專利名稱：牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及牛仔布的染整裝置，特別涉及一種采用微波與低溫冷等離子體技術(shù)處
理牛仔布的涂料染色自動控制裝置。
背景技術(shù)：
牛仔布染整生產(chǎn)加工行業(yè)是用水大戶，也是重要的廢水污染源，其生物降解性差， 毒性大，游離甲醛含量高，重金屬離子的含量超標(biāo)。生產(chǎn)中的助劑，以氣體、液體、固體的形 態(tài)排放而污染環(huán)境，危害人們的健康。隨著市場競爭日益劇烈，迫于對生產(chǎn)成本的嚴(yán)格核算 和環(huán)境保護的壓力，使得印染企業(yè)經(jīng)營管理者更樂于接受節(jié)能節(jié)水降低成本的涂料染色， 另一方面，涂料染色由于其對纖維無選擇性及其工藝簡短、拼色方便、節(jié)能節(jié)水、低成本等 優(yōu)點，被廣泛用于棉、麻、絲及其混紡織物，用以替代原有的活性、直接、還原、印地科素等染 料染色流程長、消耗大、染化料成本高的傳統(tǒng)染色工藝。 但是目前涂料染色是將涂料制成分散液，通過挎壓使牛仔布均勻帶液，然后經(jīng)高 溫處理，借助于粘合劑的作用，在牛仔布上形成一層透明而堅韌的樹脂薄膜，從而將涂料機 械地固著于纖維上，涂料本身對纖維沒有親和力。所以涂料染色存在濕摩擦牢度差、染深色 困難和織物手感較硬等缺點。 微波是指頻率在300KHz 300GHz的電磁波，作為一種高新技術(shù)在牛仔布印染方 面有這獨特的作用，可以增強纖維的強力還可以增加纖維表面的粗糙度，以及可以提高牛 仔布的布面溫度為后工序作準(zhǔn)備。 低溫等離子體的反應(yīng)與傳統(tǒng)染整加工的化學(xué)反應(yīng)完全不同，它是借助于能量轉(zhuǎn)換 以不同的形式使周圍氣體放電、進而使物質(zhì)的分子或原子離解成具有高能量的正負帶電粒 子或中性粒子和光子。通過等離子體獨特的作用機理和過程，使牛仔布纖維表面主要發(fā)生 刻蝕、交聯(lián)和化學(xué)改性等變化。 中國專利ZL03207769. 6公開了一種"等離子體織物表面改性處理機"，該處理機 是在真空條件下對織物進行處理，這不僅增加了設(shè)備的造價成本而且還增加設(shè)備的運行成 本。沒有使用微波進行前期處理，并且不適合于牛仔布的涂料染整工序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置，它是一種利用新型 的微波技術(shù)和常壓低溫冷等離子體技術(shù)處理牛仔布的涂料染色自動控制裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn) 低能耗、無污染、高性能、全自動等特點。 為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案由微波支架板1、 等離子吊板2、等離子底板3、等離子上板4、微波發(fā)生頭5、等離子支撐板6、等離子發(fā)生器 控制器7、微波控制器8、脈沖發(fā)生器9、布面張力傳感器10、涂料刮刀11、擋板12、托布板 13、涂料添加槽14、牛仔布布面15、步進電機驅(qū)動器16 17、變頻器18、布速控制用變頻電 機19、涂料刮刀上下位置調(diào)節(jié)用步進電機20、擋板位置調(diào)節(jié)用步進電機21、可編程控制器(PLC)22、及保護罩23、觸摸屏24等組成；微波支架板1另外一側(cè)安裝有托布板13和涂料 添加槽14，微波支架板1上安裝有等離子支撐板6、等離子吊板2、常壓低溫冷等離子體發(fā)生 器以及保護罩23。 本發(fā)明的牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置，它是一種利用新型的微波技術(shù) 和常壓低溫冷等離子體技術(shù)處理牛仔布的涂料染色自動控制裝置，其能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗、無 污染、高性能、全自動等特點，并可有效提高染色率和染色度，防止防止牛仔布褪色、掉色等 問題。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的電路控制關(guān)系圖；
圖3是本發(fā)明的部分電氣連接圖。
具體實施例方式
參看圖l-3，本具體實施方式
