Amelia Sparavigna, Departamento de Física, Politécnico de Torino.
Abstract
La indstria textil est! bscando por técnicas de prodcci"n innovadoras para
mejorar la calidad del prodcto, así como la sociedad re#iere nevas técnicas
de acabado #e $ncionen en el aspecto ambiental. Los tratamientos
sper%ciales con plasma, mestran claras ventajas, por#e son capaces de
modi%car las propiedades sper%ciales de materiales inertes, a veces con
elementos amigables con el medio ambiente. Para las telas, los tratamientos
de plasma $ríos re#ieren del desarrollo de sistemas grandes & con%ables.
'stos sistemas &a existen & el so de la $ísica del plasma en problemas
indstriales est! creciendo r!pidamente. 'n sper%cies textiles, tres e$ectos
principales peden ser obtenidos dependiendo de las condiciones de
tratamiento( e$ecto de limpie)a, amento de microrgosidades *acabado anti+
pilling en lana & la prodcci"n de radicales para obtener sper%cies
-idro$ílicas. La polimeri)aci"n de plasma, #e es la disposici"n de materiales
poliméricos s"lidos con propiedades deseadas sobre sstratos textiles, est! en
desarrollo. La ventaja de tales tratamientos es #e la modi%caci"n est!
restringida a las capas m!s altas del sstrato, sin a$ectar las propiedades de
volmen generales. A#í, presentamos los resltados de la investigaci"n del
so de la $ísica del plasma en la modi%caci"n de propiedades textiles. Se
mestran tratamientos en lana & algod"n & en polímeros sintéticos para
mejorar la -mectaci"n. Se presentan tratamientos -idro$"bicos+-idro$ílicos,
recbrimientos repelentes de sciedad. También son disctidos sistemas de
descarga lminiscente *este lo busqué en internet y aparecía así la
traducción, por ahí vos que estás en tema tenés una mejor para “glow
discharge”) a baja presi"n & a presi"n atmos$érica.
Palabras clave( $ísica del plasma aplicada, descarga lminiscente atmos$érica,
tratamientos sper%ciales, textiles.
ntrodcci"n
La indstria textil est! a$ectada por los sigientes temas relacionados(
desarrollo & prodcci"n de materiales crdos, conversi"n de los mismos a
prodctos terminados, renir las expectativas de los clientes con la sald
-mana & la segridad ambiental, & obtener na ganancia. /c-os de estos
problemas son paralelos a las prioridades generales de la sociedad, #e son
sistemas de prodcci"n sstentables en segridad ambiental, economías de
comnidades rrales e indstriales, e intereses del consmidor.
'ncontrar nevos prodctos, materias primas alternativas & tecnologías de
 
procesos & condiciones natrales, es central para los posteriores desarrollos de
la indstria textil. /!s an, la prodcci"n necesita tecnologías innovadoras de
reciclado de desperdicios, por#e la cantidad de textiles post consmo
generados analmente reslta ser considerable para las preocpaciones
ambientales en crecimiento.
Desde s introdcci"n, las %bras sintéticas tienen n impacto signi%cativo en la
calidad de vida. Sin embargo, la demanda de %bras natrales contin2a
creciendo, por ss propiedades excepcionales, incl&endo las estéticas,
con$ort & biodegradabilidad. Adem!s de los es$er)os de investigaci"n en
materiales tradicionales como algod"n, lana & seda, mc-as investigaciones
est!n en$ocadas -o& en explorar %bras de cltivos alternativos & derivados de
la agricltra, #e son salmente sbtili)ados. La abndancia de %bras
natrales reciclables & residos agrícolas llevan a los investigadores a
desarrollar compestos estrctrales alternativos para aplicaciones textiles.
3sando %bras natrales o sintéticas , con viejos o nevos materiales agrícolas,
la indstria textil debe ir detr!s de tecnologías sstentables, & del desarrollo de
métodos de procesamiento & acabado de %bras m!s segros ambientalmente.
3na manera, a-ora bajo estdio, es el procesamiento con sistemas biol"gicos,
en ve) de la #ímica tradicional. 'sta neva $rontera en biotecnología para el
procesamiento textil incl&e el enlace entre polímeros para lograr propiedades
de $!cil mantenimiento, modi%caci"n sper%cial para mejorar las propiedades
de absorci"n & tintra & propiedades estéticas4 & sistemas en)im!ticos para
limpie)a, antipilling & para impartir propiedades antia%eltrantes a la lana.
Adem!s, para redcir el consmo de energía, #ímicos & desperdicio de tiempo
en procesamientos textiles, el so de tintras & agentes de acabado
mltiprop"sito *por ejemplo, n agente de te5ido repelente de insectos est!n
bajo desarrollo.
La optimi)aci"n de las propiedades de volmen & sper%cie de los materiales
peden representar na visi"n prometedora por la con6encia de
re#erimientos técnicos & econ"micos. Debido al costo relacionado con el
estdio & la prodcci"n de nevas %bras, los investigadores de polímeros se
en$ocan a-ora en modi%car las %bras existentes para impartir la estética o las
propiedades $ncionales deseadas. Los métodos de modi%caci"n de %bras
tradicionales incl&en varios tratamientos térmicos, mec!nicos & #ímicos.
7tro método importante para modi%car la %bra, para amentar la admisi"n de
colorantes & acabados o para impartir $ncionalidades 2nicas, se reali)a
mediante plasma $río. Las especies reactivas de plasma, resltantes los
procesos de ioni)aci"n, $ragmentaci"n & excitaci"n, son lo s%cientemente
altos para disociar na amplia variedad de enlaces #ímicos. 8ien conocido en
la $ísica de los semicondctores, el plasma abre nevas posibilidades para las
 
