用于紡織品的著色的等離子體處理的制作方法【專利摘要】一種處理基底的方法，包括提供基底，所述基底具有大體上片材或平面的形式或纖維或紗的形式；提供著色劑，所述著色劑待在所述基底的表面處凝固；以及使所述基底和所述著色劑經受來自通過大氣等離子體裝置產生的等離子體的反應性物質，直到所述著色劑在所述基底的所述表面處凝固。使著色劑凝固在基底上的方法包括：使用等離子體、特別是在大氣條件下產生的等離子體在基底上進行蝕刻操作或等離子體預處理以改變表面電荷，從而在基底的表面處產生期望的表面紋理或表面電荷；和在等離子體條件或非等離子體條件下將著色劑沉積在表面上；以及允許所述著色劑在所述基底的所述表面處凝固。【專利說明】用于紡織品的著色的等離子體處理[0001]相關申請[0002]本申請要求于2013年12月13日提交的序列號為61/915,942的美國臨時申請的權益和優(yōu)先權，該臨時申請的內容據(jù)此通過引用并入，如同全部在本文中敘述W用于所有目的。[000；3]背景[0004]本發(fā)明的主題設及用于纖維、紡織品W及其他基底的著色劑。本發(fā)明的主題特別地設及將天然的或合成的著色劑施加至紡織品表面。本發(fā)明的主題可W使用在大氣壓系統(tǒng)中產生的等離子體來促進基底的著色。[0005]紡織品材料可W呈諸如纖維、紗、織物、衣服等的若干形式中的一種。紡織品著色劑W固體形式和液體形式二者來供應，例如，作為粉末、顆粒、溶液或分散體。在某些例子中，前體被施加至紡織品材料W在紡織品內在原位產生著色劑。[0006]紡織品著色劑將顏色賦予紡織品材料，通常具有高度永久性，運是其在紡織品材料內或圍繞紡織品材料的化學結合或物理包埋(physicalentrapment)的結果。染料和顏料二者均用于紡織品的著色。前者物質在它們的施加期間的某點處存在于溶液中，而顏料在顏料被施加在其中的任何媒介物內W及在紡織品材料自身內保持不溶解。染料具有對紡織品材料的親和力并且在用于施加至給定基底的合適溶劑中是可溶的。染料可W滲透纖維W在顏料被固定至表面的地方染色。染料由于纖維與染料之間的化學相互作用被吸引至纖維。附接至生色團（有色分子）的反應基團提供染料與纖維反應而不影響顏色的能力。鍵可W通過氨鍵、離子鍵或共價鍵形成。在染色中的復雜的相互作用和變量已被很好地記錄。變化性的區(qū)域包括基底、化學品、基底的制備W及程序變化。[0007]顏料賦予顏色;然而，顏料對紡織品材料不具有固有的親和力。當染料可W擴散至纖維材料中時，顏料被結合至纖維表面。在某些情況下，名稱可W通過著色劑是否懸浮或溶解于溶劑中來區(qū)分。[000引用于紡織品的當前的染料技術使用大量的水來施加染料?？椢锉仨毷紫缺粷櫇馱幫助染料滲透至織物中。運些濕潤的過程還使用大量的熱和能量來固化染料并使染料凝固。在將織物從染料中除去之后，然后加熱織物W除去水分并且將染料永久地附著至織物中的纖維。已知，在施加任何染料之前，織物可W經由大氣等離子體被預處理W在典型的潤濕加工期間調節(jié)或活化用于改進的染料拾取(dyepickup)的織物表面。色牢度、固化溫度降低W及潤濕性/親水性各自可W在適當?shù)拇髿獾入x子體預處理之后被改進。然而，此類預處理仍然使用并且經受常規(guī)的水密集型染料浴程序的全部缺點。歸因于水-載體方法的缺點，必須添加其他化學品來控制浴的pH、堿度W及其他參數(shù)。[0009]傳統(tǒng)地，水已被用作纖維與染料相互作用之間的染色介質。親水性纖維吸收水(運使內部的纖維氨鍵斷裂并且導致纖維被水溶脹。運允許染料遷移至纖維中并且與纖維結合。當水溫度升高時，纖維溶脹增大并且更好的染色隨著溫度的升高產生。疏水性纖維、聚醋和聚酷胺不在水中溶脹。因此，水用作介質W傳輸待被沉積至纖維表面上的小的染料顆粒。在運種情況下，水可W用作傳熱介質。[0010]施加紡織品整理劑(finish)通常包括使織物(編織的、針織的或非編織的）通過化學浴，然后是熱固化過程。在化學浴中，織物收集或吸收浴中的某些化學品。運些化學品通常被稱作"整理劑"，其包括拒水劑、抗微生物劑、UV防護物和著色劑。為了輔助化學浴中的化學整理劑的溶解性，表面活性劑和乳化劑常常被添加W產生在浴中的均勻懸浮液。[0011]目前，與紡織品一起使用的潤濕過程具有若干缺點。經處理的織物的干燥和固化需要織物在高溫下被暴露若干分鐘?？赡苄枰蟮暮嫦浜涂蚣軄矸乐箍椢锸湛s，而高溫可能改變懸垂性(化ape)并且使織物變硬，或產生干燥且粗糖的手感。使浴中的整理劑增溶所需要的添加劑可W滲透織物，留下分解的產物，產生薄膜，或作為雜質剩下。某些雜質可能洗不掉并且導致在某些家庭清潔實踐期間除去整理劑。因為，當整理劑被吸收至織物上時，化學浴的組成和抑隨著時間變化，所W浴必須被周期性地更換。運對于使用化學品的工藝W及環(huán)境是有代價的，如果不適當?shù)剡^濾的話。此外，染料浴化學必須被恒定地監(jiān)測并且調整。在運些整理工藝期間使用大量的水W及能量W在相對高的溫度下固化織物。另外，在該過程的每個步驟，存在?？诘脑O備和步驟--浴、烘箱、浴和水的清潔和循環(huán)。用于全部步驟的所需要的設備在工廠車間上占據(jù)相當大的占地面積，增加了操作的復雜性和費用。[0012]具有用于有效且簡便地構建具有多種性質的終產物的需求的其他領域包括床上用品、餐桌用布、室內裝飾、巧帳、帳篷、遮篷等等。[0013]因此，存在對于解決前述需求的改進的紡織品著色劑應用和構建W及制造方法的實質需求。運些和各種其他需求通過本文公開的本發(fā)明的主題來解決。[0014]概述[0015]-般而言，本發(fā)明的主題設及處理基底例如紡織品W改進基底性質的方法。在某些方面，本發(fā)明的主題預期提供具有大體上片材或平面的形式的基底。[0016]在某些實施方案中，本發(fā)明的主題設及一種處理基底的方法，包括:提供基底，所述基底具有大體上片材或平面的形式或纖維或紗的形式;提供著色劑，所述著色劑待在所述基底的表面處凝固；和使所述基底和所述著色劑經受來自通過大氣等離子體裝置產生的等離子體的反應性物質，直到所述著色劑在所述基底的所述表面處凝固。[0017]在其他實施方案中，本發(fā)明的主題設及一種處理紡織品的方法，包括：提供紡織品；提供著色劑，所述著色劑待在所述紡織品的表面處凝固；使所述紡織品和/或所述著色劑經受足W使著色劑單體在所述表面處凝固的等離子體條件；W及繼續(xù)所述條件直到所述著色劑凝固。[0018]在還其他實施方案中，本發(fā)明的主題設及一種使著色劑在基底上凝固的方法，包括:使用等離子體、特別是在大氣條件下產生的等離子體，在基底上進行蝕刻操作，W在基底的表面處產生期望的表面紋理;和在等離子體條件或非等離子體條件下將著色劑沉積在表面上；W及允許所述著色劑在所述基底的所述表面處凝固。[0019]在又其他實施方案中，本發(fā)明的主題設及一種構建體，包括基底材料和在基底的表面處凝固的著色劑，并且其中所述基底包括具有大體上片材或平面的形式的紡織品材料，并且紡織品包括蝕刻的表面處理層W及在蝕刻層中的著色劑和基底材料的復合物。[0020]如本文中使用的，"紡織品"在最廣泛的意義上使用，即，柔初材料的編織的、針織的、拉制的或其他編織的或非編織的薄片材，該柔初材料如整理的物品諸如衣服物品、鞋類物品和室內裝飾物品中的織物或布是有用的。紡織品可W由合成纖維、天然纖維、滲合物W及基于生物的纖維材料組成。紡織品可w用于任何數(shù)目的應用，包括用于便裝、商業(yè)服裝或審IJ服、家居用品、家具或運輸室內裝飾、服務物品例如餐桌用布或餐巾、地毯、毛拉、戶外家具、油布或遮陽棚W及任何其他纖維物品。織物可W是柔性的、纖維非編織基底，例如紙和紙細帶、一次性服裝或手帕。[0021]根據(jù)本發(fā)明的主題，被稱作"大氣等離子體"加工的等離子體加工操作的類別特別適合于將著色劑施加至紡織品。等離子體操作促進染料或其他著色劑在著色劑被施加到的基底的表面處的新穎的相互作用，W可見地賦予顏色。[0022]本發(fā)明的主題的方法消除或大體上減少在整個染料工藝中對水的需求。該方法還大體上減少將織物加熱至高固化溫度所需要的能量，如當前將染料永久地附著至織物所需要的能量。等離子體染色不需要大的烘箱來從經處理的基底中除去水。另外，用于染料溶液的溶液儲存器將保持恒定溶液并且從不被稀釋--大量添加比在常規(guī)的當前工藝中恒定地調節(jié)染料浴化學更多的溶液是更容易的。[0023]除去染料浴的工藝輸入還在工廠車間上釋放了大量的加工空間。[0024]在其他實施方案中，本發(fā)明主題的第二施加技術設及經由墊料工藝（padprocess)將染料或其他著色劑直接施加至織物或其他基底。然后，使經處理的織物經受等離子體工藝W固化染料并且將染料永久地附接至織物表面。該方法相對于常規(guī)的基于水的工藝還將有利地大體上減少所消耗的水和能量。[0025]總體地，使用等離子體將染料施加至織物或將染料固化在織物上將減少加工時間、降低成本并且對環(huán)境提供較少負擔。本發(fā)明的工藝包括將包括合成染料和有機染料W及二者的滲合物的全部著色劑和染料類型施加至全部基底的表面上。基底包括包含合成纖維、天然纖維和基于生物的纖維W及各自的任何組合的編織的、非編織的和針織的織物的紡織品。本發(fā)明的工藝擴展至將著色劑施加至皮革、合成皮革W及表面化學的相同組成的熱塑性塑料。[00%]在某些實施方案中，本發(fā)明的主題設及一種處理紡織品的方法，包括:通過噴墨打印、超臨界C〇2染色或溶液染色將著色劑施加至基底;和使所述紡織品經受來自通過大氣等離子體裝置產生的等離子體的反應性物質，直到所述著色劑在所述基底的所述表面處凝固。[0027]運些和其他的實施方案在下面的詳細描述和附圖中被描述。[0028]前述內容不意圖是本發(fā)明的主題的實施方案和特征的詳盡清單。本領域技術人員能夠從結合附圖的下面的詳細描述理解其他實施方案和特征。