ITMI20070350A1 - Metodo di lavorazine a plasma atmosferico per il trattamento dei materiali - Google Patents

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ITMI20070350A1
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gases
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gas
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IT000350A
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Ruggero Alfredo Barni
Moreno Piselli
Claudia Riccardi
Stefano Zanini
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Univ Milano Bicocca
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Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:
"METODO DI LAVORAZIONE A PLASMA ATMOSFERICO PER IL TRATTAMENTO DEI MATERIALI”
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha come oggetto un metodo di lavorazione a plasma atmosferico per il trattamento dei materiali.
Le tecnologie basate su processi a plasma sono di fondamentale importanza per molti settori industriali, primo fra tutti quello della microelettronica, dove sono divenute ormai indispensabili.
Esempi di altri settori che beneficiano di tali tecnologie sono quelli aerospaziale, automobilistico, della produzione di acciaio, del trattamento di rifiuti ed il settore biomedicale, dove mediante processi a plasma è possibile, ad esempio, indurire superfici, cambiare le proprietà ottiche, neutralizzare sostanze nocive e migliorare la biocompatibilità dei materiali.
Modificare superficialmente i materiali mediante l’esposizione a plasmi presenta in generale molti vantaggi rispetto ad analoghi trattamenti chimici tradizionali.
Si tratta infatti di processi a secco che non richiedono solventi o prodotti chimici, che possano costituire un rischio per l’ambiente, ed inoltre le modificazioni introdotte da tali trattamenti coinvolgono soltanto gli strati superficiali del substrato e non alterano le proprietà fisico-meccaniche generali dei materiali.
La maggior parte dei processi a plasma utilizzati nell'industria avvengono in gas rarefatti a bassa pressione (generalmente tra 10<-4>e decine di mbar) sfruttando le tecnologie del vuoto.
In tali condizioni si ottiene un plasma molto uniforme detto “glow discharge”.
Il plasma viene usualmente generato applicando al gas rarefatto un campo elettrico.
Tale campo può essere continuo o alternato con frequenze che spaziano fino alle microonde ed alle radiazioni ottiche (laser).
Nel plasma vengono generati ioni di vario tipo, elettroni e radicali neutri in grado di reagire con la superfìcie del materiale da trattare.
Questo tipo di tecnologia è molto vantaggiosa poiché impiega piccolissime quantità di gas reattivi ed avviene in un ambiente controllato (la camera da vuoto) in grado di isolare la zona di trattamento dall’atmosfera circostante.
Un grosso limite, tuttavia, risiede nell'utilizzo delle tecnologie del vuoto che oltre ad essere molto costose non permettono il trattamento in continuo dei materiali ed introducono lunghi tempi di attesa per portare la camera a bassa pressione mediante specifici gruppi di pompaggio.
Alcune soluzioni tecnologiche sono state proposte per poter comunque trattare in continuo i materiali.
Secondo tali soluzioni, diverse camere da vuoto comunicanti vengono mantenute a pressioni differenti per portare gradatamente l’ambiente alla pressione di lavoro.
Ciò tuttavia non abbatte, bensì incrementa, il costo complessivo delle attrezzature per via dell’enorme differenza tra la pressione atmosferica e quella della camera di trattamento ed inoltre tale soluzione non si adatta facilmente a materiali altamente degasanti come ad esempio pelli, tessuti e carta.
Compito del presente trovato è quello di realizzare un metodo di lavorazione che possa essere utilizzato per applicazioni realizzate a pressione atmosferica.
Nell’ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un metodo di lavorazione a plasma atmosferico per il trattamento dei materiali, in cui sia eliminata la necessità di costose attrezzature da vuoto con i relativi gruppi di pompaggio e che permetta di effettuare più facilmente trattamenti in continuo anche quando sia necessario lavorare in un ambiente controllato.
Un ulteriore scopo è quello di realizzare un metodo di lavorazione a plasma atmosferico per il trattamento dei materiali che permetta di utilizzare soluzioni tecnologiche molto meno costose oltre a garantire processi generalmente più rapidi.
Questo ed altri sco i che me li a rir n o v z t seguito, sono raggiunti da un metodo di lavorazione a plasma per il trattamento dei materiali, caratterizzato dal fatto di esporre un materiale da trattare ad un plasma sostanzialmente a pressione atmosferica.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della seguente descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, del trovato.
