专利名称：一种纤维改性装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及纤维加工领域，特别涉及一种纤维改性装置。
背景技术：
纤维具有弹性模量高、塑性形变小、强度高等特点，广泛的应用于纺织业、医药和建筑等行业。对纤维进行表面改性，不仅能够保持纤维原有的优良性能，而且能够赋予纤维新的特性，使纤维的品质进一步提高。纤维改性方法分为化学改性、物理改性和等离子体改性等。其中，等离子体改性是利用等离子体中高活性粒子(如激发分子、离子和自由基)与纤维表面发生反应。它是一种干式改性方法，快速、高效、无污染，理论上可用于各种纤维的改性，它能赋予纤维耐久的抗水(或亲水)、拒污、阻燃等性能。现有技术提供了一种等离子体纤维改性装置，该装置包括等离子体发生器和装有改性原料的容纳器，纤维在等离子体发生器中进行反应，纤维表面引入活性基团后，放入该容纳器中与改性原料作用。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题现有的等离子体纤维改性装置中用来产生等离子体的放电方式主要有两种(I)放电方式为辉光放电，而辉光放电需要高昂的真空系统维持，所以生产过程中需要先将纤维放入等离子体发生器中，并将等离子体发生器抽成真空，再充入气体进行放电,产生等离子体与纤维表面反应；这种生产模式不仅成本高,而且这种间歇式的生产费时费力，不易操作。(2)放电方式为介质阻挡放电，但电极为极板式。极板之间放电时，产生的高能粒子会直接轰击纤维表面，使纤维受到损坏；放电时产生的活性离子不够集中，与纤维接触机会少，改性效果不理想。
实用新型内容为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种纤维改性装置。所述技术方案如下本实用新型实施例提供了一种纤维改性装置，所述装置包括等离子体发生器和用于装改性原料的容纳器；所述等离子体发生器包括介质材料管、设于所述介质材料管内的导线线圈和包裹在所述介质材料管外壁的外电极。其中，所述装置还包括用于输送纤维，以带动所述纤维依次通过所述等离子体发生器和所述容纳器的纤维传送机构。进一步地，所述纤维传送机构包括沿所述纤维的传送路径设置的多个传动导轮和用于驱动所述传动导轮转动的驱动电机。进一步地，所述多个传动导轮包括第一传动导轮、第二传动导轮、第三传动导轮、第四传动导轮和第五传动导轮，且所述第一传动导轮和所述第二传动导轮分别位于所述等离子体发生器的两端，所述第三传动导轮和所述第四传动导轮分别位于所述容纳器内，所述第二传动导轮和第五传动导轮位于所述容纳器上方。其中，所述介质材料管的两端设有密封盖，所述密封盖上设有进气口和进样口。其中，所述导线线圈为不锈钢丝、钨丝、电阻丝或铜丝。其中，所述介质材料管为石英管或氧化铝管。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过采用介质材料管、导线线圈和外电极实现阻挡介质放电，产生等离子体作用于纤维表面，无需真空系统，运行经济，操作方便，且产生的等离子体均匀，能集中作用于纤维表面，改性效果好；此外，通过改变容纳器中改性原料的种类以及介质材料管中气氛，可以满足对不同纤维特性的改性加工。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例提供的纤维改性装置结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。实施例本实用新型实施例提供了一种纤维改性装置，参见图1，该装置包括等离子体发生器I和用于装改性原料的容纳器3。其中，等离子体发生器I包括介质材料管11、设于介质材料管11内的导线线圈12和包裹在介质材料管11外壁的外电极13。优选地，上述装置还包括纤维传送机构2，该纤维传送机构2用于输送纤维4，以带动纤维4依次通过等离子体发生器I和容纳器3。在具体实现时，纤维传送机构2可以包括沿纤维4的传送路径设置的多个传动导轮和用于驱动传动导轮转动的驱动电机。其中，上述多个传送导轮包括第一传动导轮21、第二传动导轮22、第三传动导轮23、第四传动导轮24和第五传动导轮25,第一传动导轮21和第二传动导轮22分别位于等离子体发生器I的两端，第三传动导轮23和第四传动导轮24分别位于容纳器3内，第二传动导轮22和第五传动导轮25位于容纳器3上方。由于本实施例采用了介质阻挡放电产生等离子体，所以不需要真空，且放电连续、稳定，同时，通过该纤维传送机构2可以自动将连续纤维输送至等离子体发生器I和容纳器3，具体地，纤维4经过第一传动导轮21和第二传动导轮22穿过等离子体发生器1，通过第二传动导轮22改向进入容纳器3，由第三传动导轮23和第四传动导轮24牵引穿过容纳器3，再由第四传动导轮4改向出容纳器3，然后通过第五传动导轮5进行传输。尤其适用于对连续纤维进行改性，适合大规模的生产。进一步地，介质材料管11的两端设有密封盖，密封盖上设有进气口和进样口。其中，导线线圈12可以是不锈钢丝、钨丝、电阻丝或铜丝等。[0028]其中，介质材料管11可以是石英管、氧化铝管等。