管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置及其使用方法與流程

本發明涉及一種管狀織物表面處理裝置及其使用方法，特別是用于水龍帶帶坯等管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置及其方法。

背景技術：

在消防設施中，水龍帶是一種重要的救火器材，一般采用管狀織物內層或內外層粘合膠管或涂層的方法加工而成，需要在較高壓力下輸送水或泡沫滅火液。隨著對水龍帶帶坯輕質高強要求的提高，高強錦綸絲、高強滌綸絲、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等越來越多被用作織造原料，但由于它們有著較高的結晶度，使得纖維表面過于光滑，反應活性較差，因而難以與丁腈橡膠、聚氨酯、三元乙丙橡膠等膠管材料復合，在使用過程中帶坯與膠管之間易產生剝離現象，從而影響其使用壽命。

為了提高高強錦綸絲、高強滌綸絲、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等高強纖維與膠管或涂層粘結強度，研究者使用各種方法對纖維加以改性，主要有酸處理法、氧化法、輻照法、接枝法、等離子體處理法等。北京化工大學王楊等采取磷酸水溶液對芳綸纖維進行表面處理,結果表明20wt％磷酸溶液處理的芳綸纖維，在制備的復合材料時纖維與樹脂的界面性能最佳[請參考期刊：芳綸纖維的磷酸表面處理及其樹脂基復合材料界面性能[J],復合材料學報,2007,24(3):7-12]；東華大學的金軍采用超聲下鉻酸溶液處理纖維的改性方法,使超高分子量聚乙烯纖維的粘結性能得到較大的改善[請參考期刊：超聲下液態氧化法對超高分子量聚乙烯纖維的表面改性研究[D]，東華大學，2010]；東華大學的魏寒利用γ射線對超高分子量聚乙烯纖維表面進行輻照，成功接枝了聚丙烯酸甲酯，從而改善了超高分子量聚乙烯纖維的界面性能[請參考期刊：超高分子量聚乙烯在γ射線作用下的預輻照接枝改性[D]，東華大學，2013]；專利201110435669.X中公布，采用等離子體處理的方法對超高分子量聚乙烯進行改性，使之與橡膠的粘結牢度得到了一定的提高。

以上酸處理法和氧化法容易產生廢液而污染環境，輻照法需要大型輻照裝置投資較大，等離子體處理法設備投資較小且不產生有害氣體液體，是一種有效可行的處理方法。而且上述表面處理方法包括等離子體處理法多見于處理纖維、普通織物和非織造布的表面處理，未見用于水龍帶帶坯等管狀織物，而對水龍帶帶坯表面進行處理后，能夠顯著提高使得水龍帶帶坯等管狀織物和膠管或涂層的粘結度，進而提高改善水龍帶性能。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置及其使用方法，將管狀織物在兩電極間通過，經等離子體處理后，管狀織物表面得到改性、刻蝕，清除織物表面的油劑和漿料，進而在后道復合工藝中，顯著提高織物與膠管或涂層的粘合度。

為實現上述目的，本發明提出了一種管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置，包括等離子體發生裝置、吊裝裝置、冷卻系統和卷繞裝置；

所述等離子體發生裝置包括電源、內部電極和外部電極；

所述內部電極包括內部電極主體、第一頭蓋、第二頭蓋和第一電極端子，所述內部電極主體為內表面涂覆導電膏的管狀絕緣體，所述第一頭蓋與第二頭蓋均為球頭管狀或橢球頭管狀，所述內部電極主體的上部和下部分別嵌入在所述第一頭蓋和第二頭蓋內，所述第一電極端子位于所述內部電極上端口；

所述外部電極包括外部電極主體、第一限位管、第二限位管、第二電極端子和電極保護套，所述外部電極主體為外表面涂覆導電膏的管狀絕緣物，所述電極保護套位于所述外部電極主體外側，所述第一限位管和第二限位管分別位于所述外部電極主體的上部和下部，所述第二電極端子位于所述外部電極上端口；

所述內部電極的第一頭蓋與所述外部電極的第一限位管相對應設置，所述內部電極的第二頭蓋與所述外部電極的第二限位管相對應設置，所述電源分別與第一電極端子和第二電極端子相連；