Trattamenti a pressione atmosferica
Plasmi freddi a pressione atmosferica possono essere generati in diversi modi applicando una differenza di potenziale (generalmente da 100 V a decine di kV) tra due elettrodi.
La corrente applicata può essere continua o alternata con frequenze variabili fino a microonde e radiazione laser.
I materiali possono essere esposti al plasma sia vicino alla zona di scarica cioè a diretto contatto con gli elettrodi o in mezzo ad essi (trattamento vicino) oppure è possibile generare il plasma tra due elettrodi e trasportarlo, mediante un flusso di gas, sulla superfici da trattare (trattamento remoto).
In questo modo i substrati non vengono esposti direttamente alle scarica.
Diversi gas possono essere utilizzati negli esperimenti: Azoto, gas nobili, Ossigeno, Idrogeno, gas fluorurati in genere (SF6, SOF2, ecc.), idrocarburi gassosi (CH4, C2H2, ecc.), fluorocarburi gassosi detti gas.
Utilizzando un sistema di vaporizzazione dei composti in fase liquida possono essere miscelati ai gas di cui sopra anche vapori di acqua, ammoniaca esametildisilossasno (HMDSO) ed altri composti silani, silossani, idrocarburi e perfluori.
Tutti i campi di concentrazione dei vapori nel gas (o nella miscela di gas) possono essere ottenuti fino alla concentrazione di saturazione (cioè la concentrazione alla quale un liquido è in equilibrio con il proprio vapore ad una determinata temperatura e pressione) dei liquidi stessi alle condizioni di temperatura e pressione impiegate nell’esperimento.
É inoltre possibile utilizzare dei sistemi di generazione di dispersioni colloidali (aerosol) in grado di miscelare ai gas di processo composti liquidi (come sopra descritti) o solidi (micro e nano particelle).
A seconda dei materiali trattati e delle necessità è possibile utilizzare diversi metodi:
1 - Alla fase di esposizione al plasma viene fatta precedere una fase di degasaggio in cui, sfruttando una camera da vuoto, i campioni vengono portati alla pressione limite compresa tra 10<-7>e 10 mbar, preferibilmente tra 10<-3>e 1 mbar.
In seguito la camera viene riempita con il gas (o miscela di gas) fino al raggiungimento della pressione di lavoro che viene mantenuta evacuando la camera con un sistema di pompaggio ade uato.
2 - La fase di esposizione al plasma è un processo in cui i materiali (film, tessuti pelli) vengono trattati in continuo tenendo la camera in sovrapressione (da patm+0.1 a 1200 mbar in genere, dove patm è la pressione atmosferica delle condizioni di lavoro) rispetto all’esterno in modo da evitare le contaminazioni.
3 - La fase di esposizione al plasma è ancora un processo continuo in cui i materiali sono introdotti nella camera di trattamento attraverso delle precamere talvolta mantenute a pressione sempre inferiore. Il trattamento avviene in leggera sottopressione (da 800 a patm-0.1 mbar) in modo da evitare la fuoriuscita di gas eventualmente nocivi dalla camera di trattamento.
Nelle procedure 2 e 3 il materiale Immesso nella camera di trattamento viene prima sottoposto ad un sistema di evacuazione dei gas contaminanti e/o ad un sistema di lavaggio mediante gas inerti (per esempio azoto) e/o un sistema di riscaldamento (essiccazione) per eliminare le contaminazioni dovute ai gas ed al vapor d’acqua adsorbiti dal materiale stessi. Con le succitate procedure possono essere realizzati diversi processi in grado di impartire proprietà di idrorepellenza, oleorepellenza, barriera ai gas ed al vapor acqueo, idrofilia, antiaderenza (effetto release), proprietà antimacchia ed anti-invecchiamento, aumento della resa di stampa, aumento della tingibilità e molte altre proprietà già ottenute con trattamenti a plasma a bassa pressione.
La sperimentazione è stata condotta con diverse sorgenti di tipo esteso e localizzato, sia di tipo diretto che di tipo remoto.
Ad esempio è stata utilizzata la scarica a pressione atmosferica di tipo DBD (dall’acronimo anglosassone Dielectric Barrier Discharge) in cui il plasma viene prodotto a bassa frequenza tra due elettrodi conduttori.
Generalmente uno o entrambi gli elettrodi possono essere ricoperti da materiale dielettrico.
