一种纤维化学成膜的装置和方法与流程

本发明涉及一种化学成膜的方法，尤其涉及一种纤维表面化学成膜的方法。

背景技术：

化学成膜属于材料表面处理领域的无电沉积金属技术，其本质是在芳纶、pbo、涤纶等纤维表面通过化学还原反应将镍、铜、银等金属以膜层的形式与纤维结合，赋予纤维良好的导电性，达到高强度、高模量、轻质柔性的电磁屏蔽特性，在航空航天、国防军工等领域有重要的应用。然而，在纤维表面化学成膜的实际生产中，还存在着一系列的技术难题亟需解决，如：化学成膜过程中气泡不及时排出容易造成金属膜层的缺陷，传统槽式化学成膜工艺中一旦成膜液中出现污染源极易被污染而产生大量废液，处理费用高昂，同时传统槽式工艺对成膜液的利用效率较低。

传统槽式化学成膜工艺中成膜液被污染的重要因素是纤维表面金属通过还原反应还原成金属单质时容易产生少量游离单质，游离的金属单质会逐渐引发化学还原反应造成成膜液“浑浊”。目前降低“浑浊”的产生的方法是在化学成膜槽中设置过滤结构或过滤装置，及时的对成膜液进行净化，但过滤效果有上限且占用了纤维可使用的空间，造成成膜液利用效率较低。

化学成膜过程中会有气体的产生，为了保证金属膜层的质量，气体需要及时清除，因此在传统槽式化学成膜中，通常采用机械搅拌或超声搅拌的方式，但是纤维周围瞬时形成的密集气泡容易加速成膜液“浑浊”，缩短成膜液的使用寿命。

技术实现要素：

本发明正是思及于此，提供一种纤维化学成膜的装置和方法，利用滴槽流出化学成膜液滴，化学成膜液滴顺着纤维表层流下，在纤维表层形成金属膜层，当液滴到达纤维最底端时金属离子刚好消耗完。这种纤维表面化学成膜的方法不但能够有效避免因游离金属单质而产生的化学成膜液“浑浊”现象，还能将化学还原反应产生的气体直接排出在空气中，既避免了化学成膜液容易被污染的问题，也减少了废液的产生，提高了化学成膜液的利用率。

一种纤维化学成膜的装置，包括一滴槽，所述滴槽包括盛装成膜液的内腔，所述滴槽的下端设置有一开口，所述成膜液从所述开口中漏出，并滴在放置在所述开口下方的纤维上。

本发明可选的实施例，所述开口为圆形，所述开口的直径为所述纤维的直径的1.5倍。

本发明可选的实施例，所述滴槽具有多个所述开口。

本发明还提供一种纤维化学成膜的系统，包括一种纤维化学成膜装置和一废液回收槽，所述纤维化学成膜装置下方设置一纤维，所述纤维的下方放置一废液回收槽，其收集从所述纤维上滴下的废液，所述化学成膜装置中盛装成膜液，所述纤维化学成膜装置的下端设置有一开口，所述成膜液从所述开口中漏出，并滴在放置在所述开口下方的纤维上。

本发明可选的实施例，所述成膜液从所述开口漏出，所述成膜液滴落在所述纤维表面，并沿着所述纤维表面从上至下流淌，所述成膜液与所述纤维表面的活性催化点发生还原反应形成金属膜层，所述成膜液到达所述纤维末端时，所述成膜液中的金属离子被消耗完。

本发明可选的实施例，所述纤维垂直固定于所述开口的下方。

本发明可选的实施例，所述纤维通过悬挂装置悬挂于所述开口的下方。

本发明可选的实施例，所述纤维化学成膜装置包括多个开口，每个所述开口下设置有一根纤维，所述纤维垂直固定于所述开口的下方。

本发明可选的实施例，所述纤维等距“w”型布置，所述纤维的弯折处放置在所述滴槽的所述开口下方。

本发明还提供一种纤维化学成膜的方法，其特征在于，包括如下步骤，设置一滴槽，在所述滴槽的下端设置至少一个开口；在所述滴槽中盛装成膜液；在所述开口的下方设置纤维；在所述纤维的下方放置一废液回收槽。