[0029]下面是在本發(fā)明的主題下的各種發(fā)明路線的描述。如在本文件中原始提交的或如后續(xù)修改的所附的權利要求，據(jù)此猶如直接寫入一樣被并入本概述部分中。[0030]附圖簡述[0031]除非如示出現(xiàn)有技術所提到的，否則下面的附圖示出根據(jù)本發(fā)明的主題的實施方案。[0032]圖1是可W適用于在等離子體操作下用著色劑處理基底的根據(jù)本發(fā)明的主題的方法中使用的現(xiàn)有技術裝置的示意性表示。[0033]圖2是可W適用于在等離子體操作下用著色劑處理基底的根據(jù)本發(fā)明的主題的方法中使用的現(xiàn)有技術裝置的另一個可能的實施方案的透視圖。[0034]圖3是圖2中所示的等離子體加工裝置的側視圖的表示。[0035]詳細描述[0036]11?[0037]域技術人員將認識到，許多修改和變化在為了解釋本發(fā)明的主題的性質而已經被描述并例證的部分和動作的細節(jié)、材料和布置方面是可能的，并且此類修改和變化不背離包含于其中的教導和權利要求的精神和范圍。[0038]在其可能的實施方案的某些中，本發(fā)明的主題一般設及將著色劑應用至基底材料的表面，W將期望的顏色和色彩設計（即，兩種或更多種不同顏色的組合)賦予基底。"應用至表面"，一般意指，著色劑作為最終結合的沉積材料被施加，或W其他方式被固定在基底的表面材料處或包埋在基底的表面材料中，該基底的表面材料足W提升在基底表面處的期望顏色的外觀，運至少部分地歸因于著色劑。著色劑W永久的或半永久的方式的固定（即，能夠通過正常使用W及洗燙有色物品的重復情況保持大體上固定)在本文中可W被稱作著色劑的"凝固"。著色劑在基底的表面處的凝固意指在表面上和/或W在表面下方但具有足夠的表面能見度W賦予期望的顏色特性的較深水平。[0039]雖然許多下面的描述可W適用于所有類型的著色劑，但染料將用作著色劑的主要實例W例證本發(fā)明的主題和操作的原理。[0040]根據(jù)本發(fā)明的主題具體地預期的基底包括紡織品。紡織品不限于任何特定類型。如本文使用的，"紡織品"在最廣泛的意義上使用，即，柔初材料的編織的、針織的、拉制的或其他編織的或非編織的薄片材，該柔初材料如整理的物品諸如衣服物品、鞋類物品和室內裝飾物品中的織物或布是有用的。紡織品可W由合成纖維(通常是基于石油的）、天然纖維、滲合物W及基于生物的纖維材料組成。[0041]在其可能的實施方案的某些中，本發(fā)明的主題設及在等離子體加工操作中使作為基底的編織的和非編織的紡織品（其在本文中還可W被稱作"基底"）著色。被稱作"大氣等離子體"加工的等離子體加工操作的類別特別適合于產生此類改性。本發(fā)明的主題特別預期了向紡織品表面施加著色劑的紡織品在性質方面的改性。[0042]當前的紡織品潤濕工藝是能源和資源密集型的。紡織品工藝例如染色、施加拒水性或拒污性(waterorS化inrepellency)W及其他表面處理需要大量水和大量能量，W用于染色和保持固化溫度。濕-染色設備在工廠車間上也具有大的占地面積。因此，存在對于很少使用或不使用水的改進的紡織品工藝的需求。還存在對于需要較少能量和空間W及較少化學品和副產品的此類工藝的需求。通過關于改變疏水性/親水性選擇使基底的表面改性的等離子體條件，等離子體加工可W被用于賦予特性例如可染性和/或拒水性和拒污性。例如，主要為疏水的染料將與已被改性為更疏水的基底表面更好地結合。[0043]至少自20世紀60年代W來，等離子體技術已存在。等離子體一般被視作W激發(fā)物質例如離子、自由電子W及一定量的可見光、UV和IR福射能為特征的物質的氣相。等離子體態(tài)可W通過電能、核能、熱能、機械能和/或福射能來產生。等離子體可W通過帶電粒子密度、溫度、壓力W及電場和/或磁場的存在/不存在來表征。等離子體一般被分類為熱的或非熱的。在熱等離子體中，達到幾千度的溫度，運對紡織品和其他普通材料是破壞性的。非熱等離子體可W被稱作"冷"等離子體，因為它們可W保持在低溫下例如在0-100攝氏度的范圍之間。存在可W用于紡織品應用的兩種類型的冷等離子體：低壓即低于大氣壓（約1-l(K)pa)和大氣(環(huán)境)壓力。[0044]大氣等離子體W許多不同形式是可用的：電暈處理、介電阻擋放電、混合組合W及大氣輝光放電。低壓等離子體處理的一個優(yōu)點在于它們在真空下在封閉的容器(containedvessel)中進行。因此，它們限于紡織品的批量加工，而非連續(xù)加工。對于在用于大的體積的卷到卷工藝中加工紡織品的速度，批量加工不是有效的。在另一方面，在大氣等離子體處理的最新進展下，現(xiàn)在存在連續(xù)加工紡織品的可能性。因為大氣等離子體處理可W是卷到卷工藝并且可W在室溫下模擬高溫反應，所W它有希望是用于紡織品的改性的理想工藝。[0045]紡織品常常對于高的固化溫度和工藝溫度具有限制。盡管許多參數(shù)影響等離子體處理(等離子體氣體類型、停留時間、氣流、頻率、功率、壓力、環(huán)境溫度、液體單體、氣體），但工藝是更能量有效的且環(huán)境友好的。常規(guī)的高溫等離子體工藝的缺點在于表面改性和分子改性受等離子體的侵略性質限制。等離子體破壞注入到等離子體中的分子的分子鏈并且使材料破碎。大氣等離子體提供充足的能量W產生涂層，該涂層保持紗之間的空間、承受多次家庭式洗燙、保持織物的完整性，并且不影響織物的空氣滲透性。編織的織物中的纖維之間的空間為約lOOnm，并且70nm的膜厚度將對織物的透氣性具有可忽略的影響。[0046]當電壓跨越氣體被放置時，等離子體中的離子化物質可W產生。存在于等離子體中的自由基與基底的表面反應和/或與等離子體中的其他物質反應。等離子體反應可多種方式轉變基底表面。等離子體中的物質和能量可W用于蝕刻或清潔基底表面。等離子體可W引起多種形式的基底表面活化。例如，等離子體條件可能引起化學鍵斷裂;化學部分和官能團的接枝、表面材料的揮發(fā)W及除去(蝕刻）、表面污染物/層的離解(清潔/擦洗）、W及保形涂層的沉積。在所有運些過程中，紡織品材料的高度表面特定區(qū)域(例如，<l〇〇〇A)被給予新的合意的性質，而不負面影響組成纖維或其他組成材料的整體性質。為了例證幾個紡織品應用，表面可W是粗糖化的或平滑化的。它們可W制成為更疏水的或更親水的。表面的化學改性可W通過將官能團附接至基底表面而發(fā)生。薄膜的等離子體聚合也是一個選擇。在等離子體工藝期間，單體或聚合物可W連接在一起或在基底表面處聚合并且提供各種表面的薄膜和技術性能改變。預處理和表面改性可W僅使用等離子體氣體/基底相互作用來完成。為了施加薄膜和官能團，例如，少量的化學品經由注射器被注射、或經由霧至等離子體云中，或作為霧至基底表面上，其中，基底然后立即在等離子體云下經過。某些氣體等離子體用于某些效果:氣氣--表面粗糖度改性;氧氣--表面和表面能改性;氨和二氧化碳一表面化學反應性改性。使用氮氣的惰性氣體等離子體特別地適合于經由自由基反應聚合的單體。惰性氣體能夠觸發(fā)聚合，而不化學地改變所產生的聚合物涂層。前述反應性氣體化2、N2、N曲）的添加可W改變得到的聚合物的性能和組成。運些滲合物可W誘導聚合物鏈的縮合反應或交聯(lián)。例如，此的添加可能導致單體借助于縮合反應經由0H基團的損失的縮合。此外，為了增加單體的耐久性，化和N出的添加可能誘導聚合物鏈的交聯(lián)。在單體-織物或單體-單體聚合之間誘導的等離子體誘導的聚合反應的提議路徑已被記載在文獻中。對于拒水劑和二次整理劑的施加而言，等離子體處理已被其他人研究。拒水劑已與阻燃劑組合。阻燃劑和拒水劑單體在浴中混合并且被施加至基底。然后，整理劑使用大氣輝光放電等離子體同時地固化。運種研究示出在具有蛋白質單體的進料中包括拒水劑、抗微生物劑、阻燃劑、染料化學等的二次整理劑的應用前景。因此，一種或更多種二次功能整理劑的添加可W被包括在染料或其他著色劑原料中或在分別施加的原料中。例如，在不同的原料中的二次整理劑可w通過大氣等離子體經由另外的通道被添加。[0047]下面是用于將著色劑施加至紡織品基底并且隨后施加任選的二次整理劑的一個可能的實施方案。在第一步驟預施加步驟中，使基底例如織物經受活化織物表面的等離子體預處理。在第二步驟中，著色劑例如染料或顏料W蒸氣形式（或經由墊料添加(paddingaddition))被施加至織物的活化表面。在第Ξ步驟中，使具有被施加的著色劑的織物表面經受第二等離子體暴露。該多步驟工藝相對于單步驟工藝可W用于優(yōu)化著色劑組成例如染料原料溶液組成W及等離子體參數(shù)例如流速等，該單步驟工藝為在單步驟等離子體處理步驟中使織物通過等離子體-染料混合物并且允許沉積、將染料結合至織物上。此外，在運些工藝下，二次整理劑任選地可W被添加至織物和原料溶液。[0048]等離子體條件在約室溫下且在約大氣壓力下。下文預期的染料可W作為液體噴霧或蒸氣或霧化顆粒被注入到等離子體室中并且被預計承受住等離子體工藝條件。當通過電壓添加產生等離子體時，產生與紡織品表面碰撞的活性物質。對于紡織品，等離子體通常與基底的碳或雜原子反應并且可W形成活性自由基官能團。當著色劑例如染料分子被注入到等離子體中時，著色劑應當經由化學結合結合并固化至基底的活性表面基團上。[0049]對于織物和類似的基底，因為大氣等離子體為在約室內條件下，所W對于空氣的濕度來預調節(jié)織物不是必需的。在某些可能的實施方案中，一般工藝設及將織物移動至等離子體室中并且使織物在大氣壓力下經受染料，然后通過等離子體使染料迅速凝固在織物表面上W實現(xiàn)不影響織物的懸垂性或透氣性的均勻涂層。沉積(和/或凝固）的染料的量可W取決于在等離子體條件下在室中的染料的流速W及階段式速度或停留時間。在等離子體條件下在室中花費的時間的變化可W增大著色劑在基底的表面處的著色劑飽和度。此外，工藝可W重復多次W增大著色劑的濃度，從而賦予期望的顏色性質而不影響織物的懸垂性或硬度。