Viene utilizzato generalmente un apparato costituito da un generatore di corrente ed un sistema di elettrodi. Il generatore produce usualmente tensioni da 100 V a 20 kV con correnti alternate a frequenze dalla DC a 10 MHz.
Il sistema di elettrodi consiste generalmente in un elettrodo di scarica a cui viene applicato l’alto voltaggio ed un elettrodo a terra.
Uno od entrambi possono essere ricoperti di materiale dielettrico. L’elettrodo di terra può essere costituito da un rullo sul quale scorre in modo continuo il materiale da trattare. La distanza tra gli elettrodi è in genere di alcuni millimetri.
La scarica può avvenire a pressioni variabili tra 500 e 1500 mbar, preferibilmente tra 800 e 1200 mbar. L’energia trasferita dalla scarica per unità di superficie del materiale può essere espressa mediante la cosiddetta “dose corona" [W. Min/m<2>] definita come:
Potenza del generatore (P)
dose corona (D) =
larghezza dell'elettrodo x velocità di scorrimento (V) I campioni si trovano ad una distanza dagli elettrodi variabile I campioni possono muoversi con velocità variabile da 0.1 a 200 m/min, preferibilmente tra 1 a 100 m/min utilizzando un sistema automatico di movimentazione e permettendo un trattamento continuo.
I campioni possono essere trattati da 1 a 100 volte, preferibilmente tra 1 e 10 volte.
La dose corona per singolo trattamento può raggiungere 3000 W.min/m<2>, preferibilmente tra 30 e 1000 W. min/m<2>.
Un altro esempio di sorgente a plasma freddo utilizzata è quella di tipo remoto.
Questi apparati sono generalmente costituiti da un elettrodo cavo (elettricamente messo a terra) al cui interno si trova l’elettrodo ad alta tensione. Nella cavità fluisce il gas di processo che, attraverso un ugello, trasporta convettivamente le specie chimiche generate nel plasma sulla superficie da trattare.
La tensione varia generalmente tra 0.2 e 20 KV con correnti alternate a frequenze da DC a 20 MHz. I flussi di gas possono variare da centinaia di sccm a centinaia di 1 η/min in dipendenza dalla dimensione della sorgente e dal tipo (se estesa o puntiforme).
Poiché generalmente il flusso di gas mantiene la regione di scarica priva di contaminazioni, è possibile utilizzare queste sorgenti senza camere oppure in una camera in leggera sottopressione o sovrapressione per evitare la fuoriuscita di gas eventualmente nocivi.
smi a pressione atmosferica sopra citati. Per esempio carta, tessuti, pelli, film polimerici in generale, metalli, pietre, fibre lignocellulosiche e legni.
Diversi tipi di processi possono essere utilizzati con i metodi descritti sopra:
A - Il precursore chimico in grado di impartire le proprietà superficiali desiderate viene direttamente utilizzato in fase plasma. Se necessario viene miscelato in stato di vapore o di dispersione colloidale (aerosol) con un gas carrier come descritto precedentemente.
B - Il precursore in fase liquida, gas, vapore o dispersione colloidale (aerosol, emulsione, sol, ecc.) può essere applicato precedentemente alla fase plasma.
C - Il precursore in fase liquida, gas, vapore o dispersione colloidale (aerosol, emulsione, sol, ecc.) può essere applicato successivamente alla fase plasma.
I processi descritti nei punti precedenti possono inoltre essere combinati.
Esempio 1 : è possibile esporre i materiali prima ad un trattamento in fase liquida, gassosa o miscele di gas e vapori e successivamente ad una finalizzazione in fase plasma mediante gas nobili (b)-Esempio 2: è possibile utilizzare un trattamento a plasma per attivare le superfici prima di una esposizione ad una fase attiva in (aerosol, emulsione, sol, ecc.) (c).
Esempio 3: è possibile utilizzare un trattamento a plasma per attivare le superfici e rendere più efficace un secondo trattamento sempre in fase plasma (a+a).
Altre combinazioni dei processi sopra descritti possono essere realizzate al fine di ottenere proprietà multifunzionali delle superfici.
Oi seguito vengono riportati alcuni esempi di trattamenti effettuati su materiali quali carte, cartoni, tessuti e pelli.
In tali esempi vengono impartite alle superfici proprietà di idrorepellenza, oleorepellenza ed idrofilia.