prodcir l!minas ni$ormes sin poros, de propiedades $ísicas, #ímicas,
eléctricas & mec!nicas speriores -an sido re#eridas. Por ejemplo, las
principales ventajas del método de polimeri)aci"n por plasma son(
9 Aplicabilidad a casi todos los compestos org!nicos, "rgano+met!licos &
org!nicos -eteroat"micos, : /odi%caci"n de las propiedades sper%ciales sin alterar las
características de volmen, ; Se necesitan bajas cantidades de compestos monoméricos, por lo #e
no sa energía intensivamente , < Amplia aplicabilidad a la ma&oría de las estrctras org!nicas e
inorg!nicas.
Las aplicaciones del plasma excitado acá lo mismo, vos que estás en tema
por ahí tenes una mejor para “e!citing plasma”) incl&en(
9 Descarga de plasma $río para la síntesis de nevas estrctras
poliméricas : Procesos de polimeri)aci"n indcidos por plasma ; 'l injerto *de gra"ting)de la sper%cie en polímeros < /odi%caci"n de la sper%cie en polímeros
Las características #e peden ser mejoradas incl&en -midi$caci"n,
resistencia a la llama, ni"n por ad-esi"n, imprimibilidad, re6exi"n de
radiaci"n electromagnética, dre)a de la sper%cie, tendencia a la
-idro$obicidad o -idro%licidad, repelencia a la sciedad & propiedades
antiest!ticas.
Los tratamientos con plasma peden responder a las demandas de la indstria
textil. Adem!s de la $nci"n b!sica de vestir, los textiles contrib&en a la sald
& segridad -mana, protegiendo de la exposici"n a ambientes peligrosos.
=e#erimientos importantes para ropa de protecci"n son s e$ectividad como
barrera & el con$ort del sario. La e$ectividad de ropa protectora sada por
ejemplo por pacientes & trabajadores de la sald contin2a siendo na de las
principales precocpaciones de la indstria textil debido al riesgo de in$ecci"n
cando la protecci"n $alla. 3na protecci"n e$ectiva en aplicaciones médicas,
demanda niones por bondeado m!s e$ectivas & de ma&or calidad, & el
tratamiento de plasma, como disctiremos m!s adelante en este paper, est!
prove&endo $er)a & permanencia de bondeado mejorada para dispositivos &
bienes médicos desec-ables.
Las investigaciones acerca de la modi%caci"n de las características
sper%ciales de las %bras tili)ando plasma, son reali)adas por mc-os grpos
cientí%cos. 3na aplicaci"n especial del plasma, relevante para la indstria
textil, es la desarrollada por Sarmadi & s grpo, en el Plasma =esearc-
 
%bras de pelo, son atacadas por polillas & larvas. ?on la pro-ibici"n de ciertos
insecticidas, son necesarios métodos de control alternativos. 3sar plasma es n
en$o#e novedoso #e redce la contaminaci"n del aire, aga & selos en
comparaci"n con los métodos tradicionales de #ímica -2meda.
'l tratramiento de las sper%cies con plasma tili)ados para modi%car las
propiedades $ncionales de las %bras, poseen ventajas en comparaci"n con las
técnicas tradicionales. 'l plasma incl&e menos so de aga & energía, con n
da5o mínimo a la %bra, lo #e -ace estos tratamientos m& atractivos. Ser!n
sados para mejorar la calidad de prodctos textiles en la preparaci"n de telas
& en los métodos de te5ido & acabados. 'n este paper, son presentados los
desarrollos recientes en el tratamiento de sper%cies textiles con plasma. 'n la
primera parte se discte brevemente el plasma $río para presentar lego
algnos casos de estdio. La 2ltima parte contiene na descripci"n de
dispositivos indstriales de plasma, en particlar a#ellos de presi"n
atmos$érica.
#rocesos con plasma
Farada& propso clasi%car la materia en catro estados( s"lido, lí#ido, gaseoso
& radiante. Las investigaciones sobre el 2ltimo estado comen)aron con los
estdios de @einric- eissler *9B9<+9BC( el nevo $en"meno descbierto,
di$erente de todo lo observado previamente, persadi" a los cientí%cos de #e
estaban tratando con materia en n nevo estado. ?rooEes tom" de nevo el
término 0materia radiante1 ac5ado por Farada& para conectar la materia
radiante con las moléclas residales de gas en n tbo a baja presi"n.
La s%ciente energía adicional, sministrada a los gases por n campo
eléctrico, crea el plasma. Para el tratamiento de telas, es sado plasma $río,
donde la atm"s$era del ambiente de tratamiento es cercana a la temperatra
ambiente. Pede ser prodcida por descarga lminiscente en vacío o en
instrmentos m!s recientes de plasma a presi"n atmos$érica.
'l plasma es gas parcialmente ioni)ado, compesto por especies at"micas,
moleclares, i"nicas & radicales con electrones & $otones libres, altamente
excitadas. 'n el plasma $río, sin embargo, la temperatra de los electrones
pede ser mc-o m!s alta, la temperatra de blbo es esencialmente la
ambiente. 'l plasma pede ser obtenido entre electrodos en instrmentos de
alta $recencia *típicamente < E@) o 9;,GH /@) o con generadores de
microondas *:,<G @).
?omencemos nestra discsi"n sobre los procesos de plasma reali)ados para
modi%car %bras & sper%cies poliméricas *lana, seda & algod"n son polímeros
natrales. Los procesos de plasma peden ser convenientemente clasi%cados
 
'n n proceso de limpieza, se sa plasma de oxígeno & gases inertes *Ar, @e.
'l proceso de limpie)a con plasma remeve, mediante ablaci"n, los
contaminantes org!nicos como aceites & otros encontrados en la sper%cie de
la ma&oría de los materiales indstriales. 'stos contaminantes de la sper%cie,
 
Fig 1: formación de radicales libres por la acción del plasma. El plasma puede extraer hidrógeno de
la cadena polimérica o separar las cadenas.
 
