BR112013033473B1

BR112013033473B1 - Método para tratamento de um substrato, aparelho para tratamento de um substrato e uso do aparelho

Info

Publication number: BR112013033473B1
Application number: BR112013033473-8A
Authority: BR
Inventors: Pravin Mistry
Original assignee: Mtix Limited
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2022-05-10
Also published as: AU2012277526B2; EP2726666A2; HRP20181029T1; NZ620033A; SI2726666T1; JP2014527257A; WO2013001306A3; CN103635624B; CA2839820C; ES2680653T3; LT2726666T; JP6151688B2; DK2726666T3; PT2726666T; BR112013033473A2; RS57488B1; WO2013001306A2; PL2726666T3; TR201809190T4; CA2839820A1

Abstract

MÉTODO PARA TRATAMENTO DE UM SUBSTRATO, APARELHO PARA TRATAMENTO DE MATERIAIS, USO DO APARELHO, MATERIAL TÊXTIL E MÉTODO DE CRIAÇÃO DE UM PLASMA PARA TRATAMENTO DE MATERIAL Tratamento de material é efetuado em uma região de tratamento (124) por pelo menos duas fontes de energia, tais como (i) plasma à pressão atmosférica (PA) e (ii) um laser de ultravioleta (UV) direcionado para o plasma e, opcionalmente, por sobre o material sendo tratado. Materiais precursores (323) podem ser distribuídos antes, e material de acabamento (327) pode ser distribuído depois do tratamento. Eletrodos (e1, e2), para geração do plasma, podem compreender dois rolos (212/214; 412/414; 436/438) espaçados entre si. Rolos de intervalo de laminação (416/418; 436/438), adjacentes aos rolos de eletrodos (412/414), definem uma cavidade semi-estanque ao ar (440), e podem ter uma camada externa metálica (437/439).

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO(S) RELACIONADO(S)

[0001] Este pedido reivindica o benefício de data de depósito a partir do US 61/501.874, depositado em 28 de junho de 2011.

CAMPO TÉCNICO

[0002] A invenção se refere ao tratamento de superfície de materiais e de vários substratos, mais particularmente, tais como entes têxteis, e, mais particularmente, ao tratamento dos materiais com múltiplas fontes de energia diversas combinadas, tipicamente, uma das quais pode ser um plasma atmosférico (PA).

ANTECEDENTES

[0003] O desenvolvimento de “entes têxteis inteligentes” tem sido uma ativa área de interesse para aperfeiçoar várias propriedades, tais como resistência à tração, ser à prova d’água, resistência de cor e outras características alcançáveis através de tratamento avançado, usando-se tecnologias de plasma, fontes de energia de micro-ondas e, em alguns casos, tratamento químicos.

[0004] Tratamento com Plasma Atmosférico (TPA) aperfeiçoa as propriedades de superfície de fibras, tais como hidrofilicidade, sem afetar as propriedades em volume destas fibras, e pode ser usado por fabricantes e conversores de entes têxteis, para aperfeiçoar as propriedades de superfície de fibras naturais e sintéticas, para aperfeiçoar adesão, molhabilidade, capacidade de impressão, capacidade de ser corada, assim como para reduzir o encolhimento do material.

[0005] Plasma à pressão atmosférica (ou plasma PA ou plasma à pressão normal) é o nome dado ao caso especial de um plasma, no qual a pressão aproximadamente se iguala àquela da atmosfera circundante. Plasmas PA têm significado técnico proeminente porque, ao contrário do plasma à baixa pressão ou de plasma à alta pressão, não é necessário vaso de reação intensivo quanto aos custos para assegurar a manutenção de um nível de pressão que difira da pressão atmosférica. Além disso, em muitos casos, esses plasmas PA podem ser facilmente incorporados na linha de produção. Várias formas de excitação de plasma são possíveis, incluindo excitação por CA (corrente alternada), excitação por corrente contínua (CC) e excitação de baixa frequência, excitação por meio de ondas de rádio e excitação com micro-ondas. Somente plasmas PA com excitação por CA, entretanto, atingiram qualquer significado industrial digno de nota.

[0006] Geralmente, plasmas PA são gerados por excitação por CA (descarga corona) e jatos de plasma. No jato de plasma, um arco elétrico pulsado é gerado por meio de descarga de alta tensão (5-15 KV, 10-100 KHz) no jato de plasma. Um gás de processo, tal como ar comprimido livre de óleo escoando através dessa seção de descarga, é excitado e convertido ao estado de plasma. Esse plasma, então, passa através de um cabeçote de jato para chegar na superfície do material a ser tratado. O cabeçote de jato está no potencial de terra e, dessa maneira, grandemente retém de volta partes portadoras de potencial da corrente de plasma. Em adição, o cabeçote de jato determina a geometria do feixe emergente. Uma pluralidade de cabeçotes de jato pode ser usada para interagir com uma área correspondente de um substrato sendo tratado. Por exemplo, materiais de folha tendo larguras de tratamento de vários metros podem ser tratados por uma fileira de jatos.

[0007] Métodos de plasma PA e à vácuo têm sido utilizados para limpar e ativar superfícies de materiais na preparação para revestimentos de ligação, de impressão, de pintura, de polimerização ou outros revestimentos funcionais ou decorativos. O processamento com PA pode ser preferido em face de plasma à vácuo para processamento contínuo de material. Outro método de tratamento de superfície utiliza energia de micro-ondas para polimerizar revestimentos precursores.

[0008] O documento alemão DE 36 19 694 A1 revela um método e aparato para geração de agrupamentos de átomos funcionais na superfície de substratos macromoleculares tais como celulose ou lã, em que o substrato é sujeitado a uma descarga elétrica silenciosa e de antemão ou contemporaneamente à irradiação com luz UV. As lâmpadas UV são direcionas perpendicular ao substrato a ser tratado. Os eletrodos usados são eletrodos de prato.

[0009] O documento JP 61119676 revela a geração de um filme fino em um substrato através do qual o substrato é tratado em uma câmara de tratamento à vácuo e é preliminarmente aquecido até uma temperatura prescrita. Uma folha de plasma é formada a uma certa distância do substrato. Um feixe de luz laser é direcionado na direção do substrato e perpendicularmente à folha de plasma. Apenas uma única fonte de energia na forma de um gerador de laser é utilizada.

[00010] Um monitor de elemento de plasma híbrido é descrito no US 2008/0055594 A1. Entre o eletrodo terra e o eletrodo de alta tensão um plasma é gerado. Ambos os eletrodos formam uma região anular na qual uma amostra a ser monitorada é introduzida. Radiação micro-ondas adere ao plasma para manter o plasma.