[0050]-般地，等離子體可W在基底表面上產生短暫的活化物質。因為大氣等離子體操作在室溫下使用自由基化學，所W預計染料在等離子體操作中保持穩(wěn)定。然而，可能的是，著色劑自身可W在等離子體中變得活化。例如，如果染料和織物基底兩者通過等離子體被活化，來自每種材料的自由基可W彼此結合。如果染料的活化變得有問題或破壞染料材料，將可能改變進料氣體W具體指定自由基形成。另一種可能性是沉積染料并且使用來自等離子體的活性物質作為將染料分子和基底結合在一起的試劑。[0051]簡言之，等離子體的電場或通過等離子體裝置的電場產生的活性物質可W產生特定的活性基團并且選擇性地在分散于等離子體中的染料上或在與等離子體或等離子體的活性物質連通的基底上形成活性基團。等離子體可W用于在染料分子上和/或在基底的表面上產生活性物質，例如徑基、胺、過氧化物。[0052]雖然大氣壓等離子體通常使用氮氣（例如，對于聚合物沉積)作為載氣，但可W使用其他氣體或滲合物。然而，氮是小的原子，其可能沒有足W導致高的電離作用的振動能級、電子能級和轉動能級。其他氣體可W在產生相對高能量的等離子體中用作載氣。此類氣體包括環(huán)境空氣、氮氣、氧氣、氣氣W及運些氣體的任何組合。運些其他載氣需要相對較高的電壓，并且可能損壞紡織品基底，因此將相應地選擇氣體和工藝條件。[0版3]染料類別、機理和應用[0054]在某些實施方案中，本發(fā)明的主題設及將著色劑例如染料施加至紡織品材料或其他基底的表面上或紡織品材料或其他基底的表面中，使得著色劑將顏色可見地賦予表面的方法。[0055]大部分的染料類別被預計保持在等離子體條件下并且形成為反應性等離子體物質。在等離子體下，大部分染料類別被預計足夠有能量W被制成活性物質而不降解。可選擇地或此外，基底表面將經受等離子體并且通過等離子體變得活化，并且W被等離子體活化或未活化的形式的染料將在等離子體中被固化在基底上。[0056]染料化學可W通過化學組成W及染料向具體纖維的施加來分類。例如，多種化學根據(jù)酸性染料、堿性染料、分散染料、直接染料或直接染色的染料（directorsubstantive)、媒染劑和銘染料、顏料、有機染料、溶劑染料、偶氮染料、硫染料、醋酸人造絲染料、尼龍染料、醋酸纖維素染料和瓷染料來分類。對于纖維素纖維，運些施加方法包括:直接染料、硫染料、偶氮染料、反應性染料W及瓷染料。蛋白質和合成纖維使用酸性染料、堿性染料和分散染料的施加方法。用于每種施加的染料根據(jù)它們的化學結構被進一步分類成13個組:偶氮染料、蔥釀染料、苯并二巧喃酬染料、多環(huán)芳香族幾基染料、說類染料、聚次甲基W及相關的染料、苯乙締基染料、二芳基碳鐵染料和Ξ芳基碳鐵染料、獻菁染料、哇獻酬染料、硫染料、硝基和亞硝基染料W及混雜的染料。[0057]酸性染料包含酸性反應性基團：-SO抽，并且適用于包含堿性基團例如游離氨基N此的纖維。羊毛由角蛋白（蛋白質）組成。纖維包括氨基酸脯氨酸和18α-氨基酸。某些氨基酸包含酸性基團和堿性基團。主要的染料吸收位點是氨基酸基團。因為羊毛是兩性的，所W它可W吸收酸性染料或堿性染料。尼龍也具有氨基;然而，運些端基的數(shù)目取決于纖維如何被制造W及分子量。尼龍是熱塑性聚合物并且染色的速率受染料浴的溫度和pH影響。堿性染料（陽離子的）在包含酸性基團的纖維上是適用的。運些纖維包含簇基-C00H或橫酸基-S0抽。[0058]分散染料在水中幾乎是不可溶的。運些染料可W適用于尼龍、醋酸纖維素W及其他纖維。然而，分散染料通常適用于疏水性纖維例如聚醋。分散劑在染料浴中被使用W幫助分散不可溶的染料并且增大染料吸收的速率。載體還可W幫助增大對聚醋的親和力，W及改變染料分子的大小W增加擴散。運些變化還可W改變對纖維的染料堅牢度。例如，高水溫的染料浴(例如，約14(TC)可W幫助較大的染料分子擴散至纖維中。運種熱方法幫助提供更好的顏色堅牢度。[0059]由于低的表面能，聚丙締是疏水的。聚丙締具有弱的親水性并且對于陽離子染料不是反應性的。用氧氣等離子體預處理聚丙締可WWC-0和0-H位點的形式將氧并入到材料的表面上。運些位點增加聚丙締從陽離子(堿性)染料的染料攝取量。類似地，使用氮氣預處理織物可W在材料的表面上產生N-H基團，增加來自直接染料（陰離子染料)的上染率(dyeexhaustion)。羊毛/聚醋滲合物在氮氣的等離子體和空氣等離子體中的預處理可W誘導N此基團，導致陰離子染料(酸性染料)的增大的攝取量。使用氧氣/氮氣/空氣的氣體等離子體預處理，羊毛/聚醋滲合物可W通過形成反應性C00-基團和0H-基團示出堿性染料攝取量的增加。[0060]將著色劑成功施加至纖維取決于給定著色劑對給定基底的親和力。因為如此，著色劑被改性W特定地結合至纖維的電荷，其中對纖維的親和力大于對著色劑懸浮或溶解于其中的載體溶液的親和力。每種著色劑具有互補的分子設計W與給定的纖維結合。選擇或設計著色劑分子考慮到許多因素，包括對基底的親和力、對洗涂的耐久性、抗uv性W及對于每種特定產品最終用途所需要的其他參數(shù)。雖然下文是基本的概述，但應知道，許多染料機理可W被修改W與纖維結合，在下文未列出。另外的化學品可W添加至染料溶液W改變反應，該反應允許例如酸性染料對通常被堿染色的纖維染色，并且允許堿性染料對通常被酸染色的纖維染色等等。下文是染色機理的基本概況W及等離子體工藝可W如何替代使用水作為載體的當前的染色工藝。[0061]聚醋:[0062]^染料可W用于對聚醋染色。分散染料被設計成在性質上為疏水的。運樣，染料容易地被吸收至聚醋的疏水表面上（即，類似溶解之類）。運些染料對親水性聚合物例如纖維素(棉)通常將不起作用。下文是Ξ種堿性分散染料的結構。運些染料通常是偶氮、具有R-N=N-R'基團的化合物或具有通式Ci4陸化的蔥釀化合物。[0063][0064]尼龍和蛋白質[0065]用于尼龍和蛋白質纖維的染料通常在纖維的聚合物內形成離子鍵。離子鍵是在具有相反電荷的兩個離子之間的鍵?；谀猃?、羊毛和其他蛋白質的聚合物纖維攜帶正電荷(稱作陽離子）。因此，染料必須攜帶負電荷W被吸引至纖維上的分子的正電荷并且與該正電荷結合，且反之亦然。用于運些纖維的染料被稱作酸性染料。酸性染料通常不能與纖維素基底結合，因為染料不能與它們形成強的離子鍵。運種依靠電荷的結合過程在下文的圖中被示出。該鍵與食鹽中的鍵相似。下文是用于染料在尼龍上的依靠電荷的結合過程的示意性染色機理。[0066][0067]下文是用于酸黑染料和堿紅染料的堿性化學式。[006引[0069]堿性染料結合至具有負電荷的纖維的聚合物主鏈。由于電荷排斥，聚醋將不與帶正電荷的堿性染料形成離子鍵。然而，羊毛和絲各自具有簇酸根基團（-C〇2)。該簇基攜帶將與帶正電荷的染料分子形成離子鍵的負電荷。[0070]纖維素纖維[0071]纖維素纖維例如：棉、人造絲和亞麻布是親水的。與是疏水的聚醋纖維相反，纖維素染料通常需要是親水的(類似吸引之類）。纖維素和聚醋纖維均不具有可W與染料分子形成離子鍵的帶強電荷的分子。相反，染料對纖維的親和力通過被稱作氨鍵的靜電力來確定。運是強的力，其中分子擁有通過包含在分子內的原子產生的部分電荷(偶極矩）。運些電荷與相鄰分子的帶相反電荷的偶極相互作用。該鍵僅是吸引力并且分子不共用電子。下文是實例，纖維素纖維(A)氨鍵結合至直接染料(B)。[0072][0073]用于纖維素纖維的染料類別包括偶氮染料、瓷染料、硫染料、直接染料和反應性染料。運些染料中的每種通常必須是水溶性的。因為染料分子可W形成氨鍵，所W它們在水中被增溶。水具有偶極矩并且?guī)Р糠蛛姾?。因為如此，水可W形成和破壞氨鍵。因此，水對于許多化學品是良好的溶劑并且可W環(huán)繞染料分子，從而使染料分子懸浮于溶液中。然后，在染料分子上的氨鍵隨著水被蒸發(fā)而引導至纖維。[0074]當前的研究已示出，向棉施加陽離子試劑可W將棉上的電荷從負變到正。運增大陰離子染料的親和力。當前，將陽離子試劑施加至W捆形式的皮棉并且然后在毛紗廠(yarnmill)與未經處理的棉滲合W產生紗，其中經處理的棉可W在不使用電解質（鹽)或堿(蘇打灰）下并且在低溫至溫熱的溫度下被染色。當前的批量加工是昂貴的并且僅用于新穎的紗(例如，套染皮革(overdyeheather),等等）。通過商業(yè)化使用大氣等離子體的該工藝，對染色棉的成本和環(huán)境方面二者均具有非常大的影響存在可能。（參考文獻：CottonIncorporatedTechnicalBulletin:"DyeingCationicPretreatedCottonTRI3016)。根據(jù)本發(fā)明的主題，將染料噴射在使用陽離子處理的棉紗和W不同的陽離子處理水平的紗的陽離子棉基底上W及在等離子體中固化可W幫助減少所需要的水和熱。另一個優(yōu)點是新穎的工藝還應當提供更好的色調分布(shadediStribution)和染色的深度。[0075]為了增加色牢度(防止染料被洗掉），產生了瓷染料、硫染料和反應性染料。各自具有在別處概述的獨特工藝。反應性染料已被改性W與纖維形成共價鍵。共價鍵是平衡鍵，其中電子對被共用。下文是硫染料(a)、瓷染料(b)、偶氮染料(C)和反應性染料(d)的通用結構。[0076][0077]每組染料具有重要的取代基，該取代基允許染料在水中可溶或與疏水性表面/親水性表面結合。[0078]等離子體可W輔助前述的染料-基底相互作用。先前，水是載體流體W允許染料分子通過氨鍵被增溶或被分散W防止染料分子的凝集。在等離子體的情況下，等離子體進料的相互作用可W使纖維表面改性為更親水的和疏水的。當?shù)入x子體在纖維上產生表面電荷時，運對于染料分子產生親和力W經由氨鍵、離子鍵或共價鍵結合。當染料作為細霧被注射至基底上或至等離子體中時，在等離子體云中的或在基底表面上的染料分子將具有均勻的分布。染色工藝是每個染料分子與纖維上的位點的相互作用。