DE10037048A1 - Hydrophile cellulose yarns/fabrics are treated in a plasma stage with an oxygen atmosphere, after bleaching or dyeing, in a non-hazardous process for bed linen and garment materials - Google Patents

Abstract

The hydrophilic woven fabric, or other textile material, is composed of cellulose fibers where the cellulose yarns are given a hydrophile character in a wet process and mechanical finishing. The yarns and/or the fabric are made hydrophilic by a plasma treatment with an atmosphere containing oxygen. The hydrophile cellulose yarns and/or fabric are treated with a plasma in a pressure giving a vacuum atmosphere lowered by 2-3 powers of ten. The atmosphere is mostly oxygen, and it is exchanged by flushing during the plasma treatment. The stage to give the hydrophile character is after the materials have been bleached or dyed. The materials are given the plasma treatment by passing between electrodes which develop a plasma atmosphere. The electrodes are rods, across the direction of material travel, and the materials are deflected around the rods in their passage movement. The material is unwound from a roll, to pass through the vacuum chamber, and then be wound again into a roll. After the plasma treatment, the materials are passed through an oxygen atmosphere.

Description

Bei Textilien werden anwendungsspezifisch sehr unterschiedliche Eigenschaf­ ten angestrebt und notfalls auch mit erheblichem Aufwand erzielt. Bei textilen Flächengebilden, zu denen in erster Linie Gewebe, daneben noch Gewirke, Gestricke, Vliesstoffe oder sonstige Fasergebilde zu rechnen sind, wird im Be­ reich des menschlichen Gebrauchs bei Bekleidungstextilien oder Betttextilien vielfach eine schweißaufsaugende Eigenschaft verlangt, die beim Schwitzen ein angenehmes Hautgefühl hervorruft und dem nassen Anhaften von Beklei­ dungsstücken an der Haut, aber auch der nässebedingten Kälteeinwirkung vorbeugt. Bei Betttextilien wird durch die Ableitung der Körpertranspiration ein den ruhigen Schlafförderliches trockenes Bettklima erzeugt.Textiles have very different properties depending on the application sought and, if necessary, achieved with considerable effort. With textiles Flat structures, to which primarily woven fabrics, in addition knitted fabrics, Knitted fabrics, nonwovens or other fiber structures are to be expected in the Be realm of human use in clothing textiles or bed textiles often requires a sweat-absorbing property, that when sweating creates a pleasant feeling on the skin and the wet adherence of lead pieces on the skin, but also the effects of cold due to moisture prevents. In the case of bed textiles, the body perspiration is derived from the creates the calm, sleep-promoting, dry bed climate.

Cellulosische Fasern wie Baumwolle oder Viskose sind in diesen Bereichen besonders bevorzugt, da sie von Haus aus besonders hydrophil sind. Im Be­ reich der Betttextilien hat es darüber hinaus schon Entwicklungen gegeben, hydrophile Eigenschaften von Bauwollgeweben auf chemischem Wege zu verbessern, in dem diese Gewebe in Nassprozessen nachbehandelt werden. Solche Naßprozesse sind aber aufwendig, da sie regelmäßig ein nachfolgen­ des Neutralisieren und/oder Waschen sowie Trocknen voraussetzen und in Bezug auf die unvermeidlich zurückbleibenden Reste chemischer Wirkstoffe Allergien oder sonstige gesundheitliche Wirkungen hervorrufen können. Eine Unbedenklichkeit in dieser Hinsicht kann nicht einmal bei chemischen Wirkstof­ fen angenommen werden, bei denen eine allergene oder gesundheitsschädli­ che Wirkung - bisher - nicht bekannt geworden ist.Cellulosic fibers such as cotton or viscose are in these areas particularly preferred since they are inherently particularly hydrophilic. In Be There have also been developments in bed textiles, hydrophilic properties of cotton fabrics by chemical means improve by post-treating these fabrics in wet processes. Such wet processes are complex because they regularly follow one of neutralizing and / or washing and drying presuppose and in  Regarding the inevitably remaining residues of chemical agents May cause allergies or other health effects. A Harmlessness in this regard cannot even apply to chemical agents If there is an allergen or health hazard che effect - so far - has not become known.