SUMÁRIO

[00011] A invenção é, de maneira geral, dirigida ao fornecimento de técnicas aperfeiçoadas para tratamento (tal como tratamento e modificação de superfície) de materiais, tais como substratos, mais particularmente, tais como entes têxteis (incluindo entes têxteis tecido ou de malha e panos não tecidos), e amplamente envolve a combinação de várias fontes de energia adicionais (tal como irradiação com laser) com plasma(s) gerados por alta tensão (tais como plasmas à pressão atmosférica (PA)), para realizar os tratamentos, que podem alterar o núcleo do material sendo tratado, assim como a superfície, e que podem usar gases ou materiais precursores introduzidos em um ambiente seco. Combinações de várias fontes de energia são reveladas.

[00012] Uma modalidade da invenção amplamente compreende método e aparelho para tratar e produzir entes têxteis técnicos e outros materiais utilizando pelo menos duas fontes de energia que interagem mutuamente combinadas, tais como laser e plasma atmosférico (PA) gerado por alta tensão.

[00013] As técnicas reveladas aqui podem ser incorporadas prontamente em um sistema para o processamento automatizado de materiais têxteis. A funcionalidade pode ser conseguida através de uma limpeza não aquosa, semelhante a ataque químico ou ablação, ativação por meio de formação de radicais na(s) superfície(s) e aumentando-se ou diminuindo-se simultaneamente e seletivamente propriedades funcionais desejadas. Propriedades, tais como propriedades de hidrofobicidade, de hidrofilicidade, de retardo de queima, antimicrobianas, de redução de encolhimento, de lavagem de fibras, de repelência à água, de tingimento à baixa temperatura, de assimilação de corante e de resistência de cor aumentadas, podem ser permitidas ou intensificadas, aumentadas ou diminuídas, pelo(s) processo(s), que produz(em) mudanças químicas e/ou morfológicas, tal como formação de radicais na superfície do material. Revestimentos de material, tais como revestimentos em nanoescala de composição com materiais avançados podem ser aplicados e processados.

[00014] A combinação (ou hibridização) de energia de plasma PA com uma ou mais fontes de energia adicionais (ou secundárias), tais como um laser, raios X, feixe de elétrons, microondas ou outras fontes de energia diversas, pode criar um meio de energia mais eficaz (e comercialmente viável) para tratamento de substratos. A(s) fonte(s) de energia secundária(s) pode(m) ser aplicada(s) em combinação (concerto, simultaneamente) com e/ou em sequência (em linha, seletivamente) com a energia de plasma PA para se alcançar as propriedades desejadas.

[00015] Fontes de energia secundárias podem atuar por ocasião da pluma de plasma gerada separadamente e produzir um meio de plasma energético, mais eficaz, embora também tendo a capacidade de atuar diretamente no substrato e, em alguns casos, no núcleo do material submetido a este tratamento híbrido.

[00016] As técnicas reveladas aqui podem ser aplicáveis, mas não limitadas, ao tratamento de entes têxteis (tanto orgânicos, quanto inorgânicos), papel, papel sintético, plástico e outros materiais similares, que estejam tipicamente em forma de folha plana (“bens de área de armazenamento”, yard goods). As técnicas reveladas aqui também pode ser aplicada ao processamento de extrusão de plástico ou metal, moinhos de rolagem, moldagem por injeção, fiação, cardagem, tecelagem, fabricação de vidro, ataque químico e limpeza de substratos e revestimento de qualquer material, assim como aplicabilidade a praticamente qualquer técnica de processamento de material. Materiais rígidos, tais como folhas planas de vidro (tais como telas de toque), podem ser tratados pelas técnicas reveladas aqui.

[00017] De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um método para tratamento de um substrato (102, 402, 404) compreendendo: a criação de um plasma em uma região de tratamento (124) compreendendo dois eletrodos espaçados (e1/e2; 212/214; 412/414; 452/454); o direcionamento de pelo menos uma segunda fonte de energia, que seja diferente da primeira fonte de energia, para o plasma, para interagir com o plasma, resultando em um plasma híbrido; e fazer com que o plasma híbrido interaja com o substrato em uma região de tratamento (124).

[00018] Em outro aspecto, a presente invenção engloba um aparelho (100, 400A, 400B, 400C, 400D, 400E, 400F, 400G) para tratar materiais compreendendo: dois eletrodos espaçados (e1/e2; 212/214; 412/414) para gerar um plasma em uma região de tratamento (124); um ou mais lasers (130) direcionando um ou mais feixes (132) correspondentes para a área de tratamento, para interagir com pelo menos um do plasma e do material sendo tratado.

[00019] Em um outro aspecto, a presente invenção abrange uma aplicação do aparelho descrito aqui para tratar um substrato têxtil.

[00020] Em um aspecto diferente, a presente invenção contempla um material têxtil obtido pelo método descrito aqui.

[00021] Em ainda um outro aspecto, a presente invenção contempla um método de criação de um plasma para tratamento de material compreendendo

[00022] Algumas vantagens da presente invenção podem incluir, sem limitação, um método de criação de um plasma mais energético e mais eficaz, para limpar e ativar superfícies, para subsequente processamento ou acabamento. Por exemplo, radiação de laser ultravioleta (UV), seja de onda contínua (OC) seja de onda pulsada, pode ser combinada com plasma PA gerado de maneira eletromagnética, para criar um meio de reação mais altamente ionizado e energético, para tratar superfícies. A energia hibridizada resultante pode ter efeitos que sejam maiores do que a soma de suas partes individuais. Energia de laser pulsado pode ser usada para acionar o plasma, criando ondas, e a energia de laser acelera as ondas de plasma resultantes, que atuam sobre o substrato, como ondas quebrando na praia.

[00023] O plasma acelerado e mais energético podem iniciar radicais na fibra ou substrato do substrato tratado e fixar grupos ionizados nos radicais iniciados. A fixação de tais grupos funcionais, como carboxila, hidroxila ou outros, fixa à superfície características polares crescentes, que podem resultar em maior hidrofilicidade e em outras propriedades funcionais desejáveis.

[00024] A invenção combina, de maneira vantajosa, fontes de energia em um ambiente atmosférico controlado, na presença de um substrato de material. O resultado líquido pode ser a conversão e a síntese de material na superfície do substrato - o substrato pode ser fisicamente modificado, ao contrário de ser simplesmente revestido.

[00025] Em uma modalidade exemplificativa, um plasma de RF de alta frequência é criado em um envelope (ou cavidade, ou câmara) formado entre rolos em rotação (rotating) e acionados, que se estendem através da largura da janela de processamento. O campo de plasma gerado é consistente através da largura de uma área de tratamento, e pode operar em pressão atmosférica. Um laser de ultravioleta (UV) de alta potência é fornecido para interação com o plasma e/ou o material sendo tratado. O feixe a partir do laser pode ser formatado para ter uma seção transversal retangular exibindo uma densidade de potência consistente sobre toda a área de tratamento. Um sistema de entrega de gás pode ser usado para combinar qualquer combinação de uma pluralidade (tal como 4) de gases e precursores ambientais em uma alimentação única, que povoe a câmara de plasma híbrido. Adicionalmente, pode ser fornecido um sistema de entrega de spray ou de névoa, capaz de aplicar uma camada consistente fina de sol-gel ou aceleradores de processo ao material sendo tratado, seja pré- seja pós-processamento.