Fig 2: ejemplo de la activación de una superficie sustituyendo el hidrógeno en una cadena
 polimérica con otros grupos como ! "! #"! $%! $"2! etc.
?asi cal#ier %bra o sper%cie polimérica pede ser modi%cada para proveer na $ncionalidad #ímica a ad-esivos o acabados especí%cos, mejorando signi%cativamente las características de ad-esi"n & permanencia. Por ejemplo, los polímeros activados de tal manera tienen na $er)a & permanencia de ad-esi"n excelente, & esto es n avance importante en la prodcci"n de tejidos técnicos.
'l plasma también pede prodcir la deposición de n material( cando es tili)ada na molécla m!s compleja en el gas, pede resltar n proceso conocido como deposici"n #ímica por vapor mejorado por plasma *P'?VD. Por ejemplo, cando el metano o el tetra6orro de carbono son sados, el gas pasa por $ragmentaciones en el plasma, reaccionando consigo mismo para combinarse en n polímero. 'ligiendo las condiciones del proceso, l!minas #ímicas 2nicas sin poros, peden ser depositadas en sper%cies dentro del reactor de plasma. Los recbrimientos con P'?VD alteran permanentemente las propiedades sper%ciales del material sobre el cal son depositadas.
'n n injerto, n gas inerte como el arg"n es empleado para el proceso, se crear!n mc-os radicales libres en la sper%cie del material. Si n mon"mero capa) de reaccionar con n radical libre es introdcido en la c!mara, el mon"mero ser! injertado. 'ste es n procedimiento para n tratamiento de plasma a baja presi"n, pero también pede ser obtenido con procesamiento de plasma atmos$érico.
Los mon"meros típicos son !cido acrílico, amina alílica and alco-ol alílico *%g;. /ediante los procesos de plasma algnas propiedades de la sper%cie peden ser modi%cadas para obtener varias aplicaciones. Primero, la -mectaci"n de la sper%cie cambia. Las sper%cies poliméricas generalmente no son -mectables & la ad-esi"n es pobre. Despés del tratamiento con plasma la energía en la sper%cie amenta & se prodce la mejora en la -mectabilidad & ad-esi"n.
Fig %: injerto de un monomer en una superficie: el plasma de argón produce radicales libres en la cadena y los
monómeros se injertan a la superficie.
 
Sea n ad-esivo bondeado o na decoraci"n pintada o impresa, el tratamiento de la sper%cie con plasma pede proveer mejoras signi%cativas. La $er)a de n recbrimiento ad-esivo es mejorada por varios $actores( la remoci"n de contaminantes, n amento de la energía sper%cial del sstrato & consecentemente la -mectabilidad, & la $ormaci"n de sitios #ímicamente reactivos donde el ad-esivo o la tinta peden nirse mediante n enlace covalente. Los enlaces covalentes proveen estabilidad por#e son apenas a$ectados por el paso del tiempo, la exposici"n a l) ltravioleta otros e$ectos medioambientales. 'l plasma pede proveer mejoras cando tanto el gas empleado como los par!metros del plasma son optimi)ados para cada material & tipo de ad-esivo.
/c-os materiales -an sido tratados con plasma para mejorar la $er)a de ad-esi"n -asta -acerla permanente. 'n mc-as instancias, el $oco de las $allas cambia con el tratamiento de plasma desde la $alla de ad-esi"n, a la de co-esi"n, sea dentro de la capa ad-esiva o del sstrato #e se ad-iere. Las mejoras en la $er)a de ad-esi"n, son estdiadas salmente para ad-esivos de resina epox& comerciales.
Los 6oropolímeros son típicamente materiales en los cales se considera #e la ad-esi"n del bondeado de calidad es imposible de lograr. Se -a descbierto #e el plasma de -idr"geno, salmente en conjnci"n con otro gas de co+ proceso, es particlarmente e$ectivo. Los procesos de plasma #e tili)an -idr"geno casan la de-idro-alogenaci"n a lo largo de la cadena del 6oropolímero a la cal el gas de co+proceso pede sbsecentemente nirse de $orma covalente.
Dependiendo del gas empleado, le tratamiento de plasma pede trans$ormar la sper%cie en -idro$ílica, oleo$"bica o -idro$"bica. La propiedad -idro$ílica pede controlarse m& bien. Las propiedades oleo e -idro$"bicas son obtenidas en plasma conteniendo 62or.
Si n 6oroalcano como el tetra6orometano o -exa6oroetano es tili)ado como gas de proceso, el 62or serpa sstitido por el -idr"geno extraído de la sper%cie del sstrato, redciendo s energía. 'l injerto prodcido por plasma o$rece otro método para proveer sitios reactivos en polímeros normalmente inertes. ?ando n mom"nero insatrado como el aco-ol alílico o la amina alílica es introdcido en la c!mara reactiva de baja presi"n lego de #e el plasma es extingido & previo a la ventilaci"n de la misma, se adicionar! al radical libre, dando lgar a n polímero injertado. Si se tili)a plasma en na c!mara de vacío, el tratamiento debe ser considerado como n tratamiento en lotes. Sistemas atmos$éricos en línea peden sarse también.
 
Para resmir esta secci"n podemos decir #e los procesos de plasma $ríos o$recen n medio e%ciente & con%able para alterar las propiedades sper%ciales de todos los materiales sin a$ectar el volmen del material tratado. La reingeniería de las sper%cies mediante la introdcci"n de grpos $ncionales en na manera controlable & reprodcible, mejora notablemente la permanencia & con%abilidad. 'n la vasta ma&oría de las aplicaciones, los tratamientos de las sper%cies con plasma tili)an gases inocos, permitiendo al ingeniero indstrial evitar los #ímicos & solventes corrosivos.
$plicaciones te!tiles%
La investigaci"n en el campo del plasma en s aplicaci"n a tratamientos textiles es m& amplia & disctiremos algnos desarrollos recientes. Debido a la gran cantidad de literatra al respecto, se resmen s"lo algnas aplicaciones como ejemplo de las aplicaciones con gases relacionadas al plasma(
&) Propiedades mecánicas mejoradas: Savi)ado del algod"n & otros polímeros basados en la cellosa, con n tratamiento de plasma de oxígeno. A%eltramiento de lana redcido con tratamiento de plasma de oxígeno. =esistencia m!xima en telas de lana, algod"n & seda con el sigiente tratamiento( inmersi"n en D/S7 & lego plasma de I:.
') Propiedades eléctricas: Acabado antiest!tico del ra&"n, con clorometil dimetilsilicio en plasma.
() Humectación: /ejora de la -mectaci"n de la sper%cie en polímeros sintéticos *PA, P', PP, P'T, PTF' con tratamientos en plasma oxígeno, aire & amoníaco. 'l tratamiento -idro$ílico sirve también como repelente de sciedad & acabado antiest!tico. Acabado -idro$"bico del algod"n, algod"nJP'T, con tratamiento con plasma de siloxano o per6orocarbono. Acabado oleo$"bico para algod"nJ poliéster, mediante el injerto de per6oroacrilato.
) Teñido y estampado:  /ejora de la capilaridad en lana & algod"n, con tratamiento de plasma de oxígeno. /ejora del te5ido de poliéster con plasma de Si?l< & del de poliamida con plasma de arg"n.
*) Otras propiedades: 8lan#eamiento de la lana con tratamiento de plasma de oxígeno. Protecci"n de ra&os 3V en algod"nJpoliéster te5ido, con tratamiento de @/DS7 en plasma. =etardante de llama para PAI, =a&"n, algod"n con por ej. F"s$oro conteniendo mon"meros.
+) Polmeros or!ánicos con recu"rimientos metálicos: los polímeros org!nicos con recbrimientos met!licos son sados para na variedad de aplicaciones. Si se espera #e el polímero metali)ado cmpla s $nci"n, es esencial #e el metal se ad-iera $ertemente al sstrato del polímero. 'sto pede obtenerse con n pretratamiento de plasma sobre el polímero.
 