Aufgabe der Erfindung ist es, Flächengebilde mit cellulosischen Fasern mit hochhydrophilen Eigenschaften in einem gesundheitlich möglichst unbedenkli­ chen Verfahren zu erzielen.The object of the invention is to have fabrics with cellulosic fibers highly hydrophilic properties in a health-friendly way Chen process to achieve.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach dem An­ spruch 1 gelöst. Es hat sich nämlich gezeigt, daß eine Plasmabehandlung mit einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre wie Luft oder reinem Sauerstoff zu Gewe­ ben mit bisher nicht verfügbaren hydrophilen Eigenschaften führt. Die Wasser­ aufnahme, die Wasserdampfaufnahme und die Wasseraufnahmegeschwindig­ keit solcher Flächengebilde ist gegenüber herkömmlichen unbehandelten Texti­ lien sehr deutlich erhöht. So ist das Benetzungsverhalten in einem typischen Tropfenausbreitungsversuch auffällig stark verbessert. Auch die Trocknungs­ geschwindigkeit ist entscheidend erhöht.According to the invention, this object is achieved by a method according to the spell 1 solved. It has been shown that a plasma treatment with an oxygen-containing atmosphere such as air or pure oxygen ben leads with previously unavailable hydrophilic properties. The water absorption, water vapor absorption and water absorption speed speed of such fabrics is compared to conventional untreated textiles lien very significantly increased. So the wetting behavior is typical Drop propagation test remarkably improved. Even the drying speed is significantly increased.

Solche Vorteile werden erreicht bei weitgehender Erhaltung anderer Eigen­ schaften wie etwa eines Oberflächenglanzes, der regelmäßig in herkömmlicher Weise durch Kalandern erzielt wird.Such advantages are achieved while others are largely retained such as a surface gloss that is regularly used in conventional Way is achieved by calendering.

Auf der anderen Seite läßt sich diese Behandlung am Ende eines Herstel­ lungsprozesses bei einem Gewebe oder sonstigen textilen Flächengebilde oder auch bei einem fertigen Produkt wie etwa einem Bekleidungsstück, einer Inlett­ hülle, einem Matratzenbezug oder einem Handtuch erzielen, ohne daß nachfolgend noch eine besondere Nachbehandlung erforderlich wäre. Die im we­ sentlichen physikalische Plasmabehandlung hinterläßt keine neutralisierungs­ bedürftigen oder auszuwaschenden Bestandteile.On the other hand, this treatment can be done at the end of a manufacture development process for a fabric or other textile fabric or also for a finished product such as a piece of clothing, a ticking cover, a mattress cover or a towel without subsequent  a special after-treatment would be necessary. The in the considerable physical plasma treatment leaves no neutralization components that need to be washed out.

Grundsätzlich ist die Plasmabehandlung von Textilien schon in anderen Be­ handlungsschritten bekannt. So hat es Entwicklungen und Versuche zur Be­ handlung von Wolle, insbesondere zur Vermeidung von Verfilzungen, oder eine Plasmabehandlung von technischen Textilien, insbesondere zur Hydrophobie­ rung, gegeben. Auch bei Baumwollgeweben hat es Versuche gegeben, deren Eigenschaften im Sinne einer Hydrophilierung für ein nachfolgendes Färben zu verändern, zumal Baumwollgewebe vom Garn her durch die dem Garn noch anhaftende Schlichte belastet sind, die auch durch Waschen nicht vollständig und vor allem gleichmäßig zu beseitigen ist. Schon dabei hat sich eine verbes­ serte und vergleichmäßigte Flottenaufnahme gezeigt.Basically, the plasma treatment of textiles is already in other areas steps known. So it has developments and trials to be act of wool, especially to avoid matting, or a Plasma treatment of technical textiles, especially for hydrophobicity tion. There have also been attempts at cotton fabrics, their Properties in the sense of a hydrophilization for a subsequent dyeing change, especially since cotton fabric from the yarn through that of the yarn Adhesive size are burdened, which is not completely by washing and, above all, must be eliminated evenly. Already there has been a verbes Serte and even fleet admission shown.

Die Plasmabehandlung nach dem Färben oder nach sonstigen, insbesondere chemischen Naßprozessen stellt aber den entscheidenden und überraschen­ den Erfolg im Sinne einer Hydrophilierung des endgültigen textilen Flächenge­ bildes dar, die also nicht in einem Zwischenprozess genutzt wird, sondern die Eigenschaften des fertigen Produktes entscheidend verbessert.Plasma treatment after dyeing or after other, in particular chemical wet processes represents the decisive and surprising success in terms of hydrophilizing the final textile fabric image that is not used in an intermediate process, but rather the Properties of the finished product significantly improved.

