專利名稱：用于纖維、紡織品改性的等離子體處理方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低溫等離子體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是用等離子體技術(shù)對纖維、兔毛、紡織品的改性處理方法，以及用于該方法的專用裝置的制造技術(shù)領(lǐng)域。
目前世界上用于纖維、紡織品的改性大多采用化學(xué)方法，如將兔毛纖維表面變粗糙，達到改性的目的，但這種方法仍未有實際應(yīng)用。中國專利87209242號設(shè)計了一種裝置來處理兔毛，小量實驗解決了兔毛紡織困難和織物穿著掉毛的問題，但要投入工業(yè)生產(chǎn)，該設(shè)備還需完善。上述該專利提供的“低溫等離子體纖維表面改性連續(xù)處理裝置”是由彼此絕緣的大小空心輥筒組成，多個小輥筒圍繞在大輥筒周圍，全部固定在兩塊側(cè)墻板上，在大、小輥筒上加高頻交變電壓。由于原裝置沒有加熱和溫度控制部分，使纖維處理區(qū)的溫度無法控制，常常使改性纖維在處理時形成燃燒的洞穴，并影響了纖維改性處理的質(zhì)量。第二由于小輥筒之間距離不可任意調(diào)節(jié)，不規(guī)則的玻璃管無法套在小輥筒上，使一種適用于生產(chǎn)且價廉的絕緣介質(zhì)無法使用。第三由于該專利采用的高頻電源成本高、且易損壞。第四由于該專利在輥筒上沒有配刷輥，隨著處理時間不斷增長，大、小輥筒上的殘毛和雜物積累，而影響生產(chǎn)順利進行。第五，原裝置中已經(jīng)改性處理的纖維靠人工取出，這樣效率低且不安全，處理過程中產(chǎn)生的臭氧排出得亦不徹底，第六原裝置處理區(qū)寬度400mm，不能與工業(yè)紡織機器聯(lián)用。
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點，為了提高被處理物的性能，進一步提高處理效率，滿足工業(yè)生產(chǎn)需要，節(jié)約能源，降低成本，防止和減少處理過程中燒壞處理物。從而提供一種改進的低溫等離子體技術(shù)用于纖維、紡織品改性的處理方法，特別是用于兔毛改性的處理方法及其專用于該方法的裝置。使用其方法和專用裝置處理的兔毛，摩擦系數(shù)提高20-50%，纖維抱合力提高20-50%，織物掉毛率減少80%，纖維比電阻下降了兩個數(shù)量級，吸濕率提高3%，染色得色率增加了10-15%。
本發(fā)明的用于纖維，紡織品改性的等離體處理方法的裝置。是由等離子體處理區(qū)，加熱及控溫部分，吸毛排風(fēng)部分和供電系統(tǒng)四大部分組成，下面結(jié)合附

圖1進行詳細說明。
圖1是等離子體改性處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
等離子體處理區(qū)是由彼此絕緣的一個大輥筒(1)及多個小輥筒(2)組成，小輥筒(2)至少要2根以上，多個小輥筒(2)均勻地間隔環(huán)布在與大輥筒(1)園周為同心園的周邊上，大、小輥筒(1)、(2)安裝時軸線平行，各自可以旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)方向相向相反，這樣在處理時各種被處理物可自動進料、出料，順利通過處理區(qū)，其旋轉(zhuǎn)線速度在200-600cm/min范圍內(nèi)。大、小輥筒(1)、(2)之間距離為2-10mm，小輥筒(2)之間距離為0.5-9mm，小輥筒(2)之間距離可任意調(diào)節(jié)，小輥筒(2)兩端固定在扇形軸座上，扇形軸座在側(cè)墻板(9)上可沿著園弧滑動以調(diào)節(jié)小輥筒(2)之間的距離，但始終保持與大輥筒(1)之間距離不變，這是為了防止由于套在小輥筒外的玻璃管粗細不均勻，在旋轉(zhuǎn)時被擠碎。大、小輥筒(1)、(2)用銅、鋁、不銹鋼、鐵等金屬或?qū)щ婂兡又瞥?，其表面光潔度?
