CN107287878A - 一种抗菌辅料制备装置的控制*** - Google Patents

一种抗菌辅料制备装置的控制*** Download PDF

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Abstract

一种抗菌辅料制备装置的控制***，包括电源进线开关，隔离降压转换模块，微控制模块以及变频器；其功能控制模块包括基材送料控制模块、纳米磁性粒子施加机构控制模块、等离子体处理机构控制模块、抗菌剂喷涂机构控制模块、电场处理机构控制模块、磁场处理机构控制模块、预烘干机构控制模块、烘干机构控制模块、张力稳定控制模块、传感器模块、网络通讯模块。本发明借助各控制模块和传感器以及通讯***的连接，实现了抗菌辅料制备装置的智能控制。

Description

一种抗菌辅料制备装置的控制***
技术领域
本发明涉及一种控制***，尤其涉及一种抗菌辅料的制备装置的控制***。
背景技术
等离子体技术应用在纺织领域是在近年人们十分关注的新技术，过去人们采用真空等离子体对各种纺织面料进行了放电处理，实验证明，经过等离子体处理后，可以进行表面的接枝、聚合、改变表面能、提高染色牢度和改变手感方面都取得了很好的实验结果。
等离子体是物质不同于固态、液态、气态的第四种状态的电离气体。宇宙中 99%的物质以等离子体形式存在。宏观上，等离子体是电中性的，然而，等离子体含有自由电荷而且是导电的。等离子技术是一项具有惊人的潜在应用价值的新兴技术。在医学领域，等离子处理技术可用于伤口愈合，肿瘤治疗，组织工程，设备消毒和手术设。在纺织领域，等离子体可在纺织品基质表面接枝新的功能基团和借助一些活性气体（例如氧气，氮气，氨气或水蒸气）以改善聚合物表面特性。在电子工业领域，等离子体被应用在电子器件的粘结、清洗到半导体的制造过程中。随着等离子体技术的日趋成熟，其应用前景也越来越广阔。
等离子体是1928年由朗格缪尔命名的，最早可追溯到1879年英国的威廉克鲁克斯，其在做气体放电实验时，确认放电管中存在物质的第四态等离子态"在一定的条件下，物质的各态之间可以相互转化；而物质的不同凝聚态对应着物质组成粒子排列的不同有序程度。因而物质各态之间的转化，实际上是改变物质有序程度的过程。人们从科学实验和生产实际中认识到，只要使每个离子中电子的动能超过原子的电离能时，电子将会脱离原子的束缚而成为自由电子，而原子则因为失去电子而成为带正电的离子，这个过程成为电离。当气体中有足够多的原子被电离后，这种电离的气体已不是原来的气体，而是转化成为新的物质状态，即所谓等离子态。任何由中性粒子组成的普通气体，只要外界供给能量，使其温度升高到足够高时，即可成为等离子体。实验表明，在普通气体中即使0.1%的气体被电离，这种电离气体已具有了很好的等离子体性质；如果有1%的气体被电离，这时等离子体便成为电导率很大的理想导电体"等离子体是由大量的自由电子和高能离子组成，而且在整体上表现准电中性的电离气体，因而其性质与普通气体有很大差异，普通气体中粒子主要进行杂乱的热运动，而在等离子体内，高能粒子除热运动外，还产生了等离子体振荡，特别是当外磁场存在的情况下，等离子体运动受到磁场影响和支配，这是等离子体与普通气体的重要区别。
等离子体放电需要在不同压力条件下进行，因此根据工作气压分为低压等离子体和常压等离子体。低压等离子体需要在低压或者高真空条件下实现，而常压等离子体是指等在大气压条件下产生等离子体的一种放电方式，克服了低压等离子体应用时存在的局限，能够实现对材料的连续化加工和改性。常压等离子体所激发的粒子能量和数量与低压等离子体各不相同，但其产生的大量活性物质作用于材料产生的效果与低压等离子体相似。
为了产生等离子体，必须给气体施加足够的能量，因此根据能量来源将等离子体分为包括直流、射频、低频和微波等离子体。