所述吊裝裝置與所述內部電極相連，所述冷卻系統與所述內部電極和外部電極相連，所述內部電極和外部電極之間穿過的管狀織物，由所述卷繞裝置卷繞。

進一步的，在所述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置中，所述第一頭蓋的頂端設有一通孔。

進一步的，在所述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置中，所述吊裝裝置包括吊裝繩索和升降裝置，所述吊裝繩索與所述升降裝置相連，且所述吊裝繩索從所述通孔中引入并固定在所述第一頭蓋上。

進一步的，在所述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置中，所述外部電極上設有進氣孔和出氣孔，所述進氣孔和出氣孔分別位于所述外部電極的上部和下部。

進一步的，在所述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置中，所述冷卻系統包括由輸氣管依次相連的儲氣罐、氣泵和冷卻器，其中，所述氣泵還與所述外部電極上的出氣孔相連，所述輸氣管與所述上端頭蓋的通孔和所述外部電極上的進氣孔相連。

進一步的，在所述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置中，所述外部電極由絕緣的固定裝置固定。

進一步的，在所述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置中，所述內部電極主體、外部電極主體、第一頭蓋和第二頭蓋的材質為絕緣材料，所述絕緣材料為玻璃或陶瓷。

基于上述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置，本發明還提出了使用上述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置的使用方法，主要包括以下步驟：

(a)內部電極從管狀織物成形的圓織機織口處插入管狀織物內部；

(b)外部電極置于所述管狀織物外側且位于所述內部電極相對應的位置；

(c)使電源分別為所述內部電極和外部電極提供電壓，使所述內部電極和外部電極之間形成預定電勢差，產生等離子體對所述管狀織物表面進行處理；

(d)卷繞裝置卷繞處理后的管狀織物。

進一步的，在管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置使用方法中，在對所述管狀織物進行表面處理時，使用冷卻系統向所述內部電極和外部電極注入輔助氣體，用于改變表面處理的氣體氛圍。

進一步的，在管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置使用方法中，所述輔助氣體為氬氣、氮氣、氧氣或二氧化碳中的一種或多種。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過管狀織物套入在內部電極和外部電極之間，當內部電極的端頭蓋和外部電極的限位圓管相對時，兩電極之間間隙較小且尺寸穩定，兩電極通電后，在兩電極間隙中產生等離子體，管狀織物從此間隙中穿過時，內外表面將同時受到等離子體處理，管狀織物中的纖維表面被刻蝕、纖維表面的油劑被清除以及織物表面產生活性基團，進而在后道復合工藝中，顯著提高織物與膠管或涂層的粘合強度。

附圖說明

圖1為本發明一實施例中管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置結構示意圖；

圖2為本發明一實施例中內部電極的結構示意圖；

圖3為本發明一實施例中內部電極的第一頭蓋的截面結構示意圖；

圖4為本發明一實施例中外部電極的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合示意圖對本發明的管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置及其使用方法進行更詳細的描述，其中表示了本發明的優選實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發明，而仍然實現本發明的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對本發明的限制。

如圖1至圖4所示，本發明提出的一種管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置，包括等離子體發生裝置100、吊裝裝置200、冷卻系統300和卷繞裝置400。

在本實施例中，所述等離子體發生裝置100包括電源110、內部電極120和外部電極130。所述吊裝裝置200與所述內部電極120相連，所述冷卻系統300與所述內部電極120和外部電極130相連，所述內部電極120和外部電極130之間套有一管狀織物102，所述卷繞裝置400連接所述管狀織物102，用于對其進行卷繞收集處理。

具體的，如圖2所示，所述內部電極120包括內部電極主體121、第一頭蓋122、第二頭蓋123和第一電極端子124，所述內部電極主體120為內表面涂覆導電膏101的管狀絕緣體，所述第一頭蓋122與第二頭蓋123均為球頭管狀或橢球頭管狀，這種形狀設計可有效避免第一頭蓋122與第二頭蓋123進出管狀織物時勾纏織物，所述第一頭蓋122和第二頭蓋123的橫截面成方形齒狀(如圖3所示)，且其管身較長，所述內部電極主體121的上部和下部分別嵌入在所述第一頭蓋122和第二頭蓋123內，因此，可以通過改變內部電極主體121未嵌入管身的長度來調整電極有效工作長度，從而改變等離子體對管狀織物處理的時長。

如圖4所示，所述外部電極130包括外部電極主體131、第一限位管132、第二限位管133、第二電極端子134和電極保護套135，所述外部電極主體131為外表面涂覆導電膏101的管狀絕緣物，所述電極保護套135位于所述外部電極主體131外側，所述第一限位管132和第二限位管133分別位于所述外部電極主體131的上部和下部，且所述第一限位管132和第二限位管133的邊緣光滑，從而使得管狀織物通過時不易勾纏纖維；

