MX2008008214A - Tratamiento lateral especifico de textiles usando plasmas. - Google Patents

Abstract

Se describe un aparato (10) y método para generar especies químicas activas de fase gaseosa, adecuadas para procesar selectivamente un lado de un textil (16) o material no tejido. El procesamiento incluye ataque químico o remoción de revestimientos, como ejemplos. Se usa un plasma (22) de baja temperatura para producir un gas ionizado que contiene especies radicales, átomos, iones, y electrones, algunos de los cuales son adecuados para remover o modificar el revestimiento. Para los propósitos de la presente invención, el plasma se puede generar en un vacío, o a presión atmosférica. Se pueden usar descargas de barrera dieléctrica, chorros de plasma a presión atmosférica, descargas de micro-cátodo hueco, efectos corona, o plasmas producidos por una descarga de microondas o energía suministrada por láser, para generar las especies requeridas.

Description

TRATAMIENTO LATERAL ESPECÍFICO DE TEXTILES USANDO PLASMAS Campo de la Invención La presente invención se refiere en general al acabado de telas no tejidas y textiles, y de manera más particular, al uso de una especie generada por plasma para tratamiento lateral especifico de tejas tejidas, tejidas por punto y no tejidas y fieltros y alfombras.

Antecedentes de la Invención Los textiles incluyen artículos de ropa, muebles para el hogar, alfombras, y telas no tejidas, tal como ropa desechable y toallas utilitarias, en general son bidimensionales , plegables y hechas de fibras o materiales fibrosos que consisten de componentes naturales o hechos por el hombre. La manufactura de textiles incluye producción y preparación de fibras así como procesos de acabado que se aplican a textiles cerca del término del proceso de manufactura. Los pasos de acabado pueden incluir la adición de un agente anti-arrugamiento; la adición de un agente suavizante para mejorar la "mano" de la tela; la adición de un producto químico retardante a la flama para reducir la inflamabilidad del producto; o la adición de un tratamiento basado en fluoroquímicos o hidrocarburos para reducir la descoloración del textil o para mejorar la resistencia a penetración por líquidos. Se pueden aplicar varios procesos de acabado al mismo tiempo; puede haber más de diez pasos en algunas operaciones de acabado de ropa. El uso de múltiples acabados en textiles ha incrementado en años recientes . a satisfacer las demandas al consumidor para telas que no se arruguen ni descoloren, que tengan una sensación suave y confortable, y que se puedan limpiar fácilmente. Algunos acabados se diseñan para contrarrestar las propiedades naturales de las fibras que se usan en la manufactura del textil. Por ejemplo, el algodón es naturalmente absorbente y transpira bien, haciéndolo fresco y confortable de usar; sin embargo, estas características también permiten que el tejido de algodón se descolore fácilmente, absorba agua, y se seque lentamente. Como otro ejemplo, el tejido de poliéster tiende a ser hidrófobo; por lo tanto es naturalmente repelente a manchas. Sin embargo, el poliéster no absorbe bien la transpiración y por lo tanto puede sentirse "caliente" a ciertos usuarios. Para superar estas desventajas, los fabricantes textiles adicionan frecuentemente productos químicos de acabado para volver hidrófobo al algodón, y por lo tanto menos propenso a absorber agua o manchas, o para volver más hidrófilo al poliéster, y por lo tanto más confortable al uso. El uso de procesos de acabado no se limita a la ropa; el cortinaje puede estar propenso a desvanecimiento, y por lo tanto puede beneficiarse de la adición de un revestimiento resistente a desvanecimiento. Sin embargo, ese mismo revestimiento puede degradar la apariencia del producto como se ve desde el interior, donde no se necesita la resistencia al desvanecimiento. Se puede tratar una toallita no tejida con un producto químico hidrófilo para incrementar su capacidad para absorber derrames, pero puede ser deseable prevenir que el líquido absorbido penetre al otro lado de la toallita. Sería deseable desarrollar un método de tratamiento, por el que se puedan exponer los textiles bi-dimensionales a tratamientos de acabado que son diferentes, o tengan diferentes propiedades en cada lado. Por ejemplo, un artículo de ropa puede tener revestimiento repelente a manchas y agua en el exterior, y ser absorbente a agua en el interior, de modo que esté libre de manchas, en tanto que permanezca confortable al usuario. De manera similar, un cortinaje que tiene un revestimiento reflexivo o brillante, resistente a desvanecimiento en el lado que da hacia el exterior, puede tener una apariencia satinada, suave en el lado que da hacia el interior de un cuarto donde no se necesita la resistencia a desvanecimiento. La capacidad de limpiar, o remover, manchas del producto, se mejora al permitir que se presente el proceso de liberación de manchas desde el interior del tejido o tela. Las dificultades en el logro de los tratamientos de doble funcionalidad resultan por lo tanto de los métodos más comúnmente usados para la aplicación del tratamiento de acabado; el proceso de sumergir y curar, o el proceso de sumergir y secar. Es decir, la mayoría de los acabados se aplica al jalar el tejido o tela a través de un baño líquido de producto químico que contiene una formulación para impartir el acabado deseado cuando se seca o cura el tejido o tela, por ejemplo, en un paso térmico subsiguiente. Debido a que no hay manera fácil o barata de mantener los productos químicos líquidos en un solo lado del tejido o tela, el material completo, incluyendo ambos lados, se trata simultáneamente. Los métodos