DE3302316A1

DE3302316A1 - Vorrichtung zum behandeln eines stoffs mit einem niedertemperaturplasma

Info

Publication number: DE3302316A1
Application number: DE19833302316
Authority: DE
Inventors: Tokuju Nara Goto; Hiroshi Ishidoshiro; Matsuo Wakayama Minakata; Yoshikazu Wakayama Sando; Itsuo Osaka Tanaka
Original assignee: Sando Iron Works Co Ltd
Current assignee: Sando Iron Works Co Ltd
Priority date: 1982-01-26
Filing date: 1983-01-25
Publication date: 1983-08-11
Also published as: JPS58132162A; JPS6031938B2; US4419869A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln eines Stoffs, insbesondere einer z.B. gewirkten, gewebten oder aus Non-Woven bestehenden textlien Stoffbahn, mit einem Niedertemperaturplasma.

Beim industriellen Behandeln von textlien Stoffen wird unter anderem das Beuchen (Entfetten) dem Färben vorgeschaltet. Beim Beuchen werden am Stoff haftende, wasserabstoßende Fremdstoffe entfernt oder hydrophil gemacht, um zu erreichen, daß die Färbelösung leicht in den Stoff eindringen kann. Nach dem Färben folgt dann das Ausrüsten, bei dem der Stoff beispielsweise weich, wasserabstoßend, antielektrostatisch und/oder schmutzabweisend gemacht wird. Diese Verfahrensschritte finden bisher im nassen System statt.

Beim Beuchen eines Baumwolle enthaltenden Stoffs ist es beispielsweise erforderlich, den Stoff mit einer alkalischen Beuchlösung zu behandeln, die als Wirkstoffe kaustische oder wasserfreie Soda enthält, um wasserabstoßende Fremdstoffe zu lösen. Ferner ist erforderlich, den Stoff zu waschen, um die zu der Behandlung eingesetzten Substanzen und die dabei gelösten Fremdstoffe aus dem Stoff zu entfernen. Nach diesem Waschen muß der Stoff schließlich noch getrocknet werden. Bei dem sich beispielsweise an das Färben anschließenden Ausrüsten wird der Stoff mit einem in Wasser gelösten oder dispergierten Ausrüstungsmittel behandelt. Es folgt ein Abfiltern und schließlich ein Trocknen des Stoffs mit Hilfe eines Trockners. Je nach Behandlungsart kann es außerdem erforderlich sein, das Ausrüstungsmittel in einer Hochtemperaturbehandlung auf dem Stoff zu fixieren.

Bei der Beurteilung der bisherigen Verfahrensweise ist zu berücksichtigen, daß die Behandlungsmittel teuer sind, eine große Menge an Wärmeenergie für die Reaktion zwischen Behandlungssubstanz und Stoff erforderlich ist, eine Großwaschmaschine und eine erhebliche Menge Wasser zum Entfernen der Fremdstoffe und der Behandlungslösung aus dem Stoff benötigt werden. Schon wegen des enormen Wasser- und Wärmeenergieverbrauchs ist daher die bisherige Verfahrensweise unwirtschaftlich.

Da ferner das Abwasser aus der Waschmaschine unvermeidlich noch Teile der Behandlungssubstanz enthält, ergeben sich bei dem bekannten Verfahren zusätzlich Probleme mit der Umweltverschmutzung, die nur durch großen Aufwand an Investitionen und Arbeitsleistung zu beherrschen sind. Die herkömmliche Vorbehandlung eines Stoffs vor dem Färben und das anschließende Ausrüsten sind daher nicht wirtschaftlich auszuführen.

In diesem Zusammenhang wurde kürzlich vorgeschlagen, ein textiles Produkt, z.B. einen Stoff, einer Niedertemperatur-Plasmabehandlung zwecks Entschlichtens und Beuchens auszusetzen und weiterhin das Ausrüsten des textlien Produkts zum Erzielen eines weichen, wasserabstoßenden, antielektrostatischen, schmutzabstoßenden Stoffs mit Hilfe eines Niedertemperaturplasmas auszuführen.

In den bisher verwendeten Vorrichtungen zur Niedertemperatur-Plasmabehandlung wird das jeweilige bahnförmige Textilgut chargenweise von einem zu einem anderen Wickel umgerollt. Das abgerollte Textilgut der Partie befindet sich bei Betrieb jeweils in der Niedertemperatur-Plasmaatmosphäre. Während die beiden Endstücke des behandelten

Textilguts immer der Niedertemperatur-Plasmaatmosphäre ausgesetzt sind, kommt das Innere der Partie zum erstenmal mit dem Niedertemperatur-Plasma in Berührung, wenn das Textilgut von der einen zur anderen Seite umgerollt wird. Die Verfahrensweise führt daher zu einem ungleichförmigen Behandlungsergebnis. Außerdem werden große Mengen Gas und elektrische Energie zum Aufrechterhalten einer Niedertemperatur-Plasmaatmosphäre im gesamten Innern der Behandlungsvorrichtung benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum chargenweisen Behandeln von langgestrecktem Textilgut in einem Niedertemperatur-Plasma zu schaffen, die zu einem gleichmäßigen Behandlungsergebnis führt und bei der der Energieaufwand durch Verminderung des mit dem Niedertemperatur-Plasma zu beaufschlagenden Raums herabgesetzt wird. Die erfindungsgemäße Lösung wird im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschrieben.