[00026] O processo de combinação de plasma e fotônica (tal como laser de UV) é seco, é realizado a pressões atmosféricas e usa gases seguros e inertes (tais como nitrogênio, oxigênio, argônio e dióxido de carbono). Mudando-se a intensidade de potência do laser e do plasma e, então, variando-se os gases ambientais ou a adição de sóis-géis e/ou de outros precursores orgânicos ou inorgânicos - isto é, mudando-se a “receita” - permite-se o sistema para gerar uma ampla variedade de aplicações de processo.

[00027] Existem em várias aplicações para o processo, incluindo: limpeza, preparação e intensificação de desempenho de materiais. - Para limpeza, o laser pode intensificar a potência efetiva do plasma, assim como atuar no material de substrato por sua conta. - Para preparação do material de substrato para processamento secundário, tal como tingimento, a superfície das fibras podem sofrer ablação de uma maneira controlada, por meio disto aumentando a hidrofilicidade do material (tal como um material têxtil). Adicionalmente, ao se introduzir gases ambientais na zona de processo do sistema, entes químicos podem ser criados na superfície do material (por exemplo, pano), que podem resultar em entes químicos, que reagem com um meio corante para efetuar uma penetração de corante mais eficiente ou um processo de coloração mais intenso ou redução de temperatura de corante. Por exemplo, a preparação das fibras do ente têxtil para dar uma melhor assimilação controlada de corantes óxido de cromo, para aperfeiçoar a intensidade do preto conseguida. Portanto, há potencial para esse processo para reduzir o teor químico de corantes, que poderiam reduzir tanto o impacto ambiental negativo quanto os custos de processamento. - Para intensificação de desempenho, o processo pode alcançar síntese de material na superfície do substrato. Por alteração das frequências do laser e do plasma e das intensidades de potência, e por introdução de outros materiais no ambiente de processo, o sistema causa ablação da superfície do substrato e uma série de reações químicas entre o substrato e os gases ambientais sintetizam novos materiais na superfície das fibras na trama têxtil.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00028] Pode ser feita referência em detalhes a modalidades da invenção, alguns exemplos não limitantes da qual podem ser ilustrados nas figuras de desenhos acompanhantes (FIGs.). As figuras são, de maneira geral, diagramas. Alguns elementos nas figuras podem estar exagerados; outros podem ser omitidos, para clareza ilustrativa. Pode-se referir ao(s) relacionamento(s) entre elementos diferentes nas figuras pelo fato de como eles aparecem e são colocados nos desenhos, tal como “topo”, “fundo”, “esquerda”, “direita”, “acima”, “abaixo” e os similares. Deve ser entendido que a fraseologia e a terminologia empregadas aqui não devem ser interpretadas como limitantes, e que são somente para finalidades descritivas. - A FIG. 1 é um diagrama de um sistema de tratamento, de acordo com uma modalidade da invenção. - A FIG. 2 é uma vista em perspectiva parcial de uma região de plasma do sistema de tratamento da FIG. 1. - A FIG. 2A é uma vista em perspectiva parcial de uma região de plasma do sistema de tratamento da FIG. 1. - A FIG. 3 é uma vista em perspectiva parcial de uma região de pré-tratamento, região de plasma e região de pós-tratamento do sistema de tratamento da FIG. 1, de acordo com algumas modalidades da invenção. - As FIGs. 4A - 4G são diagramas de elementos em uma região de tratamento do sistema de tratamento da FIG. 1, de acordo com algumas modalidades da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00029] De maneira geral, a invenção se refere a tratamento (tal como tratamento de superfície) de materiais (tal como entes têxteis) para modificar suas propriedades.

[00030] Várias modalidades serão descritas para ilustrar os ensinamentos da(s) invenção(ões), e devem ser interpretadas como ilustrativas ao invés de limitantes. Embora a invenção seja, de maneira geral, descrita no contexto de várias modalidades exemplificativas, deve ser entendido que não se pretende limitar a invenção a estas modalidades particulares. Uma modalidade pode ser um exemplo ou implementação de um ou mais aspectos da(s) invenção(ões). Embora várias características da(s) invenção(ões) possam ser descritas no contexto de uma modalidade única, as características também podem ser fornecidas separadamente ou em qualquer combinação adequada umas com as outras. Inversamente, embora a(s) invenção(ões) possam ser descritas no contexto de modalidades separadas, a(s) invenção(ões) também podem ser implementadas em uma única modalidade.

[00031] No principal doravante, será discutido o tratamento de superfície de substratos, que podem ser entes têxteis fornecidos em forma de rolo (longas folhas de material enroladas em um núcleo cilíndrico). Um ou mais tratamentos, incluindo, mas não limitados a, síntese de material, podem ser aplicados a uma ou a ambas as superfícies do substrato têxtil, e materiais adicionais podem ser introduzidos. Conforme usado aqui, um “substrato” pode ser uma “folha” fina de material tendo duas superfícies, que podem ser chamadas de superfícies “frontal” e “traseira”, ou de superfícies “de topo” ou “de fundo”.

Algumas Modalidades da Invenção

[00032] As seguintes modalidades e aspectos da mesma podem ser descritas e ilustradas em conjunção com sistemas, ferramentas e métodos que são entendidos como sendo de escopo exemplificativo e ilustrativo, não limitante. Configurações e detalhes específicos podem ser mostrados a fim de fornecer um entendimento da(s) invenção(ões). No entanto, deve ser evidente para um técnico especializado no assunto que a(s) invenção(ões) possa ser praticada sem alguns dos detalhes específicos sendo apresentados aqui. Além disso, características bem conhecidas podem ser omitidas ou simplificadas, a fim de não obscurecer as descrições da(s) invenção(ões).

[00033] A FIG. 1 mostra um sistema de tratamento de superfície global 100 e método de realização do tratamento, tal como um tratamento de superfície de um substrato 102. Nas figuras apresentadas aqui, o substrato 102 será mostrado avançando da direita para a esquerda através do sistema 100.

[00034] O substrato 102 pode, por exemplo, ser um material têxtil e pode ser fornecido como “bens de área de armazenamento” como uma longa folha em um rolo. Por exemplo, o substrato a ser tratado pode ser material têxtil fibroso, tal como algodão/poliéster, de aproximadamente 1 metro de largura, de aproximadamente 1 mm de espessura e de aproximadamente 100 metros de comprimento.