anteriores para lograr funcionalidad específica de un lado incluyen aquellos descritos en las patentes de los Estados Unidos números 5,065,600, 5,312,667 y 6,151,928, donde los hilos hidrófilos e hidrófobos se tejen en un textil compuesto que tiene caras absorbente y no absorbente, opuestas. Estos métodos son específicos a tela tejida por punto y requieren patrones de tejido muy específicos. Un textil compuesto en el cual los tejidos hidrófobos e hidrófilos se cosen con untamente dando por resultado una zona exterior que proporciona una función a prueba de fugas y una zona interior hidrófila que permite que se transfiera masa y calor a una zona intermedia entre los dos tejidos o telas se describe en la patente de los Estados Unidos número 6, 955, 999. Este método es aplicables tipos más generales de tejidos, pero es más probable que dé por resultado comodidad reducida. En la patente de los Estados Unidos número 6,187,391 se describe un método basado en plasma para lograr acabado especifico de un lado; sin embargo, el método requiere la aplicación de un agente de apresto a un lado del tejido o tela para enmascarar el efecto del tratamiento de plasma en ese lado. El paso de enmascaramiento se sigue por tratamiento con plasma y polimerización de injerto subsiguiente de un revestimiento sobre el lado no enmascarado, tratado con plasma. Finalmente, el apresto se debe remover para volver a ganar la funcionalidad original en el lado enmascarado. La aplicación en un solo lado del apresto es un proceso complejo, que presenta las mismas dificultades que se encontrarían si se aplicara un acabado funcional selectivamente en un lado de la tela o tejido. Sin embargo, la polimerización de injerto, donde se induce la polimerización iniciada por radicales, por radicales residuales dejados en la superficie de tejido o tela después del tratamiento con plasma, es un proceso relativamente lento que toma decenas de minutos o aún horas de exposición a monómeros en fase gaseosa. Por consiguiente, es un objeto de la presente invención proporcionar un método y aparato para procesar selectivamente un lado de una tela o tejido tratado de una manera tal que el otro lado de la tela o tejido permanezca esencialmente sin afectar. Otro objeto de la invención es proporcionar un método y aparato para remover selectivamente un revestimiento de un lado de una tela o tejido revestido, tal que el revestimiento en el otro lado del tejido permanezca esencialmente sin afectar. Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un método y aparato para unir selectivamente grupos funcionales químicos a la superficie de un tejido revestido o material no tejido o revestido en un solo lado, tal que los grupos funcionales químicos impartan una propiedad diferente a ese lado de los que estaban originalmente presentes en el mismo. Aún otro objeto de la invención es proporcionar un método y aparato para remover selectivamente una porción de o todo el revestimiento hidrófobo de un lado de un textil revestido, tal que el textil se pueda tratar con un segundo revestimiento que sólo se adherirá al lado no hidrófobo. Los objetos, ventajas y nuevas características adicionales de la invención se expondrán en parte en la descripción que sigue, y en parte llegarán a ser evidentes para aquellos expertos en la técnica en el examen de lo siguiente o se pueden aprender por prácticas de la invención. Los objetos y ventajas de la invención se pueden realizar y lograr por medio de la instrumentación y combinaciones particularmente señaladas en las reivindicaciones anexas.

Breve Descripción de la Invención Para lograr los objetos anteriores y otros, y de acuerdo con los propósitos de la presente invención, como se incorpora y describe ampliamente en la presente, el método para procesar selectivamente un revestimiento en un lado elegido de un textil revestido de dos lados, un material no tejido, revestido, de dos lados, sin afectar significativamente el revestimiento en el otro lado, incluye los pasos de: generar especies químicas reactivas en un plasma de baja temperatura próximo a un lado del textil revestido o material no tejido revestido; exponer el lado elegido del textil o material no tejido al plasma durante un periodo de tiempo efectivo para procesar el revestimiento en el lado elegido; mantener el otro lado del textil o material no tejido en proximidad a una superficie impermeable a plasma tal que el revestimiento en el otro lado del textil o material no tejido esté sustancialmente sin afectar por las especies reactivas. En otro aspecto de la presente invención, de acuerdo con sus objetos y propósitos, el aparato para procesar selectivamente un revestimiento en un lado elegido de un textil revestido de dos lados o un material no tejido, revestido, de dos lados, sin afectar significativamente el revestimiento en el segundo lado, del mismo, incluye: una fuente de plasma de baja temperatura para generar especies químicas reactivas próximas al lado elegido del textil revestido o el material no tejido revestido, efectivas para procesar el lado elegido del textil revestido o el material no tejido revestido; una superficie impermeable a plasma y medios para mantener el segundo lado del segundo textil o material no tejido en proximidad a la superficie impermeable a plasma tal que el revestimiento en el segundo lado del textil o del material no tejido esté sustancialmente sin afectar por las especies reactivas, y se procese el lado elegido del textil o el material no tejido. Los beneficios y ventajas de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, remover de manera selectiva o tratar de otro modo un lado de un tejido o tela revestido en ambos lados.