采用以下技術(shù)方案由微波支架板l、等離子吊板2、 等離子底板3、等離子上板4、微波發(fā)生頭5、等離子支撐板6、等離子發(fā)生器控制器7、微波控 制器8、脈沖發(fā)生器9、布面張力傳感器10、涂料刮刀11、擋板12、托布板13、涂料添加槽14、 牛仔布布面15、步進電機驅(qū)動器16 17、變頻器18、布速控制用變頻電機19、涂料刮刀上 下位置調(diào)節(jié)用步進電機20、擋板位置調(diào)節(jié)用步進電機21、可編程控制器(PLC)22、及保護罩 23、觸摸屏24等組成；微波支架板1另外一側(cè)安裝有托布板13和涂料添加槽14，微波支架 板1上安裝有等離子支撐板6、等離子吊板2、常壓低溫冷等離子體發(fā)生器以及保護罩23。
常壓低溫冷等離子體發(fā)生器的等離子上板4通過絕緣塊6與等離子底板3相連； 等離子上板4上表面安裝有等離子吊板2，上下放電極板分別通過電纜與等離子發(fā)生器控 制器7相連；等離子發(fā)生器控制器7與可編程控制器(PLC) 22的輸出端相連。
微波發(fā)生頭5均勻分布在微波支架板1上，微波發(fā)生頭5通過電纜與微波控制器 8相連，微波控制器8與可編程控制器(PLC) 22的輸出端相連。 布面張力傳感器10安裝在布面15的下表面上，涂料刮刀11安裝在托布板13的上 方，擋板12安裝在涂料刮刀11的兩側(cè)面，涂料添加槽14安放在布面15上方，可編程控制 器(PLC)22、變頻器18、脈沖發(fā)生器9-1、9-2、步進電機驅(qū)動器16_17、變頻電機19均安裝在 機架的外側(cè)；布面張力傳感器10的信號輸出端與可編程控制器(PLC) 22的輸入端相連，脈 沖發(fā)生器9的信號輸出端與可編程控制器(PLC) 22的輸入端的C0M1相連，步進電機驅(qū)動器 16、17的驅(qū)動信號輸入端分別于可編程控制器(PLC) 22的輸出端的Y000、Y001、Y002、Y003 相連，步進電機驅(qū)動器16、17的輸出端分別與步進電機20、21相連，變頻器18的控制信號 輸入端與可編程控制器(PLC) 22的輸出端YOIO、 YOll、 Y012、 Y013相連，變頻器18的輸出 端與變頻電機19輸入端相連。觸摸屏24通過通信電纜與可編程控制器(PLC) 22的RS232通信端口相連。
微波發(fā)生頭5與布面有30cm的間距。 牛仔布布面15首先經(jīng)過900W的微波照射，其纖維強力增大，纖維內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)發(fā) 生變化，間隙蓬松；并使纖維表面發(fā)生明顯的微纖構(gòu)造，表面變得粗糙；另控制微波使牛仔布布面升溫至4(TC左右；通過微波處理的牛仔布可以有利于后續(xù)等離子體和涂料染色工
序。微波處理完成之后在經(jīng)過常壓低溫冷等離子上下極板3、4之間的噴射后牛仔布的布面 發(fā)生改性，在其表面分子鏈中引入了含氮、氧的基團(羰基、醛基、羧基、氨基等)，使牛仔布 表面極性和親水性增加，也帶來粘合、染色、吸濕等性能增強，同時還可以改善牛仔布的反 射光線、摩擦、手感、抗靜電等性能。經(jīng)過常壓低溫冷等離子體處理后的牛仔布再經(jīng)過涂料 添加槽14，給牛仔布上涂抹上了均勻的涂料，抹上涂料的牛仔布經(jīng)過托布板13與涂料刮刀 11的挎壓作用使涂料緊密的附著在牛仔布上。 本發(fā)明裝置有三個工作過程首先牛仔布經(jīng)過900W的微波照射，在經(jīng)過等離子上 下極板3、4之間的噴射的表面改性處理后最后經(jīng)過涂料添加槽14、托布板13與涂料刮刀 ll等完成涂料挎壓染色。 微波處理階段牛仔布經(jīng)過微波發(fā)生頭5時可編程控制器(PLC) 22通過內(nèi)部程序 啟動微波控制器8，微波控制器8開始工作，微波控制信號通過電纜傳送至微波發(fā)生頭5上， 2450MHz、900W的微波從微波發(fā)生頭5上發(fā)出，照射在牛仔布布面上，在1S內(nèi)有24. 5億次的 偶極子旋轉(zhuǎn)運動，發(fā)生反復(fù)極化并改變排列方向。從而使纖維強力增大，纖維內(nèi)部物理結(jié)構(gòu) 發(fā)生變化，間隙蓬松；并使纖維表面發(fā)生明顯的微纖構(gòu)造，表面變得粗糙；另控制微波使牛 仔布布面升溫至4(TC左右；4(TC左右的溫度正適合于后續(xù)等離子處理溫度和涂料染色吸 附溫度。通過觸摸屏參數(shù)設(shè)定可以方便調(diào)節(jié)變頻器18的頻率從而通過變頻電機19改變牛 仔布的布速，以調(diào)節(jié)微波處理的程度。 