-)  $plicaciones en "iolo!a y medicina:  Telas #e $avorecen el sobrecrecimiento de céllas para prebas de cltivo, $ermentaci"n o implantes. Telas #e no $avorecen el sobrecrecimiento de céllas para catéteres, membranas, inmovili)aci"n de en)imas, esterili)aci"n.
.)  $plicaciones en tecnolo!a am"iental y de mem"ranas: Separaci"n de gases para obtener oxígeno enri#ecido. /embranas de di$si"n de sales para obtener alco-ol enri#ecido. /embranas ltra%ltrantes para mejorar la selectividad. /embranas $ncionaes como membranas de a%nidad, membranas cargadas, membranas bipolares.
?omen)aremos con na discsi"n m!s especí%ca de algnos de los casos de estdio. Primero estdiaremos el rol del plasma en el tratamiento de %bras natrales como lana & algod"n. Lego el n&lon H es disctido & se reali)a na revisi"n breve del tratamiento del plasma en otras telas de polímeros sintéticos.
/ratamiento de la lana con plasma%
'xiste n enorme potencial del tratamiento con plasma en telas de %bras natrales. 'l tratamiento con plasma -a probado ser exitoso en el tratamiento para resistir el encogimiento en la lana con n e$ecto positivo simltaneo en la tintra & estampado.
La mor$ología de la lana es altamente compleja, no solo en el n2cleo de la %bra si no también en s sper%cie. De -ec-o la mor$ología de la sper%cie jega n papel m& importante en el procesamiento de la lana. '$ectos no deseados como el encogimiento, el a6ietrado & la barrera de di$si"n, se deben probablemente a la presencia de escamas de lana en la sper%cie de la %bra. 'n el pasado, la modi%caci"n de la mor$ología de la sper%cie de la lana se reali)aba con la degradaci"n #ímica de las escamas *tratamiento oxidante sando cloraci"n o por deposici"n de polímeros en las escamas. Sin embargo, en ambos procesos, na gran cantidad de #ímicos generados por reacciones incompletas contaminaban los e6entes. La oxidaci"n también re#erie redcir la -idrorepelencia de a lana para obtener bena capacidad tint"rea.
La lana est! compesta en n GK de n polímero natral, la Eeratina. 'n la parte externa, la ctícla, las céllas tienen $orma de escamas *ver dibjo Fig. <. Las céllas de la ctícla se sperponen para crear n coe%ciente de $ricci"n direccional( las escalas son movidas por aga & tienen la tendencia a acercarse & nirse con el típico movimiento #e es apropiado para n ben textil, pero prodce también a%eltramiento & encogimiento.
 
Fig &: una fibra de lana cubierta por escamas de la cut'cula. #élulas muy largas componen la estructura
interna de la fibra.
Los antigos tratamientos de plasma en lana eran -ec-os con na descarga de corona pero no daban n tratamiento ni$orme sobre la tela( la ctícla es modi%cada, $orm!ndose en la %bra microrgosidades & agjeros. La descarga de corona, consistente en na serie de pe#e5as descargas de electricidad, tiene la ventaja de $ormarse $!cilmente a presi"n atmos$érica aplicando n alto voltaje de baja $recencia sobre n par de electrodos. La descarga de corona es salmente no -omogénea & problem!tica para los textiles. =aEosE& compar" el plasma de descargas de corona & las lminiscentes concl&endo #e el segndo es mejor( ambos tratamientos con n 2ncio grosor sper%cial *aprox 9+B m & #e no modi%caban la estrctra de la lana.
/ientras la sper%cie se oxida, el car!cter -idro$"bico es cambiado convirtiédose progresivamente en -idro$ílico. La modi%caci"n #ímica & $ísica de la sper%cie reslta en n encogimiento menor en los top de lana4 la densidad de a%eltrado decrece de m!s de ,: gramos por centímetro c2bico a ,9 gramos por cm c2bico. Despés del tratamiento con plasma la %bra es m!s -idro$ílica, de esta manera na capa de aga pede ser $ormada drante los procedimientos de lavado con na redcci"n en la $ricci"n entre %bras & la consecente disminci"n del a%eltrado.
?on respecto al tratamiento para resistir el encogimiento, este e$ecto es m& pe#e5o en comparaci"n con el tratamiento de vangardia de cloro J @ercosset. Por lo tanto es re#erido n recbrimiento adicional de la %bra con resina. Debe mencionarse #e el tratamiento con plasma trae ventajas adicionales, en particlar amentar la cinética del te5ido, nos tonos m!s pro$ndos, & agotamiento de ba5o mejorado.
=aEosE& debate tratamientos con plasma con gases de oxígeno, aire, nitr"geno a baja presi"n( observ" na abrasi"n reglar de la sper%cie, la remoci"n de la capa de !cidos grasos, la redcci"n del carbono alip!tico *?+?, ?+@ del :+;K, & la aparici"n de los grpos ?77@ carboxílicos. ?on plasma de I: es obtenido n mejor e$ecto en el te5ido de lana4 de -ec-o, prodce aminas en la sper%cie de la %bra #e poseen a%nidad tint"rea.
 