因此，每個鍵可W被視作單項，與染料浴相似，并且噴射在基底上的或直接噴射至等離子體云中的染料分子的量將對于使基底染色是有效的。因此，如果使用等離子體染色工藝，則不需要水W進行染色操作的大部分。在向織物添加染料之后，織物需要熱固化W從纖維中除去過量的水。除去過量的水允許染料分子僅粘附至聚合物鏈。然而，等離子體工藝不使用任何水。因此，不需要熱固化。另外，等離子體反應可W模擬高溫反應。因此，如果需要任何能量來克服鍵能W使染料凝固或永久地固定在基底上，則等離子體能量將足夠。[0079]另外，每種染料類型內的基本化學結構在其具有將結合至特定纖維的相同基本結構方面是相似的。不同纖維的電荷之間的相似性已在本文中被概述。因此，在準確度內，染料的結合結果在任何介質、水或等離子體中將是相似的，因為反應和鍵是相似的。[0080]例如，下文的兩個表格示出了基于蔥釀和氨基偶氮苯的分散染料結構。取代基R1-R7控制分散染料產品的特性、顏色、色牢度和染色性質。使用水的許多染料需要染料浴，該染料浴平衡許多參數(shù):舉幾個來說，ph、堿度和溫度。因為等離子體不使用水，所W據(jù)信，等離子體可W減少對于許多化學品的需求，并且直接活化著色劑并將著色劑附接至纖維。[0081][0082][0083]1.http://monogr曰phs.i曰rc.fr/ENG/Monogr曰phs/vol99/mono99-7.pdf[0084]2.J.R.Aspland,TextileDyeingandColoration,American[0085]AssociationForTextileChemistsandColorists[0086]在本發(fā)明的主題的上下文中，使用染料的著色反應還允許二次整理劑分子附接至天然材料和合成材料，W產生定制用于特定應用例如著色的衣服和用于鞋類的紡織品的涂覆材料，它們具有提供UV-阻擋性質、抗微生物性質和/或自清潔性質的高度活性的表面。涂層可W被滲雜W向涂層或其選定部分提供導電性。滲雜劑的一個實例是艦W及各種導電金屬。通過選定的滲雜，導電電路或導電跡線可W在用于電子技術和用于計算應用或無線應用的涂層中被形成，例如出現(xiàn)在"智能服裝"的領域中。[0087]等離子體加工[0088]等離子體一般被視作W激發(fā)物質例如離子、自由電子W及一定量的可見光、UV和I時畐射能為特征的物質的氣相。等離子體態(tài)可W通過電能、核能、熱能、機械能和/或福射能來產生。等離子體可W通過帶電粒子密度、溫度、壓力W及電場和/或磁場的存在/不存在來表征。等離子體一般被分類為熱的或非熱的。在熱等離子體中，達到幾千度的溫度，運對紡織品和其他普通材料是破壞性的。非熱等離子體可W被稱作"冷"等離子體，因為它們可W保持在低溫下例如在0-100攝氏度的范圍之間。存在可W用于紡織品應用中的兩種類型的冷等離子體操作:低壓即低于大氣壓(約1-1〇化3)和大氣(環(huán)境)壓力。[0089]大氣等離子體W許多不同形式是可用的：電暈處理、介電阻擋放電、混合組合W及大氣輝光放電。低壓等離子體處理的一個優(yōu)點是它們在真空下在封閉的容器中進行。因此，它們限于紡織品的批量加工，而非連續(xù)加工。對于在用于大的體積的卷到卷工藝中加工紡織品的速度，批量加工不是有效的。在另一方面，在大氣等離子體處理的最新進展下，現(xiàn)在存在連續(xù)加工紡織品的可能性。因為大氣等離子體可W是卷到卷工藝并且可W在室溫下模擬高溫反應，并且需要很少的水或不需要水，運是用于紡織品的改性的新穎的有利的工藝。[0090]當電壓跨越氣體被放置時，在等離子體中產生離子化物質。存在于等離子體中的自由基與基底的表面反應和/或與等離子體中的其他物質反應。等離子體反應可多種方式轉變基底表面。等離子體中的物質和能量可W用于蝕刻或清潔基底表面。等離子體可W引起各種形式的基底表面活化。例如，等離子體條件可能引起化學鍵斷裂;化學部分和官能團的接枝、表面材料的揮發(fā)W及除去(蝕刻）、表面污染物/層的離解(清潔/擦洗）、W及保形涂層的沉積。在所有運些過程中，紡織品材料的高度表面特定區(qū)域(例如，<l〇〇〇A)被給予新的合意的性質，而不負面影響組成纖維或其他組成材料的整體性質。為了例證幾個紡織品應用，表面可W是粗糖化的或平滑化的。它們可W制成為更疏水的或更親水的。表面的化學改性可W通過將官能團附接至基底表面而發(fā)生。薄膜的等離子體聚合也是一種選擇。在等離子體工藝期間，單體或聚合物可W連接在一起或在基底表面處聚合并且提供各種表面的薄膜和技術性能改變。預處理和表面改性可W僅使用等離子體氣體/基底相互作用來完成。為了施加薄膜和官能團，例如，少量的化學品經由注射器被注射至、或經由霧至等離子體云中。某些氣體等離子體用于某些效果:氣氣--表面粗糖度改性;氧氣--表面和表面能改性;氨和二氧化碳一表面化學反應性改性。[0091]不同的進料氣體可W在紡織品的將與著色劑分子反應或相互作用的表面上產生不同的反應性物質。例如，某些反應性物質的形成可W增加可濕度W及不同的水和染料分子至纖維中和至纖維表面上的擴散。而用大氣等離子體對織物進行預處理已用于改進染色工藝。在某些實施方案中，本發(fā)明的主題設及新穎的方法，該方法使用大氣等離子體W將染料或其他著色劑直接地施加至織物表面，W及將某種分子量的染料分子賦予至纖維中并且固化著色劑。運在纖維上和纖維內產生永久的、耐水洗的顏色，而不影響織物表面的懸垂性和柔軟手感。[0092]等離子體處理是干工藝，其不需要任何顯著量的水(除了例如，染料或其他著色劑被增溶或分散在其中的染料原料）。大氣等離子體使用很少的能量，并且不需要熱來固化。等離子體可W改變紡織品的表面性質并且因此改變可染性。運改變或產生例如在紡織品上的親水性位點/疏水性位點。其還可W在纖維表面上產生自由基，該自由基可W與著色劑分子反應或相互作用。如果使用等離子體蝕刻工藝，那么它可W在纖維中開孔W允許染料分子更深地滲透至紡織品中w便更好的堅牢度。[0093]美國專利公布20080107822設及使用大氣壓等離子體聚合處理纖維材料，并且據(jù)此通過引用W其整體并入，W用于與本文中的教導一致的所有目的。所公開的系統(tǒng)和方法可W適用于將著色劑施加至紡織品。與'822專利公布一致且如下文更詳細地討論的圖2-3示出了合適的系統(tǒng)的實例。[0094]美國專利8,361，276公開了用于下游加工的大面積的、大氣壓等離子體的方法和系統(tǒng)，并且據(jù)此通過引用W其整體并入，W用于與本文中的教導一致的所有目的。在該專利中的系統(tǒng)和方法可W適用于將著色劑施加至紡織品。與該專利一致且如下文更詳細地討論的圖2-3示出了合適的系統(tǒng)的實例。該系統(tǒng)可W包括無弧的產生大氣壓等離子體的裝置，其能夠在約0.1W/cm3與約200W/cm3之間的功率密度下產生大面積的、溫度可控的、穩(wěn)定的放電，同時具有小于50攝氏度的操作氣體溫度。該裝置產生活性化學物質(其在本文中還可W被稱作"反應性物質"）。反應性物質可W包括氣態(tài)亞穩(wěn)態(tài)物質(gaseousmetastable)和自由基。作為實例，此類物質可W用于聚合（例如，自由基誘導的聚合或通過基于脫氨的聚合）、表面清潔和改性、蝕刻、增粘(a化esionpromotion)W及滅菌。例如，該系統(tǒng)可W包括，冷卻式RF-驅動電極或冷卻式接地電極、或兩種冷卻式電極，其中，在使或未使材料同時地暴露于等離子體的電場或離子組分下，等離子體的活性組分可W被導引出等離子體并且導引至內部基底或外部基底上。[0095]在某些實施方案中，本發(fā)明的主題設及產生大氣壓等離子體的裝置，該裝置用于在約0.1W/cm3與200W/cm3之間的功率密度下產生大面積的、非熱的、穩(wěn)定放電（discharge)，但還能夠具有至多約5(TC的中性氣體溫度。在下文中，術語"大氣壓"意指在約500托與約1000托之間的壓力。等離子體的活性化學物質或活性物理物質離開等離子體放電，之后撞擊布置于放電的外部的基底，從而允許基底表面加工，而不將基底同時暴露于等離子體的電場或離子組分。如所陳述的，即使在延長的和連續(xù)的操作期間，等離子體具有小于約50°C的中性氣體溫度，并且作為實例，可W產生包含氣體亞穩(wěn)態(tài)物質和自由基的物質。高功率密度、較低的操作等離子體溫度和放置待在等離子體的外部被加工的材料，允許加速的加工速率并且處理大部分基底。作為實例，等離子體源可W用于聚合(例如，自由基誘導的聚合或通過基于脫氨的聚合）、表面清潔和改性、蝕刻、增粘W及滅菌。[0096]在某些實施方案中，本發(fā)明的主題設及W下步驟：用至少一種絲多膚涂覆基底紡織品材料的表面，該至少一種絲多膚為具有所選擇的特性的聚合物的單體前體；W及將被涂覆的基底暴露于在大氣壓惰性氣體等離子體中產生的活性物質，據(jù)此至少一種單體前體被聚合，從而形成具有所選擇的特性的整理劑。單體可W被噴射至基底上并且被引入至等離子體室中W固化?；蚩蒞在基底處于等離子體室中時施加單體。[0097]脈沖的或非脈沖的高功率等離子體可W用于產生耐久的涂層，該耐久的涂層可W使用秒或更少(與分鐘對照）的等離子體暴露來施加，并且用于產生相比于現(xiàn)有技術中描述的那些涂層更厚、更耐久的涂層的連續(xù)施加的、有效功率密度可W在IW/cm2與5W/cm2之間(運是在關于現(xiàn)有技術等離子體所報道的功率密度的1〇2倍與1〇4倍之間）。有效RF頻率的范圍可W包括任何交流頻率，當被電容聯(lián)接至電極時，該交流頻率在電極附近產生"銷層(sheathr或暗空間。典型的頻率可W在40曲Z與lOOMHz之間。[0098]根據(jù)本發(fā)明的主題，染料或其他著色劑材料可W被沉積到在等離子體區(qū)域外部的織物上，并且被涂覆的織物或其他基底隨后移動至惰性氣體等離子體中，其中在等離子體中產生的產物例如亞穩(wěn)態(tài)物質和離子物質誘導染料化學結合至織物。