Breve Descripción de las Figuras Las figuras anexas, que se incorporan en y forman una parte de la especificación, ilustran varias modalidades de la presente invención, y junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención. La Figura 1 es una representación esquemática de un aparato de plasma para remoción selectiva o tratamiento selectivo del revestimiento de un lado de un tejido o tela revestido en ambos lados, usando geometría de electrodos cilindricos concéntricos, en donde el tejido o tela se mantiene contra el electrodo conectado a tierra. La Figura 2 es una representación esquemática de otra modalidad de un aparato de plasma para remoción selectiva o tratamiento selectivo de un revestimiento en un lado de una tela o tejido revestido en ambos lados, usando electrodos planos, llanos que tienen superficie impermeable, en donde el tejido o tela se mantiene contra el electrodo conectado a tierra. La Figura 3 muestra la remoción selectiva de un revestimiento de un lado de un tejido o tela revestido en ambos lados usando el procedimiento de plasma de la presente invención, conforme el tejido o tela se mueve a través del plasma; el revestimiento disminuye gradualmente en espesor conforme se incrementa el tiempo de residencia del revestimiento expuesto hasta que se remueve completamente, en tanto que el revestimiento en el lado del tejido o tela cerca de o que toca el electrodo permanente sustancialmente sin alterar durante el paso del tejido o. tela a través del plasma.

La Figura 4 muestra la remoción resultante del revestimiento por el plasma si el tejido o tela revestida no se mantiene cerca a o contra un electrodo durante el paso a través del plasma; el revestimiento se remueve de ambos lados del tejido o tela, exponiendo de este modo el tejido o tela descubierta. La Figura 5 muestra un plasma generado de una pluralidad de descargas de cátodos huecos que resulta de la adición de espigas (o agujeros) sobre (en) los electrodos; el plasma resultante se mejora en la vecindad de las espigas o agujeros, lo que provoca el revestimiento expuesto al plasma mejorado de ataque dejando el tejido o tela expuesta, descubierta . La Figura 6 muestra el efecto después del teñido en la tela o tejido que se ha desprendido o tratado usando una técnica de inmersión o relleno después de aplicar el método mostrado en la Figura 5 del mismo; es decir, donde están presentes tiras de revestimiento hidrófobo, se impide la impregnación del tejido o tela por el tratamiento de tinte acuoso, en tanto que el revestimiento se ha desprendido por el plasma creado por el diseño del electrodo de la Figura 5, el tratamiento de tinte acuoso penetra el tejido o tela, produciendo de este modo un patrón de tinte en rayas.

Descripción Detallada de la Invención De manera breve, la presente invención incluye el uso de plasma de baja temperatura (=250°C) para generar especies químicas activas en fase gaseosa adecuadas para procesar selectivamente un lado de un textil revestido o material no tejido. El procesamiento, como se usa en la presente, incluye modificar, atacar o desprender un revestimiento de una superficie, como ejemplos. Un plasma es un gas ionizado que contiene especies radicales, átomos, iones, y electrodos, algunos de los cuales son adecuados para remover o modificar revestimientos aplicados a un textil o material no tejido. Para los propósitos de la presente invención, el plasma de baja temperatura se puede generar en un vacío, o a una presión atmosférica. Se pueden usar, para generar las especies requeridas, descargas de barrera dieléctrica, chorros de plasma a presión atmosférica, descargas de microcátodos huecos, efectos corona, o plasmas producidos por una descarga de microondas o energía suministrada por láser. Los procesos convencionales de acabado de telas o tejidos se pueden aplicar en ambos lados del tejido o tela, así como a todo lo largo del tejido o tela, e incluyen películas, polímeros o productos químicos impregnados. Los productos químicos impregnados pueden formar un revestimiento superficial en las superficies exteriores del tejido o tela, o pueden formar tanto un revestimiento superficial y rellenar el interior del tejido. Los acabados pueden incluir tratamiento químico retardante al fuego, un revestimiento para reducir el desvanecimiento del tejido o tela a la luz ultravioleta, un revestimiento antimicrobiano, un revestimiento repelente a manchas o agua, un revestimiento de liberación de suciedad, o un revestimiento de absorción de agua, o combinaciones de los mismos, como ejemplos. Los procesos de acabado de telas o tejidos pueden proporcionar telas o tejidos con revestimientos que tienen diferente espesor y diferentes propiedades en cada lado de la tela o tejido. La presente invención se puede aplicar a todas estas situaciones, así como al tratamiento selectivo de una superficie de tela o tejido sin acabado. Este procesamiento inicial se puede seguir por la modificación o desprendimiento del acabado selectivamente en un lado de la tela o tejido usando tratamiento de plasma de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Se ha encontrado por los presentes inventores que si un lado del textil revestido se expone al plasma, en tanto que el otro lado del textil se mantiene en proximidad cercana a una superficie impermeable a las especies de plasma, el plasma puede remover o modificar selectivamente un lado del revestimiento aplicado. El lado de la tela o tejido que da hacia la superficie impermeable se protege de la modificación o remoción por las especies