SK6292001A3

SK6292001A3 - Method and device for the treatment of textile materials

Info

Publication number: SK6292001A3
Application number: SK629-2001A
Authority: SK
Inventors: Mirko Cernak; Jozef Rahel; Marcel Simor
Original assignee: Mirko Cernak
Priority date: 2001-05-04
Filing date: 2001-05-04
Publication date: 2002-11-06
Also published as: WO2002095115A1; ES2296939T3; CZ20041180A3; EP1387901A1; EP1387901B1; DE60223240T2; CZ300574B6; DK1387901T3; US20040194223A1; ATE377109T1; DE60223240D1

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu úpravy textilných materiálov a zariadenia, ktoré slúži na úpravy vnútorného i vonkajšieho povrchu tkaných i netkaných textílií a kordov z organických

I i anorganických vlákien s cieľom zmeniť povrchové vlastnosti ich vlákien a to predovšetkým dosiahnuť želateľnú hydrofílnosť, hydrofóbnosť, zmenu povrchovej energie, adhéziu k iným materiálom, vyfarbiteľnosť, povrchovú elektrickú vodivosť, biokompaktibilitu a podobne.

Doterajší stav techniky

Vlákna z ktorých sa skladajú textílie vyrábané z organických i anorganických vlákien nemajú povrchové úžitkové vlastnosti potrebné pre danú aplikáciu, ako sú napríklad hydrofílnosť, hydrofóbnosť, adhézia k-iným materiálom, vyfarbiteľnosť, povrchová elektrická vodivosť, biokompaktibilita a podobne. Tieto povrchové vlastnosti vlákien nachádzajúcich sa vo vnútri ako i na povrchu textílie možno dosiahnuť chemickými spôsobmi opísanými napríklad v prehľadovej práci F. Baldwina:“ The chemical finishing of nonwovens“ INDATEC 97, 6.0-6.42 a patentoch DE 19,647,458; WO 97/11989, JP 09241980, JP 09158055 a JP 09158020, ktoré sú založené použití agresívnych látok ako napr. NaOH, SO2, fluór, a H2O2 a toxických látok ako blokované izokyanáty a xylén. Z environmentálneho hľadiska je vhodnejšie použitie apretácií opísaných napríklad v patente WO 98/03717, ktoré predstavuj ú zložité zmesy chemických látok nanášaných vo forme vodných roztokov, alebo vodných emulzií. Použitie takýchto apretačných látok však prináša dodatočné problémy, ako napríklad vysokú ceny povrchových úprav a vymývateľnosť apretácii vodou a inými rozpúšťadlami, zlú kompaktibilitu s adhezívami. Rovnaké problémy vznikajú, keď sa povrchovo aktívne látky pridávajú do základného materiálu pred zvlákňovaním. Na riešenie týchto nedostatkov boli navrhnuté plazmochemické metódy a skonštruované odpovedajúce zariadenia využívajúce elektrické výboje na povrchovú úpravu netkaných textílií opísané v prehľadových prácach W. Rakowski: 2^nd TANDEC Conf. (1992), D. Zhang a kol.: Polym. Eng. Sci. 1998, 38(6),965-70; P. Spence et al.: INDA-TEC 97, 22.0-22.10 a zariadenia používajúce elektrické výboje na povrchovú úpravu tkaných textílií opísané v napríklad v prehľadovej práci M. Sotton, G. Nemoz: J. of Coated Fabrics 24 (1994)138. Plazmochemické metódy nevyžadujú použitie agresívnych chemických látok, toxických a prchavých organických rozpúšťadiel a monomérov, sú univerzálnejšie a majú trvanlivé účinky.

r r r r r, c r r <“ r r , - r Γ

-2- L .