4-
8范圍內(nèi)，因為輥筒表面粗糙容易造成電暈區(qū)中拉弧、放電，而引起燒壞被處理物，或介質(zhì)被擊穿的現(xiàn)象發(fā)生。大、小輥筒(1)、(2)為等離子體場的兩個電極，要在其上施以高頻電壓產(chǎn)生電暈放電必須彼此絕緣，在大、小輥筒(1)、(2)外面涂敷、包、套一高壓絕緣層，絕緣層材質(zhì)可以是硅橡膠，聚四氟乙烯薄膜、滌綸薄膜、玻璃、陶瓷等，層厚為0.3-8mm。在每個大、小輥筒(1)、(2)上都裝有一根中空的刷輥(3)，其用尼龍、玻璃鋼等絕緣材料做成骨架，并載有豬鬃做刷毛。其刷輥(3)做成中空骨架式的目的在于將刷下來的殘毛和雜物存留在骨架中，以便定期清理，同時避免粘在輥筒上的殘留物擠碎套在輥外的玻璃管。大、小輥筒(1)、(2)刷輥(3)互相平行，并垂直安裝于兩塊側(cè)墻板(9)之間，大、小輥筒(1)、(2)、刷輥(3)之間可以用齒輪、皮帶、鏈條傳動相配，這些均用玻璃鋼、尼龍等材料制備，可由一只電機(15)驅(qū)動，直接與大輥筒(1)或小輥筒(2)、刷輥(3)相接，刷輥(3)亦可以由另一小電機單獨驅(qū)動。刷輥(3)，在側(cè)墻板的上面和后面各裝有一塊罩板(8)、(16)，以起到防護作用。在大輥筒(1)上面斜插裝一塊絕緣材料的輸導(dǎo)板(4)，將其固定在側(cè)墻板(9)之間。輸導(dǎo)板(4)與小輥筒(2)之間形成喂毛口，被處理物從此口進入處理區(qū)，另外輸導(dǎo)板(4)起安全防護作用，防止人操作時誤將手、身體觸到輥筒上觸電。輸導(dǎo)板(4)、罩板(8)(16)側(cè)墻板(9)可用玻璃鋼、尼龍、膠木板、聚氯乙烯等絕緣材料制成。
本發(fā)明處理裝置內(nèi)有一個加熱、控溫器，用以控制大輥筒(1)或小輥筒(2)處理區(qū)的溫度，它是在任一輥筒內(nèi)接有通風(fēng)管(17)，在通風(fēng)管(17)內(nèi)裝有一個電加熱器(10)，它與鼓風(fēng)機(11)相接，溫度由控溫儀(12)控制，控溫范圍在20-100℃之間，由于加熱處理提高了被處理物的摩擦系數(shù)，同時也防止了燒壞被處理物。
其第三部分是在等離子體處理區(qū)裝有一組貫通處理裝置幅寬全長的喇叭形吸風(fēng)設(shè)備，該組設(shè)備由嗽叭形吸風(fēng)口(5)、紡織工業(yè)中通用的防毛吸風(fēng)機(6)和管道(7)組成。喇叭形吸風(fēng)口(5)用玻璃鋼、聚氯乙烯、膠木板等制成，自制的防毛吸風(fēng)機(6)用功率為1KVA、轉(zhuǎn)速2800轉(zhuǎn)/分的三相異步電機制成;管道(7)用鍍鋅鐵皮制成。喇叭形吸風(fēng)設(shè)備將改性纖維吸進儲藏室，同時將臭氧排出室外，減少對操作人員危害。
本發(fā)明的處理裝置的供電系統(tǒng)由一臺中頻發(fā)電機(13)輸出電壓經(jīng)高壓變壓器(14)升壓后，一個輸出端接大輥筒(1)，另一輸出端接小輥筒(2)上，其輸出頻率384-1000Hz，電壓6-20KV連續(xù)可調(diào)，在供電電路中有過壓過流保護器，當有電壓輸出到大、小輥筒(1)、(2)上時，形成放電電暈區(qū)。由于使用中頻發(fā)電機，既降低了成本，而且提高了效率，不易出故障。
本發(fā)明用于纖維，紡織品改性等離子體處理方法是這樣實現(xiàn)的首先接通驅(qū)動電機(15)電源，使大、小輥筒(1)、(2)、刷輥(3)旋轉(zhuǎn)，接著打開控溫儀(12)，調(diào)節(jié)控溫儀旋扭，將溫度調(diào)到被處理物所需的20-100℃范圍內(nèi)，不同纖維處理溫度不同，由于任何時候室溫總低于選定的處理溫度，所以電加熱器(10)的電源被接通，鼓風(fēng)機(11)向大輥筒(1)內(nèi)吹熱風(fēng)。