随着当代社会对功能性纤维材料的需求不断增加，棉纤维不仅需要具有其最基本的特征，同时也需要具有环境友好的功能，比如自清洁，抗菌，防污等。然而棉织物结构中含有大量的羟基，所以棉织物容易被液体润湿和沾污，很多基础研究和实际应用都在致力于开发具有特殊润湿性的功能型棉织物。目前，人们把荷叶具有的超亲水自清洁功能引入到纺织领域中，通过化学或几何表面改性增加织物表面粗糙度和降低织物表面自由能以制备超亲水棉织物。一般制备超亲水棉织物都需要使用含氟化合物，但长链的含氟化合物通常对人体有害且易造成环境污染。况且一般单体与棉织物之间的化学键作用力比较弱，导致拒水整理后的织物的牢度较低。据研究表明，环状的硅氧烷―四甲基四乙烯基环四硅氧烷不仅能够提高整理后织物的拒水性，而且还能提高织物的柔软度。而在等离子体接枝共聚法中，单体聚合物与纤维之间以共价键结合，从而有利于提高织物的耐洗牢度。因此本论文将等离子体技术与无氟的四甲基四乙烯基环四硅氧烷、甲基丙烯酸十八烷基酯单体相结合，开发出具有超亲水功能的棉纺织品。
普通的棉由棉质纤维材料组成，菌类易在这种纤维上吸着和滋生，普通的棉不具备抑菌杀菌作用，只能起到屏蔽细菌作用。
抗菌棉是将普通的棉进行抗菌整理后得到的。这种整理技术赋予棉纱布材料本身抗菌性能，提高材料自身的抗菌能力，使该材料在屏蔽细菌的同时还可以抵抗或杀灭细菌。由此可以有效的降低棉包扎伤口的伤口感染率。
目前已有的抗菌棉根据使用的抗菌整理剂不同，主要分为两大类：有机抗菌剂整理棉和无机抗菌剂整理棉。其中有机抗菌剂整理棉存在抗菌种类单一，安全性差，微生物易对有机抗菌剂产生耐药性，化学稳定性差，耐热性差等缺点。无机抗菌剂整理棉弥补了上述缺点，具有广谱抗菌，且使用安全性高、化学稳定性强、耐热性好等优点。
现已出现的无机抗菌剂整理棉中，应用银系抗菌剂整理的纱布居多，这些整理剂的分子结构中不存在与棉纤维素分子产生作用力的基团，因此这些抗菌剂都存在与棉纤维纱布的结合牢度低、耐水洗性差的问题。目前存在的银系抗菌整理纱布的整理工艺主要是涂层法，就是在涂层剂中加入适量的抗菌剂，在织物表面进行涂层，然后经烘干和必要的热处理，在织物表面形成一层涂层。该法加工的医用抗菌纱布大多是单面涂层，具有抗菌能力的区域集中在织物的一面，且仅存在于该面织物的表面。同时，涂层法整理后的抗菌棉产品，受整理工艺影响，棉的通透性、手感柔软度都较普通棉差。
虽然等离子体技术在纺织领域得到的广泛的应用，但是，由于真空等离子体器壁限制，使其无法实现连续生产，设备运行费用也很高。
在空气中进行的介质阻挡放电过去一般是采用硅橡胶包覆的金属管，采用硅橡胶介质与玻璃或陶瓷介质比较，电极之间需要的击穿电压较高，放电时所形成的局部电弧丝较粗，放电不均匀；另外，过去在常压下进行的介质阻挡放电，是在空气中进行的，放电处理时受天气因素的影响，处理效果不够稳定，更不能实现在反应气体的氛围中进行处理，无法实现对面料表面的深度处理，从而影响了表面处理的效果。因此，需要开发一种新型的纺织织物处理设备以及其相应的控制***。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有较好抗菌性能的辅料制备装置的控制***。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗菌辅料制备装置的控制***，所述抗菌辅料制备装置包括按加工顺序依次设置的以下部件：基材送料机构、纳米磁性粒子施加机构、等离子体处理机构、抗菌剂喷涂机构、电场处理机构、预烘干机构、磁场处理机构、烘干机构以及若干个导辊；其中，基材送料机构包括抗菌辅料基材退卷装置和张力稳定装置；纳米磁性粒子施加机构包括纳米磁性粒子存储腔和气动喷施装置；等离子体处理机构包括等离子体放电处理室、金属管高压电极、地电极、供气源以及电源组件，等离子处理室两侧中部位置还设有基材进料口和出料口；抗菌剂喷涂机构包括抗菌剂储料腔、喷涂喷嘴以及高压气源；电场处理机构包括电容器和与电容器连接的高压外接直流电源；预烘干机构包括若干预烘干热辊；磁场处理机构包括励磁线圈和与该励磁线圈相连接的外接交流电以及磁场控制装置；烘干机构包括烘箱和引导机构；所述控制***包括总电源；还包括：
电源进线开关，接入总电源；
隔离降压转换模块，通过电源进线空气开关接入总电源；
微控制模块，用于控制与通讯，接收由其他各个功能控制模块反馈的数据并向这些功能控制模块输出控制指令；
变频器，其输出频率由微控制模块控制，通过电源进线空气开关接入总电源；
基材送料控制模块，由微控制模块控制，控制基材送料机构中的抗菌辅料基材退卷装置和张力稳定装置；