Nevýhodou plazmochemických metód a zariadení opísaných napríklad v patentoch WO 00/16914, WO 00/16914, WO 96/27044, GB 2098636, US 6,187,391, 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, JP 05287676 je, že nízkoteplotná plazma s teplotou atómov a molekúl plynu menšou než teplota tavenia materiálov z ktorých sú textílie zhotovené a ktorá v kontakte s povrchom textílie spôsobuje požadované zmeny povrchových vlastností, je generovaná pri tlakoch podstatne menších než atmosférický tlak. Pri tlakoch podstatne menších než atmosférický tlak totiž nedochádza k intenzívnemu ohrevu plynu tým i nežiadúcemu ohrevu opracovávanej textílie. Negatívnym dôsledkom použitia nízkych tlakov je, že koncentrácie chemicky aktívnych častíc v plazme sú nízke, takže na dosiahnutie požadovaných povrchových vlastností je potrebná doba i niekoľko minút. Ďalšou nevýhodou je, že pri nízkych tlakoch môže byť stredná ionizačná dráha elektrónov väčšia než stredná vzdialenosť medzi vláknami textílie. Pri takýchto podmienkach vo objeme textílie nedochádza k účinnej ionizácii, následkom čoho elektrická plazma nepreniká do vnútra textílie a nedochádza k žiadúcemu pôsobeniu plazmy na povrch vlákien vo vnútri textílie. Použitie nízkych tlakov je i technologicky a ekonomicky nevýhodné. Plazmochemická úprava v takýchto zariadeniach pri tlakoch vyšších než rádovo 10 kPa nie je možná, lebo by v nich vznikol iskrový elektrický výboj, kde teplota atómov a molekúl plynu presahuje teplotu tavenia materiálu vlákien a plazma je veľmi nehomogénna.

Sú známe metódy a zariadenia opísané napríklad v patentoch JP 11329669, JP 11253484, JP 11217766, JP 10273874, JP 08337675, JP 07119021, JP 06119994, USA 5,830,810; USA 5,766,425; USA 5,688,465 a zariadenia komerčne vyrábané napríklad firmou Plasma Ireland, pri ktorých sa nízkoteplotná plazma využívaná na povrchovú modifikáciu textílií generuje pri atmosférickom tlaku. V týchto zariadeniach je plazma generovaná vo veľkom počte tenkých kanálov elektrického výboja, takzvaných streameroch. Vzniku iskrového výboja a následnému zahriatiu atómov a molekúl plynu sa predchádza tým, že elektródy, na ktoré sa privádza elektrické napätie, sú oddelené dielektrickou bariérou na povrchu ktorej sa nachádza opracovávaná textília. Na elektródy sa privádza striedavé elektrické napätie a elektrický náboj, ktorý prejde medzi elektródami počas jednej polperiódy napätia je obmedzený kapacitou systému elektród oddelených dielektrickou bariérou. Pri známych zariadeniach využívajúcich bariérový výboj, niekedy tiež nazývaný koránovým výbojom s dielektrickou bariérou, na povrchovú úpravu netkaných textílií sú elektródy, na ktoré sa privádza striedavé elektrické napätie, umiestnené na opačných stranách povrchu opracovávanej textílie. V dôsledku toho

-3ft C r- c r r - C r A C Γ C r, r- c.

G r r · r C *

C . · <· < r r kanály výboja majú smer zväčša kolmý na povrch netkanej textílie. Nevýhodou je, že plazma v kanáloch prevažne kolmých na povrch vlákien netkanej textílie má len obmedzený kontakt s povrchom vlákien netkanej textílie, čo zmenšuje jej žiadúce účinky na povrch vlákien na povrchu i v objeme netkanej textílie a môže dochádzať k vypaľovaniu otvorov do opracovávanej textílie. Ďalšou nevýhodou je, že barierový výboj je obtiažne generovať pri vzdialenosti elektród menšej než 0,5 mm. Z tohoto dôvodu nie je ekonomické použiť barierový výboj na opracovanie textílií podstatne tenších než 0,5 mm.

Zariadenia využívajúce na úpravu textilných materiálov homogénnu plazmu generovanú tlecím výbojom pri atmosférickom tlaku sú opísané v patentoch JP 08311765, USA 6,118,218, USA 6,106,659, USA 5,895,558, USA 5,585,147, USA 5,529,631 a USA 5,456,972. Základnou nevýhodou zariadení využívajúcich tlecí výboj pri atmosférickom tlaku na úpravu povrchu vlákien textilných materiálov je, že na získanie homogénnej plazmy pracovný plyn musí obsahovať argón alebo hélium, čo zvyšuje cenu procesu úpravy.