[00035] Uma seção 102A, tal como uma seção de 1 m x 1 m do substrato 102, que ainda não está tratada, é ilustrada saindo de um carretel de suprimento R1 em uma seção de entrada 100A do sistema 100. A partir da seção de entrada 100A, o substrato 102 passa através de uma seção de tratamento 120 do aparelho 100. Depois de ser tratado, o substrato 102 sai do aparelho de tratamento 120, e pode ser coletado de qualquer maneira adequada, tal como enrolado em um carretel receptor R2. Uma seção 102B, tal como uma seção de 1 m x 1 m do substrato 102, que tinha sido tratado, é ilustrada sendo enrolada por sobre um carretel receptor R1, em uma seção de saída 100A do sistema 100. Vários rolos “R” podem ser fornecidos entre as (conforme mostrado) e dentro (não mostrado) das várias seções do sistema 100, para guiar o material através do sistema.

[00036] A seção de tratamento 120, de maneira geral, pode compreender três regiões (ou áreas, ou zonas): - opcionalmente, uma região de pré-tratamento (ou precursora) 122; - uma região de tratamento (ou de plasma) 124 e - opcionalmente, uma região de pós-tratamento (ou de acabamento) 126.

[00037] A região de tratamento 124 pode compreender componentes para gerar um plasma atmosférico (PA) de corrente alternada (CA) de alta tensão (AV), os elementos do qual são, de maneira geral, bem conhecidos, alguns dos quais serão descritos em algum detalhe aqui abaixo.

[00038] Um laser 130 pode ser fornecido, como a fonte de energia secundária, para fornecimento de um feixe 132, que interage com o PA na região de tratamento principal 124, e que também pode impingir em uma superfície do substrato 102.

[00039] Um controlador 140 pode ser fornecido para controlar a operação dos vários componentes e elementos descritos aqui acima, e pode ser fornecido com as interfaces humanas usuais (entrada, monitor, etc.).

[00040] A FIG. 2 mostra uma porção de e alguns elementos operativos dentro da região de tratamento principal 124. Três eixos ortogonais x, y e z estão ilustrados. (Na FIG. 1, os eixos x e y correspondentes estão ilustrados).

[00041] Dois eletrodos alongados 212 (e1) e 214 (e2) estão mostrados, um dos quais pode ser considerado como sendo um catodo, o outro dos quais pode ser considerado como sendo um anodo. Esses dois eletrodos e1 e e2 podem ser dispostos de maneira geral paralelos um ao outro, estendendo-se paralelamente ao eixo y, e espaçados entre si na direção x. Por exemplo, os eletrodos e1 e e2 podem ser conformados de qualquer maneira adequada, tal como na forma de uma haste, ou de um tubo ou de outro material de eletrodo cilíndrico rotável, e espaçados entre si nominalmente uma distância suficiente para permitir folga da espessura do material processado. Os eletrodos e1 e e2 podem ser dispostos aproximadamente 1 mm acima da superfície de topo 102a do substrato 102 sendo tratado.

[00042] Os eletrodos e1 e e2 podem ser energizados de qualquer maneira adequada para criar um plasma atmosférico (PA) ao longo do comprimento do par de catodo/anodo resultante em um espaço entre e circundando imediatamente os eletrodos e1 e e2, ao qual pode-se referir como uma “zona de reação de plasma”.

[00043] Conforme mencionado acima, um feixe de laser 132 pode ser dirigido para a região de tratamento principal 124, e também pode impingir sobre uma superfície do substrato 102. Aqui, o feixe de laser 132 é mostrado sendo dirigido aproximadamente ao longo do eixo y, aproximadamente paralelo e entre os eletrodos e1 e e2, e ligeiramente acima da superfície de topo 102a do substrato 102, de modo a interagir com o plasma (pluma) gerado pelos dois eletrodos e1 e e2. Em uma aplicação exemplificativa, a pegada do feixe pode ser um retângulo de aproximadamente 30 mm x 15 mm. O feixe pode ser orientado verticalmente ou horizontalmente para melhor se alcançar a interação desejada de plasma e/ou direcionar a irradiação do substrato.

[00044] O feixe de laser 132 pode ser dirigido minuciosamente, mas suficientemente “fora de ângulo”, para irradiar diretamente o substrato 102 a ser tratado, conforme ele reaja coincidentemente com o plasma sendo gerado pelos dois eletrodos e1 e e2. Mais particularmente, o feixe de laser 132 pode fazer um ângulo de “a”, que é de aproximadamente 0 graus com a superfície de topo 102a do substrato 102, de modo a não impingir sua superfície 102a. Alternativamente, o feixe de laser 132 pode fazer um ângulo de “a”, que é de aproximadamente menos do que 1 - 10 graus com a superfície de topo 102a do substrato 102, de modo a impingir sua superfície 102a. Outras orientações do feixe 132 são possíveis, tal como perpendicular (“a” = 90 graus) à superfície 102a do substrato 102. O feixe de laser 132 pode ser varrido (scanned), usando-se galvanômetros convencionais e os similares, para interagir com qualquer porção selecionada do plasma gerado pelos dois eletrodos e1 e e2, ou com o substrato 102, ou com ambos.

[00045] O plasma pode ser criado usando-se uma primeira fonte de energia, tal como corrente alternada (CA) de alta tensão (AV). Uma segunda fonte de energia diferente (tal como um laser) pode ser compelida a interagir com o plasma, resultando em um “plasma híbrido”, e o plasma híbrido pode ser compelido a interagir (em uma região de tratamento) com o substrato (material) sendo tratado. Em adição a interagir com a primeira fonte de energia, a segunda fonte de energia pode ser compelida a também interagir diretamente com o material sendo tratado. A interação direta com o substrato ou com outro gás (secundário ou precursor) pode produzir seu próprio plasma sustentado por laser, que, por sua vez, pode interagir adicionalmente com o plasma gerado por alta tensão, para mais altamente energizar o meio de reação.

[00046] O substrato 102 (material sendo tratado) pode ser guiado por rolos, conforme ele passe através da região (área) de tratamento principal 124. A FIG. 2A ilustra aquele desses rolos 214 que pode servir como o anodo, e o outro rolo 212 que pode servir como o catodo (ou vice-versa) de um par de catodo/anodo, para gerar o plasma. Pode-se observar que, na FIG. 2, o substrato 102 está disposto para um lado de (abaixo, conforme visualizado) ambos os dois eletrodos e1 e e2, e que, na FIG. 2A, o substrato 102 está disposto entre os dois eletrodos e1 e e2. Em ambos os casos, o plasma criado pelos eletrodos e1 e e2 atua em pelo menos uma superfície do substrato 102. Os anodos e os catodos podem ser revestidos com um material isolante, tal como cerâmica.

