ES2296939T3

ES2296939T3 - Metodo y aparato para el tratamiento de materiales textiles.

Info

Publication number: ES2296939T3
Application number: ES02736461T
Authority: ES
Inventors: Mirko Cernak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-04
Filing date: 2002-05-03
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2022-05-03
Also published as: EP1387901A1; DE60223240T2; DE60223240D1; DK1387901T3; WO2002095115A1; EP1387901B1; CZ20041180A3; US20040194223A1; CZ300574B6; SK6292001A3; ATE377109T1

Abstract

Un método para tratar materiales textiles tejidos y no tejidos, que comprende un tratamiento superficial de fibras que están situadas dentro de los materiales textiles o en la superficie de los materiales textiles, caracterizado por que los materiales son afectados por plasma eléctrico generado por descargas eléctricas iniciadas utilizando un sistema (1) de electrodos que comprende al menos dos electrodos eléctricamente conductores (2, 3), situados dentro de un cuerpo dieléctrico (5), del mismo lado o cara del material textil (4) tratado, en el cual se aplica una tensión de una frecuencia de 50 Hz a 1 MHz y con una magnitud de 100 V a 100 kV entre los electrodos (2, 3) del sistema de electrodos, y el sistema (1) de electrodos se sitúa en el seno de un gas a una presión de 1 kPa a 1.000 kPa, de tal modo que el plasma eléctrico es generado sobre una porción de la superficie del cuerpo dieléctrico (5), sin que haya contacto con los electrodos eléctricamente conductores (2, 3).

Description

Método y aparato para el tratamiento de materiales textiles.

Campo técnico

La invención se refiere a un método y a un aparato para el tratamiento de superficies internas y externas de telas, tejidas y no tejidas, y cordones hechos a partir de fibras orgánicas e inorgánicas, con el propósito de cambiar las propiedades superficiales de las fibras, tales como, en primer lugar, la hidrofilia, la hidrofobia, la energía o tensión superficial, la adherencia a otros materiales, la susceptibilidad a la coloración, la conductividad eléctrica superficial y la compatibilidad biológica o biocompatibilidad.

Técnica anterior

Las telas se confeccionan a partir de fibras orgánicas o inorgánicas que a menudo no poseen las propiedades superficiales necesarias para aplicaciones dadas, como, por ejemplo, la hidrofilia, la hidrofobia, la energía o tensión superficial, la adherencia a otros materiales, la susceptibilidad a la pigmentación, la conductividad eléctrica superficial y la biocompatibilidad. Las propiedades superficiales de las fibras situadas en el interior del material textil o en las superficies exteriores del material textil, pueden ser modificadas por diversos métodos químicos que se describen, por ejemplo, en la divulgación de F. Baldwin: "El acabado químico de productos no tejidos" ("The chemical finishing of nonwovens"), INDA-TEC 97, 6.0-6.42, así como en las Solicitudes de Patente nos. DE 19.647.458; WO 97/11989; JP 09241980; y JP 09158020. Estos métodos se basan en el uso de productos químicos agresivos como, por ejemplo, el NaOH, el SO_{2}, el flúor, el cloro, el H_{2}O_{2}, y de productos químicos tóxicos como, por ejemplo, diisocianatos en bloque y xileno. Una opción más aceptable desde el punto de vista medioambiental es el uso de acabados basados en agentes tensoactivos o surfactantes, tal como se describe en el documento WO 98/03717, que se aplican principalmente mediante tratamientos tópicos, tales como el rociado, el revestimiento, el acolchado o rellenado, etc. Un problema importante que aparece con estos métodos es que el revestimiento no queda habitualmente bien unido o ligado a la fibra y puede perderse parcialmente durante el almacenamiento o en operaciones subsiguientes.

Se ha encontrado que los métodos de tratamiento plasmo-químicos pueden superar estas dificultades puesto que son más versátiles y no necesitan el uso de productos químicos agresivos, productos tóxicos ni disolventes orgánicos volátiles. Los productos plasmo-químicos se basan en el uso de plasmas eléctricos a baja temperatura.