Okrem nevýhod spoločných s vyššie opísanými zariadeniami využívajúcimi bariérový, výboj, hlavnou nevýhodou zariadenia pracujúceho na princípe impulzného koránového výboja opísaného v patente JP 10241827 je, že vyžaduje rýchlo narastajúce impulzné elektrické napätie o amplitúde približne 100 kV, čo je technicky a ekonomicky náročné a prináša problémy spojené s bezpečnosťou práce i s elektromagnetickým rušením. Zariadenie opísané v patente JP 10139947 má podobné nevýhody a navyše je vhodné len na úpravu vlákien z ktorých sa potom následne zhotovuje textília.

Zariadenia a metódy na opracovanie textílií opísané v patentoch 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, EP 0730057 sú založené na využití koránového výboja bez dielektrickej bariéry medzi elektródami, kde sa vzniku iskry predchádza vhodnou geometriou elektród a tým, že koránový výboj horí pri veľmi nízkom výbojovom prúde, čím je silne obmedzený výkon privádzaný do výboja. Keďže pri týchto zariadeniach navyše nedochádza k priamemu kontaktu plazmy s povrchom textílie, k žiadúcim chemickým zmenám na povrchu dochádza až po nevýhodne dlhej dobe opracovania.

Zariadenie na opracovanie tenkej povrchovej vrstvy textílií a iných poréznych materiálov využívajúce povrchový bariérový výboj je opísané v patente JP 10087857. Pri povrchovom bariérovom výboji sú kanály výbojov generované na povrchu dielektrického dielu medzi sústavou elektród uložených na povrchu dielektrického dielu, ktorá je v priamom kontakte s r r

-4- '' · ;

kanálmi elektrických výbojov a ďalšou sústavou elektród uložených vo vnútri dielektrického telesa, ktorá nie je v priamom kontakte s plazmou elektrických výbojov. Obidve sústavy elektród sú uložené na tej istej strane opracovávaného textilného materiálu, čím možno generovať plazmu výhodne pri atmosférickom tlaku v tenkej vrstve. Zariadenie a spôsob podľa JP 10087857 sú určené a chránené na opracovanie povrchu vlákien len v tenkej povrchovej vrstvy textílií a iných poréznych materiálov, pričom povrch vlákien nachádzajúcich sa vo vnútornom objeme textílie nie je opracovaný a jeho vlastnosti nie sú zmenené. V publikáciách M. Čemák a kol.: Proc. 17^th Symp. on Plasma Processing, Nagasaki 2000, str. 535-8 a M. Čemák a kol.: Abstracts 7^th Int. Conf. on Plasma Surface Engineering, Garmisch-Partenkirchen 2000, str. 86, je opísané použitie rovnakého typu povrchového výboja na modifikáciu vlastností vnútorného i vonkajšieho povrchu textílii. Významnou výhodou zariadení využívajúcich povrchový elektrický výboj na úpravu textilných materiálov je, že kanály výboja majú smer zväčša.rovnobežný s povrchom vlákien, čím je zabezpečený dobrý kontakt plazmy s povrchom vlákien. Nevýhodou zariadení využívajúcich povrchový elektrický výboj je skutočnosť, že plazma je v priamom kontakte s elektródami umiestnenými na dielektrickom povrchu, čo má za následok oxidáciu a eróziu elektród vedúce k zníženiu ich životnosti. Životnosť elektród umiestnených na povrchu dielektrika môže byť znížená tiež ich oterom pri priamom kontakte s pohybujúcou sa opracovávanou textíliou.

Vyššie uvedené problémy týkajúce sa životnosti elektród sú vyriešené v zariadení podľa vynálezu, ktoré využíva koplanámy povrchový výboj opísaný napr. v a Sato et al.: IEEE Trans. Electron Devices 23(1976)328, M. Haacke a G.J. Pietch: Proc. of XII Int. Conf. On Gas Discharges and their Appl., Glasgow, Sept. 2000, str.267, V.I. Gibalov, G.J. Pietsch: J. Phys. D: Appl. Phys. 33(2000)2618 a E.H. Choi a kol.: Jpn. J. Appl. Phys. 38 (1999) 6073. V koplanámom eklektickom výboji, ako je definovaný v uvedených prácach, vďaka uloženiu elektród vo vnútri dielektrického telesa, plazma povrchového výboja nie je v kontakte s elektródami. Koplanámy typ povrchového výboja je známy už viac ako dve desaťročia a široko sa využíva i v plazmových zobrazovacích zariadeniach opísaných napríklad v patentoch US 4,039,881 a US 3,964,050. V patentoch JP 58108559 a US 4,783,716 je opísané použitie koplanámeho povrchového výboja ako zdroja iónov pre nabíjanie povrchov elektrickým nábojom, alebo na neutralizáciu povrchového náboja elektricky nabitých povrchov. V patente JP 1246104 je opísané použitie koplanámeho povrchového výboja na výrobu ozónu. V patente JP 3190077 je opísané zariadenie na generáciu koplanámeho povrchového výboja s pomocnou elektródou umiestnenou na povrchu dielektrického telesa,