[00047] Deve ser entendido que a invenção não está limitada a qualquer disposição ou configuração particular de eletrodos e1 e e2, e que os exemplos mostrados nas FIGs. 2, 2A pretendem ser meramente ilustrativos de algumas das possibilidades. Além disso, por exemplo, como uma alternativa a usar dois eletrodos e1 e e2, pode ser fornecida uma fila de jatos de plasma (não mostrada), entregando um plasma, para criar o plasma desejado acima da superfície 102a do substrato 102.

[00048] A FIG. 3 mostra que, na região (área) de pré-tratamento 122, uma fileira de cabeçotes de spray (bocais) 322 cobrindo a largura completa do material a ser tratado, ou outros meios adequados, podem ser usados para distribuir materiais precursores 323 em fase sólida, líquida ou gasosa por sobre o substrato 102, para possibilitar o processamento de/para propriedades específicas, tais como características antimicrobianas, de retardamento de chama ou super-hidrofóbicas/hidrofílicas.

[00049] Pode haver uma zona “de tampão” intermediária entre a região (área) de pré- tratamento 122 e a região (área) de tratamento principal 124, para conceder tempo para que os materiais aplicados no pré-tratamento sejam embebidos pelo (sejam absorvidos pelo) substrato. O processo ainda corre um único comprimento de material, mas o tampão pode reter, por exemplo, até 200 m de tecido. Por exemplo, quando o material sendo tratado (tais como bens de área de armazenamento) for alimentado através do sistema à 20 metros/min, isso concederia vários minutos de “tempo de secagem” entre o pré-tratamento (122) e o tratamento com plasma híbrido (124), sem para o escoamento de material através do sistema.

[00050] Similarmente, na região (área) de pós-tratamento 126, uma fileira de cabeçotes de spray (bocais) 326 cobrindo a largura completa do material que foi tratado (124), ou outros meios adequados, podem ser usados para distribuir materiais de acabamento 327 em fase sólida, líquida ou gasosa por sobre o substrato 102, para lhe conferir características desejadas.

Algumas modalidades da região de tratamento (124)

[00051] As FIGs. 4A - 4G ilustram várias modalidades de elementos na região de tratamento 124.

[00052] A FIG. 4A ilustra uma modalidade 400A, na qual: - Um primeiro (“de topo”) rolo 412 é operante para funcionar como um eletrodo e1, e pode ter um diâmetro de aproximadamente 10 cm, e um comprimento (para dentro da página) de 2 metros. O rolo 412 pode ter um núcleo metálico e uma superfície externa cerâmica (eletricamente isolante). - Um segundo (“de fundo”) rolo 414 é operante para funcionar como um eletrodo e2, e pode ter um diâmetro de aproximadamente 15 cm, e um comprimento (para dentro da página) de 2 metros. O rolo 414 pode ter um núcleo metálico e uma superfície externa cerâmica (eletricamente isolante). - O segundo rolo 414 é disposto paralelamente ao e diretamente subjacente (conforme visualizado) ao primeiro rolo 412, com um intervalo entre eles correspondendo à (tal como ligeiramente menor do que) espessura do material de substrato 402 (comparar com 102) sendo alimentado entre os rolos 412 e 414. A direção de trânsito de material pode ser da direita para a esquerda, conforme indicado pela seta. O substrato 402 apresenta uma superfície de topo 402a (comparar com 102a) e uma superfície de fundo 402b (comparar com 102b). - O primeiro rolo 412 pode servir como o “anodo” de um par de anodo/catodo, tendo alta tensão (AV) aplicada a ele. O segundo rolo 414 pode servir como o “catodo” do par de anodo/catodo e pode estar aterrado. - Um primeiro (“direito”) intervalo de laminação ou rolo de alimentação 416 (n1) é disposto adjacente a um quadrante de fundo - direito (conforme visualizado) do primeiro rolo 412, e contra um quadrante de topo - direito (conforme visualizado) do segundo rolo 414. O rolo 416 pode ter um diâmetro de aproximadamente 12 cm e um comprimento (para dentro da página) de 2 metros. A superfície externa do rolo 416 pode se engatar com a superfície externa do rolo 412. Um intervalo entre a superfície externa do rolo 416 e a superfície externa do rolo 414 corresponde a (tal como ligeiramente menor do que) a espessura do material de substrato 402 (comparar com 102) sendo alimentado entre os rolos 416 e 414. - Um segundo (“esquerdo”) intervalo de laminação ou rolo de alimentação 418 (n2) é disposto adjacente a um quadrante de fundo - esquerdo (conforme visualizado) do primeiro rolo 412, e contra um quadrante de topo - esquerdo (conforme visualizado) do segundo rolo 414. O rolo 418 pode ter um diâmetro de aproximadamente 12 cm e um comprimento (para dentro da página) de 2 metros. A superfície externa do rolo 418 pode se engatar com a superfície externa do rolo 412. Um intervalo entre a superfície externa do rolo 418 e a superfície externa do rolo 414 corresponde a (tal como ligeiramente menor do que) a espessura do material de substrato 402 (comparar com 102) sendo alimentado entre os rolos 418 e 414. - Geralmente, o intervalo de laminação ou rolos de alimentação 416, 418 devem ter uma superfície externa isolante, de modo a evitar a formação de curtos entre o anodo e o catodo 412, 414.

[00053] Com uma tal disposição de rolos 412, 414, 416, 418, pode ser formada uma cavidade semi-estanque ao ar (“440”) entre as superfícies externas dos quatro rolos 412, 414, 416, 418, para definir a região de tratamento 124 e conter o plasma. A cavidade global 440 pode compreender uma primeira (“direita”) porção 440a no espaço entre os rolos de topo, direito e de fundo 412, 416, 414, e uma segunda (“esquerda”) porção 440b no espaço entre os rolos de topo, esquerdo e de fundo 412, 418, 414. O círculo preenchido na extremidade da linha de referência (lead line) para a porção direita 440a da cavidade 440 representa escoamento de gás para a cavidade. O retângulo preenchido na extremidade da linha de referência para a porção esquerda 440b da cavidade 440 representa o feixe de laser (132).

[00054] O plasma gerado na cavidade 440 pode ser um plasma de pressão atmosférica (PA). Portanto, a selagem da cavidade 440 não é necessária. No entanto, capas ou placas de extremidade (não mostradas) podem ser dispostas nas extremidades dos rolos 412, 414, 416, 418 pra conter (semi-encerrar) e controlar o escoamento de gás para dentro e para fora da cavidade 440.

[00055] A FIG. 4B ilustra uma modalidade 400B, na qual os rolos esquerdo e direito 416 e 418 são movidos ligeiramente para fora a partir dos rolos 412 e 414, por meio disto abrindo-se a cavidade 440, para permitir que substratos mais espessos e/ou mais rígidos sejam processados. No entanto, isso exigiria acionamento independente ou direto de cada eletrodo, anodo e catodo. O material seria acionado através da zona de reação por alimentação do lado de fora e rolos receptores.