Los plasmas a baja temperatura, según se describe aquí, están parcialmente ionizados y consisten en especies activadas que incluyen moléculas gaseosas, iones, electrones, radicales libres, elementos metaestables y fotones en el intervalo ultravioleta de onda corta. Si bien la temperatura del gas es baja, los electrones tienen energías de algunos electronvoltios, correspondientes a las temperaturas del orden de 104 K. Los electrones, al colisionar con las moléculas de gas, generan especies de gas excitadas que pueden reaccionar con una variedad de sustancias para conseguir modificaciones de las propiedades superficiales. Tales plasmas, métodos plasmo-químicos y aparatos para llevar a cabo dichos métodos con el fin de tratar telas no tejidas, se revisan o compendian en las divulgaciones de W. Ralcowski: 2ª Conf. TANDEC ("2nd TANDEC Conf.") (1992), D. Zhang et al.: Polym. Eng. Sci., 38 (1998) 965-70, y, para tratar telas tejidas, en la divulgación de M. Sotton, G. Nemoz: "J. Coat. Fabrics 24", (1994) 138.

La desventaja de los métodos plasmo-químicos descritos en las Patentes WO 00/16914, WO 96/27044,
GB 2.098.636, US 6.118.218, US 6.103.068, US 6.096.156, US 5.501.880, US 5.376.413, US 5.328.576, US
5.053.246, US 4.479.369, JP 11256476, JP 10325078, JP 09330672, JP 06310117 y JP 05287676 es que los plasmas eléctricos a baja temperatura se generan a bajas presiones de gas, lo que hace que el equipo de plasma sea caro y el funcionamiento en continuo difícil. Por otra parte, para generar un plasma a baja presión dentro de una tela con el fin de tratar las superficies internas de la tela, el tamaño medio de los poros de la tela ha de ser más grande que la distancia a lo largo de la cual puede existir un desequilibrio de cargas (longitud de Debye). Esto, sin embargo, es para el tamaño de poro del orden de 10-100 micrones o micras, que se da únicamente a presiones cercanas a la atmosférica.

Durante casi dos décadas, se han venido incorporando a la literatura ejemplos de plasmas no equilibrados a la presión atmosférica, incluyendo ejemplos en los que se utilizan plasmas a la presión atmosférica para tratar materiales textiles. El funcionamiento al nivel de la presión atmosférica se emplea para una elevada producción y un coste de capital reducido, puesto que no son necesarios ni el procesamiento por lotes de telas ni el equipo de bombeo de vacío. Dichos métodos plasmo-químicos de presión atmosférica y sus correspondientes aparatos, en los que los plasmas a baja temperatura se generan en las denominadas descargas eléctricas de barrera de volumen, se describen en las Patentes JP 11329669, JP 11253484, JP 11217766, JP 10273874, JP 08337675, JP 07119021, JP 06119994, US 5.830.810, US 5.766.425, US 5.688.465, y en la Solicitud de Patente norteamericana Nº 20010008733. La descarga de barrera de volumen se generaba aplicando una señal de frecuencia elevada y de alta tensión a un electrodo separado de un plano o cilindro, puesto a tierra, por un espacio de separación de descarga y una barrera dieléctrica. La tela o paño tratado se colocaba sobre la superficie de barrera dieléctrica, entre ambos electrodos. La principal desventaja de dichos dispositivos de descarga de barrera de volumen utilizados para el tratamiento de telas es que las condiciones de plasma útiles se consiguen únicamente en canales de plasma de pequeño volumen denominados "erupciones de transporte", que se desarrollan perpendicularmente a las fibras textiles. Como consecuencia, el plasma está en contacto muy limitado con las superficies de las fibras textiles, lo que da como resultado un tratamiento no uniforme y unos tiempos de tratamiento largos.

Los desarrollos tecnológicos han hecho posible en el presente construir aparatos de plasma a presión atmosférica que funcionan en un modo de descarga luminiscente, es decir, con una estructura volumétrica del plasma homogénea, sin las erupciones de transporte, que es similar a la de los plasmas a baja presión. Se describen aplicaciones de tales aparatos de plasma para el tratamiento de telas, en las que la tela tratada se coloca entre los electrodos de descarga, en las Patentes JP 08311765, US 5.118.218, US 6.106.659, US 5.895.558, US 5.585.47, US 5.529.631 y US 5.456.972. Sin embargo, la estabilidad de descarga, en particular en el aire y otros gases reactivos, sigue siendo un arduo problema que ha venido impidiendo que dichos aparatos alcancen el éxito comercial.

Los documentos JP 10241827 y JP 10139947 describen los aparatos de plasma a presión atmosférica para el tratamiento de telas y fibras activadas energéticamente por impulsos de rápido crecimiento y de alta tensión, en los cuales el material tratado se coloca entre los electrodos. Además de problemas evidentes de seguridad y de interferencias electromagnéticas, dicha activación energética es técnica y económicamente problemática.