反應過程可W具有大部分等離子體工藝非典型的穿透效應；即，反應在基底表面上開始并且向染料可能已經擴散到的表面內部傳播。[0099]根據(jù)本發(fā)明的主題，作為實例，大氣氣體等離子體例如氮氣等離子體的使用通過破碎避免了所施加的著色劑的化學攻擊或降解。顯著地，大氣壓的條件使等離子體中產生的離子熱化。因此，在等離子體中產生的亞穩(wěn)態(tài)物質和離子物質對于誘導反應是有效的，同時W其他方式保持化學不反應性。其他可能的惰性載氣包括氣氣、氯氣、氛氣，并且氣氣也可W用作惰性等離子體氣體。[0100]眾所周知的是，增大施加至等離子體的功率增大圍繞電極的銷層或"暗空間"的厚度。在電容聯(lián)接的等離子體例如要求保護的本發(fā)明的電容聯(lián)接的等離子體中，銷層具有排斥電子的時間-平均電場。因此，它對眼睛呈現(xiàn)是暗的，因為它具有大體上降低的濃度的電子，該電子通過經由電子撞擊的激發(fā)從氣相物質產生可見的發(fā)射。在銷層中的運種降低的水平的電子密度抑制氣碳單體的離解。形成于惰性氣體等離子體中的中性亞穩(wěn)態(tài)物質可W容易地穿過銷層的電壓降并且誘導反應性物質和反應。[0101]電子僅可W經過用于RF循環(huán)的短部分的銷層，并且僅在保持電荷均衡所必需的程度上運樣做。帶正電的離子經過銷層并且將在基于真空的等離子體中用充足的能量（10-lOOeV)撞擊基底W破碎分子，而不是簡單地產生反應性物質。因此，根據(jù)本發(fā)明的主題，紡織品可W通過使其放置成抵靠電極或接近電極而保持在銷層區(qū)域內，其中，施加至等離子體的高功率產生較大數(shù)目的亞穩(wěn)態(tài)物質，該亞穩(wěn)態(tài)物質可用于引發(fā)反應性物質離開冷凝在織物上的著色劑，同時避免著色劑由于電子或離子的能量撞擊的破碎。另外，如果基底被保持為緊密地抵靠電極，用于編織的紡織品和非編織物的等離子體處理工藝可能大體上受限于基底的面向等離子體的側面。因此，選定的處理可W使用期望的原料和載氣等離子體來應用至織物的一側或兩側W誘導反應。[0102]此外，與其中在銷層區(qū)域中產生高DC偏壓的基于真空的等離子體不同，大氣等離子體有效地消除了單體對基底的通過能量離子的轟擊，該轟擊將具有與電子撞擊相同的破壞效果。即，在大氣壓等離子體中，離子經歷與中性氣相物質的頻繁碰撞，并且因此不獲得動能，該動能將W其他方式在于真空下操作的等離子體中形成。在大氣壓等離子體中，離子被熱化W接近室溫(約〇.〇3eV，與用于基于真空的等離子體的在lOeV與lOOeV之間不同），致使此類物質不能提供破壞性撞擊。此外，此處的大氣等離子體源是"對稱的"等離子體；即，平行的RF-驅動電極和接地電極的面積是相等的，并且不存在導致等離子體的電學行為的接地的室壁。因此，不存在DC偏壓，并且功率密度可W是高于美國專利申請公布第2004/0152381號的基于真空的等離子體中提出的功率密度的〉104倍。如本文中使用的，"大氣壓"等離子體被定義為在足夠高W產生等離子體銷層的總氣壓下操作等離子體，在該等離子體銷層中，碰撞對于使穿過銷層的離子熱化是有效的。通常，運發(fā)生在300托與3000托之間的壓力下。預期的是，將通常采用在600托與800托之間的壓力。[0103]惰性載氣等離子體例如氮氣的使用最適合于被轉變成具有自由基的物質的著色劑。惰性氣體等離子體具有的優(yōu)點是能夠觸發(fā)自由基反應過程，而不使著色劑化學改性。然而，在某些情況下，作為實例，可能有利的是，將較少量的反應性氣體例如此、N2、N出或肌添加至惰性氣體w改變基底、著色劑和/或基底和著色劑的復合物的性質、性能或組成。w通常小于總氣流的20%的量使用此類氣體可W用于驅動其他形式的聚合，例如縮合反應或聚合物鏈之間的交聯(lián)。[0104]某些著色劑可W呈在基底的表面上形成聚合的涂層的單體的性質。此的添加可能有助于促進需要通過縮合反應損失-OH基團的此種單體的聚合。類似地，化或N出的使用可W促進聚合物鏈的交聯(lián)，產生所得到的聚合物的較大的耐久性。[0105]根據(jù)本發(fā)明的主題的某些可能的實施方案，在大氣壓下操作的單獨的工藝模塊可W用于：（1)使著色劑在基底上冷凝;和(2)使冷凝物暴露于大氣壓等離子體?？蛇x擇地，著色劑的冷凝W及等離子體工藝可W在相同的模塊、而非單獨的模塊中完成。通常，運將意味著保持氮氣或其他惰性載氣的恒定向外流動W便保持著色劑蒸氣遠離等離子體區(qū)域。雙模塊工藝具有的益處是提供著色劑在基底上的堅牢度或耐久性，W及避免在等離子體系統(tǒng)的電極上的不需要的著色劑蒸氣沉積。在此類系統(tǒng)下，因為在電極上不形成沉積物，所W紡織品處理系統(tǒng)可W被連續(xù)地操作并且相比于在等離子體中形成氣相沉積物質的地方具有較少維護。[0106]紡織品材料的實例包括但不限于，由動物來源或植物來源的纖維、合成纖維制成的紡織品，該動物來源或植物來源的纖維為例如，羊毛、絲、膠原、棉和其他纖維素，該合成纖維為例如聚締控纖維、聚醋、聚酷胺（即，尼龍）、來自液晶聚合物的纖維（例如，芳絕）、聚甲醒、聚丙締酸（即，聚丙締臘）、聚（苯硫酸）、聚（乙締醇）、聚（酸酬）（即，PEEK)、聚[2,2'-(間-亞苯基)-5,5'-聯(lián)苯并咪挫](即，PBI)、聚(徑基乙酸）、聚(徑基乙酸-共-k乳酸）和聚α-丙交醋）、芳香族聚酷阱、芳香族聚偶氮甲堿、芳香族聚酷亞胺、聚(下締-1)、聚碳酸醋、聚苯乙締和聚四氣乙締W及前述的組合。通過固化于基底中的不同的纖維組合上的染料，此類組合可W允許增強某些期望的纖維性質W及某些美學著色結果。通常，紡織品材料或其他基底將被提供并且被加工為材料的片材形式或其他平面形式。然而，在等離子體處理下經受著色的基底還可W是在編織或針織紡織品中使用的纖維或紗。然而，本領域技術人員將理解，其他基底可W包括紗、線、纖維和其他此類絲狀材料;膜和薄膜，例如，用作控制環(huán)境條件例如防水性、耐水性、透氣性和/或防風性的完全的、部分的或選擇性的阻擋層的那些。防水的透氣的膜材料的實例是膨脹PTFE，該膨脹PTFE可W按照商標名GoreTex出售。[0107]除具有平面形式或片材形式或絲狀形式的基底之外，基底可W具有容積3D形式。例如，形式可W是在鞋植上的代表鞋植的某些或全部體積的材料。基底可W是用于容納物品的背包或其他物品。呈平面、絲狀或3D形式的基底可W是在鞋類、服裝、背包和其他載體、家具或室內裝飾等的構建中使用的泡沫物體。泡沫材料包括EVA和PU?；淄瑯涌蒞是任何天然的或合成的橡膠或皮革。[0108]本文中預期的著色劑和基底的復合物在本文中可W被稱作"構建體"。著色劑可W通過任何已知的化學鍵或結合力被附著至構建體中的下面的基底，該化學鍵或結合力包括共價鍵結合、氨鍵結合、范德華力、離子鍵結合和物理包埋。著色劑可均勻厚度或不同厚度被施加。在聚合物涂層的情況下，單體單元在基底的下面部分上形成單塊結構。在其他情況下，單體不一定使單體結合至單體，而是使單體結合至基底反應性位點W在基底的下面部分上形成永久涂層。（換言之，單體形式上不是單體而是與基底組合的反應物。）在可變的厚度涂層的情況下，涂層厚度可W被視作表面上的平均厚度。對于許多應用，涂層具有在1皿與1mm或10皿與100皿之間、或在40皿與50皿之間、或在ο.5皿與10皿之間、或在1.ο皿與5WI1之間的厚度。運些范圍是代表性的并且本發(fā)明的主題涵蓋范圍廣泛的厚度并且不意圖受限于具體給定的實施例。[0109]所施加的著色劑通常將隨著基底的期望的表面積被共延伸地施加。換言之，施加面積將大體對應于選定的整個表面積。然而，運并不是說，整個面積覆蓋有覆蓋范圍的實面積或連續(xù)面積。例如，在涂層的情況下，它們可W具有例如網(wǎng)、多孔膜、規(guī)則地間隔的穿孔的網(wǎng)絡或其他非實圖案的性質，運些圖案大體與界定的表面積一起共延伸。涂層可W具有不同的拓撲結構，其中某些區(qū)域比其他區(qū)域厚。涂層還可W包括二維特征或Ξ維特征。例如，微電子器件、傳感器、電路或跡線可W被整合至涂層中W提供功能特征。[0110]著色劑，作為在基底的表面中的整合的或分散的分子或作為離散層即涂層，可WW任何期望的圖案或色彩設計被施加。例如，可W在基底上應用篩網(wǎng)W產生期望的圖案，W用于施加相同或不同的顏色的一種或更多種著色劑。為了特定的顏色效果，例如，可W將篩網(wǎng)放置在噴射系統(tǒng)的前面(在噴霧器和基底之間），在固化之前在基底上產生圖案化的噴霧。對于某些重復圖案的某些設計，例如，可W將漉附著在噴霧器的前面W改變著色的圖案，其中重復的是漉直徑的大小。此后，基底可W用不同的篩網(wǎng)和不同的著色劑再次加工W在基底上產生多色的圖案。另外，噴嘴可W布置成各自具有不同的著色劑。著色劑可W在單一的等離子體操作中或在單獨的批量操作中按順序地施加。[0111]根據(jù)多色設計的期望的輸出W及重復的或未重復的圖案，設想的是，在等離子體固化之前，基底可W通過打印工藝例如噴墨打印工藝被著色。在離開噴墨打印機之后，通常W卷到卷的形式，織物可W經歷輕微的IR快速固化W防止在等離子體固化之前從漉排出。然后，染料或其他著色劑被永久地固化在等離子體中。在某些情況下，對于較快的工藝，基底可W穿過噴墨打印機或其他打印裝置并且直接運行至等離子體中W便立即固化。[0112]還設想，包含染料的溶液可W在染料內包含其他元素W改變基底性能。現(xiàn)有技術已經示出在大氣等離子體中固化拒水劑和抗微生物劑整理劑二者的能力。作為此的實例，溶液可W包含使基底染色所必需的染料著色劑、蛋白質單體和噴射至織物上且然后在等離子體中固化的拒水劑化學成分。該工藝可W在一個噴射系統(tǒng)中或在將噴墨染料施加至在前面提到的段落中描述的基底上之后。