[00056] A FIG. 4C ilustra uma modalidade 400C, na qual um escudo em forma de U de maneira geral invertido 420 é usado ao invés dos rolos esquerdo e direito (416 e 418) para definir a cavidade 440 tendo porções direita e esquerda 440a e 440b. O escudo 420 é disposto de maneira substancialmente completa em torno de um rolo 412 (exceto para onde o material é alimentado através), e pelo menos parcialmente em torno do outro rolo 414. Um escudo adicional (não mostrado) poderia ser disposto sob o rolo de fundo 414.

[00057] A FIG. 4D ilustra uma modalidade 400D adaptada para tratar substratos rígidos. O substrato 402 descrito acima era flexível, tal como um ente têxtil. Substratos rígidos, tal como vidro para tela de toque para monitores, também podem ser tratados com um plasma híbrido e materiais precursores. Um substrato rígido 404, tendo uma superfície de topo 404a e uma superfície de fundo 404b, passa através do rolo de topo (e1) 412 e do rolo de fundo (e2) 414. Uma fileira de bocais 422 (comparar com 322) pode ser dispostas para fornecer material precursor, tal como em forma líquida, sólida ou atomizada. Um escudo (não mostrado), tal como 420 (referindo-se à FIG. 4C) pode ser incorporado, para conter o plasma híbrido.

[00058] A FIG. 4E mostra uma disposição 400E incorporando uma fileira de bocais (jatos) de plasma de AV 430, ao invés dos eletrodos cilíndricos e1 e e2. Por exemplo, dez jatos 430 espaçados em intervalos de 20 cm, na região de tratamento 124. É mostrado um substrato rígido 404. Uma fileira de bocais 422 (comparar com 322) pode ser disposta para fornecer material precursor, tal como em forma atomizada, por sobre o substrato 404, em uma região de pré-tratamento 122, antes que ele seja exposto ao plasma híbrido. Por exemplo, dez bocais 422 espaçados em intervalos de 20 cm, na região de pré-tratamento 122. Um escudo (não mostrado), tal como 420 (referindo-se à FIG. 4C) pode ser incorporado, para conter o plasma híbrido.

[00059] Essa disposição permite o tratamento de substratos metálicos ou de outros substratos condutores.

[00060] A FIG. 4F ilustra uma modalidade 400F de um primeiro (“de topo”) rolo 412 operante para funcionar como um eletrodo e1 (ou anodo), um segundo (“de fundo”) rolo 414 operante para funcionar como um eletrodo e2 (ou catodo), e dois rolos de intervalo de laminação 436 e 438 (comparar com 416 e 418).

[00061] Ao contrário da modalidade 400A (FIG. 4A), nesta modalidade, os rolos (436 e 438) são ligeiramente (tal como 1 cm) espaçados para fora, a partir dos rolos de topo e de fundo 412 e 414. Portanto, embora eles ainda ajudem a conter o plasma, eles podem não funcionar como rolos alimentadores, e pode ser necessário que rolos alimentadores separados (não mostrados) sejam fornecidos.

[00062] O rolo direito 436 (comparar com 416) é mostrado tendo uma camada ou revestimento 437 em sua superfície. O rolo esquerdo 438 (comparar com 418) é mostrado tendo uma camada ou revestimento 439 em sua superfície. Por exemplo, os rolos 436 e 438 na região de tratamento com plasma híbrido 124 podem ser embrulhados com folha metálica (ou de outra maneira que se tenha uma camada externa metálica), que pode ser removida por ataque químico, no processo, pelo plasma híbrido altamente energético e/ou pelo laser (segunda fonte de energia), criando uma pluma contendo plasma metálico reativo, que pode prontamente se acoplar com os radicais da superfície do substrato, para criar revestimentos de nanocamada, com composição metálica, no material de substrato. O material metálico (folha, camada) pode sofrer ataque químico ou ablação de maneira controlada, pelo plasma, e os constituintes metálicos efluentes podem reagir com o plasma e ser depositados no substrato, tal como em camadas em nanoescala.

[00063] O revestimento de material metálico dos rolos 436 e 438 pode compreender qualquer um ou uma combinação de titânio, cobre, alumínio, ouro ou prata. Um dos rolos pode ser revestido com um material, o outro dos rolos pode ser revestido com outro material. Diferentes porções dos rolos 436 e 438 podem ser revestidas com diferentes materiais. Geralmente, quando esses materiais sofrem ablação, eles formam material precursor como vapor, na região de tratamento 124 (e podem, portanto, ser contrastados com os bocais 322 e 422, fornecendo material precursor na região de pré-tratamento 124).

[00064] A FIG. 4G ilustra uma modalidade 400G usando dois eletrodos de placa, de folha plana, 452 e 454, ao invés de dois rolos (412, 414), espaçados entre si para formar uma região de tratamento (zona de reação/síntese) 124, através da qual uma folha de material 404 pode ser alimentada. A alimentação de gás para região de tratamento é indicada pelo círculo 440a, o feixe de laser é indicado pelo retângulo 440b. Bocais 422 podem ser fornecidos para entregar material(is) precursor(es) na zona de pré-tratamento 122. Bocais 426 podem ser fornecidos para entregar material(is) de acabamento na zona de pós- tratamento 126.

Características Adicionais

[00065] Embora não mostrado de maneira específica, materiais de acabamento distribuídos por sobre o substrato 102, depois do tratamento com energia híbrida (124), podem ser submetidos a uma exposição a plasma secundário ou a plasma híbrido intermediários, para secar, selar ou reagir os materiais de acabamento, que tinham sido distribuídos seguindo a ativação da superfície pelo plasma híbrido.

[00066] Embora não mostrado de maneira específica, deve ser entendido que vários gases, tais como O2, N2, H, CO2, argônio, He ou compostos tais como materiais com base em silano ou siloxano, podem ser introduzidos no plasma, tal como na região de tratamento 124, para conferir várias características e propriedades desejadas ao substrato tratado.

[00067] Para conferir propriedades antimicrobianas ao material sendo tratado, materiais precursores podem ser introduzidos, tais como silanos/siloxanos com base em não prata e a família de cloreto de alumínio, tal como cloreto de 3-(tri-hidróxi-silil)-propil-dimetil- octadecil-amônio. Outros grupos de silano/siloxano podem ser usados para afetar a hidrofobicidade, assim como siloxanos e etóxi-silanos (para aumentar a hidrofilicidade). Hexametil-dissiloxano, aplicado na fase gasosa, no plasma pode suavizar a superfície de fibras têxteis e aumentar o ângulo de contato, o qual é uma indicação do nível de hidrofobicidade.