Incrementando l'idrorepellenza e l’oleorepellenza si possono anche ottenere proprietà quali antimacchia, antiaderenza, effetto release ed anti-invecchiamento.
Aumentando l’idrofilia delle superfici si possono inoltre migliorare le proprietà dì tingibilità, stampabilità ed adesione a resine e colle.
Esempi di trattamenti su carta
Esempio 1 : (idrorepellenza)
Diversi tipi di superfici cartacee con diverse grammature sono state trattate.
Sono stati utilizzati i seguenti parametri:
Dose Corona: 750 W.min/m<2>
Pressione: 900 mbar
HMDSO : 1.2 g/h (H2O equiv.)
Numero di trattamenti: 8
Risultati:
I risultati sono stati analizzati con diversi metodi tra cui:
Metodo di Analisi 1 : Cobb
La superficie del campione viene lasciato in contatto con uno strato di acqua distillata alto 1 cm per 60 secondi. I grammi di acqua assorbiti dal campione vengono determinati mediante pesata prima e dopo il test. Il risultato viene espresso in grammi/metro<2>.
Metodo di Analisi 2; Angolo di contatto
L’angolo di contatto (espresso in gradi) tra una goccia di un liquido e la superficie del campione viene determinato mediante un apposito goniometro digitale.
Dopo il trattamento le superfìci dei campioni sono idrorepellenti come mostrato dai risultati riassunti nella tabella 1.
Tabella 1: Idrorepellenza: Cobb60ed Angolo di contatto con acqua
Esempio 2: idrorepellenza/oleorepellenza
Diversi tipi di superfìci cartacee con diverse grammature sono state trattate prima come all'esempio 1 e poi esposte ad un plasma con un differente gas reattivo (SF6) con i seguenti parametri
Dose Corona: 750 W.min/m<2>
Pressione: 900 mbar
Miscela di gas: Esafluoruro di Zolfo (SF6) al 2% in Elio Numero di trattamenti: 8
Risultati:
Dopo il trattamento le superfìci dei campioni sono divenute idrorepellenti ed oleorepellenti. L’idrorepellenza è stata valutata mediante i metodi di cui all'esempio 1 , mentre l’oleorepellenza è stata valutata mediante il Metodo di Analisi 3: KIT test e KIT test polare secondo metodo TAPPI T 559.
I risultati ottenuti sono riassunti nelle tabelle 3 e 4.
Esempio 3: idrorepellenza/oleorepellenza
Una carta non collata con grammatura 50 g/mq è stata esposta ad un trattamento chimico in fase liquida e successivamente esposta ad un trattamento a plasma.
Fase liquida:
Soluzione: 100 g/l di tetraidroperfluorodecilacrilato in etanolo Tempo di immersione: 10 secondi
Fase Plasma:
una fase di degasaggio portando la camera di trattamento alla pressione di 10-2 mbar. parametri di trattamento sono i seguenti.
Dose Corona: 900 W.min/m<2>
Pressione: 900 mbar
Gas (Argon): 10 ln/min
Numero di trattamenti: 5
Ai trattamenti è seguita una fase di lavaggio dei campioni in etanolo.
Risultati:
I risultati sono stati valutati mediante il metodo di analisi 3 (KIT test). Il campione non trattato non raggiunge alcun valore di kit test (KIT test pari a 0 e KIT test polare pari a 0). Il campione trattato solo in fase liquida non raggiunge alcun valore di kit test (KIT test pari a 0 e KIT test polare pari a 0). Il campione trattato con le due fasi combinate (fase liquida e fase plasma) raggiunge valori di KIT test pari a 8 e KIT test polare pari a 3.
Esempi di trattamenti su tessuti
Esempio 4 (idrorepellenza)
Parametri utilizzati:
Dose Corona: 790 W.min/m<2>
Pressione: 950 mbar
Gas Carrier (N2):2 1 n/min
HMDSO : 1.2 g/h (H2O equiv.)
Metodo di Analisi 4: Tempo di assorbimento di una goccia d'acqua
Una goccia d’acqua bidistillata e deionizzata di 20 μl viene depositata sulla superficie in condizioni di atmosfera standard. Viene misurato il tempo di assorbimento completo della goccia.
Risultati:
Un tessuto di seta non trattato assorbe una goccia d’acqua secondo il metodo di analisi 4 istantaneamente. Dopo il trattamento il tempo di assorbimento è di 15 min e 15 sec.