Im Prinzip besteht die Erfindung darin, eine auf einer Wickelwelle befindliche Stoffbahn auf eine andere Wickelwelle umzurollen und dabei durch eine in einem spaltförmigen Kanal mit begrenztem Rauminhalt aufrechterhaltene Niedertemperatur-Plasmaatmosphäre zu führen. Dadurch wird es möglich, eine gleichmäßige und wirksame Stoffbehandlung, z.B. Beuchen und Ausrüsten, mit Hilfe eines Niedertemperatur-Plasmas bei geringem Verbrauch an Behandlungssubstanz, Wasser und Wärmeenergie zu erreichen.

Vorzugsweise besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem Paar bis auf je einen Schlitz geschlossener Stoffbahnbehälter, die je eine Wickelwelle enthalten und

ό :■< υ

über einen die Schlitze verbindenden Kanal miteinander gekoppelt sind. In dieser Vorrichtung kann die zu behandelnde Stoffbahn von einem der Behälter bzw. der darin befindlichen Wickelwelle über den Austrittsschlitz und den engen, die Schlitze verbindenden, flachen Kanal zum Eintrittsschlitz des anderen Behälters geführt und dort auf die Wickelwelle aufgerollt werden. Im Kanalbereich werden auf den einander gegenüberliegenden Flächen des Stoffbahnwegs Elektroden, vorzugsweise auf der Außenseite des Kanals, vorgesehen, zwischen denen das Niedertemperatur-Plasma zu erzeugen ist. Im Bereich des Kanals, vorzugsweise in dessen mittlerem Bereich, befindet sich eine Gaszuleitung, während Evakuierleitungen angrenzend an die Auslaß- und Einlaßöffnungen bzw. Schlitze der Wickelwellen-Gehäuse vorgesehen sind.

Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Plasma-Behandlungsvorrichtung im Querschnitt senkrecht zu den Wickelwellen; und

Fig. 2 den Kanal von Fig. 1 im vergrößerten Querschnitt.

In den Fig. 1 bzw. 2 werden Stoffbahn-Aufwickelgehäuse 1 mit jeweils darin befindlicher Wickelwelle 2 dargestellt, die jeweils bis auf einen Einlaßschlitz 3 bzw. Auslaßschlitz 3 geschlossen sind. Zwischen den Aufwickelgehäusen 1 bzw. deren Einlaß- und Auslaßschlitz 3 erstreckt sich ein flacher Stoffbahnkanal 4, der aus einem für hochfrequente elektrische Wellen durchlässigen Material, wie Quarz oder hitzebeständigem Glas besteht. Die beiden Schlitze 3 der Gehäuse 1 werden luftdicht mit dem

Kanal 4 verbunden. Auf dem Außenumfang bzw. auf der Außenfläche des Kanals 4 werden eine oder mehrere Elektrodenplattenpaare 5 und 6 angeordnet. Die eine Gruppe der Elektroden wird auf einen nicht gezeichneten elektrischen Hochfrequenzoszillator geschaltet, die andere Plattengruppe wird geerdet. Der Stoffbahnkanal 4 besitzt eine Gasversorgungsleitung 7.

Die Konstruktion der wesentlichen Teile der Vorrichtung wird in Fig. 2 noch deutlicher herausgestellt. Hiernach sollen die Einlaß- und Auslaßschlitze 3 so schmale Durchlaßöffnungen haben, daß die Stoffbahn 9 gerade noch kontinuierlich hindurchzuführen ist. Außerdem werden die Schlitze 3 mit Absaug- bzw. Evakuierleitungen 8 ausgestattet, die auf eine nicht gezeichnete Vakuumpumpe zu schalten sind.

Nach der Beschreibung der Konstruktion der Niedertemperatur-Plasmavorrichtung wird nun ihre Funktion erläutert. Eine zu behandelnde Stoffbahn 9 wird von einer Wickelwelle 2 gelöst. Das Vorderende der Stoffbahn 9. wird durch den Kanal 4 gezogen und in das andere Gehäuse eingeführt sowie dort auf der Wickelwelle 1 befestigt. Daraufhin werden die beiden Aufwickelgehäuse 1 mit den Schlitzen 3 an den gegenüberliegenden Enden des Kanals 4 befestigt. Eine nicht gezeichnete. Pumpe wird zum Evakuieren des Innern der Aufwickelgehäuse 1 und des Stoffbahnkanals 4 über die Evakuierleitungen 8 so lange eingeschaltet, bis der Druck im Innern der Vorrichtung weniger als 1,33 mbar beträgt. Vorzugsweise soll der Druck auf einen Wert zwischen 0,79 und 0,93 mbar herabgesetzt werden. Daraufhin wird ein Gas über die Versorgungsleitung 7 in den Stoffbahnkanal 4 eingelassen und der Druck im Innern des Kanals 4 auf einen Wert zwischen 0,13 und 13,3 mbar, vor-

