纖維基質(zhì)處理方法以及用于實(shí)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(guò)大氣等離子體來(lái)處理連續(xù)基質(zhì)。本發(fā)明提出上述方法來(lái)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(lái)制造的基質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于在大氣壓力下通過(guò)等離子體來(lái)進(jìn)行處理使用的技術(shù)例如由專利申請(qǐng)W02011/095930已知，并包括通過(guò)在大氣壓力下的等離子體來(lái)處理連續(xù)的可透過(guò)基質(zhì)(由天然或合成纖維或織物來(lái)制造，或者由聚合物薄膜來(lái)制造)，該等離子體通過(guò)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?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這樣處理基質(zhì)將提高它的商業(yè)價(jià)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(guò)在大氣壓力下的等離子體(或大氣等離子體)來(lái)操作的設(shè)備更簡(jiǎn)單和更經(jīng)濟(jì)(對(duì)于構(gòu)造和運(yùn)行)。
[0004]實(shí)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(guò)等離子體來(lái)處理的材料、產(chǎn)生真空和送入處理氣體。而且，因?yàn)橐幚淼目椢锉仨毸腿牒退统霾煌恼婵涨皇遥虼丝椢锾幚矸椒ú荒苁沁B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(shí)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(wèn)題，而且，允許大氣用作處理氣體，但并不是它們自身沒(méi)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(wèn)題，本發(fā)明將克服該問(wèn)題。
[0008]在本說(shuō)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(qǐng)，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(guò)連續(xù)輥產(chǎn)生放電，且放電能夠經(jīng)過(guò)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(shí)，橫過(guò)兩個(gè)輥(這兩個(gè)輥合適間隔開(kāi)，以便確定間隙，基質(zhì)在該間隙中運(yùn)動(dòng))的放電并不均勻橫過(guò)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(shuō)，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(guò)，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(guò)度集中，因此對(duì)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(xiǎn)，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(xiǎn)。
[0011]除了這個(gè)問(wèn)題，還應(yīng)當(dāng)知道，防止燒焦危險(xiǎn)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(xiǎn)的材料來(lái)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(jiǎn)單和相對(duì)便宜的機(jī)器來(lái)實(shí)施。
[0015]該目的通過(guò)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(lái)充分實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)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(shuō)明可知，附圖表示了本發(fā)明的優(yōu)選非限定示例實(shí)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(shí)施方式】
[0020]在附圖中，參考標(biāo)號(hào)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(dòng)。
[0022]供給裝置包括至少第一對(duì)輥2a、2b，該第一對(duì)輥2a、2b與基質(zhì)100的相應(yīng)相對(duì)面接觸。具體地說(shuō)，兩個(gè)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(gè)面上施加相等的拉動(dòng)作用。
[0023]在第一對(duì)輥2a、2b的下游有第二對(duì)輥3a、3b，該第二對(duì)輥3a、3b也反向旋轉(zhuǎn)和與基質(zhì)100的相對(duì)面接觸。優(yōu)選是，第二對(duì)輥3a、3b也以相同速度旋轉(zhuǎn)，以便在基質(zhì)100的兩個(gè)面上施加相等的拉動(dòng)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(duì)輥3a、3b的旋轉(zhuǎn)速度大于第一對(duì)輥2a、2b的旋轉(zhuǎn)速度，因此縱向拉伸基質(zhì)100(也就是說(shuō)，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(duì)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(shí)施例中，輥2a、2b ;3a、3b為相同直徑。不過(guò)，更通常是，因?yàn)檩?a、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(duì)輥3a、3b的更高切向速度(與第一對(duì)輥2a、2b的切向速度相比)來(lái)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(guò)等離子體來(lái)處理基質(zhì)100的處理站“T”。
[0029]根據(jù)在大氣壓力下通過(guò)離子化氣體和/或等離子體來(lái)處理的基本操作原理，處理站“T”包括至少兩個(gè)電極，該至少兩個(gè)電極面對(duì)基質(zhì)100的相應(yīng)相對(duì)面，且電勢(shì)差橫過(guò)這些電極來(lái)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(duì)輥5a、6a來(lái)確定，該輥5a、6a的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線相互平行，且它們橫過(guò)(優(yōu)選是垂直)基質(zhì)100的供給通路安裝。兩個(gè)棍5a、6a安裝在基質(zhì)100的相對(duì)側(cè)，以使得輥5a、6a的外表面與基質(zhì)100的相對(duì)面接觸。
[0031]上述電勢(shì)差橫過(guò)兩個(gè)棍5a、6a來(lái)施加，這樣，橫過(guò)棍5a、6a產(chǎn)生的放電經(jīng)過(guò)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(guò)在輥5a、6a之間的間隙，并推開(kāi)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(shí)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(gè)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(dòng)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(duì)輥，該多對(duì)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(duì)棍中的棍5a、6a相互間隔開(kāi)，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(shí)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(shuō)，組5、6的輥5a、6a可以由合適的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未示出)來(lái)驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)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(lái)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(shí)施例中，各組5、6包括6個(gè)輥5a、6a，因此確定了相同數(shù)目的處理區(qū)域。不過(guò)，對(duì)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(gè)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(guò)上述機(jī)器I來(lái)實(shí)施。
[0041]在使用時(shí)，使得基質(zhì)100沿供給通路運(yùn)動(dòng)，優(yōu)選是，在處理區(qū)域“T”中在大氣壓力下通過(guò)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(shí)施例中，基質(zhì)100的厚度減小通過(guò)沿供給通路縱向拉伸基質(zhì)100來(lái)實(shí)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(jì)算為在離開(kāi)預(yù)處理站“P”的一件基質(zhì)100的長(zhǎng)度和同一基質(zhì)100在它進(jìn)入預(yù)處理站“P”之前的長(zhǎng)度之間的比率。也可選擇，拉伸系數(shù)能夠計(jì)算為在第二對(duì)輥3a、3b的切向速度和第一對(duì)輥2a、2b的切向速度之間的比率。
[0045]不過(guò)，應(yīng)當(dāng)知道，在處理站