所述內部電極的第一頭蓋122與所述外部電極的第一限位管132相對應設置，所述內部電極的第二頭蓋123與所述外部電極的第二限位管133相對應設置，所述電源110分別與第一電極端子124和第二電極端子134相連，其中，所述第一電極端子124位于所述內部電極120上端口，所述第二電極端子134位于所述外部電極130的上端口。

當所述內部電極120第一頭蓋122與第二頭蓋123的管身與所述外部電極130第一限位管132和第二限位管133相對時，所述內部電極120與外部電極130之間的間隙較小，管狀織物102從兩電極之間穿過時，能夠在兩電極之間獲得穩定的電極間距離和等離子體強度，使得水龍帶等管狀織物中的纖維表面得到改性、刻蝕、清除油劑和漿料，在后道復合工藝中，與膠管或涂層的粘合強度得到提高。

在本實施例中，所述第一頭蓋122的頂端設有一通孔125，電源線可由所述通孔125引入并與內部電極120上的第一電子端子124相連，所述吊裝裝置包括吊裝繩索210和升降裝置220，所述吊裝繩索210的一端可以通過所述通孔125與所述第一頭蓋122相連，且所述吊裝繩索210另一端與所述升降裝置220相連，在設備檢修時，可以通過吊裝裝置200把內部電極120吊出圓織機織口500。

進一步的，在本實施例中，所述外部電極130的上部和下部分本還分別設有進氣孔136和出氣孔137，所述冷卻系統300包括由輸氣管340依次相連的儲氣罐310、氣泵320和冷卻器330，其中，所述氣泵320還與所述外部電極130上的出氣孔137通過輸氣管340相連，所述冷卻器還與所述進氣口136和內部電極120的第一頭蓋122上的通孔125由輸氣管340相連，并且由冷卻系統通入的氣體可以從內部電極的第一頭蓋122與第二頭蓋123與內部電極主體121之間輸出。

具體的，在本實施例中，冷卻系統與內部電極和外部電極相連，可以有效防止由于等離子體處理時電極處產生熱量發生電極過熱故障，為了獲得更好的處理效果，冷卻系統還可以同時向處理空間補充各種輔助氣體，改變處理氣氛，可以填充但不限于以下輔助氣體：氬氣、氮氣、一氧化碳或二氧化碳等。

此外，在本實施中，所述外部電極由絕緣的固定裝置固定138，可以起到阻隔工作人員與電極接觸，從而防止觸電事故的發生，且所述內部電極主體、外部電極主體、第一頭蓋和第二頭蓋的材質為絕緣材料，優選為玻璃或陶瓷。

基于上述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置，本發明還提出了使用上述管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置的使用方法，主要包括以下步驟：

(a)內部電極120從管狀織物102成形的圓織機織口500處插入管狀織物102內部；

(b)外部電極130置于所述管狀織物102外側且與所述內部電極120相對應的位置，即使得所述內部電極120第一頭蓋122與第二頭蓋123的管身與所述外部電極130第一限位管132和第二限位管133相對；

(c)使電源110分別為所述內部電極120和外部電極130提供電壓，使所述內部電極120和外部電極130之間形成預定電勢差，產生等離子體對所述管狀織物102表面進行處理，同時可以借助冷卻系統300向處理空間內部注入輔助氣體，可以選自但不限于以下輔助氣體：氬氣、氮氣、一氧化碳或二氧化碳等，通過改變處理氣氛獲得更好的處理效果；

(d)卷繞裝置400卷繞處理后的管狀織物。

綜上，在本發明實施例提供的管狀織物內外表面同時處理的等離子體裝置及其使用方法中，通過管狀織物套入在內部電極和外部電極之間，當內部電極的端頭蓋和外部電極的限位圓管相對時，兩電極之間間隙較小且尺寸穩定，兩電極通電后，在兩電極間隙中產生等離子體，管狀織物從此間隙中穿過時，內外表面將同時受到等離子體處理，管狀織物中的纖維表面被刻蝕、纖維表面的油劑被清除以及織物表面產生活性基團，進而在后道復合工藝中，顯著提高織物與膠管或涂層的粘合強度。

上述僅為本發明的優選實施例而已，并不對本發明起到任何限制作用。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術方案的范圍內，對本發明揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術方案的內容，仍屬于本發明的保護范圍之內。