纳米磁性粒子施加机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制纳米磁性粒子施加机构中气动喷施装置的喷施压力和喷施速度；
等离子体处理机构控制模块，由微控制模块控制，隔离降压转换模块将总电源进线调压转换后供应给等离子体处理机构，作为等离子体处理机构的外接电源；
抗菌剂喷涂机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制抗菌剂喷涂机构中抗菌剂喷涂喷嘴的喷涂压力和喷涂速度；
电场处理机构控制模块，由微控制模块控制，隔离降压转换模块将总电源进线调压转换后供应给电场处理机构，作为电场处理机构的高压外接直流电源；
磁场处理机构控制模块，由微控制模块控制，隔离降压转换模块将总电源进线调压转换后供应给磁场处理机构，作为磁场处理机构的外接交流电源；
预烘干机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制预烘干机构中若干预烘干热辊的温度和运转速度；
烘干机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制烘干机构中烘箱的温度；
张力稳定控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制制备装置中的各个导辊的运行速度，进而控制制备过程中的基材张力；
传感器模块，采集基材送料机构、纳米磁性粒子施加机构、等离子体处理机构、抗菌剂喷涂机构、电场处理机构、预烘干机构、磁场处理机构、烘干机构以及若干个导辊的运行参数，并将这些参数反馈给微控制模块；
网络通讯模块，用于建立以上各个控制模块和微控制模块之间的通讯，接收和/或发送微控制模块与以上各个控制模块之间的通讯数据。
进一步地，所述的隔离降压转换模块，包括：变压器，接收总电源输出的高电压且反馈检测信号至微控制模块；直/交流调压转换模块，根据微控制模块的指令或者预设指令将变压器输出的电压进行将直/交流转换，并调高或调低电压后输出给各个功能控制模块。
进一步地，所述变频器通过RS485通讯模块接收微控制模块输出的变频信号。
进一步地，所述传感器模块包括分布在各个加工机构中的传感器，包括温度传感器、张力传感器、流速传感器。
进一步地，所述控制***还包括显示单元。
进一步地，所述其他各个功能控制模块包括基材送料控制模块、纳米磁性粒子施加机构控制模块、等离子体处理机构控制模块、抗菌剂喷涂机构控制模块、电场处理机构控制模块、磁场处理机构控制模块、预烘干机构控制模块、烘干机构控制模块、张力稳定控制模块、传感器模块、网络通讯模块。
本发明的有益效果为：本发明所述的控制***在不改变和更换现有生产设备中各个加工机构的情况下，通过在生产设备中设置控制***，实现了基材送料机构、纳米磁性粒子施加机构、等离子体处理机构、抗菌剂喷涂机构、电场处理机构、预烘干机构、磁场处理机构、烘干机构以及若干个导辊的协同控制，实现了工艺设置的最优化执行和工艺条件的最优化实施。本发明可以确保辅料生产加工的各个操作环节中的有效控制和及时调节，避免由于误操作或者参数错误设置而导致的生产中断或者质量参差。
附图说明
图1为本发明控制***的结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗菌辅料制备装置的控制***，所述抗菌辅料制备装置包括按加工顺序依次设置的以下部件：基材送料机构、纳米磁性粒子施加机构、等离子体处理机构、抗菌剂喷涂机构、电场处理机构、预烘干机构、磁场处理机构、烘干机构以及若干个导辊；其中，基材送料机构包括抗菌辅料基材退卷装置和张力稳定装置；纳米磁性粒子施加机构包括纳米磁性粒子存储腔和气动喷施装置；等离子体处理机构包括等离子体放电处理室、金属管高压电极、地电极、供气源以及电源组件，等离子处理室两侧中部位置还设有基材进料口和出料口；抗菌剂喷涂机构包括抗菌剂储料腔、喷涂喷嘴以及高压气源；电场处理机构包括电容器和与电容器连接的高压外接直流电源；预烘干机构包括若干预烘干热辊；磁场处理机构包括励磁线圈和与该励磁线圈相连接的外接交流电以及磁场控制装置；烘干机构包括烘箱和引导机构；所述控制***包括总电源；还包括：