En los métodos y aparatos plasmo-químicos a presión atmosférica para tratamientos de telas, que se describen en las Patentes JP 11354093, JP 11348036, JP 11335963, JP 11333225, JP 11102685, JP 11003694, JP 09007444, JP 08124578, WO 98/52240, WO 96/15306, US 5.834.384, US 5.821.178, US 4.466.258, EP 903794, EP 0483859 y EP 0730057, el plasma a baja temperatura se genera en descargas de corona, sin una barrera dieléctrica entre los electrodos de descarga. Los materiales textiles tratados se colocan entre los electrodos. El uso de dichas descargas de corona para el tratamiento de la tela es, sin embargo, poco satisfactorio debido a su baja densidad de potencia y sus largos tiempos de tratamiento resultantes.

En la Patente JP 100087857 se describe un método plasmo-químico a presión atmosférica para el tratamiento de la superficie pelicular de materiales textiles. El dispositivo descrito en ella difiere de los dispositivos de descarga de barrera de volumen principalmente en que las erupciones de transporte son paralelas a la superficie del paño, y los electrodos de descarga están situados al mismo lado o cara del material textil tratado. De este modo, utilizando una descarga de barrera superficial, el plasma se encuentra en un mejor contacto con la superficie, lo que reduce el tiempo de tratamiento significativamente. La Patente describe el tratamiento únicamente de una delgada capa pelicular de la tela, y el método descrito no afecta a las propiedades de las superficies de los materiales textiles.

El uso de un aparato optimizado con la misma disposición de electrodos que en la Patente JP 100087857 para el tratamiento de telas, incluyendo el tratamiento de la superficie interna de la tela, se describe, por ejemplo, en las divulgaciones de M. Cernak et al.: Prof. 17th Symp. On Plasma Processing, Nagasaki 2000, págs. 535-8, M. Cernak et al.: Resúmenes de la 7ª Conferencia Internacional sobre Ingeniería de Superficies de Plasma ("Abstracts of 7th Int. Conf. on Plasma Surface Engineering"), Garmish-Partenkirchen 2000, pág. 86, y J. Rahel, M. Cernak, I. Hudec, A. Brablec, D. Trunec: "Tratamiento por plasma a presión atmosférica de tela de polipropileno de peso molecular ultraligero" ("Atmospheric-pressure plasma treatment of ultra-light-molecular-weight polypropylene fabric"), Czech. J. Phys. 50 (2000), Supl. 53, 445-8. Una desventaja aparente de dichas descargas de barrera superficial para su posible uso industrial es el tiempo de vida limitado de su sistema de electrodos debido al contacto directo del plasma de descarga con las superficies de electrodo metálicas y a la erosión superficial resultante del electrodo. El tiempo de vida del electrodo puede estar limitado también por una abrasión en el electrodo metálico-superficie de la tela.

La erosión y la abrasión superficiales del electrodo se elimina en aparatos en los que se emplea la descarga de superficie coplanaria. La descarga de superficie coplanaria se describe, por ejemplo, en las divulgaciones de A. Sato et al.: IEEE [Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica] Trans. Electron Devices 23 (1976) 328, M. Haacke y G. J. Pietch: Procedimientos de la XII Conferencia Internacional sobre Descargas de Gas y sus Aplicaciones ("Proc. of XII Int. Conf. on Gas Discharges and their Appl."), Glasgow, septiembre de 2000, pág. 267, V. I. Gibalov, G. J. Pietsch: J. Phys. D: Appl. Phys. 33 (2000) 2618, y E. H. Choi et al.: Jpn. J. Appl. Phys. 38 (1999) 6073. En la descarga de superficie coplanaria definida en estas referencias, los electrodos están situados dentro de un cuerpo dieléctrico y, en consecuencia, el plasma de descarga no está en contacto con electrodos metálicos. Las descargas coplanarias se utilizan de forma generalizada en dispositivos de presentación visual de plasma de corriente alterna (AC) según se describe, por ejemplo, en los documentos US 4.039.881 y US 3.964.050. Las Patentes JP 5810559 y US 4.783.716 describen las descargas de superficie coplanaria que se utilizan como fuente de iones para la carga y la descarga de superficies dieléctricas. La Patente JP 1246104 describe la descarga de superficie coplanaria que se utiliza para la producción de ozono. La Patente JP 3190077 describe el aparato para la producción de ozono en el que, además de los electrodos principales, embebidos en el cuerpo dieléctrico, existe un electrodo auxiliar, situado en la superficie del cuerpo dieléctrico, que se utiliza para generar una descarga de superficie coplanaria. Dicho electrodo auxiliar de superficie tiene la desventaja de su tiempo de vida limitado debido a una interacción con el plasma de descarga. La Patente US 5.407.639 describe el electrodo auxiliar de un sistema de electrodos de descarga de superficie coplanaria, el cual está embebido en el cuerpo dieléctrico. El propósito de semejante electrodo es iniciar la descarga a valores de tensión reducidos e incrementar su potencia para la producción de ozono.

