借助于等离子体在织物基材上涂覆的方法技术

本发明专利技术涉及一种应用于织物基材的空心阴极等离子体聚合方法，特别是向织物基材施加氟化聚合物涂层、特别是防水和或防油涂层的方法，以及可通过此类方法和系统获得的产品。以及可通过此类方法和系统获得的产品。以及可通过此类方法和系统获得的产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借助于等离子体在织物基材上涂覆的方法


[0001]本专利技术涉及用于在织物基材上施加氟化聚合物表面涂层的方法。这些氟化聚合物涂层可以提供具有防水性和/或防油性和优选耐久的抵抗性特性的织物基材。这些织物基材特别地可以是温度敏感的。
[0002]如本文申请中使用的词语一种或多种织物包括不是织造的材料和织造或针织纺织品，其可以制成用于日常使用、工业环境、个人防护装备(PPE)、运动和休闲环境等应用的制品，如服装物品。织物还可以制成的其他制品是商品，如背包、雨伞、帐篷、百叶窗、屏幕、顶罩、挂毯、家用纺织品、睡袋等。织物还用作例如用于加热、通风或空气调节(HVAC)系统或者用于排气过滤器、柴油过滤器、液体过滤器、用于医学应用的过滤介质等的过滤介质制品。经常地，在HVAC应用中，织物不被织造、针织或以其他方式成形为具有规则纤维结构或规则纤维排列的材料。本专利技术的方法和工艺可适用于所有此类织物。
[0003]为了保护织物基材，已知用涂层，例如氟化聚合物涂层涂覆织物基材，以提供防水性和或防油性。
[0004]WO 2014056968 A1披露了将氟化聚合物纳米涂层施加到织物基材上的低压等离子体聚合方法。此等离子体聚合方法在包括多个特别布置的电极层的整个真空室中产生等离子体并且因此慢且难以与其他表面处理组合和/或组合在连续工艺中。通过产生大体积等离子体，聚合物前体的使用也是浪费的，这在考虑到与氟化化合物有关的环境问题的情况下是特别成问题的。
[0005]因此，本领域需要提供一种用于用氟化聚合物涂覆织物基材的方法，该方法是高效的并且可以与其他表面处理组合和/或整合在连续工艺中。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供以下问题的解决方案：为织物基材提供氟化聚合物涂层，这些涂层具有足够的防水性和/或防油性。
[0007]本专利技术的另一个目的是提供一种快速且高效的方法，该方法在于其在非常短的时间内完成涂覆工艺并使用了有限量的聚合物前体。
[0008]本专利技术通过提供一种用于借助于低压空心阴极等离子体聚合工艺用氟化单体在织物基材上沉积氟化聚合物涂层的方法来解决了上述技术问题。
[0009]本专利技术的低压空心阴极等离子体聚合方法特别高效，因为它直接在织物基材上方的有限空间内提供等离子体，从而限制前体用量，并且能够另外在不将织物基材加热到需要冷却织物基材的程度的情况下这样做。
附图说明
[0010]将通过举例方式并且参照附图更详细地解释本专利技术的这些和进一步的方面，在附图中：
[0011]图1示出了用于本专利技术的空心阴极类型的等离子体源的示意性截面，该等离子体
源包括一对电极。
[0012]图2示出了用于进行本专利技术的方法的辊对辊涂覆设备的截面。
[0013]这些图并非按照比例绘制。
具体实施方式
[0014]本专利技术涉及一种用于在织物基材上产生氟化聚合物涂层的方法，该方法包括包含以下的阶段：a.提供织物基材；b.提供线形空心阴极类型的第一等离子体源，该第一等离子体源包括连接到AC、DC或脉冲DC发电机的至少一对空心阴极等离子体生成电极，用于将所述氟化聚合物涂层沉积在该织物基材上；c.以每延米该第一等离子体源的等离子体500与2500sccm之间的流量将第一等离子体生成气体注入该第一等离子体源的电极中；d.向该第一等离子体源施加第一电力，使得该等离子体的第一功率密度在每延米该第一等离子体源的等离子体0.5kW与15kW之间；e.在每延米该第一等离子体源的等离子体0与1000sccm的流量的惰性载气的情况下，以每延米该第一等离子体源的等离子体20与1000sccm之间的流量注入氟化单体，该氟化单体被注入到至少在该第一等离子体源的每个电极对的电极之间的等离子体中；f.通过将该织物基材暴露于该第一等离子体源的等离子体将氟化聚合物涂层沉积在该织物基材的表面上。
[0015]第一等离子体源将氟化聚合物涂层沉积在织物基材上。
[0016]诸位专利技术人已发现，通过使用该方法，可以在各种织物基材上获得氟化涂层。所得基材示出高的防水性和/或防油性。