本发明可选的实施例，所述纤维被垂直固定于所述开口的下方。

本发明可选的实施例，所述开口的下方固定有根纤维，每根所述纤维的倾斜角度相同。

有益效果，本发明纤维化学成膜装置使得成膜液与纤维不进行直接接触，成膜液中不存在游离的金属单质，有效避免化学成膜液被污染，延长成膜液的使用寿命。采用液体滴在纤维表面顺流而下的方式，充分利用其中的金属离子，减少了废液的产生，提高了成膜液的利用率；同时成膜液的流动将产生的气体及时排出到空气中，避免气泡对金属膜层质量的影响。

为让发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明第一具体实施例。

图2为本发明第二具体实施例。

图3为本发明第三具体实施例。

图4为本发明纤维化学成膜的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种纤维化学成膜的装置，包括一滴槽11，所述滴槽11包括盛装成膜液12的内腔112，所述滴槽11的下端设置有一开口111，所述成膜液12从所述开口111中漏出，并滴在放置在所述开口111下方的纤维13上，在所述纤维13的下方放置一废液回收槽14，其收集从所述纤维13上滴下的废液。

所述滴槽11的材质可以为聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，简写为ptfe)或者聚碳酸酯(简称pc)或者abs塑料或者聚丙烯或者聚苯乙烯系塑料或者聚乙烯(polyethylene，简称pe)，以上仅为本发明的优选实施例，本发明并不以此为限，任何不易于所述滴液12产生化学反应的材质均可用作为所述滴槽11的材料。

所述开口111具有窄小的特征，所述成膜液12从此漏出，最优选的实施例中，所述开口111的大小使得成膜液12滴落在所述纤维13表面并沿着所述纤维13表面从上至下流淌，所述成膜液12一边在所述纤维13的表面移动，一边与所述纤维13表面的活性催化点发生还原反应形成金属膜层，所述成膜液12到达所述纤维13末端时，所述成膜液12中的金属离子被消耗完。所述金属膜层为镍、铜或银金属膜层，图1中未表示出。所述金属离子为镍、铜或银离子。

优选的，所述开口111为圆孔，所述开口111的直径为所述纤维13的直径的1.5倍，另外可以根据电镀速度的需求进行具体设计开口111的尺寸和形状设计。电镀速度需求越快，所述开口111的开口尺寸越大，电镀速度需求越慢，所述开口111的开口尺寸越小。

所述纤维13优选的垂直放置于所述开口11的下方，并使用装置固定，纤维化学成膜结束后取下纤维13，并清洗烘干。本发明并不以此为限，所述开口11的下方固定有多根纤维13，每根所述纤维13的倾斜角度相同，使得所述成膜液12在每根所述纤维13表面流动的速度相同。

所述纤维13为芳纶或者涤纶或者锦纶或者pbo或者超高分子量聚乙烯纤维，但是本发明并不以此为限，任何需要化学成膜的纤维均可。

所述废液回收槽14的材质可以为聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，简写为ptfe)或者聚碳酸酯(简称pc)或者abs塑料或者聚丙烯或者聚苯乙烯系塑料或者聚乙烯(polyethylene，简称pe)，以上仅为本发明的优选实施例，本发明并不以此为限，任何不易于所述废液产生化学反应的材质均可用作为所述废液回收槽14的材料。

如图2所示，为可应用为多根纤维进行化学成膜的纤维化学成膜的装置，包括滴槽21，具有盛装成膜液22的内腔212，与图1所示实施例不同的是，本实施例中，所述滴槽21具有多个开口2111/2112/2113，本实施例仅以三个开口2111/2112/2113为例进行说明，但是本发明并不以此为限，所述滴槽21可以根据使用需要，包括两个或者更多个开口。

所述成膜液22从所述开口2111/2112/2113中漏出，并滴在放置在所述开口2111/2112/2113下方的纤维231/232/233上，在所述纤维231/232/233的下方放置一废液回收槽24，其收集从所述纤维纤维231/232/233上滴下的废液。