电源进线开关，接入总电源；
隔离降压转换模块，通过电源进线空气开关接入总电源；
微控制模块，用于控制与通讯，接收由其他各个功能控制模块反馈的数据并向这些功能控制模块输出控制指令；
变频器，其输出频率由微控制模块控制，通过电源进线空气开关接入总电源；
基材送料控制模块，由微控制模块控制，控制基材送料机构中的抗菌辅料基材退卷装置和张力稳定装置；
纳米磁性粒子施加机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制纳米磁性粒子施加机构中气动喷施装置的喷施压力和喷施速度；
等离子体处理机构控制模块，由微控制模块控制，隔离降压转换模块将总电源进线调压转换后供应给等离子体处理机构，作为等离子体处理机构的外接电源；
抗菌剂喷涂机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制抗菌剂喷涂机构中抗菌剂喷涂喷嘴的喷涂压力和喷涂速度；
电场处理机构控制模块，由微控制模块控制，隔离降压转换模块将总电源进线调压转换后供应给电场处理机构，作为电场处理机构的高压外接直流电源；
磁场处理机构控制模块，由微控制模块控制，隔离降压转换模块将总电源进线调压转换后供应给磁场处理机构，作为磁场处理机构的外接交流电源；
预烘干机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制预烘干机构中若干预烘干热辊的温度和运转速度；
烘干机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制烘干机构中烘箱的温度；
张力稳定控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制制备装置中的各个导辊的运行速度，进而控制制备过程中的基材张力；
传感器模块，采集基材送料机构、纳米磁性粒子施加机构、等离子体处理机构、抗菌剂喷涂机构、电场处理机构、预烘干机构、磁场处理机构、烘干机构以及若干个导辊的运行参数，并将这些参数反馈给微控制模块；
网络通讯模块，用于建立以上各个控制模块和微控制模块之间的通讯，接收和/或发送微控制模块与以上各个控制模块之间的通讯数据。
进一步地，所述的隔离降压转换模块，包括：变压器，接收总电源输出的高电压且反馈检测信号至微控制模块；直/交流调压转换模块，根据微控制模块的指令或者预设指令将变压器输出的电压进行将直/交流转换，并调高或调低电压后输出给各个功能控制模块。
进一步地，所述变频器通过RS485通讯模块接收微控制模块输出的变频信号。
进一步地，所述传感器模块包括分布在各个加工机构中的传感器，包括温度传感器、张力传感器、流速传感器。
进一步地，所述控制***还包括显示单元。
进一步地，所述其他各个功能控制模块包括基材送料控制模块、纳米磁性粒子施加机构控制模块、等离子体处理机构控制模块、抗菌剂喷涂机构控制模块、电场处理机构控制模块、磁场处理机构控制模块、预烘干机构控制模块、烘干机构控制模块、张力稳定控制模块、传感器模块、网络通讯模块。
本发明所述的控制***在不改变和更换现有生产设备中各个加工机构的情况下，通过在生产设备中设置控制***，实现了基材送料机构、纳米磁性粒子施加机构、等离子体处理机构、抗菌剂喷涂机构、电场处理机构、预烘干机构、磁场处理机构、烘干机构以及若干个导辊的协同控制，实现了工艺设置的最优化执行和工艺条件的最优化实施。本发明可以确保辅料生产加工的各个操作环节中的有效控制和及时调节，避免由于误操作或者参数错误设置而导致的生产中断或者质量参差。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抗菌辅料制备装置的控制***，其特征在于，所述抗菌辅料制备装置包括按加工顺序依次设置的以下部件：基材送料机构、纳米磁性粒子施加机构、等离子体处理机构、抗菌剂喷涂机构、电场处理机构、预烘干机构、磁场处理机构、烘干机构以及若干个导辊；其中，基材送料机构包括抗菌辅料基材退卷装置和张力稳定装置；纳米磁性粒子施加机构包括纳米磁性粒子存储腔和气动喷施装置；等离子体处理机构包括等离子体放电处理室、金属管高压电极、地电极、供气源以及电源组件，等离子处理室两侧中部位置还设有基材进料口和出料口；抗菌剂喷涂机构包括抗菌剂储料腔、喷涂喷嘴以及高压气源；电场处理机构包括电容器和与电容器连接的高压外接直流电源；预烘干机构包括若干预烘干热辊；磁场处理机构包括励磁线圈和与该励磁线圈相连接的外接交流电以及磁场控制装置；烘干机构包括烘箱和引导机构；所述控制***包括总电源；还包括：