Fig (: curvas de agotamiento para diferentes tratamientos con plasma como función del tiempo. )os rombos muestran datos de control para una muestra sin tratamiento de plasma! * para plasma de 2+ x para $2! y los
cuadrados para una me,cla de 2-$2
$cabado hidro"óbico en algodón
'l algod"n es n cltivo ma&oritario en mc-os países & es an la %bra textil m!s importante del mndo a pesar de la incrsi"n en el mercado de las %bras sintéticas como el poliéster. Las telas de algod"n son con$ortables al so & peden ser te5idas con n amplio rango de colores atractivos. ?ada %bra de algod"n es na célla alargada( propiamente es n vello de na semilla, #e crece desde la semilla en na c!psla cerrada llamada baga *tradcci"n de boll seg2n ordre$erence. ?ando la baga se abre, estas %bras tblares son expestas al aire, pierden -medad & colapsan en na estrctra c-ata retorcida. La %bra de algod"n madra es na pared cellar merta & -eca compesta casi enteramente por cellosa. La longitd de las %bras de algod"n individales varía, generalmente es de na plgada. 's importante entender la relaci"n entre la estrctra de esta %bra natral 2nica & ss propiedades. /c-as de ss características son m& pe#e5as para ser observadas con microscopio "ptico. 'l microscopio electr"nico da im!genes -ermosas de la estrctra del algod"n *ver Fig H. 'l escaneo con micrograp- electr"nico mestra na di$erencia extrema entre la longitd & anc-o de la %bra, & las $ormas c-atas & retorcidas #e se $orman cando la %bra se seca.
 
Fig. : fibras de algodón chatas
La sper%cie exterior de la %bra, conocida como ctícla, contiene grasas, ceras & pectinas #e con%eren algnas propiedades ad-esivas a las %bras, #e  jnto con el retorcido natral signi%ca #e el algod"n se adapta bien a la -ilatra de -ilados. ?ando los -ilos & telas de algod"n son desencolados, descrdados & blan#eados, la ctícla es removida & es posible obtener %bras con n alto contenido de cellosa. De -ec-o la %bra de algod"n es ma&ormente cellosa, #e es n polímero de mc-as moléclas de glcosa individales. ?omo dijimos anteriormente, la modi%caci"n de las propiedades mec!nicas de la %bra de algod"n pede ser obtenida mediante plasma de oxígeno. ?omo en el caso de la lana, el plasma modi%ca la sper%cie del algod"n, dando -mectabilidad.
Veamos c"mo indcir na propiedad -idro$"bica en na sper%cie textil de algod"n. La sper%cie textil tiene entonces la propiedad de ser menos sensible a las manc-as. 'n este caso, necesitamos dos procesos( activaci"n & polimeri)aci"n. Depende de la potencia de la $ente de energía & la presi"n, del tiempo de exposici"n & del gas de plasma #e se est! tili)ando.
'l grpo de investigaci"n de /. /c?ord en la 3niversidad de ?arolina del Iorte s" ?F< & ?;FH en telas de denim de algod"n con n sistema de plasma a baja presi"n & baja temperatra para incrementar las propiedades -idro$"bicas de la sper%cie. Se tomaron mediciones para determinar la -idro$obicidad, !nglo de contacto & tiempo de secado & la e$ectividad de los gases de ?F < & ?;FH  comparadas sando composici"n #ímica at"mica así como an!lisis MPS. Los tratamientos con plasma $eron reali)ados en telas denim de algod"n en na c!mara de plasma =F *9;.GH /@) en n modo de pares de capacitores con los sstratos bicados en el electrodo m!s bajo.
 
observada a través de n microscopio & se mide el !nglo de contacto de la gota con la sper%cie de la tela.
Si observamos n !nglo de contacto ma&or, ma&or ser! la -idro$obicidad de la sper%cie. Los !nglos de contacto en telas denim tratadas en plasma de ? ;FH  amentaron con la potencia & el tiempo de exposici"n pero decrecieron al amentar la presi"n. 'n general, la -idro$obicidad de telas de denim desencoladas tratadas $e ma&or #e las de telas denim encoladas tratadas. 'sto indica #e el encolado en las telas denim jega n rol en determinar la -mectabilidad de la sper%cie inclso lego de la 6oraci"n con n tratamiento de plasma con ?F< o ?;FH.
Despés de n tratamiento de plasma con ?F< o ?;FH, los grpos N?Fx  -idro$"bicos $eron obtenidos por la reacci"n #ímica entre las moléclas de la sper%cie & los gases de 62or. Los otros grpos de cadenas de carbono *-idro$ílicos decrecieron, & ss índices de composici"n cambiaron de acerdo a las condiciones del plasma. Las medidas para el !nglo de contacto del aga para n tratamiento de plasma con ?F< en algod"n, P'T & seda son dados en =e$ O:9( para el algod"n el !nglo cambia de ; grados a !nglos entre los & los 9G grados, para di$erentes presiones & tiempos de tratamiento. 'n P'T, el !nglo va desde los 9G grados a los 9:+9GG grados. 'l plasma de ?F <  otorga a la sper%cie del P'T na estrctra similar al Te6"n, con na alta repelencia al aga4 en cambio n tratamiento con 7:, le da al P'T na sper%cie -idro$ílica. 'jemplos de !nglos de contactos son mostrados en la Fig C( la -mectabilidad es obtenida para !nglos menores a grados. =ecordemos #e n lí#ido -mecta na sper%cie si la energía sper%cial del sstrato es ma&or #e la del lí#ido.
#rocesamiento con plasma del 0ylon +
 