r. e c ŕ f! f f! s f c > or·:

b e ŕ .. n? ŕ < *· . 5 - 4 r. t< · r <,< t ' r r c .-. o <- -. r . r c r.

kde je generovaná plazma. Nevýhodou tohoto zariadenia, podobne ako v prípade povrchového výboja, je že pomocná elektróda je v styku s plazmou, čím je obmedzená životnosť zariadenia. V patente US 5,407,639 je opísaný zdokonalený koplanámy výboj s pomocnými elektródami uloženými v dielektrickom telese, ktorých úlohou je uľahčiť štart výboja a zvýšiť jeho výkon pri použití v ozonátoroch. Nie je známe použitie koplanámeho povrchového výboja, či s pomocnými elektródami, alebo bez pomocných elektród, na úpravu povrchu vlákien na povrchu alebo vo vnútri textilných materiálov.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je spôsob povrchového opracovania vlákien tkaného i netkaného textilného materiálu nachádzajúcich, sa vo vnútri i na povrchu materiálu, ktorý spočíva v tom, že sa na textilný materiál pôsobí elektrickou plazmou generovanou pomocou elektrických výbojov vznikajúcich v rámci elektródového systému pri atmosférickom tlaku pozostávajúceho z aspoň dvoch elektricky vodivých elektród, uložených vo vnútri telesa z dielektrického materiálu a nachádzajúcich sa na tej istej strane textilného materiálu, pričom na elektródy sa privádza elektrické napätie s frekvenciou od 50 Hz do 1 MHz o amplitúde od 100 V do 100 kV a elektródový systém sa nachádza v pracovnom plyne o tlaku 1 kPa až 1 000 kPa, pričom elektrická plazma je generovaná na Časti povrchu dielektrického telesa bez kontaktu s elektricky vodivými elektródami.

Podstatou vynálezu je aj zariadenie na uskutočnenie uvedeného spôsobu, ktoré obsahuje elektródový systém pozostávajúci z elektricky vodivých elektród a ktoré sú uložené vo vnútri telesa z dielektrického materiálu a nachádzajú sa na tej istej strane textilného materiálu na ktorý sa pôsobí elektrickou plazmou.

Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu sú elektricky vodivé elektródy rovnobežné s časťou povrchu dielektrického telesa na ktorom sa generuje elektrická plazma.

Podľa iného uskutočnenia vynálezu má časť povrchu telesa z dielektrického materiálu pod ktorým sú uložené sústavy elektród tvar určeného vzoru.

Podľa ďalšieho uskutočnenia vynálezu zariadenie obsahuje elektródový systém pozostávajúci z aspoň dvoch elektricky vodivých elektród, ktoré sú uložené vo vnútri telesa z dielektrického materiálu, a pomocnej sústavy elektród, ktorá je tiež uložená vo vnútri dielektrického telesá.

Vo výhodnom uskutočnení vynálezu sa elektródové systémy nachádzajú na oboch stranách textilného materiálu na ktorý sa pôsobí plazmou.

f Γ r r r r

-6- -r,·'.’. ..·

Podľa iného uskutočnenia vynálezu je časť povrchu elektródového systému na ktorom sa generuje plazma rovinného tvaru, tvaru valcovej plochy, alebo tvaru zakrivenej roviny.

Podľa iného uskutočnenia vynálezu je časť telesa z dielektrického materiálu z feroelektrického materiálu alebo z tekutého dielektrického materiálu.

Podľa výhodného uskutočnenia sú okraje elektród z ktorých sa skladajú elektricky vodivé elektródy zakrivené.

Podľa ďalšieho uskutočnenia vynálezu časť telesa z dielektrického materiálu obsahuje MgO.

Podľa ešte.. ďalšieho uskutočnenia vynálezu sú okraje elektród pomocnej sústavy elektród zakrivené.