químicas generadas en el plasma. Se debe mencionar que si el tejido o tela se presiona contra la superficie impermeable con alguna fuerza o simplemente adyacente a la superficie, o en la vecindad del mismo, dependerá de cuánta superficie protegida se puede remover o modificar sin volver insignificante la diferencia en las propiedades entre esa superficie y la superficie que se procesa o remueve de manera deliberada. Para procesar grandes cantidades de tela o tejido, el textil se puede mover a través del plasma a velocidades elegidas tal que el textil pase una cantidad efectiva de tiempo en el plasma. En algunas situaciones, el tratamiento de plasma puede proporcionar ligandos funcionales que tienen propiedades deseables adicionales a la superficie de la tela o tejido en el lado que da hacia el plasma; el revestimiento en el lado protegido se retiene esencialmente como se reviste, y puede tener diferente funcionalidad que el lado procesado con plasma. El presente aparato y método por lo tanto se puede usar para lograr una tela o tejido deseado de doble funcionalidad. En algunas situaciones, el textil revestido se puede presionar contra uno de los electrodos formadores de plasma, tal como el electrodo de tierra o el electrodo eléctricamente accionado, tal que el revestimiento en el lado del textil que da hacia el electrodo se procesa de la remoción química, o desprendimiento, provocado por el plasma. Si el tiempo de residencia de la tela o tejido en el plasma se elige correctamente, el revestimiento en él lado de la tela o tejido que da hacia el electrodo de protección permanecerá esencialmente sin tocar, en tanto que el revestimiento que da hacia el plasma se modificará o removerá, si está correcto el tiempo de residencia en el plasma. Por supuesto, al exceder grandemente el tiempo requerido para remover el plasma, el revestimiento en el lado de la tela o tejido que da hacia el plasma puede tener un efecto perjudicial en el lado protegido de la tela o plasma, como resultado de la difusión de las especies químicas activas a través de la tela o tejido, o una presión atmosférica. De manera similar, la sub-exposición de la tela o tejido al plasma dará por resultado remoción insuficiente o parcial del revestimiento en la tela o tejido en el lado que da hacia el plasma. La cantidad de tiempo requerida para la exposición en el plasma para que tenga el efecto deseado de remoción selectiva del revestimiento de tela o tejido en sólo un lado, depende de la concentración y tipo de especies químicas activas en el plasma y del espesor y reactividad del revestimiento. Los tiempos de tratamiento pueden variar entre aproximadamente 0.1 s a 50 s. Sin embargo, para operaciones de alto volumen tal como aquellas encontradas en el acabado textil, la tela o tejido se está moviendo continuamente a velocidades típicamente entre 50 y 120 yardas/min. De esta manera, para un tiempo de residencia de 10 s, y una velocidad lineal para la tela o tejido de 100 yardas/min, el plasma tendrá que ser de aproximadamente 60 pies de largo para procesar la tela o tejido; pueden ser ventajosos tiempos más cortos de residencia o velocidades más lentas de línea. En algunas situaciones, puede ser deseable remover o tratar secciones elegidas de un revestimiento de un lado de la tela o tejido en lugar del revestimiento completo. Esto se puede hacer para impartir funcionalidad limitada al revestimiento, tal como permitir la absorción de líquidos en sólo regiones seleccionadas del tejido o tela, como un ejemplo, y se puede lograr al remover selectivamente un revestimiento hidrófobo inicialmente aplicado de sólo las regiones elegidas de la tela o tejido en el lado que da hacia el plasma. El tratamiento subsiguiente de la tela o tejido entonces puede presentarse sólo en aquellas porciones de las cuales se removió o trató el revestimiento, puesto que las porciones restantes de la tela continuarán siendo no absorbentes debido al tratamiento inicial repelente al agua. Este tratamiento se puede usar para teñir selectivamente un patrón en la tela o tejido, como un ejemplo. Como se describirá en mayor detalle más adelante en la presente, se puede usar un plasma generado usando electrodos que tienen una serie de ranuras o muescas, o uno generado usando una serie de descargas de cátodos huecos, para producir este tratamiento de revestimiento parcial. Ahora se hará referencia en detalle a las presentes modalidades preferidas de la presente invención, los ejemplos de las cuales se ilustran en las figuras anexas. Se marca una estructura similar o idéntica usando rótulos idénticos. Volviendo ahora a las figuras, la Figura 1 es una representación esquemática de una vista lateral de una modalidad del aparato 10 de la presente invención para remoción selectiva de revestimientos por exposición a especies reactivas producidas por un plasma generado por electrodos cilindricos. También se debe mencionar que aunque el método y el aparato de la presente invención se describirán de principio a fin usando remoción de revestimiento como el proceso realizado usando el plasma, también se anticipan otros tratamientos de revestimiento usando el plasma. La cámara 12 de proceso que se puede operar a presión atmosférica o bajo vacio, tiene orificios 14a y 14b a través de los cuales entra y sale la tela o tejido 16 de la cámara 12, respectivamente. La tela o tejido 16, que tiene un revestimiento anteriormente aplicado, se muestra que se jala contra electrodos giratorios conectados a tierra, impermeables, cilindricos 18, que giran alrededor del eje 20. El