[0017]“空心阴极类型的等离子体源”用于意指包括被配置为产生空心阴极放电的一个或多个电极的等离子体源或离子源。空心阴极等离子体源的一个实例描述于美国专利号8,652,586(Maschwitz)中，该专利通过引用以其全文结合在此。图1示出了可用于本专利技术的空心阴极类型的等离子体源。第一和第二等离子体源各自包括平行排列并且经由AC电源(未示出)连接的至少一对空心阴极电极(1a)和(1b)。电绝缘材料(9)被布置在空心阴极电极周围。等离子体生成气体经由入口(5a)和(5b)供应。在使用时，前体气体经由前体气体入口(6)供应，并且被引导通过歧管(7)和电极之间的暗区中的前体注入缝隙(8)，进入等离子体帘3。AC电源向这两个电极供应变化或交流双极性电压。AC电力供应最初驱动第一电极至负电压，从而允许等离子体形成，同时第二电极被驱动至正电压，以将其用作电压施加电路的阳极。然后，该AC电力供应将第一电极驱动至正电压，并且颠倒阴极和阳极的作用。随着这些电极之一被驱动至负(1a)，相应的空腔内形成放电(2a)。然后，另一电极形成阳极，致使电子通过出口(10)避开等离子体并且行进至阳极侧，从而完成电路。因此，在织物基材(4)上方第一电极与第二电极之间的区域中形成具有帘形的等离子体(3)。基材(4)目前以单片基材示出，然而它例如在辊对辊类型的涂覆设备中也可以是长条带形。此种用AC电力驱动空心阴极的方法有助于形成均匀的线形等离子体，该线形等离子体横跨织物基材，垂直于织物基材的行进方向(11)。出于本专利的目的，电子发射表面也可以称为等离子体生成表
面。
[0018]本专利技术的线形空心阴极类型等离子体源提供了线形等离子体并且垂直于织物基材的行进方向布置。通常，与点状源或喷头源相比，这些等离子体源垂直横跨织物基材的宽度，在整个织物基材宽度上提供线形等离子体幕。明显地，可以使用承载基材阵列的基材载体来代替单个基材。
[0019]“闭路电子漂移”用于意指由交叉的电场和磁场所引起的电子电流。在许多常规的等离子体形成设备中，闭路电子漂移形成了封闭的环流路径或者电子流的“跑道”。
[0020]“AC电力”用于意指来自交流电源的电力，其中，电压以正弦、方波、脉冲或者某一其他波形的方式在某一频率下变化。电压变化常常是从负到正(即，相对于地)。当为双极性形式时，由两根导线递送的功率输出通常相位相差约180
°
。
[0021]“电极”在等离子体生成期间，例如，在电极连接至提供电压的电力供应时，提供自由电子。空心阴极的电子发射表面组合起来被认为是一个电极。电极可以由本领域技术人员众所周知的材料(如钢、不锈钢、铜或铝)制造。然而，对于每种等离子体增强的方法，必须仔细选择这些材料，因为在操作期间不同的气体可能需要不同的电极材料来激发和维持等离子体。也可以通过为电极提供涂层来改进它们的性能和/或耐久性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在织物基材上产生氟化聚合物涂层的方法，所述方法包括包含以下的阶段：a.提供织物基材；b.提供线形空心阴极类型的第一等离子体源，所述第一等离子体源包括连接到AC、DC或脉冲DC发电机的至少一对空心阴极等离子体生成电极，用于将所述防水涂层沉积在所述织物基材上；c.以每延米所述第一等离子体源的等离子体500与2500sccm之间的流量将第一等离子体生成气体注入所述第一等离子体源的电极中；d.向所述第一等离子体源施加第一电力，使得所述等离子体的第一功率密度在每延米所述第一等离子体源的等离子体0.5kW与15kW之间；e.以每延米所述第一等离子体源的等离子体20与1000sccm之间的流量注入氟化单体，所述单体被注入到至少在所述第一等离子体源的每个电极对的电极之间的等离子体中；在每延米所述第一等离子体源的等离子体0与1000sccm的流量的惰性载气的情况下；f.通过将所述织物基材暴露于所述第一等离子体源的等离子体将防水涂层沉积在所述织物基材的表面上。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括包含以下的阶段：a.提供线形空心阴极类型的第二等离子体源，所述第二等离子体源包括连接到AC、DC或脉冲DC发电机的至少一对空心阴极等离子体生成电极，用于所述织物基材的表面活化；b.以每延米所述第二等离子体源1500与4500sccm之间的流量将第二等离子体生成气体注入所述第二等离子体源的电极中；c.向所述第二等离子体源供应第二电力，使得所述等离子体的第二功率密度在每延米所述第二等离子体源的等离子体0.5kW与15kW之间，以及d.通过将所述织物基材暴露于所述第二等离子体源的等离子体来活化所述织物基材的表面，然后通过将所述织物基材暴露于所述第二等离子体源的等离子体将所述防水涂层沉积在所述织物基材的表面上。3.根据任一项前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述氟化单体具有下式：a.C
n

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：旭硝子欧洲玻璃公司，
类型：发明
国别省市：