Die Plasmabehandlung wird vorzugsweise in einem geschlossenen und evaku­ ierten Raum durchgeführt, in dem sich eine stabile Vakuum-Atmosphäre be­ reitstellen und ohne hohen Energiebedarf aufrechterhalten läßt, während bei normalem Atmosphärendruck oder gar hohem Druck ein hoher Energiebedarf mit der Gefahr von Bündelentladungen und hohen Temperaturbelastungen an­ zusetzen wäre. Dabei kann beispielsweise Rollenware in einem Chargen- oder Batch-Verfahren in eine abschließbare Kammer eingegeben werden, in der vorzugsweise eine Vielzahl ungleichpoliger Elektroden eine Plasma- Atmosphäre schaffen, wobei die Rollenwaren beispielsweise von einem Ballen auf einen neuen Ballen umgewickelt wird und dazwischen durch die Plasma- Atmosphäre - etwa in Umlenkung um die stabförmigen Elektroden herum - geführt wird. Ein Innendruck in einem solchen Behälter von beispielsweise ei­ nem Millibar hat sich als günstig sowohl hinsichtlich der Temperaturbelastung des zu behandelnden Materials als auch für die Bereitstellung durch Hochva­ kuum-Pumpen wie auch im Hinblick auf geringe Dichtungsprobleme herausge­ stellt, die sich sogar mit Durchführungen oder Schleusen in einem Durchlauf­ verfahren von Textilien aus der Umgebungsluft und ggf. in die Umgebungsluft erzielen lassen.The plasma treatment is preferably in a closed and evacuated ized room in which there is a stable vacuum atmosphere can be maintained and maintained without high energy consumption, while at normal atmospheric pressure or even high pressure a high energy requirement with the risk of bundle discharges and high temperature loads would be clogged. Here, for example, roll goods in a batch or Batch processes can be entered into a lockable chamber in the  preferably a plurality of non-polar electrodes a plasma Create atmosphere, the roll goods, for example, from a bale is wrapped on a new bale and in between by the plasma Atmosphere - for example in a deflection around the rod-shaped electrodes - to be led. An internal pressure in such a container, for example egg A millibar has proven to be beneficial both in terms of temperature stress of the material to be treated as well as for the provision by Hochva vacuum pumps as well as with regard to minor sealing problems represents that even with bushings or locks in one pass moving textiles from the ambient air and possibly into the ambient air let achieve.

Die Plasma-Atmosphäre kann aus reinem Sauerstoff bestehen, sie kann aber auch nur sauerstoffhaltig sein, wie etwa die Umgebungsluft. Zur Aufrechterhal­ tung des Sauerstoffgehaltes wird zweckmäßig eine Spülung während der Plasmabehandlung vorgesehen, um Ozonanteile abzusaugen, insbesondere aber auch den bei einer solchen Behandlung aus dem Gewebe im Vakuum austretenden Feuchtigkeitsanteil abzuführen.The plasma atmosphere can consist of pure oxygen, but it can also only contain oxygen, such as the ambient air. For maintenance tion of the oxygen content, a flushing is expedient during the Plasma treatment provided to suck off ozone, in particular but also the one with such a treatment from the tissue in a vacuum any moisture that escapes.

In einem Ausführungsbeispiel wird ein Baumwoll-Inlettgewebe in einer Breite von 160 cm zunächst abgesengt, um herausstehende Fadenenden und Fasern zu beseitigen. Danach wird das Gewebe entschlichtet, die Schlichte ausgewa­ schen und das Gewebe gebleicht. Danach wird das Gewebe getrocknet, ehe es gefärbt oder zu einem weißen Gewebe optisch aufgehellt wird. Weiter wird es üblicherweise mit einem Weichmacher ausgestattet sowie weiter kalandriert, um eine gewisse Dichte und insbesondere einen Oberflächenglanz zu erhalten und danach gewalkt. In one embodiment, a cotton ticking fabric is made in one width of 160 cm first seared around protruding thread ends and fibers to eliminate. The fabric is then desized and the size is weighed out and the fabric is bleached. The fabric is then dried before it is dyed or optically lightened to a white fabric. Will continue it is usually equipped with a plasticizer and further calendered, to obtain a certain density and in particular a surface gloss and then walked.  