La presente invención se refiere al uso de la descarga de superficie coplanaria conocida para el tratamiento de superficies internas y externas de telas, tejidas y no tejidas, y cordones hechos a partir de fibras orgánicas e inorgánicas.

Descripción de la invención

Es el principal objeto de la presente invención proporcionar un método y un aparato para el tratamiento de superficies internas y externas de telas, tejidas y no tejidas, y cordones hechos de fibras orgánicas e inorgánicas, con el propósito de cambiar propiedades superficiales de las fibras por la acción de plasma eléctrico. El plasma eléctrico se produce por descargas eléctricas que se generan utilizando un sistema de electrodos de descarga que comprende al menos dos electrodos eléctricamente conductores, situados al mismo lado o cara del material textil tratado, dentro de un cuerpo dieléctrico. Los electrodos se activan energéticamente por medio de tensión eléctrica a una frecuencia de desde 50 Hz hasta 1 MHz y de una magnitud de desde 100 V hasta 100 kV, y las descargas eléctricas tienen lugar en el seno de un gas de trabajo a una presión que va desde 1 kPa hasta 1.000 kPa, situado por encima de una parte de la superficie del cuerpo dieléctrico, de tal manera que el plasma se genera sin ningún contacto con los electrodos conductores.

De acuerdo con la realización preferida de la invención, los electrodos conductores están situados en paralelo con la parte de la superficie del cuerpo dieléctrico sobre la que se genera el plasma.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, la parte de la superficie del cuerpo dieléctrico sobre la que se genera el plasma presenta la forma de una configuración dada.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, el aparato consta del sistema de electrodos que consiste en al menos dos electrodos eléctricamente conductores, que están situados dentro de un cuerpo dieléctrico, y de un sistema auxiliar de electrodos, también situados dentro del cuerpo dieléctrico.

En una realización preferida de la invención, los sistemas de electrodos están situados a ambos lados o caras del material textil tratado. De acuerdo con otra realización de la invención, la parte de la superficie del cuerpo dieléctrico por encima de la cual se genera el plasma, tiene la forma de una superficie plana, una superficie curvada o una superficie cilíndrica.

De acuerdo con otra realización de la invención, una parte del cuerpo dieléctrico dentro de la cual están situados los electrodos está hecha a partir de un material ferroeléctrico o dieléctrico líquido.

De acuerdo con una realización preferida de la invención, los bordes de los electrodos son curvos.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, una parte del cuerpo dieléctrico dentro de la cual están situados los electrodos contiene MgO.

De acuerdo con la presente invención, el plasma eléctrico se genera por medio de descargas eléctricas en las inmediaciones de la superficie del cuerpo dieléctrico, de tal modo que una parte del cuerpo dieléctrico que aísla cada uno de los electrodos de los demás, así como del plasma eléctrico, está hecha, preferiblemente, de un material ferroeléctrico. El material textil tratado está situado en la parte de la superficie del cuerpo dieléctrico por encima de la cual se genera el plasma, o bien está en movimiento a lo largo de la parte de la superficie del cuerpo dieléctrico por encima de la cual se genera el plasma, en contacto directo con esta superficie o en estrecha proximidad con esta superficie, de tal manera que los electrodos de descarga del sistema de electrodos están embebidos dentro del cuerpo dieléctrico por el mismo lado o cara del material textil tratado. Dicha disposición de electrodos está caracterizada por el hecho de la totalidad o la mayor parte de las líneas de campo eléctrico entran y salen de la tela tratada por el mismo lado de la tela tratada, y por el hecho de que los electrodos de descarga no están en contacto con el plasma eléctrico. Como consecuencia de ello, las líneas de campo eléctrico y los canales de descarga eléctrica tienen la dirección principalmente paralela a las superficies de fibra textil y el tiempo de vida de los electrodos no se ve reducido por la oxidación o la erosión debida a un contacto con el plasma y debida a la abrasión por la tela tratada. Se aplica una tensión eléctrica alterna o pulsante de una magnitud que oscila desde 100 V hasta 100 kV y una frecuencia que oscila desde 50 Hz hasta 1 MHz, entre los electrodos de descarga que sirven para la generación de la descarga. El aparato puede funcionar a través de un amplio intervalo de presiones que oscila desde el orden de 1 kPa hasta el orden de 1.000 kPa, preferiblemente a la presión atmosférica del gas.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en corte transversal y esquemática que ilustra una parte del sistema de electrodos planos para la generación de descarga superficial que puede ser una parte esencial del aparato que se ilustra esquemáticamente en la Figura 3 y en la Figura 4.

