纖維基質(zhì)處理方法以及用于實施該方法的機(jī)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種纖維基質(zhì)處理方法和機(jī)器，特別是用于通過大氣等離子體來處理連續(xù)基質(zhì)。本發(fā)明提出上述方法來應(yīng)用于由任意類型的纖維制造的連續(xù)基質(zhì):天然的，例如棉、羊毛、粗梳或精梳的纖維膠，或者成半處理形式的其它天然纖維；或者由合成纖維或者合成纖維和自然纖維的混合物來制造的基質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于在大氣壓力下通過等離子體來進(jìn)行處理使用的技術(shù)例如由專利申請W02011/095930已知，并包括通過在大氣壓力下的等離子體來處理連續(xù)的可透過基質(zhì)(由天然或合成纖維或織物來制造，或者由聚合物薄膜來制造)，該等離子體通過在控制大氣中(特別是在空氣中)放電而獲得。該技術(shù)已經(jīng)證明特別有效，因為發(fā)現(xiàn)這樣處理基質(zhì)將提高它的商業(yè)價值，降低制造成本和提高隨后處理(例如精加工、染色等)的性能質(zhì)量。
[0003]特別是，與廣泛使用的真空等離子體處理設(shè)備相比，通過在大氣壓力下的等離子體(或大氣等離子體)來操作的設(shè)備更簡單和更經(jīng)濟(jì)(對于構(gòu)造和運(yùn)行)。
[0004]實際上，在真空等離子體設(shè)備中，必須提供昂貴的真空腔室，在真空腔室中布置要通過等離子體來處理的材料、產(chǎn)生真空和送入處理氣體。而且，因為要處理的織物必須送入和送出不同的真空腔室，因此織物處理方法不能是連續(xù)方法，這又意味著設(shè)備的生產(chǎn)率大大降低。
[0005]而且，使用的處理氣體確實昂貴。
[0006]大氣等離子體設(shè)備有利地克服了這些昂貴設(shè)備結(jié)構(gòu)和運(yùn)行復(fù)雜的問題，而且，允許大氣用作處理氣體，但并不是它們自身沒有缺點(diǎn)。
[0007]使用在大氣壓力下在空氣中的等離子體，放電并不像在真空中的等離子體那樣均勻，而是產(chǎn)生不希望的絲。這種特征(限于存在氧氣的大氣等離子體)構(gòu)成如后面所述的問題，本發(fā)明將克服該問題。
[0008]在本說明書中，措辭在大氣壓力下的等離子體也意味著使用空氣作為處理氣體。
[0009]根據(jù)上述專利申請，基質(zhì)供給至兩組輥之間，這兩組輥相互適當(dāng)?shù)仄x，這樣，能夠橫過連續(xù)輥產(chǎn)生放電，且放電能夠經(jīng)過構(gòu)成基質(zhì)的材料。
[0010]特別是，如上所述，應(yīng)當(dāng)知道，在大氣壓力下當(dāng)存在氧氣時，橫過兩個輥(這兩個輥合適間隔開，以便確定間隙，基質(zhì)在該間隙中運(yùn)動)的放電并不均勻橫過該間隙，而是相反，具有:端部部分，該端部部分的特征在于“更發(fā)散”的放電；以及中心部分，在該中心部分處，放電為“絲狀”。換句話說，在輥的表面附近，放電以更發(fā)散的方式分布在空間區(qū)域上，從而能夠良好地處理基質(zhì)。不過，在中心區(qū)域中，在大氣壓力下在空氣中的放電的絲狀結(jié)構(gòu)過度集中，因此對于構(gòu)成基質(zhì)的材料有非常大的侵蝕性。這意味著基質(zhì)具有較高的燒焦和因此受到不可修復(fù)的損壞的危險，且在任何情況下，由于基質(zhì)處理的不均勻性，總是有端部質(zhì)量低于預(yù)期的危險。
[0011]除了這個問題，還應(yīng)當(dāng)知道，防止燒焦危險要求較高的工作氣體(空氣)流，這意味著必須采用抽吸和/或通氣系統(tǒng)，該抽吸和/或通氣系統(tǒng)除了笨重，還增加了設(shè)備的復(fù)雜性和成本。
