[实用新型]纺织品和无纺布等离子体表面处理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气体放电技术领域，具体的说是纺织品和无纺布等离子体表面处理装置。

背景技术

气体放电产生的低温等离子体中含有大量的、种类繁多的活性粒子，这些活性粒子与材料接触，能使其表面发生刻蚀、氧化、还原、交联、聚合、接枝等反应，引起材料表面化学成分和物理化学性质的变化，如改变材料表面的亲水性、粘接性、可染性、防缩性、防污性及导电性等。这种表面处理方法具有工艺简单、操作简便、耗能低、对环境无污染等特点。在纺织品行业中，这种方法用于刻蚀活化、接枝改性、聚合或沉积覆膜等，对织物表层进行清洁、活化、粗糙化，或通过在织物表面引进新的化学基团、等离子中的活性粒子与材料表面反应聚合沉积形成薄膜等过程来达到表面改性的目的。

对纺织品和无纺布等材料进行表面处理时，通常利用低气压辉光放电方式来获得大面积材料表面处理所需的低温等离子体。低气压辉光放电均匀性好，功率密度适中，适用于对纺织品、无纺布等材料进行表面处理。但对于大规模的工业生产，这种放电方式存在两个重要缺点：①放电和反应室处于低气压状态，真空系统必不可少，而工业化的真空系统所需的投资和运行费用较高；②工业化处理过程中需要不断的打开反应室取出成品，添加试品，然后重新抽真空，充入工作气体并放电，这种分批处理方式难以实现连续生产，效率不高。因此，等离子体表面处理欲实现大规模的工业生产必须在大气压下进行。

常见的大气压下气体放电形式有：电晕放电、电弧放电、介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，以下简称DBD)。对于织物类材料的等离子体表面处理，电弧放电和电晕放电都不适用。DBD等离子体己被用于等离子体表面处理，可是在大气压下空气中或其它一般气体中的DBD通常由细丝状的流注放电组成，这种流注放电由于其电流空间分布不均，能量集中于流注放电处，在处理织物或无纺布等材料时会出现两个重要问题：①流注放电处局部温度过高，处理时容易引起材料局部灼伤或穿孔；②由于织物或无纺布为非均质材料，等离子体在这些材料的表面分布不均，在材料的网孔部位或厚度比较薄的部位放电较强，而在需要等离子体处理的部位放电比较弱。这两个问题制约了用DBD处理织物或无纺布等材料时的大批量工业化生产。通常情况下，不降低气压就难以使DBD均匀，达到低气压辉光放电的处理效果。近年来研究发现，在一些特殊气体如氦气、氩气中利用DBD方式也可实现大气压下的辉光放电，但无论是低气压辉光放电还是特殊气体中的大气压辉光放电，都需要真空及密封装置，大批量工业化生产应用的成本都比较高。

目前国内外在改善大气压下的DBD的均匀性、实现辉光放电方面进行了多项理论和实验研究，其目的就是为了寻找一种能在大气压下产生均匀低温等离子体，实现纤维类材料表面处理的高效方法，使大面积大批量的流水化作业成为可能。但通常采用的平行平板电极结构的DBD由于其放电间隙电场分布均匀，击穿场强较高，一旦击穿就形成不均匀的丝状放电，无法用于处理纺织品和无纺布等材料。一些辅助措施如气体流动、降低气体湿度等能部分改善这种放电的均匀性，但还是不能解决细丝放电的不均匀性和对材料的破坏问题；而线面式或线桶式电极结构的DBD更容易形成不均匀的丝状放电，引起纤维类材料的局部灼伤或穿孔。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种可在大气压下的空气中对纺织品和无纺布等材料进行大面积等离子表面处理、无需真空和密封装置的纺织品和无纺布等离子体表面处理装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

纺织品和无纺布等离子体表面处理装置，包括高频电源、高压电极、接地电极，高频电源的高压端通过导线与高压电极相连，高频电源的接地端通过导线与接地电极相连并接地，高压电极可以是至少一根管内密封充有金属粉的介质管，也可以是至少一根金属管，还可以是至少一根外表面覆盖硅橡胶的金属管或棒，高频电源的高压端通过导线插到介质管内，或直接与金属管或金属棒连接，接地电极为覆盖有介质板的金属电极或覆盖有硅橡胶的金属电极，高频电源的接地端通过导线与金属电极相连。

本实用新型的接地电极也可以是由内管与外管组成的套管，套管至少设有一根，套管至少设有一根，外管为介质管，其曲率半径大于高压电极介质管、金属管或金属棒的曲率半径，内管为金属管，外管内壁与内管外壁构成的间隙层内密封充有金属粉，高频电源的接地端通过导线和内管相连接。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施进一步实现：

前述的纺织品和无纺布等离子体表面处理装置，其中所述金属电极为金属板、金属网、金属棒或金属管，介质板与金属电极紧密接触。