[發明專利]利用組合能量源處理材料

有效

• 申請號: 201280074359.2
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN104488363B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 普拉文·米斯特里
• 申請（專利權）人: 米提克斯有限公司
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 北京博華智恒知識產權代理事務所(普通合伙)11431
• 代理人: 樊衛民,黃向陽

技術領域

本發明涉及材料和各種基材、更具體地例如織物的表面處理，并且更具體地涉及使用組合的多個不同能量源的材料處理，所述能量源之一通常可以是大氣壓等離子體(AP)。

背景技術

“智能織物”的發展一直是受關注的活躍領域，以改善諸如耐污染性、防水、顏色牢固度以及可以通過使用等離子技術、微波能量源的深度處理以及在某些情況下的化學處理實現的其它特性的各種性能。

大氣壓等離子體處理(APT)改善纖維的諸如親水性的表面性能而不影響這些纖維的整體性能，并且可以由織物制造器和轉換器使用，以改善天然和合成纖維的表面性能，以改善粘合性、潤濕性、可印刷性、可染色性，以及減少材料的收縮。大氣壓等離子體(或AP等離子體或常壓等離子體)是對于等離子體中的壓力與周圍大氣近似匹配的特殊情況下的名稱。AP等離子體具有突出的技術意義，因為與低壓力等離子體或高壓力等離子相比，不需要高成本的反應容器以確保維持不同于大氣壓力的壓力水平。此外，在許多情況下，這些AP等離子體能容易地結合到生產線中。各種形式的等離子體激發是可行的，包括AC(交流)激發、DC(直流)和低頻激發、通過無線電波的激發和微波激發。然而，只有通過AC激發的AP等離子體已取得任何值得一提的工業意義。

通常，由交流激發(電暈放電)和等離子射流產生AP等離子體。在等離子體射流中，脈沖電弧通過等離子體射流中的高電壓放電(5-15kV，10-100kHz)產生。一種工藝氣體，例如流過該放電部分的無油的壓縮空氣被激發并轉換成等離子體狀態。該等離子體然后通過噴射頭以到達待處理的材料的表面上。該噴射頭具有接地電勢，以此方式，在很大程度上抑制等離子流的帶電勢部分。另外，噴射頭確定出現的光束的幾何形狀。多個噴射頭可以用于與被處理的基材的相應區域相互作用。例如，具有幾米處理寬度的片材可以通過一行射流進行處理。

AP和真空等離子體的方法已被用于清洗和激活材料表面以準備好用于粘接、印刷、噴涂、聚合或其它功能性或裝飾性涂層。對于連續處理材料，AP處理可能優于真空等離子體。另一種表面處理方法利用微波能量來聚合前體涂層。

發明內容

本發明總體涉及提供改進的技術，該技術用于處理(例如表面處理和改性)材料，例如基材，更具體地例如織物(包括紡織織物或針織織物和非織造織物)，并且廣泛地涉及將各種附加的能量源(例如，激光輻照)與高電壓產生的等離子體(例如，大氣壓(AP)等離子體)組合來進行處理，這可能改變被處理的材料的核心以及表面，并且可以在干燥的環境中使用引入的氣體或前體材料。公開了各種能量源的組合。

本發明的一個實施例大體上包括利用至少兩個組合的相互作用的能量源(例如，激光和高電壓產生的大氣(AP)等離子體)來處理和生產技術織物和其它材料的方法和裝置。

本文所公開的技術可以很容易地被結合到用于織物材料的自動化處理的系統中。功能性可以通過以下方式獲得：無水清洗(例如，蝕刻或燒蝕)，通過在表面上的自由基形成來激活并同時和有選擇地增加或減少所需的功能特性。可通過產生化學和/或形態變化的處理(例如在材料的表面上的自由基形成)來獲得或增強、增大或減小例如疏水性、親水性、阻燃性、抗微生物性、減小收縮、纖維洗滌、斥水、低溫染色、增加染料吸收和顏色牢固度等性能。可以施加和處理材料的涂層(例如先進材料成分的納米級涂層)。

將AP等離子體能量與一個或以上附加的(或第二)的能量源結合(或混雜)可生成用于基材處理的更有效(和商業上可行的)能量環境，所述附加的能量源例如是激光、X射線、電子束、微波或其它不同的能量源。第二能量源也可以施加為與AP等離子體能量組合(協調地、同時地)，和/或與AP等離子體能量依次(一前一后地，選擇性地)施加以獲得所需性能。

第二能量源可以作用于分開產生的等離子體羽流，并制造更有效的高能等離子體環境，同時還具有直接作用于表面上的能力，并在某些情況下，該材料的核心經受這種混合處理。

本文公開的技術可以適用于但不限于：織物(有機和無機)、紙、合成紙、塑料等類似材料的處理，這些材料通常為扁平片材的形式(“按碼出售的織物”(yard goods))。本文公開的技術還可以應用于塑料的處理或金屬擠出、軋機、注射成型、旋制、梳理、編織、玻璃制造、基材蝕刻和任意材料的清除和涂覆以及實施任意材料處理技術的適應性。例如玻璃的扁平片材(例如，觸摸屏)的剛性材料可通過本文所公開的技術進行處理。

根據本發明的一個方面的，提供了一種用于處理基材的方法，該方法包括：