La Figura 2 es una vista en corte transversal y esquemática que ilustra una parte del sistema de electrodos con una forma superficial cilíndrica, que está equipado con una estructura auxiliar de electrodos y puede ser una parte sustancial del aparato que se ilustra en la Figura 5.

La Figura 3 es una vista en corte lateral que ilustra esquemáticamente el aparato destinado al tratamiento de materiales textiles desde uno de sus lados, en el cual el material textil tratado es desplazado a lo largo del sistema de electrodos planos que se muestra esquemáticamente en la Figura 1.

La Figura 4 es una vista en corte lateral del aparato destinado al tratamiento de materiales textiles desde ambos lados, en el cual el material textil tratado se desplaza entre dos sistemas de electrodos como el que se ilustra esquemáticamente en la Figura 1.

La Figura 5 es una vista en corte lateral del dispositivo, en el que el material textil tratado se lleva a un contacto íntimo con la superficie cilíndrica del sistema de electrodos que se ilustra esquemáticamente en la Figura 2.

Mejor modo de llevar a cabo la invención Ejemplos Ejemplo 1

En el dispositivo que se utiliza para el tratamiento superficial de materiales textiles desde una de sus caras, el cual se ilustra por la Figura 1, el material textil tratado 4 se desplazaba continuamente sobre la superficie del sistema 1 de electrodos. El sistema 1 de electrodos se ilustra en detalle en la Figura 1. El material textil 4 se desplazaba por medio de dos pares de rodillos 7 y 8 (véase la Figura 3). El espacio entre ambos pares de rodillos se obturó por medio de una pared superior 9, una pared inferior o de fondo 10, y por paredes laterales que no se muestran. Se suministró un gas de trabajo con una presión un poco por encima de la presión atmosférica, al interior del espacio obturado. Se generó un plasma eléctrico en el seno del gas de trabajo, sobre la superficie del sistema 1 de electrodos. El sistema 1 de electrodos se situó sobre la superficie de un enfriador 11.

El sistema 1 de electrodos planos que se ilustra en la Figura 3 y que se muestra en detalle en la Figura 1, el cual se utilizó para generar descargas eléctricas superficiales, comprendía dos electrodos coplanarios 2 y 3 que presentaban la forma de un sistema de tiras paralelas de 2 mm de anchura. La distancia entre las tiras de ambos electrodos 2 y 3 era 0,5 mm. El cuerpo dieléctrico 5 que se muestra en la Figura 1 constaba de una capa A1203 de 0,5 mm de espesor, con los electrodos metálicos coplanarios 2 y 3 depositados por pulverización en vacío y subsiguiente electro-recubrimiento sobre su superficie de fondo, así como de una capa dieléctrica sólida revistiendo la capa A1203 y los electrodos 2 y 3 desde su lado o cara inferior. Se aplicó una tensión eléctrica alterna entre los electrodos 2 y 3. La frecuencia de la tensión era 25 kHz y la tensión era 10 kV de pico a pico.

Ejemplo 2

Se trató una tela de polipropileno no tejida (ligada por hilado, de 15 g/m^{2} y entre 2,8 y 3,2 dtex [10.000 m de hilo pesan entre 2,8 g y 3,2 g]) de acuerdo con la invención. El objetivo era impartir hidrofilia a las superficies de las fibras en todo el volumen de la tela, y en consecuencia, mejorar la permeabilidad de la tela al agua, la orina y otros líquidos. La tela o paño no tejido se trató por el plasma generado en el seno de nitrógeno utilizando el dispositivo descrito en el Ejemplo 1. Se midió el tiempo de penetración o calado del líquido de ensayo a través de la tela utilizando un método ETR 150.3-96 estándar. El tiempo de exposición de 0,8 s dio como resultado una reducción en un factor de 30 en el tiempo de calado.