[00068] Corrente de ar (draft) negativa ou vácuo parcial atmosférico podem ser empregados para puxar os constituintes do plasma para dentro e penetrar adicionalmente a espessura de substratos porosos. A FIG. 3 mostra que meios de sucção, tais como pratos (leito) 324, sobre o qual o substrato 102 passa, na área de tratamento 124, podem ser fornecidos com uma pluralidade de orifícios e conectados de uma maneira adequada a meios de sucção (não mostrados), para criar o efeito desejado. Os pratos 324 podem funcionar como um dos eletrodos para gerar o plasma. Alternativamente, um rolo ou os similares poderiam ser prontamente modificados (com orifícios e conectados com meios de sucção) para realizar essa função.

[00069] Deve ser entendido que o processo é seco e tem um baixo impacto ambiental, e que gases ou constituintes remanescentes ou de subprodutos são inerentemente seguros e podem ser exauridos a partir do sistema e reciclados ou dispostos de uma maneira apropriada.

[00070] Assim, é fornecido um método de tratamento de materiais com pelo menos duas fontes de energia, no qual as duas fontes de energia compreendem (i) um plasma PA produzido por vários gases que passam através de um capo eletromagnético de alta energia e (ii) pelo menos um laser, que interage com o plasma, para criar um “plasma híbrido”. O laser pode operar na faixa de comprimentos de onda do ultravioleta, em 308 nm ou menos. O laser pode compreender um laser excimer operando com pelo menos 25 Watt de potência de saída, incluindo mais do que 100 Watt, mais do que 150 Watt, mais do que 200 Watt. O laser pode ser pulsado, tal como em uma frequência de 25 Hz ou mais elevada, tal como 350-400 Hz, lasers de pico-segundo ou de femto-segundo. Embora somente um laser tenha sido descrito interagindo com o plasma (e o substrato), está dentro do escopo da invenção que dois ou mais lasers possam ser usados.

[00071] Alguns parâmetros exemplificativos, para geração do plasma na região de tratamento, são 1 - 2 KW (quilowatts) para o plasma gerado por AV e 500 mjoules, 350 Hz, para o laser de UV à 308 nm, em um gás misto de 80% argônio, 20% de oxigênio ou de CO2.

[00072] Como uma alternativa a ou em adição a usar um laser, pode ser usada uma fonte de ultravioleta (UV), tal como uma lâmpada de UV ou uma disposição de LEDs (diodos emissores de luz) de UV de alta potência dispostos ao longo do comprimento da área de tratamento, para direcionar energia para o plasma PA, para criar o plasma híbrido, assim como para interagir com (tal como para atacar quimicamente, reagir e sintetizar sobre) o material sendo tratado.

[00073] Nos principal, aqui acima, o tratamento de uma superfície 102a de um material de substrato 102 foi ilustrado, e alguns tratamentos exemplificativos foram descritos. Está dentro do escopo da invenção que a superfície de fundo oposta 102b, do material 102, também pode ser tratada, tal como por retorno do material 102 de volta através da região de tratamento 124. Diferentes fontes e ambientes de energia, materiais precursores e de acabamento podem ser usados para tratar a segunda superfície do material. Dessa maneira, ambas as superfícies do material podem ser tratadas. Também deve ser entendido que os tratamentos podem se estender para dentro da superfície do material sendo tratado para alterar ou intensificar propriedades do material interno (núcleo). Em alguns casos, as superfícies tanto de topo quanto de fundo, assim como o núcleo do material, podem ser tratados de maneira efetiva a partir de um lado.

[00074] O sistema pode ser usado para tratar materiais, que estejam em forma diferente daquela de folha. Por exemplo, o sistema pode ser usado para aperfeiçoar propriedades óptica e morfológica de diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs) por anelamento de energia híbrido. Esses itens discretos podem ser transportados (transmitidos), através do sistema, de qualquer maneira adequada.

[00075] Outros tipos de energia podem ser aplicados em combinação ou em sequência uns com os outros para criar capacidades de processamento intensificadas. Por exemplo, um método de tratamento de materiais pode utilizar a combinação de pelo menos duas fontes de energia, tais como micro-ondas e laser, ou micro-ondas e plasma gerado eletromagneticamente, ou plasma e micro-ondas, ou várias combinações de plasma, laser e ressonância de cíclotron de elétrons de micro-ondas pulsáveis (RCE).

[00076] As duas fontes de energia podem compreender (i) um plasma atmosférico, utilizando vários gases ionizados passados através de campos eletromagnéticos de alta energia, e (ii) uma fonte de ultravioleta (UV) gerando e direcionando radiação para o plasma altamente ionizado e diretamente na superfície a ser tratada. A fonte de UV pode compreender uma disposição de LEDs (diodos emissores de luz) de UV de alta potência dispostos ao longo da extensão da área de tratamento. Os LEDs de ultravioleta de alta potência podem interagir com o plasma para energizar mais altamente o plasma, assim como atuando diretamente no substrato, para atacar quimicamente ou reagir com o substrato.

[00077] Um sistema de manejo de material automatizado pode alimentar, de maneira controlável, material através dos campos de energia produzidos por combinação de fontes de energia.

[00078] Pode ser realizada uma série de etapas de processo, tais como: etapa 1 - (opcional) aplicação de precursor; etapa 2 - exposição à energia híbrida; etapa 3 - (opcional) aplicação de material precursor ou de acabamento, e etapa 4 - exposição à energia híbrida. sendo que todas as etapas são realizadas em série imediatamente dentro do sistema.

[00079] Está dentro do escopo da invenção introduzir no processo um sistema de entrega capaz de adicionar materiais precursores em fase de gás/vapor diretamente na zona de reação de plasma.

Alguns Parâmetros de Processo de Tratamento Exemplificativos

[00080] Tratamento 1 – Hidrofilicidade

[00081] Tratamento 2 - Capacidade de Tingimento

[00082] Tratamento 3 - Hidrofobicidade

Precursor

[00083] combinação de octametil-ciclotetrassiloxano/poli(dimetil-silano) (solúvel em água, hidrogeno-metil-polissiloxano misturado com poli(dimetil-siloxano) com poli(glicol-éter) (solúvel em água) ou combinação do acima com poli(dimetil-siloxano). O uso de combinações solúveis em água propicia a diluição de materiais com água deionizada para as concentrações necessárias com base na aplicação, efetividade de custos e resultados de desempenho de saída. Combinações solúveis em água podem ser produzidas com aditivos relevantes - estes são essencial mente métodos para mistura de óleo com água, para produzir emulsões, de maneira geral descritas pelo tamanho do dispersante de emulsão, isto é, macro ou micro (macro é > 100 micra, micro < 30 micra).