本發(fā)明的主題預期，既是已知的且又有待發(fā)現(xiàn)的性能整理劑(拒水劑、阻燃劑、抗微生物劑、忍吸劑、蛋白質沉積物等等）的任何組合，可W與染料溶液一起被包括并且與染料同時地施加或與染料工藝一起連續(xù)地施加，W與染料一起在大氣等離子體中被固化。[0113]對于服裝應用，經處理的表面積將大體是至少6平方英寸，但可W大體上或多或少取決于期望的最終結果。對于用于服裝應用的材料的批量加工的卷，卷材料的被涂覆的表面積的寬度將通常為至少在約50-72英寸之間且其長度將通常在約1-100米之間。卷長度取決于織物材料和構造。例如，起絨布將是蓬松的并且W短的長度的卷運送，而10-20旦尼爾防羽布(downprooffabric)可較高長度的卷運送。對于服裝應用，此類材料可W整體地或部分地用于服裝物品的外層、中間層和/或內層。[0114]現(xiàn)在轉向圖1，示出了用于惰性氣體大氣等離子體聚合處理基底的裝置10的一個實施方案的透視圖的示意性表示?？蒞是加熱的或未加熱的容器12,容納原料13,例如，包括至少一種著色劑加上任何期望的添加劑的原料。原料通過加熱的或未加熱的管16被拖出容器12,其中閥18在由箭頭20示出的方向上被插入加熱的或未加熱的計量累22中。保持各個部件的溫度W使試劑呈液態(tài)。原料的調節(jié)流和恒定流通過加熱的或未加熱的線路24離開計量累22,并且導引至氣化器單元26中，該氣化器單元26將原料轉化成液體或固體原料的蒸氣，即，氣態(tài)流、氣溶膠流或霧化流。（氣化單元W及相關的步驟不是必需的，如果保持在容器12中的原料13已經呈氣體或其他蒸氣形式。）惰性氣體流28可W從氣體源30被引入氣化器26中，W將蒸氣流導引出氣化器26并且進入敷料器32中，該敷料器32包括面向基底例如織物34的噴嘴，使得包含氣化原料的氣體流36被導引至織物34上。織物或非編織的基底34在箭頭38的方向上移動，使得織物不被熱的氣體流36加熱，并且揮發(fā)性原料不斷地冷凝至織物的新的部分上。原料化學品可W施加至室40內部的織物34,運有助于保持蒸氣遠離等離子體區(qū)域42,W便避免在電極44和46上產生不需要的化學自由基和不需要的膜沉積物。在原料冷凝在織物34的表面上之后，織物進入大氣壓外殼48中。外殼或室40和48分別包括排氣裝置50和52。術語"外殼和室"可相互交換地使用。運不一定意味著完全封閉的有界空間，如在密封室中。外殼或室可W具有在壁中的開放側或開口。[0115]在外殼48中，織物34在電極44與46之間經過，該電極44與46是產生惰性氣體等離子體42的大氣壓等離子體源的一部分?？蒞連續(xù)保持的該等離子體在0.化W/cm2與4W/cm2之間的功率水平下操作。對于許多應用，采用在IW/cm2與2W/cm2之間的功率水平。來自源30的惰性氣體流54是等離子體氣體，源30還可W將惰性氣體供應至氣化器26。來自原料的著色劑的運種冷凝或沉積、然后是等離子體誘導的顏色-凝固反應，可W重復選定的次數(shù)，W用于產生著色劑的多次沉積物或涂層，每一次形成在先前的施用上，W便更大的堅牢度和耐久性。如上文所述，等離子體放電42中的一種或更多種還可W采用例如包含較少添加的反應分子例如出、化、CF4或N出的惰性氣體混合物W促進反應。[0116]區(qū)域56指示其中沒有著色劑存在的部分（當采用多個敷料器和等離子體時，可W存在著色劑，在運種情況下，區(qū)域56將具有來自較早的處理過程的著色劑）；區(qū)域58識別其中施加著色劑原料化學品的部分；區(qū)域60指示凝固、固化、聚合、交聯(lián)或W其他方式結合通過氣化器/敷料器施加的化學品的等離子體聚合區(qū)域;并且區(qū)域62識別其中織物已被處理至少一次的區(qū)域。圖1中未示出的是：（1)射頻等離子體電源和匹配網(wǎng)絡，它們連接至電極44和46,并且用于為等離子體42供電和調整等離子體42;(2)水冷(watercooling),其用于冷卻電極44和46,使得等離子體的氣體溫度可W被保持在70°C或低于70°C;(3)用于源30的壓縮氣體調節(jié)器；（4)驅動器和漉，它們用于使織物％穿過敷料器區(qū)域移動至等離子體區(qū)域中，并且離開等離子體區(qū)域；W及(5)在排氣裝置50和52中的累，該累用于收集和再循環(huán)惰性氣體，所有運些對于本領域普通技術人員是熟知的?？椢?4可W保持為抵靠一個電極46W將處理過程限于其一側。任一電極可W用于該目的。[0117]雖然敷料器室或外殼40和等離子體室或外殼48被示出為單獨的室或外殼，但每個的特征和功能可W被設置在相同的外殼下。例如，敷料器32和等離子體源，即，用于產生等離子體區(qū)域42的電極44、46可W在單一的外殼中。（見，例如，下文討論的圖2-3。）敷料器可W與產生等離子體的電極的操作同時地操作，或敷料器和電極可W按順序地操作。敷料器可W是系統(tǒng)中的單獨的裝置，該單獨的裝置獨立于用于載氣的進料進口操作或它可W與用于載氣的進料進口整合在一起，使得著色劑原料和載氣在單一的相同的流中，該單一的相同的流被引入到相同的外殼中并且經受用于產生等離子體的電場。[0118]除單一組的敷料器和等離子體源之外，一系列敷料器/等離子體源可W用于提供著色劑在單一基底上的多次沉積物或多個層。相似地，在單一組的敷料器/等離子體源中，多層沉積物或涂層可W通過使在敷料器和等離子體源的第一次操作之后涂敷的基底的移動反轉返回至敷料器并且然后至等離子體源W用于敷料器和等離子體源的第二次操作來施加。[0119]用于示例性實驗室等離子體裝置的電極的典型尺寸為寬在1cm與13cm之間，長為30cm，其中間隙在1mm與2.5mm之間。典型的電壓在包括13.56MHz、27.IMHz和40.68MHz的頻率下可W為在120V與450V之間（峰-對-峰）。[0120]本發(fā)明的主題適合于連續(xù)操作，其中著色劑原料混合物被首先施加至基底，并且然后基底沉積有冷凝的著色劑原料(純的或施加有其他化學品）。然后，將經處理的基底移動至大氣壓等離子體中，據(jù)此惰性氣體等離子體被用于引起著色劑凝固至基底。另外，本發(fā)明的主題適合于經由噴霧將著色劑原料直接添加至等離子體云中并且立即沉積并固化在基底上。通過在足夠高的功率(〉〇.25W/cm2,通常在IW/cm2與2W/cm2之間）下操作等離子體，應該可WW至少例如lO-lOOm/min的卷筒速度(webspeed)并使用例如10-200cm的電極尺寸(在卷筒行進(webtravel)的方向上)處理基底。在大氣壓下的操作意味著將織物預調節(jié)成預設定的水分水平不是必需的。還不是必需的是使等離子體產生脈沖，從而能夠實現(xiàn)裝置的較大生產率，因為處理過程的任務循環(huán)是100%。[0121]可W用于根據(jù)本發(fā)明的主題的方法的等離子體裝置的另一個實例在圖2-3中示出。原則上，裝置允許在電極之間的等離子體區(qū)域中產生的活性化學物質或物理物質的快速流動，W在活性物質通過碰撞或能量損失而失活之前離開等離子體區(qū)域并且撞擊基底，從而對基底產生化學變化和/或物理變化，而不將基底暴露于存在于等離子體內部的電場或帶電部件。運種效果通過W下實現(xiàn):從形成于接地電極或RF電極中的平行開口之間的空屯、陰極效應產生"等離子體突出"，并且使用運些突出來輔助將活性物質從其產生點運載到進一步下游。在本情況下，空屯、陰極效應在接地的、液體冷卻的管狀的或楠圓形的電極之間產生，該接地的、液體冷卻的管狀的或楠圓形的電極有效地冷卻電極并且借此活性物質在于等離子體內部產生之后流動。與使用具有相似的縱橫比的多個水冷的矩形的或正方形的電極相比，使用圓形或楠圓形管來形成接地電極的優(yōu)點是，楠圓形或圓的電極構造避免尖銳的邊緣，該尖銳的邊緣將干擾并不合意地增強邊緣附近的放電，運歸因于將由關系E=V/r造成的局部增強的電場，其中r是邊緣的曲率半徑，V是在電極上的施加的、瞬時電壓，且E是電場。增強的電場可能誘導電弧放電。如上文所述，運種下游加工方法還抑制將基底暴露于形成于等離子體內部的帶電物質，運是由于在此類物質離開等離子體后，此類物質迅速重新組合。[0122]圖2是等離子體加工裝置110的一個實施方案的透視圖的示意性表示，等離子體加工裝置110示出為圖示RF電極112，RF電極112具有液冷導管114a-114d、由使用銅或其他金屬帶（圖2中未示出）連接至電極112的RF電源和RF匹配網(wǎng)絡116供電、并且通過絕緣構件118a-118c支撐，絕緣構件118a-118c可W由例如纖維玻璃、G10/FR4(McMaster-Carr)、酪醒樹脂PTFE、玻璃或陶瓷制造，據(jù)此，在RF電極112與平面接地電極122之間的第一選定間隔120被保持，平面接地電極122使用平行的、接地的、空屯、的圓形或楠圓形管124a-124d構建。電能在約IMHz與約lOOMHz之間的頻率范圍內被供應，RF匹配網(wǎng)絡用于調節(jié)裝置中的從50歐的負荷偏差。冷卻器126將液體冷卻劑供應至冷卻導管114a-114d并且供應至適用于液冷的空屯、管124a-124d。矩形管或圓形管可W用于替換冷卻導管114a-114d。待被加工的材料128布置在靠近接地電極122的等離子體的外部并且保持W第二選定間隔130與接地電極122間隔開。材料128可W在加工期間使用適當?shù)囊苿友b置132移動。通過氣體供應器和歧管136供應的氣體進口管134a-134c將適當?shù)臍怏w混合物提供至氣體分配管138a-138c，標稱3/8英寸外徑，作為實例，對于每個氣體分配管138a存在至少一個氣體進口管134a，W保持跨越氣體分配管138a-138c的近似恒定的氣壓。氣體分配管138a-138c可W由例如塑料、特氣隆或金屬制成。清楚地，另外的進口管134將被設置為容納較寬的RF電極112。