Ejemplo 3

Se empleó el método de acuerdo con la presente invención para un tratamiento hidrófilo de una tela PLA biodegradable de un peso por unidad de superficie de 15 g/m^{2}. El propósito del tratamiento era impartir hidrofilia a las superficies de las fibras en todo el volumen de la tela y, en consecuencia, mejorar la permeabilidad de la tela al agua, la orina y otros líquidos. La tela se trató utilizando el aparato descrito en el Ejemplo 1, en el plasma de CO_{2}. El tiempo de exposición de 1,2 s tuvo como resultado un valor del tiempo de calado permanente de 3 s.

Ejemplo 4

Se utilizó el método de acuerdo con la presente invención para el tratamiento hidrófilo de una tela de polipropileno no tejida (ligada por hilado, de 18 g/m^{2} y entre 2,8 y 3,2 dtex). El propósito era impartir la hidrofilia a una porción de la tela que tenía la forma de una configuración o diseño dado para su aplicación en la fabricación de pañales para bebés. Se utilizó el aparato descrito en el Ejemplo 1, en el cual la porción de la superficie del cuerpo dieléctrico 5 bajo la que se situaban los electrodos 2 y 3, tenía la forma de un diseño dado, y el movimiento de la tela se interrumpía durante un tiempo de tratamiento de dos segundos. El tratamiento de 2 s dio como resultado una reducción en un factor de 30 del tiempo de penetración o calado en la porción de tela tratada, en tanto que el resto de la tela permanecía seguía siendo hidrófoba.

Ejemplo 5

Se utilizó el método de acuerdo con la presente invención para la activación superficial de un material textil tejido hecho de vidrio-E (E-glass) (210 g/m^{2}, 0,18 mm de espesor), destinado a ser utilizado como refuerzo en materiales compuestos. La tela se trató en el seno de una mezcla de nitrógeno y vapor de agua a 80ºC.

En comparación con un método de activación térmica convencional, un tiempo de tratamiento de 5 segundos dio como resultado una densidad cinco veces superior de grupos OH superficiales, medida por el método ESCA.

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Ejemplo 6

Se empleó el método de acuerdo con la presente invención para la activación superficial de una capa pelicular delgada de una tela no tejida, soplada con fusión por PP y gruesa (200 g/m^{2}), con el propósito de incrementar la energía de la superficie de la tela y sus propiedades adhesivas para la estratificación subsiguiente. Una exposición de la tela de 2 s al plasma generado en el seno de nitrógeno con el ingrediente del 3% de hidrógeno, dio como resultado un incremento de la energía o tensión superficial desde 30 N/m para la tela no tratada a 72 N/m para la tela tratada con el plasma, y las propiedades adhesivas se mejoraron significativamente.

Ejemplo 7

En el aparato que se ilustra en la Figura 3, que se utilizó para un tratamiento de la tela con la forma de un diseño superficial dado, la tela tratada 4 fue desplazada intermitentemente sobre la superficie del sistema 1 de electrodos planos. La tela fue desplazada intermitentemente en toda la longitud del sistema 1 de electrodos en un ciclo de movimiento, utilizando dos pares de rodillos de guía 7 y 8. El espacio entre ambos pares de rodillos se obturó por medio de una pared superior 9, una pared inferior o de fondo 10, y por paredes laterales que no es muestran.

Se suministró un gas de trabajo con una presión un poco por encima de la presión atmosférica al interior del espacio obturado.

Se generó un plasma eléctrico en el seno del gas de trabajo, sobre la superficie del sistema 1 de electrodos. El sistema 1 de electrodos planos ilustrado por la Figura 3 y que se muestra en detalle en la Figura 1, el cual se utilizaba para generar descargas eléctricas superficiales, constaba de dos electrodos coplanarios 2 y 3 que tenían la forma de un sistema de tiras paralelas de 1 mm de anchura. La distancia entre las tiras de ambos electrodos 2 y 3 era 0,5 mm. El cuerpo dieléctrico 5 que se muestra en la Figura 1 consta de una capa A1203 de 0,25 mm de espesor, con los electrodos metálicos coplanarios 2 y 3 depositados por pulverización en vacío y subsiguiente electro-recubrimiento sobre su superficie de fondo, y de una capa dieléctrica sólida que reviste la capa A1203 y los electrodos 2 y 3 desde su cara inferior o de fondo. El sistema 1 de electrodos se colocó sobre la superficie de un enfriador 11. Se aplicó una tensión eléctrica alterna entre los electrodos 2 y 3. La frecuencia de la tensión era 5 kHz y la tensión era 5 kV de pico a pico. Desde una vista en planta según la dirección perpendicular a la superficie del sistema 1 de electrodos, los electrodos 2 y 3 cubrían la porción de superficie del sistema de electrodos correspondiente a la forma de una configuración o diseño dado, en la que se generaba una delgada capa de plasma con la forma del diseño dado.