Podľa vynálezu, kde je elektrická plazma generovaná elektrickým výbojom v blízkosti tuhého povrchu dielektrického telesa,-časť ktorého je s výhodou zhotovená z feroelektrika, ktoré dielektrický oddeľuje elektródy zariadenia umiestnené v objeme dielektrického telesa navzájom a zároveň i od plazmových kanálov elektrických výbojov. Opracovávaná textília je uložená alebo sa pohybuje rovnobežne s povrchom dielektrického telesa v kontakte s ním, alebo v jeho tesnej blízkosti, tak, že elektródy slúžiace na generáciu elektrických výbojov sú umiestnené v dielektrickom telese z tej istej strany opracovávanej textílie. Takéto usporiadanie elektród sa vyznačuje tým, že všetky, alebo väčšina siločiar elektrického poľa a plazmových kanálov elektrických výbojov vstupuje a vystupuje z opracovávanej netkanej na tej istej strane povrchu textílie a elektródy slúžiace na generáciu výbojov nie sú v kontakte s plazmou elektrických výbojov. Týmto sa dosahuje to, že siločiary elektrického poľa a kanály vzniklých elektrických výbojov majú smer zväčša rovnobežný s povrchom vlákien textílie a životnosť elektród nie je znížená oxidáciou a eróziou v styku s plazmou, alebo oterom v styku s opracovávaným materiálom. Medzi elektródy slúžiace na generáciu elektrických výbojov umiestnené v objeme dielektrického telesa z tej istej strany opracovávanej textílie sa privádza v čase premenlivé elektrické napätie o veľkosti v rozsahu 100 V až 100 kV. Zariadenie podľa vynálezu môže pracovať v širokom rozsahu tlakov pracovného plynu rádovo od 1 kPa do 1000 kPa, s výhodou pri atmosférickom tlaku.

ί· . α

Prehľad obrázkov na výkresoch

Príklady zariadení a ich podstatných častí podľa vynálezu sú schematicky znázornené na pripojených výkresoch. Obr.1 predstavuje v reze časť rovinného elektródového systému na generáciu povrchového výboja, ktorý môže byť podstatnou časťou zariadení schematicky znázornených na obr. 3 a obr. 4. Obr.2 predstavuje v reze časť elektródového systému s povrchom tvaru plášťa valca s pomocnou sústavou elektród, ktorý môže byť podstatnou časťou zariadenia schematicky znázorneného na obr.5. Obr. 3 predstavuje v bokoryse zariadenie slúžiace na opracovanie netkanej textílie z jednej strany, pričom sa textília posúva po povrchu elektródového systému rovinného tvaru, ktorý je detailnom reze znázornený na obr.1. Obr. 4 predstavuje v bokoryse zariadenie slúžiace na opracovanie textílie z oboch strán, pričom sa textília posúva medzi dvoma elektródovými systémami rovinného tvaru, ktoré sú v detailnom reze zobrazené na obrázku 1. Obr. 5 znázorňuje v bokoryse zariadenie pri ktorom je textília unášaná na povrchu elektródového systému tvaru plášťa valca, ktorý je detailnom reze znázornený na obr.2.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

V zariadení podľa obr. 3, ktoré slúži na opracovanie textílie z jednej strany sa opracovávaná textília 4 spojito posúva po povrchu rovinného elektródového systému 1. Elektródový systém 1 je v detaile znázornený na obr. 1. Textília sa posúva pomocou dvoch dvojíc valcov 7 a 8. Priestor medzi dvojicami valcov je utesnený hornou stenou 9 a dolnou stenou 10 a bočnými stenami, ktoré nie sú na obrázku znázornené. Do utesneného priestoru sa pod tlakom mierne vyšším než atmosférický privádza pracovný plyn, v ktorom sa na povrchu rovinného elektródového systému 1 generuje nízkoteplotná elektrická plazma. Elektródový systém 1 je umiestnený na povrchu chladiča 11.