[0012]在這種情況，顯然需要一種大氣等離子體處理方法和用于執(zhí)行該方法的機(jī)器，它們克服了上述缺點(diǎn)。在處理由非常大體積和因此具有更高燒焦危險的材料來制造的纖維基質(zhì)的情況下，優(yōu)化處理的需要甚至更急迫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠保證高質(zhì)量的最終結(jié)果的纖維基質(zhì)處理方法和機(jī)器。
[0014]本發(fā)明的目的還是提供一種纖維基質(zhì)處理方法，該纖維基質(zhì)處理方法能夠由結(jié)構(gòu)簡單和相對便宜的機(jī)器來實施。
[0015]該目的通過特征如附加權(quán)利要求中所述的纖維基質(zhì)處理方法和機(jī)器來充分實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0016]參考上述目的，本發(fā)明的技術(shù)特征在附加權(quán)利要求中清楚介紹，且它的優(yōu)點(diǎn)由下面參考附圖的詳細(xì)說明可知，附圖表示了本發(fā)明的優(yōu)選非限定示例實施例，且附圖中:
[0017]圖1示意表示了根據(jù)本發(fā)明的纖維基質(zhì)處理機(jī)器；
[0018]圖2表不了圖1的機(jī)器的放大詳圖；
[0019]圖3表示了圖2的部分細(xì)節(jié)的放大圖。
【具體實施方式】
[0020]在附圖中，參考標(biāo)號I整體表示根據(jù)本發(fā)明的纖維基質(zhì)處理機(jī)器。
[0021]機(jī)器I包括用于基質(zhì)100的供給裝置2，該供給裝置2設(shè)置成使得基質(zhì)100沿供給方向“A”沿供給通路運(yùn)動。
[0022]供給裝置包括至少第一對輥2a、2b，該第一對輥2a、2b與基質(zhì)100的相應(yīng)相對面接觸。具體地說，兩個輥2a、2b反向旋轉(zhuǎn)和以相同速度旋轉(zhuǎn)，以便在基質(zhì)100的兩個面上施加相等的拉動作用。
[0023]在第一對輥2a、2b的下游有第二對輥3a、3b，該第二對輥3a、3b也反向旋轉(zhuǎn)和與基質(zhì)100的相對面接觸。優(yōu)選是，第二對輥3a、3b也以相同速度旋轉(zhuǎn)，以便在基質(zhì)100的兩個面上施加相等的拉動作用。
[0024]優(yōu)選是，輥2a、2b ;3a、3b是圓柱形形狀。
[0025]優(yōu)選是，第二對輥3a、3b的旋轉(zhuǎn)速度大于第一對輥2a、2b的旋轉(zhuǎn)速度，因此縱向拉伸基質(zhì)100(也就是說，沿基質(zhì)100的供給通路)，以便減小基質(zhì)100的厚度。
[0026]因此，兩對棍2a、2b ;3a、3b確定了用于拉伸基質(zhì)100的裝置，并布置在用于基質(zhì)100的預(yù)處理的站“P”中。
[0027]在圖1的實施例中，輥2a、2b ;3a、3b為相同直徑。不過，更通常是，因為輥2a、2b ;3a、3b可以是不同直徑，因此在基質(zhì)100上的拉伸作用可以由第二對輥3a、3b的更高切向速度(與第一對輥2a、2b的切向速度相比)來提供。
[0028]沿基質(zhì)100的供給通路在預(yù)處理站“P”的下游有設(shè)置成在大氣壓力下通過等離子體來處理基質(zhì)100的處理站“T”。
[0029]根據(jù)在大氣壓力下通過離子化氣體和/或等離子體來處理的基本操作原理，處理站“T”包括至少兩個電極，該至少兩個電極面對基質(zhì)100的相應(yīng)相對面，且電勢差橫過這些電極來施加，以便產(chǎn)生放電，該放電使得處理區(qū)域周圍的工作氣體(通常為空氣)離子化，從而在基質(zhì)100附近在大氣壓力下產(chǎn)生等離子體。
[0030]優(yōu)選是，電極由至少一對輥5a、6a來確定，該輥5a、6a的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線相互平行，且它們橫過(優(yōu)選是垂直)基質(zhì)100的供給通路安裝。兩個棍5a、6a安裝在基質(zhì)100的相對側(cè)，以使得輥5a、6a的外表面與基質(zhì)100的相對面接觸。
[0031]上述電勢差橫過兩個棍5a、6a來施加，這樣，橫過棍5a、6a產(chǎn)生的放電經(jīng)過構(gòu)成基質(zhì)100的材料。