[00084] copolímero alternado (dimetil-siloxano e/ou com combinação de dimetil-silano)

[00085] Tratamento 4 - Retardamento de chama

Precursor

[00086] Copolímeros e Terpolímeros com base em siloxano/silano e poli(boro-siloxano) com compostos inorgânicos chave, essencialmente óxidos de transição de titânio, silício e zircônio e boro. Também incluídos, Copolímeros e Terpolímeros de siloxano contendo boro, tais como poli(boro-siloxano) modificado com organo-silício/óxi-etila. Algumas combinações com fósforo novas recentes com base em composição de materiais limitados podem ser usadas, com base nos tipos de materiais de substrato e exigências de saída. Combinação de octametil-ciclotetrassiloxano/poli(dimetil-silano) (solúvel em água) misturada com poli(dimetil-siloxano) com poli(glicol-éter) (solúvel em água) ou combinação do acima com aditivos de poli(dimetil-siloxano) com aditivos de: - Aditivo de metaborato de cálcio a silano/siloxano - Aditivo de óxido de silício a silano/siloxano - Aditivo de isopropóxido de titânio - Dióxido de titânio (rutilo) - Fosfato de amônio - Óxido de alumínio - Borato de zinco - Fosfato de boro contendo oligômeros pré-cerâmicos - Aerogéis e hidrogéis, poliacrilatos reticulados de baixa ou alta densidade - Composições nano/micro-encapsuladas.

[00087] Exemplo: dimetil-siloxano e/ou com dimetil-silano com poli(boro-siloxano) com óxidos de transição adicionados, faixa de 5 a 10% em volume de óxidos, tais como TiO2, SiO2 (defumado, em gel ou amorfo), Al2O3, etc. Os materiais precursores mostrados aqui podem intensificar o retardamento de chama de materiais no sistema descrito aqui, utilizando um plasma híbrido (por exemplo, com laser). Está dentro do escopo da invenção que os materiais precursores mostrados aqui podem intensificar o retardamento de chama (ou outras propriedades) de materiais, em um sistema de tratamento de material, utilizando um plasma não híbrido (por exemplo, sem o laser).

[00088] Tratamento 5 – Antimicrobiano Precursor

[00089] Combinações de siloxano/silano como para a plataforma de hidrofobicidade, com a adição de cloreto de octadecil-dimetil-(3-trietóxi-silil-propil) amônio. Combinação de octametil-ciclotetrassiloxano/poli(dimetil-silano) (solúvel em água) misturada com poli(dimetil-siloxano) com poli(glicol-éter) (solúvel em água) ou combinação do acima com aditivos de poli(dimetil-siloxano) com aditivos de:

[00090] Embora a(s) invenção(ões) tenha(m) sido descrita(s) com respeito a um número limitado de modalidades, estas não devem ser interpretadas como limitações no escopo da(s) invenção(ões), mas, ao invés disto, como exemplos de algumas das modalidades. Os técnicos especializados no assunto podem vislumbrar outras possíveis variações, modificações e implementações, que também deveriam ser consideradas estando dentro do escopo da(s) invenção(ões), com base na(s) descrição(ões) mostradas aqui, e conforme podem ser reivindicadas.

Claims

1. MÉTODO PARA TRATAMENTO DE UM SUBSTRATO (102, 402, 404), compreendendo: a criação de um plasma usando uma primeira fonte de energia em uma região de tratamento (124) compreendendo dois eletrodos espaçados entre si (e1/e2; 212/214; 412/414), o direcionamento de pelo menos uma segunda fonte de energia, que seja diferente da primeira fonte de energia dentro do plasma; caracterizado por os eletrodos serem fornecidos como rolos (212/214; 412/414) com um rolo sendo disposto em paralelo ao outro rolo, com um intervalo entre eles, para permitir que o substrato seja alimentado entre os rolos; a segunda fonte de energia interagir com o plasma, resultando em um plasma híbrido; e o plasma híbrido ser compelido para interagir com o substrato em uma região de tratamento (124).

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: a primeira fonte de energia compreender corrente alternada (CA) de alta tensão; e a segunda fonte de energia compreende radiação a partir de um laser.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o laser interagir com o plasma e que também atua diretamente sobre o substrato sendo tratado.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por o laser tem pelo menos uma das seguintes características: o laser compreende um laser de excímeros; o laser opera na faixa de comprimento de ondas ultravioleta (UV); o laser opera com pelo menos 25 watts de potência de saída.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o plasma compreender um plasma à pressão atmosférica (PA).

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender adicionalmente, antes de tratar o substrato, a distribuição (122, 322, 422) de materiais precursores (323, 437) sobre o substrato.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender adicionalmente, depois de tratar o substrato, a distribuição (126, 326, 426) de materiais de acabamento (327, 439) sobre o substrato.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o plasma compreender um plasma à pressão atmosférica (PA) de alta tensão (AV).

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o substrato ser um material selecionado a partir do grupo consistindo em um material têxtil sintético, poliéster, um material orgânico, algodão ou lã.

10. APARELHO (100, 400A, 400B, 400C, 400D, 400E, 400F, 400G), para realizar o método de tratamento de um substrato (102, 402, 404) conforme definido na reivindicação 1, compreendendo: dois eletrodos (e1/e2; 212/214; 412/414) espaçados entre si para gerar um plasma em uma região de tratamento (124); um ou mais lasers (130) direcionando um ou mais feixes (132) correspondentes para região de tratamento, para interagir com pelo menos um do plasma e do substrato sendo tratado; caracterizado por os dois eletrodos serem os primeiro e segundo rolos dispostos paralelos um ao outro, com um intervalo entre eles, para permitir que o substrato seja alimentado entre os rolos.

11. APARELHO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender adicionalmente os terceiro e quarto rolos (416/418) dispostos adjacentes aos primeiro e segundo rolos e a formação de uma cavidade semi-estanque ao ar (440) entre as superfícies externas dos primeiro, segundo, terceiro e quarto rolos (412, 414, 416, 418) para definir a região de tratamento (124) e para conter o plasma.

12. APARELHO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos terceiro e quarto rolos (436, 438) compreende uma camada externa metálica (437, 439).

13. APARELHO, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado por compreender adicionalmente um escudo (420) disposto em torno dos primeiro e segundo rolos (412, 414) para definir a cavidade (440).

14. APARELHO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado por compreender adicionalmente pelo menos um de: bocais (322, 422) para entrega de material precursor, em forma líquida, sólida ou atomizada; e bocais (326) para distribuição de material de acabamento (327) sobre o substrato sendo tratado.

15. USO DO APARELHO conforme descrito em qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado por ser para tratamento de um substrato têxtil em que o substrato têxtil é selecionado a partir de um grupo consistindo em um material têxtil sintético, poliéster, um material orgânico, algodão ou lã.