所述滴槽21的材质可以为聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，简写为ptfe)或者聚碳酸酯(简称pc)或者abs塑料或者聚丙烯或者聚苯乙烯系塑料或者聚乙烯(polyethylene，简称pe)，以上仅为本发明的优选实施例，本发明并不以此为限，任何不易于所述滴液22产生化学反应的材质均可用作为所述滴槽21的材料。

所述开口2111/2112/2113具有窄小的特征，所述成膜液22从此漏出，最优选的实施例中，所述开口2111/2112/2113的大小使得成膜液22滴落在所述纤维231/232/233表面并沿着所述纤维231/232/233表面从上至下流淌，所述成膜液22一边在所述纤维231/232/233的表面移动，一边与所述纤维231/232/233表面的活性催化点发生还原反应形成金属膜层，所述成膜液22到达所述纤维231/232/233末端时，所述成膜液22中的金属离子被消耗完。所述金属膜层为镍、铜或银金属膜层，图2中未表示出。所述金属离子为镍、铜或银离子。

所述纤维231/232/233优选的垂直放置于所述开口2111/2112/2113的下方，并使用装置固定，纤维化学成膜结束后取下纤维231/232/233，并清洗烘干。

所述纤维231/232/233为芳纶或者涤纶或者锦纶或者pbo或者超高分子量聚乙烯纤维，但是本发明并不以此为限，任何需要化学成膜的纤维均可。

所述废液回收槽24的材质可以为聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，简写为ptfe)或者聚碳酸酯(简称pc)或者abs塑料或者聚丙烯或者聚苯乙烯系塑料或者聚乙烯(polyethylene，简称pe)，以上仅为本发明的优选实施例，本发明并不以此为限，任何不易于所述废液产生化学反应的材质均可用作为所述废液回收槽24的材料。

图3所述为本发明的另一实施例，本实施例与图1和图2所示实施例不同的是，所述纤维33的布置方式不同，其他均相同，在此不在赘述。所述纤维33等距“w”型布置，所述纤维33的弯折处331/332/333/334/334/336处放置在滴槽31的开口3111/3112/3113/3114/3115/3116下方。本实施例适用于超长纤维的化学成膜。

图3中还提供了一种纤维33的固定方式，使用悬挂装置351/352/353/354/355/356勾住所述纤维33的弯折处331/332/333/334/335/336，所述悬挂装置351/352/353/354/355/356为挂钩或悬臂滚轮，并用导丝杆36勾住下端的弯折处337/338/339/3310/3311。

所述悬挂装置351/352/353/354/355/356和导丝杆36的材质与所述滴槽31或者废液回收槽24的材质相同。

本发明还提供一种纤维化学成膜的方法，如图4所示，包括如下步骤，步骤41设置一滴槽，在所述滴槽的下端设置至少一个开口；步骤42在所述开口的下方设置纤维；步骤43在所述纤维的下方放置一废液回收槽；步骤44在所述滴槽中盛装成膜液。

所述步骤41中，所述纤维化学成膜的方法中，所述开口具有窄小的特征，使得所述成膜液从此漏出，滴落在所述纤维表面并沿着所述纤维表面从上至下移动，与所述纤维表面的活性催化点发生还原反应形成金属膜层，所述成膜液到达所述纤维末端时，所述成膜液中的金属离子被消耗完。

所述步骤44中所述开口下方固定有纤维，一根纤维时，垂直设置所述纤维；多根纤维时，每根所述纤维的倾斜角度相同，使得所述成膜液在所述纤维表面流动的速度相同。

如所述步骤44中所述的设置所述纤维的方法优选的为使用悬挂装置进行悬挂。在所述纤维的顶端设置一悬挂端，优选的为一圆圈。

本发明纤维化学成膜装置使得成膜液与纤维不进行直接接触，成膜液中不存在游离的金属单质，有效避免化学成膜液被污染，延长成膜液的使用寿命。采用液体滴在纤维表面顺流而下的方式，充分利用其中的金属离子，减少了废液的产生，提高了成膜液的利用率；同时成膜液的流动将产生的气体及时排出到空气中，避免气泡对金属膜层质量的影响。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。