Rovinný elektródový systém 1 z obr. 3, ktorý je detailne znázornený na obr. 1, slúžiaci na generáciu povrchových výbojov, pozostáva z dvoch koplanámych sústav elektród 2 a 3 tvaru sústav rovnobežných prúžkov o šírke 2 mm. Vzdialenosť elektródami oboch sústav je 0,5 mm. Dielektrické teleso 5 znázornené na obr.1 pozostáva s z keramickej AI2O3 vrstvy o hrúbke 0,5 mm, na spodnej strane ktorej boli vákuovým naprašovaním a následným elektrolytickým pokovovaním nanesené dve koplanáme sústavy elektród 2 a 3 a vrstvy tuhého dielektrika, ktorým bola keramická AI2O3 vrstva spolu so sústavami elektród 2 a 3 zo spodnej

r. r r r .· r strany pokrytá. Medzi sústavy elektród 2 a 3 bolo naložené striedavé elektrické napätie o frekvencii 25 kHz a amplitúde 10 kV.

Príklad 2

Netkaná polypropylénová textília typu spunbond o mernej plošnej hmotnosti 15 g.m'²zhotovenej z vlákien o dtex 2,8 - 3,2 sa upravila spôsobom podľa vynálezu. Cieľom úpravy je hydrofílne opracovať povrch vlákien v celom objeme textílie a tak zlepšiť priepustnosť textílie pre vodu, moč a iné tekutiny. Opracovala sa plazmou generovanou v dusíku v trvaní 0,8 s podľa príkladu 1. Pri použití striedavého elektrického napätia o frekvencii 25 kHz aammplitúde 10 kV sa priepustnosť netkanej textílie meraná podľa testovacej metódy ČSN EN ISO 9073-8 zlepšila 30 krát.

Príklad 3

Spôsob sa použil na hydrofilnú úpravu netkanej biodagradabilnej PLA textílie o mernej plošnej hmotnosti 18 g.m’². Cieľom úpravy bolo hydrofílne opracovať povrch vlákien v celom objeme textílie a tak zlepšiť priepustnosť textílie pre vodu, moč a iné tekutiny. Po opracovaní plazmou generovanou v CO₂ v trvaní 1,2 na zariadení podľa príkladu 1 sa dosiahla priepustnosť netkanej textílie meraná podľa testovacej metódy ČSN EN ISO 9073-8 trvalú hodnotu 3 s.

Príklad 4

Spôsob podľa vynálezu sa použil na hydrofílnú úpravu netkanej polypropylénovej textílie typu spunbond o mernej plošnej hmotnosti 18 g.m' zhotovenej z vlákien o dtex 2,8 3,2. Cieľom úpravy bolo hydrofílne opracovať časť textílie v tvare zvoleného povrchového vzoru pre použitie pri výrobe detských jednorázových plienok. Po opracovaní plazmou generovanou v dusíku v trvaní 2 s pri zastavenom posune textílie sa priepustnosť zvolenej časti netkanej textílie meraná podľa testovacej metódy ČSN EN ISO 9073-8 zlepšila 30 krát. Ostatná časť textílie mimo zvoleného plošného vzoru ostala po opracovaní hydrofóbna.

Príklad 5

Spôsob podľa vynálezu sa použil na povrchovú aktiváciu tkanej textílie z E-skla o hrúbke 180 pm a plošnej hmotnosti 210 g.m’² pre použitie ako výstužného materiálu v kompozitoch. Textília bola opracovaná pri atmosférickom tlaku v zmesi dusíka a nasýtených r r r c

e * •

r r

r.

vodných pár pri teplote 80 °C v trvaní 5 s. Metódou ESCA bolo zistené päťnásobné zvýšenie koncentrácie OH skupín na povrchu sklených vlákien v porovnaní s klasickou termickou aktiváciou.

Príklad 6

Spôsob sa použil na úpravu tenkej povrchovej vrstvy polypropylénovej netkanej textílie typu meltblown o plošnej hmotnosti 200 g.m'² s cieľom zvýšiť jej povrchovú energiu a adhézne vlastnosti pre následnú lamináciu. Po pôsobení plazmou generovanou v zmesi dusíka a 3% vodíka v trvaní 2 s bola povrchová energia textílie zvýšená z pôvodnej hodnoty 30 N/m na 72 N/m ihneď po opracovaní a významne sa zlepšili i adhézne vlastnosti povrchu textílie.