plasma 22, se abate sobre, típicamente, entre el electrodo 18 y el electrodo concéntrico 24, que se pueden accionar por corriente eléctrica alterna o suministro 26 de energía de radiofrecuencia, la salida del cual entra la cámara 12 a través de la alimentación directa 28. El gas 30 de alimentación entra a la cámara 12 a través del tubo 32 que también pasa a través de la alimentación directa 28. El tubo 32 se conecta a un suministro de gas comprimido (no mostrado) , y si el plasma se opera en un vacío parcial, entonces se hará un sello hermético a gas donde la alimentación directa 28 entra a la cámara 12. La conexión eléctrica 34 al electrodo 24 se muestra en la Figura 1; sin embargo, el electrodo 18 se puede accionar si se conecta a tierra el electrodo 24. El suministro 26 de enfermedad puede proporcionar energía de ca típicamente en el intervalo de entre 50 KHz y 100 MHz, o una densidad de energía entre 10 y 100 /pulgada2. Se han probado frecuencias de 13.56 y 27.1 MHz y se han encontrado útiles en la práctica del método de la presente invención. Se anticipa que también se usará 40.1 MHz. No mostrado en la Figura 1 está un escape para los gases producidos del tratamiento de revestimiento de tela o tejido. Estos gases pueden escapar a través de los orificios 14a y 14b en el caso donde el plasma se opere a presión atmosférica. El diámetro del electrodo 18 se elige tal que el tiempo que pasa la tela o tejido expuesta al plasma 22 es suficiente para que las especies activas producidas en el plasma traten completamente al revestimiento. Si es alta la velocidad lineal de la tela o tejido y es demasiado corto el tiempo de exposición al plasma para tratar el revestimiento por un diámetro práctico de electrodo, entonces se pueden usar múltiples cámaras de proceso para aumentar el tiempo y las velocidades en que la tela se expone al plasma, o se puede reducir la velocidad lineal. En general, el electrodo 18 se hará girar de una manera continua; sin embargo, se anticipa que se pueden usar movimientos intermitentes para lograr ciertos efectos. Adicionalmente , en las propiedades del plasma, tal como intensidad y las especies presentes, se pueden alterar durante una corrida de la tela o tejido, también para lograr ciertos efectos deseados. Para una descarga de barrera dieléctrica, cualquiera o ambos electrodos 18 y 24 tendrán un revestimiento superficial dieléctrico, tal como vidrio, cerámica o teflón. En la Figura 2 se muestra esquemáticamente una vista lateral de una segunda modalidad del aparato de la presente invención. La tela o tejido 16 anteriormente revestido entra y sale de la cámara 12 de proceso a través de los orificios 14a y 14b, respectivamente. Los electrodos planos 36 y 38 generan el plasma 22. Como en la Figura 1, se suministra energía eléctrica a un electrodo 36 por el generador 26 de radiofrecuencia a través del alambre 34 (mostrado con acoplamiento capacitivo) que entra en la cámara 12 de proceso a través de la alimentación directa 28. Los gases 30 de proceso se introducen en la cámara 12 de proceso por la linea 32 de gas que también entra a la cámara 12 de proceso a través de la alimentación directa 28. Los rodillos 40a y 40b, mantienen a la tela o tejido' 16 contra la superficie 38 del electrodo (impermeable) , que se puede conectar a tierra. Similar a la modalidad mostrada en la Figura 1 de la misma, si no es suficiente el tiempo de exposición de la tela o tejido al plasma para procesar completamente el revestimiento del lado no protegido de la tela o plasma, se pueden usar múltiples fuentes de plasma o cámaras de proceso para incrementar el tiempo total de plasma. La Figura 3 muestra la dependencia en el tiempo del proceso de remoción de revestimiento selectivo de un lado de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. La tela o tejido 16 se ilustra en un tamaño exagerado, mostrando los revestimientos 16a y 16b inicialmente en ambos lados de los mismos. Conforme la tela o tejido 16 se mueve de izquierda a derecha (flecha)' a través del plasma 22 entre electrodos planos 36 y 38 con el revestimiento 16b de la tela o tejido 16 que se coloca en proximidad cercana a la superficie impermeable a gas del electrodo 38, el revestimiento 16a, que se expone al plasma 22, se ataca exponiendo la tela o tejido descubierto 16c. En el lado que da hacia el electrodo 38, el revestimiento 16b permanece sustancialmente sin alterar a todo lo largo de la exposición de la tela o tejido al plasma. El tejido o tela descubierta 16 puede tener propiedades diferentes que aquellas del tejido o tela revestida, y puede absorber agua, como un ejemplo, en tanto que la superficie 16b, puede repeler agua, también como un ejemplo. Se debe mencionar que si la tela o tejido 16 con los revestimientos 16a y 16b no se mantiene en la proximidad de uno de los electrodos 36 ó 38, el resultado se muestra en la Figura 4; ambos revestimientos 16a y 16b se remuden de una manera sustancialmente igual de ambos lados de la tela o tejido, exponiendo de este modo la superficie 16c y 16d de tela o tejido descubierto. La cantidad de presión que la tela o tejido 16 debe mantener contra una superficie impermeable a gas de plasma para evitar el procesamiento de plasma del lado no expuesto al plasma se determina por experimento para la clase de plasma que se emplea. Es decir, bajo algunas circunstancias, la ubicación más próxima de la superficie revestida de la tela o tejido a la superficie impermeable será suficiente, en tanto que en otras, se requerirá contacto entre el revestimiento y la superficie.