等離子表面處理階段微波處理完成之后可編程控制器(PLC) 22通過內(nèi)部程序， 首先控制等離子放生器控制器7工作，等離子發(fā)生器上下極板3、4在可等離子放生器控制 器7的控制之下在上下極板3、4之間產(chǎn)生連續(xù)均與的等離子，產(chǎn)生的等離子作用在牛仔布 布面上，布面發(fā)生改性，在其表面分子鏈中引入了含氮、氧的基團(羰基、醛基、羧基、氨基 等)，使牛仔布表面極性和親水性增加，也帶來粘合、染色、吸濕等性能增強，同時還可以改 善牛仔布的反射光線、摩擦、手感、抗靜電等性能。此階段也可通過觸摸屏參數(shù)設(shè)定可以方 便調(diào)節(jié)變頻器18的頻率從而通過變頻電機19改變牛仔布的布速，以調(diào)節(jié)等離子處理的程 度。 由于微波與等離子對人體都有不同的危害，所以本發(fā)明在等離子極板和微波發(fā)生 頭周圍安裝了保護罩23，以保護操作人員的人生安全。 涂料挎壓染色經(jīng)過等離子表面處理后的牛仔布運動至涂料添加槽14時，涂料 添加槽14中的涂料均勻的涂抹在牛仔布上，其中所用的涂料是由涂料色漿(如優(yōu)壁色藍
G-E)、陽離子改性劑(如環(huán)氧丙基三甲基氯化鈉)、表面活性劑(如平平加op-io等)、ra調(diào)
節(jié)劑、粘合劑、潤濕劑(如甘油等)、保護膠體(如乳化劑EL等)及少量水組成。涂抹上涂 料的牛仔布再經(jīng)過托布板13與涂料刮刀11的挎壓作用使涂料緊密的附著在牛仔布上，再 經(jīng)過后續(xù)烘干完成整個牛仔布的染色過程。 參看圖3 ，為部分電氣連接圖，其中只畫出了 一路步進電機控制電路另 一路于此相 同。如圖可編程控制器(PLC) 22的輸出端YOOO Y001通過限流電阻分別接步進電機驅(qū)動 器16、17的CP端，由于步進電機控制器需要有脈沖信號來工作，所以脈沖發(fā)生器的信號輸 出端與可編程控制器(PLC) 22的輸出端C0M0、C0M1相連，公共端與步進電機驅(qū)動器的OPTO 端相連，由于選用的可編程控制器(PLC) 22是繼電器輸出型所以脈沖信號不會受到可編程控制器(PLC) 22本身因素的干擾，保證了運行的可靠性；可編程控制器(PLC) 22的輸出端 Y010 Y011用來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)方向其通過限流電阻分別接步進電機驅(qū)動器16、17 的DIR端?？删幊炭刂破?PLC)22的輸出端的Y020 Y023用于控制變頻器18的頻率，其 中Y020通過限流電阻Rl接變頻器18的RH端(為高速端)，Y021通過限流電阻R2接變頻 器18的RM端(為中速端)，Y022通過限流電阻R3接變頻器18的RL端(為低速端)，Y023 通過限流電阻R4接變頻器18的STF端(為正轉(zhuǎn)啟動端)。其控制信號源由24V開關(guān)電源 提供。變頻器18頻率的調(diào)節(jié)是通過可編程控制器(PLC) 22輸出端的Y020 Y023的不同 組合完成的。利用了變頻器18的多段速功能。通過變頻器18的內(nèi)部設(shè)定可以設(shè)定輸出頻 率在0 400HZ以內(nèi)的任意數(shù)值。所有參數(shù)均可以方便的通過觸摸屏24輸入至可編程控 制器(PLC)22內(nèi)，實現(xiàn)人機對話。整個控制系統(tǒng)完全由程序控制，可以實現(xiàn)無人監(jiān)控，全自 動運行。 上述的可編程控制器(PLC) 22由日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR可編程控制器。 步進電機20由金壇市四海電機廠生產(chǎn)的110BYG450B-01永磁感應(yīng)子式步進電機，其步進角 1. 8° ，靜轉(zhuǎn)矩12N 'M，其所用步進電機驅(qū)動器16為金壇市四海電機廠生產(chǎn)的SH2046A驅(qū)動 器。步進電機21由金壇市四海電機廠生產(chǎn)的86BYG402永磁感應(yīng)子式步進電機，其步進角 1. 8° ，靜轉(zhuǎn)矩4. ON M，其所用步進電機驅(qū)動器17為金壇市四海電機廠生產(chǎn)的SH2046M驅(qū) 動器。變頻器18由日本三菱公司生產(chǎn)的FR-E540-7. 5K-CH變頻器，其輸出功率為7. 5KW。 變頻電機19由臺州市滬振起重電機廠生產(chǎn)的YZR160L-8-7. 5KW電機。
權(quán)利要求
牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置，其特征在于由微波支架板(1)、等離子吊板(2)、等離子底板(3)、等離子上板(4)、微波發(fā)生頭(5)、等離子支撐板(6)、等離子發(fā)生器控制器(7)、微波控制器(8)、脈沖發(fā)生器(9)、布面張力傳感器(10)、涂料刮刀(11)、擋板(12)、托布板(13)、涂料添加槽(14)、牛仔布布面(15)、步進電機驅(qū)動器(16)和(17)、變頻器(18)、布速控制用變頻電機(19)、涂料刮刀上下位置調(diào)節(jié)用步進電機(20)、擋板位置調(diào)節(jié)用步進電機(21)、可編程控制器PLC(22)、及保護罩(23)、觸摸屏(24)等組成；微波支架板(1)另外一側(cè)安裝有托布板(13)和涂料添加槽(14)，微波支架板(1)上安裝有等離子支撐板(6)、等離子吊板(2)、常壓低溫冷等離子體發(fā)生器以及保護罩(23)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置，其特征在于常壓 低溫冷等離子體發(fā)生器的等離子上板(4)通過絕緣塊(6)與等離子底板(3)相連；上放電 極板(4)上表面安裝有等離子吊板(2)，上下放電極板分別通過電纜與等離子發(fā)生器控制 器(7)相連；等離子發(fā)生器控制器(7)與可編程控制器PLC(22)的輸出端相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置，其特征在于微波 發(fā)生頭(5)均勻分布在微波支架板(1)上，微波發(fā)生頭(5)通過電纜與微波控制器(8)相 連，微波控制器(8)與可編程控制器PLC(22)的輸出端相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置，其特征在于布面 張力傳感器(10)安裝在布面(15)的下表面上，涂料刮刀(11)安裝在托布板(13)的上方， 擋板(120安裝在涂料刮刀(11)的兩側(cè)面，涂料添加槽(14)安放在布面(15)上方，可編程 控制器PLC(22)、變頻器(18)、脈沖發(fā)生器(9-1)和(9-2)、步進電機驅(qū)動器(16)和(17)、 變頻電機(19)均安裝在機架的外側(cè)；布面張力傳感器(10)的信號輸出端與可編程控制器 PLC(22)的輸入端相連，脈沖發(fā)生器(9)的信號輸出端與可編程控制器PLC(22)的輸入端 的C0M1相連，步進電機驅(qū)動器(16)、(17)的驅(qū)動信號輸入端分別于可編程控制器PLC(22) 的輸出端的Y000、Y001、Y002、Y003相連，步進電機驅(qū)動器(16) 、 (17)的輸出端分別與步進 電機(20)、 (21)相連，變頻器(18)的控制信號輸入端與可編程控制器PLC(22)的輸出端 Y010、Y011、Y012、Y013相連，變頻器(18)的輸出端與變頻電機(19)輸入端相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置，其特征在于觸摸 屏(24)通過通信電纜與可編程控制器PLC(22)的RS232通信端口相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置，其特征在于微波 發(fā)生頭(5)與布面有25-35cm的間距。
全文摘要
牛仔布微波與等離子聯(lián)合涂料染色裝置，涉及牛仔布的染整裝置。由微波支架板、等離子吊板、等離子底板、等離子上板、微波發(fā)生頭、等離子支撐板、等離子發(fā)生器控制器、微波控制器、脈沖發(fā)生器、布面張力傳感器、涂料刮刀、擋板、托布板、涂料添加槽、牛仔布布面、步進電機驅(qū)動器、變頻器、布速控制用變頻電機、涂料刮刀上下位置調(diào)節(jié)用步進電機、擋板位置調(diào)節(jié)用步進電機、可編程控制器、及保護罩觸摸屏等組成；微波支架板一側(cè)安裝有托布板和涂料添加槽，微波支架板上安裝有等離子支撐板、等離子吊板、常壓低溫冷等離子體發(fā)生器以及保護罩。本發(fā)明實現(xiàn)低能耗、無污染、高性能、全自動等特點，可有效提高染色率和染色度，防止牛仔布褪色、掉色。
文檔編號D06P5/20GK101760956SQ20091017687
公開日2010年6月30日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者姜宜寬, 張明君, 張立勇, 張艷偉, 王偉 申請人:淄博蘭雁集團有限責(zé)任公司