zugsweise zwischen 0,6 und 6,6 mbar, eingeregelt. Dann werden die Elektrodenplatten 5 und 6 mit elektrischer Hochfrequenzenergie von z.B. 13,35 MHz aus einer elektrischen Hochfrequenzwelle beaufschlagt, um im Innern des Stoffbahnkanals 4 eine Niedertemperatur-Plasmaatmosphäre zu erzeugen. Die Stoffbahn 9 wird durch Antreiben der Wickelwelle 2 durch den Kanal 4 transportiert und dabei mit dem Niedertemperatur-Plasma behandelt.

Für die jeweils gewünschte Behandlung ist es erfindungsgemäß ausreichend, die Stoffbahn durch einen Kanal mit kleinem Volumen und darin unterhaltenem Niedertemperatur-Plasma zu führen. In einem solchen kleinvolumigen Raum kann die Dichte des Niedertemperatur-Plasmas leicht gegenüber dem Fall eines großvolumigen Behandlungsraums erhöht und das Behandlungsergebnis auf die Stoffbahn entsprechend intensiviert werden. Demgemäß kann der Einsatz an Gas und elektrischer Energie zum Herstellen des Niedertemperatur-Plasmas sparsam und damit wirtschaftlich eingesetzt werden. Da ferner die Elektrodenplatten außerhalb des Stoffbahnkanals anzuordnen sind, werden die Elektroden nicht durch das Plasma geätzt und halten daher länger als innerhalb des Plasmaraums angeordnete Elektroden. Da schließlich der Stoffbahnkanal 4 aus Quarz oder einem wärmebeständigen Glas besteht, kann das Kanalinnere gut beobachtet werden.

Die Evakuierleitungen 8 werden vorzugsweise in der Nachbarschaft der Einlaß- bzw. Auslaßschlitze 3 vorgesehen. Das Niedertemperatur-Plasma kann daher nur in sehr beschränktem Maße aus dem Kanal 4 in die Aufwickelgehäuse 1 fließen, so daß die Endteile der innerhalb der Gehäuse

auf die Wickelwellen 2 aufgewickelten Stoffbahn 9 dem Niedertemperatur-Plasma praktisch nicht ausgesetzt werden und eine auf der Länge der Stoffbahn entsprechend gleichmäßige Plasmabehandlung zu erzielen ist.

Die Wickelwelle 2 im Ausführungsbeispiel· kann aus einem gasdurchlässigen Rohr hergestellt werden, das auf eine Vakuumpumpe zu schalten ist. Wenn auf diese Weise durch die Wickelwelle 2 hindurch evakuiert wird, läßt sich durch die gemeinsame Wirkung mit der Absaugung durch die Evakuierleitung 8 das Gehäuseinnere sehr schnell evakuieren. Außerdem kann die auf der Wickelwelle 2 befindliche Stoffbahn mit Hilfe einer getrennten Vakuumpumpe vorentlUftet werden, um am Stoff haftendes Wasser und andere Fremdmaterialien wirksam zu entfernen.

Claims

Dn.-Ing. Reimar Kön[g : "■ : :D3pJ.ving.-f<laus Bergen Cecilienallee 76 4 Düsseldorf 3O Telefon 45 SO OS Patentanwälte 24. Jan. 1983 34 815 B SANDO IRON WORKS CO., LTD., 4-4-5, Usu, Wakayama-shi, Wakayama-ken, Japan "Vorrichtung zum Behandeln eines Stoffs mit einem Niedertemperaturplasma" Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Behandeln eines Stoffs (9), insbesondere einer Stoffbahn, mit einem Niedertemperaturplasma gekennzeichnet durch ein Paar bis auf je einen als Stoffeinlaß oder -auslaß auszubildenden Schlitz (3) geschlossener Aufwickelgehäuse (1) mit jeweils darin befindlicher Aufwickel- bzw. Abwickelwelle (2); einen aus einem für elektrische Hochfrequenzwellen durchlässigen Material bestehenden und die Schlitze (3) miteinander verbindenden Stoffkanal (4) von dem einen zum anderen Aufwickelgehäuse (1);

wenigstens ein Paar mit in einem Oszillator erzeugten elektrischen Hochfrequenzwellen zu beaufschlagender Elektrodenplatten (5, 6) am Außenumfang des Stoffkanals (4); eine Gasversorgungsleitung (7) am Stoffkanal (4); und je eine Evakuierleitung (8) angrenzend an die Schlitze (3) der Aufwickelgehäuse (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickel- bzw. Abwickelwelle (2) aus einem zum Hindurchsaugen von Gas zwecks Evakuierens des umgebenden Raums gasdurchlässigen Rohr besteht.