La Figura 5 muestra una tercera modalidad del aparato de plasma de la presente invención en el cual el electrodo 42 puede estar equipado con una pluralidad de espigas 44 (o agujeros; no mostrados, pero equivalentes en operación a las espigas 44), o se pueden ranurar o acanalar. Esta configuración de electrodo crea un plasma mejorado, llamado el efecto de cátodo hueco, en la vecindad de las espigas o ranuras 44 lo que provoca remoción más rápida u otro procesamiento de revestimiento en estas regiones 46 mejoradas, localizadas. Cualquiera de los electrodos 38 ó 42 en la Figura 5 se pueden energizar, y el otro electrodo se puede conectar a tierra. En general, a fin de lograr los resultados de procesamiento más favorables, el lado protegido de la tela que se va a tratar se mantiene en la vecindad de o en contacto con una superficie plana impermeable a plasma. Los electrodos impermeables a plasma, planos, tanto energizados como conectados a tierra se pueden usar para este propósito. Si el movimiento de la tela o tejido se dirige en o fuera del papel en la Figura 5, se removerá una tira de revestimiento 16a de la superficie de la tela o tejido 16 que da hacia el plasma, dejando tiras expuestas de tejido o tela descubierta 16c. El tejido se puede grabar con patrones de esta manera; se pueden realizar diseños o matizaciones alternativas (si se tiñen subsecuentemente) al variar la estructura y forma del electrodo 42. Como un ejemplo, si la tela o tejido producido en la Figura 5 tiene originalmente un revestimiento repelente a agua que se removió en tiras, y el tejido o tela resultante se sumergió subsiguientemente en un baño químico o baño de tinte, el resultado se ilustra en la Figura 6. En la Figura 6, el revestimiento hidrófobo 16a impide la absorción de tinte o productos químicos acuosos del lado que estaba dando hacia el electrodo de superficie impermeable en la Figura 5. Debido a que las tiras de tela o tejido descubierto 16c se producen en el lado 16a de la tela o tejido 16 que está dando hacia el plasma mejorado 46 en la Figura 5, se presentará absorción de líquido en estas regiones, conduciendo a secciones teñidas o tratadas 16d. Esta realización de patrones se puede usar para diseño de modas. Se debe mencionar que se espera y se muestra en la Figura 6 alguna migración horizontal de los productos químicos usados en el tratamiento. Al tener una presencia alternante, debe ser más fácil observar visualmente cambios colorimétricos regulares en la tela o tejido, y el revestimiento 16b en el lado del tejido usado contra el cuerpo de un usuario, puede servir para proteger al usuario en la exposición a los productos químicos usados para impregnar la tela o tejido. Se debe mencionar que las Figuras 3, 4 y 5 no muestran las conexiones eléctricas o de gas, puesto que éstas pueden ser las mismas como aquéllas de las Figuras 1 y 2. También no se muestra la cámara de procesos y los medios para mover la tela o tejido a través del electrodo. Habiendo descrito en general el presente aparato, la operación del mismo se describe en los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1 i La Tabla 1 ilustra gases de proceso (en todos los casos He fue el gas de mayoría) , la potencia de radio frecuencia, los revestimientos hidrófobos, el tiempo de residencia en el plasma y las medidores de hidrofobicidad e hidrofilicidad para varias muestras de tela de gabardina 100 % de algodón anteriormente tratada con un material repelente/de liberación de manchas (DuPont HT o Nanotex) , expuesto a un plasma de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. La tela se mantiene contra el electrodo de tierra. Para determinar la hidrofobicidad de una muestra, se usó la Prueba de Repelencia a Agua III de 3M. Esta prueba usa diferentes concentraciones de alcohol isopropílico y agua para crear mezclas que tienen tensión superficial conocida. La mezcla entonces se coloca en la muestra para imitar una mancha penetrante, y la muestra se tasa en base a su capacidad para repeler una cierta tensión superficial. Las muestras con una tasa de 12 son las más hidrófobas, y las muestras con tasa de 0 son las menos hidrófobas y absorberán agua. Tabla 1 Muestra Gas Tela o Tiempo de No Frente , Post. tejido resid. (seq) Tratados 1 NH3 0.06 Pant Gap Khakis 30 8 4 0 2 NH3 0.125 Pant Gap Khakis 800 30 4 0 3 NH3 0.25 Pant Gap Khakis 920 50 4 o 4 NH3 0.125 Pant Gap Khakis 450 30 5 2 5 NH3 0.125 Pant Clásico Cambridge 800 25 4 0 6 02 0.125 Pant Clásico Cambridge 800 15 7 6 0 7 02 1.0 Pant Clásico Cambridge 800 5 7 6 0 8 02 2.0 Pant Clásico Cambridge 800 5 7 6 0 9 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 1400 5 7 6 o 02 6.0 Pant Clásico Cambridge 1400 5 7 6 o 11 02 7.0 Pant Clásico Cambridge 1400 5 7 6 o 12 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 1400 10 7 6 o 13 02 5.0 Pant Clásico Cambridge 1600 5 7 6 o 14 02 2.0 Pant Clásico Cambridge 2000 5 7 o 15 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 2000 5 7 o 16 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 2000 7 o 17 02 1.0 Pant Clásico Cambridge 1400 5 5* 18 02 2.0 Pant Clásico Cambridge 1400 5 5* 19 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 2000 3 5.5* Muestra Gas % Tela o Tiempo de No Frente gas tejido resid. (seg) Tratados 20 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 2000 5 7* 21 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 