Diese chemischen und mechanischen Behandlungsschritte führen zwar zu dem gewünschten Aussehen und auch zu den gewünschten mechanischen Eigenschaften z. B. des Inlettgewebes, bedingen aber etwa durch das Einbrin­ gen von Farbe und Weichmacher und auch durch das Kalandrieren hydropho­ be Eigenschaften. Durch eine nachfolgende Plasmabehandlung in einer sauer­ stoffhaltigen Atmosphäre lassen sich demgegenüber überaus saugfähige und hautsympathische Stoffe erzielen. Es wird ein Feuchtigkeitsstau an solchen Geweben vermieden und durch Inlett- und Matrazenbezugsstoff ein angeneh­ mes, trockenes Klima in der Betthöhle erzielt. Die hohe Saugfähigkeit und die Transportfähigkeit für Feuchtigkeit ist für ein Schlafklima sehr wichtig. Das glei­ che gilt für die hohe Feuchtigkeitsabgabe eines solchen Gewebes an die Um­ gebung oder aber an eine Daunen- oder Faserfüllung.These chemical and mechanical treatment steps lead to the desired appearance and also the desired mechanical Properties e.g. B. the ticking fabric, but due to the insertion color and plasticizer and also hydrophobic due to calendering be properties. By a subsequent plasma treatment in an acidic In contrast, substance-containing atmosphere can be extremely absorbent and achieve skin-friendly substances. There will be a build-up of moisture on such Fabrics avoided and a pleasant thanks to ticking and mattress cover fabric mes, dry climate in the bed cavity. The high absorbency and the Transportability for moisture is very important for a sleeping climate. The same che applies to the high moisture release of such a fabric to the environment or a down or fiber filling.

Das Gewebe wird in einen hermetisch verschließbaren Behandlungsraum mit zwei Rollenaufnahmen für eine abzuwickelnde und eine aufzuwickelnde Rolle eingebracht und dann von der Rolle um verschiedene, räumlich zu einem mä­ anderförmigen Bahnenumlauf hintereinander angeordnete Elektroden geführt und am Ende des vorgegebenen Behandlungsweges auf eine zweite Rolle aufgewickelt. Bei einem Vakuum von etwa einem Millibar und einer elektri­ schen Leistung von 600 Watt wird das Gewebe dem Sauerstoffplasma ausge­ setzt. Eine laufende Sauerstoffspülung im Behandlungsraum sorgt für die Ab­ fuhr verbrauchten Sauerstoffs und insbesondere von Feuchtigkeit aus dem Gewebe, so daß es sich insgesamt nicht nur um eine trockene sondern auch um eine trocknende Behandlung handelt.The tissue is brought into a hermetically sealed treatment room two roll receptacles for one roll to be unwound and one to be wound up introduced and then from the role by different, spatially to a mä other-shaped orbital electrodes arranged one behind the other and at the end of the prescribed treatment route to a second role wound. With a vacuum of about a millibar and an electri With a power of 600 watts, the tissue is exposed to the oxygen plasma puts. A continuous oxygen flush in the treatment room ensures the Ab drove used oxygen and especially moisture from the Fabric so that it is not only a dry overall but also is a drying treatment.

Das dabei erzielte hochhydrophile Tuch ist sehr gut lagerfähig. Es zeigt kein wesentliches Alterungsverhalten. Es werden auch keine Chemikalien in irgend­ einem bedenklichen Sinne eingebracht, eher schon werden Reste von chemischen Stoffen im Plasma neutralisiert und auch, insbesondere aufgrund der Vakuumatmosphäre, mit der Feuchtigkeit ausgespült.The highly hydrophilic cloth obtained is very easy to store. It shows no essential aging behavior. There are also no chemicals in any brought in a questionable sense, rather residues of chemical  Substances neutralized in the plasma and also, especially due to the Vacuum atmosphere with which moisture is rinsed out.