溫度調(diào)整好以后接通中頻發(fā)電機(13)電源，將高壓變壓器(14)輸出電壓由低逐漸調(diào)高至大、小輥筒間電暈層均勻產(chǎn)生為止，這時可以看到電暈的蘭光，接著接通防毛吸風(fēng)機(6)電源將電暈產(chǎn)生的臭氧吸排出室外，在所有這些調(diào)整完成以后待溫度到設(shè)定的處理溫度恒溫時(例如60℃)就可以開始處理纖維和織物。對于兔毛經(jīng)機器開毛后由喂毛機將喂毛層密度為5-20mg/cm2的均勻毛層由輸導(dǎo)板(4)與小輥筒(2)形成的喂毛口進入處理區(qū)，經(jīng)改性處理的兔毛由喇叭形吸風(fēng)機吸進儲藏室，處理速度為200-600cm/min，一般選擇處理條件電源頻率50-200HZ，電壓8-16KV，場強106-3×106V/m，下面結(jié)合實施例來詳細說明用于纖維，紡織品改性的等離子體方法及其裝置。
實施例1按附圖1進行制做，并用該裝置進一步說明處理方法。
用不銹鋼管制成大、小輥筒，大輥筒(1)長1050毫米，直徑φ206毫米;采用八根小輥筒(2)，每根長1070毫米，直徑φ58毫米，外套長1085毫米，直徑φ65mm玻璃管，它與大輥筒間隙為2毫米，小輥筒間距8毫米;輥筒表面光潔度 6;刷輥(3)用3根長1070毫米×直徑φ60毫米玻璃鋼做骨架、豬鬃做刷毛制成，與大、小輥筒過盈配合1-3毫米。將大、小輥筒(1)、(2)、刷輥(3)兩頭固定在玻璃鋼做的長520mm×寬520mm×厚50mm的側(cè)墻板(9)上，小輥筒(2)裝在扇形軸座上，它可沿扇形園弧任意滑動固定。輸導(dǎo)板(4)，罩板(8)、(16)分別用玻璃鋼板和聚氯乙烯板制做。喇叭型吸風(fēng)罩(5)用聚氯乙烯板制成，在喇叭下端口裝一臺功率為1KVA、轉(zhuǎn)速2800轉(zhuǎn)/分三相異步電機制成防毛吸風(fēng)機(6)。供電系統(tǒng)用中頻ZPJ-412型發(fā)電機經(jīng)自制高壓變壓器升壓供電，加溫部分用一臺150FLJ型鼓風(fēng)機(11)，鼓風(fēng)機(11)與電熱絲電熱器(10)相聯(lián)，并接在大輥筒(1)管內(nèi)，采用市售的控溫儀控溫，大、小輥筒(1)、(2)，刷輥(3)之間用玻璃鋼齒輪相配，用這臺專用設(shè)備來處理兔毛將其改性，處理方法如上所述，處理條件如下處理兔毛210kg，電源頻率384HZ場強2.5×106V/m;
處理速度200cm/min處理時間7秒鐘溫度50℃相對濕度≤80%處理密度13mg/cm2經(jīng)等離子體改性后織成含兔毛70%的兔毛衫，掉毛率減少80%，手感柔軟，吸濕和抗靜電能力提高。
實施例2按附圖1制做，只是處理區(qū)所用材質(zhì)及大小有變化，用黃銅制成大輥筒長400毫米，直徑φ200毫米;小輥筒長420毫米，直徑φ60毫米;大輥筒外包聚四氟乙烯薄膜，層厚0.8毫米，輥筒表面光潔度4，大、小輥筒間距2-10毫米，小輥筒間距1毫米。
用實施例2的設(shè)備來處理兔毛，處理方法過程同實施例1，處理條件如下電源頻率50Hz;
電壓8KV;
場強3×106V/m;
處理速度300cm/min;
溫度60℃;
處理密度20mg/cm2相對濕度≤75%;
毛層厚度5mg/cm2;
兔毛回潮率≤13.7%本裝置一次處理50kg兔毛，與50kg羊毛混紡，織成400件兔毛衫。兔毛及其織物處理后性能摩擦系數(shù)提高30-40%，掉毛率減少80%，上色率提高10-15%。
權(quán)利要求
1.一種由大輥筒(1)、小輥筒(2)、側(cè)墻板(9)、電機(15)、電源(13)、高頻變壓器(14)組成的用于纖維、紡織品改性的等離子體處理方法的裝置，其特征在于用表面光潔的金屬外包履絕緣介質(zhì)的一根大輥筒(1)和若干根小輥筒(2)均勻間隔環(huán)布在與大輥筒(1)為同心園的周邊上，大、小輥筒(1)、(2)的兩端固定在兩塊側(cè)墻板(9)的軸座上，用絕緣材料做骨架的中空刷輥(3)緊靠在每個大、小輥筒(1)、(2)旁的側(cè)墻板(9)的軸座內(nèi)固定，大、小輥筒(1)、(2)、刷輥(3)之間采用齒輪、皮帶、鏈