氣體分配管138a-138c具有沿著其長度間隔開的并且面向接地電極122的孔(在圖1中未示出），使得氣體通過從RF電極112的底表面141中打開的錐形通道140a-140c出現(xiàn)。錐形通道140a-140c將氣體分配管138a-138c堅固地保持在適當?shù)胤?，并且從表?41凹進。射頻電極112示出為被分成兩個相對的部分112a和11化，使得通道114a-114d和140a-140c可W容易地機械加工并且氣體分配管138a-138c可W被安裝，并且用于在放電裝置110的操作期間根據(jù)需要清潔和維護。在圖2中所示的Ξ個氣體分配管138a-138c可WW2.5英寸的中屯、-對-中屯、的間隔分離，并且從面141凹進了0.125英寸。在本發(fā)明的主題的另一個實施方案中，如果不采用管，則可W使用0形環(huán)將冷卻液體限制至在相對部分112a和11化中的冷卻導管114a-114c。為了防止工藝氣體通過裝置110的側面損失，氣流通過將空間密封在接地管124a-124d的第一個和最后一個與絕緣構件118b和118c之間來阻擋，使得氣流的導引總是通過接地管124a-124d(圖2中未示出)之間的開口。[0123]圖3是此處的等離子體加工裝置110的側視圖的示意性表示，示出氣體供應管134b、用于RF電極112的水冷通道114b和114c、凹進的氣體分配管138b、管狀接地電極122W及布置在形成于第一間隔120中的等離子體的下游的材料128。還示出了徑向孔142,該徑向孔142允許氣體從氣體分配管138b中流出、進入錐形通道14化中并且從RF電極11化的表面141中流出。孔142的直徑可W是0.03英寸。相鄰的接地電極管124a-124d之間的間隙可W為在約0.03英寸與0.12英寸之間。據(jù)信，在兩個等離子體放電裝置之間：一個具有約0.12英寸的電極間隙且另一個具有約0.093英寸的電極間隙，對于相同的流動條件，對于相同尺寸的電極22具有更多接地管的后一裝置將給出更好的結果。區(qū)別可能是用較小的間隙實現(xiàn)的較高的"下游"氣流速度W及由于管的增大的面積的較好的氣冷的結果。[0124]如上文所述，RF電極的有效冷卻可W通過W下來實現(xiàn):使正方形的銅或侶管114a-114d夾在RF電極112的頂部部分112a與底部部分11化之間，該RF電極112也可W由侶制成，并且使來自冷卻器126的恒溫控制的冷卻水流動，冷卻器126通過傳導使RF電極112冷卻。因為RF電極112和接地電極122均不被介電材料覆蓋，所W電極與氣體之間的熱傳導被大大地增強，能夠實現(xiàn)有效且高效的氣體冷卻。接地電極122包括一系列平行的、相等地間隔的管124a-124c，通過運些管，冷卻水還利用冷卻器126流動。RF電極112和管124a-124d的冷卻導管或管114a-114d可W很好地通過其他流體冷卻，例如基于甘油的冷卻劑或例如冷卻氣體。由于由接地電極122的管124a-124d提供的高表面積，氣冷相對于水冷平面電極被增強。對于具有1/4英寸外徑(O.D.)和在管之間的約0.09英寸的開放區(qū)域的間隙的管，平面電極上的表面積的增大是約2.2的因子。因此，流動至基底上的下游氣流或基底可W被有效地冷卻。當使用楠圓形接地電極管124a-124加寸，管的短尺寸垂直于RF電極112并且其長尺寸平行于RF電極112。[0125]流動的氣體被用于產生等離子體并且用于通過接地電極122的管144a-144d(圖2)之間的間隔將活性組分運載出等離子體并且運載到基底128上，活性組分在間隔120中在RF電極與接地電極之間在等離子體放電中產生。對于該目的有效的一種氣體混合物包括在約85%與約100%之間的氮氣，該氮氣從氣體供應器136(圖2和圖3)流動至氣體進口管134a-134c中并且流動至氣體分配管138a-138c中，還在本文的圖2和圖3中示出。其他氣體或氣化物質可W添加至氮氣流W提高等離子體體積內部的活性物質的形成。分配管138a-138c裝配有小的開口142W允許氣體從電極的面向等離子體的側面離開分配管。通過將運些分配管分別放置在機械加工至電極112中的間隙或通道140a-140c內，分配管保持在等離子體的活性區(qū)域的外部，正如氣體出口開口。通道不允許緊鄰其形成等離子體，因為RF電極和接地電極之間的電極間間隙對于放電太大W致不能發(fā)生。氣體分配管布置成遠離放電W便防止電弧放電事件(arcingevents),該電弧放電事件由于增強的空屯、陰極效應而發(fā)生，增強的空屯、陰極效應可能W與微空屯、放電中的方式相似的方式發(fā)生在小開口中。已發(fā)現(xiàn)Ξ列氣體分配管足W實現(xiàn)2mX0.3m的RF電極112的均勻加工，較長的尺寸平行于分配管138a-138d，如圖3中所示，并且其中氣體分配管的軸線垂直于材料128的移動。[0126]如上文所述，防止來自等離子體的氣流離開等離子體區(qū)域，除了通過管之間的窄的空間之外。即使大量的電功率化約lOW/cm3與偶爾大于約lOOW/cm3之間)被存放在等離子體中，運向工藝氣體增加熱能，但受水冷系統(tǒng)影響的有效的氣冷W及在管和RF電極上的絕熱器(例如電的介電覆蓋物)的不存在使氣體溫度保持為低的。運可W是顯著的，例如，當本等離子體放電裝置用于薄膜單體的表面聚合時，因為短暫暴露于熱氣體將引起在基底上的冷凝的單體迅速地氣化并且從系統(tǒng)中逃逸。[0127]材料128可W垂直于接地電極管的平行對準移動，運提供均勻的表面處理，因為表面的所有區(qū)域都暴露于氣流。材料與管的底部之間的間隙也可W被控制并改變。該間隙通常在約0.5mm與約10mm之間。大間隙使裝置能夠使施加至厚基底(例如，深的-成堆的地毯）的單體聚合，但還具有的缺點是，流出等離子體的活性化學物質中的某些將重新組合或通過其他時間依賴性手段(例如通過福射或碰撞)失活，導致較慢的加工。材料和管之間的小間隙具有活性物質的最小失活的優(yōu)點，但也更易于通過使來自材料的任何揮發(fā)性蒸氣與工藝氣體混合而污染RF電極和接地電極之間的等離子體體積。處理可W從其他加工步驟排出蒸氣的材料的能力是明顯的優(yōu)點，因為使用任何原位加工方法來處理此類材料將導致工藝氣體被排出的揮發(fā)性蒸氣污染，或將需要如此高的氣流W致成本過高。管的緊密間隔還允許等離子體氣體W較高的速度朝向材料離開，因為氣流被導引通過較小的空間，運增大了氣體的線性速度，而沒有氣體消耗的伴隨的增加，并且從而控制成本。[0128]如果基底或材料將要在裝置中保持靜止，則結果將是處理的條，每個條對應于接地電極管124a-124d之間的間隙。通過W均勻的方式且在垂直于接地電極的方向上使基底移動穿過裝置，已實現(xiàn)均勻的表面加工。運在聯(lián)機工藝（in-lineprocess)或獨立批量工藝(stand-alonebatchprocess)中提供材料的連續(xù)處理?；谆虿牧?28可W包括例如柔性材料例如紡織品、地毯、塑料、紙、金屬膜和非編織物，或例如剛性材料例如玻璃、娃片、金屬和金屬片材、木材、復合材料、卡紙板、外科器械或皮膚?；卓蒞是層壓材料。[0129]材料可W使用傳送帶、移動臺或通過行進的其他裝置移動。因為基底在等離子體W及其中的電場的外部，所W其運動不復雜。基底與在接地電極管124a-124d之間的等離子體產生的物質的出口之間的距離被調節(jié)成使得活性物質的失活或衰變不破壞下游區(qū)域中的氣體流的化學反應性。基底的在距接地電極管124a-l24d的表面的0mm至約10mm之間的放置和移動，可W滿足運種條件，運取決于工藝化學。[0130]總之，在一個可能的實施方案中，等離子體的穩(wěn)定的、非電弧放電操作需要滿足W下Ξ個條件：（a)由例如約85%與約100%之間的氮氣組成的工藝氣體的流；（b)在約IMHz與約1OOMHz之間的頻率范圍內的一個電極的RF激發(fā)，其中裸金屬電極暴露于等離子體；W及(C)在約0.5mm與約3mm之間的在RF-驅動電極與接地電極之間的間隙。據(jù)信，在約13.56MHz的RF頻率時的約1.6mm的間隔將獲得令人滿意的結果(并且對于較高頻率為稍微較小的距離）。另外，低溫操作（即，在約〇°C與約100°C之間，或在10°C-35°C之間）需要使用溫度控制的流體將兩種電極有效冷卻，該溫度控制的流體為例如冷卻的空氣、乙二醇或蒸饋水。導電流體例如鹽水的使用是不合意的，運是由于鹽水的腐蝕效應W及可能產生的射頻電源的漏電。[0131]在其中著色劑可W作為離散的、分層的涂層被施加的某些實施方案中，在紡織品基底上的涂層為在1皿與1mm或在10皿與100皿之間、或在40皿與50皿之間、或在0.5皿與ΙΟμm之間、或在1.0皿與扣m之間。運些范圍是代表性的并且本發(fā)明的主題涵蓋范圍廣泛的厚度并且不意圖受限于具體給定的實例。lnm-20nm應當滿足表面特性的改變。然而，超過20nm的厚度可W被需要W確保誘導織物的表面的觸覺變化的能力。[0132]在某些實施方案中，與用于側面特定的等離子體處理的US8,016,894中的教導一致，涂覆的紡織品的一側可W暴露于等離子體，而紡織品的另一側保持為緊密靠近不受等離子體物質影響的表面。W運種方式，等離子體可W選擇性地使紡織品的一側改性(例如，涂覆）。保護織物的面向不可滲透的表面的側面免于被等離子體中產生的化學物質改性。應當提到，織物是否被某種力壓住抵靠不可滲透的表面或簡單地鄰近于表面，或在其附近，將取決于被保護的表面中的多少可W被除去或改性，而不致使該表面與被有意加工或除去的表面之間的性質的差異不明顯。為了加工大量的織物，紡織品可選定的速度移動通過等離子體，使得紡織品在等離子體中花費有效量的時間。在某些情況下，等離子體處理可W提供具有另外的合意性質的功能性配體到織物的在面向等離子體的側面上的表面;被保護的側面上的涂層基本上保留為涂覆的，并且可W具有與等離子體加工的側面不同的功能。