Príklad 7

V zariadení podľa obr. 3, ktoré slúži na opracovanie textílie v tvare zvoleného plošného vzoru, sa opracovávaná textília 4 prerušovane posúva po povrchu rovinného elektródového systému L Textília sa prerušovane posúva pomocou dvoch dvojíc valcov 7 a 8 v každom cykle o dĺžku elektródového systému 1. Priestor medzi dvojicami valcov je utesnený hornou stenou 9 a dolnou stenou 10 a bočnými stenami, ktoré nie sú na obrázku znázornené. Do utesneného priestoru sa pod tlakom mierne vyšším než atmosférický privádza pracovný plyn, v ktorom sa na povrchu rovinného elektródového systému 1 generuje nízkoteplotná plazma.

Rovinný elektródový systém 1 z obr.3, ktorý je detailne znázornený na obr.l, slúžiaci na generáciu povrchových výbojov, pozostáva z dvoch koplanámych sústav elektród 2 a 3 tvaru sústav rovnobežných prúžkov o šírke 1 mm. Vzdialenosť elektródami oboch sústav bola 0,5 mm. Dielektrické teleso 5 znázornené na obr.l pozostávalo s z keramickej AI2O3 vrstvy o hrúbke 0,25 mm, na spodnej strane ktorej boli vákuovým naprašovaním a následným elektrolytickým pokovovaním nanesené dve koplanáme sústavy elektród 2 a 3, a vrstvy tuhého dielektrika, ktorým bola keramická AI2O3 vrstva spolu so sústavami elektród 2 a 3 zo spodnej strany pokrytá. Medzi sústavy elektród 2 a 3 bolo naložené striedavé elektrické napätie o frekvencii 5 kHz a amplitúde 5 kV. Elektródový systém bol uchytený na povrchu chladiča H.. Z pohľadu kolmého na povrch elektródového systému 1 sústavy elektród 2 a 3 pokrývajú plochu odpovedajúcu tvaru zvoleného plošného vzoru, kde je takto na povrchu elektródového systému 1 generovaná plazma v tenkej vrstve tvaru zvoleného plošného vzoru.

- 10Príklad 8

V zariadení podľa obr. 4, ktoré slúži na opracovanie textílie z oboch strán sa opracovávaná textília 4 spojito posúva medzi dvomi rovinnými elektródovými systémami L Elektródový systém 1 je v detaile znázornený na obr. 1. Použité elektródové systémy J boli rovnakej konštrukcie ako elektródový systém 1 opísaný v príklade 1. Textília sa posúva pomocou dvoch dvojíc valcov 7 a 8. Priestor medzi dvojicami valcov je utesnený hornou stenou 9 a dolnou stenou 10 a bočnými stenami, ktoré nie sú na obrázku znázornené. Do utesneného priestoru sa pod tlakom mierne vyšším než atmosférický privádza pracovný plyn, v ktorom sa na povrchu dvojice rovinných elektródových systémov 1 generuje mzkoteplotná elektrická plazma...

Príklad 9

V zariadení na obr. 5 ktoré slúži na opracovanie textilného materiálu z jednej strany má elektródového systém 1 tvar plášťa valca. Opracovávaná textília 4 sa privádza do zariadenia sústavou dvojíc valcov T_ a 8. Vo vnútri zariadenia sa opracovávaná textília privádza na povrch elektródového systému 1 pomocou dvojice vnútorných vodiacich valcov

12. Priestor medzi dvojicami valcov je utesnený hornou stenou 9 a dolnou stenou 10 a bočnými stenami, ktoré nie sú na obrázku znázornené. Do utesneného priestoru sa pod tlakom mierne vyšším než atmosférický tlak privádza pracovný plyn, v ktorom sa na povrchu elektródového systému ], generuje nízko teplotná plazma.