Fig /: cuatro l'0uidos de i,0uierda a derecha: alcholo isoprop'lico! aceite mineral! sangre sintética y agua en
la superficie de tres materiales de arriba a abajo: pulpa de madera-poliéster! poliéster! polipropileno: de
acuerdo a la energ'a de las superficies! las gotas de l'0uido muestran diferentes 3ngulos de contacto.
La investigaci"n en tratamientos de plasma en poliamida es principalmente sobre a%nidad tint"rea, -mectabilidad & propiedades sper%ciales. Los plasmas de oxígeno & aire son sados para amentar la -mectabilidad & a%nidad tint"rea. 'n n&lon H, n tratamiento de plasma de aire $e reali)ado en n proceso de prodcci"n ndstrial( n amento del bondeado $e observado cambiando la ni"n de ad-esiva a co-esiva. /!s an, con el mismo proceso indstrial, con plasma de amoníaco, n pe#e5o amento en la -mectabilidad $e observado. Los plasmas conteniendo nitr"geno son ampliamente sados para mejorar la -mectabilidad, el estampado, el bondeado & la biocompatibilidad de las sper%cies poliméricas & mc-as aplicaciones de plasma conteniendo nitr"geno para modi%car la sper%cie de di$erentes polímeros -an sido investigadas. Por ejemplo, para mejorar la $er)a inter$acial entre %bras de polietileno & resinas epox&, cradas con enlaces de aminos, se introdjeron grpos amino en la sper%cie de la %bra para promover los enlaces covalentes. Tratamientos de plasma con amoníaco amentan las I+ $ncionalidades, como los aminos *+I@: , iminos *+?@QI@, cianro *+?RQI ac! va triple enlace no sé c"mo ponerlo (P, m!s grpos conteniendo oxígeno debido a la oxidaci"n atmos$érica post plasma. An#e la poliamida H absorbe m!s aga #e otros polímeros sintéticos sados $recentemente, est! clasi%cada como -idro$"bica en mc-as aplicaciones. ?ando se tili)a aga como lí#ido de preba, pede observarse #e la introdcci"n de grpos polares en la sper%cie debidos al tratamiento de plasma con I@; -acen a la poliamida H menos -idro$"bica.
 
tensi"n revelaron #e las propiedades de $ricci"n sper%cial, extensibilidad, rotra, doblado & compresi"n se alteraron despés de los tratamientos. Se cree #e los cambios en estas propiedades est!n relacionados con las $er)as $riccionales inter%bra e inter-ilo indcidas por el tratamiento de plasma.  También se observ" na pe#e5a disminci"n en la permeabilidad al aire de las telas tratadas, probablemente debidas al plasma #e cambia la mor$ología de la sper%cie de la tela. 3n cambio en las propiedades térmicas est! en línea con los descbrimientos anteriores & pede ser atribido a la cantidad de aire atrapado entre los -ilos.
'n lo #e concierne al ?F<, es n gas no polimeri)ante #e no se polimeri)a con sí mismo, pero tiende a $ormar delgadas capas en la sper%cie de la %bra sjeta a la descarga lminiscente. a)icEi examin" telas tratadas con plasma de ?F< & encontr" #e la ablaci"n iba acompa5ada de na deposici"n de %nas capas en la sper%cie de la %bra. ip sgiri" #e n tiempo corto de exposici"n $avorecer! la polimeri)aci"n & n tiempo largo de exposici"n $avorecer! la ablaci"n.
'n la re$ O;;, los atores presentan im!genes donde es posible ver pe#e5os dep"sitos en na %bra con n tratamiento de corto tiempo con ?F<.
$ctivación de ##,#1,#1/ y #/21%
'l polipropileno *PP es n material m& interesante para el tratamiento con plasma( es m& -idro$"bico con na tensi"n sper%cial extremadamente baja. Por el otro lado, el PP es sado para na gran cantidad de aplicaciones técnicas donde na -mectabilidad o ad-esi"n mejoradas son ventajosas. 'ste es el caso también de los textiles técnicos del PP como %ltros para aplicaciones médicas. ?omo los %ltros no tejidos de PP peden ser mojados s"lo con lí#idos con tensi"n sper%cial ;GmIJm, no pede pasar aga a través de la tela de PP sin aplicar na gran presi"n( sando n plasma oxidativo con n tratamiento corto pede mejorar mc-o la -mectabilidad. Variando el tiempo de tratamiento, nivel de vacío & potencia del plasma de oxígeno, se observ" #e el incremento en la tensi"n sper%cial del PP no est! en correlaci"n con la intensidad del tratamiento de plasma. 3n amento en la -mectabilidad pede ser de -ec-o observado pero s"lo a intensidades de tratamiento relativamente bajas( na ve) #e alcan)amos el grado "ptimo, na agda caída en la -mectabilidad se obtenía si la intensidad del tratamiento de plasma se amentaba.
 
4abla 1
@ablemos a-ora sobre otro problema m& importante, #e es c"mo amentar la ad-esi"n de di$erentes sistemas polímero+metal, por ejemplo, P'T+Al, Uapton+Al, & Te6"n+?. Para este prop"sito gases reactivos *oxígeno & amoníaco e inertes *@e -an sido tili)ados para el tratamiento de plasma. Los resltados obtenidos con P'T son particlarmente interesantes desde el pnto de vista indstrial & $ndamental. Los tratamientos de plasma con I@ ;  mostraron ser exitosos en obtener valores de ad-esi"n m!s altos para P'T+Al a na draci"n m& corta( canto m!s corto el tiempo de tratamiento, ma&or es el amento de la ad-esi"n. 3n tratamiento de ,9 s es s%ciente para promover n amento de la ad-esi"n 9G+: veces la original.
La $er)a principal de la ad-esi"n metalJpolímero es el car!cter !cidoJbase de la interacci"n, promovido por la introdcci"n de $nciones b!sicas en la sper%cie del P'T. De -ec-o, la $er)a b!sica selectiva de los grpos #e contienen I, est! m& relacionada con la ad-esi"n metalJpolímero, siempre #e el tratamiento dre menos de ; s. ?on n tiempo m!s largo, na capa de ni"n m!s débil se $orma en la sper%cie del P'T. La ad-esi"n m!s elevada se logra a los ,9 s. 'sto signi%ca #e los tratamientos con I@ ; son aptos para procesos indstriales recbrimiento.
 