[0032]優(yōu)選是，處理站“T”的輥5a、6a的圓柱形外表面覆蓋有電介質(zhì)材料的涂層，優(yōu)選是硅酮，以便產(chǎn)生電介質(zhì)阻擋放電(DBD)類型的放電。
[0033]在處理站“T”處，空氣流(如在上述專利W02011/095930中)橫過在輥5a、6a之間的間隙，并推開放電產(chǎn)品，從而降低了燒焦基質(zhì)的可能性。
[0034]在圖1所示的優(yōu)選實施例中，機(jī)器I包括第一組5的輥5a和第二組6的輥6a，各組5、6作用在基質(zhì)100的相應(yīng)面上，以便在沿基質(zhì)100的供給通路接連布置的多個放電區(qū)域處在大氣壓力下產(chǎn)生等離子體。
[0035]兩組5、6縱向偏離，以使得由輥5a、6a確定的供給通路沿著波動線路，從而基質(zhì)100疊加在輥5a、6a的圓柱形外表面的一部分上，特別是圓柱形表面的區(qū)段上(如圖2中所示)O
[0036]第一組5的各輥5a與第二組6的相應(yīng)輥6a操作(和電)相互連接，以便確定多對輥，該多對輥確定了基質(zhì)100的相應(yīng)處理區(qū)域。
[0037]在該結(jié)構(gòu)中，前述組5、6的棍5a、6a構(gòu)成用于在處理站“T”內(nèi)引導(dǎo)基質(zhì)100的裝置。
[0038]優(yōu)選是，組5、6的各對棍中的棍5a、6a相互間隔開，以便確定在0.3mm和3.0mm之間的最小厚度“s3”間隙，該間隙優(yōu)選在0.4mm和0.8mm之間。
[0039]在優(yōu)選實施例中，組5、6的輥5a、6a并不使得基質(zhì)100進(jìn)一步縱向拉伸，而是輥5a、6a最多有助于使得基質(zhì)100保持在與由拉伸裝置給予基質(zhì)100的拉伸相同的拉伸狀態(tài)中。換句話說，組5、6的輥5a、6a可以由合適的驅(qū)動馬達(dá)(未示出)來驅(qū)動，該驅(qū)動馬達(dá)使得各輥5a、6a以與組5、6的所有其它輥5a、6a相同的切向速度來旋轉(zhuǎn)。這樣，在處理站“T”中，基質(zhì)100并不經(jīng)受任何進(jìn)一步縱向拉伸，且基質(zhì)100并不進(jìn)一步減小厚度。
[0040]在圖1的實施例中，各組5、6包括6個輥5a、6a，因此確定了相同數(shù)目的處理區(qū)域。不過，對于各組5a、6a，可以有任意數(shù)目的輥，而并不脫離本發(fā)明概念的范圍。沿供給通路“A”可以有兩個或更多組5、6。下面介紹纖維基質(zhì)處理方法，該纖維基質(zhì)處理方法能夠通過上述機(jī)器I來實施。
[0041]在使用時，使得基質(zhì)100沿供給通路運(yùn)動，優(yōu)選是，在處理區(qū)域“T”中在大氣壓力下通過離子化氣體和/或等離子體處理之前，基質(zhì)100減小厚度，直到基質(zhì)100達(dá)到預(yù)定厚度。
[0042]優(yōu)選是，基質(zhì)100減小厚度，直到它有在0.05mm和Imm之間、優(yōu)選在0.1mm和0.5mm之間的最終厚度“s2”。優(yōu)選是，由于后面介紹的原因，在預(yù)制備站“P”中獲得的該最終基質(zhì)厚度“s2”小于在處理站“T”中在輥5、6之間的間隙的設(shè)置厚度“S3”。
[0043]在優(yōu)選實施例中，基質(zhì)100的厚度減小通過沿供給通路縱向拉伸基質(zhì)100來實現(xiàn)，特別是在預(yù)處理站“P”。
[0044]在預(yù)處理站“P”中，基質(zhì)100優(yōu)選是進(jìn)行縱向拉伸，該縱向拉伸的特征是在1.5和10之間的最終拉伸系數(shù)。該拉伸系數(shù)計算為在離開預(yù)處理站“P”的一件基質(zhì)100的長度和同一基質(zhì)100在它進(jìn)入預(yù)處理站“P”之前的長度之間的比率。也可選擇，拉伸系數(shù)能夠計算為在第二對輥3a、3b的切向速度和第一對輥2a、2b的切向速度之間的比率。
[0045]不過，應(yīng)當(dāng)知道，在處理站