Esempio 5 (idrorepellenza)
Parametri utilizzati:
Dose Corona: 750 W.min/m<2>
Pressione: 950 mbar
Gas Carrier (N2):2 ln/min
HMDSO : 1.6 g/h (H2O equiv.)
Numero di trattamenti: 8
Risultati:
Un tessuto di PET non trattato assorbe una goccia d’acqua secondo il metodo di analisi 4 in 4 min. e 50 sec. Dopo il trattamento la goccia evapora senza essere assorbita.
Esempio 6 (idrorepellenza/oleorepellenza)
Parametri utilizzati:
Dose Corona: 800 W.min/m<2>
Miscela di gas: Esafluoruro di Zolfo (SF6) al 2% in Elio Numero di trattamenti: 8
Risultati:
Un tessuto di cotone idrofilo non trattato assorbe una goccia d’acqua (secondo il metodo di analisi 4) istantaneamente. Dopo il trattamento la goccia evapora senza essere assorbita.
Esempio 7 (idrofilia)
Parametri utilizzati:
Dose corona: 190 W.min/m<2>
Pressione: 1000 mbar
Miscela di gas: Aria
Numero di trattamenti: 3
Risultati:
Un tessuto di cotone grezzo non trattato assorbe una goccia d’acqua in un tempo superiore ai 20 minuti (secondo il metodo di analisi 4).
Dopo il trattamento la goccia viene assorbita immediatamente.
Esempi di trattamenti su pelli
Esempio 8 (idrorepellenza)
Diversi tipi di pelli sono state esposte al plasma in modo da valutare l'applicabilità del trattamento ai vari tipi di animale di origine, concia , stadio di lavorazione e finissaggio.
Ad esempio, sono stati esposti al plasma dei campioni di pelle
gnello (campione C). I campioni sono stati esposti ad un plasma di una miscela di esametildisilossano e azoto secondo i seguenti parametri operativi:
Dose corona: 150 W. min/m<2>
Pressione: 900 mbar
Gas Carrier (N2):2 1 n/min
HMDSO : 1.2 g/h (H2O equiv.)
Numero di trattamenti: 8
Risultati:
La superfìcie dei campioni trattati è molto più idrorepellente rispetto a quella dei non trattati. Per valutare la proprietà di assorbimento è stato misurato il tempo di assorbimento di una goccia di acqua di 20 μl in condizioni di pressione, temperatura e umidità standard (Metodo di analisi 4).
Per il campione A il tempo di assorbimento prima del trattamento è di 2 minuti mentre dopo il trattamento non si osserva alcun assorbimento fino al momento in cui la goccia evapora. Per il campione B il tempo di assorbimento risulta incrementato da 7 a 40 minuti, per il campione C da 1 a 15 minuti.
Esempio 9 (idrorepellenza/oleorepellenza)
Diversi tipi di pelle, in modo da valutare l'applicabilità del trattamento ai vari tipi di animale di origine, concia, stadio di lavorazione e finissaggio, sono stati esposti ad un plasma di una miscela di Esafluoruro di Zolfo (SF6) ed Elio (He) con i seguenti parametri:
Dose Corona: 750 W. min/m<2>
Pressione: 900 mbar
Miscela di gas: Esafluoruro di Zolfo (SF6) al 2% in Elio Numero di trattamenti: 8
Risultati:
La superficie dei campioni trattati è molto più idrorepellente rispetto a quella dei non trattati.
Per valutare la proprietà di assorbimento è stato misurato il tempo di assorbimento di una goccia di acqua di 20 μl in condizioni di pressione, temperatura e umidità standard (Metodo di analisi 4).
Ad esempio una pelle di capra (concia vegetale cromo , stadio crust tinto) non trattata assorbe la goccia in 3 minuti mentre dopo il trattamento la assorbe in 12 minuti.
Una pelle di agnello (concia al cromo, stadio crust) non trattata assorbe la goccia in 1 minuto e 20 secondi mentre dopo il trattamento la assorbe in 16 minuti.
Esempio 10 (idrofilia)
Diversi tipi di pelle, in modo da valutare l'applicabilità del trattamento ai vari tipi di animale di origine, concia, stadio di lavorazione e finissaggio, sono stati esposti ad un plasma di aria a pressione atmosferica.
La superficie dei campioni trattati è molto più idrofilia rispetto a quella dei non trattati, permettendo una migliore efficacia dei processi di stampa, stampa a getto di inchiostro e tintura delle pelli.