Elektródový systém 1 v tvare plášťa valca, ktorý je v detailnom reze znázornený na obr.2 pozostával z vrstvy glazúry o hrúbke 1 mm. Glazúrová vrstva bola nanesená na povrchu chladeného keramického valca a boli v nej uložené sústavy elektród 2 a 3 v tvare kovových rovnobežných navzájom v oboch sústavách elektricky vodivo spojených prúžkov o šírke 1 mm, ktoré boli navzájom vzdialené 0,5 mm. Vo vnútri glazúrovej vrstvy bola symetricky medzi sústavami elektród 2 a 3 uložená pomocná sústava elektród 11 tak, že jej horný povrch sa nachádzal vo vzdialenosti 0.25 mm od povrchu elektródového systému 1. Pomocná sústava elektród 11 bola zhotovená z kovových drôtov o priemere 0,5 mm. Valec s opísaným systémom elektród 1 sa otáčal a unášal opracovávanú textíliu na svojom povrchu. Medzi sústavy elektród 2 a 3 bolo naložené striedavé elektrické napätie a frekvencii 5 kHz a amplitúde 12 kV.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob úpravy textilných materiálov t.j. povrchového opracovania vlákien tkaného i netkaného textilného materiálu nachádzajúcich sa vo vnútri i na povrchu materiálu, vyznačujúci sa tým, že sa na textilný materiál pôsobí elektrickou plazmou generovanou pomocou elektrických výbojov vznikajúcich v rámci elektródového systému pri atmosférickom tlaku pozostávajúceho z aspoň dvoch elektricky vodivých elektród, uložených vo vnútri telesa z dielektrického materiálu a nachádzajúcich sa na tej istej strane textilného materiálu, pričom na elektródy sa privádza elektrické napätie s frekvenciou od 50 Hz do 1 MHz o amplitúde 100 V až 100 kV a elektródový systém sa nachádza v pracovnom plyne o tlaku 1 kPa až 1 000 kPa, pričom elektrická plazma je generovaná na časti povrchu dielektrického telesa bez kontaktu s elektricky vodivými elektródami.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že upravovaný materiál je v kontakte s povrchom telesa z dielektrického materiálu v ktorom sú uložené elektródy.
3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zapálenie elektrických výbojov a generácia plazmy je uľahčená ďalšou pomocnou sústavou elektród, uloženou vo vnútri telesa z dielektrického materiálu, ktorá je časťou elektródového systému.
4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že elektrické napätie na pomocnej sústave elektród je iné než na elektricky vodivých elektródach.
5. Spôsob podľa nárokov 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že textilný materiál sa opracuje v tvare určeného plošného vzoru pri kontakte s plazmou generovanou na časti povrchu telesa z dielektrického materiálu pod ktorou sú uložené sústavy elektród a ktorá má tvar určeného vzoru.
6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že upravovaný materiál sa posúva pozdĺž povrchu telesa z dielektrického materiálu v ktorom sú uložené elektródy.

r r «· f.

- ¹² - ý r. ' ^Γ
7. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že upravovaný textilný materiál sa posúva medzi dvomi elektródovými systémami.
8. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že upravovaný textilný materiál je unášaný na povrchu elektródového systému.
9. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že obsahuje elektródový systém (1) pozostávajúci z elektricky vodivých elektród (2) a (3) ktoré sú uložené vo vnútri telesa z dielektrického materiálu (5) a nachádzajú sa na tej istej strane textilného materiálu (4) na ktorý sa pôsobí elektrickou plazmou.
10. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že elektricky vodivé elektródy (2) a (3) sú rovnobežné s časťou povrchu dielektrického telesa (5) na ktorom sa generuje elektrická plazma.
11. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že časť povrchu telesa z dielektrického materiálu (5) pod ktorým sú uložené sústavy elektród (2) a (3) má tvar určeného vzoru.
12. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že obsahuje elektródový systém (1) pozostávajúci z aspoň dvoch elektricky vodivých elektród (2) a (3), ktoré sú uložené vo vnútri telesa z dielektrického materiálu (5), a pomocných elektród (6), ktorá sú tiež uložené vo vnútri dielektrického telesa (5).
13. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že elektródové systémy (1) sa nachádzajú na oboch stranách textilného materiálu na ktorý sa pôsobí plazmou.
14. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že časť povrchu elektródového systému (1) na ktorom sa generuje plazma je rovinného tvaru, tvaru valcovej plochy, alebo tvaru zakrivenej roviny.
15. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že časť telesa z dielektrického materiálu (5) je z feroelektrického materiálu.

f r r c e r r <·» >· e C r ·. f* C r

- 13 - ; ^r ;
16. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že časť telesa z dielektrického materiálu (5) je z tekutého dielektrického materiálu.
17. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že okraje elektród z ktorých sa skladajú elektricky vodivé elektródy (2) a (3) sú zakrivené.
18. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že časť telesa z dielektrického materiálu obsahuje MgO.
19. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že okraje elektród pomocnej sústavy elektród (6) sú zakrivené.