2000 7 14* 22 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 2000 9 22* 23 02 2.0 Pant Clásico Cambridge 2000 3 6* 24 02 2.0 Pant Clásico Cambridge 2000 5 9* 02 2.0 Pant Clásico Cambridge 2000 7 10.5* 26 02 2.0 Pant Clásico Cambridge 2000 9 13* 27 02 5.0 Pant Clásico Cambridge 2000 3 6.5* 28 02 5.0 Pant Clásico Cambridge 2000 5 25* 29 02 5.0 Pant Clásico Cambridge 2000 7 25* 02 5.0 Pant Clásico Cambridge 2000 9 25* 31 02 3.0 Camisa Dockers Prostyle 2000 3 15* 32 02 3.0 Camisa Dockers Prostyle 2000 5 0 20.5* 33 02 3.0 Camisa Dockers Prostyle 2000 7 0 25* 34 02 3.0 Camisa Dockers Prostyle 2000 9 0 25.5* 02 3.0 Camisa Dockers Prostyle 2000 1 1 6.5* 36 02 3.0 Camisa Dockers Prostyle 1000 3 7.5* 37 02 3.0 Camisa Dockers Prostyle 800 3 6.5* 38 02 1.0 Camisa Dockers Prostyle 500 3 5* 39 02 0.125 Camisa Dockers Prostyle 500 3 5* 40 02 0.125 Camisa Dockers Prostyle 500 5 5* 41 02 0.5 Camisa Dockers Prostyle 500 5 5* 42 02 0.25 Camisa Dockers Prostyle 500 5 5* Muestra Gas Tela o Tiempo de No Frente Post. tejido resid. (seg) Tratados 43 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 2000 6 0 a 6 44 02 0.125 Camisa Dockers Prostyle 500 4 0 a 4 45 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 350 ARC ARC 46 NO MUESTRA 47 NO MUESTRA 48 02 6.0 Pant Clásico Cambridge 400 7 TELA QUEMADA 49 02 6.0 Pant Clásico Cambridge 7 TELA QUEMADA 50 02 6.0 Pant Clásico Cambridge 7 TELA QUEMADA 51 02 3.0 Pant Haggar Freedcm 330 5 4 7.5* 52 02 3.0 Pant Haggar Freedcm 330 5 18* 53 02 3.0 Pant Haggar Freedom 240 5 17* 54 02 3.0 Pant Haggar Freedom 240 5 10* 55 NO MUESTRA 56 NO MUESTRA 57 NO MUESTRA 58 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 330 3 7 4 59 02 3.0 Pant Clásico Cambridge 330 5 7 4 * Indica diámetro de absorción de caída de agua en milímetros después de 5 segundos. Todas las telas con un "*" son un cero por el sistema de clasificación de 3M. Pantalón Gap Khakis se trata con nano-care. Camisa Dockers Prostyle se trata con "Stain Defender", "Colorbond", y "No Wrinkles".

Pantalón Cambridge Classics se trata con Dupont Teflón HT . Teflón es una marca comercial registrada de DuPont Company. Dockers es una marca comercial registrada de Levi Strauss and Co. Haggar es una marca comercial registrada de Haggar Clothing Co. La Tabla 2 muestra las propiedades hidrófobas de tela de gabardina 100 % de algodón tratada anteriormente con DuPont HT o Nanotex, antes y después del tratamiento con plasma para ambos lados de la tela, cuando la tela se mantiene o no contra el electrodo. Se obtienen resultados comparables, dentro de error experimental, para el lado que da hacia el plasma y el lado que da hacia el electrodo de tierra, dependiendo de la distancia del electrodo.

Tabla 2 Ejemplo 2 Se observaron gotas de agua en una tela anteriormente tratada con material repelente/de liberación DuPont HT, después de la exposición durante 5 segundos al plasma de la presente invención. Un lado se mantuvo contra el electrodo, y el otro lado dio hacia el plasma. El lado corregido mostró que una gota de agua rebordeó en la tela, en tanto que el lado que da hacia el plasma, el agua se absorbe en el tejido. Se dio tratamiento de plasma espacialmente especifico donde el plasma se restringió a una porción de la tela. Cuando la tela o tejido se expuso al plasma, el agua se humectó en la tela, en tanto que cuando el agua se goteó sobre una parte de la tela no modificada por el plasma, se observó que se rebordeaba. Además de los resultados demostrados para pantalón de sarga, tela de gabardina, el mismo proceso se usó para material de camisa de peso ligero; muebles de casa, tal como cortinas y materiales de edredones; materiales no tejidos y alfombras, como ejemplos. La descripción anterior de la invención se ha presentado para propósitos de ilustración y descripción y no se propone que sea exhaustiva o limite la invención a la forma precisa descrita, y obviamente son posibles muchas modificaciones y variaciones en vista de la enseñanza anterior. Las modalidades elegidas se describen a fin de explicar mejor los principios de la invención y su aplicación práctica para permitir de este modo a otros en la técnica utilizar mejor la invención en las varias modalidades y con varias modificaciones como sean adecuadas al uso particular contemplado. Se propone que el alcance de la invención se defina por las reivindicaciones anexas a la presente .

Claims (34)

1. REIVINDICACIONES 1. Método para procesar selectivamente un lado de un textil de dos lados o un material tejido de dos lados, sin afectar sustancialmente el segundo lado del mismo, que comprende los pasos de: generar especies químicas reactivas usando un plasma de baja temperatura próximo al sitio elegido del textil o material no tejido y efectivas para el procesamiento del lado elegido del textil o material no tejido; exponer el lado elegido del textil o material no tejido al plasma durante un periodo de tiempo efectivo para procesar el lado elegido; y mantener el segundo lado del textil o material no tejido en proximidad a una superficie impermeable a plasma tal que el segundo lado del textil o material no tejido esté sustancialmente sin afectar por las especies reactivas.
2. 2. Método según la reivindicación 1, en donde el paso de exponer el lado elegido del textil o material no tejido se logra al mover el textil o material no tejido a través de las especies químicas reactivas.