Ejemplo 8

El dispositivo que se ilustra en la Figura 4 se empleó para el tratamiento textil mediante plasma desde ambos lados o caras de la tela tratada. La tela tratada 4 se desplazó entre dos sistemas 1 de electrodos planos. El sistema 1 de electrodos se ilustra en detalle por la Figura 1. Los sistemas 1 de electrodos utilizados eran idénticos al sistema 1 de electrodos descrito en el Ejemplo 1. La tela tratada 4 se desplazó por medio de dos pares de rodillos 7 y 8. El espacio comprendido entre ambos pares de rodillos se obturó por medio de una pared superior 9, una pared de fondo 10 y por paredes laterales que no se muestran. Se suministró al interior del espacio obturado un gas de trabajo con una presión ligeramente por encima de la presión atmosférica. Se generó un plasma eléctrico en el seno del gas de trabajo, sobre la superficie del sistema 1 de electrodos.

Ejemplo 9

En el aparato de acuerdo con la presente invención, que se ilustra en la Figura 5, el sistema 1 de electrodos tiene la forma de una envolvente de cilindro. La tela tratada 4 se suministró al interior y se extrajo del aparato por medio de dos pares de rodillos 7 y 8. Dentro del dispositivo, la tela tratada 4 se llevó sobre la superficie del sistema 1 de electrodos por medio de un par de rodillos internos de guía 12. El espacio comprendido entre los pares de rodillos 8 y 9 se obturó mediante una pared superior 9, una pared inferior o de fondo 10 y por paredes laterales que no se muestran. Se suministró al interior del espacio obturado un gas de trabajo con una presión un poco por encima de la presión atmosférica. Se generó un plasma eléctrico en el seno del gas de trabajo, sobre la superficie del sistema 1 de electrodos.

La parte exterior del sistema 1 de electrodos que tiene la forma de una envolvente de cilindro, la cual se muestra en detalle en la Figura 2, se hizo a partir de una capa de esmalte de 1 mm de espesor. La capa de esmalte fue depositada sobre la superficie de un cilindro cerámico enfriado, y se embebieron dentro de ella unos electrodos metálicos coplanarios 2 y 3, que tenían la forma de un sistema de tiras paralelas de 1 mm de anchura, siendo la distancia entre las tiras 0,5 mm. La estructura de electrodos auxiliar 11 se situó simétricamente entre los electrodos 2 y 3, de tal manera que la distancia entre la superficie de la estructura de electrodos auxiliar 11 y la superficie del sistema 1 de electrodos era 0,25 mm. La estructura de electrodos auxiliar 11 estaba hecha a partir de cables metálicos de 0,5 mm de diámetro. El cilindro con el sistema 1 de electrodos sobre su superficie giraba y portaba la tela trataba 4 sobre su superficie. La frecuencia de la tensión aplicada entre los electrodos 2 y 3 era 5 kHz y la tensión era 12 kV de pico a pico.

Lista de los símbolos de referencia utilizados

1: sistema de electrodos

2: primeros electrodos eléctricamente conductores

3: segundos electrodos eléctricamente conductores

4: material textil tratado

5: cuerpo dieléctrico

6: estructura de electrodos auxiliar

7: par de rodillos de guía

8: par de rodillos de guía

9: pared superior

10: pared inferior o de fondo

11: enfriador

12: par de rodillos de guía internos.