因此，本裝置和方法可W用于實現(xiàn)期望的雙功能性織物。[0133]堡型^[0134]用于根據(jù)本發(fā)明的主題的方法的滲雜劑(dope)或原料溶液可W是包括或包含本文中預期的任何著色劑的溶液或分散體或其他混合物或組合物。通常，基于染料的已知化學和對于給定染料的常規(guī)已知的溶液，染料可適當?shù)姆€(wěn)定和可用的形式被提供。在運方面，通常，染料制造商將能夠提供在適當?shù)娜芤褐械娜玖匣蛱峁┚哂杏糜谑褂玫恼f明書的染料。但一般來講，為了生產染料的儲備溶液，染料粉末用水或其他溶劑來稀釋。對于染料工藝必需的各種已知的添加劑可W被添加至溶液。添加劑包括用于驅動染料移動的鹽、抗結塊劑和防塵劑等。在商業(yè)規(guī)模的應用中，然后將染料溶液的轉鼓(drum)運送至工廠W用于具體的色調/應用。在工廠，溶液可W在染料到達織物之前被稀釋多次。運種稀釋將使織物的色調改變至期望的程度。[0135]在反應性染料的情況下(例如，用于施加至棉或羊毛），典型的儲備溶液為約8%染料，其中其70%可W是鹽并且其余的是濃縮的水或其他溶劑。該鹽幫助驅動來自溶液的染料反應至纖維中。顏色的色調通過添加至溶液的染料的量來改變。[0136]通常，反應性染料使用不使用高溫的冷墊料批量工藝來施加。然后，將織物放置于蒸汽室中W驅動反應。因為等離子體可W模擬高溫反應，所W等離子體可W替代蒸汽室工藝。此外，因為等離子體可W活化染料分子W及織物表面(驅動反應），所W染料溶液中的鹽不一定驅動反應。因此，反應性等離子體染料的儲備溶液可W是染料在溶劑中的高度濃縮的混合物。根據(jù)本發(fā)明的方法，原料溶液可W在o°c至100°C的范圍內的溫度下生產和/或用于等離子體加工，W用于許多應用。[0137]在分散染料(聚醋）的情況下，儲備溶液可W包含某些鹽和抗團聚化學物W保持染料分子懸浮。對于反應性染料和分散染料的情況，儲備溶液將是高濃度的染料并且與傳統(tǒng)的染色方法相比，在儲備溶液中需要少的其他添加劑(若有的話）。然后，使染料作為霧被霧化至等離子體中。[0138]如本文中使用的，術語"溶液"是廣義術語，其不僅包括適當?shù)娜芤憾疫€包括懸浮液和膠體。用于滲雜溶液的溶劑可W是任何水溶液，其中著色劑是可溶的或可分散的。在下文中，"溶劑"是可W用于產生溶解的或分散的顆粒的任何液體。類似地，對"溶解"W及類似術語的引用，意指出于形成適當?shù)娜芤骸腋∫夯蚰z體的目的的溶解或分散的行為。[0139]依據(jù)前述教導，本領域技術人員將理解，各種合意的性質或特性可W被賦予紡織品材料W及其他基底。如本文中所使用，此類性質或特性包括，改進的：觸覺或手感(例如，織物變軟）、強度、耐久性、彈性、阻燃性、拒水性和/或拒油污性、忍吸能力、防蟲性(insect-r邱ellency)、抗靜電性質、在陽光和照明條件下的抗稱色性、W及減少氣味、感染和霉菌或霉的形成的抗微生物性質。染色和/或處理可W選擇性地或優(yōu)先地施加至織物基底的兩側，或選擇性地或優(yōu)先地施加至一側或另一側。類似地，染色和處理可W選擇性地或優(yōu)先地施加至基底上的期望的區(qū)。選定的或優(yōu)先的處理可相同的或不同的化學性質為中屯、。例如，不同的區(qū)可W用相同的組合物處理，但W用于每個區(qū)的用于定制的性能要求的不同的量。[0140]上文結合任何特定實例描述的原理可W與結合其他實例中的任何一個或更多個描述的原理組合。因此，該詳細描述將不被解釋為限制性意義，并且在檢閱本公開內容之后，本領域的普通技術人員將理解多種多樣的出借系統(tǒng)（lendingsystem)W及可W使用本文描述的各種概念設計的其他系統(tǒng)。此外，本領域的普通技術人員將理解，本文中公開的示例性實施方案可W適用于各種配置，而不背離所公開的原理。[0141]提供所公開的實施方案的先前的描述W使本領域任何技術人員能夠制造或使用所公開的創(chuàng)新。對那些實施方案的各種修改將對本領域技術人員是明顯的，并且本文定義的一般性原理可W應用于其他實施方案，而不背離本公開內容的精神或范圍。因此，要求保護的本發(fā)明不意圖限制于本文中所示的實施方案，而是將被給予與權利要求的語言相一致的全部范圍，其中除非具體地如此陳述，否則對W單數(shù)的要素的引用例如，使用冠詞"一(a)"或"一(an)"不意圖意指"一個和僅一個"，而是"一個或更多個"。此外，本文中所公開的任何事物都不意圖貢獻于公眾，無論此公開內容是否在權利要求中被明確地敘述。權利要求要素將不會被解釋為在美國專利法下的"裝置加功能"權利要求，除非該要素使用措辭"用于...的裝置"或"用于...的步驟"被清楚地敘述。[0142]本文中引用的所有專利文獻和非專利文獻為了所有目的據(jù)此通過引用W其整體并入?！局鳈囗棥?.一種處理基底的方法，包括：提供基底，所述基底具有大體上片材或平面的形式或纖維或紗的形式；提供著色劑，所述著色劑待在所述基底的表面處凝固；以及使所述基底和所述著色劑經受來自通過大氣等離子體裝置產生的等離子體的反應性物質，直到所述著色劑在所述基底的所述表面處凝固。2.如權利要求1所述的方法，其中所述基底包括著色劑，在所述基底經受所述等離子體的反應性物質之前，所述著色劑被沉積在所述基底的所述表面上，并且其中在具有所述著色劑的所述基底經受所述反應性物質后，所述反應性物質促進所述著色劑在所述基底的所述表面處凝固。3.如權利要求1所述的方法，其中在所述基底被放置在所述等離子體裝置的室中之后，所述著色劑被沉積在所述基底上。4.如權利要求1所述的方法，其中所述著色劑包括染料，所述染料被進料至等離子體裝置的產生等離子體的電場中，并且所述基底上的所述染料和/或表面位點被轉變成反應性物質，使得所述染料和所述基底結合在一起。5.如權利要求1所述的方法，其中將所述基底放置在所述等離子體裝置的所述產生等離子體的電場內。6.如權利要求1所述的方法，其中所述基底被放置在所述等離子體裝置的所述產生等離子體的電場的外部，但與所述等離子體中產生的反應性物質連通，所述反應性物質促進所述基底固定至所述著色劑和/或促進所述著色劑固定至自身，以使所述著色劑附著至在基底的下部分的表面上的共延伸涂層中。7.-種用等離子體處理紡織品的方法，包括：通過噴墨打印、超臨界C02染色或溶液染色將著色劑施加至基底;和使所述紡織品經受來自通過大氣等離子體裝置產生的等離子體的反應性物質，直到所述著色劑在所述基底的表面處凝固。8.如權利要求1、7、12、15或16所述的方法或構建體，其中所述著色劑選自以下的組:酸性染料、堿性染料、分散染料、直接染料或直接染色的染料、媒染劑和鉻染料、顏料、有機染料、溶劑染料、偶氮染料、硫染料、醋酸人造絲染料、尼龍染料、醋酸纖維素染料和甕染料。9.如權利要求17、12、15或16所述的方法或構建體，其中所述著色劑選自以下的組:偶氮染料、蒽醌染料、苯并二呋喃酮染料、多環(huán)芳香族羰基染料、靛類染料、聚次甲基以及相關的染料、苯乙烯基染料、二芳基碳鑰染料和三芳基碳鑰染料、酞菁染料、喹酞酮染料、硫染料、硝基染料和亞硝基染料以及混雜的染料。10.如權利要求1、7、12、15或16所述的方法或構建體，其中所述基底包括紡織品材料。11.如權利要求10所述的方法，其中所述紡織品材料選自基于石油的合成纖維紡織品的組，所述基于石油的合成纖維紡織品由以下組成但不限于以下：聚酯、尼龍、合成聚氨酯(以合成皮革的形式）、纖維素以及在鞋類、裝備和服裝中使用的其他材料。12.-種處理紡織品的方法，包括:提供紡織品；提供著色劑，所述著色劑包含待被凝固在所述紡織品的表面處的單體；以及使所述紡織品和/或所述著色劑經受足以使所述著色劑的單體凝固在所述表面處的等離子體條件；以及繼續(xù)所述條件直到所述著色劑凝固。13.如權利要求12所述的方法，其中所述條件通過等離子體裝置提供，所述等離子體裝置被配置成用于大氣等離子體產生，并且在所述裝置中產生的等離子體促進所述凝固。14.如權利要求1、7或12所述的方法，還包括操作聯(lián)接至所述等離子體裝置的連續(xù)進料組件，以提供將基底材料輸入至所述等離子體裝置的反應區(qū)中。15.-種使著色劑凝固在基底上的方法，包括:使用等離子體、特別是在大氣條件下產生的等離子體在基底上進行蝕刻操作，以在所述基底的表面處產生期望的表面紋理;和在等離子體條件或非等離子體條件下將著色劑沉積在所述表面上；以及允許所述著色劑在所述基底的所述表面處凝固。16.-種構建體，包括基底材料和在基底的表面處凝固的著色劑，其中所述基底包括具有大體上片材或平面的形式的紡織品材料，并且所述紡織品包括蝕刻的表面處理層以及在所述蝕刻層中的著色劑和基底材料的復合物。17.如權利要求16所述的構建體，其中所述紡織品材料選自基于石油的合成纖維紡織品的組，所述基于石油的合成纖維紡織品由以下組成但不限于以下：聚酯、尼龍、合成聚氨酯（以合成皮革的形式）、纖維素以及在鞋類、裝備和服裝中使用的其他材料。18.如權利要求16所述的構建體，其中所述著色劑包括來自權利要求8或9的著色劑。19.如權利要求16所述的構建體，其中所述基底是具有至少6平方英寸的表面積的平面紡織品材料。20.如權利要求16所述的構建體，其中所述紡織品材料包括寬度從10英寸至72英寸并且長度為約1-100米的至少任何卷尺寸的紡織品材料的卷。21.-種服裝或鞋類的物品，所述物品具有外層、中間層或內層，所述物品整體地或部分地包括如權利要求1、7、12、15或16所述的基底或構建體。22.如本文中所示和所描述的本發(fā)明的主題?！疚臋n編號】D06P3/34GK105980624SQ201480075330【公開日】2016年9月28日【申請日】2014年12月5日【發(fā)明人】賈斯汀·李·格拉迪什,瑪麗-埃倫·史密斯,格雷厄姆·C·佩吉【申請人】北面服飾公司