Es versteht sich, daß eine solche Behandlung nicht nur auf textile Flächenge­ bilde wie Gewebe, Gewirke, oder Wirrfaserlagen anzuwenden ist sondern auch auf fertig konfektionierte Ware wie Inletthüllen, Matratzenbezüge oder Beklei­ dungsstücke. Dazu sind auch sonstige saugfähige Bad- oder Heimtextilien, Windeln, Matten oder dergleichen zu rechnen. Im gleichem Sinne können Hy­ giene- und Medizintextilien einbezogen werden, die in vielen Fällen saugfähig sein müssen. Dabei können die Gewebe durchaus Mischgewebe etwa mit syn­ thetischen Polymerfasern sein. Die hydrophile Wirkung cellulosischer Fasern wie eben Baumwolle, Viskose usw. läßt sich durchaus auch im Mischgewebe erhalten. Es ist auch möglich, besondere Fasern wie Metallfasern oder Karbon­ fasern einzuarbeiten, die in der Benutzung als antistatische Bestandteile Aufla­ dungseffekten entgegenwirken. Desgleichen eigenen sich derartige saugfähige Textilien auch für mehrschichtige Funktionstextilien, bestehend aus einer für Wasserdampf und Feuchtigkeit konduktiven Ableitschicht und einer absorbie­ renden Schicht, wobei letztere nach diesem Verfahren gestaltet ist, während die konduktive Schicht dem Körper zugewandt wird. Auch beschichtete Texti­ lien wie etwa Matrazenbezüge für Allergiker mit einer allergendichten Schicht und einer saugfähigen Schicht können durch Plasmabehandlung verbessert werden.It is understood that such a treatment is not restricted to textile fabrics form how to use woven fabrics, knitted fabrics or random fiber layers but also on ready-made goods such as inlet covers, mattress covers or clothing dung pieces. This also includes other absorbent bathroom or home textiles, To count diapers, mats or the like. In the same sense, Hy textile and medical textiles are included, which in many cases are absorbent have to be. The fabrics can be mixed fabrics with syn be synthetic polymer fibers. The hydrophilic effect of cellulosic fibers like cotton, viscose, etc. can also be used in mixed fabrics receive. It is also possible to use special fibers such as metal fibers or carbon to incorporate fibers that are used as antistatic components counteracting effects. Such absorbent materials are also suitable Textiles also for multi-layer functional textiles, consisting of one for Water vapor and moisture conductive drainage layer and an absorbie layer, the latter being designed according to this method, while the conductive layer faces the body. Also coated textiles such as mattress covers for allergy sufferers with an allergy-tight layer and an absorbent layer can be improved by plasma treatment become.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung hydrophiler Gewebe oder dergl. textiler Flä­ chengebilde mit cellulosischen Fasern, insbesondere für den menschlichen Gebrauch als Bett- oder Bekleidungstextilien, bei dem die Fasern, die daraus hergestellten Garne und/oder das textile Flächengebilde in Naßprozessen und in mechanischen Bearbeitungsprozessen veredelt und hydrophiliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrophilieren eine Plasmabehandlung mit einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre umfaßt.1. A process for the production of hydrophilic fabrics or the like. Textile surface structures with cellulosic fibers, in particular for human use as bed or clothing textiles, in which the fibers, the yarns produced therefrom and / or the textile surface structure are refined in wet processes and in mechanical processing processes and hydrophilized, characterized in that the hydrophilizing comprises a plasma treatment with an oxygen-containing atmosphere. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plas­ mabehandlung in einer im Druck um etwa 2 bis 3 Zehnerpotenzen abgesenk­ ten Vakuum-Atmosphäre erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the plas MA treatment reduced in pressure by about 2 to 3 powers of ten vacuum atmosphere takes place. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre überwiegend aus Sauerstoff besteht.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Atmosphere consists mainly of oxygen. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Atmosphäre durch Spülung während der Plasmabehandlung aus­ getauscht wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in net that the atmosphere is characterized by purging during the plasma treatment is exchanged.   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Hydrophilieren nach einem Bleichen oder Färben erfolgt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in net that the hydrophilization takes place after bleaching or dyeing. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Plasmabehandlung in einem Durchlauf einer textilen Flächenge­ bildebahn durch eine zwischen Elektroden ausgebildete Plasma-Atmosphäre erfolgt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in net that the plasma treatment in one pass of a textile area through a plasma atmosphere formed between electrodes he follows. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elekt­ roden als quer zur Durchlaufrichtung angeordnete Stabelektroden ausgebildet sind und daß der Durchlauf Umlenkungen um die Stabelektroden vorsieht.7. The method according to claim 6, characterized in that the elect Roden formed as stick electrodes arranged transversely to the direction of flow are and that the pass provides deflections around the stick electrodes. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Flächengebildebahn innerhalb einer Vakuumkammer von einer Rolle abläuft und auf eine Rolle aufgewickelt wird.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the textile fabric web from a roll within a vacuum chamber expires and is wound on a roll. 9. Verfahren zur Herstellung von Bett- oder Bekleidungstextilien aus Ge­ weben oder dergl. textilen Flächengebilden durch Konfektionieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Bett- oder Bekleidungstextilien nach dem Konfektio­ nieren einer hydrophilierenden Plasmabehandlung mit einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre unterzogen werden.9. Process for the production of bed or clothing textiles from Ge weave or the like. Textile fabrics by assembly, thereby characterized in that the bed or clothing textiles after confection kidney of a hydrophilizing plasma treatment with an oxygen-containing one Atmosphere.