-acerse de otra manera. 3na descripci"n detallada de los dispositivos indstriales pede ser encontrada en O;H. 'n esta secci"n, se da na lista de sociedades, #e comerciali)a dispositivos de plasma de baja presi"n. 'n ''33 el <t- State nc., 8elmont, ?ali$ornia al#ila & vende dispositivos de plasma a 9;,GH /@) * las pblicaciones del sitio eb de la marca dan na bena descripci"n detallada de los procesos de plasma, ver por ejemplo O;BO, pero la compa5ía no est! prodciendo dispositivos para tratamiento de textiles. 'roplasma es n $abricante belga de sistemas de plasma de baja presi"n4 est! prodciendo el llamado =oll+to+=oll para textiles & dise5ando reactores de lotes de acerdo a re#erimientos de clientes. ?D =oll 9B es n aparato de plasma rollo a rollo sado para el tratamiento de no tejdios & tejidos para activar la sper%cie antes de la laminaci"n, para mejorar la -mectabilidad & ad-esi"n, & para acabados -idro$"bicosJoleo$"bicos con na polimeri)aci"n de plasma. 'l aparato trabaja a <U@). 'n talia, @TP 3nite) prodce & vende , pero también sa para activaci"n sper%cial en prodcciones indstriales, dispositivos rollo a rollo #e trabajan a 9U@). ?omo especies activas de plasma est!n sando 7:, I:, I@;, para amentar la -mectabilidad & capacidad de bondeado para prodcir telas deportivas. ?omo se pede ver en la %g B, la tela es dirigida por n sistema de rollos, para pasar a través de na serie de barras #e son electrodos generando plasma. Los rollos & barras son insertados en na c!mara de vacío, e instrmentos de control especiales deben ser sados para monitorear la tensi"n en las telas. /irando en la c!mara, drante el tratamiento de plasma, es posible ver la descarga lminiscente entre las barras de electrodos *ver %g
Fig 5: "467 8nitex sistema rollo a rollo..
 
Fig ( descarga lminiscente en la c!mara de vacío de la @TP 3nitex
Los tratamientos de plasma, ampliamente sados en semicondctores, mec!nica o la indstria del pacEaging, est!n comen)ando a recibir na consideraci"n creciente en la indstria textil, &a #e la tecnología se est! volviendo m!s conveniente cando se la compara con procedimientos da5inos para el medio ambiente. 's na cesti"n de $amiliari)ar a la indstria textil con el plasma. 'l plasma es relativamente nevo para el sector indstrial textil, tradicionalmente dirigido por procesos #ímicos. Los sistemas de plasma a baja presi"n, los m!s viejos & m!s estdiados, peden ser sados para indcir e$ectos -idro$ílicos e -idr"$obos en textiles. Desa$ortnadamente re#ieren e#ipamientos de vacío costosos. 'ntonces el plasma no se ve como na ventaja verdadera. La indstria textil bsca activamente sistemas de plasma #e operen a presi"n atmos$érica. Los sistemas de plasma atmos$éricos son bien conocidos & sados actalmente en las indstrias destinadas al envase de materiales. /c-os dispositivos, desde el standard de corona a los de descarga lminiscente, est!n preparados para sarse en sper%cies textiles.
#lasma de descarga luminiscente
?onsideremos gas parcialmente ioni)ado. ?ando na di$erencia de potencial s%cientemente alta es aplicada entre dos electrodos bicados en el gas, na separaci"n entre electrones e iones positivos prodce na descarga. ?olisiones de excitaci"n, segidas por na de+exitaci"n, dan la característica lminiscencia #e se ve como el brillo de la descarga. Debido a los procesos de colisi"n, n gran n2mero de especies de plasma di$erente son generadas( electrones, !tomos, moléclas, varias especies de radicales, varias especies de iones positivos & negativos, especies excitadas, etc. Las di$erentes especies interact2an entre sí, -aciendo del plasma de descarga lminiscente na me)cla de gas complicada. ?ando los materiales est!n sjetos a tratamientos con plasma, las reacciones sbsecentes se basan en #ímica de los radicales libres. 'l plasma de descarga lminiscente es e%ciente en crear na gran densidad de radicales libres al disociar moléclas a través de colisi"n de electrones & procesos $oto#ímicos. Los radicales de $ase gaseosa tienen s%ciente energía para romper niones #ímicas en la sper%cie polimérica expesta, #e reslta en la $ormaci"n de nevas especies #ímicas.
 
dimensi"n típica es de 9+: mm, redciendo el largo característico de la c!mara de descarga. APDs estables para aplicaciones tecnol"gicas -an sido desarrollados, di%riendo en la estrctra de los electrodos, el gas & $recencia de operaci"n. Típicamente, los sistemas APD se caracteri)an por tener n electrode cbierto por n dieléctrico, con la descarga operando en voltajes alternativos. 'l tipo de gas de descarga determina la estabilidad de la descarga lminiscente. 'l -elio da lgar a na descarga estable & -omogénea, mientras el nitr"geno, oxígeno & arg"n re#erien n voltaje m!s alto para la ioni)aci"n & peden casar la transici"n a na descarga lminiscente %lamentaria *%lamentar& pede ser también %li$orme, pero no esto& segra.
Fig.19: descarga luminiscente homogénea entre electrodes en plasma. )as capas o telas est3n corriendo durante el tratamiento sobre el electrodo m3s bajo.
'l re#erimiento de sistemas de vacío para desarrollar plasmas de baja presi"n -a sido na carga para la indstria textil, &a #e el plasma generado a presi"n atmos$érica es menos apropiado. Dos clases principales de plasmas a presi"n atmos$érica son, seg2n =eece =ot-, descarga de barrera dieléctrica *D8D & la descarga lminiscente de plasma atmos$érica *APD. A veces los D8D son también conocidos como 0tratamientos de corona1( los dispositivos D8D son bien conocidos en la indstria de los envases, donde son tili)ados para mejorar la -mectaci"n de los 6ims poliméricos. 'st!n $ertemente relacionados a los APDs, #e operan con voltaje de corriente alterna de 9+9 EV a na $recencia de nos @) a /@). Los APDs son instrmentos #e tienen descargas -omogéneas & ni$ormes a lo largo de los electrodos, mientras #e los D8Ds prodcen descargas con %lamentos de micro+descarga & considerablemente menos ni$ormes. 'n la %g 9, se mestra el sistema de descarga lminiscente de APD, desarrollado por 'nercon ?orporation.
3esde el vacío a la presión atmos"érica%
 