电源进线开关，接入总电源；
隔离降压转换模块，通过电源进线空气开关接入总电源；
微控制模块，用于控制与通讯，接收由其他各个功能控制模块反馈的数据并向这些功能控制模块输出控制指令；
变频器，其输出频率由微控制模块控制，通过电源进线空气开关接入总电源；
基材送料控制模块，由微控制模块控制，控制基材送料机构中的抗菌辅料基材退卷装置和张力稳定装置；
纳米磁性粒子施加机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制纳米磁性粒子施加机构中气动喷施装置的喷施压力和喷施速度；
等离子体处理机构控制模块，由微控制模块控制，隔离降压转换模块将总电源进线调压转换后供应给等离子体处理机构，作为等离子体处理机构的外接电源；
抗菌剂喷涂机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制抗菌剂喷涂机构中抗菌剂喷涂喷嘴的喷涂压力和喷涂速度；
电场处理机构控制模块，由微控制模块控制，隔离降压转换模块将总电源进线调压转换后供应给电场处理机构，作为电场处理机构的高压外接直流电源；
磁场处理机构控制模块，由微控制模块控制，隔离降压转换模块将总电源进线调压转换后供应给磁场处理机构，作为磁场处理机构的外接交流电源；
预烘干机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制预烘干机构中若干预烘干热辊的温度和运转速度；
烘干机构控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制烘干机构中烘箱的温度；
张力稳定控制模块，由微控制模块控制，微控制模块通过变频器控制制备装置中的各个导辊的运行速度，进而控制制备过程中的基材张力；
传感器模块，采集基材送料机构、纳米磁性粒子施加机构、等离子体处理机构、抗菌剂喷涂机构、电场处理机构、预烘干机构、磁场处理机构、烘干机构以及若干个导辊的运行参数，并将这些参数反馈给微控制模块；
网络通讯模块，用于建立以上各个控制模块和微控制模块之间的通讯，接收和/或发送微控制模块与以上各个控制模块之间的通讯数据。
2.根据权利要求1所述的抗菌辅料制备装置的控制***，其特征在于，所述的隔离降压转换模块，包括：变压器，接收总电源输出的高电压且反馈检测信号至微控制模块；直/交流调压转换模块，根据微控制模块的指令或者预设指令将变压器输出的电压进行将直/交流转换，并调高或调低电压后输出给各个功能控制模块。
3.根据权利要求1所述的抗菌辅料制备装置的控制***，其特征在于，所述变频器通过RS485通讯模块接收微控制模块输出的变频信号。
4.根据权利要求1所述的抗菌辅料制备装置的控制***，其特征在于，所述传感器模块包括分布在各个加工机构中的传感器，包括温度传感器、张力传感器、流速传感器。
5.根据权利要求1所述的抗菌辅料制备装置的控制***，其特征在于，所述控制***还包括显示单元。
6.根据权利要求1所述的抗菌辅料制备装置的控制***，其特征在于，所述其他各个功能控制模块包括基材送料控制模块、纳米磁性粒子施加机构控制模块、等离子体处理机构控制模块、抗菌剂喷涂机构控制模块、电场处理机构控制模块、磁场处理机构控制模块、预烘干机构控制模块、烘干机构控制模块、张力稳定控制模块、传感器模块、网络通讯模块。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115581732A (zh) * 2022-09-30 2023-01-10 长春师范大学 一种钯纳米材料在制备抗菌药物中的应用

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