下面结合具体实例对本实用新型装置工作情况进行说明(I)先把染料注入容纳器3中；再通入氩气和氧气混合气体(比例100:5)将介质材料管11内空气排出，调节气体流量使其达到放电要求的流速，通常保持在O. 2-0. 6m3/小时；并把电源调节到工作电压，通常为2千伏以上，就会在介质材料管11内形成均匀的辉光等离子体；再由纤维传送机构2输送纤维4进入介质材料管11内，对纤维4表面进行刻蚀。接着纤维4进入装有染料的容纳器3内，使得分散染料对纤维的染色效果显著。(2)将含20%环氧树脂的丙酮溶液注入容纳器3中；将空气通入介质材料管11内，调节气体流量使其达到放电要求的流速，通常保持在O. 2-0. 6m3/小时；并把电源调节到工作电压，通常为2千伏以上，就会在介质材料管11内形成均匀的辉光等离子体；再由纤维传送机构2输送纤维4进入介质材料管11内，对纤维表面刻蚀并引入活性基团。接着纤维4进入容纳器3内，与环氧树脂发生反应。等离子体处理可以有效增加复合材料的界面结合强度。(3)将空气通入介质材料管11内，调节气体流量使其达到放电要求的流速，通常保持在O. 2-0. 6m3/小时；并把电源调节到工作电压，通常为2千伏以上，就会在介质材料管11内形成均匀的辉光等离子体；再由纤维传送机构2输送纤维4进入介质材料管11内，对纤维表面刻蚀并引入含氧基团(如-0H，-C00H)。由于这些都是亲水基团，因此可以提高纤维的吸湿性能。(4)将反应单体丙烯腈的溶液注入容纳器3中；通入氩气到介质材料管11内，调节气体流量使其达到放电要求的流速，通常保持在O. 2-0. 6m3/小时；并把电源调节到工作电压，通常为2千伏以上，就会在介质材料管11内形成均匀的辉光等离子体；再由纤维传送机构2输送纤维4进入介质材料管11内，对纤维表面刻蚀。接着纤维4进入容纳器3内，与丙烯腈发生接枝反应。改性后的纤维抗静电性能提高，耐磨性增强。需要说明的是，以上实例中的改性原料的种类和介质材料管中气氛环境仅为举例，并不作为对本实用新型的限制。本实用新型通过采用介质材料管、导线线圈和外电极实现阻挡介质放电，产生等离子体作用于纤维表面，无需真空系统，运行经济，操作方便，且产生的等离子体均匀，能集中作用于纤维表面，改性效果好；此外，通过改变容纳器中改性原料的种类以及介质材料管中气氛，可以满足对不同纤维特性的改性加工。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种纤维改性装置，所述装置包括等离子体发生器(I)和用于装改性原料的容纳器(3); 其特征在于，所述等离子体发生器(I)包括介质材料管(11)、设于所述介质材料管(11)内的导线线圈(12)和包裹在所述介质材料管(11)外壁的外电极(13)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于输送纤维，以带动所述纤维依次通过所述等离子体发生器(I)和所述容纳器(3 )的纤维传送机构(2 )。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述纤维传送机构(2)包括沿所述纤维的传送路径设置的多个传动导轮和用于驱动所述传动导轮转动的驱动电机。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个传动导轮包括第一传动导轮(21)、第二传动导轮(22)、第三传动导轮(23)、第四传动导轮(24)和第五传动导轮(25),且所述第一传动导轮(21)和所述第二传动导轮(22)分别位于所述等离子体发生器(I)的两端，所述第三传动导轮(23)和所述第四传动导轮(24)位于所述容纳器(3)内，所述第二传动导轮(22)和第五传动导轮(25)位于所述容纳器上方。
5.根据权利要求2或3或4所述的装置，其特征在于，所述介质材料管(11)的两端设有密封盖，所述密封盖上设有进气口和进样口。
6.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述导线线圈(12)为不锈钢丝、钨丝、电阻丝或铜丝。
7.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述介质材料管(11)为石英管或氧化铝管。
专利摘要本实用新型公开了一种纤维改性装置，属于纤维加工领域。所述装置包括等离子体发生器和用于装改性原料的容纳器；所述等离子体发生器包括介质材料管、设于所述介质材料管内的导线线圈和包裹在所述介质材料管外壁的外电极。本实用新型通过采用介质材料管、导线线圈和外电极实现阻挡介质放电，产生等离子体作用于纤维表面，无需真空系统，运行经济，操作方便，且产生的等离子体均匀，能集中作用于纤维表面，改性效果好；此外，通过改变容纳器中改性原料的种类以及介质材料管中气氛，可以满足对不同纤维特性的改性加工。
文档编号D06M14/18GK202865665SQ201220542290
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者王升高, 朱金龙, 徐开伟, 方小春, 汪建华, 王传新 申请人:武汉工程大学