debido a la dimensi"n de la c!mara & problemas mec!nicos con los sistemas rollo a rollo. 'l principal obst!clo del sistema es la necesidad de na c!mara de vacío, na parte grande del e#ipamiento.
Fig.11: esde el rollo de abastecimiento! el film pasa por el tratamiento ; entre un tambor rotativo y un
electrodo de alto voltaje. El otro est3 cubierto con un dieléctrico.
Los dispositivos de plasma atmos$érico continos est!n siendo sados actalmente en procesos de impresi"n de %lms de envoltra donde el tratamiento sper%cial es logrado con na velocidad del %lm #e alcan)a los 9 mJmin o m!s. 'n indstrias textiles, no se re#ieren velocidades tan altas, por lo #e no es necesario n dispositivo de plasma atmos$érico montado directamente en el telar. Pede ser $!cilmente integrado en las líneas de acabado textil. Por esta ra)"n, la tecnología de vacío se percibe como no competitiva. =e#erimientos extra como la posibilidad de tratar textiles en todo s anc-o de al menos : m, & velocidades de procesamiento de : mJmin son m!s aptas econ"micamente para sistemas de tratamiento de plasma atmos$éricos. 'n la %g 99, se mestra n diagrama es#em!tico para el tratamiento con n sistema D8D, en la disposici"n sal para amentar la -mectabilidad. De n rollo de abastecimiento, el %lm pasa por na descarga lminiscente condcido por n tambor rotativo. /c-os sistemas D8D est!n siendo tili)ados actalmente para prodcir pacEagings & nevos dispositivos APD est!n disponibles. 'l implso de la indstria del pacEaging para desarrollar gentes de plasma atmos$érico es la necesidad inevitable de na tecnología rollo a rollo contina. Los procesos de prodcci"n en la indstria textil son esencialmente no continos & por eso $alta este implso. 'xploremos las ventajas de la tecnología de plasma atmos$érico para el tratamiento de textiles.
/ratamientos de plasma atmos"érico para te!tiles%
 
, jnto con na mejora de la capilaridad de las telas de lana & algod"n. De -ec-o, el car!cter de la sper%cie de la lana pede ser cambiado de -idro$"bico a -idro$ílico, obteniendo a%eltrado disminido de los tops & telas con los tratamientos de corona. 7tro e$ecto #e pede ser obtenido $!cilmente con el tratamiento de corona, es na limpie)a general de las sper%cies debido al bombardeo de iones drante la descarga. Las propiedades -idro$"bicas, como las observadas en telas de algod"n peden ser indcidas también con na elecci"n apropiada en el tipo & proporci"n #ímica del gas sado en el reactor. ?ando el gas de proceso es aire, los costos $avorecen inmediatamente los reactores atmos$éricos. 'n el caso de #e procesamiento con n gas pro sea re#erido, como amoníaco o -idr"geno, el proceso es obtenido con menos es$er)o en reactores en vacío. Pero -o&, el abastecimiento del gas de proceso & la evacaci"n del mismo, -an sido creados para ser econ"micos en reactores de presi"n atmos$érica.
?onsideremos nevamente el algod"n, & en particlar, el objetivo de incrementar la propiedad -idro$ílica & redcir los desec-os #ímicos existentes de procesos de pretratamiento de las telas de algod"n. nvestigadores en Portgal saron na descarga de corona en aire & mostraron #e la corona es n método e$ectivo para amentar la -idro%licidad sin a$ectar la integridad del -ilo o tela. 'l tratamiento lleva a cambios #ímicos & $ísicos de la ctícla cerosa del algod"n sin da5ar la estrctra de la cellosa. 3na -mectabilidad amentada de las %bras $e observada, jnto con la disminci"n del P@ del aga en contacto con el algod"n. ?on la descarga de corona, se espera obtener n e$ecto similar sobre la ctícla cerosa al obtenido con n acabado savi)ante. Si na descarga de corona es reali)ada antes de aplicar el agente savi)ante , m!s condiciones $avorables para la %jaci"n son creadas, &a sea por#e amenta la reacci"n sobre la %bra o por el amento de las condiciones $ísicas de penetraci"n. 'l contenido de savi)ante en los e6entes ser! menor. 'l amento de la -idro%licidad en el algod"n es importante desde otro pnto de vista. Los -ilos de algod"n de anillo deben ser encolados antes de tejer para dar na capa protectora #e imparta $er)a al -ilo & red)ca s pilosidad. Los prodctos de encolado m!s $recentes son los basados en almid"n. Los #e le sigen son carboximetilcellosa *?/? & polivinilalco-ol *PVA. 'l PVA se sa principalmente para $ormar velos *slas-ing con -ilos sintéticos, & es salmente sado como agente secndario de encolado en -ilos de algod"n. Los materiales deben ser removidos con n desencolado previo al te5ido & acabado de las telas. Las telas encoladas deben también lavarse con aga a temperatras cercanas a los W? para remover la cola e$ectivamente. 3na remoci"n de PVA completa es di%cltosa, con mc-as desventajas como el lato consmo de aga & energía. 'n O<H n reactor APD es sado con aireJoxígenoJ-elio & plasma de aireJ-elio.
<n =&> an ?6@ reactor is used Aith air- 2-"e and
air-"e plasma. ? percent desi,ing ratio 6B of 
CCD Aas obtained Aith both air-"e and air- 2-"e
 plasma treatments folloAed by cold and hot
Aashing: as a conclusion! atmospheric plasma
treatment may greatly increase the solubility of 
 
revealed that! for both air-"e and air-2-"e plasma
treated fabrics! the fibre surfaces Aere nearly as
clean as the unsi,ed fabric! indicating that almost
all 6? on cotton Aas removed. 4his agrees Aith
the 6B results. <n contrast! there Aas a substantial
amount of 6? remaining on the fibre surfaces
Ahen fabrics Aere only cold and hot Aashed! Ahile
much less 6? Aas left on the fabric desi,ed by
"22.
He already discussed Aool and its complex scale
structure on the fibre surface. ?tmospheric plasma!  both corona and ?6@ methods =&/!&5>! are
suitable for Aool too. ?s for cotton! if a corona
discharge is made before the application finishing
antifelt agent! more favourable conditions for agent