Per valutare la proprietà di assorbimento è stato misurato il tem o di assorbimento di una occia di ac ua di 20 l in condizioni di pressione, temperatura e umidità standard (metodo di analisi 4).Alcuni risultati per diversi tipi di pelle e trattamento sono rias-sunti in Tabella 2.
Tabella 2: Idrofilia: Assorbimento di una goccia
Si è in pratica constatato che il trovato raggiunge il compito e gli scopi prefìssati.
Si è infatti realizzato un metodo di lavorazione a plasma atmosferico per il trattamento dei materiali, ovvero un metodo che può essere utilizzato per applicazioni dei plasmi realizzate a pressione atmosferica.
I plasmi generati a pressione atmosferica eliminano la necessità di costose attrezzature da vuoto con i relativi gruppi di pompaggio e permettono più facilmente i trattamenti in continuo anche quando sia necessario lavorare in un ambiente controllato.
Infatti, (a piccola differenza tra la pressione di lavoro e quella esterna permette di utilizzare soluzioni tecnologiche molto meno costose oltre a garantire processi generalmente più rapidi.
Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze.

Claims (31)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di lavorazione a plasma per il trattamento dei materiali, caratterizzato dal fatto di esporre un materiale da trattare ad un plasma sostanzialmente a pressione atmosferica.
  2. 2. Metodo, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il materiale da trattare è esposto al plasma vicino alla zona di scarica, ovvero a diretto contatto con gli elettrodi o in mezzo ad essi.
  3. 3. Metodo, secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il plasma è generato tra due elettrodi e trasportato, mediante un flusso di gas, sulla superfìcie da trattare; i substrati del materiale da trattare non sono esposti direttamente alle scarica.
  4. 4. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il plasma è generato utilizzando uno o più dei seguenti gas: Azoto, gas nobili, Ossigeno, Idrogeno, gas fluorurati in genere (SF6SOF2ecc.), idrocarburi gassosi (CH4, C2H2, ecc.), fluorocarburi gassosi (CF4, C2F6, ecc.).
  5. 5. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di utilizzare un sistema di vaporizzazione di composti in fase liquida miscelati ai gas di cui sopra; detti composti sono scelti tra vapori di acqua, ammoniaca esametildisilossasno (HMDSO) ed altri composti silani, silossani, idrocarburi e perfluori.
  6. 6. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ì campi di concentrazione dei vapori nei gas (o nella miscela di gas) possono essere ottenuti fino alla con centra di saturazione (cioè la concentrazione alla quale un liquido è in equilibrio con il proprio vapore ad una determinata temperatura e pressione) dei liquidi stessi alle condizioni di temperatura e pressione impiegate nell’esperimento.
  7. 7. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di utilizzare dei sistemi di generazione di dispersioni colloidali (aerosol) in grado di miscelare ai gas di processo composti liquidi (come sopra descritti) o solidi (micro e nano particelle).
  8. 8. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, alla fase di esposizione al plasma, viene fatta precedere una fase di degasaggio in cui, sfruttando una camera da vuoto, i campioni vengono portati alla pressione limite compresa tra 10<-7>e 10 mbar, preferibilmente tra 10<-3>e 1 mbar; in seguito la camera viene riempita con il gas (o miscela di gas) fino al raggiungimento della pressione di lavoro che viene mantenuta evacuando la camera con un sistema di pompaggio adeguato.
  9. 9. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che nella fase di esposizione al plasma i materiali costituiti da film, tessuti pelli e simili, vengono trattati in continuo tenendo la camera in sovrapressione (da patm+0.1 a 1200 mbar in genere, dove patmè la pressione atmosferica delle condizioni di lavoro) rispetto all’esterno, in modo da evitare contaminazioni.
  10. 10. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che nella fase di esposizione al plasma i materiali sono introdotti nella camera di trattamento attraverso delle precamere mantenute a pressione sempre inferiore; il trattamento avviene in leggera sottopressione (da 800 a patm-0.1 mbar) in modo da evitare la fuoriuscita di gas eventualmente nocivi dalla camera di trattamento.
  11. 11. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il materiale immesso nella camera di trattamento viene prima sottoposto ad un sistema di evacuazione dei gas contaminanti e/o ad un sistema di lavaggio mediante gas inerti (per esempio azoto) e/o un sistema di riscaldamento (essiccazione) per eliminare le contaminazioni dovute ai gas ed al vapor d’acqua adsorbiti dal materiale stesso.