3. 3. Método según la reivindicación 1, en donde el procesamiento comprende remover sustancialmente un revestimiento del lado elegido del textil o material no tejido.
4. 4. Método según la reivindicación 3, en donde las especies químicas reactivas se generan de una mezcla de gas que comprende helio y oxígeno.
5. 5. Método según la reivindicación 3, en donde las especies químicas reactivas se generan de una mezcla de gases que comprende helio y amoniaco.
6. 6. Método según la reivindicación 1, en donde el plasma de baja temperatura se genera usando una descarga de radiofrecuencia entre dos electrodos, un primer electrodo conectado a tierra y un segundo electrodo que está energizado.
7. 7. Método según la reivindicación 6, en donde la superficie impermeable a plasma comprende el electrodo conectado a tierra.
8. 8. Método según la reivindicación 7, en donde el segundo lado del textil o el material no tejido se coloca en contacto con el electrodo conectado a tierra.
9. 9. Método según la reivindicación 6, en donde la superficie impermeable a plasma comprende el electrodo energizado .
10. 10. Método según la reivindicación 9, en donde el segundo lado del textil o el material no tejido se coloca en contacto con el electrodo energizado.
11. 11. Método según la reivindicación 6, en donde la descarga de radiofrecuencia se acciona por energía de radiofrecuencia entre 50 KHz y 100 MHz.
12. 12. Método según la reivindicación 1, en donde el plasma de baja temperatura se mejora en regiones seleccionadas usando un efecto de cátodo hueco de radiofrecuencia entre un electrodo energizado y un electrodo conectado a tierra.
13. 13. Método según la reivindicación 12, en donde la superficie impermeable a plasma comprende el electrodo conectado a tierra.
14. 14. Método según la reivindicación 13, en donde el textil o el material no tejido se coloca en contacto con el electrodo conectado a tierra.
15. 15. Método según la reivindicación 12, en donde la superficie impermeable a plasma comprende el electrodo energizado.
16. 16. Método según la reivindicación 15, en donde el textil o el material no tejido se coloca en contacto con el electrodo energizado.
17. 17. Método según la reivindicación 12, en donde la descarga de radiofrecuencia se acciona por energía de radiofrecuencia entre 50 KHz y 100 MHz.
18. 18. Método según la reivindicación 12, en donde las regiones seleccionadas se separan tal que se forma un patrón en el lado elegido de la tela revestida o material no tejido revestido.
19. 19. Aparato para procesar selectivamente un lado elegido de un textil de dos lados o un material no tejido de dos lados sin afectar sustancialmente el segundo lado, que comprende en combinación: (a) una fuente de plasma de baja temperatura para generar especies químicas reactivas próximas al lado elegido del textil o del material no tejido efectivo para procesar el lado elegido del textil o material no tejido revestido; (b) una superficie impermeable a plasma; y (c) medios para mantener el segundo lado del segundo textil o material no tejido en proximidad a la superficie impermeable a plasma tal que el segundo lado del textil o material no tejido está sustancialmente sin afectar por las especies reactivas, y el lado elegido del textil o material no tejido se procesa.
20. 20. Aparato según la reivindicación 19, que comprende además medios para exponer el lado elegido del textil o material no tejido a las especies reactivas durante un periodo seleccionado del tiempo.
21. 21. Aparato según la reivindicación 19, en donde el procesamiento comprende remover sustancialmente el revestimiento del lado elegido del textil o el material no tej ido .
22. 22. Aparato según la reivindicación 19, en donde las especies químicas reactivas se generan de una mezcla de gases que comprende helio y oxigeno.
23. 23. Aparato según la reivindicación 19, en donde las especies químicas reactivas se generan de una mezcla de gases que comprende helio y amoniaco.
24. 24. Aparato según la reivindicación 19, en donde la fuente de plasma de baja temperatura comprende: (a) un primer electrodo; (b) un segundo electrodo conectado a tierra; y (c) un suministro de energía de radiofrecuencia en conexión eléctrica con el primer electrodo.
25. 25. Aparato según la reivindicación 24, en donde la superficie impermeable a plasma comprende el segundo electrodo .
26. 26. Aparato según la reivindicación 25, en donde el segundo lado del textil o el material no tejido se coloca en contacto con el segundo electrodo.
27. 27. Aparato según la reivindicación 24, en donde la superficie impermeable a plasma comprende el primer electrodo .
28. 28. Aparato según la reivindicación 27, en donde el segundo lado del textil o el material no tejido se coloca en contacto con el primer electrodo.
29. 29. Aparato según la reivindicación 24, en donde el suministro de energía de radiofrecuencia genera energía de radiofrecuencia entre 50 KHz y 100 MHz.
30. 30. Aparato según la reivindicación 24, en donde la fuente de plasma de baja temperatura se mejora en regiones seleccionadas por una descarga de cátodo hueco de radiofrecuencia entre el primer electrodo y el segundo electrodo .
31. 31. Aparato según la reivindicación 30, en donde la superficie impermeable a plasma comprende el primer electrodo .
32. 32. Aparato según la reivindicación 31, en donde el textil o material no tejido se coloca en contacto con el primer electrodo.
33. 33. Aparato según la reivindicación 30, en donde la superficie impermeable a plasma comprende el segundo electrodo.
34. 34. Aparato según la reivindicación 33, en donde el textil o material no tejido se coloca en contacto con el segundo electrodo.