與內(nèi)部電極120上的第一電子端子124相連，所述吊裝裝置包括吊裝繩索210和升降裝置220，所述吊裝繩索210的一端可以通過所述通孔125與所述第一頭蓋122相連，且所述吊裝繩索210另一端與所述升降裝置220相連，在設(shè)備檢修時(shí)，可以通過吊裝裝置200把內(nèi)部電極120吊出圓織機(jī)織口500。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，所述外部電極130的上部和下部分本還分別設(shè)有進(jìn)氣孔136和出氣孔137，所述冷卻系統(tǒng)300包括由輸氣管340依次相連的儲(chǔ)氣罐310、氣泵320和冷卻器330，其中，所述氣泵320還與所述外部電極130上的出氣孔137通過輸氣管340相連，所述冷卻器還與所述進(jìn)氣口136和內(nèi)部電極120的第一頭蓋122上的通孔125由輸氣管340相連，并且由冷卻系統(tǒng)通入的氣體可以從內(nèi)部電極的第一頭蓋122與第二頭蓋123與內(nèi)部電極主體121之間輸出。

具體的，在本實(shí)施例中，冷卻系統(tǒng)與內(nèi)部電極和外部電極相連，可以有效防止由于等離子體處理時(shí)電極處產(chǎn)生熱量發(fā)生電極過熱故障，為了獲得更好的處理效果，冷卻系統(tǒng)還可以同時(shí)向處理空間補(bǔ)充各種輔助氣體，改變處理氣氛，可以填充但不限于以下輔助氣體：氬氣、氮?dú)?、一氧化碳或二氧化碳等?/p>

此外，在本實(shí)施中，所述外部電極由絕緣的固定裝置固定138，可以起到阻隔工作人員與電極接觸，從而防止觸電事故的發(fā)生，且所述內(nèi)部電極主體、外部電極主體、第一頭蓋和第二頭蓋的材質(zhì)為絕緣材料，優(yōu)選為玻璃或陶瓷。

基于上述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置，本發(fā)明還提出了使用上述管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置的使用方法，主要包括以下步驟：

(a)內(nèi)部電極120從管狀織物102成形的圓織機(jī)織口500處插入管狀織物102內(nèi)部；

(b)外部電極130置于所述管狀織物102外側(cè)且與所述內(nèi)部電極120相對(duì)應(yīng)的位置，即使得所述內(nèi)部電極120第一頭蓋122與第二頭蓋123的管身與所述外部電極130第一限位管132和第二限位管133相對(duì)；

(c)使電源110分別為所述內(nèi)部電極120和外部電極130提供電壓，使所述內(nèi)部電極120和外部電極130之間形成預(yù)定電勢差，產(chǎn)生等離子體對(duì)所述管狀織物102表面進(jìn)行處理，同時(shí)可以借助冷卻系統(tǒng)300向處理空間內(nèi)部注入輔助氣體，可以選自但不限于以下輔助氣體：氬氣、氮?dú)?、一氧化碳或二氧化碳等，通過改變處理氣氛獲得更好的處理效果；

(d)卷繞裝置400卷繞處理后的管狀織物。

綜上，在本發(fā)明實(shí)施例提供的管狀織物內(nèi)外表面同時(shí)處理的等離子體裝置及其使用方法中，通過管狀織物套入在內(nèi)部電極和外部電極之間，當(dāng)內(nèi)部電極的端頭蓋和外部電極的限位圓管相對(duì)時(shí)，兩電極之間間隙較小且尺寸穩(wěn)定，兩電極通電后，在兩電極間隙中產(chǎn)生等離子體，管狀織物從此間隙中穿過時(shí)，內(nèi)外表面將同時(shí)受到等離子體處理，管狀織物中的纖維表面被刻蝕、纖維表面的油劑被清除以及織物表面產(chǎn)生活性基團(tuán)，進(jìn)而在后道復(fù)合工藝中，顯著提高織物與膠管或涂層的粘合強(qiáng)度。

上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不對(duì)本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動(dòng)，均屬未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。