  12. 12. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'esposizione al plasma impartisce ai materiali proprietà di idrorepellenza, oleorepellenza, barriera ai gas ed al vapor acqueo, idrofilia, antiaderenza (effetto release), proprietà antimacchia ed antiinvecchiamento e resa di stampa e aumento della tingibilità.
  13. 13. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di utilizzare una scarica a pressione atmosferica di tipo DBD (dall’acronimo anglosassone Dielectric Barrier Discharge) in cui il plasma viene prodotto a bassa frequenza tra due elettrodi conduttori.
  14. 14. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che uno o entrambi li elettrodi possono essere ricoperti da materiale dielettrico.
  15. 15. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di utilizzare un apparato costituito da un generatore di corrente ed un sistema di elettrodi; il generatore produce usualmente tensioni da 100 a 20 kV con correnti alternate a frequenze dalla DC a 10 MHz; il sistema di elettrodi consiste in un elettrodo di scarica a cui viene applicato un alto voltaggio ed un elettrodo a terra.
  16. 16. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’elettrodo di terra è costituito da un rullo sul quale scorre in modo continuo il materiale da trattare; la distanza tra gli elettrodi è in genere di alcuni millimetri.
  17. 17. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la scarica può avvenire a pressioni variabili tra 500 e 1500 mbar, preferibilmente tra 800 e 1200 mbar.
  18. 18. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il materiale si trova ad una distanza dagli elettrodi variabile da 0.1 a 40 mm, preferibilmente tra 1 e 10 mm.
  19. 19. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il materiale da trattare può muoversi con velocità variabile da 0.1 a 200 m/min, preferibilmente tra 1 a 100 m/min utilizzando un sistema automatico di movimentazione e permettendo un trattamento continuo.
  20. 20. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il materiale può essere trattato da 1 a 100 volte, preferibilmente tra 1 e 10 volte.
  21. 21. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la dose corona, definita come: Potenza del generatore (P) dose corona (D) = larghezza dell'elettrodo x velocità di scorrimento (V) per singolo trattamento può raggiungere 3000 W.min/m<2>, preferibilmente tra 30 e 1000 W. min/m<2>.
  22. 22. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di utilizzare una sorgente a plasma freddo di tipo remoto costituita da un elettrodo cavo (elettricamente messo a terra) al cui interno si trova l’elettrodo ad alta tensione; nella cavità fluisce il gas di processo che, attraverso un ugello, trasporta convettivamente le specie chimiche generate nel plasma sulla superfìcie da trattare.
  23. 23. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la tensione varia tra 0.2 e 20 KV con correnti alternate a frequenze dalla DC a 10 MHz; i flussi di gas variano da centinaia di sccm a centinaia di 1 η/min in dipendenza dalla dimensione della sorgente e dal tipo (se estesa o puntiforme).
  24. 24. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere utilizzabile per trattare materiali diversi, quali carta, tessuti, pelli, film polimerici in generale, metalli, pietre, fibre lignocellulosiche e legni.
  25. 25. Metodo secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di utilizzare un precursore chimico in grado di impartire le proprietà superficiali desiderate, direttamente in fase i plasma e, se necessario, miscelato in stato di vapore o di dispersione colloidale (aerosol) con un gas carrier.
  26. 26. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il precursore in fase liquida, gas, vapore o dispersione colloidale (aerosol, emulsione, sol, ecc.) può essere applicato precedentemente alla fase plasma.
  27. 27. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il precursore in fase liquida, gas, vapore o dispersione colloidale (aerosol, emulsione, sol, ecc.) può essere applicato successivamente alla fase plasma.
  28. 28. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è possibile esporre i materiali prima ad un trattamento in fase liquida, gassosa o miscele di gas e vapori e successivamente ad una finalizzazione in fase plasma mediante gas nobili.
  29. 29. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è possibile utilizzare un trattamento a plasma per attivare le superfici prima di una esposizione ad una fase attiva in fase liquida gassosa o miscele di vapore o dispersioni colloidali (aerosol, emulsione, sol, ecc.).
  30. 30. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è possibile utilizzare un trattamento a plalamento sempre in fase plasma.
  31. 31. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più caratteristiche descritte e/o illustrate.
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