條相配，，電機(15)與任一輥相聯(lián)；在側(cè)墻板(9)上面、后面各裝一塊絕緣罩板(8)、(16)；在大輥筒(1)上斜插一塊絕緣材料做的輸導(dǎo)板(4)，且兩端固定在側(cè)墻板(9)之間，中頻發(fā)電機(13)與高壓變壓器(14)相接，其輸出端分別接到大輥筒(1)和任一小輥筒(2)的一端；在兩側(cè)墻板(9)前面貫通處理區(qū)全長的一個喇叭形吸風(fēng)口(5)，吸風(fēng)口(5)接管道(7)，再與防毛吸風(fēng)機(6)相接；在一面?zhèn)葔Π?9)的任意輥筒內(nèi)固定一根通風(fēng)管(17)，并在通風(fēng)管(17)內(nèi)裝有電加熱器(10)，它與鼓風(fēng)機(11)相接。
2.按權(quán)利要求1所述的用于纖維、紡織品改性的等離子體處理方法的裝置，其特征在于所說的用表面光潔的金屬外包履絕緣介質(zhì)，若干根小輥筒(2)均勻間隔環(huán)布在與大輥筒(1)為同心園的周邊上，其大、小輥筒(1)、(2)之間距離為2-10mm，小輥筒之間距離為0.5-9mm，其表面光潔度 4- 6。
3.按權(quán)利要求1所述的用于纖維、紡織品改性的等離子體處理方法的裝置，其特征在于所說側(cè)墻板(9)上固定小輥筒(2)的軸座是扇形軸座。
4.按權(quán)利要求1所述的用于纖維、紡織品改性的等離子體處理方法的裝置，其特征在于所說的大、小輥筒(1)、(2)用金屬外包覆絕緣介質(zhì)，其金屬材質(zhì)是銅、鋁、不銹鋼、金屬鍍件、鍍膜層;其外面包覆絕緣材料是硅橡膠、聚四氟乙烯、滌綸薄膜、玻璃、陶瓷，層厚為0.3-8mm。
5.按權(quán)利要求1所述的用于纖維、紡織品改性的等離子體處理方法的裝置，其特征在于所說的用絕緣材料做骨架中空刷輥(3)是用尼龍、玻璃鋼做骨架，并裁有豬鬃做刷毛。
6.按權(quán)利要求1所述的用于纖維、紡織品改性的等離子體處理方法的裝置，其特征在于所說的用絕緣材料做的側(cè)墻板(9)、罩板(8)、(16)、輸導(dǎo)板(4)、喇叭形吸風(fēng)口(5)是有機玻璃、玻璃鋼、聚氯乙烯、膠木板制做。
7.一種用于纖維、紡織品改性的等離子體處理方法，其特征在于首先接通驅(qū)動電機(15)的電源，使大、小輥筒(1)、(2)各自相向相反旋轉(zhuǎn)，接通控溫儀(12)，電加熱器(10)工作，處理區(qū)溫度范圍在20-100℃內(nèi)，在溫度到達選定的處理溫度后，接通中頻發(fā)電機(13)，使其輸出電壓由低逐步調(diào)高直至在大、小輥筒(1)、(2)間電暈層均勻，將被處理物送進等離子體處理區(qū)，處理條件為，電源頻率50-2000HZ、電壓8-16KV，場強106-3×106v/m，處理速度600cm/min，喂毛密度5-20mg/cm2。
全文摘要
本發(fā)明屬于低溫等離子體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是用等離子體技術(shù)對纖維、兔毛、紡織品的改性處理方法，及其用于該方法的專用裝置的制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種改進的低溫等離子體處理裝置，它由等離子處理區(qū)，加熱控溫部分，吸毛排風(fēng)設(shè)備，供電系統(tǒng)四部分組成。使用其方法及裝置處理改性的兔毛，摩擦系數(shù)提高20-50％，纖維抱合力提高20-50％，織物掉毛率減少80％，纖維比電阻下降兩個數(shù)量級，吸濕率提高3％，染色得色率增加10-15％。
文檔編號D06M10/04GK1068611SQ91104538
公開日1993年2月3日 申請日期1991年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月12日
發(fā)明者陳光溶, 韓淑玲, 張厚先 申請人:中國科學(xué)院物理研究所