Claims

1. Un método para tratar materiales textiles tejidos y no tejidos, que comprende un tratamiento superficial de fibras que están situadas dentro de los materiales textiles o en la superficie de los materiales textiles, caracterizado porque los materiales son afectados por plasma eléctrico generado por descargas eléctricas iniciadas utilizando un sistema (1) de electrodos que comprende al menos dos electrodos eléctricamente conductores (2, 3), situados dentro de un cuerpo dieléctrico (5), del mismo lado o cara del material textil (4) tratado, en el cual se aplica una tensión de una frecuencia de 50 Hz a 1 MHz y con una magnitud de 100 V a 100 kV entre los electrodos (2, 3) del sistema de electrodos, y el sistema (1) de electrodos se sitúa en el seno de un gas a una presión de 1 kPa a 1.000 kPa, de tal modo que el plasma eléctrico es generado sobre una porción de la superficie del cuerpo dieléctrico (5), sin que haya contacto con los electrodos eléctricamente conductores (2, 3).

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho material tratado (4) está en contacto con la superficie del cuerpo dieléctrico (5) en la que están situados los electrodos (2, 3).

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la iniciación de la descarga eléctrica y la generación del plasma se ve facilitada por la adición de una estructura de electrodos auxiliar (6) que forma parte del sistema (1) de electrodos y está situada dentro del cuerpo dieléctrico (5).

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la tensión eléctrica aplicada a la estructura de electrodos auxiliar (6) es diferente de la tensión aplicada a los otros electrodos eléctricamente conductores (2, 3) del sistema (1) de electrodos.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material textil (4) es tratado en forma de una configuración o diseño plano dado, en contacto con el plasma generado sobre la superficie del cuerpo dieléctrico bajo la cual están situados los electrodos (2, 3) y que tiene la forma del diseño dado.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1 y la reivindicación 2, caracterizado porque el material textil tratado (4) es desplazado a lo largo del cuerpo dieléctrico (5) dentro del cual están situados los electrodos (2, 3).

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material textil tratado (4) es desplazado entre dos sistemas de electrodos, de modo que uno de los sistemas (1) de electrodos está situado en uno de los lados o caras del material textil tratado (4) y el segundo sistema (1) de electrodos está situado en la cara opuesta del material textil tratado (4).

8. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material textil tratado (4) es impulsado sobre la superficie del sistema de electrodos.

9. Un aparato de tratamiento de tela que proporciona medios para el tratamiento superficial de fibras de materiales textiles tejidos y no tejidos que están situadas dentro de los materiales textiles o en la superficie de los materiales textiles, caracterizado porque contiene un sistema (1) de electrodos que comprende al menos dos electrodos eléctricamente conductores (2, 3), situados dentro de un cuerpo dieléctrico (5), del mismo lado o cara del material textil tratado (4), en el cual se aplica una tensión de una frecuencia de 50 Hz a 1 MHz y con una magnitud de 100 V a 100 kV entre los electrodos (2, 3) del sistema (1) de electrodos, y el sistema (1) de electrodos está situado en el seno de un gas a una presión de 1 kPa a 1.000 kPa, de tal modo que el plasma eléctrico es generado sobre una porción de la superficie del cuerpo dieléctrico (5), sin que haya contacto con los electrodos eléctricamente conductores (2, 3).

10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque los electrodos eléctricamente conductores (2, 3) son paralelos a la porción de la superficie del cuerpo dieléctrico (5) sobre la que se genera el plasma eléctrico.

11. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la porción de la superficie del cuerpo dieléctrico (5) bajo la que están situados los electrodos (2, 3) tiene la forma de una configuración o diseño dado.

12. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende adicionalmente una estructura de electrodos auxiliar (6) que también está situada dentro del cuerpo dieléctrico (5).

13. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque contiene dos sistemas (1) de electrodos, situados a ambos lados o caras del material textil (4) afectado por el plasma, de manera que cada uno de dichos sistemas (1) de electrodos comprende electrodos eléctricamente conductores (2, 3) que están situados dentro de dicho cuerpo dieléctrico (5), y en el cual se aplica una tensión de una frecuencia de 50 Hz a 1 MHz y con una magnitud de 100 V a 100 kV entre los electrodos (2, 3) de cada sistema (1) de electrodos.

14. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque una porción del sistema (1) de electrodos tiene la forma de una superficie plana, una superficie curvada o una superficie cilíndrica.

15. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque una parte del cuerpo dieléctrico (5) está hecha a partir de un material ferroeléctrico.

16. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque una parte del cuerpo dieléctrico (5) está hecha a partir de un material dieléctrico líquido.

17. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque los bordes de los electrodos eléctricamente conductores (2, 3) están curvados.

18. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque una parte del cuerpo dieléctrico (5) contiene MgO.

19. El aparato de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque los bordes de los electrodos de la estructura de electrodos auxiliar (6) están curvados.